無線電力供應(yīng)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種無線地供應(yīng)電力的無線電力供應(yīng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地，已經(jīng)需要進(jìn)一步減少在生產(chǎn)設(shè)備中的能耗。在使用機(jī)器人的生產(chǎn)設(shè)備的情況下，正在考慮無線電力供應(yīng)來減少布線等，并且促進(jìn)空間節(jié)省。在這樣的生產(chǎn)設(shè)備中，可以通過在諸如機(jī)器人的負(fù)載之間互換電力來減少在整個生產(chǎn)設(shè)備中的能耗。換句話說，諸如機(jī)器人的負(fù)載在加速期間消耗諸如電力的能量，并且相反，在減速期間產(chǎn)生能量。由于在減速期間產(chǎn)生的能量改變?yōu)殡娏Σ⑶以撾娏Ρ恢T如機(jī)器人的另一個負(fù)載消耗，可以減少在整個生產(chǎn)設(shè)備中的能耗。
[0003]作為用于無線地供應(yīng)電力的技術(shù)，已經(jīng)提出了一種技術(shù)，其中，在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)之間雙向地互換電力(參考Heisei 24The Institute of Electrical Engineers of JapanZenkoku Taikai 4-203)。該技術(shù)的應(yīng)用場所是汽車，諸如電動轎車。因此，使用利用10kHz或更低的頻帶的電磁感應(yīng)在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)之間執(zhí)行電力的無線互換。
[0004]然而，當(dāng)頻帶是10kHz或更低時，在下述方面出現(xiàn)問題:線圈的物理結(jié)構(gòu)變得更大以使得能夠供應(yīng)足夠的電力。在汽車的情況下，即使當(dāng)使用在物理上大的線圈時，限制是微小的，因為汽車本身足夠大。然而，在生產(chǎn)設(shè)備中的機(jī)器人的情況下，期望使用較小的線圈的電力的互換。換句話說，當(dāng)在機(jī)器人中使用大和重的線圈時，在下述方面出現(xiàn)問題:機(jī)器人本身的重量增加，驅(qū)動設(shè)備伴隨在重量上的增大而變大，并且該生產(chǎn)設(shè)備本身變大。
[0005]然而，為了使用小的線圈來執(zhí)行無線電力供應(yīng)，需要在兆赫頻帶中的電力供應(yīng)。在諸如此類的高頻帶中，在下述方面出現(xiàn)問題:當(dāng)使用電磁感應(yīng)時出現(xiàn)開關(guān)損耗等。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種無線電力供應(yīng)設(shè)備，其在安全性上高，并且其中，已經(jīng)通過使用高頻帶的無線電力供應(yīng)來實現(xiàn)了大小減小和在發(fā)射效率上的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在根據(jù)一個實施例所述的發(fā)明中，提供了連接到電源側(cè)的第一單元和連接到負(fù)載側(cè)的第二單元。在一對所述第一單元和所述第二單元之間，使用磁共振利用從幾兆赫茲到大約十幾兆赫茲的高頻來無線地發(fā)射電力。換句話說，通過使用磁共振的在高頻帶處的無線電力供應(yīng)來在所述第一單元和所述第二單元之間發(fā)射電力。因此，可以避免共振線圈的大小增大，并且也可以實現(xiàn)外圍設(shè)備的大小減小。另外，通過使用磁共振的無線電力供應(yīng)，與電磁感應(yīng)比較，可以增大在更長距離上的無線電力供應(yīng)上的發(fā)射效率。
[0008]另外，在根據(jù)該實施例所述的發(fā)明中，所述第二單元的相位控制部件基于由電流檢測部件檢測的電流來控制在共振放大器電路上設(shè)置的開關(guān)部件的驅(qū)動相位。在所述第一單元和所述第二單元之間發(fā)射的電力的大小基于在所述共振高頻上的相位差而改變。換句話說，電力發(fā)射效率根據(jù)在所述第一單元和所述第二單元之間的共振高頻上的相位差來改變。因此，在根據(jù)該實施例所述的發(fā)明中，通過所述電流檢測單元來檢測流向所述第二單元的電存儲部件的電流。所述相位控制部件然后基于所檢測的電流來控制在所述第二單元的所述共振放大器電路上的所述開關(guān)部件的驅(qū)動相位。結(jié)果，在所述第一單元和所述第二單元之間產(chǎn)生在所發(fā)射的高頻的相位上的差別。因此，關(guān)于在所述第一單元和所述第二單元之間發(fā)射的電力，僅通過下述方式來控制發(fā)射效率:在保持從所述第一單元振蕩的高頻信號的相位的同時，控制在所述第二單元的所述開關(guān)部件中的驅(qū)動相位。換句話說，通過控制在所述第二單元的所述開關(guān)部件中的所述驅(qū)動相位，在保持在所述第一單元中的相位的同時，控制在所述第一單元和所述第二單元之間的所述高頻上的相位差。結(jié)果，可以容易地控制在所述第一單元和所述第二單元之間發(fā)射的電力的發(fā)射效率。因此，可以通過控制在所述第一單元和所述第二單元之間的相位差，以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)大小減小和在發(fā)射效率上的改善。
