非接觸電力傳送系統(tǒng)、受電裝置和輸電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供非接觸電力傳送系統(tǒng)，受電裝置，和輸電裝置。為了解決如果將進(jìn)行非接觸通信單元和非接觸的電力受電的單元內(nèi)置于便攜終端則因它們的天線而導(dǎo)致安裝容積增大的課題，將使用于受電側(cè)的非接觸通信和受電的天線共用化，并且該天線使用對(duì)應(yīng)磁諧振方式的天線。
【專利說(shuō)明】非接觸電力傳送系統(tǒng)、受電裝置和輸電裝置
[0001] (本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年3月12日、申請(qǐng)?zhí)枮?01210064098. 8的同名發(fā)明專 利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)）

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及使用非接觸數(shù)據(jù)通信單元和磁諧振的非接觸電力傳送單元、裝置和進(jìn) 行它們的輸送接收的天線，涉及應(yīng)用于對(duì)裝載有非接觸1C卡和電池的便攜設(shè)備的非接觸 的充電裝置的有效技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0003] 作為本
【發(fā)明者】研究的技術(shù)，關(guān)于非接觸充電系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)，例如能夠考慮圖24 所示的結(jié)構(gòu)作為一例。
[0004] 圖24是表示非接觸的充電系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的一例的框圖，圖中的系統(tǒng)包括設(shè)置 在鐵路車站和店鋪等電力提供者一側(cè)的輸電裝置701和使用者具有的便攜終端裝置702。 本系統(tǒng)中，便攜終端裝置702由輸電裝置701充電。
[0005] 輸電裝置701包括：RFID讀取器等非接觸型處理模塊713、非接觸型輸電模塊712 和輸電控制模塊711。
[0006] 便攜終端裝置702包括：用于RFID等非接觸型處理動(dòng)作的非接觸型處理模塊 723、用于充電的非接觸型受電模塊722、進(jìn)行充電的判斷和控制的受電控制模塊721和能 夠高速充電的大容量蓄電模塊720。
[0007] 圖中是如下結(jié)構(gòu)：持有便攜終端702的使用者，為了在設(shè)置在車站和店鋪等的輸 電裝置701上裝載的非接觸型處理模塊713與便攜終端702上裝載的非接觸型處理模塊 723之間進(jìn)行電子結(jié)算等而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，對(duì)比輸電裝置701上裝載的非接觸型輸電模 塊712更靠終端側(cè)的非接觸型輸電模塊722通過(guò)非接觸輸送電力，并且在非接觸型輸電模 塊722中，對(duì)接受的電力整流后對(duì)高速大容量蓄電模塊720進(jìn)行充電，圖中的輸電控制模塊 711和受電控制模塊721中，進(jìn)行這些模塊之間的非接觸的輸電的控制，并且進(jìn)行對(duì)高速大 容量蓄電模塊720進(jìn)行充電的充電控制。
[0008] 以上的結(jié)構(gòu)中，由于是在非接觸型處理模塊713、723之間進(jìn)行通信期間進(jìn)行便攜 終端裝置702的電源的充電的結(jié)構(gòu)，所以在減少便攜終端裝置702的充電時(shí)間的基礎(chǔ)上，只 要頻繁地在非接觸型處理模塊713、723之間進(jìn)行通信，無(wú)需特別對(duì)便攜終端裝置702充電 就能夠持續(xù)進(jìn)行終端的使用（例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0009] 進(jìn)而在圖24所示的非接觸的通信和用于充電的輸電中，數(shù)cm以下距離較近的非 接觸通信和非接觸輸電，一般是通過(guò)電磁感應(yīng)方式和磁諧振方式等磁耦合進(jìn)行的傳送。這 是因?yàn)?，作為其他傳送方式被認(rèn)為有效的使用電波的傳送方式與傳送的距離r成反比，與 此相對(duì)，使用電磁耦合的傳送的強(qiáng)度與傳送距離r的2次方成反比，例如在傳送距離小于lm 的情況下，lAr2)這一項(xiàng)比1/r大。
[0010] 因此，非接觸的通信和用于充電的輸電所使用的頻率使用100kHz頻域到十幾 MHz 程度的頻率，作為這些輸送接收使用的天線，為了使磁耦合較強(qiáng)，如圖25所示，一般使用數(shù) 圈到數(shù)十圈的線圈狀的天線，使用像圖24所示的用于便攜終端的非接觸通信和非接觸的 輸電那樣的直徑4cm程度的線圈狀的天線（例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。
[0011] 作為本
【發(fā)明者】研究的其他技術(shù)，已知有非專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)。關(guān) 于該非接觸電力傳送系統(tǒng)，例如能夠考慮如圖26所示的結(jié)構(gòu)作為一例。
[0012] 圖26是表示非接觸的電力傳送系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的一例的結(jié)構(gòu)圖，非接觸電力傳 送系統(tǒng)730中，由高頻電源731、經(jīng)由可變阻抗電路737與高頻電源731連接的供電線圈732 和諧振線圈733構(gòu)成一次側(cè)線圈，由諧振線圈734和負(fù)載線圈735構(gòu)成二次側(cè)線圈，具有與 負(fù)載線圈735連接的負(fù)載736。
[0013] 進(jìn)而，在諧振線圈733、734分別連接有諧振電容738、739,供電線圈732、諧振線圈 733、734、負(fù)載線圈735構(gòu)成諧振系統(tǒng)740。此外，高頻電源731的輸出頻率設(shè)定為諧振系統(tǒng) 740的諧振頻率。
[0014] 阻抗可變電路737,由2個(gè)可變電容741、742和電感器743構(gòu)成。一個(gè)可變電容 741與高頻電源731并聯(lián)連接，另一個(gè)可變電容742與供電線圈732并聯(lián)連接。電感器743 連接在兩個(gè)可變電容741、742之間。阻抗可變電路737,通過(guò)變換可變電容741、742的容 量來(lái)變更其阻抗。該阻抗可變電路737調(diào)整阻抗使諧振系統(tǒng)740的諧振頻率下的輸入阻抗 與高頻電源731 -側(cè)的阻抗相匹配。可變電容741、742通過(guò)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸來(lái)使容量可 變，這是眾所周知的結(jié)構(gòu)，是電機(jī)根據(jù)來(lái)自控制裝置744的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
[0015] 從高頻電源731經(jīng)由阻抗可變電路737對(duì)供電線圈732以諧振系統(tǒng)740的頻率輸 出高頻電壓，在供電線圈732產(chǎn)生磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)通過(guò)諧振線圈733、734產(chǎn)生的磁場(chǎng)諧振而 增強(qiáng)。從增強(qiáng)后的諧振線圈734附近的磁場(chǎng)通過(guò)負(fù)載線圈735利用電磁感應(yīng)取得電力供給 到負(fù)載736。
[0016] 此時(shí)，如果諧振線圈733、734的線圈間距離變化，則諧振系統(tǒng)740的輸入阻抗也發(fā) 生變化。因此，在沒有阻抗可變電路737的情況下，因諧振線圈733、734的線圈間距離，無(wú)法 取得阻抗匹配，產(chǎn)生對(duì)高頻電源731的反射電力，傳送效率降低。此外，從其他觀點(diǎn)來(lái)看，因 線圈間距離使產(chǎn)生磁諧振現(xiàn)象的頻率發(fā)生變動(dòng)，所以磁諧振頻率對(duì)于高頻電源731的輸出 頻率偏離時(shí)傳送損耗增大。因此，雖然可以將高頻電源的頻率與線圈間距離對(duì)應(yīng)地調(diào)整成 傳送損耗最小的頻率，但改變發(fā)送頻率可能會(huì)對(duì)其他通信設(shè)備造成影響所以一般不實(shí)行。 因此，在線圈間距離發(fā)生變動(dòng)，諧振系統(tǒng)740的輸入阻抗發(fā)生變動(dòng)的情況下，通過(guò)控制裝置 744調(diào)整可變電容741、742來(lái)取得阻抗匹配。
[0017] 先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0018] 專利文獻(xiàn)
[0019] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-353042號(hào)公報(bào)圖1
[0020] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2010-141976號(hào)公報(bào)圖1
[0021] 非專利文獻(xiàn)1 :日經(jīng)Business 2009年1月26日號(hào)78頁(yè)日經(jīng)BP社
[0022] 非專利文獻(xiàn) 2 :NIKKEI ELECTRONICS 2007. 12. 3117 項(xiàng)?128 項(xiàng)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 發(fā)明要解決的課題
[0024] 但是，上述圖24所示的現(xiàn)有技術(shù)的充電系統(tǒng)中，個(gè)別地使用非接觸通信和非接觸 的輸電，所以分別需要直徑4cm程度的線圈狀的天線。因此，特別是要在小型化的要求高的 便攜終端上裝載圖24所示的充電系統(tǒng)的情況下，需要內(nèi)置2個(gè)上述線圈狀的天線元件，所 以具有便攜終端裝置的小型化困難的課題。
[0025] 進(jìn)而，上述圖24所示的現(xiàn)有技術(shù)的充電系統(tǒng)中，在非接觸的輸電中，非接觸部的 傳送損耗較大時(shí)輸電裝置的效率降低，消耗電力增加，所以一般使用在近距離（數(shù)cm以下） 獲得較高效率的電磁感應(yīng)方式，反之當(dāng)傳送距離增大某種程度時(shí)（例如1?2cm程度）傳 送效率急劇劣化，所以在想要在便攜終端裝置上裝載現(xiàn)有技術(shù)的受電裝置的情況下，需要 將受電裝置的天線貼在便攜終端裝置的表面等使充電時(shí)輸電裝置與受電裝置之間的傳送 距離縮短，所以存在裝載位置受到限制的課題。
[0026] 進(jìn)而，便攜終端裝置的通信頻率是800MHz頻域和2GHz頻域等較高的頻率，用于該 通信的天線得以小型化，能夠內(nèi)置于通信終端。但是，在將接受上述的非接觸通信和非接觸 的輸電的天線內(nèi)置于便攜終端的情況下，來(lái)自所內(nèi)置的便攜終端裝置的通信天線的電波， 比進(jìn)行非接觸通信和非接觸的輸電的頻率高數(shù)百倍程度，所以進(jìn)行非接觸通信和非接觸的 受電的天線看起來(lái)只會(huì)像金屬板那樣。因此進(jìn)行非接觸通信和非接觸的受電的天線部會(huì)發(fā) 生反射，所以具有對(duì)便攜終端裝置的接收靈敏度造成影響的課題。
[0027] 此外，上述圖26所示的現(xiàn)有技術(shù)的非接觸的電力傳送系統(tǒng)中，因磁諧振線圈的線 圈間距離的變動(dòng)而使諧振系統(tǒng)的輸入阻抗變動(dòng)，由此導(dǎo)致一次線圈側(cè)與二次線圈側(cè)之間的 頻率特性改變、傳送效率劣化，這種現(xiàn)象用通過(guò)調(diào)整可變阻抗電路的可變電容實(shí)現(xiàn)高頻電 源與諧振系統(tǒng)的阻抗匹配的結(jié)構(gòu)來(lái)改善，但在傳送數(shù)W以上的電力的情況下，出于電力容 量和耐壓的問(wèn)題，可變電容難以使用可變電容二極管等半導(dǎo)體。因此，需要使用可變電容器 等機(jī)械式的可變電容，無(wú)法實(shí)現(xiàn)輸電器的小型化。此外，因?yàn)榭勺冸娙菔菣C(jī)械式的，所以在 耐久性的方面存在課題。
[0028] 進(jìn)而，上述圖26所示的非接觸的電力傳送系統(tǒng)中，在磁諧振線圈的線圈間距離為 數(shù)mm程度的非常近距離的傳送中，與利用磁諧振線圈間的磁諧振的傳送相對(duì)地，利用電磁 感應(yīng)的傳送的比例增加會(huì)產(chǎn)生影響，具有使線圈更近時(shí)傳送效率反而降低的課題。
[0029] 用于解決課題的方法
[0030] 本發(fā)明為了達(dá)成上述目的，對(duì)于上述課題、即在要裝載接受非接觸通信和非接觸 的輸電的天線的情況下便攜終端裝置的小型化困難的課題，通過(guò)構(gòu)成為使非接觸通信用天 線與接受非接觸的輸電的天線共用化，并且在共用化的天線的接收輸出部設(shè)置切換電路， 共用化的天線接受來(lái)自輸電裝置的輸電電力的情況下，將切換電路切換到充電側(cè)，經(jīng)由該 切換電路在整流電路中將受電信號(hào)整流對(duì)電池充電，在接收非接觸通信信號(hào)的情況下，切 換電路就這樣保持非接觸通信側(cè)，由此能夠進(jìn)行非接觸通信。
[0031] 接著，關(guān)于在進(jìn)行充電的情況下，需要縮短輸電裝置與受電裝置間的傳送距離以 使效率不會(huì)劣化，所以裝載位置受到限制的課題，構(gòu)成為，作為在輸電裝置中用于輸電的天 線，為由具有與用于輸電的頻率諧振的長(zhǎng)度的線圈長(zhǎng)度的兩端未電連接的諧振線圈和對(duì)諧 振線圈將輸電電力磁耦合供電的供電線圈組成的被稱為磁諧振方式的方式，通過(guò)供電線圈 供給來(lái)自輸電裝置的輸電電力，并且非接觸通信信號(hào)也與輸電信號(hào)疊加發(fā)送。
