[发明专利]非接触电力供给装置和充电系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请包含与2009年7月23日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-171798中公开的主题有关的主题，将其全部内容通过引用的方式合并在此。

技术领域

本发明涉及使用谐振现象(如，磁场谐振或电场谐振)来发射AC电力的非接触电力供给装置、用于使用谐振现象来接收AC电力的非接触电力接收装置以及非接触电力供给装置和非接触电力接收装置中所使用的优先度显示方法。

背景技术

作为用于允许以非接触形式传输电能的技术，电磁感应方法和磁场谐振方法是可用的。电磁感应方法和磁场谐振方法具有如下面所述这样的各种差异，而近年来，关注于使用磁场谐振方法的能量传输。

图14是磁场谐振型的非接触电力供给系统的配置的示意图，其中，电力供给源和电力供给对象或目的地相对于彼此以一对一的关系对应。参照图14，磁场谐振型的非接触电力供给装置包括电力供给源100和电力供给目的地200。

电力供给源100例如可以是充电支架(cradle)，并包括AC(交流)电源101、激励元件102和谐振元件103。同时，电力供给目的地200可以是便携式电话终端，并包括谐振元件201、激励元件202和整流电路203。

电力供给源100的激励元件102和谐振元件103以及电力供给目的地200的谐振元件201和激励元件202中的每一个均由空心线圈(air-core coil)形成。在电力供给源100的内部，激励元件102和谐振元件103通过电磁感应而彼此强耦合。类似地，在电力供给目的地200的内部，谐振元件201和激励元件202通过电磁感应而彼此强耦合。

当电力供给源100的空心线圈形式的谐振元件103和电力供给目的地200的空心线圈形式的谐振元件201的自谐振频率彼此一致时，谐振元件103和谐振元件201被置入耦合量最大而损耗最小的磁场谐振关系。

具体而言，图14的非接触电力供给系统以下列方式工作。首先，在电力供给源100中，将作为来自AC电源101的AC电流的能量的、预定频率的AC电力提供给激励元件102，在激励元件102中，通过AC电源101的电磁感应而感应出对于谐振元件103的AC电力。这里，AC电源101中生成的AC电力的频率等于电力供给源100的谐振元件103和电力供给目的地200的谐振元件201的自谐振频率。

如上所述，电力供给源100的谐振元件103和电力供给目的地200的谐振元件201以磁场谐振关系而布置。因此，利用谐振频率，以非接触形式将作为AC电流等的能量的AC电力从谐振元件103提供至谐振元件201。

在电力供给目的地200中，由谐振元件201接受来自电力供给源100的谐振元件103的AC电力。通过电磁感应，来自谐振元件201的AC电力经由激励元件202而被提供至整流电路203，并且由整流电路203转换并输出为DC(直流)电力。

这样，以非接触形式将AC电力从电力供给源100提供至电力供给目的地200。注意，将从整流电路203输出的DC电力例如提供至与电池(未示出)连接的充电电路(未示出)，以便对电池进行充电。

以上面结合图14所述的这种方式配置的电力供给源100和电力供给目的地200相对于彼此以一对一的关系对应的非接触电力供给系统具有下列特性。

非接触电力供给系统在AC电源的频率和耦合量之间具有如图15A中那样的关系。在图15A中，即使AC电源的频率很低或者相反地很高，耦合量也不高，而是仅在出现磁场谐振现象的预定频率上呈现其最大量。换言之，耦合量依据磁场谐振而呈现频率选择性。

进一步，图15B中图示了非接触电力供给系统的谐振元件103和201间的距离与耦合量之间的关系。在图15B中，耦合量随着各谐振元件之间的距离的增大而减小。

然而，即使各谐振元件之间的距离很小，耦合量也不一定很大，而是在特定谐振频率上，耦合量在特定距离呈现最大值。进一步，在图15B中，如果各谐振元件之间的距离保持在某一范围内，则可以确保高于固定级别(level)的耦合量。

进一步，图15C中图示了在非接触电力供给系统中谐振频率与获得了最大耦合量的各谐振元件间的距离之间的关系。在图15C中，在谐振频率很低的情况下，各谐振元件之间的距离很大。此外，在谐振频率很高的情况下，通过减小各谐振元件之间的距离而获得了最大耦合量。