[发明专利]非接触电力传送系统、受电装置和输电装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用非接触数据通信单元和磁谐振的非接触电力传送单元、装置和进行它们的输送接收的天线，涉及应用于对装载有非接触IC卡和电池的便携设备的非接触的充电装置的有效技术。

背景技术

作为本发明者研究的技术，关于非接触充电系统的现有技术，例如能够考虑图24所示的结构作为一例。

图24是表示非接触的充电系统的现有技术的一例的框图，图中的系统包括设置在铁路车站和店铺等电力提供者一侧的输电装置701和使用者具有的便携终端装置702。本系统中，便携终端装置702由输电装置701充电。

输电装置701包括：RFID读取器等非接触型处理模块713、非接触型输电模块712和输电控制模块711。

便携终端装置702包括：用于RFID等非接触型处理动作的非接触型处理模块723、用于充电的非接触型受电模块722、进行充电的判断和控制的受电控制模块721和能够高速充电的大容量蓄电模块720。

图中是如下结构：持有便携终端702的使用者，为了在设置在车站和店铺等的输电装置701上装载的非接触型处理模块713与便携终端702上装载的非接触型处理模块723之间进行电子结算等而进行数据传送时，对比输电装置701上装载的非接触型输电模块712更靠终端侧的非接触型输电模块722通过非接触输送电力，并且在非接触型输电模块722中，对接受的电力整流后对高速大容量蓄电模块720进行充电，图中的输电控制模块711和受电控制模块721中，进行这些模块之间的非接触的输电的控制，并且进行对高速大容量蓄电模块720进行充电的充电控制。

以上的结构中，由于是在非接触型处理模块713、723之间进行通信期间进行便携终端装置702的电源的充电的结构，所以在减少便携终端装置702的充电时间的基础上，只要频繁地在非接触型处理模块713、723之间进行通信，无需特别对便携终端装置702充电就能够持续进行终端的使用(例如，参照专利文献1)。

进而在图24所示的非接触的通信和用于充电的输电中，数cm以下距离较近的非接触通信和非接触输电，一般是通过电磁感应方式和磁谐振方式等磁耦合进行的传送。这是因为，作为其他传送方式被认为有效的使用电波的传送方式与传送的距离r成反比，与此相对，使用电磁耦合的传送的强度与传送距离r的2次方成反比，例如在传送距离小于1m的情况下，1/(r²)这一项比1/r大。

因此，非接触的通信和用于充电的输电所使用的频率使用100kHz频域到十几MHz程度的频率，作为这些输送接收使用的天线，为了使磁耦合较强，如图25所示，一般使用数圈到数十圈的线圈状的天线，使用像图24所示的用于便携终端的非接触通信和非接触的输电那样的直径4cm程度的线圈状的天线(例如，参照非专利文献1)。

作为本发明者研究的其他技术，已知有非专利文献2和专利文献2记载的技术。关于该非接触电力传送系统，例如能够考虑如图26所示的结构作为一例。

图26是表示非接触的电力传送系统的现有技术的一例的结构图，非接触电力传送系统730中，由高频电源731、经由可变阻抗电路737与高频电源731连接的供电线圈732和谐振线圈733构成一次侧线圈，由谐振线圈734和负载线圈735构成二次侧线圈，具有与负载线圈735连接的负载736。

进而，在谐振线圈733、734分别连接有谐振电容738、739，供电线圈732、谐振线圈733、734、负载线圈735构成谐振系统740。此外，高频电源731的输出频率设定为谐振系统740的谐振频率。

阻抗可变电路737，由2个可变电容741、742和电感器743构成。一个可变电容741与高频电源731并联连接，另一个可变电容742与供电线圈732并联连接。电感器743连接在两个可变电容741、742之间。阻抗可变电路737，通过变换可变电容741、742的容量来变更其阻抗。该阻抗可变电路737调整阻抗使谐振系统740的谐振频率下的输入阻抗与高频电源731一侧的阻抗相匹配。可变电容741、742通过由电机驱动旋转轴来使容量可变，这是众所周知的结构，是电机根据来自控制装置744的驱动信号驱动的结构。

从高频电源731经由阻抗可变电路737对供电线圈732以谐振系统740的频率输出高频电压，在供电线圈732产生磁场。该磁场通过谐振线圈733、734产生的磁场谐振而增强。从增强后的谐振线圈734附近的磁场通过负载线圈735利用电磁感应取得电力供给到负载736。