[0032] 同樣在受電裝置中作為用于受電的天線，也是從具有與用于輸電的頻率諧振的和 輸電側(cè)相等的長(zhǎng)度的線圈長(zhǎng)度的兩端未電連接的諧振線圈和將諧振線圈接受的受電電力 磁耦合的負(fù)載線圈取得受電電力的磁諧振方式。
[0033] 通過(guò)使用以上的結(jié)構(gòu)，使輸電側(cè)的諧振線圈與接收側(cè)的諧振線圈的諧振頻率相 等，由此使流過(guò)輸電側(cè)的諧振線圈的電流所產(chǎn)生的磁通與流過(guò)接收側(cè)的諧振線圈的電流所 產(chǎn)生的磁通的相位為同相，由此上述諧振線圈之間較強(qiáng)地耦合。該現(xiàn)象被稱為磁諧振現(xiàn)象， 由于具有與以往的非接觸傳送中主要使用的電磁感應(yīng)方式相比即使線圈間距離遠(yuǎn)，效率的 降低也較少的特長(zhǎng)，所以即使線圈間距離遠(yuǎn)，效率的降低也較少，所以在便攜終端裝置上裝 載受電裝置的情況下，能夠成為受電天線的裝載位置的限制更少的結(jié)構(gòu)。
[0034] 對(duì)于在進(jìn)行非接觸通信和非接觸的受電的天線部發(fā)生反射，對(duì)便攜終端裝置的接 收靈敏度造成影響的課題，構(gòu)成為與上述裝載位置受到限制的課題同樣地，輸電和受電用 天線使用磁諧振方式，并且刪除受電側(cè)的天線的諧振線圈。
[0035] 該結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成為輸電側(cè)為磁諧振方式，受電側(cè)為電磁感應(yīng)方式，而線圈間的傳送 距離能獲得與接收側(cè)為磁諧振方式的情況大致同等的傳送距離。
[0036] 通過(guò)使用以上結(jié)構(gòu)，受電側(cè)的天線只有負(fù)載線圈，所以僅為直徑3cm程度的1?數(shù) 圈的環(huán)形線圈，與以往的數(shù)十圈的密集卷繞的線圈相比，用于便攜終端裝置的通信的電波 的反射較小，所以能夠進(jìn)一步減小對(duì)通信天線的影響。
[0037] 以上，電力傳送頻率與非接觸通信為相同的頻率，以下說(shuō)明頻率不同的情況下使 天線共用化的方法。
[0038] -般而言在磁諧振方式的傳送中，與對(duì)諧振線圈供電的供電線圈和取得從諧振線 圈接收的電力的負(fù)載線圈相比，諧振線圈的圈數(shù)更多，電感值也較大。
[0039] 非接觸通信的頻率與非接觸的電力傳送的頻率不同的情況下，構(gòu)成為與上述接收 側(cè)諧振線圈并聯(lián)地連接第一電容，并且將第二電容經(jīng)由第一濾波器電路串聯(lián)或者并聯(lián)地連 接之后，取得較低頻率的信號(hào)，并且構(gòu)成為以與諧振線圈磁耦合的方式將負(fù)載線圈接近受 電線圈設(shè)置，經(jīng)由第二濾波器電路將較高頻率的信號(hào)取出至負(fù)載線圈，第一電容為諧振線 圈與較高頻率的信號(hào)諧振的值，第二電容為諧振線圈與較低頻率的信號(hào)諧振的值，進(jìn)而構(gòu) 成為第一濾波器電路使較低頻率的信號(hào)通過(guò)，阻止較高頻率的信號(hào)的通過(guò)，第二濾波器電 路使較高頻率的信號(hào)通過(guò)，阻止較低頻率的信號(hào)的通過(guò)。
[0040] 通過(guò)使用以上的結(jié)構(gòu)，能夠從諧振線圈輸出由諧振線圈與第二電容諧振的較低頻 率的信號(hào)，并且能夠從負(fù)載線圈與圖26所示的現(xiàn)有技術(shù)同樣地通過(guò)磁諧振方式輸出諧振 線圈與第一電容諧振的較高頻率的信號(hào)。
[0041] 此處，作為現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式的非接觸的電力傳送中使用的線圈的大小的一 例，一般而言，如果是用于對(duì)便攜設(shè)備等的充電等的5W程度以下，則為直徑數(shù)cm、數(shù)十圈程 度的圈數(shù)，是用于對(duì)電動(dòng)汽車等的充電的數(shù)kW級(jí)別，則為直徑數(shù)十cm、數(shù)十圈程度的圈數(shù)， 使用的頻率是數(shù)十kHz至數(shù)百kHz，傳送距離為數(shù)cm以下。此外，磁諧振方式的非接觸的電 力傳送中使用的線圈的大小，如果是用于對(duì)便攜設(shè)備等的充電等的5W程度以下，則為直徑 數(shù)cm、數(shù)十圈程度的圈數(shù)，是用于對(duì)電動(dòng)汽車等的充電的數(shù)kW級(jí)別，則為直徑數(shù)十cm、數(shù)圈 到數(shù)十圈程度的圈數(shù)，使用的頻率為數(shù)MHz至十幾 MHz，對(duì)諧振線圈供給電力的供電線圈和 從諧振線圈取得電力的負(fù)載線圈的圈數(shù)為1圈程度。此外，一般而言，磁諧振方式的傳送距 離是數(shù)cm至數(shù)十cm程度，供電線圈與諧振線圈和諧振線圈與負(fù)載線圈之間的距離為lcm 以下程度。
[0042] 接著，關(guān)于對(duì)因磁諧振線圈（諧振線圈）的線圈間距離的變動(dòng)而導(dǎo)致的諧振系統(tǒng) 的輸入阻抗的變動(dòng)用可變阻抗電路調(diào)整的情況下，發(fā)送側(cè)的電路也會(huì)增大的課題，構(gòu)成為 和上述接收側(cè)的線圈與裝載設(shè)備相比較大的課題同樣地對(duì)負(fù)載線圈至少通過(guò)串聯(lián)連接或 者并聯(lián)連接附加與負(fù)載線圈的電感諧振的諧振電容。
[0043] 通過(guò)使用以上結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)性地獲得了因磁諧振線圈的線圈間距離的變動(dòng)導(dǎo)致的一 次線圈與二次線圈之間的頻率特性的變動(dòng)減?。ㄒ蚓€圈間距離的變動(dòng)導(dǎo)致輸入阻抗變動(dòng) 減小）的結(jié)果，所以即使不使用可變阻抗電路，也能夠?qū)⒁蚓€圈間距離的變動(dòng)導(dǎo)致的一次 線圈與二次線圈之間的頻率特性的變動(dòng)抑制得較小，對(duì)于發(fā)送電路能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
[0044] 進(jìn)而，作為減小因磁諧振線圈的線圈間距離的變動(dòng)而導(dǎo)致的一次線圈與二次線圈 之間的頻率特性的變動(dòng)的方法，通過(guò)設(shè)置多個(gè)一次線圈側(cè)的諧振線圈，使各線圈為與其和 負(fù)載線圈的距離對(duì)應(yīng)、傳送效率最良好的圈數(shù)，由于主要在與同一次側(cè)的諧振線圈和負(fù)載 線圈之間的距離對(duì)應(yīng)、效率最優(yōu)的諧振線圈之間傳送，所以根據(jù)上述手段也能夠減小因線 圈間距離的變動(dòng)導(dǎo)致的一次線圈與二次線圈之間的頻率特性的變動(dòng)。
[0045] 此外，關(guān)于磁諧振線圈的線圈間距離在數(shù)mm程度的非常近的距離下傳送效率降 低的課題，替換供電線圈和一次側(cè)的磁諧振線圈的線圈的配置結(jié)構(gòu)，使供電線圈與負(fù)載線 圈之間的距離比一次側(cè)的諧振線圈與負(fù)載線圈間的距離近。由此，即使在一次線圈與二次 線圈在數(shù)_程度的磁諧振傳送中傳送效率劣化的非常近距離傳送的情況下也能夠抑制傳 送效率的降低。這是由于在非常近距離下，使供電線圈與負(fù)載線圈在距離上接近，能夠從供 電線圈對(duì)負(fù)載線圈直接通過(guò)電磁感應(yīng)傳送電力。
[0046] 進(jìn)而，在非接觸電力傳送系統(tǒng)中，作為用于進(jìn)行用于確認(rèn)是否對(duì)應(yīng)非接觸充電的 設(shè)備的認(rèn)證以及發(fā)送電力量的控制等的通信單元，通過(guò)構(gòu)成為使用發(fā)送側(cè)對(duì)輸電電力的信 號(hào)施加 ASK (Amplitude Shift Keying:幅移鍵控）調(diào)制方式等調(diào)制，并且在接收側(cè)即使內(nèi) 部不具有電力也能夠利用受電的信號(hào)進(jìn)行通信的負(fù)載調(diào)制方式，能夠獲得能較為簡(jiǎn)易地進(jìn) 行通信的非接觸電力傳送系統(tǒng)。
[0047] 發(fā)明效果
[0048] 根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得非接觸電力傳送系統(tǒng)、受電裝置和輸電裝置，其即使在便攜 終端裝置等上裝載有非接觸通信單元和用于進(jìn)行對(duì)電池的充電的非接觸的受電裝置的情 況下，也能夠盡可能抑制因裝載它們而導(dǎo)致的終端的大型化，并且在進(jìn)行非接觸通信和非 接觸的受電的情況下，通過(guò)使用磁諧振方式，即使傳送距離增大，也能夠使天線間的傳送損 耗少，對(duì)便攜終端裝置等的通信靈敏度的影響少。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0049] 圖1是表示實(shí)施例1的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0050] 圖2是表示實(shí)施例2的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0051] 圖3是表示實(shí)施例3的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0052] 圖4是表示發(fā)送為磁諧振方式、接收為電磁感應(yīng)方式與現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式下因 線圈間距離造成的傳送效率之差的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0053] 圖5是表示磁諧振方式與現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式下的傳送效率特性因線圈間距離 造成的依賴性之差的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0054] 圖6是表示發(fā)送為磁諧振方式、接收為電磁感應(yīng)方式的線圈間距離造成的依賴性 之差的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0055] 圖7a是示意地表示實(shí)施例1的磁諧振方式的線圈的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0056] 圖7b是相對(duì)于傳送方向從正側(cè)面看實(shí)施例1的磁諧振方式的線圈的結(jié)構(gòu)的示意 圖。
[0057] 圖8是表示實(shí)施例4的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0058] 圖9是表示實(shí)施例5的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0059] 圖10是表示實(shí)施例6的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0060] 圖11是表示實(shí)施例7的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0061] 圖12是表示實(shí)施例8的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0062] 圖13是表示實(shí)施例9的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0063] 圖14是表示實(shí)施例10的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0064] 圖15是表示實(shí)施例11的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0065] 圖16a是表示實(shí)施例12的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0066] 圖16b是表示實(shí)施例12的非接觸充電系統(tǒng)的一次側(cè)的諧振線圈組的其他例子的 圖。
[0067] 圖17是表示實(shí)施例13的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0068] 圖18是表示實(shí)施例14的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0069] 圖19是表示實(shí)施例15的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0070] 圖20是表示實(shí)施例16的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0071] 圖21是表示實(shí)施例17的非接觸充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0072] 圖22是示意地表示實(shí)施例12的非接觸充電系統(tǒng)的頻率特性的示意圖。
[0073] 圖23是示意地表示實(shí)施例13的非接觸充電系統(tǒng)的頻率特性的示意圖。
[0074] 圖24是表示進(jìn)行非接觸通信和非接觸的輸電的情況下的現(xiàn)有例的框圖。
[0075] 圖25是示意地表示用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電磁感應(yīng)方式的線圈結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0076] 圖26是表示用磁諧振方式非接觸地進(jìn)行電力傳送的情況下的現(xiàn)有例的結(jié)構(gòu)圖。