[0009]同時，在根據(jù)該實施例所述的發(fā)明中，當(dāng)在所述第一單元和所述第二單元之間出現(xiàn)相位差時，所述相位差僅引起在所述第一單元或所述第二單元的所述共振線圈中的阻抗上的增大。換句話說，即使當(dāng)引起在發(fā)射效率上的顯著降低的相位差出現(xiàn)時，所出現(xiàn)的全部是在所述第一單元或所述第二單元的所述共振放大器電路的電阻上的增大，并且，并且不意欲的電流流動和過大電流的流動不出現(xiàn)。因此，即使當(dāng)在所述第一單元和所述第二單元之間發(fā)射大的電力時，也可以改善安全性。結(jié)果，本發(fā)明可以被應(yīng)用到其中安全性重要的諸如機(jī)器人的設(shè)備。
[0010]另外，在根據(jù)該實施例所述的發(fā)明中，所述第一單元和所述第二單元的所述共振線圈都作為在所述共振放大器電路中的共振感應(yīng)器。因此，不要求在所述共振放大器電路中獨立地設(shè)置共振感應(yīng)器。因此，可以實現(xiàn)電路配置的簡化，并且可以促進(jìn)設(shè)備的大小減小。
[0011]如上所述，在一對所述第一單元和所述第二單元中，除了在所述第一單元和所述第二單元之間的電力發(fā)射效率之外，也可以通過控制在所述第二單元側(cè)上的所述開關(guān)部件的所述驅(qū)動相位來控制在所述第一單元和所述第二單元之間的電力發(fā)射的方向。換句話說，通過控制在所述第一單元和所述第二單元之間的所述相位差，除了從所述第一單元向所述第二單元的電力發(fā)射之外，從所述第二單元向所述第一單元的電力發(fā)射也變得可能。連接到所述第二單元的所述負(fù)載在制動期間通過再發(fā)電來產(chǎn)生電力。
[0012]在根據(jù)另一個實施例所述的發(fā)明中，通過控制所述開關(guān)部件的所述驅(qū)動相位來產(chǎn)生在所述第一單元和所述第二單元之間的相位差，并且除了所述電力發(fā)射效率之外，也通過所述相位差來控制所述發(fā)射方向。由于通過再發(fā)電而產(chǎn)生的電力從所述第二單元向所述第一單元發(fā)射，由連接到所述第二單元的所述負(fù)載產(chǎn)生的能量經(jīng)由所述第一單元被發(fā)射到另一個負(fù)載。因此，可以通過其中控制在所述第二單元中的所述開關(guān)部件的所述驅(qū)動相位的簡單控制操作來在所述第一單元和所述第二單元之間雙向地發(fā)射電力，并且，可以減少整個設(shè)備的功耗。因此，本發(fā)明可以被應(yīng)用到需要減小的大小和減小的重量的諸如機(jī)器人的設(shè)備。
【附圖說明】
[0013]在附圖中:
[0014]圖1是根據(jù)第一實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備的電氣配置的示意圖；
[0015]圖2是根據(jù)第一實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備的示意透視圖；
[0016]圖3是在根據(jù)第一實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備中的移相器的配置的示意圖；
[0017]圖4是在根據(jù)第一實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備中的在電流與在第一單元和第二單元之間的相位差之間的關(guān)系的示意圖；
[0018]圖5是在第一實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備中的初始化過程的流程的示意圖；
[0019]圖6是在根據(jù)第一實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備中的電力發(fā)射期間執(zhí)行的過程的流程的示意圖；
[0020]圖7是根據(jù)第二實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備的電氣配置的示意圖；
[0021 ] 圖8A至圖SC是在根據(jù)第二實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備中的電流上的改變的示意圖；
[0022]圖9是在根據(jù)第三實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備中的第一單元的圖，其中，圖9A是示意透視圖，并且圖9B是電氣配置的示意圖；
[0023]圖10是在根據(jù)第三實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備中的第二單元的圖，其中，圖1OA是示意透視圖，并且圖1OB是電氣配置的示意圖；并且
[0024]圖11是根據(jù)第四實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備的電氣配置的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，將參考附圖描述無線電力供應(yīng)設(shè)備的多個實施例。向在該多個實施例中的實質(zhì)上相同的構(gòu)成部分給出相同的附圖標(biāo)號。其說明被省略。
[0026](第一實施例)
[0027]如圖1和圖2中所示，根據(jù)第一實施例的無線電力供應(yīng)設(shè)備10包括第一單元11和第二單元12。第一單元11連接到外部電源13。第二單元12被提供為與第一單元11相對，并且連接到消耗電力的諸如機(jī)器人的負(fù)載14。通過磁共振在從幾兆赫茲到大約十幾兆赫茲的高頻下在