供電單元、供電系統(tǒng)和電子裝置制造方法
【專利摘要】提供了當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送時(shí)根據(jù)裝置的位置能夠執(zhí)行轉(zhuǎn)送效率控制的供電單元、供電系統(tǒng)以及電子裝置。該供電單元包括電力轉(zhuǎn)送部，該電力轉(zhuǎn)送部包括被配置為使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的電力轉(zhuǎn)送線圈和包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部。該共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
【專利說(shuō)明】供電單元、供電系統(tǒng)和電子裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)電子裝置執(zhí)行非接觸式電力供應(yīng)(電力轉(zhuǎn)送)的供電系統(tǒng)以及應(yīng)用于該供電系統(tǒng)的供電單元和電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，例如，對(duì)諸如移動(dòng)手機(jī)和便攜式音樂(lè)播放器等的CE裝置(消費(fèi)電子裝置，Consumer Electronics Device)執(zhí)行非接觸式電力供應(yīng)(電力轉(zhuǎn)送)的供電系統(tǒng)(非接觸式供電系統(tǒng)和無(wú)線充電系統(tǒng))已經(jīng)引起人們的關(guān)注。從而使得人們可以僅通過(guò)將電子裝置(次級(jí)側(cè)裝置)放置在充電盤(pán)(初級(jí)側(cè)裝置)上開(kāi)始充電，而不是通過(guò)將諸如AC適配器等電力供應(yīng)單元的連接器插入(連接)到裝置中才開(kāi)始充電。換言之，電子裝置與充電盤(pán)之間的端子連接變得不再必要。
[0003]因此，作為一種執(zhí)行非接觸式電力供應(yīng)的方法，電磁感應(yīng)方法是眾所周知的。此夕卜，近年來(lái)，利用電磁共振現(xiàn)象使用被稱為磁共振方法的非接觸式供電系統(tǒng)也已經(jīng)備受關(guān)注。
[0004]目前，在使用已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的電磁感應(yīng)方法的非接觸式供電系統(tǒng)中，供電源(電力轉(zhuǎn)送線圈)和供電目的地(電力接收線圈)共用磁通量是必要的。因此，為了有效地執(zhí)行電力供應(yīng)，需要將供電源和供電目的地布置成彼此接近并且同軸耦合也是重要的。
[0005]同時(shí)，使用電磁共振現(xiàn)象的非接觸式供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:由于電磁共振現(xiàn)象的原理，能夠在比使用電磁感應(yīng)方法的距離更長(zhǎng)的距離上電力轉(zhuǎn)送，甚至當(dāng)軸的對(duì)準(zhǔn)在某種程度上很差時(shí)轉(zhuǎn)送效率的下降很小。應(yīng)當(dāng)注意的是，關(guān)于這種電磁共振現(xiàn)象，除磁共振方法之外，還存在電場(chǎng)共振方法。在這種磁場(chǎng)共振型的非接觸式供電系統(tǒng)中(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)I和2)，不需要軸的精確對(duì)準(zhǔn)，從而還可以延長(zhǎng)供電距離。
[0006]引用列表
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2008-136311號(hào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2009-504115號(hào)(PCT申請(qǐng)公開(kāi)的日文譯本)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]順便提及，在導(dǎo)電線材等是纏繞的線圈中，通常，越靠近端繞組，磁通線(磁通量)分布越密集，并且磁場(chǎng)越強(qiáng)。同時(shí)，相反，距離端纏繞越遠(yuǎn)，磁通線(磁通量)分布越不密集，并且磁場(chǎng)越弱。因此，在線材被纏繞成平面的線圈(例如，螺旋線圈)中，當(dāng)線圈的內(nèi)徑足夠大時(shí)，位于線圈內(nèi)端的導(dǎo)體附近處的磁場(chǎng)最強(qiáng)，而在線圈的中心附近的磁場(chǎng)相對(duì)要弱。按照這種方式，通常，由線圈產(chǎn)生的磁通線分布不均勻。
[0011]此處，在上述使用磁場(chǎng)(磁共振等)的非接觸式供電系統(tǒng)中，當(dāng)在電力轉(zhuǎn)送時(shí)希望提高初級(jí)側(cè)裝置(在電力轉(zhuǎn)送側(cè)上)與次級(jí)側(cè)裝置(在電力接收表面上)之間的相對(duì)位置的靈活性(例如，將次級(jí)側(cè)裝置放置在初級(jí)側(cè)裝置的供電表面上的靈活性)時(shí)，存在以下技術(shù)。即，一種增加電力轉(zhuǎn)送線圈等的內(nèi)徑并且擴(kuò)展磁通線可分布的區(qū)域的技術(shù)。
[0012]然而，例如，當(dāng)電力轉(zhuǎn)送線圈的內(nèi)徑相對(duì)于電力接收線圈的內(nèi)徑比較大時(shí)，如上所述，在電力轉(zhuǎn)送線圈的內(nèi)部區(qū)域的磁通線分布(磁通密度分布)不均勻。因此，存在這樣一個(gè)問(wèn)題，即，在非接觸式供電時(shí)供電效率(轉(zhuǎn)送效率)依賴于初級(jí)側(cè)裝置與次級(jí)側(cè)裝置的相對(duì)位置(例如，次級(jí)側(cè)裝置的放置)而不均勻。
[0013]為此，所期望的是提出一種在使用磁場(chǎng)進(jìn)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)能夠根據(jù)設(shè)備的位置執(zhí)行轉(zhuǎn)送效率控制(例如，減少根據(jù)上述相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率分布的不均勻性)的技術(shù)。
[0014]因此，希望提供一種當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送時(shí)，能夠根據(jù)裝置的位置執(zhí)行轉(zhuǎn)送效率控制的供電單元、供電系統(tǒng)和電子裝置。
[0015]根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的供電單元包括:電力轉(zhuǎn)送部，包括被配置為使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的電力轉(zhuǎn)送線圈和包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部。共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
[0016]根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的供電系統(tǒng)包括:一個(gè)或者多個(gè)電子裝置；以及被配置為對(duì)電子裝置執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的供電單元。該供電單元包括電力轉(zhuǎn)送部，該電力轉(zhuǎn)送部包括被配置為使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的電力轉(zhuǎn)送線圈，以及電子裝置包括電力接收部，該電力接收部包括被配置為接收從電力轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電力的電力接收線圈。包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部設(shè)置于供電單元、電子裝置以及獨(dú)立于供電單元和電子裝置的其他單元中的至少一個(gè)中。共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
[0017]根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的電子裝置包括:電力接收部，包括被配置為接收使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)送的電力的電力接收線圈，以及輔助共振部，包括一個(gè)或者多個(gè)共振器。共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
[0018]在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的供電單元、供電系統(tǒng)和電子裝置中，輔助共振部中的共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。因?yàn)樾纬闪嗽撻g隙(間隙區(qū)域)，所以在供電單元(電力轉(zhuǎn)送側(cè))與電子裝置(電力接收側(cè))之間的相對(duì)位置與電力轉(zhuǎn)送時(shí)的轉(zhuǎn)送效率的關(guān)系(位置特性)會(huì)發(fā)生改變。
[0019]在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的供電單元、供電系統(tǒng)和電子裝置中，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用電力轉(zhuǎn)送線圈的主共振操作中的主共振頻率與共振器中輔助共振頻率可被設(shè)定成彼此不同。該共振頻率之間差值的調(diào)節(jié)還會(huì)引起位置特性的改變。在這種情況下，輔助共振頻率可以是高于主共振頻率的頻率。當(dāng)由此配置時(shí)，響應(yīng)于相對(duì)位置變化的轉(zhuǎn)送效率的變化(轉(zhuǎn)送效率的不均勻性取決于相對(duì)位置)減小。換言之，與輔助共振頻率與主共振頻率彼此相等的情況相比較，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率分布的平坦化(均等化)。
[0020]根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的供電單元、供電系統(tǒng)和電子裝置，輔助共振部中的共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。因此，電力轉(zhuǎn)送側(cè)與電力接收側(cè)之間相對(duì)位置和電力轉(zhuǎn)送時(shí)的轉(zhuǎn)送效率的關(guān)系(位置特性)可以改變。因此，在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送時(shí)，可以根據(jù)裝置的位置執(zhí)行轉(zhuǎn)送效率控制。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】[0021]圖1是示出了根據(jù)本公開(kāi)的第一實(shí)施方式的供電系統(tǒng)的外形配置實(shí)例的透視圖。
[0022]圖2是示出了圖1中所示的供電系統(tǒng)的詳細(xì)配置實(shí)例的框圖。
[0023]圖3是示出了圖1中所示的電力轉(zhuǎn)送部和電力接收部的示意性配置實(shí)例的示意圖。