[0077] 符號(hào)說(shuō)明
[0078] 101、141、504、521、612......磁諧振線圈，102、402、505......負(fù)載線圈，103、154、 221、312……非接觸數(shù)據(jù)通信部，104……充電控制部，105、472……電池，106……終端無(wú) 線通信部，107……檢測(cè)輸出部，101、210……切換開關(guān)，111、112、211……衰減電阻，121、 122、123、124、125、126、127、128......整流用二極管，130、131......平滑用電容，140、220、 310、420、460、610、701……輸電裝置，142……供電線圈，143……放大部，144、153、424、 464,476,615......起振器，145、425、465......控制部，146......檢測(cè)部，151、401、421、461、 481......電磁感應(yīng)線圈，152、301、302、405、422、462、482、512、552a、552b、552c......諧振電 容，311……合成器，313……濾波器，711……輸電控制模塊，712……非接觸型輸電模塊， 713……非接觸型處理模塊，720……大容量蓄電模塊，721……受電控制模塊，722……用 于充電的非接觸型受電模塊，723……非接觸型處理模塊，150、460、480……非接觸通信裝 置，403、553、738、739……諧振電容，404……低通濾波器，406、412、456、485……整流電路， 407……電源電路，408……負(fù)載電路，409、473……高通濾波器，410、441、477、483、642…… 負(fù)載調(diào)制電路，411、442、478……檢波解調(diào)電路，413、487……存儲(chǔ)器，414、443、486、543、 616......控制電路，430、475、613、652......調(diào)制解調(diào)電路，153......起振器，453、454、455、 541、521a、521b、521c、551a、551b、551c......場(chǎng)效應(yīng)晶體管，452......切換和電源電路， 471……充電控制電路，501……輸電器，502……受電器，505、511……負(fù)載線圈，506……高 頻電源，523……激勵(lì)線圈，531、532、631……諧振線圈組，542……電平檢測(cè)電路，614…… 可變?cè)鲆骐娏Ψ糯笃鳎?41、651……天線

【具體實(shí)施方式】
[0079] [實(shí)施例1]
[0080] 用【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的非接觸的充電系統(tǒng)的第一實(shí)施例。
[0081] 圖1是表示具有本發(fā)明使用的非接觸的充電系統(tǒng)的第一實(shí)施例的圖。
[0082] 圖中，702是便攜終端裝置，140是對(duì)電力非接觸地進(jìn)行輸電的輸電裝置，150是 非接觸通信裝置，圖中的便攜終端裝置702包括：磁諧振線圈101、負(fù)載線圈102、切換開關(guān) 110、整流用二極管121、122、123、124、125、126、127、128、平滑用電容130、131、非接觸數(shù)據(jù) 通信部103、充電控制部104、電池105、終端無(wú)線通信部106、檢測(cè)輸出部107,進(jìn)而對(duì)切換開 關(guān)110附加有衰減電阻111、112。此外，圖中的輸電裝置140包括：磁諧振線圈141、供電線 圈142、放大部143、起振器144、控制部145、檢測(cè)部146,非接觸通信裝置150包括：電磁感 應(yīng)線圈151、諧振電容152、起振器153、非接觸數(shù)據(jù)通信部154。
[0083] 圖中，便攜終端裝置702,對(duì)兩端未連接的十?dāng)?shù)圈程度的平面形的磁諧振線圈 101，在隔開數(shù)_程度的位置設(shè)置負(fù)載線圈102,并且在負(fù)載線圈102的輸出端連接有切換 開關(guān)110。進(jìn)而，將由整流用二極管121?124構(gòu)成的全波整流電路輸入到切換開關(guān)110的 一個(gè)輸出，將整流輸出輸入到非接觸數(shù)據(jù)通信部103。
[0084] 此外，將由整流用二極管125?128構(gòu)成的全波整流電路輸入到切換開關(guān)110的 另一個(gè)輸出，將整流輸出經(jīng)由充電控制部104供給到電池105。
[0085] 此外，圖中的輸電裝置140對(duì)兩端未連接的十?dāng)?shù)圈程度的平面形的磁諧振線圈 141，在隔開數(shù)_程度的位置設(shè)置供電線圈142,并且在供電線圈142的輸入端經(jīng)由放大器 143連接有起振器144。
[0086] 進(jìn)而，圖中的非接觸通信裝置150,在十?dāng)?shù)圈以上的電磁感應(yīng)線圈151的線圈端與 諧振電容152 -同并聯(lián)連接有起振器153。
[0087] 以上的充電系統(tǒng)中，首先，說(shuō)明從非接觸通信裝置150對(duì)便攜終端裝置702通過(guò)非 接觸進(jìn)行通信的情況下的動(dòng)作。
[0088] 在位于非接觸通信裝置150的起振器153中，以進(jìn)行非接觸通信的載波頻率（例 如RFID為13. 56MHz等）起振，并且在非接觸數(shù)據(jù)通信部154中，與進(jìn)行發(fā)送的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地 對(duì)起振頻率施加調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)，通過(guò)調(diào)整成電磁感應(yīng)線圈151和諧振用電容152的諧 振頻率與載波頻率相等的天線，電磁能效率良好地被放射。
[0089] 另一方面，便攜終端裝置702中，磁諧振線圈101被調(diào)整成以與非接觸通信信號(hào)相 等的頻率諧振，所以通過(guò)來(lái)自非接觸通信裝置150的放射在線圈101中流過(guò)最大電流，在負(fù) 載線圈102的兩端激勵(lì)高的電壓，該激勵(lì)的電壓經(jīng)由切換開關(guān)110保持原樣地被輸入到由 整流用二極管121?124構(gòu)成的整流電路。被輸入的非接觸通信信號(hào)，通過(guò)平滑用電容130 平滑化，成為直流電壓，向非接觸數(shù)據(jù)通信部103作為電源供給，并且被調(diào)制的數(shù)據(jù)也在非 接觸數(shù)據(jù)通信部103中被解調(diào)。另一方面，從非接觸數(shù)據(jù)通信部103向非接觸通信裝置150 的通信，對(duì)于磁諧振線圈101接收到的信號(hào)，與發(fā)送數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地使非接觸數(shù)據(jù)通信部103的 輸入阻抗變化，由此用非接觸通信裝置150檢測(cè)出從磁諧振線圈101向電磁感應(yīng)線圈151 的反射量發(fā)生變動(dòng)，由此進(jìn)行逆向的通信。
[0090] 接著，說(shuō)明從輸電裝置140對(duì)便攜終端裝置702通過(guò)非接觸進(jìn)行輸電的情況下的 動(dòng)作。
[0091] 在位于輸電裝置140的起振器144中，作為將電力非接觸地輸電的頻率，以與非接 觸通信裝置150中使用的RFID等相同的13. 56MHz起振，在放大部143中電力放大，通過(guò)供 電線圈142激勵(lì)磁諧振線圈141。由于磁諧振線圈141被調(diào)整成以與輸電頻率相等的頻率 諧振，所以在輸電頻率下流過(guò)最大電流，產(chǎn)生強(qiáng)的磁場(chǎng)。
[0092] 另一方面，便攜終端裝置702中，磁諧振線圈101以與輸電頻率相等的頻率諧振， 因輸電信號(hào)而流過(guò)最大電流，在負(fù)載線圈102的兩端激勵(lì)較高的電壓。該激勵(lì)的電壓成為 某個(gè)一定以上的值的情況下，充電控制部104將切換開關(guān)110切換到電力受電側(cè)，所以受電 后的信號(hào)通過(guò)由整流用二極管125?128構(gòu)成的整流電路被整流，通過(guò)平滑用電容131成 為直流電壓供給到充電控制部104。充電控制部104中將所供給的直流電壓對(duì)電池105進(jìn) 行充電，并且進(jìn)行充電量的控制以使不會(huì)因過(guò)充電等使電池105破損。
[0093] 其中，便攜終端裝置702的檢測(cè)輸出部107輸出特定的標(biāo)識(shí)符，便攜終端裝置702 接近輸電裝置140,當(dāng)由檢測(cè)部146檢測(cè)到來(lái)自檢測(cè)輸出部107的標(biāo)識(shí)符時(shí)，控制部145使 起振器144為導(dǎo)通（0N)狀態(tài)，開始輸電。
[0094] 進(jìn)而，在進(jìn)行來(lái)自輸電裝置140的輸電的情況下，切換開關(guān)110被切換到受電側(cè)， 而此時(shí)，采用在非接觸通信側(cè)經(jīng)由衰減電阻111U12使也在非接觸通信側(cè)受電的信號(hào)衰減 也輸入到非接觸通信側(cè)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，在將非接觸通信信號(hào)與輸電信號(hào)疊 加的情況下，在受電的同時(shí)還能夠進(jìn)行非接觸通信。此處，之所以通過(guò)衰減電阻降低受電信 號(hào)電平，是因?yàn)榕c非接觸通信信號(hào)相比，輸電信號(hào)的電平相當(dāng)高。
[0095] 通過(guò)采用以上結(jié)構(gòu)，由于輸電裝置140與便攜終端裝置702之間的傳送，用磁諧振 方式耦合，所以與現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式相比，能夠獲得即使傳送距離長(zhǎng)損耗也小的充電系 統(tǒng)，進(jìn)而，通過(guò)使用于非接觸通信和非接觸的電力傳送的天線共用化，能夠盡可能抑制裝載 它們的情況下伴隨的便攜終端裝置702的安裝容積的增加。
[0096] [實(shí)施例2]
[0097] 圖2是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電系統(tǒng)的第二實(shí)施例的圖。
[0098] 該圖與圖1中表示的第一實(shí)施例相比，在便攜終端裝置702中使用電磁感應(yīng)方式 的線圈，在輸電裝置220中使用磁諧振方式的線圈。其中，圖中使用使通信裝置與輸電裝 置一體化的輸電裝置220,但不限于此。如圖1所示，在通信裝置和輸電裝置是分開的情況 下，也可以在便攜終端裝置中使用電磁感應(yīng)方式的線圈，在輸電裝置中使用磁諧振方式的 線圈。
[0099] 圖中，201是2?3圈程度的環(huán)形天線線圈，202、203是與環(huán)形天線線圈201以發(fā) 送信號(hào)頻率諧振的諧振電容，220是兼用作非接觸通信單元的非接觸的電力輸電裝置，具有 非接觸通信單元的輸電裝置220具有非接觸數(shù)據(jù)通信部221，對(duì)于其他與圖1對(duì)應(yīng)的部分附 加相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0100] 輸電裝置220,在與便攜終端裝置702進(jìn)行非接觸通信的情況下，非接觸數(shù)據(jù)通信 部221對(duì)起振器144的起振信號(hào)根據(jù)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，將調(diào)制后的信號(hào)用放大部143放 大，通過(guò)由供電線圈142和磁諧振線圈141構(gòu)成的輸電天線發(fā)送。
[0101] 從輸電裝置發(fā)送的信號(hào)，由便攜終端裝置702的環(huán)形天線線圈201接收，通過(guò)經(jīng)由 切換開關(guān)110與諧振電容202的電容值諧振，在由整流用二極管121?124構(gòu)成的整流電 路加上發(fā)送頻率下最高的電壓信號(hào)。然后從整流電路輸出的非接觸通信信號(hào)，通過(guò)平滑用 電容130平滑化成為直流電壓，對(duì)非接觸通信部103作為電源供給，并且調(diào)制后的數(shù)據(jù)也在 非接觸數(shù)據(jù)通信部103中被解調(diào)。
[0102] 接著，說(shuō)明從輸電裝置220對(duì)便攜終端裝置702進(jìn)行輸電的情況下的動(dòng)作。
[0103] 將輸電裝置220中的起振器144的信號(hào)在放大部143中進(jìn)行電力放大，通過(guò)供電 線圈142激勵(lì)磁諧振線圈141，由此從磁諧振線圈141輸出輸電信號(hào)。
[0104] 所輸電的信號(hào)被便攜終端裝置702的環(huán)形天線線圈201受電，而在該受電的電壓 成為某個(gè)一定以上的值的情況下，充電控制部104將切換開關(guān)110切換到電力受電側(cè)，所以 經(jīng)由切換開關(guān)110與諧振電容203的電容值諧振，由此在由整流用二極管125?128構(gòu)成 的整流電路中成為輸電頻率下最高的電壓，并且所受電的信號(hào)通過(guò)平滑用電容131成為直 流電壓供給到充電控制部104。充電控制部104中，所供給的直流電壓對(duì)電池105進(jìn)行充 電，并且進(jìn)行充電量的控制以使不會(huì)因過(guò)充電等而使電池105破損。
[0105] 進(jìn)而，在進(jìn)行來(lái)自輸電裝置220的輸電的情況下，切換開關(guān)110被切換到受電側(cè)， 而此時(shí)，由于是在非接觸通信側(cè)經(jīng)由衰減電阻111U12使也在非接觸通信側(cè)受電的信號(hào)衰 減也輸入到非接觸通信側(cè)的結(jié)構(gòu)，所以通過(guò)將輸電信號(hào)與非接觸通信信號(hào)疊加，在受電的 同時(shí)還能夠進(jìn)行非接觸通信。
