專利名稱：供電裝置、受電裝置和無線供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以非接觸或無線方式提供和接收電力的非接觸供電型的供電裝置、受 電裝置和無線供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為無線方式的電力供給方法，已知電磁感應(yīng)方式。此外，近年來，已經(jīng)并正在關(guān)注無線供電系統(tǒng)和無線充電系統(tǒng)，其中，使用了利用 電磁共振現(xiàn)象的被稱作磁場共振方法的方法。在目前被最廣泛使用的電磁感應(yīng)型的非接觸供電方式中，供電源和作為受電側(cè)的 供電目標需要共同使用磁通量。因此，為了高效傳輸電力，需要將供電源與供電目標彼此非 常靠近地設(shè)置，用于耦合(couple)的對準也很重要。同時，利用電磁共振現(xiàn)象的非接觸供電方式的優(yōu)點在于，根據(jù)電磁共振現(xiàn)象的原 理，電力能夠比利用電磁感應(yīng)方式傳輸更遠的距離，此外，即使對準有些不好，但是傳輸效 率不會下降很多。應(yīng)注意，關(guān)于電磁共振現(xiàn)象，不僅是磁場共振，而且電場共振也是可用的。例如，在日本專利公開第2001-185939號(下文中，稱作專利文獻1)中，公開了采 用磁場共振方式的無線供電系統(tǒng)。在專利文獻1的無線供電系統(tǒng)中，電力通過電磁感應(yīng)從連接至供電電路的供電線 圈傳輸至共振線圈。通過連接至共振線圈的電容器和電阻器調(diào)節(jié)要傳輸?shù)碾娏Φ念l率。近年來，已經(jīng)報道了一種無線電力傳輸技術(shù)，其通過采用利用磁場的共振現(xiàn)象的 磁場共振方式，在ail距離實現(xiàn)60W的電力傳輸。此外，已經(jīng)報道了高效“無線供電系統(tǒng)”的開發(fā)，其通過采用磁場共振方式傳輸60W 的電力以驅(qū)動間隔50cm的電子設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
如上文所述，磁場共振型的無線供電或電力傳輸系統(tǒng)與電磁感應(yīng)系統(tǒng)的相同之處 在于通過磁場傳輸電力。然而，與利用電磁感應(yīng)系統(tǒng)相比，磁場共振系統(tǒng)能夠通過利用共振 現(xiàn)象實現(xiàn)近似10倍的傳輸距離的傳輸。然而，為了實現(xiàn)這樣的高性能，要求優(yōu)異的共振器，換言之，需要具有高Q值的共 振器。Q值高表示頻率特性很靈敏(sharp)，并且這與帶寬具有此消彼長的關(guān)系。然后， 窄帶寬涉及以下缺點。1)如果載波的頻率偏移，則傳輸效率顯著下降。2)如果共振頻率隨著周圍狀態(tài)的變化或溫度變化而偏移，則傳輸效率顯著下降。3)不能通過除共振點之外的其他頻率傳輸電力。為了通過除預(yù)先設(shè)定的共振頻率之外的頻率來傳輸電力，需要改變共振頻率。因此，需要改變某些常數(shù)的設(shè)定。這會引起機械復(fù)雜性以及諸如共振器Q值下降的電子特性的劣化。4)也可調(diào)節(jié)用于電力傳輸?shù)妮d波以在載波上疊加數(shù)據(jù)。在這種情況下，由于在具 有耐高噪聲性質(zhì)的相位調(diào)制和頻率調(diào)制中，數(shù)據(jù)的傳輸速率和所占帶寬具有彼此成比例的 關(guān)系，所以如果傳輸帶寬很窄，則難以執(zhí)行高速數(shù)據(jù)傳輸。如上所述，磁場共振型的電力傳輸系統(tǒng)基本上包括兩個共振器，并且根據(jù)條件，與 單獨的每個共振器的頻率特性相比，能夠獲取寬的帶寬。然而，作為磁場共振型電力傳輸系 統(tǒng)的本質(zhì)，需要每個共振器都具有高Q值，并且期望更大的帶寬。