[0024]圖4是包括示出了圖3中所示的電力轉(zhuǎn)送部的詳細(xì)配置實(shí)例的透視圖和平面圖的示意圖。[0025]圖5是用于描述圖3中所示的電力轉(zhuǎn)送部的共振頻率之間的關(guān)系的示意圖。
[0026]圖6是示出了根據(jù)比較例I的供電系統(tǒng)的示意性配置和電力轉(zhuǎn)送特性的示意圖。
[0027]圖7是示出了根據(jù)比較例2的供電系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)送部的示意性配置和電力轉(zhuǎn)送特性的示意圖。
[0028]圖8是示出了根據(jù)比較例3的供電系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)送部的示意性配置的平面圖。
[0029]圖9是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的實(shí)施例的數(shù)據(jù)的實(shí)例的特性圖。
[0030]圖10是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的實(shí)施例的數(shù)據(jù)的另一實(shí)例的特性圖。
[0031]圖11是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的供電系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)送部的示意性配置的平面圖。
[0032]圖12是示出了根據(jù)比較例4的供電系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)送部的示意性配置的平面圖。
[0033]圖13是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的實(shí)施例的數(shù)據(jù)的實(shí)例的特性圖。
[0034]圖14是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的供電系統(tǒng)的示意性配置實(shí)例的示意圖。
[0035]圖15是示出了根據(jù)比較例5的供電系統(tǒng)的示意性配置實(shí)例的示意圖。
[0036]圖16是示出了根據(jù)第四實(shí)施方式的供電系統(tǒng)的示意性配置實(shí)例的示意圖。
[0037]圖17是示出了根據(jù)第五實(shí)施方式的供電系統(tǒng)的示意性配置實(shí)例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面將參照附圖詳細(xì)地描述本公開(kāi)的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)注意，將按照下列順序進(jìn)行描述。
[0039]1.第一實(shí)施方式(具有共振器的輔助共振部設(shè)置在初級(jí)側(cè)裝置中的實(shí)例)
[0040]2.第二實(shí)施方式(具有共振器的輔助共振部設(shè)置在初級(jí)側(cè)裝置中的另一實(shí)例)
[0041]3.第三實(shí)施方式(輔助共振部設(shè)置在次級(jí)側(cè)裝置中的實(shí)例)
[0042]4.第四實(shí)施方式(輔助共振部設(shè)置在初級(jí)側(cè)裝置和次級(jí)側(cè)裝置中的每一個(gè)中的實(shí)例)
[0043]5.第五實(shí)施方式(輔助共振部獨(dú)立于初級(jí)側(cè)裝置和次級(jí)側(cè)裝置而設(shè)置的實(shí)例)
[0044]6.變形例
[0045]【第一實(shí)施方式】
[0046]【供電系統(tǒng)4的總體配置】
[0047]圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的第一實(shí)施方式的供電系統(tǒng)(供電系統(tǒng)4)的外形配置實(shí)例，圖2示出了該供電系統(tǒng)4的塊配置實(shí)例。供電系統(tǒng)4是一種通過(guò)使用磁場(chǎng)(通過(guò)利用磁共振等；在下文中同樣)以非接觸方式執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(電力供應(yīng)或者供電)的系統(tǒng)(非接觸式供電系統(tǒng))。該供電系統(tǒng)4包括供電單元I (初級(jí)側(cè)裝置)和一個(gè)或者多個(gè)電子裝置(此處，兩個(gè)電子裝置2A和2B ;次級(jí)側(cè)裝置)。[0048]如圖1所示，在該供電系統(tǒng)4中，例如，通過(guò)將電子裝置2A和2B放置在(或者靠近于)供電單元I中的供電表面(電力轉(zhuǎn)送表面)SI上可執(zhí)行從供電單元I到電子裝置2A和2B的電力轉(zhuǎn)送。此處，鑒于對(duì)電子裝置2A和2B執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送是同時(shí)或者分時(shí)(連續(xù)地)執(zhí)行的情況，供電單元I形狀像墊(盤(pán))等，其中，供電表面SI的面積大于將要供電的電子裝置2A和2B的面積。
[0049](供電單元I)
[0050]如上所述，供電單元I是一種通過(guò)使用磁場(chǎng)對(duì)電子裝置2A和2B執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的單元(充電盤(pán))。例如，供電單元I可包括電力轉(zhuǎn)送單元11，例如，如圖2所示,該電力轉(zhuǎn)送單元11包括電力轉(zhuǎn)送部110、高頻電力生成電路111、阻抗匹配電路112和共振電容器(電容器)Cl。
[0051]例如，電力轉(zhuǎn)送部110可以包括下文即將描述的電力轉(zhuǎn)送線圈(初級(jí)側(cè)線圈)LI等。電力轉(zhuǎn)送部110通過(guò)利用該電力轉(zhuǎn)送線圈LI和共振電容器Cl使用磁場(chǎng)對(duì)電子裝置2A和2B (具體地，后面即將描述的電力接收部210)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送。具體地，電力轉(zhuǎn)送部110具有從供電表面SI朝向電子裝置2A和2B發(fā)射磁場(chǎng)(磁通量)的功能。應(yīng)當(dāng)注意，下文即將描述該電力轉(zhuǎn)送部110的詳細(xì)配置(圖3至圖5)。
[0052]高頻電力生成電路111可以是通過(guò)使用例如從供電單元I的外部的電力供給源9供應(yīng)的電力而產(chǎn)生用于執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的預(yù)定高頻電力(AC信號(hào))的電路。
[0053]阻抗匹配電路112是在執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送時(shí)執(zhí)行阻抗匹配的電路。從而提高電力轉(zhuǎn)送時(shí)的效率(轉(zhuǎn)送效率)。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)電力轉(zhuǎn)送線圈L1、下文將要描述的電力接收線圈L2、共振電容器Cl和C2等的配置，可不設(shè)置該阻抗匹配電路112。
[0054]共振電容器Cl是與電力轉(zhuǎn)送線圈LI 一起用于配置LC共振器(主共振器或者主共振電路)的電容器，并且被設(shè)置為以并聯(lián)或者串聯(lián)和并聯(lián)的組合形式直接電連接至電力轉(zhuǎn)送線圈LI。由電力轉(zhuǎn)送線圈LI和共振電容器Cl配置的LC共振器基于使用基本等于或者接近由高頻電力生成電路111產(chǎn)生的高頻電力的頻率構(gòu)成的共振頻率(主共振頻率)fl來(lái)執(zhí)行共振操作(主共振操作)。此外，設(shè)置共振電容器Cl的電容值以實(shí)現(xiàn)該共振頻率fl。然而，當(dāng)通過(guò)使用由電力轉(zhuǎn)送線圈LI中的線路電容、后面即將描述的電力轉(zhuǎn)送線圈LI與電力接收線圈L2之間的電容構(gòu)成的寄生電容成分(雜散電容成分)的主共振操作實(shí)現(xiàn)上述共振頻率fl時(shí)，可不設(shè)置共振電容器Cl。
[0055](電子裝置2A和2B)
[0056]例如，電子裝置2A和2B中的每一個(gè)電子裝置可是由電視接收器表示的固定式電子裝置、由移動(dòng)電話和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等表示的包含可再充電電池(電池)的便攜式電子裝置等中的任何一個(gè)。如圖2所示，例如，電子裝置2A和2B的每一個(gè)電子裝置包括:電力接收單元21和負(fù)載22，負(fù)載22基于從該電力接收單元21供應(yīng)的電力執(zhí)行預(yù)定操作(執(zhí)行用作電子裝置的功能的操作)。此外，電力接收單元21包括電力接收部210、阻抗匹配電路212、整流電路213、穩(wěn)壓器214、電池215和共振電容器(電容器)C2。
[0057]電力接收部210包括下文即將描述的電力接收線圈L2 (次級(jí)側(cè)線圈)。電力接收部210具有通過(guò)利用電力接收線圈L2和共振電容器C2接收從供電單元I中的電力轉(zhuǎn)送部110轉(zhuǎn)送的電力的功能。應(yīng)當(dāng)注意，后面即將描述該電力接收部210的詳細(xì)配置(圖3)。
[0058]如同上述的阻抗匹配電路112，阻抗匹配電路212是在執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送時(shí)執(zhí)行阻抗匹配的電路。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)電力轉(zhuǎn)送線圈L1、下文即將描述的電力接收線圈L2、共振電容器Cl和C2等的配置，可不設(shè)置阻抗匹配電路212。
[0059]整流電路213是整流從電力接收部210供應(yīng)的電力(AC電)并且產(chǎn)生DC電的電路。
[0060]穩(wěn)壓器214是基于從整流電路213供應(yīng)的DC電執(zhí)行預(yù)定的穩(wěn)壓操作并且對(duì)電池215和負(fù)載22中的電池(未示出)充電的電路。
[0061]電池215存儲(chǔ)根據(jù)由穩(wěn)壓器214充電的電力并且可被配置為使用諸如鋰離子電池的可再充電電池(二次電池)。應(yīng)當(dāng)注意，例如，在僅使用負(fù)載22中的電池的情況下，可以不提供電池215。
[0062]共振電容器C2是與電力接收線圈L2 —起用于配置LC共振器(主共振器或者主共振電路)的電容器，并且共振電容器C2布置成以并聯(lián)或者串聯(lián)與并聯(lián)組合的形式直接電連接至電力接收線圈L2。由電力接收線圈L2和共振電容器C2配置的LC共振器基于基本等于或者約為由高頻電力生成電路111產(chǎn)生的高頻電力的頻率構(gòu)成的共振頻率f2執(zhí)行共振操作。換言之，設(shè)置在電力轉(zhuǎn)送單元11中的LC共振器(由電力轉(zhuǎn)送線圈LI和共振電容器Cl配置成)與設(shè)置在電力接收單元21中的LC共振器(由電力接收線圈L2和共振電容器C2配置成)以彼此基本相等的共振頻率(fl ^ f2)執(zhí)行主共振操作。此外，設(shè)置共振電容器C2的電容值以實(shí)現(xiàn)該共振頻率f2。然而，當(dāng)通過(guò)使用由電力接收線圈L2中線路電容、在電力轉(zhuǎn)送線圈LI和電力接收線圈L2之間的電容構(gòu)成的寄生電容成分的主共振操作實(shí)現(xiàn)上述共振頻率f2時(shí)，可以不提供共振電容器C2。