[0106] 通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，在獲得與第一實(shí)施例同樣的效果的基礎(chǔ)上，能夠使用2?3 圈程度的環(huán)形天線線圈作為受電用天線，所以能夠使便攜終端裝置702更小型。
[0107] 進(jìn)而，通過(guò)使用2?3圈程度的環(huán)形天線線圈作為受電用天線，用于終端無(wú)線通信 部106的通信的電波的反射變小，所以能夠進(jìn)一步減小對(duì)終端無(wú)線通信部106的影響。
[0108] [實(shí)施例3]
[0109] 圖3是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電系統(tǒng)的第三實(shí)施例的圖。
[0110] 圖中，301是諧振電容，310是切換開關(guān)，311是衰減電阻，312、313、314、315是非接 觸通信和非接觸的電力的受電中共用化的整流用二極管，對(duì)于其他與圖2對(duì)應(yīng)的部分附加 相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。
[0111] 輸電裝置220中，在與便攜終端裝置702進(jìn)行非接觸通信的情況下，非接觸數(shù)據(jù)通 信部221對(duì)起振器144的起振信號(hào)根據(jù)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，將調(diào)制后的信號(hào)用放大部143 放大，通過(guò)由供電線圈142和磁諧振線圈141構(gòu)成的輸電天線輸電。
[0112] 該發(fā)送的信號(hào)通過(guò)便攜終端裝置702的環(huán)形天線線圈201和諧振電容301以發(fā)送 頻率信號(hào)諧振，以最大的信號(hào)振幅被接收，被共用化的整流用二極管312?315整流。此時(shí) 在充電控制部104中當(dāng)被整流的電壓為某個(gè)一定值以上時(shí)判斷其是用于充電的輸電，將切 換開關(guān)310切換到充電側(cè)，所以被整流的電壓通過(guò)平滑用電容131平滑化，由充電控制部 104對(duì)電池105供給用于充電的直流電壓。
[0113] 以上的實(shí)施例中，在獲得與第二實(shí)施例同樣的效果的基礎(chǔ)上，通過(guò)使非接觸通信 用和受電用的整流二極管共用化，能夠使便攜終端裝置702更小型。
[0114] 接著，參照?qǐng)D4、圖5和圖6說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的效果。
[0115] 圖4表示如圖2的非接觸的充電系統(tǒng)的第二實(shí)施例所示，使發(fā)送側(cè)為磁諧振方式、 接收側(cè)為由環(huán)形的天線線圈和諧振電容構(gòu)成的現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式時(shí)的傳送效率特性，和 如圖25所示發(fā)送接收側(cè)也使用現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式的情況下的針對(duì)線圈間距離的傳送效 率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖中的橫軸為線圈間距離，縱軸為傳送效率。
[0116] 圖2的發(fā)送側(cè)的磁諧振線圈的直徑是4cm，圈數(shù)是大約30圈，諧振頻率是大約 20MHz，接收側(cè)是由直徑3cm的大約3圈的環(huán)形線圈和100pF的諧振電容組成的串聯(lián)諧振型 的環(huán)形天線線圈，圖25的電磁感應(yīng)方式的發(fā)送接收線圈的直徑是4cm，圈數(shù)是大約20圈，傳 送頻率是大約120kHz，諧振電容是數(shù)μ F。
[0117] 從圖中可知，圖25的現(xiàn)有技術(shù)的電磁感應(yīng)方式下線圈間距離短的情況下傳送效 率良好，而線圈間距離隔開4mm程度時(shí)效率會(huì)降到50%程度。與此相對(duì)，第二實(shí)施例中即使 線圈間距離是4mm效率也能獲得大約75%，即使線圈間距離遠(yuǎn)離，也是發(fā)送為磁諧振方式、 接收為電磁感應(yīng)方式的傳送的傳送效率降低更少。
[0118] 此外，圖5表示作為圖1所示的第一實(shí)施例的非接觸電力傳送方式，發(fā)送、接收均 為磁諧振方式時(shí)的針對(duì)線圈間距離的傳送損耗的頻率特性，和發(fā)送、接收均由2?3圈程度 的環(huán)狀的線圈和諧振電容構(gòu)成的現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式下傳送損耗的頻率特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 圖中的橫軸為頻率，縱軸為傳送損耗。
[0119] 此外，作為用于實(shí)驗(yàn)的線圈，圖1的磁諧振方式下，磁諧振線圈的直徑是4cm，圈數(shù) 是大約30圈，諧振頻率是大約20MHz，供電線圈和負(fù)載線圈均是直徑3cm且圈數(shù)是1圈。另 一方面，現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式的環(huán)形天線線圈，直徑是4cm，圈數(shù)是大約3圈，傳送頻率與磁 諧振方式相同是大約20MHz，諧振電容是一百數(shù)十pF。
[0120] 從圖中可知圖1表示的第一實(shí)施例的使用磁諧振方式的電力傳送方式下因線圈 間距離而存在頻率依賴性，但是傳送損耗比現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式少。
[0121] 接著，圖6表示圖2所示的非接觸的充電系統(tǒng)的第二實(shí)施例中作為非接觸通信單 元使發(fā)送側(cè)為磁諧振方式、接收側(cè)為現(xiàn)有的由2?3圈程度的環(huán)狀的天線和諧振電容構(gòu)成 的電磁感應(yīng)方式時(shí)針對(duì)線圈間距離的頻率特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。用于實(shí)驗(yàn)的線圈的直徑是4cm， 圈數(shù)是大約3圈，諧振電容是一百數(shù)十pF。
[0122] 對(duì)圖5和圖6進(jìn)行比較，則與圖5所示的發(fā)送接收均使用磁諧振方式相比，像圖2 中所示的第二實(shí)施例那樣，采用使發(fā)送側(cè)為磁諧振方式、接收側(cè)為現(xiàn)有的磁場(chǎng)耦合型環(huán)形 天線，針對(duì)線圈間距離的頻率特性變動(dòng)更少，所以即使在將發(fā)送頻率固定為例如13. 56MHz 等情況下也能夠與線圈間距離無(wú)關(guān)地獲得穩(wěn)定的受電電力。
[0123] 此外，圖7a是表示本發(fā)明的非接觸的充電系統(tǒng)的第一實(shí)施例的磁諧振方式的線 圈的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖7b是相對(duì)于傳送方向從正側(cè)面看圖7a的示意圖，對(duì)于與圖1對(duì)應(yīng)的 部分附加相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。供電線圈142、磁諧振線圈141、101、負(fù)載線圈102的線 圈面相互平行地配置，線圈的中心點(diǎn)在一條直線上的圖7b的結(jié)構(gòu)中如果使z軸上的線圈間 距離最優(yōu)化則線圈間的傳送效率最高，所以作為實(shí)施方式也基于圖7b的配置對(duì)以下的實(shí) 施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0124] [實(shí)施例4]
[0125] 圖8是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第四實(shí)施例的圖。
[0126] 圖中，702是便攜終端裝置，150是非接觸通信裝置，420由電磁感應(yīng)方式的輸電裝 置構(gòu)成，圖中的便攜終端裝置702包括兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401、負(fù)載線圈 402、諧振電容403、低通濾波器404、諧振電容405、整流電路406、電源電路407、負(fù)載電路 408、高通濾波器409、負(fù)載調(diào)制電路410、檢波解調(diào)電路411、整流電路412、存儲(chǔ)器413、控制 電路414。此外，利用電磁感應(yīng)的輸電裝置420,具有電磁感應(yīng)線圈421、諧振電容422、電力 放大器423、起振器424、控制部425、檢測(cè)部426,對(duì)于其他與圖1對(duì)應(yīng)的部分附加相同的符 號(hào)并省略說(shuō)明。
[0127] 圖中，便攜終端裝置702中，與兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401并聯(lián)地連接 諧振電容403,并且經(jīng)由低通濾波器404并聯(lián)地連接有諧振電容405,連接有整流電路406、 電源電路407、負(fù)載電路408。
[0128] 此外，負(fù)載線圈402以數(shù)mm程度接近兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401地配 置，與兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401磁耦合。進(jìn)而，負(fù)載線圈402經(jīng)由高通濾波器 409與負(fù)載調(diào)制電路410、檢波解調(diào)電路411、整流電路412連接。
[0129] 此外，電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420是如下結(jié)構(gòu)：與電磁感應(yīng)線圈421并聯(lián)地連接 有諧振電容422,與用電力放大器423放大的來(lái)自起振電路424的輸電信號(hào)頻率諧振。
[0130] 在以上的非接觸電力傳送系統(tǒng)中，首先說(shuō)明從非接觸通信裝置150對(duì)便攜終端裝 置702通過(guò)非接觸進(jìn)行通信的情況下的動(dòng)作。
[0131] 在非接觸通信裝置150中的起振器153中，以進(jìn)行非接觸通信的載波頻率（例如 RFID是13. 56MHz等）起振，并且在非接觸數(shù)據(jù)通信部154和調(diào)制解調(diào)電路430中，與進(jìn)行 發(fā)送的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地對(duì)起振頻率施加調(diào)制，將被調(diào)制后的通信信號(hào)通過(guò)調(diào)整成電磁感應(yīng)線圈 151和諧振電容152的諧振頻率與載波頻率相等的天線，作為電磁能效率良好地被放射。
[0132] 另一方面，便攜終端裝置702中，調(diào)整成使兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401 與諧振電容403中的諧振頻率成為非接觸通信頻率的13. 56MHz，所以在兼用作磁諧振線圈 的電磁感應(yīng)線圈401中流過(guò)大的電流產(chǎn)生強(qiáng)的磁場(chǎng)。將非接觸信號(hào)解調(diào)輸入控制電路414， 該非接觸信號(hào)通過(guò)因該強(qiáng)的磁場(chǎng)而磁耦合的負(fù)載線圈402經(jīng)由高通濾波器409和負(fù)載調(diào)制 電路410輸入到檢波解調(diào)電路411而被接收到。在控制電路414中從存儲(chǔ)器413讀出與接 收信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，用負(fù)載調(diào)制電路410施加負(fù)載調(diào)制。與此相對(duì)，在非接觸通信裝置150 中，是由調(diào)制解調(diào)電路430檢測(cè)到便攜終端裝置702的接收阻抗與來(lái)自負(fù)載調(diào)制電路410 的負(fù)載調(diào)制對(duì)應(yīng)地變動(dòng)，并解調(diào)傳送到非接觸數(shù)據(jù)通信部154的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，低通濾波器 404對(duì)于接收到的信號(hào)頻率阻止通過(guò)，所以能夠忽略低通濾波器404之后的電路，并且高通 濾波器409對(duì)于接收到的信號(hào)頻率是通過(guò)特性，所以能夠忽略這里的損耗。此外，對(duì)控制電 路414和存儲(chǔ)器413的電力供給，通過(guò)使用將從非接觸通信裝置150接收到的信號(hào)用整流 電路412整流的電力，不需要電池，此外，也可以從便攜終端裝置702中內(nèi)置的電池供給。
[0133] 接著，說(shuō)明從采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420對(duì)便攜終端裝置702通過(guò)非接觸 進(jìn)行輸電的情況下的動(dòng)作。
