[发明专利]非接触电力传输装置、送电装置以及受电装置

说明书

获得能够应对送电装置的谐振线圈与受电装置的谐振线圈的耦合系数的变化，并且能够以低成本实现的、不论作为送电装置还是作为受电装置均能够使用的非接触电力传输装置。一种能够进行非接触的双向的电力传输的电力传输装置，具备：电源；开关电路，其由多个开关元件构成；谐振系统，其具有线圈和电容器；驱动控制电路，其对构成所述开关电路的各开关元件的接通/断开动作进行控制；以及检测电路，其对流过所述开关电路的谐振电流进行检测，所述驱动控制电路根据由所述检测电路检测出的谐振电流波形，对构成所述开关电路的各开关元件的接通/断开进行控制来进行送电动作或者受电动作。

技术领域

本发明涉及通过在送电侧的电力传输装置的送电线圈与受电侧的电力传输装置的受电线圈之间产生的磁场谐振而传输电力的非接触电力传输装置，特别是涉及能够进行双向的电力传输的非接触电力传输装置、送电装置以及受电装置。

背景技术

具备具有线圈与电容器的谐振电路，并利用在送电装置的送电线圈与受电装置的受电线圈之间产生的磁耦合来非接触地传输电力的磁场谐振方式的非接触电力传输装置作为对电动汽车的车载电池的充电装置、各种电子设备、特别是对成为手提类型的电子设备的动作电源的二次电池的充电器等而被广泛普及。

在这样的非接触电力传输装置中，除了预先决定送电侧的电力传输装置与受电侧的电力传输装置且电力的传输方向限定于一个方向的方式之外，还提出在2个电力传输装置之间能够在双向上进行非接触的电力的收发的双向的非接触电力传输装置。

作为这样的双向的非接触电力传输装置，提出了具备：具有切换谐振线圈与电容器的串联连接和并联连接的开关的双向谐振电路、作为逆变器以及转换器进行动作的电力变换装置、升降压转换器、以及切换电力变换直流电源与负荷电路的开关，在送电装置中将谐振线圈与电容器串联连接，在受电装置中将谐振线圈与电容器并联连接的非接触电力传输装置(参照专利文献1)。

另外，提出了在送电装置与受电装置中具备将谐振线圈与电容器串联连接的谐振部、将FET桥式连接的全桥逆变器、以及能够进行升降压的双向的DD转换器，在送电装置中从电源电压降低而驱动送电逆变器，并且在受电装置中利用全桥逆变器的FET的体二极管等构成全桥检波电路，且从进行了检波的电压进行升压而向负荷侧传递，由此使检波电压降低而实现高效率化(参照专利文献2)。在专利文献2所记载的双向的非接触电力传输装置中，在送电装置与受电装置具备串联谐振电路，因此能够进行抑制送电开始时的电流的软启动，并且当在受电装置流过过大的电流的情况下，能够仅通过受电装置的动作遮断来自受电装置的输出，与此同时增大送电装置的逆变器的输出阻抗而降低送电功率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－244635号公报

专利文献2：日本专利第6038386号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1所记载的双向非接触电力传输装置中，作为双向谐振电路需要将电容器串联连接的串联谐振电路与并联连接的并联谐振电路，因此包含切换用的开关的电路结构变得繁琐，从而导致成本的上升，并且也容易产生耐久性的问题。

另一方面，在引用文献2所记载的双向非接触电力传输装置中，在送电装置与受电装置具备串联谐振电路，因此需要进行与驱动频率对应的谐振，从而必须将谐振电路的L与C设定为预定的值。但是，在非接触电力传输装置中，由于送电装置的谐振电路与受电装置的谐振线圈之间的距离的变动、在两装置的谐振线圈之间存在金属制的异物等，两线圈的耦合系数变化，因此为了高效地以较高的电压进行电力传输，而需要将谐振电路的L与C的值设为可变以便能够应对耦合系数的变动。另外，为了进行较高的电压的电力传输，需要将电力供给系统设为高电压系统，另一方面，用于对送电、受电进行控制的控制电路、逻辑电路成为低电压系统，因此电路结构变得复杂。因此，作为非接触电力传输装置整体容易导致成本高。