[0063]【電力轉(zhuǎn)送部1 10和電力接收部210的詳細(xì)配置】
[0064]圖3示意性地示出了電力轉(zhuǎn)送部110和電力接收部210中的每一個(gè)的示意性配置。電力轉(zhuǎn)送部110包括電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助共振部3，而電力接收部210包括電力接收線圈L2。
[0065]如上所述，電力轉(zhuǎn)送線圈LI是被設(shè)置成使用磁場(chǎng)來(lái)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(產(chǎn)生磁通量)的線圈。另一方面，電力接收線圈L2是設(shè)置成接收從電力轉(zhuǎn)送部110轉(zhuǎn)送(來(lái)自磁通量)的電力的線圈。
[0066]輔助共振部3執(zhí)行預(yù)定的共振操作(輔助共振操作)，此處，輔助共振部3包括由使用一個(gè)輔助線圈L3和一個(gè)共振電容器(電容器)C3配置成的一個(gè)LC共振器(輔助共振器或者輔助共振電路)。在下文中，輔助共振部3中的LC共振器在輔助共振操作時(shí)的共振頻率(輔助共振頻率)假定為f3。應(yīng)當(dāng)注意，在諸如適當(dāng)?shù)厥褂妙A(yù)定的寄生電容成分的情況下，也可以不提供輔助共振部3中的共振電容器C3。
[0067](電力轉(zhuǎn)送部110的詳細(xì)配置)
[0068]圖4示出了電力轉(zhuǎn)送部110的詳細(xì)配置實(shí)例，圖4的部分(A)示出了透視配置實(shí)例，圖4的部分(B)示出了平面配置實(shí)例(X-Y平面配置實(shí)例)。在電力轉(zhuǎn)送部110中，上述的電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3布置在扁平形狀的屏蔽板IlOS上，以彼此絕緣(物理絕緣和電絕緣)。
[0069]屏蔽板IlOS被設(shè)置成防止不必要的磁通量泄露到不與電力接收線圈L2耦合(磁耦合)的區(qū)域(此處，向下的區(qū)域)，并且屏蔽板IlOS由磁性物質(zhì)、導(dǎo)電材料等制成。然而，在某些情況下可不設(shè)置該屏蔽板110S。
[0070]此處，在電力轉(zhuǎn)送部110中，電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3基本布置在同一表面(此處，屏蔽板IlOS的表面(同一平面))內(nèi)。然而，布置配置并不局限于此，例如，輔助線圈L3可被布置在從電力轉(zhuǎn)送線圈LI的線圈表面沿著其垂直方向(Z軸方向)移位的平面上。換言之，電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3可以布置在彼此不同的平面內(nèi)。在該布置的情況下，提高了輔助共振部3的設(shè)計(jì)(布置)的靈活性。另一方面，當(dāng)電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3基本布置在如圖4所示的同一表面內(nèi)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了電力轉(zhuǎn)送部110的厚度的減小。在下文中，將使用這些線圈布置在同一平面內(nèi)的實(shí)例進(jìn)行描述。
[0071]此外，如圖4所示，電力轉(zhuǎn)送線圈LI的中心點(diǎn)CPl和輔助線圈L3的中心點(diǎn)CP3相對(duì)于彼此基本位于同一軸(Z軸)(此處，基本上同一點(diǎn))上。因此，包括電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3的電力轉(zhuǎn)送部110的結(jié)構(gòu)在X軸方向和Y軸方向上基本對(duì)稱，從而可以容易實(shí)現(xiàn)如下文所述的取決于相對(duì)位置(此處，電子裝置2A和2B中的每一個(gè)相對(duì)于供電單元I的放置位置)的轉(zhuǎn)送效率分布的平坦化(均等化)。此外，制成的輔助線圈L3的內(nèi)徑φ3比電力轉(zhuǎn)送線圈LI的內(nèi)徑φ?小(φ3<φ1)。從而使得可以加強(qiáng)電力轉(zhuǎn)送線圈LI的中心部分附近的磁場(chǎng)，電力轉(zhuǎn)送線圈LI的中心部分附近的磁場(chǎng)在不存在輔助線圈L3時(shí)相對(duì)要弱。這樣，電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3形成具有其相應(yīng)的內(nèi)徑彼此不同的同軸圓形。
[0072]此處，在本實(shí)施方式的輔助共振部3的輔助線圈L3中，繞組被設(shè)置成在至少部分區(qū)域內(nèi)形成間隙(間隙區(qū)域)。換言之，在輔助線圈L3的繞組平面(此處，X-Y平面)上，空隙部被設(shè)置在配置該輔助線圈L3的線材之間。具體地，在圖4示出的實(shí)例中，多個(gè)間隙(此處，三個(gè)間隙Gl至G3)在輔助線圈L3中從外邊緣側(cè)(外圓周側(cè))向內(nèi)邊緣側(cè)(內(nèi)圓周側(cè))形成。具體地，在該輔助線圈L3中，繞組被稀疏地設(shè)置以從其內(nèi)邊緣至外邊緣連續(xù)地形成多個(gè)間隙Gl至G3。此外，在該輔助線圈L3中，間隙Gl至G3的寬度(間隙寬度gl至g3)在從輔助線圈L3的外邊緣側(cè)朝向中心的方向上逐漸變大。換言之，間隙Gl的間隙寬度gl、間隙G2的間隙寬度g2以及間隙G3的間隙寬度g3被設(shè)置成滿足關(guān)系:g3>g2>gl。例如，除空氣(中空)之外，該間隙(間隙區(qū)域)還可被配置為使用合成樹(shù)脂、天然樹(shù)脂、磁性物質(zhì)等。
[0073]應(yīng)當(dāng)注意，電力轉(zhuǎn)送部110中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3的配置并不局限于圖4的部分(A)和部分(B)示出的配置。例如，不一定在輔助線圈L3的全部形成區(qū)域(從內(nèi)邊緣至外邊緣的全部區(qū)域)設(shè)置有間隙，而可在至少部分區(qū)域設(shè)置間隙。然而，從根據(jù)后面即將描述的裝置的位置的轉(zhuǎn)送效率控制的觀點(diǎn)看，如上所述，希望從輔助線圈L3的內(nèi)邊緣至外邊緣連續(xù)地形成多個(gè)間隙。此外，間隙Gl至G3的寬度(間隙寬度gl至g3)可彼此基本相等(g3~g2~gl)，或者與上述情況相反，間隙Gl至G3的寬度可以在從輔助線圈L3的外邊緣側(cè)朝向中心的方向上逐漸變小(g3〈g2〈gl)。然而，從后面即將描述的根據(jù)裝置的位置的轉(zhuǎn)送效率控制的觀點(diǎn)看，在這種情況下，也希望提供滿足如上所述的關(guān)系(g3>g2>gl)的設(shè)置。此外，例如，電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3中的每一個(gè)可以是順時(shí)針繞組的線圈或者逆時(shí)針繞組的線圈，并且相應(yīng)的纏繞方向不一定相同。此外，可以采用轉(zhuǎn)移后位置不位于同一軸上的電力轉(zhuǎn)送線圈LI的中心點(diǎn)CPl和輔助線圈L3的中心點(diǎn)CP3。在這種情況下，可以有意地根據(jù)后面即將描述的相對(duì)位置(此處，電子裝置2A和2B中的每一個(gè)相對(duì)于供電單元I的放置位置)提供不均勻的轉(zhuǎn)送效率分布。此外，輔助線圈L3的內(nèi)徑φ3可以等于或者大于電力轉(zhuǎn)送線圈LI的內(nèi)徑φ1(φ3>φ1)。在這種情況下，盡管轉(zhuǎn)送效率的最大值降低，然而，可以通過(guò)相對(duì)高的轉(zhuǎn)送效率擴(kuò)大非接觸供電的區(qū)域。[0074](共振頻率fI與f3之間的關(guān)系)
[0075]此外，在本實(shí)施方式中，如圖5的部分(A)和部分(B)所示，希望在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用電力轉(zhuǎn)送線圈LI的主共振操作中的共振頻率fl (~f2)與在輔助共振部3中的LC共振器的共振頻率f3可彼此不同(f I ^ f3)0
[0076]具體地，例如，如圖5的部分(A)所示，共振頻率f3可以是高于共振頻率f 1(? f2)的頻率(f3>fl)。可替代地，例如，如圖5的部分(B)所示，共振頻率f3可以是低于共振頻率Π (~f2)的頻率(f3〈fl)。
[0077]此時(shí)，如下文所詳細(xì)描述，例如，希望共振頻率f3可以大于等于共振頻率fl f2)的1.1倍并且小于等于共振頻率Π f2)的5.0倍(1.1≤(f3/fl) ( 5.0)，并
且更希望，共振頻率f3大于等于共振頻率Π f2)的1.25倍并且小于等于共振頻率Πf2)的3.00倍(1.25 ^(f3/fl) ( 3.00)。原因之一是這使得容易實(shí)現(xiàn)根據(jù)下文即將描述的相對(duì)位置(此處，電子裝置2A和2B中的每一個(gè)相對(duì)于供電單元I的放置位置)的轉(zhuǎn)送效率分布的平坦化(均等化)。
[0078]【供電系統(tǒng)4的功能和效果】
[0079](1.總體操作概要)
[0080]在該供電系統(tǒng)4中，在供電單元I中，用于執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的預(yù)定高頻電力(AC信號(hào))從高頻電力生成電路111被供應(yīng)給電力轉(zhuǎn)送部110中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI和共振電容器Cl(LC共振器)。從而使得在電力轉(zhuǎn)送部110中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI中產(chǎn)生磁場(chǎng)(磁通量)。此時(shí)，當(dāng)將作為將要充電的裝置(需要充電的裝置)的電子裝置2A和2B中的每一個(gè)放置在(或者靠近于)供電單元I的上表面(供電表面SI)時(shí)，供電單元I中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI與電子裝置2A和2B中每一個(gè)的電力接收線圈L2在供電表面SI附近彼此靠近。
[0081]按照這種方式，當(dāng)將電力接收線圈L2放置在靠近產(chǎn)生磁場(chǎng)(磁通量)的電力轉(zhuǎn)送線圈LI位置時(shí)，通過(guò)由電力轉(zhuǎn)送線圈LI產(chǎn)生的磁通量感應(yīng)而在電力接收線圈L2中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。換言之，由于電磁感應(yīng)或者磁共振，通過(guò)與電力轉(zhuǎn)送線圈LI和電力接收線圈L2中的每一個(gè)形成互連而產(chǎn)生磁場(chǎng)。因此，執(zhí)行從電力轉(zhuǎn)送線圈LI側(cè)(初級(jí)側(cè)、供電單元I側(cè)或者電力轉(zhuǎn)送部110側(cè))至電力接收線圈L2側(cè)(次級(jí)側(cè)、電子裝置2A和2B側(cè)或者電力接收部210偵D的電力轉(zhuǎn)送(見(jiàn)圖2中的電力P1)。此時(shí)，在供電單元I側(cè)上，使用電力轉(zhuǎn)送線圈LI和共振電容器Cl執(zhí)行主共振操作(共振頻率fl)，并且在電子裝置2A和2B側(cè)，使用電力接收線圈L2和共振電容器C2執(zhí)行主共振操作(共振頻率f2~fl)。
[0082]然后，在電子裝置2A和2B的每一個(gè)中，由電力接收線圈L2接收的AC電被供應(yīng)給整流電路213和穩(wěn)壓器214，并且執(zhí)行下列充電操作。即，在由整流電路213將AC電轉(zhuǎn)換成預(yù)定DC電之后，由穩(wěn)壓器214基于DC電執(zhí)行穩(wěn)壓操作，以及對(duì)電池215或者負(fù)載22中的電池(未不出)執(zhí)行充電。按照這種方式，在電子裝置2A和2B的每一個(gè)中，執(zhí)行基于由電力接收部210接收的電力的充電操作。