[0134] 采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420中，用檢測(cè)部426檢測(cè)出便攜終端裝置702放 置在附近的情況，通過(guò)控制部425使起振器424和電力放大器423成為導(dǎo)通（0N，開）狀態(tài)。 由此，在起振器424中，作為將電力非接觸地輸電的頻率，以比非接觸通信裝置150中使用 的RFID等的13. 56MHz更低的例如100kHz頻域的頻率起振，在電力放大器423中進(jìn)行電力 放大后對(duì)電磁感應(yīng)線圈421和諧振電容422組成的諧振電路供給輸電電力。電磁感應(yīng)線圈 421和諧振電容422以所供給的輸電電力的頻率即100kHz頻域諧振，所以在電磁感應(yīng)線圈 421中流過(guò)大的電流，產(chǎn)生強(qiáng)的磁場(chǎng)。此時(shí)，通過(guò)與電磁感應(yīng)線圈421接近地放置便攜終端 裝置702,使兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401和諧振電容405組成的諧振電路與輸 電電力的頻率相等，所以電磁感應(yīng)線圈421和兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401通過(guò) 電磁感應(yīng)較強(qiáng)地耦合，所以能夠從諧振電容405取出受電的100kHz頻域的電力。因此，通 過(guò)被與諧振電容405連接的整流電路406整流為直流電壓的電源電路407變換為固定的電 壓之后，對(duì)負(fù)載電路408供給受電的電力。此時(shí)，低通濾波器404對(duì)于受電的電力的頻率是 通過(guò)特性，所以能夠忽略此處的損耗。此外，高通濾波器409對(duì)于受電的電力的頻率阻止通 過(guò)，所以能夠忽略負(fù)載線圈402和高通濾波器409之后的電路的影響。
[0135] 此外，能夠通過(guò)將電源電路407替換為充電控制電路，將負(fù)載電路408替換為電池 實(shí)現(xiàn)非接觸充電系統(tǒng)。
[0136] 通過(guò)采用以上結(jié)構(gòu)，對(duì)于100kHz頻域的受電電力進(jìn)行采用電磁感應(yīng)方式的非接 觸電力傳送，在13. 56MHz的非接觸通信中，通過(guò)將用于受電的電磁感應(yīng)線圈用作磁諧振線 圈，在獲得與圖1所示的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)同樣的效果的基礎(chǔ)上，能夠獲得即 使在非接觸通信的頻率與非接觸的電力傳送的頻率不同的情況下也能夠進(jìn)行通信和受電 的充電（電力傳送）系統(tǒng)。
[0137] [實(shí)施例5]
[0138] 圖9是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第五實(shí)施例的圖。
[0139] 圖中，441是負(fù)載調(diào)制電路，442是檢波解調(diào)電路，443是控制電路，444是調(diào)制解調(diào) 部，對(duì)于其他與圖8對(duì)應(yīng)的部分附加相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0140] 圖9中，在便攜終端裝置702中，是在諧振電容405與整流電路406之間附加負(fù)載 調(diào)制電路441和檢波解調(diào)電路442的結(jié)構(gòu)，采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420,是在放大器 423與諧振電容422之間附加調(diào)制解調(diào)部444的結(jié)構(gòu)。
[0141] 圖中，由于非接觸通信裝置150與便攜終端裝置702之間的非接觸通信與圖8所 示的第四實(shí)施例相同，所以省略說(shuō)明，對(duì)于從采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420對(duì)便攜終 端裝置702通過(guò)非接觸進(jìn)行輸電的情況下的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0142] 在采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420中，將對(duì)來(lái)自起振器424的起振信號(hào)在電力 放大器423中進(jìn)行電力放大后的輸電電力信號(hào)，在調(diào)制解調(diào)部444中調(diào)制，從諧振線圈421 輸電。通過(guò)便攜終端裝置702的兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401接受該輸電電力。 所受電的受電信號(hào)被整流電路406整流進(jìn)行受電，并且用檢波解調(diào)電路442將受電的信號(hào) 解調(diào)，將接收數(shù)據(jù)信號(hào)輸入到控制電路443?？刂齐娐?43中，將與接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng) 的數(shù)據(jù)信號(hào)用負(fù)載調(diào)制電路441施加負(fù)載調(diào)制。該負(fù)載調(diào)制信號(hào)，被采用電磁感應(yīng)方式的 輸電裝置420的調(diào)制解調(diào)部444解調(diào)。
[0143] 通過(guò)采用以上結(jié)構(gòu)，在獲得與圖8所示的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)相同的 效果的基礎(chǔ)上，在非接觸的電力傳送中也能夠通過(guò)也對(duì)于輸電電力信號(hào)施加調(diào)制而與電力 傳送同時(shí)進(jìn)行通信，所以例如也能夠與電力傳送和信號(hào)疊加地進(jìn)行便攜終端裝置702是否 對(duì)應(yīng)非接觸電力傳送等的認(rèn)證和進(jìn)行輸電電力控制時(shí)所需的用于控制的通信。
[0144] [實(shí)施例6]
[0145] 圖10是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第六實(shí)施例的圖。
[0146] 圖中，451是電平檢測(cè)電路，452是切換和電源電路，453、454、455是場(chǎng)效應(yīng)晶體 管，456是整流電路，460是采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置。進(jìn)而，采用電磁感應(yīng)方式的輸電 裝置460由電磁感應(yīng)線圈461、諧振電容462、電力放大器463、起振器464、控制部465、檢測(cè) 部467構(gòu)成，對(duì)于其他與圖8對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0147] 圖中，便攜終端裝置702,在諧振電容403與諧振電容405之間設(shè)置有電平檢測(cè)電 路451和場(chǎng)效應(yīng)晶體管453,并且整流電路406經(jīng)由切換和電源電路452與負(fù)載電路408連 接。進(jìn)而，在負(fù)載線圈402經(jīng)由場(chǎng)效應(yīng)晶體管454和整流電路456連接有切換和電源電路 452。進(jìn)而，采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置460，是與電磁感應(yīng)線圈461并聯(lián)地連接有諧振電 容462,與由電力放大器463放大的來(lái)自起振電路464的輸電信號(hào)頻率諧振的結(jié)構(gòu)，是與采 用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420同樣的結(jié)構(gòu)，而電磁感應(yīng)線圈461與諧振電容462的諧振 頻率和起振器464的起振頻率，是與非接觸通信裝置150的諧振頻率相等的13. 56MHz。
[0148] 以上的非接觸電力傳送系統(tǒng)中，首先說(shuō)明從非接觸通信裝置150對(duì)便攜終端裝置 702通過(guò)非接觸進(jìn)行通信的情況。
[0149] 便攜終端裝置702的電平檢測(cè)電路451，在未接收到任何信號(hào)的狀態(tài)下使場(chǎng)效應(yīng) 晶體管455為導(dǎo)通狀態(tài)，并且使場(chǎng)效應(yīng)晶體管453、454為斷開狀態(tài)，由此在從非接觸通信裝 置150接收到13. 56MHz的非接觸通信信號(hào)的情況下，通過(guò)由兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng) 線圈401、諧振電容403和負(fù)載線圈402構(gòu)成的磁諧振耦合，被負(fù)載調(diào)制電路410、檢波解調(diào) 電路414和整流電路412接收進(jìn)行通信。
[0150] 接著，在接受來(lái)自采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420的100kHz頻域的非接觸的輸 電電力的情況下，電平檢測(cè)電路451使場(chǎng)效應(yīng)晶體管453為導(dǎo)通狀態(tài)，并且使場(chǎng)效應(yīng)晶體管 454、455為斷開狀態(tài)。由此，由兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401和諧振電容405構(gòu)成 的諧振電路用電磁感應(yīng)方式接受來(lái)自采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420的輸電電力，經(jīng)由 整流電路406及切換和電源電路452對(duì)負(fù)載電路408供給電力。
[0151] 接著，在從采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置460接受13. 56MHz的非接觸的輸電電力 的情況下，電平檢測(cè)電路451使場(chǎng)效應(yīng)晶體管454為導(dǎo)通狀態(tài)，并且使場(chǎng)效應(yīng)晶體管453、 455為斷開狀態(tài)。由此，通過(guò)由兼用作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401、諧振電容403和負(fù) 載線圈402構(gòu)成的磁諧振耦合，接受來(lái)自采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置460的輸電電力，經(jīng) 由整流電路456及切換和電源電路452對(duì)負(fù)載電路408供給電力。
[0152] 通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，在獲得與圖8所示的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)相同 的效果的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)于非接觸的電力傳送，對(duì)100kHz頻域的輸電進(jìn)行利用電磁感應(yīng)的 受電，對(duì)于13. 56MHz的電力傳送進(jìn)行使用磁諧振方式的受電，即使在頻域不同的情況下也 能夠進(jìn)行接觸的電力傳送的受電。
[0153] [實(shí)施例7]
[0154] 圖11是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第七實(shí)施例的圖。
[0155] 圖中，470是非接觸通信部，471是充電控制電路，472是電池，473是高通濾波器， 480是非接觸通信裝置，圖中的非接觸通信部470由切換電路474、調(diào)制解調(diào)電路475、起振 器476、負(fù)載調(diào)制電路477、檢波解調(diào)電路478構(gòu)成，非接觸通信裝置480由電磁感應(yīng)線圈 481、諧振電容482、負(fù)載調(diào)制電路483、檢波解調(diào)電路484、整流電路485、控制電路486、存儲(chǔ) 器487構(gòu)成，對(duì)于其他與圖8對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0156] 圖中，在便攜終端裝置702中，在整流電路406的輸出連接有充電控制電路471、電 池 472,負(fù)載線圈402經(jīng)由高通濾波器473和切換電路474連接有調(diào)制解調(diào)電路475和起振 器476。進(jìn)而在切換電路474上連接有負(fù)載調(diào)制電路477和檢波解調(diào)電路478。
[0157] 此外，非接觸通信裝置480中，與電磁感應(yīng)線圈481并聯(lián)地連接有諧振電容482，進(jìn) 而連接有負(fù)載調(diào)制電路483、檢波解調(diào)電路484以及整流電路485。
[0158] 圖中，說(shuō)明接受來(lái)自采用電磁感應(yīng)方式的輸電裝置420的輸電電力的情況下的動(dòng) 作。由輸電裝置420輸送的100kHz頻域的輸電電力信號(hào)，通過(guò)便攜終端裝置702的由兼用 作磁諧振線圈的電磁感應(yīng)線圈401和諧振電容405組成的諧振電路受電并通過(guò)整流電路 406和充電控制電路471對(duì)電池 472進(jìn)行充電。
[0159] 接著，說(shuō)明從非接觸通信裝置150對(duì)便攜終端裝置702通過(guò)非接觸進(jìn)行通信的情 況下的動(dòng)作。從非接觸通信裝置150發(fā)送的非接觸通信信號(hào)，通過(guò)由兼用作磁諧振的電磁 感應(yīng)線圈401、諧振電容403和負(fù)載線圈402構(gòu)成的磁諧振方式接收，經(jīng)由高通濾波器473 被輸入到切換電路474。在切換電路474中，由于在未輸入信號(hào)的狀態(tài)下切換到負(fù)載調(diào)制電 路477 -側(cè)，所以接收到的非接觸通信信號(hào)通過(guò)檢波解調(diào)電路478和負(fù)載調(diào)制電路477進(jìn) 行調(diào)制解調(diào)，所以能夠進(jìn)行非接觸通信。
