[发明专利]无线电力供给系统

说明书

技术领域

本发明涉及通过创造出磁场谐振状态来以非接触方式输送电力的无线电力供给系统。

背景技术

以往，作为无线方式的电力供给技术，已知利用电磁感应的技术、利用电波的技术。除此之外，近年来提出了一种利用磁场谐振状态的无线电力供给技术。

利用该磁场谐振状态(也叫做磁谐振、磁场谐振、磁场共振)的电力供给技术是使磁场在共振的两个共振器之间耦合由此能够输送能量(电力)的技术。根据利用这种磁场谐振状态的无线电力供给技术，与利用电磁感应的无线电力供给技术相比，能够延长能量(电力)的输送距离。

然而，在利用如上所述的磁场谐振状态的电力供给技术中，存在以下问题：两个共振器之间的磁耦合不稳定，送电效率降低。

为了解决这种问题，例如在专利文献1中公开了如下一种无线电力供给系统：即使送电共振线圈与受电共振线圈之间的距离发生变动的情况下，也能够通过变更送电共振线圈的共振频率和受电共振线圈的共振频率，来逐次变更送电共振线圈与受电共振线圈之间的耦合强度来维持谐振状态，由此防止从送电装置向受电装置的电力的送电效率的降低。另外，在专利文献2中公开了如下一种无线电力装置：通过使送电线圈与受电线圈的耦合强度变化，能够提高装置整体的送电效率。并且，在专利文献3中公开了如下一种供电系统：在供电线圈与受电线圈之间设置供电共振线圈和受电共振线圈，当以非接触方式供给电力时，检测供电共振线圈与受电共振线圈之间的距离c，根据该距离c来可变调整供电线圈与供电共振线圈的距离a以及受电线圈与受电共振线圈的距离b，使得供电效率最大。

专利文献1：日本特开2010-239769

专利文献2：日本特开2010-239777

专利文献3：日本特开2010-124522

发明内容

发明要解决的问题

通过上述公开的技术确实能够防止送电效率的降低。然而，在上述公开技术中，需要变更共振频率的控制装置、使两个共振器之间的耦合强度变化的控制装置、调整供电线圈与供电共振线圈的距离及受电线圈与受电共振线圈的距离的控制装置，不仅结构变得复杂而且成本增加。

因此，本发明的目的在于提供如下一种无线电力供给系统：不像以往那样使用变更共振频率的控制装置、使两个共振器之间的耦合强度变化的控制装置、调整供电线圈与供电共振线圈的距离及受电线圈与受电共振线圈的距离的控制装置，就能够将两个共振器之间的磁耦合维持为稳定的状态，来扩大能够在使送电效率稳定的状态下输送电力的空间区域。

用于解决问题的方案

用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力供给系统，通过使供电共振线圈和受电共振线圈共振，将电力以磁场能形式从上述供电共振线圈输送到上述受电共振线圈，其特征在于，相对于上述供电共振线圈的线圈直径，上述受电共振线圈的线圈直径小。

根据上述结构，在相对于供电共振线圈的线圈直径而受电共振线圈的线圈直径小的空间区域，即使不调整送电频率等，也能够将供电共振线圈与受电共振线圈的磁耦合维持稳定的状态。即，如以往那样，在供电共振线圈和受电共振线圈为相同直径的情况下，由于稳定的磁耦合的距离的范围极其狭窄，因此要经常调整送电频率等，但根据本发明，能够在比以往宽的距离内维持磁耦合的稳定，因此不需要调整送电频率等的作业。由此，当从供电共振线圈向受电共振线圈送电时，能够扩大可在使送电效率稳定的状态下送电的空间区域。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力供给系统，其特征在于，上述供电共振线圈的线圈直径与上述受电共振线圈的线圈直径的比在100:7至100:15的范围内。

根据上述结构，通过以使供电共振线圈的线圈直径与受电共振线圈的线圈直径的比构成为在100:7至100:15的范围内，能够将供电共振线圈与受电共振线圈的磁耦合维持更为稳定的状态。即，与以往相比，能够在更宽的距离内维持磁耦合的稳定。由此，当从供电共振线圈向受电共振线圈送电时，能够进一步扩大可在使送电效率稳定的状态下送电的空间区域。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力供给系统，其特征在于，具备：电力供给部，其供给交流的电力；供电线圈，其与上述电力供给部相连接，通过电磁感应对上述供电共振线圈供给上述电力；受电线圈，通过电磁感应从上述受电共振线圈对该受电线圈供给上述电力；以及电力接收部，其与上述受电线圈相连接。