[0083]換言之，在本實(shí)施方式中，在對(duì)電子裝置2A和2B充電時(shí)，例如，至AC適配器等的端子連接不是必須的，并且可以僅通過(guò)將電子裝置2A和2B放置在(或者靠近于)供電單元I的供電表面Si上容易地開(kāi)始充電(執(zhí)行非接觸式供電)。這減少了用戶負(fù)擔(dān)。
[0084](2.輔助共振部3的作用)
[0085]然后，通過(guò)與比較例(比較例I至3)相比較，將詳細(xì)描述本實(shí)施方式中的特征部分之一的輔助共振部3的功能。
[0086](比較例I)
[0087]圖6示出了根據(jù)比較例I的供電系統(tǒng)(供電系統(tǒng)104)(圖6的部分㈧)與電力轉(zhuǎn)送特性(圖6的部分(B))的示意性配置。如同供電系統(tǒng)4 一樣(見(jiàn)圖6的部分(A)中的電力P101)，該比較例I的供電系統(tǒng)104是使用磁場(chǎng)執(zhí)行非接觸式電力轉(zhuǎn)送的系統(tǒng)。供電系統(tǒng)104包括:具有電力轉(zhuǎn)送單元101的供電單元(未示出)和具有電力接收單元21的電子裝置(未示出)。
[0088]如圖6的部分(A)所示，電力轉(zhuǎn)送單元101包括電力轉(zhuǎn)送線圈LI，但是與電力轉(zhuǎn)送單元11不同的是不包括輔助共振部3。這就給比較例I帶來(lái)以下缺點(diǎn)。即，例如，如圖6的部分(B)所示，電力轉(zhuǎn)送線圈LI的內(nèi)部區(qū)域中的磁通線分布(磁通量密度分布)變得不均勻，并且在電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)根據(jù)初級(jí)側(cè)裝置和次級(jí)側(cè)裝置中的每一個(gè)的相對(duì)位置(此處，次級(jí)側(cè)裝置的位置)的供電效率(轉(zhuǎn)送效率)變得不均勻。其原因如下。即，在纏繞導(dǎo)電線材的線圈中，通常，越靠近端繞組，磁通線(磁通量)分布越密集，并且磁場(chǎng)越強(qiáng)。另一方面，相反，距離端繞組越遠(yuǎn)，磁通線的分布越不密集，并且磁場(chǎng)越弱。因此，在諸如線材纏繞成扁平的螺旋式線圈等的線圈中，當(dāng)線圈的內(nèi)徑足夠大時(shí)，磁場(chǎng)在線圈的內(nèi)端的導(dǎo)體附近最強(qiáng)，并且磁場(chǎng)在線圈中心附近的位置相對(duì)要弱(見(jiàn)圖6的部分(B)中的磁通線密度分布)。這樣，在比較例I中，由電力轉(zhuǎn)送線圈LI產(chǎn)生的磁通線分布不均勻。
[0089]因此，在比較例I中，電力轉(zhuǎn)送時(shí)的轉(zhuǎn)送效率依賴于初級(jí)側(cè)裝置和次級(jí)側(cè)裝置的相對(duì)位置(此處，次級(jí)側(cè)裝置的位置)而不均勻。從而致使電力轉(zhuǎn)送時(shí)相對(duì)位置的靈活性(此處，將次級(jí)側(cè)裝置放置在初級(jí)側(cè)裝置的供電表面上的靈活性)下降并且減少了用戶的便利。應(yīng)當(dāng)注意，在下文中，初級(jí)側(cè)裝置(供電單元或者電力轉(zhuǎn)送側(cè))與次級(jí)側(cè)裝置(電子裝置或者電力接收表面)之間相對(duì)位置與電力轉(zhuǎn)送時(shí)的轉(zhuǎn)送效率之間的關(guān)系被定義并且描述為“位置特性”。
[0090](比較例2)
[0091]同時(shí)，在根據(jù)比較例2的供電系統(tǒng)中，例如，使用具有圖7的部分(A)所示的平面配置(X-Y平面配置)的電力轉(zhuǎn)送部201A執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)。電力轉(zhuǎn)送部201A包括由外圓周線圈L201A和內(nèi)圓周線圈L201B的兩個(gè)線圈(開(kāi)環(huán)線圈(split coil))配置的電力轉(zhuǎn)送線圈L201。換言之，在該電力轉(zhuǎn)送線圈L201中，外圓周線圈L201A和內(nèi)圓周線圈L201B被布置成彼此距離預(yù)定距離(內(nèi)徑差)。然而，在電力轉(zhuǎn)送線圈L201中，不同于上述實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3 (物理和電絕緣)，外圓周線圈L201A和內(nèi)圓周線圈L201B物理和電連接(不絕緣)。
[0092]通過(guò)使用由該開(kāi)環(huán)線圈配置的電力轉(zhuǎn)送線圈L201，在電力轉(zhuǎn)送部201A中，例如，如圖7的部分(B)中的磁通量密度分布所示，與不使用開(kāi)環(huán)線圈的情況相比較(例如，不存在內(nèi)圓周線圈L201B的情況)，磁感應(yīng)分布在某種程度上被均衡化(參見(jiàn)圖中的雙線箭頭)。這是因?yàn)椋鐖D7的部分(B)中虛線和實(shí)線箭頭所示，在內(nèi)圓周線圈L201B的內(nèi)部區(qū)域中，由外圓周線圈L201A產(chǎn)生的磁通量的方向和由內(nèi)圓周線圈L201B產(chǎn)生的磁通量的方向被設(shè)定為相同(此處，Z軸的正向)。
[0093]然而，在比較例2的供電系統(tǒng)中，存在這樣的問(wèn)題:由于該磁通量的方向的設(shè)置，根據(jù)電力轉(zhuǎn)送時(shí)的相對(duì)位置(此處，次級(jí)側(cè)裝置的位置(電力接收線圈))可存在轉(zhuǎn)送效率大幅度地降低的放置區(qū)域(死區(qū))。具體地，原因如下。即，首先，當(dāng)電力接收線圈被放置在內(nèi)圓周線圈L201B中且之上的區(qū)域中時(shí)，在該區(qū)域中，如上所述，由外圓周線圈L201A產(chǎn)生的磁通量的方向與由內(nèi)圓周線圈L20IB產(chǎn)生的磁通量的方向彼此一致(在Z軸的正向上)。因此，由于內(nèi)圓周線圈L201B的存在，更多的磁通量穿過(guò)電力接收線圈。因此，如上所述，在一定程度上減弱了內(nèi)圓周線圈L201B的內(nèi)部區(qū)域(線圈中心附近)的磁通量密度的減小。
[0094]同時(shí)，當(dāng)電力接收線圈被放置在外圓周線圈L201A和內(nèi)圓周線圈L201B之間的間隙中且上方的區(qū)域時(shí)，由外圓周線圈L201A產(chǎn)生的磁通量的方向與由內(nèi)圓周線圈L201B產(chǎn)生的磁通量的方向彼此不一致并且彼此部分相反。使用極端實(shí)例進(jìn)行描述，如圖7的部分(B)中的實(shí)線和虛線的箭頭所示，由外圓周線圈L201A產(chǎn)生的磁通量的方向與由內(nèi)圓周線圈L201B產(chǎn)生的磁通量的方向變得彼此完全相反。在這種情況下，磁通量(磁通線)部分相等地抵消，因此，在某種程度上抑制了在外圓周線圈L201A的內(nèi)端附近的磁通量密度的增加。然而，等價(jià)地穿過(guò)電接收線圈的磁通量的方向是由在電接收線圈附近的從外圓周線圈L201A產(chǎn)生的磁通線的磁通量密度與從內(nèi)圓周線圈L201B產(chǎn)生的磁通線的磁通量密度之間的平衡(balance，差額)確定。于是，當(dāng)電力接收線圈被放置在磁通量(磁通量密度)的這些方向與上述的完全相同的位置時(shí)，磁通量被等價(jià)地抵消而不穿過(guò)電力接收線圈，因此，轉(zhuǎn)送效率大幅度地降低，從而基本不能夠非接觸式供電。
[0095]這樣，在比較例2的供電系統(tǒng)中，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)根據(jù)相對(duì)位置(次級(jí)側(cè)裝置的位置)，可能存在轉(zhuǎn)送效率大幅度降低的放置區(qū)域(死區(qū))。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)相似于比較例2的開(kāi)環(huán)線圈用作電力轉(zhuǎn)送線圈時(shí)，相同的高頻電力被施加到外圓周線圈和內(nèi)圓周線圈的每一個(gè)上，因此，存在死區(qū)的問(wèn)題是不可避免的。
[0096](比較例3)
[0097]同時(shí)，在根據(jù)比較例3的供電系統(tǒng)中，例如，使用具有如圖8所示的平面配置(X-Y平面配置)的電力轉(zhuǎn)送部301執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)。在比較例3的電力轉(zhuǎn)送部301中，電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線`圈L303以相似于本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)送部110的方式彼此絕緣(物理和電絕緣)地布置在屏蔽板IlOS上。然而，不同于電力轉(zhuǎn)送部110的輔助線圈L3，電力轉(zhuǎn)送部301中的輔助線圈L303密集地纏繞在從其內(nèi)邊緣至外邊緣的全部區(qū)域中不形成間隙。
[0098]因此，在比較例3的供電系統(tǒng)中，在諸如電力轉(zhuǎn)送部301中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI的內(nèi)徑φ?相當(dāng)大的情況下，包括輔助線圈L303的輔助共振部的效果降低，或者需要多個(gè)該輔助共振部。此處，在設(shè)置多個(gè)輔助共振部(輔助線圈L303和共振電容器C3)的情況下，會(huì)出現(xiàn)諸如元件成本和制造成本增加的問(wèn)題，并且由于元件內(nèi)部電阻的熱損失而致使轉(zhuǎn)送效率的最大值少量下降。
[0099](本實(shí)施方式)
[0100]相反，在本實(shí)施方式中，例如，在比較例2和3中的問(wèn)題通過(guò)在電力轉(zhuǎn)送部110中設(shè)置包括輔助線圈L3 (與電力轉(zhuǎn)送線圈LI物理和電絕緣)的輔助共振部3來(lái)解決，配置為如圖3至圖5所示。
[0101]具體地，在本實(shí)施方式中，首先，輔助共振部3中的LC共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙(間隙Gl至G3)的輔助線圈L3，如圖4的部分(A)和部分(B)所示。因?yàn)樾纬闪嗽撻g隙Gl至G3 (間隙區(qū)域)，供電單元I (電力轉(zhuǎn)送側(cè))與電子裝置2Α和2Β (電力接收側(cè))(此處，電子裝置2A和2B中每一個(gè)的位置)之間相對(duì)位置與電力轉(zhuǎn)送時(shí)的轉(zhuǎn)送效率之間的關(guān)系(位置特性)發(fā)生改變。這是因?yàn)樘峁┰撻g隙使得耦合系數(shù)(磁耦合系數(shù))即使在相對(duì)位置改變時(shí)也難以波動(dòng)(耦合系數(shù)幾乎與相對(duì)位置無(wú)關(guān))，耦合系數(shù)是確定轉(zhuǎn)送效率的主要參數(shù)之一。此外，通過(guò)僅提供一個(gè)輔助共振部3來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能，因此，與上述比較例3相比較,可以減少元件的數(shù)量。這使得元件成本和制造成本減少,抑制由于元件中的電阻而產(chǎn)生熱損失等。