[0160] 接著，說(shuō)明與非接觸通信裝置480進(jìn)行通信的情況。由于非接觸通信裝置480中沒 有內(nèi)置起振器，所以例如是像RFID卡這樣內(nèi)部不具有電源的被動(dòng)的通信，所以想要在便攜 終端裝置702中與非接觸通信裝置480進(jìn)行通信的情況下，使起振器476和調(diào)制解調(diào)電路 475為導(dǎo)通狀態(tài)，并且將切換電路474切換到調(diào)制解調(diào)電路475 -側(cè)。由此，將來(lái)自起振器 475的起振信號(hào)用調(diào)制解調(diào)電路475調(diào)制后發(fā)送到非接觸通信裝置480。在非接觸通信裝 置480中將接收到的來(lái)自便攜終端裝置702的非接觸通信信號(hào)用檢波解調(diào)電路484解調(diào)。 此外，來(lái)自非接觸通信裝置480的非接觸通信信號(hào)由負(fù)載調(diào)制電路483進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。在 便攜終端裝置702中，通過(guò)對(duì)阻抗的變動(dòng)用調(diào)制解調(diào)電路475解調(diào)，能夠進(jìn)行與非接觸通信 裝置480的通信。
[0161] 通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，在獲得與圖8所示的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)相同 的效果的基礎(chǔ)上，非接觸通信裝置150相當(dāng)于詢問(wèn)器（RFID中的讀寫器），非接觸通信裝置 480相當(dāng)于響應(yīng)器（RFID中的RFID卡）。此外，對(duì)便攜終端裝置702除了負(fù)載調(diào)制電路477、 檢波解調(diào)電路478 (相當(dāng)于響應(yīng)器）之外附加調(diào)制解調(diào)電路475、起振器476 (相當(dāng)于詢問(wèn) 器），由此能夠?qū)崿F(xiàn)與內(nèi)部不具有起振器的RFID卡等的通信。
[0162] [實(shí)施例8]
[0163] 圖12是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第八實(shí)施例的圖。
[0164] 圖中，便攜終端裝置702將2臺(tái)圖11的第七實(shí)施例所示的便攜終端裝置接近配 置，為了區(qū)別彼此的裝置對(duì)于另一個(gè)便攜終端裝置對(duì)附圖編號(hào)附加撇號(hào)（'）。
[0165] 圖中，對(duì)從便攜終端裝置702讀出便攜終端裝置702'中的存儲(chǔ)器413'的內(nèi)容的 情況下的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在便攜終端裝置702中使起振器476和調(diào)制解調(diào)電路475為導(dǎo)通 狀態(tài)并且將切換電路474切換到調(diào)制解調(diào)電路475 -側(cè)。由此，將來(lái)自起振器476的起振 信號(hào)用調(diào)制解調(diào)電路475調(diào)制后發(fā)送到便攜終端裝置702'。由于在便攜終端裝置702'中 通常切換到負(fù)載調(diào)制電路477'一側(cè)，所以將接收到的來(lái)自便攜終端裝置702的非接觸通信 信號(hào)用檢波解調(diào)電路478'解調(diào)，在控制電路414'中將與接收數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)從存儲(chǔ) 器413'讀出后通過(guò)負(fù)載調(diào)制電路477'進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。便攜終端裝置702中，用調(diào)制解調(diào) 電路475檢測(cè)出阻抗的變動(dòng)并解調(diào)，接收來(lái)自便攜終端裝置702 '的接收數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0166] 通過(guò)采用以上結(jié)構(gòu)，在獲得與圖11中所示的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)同樣 的效果的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)便攜終端裝置702附加與詢問(wèn)器對(duì)應(yīng)的電路（調(diào)制解調(diào)電路475、 起振器476)，在便攜終端裝置之間也能夠進(jìn)行非接觸通信。
[0167] [實(shí)施例9]
[0168] 圖13是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第九實(shí)施例的圖。
[0169] 圖中，501是輸電器，502是受電器，503是供電線圈，504是一次側(cè)諧振線圈，505是 負(fù)載電路，506是高頻電源，對(duì)于其他與圖8的第四實(shí)施例對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略 說(shuō)明。
[0170] 圖中，輸電器501由高頻電源506、供電線圈503和一次側(cè)諧振線圈504構(gòu)成，接近 供電線圈503放置一次側(cè)諧振線圈504,并且在供電線圈503連接有高頻電源506。
[0171] 受電器502由負(fù)載線圈505、整流電路406、電源電路407和負(fù)載電路408構(gòu)成，在 負(fù)載線圈505經(jīng)由整流電路406和電源電路407連接有負(fù)載電路408,由輸電器501和受電 器502構(gòu)成非接觸電力傳送系統(tǒng)。
[0172] 圖中，從高頻電源506,以與由一次側(cè)諧振線圈504的自感和線圈的繞線之間的雜 散電容（寄生電容）確定的自諧振頻率相等的頻率對(duì)供電線圈503進(jìn)行供電。供電線圈503 通過(guò)電磁感應(yīng)作用以與自諧振頻率相等的頻率激勵(lì)一次側(cè)諧振線圈504,由此在一次側(cè)諧 振線圈504中流過(guò)大的電流產(chǎn)生強(qiáng)的磁場(chǎng)。
[0173] 此處，設(shè)一次側(cè)諧振線圈的電感值為L(zhǎng)，繞線之間的雜散電容為C時(shí)，線圈的自諧 振頻率f用下式求出。
[0174] f = 1/(2 31 V (LC))
[0175] 但是，自諧振頻率因供電線圈503和負(fù)載線圈505的耦合狀態(tài)而使諧振頻率變動(dòng)， 所以實(shí)際上的自諧振頻率需要通過(guò)模擬和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)。
[0176] 通過(guò)以上的結(jié)構(gòu)，當(dāng)受電器502接近輸電器501地放置時(shí)，來(lái)自一次側(cè)諧振線圈 504的強(qiáng)的磁場(chǎng)與受電器502的負(fù)載線圈505磁稱合，在負(fù)載線圈505的兩個(gè)端子之間產(chǎn)生 電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)被整流電路406整流為直流電壓，輸入到電源電路407。從整流電路 406輸出的電壓因輸電電力和一次側(cè)諧振線圈504與負(fù)載線圈505之間的距離所導(dǎo)致的諧 振線圈的自諧振頻率的偏離以及線圈間距離導(dǎo)致的傳送效率的變化而變動(dòng)，所以電源電路 407將其變換為負(fù)載電路需要的固定的電壓值供給到負(fù)載電路408。
[0177] 通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)?lái)自輸電器501的輸電電力在受電器502中通過(guò)磁 耦合非接觸地受電，并且作為用于受電器502的線圈能夠只用負(fù)載線圈505受電，所以能夠 實(shí)現(xiàn)受電器502的小型化。
[0178] 其中，表示圖13所示的線圈形狀一般使用的大小和圈數(shù)的一例，對(duì)數(shù)W程度的小 型便攜設(shè)備充電的情況下，供電線圈503的直徑是數(shù)cm，圈數(shù)是1圈至數(shù)圈程度，一次側(cè)諧 振線圈504的直徑是數(shù)cm，圈數(shù)是數(shù)十圈程度，自諧振頻率使用10MHz頻域，負(fù)載線圈505 的直徑是數(shù)cm，圈數(shù)是1圈至數(shù)圈程度。
[0179] 另一方面，作為用于對(duì)筆記本型的個(gè)人計(jì)算機(jī)的供電和充電、對(duì)電動(dòng)車的充電等 數(shù)十W至數(shù)百W以上的輸電的線圈形狀一般使用的大小和圈數(shù)的一例，供電線圈503的直 徑是數(shù)十cm，圈數(shù)是1圈至數(shù)圈程度，一次側(cè)諧振線圈504的直徑是數(shù)十cm，圈數(shù)是數(shù)圈程 度，自諧振頻率是數(shù)百Hz到1MHz程度，負(fù)載線圈505的直徑是數(shù)十cm，圈數(shù)是1圈至數(shù)圈 程度。
[0180] 上述磁諧振方式中諧振線圈的繞線的電阻成分造成的損耗較大時(shí)有傳送效率降 低的傾向，所以線圈的線材一般使用直徑1_?數(shù)_程度的銅線，但只要是導(dǎo)電率高，也可 以是其他線材。此外，發(fā)送接收的線圈的直徑與傳送距離相關(guān)，有直徑越大傳送距離越延伸 的傾向。此外，發(fā)送接收的線圈的直徑相等易于獲得更高的效率，而由于與現(xiàn)有的電磁感應(yīng) 方式相比線圈間的耦合較強(qiáng)，所以發(fā)送接收線圈的直徑略微不同也能夠獲得較高的傳送效 率，這也是磁諧振方式的特征。
[0181] 由此，各線圈的直徑可以是相同的也可以是不同的，各線圈可以是圓筒形的線圈， 還可以是螺旋狀的平面線圈。進(jìn)而，平面線圈可以在基板上形成銅圖案，也可以在膜狀上形 成銅圖案。
[0182] [實(shí)施例 10]
[0183] 接著，根據(jù)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第十實(shí)施例。
[0184] 圖14是表示本發(fā)明中使用的非接觸的電力傳送系統(tǒng)的第十實(shí)施例的圖。
[0185] 圖中，511是有諧振的負(fù)載線圈，512是諧振電容，對(duì)于其他與圖13對(duì)應(yīng)的部分附 加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0186] 圖14中，與圖13所示的非接觸的充電系統(tǒng)的第九實(shí)施例相比，使有諧振的負(fù)載線 圈511與諧振電容512串聯(lián)地連接形成串聯(lián)諧振電路，以使其諧振頻率與一次諧振線圈504 的自諧振頻率相等的方式確定有諧振的負(fù)載線圈511和諧振電容512的值。此外，有諧振 的負(fù)載線圈511的電感值比供電線圈503的電感值大。
[0187] 通過(guò)采用以上結(jié)構(gòu)，在獲得與圖13所示的第九實(shí)施例同樣的效果的基礎(chǔ)上，由于 用有諧振的負(fù)載線圈511和諧振電容512構(gòu)成諧振電路，所以與來(lái)自一次諧振線圈504的 磁通較強(qiáng)地耦合，所以能夠進(jìn)一步減小使線圈間距離遠(yuǎn)離的情況下傳送效率的降低。換言 之，即使線圈間距離變動(dòng)，輸入阻抗的變化也較少，所以能夠減少線圈間距離導(dǎo)致的頻率特 性的變動(dòng)。
[0188] 例如，線圈的直徑是數(shù)cm的情況的傳送距離是數(shù)cm程度，直徑是數(shù)cm的情況能 夠獲得數(shù)十cm至lm程度的傳送距離，所以與現(xiàn)有的電磁感應(yīng)方式的lcm至2cm程度相比 能夠獲得較長(zhǎng)的傳送距離。
[0189] [實(shí)施例 11]
[0190] 圖15是具有本發(fā)明中使用的非接觸的電力傳送系統(tǒng)的第十一實(shí)施例的圖。
[0191] 圖中，521是一次側(cè)諧振線圈，522是諧振電容，523是激勵(lì)線圈，對(duì)于其他與圖14 對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0192] 圖中，將與由一次側(cè)諧振線圈521的電感值和諧振電容522的電容值確定的諧振 頻率相等的信號(hào)從高頻電源506經(jīng)由激勵(lì)線圈523供給時(shí)，因諧振線圈521和諧振電容522 而產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，流過(guò)大的電流產(chǎn)生強(qiáng)的磁場(chǎng)。該結(jié)構(gòu)中主要用于數(shù)十W以上的高電力傳 送，線圈的大小和圈數(shù)的一般的一例，諧振線圈521的直徑是數(shù)十cm至lm程度，線圈的線 徑是lcm程度，圈數(shù)是1至2圈程度。此外，激勵(lì)線圈的線徑是數(shù)mm程度，一般用對(duì)諧振線 圈521卷繞數(shù)圈或者使用鐵氧體芯等磁性體激勵(lì)的方法。
[0193] 圖15是與圖14所示的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十實(shí)施例相比，通過(guò)代替供電線 圈使用激勵(lì)線圈523,對(duì)一次側(cè)的諧振線圈通過(guò)局部的電磁感應(yīng)激勵(lì)進(jìn)行供電，所以在獲得 與第十實(shí)施例同樣的效果的基礎(chǔ)上，由于輸電側(cè)的諧振線圈能夠由1圈程度構(gòu)成，所以還 能夠?qū)崿F(xiàn)輸電器側(cè)的小型化。
[0194] [實(shí)施例 12]
[0195] 圖16a是表示具有本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）的第十二實(shí)施例的 圖。