因此，期望提供能夠?qū)崿F(xiàn)更大帶寬的頻率特性的磁場共振型的供電裝置、受電裝 置以及無線供電系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種供電裝置，包括發(fā)電部，用于生成待提供的 電力；供電元件，用于接收發(fā)電部所生成并從發(fā)電部提供至該供電元件的電力；以及多個 共振元件，多級設(shè)置并且通過磁場共振關(guān)系彼此耦合，一個共振元件通過電磁感應(yīng)與供電 元件耦合。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種受電裝置，包括多個共振元件，多級設(shè) 置并且用于通過磁場共振關(guān)系彼此耦合；以及供電元件，用于通過電磁感應(yīng)與共振元件耦 合，并從共振元件接收所接收的電力，一個共振元件通過磁場共振關(guān)系接收傳輸至其的電 力，同時，另一個共振元件通過電磁感應(yīng)與供電元件耦合。根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，提供了一種無線供電系統(tǒng)，包括供電裝置；以及受 電裝置，用于通過磁場共振關(guān)系接收傳輸信號，該傳輸信號包括從供電裝置傳輸至該受電 裝置的電力，該供電裝置包括發(fā)電部，用于生成待提供的電力；供電元件，用于接收通過 發(fā)電部所生成并從發(fā)電部提供至該供電元件的電力；以及至少一個共振元件，用于通過電 磁感應(yīng)與供電元件耦合，該受電裝置包括共振元件，用于通過磁場共振關(guān)系接收從供電裝 置所傳輸?shù)碾娏Γ灰约肮╇娫?，用于通過電磁感應(yīng)與共振元件耦合，并從共振元件接收所 接收的電力，供電裝置和受電裝置的中的至少一個包括多級設(shè)置并通過磁場共振關(guān)系彼此 耦合的多個共振元件。通過這樣的供電裝置、受電裝置以及無線供電系統(tǒng)，在采用磁場共振系統(tǒng)的同時， 能夠獲取更大帶寬的頻率特性。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的無線供電系統(tǒng)的構(gòu)造實例的框圖；圖2是示出了圖1的無線供電系統(tǒng)的等效塊的示意圖；圖3是示出了圖1的無線供電系統(tǒng)的等效電路的電路圖；圖4A和圖4B是示出了在適當設(shè)計圖3的電路中包括耦合度的電路常數(shù)的情況下 頻率特性的模擬結(jié)果的值的示圖；圖5A和圖5B是示出了在適當設(shè)計圖3的電路中包括耦合度的電路常數(shù)的情況下 的頻率特性的實際測量值的示圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的無線供電系統(tǒng)的構(gòu)造實例的框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的無線供電系統(tǒng)的構(gòu)造實例的框圖8是示出了圖7的無線供電系統(tǒng)的等效塊的示意圖；以及圖9是圖7的無線供電系統(tǒng)的等效電路的電路圖。
具體實施例方式下面，參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。應(yīng)注意，以下面的順序給出描述1.第一實施方式(無線供電系統(tǒng)的第一構(gòu)造實例)2.第二實施方式(無線供電系統(tǒng)的第二構(gòu)造實例)3.第三實施方式(無線供電系統(tǒng)的第三構(gòu)造實例)<1.第一實施方式>圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的無線供電系統(tǒng)的構(gòu)造實例。參照圖1，無線供電系統(tǒng)10包括供電裝置20和受電裝置30。供電裝置20包括電力傳輸線圈部21、以及包括振蕩器OSC的高頻發(fā)電部22。電力傳輸線圈部21包括作為供電元件的供電線圈211、以及作為多級彼此耦合的 共振元件的多個共振線圈212-1和212-2。應(yīng)注意，盡管在本實施方式中，多級耦合的共振線圈數(shù)為2，但是也可增加待耦合 的共振線圈的級數(shù)。盡管共振線圈也被稱作共鳴線圈，但是在本實施方式的描述中，使用術(shù)語共振線 圈。例如，供電線圈211由環(huán)形線圈形成，其中向該環(huán)形線圈提供交流(即，AC)電流。共振線圈212-1用作共振器TX1，由通過電磁感應(yīng)與供電線圈211耦合的空心線圈 形成，并且有效地無線傳輸從供電線圈211提供的AC電力。應(yīng)注意，在供電側(cè)，供電線圈211和共振線圈212-1通過電磁感應(yīng)強烈地彼此耦