[0102]此外，在本實(shí)施方式中，如圖5的部分(A)和部分(B)所示，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用磁場(chǎng)的主共振操作中的共振頻率fl f2)與輔助共振部3中的LC共振器的共振頻率f3彼此不同(fl Φ f3)。對(duì)共振頻率fl和f3之間的差值進(jìn)行調(diào)節(jié)還會(huì)導(dǎo)致供電單元I與電子裝置2A和2B (此處，電子裝置2A和2B中每一個(gè)的位置)之間相對(duì)位置與電力轉(zhuǎn)送時(shí)轉(zhuǎn)送效率之間的關(guān)系(位置特性)的改變。換言之，使用輔助共振部3中的輔助共振操作，控制電力轉(zhuǎn)送時(shí)的主共振操作(轉(zhuǎn)送效率的位置分布)。
[0103]此時(shí)，如圖5的部分(A)所示，例如，在共振頻率f3被設(shè)定為高于共振頻率Π(f3>fl)的情況下，響應(yīng)于上述相對(duì)位置的改變的轉(zhuǎn)送效率變化(取決于相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性)減少。換言之，與共振頻率Π和f3彼此相等(對(duì)應(yīng)上述比較例2)的情況相比較，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率分布的平坦化(均等化)。具體地，這是因?yàn)榇_定轉(zhuǎn)送效率的主要參數(shù)之一的耦合系數(shù)(磁耦合系數(shù))即使在相對(duì)位置改變時(shí)也難以波動(dòng)(耦合系數(shù)幾乎與相對(duì)位置無(wú)關(guān))。此外，從不同的觀點(diǎn)出發(fā)，即使在輔助共振操作的共振頻率f3中存在取決于相對(duì)位置的死區(qū)(轉(zhuǎn)送效率相當(dāng)?shù)偷姆胖脜^(qū)域)時(shí)，由于與主共振操作的共振頻率fl不同(fl Φ f3)，電力轉(zhuǎn)送也不會(huì)受到影響。
[0104]同時(shí)，如圖5的部分(B)所示，例如，當(dāng)共振頻率f3被設(shè)定為低于共振頻率fl(f3<fl)時(shí)，可以任意地控制響應(yīng)于上述相對(duì)位置中變化的轉(zhuǎn)送效率的分布。具體地，例如，可實(shí)現(xiàn)選擇性地設(shè)置轉(zhuǎn)送效率相對(duì)高的區(qū)域和轉(zhuǎn)送效率相對(duì)低的區(qū)域(在供電表面SI上的選擇區(qū)域中執(zhí)行電 力轉(zhuǎn)送)。
[0105](第一實(shí)施方式的實(shí)施例)
[0106]此處，圖9和圖10示出了根據(jù)本實(shí)施方式的實(shí)施例的各種數(shù)據(jù)。在該實(shí)施例中，使用配置為如圖4的部分(A)和部分(B)所示的電力轉(zhuǎn)送部110。具體地，設(shè)置電力轉(zhuǎn)送線圈LI的內(nèi)徑cpl=120mm、輔助線圈L3的內(nèi)徑(最里面的直徑)q>3=40mm、輔助線圈L3最外面的直徑=114mm、輔助線圈L3中的繞組數(shù)n3=5、以及共振頻率f3=2.3XfI。此外，具有外徑(P=IOmm的電力接收線圈L2被放置在垂直方向(Z軸方向)上距離電力轉(zhuǎn)送線圈Li的上表面大致6mm的距離的位置。應(yīng)當(dāng)注意，在電子裝置2A和2B側(cè)，設(shè)置被設(shè)置為建立共振頻率f2 ^ H。
[0107]首先，圖9的部分(A)示出了通過(guò)放置電力接收線圈L2而引起轉(zhuǎn)送特性變化的實(shí)例。具體地，在電力接收線圈L2相對(duì)于上述位置在水平方向(在X-Y平面內(nèi))移動(dòng)(行程長(zhǎng)度(travel length)d)的情況下測(cè)量轉(zhuǎn)送特性。行程長(zhǎng)度d=0mm的位置對(duì)應(yīng)于在垂直軸上與電力轉(zhuǎn)送線圈LI的中心點(diǎn)CPl和輔助線圈L3的中心點(diǎn)CP3相關(guān)的點(diǎn)。此處，垂直軸的S21 (S參數(shù))是關(guān)于供電效率(轉(zhuǎn)送效率)的參數(shù)。從圖9的部分(A)發(fā)現(xiàn)，即使當(dāng)電力接收線圈L2的位置(行程長(zhǎng)度d)改變時(shí)，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)，S21 (轉(zhuǎn)送效率)在共振頻率fl附近的頻率(I X f I)幾乎不變(見(jiàn)圖中的參考標(biāo)號(hào)G81)。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)在輔助共振部3中的共振頻率f2附近的頻率(2.3Xfl)時(shí)，S21 (轉(zhuǎn)送效率)大幅度改變(見(jiàn)圖中參考標(biāo)號(hào)G82)，并且存在其中S21 (轉(zhuǎn)送效率)大幅度降低的放置(對(duì)應(yīng)于死區(qū))。
[0108]此外，圖9的部分(B)示出了通過(guò)放置電力接收線圈L2而引起相位特性變化的實(shí)例。從圖9的部分(B)發(fā)現(xiàn)，雖然在電力轉(zhuǎn)送時(shí)共振頻率fl附近的頻率(I Xfl)幾乎沒(méi)有相位變化(見(jiàn)圖中的參考標(biāo)號(hào)G91)，然而，在輔助共振部3中的共振頻率f2的附近的頻率(2.3XfI)處存在大的相位改變(相位反向)(見(jiàn)圖中的參考標(biāo)號(hào)G92)。
[0109]從圖9的部分(A)和部分(B)中的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用比較例2中所描述的開(kāi)環(huán)線圈時(shí)，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)通過(guò)在共振頻率fl附近的頻率(IXfl)放置電力接收線圈L2引起了反相和轉(zhuǎn)送效率的大幅度下降。換言之，可以說(shuō)如果共振頻率Π和f3彼此相等(fl=f3)，則在電力轉(zhuǎn)送中產(chǎn)生死區(qū)。
[0110]然后，圖10示出了由于輔助共振部3的存在而引起位置特性(此處，展示電力接收線圈L2的行程長(zhǎng)度d與轉(zhuǎn)送效率之間的關(guān)系的特性)變化的實(shí)例。從圖10中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)提供輔助共振部3，提高了在電力轉(zhuǎn)送線圈LI內(nèi)且在上方的區(qū)域中的轉(zhuǎn)送效率，實(shí)現(xiàn)了基本均勻的轉(zhuǎn)送效率分布(見(jiàn)圖中的箭頭)。
[0111]此外，在輔助共振操作的共振頻率f3改變(當(dāng)在(f3/fl) =0.50至3.00的范圍內(nèi)改變時(shí))的情況下，關(guān)于位置特性改變可以說(shuō)有以下特點(diǎn)。即，從使轉(zhuǎn)送效率分布均等化的觀點(diǎn)看，共振頻率f3可以優(yōu)選大于共振頻率Π (f3>fl)，更優(yōu)選為大于等于共振頻率fl的1.1倍并且小于等于共振頻率Π的5.0倍，還更優(yōu)選為大于等于共振頻率Π的1.25倍并且小于等于共振頻率Π的3.00倍。此外，例如，在共振頻率f3=2.3ΧΠ的情況下，轉(zhuǎn)送效率分布最為均等化。另一方面，相反，在共振頻率f3低于共振頻率Π (f3〈fl)的情況下，可以隨意控制針對(duì)電力接收線圈L2的放置(行程長(zhǎng)度d)的轉(zhuǎn)送效率分布。例如，在f3=0.50Xfl的情況下，轉(zhuǎn)送效率在輔助線圈L3內(nèi)且在上方的區(qū)域中相對(duì)降低，并且轉(zhuǎn)送效率在輔助線圈L3與電力轉(zhuǎn)送線圈LI之間間隙內(nèi)且在上方的區(qū)域中相對(duì)增加。因此，在供電表面SI上的選擇區(qū)域(此處，輔助線圈L3與電力轉(zhuǎn)送線圈LI之間間隙內(nèi)且在上方的區(qū)域)中實(shí)現(xiàn)了電力轉(zhuǎn)送。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)共振頻率f3變化時(shí)的該位置特性變化的度取決于電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3中每一個(gè)的配置和布置、供電單元I的外殼內(nèi)部中的外圍金屬和外圍磁性材料的影響、用于電子裝置2A和2B中每一個(gè)的外殼的金屬和磁性材料的影響等等。因此，可以考慮到這些影響而將最合適的值設(shè)定為共振頻率f3。換言之，可以認(rèn)為將頻率設(shè)定成共振頻率f3，從而使得在電力轉(zhuǎn)送時(shí)在共振頻率f I附近不會(huì)發(fā)生參照?qǐng)D9的部分(A)和部分(B)所描述的反相和轉(zhuǎn)送效率的大幅度下降。
[0112]然后，關(guān)于在輔助線圈L3的內(nèi)徑φ3改變時(shí)的位置特性改變、或者在輔助線圈L3中的繞組數(shù)π3改變時(shí)的位置特性改變可以說(shuō)有以下特點(diǎn)。即，發(fā)現(xiàn)通過(guò)在輔助線圈L3中改變內(nèi)徑φ3或者繞組數(shù)η3可以略微改變位置特性。具體地，在輔助線圈L3的內(nèi)徑φ3存在
預(yù)定的最佳值，并且當(dāng)內(nèi)徑φ3增加至大于最佳值時(shí)，在輔助線圈L3內(nèi)且在上方的區(qū)域中的轉(zhuǎn)送效率略微降低。此外，在輔助線圈L3的繞組數(shù)η3中存在預(yù)定的最佳值，并且在繞組數(shù)η3增加至大于最佳值時(shí)，在輔助線圈L3內(nèi)且在上方的區(qū)域中的轉(zhuǎn)送效率略微降低。基于前述，可以說(shuō)輔助線圈L3的形狀和布置、共振頻率f3等是改變位置特性(使轉(zhuǎn)送效率分布均等化)的參數(shù)，并且發(fā)現(xiàn)，具體地，共振頻率f3是重要的參數(shù)。
[0113]如上所述，在本實(shí)施方式中，在輔助共振部3中的LC共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈L3。因此，電力轉(zhuǎn)送側(cè)(供電單元I)與電力接收側(cè)(電子裝置2A和2B)之間相對(duì)位置與電力轉(zhuǎn)送時(shí)的轉(zhuǎn)送效率的關(guān)系(位置特性)可以改變。因此，當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)，可以根據(jù)裝置的位置執(zhí)行轉(zhuǎn)送效率控制。
[0114]此外，可以通過(guò)僅提供一個(gè)輔助共振部3來(lái)獲得該效果。因此，與比較例3相比較，可以減少元件的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)元件成本和制造成本降低、抑制由于元件內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱損失等。
[0115]此外，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用磁場(chǎng)的主共振操作中的共振頻率f I與輔助共振部3中LC共振器的共振頻率f3彼此不同的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)共振頻率fl與f3之間的差值，可以改變電力轉(zhuǎn)送側(cè)(供電單元I)與電力接收側(cè)(電子裝置2A和2B)之間相對(duì)位置與電力轉(zhuǎn)送時(shí)的轉(zhuǎn)送效率之間的關(guān)系(位置特性)。因此，當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)，在這種情況下也可以根據(jù)裝置的位置執(zhí)行轉(zhuǎn)送效率控制。
