共振器和無線功率傳送裝置制造方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容涉及共振器和無線功率傳送裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，共振器包括磁芯、纏繞在磁芯周圍的繞組和寄生環(huán)路元件。寄生環(huán)路元件被布置為與通過流過繞組的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)互鏈接。在寄生環(huán)路元件中，磁鏈量被調(diào)整。
【專利說明】共振器和無線功率傳送裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在這里描述的實(shí)施例大體上涉及共振器和無線功率傳送裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]被配置為以非接觸的方式通過功率傳送線圈和功率接收線圈之間的互感來無線傳送電力的無線功率傳送系統(tǒng)是已知的。在無線功率傳送系統(tǒng)中，由于線圈之間的距離和線圈的不對(duì)準(zhǔn)，存在自感值改變、共振頻率改變且電力傳送效率劣化的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種共振器，該共振器包括:磁芯；纏繞在磁芯周圍的繞組；以及寄生環(huán)路元件，被布置為與通過流過繞組的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)互鏈接，并且在寄生環(huán)路元件中磁鏈量被調(diào)整。
[0004]根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種無線功率傳送裝置，該無線功率傳送裝置包括:共振器，通過互感關(guān)于功率接收裝置無線傳送來自高頻率電源的功率；通信單元，與功率接收裝置通信功率傳送狀態(tài)或功率接收狀態(tài)；以及控制單元，檢測(cè)傳送功率，并基于檢測(cè)結(jié)果或接收的通信單元的信息來控制傳送功率。其中，共振器包含:包含磁芯和纏繞在磁芯周圍的繞組的線圈，以及被布置為與在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)互鏈接的寄生環(huán)路元件?？刂茊卧诰€圈的電感值或共振器的共振頻率的波動(dòng)來調(diào)整寄生環(huán)路元件的磁鏈量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是根據(jù)本示例性實(shí)施例的功率傳送裝置的示意性配置圖；
[0006]圖2是根據(jù)本示例性實(shí)施例的共振器的透視圖；
[0007]圖3是在其上布置寄生環(huán)路元件的線圈的等同電路圖；
[0008]圖4是在其上布置寄生環(huán)路元件的線圈的等同電路圖；
[0009]圖5A和圖5B是不出磁場(chǎng)分布的例子的不圖；
[0010]圖6是示出寄生環(huán)路元件的布置例子的示圖；
[0011]圖7是示出寄生環(huán)路元件的布置位置與電感值的變化之間的關(guān)系的示圖；
[0012]圖8是根據(jù)變更例的共振器的透視圖；
[0013]圖9是根據(jù)變更例的共振器的側(cè)示圖；
[0014]圖10是根據(jù)本示例性實(shí)施例的功率接收裝置的示意性配置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，共振器包含磁芯、纏繞在磁芯周圍的繞組和寄生環(huán)路元件。寄生環(huán)路元件被布置為與通過流過繞組的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)互鏈接。在寄生環(huán)路元件中，磁鏈的
量被調(diào)整。
[0016]現(xiàn)在將參照附圖解釋實(shí)施例。[0017]圖1示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的功率傳送裝置的示意性配置。功率傳送裝置I包含共振器10、高頻率電源電路20、控制單元30和通信單元40。功率傳送裝置I通過共振器10與功率接收裝置(未示出)的共振器之間的互耦合向功率接收裝置傳送電力。并且，例如，功率傳送裝置I可包含被配置為監(jiān)視功率傳送裝置I的加熱的溫度傳感器、被配置為通過電磁波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)監(jiān)視外物的傳感器和用于檢測(cè)功率接收裝置的共振器的位置的諸如RFID的傳感器。
[0018]共振器10具有線圈12、電容器14和寄生環(huán)路元件16。電容器14可以是寄生電容器。將在后面描述寄生環(huán)路元件16。共振器10具有預(yù)定共振頻率(=CociX共振頻率(=ω0)由線圈12的電感(=L1)和電容器14的電容(=C1)確定。
[0019]高頻率電源電路20向共振器10供給AC功率?？赏ㄟ^導(dǎo)線或者以無線的方式供給AC功率。
[0020]通信單元40可與功率接收裝置的通信單元(未示出)通信，并接收功率接收裝置的需要的功率量和功率接收狀態(tài)，或者傳送功率傳送裝置I的功率傳送狀態(tài)。
[0021]控制單元30具有傳送功率監(jiān)視單元32、共振頻率監(jiān)視單元34、寄生環(huán)路控制單元36和耦合系數(shù)監(jiān)視單元38。傳送功率監(jiān)視單元32具有用于檢測(cè)功率傳送電流、電壓和電力的安培計(jì)、電壓計(jì)等。控制單元30基于由傳送功率監(jiān)視單元32檢測(cè)的功率傳送電流、電壓和電力或者通過通信單元40接收的功率接收裝置的功率接收電流、電壓和電力來控制高頻率電源電路20的輸出。
[0022]共振頻率監(jiān)視單元34確定共振器10是否處于共振條件中。例如,在串聯(lián)連接電容器和線圈的串聯(lián)共振電路中，阻抗在共振頻率處最小化，并且電流最大化。出于這種原因，通過掃描高頻率電源電路20的輸出頻率，共振器10的輸入端的電流值被最大化的頻率可被確定為共振頻率。共振頻率監(jiān)視單元34基于共振器10的輸入端的電流值的變化來確定共振器10是否處于共振條件中。