口 O共振線圈212-1和共振線圈212-2通過磁場共振關(guān)系彼此耦合，并且共振線圈 212-2用作在中間級的共振器MXl。類似于共振線圈212-1，共振線圈212-2由空心線圈形成，并且當共振線圈212_2 和受電裝置30的共振線圈312的自共振頻率彼此基本一致時，在共振線圈212-2與共振線 圈312之間建立高效傳輸電力的磁場共振關(guān)系。高頻發(fā)電部22生成用于無線電力傳輸?shù)母哳l電力(S卩，AC電力)。通過高頻發(fā)電部22所生成的高頻電力被提供或施加至電力傳輸線圈部21的供電 線圈211。受電裝置30包括受電線圈部31、整流電路32以及作為接收電力的供給目的地的 載荷33。受電線圈部31包括作為供電元件的供電線圈311、以及作為共振元件的共振線圈 312。通過電磁感應(yīng)從共振線圈312為供電線圈311提供AC電流。共振線圈312由通過電磁感應(yīng)而耦合至供電線圈311的空心線圈形成，并且當共 振線圈312和供電裝置20的共振線圈212-2的自共振頻率彼此基本一致時，建立高效接收電力的磁場共振關(guān)系。共振線圈312用作受電側(cè)共振器RXl。應(yīng)注意，設(shè)置了在供電線圈311的負載端具有阻抗匹配功能的匹配電路(未示 出)。整流電路32將接收到的AC電力整流成DC (直流)電力。未示出的穩(wěn)壓電路將從 整流電路32提供的DC電力轉(zhuǎn)換成符合DC電力供給目標的電子設(shè)備的規(guī)格的DC電壓，并 且穩(wěn)定的DC電壓被提供至負載33的電子設(shè)備的處理系統(tǒng)?，F(xiàn)在，將描述無線供電系統(tǒng)10的總體操作。圖2示出了圖1的無線供電系統(tǒng)的等效塊，并且圖3示出了圖1的無線供電系統(tǒng) 的等效電路。參照圖2和圖3，供電側(cè)共振器TXl包括由線圈Ll和線圈Ll的浮置電容、或者由 線圈Ll和與線圈Ll并聯(lián)連接的電容器Cl形成的共振電路RC1。類似地，在中間級的共振器MXl包括由線圈L21和線圈L21的浮置電容、或者由線 圈L21和與線圈L21并聯(lián)連接的電容器C2等效形成的第一共振電路RC21。此外，在中間級的共振器MXl包括由線圈L22和線圈L22的浮置電容、或者由線圈 L22和與線圈L22并聯(lián)連接的電容器C2等效形成的第二共振電路RC22。受電側(cè)共振器RXl包括由線圈L3和線圈L3的浮置電容、或者由線圈L3和與線圈 L3并聯(lián)連接的電容器C3形成的共振電路RC3。以這種方式，根據(jù)本第一實施方式的無線供電系統(tǒng)10被配置為包括三個共振器 TXl、MXl 禾口 RXl。在供電裝置20側(cè)，高頻發(fā)電部22的振蕩器OSC所生成的AC電力被提供至供電線 圈211，然后利用電磁感應(yīng)的耦合通過供電線圈211被傳輸至共振線圈212-1。共振線圈212-1和共振線圈212-2以磁場共振關(guān)系彼此耦合，使得共振線圈212_1 的電力被提供至共振線圈212-2。在這種情況下，由于供電側(cè)共振器TXl與供電或耦合線圈211以感應(yīng)耦合方式被 耦合，所以它們在信號傳輸?shù)耐瑫r用作變壓器Tl以執(zhí)行阻抗轉(zhuǎn)換或變壓器操作。供電或耦合線圈211連接至振蕩器OSC的輸出，從而其被振蕩器OSC驅(qū)動以激勵 供電側(cè)共振器TXl。在所激勵的供電側(cè)共振器TXl周圍生成通過線圈所形成的感應(yīng)磁場，并且鄰近下 一級(即，鄰近中間級)所設(shè)置的共振器MXl拾取感應(yīng)磁場。