[0116]特別地，當(dāng)共振頻率f3被設(shè)定為高于共振頻率fl (f3>fl)時(shí)，可以減少響應(yīng)于上述相對(duì)位置變化的轉(zhuǎn)送效率的變化(取決于相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性)。換言之，與共振頻率fl和f3彼此相等的情況(對(duì)應(yīng)于比較例2的情況)相比較，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率分布的平坦化(均等化)。因此，可以配置在其供電表面SI上的廣泛區(qū)域中不存在死區(qū)并且可獲得基本均勻的轉(zhuǎn)送效率的非接觸式供電系統(tǒng)。此外，這還使得可以獲得如下諸如提高在非接觸式供電時(shí)的供電穩(wěn)定性、提高放置次級(jí)側(cè)裝置(電子裝置2A和2B)的靈活性、以及提高檢測(cè)異種金屬的能力等的效果。
[0117]此外，當(dāng)輔助線圈L3的內(nèi)徑φ3被制成小于電力轉(zhuǎn)送線圈LI的內(nèi)徑
φ? (φ3<φ1)時(shí)，可以獲得如下效果。即，可以加強(qiáng)電力轉(zhuǎn)送線圈LI的中心附近(在不存
在輔助線圈L3時(shí)磁場(chǎng)相對(duì)要弱)的磁場(chǎng)，并且可進(jìn)一步均等化根據(jù)相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率分布。
[0118]然后，將描述根據(jù)本公開(kāi)的其他實(shí)施方式(第二實(shí)施方式至第五實(shí)施方式)。應(yīng)當(dāng)注意，與第一實(shí)施方式中的這些元件相同的元件將采用相同的參考標(biāo)號(hào)，并且將適當(dāng)省去其描述。
[0119]【第二實(shí)施方式】
[0120]【電力轉(zhuǎn)送部IlOA的配置】
[0121]圖11示出了在根據(jù)第二實(shí)施方式的供電系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)送部(電力轉(zhuǎn)送部110Α)的配置實(shí)例(X-Y平面配置實(shí)例)。在本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)送部IlOA中，電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3以相似于第一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)送部110中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3布置方式布置在屏蔽板IlOS上以彼此絕緣(物理和電絕緣)。此外，如同電力轉(zhuǎn)送部110，電力轉(zhuǎn)送部IlOA包括電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助共振部3Α。此外，如同第一實(shí)施方式的輔助共振部3,輔助共振部3Α設(shè)置有由一個(gè)輔助線圈L3和一個(gè)共振電容器C3構(gòu)成的一個(gè)LC共振器。
[0122]然而，不同于第一實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3中的每一個(gè)均具有展示各向異性的面內(nèi)形狀(例如，橢圓形、矩形、拉長(zhǎng)的圓形等)(此處，拉長(zhǎng)的圓形)。
[0123]此處，在本實(shí)施方式的輔助共振部3A的輔助線圈L3中的繞組也以相似于第一實(shí)施方式的方式被設(shè)置為在至少部分區(qū)域中形成間隙(間隙區(qū)域)。具體地，在圖11示出的實(shí)例中，多個(gè)間隙(此處，四個(gè)間隙GI至G4 )從外邊緣側(cè)(外圓周側(cè))朝向內(nèi)邊緣側(cè)(內(nèi)圓周側(cè))形成在輔助線圈L3中。更具體地，輔助線圈L3稀疏地卷繞為從其內(nèi)邊緣至外邊緣的范圍內(nèi)連續(xù)地形成多個(gè)間隙Gl至G4。此外，在輔助線圈L3中，相應(yīng)間隙Gl至G4的寬度(間隙寬度)沿著從輔助線圈L3的外邊緣側(cè)朝向中心的方向逐漸增加。當(dāng)相應(yīng)間隙Gl至G4的間隙寬度在展示各向異性的面內(nèi)形狀中沿著短方向(此處，X軸方向)被假定為glx、g2x、g3x和g4x以及相應(yīng)間隙Gl至G4的間隙寬度沿著長(zhǎng)方向(此處,Y軸方向)被假定為gly、g2y、g3y和g4y,這些間隙被設(shè)定為滿足關(guān)系:g4x>g3x>g2x>glx并且g4y>g3y>g2y>gly。此外，在本實(shí)施方式中，相應(yīng)間隙Gl至G4的這些寬度(間隙寬度)在展示各向異性的的面內(nèi)形狀的長(zhǎng)方向上比其短方向上的間隙寬度大。換言之，這些間隙被設(shè)定為滿足關(guān)系:(gly>glx)、(g2y>g2x)、(g3y>g3x)和(g4y>g4x)。按照這種方式設(shè)置使得可以更為有效地實(shí)現(xiàn)上述根據(jù)相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率分布的均等化。
[0124]應(yīng)當(dāng)注意，與第一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)送部110的情況一樣，電力轉(zhuǎn)送部IlOA中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助線圈L3的配置也并不局限于圖11中示出的配置并且可以具有其他的配置。換言之，例如，可以將至少部分上述關(guān)系設(shè)置為并不滿足每一個(gè)間隙寬度。
[0125](共振頻率fl與f3之間的關(guān)系)
[0126]此處，如同第一實(shí)施方式，也希望在本實(shí)施方式中，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用磁場(chǎng)的主共振操作中的共振頻率Π f2)與輔助共振部3A中的LC共振器的共振頻率f3可以彼此不同(fl古f3)。具體地，共振頻率f3是高于共振頻率fI (~f2) (f3>fl)的頻率?？商娲兀舱耦l率f3是低于共振頻率Π f2) (f3<fl)的頻率。
[0127]【供電系統(tǒng)4A的功能和效果】
[0128]在本實(shí)施方式的供電系統(tǒng)中，輔助共振部3A中的LC共振器也包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈L3。因此，通過(guò)如同第一實(shí)施方式的相似功能獲得相似效果。換言之，當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)，可以執(zhí)行根據(jù)裝置的位置的轉(zhuǎn)送效率控制。此外，在共振頻率f3被設(shè)定為高于共振頻率f2 Π)的頻率(f3>fl)的情況下，可以減少響應(yīng)于相對(duì)位置改變的轉(zhuǎn)送效率的變化(取決于相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性)。
[0129]此外，例如，與使用如根據(jù)圖12所示的比較例4的電力轉(zhuǎn)送部(電力轉(zhuǎn)送部401)那樣的從內(nèi)邊緣至外邊緣的整個(gè)區(qū)域內(nèi)密集地卷繞為不形成間隙的輔助線圈(此處，兩個(gè)輔助線圈L31和L32)的情況相比較，本實(shí)施方式中也可獲得如下效果。即，通過(guò)僅提供一個(gè)輔助共振部3A可以獲得上述效果。因此，與比較例4相比較，可以減少元件的數(shù)量，從而使得可以實(shí)現(xiàn)降低元件成本和制造成本，抑制由于元件中的電阻而產(chǎn)生的熱損失等。
[0130](第二實(shí)施方式的實(shí)施例)
[0131]此處，圖13是示出了根據(jù)本實(shí)施方式的實(shí)施例(由于存在或者缺少輔助共振部3A而使位置特性改變的實(shí)例)的數(shù)據(jù)的示意圖。在該實(shí)施例中，使用了被配置為如圖11所示的電力轉(zhuǎn)送部110A，并且設(shè)定電力轉(zhuǎn)送線圈LI在長(zhǎng)方向上的內(nèi)徑q>ly=188mm并且在短方向上的內(nèi)? φ?χ 419mm。此外，在輔助線圈L31中，設(shè)定長(zhǎng)方向上的最外面的直徑=180mm、短方向上最外面的直徑=115mm、長(zhǎng)方向上的內(nèi)徑(最里面的直徑)(p3y=58mm以及短方向上的內(nèi)徑(最里面的直徑)φ3χ=33 mm ο
[0132]從圖13發(fā)現(xiàn)，通過(guò)提供輔助共振部3Α可以提高在電力轉(zhuǎn)送線圈LI內(nèi)且在上方的區(qū)域中的轉(zhuǎn)送效率(見(jiàn)圖中箭頭)，并且獲得基本均勻的轉(zhuǎn)送效率分布。此外，發(fā)現(xiàn)因?yàn)楸緦?shí)施例中的電力轉(zhuǎn)送線圈LI的內(nèi)部區(qū)域?qū)捰?內(nèi)徑更大)第一實(shí)施方式的實(shí)施例的內(nèi)徑區(qū)域，所以，改善轉(zhuǎn)送效率分布均等化的效果大于圖10中示出的結(jié)果的效果。
[0133]【第三實(shí)施方式】
[0134]【供電系統(tǒng)4Β的配置】
[0135]圖14示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的供電系統(tǒng)(供電系統(tǒng)4Β)的示意性配置實(shí)例。如同供電系統(tǒng)4，本實(shí)施方式的供電系統(tǒng)4Β是使用磁場(chǎng)執(zhí)行非接觸式電力轉(zhuǎn)送的系統(tǒng)。
[0136]然而，不同于第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，即將供電的電子裝置(次級(jí)側(cè)裝置)大于供電單元(初級(jí)側(cè)裝置)。換言之，這對(duì)應(yīng)于在電子裝置中的電力接收表面大于在供電單元中電力轉(zhuǎn)送表面(供電表面)的情況。
[0137]供電系統(tǒng)4Β包括具有電力轉(zhuǎn)送單元IlB的供電單元(未示出)和均具有電力接收單元21Β的一個(gè)或多個(gè)電子裝置(未示出)。電力轉(zhuǎn)送單元IlB包括具有電力轉(zhuǎn)送線圈LI的電力轉(zhuǎn)送部110Β，以及電力接收單元21Β包括具有電力接收線圈L2和輔助共振部3 (或者輔助共振部3Α)的電力接收部2 10Β。換言之，電力接收部210Β具有由一個(gè)輔助線圈L3和一個(gè)共振電容器C3配置的一個(gè)LC共振器。
[0138]此處，本實(shí)施方式中的輔助共振部3和3Α的配置基本相似于在第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中描述的配置。換言之，在輔助共振部3或3Α中的LC共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈L3。此外，在主共振操作時(shí)在電力接收單元21Β中的共振頻率f2 (~Π)與在輔助共振部3或者3A中的LC共振器的共振頻率f3彼此不同(f2 ^ f3)0具體地，例如，共振頻率f3可以是高于共振頻率f2 Π)的頻率(f3>f2)?？商娲兀?，共振頻率f3可以是低于共振頻率f2 fl)的頻率(3〈f2)。
[0139]【供電系統(tǒng)4B的功能和效果】
[0140]在本實(shí)施方式的供電系統(tǒng)4B中，設(shè)置輔助共振部3或者3A，因此，通過(guò)以與第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中的每一實(shí)施方式相似的功能獲得相似效果。換言之，當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)，可以執(zhí)行根據(jù)裝置的位置的轉(zhuǎn)送效率控制。此外,在共振頻率f3被設(shè)定為高于共振頻率f2 fl)的頻率(f3>fl)的情況下，可以減少響應(yīng)于相對(duì)位置的改變的轉(zhuǎn)送效率的變化(取決于相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性)。