[0196] 圖中，531是一次側(cè)的諧振線圈組，由螺旋形的諧振線圈531a、531b構(gòu)成，它們并 行地以一定間隔螺旋狀地卷繞。此處，螺旋形的諧振線圈531a、531b以各自的自諧振頻率 不同的方式構(gòu)成，對(duì)于其他與圖14對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0197] 圖16a中，在能夠用受電器502受電的距離內(nèi)將螺旋形的諧振線圈53la和53lb的 圈數(shù)調(diào)整成在各自不同的距離下效率最優(yōu)。例如，設(shè)螺旋形的諧振線圈531a效率最優(yōu)的距 離為距離a，諧振線圈531b效率最優(yōu)的距離為距離b，則當(dāng)一次側(cè)的諧振線圈531與有諧振 的負(fù)載線圈511的距離是距離a時(shí)，來(lái)自供電線圈503的供電電力主要經(jīng)由螺旋形的諧振 線圈531a供給到有諧振的負(fù)載線圈511，另一方面，螺旋形的諧振線圈531b由于阻抗匹配 偏離最佳值，所以幾乎不進(jìn)行電力傳送。此外，當(dāng)一次側(cè)的諧振線圈531與有諧振的負(fù)載線 圈511的距離是距離b時(shí)，來(lái)自供電線圈503的供電電力主要經(jīng)由螺旋形的諧振線圈531b 供給到有諧振的負(fù)載線圈511。
[0198] 其中，能夠通過(guò)改變螺旋形的諧振線圈531a、531b的線圈的繞線的長(zhǎng)度（圈數(shù)） 和線圈的繞線的線徑來(lái)分別改變自諧振頻率。
[0199] 此時(shí)，線圈間的寄生電容通過(guò)彼此的諧振線圈并行地卷繞，除了供電線線圈和負(fù) 載線圈的影響之外還有相互耦合的影響，所以自諧振頻率需要用模擬和實(shí)驗(yàn)求出。
[0200] 通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，在獲得與圖14所示的第十實(shí)施例同樣的效果的基礎(chǔ)上，在 輸電器側(cè)還能夠進(jìn)一步使因一次側(cè)的諧振線圈531與有諧振的負(fù)載線圈511的線圈間距離 導(dǎo)致的頻率特性的變動(dòng)變小。
[0201] 此外，圖16b表示一次側(cè)的諧振線圈組531的另一個(gè)例子。
[0202] 圖中，532是圓筒形的諧振線圈組，由圓筒形的諧振線圈532a、532b構(gòu)成，它們并 行地以一定間隔圓筒形地卷繞，彼此的自諧振頻率不同。其中，通過(guò)改變圓筒形的諧振線圈 532a、532b的線圈的繞線的長(zhǎng)度（圈數(shù)）、線圈的繞線的線徑和線圈的內(nèi)徑，能夠改變各自 的自諧振頻率。
[0203] 在這些圖中，線圈組在圖中為2個(gè)的結(jié)構(gòu)，但也可以為3個(gè)以上，只要能夠用供電 線圈供電，也可以不并行地卷繞而是各自獨(dú)立，還可以一個(gè)是螺旋狀的平面線圈，另一個(gè)是 圓筒形的線圈。
[0204] 圖22表示使用以上多個(gè)諧振線圈的情況下發(fā)送接收線圈之間的頻率特性。圖中， 是示意地表示使圖16a所示的一次側(cè)的諧振線圈由自諧振頻率相互不同的多個(gè)線圈構(gòu)成 的情況下從一次側(cè)供電線圈到二次側(cè)負(fù)載線圈間的傳送特性的示意圖。圖中橫軸是頻率， 縱軸是傳送損耗。圖中可知通過(guò)將自諧振頻率相互不同的線圈用于諧振線圈，使頻率特性 變廣。由此，即使在因線圈間距離使頻率特性變動(dòng)的情況下，也能夠因頻域較廣而減小傳送 效率的降低。
[0205] [實(shí)施例 13]
[0206] 圖17是表示本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第十三實(shí)施例的 圖。
[0207] 圖中，542是電平檢測(cè)電路，543是控制電路，541是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，對(duì)于其他與圖 14所示的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十實(shí)施例對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0208] 圖中，與圖14所示的第十實(shí)施例相比，在諧振電容512的兩端連接有場(chǎng)效應(yīng)晶體 管541的漏極和源極。進(jìn)而，用電平檢測(cè)542檢測(cè)出被整流電路406整流后的直流輸出的 一部分，輸出到控制電路543,并且控制電路543將被電源電路407整流的電源電壓的一部 分用于電源，控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管541的柵極。
[0209] 在以上的結(jié)構(gòu)中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管541是斷開狀態(tài)時(shí)，一次側(cè)諧振線圈504中產(chǎn)生的 磁場(chǎng)與由有諧振的負(fù)載線圈511和諧振電容512構(gòu)成的諧振電路較強(qiáng)地耦合，通過(guò)這些諧 振電路在整流電路406中流過(guò)接收電流。此時(shí)，控制電路543使場(chǎng)效應(yīng)晶體管541為導(dǎo)通 狀態(tài)時(shí)，由于諧振電容512的兩端成為短路狀態(tài)，有諧振的負(fù)載線圈511不再是諧振點(diǎn)。因 此，在一次側(cè)諧振線圈504產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由負(fù)載線圈511在二次側(cè)通過(guò)不伴隨諧振的電磁感 應(yīng)對(duì)整流電路406供給接收電力。控制電路543通過(guò)定期地將場(chǎng)效應(yīng)晶體管541導(dǎo)通斷開， 比較從整流電路406輸出的整流電壓，進(jìn)行切換到接收電力更高的一方的動(dòng)作。
[0210] 負(fù)載線圈511與諧振電容512產(chǎn)生的諧振狀態(tài)下的受電，在一次側(cè)諧振線圈504 與負(fù)載線圈511的距離隔開某種程度時(shí)傳送效率最高，反之線圈間距離為數(shù)mm以下的非常 近距離時(shí)因阻抗的變動(dòng)反而使傳送效率降低。與此相對(duì)，僅使用負(fù)載線圈511的受電中，受 電側(cè)不具有諧振電路，在非常近距離下為電磁感應(yīng)傳送，所以受電側(cè)不具有諧振電路時(shí)傳 送效率更高。這是因?yàn)?，供電線圈與諧振線圈的耦合以及諧振線圈與負(fù)載線圈的耦合同樣 被視為用電磁感應(yīng)的傳送。因此，通過(guò)采用在線圈間距離隔開某種程度的情況下，使場(chǎng)效應(yīng) 晶體管541為斷開狀態(tài)，在非常近距離下，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管541為導(dǎo)通狀態(tài)，從而在受電側(cè) 不具有諧振電路的結(jié)構(gòu)，在獲得與圖14所示的實(shí)施例10同樣的效果的基礎(chǔ)上，能夠獲得即 使線圈間距離是非常近的距離傳送效率的劣化也較小的非接觸電力傳送系統(tǒng)。
[0211] 此外，圖23表示示意地表示用場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)通斷開與負(fù)載線圈串聯(lián)地連接的 諧振電容的示意圖。圖中橫軸是線圈間距離，縱軸是傳送損耗。圖中，在使場(chǎng)效應(yīng)晶體管為 導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，負(fù)載線圈為不具有諧振頻率的電磁感應(yīng)的傳送，所以線圈間距離增大 時(shí)損耗急劇增加。另一方面，在使場(chǎng)效應(yīng)晶體管為斷開狀態(tài)的情況下，負(fù)載線圈因諧振電容 成為串聯(lián)諧振電路，即使線圈間距離隔開一定程度傳送損耗的增加也較小，但成為非常近 距離時(shí)傳送效率反而會(huì)降低。因此，如果在非常近距離下使場(chǎng)效應(yīng)晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)使負(fù) 載線圈不具有諧振電路，則能夠抑制近距離下傳送效率的降低。
[0212] [實(shí)施例 14]
[0213] 圖18是表示具有本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第十四實(shí)施 例的圖。
[0214] 圖中，551a、551b、551c是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，552a、552b、552c是諧振電容，553是諧振 電容，對(duì)于與圖17所示的第十三實(shí)施例對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0215] 圖中，與圖17所示的第十三實(shí)施例相比，與一次側(cè)諧振線圈并聯(lián)地連接有諧振電 容553，在有諧振的負(fù)載線圈511，并聯(lián)地連接有場(chǎng)效應(yīng)晶體管55la、55lb、551 c與諧振電容 552a、552b、552c分別串聯(lián)連接后的電路。
[0216] 從供電線圈503主要以一次側(cè)諧振線圈504的電感值和諧振電容553確定的自諧 振頻率供給電力。一次側(cè)諧振線圈504以與諧振電容553的自諧振頻率供電，所以在上述 諧振電路中流過(guò)大的電流，產(chǎn)生較的磁場(chǎng)。此時(shí)，由于與一次側(cè)諧振線圈504并聯(lián)地連接有 諧振電容553,所以在用相同的諧振頻率進(jìn)行比較的情況下，與沒有諧振電容的情況相比， 能夠減小一次側(cè)諧振線圈504的電感值，所以能夠使輸電器501的形狀較小。
[0217] 另一方面，與場(chǎng)效應(yīng)晶體管551a、551b、551c串聯(lián)連接的諧振電容552a、552b、 552c，分別與有諧振的負(fù)載線圈511構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，并且各電容為諧振頻率不同的電 容值。因此，成為根據(jù)一次側(cè)諧振線圈504與有諧振的負(fù)載線圈511的線圈間距離選擇傳 送效率最高的電容值的結(jié)構(gòu)。
[0218] 在以上結(jié)構(gòu)中，以下說(shuō)明選擇最佳的電容值的方法的一例。
[0219] 在用有諧振的負(fù)載線圈511接收來(lái)自一次側(cè)諧振線圈504的磁場(chǎng)的情況下，控制 電路543使線圈間距離最遠(yuǎn)時(shí)傳送效率高的諧振電容對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)。然 后，在開始電力受電的情況下，控制電路543定期地使其他為斷開狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管成 為導(dǎo)通狀態(tài)，用電平檢測(cè)542檢測(cè)出此時(shí)的受電電力。然后通過(guò)選擇受電電力最大的諧振 電容，能夠以較高的傳送效率受電。此時(shí)，控制電路543定期地用電平檢測(cè)542檢測(cè)受電電 力，選擇傳送效率最高的場(chǎng)效應(yīng)晶體管使其成為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0220] 以上的結(jié)構(gòu)中，在獲得與圖17所示的第十三的實(shí)施例同樣的效果的基礎(chǔ)上，通過(guò) 設(shè)置多個(gè)諧振電容用場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行切換，能夠根據(jù)線圈間距離實(shí)現(xiàn)電力的傳送效率的 進(jìn)一步最佳化。
[0221] 在線圈間距離近的情況下（直徑是數(shù)cm的線圈的情況，1cm程度以下），因?yàn)橹C振 線圈504的線圈的繞線與負(fù)載線圈511的線圈的繞線之間也存在寄生電容，所以在線圈間 距離近的情況下，由于諧振線圈與負(fù)載線圈間的電容增加，諧振線圈的自諧振頻率也下降。 在這種情況下，當(dāng)輸電頻率恒定時(shí)，通過(guò)距離越近反而使負(fù)載線圈的諧振電容越小，提高負(fù) 載線圈與諧振電容的諧振頻率，能夠抑制諧振線圈的自諧振頻率下降，所以能夠抑制線圈 間距離導(dǎo)致的傳送效率的變動(dòng)。
[0222] [實(shí)施例 I5]
[0223] 圖19是表示具有本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第十五實(shí)施 例的圖。
[0224] 圖中，輸電裝置610由供電線圈611、螺旋形的一次側(cè)諧振線圈612、調(diào)制解調(diào)電路 613、可變?cè)鲆骐娏Ψ糯笃?14、起振器615、控制電路616構(gòu)成，對(duì)于其他與圖17的非接觸 的電力傳送系統(tǒng)的第十三實(shí)施例對(duì)應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0225] 圖中螺旋形的一次諧振線圈612是平面上卷繞的線圈，與圓筒形的立體線圈同樣 存在因線圈的繞線間的寄生電容而產(chǎn)生的自諧振頻率，該諧振頻率與圓筒形線圈同樣地求 得。
[0226] 此外，在便攜終端裝置702中，在有諧振的負(fù)載線圈511與整流電路406之間附加 負(fù)載調(diào)制電路441、檢波解調(diào)電路442,輸電裝置610在高頻電源615上經(jīng)由可變?cè)鲆骐娏?放大器614和調(diào)制解調(diào)電路613連接于供電線圈611。
[0227] 以上的結(jié)構(gòu)中，具有從輸電裝置610對(duì)便攜終端裝置702非接觸地傳送電力，并且 進(jìn)行電力傳送時(shí)需要的輸電裝置610與便攜終端裝置702之間的認(rèn)證和輸電電力控制所需 要的通信單元。