因此，能量被傳輸。因此，在中間級的共振器MXl被激勵，并且在共振器MXl周圍生成由線圈所形成的 感應(yīng)磁場。由于受電側(cè)上的受電側(cè)共振器RXl設(shè)置在中間級的共振器MXl的附近，例如，與距 離共振器MXl距離幾十cm，所以通過受電裝置30拾取感應(yīng)磁場。因此，能量被傳輸。類似于供電裝置20，在受電側(cè)共振器RXl中所激勵的電力被傳輸至供電或耦合線 圈311。因此，高頻電力通過整流電路32而最終被轉(zhuǎn)化成DC電力。通過將中間級的共振器MXl插入在供電裝置20的供電側(cè)共振器TXl與受電裝置 30的受電側(cè)共振器RXl之間以允許多級傳輸，可以調(diào)節(jié)頻帶，并且通過執(zhí)行適當?shù)脑O(shè)計，能 夠預(yù)期寬頻帶。
在根據(jù)本第一實施方式的無線供電系統(tǒng)10中，中間級的共振器MXl設(shè)置在供電裝 置20側(cè)。圖4A和圖4B示出了在適當設(shè)計圖3的電路中包括耦合度k的電路常數(shù)的情況下 頻率特性的模擬結(jié)果的值。同時，圖5A和圖5B示出了在適當設(shè)計圖3的電路中包括耦合 度κ的電路常數(shù)的情況下頻率特性的實際測量值。具體地，圖4A和圖5A示出了作為包括兩個共振器的比較例的普通磁場共振型無 線供電系統(tǒng)的頻率特性。同時，圖4B和圖5B示出了根據(jù)本實施方式的磁場共振型無線供 電系統(tǒng)的頻率特性。應(yīng)注意，圖5A和圖5B的實際測量值為使用不同頻率所進行的實驗結(jié)果。在圖4A至圖5B中，橫坐標軸表示頻率，縱坐標軸表示電力傳輸效率。從圖4A至圖5B可以看出，與普通無線供電系統(tǒng)相比，根據(jù)本實施方式的磁場共振 型無線供電系統(tǒng)可增大傳輸帶寬。<2.第二實施方式>圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的無線供電系統(tǒng)的構(gòu)造實例。根據(jù)本第二實施方式的無線供電系統(tǒng)IOA類似于根據(jù)第一實施方式的無線供電 系統(tǒng)10，但不同之處在于形成在中間級的共振器MXl的共振線圈不是設(shè)置在供電裝置20A 側(cè)，而是設(shè)置在受電裝置30A側(cè)。具體地，供電裝置20A的電力傳輸線圈部21A包括供電線圈211和單個共振線圈 212。同時，受電裝置30A包括由供電線圈311和作為多級彼此耦合的共振元件的多個 共振線圈312-1和312-2形成的受電線圈部31A。共振線圈312-1和共振線圈312-2通過磁場共振關(guān)系被彼此耦合，并且共振線圈 312-2用作在中間級的共振器MXl。共振線圈312-1用作共振器RX1，并且由通過電磁感應(yīng)由耦合至供電線圈311的空 心線圈形成。當共振線圈312-2與供電裝置20的共振線圈212的自共振頻率彼此基本一致時， 它們建立了磁場共振關(guān)系。當磁場共振關(guān)系建立時，共振線圈312-2高效接收電力。根據(jù)本第二實施方式的無線供電系統(tǒng)IOA的等效塊和等效電路分別與參照圖2和 圖3在上文所描述的根據(jù)第一實施方式的無線供電系統(tǒng)10的等效塊和等效電路類似。在供電裝置20側(cè)，高頻發(fā)電部22的振蕩器OSC所生成的AC電力被提供至供電線 圈211，然后利用電磁感應(yīng)的耦合通過供電線圈211被傳輸至共振線圈212。在這種情況下，由于振蕩器TXl與供電或耦合線圈211以感應(yīng)耦合方式被耦合，所 以它們在信號傳輸?shù)耐瑫r用作變壓器Tl，從而執(zhí)行阻抗轉(zhuǎn)換或變壓器操作。供電或耦合線圈211連接至振蕩器OSC的輸出，從而其被振蕩器OSC驅(qū)動以激勵 供電側(cè)振蕩器TXl。在所激勵的供電側(cè)振蕩器TXl周圍生成由線圈形成的感應(yīng)磁場。由于受電側(cè)的中 間級共振器MXl設(shè)置在供電側(cè)共振器TXl的附近，所以感應(yīng)磁場被受電裝置30拾取。