[0141]特別地，在本實(shí)施方式中，輔助共振部3或者3A設(shè)置在電力接收單元21B側(cè)(電子裝置側(cè))上。因此，在電子裝置的電力接收表面，可以減少取決于供電單元的放置位置(相對(duì)位置)的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性。
[0142]換言之，例如，與如根據(jù)圖15中示出的比較例5的供電系統(tǒng)(供電系統(tǒng)504)的輔助共振部3或者3A不設(shè)置在具有電力接收部502A的電力接收單元502側(cè)上(在電子裝置側(cè)上)的情況相比較，可以減少取決于供電單元在電子裝置的電力接收表面中的放置位置的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性。[0143]【第四實(shí)施方式】
[0144]【供電系統(tǒng)4C的配置】
[0145]圖16示出了根據(jù)第四實(shí)施方式的供電系統(tǒng)(供電系統(tǒng)4C)的示意性配置實(shí)例。如同供電系統(tǒng)4，本實(shí)施方式的供電系統(tǒng)4C是使用磁場(chǎng)執(zhí)行非接觸式電力轉(zhuǎn)送的系統(tǒng)。
[0146]然而，不同于第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于電力轉(zhuǎn)送表面(供電表面)和電力接收表面都相對(duì)大地設(shè)置在供電單元(初級(jí)側(cè)裝置)和電子裝置(次級(jí)側(cè)裝置)上的情況。供電系統(tǒng)4C包括具有電力轉(zhuǎn)送單元11的供電單元(未示出)和均具有電力接收單元21B的一個(gè)或者多個(gè)電子裝置(未示出)。電力轉(zhuǎn)送單元11包括具有電力轉(zhuǎn)送線圈LI和輔助共振部3 (或者輔助共振部3A)的電力轉(zhuǎn)送部110 (或者電力轉(zhuǎn)送部110A)，以及電力接收單元21B包括具有電力接收線圈L2和輔助共振部3 (或者輔助共振部3A)的電力接收部210B。換言之，電力轉(zhuǎn)送單元11和電力接收單元21B兩者均包括其每一個(gè)均具有由一個(gè)輔助線圈L3和一個(gè)共振電容器C3配置的一個(gè)LC共振器的相應(yīng)的輔助共振部3(或者輔助共振部3A)。
[0147]此處，本實(shí)施方式中的輔助共振部3和3A的配置基本相似于第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式中描述的配置。
[0148]【供電系統(tǒng)4C的功能和效果】
[0149]在本實(shí)施方式的供電系統(tǒng)4C中，輔助共振部3或者3A被設(shè)置并且因此可以通過(guò)相似于第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式中每一實(shí)施方式的功能獲得相似效果。換言之，當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)，可以執(zhí)行根據(jù)裝置的位置的轉(zhuǎn)送效率控制。此外，在共振頻率f3 被設(shè)定為高于共振頻率Π和f2的頻率(f3> (fl，f2))的情況下，可以減少響應(yīng)于相對(duì)位置改變的轉(zhuǎn)送效率的變化(取決于相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性)。
[0150]特別地，在本實(shí)施方式中，輔助共振部3或者3A被設(shè)置在電力轉(zhuǎn)送單元(供電單元)側(cè)和電力接收單元(電子裝置)側(cè)上。因此，可以減少轉(zhuǎn)送效率的不均勻性，轉(zhuǎn)送效率的不均勻性取決于供電單元的電力轉(zhuǎn)送表面(供電表面)中電子裝置的放置位置以及在電子裝置的電力接收表面中供電單元的放置位置(相對(duì)位置)。
[0151]【第五實(shí)施方式】
[0152]【供電系統(tǒng)4D和4E的配置】
[0153]圖17的部分(A)和部分(B)中的每一部分示出了根據(jù)第五實(shí)施方式的供電系統(tǒng)(供電系統(tǒng)4D和4E中的每一個(gè))的示意性配置實(shí)例。如同供電系統(tǒng)4，本實(shí)施方式中供電系統(tǒng)4D和4E中的每一個(gè)是使用磁場(chǎng)執(zhí)行非接觸式電力轉(zhuǎn)送的系統(tǒng)。然而，不同于第一實(shí)施方式至第四實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，輔助共振部3或者輔助共振部3A設(shè)置在獨(dú)立于供電單元(初級(jí)側(cè)裝置)和電子裝置(次級(jí)側(cè)裝置)的其他單元(后面即將描述的輔助單元41)中。換言之，本實(shí)施方式中的供電系統(tǒng)的每一個(gè)均包括供電單元、一個(gè)或者多個(gè)電子裝置和具有輔助共振部的輔助單元。
[0154]圖17的部分(A)所示的供電系統(tǒng)4D包括具有電力轉(zhuǎn)送單元IlD的供電單元(未示出)、均具有電力接收單元21的一個(gè)或者多個(gè)電子裝置(未示出)、以及具有輔助共振部3或者輔助共振部3A的輔助單元41。此外，電力轉(zhuǎn)送單元IlD包括具有電力轉(zhuǎn)送線圈LI的電力轉(zhuǎn)送部110D，以及電力接收單元21包括具有電力接收線圈L2的電力接收部210。換言之，獨(dú)立于供電單元(電力轉(zhuǎn)送單元11D)和電子裝置(電力接收單元21)的輔助單元41包括具有由一個(gè)輔助線圈L3和一個(gè)共振電容器C3配置的一個(gè)LC共振器的輔助共振部3或者輔助共振部3A。應(yīng)當(dāng)注意，電力轉(zhuǎn)送單元IlD和電力轉(zhuǎn)送部IlOD分別具有相似于上述電力轉(zhuǎn)送單元101和電力轉(zhuǎn)送部IOlA的配置。
[0155]圖17的部分(B)所示的供電系統(tǒng)4E包括具有電力轉(zhuǎn)送單元IlB的供電單元(未示出)、均具有電力接收單元21E的一個(gè)或者多個(gè)電子裝置(未示出)、以及具有輔助共振部3或者輔助共振部3A的輔助單元41。此外，電力轉(zhuǎn)送單元IlB包括具有電力轉(zhuǎn)送線圈LI的電力轉(zhuǎn)送部110B，以及電力接收單元21E包括具有電力接收線圈L2的電力接收部210E。換言之，獨(dú)立于供電單元(電力轉(zhuǎn)送單元11B)和電子裝置(電力接收單元21E)的輔助單元41包括具有由一個(gè)輔助線圈L3和一個(gè)共振電容器C3配置的一個(gè)LC共振器的輔助共振部3或者輔助共振部3A。應(yīng)當(dāng)注意，電力接收單元21E和電力接收部210E分別具有相似于上述電力接收單元502和電力接收部502A的配置。
[0156]【供電系統(tǒng)4D和4E的功能和效果】[0157]在本實(shí)施方式的供電系統(tǒng)4D和4E中，設(shè)置輔助共振部3或者3A并且因此可以通過(guò)與第一實(shí)施方式至第四實(shí)施方式中每一個(gè)實(shí)施方式中的功能相似的功能獲得相似效果。換言之，當(dāng)在裝置之間使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送(非接觸式供電)時(shí)，可以執(zhí)行根據(jù)裝置的位置的轉(zhuǎn)送效率控制。此外，在共振頻率f3被設(shè)定為高于共振頻率Π和f2的頻率(f3>(fl，f2))的情況下，可以減少響應(yīng)于相對(duì)位置改變的轉(zhuǎn)送效率的變化(取決于相對(duì)位置的轉(zhuǎn)送效率的不均勻性)。
[0158]特別地，在本實(shí)施方式中，輔助共振部3或者輔助共振部3A設(shè)置在獨(dú)立于電力轉(zhuǎn)送單元和電子裝置的其他單元(輔助單元41)中。因此，通過(guò)僅將輔助單元41添加到典型的非接觸式供電系統(tǒng)中而獲得上述效果。
[0159]【變形例】
[0160]上面已參照一些實(shí)施方式描述了本技術(shù)，但是本技術(shù)并不限于這些實(shí)施方式并且可以進(jìn)行各種修改。
[0161]例如，已經(jīng)參照一個(gè)LC共振器包含在輔助共振部中的情況來(lái)描述上述實(shí)施方式，但是上述實(shí)施方式并不局限于這種情況。例如，多個(gè)(兩個(gè)以上)LC共振器可以包含在輔助共振部中。此外，在上述實(shí)施方式等中，每個(gè)線圈(電力轉(zhuǎn)送線圈、電力接收線圈和輔助線圈)均被假定為具有螺旋形(平面形狀)，但是每個(gè)線圈均可被配置為具有諸如螺旋式線圈被折疊成兩層的α -繞組形、具有更多多層的螺旋形、繞組在厚度方向上纏繞的螺旋形等。例如，當(dāng)電力轉(zhuǎn)送線圈被配置為使用任何一個(gè)這些形狀時(shí)，在電力轉(zhuǎn)送線圈的上表面(供電表面)上的基本整個(gè)區(qū)域內(nèi)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)送效率的均等化。此外，每個(gè)線圈(電力轉(zhuǎn)送線圈、電力接收線圈和輔助線圈)不僅可以是被配置為使用具有導(dǎo)電性的線材的繞組線圈，而且還可是具有導(dǎo)電性并且被配置為使用印刷電路板、柔性印刷電路板等的圖案線圈。應(yīng)當(dāng)注意，具有環(huán)路形狀的導(dǎo)電環(huán)路可替代具有線圈形狀的輔助線圈用于配置LC共振器。
[0162]此外，共振電容器中的每一個(gè)(特別地，輔助共振部中的共振電容器)并不局限于使用固定的靜電電容值的情況，并且可以具有靜電電容值是可變的配置(例如，在多個(gè)電容器的連接路徑之間切換的配置)。當(dāng)采用該配置時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)靜電電容值可以執(zhí)行共振頻率的控制(優(yōu)化)。[0163]此外，在上文描述的每一個(gè)實(shí)施方式等中的輔助共振部可被設(shè)置在供電單元、電子裝置、獨(dú)立于供電單元和電子裝置的其他單元中的至少一個(gè)內(nèi)。
[0164]此外，在上述實(shí)施方式中，已經(jīng)具體描述供電單元、電子裝置等中的每一個(gè)元件，但是不一定提供所有的元件，或者可進(jìn)一步提供其他元件。例如，通信功能、執(zhí)行某種控制的功能、顯示功能、鑒別次級(jí)側(cè)裝置的功能、檢測(cè)正位于初級(jí)側(cè)裝置上的次級(jí)側(cè)裝置的功能、檢測(cè)諸如異種金屬等混入的功能等可設(shè)置在供電單元和/或電子裝置內(nèi)。
[0165]此外，通過(guò)以多個(gè)(兩個(gè))電子裝置被設(shè)置在供電系統(tǒng)作為實(shí)例的情況為例已經(jīng)描述上述實(shí)施方式，但是上述實(shí)施方式并不局限于這種情況，并且可僅一個(gè)電子裝置設(shè)置在供電系統(tǒng)內(nèi)。
[0166]此外，通過(guò)以用于諸如移動(dòng)電話等小型電子裝置(CE裝置)的充電盤(pán)作為供電單元的實(shí)例為例已經(jīng)描述了上述實(shí)施方式，但是供電單元并不局限于該家庭式充電盤(pán)，并且可以適用于各種電子裝置的電池充電器。此外，例如，供電單元不一定必須是盤(pán)，并且可以是用于電子裝置的臺(tái)，諸如所謂的托架等。
[0167]應(yīng)當(dāng)注意，本技術(shù)還可具有如下配置。