[0228] 首先，說(shuō)明從輸電裝置610對(duì)便攜終端裝置702非接觸地傳送電力的動(dòng)作。
[0229] 以與一次側(cè)諧振線圈612的自諧振頻率相等的頻率從高頻電源615輸出的信號(hào)， 被增益可變電力放大器614放大，經(jīng)由調(diào)制解調(diào)電路613對(duì)供電線圈611供電。由于被供 電的輸電信號(hào)是與一次側(cè)諧振線圈612的自諧振頻率相等的頻率，所以從一次側(cè)諧振線圈 612產(chǎn)生強(qiáng)的磁場(chǎng)。
[0230] 另一方面，有諧振的供電線圈511由于與諧振電容512的諧振，與來(lái)自一次側(cè)諧振 線圈612的磁場(chǎng)較強(qiáng)地耦合，效率良好地接受電力，經(jīng)由負(fù)載調(diào)制電路441、檢波解調(diào)電路 442被整流電路406整流，經(jīng)由電源電路407供給到負(fù)載電路408。此外，控制電路543進(jìn) 行參照電平檢測(cè)542的值使場(chǎng)效應(yīng)晶體管541導(dǎo)通或者斷開，切換到受電電力更大的一方 的動(dòng)作。
[0231] 接著對(duì)于非接觸地進(jìn)行通信的情況下的動(dòng)作，首先說(shuō)明從輸電裝置610對(duì)便攜終 端裝置702傳送數(shù)據(jù)的情況。
[0232] 圖中，對(duì)來(lái)自增益可變電力放大器614的輸電信號(hào)施加 ASK調(diào)制等調(diào)制對(duì)供電線 圈611供電。被供給的輸電信號(hào)產(chǎn)生比一次側(cè)諧振線圈612強(qiáng)的磁場(chǎng)，被有諧振的負(fù)載線圈 511和諧振電容512效率良好地接收，經(jīng)由負(fù)載調(diào)制電路441被輸入到檢波解調(diào)電路442。 被輸入的輸電信號(hào)由使用二極管等的檢波電路解調(diào)并輸入到控制電路502。此外，受電電力 被整流電路406整流，由電源電路407對(duì)負(fù)載電路408供給。
[0233] 接著，說(shuō)明從便攜終端裝置702對(duì)輸電裝置610傳送數(shù)據(jù)的情況。
[0234] 在進(jìn)行通信的情況下，由于便攜終端裝置702從輸電裝置610接受電力，總是對(duì)負(fù) 載調(diào)制電路441加上信號(hào)振幅。因此，在負(fù)載調(diào)制電路441中，將該點(diǎn)的阻抗與調(diào)制信號(hào)對(duì) 應(yīng)地改變時(shí)磁耦合的輸電裝置610 -側(cè)的阻抗也會(huì)受到影響變化（負(fù)載調(diào)制方式）。所以， 在調(diào)制解調(diào)電路613中通過(guò)二極管檢波等，能夠取出輸電信號(hào)被因負(fù)載調(diào)制電路441的負(fù) 載變動(dòng)而產(chǎn)生的輸電電力的反射解調(diào)后的信號(hào)，所以能夠進(jìn)行通信。
[0235] 以上的結(jié)構(gòu)中，在獲得得到與圖17的非接觸的電力傳送系統(tǒng)的第13實(shí)施例同樣 的效果的基礎(chǔ)上，能夠獲得具有能夠以簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)通信的通信單元的非接觸電力傳送系 統(tǒng)。
[0236] [實(shí)施例 I6]
[0237] 圖20是表示具有本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第十六實(shí)施 例的圖。
[0238] 圖中，631是一次側(cè)的諧振線圈組，632是供電線圈，一次側(cè)的諧振線圈組631由螺 旋形的諧振線圈631a、631b構(gòu)成，它們并行地以一定間隔螺旋狀地卷繞，對(duì)于其他與圖18 的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十四實(shí)施例和圖19的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十五實(shí)施例對(duì) 應(yīng)的部分附加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0239] 圖中，構(gòu)成為輸電裝置610的一次側(cè)諧振線圈使用螺旋形的諧振線圈63la和63lb 多個(gè)線圈，并且改變線圈的圈數(shù)等使相互的自諧振頻率不同。進(jìn)而，改變一次側(cè)諧振線圈組 631和供電線圈632的位置上的結(jié)構(gòu)，使供電線圈632與有諧振的負(fù)載線圈511之間的距離 比一次側(cè)諧振線圈組631與有諧振的負(fù)載線圈511之間的距離近。
[0240] 通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，在獲得與圖16a的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十二實(shí)施例、 圖18的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十四實(shí)施例和圖19的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十五實(shí)施 例同樣的效果的基礎(chǔ)上，通過(guò)使供電線圈632與有諧振的負(fù)載線圈511之間的距離比一次 側(cè)諧振線圈組631與有諧振的負(fù)載線圈511之間的距離近，在供電線圈632與有諧振的負(fù) 載線圈511的線圈之間距離非常近的情況下，比起經(jīng)由一次側(cè)諧振線圈組631的磁諧振傳 送，能夠從供電線圈632對(duì)有諧振的負(fù)載線圈511通過(guò)電磁感應(yīng)直接傳送，所以能夠抑制非 常近距離下傳送效率的降低。
[0241] 以上的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)線圈間距離較近時(shí)，諧振線圈的諧振頻率由于負(fù)載線圈接近而 增加等價(jià)的寄生電容從而導(dǎo)致諧振頻率下降，所以輸電頻率恒定時(shí)傳送效率會(huì)降低。在這 種情況下，通過(guò)改變諧振線圈與供電線圈的配置使供電線圈與負(fù)載線圈的距離接近，并且 由于諧振線圈不再進(jìn)入它們之間，所以供電線圈與負(fù)載線圈之間電磁感應(yīng)的耦合增強(qiáng)。此 時(shí)，在線圈間距離較遠(yuǎn)時(shí)利用電磁感應(yīng)的傳送較小而線圈間距離非常近的情況下，諧振線 圈的諧振頻率會(huì)偏向較低一方，但是供電線圈與負(fù)載線圈之間利用電磁感應(yīng)的傳送增大， 抑制了線圈間距離非常近的情況下的傳送效率的降低。
[0242] [實(shí)施例 17]
[0243] 圖21是表示具有本發(fā)明中使用的非接觸的充電（電力傳送）系統(tǒng)的第十七實(shí)施 例。
[0244] 圖中，641、651是天線，642是負(fù)載調(diào)制電路，643是檢波解調(diào)電路，652是調(diào)制解調(diào) 電路，653是起振電路，對(duì)于與圖19的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十五實(shí)施例對(duì)應(yīng)的部分附 加相同符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0245] 圖中的輸電裝置610中起振電路653經(jīng)由調(diào)制解調(diào)電路652與天線651連接，便 攜終端裝置702中天線641經(jīng)由負(fù)載調(diào)制電路642與檢波解調(diào)電路643連接。
[0246] 說(shuō)明以上結(jié)構(gòu)中，在輸電裝置610與便攜終端裝置702之間進(jìn)行通信的動(dòng)作。其 中，對(duì)于電力的傳送動(dòng)作省略說(shuō)明。
[0247] 圖中，對(duì)來(lái)自起振電路653的發(fā)送信號(hào)在調(diào)制解調(diào)電路652中，施加 ASK調(diào)制等調(diào) 制供電到天線651。被供電的發(fā)送信號(hào)通過(guò)天線651電磁波或者磁性地作為能量被放射。 被放射的發(fā)送信號(hào)被天線641接收，經(jīng)由負(fù)載調(diào)制電路642被輸入到檢波解調(diào)電路643。被 輸入的發(fā)送信號(hào)通過(guò)二極管檢波等檢波電路被解調(diào)后輸入到控制電路604。
[0248] 接著，說(shuō)明從便攜終端裝置702對(duì)輸電裝置610傳送數(shù)據(jù)的情況?？紤]到便攜終 端裝置702在通過(guò)輸電裝置610接收信號(hào)的狀態(tài)時(shí)進(jìn)行通信的情況，總是對(duì)負(fù)載調(diào)制電路 642加上信號(hào)振幅。因此，負(fù)載調(diào)制電路642中，是使用通過(guò)使該點(diǎn)的負(fù)載變動(dòng)來(lái)進(jìn)行調(diào)制 的負(fù)載調(diào)制方式的結(jié)構(gòu)。
[0249] 以上的結(jié)構(gòu)中，在獲得與圖19的非接觸電力傳送系統(tǒng)的第十五實(shí)施例同樣的效 果的基礎(chǔ)上，由于以與電力傳送不同的頻率進(jìn)行通信，所以還能夠更高速地進(jìn)行通信，所以 在傳送認(rèn)證和發(fā)輸電力控制等的電力傳送所需的數(shù)據(jù)以外還能夠傳送其他數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種非接觸電力傳送系統(tǒng)，其特征在于，包括： 非接觸地進(jìn)行用于進(jìn)行認(rèn)證、數(shù)據(jù)的讀寫的數(shù)據(jù)傳送的第一非接觸通信裝置；非接觸 地輸送用于對(duì)受電裝置輸電的輸電電力的輸電裝置；和 受電裝置，其包括與所述非接觸通信裝置非接觸地進(jìn)行通信的第二非接觸通信單元和 非接觸地接受從所述輸電裝置輸送的輸電電力的受電單元，將用于進(jìn)行非接觸通信的天線 和用于接受從所述輸電裝置輸送的電力的天線線圈共用化， 所述受電裝置的受電單元的結(jié)構(gòu)為：與接受輸電電力的受電線圈并聯(lián)地連接第一諧振 電路，并且將第二諧振電路經(jīng)由第一濾波器電路串聯(lián)或者并聯(lián)地連接之后，用整流單元整 流并取出電力，所述第二非接觸通信單元的結(jié)構(gòu)為：將負(fù)載線圈接近受電線圈地設(shè)置以使 與所述受電線圈磁耦合，在所述負(fù)載線圈經(jīng)由第二濾波器電路，設(shè)置用于與所述第一非接 觸通信裝置進(jìn)行通信的調(diào)制解調(diào)電路， 所述第一諧振電路是與所述受電線圈的電感值以進(jìn)行非接觸通信的信號(hào)頻率諧振的 電容值的電容，所述第二諧振電路是與所述受電線圈以非接觸地進(jìn)行電力的傳送的頻率諧 振的電容值的電容，所述第一濾波器電路使非接觸地進(jìn)行電力傳送的頻率通過(guò)，阻止進(jìn)行 非接觸通信的信號(hào)頻率通過(guò)，所述第二濾波器電路使進(jìn)行非接觸通信的信號(hào)頻率通過(guò)，阻 止非接觸地進(jìn)行電力傳送的頻率通過(guò)。
2. 如權(quán)利要求1所述的非接觸電力傳送系統(tǒng)，其特征在于： 非接觸地輸送輸電電力的頻率，是比來(lái)自非接觸通信裝置的通信信號(hào)頻率低的頻率， 所述第一濾波器電路使用低通濾波器，所述第二濾波器電路使用高通濾波器。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的非接觸電力傳送系統(tǒng)，其特征在于： 非接觸地進(jìn)行用于進(jìn)行認(rèn)證、數(shù)據(jù)的讀寫的數(shù)據(jù)傳送的非接觸通信裝置是詢問(wèn)器，所 述受電裝置中包括的非接觸通信單元是響應(yīng)器。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的非接觸電力傳送系統(tǒng)，其特征在于，包括： 非接觸地進(jìn)行用于進(jìn)行認(rèn)證、數(shù)據(jù)的讀寫的數(shù)據(jù)傳送的第一非接觸通信裝置；非接觸 地輸送用于對(duì)受電裝置輸電的輸電電力的輸電裝置；和 受電裝置，其包括：與所述非接觸通信裝置非接觸地進(jìn)行通信的第二非接觸通信單元， 和非接觸地接受從所述輸電裝置輸送的輸電電力的受電單元， 所述第二非接觸通信單元的結(jié)構(gòu)為：兼具有第一詢問(wèn)器和第一響應(yīng)器，在所述第一非 接觸通信裝置是第二詢問(wèn)器時(shí)，在接收到來(lái)自所述第二詢問(wèn)器的信號(hào)的情況下，使所述第 一響應(yīng)器為開狀態(tài)，發(fā)送與來(lái)自第二詢問(wèn)器的詢問(wèn)數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)，在所述 第一非接觸通信裝置是第二響應(yīng)器時(shí)，使所述第一詢問(wèn)器為開狀態(tài)，對(duì)所述第二響應(yīng)器發(fā) 送詢問(wèn)數(shù)據(jù)信號(hào)，并且進(jìn)行來(lái)自第二響應(yīng)器的響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)的接收。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104218694SQ201410497798
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月16日
【發(fā)明者】市川勝英 申請(qǐng)人:日立民用電子株式會(huì)社