因此， 能量傳輸至共振線圈312-2。因此，中間級的共振器MXl被激勵，并且在共振器MXl周圍生成由線圈形成的感應(yīng)磁場。隨后，共振線圈312-2和共振線圈312-1通過磁場共振關(guān)系被彼此耦合，并且共振 線圈312-2的電力被傳輸至共振線圈312-1。因此，類似于供電裝置20，在由共振線圈312-1形成的共振器RXl中所感生的電力 被傳輸至供電或耦合線圈311，并且高頻電力通過整流電路32而最終被轉(zhuǎn)換成DC電力。通過將中間級的共振器MXl插入在供電裝置20A的供電側(cè)共振器TXl與受電裝置 30A的受電側(cè)共振器RXl之間以允許多級傳輸，可以調(diào)節(jié)頻帶，并且通過執(zhí)行適當?shù)脑O(shè)計， 能夠預(yù)期寬頻帶。在根據(jù)本第二實施方式的無線供電系統(tǒng)IOA中，在中間級的共振器MXl設(shè)置在受 電裝置30A側(cè)。<3.第三實施方式〉圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的無線供電系統(tǒng)的構(gòu)造實例。根據(jù)本第三實施方式的無線供電系統(tǒng)IOB類似于根據(jù)第一實施方式的無線供電 系統(tǒng)10，不同之處在于形成在中間級的共振器MXl的共振線圈不僅設(shè)置在供電裝置20側(cè)， 而且還設(shè)置在受電裝置30B側(cè)。具體地，受電裝置30B的受電線圈部31B包括供電線圈311、以及作為多級耦合的 共振元件的多個共振線圈312-1和312-2。共振線圈312-1和共振線圈312-2通過磁場共振關(guān)系被彼此耦合，并且共振線圈 312-2用作在中間級的共振器MX2。共振線圈312-1用作共振器RX1，并且由通過電磁感應(yīng)耦合至供電線圈311的空心 線圈形成。當共振線圈312-2與供電裝置20的共振線圈212_2的自共振頻率彼此基本一致 時，它們建立了磁場共振關(guān)系。當磁場共振關(guān)系建立時，共振線圈312-2高效接收電力。圖8示出了根據(jù)第三實施方式的無線供電系統(tǒng)的等效塊，并且圖9示出了圖8的 無線供電系統(tǒng)的等效電路。參照圖8和圖9，供電側(cè)共振器TXl包括由線圈Ll和線圈Ll的浮置電容、或者由 線圈Ll和與線圈Ll并聯(lián)連接的電容器Cl形成的共振電路RC1。類似地，在中間級的共振器MXl包括由線圈L21和線圈L21的浮置電容、或者由線 圈L21和與線圈L21并聯(lián)連接的電容器C2等效形成的第一共振電路RC21。此外，在中間級的共振器MXl包括由線圈L22和線圈L22的浮置電容、或者由線圈 L22和與線圈L22并聯(lián)連接的電容器C2等效形成的第二共振電路RC22。類似地，在中間級的共振器MX2包括由線圈L41和線圈L41的浮置電容、或者由線 圈L41和與線圈L41并聯(lián)連接的電容器C4等效形成的第一共振電路RC41。此外，在中間級的共振器MX2包括由線圈L42和線圈L42的浮置電容、或者由線圈 L42和與線圈L42并聯(lián)連接的電容器C4等效形成的第二共振電路RC42。受電側(cè)共振器RXl包括由線圈L3和線圈L3的浮置電容、或者由線圈L3和與線圈 L3并聯(lián)連接的電容器C3形成的共振電路RC3。以這種方式，根據(jù)本第三實施方式的無線供電系統(tǒng)IOB被配置為包括四個共振器 TX1、MX1、MX2 禾口 RXl。