[0168](I) 一種供電單元，包括:
[0169]電力轉(zhuǎn)送部，包括被配置為使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的電力轉(zhuǎn)送線圈，以及包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部，其中，
[0170]共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
[0171](2)根據(jù)(I)所述的供電單元，其中，輔助線圈形成有多個(gè)間隙。
[0172](3)根據(jù)(2)所述的供電單元，其中，間隙的寬度在從輔助線圈的外邊緣側(cè)朝向中心的方向上逐漸變大。
[0173](4)根據(jù)(2)或者(3)所述的供電單元,其中，輔助線圈稀疏地(non-densely)卷繞以從其內(nèi)邊緣到外邊緣的范圍內(nèi)形成多個(gè)間隙。
[0174](5)根據(jù)(I)至(4)任何一項(xiàng)所述的供電單元，其中，
[0175]輔助線圈具有呈現(xiàn)各向異性的面內(nèi)形狀；
[0176]在面內(nèi)形狀中的長(zhǎng)方向上的間隙的寬度比在短方向上的間隙的寬度大。
[0177](6)根據(jù)(I)至(5)中任一項(xiàng)所述的供電單元，其中，輔助共振部包括單個(gè)共振器。
[0178](7)根據(jù)(6)所述的供電單元，其中，輔助線圈的內(nèi)徑比電力轉(zhuǎn)送線圈的內(nèi)徑小。
[0179](8)根據(jù)(6)或者(7)所述的供電單元，其中，電力轉(zhuǎn)送線圈的中心點(diǎn)與輔助線圈的中心點(diǎn)基本位于同一軸上。
[0180](9)根據(jù)(6)至(8)中任一項(xiàng)所述的供電單元，其中，電力轉(zhuǎn)送線圈與輔助線圈基本布置在同一平面內(nèi)。
[0181](10)根據(jù)(I)至(9)中任一項(xiàng)所述的供電單元，其中，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用電力轉(zhuǎn)送線圈的主共振操作中的主共振頻率與在共振器中的輔助共振頻率彼此不同。
[0182]( 11)根據(jù)(10)所述的供電單元，其中，輔助共振頻率是比主共振頻率高的頻率。
[0183](12)根據(jù)(10)所述的供電單元，其中，輔助共振頻率是比主共振頻率低的頻率。
[0184](13)根據(jù)(I)至(12)中任一項(xiàng)所述的供電單元，其中，電力轉(zhuǎn)送線圈與輔助線圈電絕緣。
[0185](14)根據(jù)(I)至(13)中任一項(xiàng)所述的供電單元，其中，使用電力轉(zhuǎn)送線圈和預(yù)定電容器或者寄生電容成分執(zhí)行主共振操作。
[0186](15) 一種供電系統(tǒng)，包括:
[0187]一個(gè)或者多個(gè)電子裝置；以及
[0188]供電單元，被配置為對(duì)電子裝置執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送，其中，
[0189]供電單元包括電力轉(zhuǎn)送部，電力轉(zhuǎn)送部包括被配置為使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的電力轉(zhuǎn)送線圈；
[0190]電子裝置包括電力接收部，電力接收部包括被配置為接收從電力轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電力的電力接收線圈；
[0191]包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部設(shè)置在供電單元、電子裝置、以及獨(dú)立于供電單元和電子裝置的其他單元中的至少一中上，以及
[0192]共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
[0193](16)根據(jù)(15)所述的供電系統(tǒng)，其中，輔助共振部設(shè)置在用作其他單元的輔助單元內(nèi)。
[0194](17)根據(jù)(15)或者(16)所述的供電系統(tǒng)，其中，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用電力轉(zhuǎn)送線圈或者電力接收線圈的主共振操作中的主共振頻率與在共振器中的輔助共振頻率彼此不同。
[0195](18)—種電子裝置，包括:
[0196]電力接收部，包括被配置為接收使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)送的電力的電力接收線圈，以及包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部，其中，
[0197]共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
[0198](19)根據(jù)(18)所述的電子裝置，其中，在電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用電力接收線圈的主共振操作中的主共振頻率與在共振器中的輔助共振頻率彼此不同。
[0199](20)根據(jù)(18)或者(19)所述的電子裝置，其中，使用電力接收線圈、和預(yù)定電容器或寄生電容成分執(zhí)行主共振操作。
[0200]本申請(qǐng)要求2011年5月19日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)第2011-112349號(hào)的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。
【權(quán)利要求】
1.一種供電單元,包括: 電力轉(zhuǎn)送部，包括被配置為使用磁場(chǎng)執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送的電力轉(zhuǎn)送線圈，以及包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部，其中， 所述共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電單元，其中，所述輔助線圈形成有多個(gè)間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電單元，其中，所述間隙的寬度在從所述輔助線圈的外邊緣側(cè)朝向中心的方向上逐漸變大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電單元，其中，所述輔助線圈被稀疏地卷繞以在從其內(nèi)邊緣至外邊緣的范圍內(nèi)形成所述多個(gè)間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電單元，其中， 所述輔助線圈具有呈現(xiàn)各向異性的面內(nèi)形狀， 在所述面內(nèi)形狀中的長(zhǎng) 方向上的所述間隙的寬度比在短方向上的所述間隙的寬度大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電單元，其中，所述輔助共振部包括單個(gè)共振器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電單元，其中，所述輔助線圈的內(nèi)徑比所述電力轉(zhuǎn)送線圈的內(nèi)徑小。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電單元，其中，所述電力轉(zhuǎn)送線圈的中心點(diǎn)與所述輔助線圈的中心點(diǎn)基本位于同一軸上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電單元，其中，所述電力轉(zhuǎn)送線圈與所述輔助線圈基本布置在同一平面內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電單元，其中，在所述電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用所述電力轉(zhuǎn)送線圈的主共振操作中的主共振頻率與所述共振器中的輔助共振頻率彼此不同。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的供電單元，其中，所述輔助共振頻率是比所述主共振頻率高的頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的供電單元，其中，所述輔助共振頻率是比所述主共振頻率低的頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電單元，其中，所述電力轉(zhuǎn)送線圈與所述輔助線圈電絕緣。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電單元，其中，使用所述電力轉(zhuǎn)送線圈、以及預(yù)定電容器或寄生電容成分執(zhí)行所述主共振操作。
15.—種供電系統(tǒng),包括: 一個(gè)或者多個(gè)電子裝置；以及 供電單元，被配置為對(duì)所述電子裝置執(zhí)行電力轉(zhuǎn)送，其中， 所述供電單元包括電力轉(zhuǎn)送部，所述電力轉(zhuǎn)送部包括被配置為使用磁場(chǎng)執(zhí)行所述電力轉(zhuǎn)送的電力轉(zhuǎn)送線圈， 所述電子裝置包括電力接收部，所述電力接收部包括被配置為接收從所述電力轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電力的電力接收線圈， 包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部設(shè)置于所述供電單元、所述電子裝置、以及獨(dú)立于所述供電單元和所述電子裝置的其他單元中的至少一個(gè)中，以及所述共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的供電系統(tǒng)，其中，所述輔助共振部設(shè)置于用作所述其他單元的輔助單元中。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的供電系統(tǒng)，其中，在所述電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用所述電力轉(zhuǎn)送線圈或者所述電力接收線圈的主共振操作中的主共振頻率與在所述共振器中的輔助共振頻率彼此不同。
18.一種電子裝置，包括: 電力接收部，包括被配置為接收使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)送的電力的電力接收線圈，以及包括一個(gè)或者多個(gè)共振器的輔助共振部，其中， 所述共振器包括被卷繞為在至少部分區(qū)域中形成間隙的輔助線圈。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子裝置，其中，在所述電力轉(zhuǎn)送時(shí)使用所述電力接收線圈的主共振操作中的主共振頻率與在所述共振器中的輔助共振頻率彼此不同。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子裝置，其中，使用所述電力接收線圈、以及預(yù)定電容器或寄生電容成分執(zhí)行所述主共振 操作。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103534772SQ201280022908
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月19日
【發(fā)明者】宮本宗 申請(qǐng)人:索尼公司