[0023]耦合系數(shù)監(jiān)視單元38計(jì)算共振器10與功率接收裝置的共振器之間的耦合系數(shù)。例如，耦合系數(shù)監(jiān)視單元38測(cè)量功率接收裝置側(cè)的輸出端開路時(shí)的線圈12的電感值L_n和功率接收裝置側(cè)的輸出端短路時(shí)的線圈12的電感值1^_，并通過使用下式I計(jì)算耦合系數(shù)k。
【權(quán)利要求】
1.一種共振器，包括: 磁芯； 纏繞在磁芯周圍的繞組；以及 寄生環(huán)路元件，被布置為與通過流過繞組的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)互鏈接，并且在寄生環(huán)路元件中磁鏈量被調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，還包括開關(guān)，所述開關(guān)切換寄生環(huán)路元件的環(huán)路的打開和閉合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中，寄生環(huán)路元件被布置于磁芯的表面上，并且關(guān)于磁芯的表面的垂直線旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中，寄生環(huán)路元件相對(duì)于磁芯的表面被斜著布置，并且，相對(duì)于所述表面的傾角是可變的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中， 多個(gè)寄生環(huán)路元件被布置于磁芯的表面上，以及 寄生環(huán)路元件中的每一個(gè)具有切換環(huán)路的打開和閉合的開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的共振器，其中，所述多個(gè)寄生環(huán)路元件包含具有第一尺寸的寄生環(huán)路元件和具有與第一尺寸不同的第二尺寸的寄生環(huán)路元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振器，其中，寄生環(huán)路元件在磁芯的表面上移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共振器，其中，寄生環(huán)路元件沿繞組在磁芯的中心部分與側(cè)部之間移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共振器，其中，寄生環(huán)路元件沿磁芯的周邊部分移動(dòng)。
10.一種無線功率傳送裝置，包括: 共振器，通過互感關(guān)于功率接收裝置無線傳送來自高頻率電源的功率； 通信單元，與功率接收裝置通信功率傳送狀態(tài)或功率接收狀態(tài)；以及 控制單元，檢測(cè)傳送功率，并基于檢測(cè)結(jié)果或接收的通信單元的信息來控制傳送功率， 其中，共振器包含: 包含磁芯和纏繞在磁芯周圍的繞組的線圈，以及 被布置為與在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)互鏈接的寄生環(huán)路元件，以及 控制單元基于線圈的電感值或共振器的共振頻率的波動(dòng)來調(diào)整寄生環(huán)路元件的磁鏈量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，還包括: 開關(guān)，所述開關(guān)切換寄生環(huán)路元件的環(huán)路的打開和閉合， 其中，控制單元控制所述開關(guān)的接通斷開。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中， 寄生環(huán)路元件被布置于磁芯的表面上，以及 控制單元使寄生環(huán)路元件圍繞磁芯的表面的垂直線旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中， 寄生環(huán)路元件相對(duì)于磁芯的表面被斜著布置，以及 控制單元控制相對(duì)于所述表面的傾角。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，多個(gè)寄生環(huán)路元件被設(shè)置， 寄生環(huán)路元件中的每一個(gè)具有切換環(huán)路的打開和閉合的開關(guān)，以及 控制單元控制每個(gè)開關(guān)的接通斷開。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述多個(gè)寄生環(huán)路元件包含具有第一尺寸的寄生環(huán)路元件和具有與第一尺寸不同的第二尺寸的寄生環(huán)路元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中， 寄生環(huán)路元件被設(shè)置為能夠在磁芯的表面上移動(dòng)，以及 控制單元控制寄生環(huán)路元件的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，寄生環(huán)路元件沿繞組在磁芯的中心部分與側(cè)部之間移動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán) 利要求16所述的裝置，其中，寄生環(huán)路元件沿磁芯的周邊部分移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104037950SQ201410077790
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月6日
【發(fā)明者】山田亞希子, 司城徹, 尾林秀一, 莊木裕樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