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在供電裝置20側(cè)，由高頻發(fā)電部22的振蕩器OSC生成的AC電力被提供至供電線 圈211，然后利用電磁感應(yīng)的耦合通過供電線圈211被傳輸至共振線圈212-1。共振線圈212-1和共振線圈212-2以磁場共振關(guān)系彼此耦合，使得共振線圈212_1 的電力被提供至共振線圈212-2。在這種情況下，由于供電側(cè)共振器TXl與供電或耦合線圈211以感應(yīng)耦合方式耦 合，所以它們在信號傳輸?shù)耐瑫r用作變壓器Tl，從而執(zhí)行阻抗轉(zhuǎn)換或變壓器操作。供電或耦合線圈211連接至振蕩器OSC的輸出，從而其被振蕩器OSC驅(qū)動以激勵 供電側(cè)共振器TXl。在所激勵的共振器TXl周圍生成由線圈所形成的感應(yīng)磁場，并且鄰近下一級(即， 鄰近中間級)所設(shè)置的共振器MXl拾取感應(yīng)磁場。因此，能量被傳輸。因此，在中間級的共振器MXl被激勵，并且在共振器MXl周圍生成由線圈所形成的 感應(yīng)磁場。由于形成受電側(cè)共振器MX2的共振線圈312-2設(shè)置在中間級的共振器MXl的附 近，例如，與共振器MXl距離幾十cm處，所以受電裝置30拾取感應(yīng)磁場。因此，能量被傳輸。換言之，通過受電裝置30拾取感應(yīng)磁場，從而將能量傳輸至共振線圈312-2。因此，在中間級的共振器MX2被激勵，并且在共振器MX2周圍生成由線圈所形成的 感應(yīng)磁場。隨后，共振線圈312-2和共振線圈312-1通過磁場共振關(guān)系彼此耦合，并且共振線 圈312-2的電力被傳輸至共振線圈312-1。因此，類似于在供電裝置20中，在由共振線圈312-1所形成的共振器RXl中所激 勵的電力被傳輸至供電或耦合線圈311。因此，高頻電力通過整流電路32而最終被轉(zhuǎn)化成 DC電力。通過將在中間級的共振器MXl和MX2插入供電裝置20的共振器TXl與受電裝置 30B的共振器RXl之間以允許多級傳輸，可以調(diào)節(jié)頻帶，并且通過執(zhí)行適當?shù)脑O(shè)計，能夠預(yù)
期寬頻帶。在根據(jù)本第三實施方式的無線供電系統(tǒng)IOB中，在中間級的共振器MXl和MX2分 別設(shè)置在供電裝置20側(cè)和受電裝置30B側(cè)。這里應(yīng)注意，盡管描述了多至四個共振器的多級數(shù)的實例，但是也可增加級數(shù)。這 樣能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶的進一步增大。然而，在共振器級數(shù)增大的情況下，通過多級具有的電阻所生成的總熱損增大，從 而導致傳輸效率下降。因此，需要考慮傳輸效率的下降及設(shè)計中的復(fù)雜可能性，并且需要選 擇適用于系統(tǒng)的級數(shù)。如上所述，通過本實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)以下優(yōu)點。具體地，通過本實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)更寬頻帶，同時維持實現(xiàn)磁場共振型無線供電 系統(tǒng)的長傳輸距離所必需的共振器的高性能，即，高Q值。即使載波的頻率偏移，也能防止傳輸效率的降低。因此，傳輸器中振蕩器的頻率精 度可以為低。此外，無線供電系統(tǒng)不受溫度變化或電源變化而引起的頻率變化影響。盡管共振器的共振頻率根據(jù)周圍環(huán)境或所連接的電路的參數(shù)變化而變化，但是由 于頻帶很寬，所以無線供電系統(tǒng)不受變化影響。
在電力傳輸中，處理無法與通信相比的非常高的電力。因此，不應(yīng)對位于附近的通 信終端或接收器產(chǎn)生干擾。在引起干擾妨礙的這種情況下，需要快速將頻率改變?yōu)椴煌l 率的這種對策。由于本實施方式維持了寬頻帶傳輸特性，所以在載波頻率改變的情況下，也 不需要改變由共振器構(gòu)成的傳輸部。因此，容易采取防止干擾的適當?shù)膶Σ?。在磁場共振型電力傳輸中，也可以通過調(diào)制載波而疊加數(shù)據(jù)。然而，為了以高速率 發(fā)送數(shù)據(jù)，而不會降低耐噪聲性質(zhì)，需要相應(yīng)的更寬的頻帶。通過本實施方式，由于本實施 方式的無線供電系統(tǒng)具有寬頻帶，同時其為磁場共振型，所以也能夠容易地執(zhí)行數(shù)據(jù)的疊 加。如果共振器的級數(shù)增加為4以上，則能夠預(yù)期頻帶的進一步加寬。本發(fā)明包含于2010年1月21日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP 2010-011128中所公開的主題，其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，根據(jù)設(shè)計要求和其他因素，可以進行各種修改、組 合、子組合和變形，均應(yīng)包含在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種供電裝置，包括發(fā)電部，用于生成待提供的電力；供電元件，用于接收所述發(fā)電部所生成并從所述發(fā)電部提供至所述供電元件的電力；以及多個共振元件，多級設(shè)置并通過磁場共振關(guān)系彼此耦合； 一個所述共振元件通過電磁感應(yīng)與所述供電元件耦合。
2.一種受電裝置，包括多個共振元件，多級設(shè)置并且用于通過磁場共振關(guān)系彼此耦合；以及 供電元件，用于通過電磁感應(yīng)與所述共振元件耦合，并且從所述共振元件接收所接收 的電力；一個所述共振元件通過磁場共振關(guān)系接收傳輸至其的電力，同時另一個所述共振元件 通過電磁感應(yīng)與所述供電元件耦合。
3.一種無線供電系統(tǒng)，包括 供電裝置；以及受電裝置，用于通過磁場共振關(guān)系接收傳輸信號，所述傳輸信號包括從所述供電裝置 傳輸至所述受電裝置的電力； 所述供電裝置包括 發(fā)電部，用于生成待提供的電力，供電元件，用于接收所述發(fā)電部所生成并從所述發(fā)電部提供至所述供電元件的電力，以及至少一個共振元件，用于通過電磁感應(yīng)與所述供電元件耦合， 所述受電裝置包括共振元件，用于通過磁場共振關(guān)系接收從所述供電裝置所傳輸?shù)碾娏?，以?供電元件，用于通過電磁感應(yīng)與所述共振元件耦合，并且從所述共振元件接收所接收 的電力，所述供電裝置和所述受電裝置中的至少一個包括多級設(shè)置并通過磁場共振關(guān)系彼此 耦合的多個共振元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述供電裝置包括多級設(shè)置并通過磁 場共振關(guān)系彼此耦合的多個共振元件，以及一個所述共振元件通過電磁感應(yīng)與所述供電元件耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述受電裝置包括多級設(shè)置并通過磁 場共振關(guān)系彼此耦合的多個共振元件，以及一個所述共振元件通過磁場共振關(guān)系接收傳輸至其的電力，同時另一個所述共振元件 通過電磁感應(yīng)與所述供電元件耦合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線供電系統(tǒng)，其中，所述供電裝置包括多級設(shè)置并通過磁 場共振關(guān)系彼此耦合的多個共振元件，以及一個所述共振元件通過電磁感應(yīng)與所述供電元件耦合；以及 所述受電裝置包括多級設(shè)置并通過磁場共振關(guān)系彼此耦合的多個共振元件，以及 一個所述共振元件通過磁場共振關(guān)系接收傳輸至其的電力，同時另一個所述共振元件通過電磁感應(yīng)與所述供電元件耦合。
全文摘要
本發(fā)明提供了供電裝置、受電裝置和無線供電系統(tǒng)，該供電裝置包括發(fā)電部，用于生成待提供的電力；供電元件，用于接收通過發(fā)電部所生成并從發(fā)電部提供至該供電元件的電力；以及多個共振元件，多級設(shè)置并通過磁場共振關(guān)系彼此耦合；一個共振元件通過電磁感應(yīng)與供電元件耦合。
文檔編號H02J17/00GK102136764SQ20111000861
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者込山伸二 申請人:索尼公司