無線電力傳輸裝置、無線電力傳輸裝置的發(fā)熱控制方法以及無線電力傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能夠控制無線電力傳輸裝置的發(fā)熱的無線電力傳輸裝置、無線電 力傳輸裝置的發(fā)熱控制方法以及無線電力傳輸裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，筆記本型PC、平板型PC、數(shù)碼相機(jī)、移動電話、便攜式游戲機(jī)、耳機(jī)型音樂 播放器、無線式頭戴型耳機(jī)、助聽器、記錄器等人可攜帶使用的便攜式的電子設(shè)備正快速普 及。而且，這些便攜式的電子設(shè)備的大部分中搭載有充電電池，需要定期充電。為了簡化對 該電子設(shè)備的充電電池的充電作業(yè)，通過在供電裝置與搭載于電子設(shè)備的受電裝置之間利 用無線傳輸電力的供電技術(shù)（使磁場變化來進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸技術(shù)）來對充電 電池進(jìn)行充電的設(shè)備正不斷增加。
[0003] 例如，作為無線電力傳輸技術(shù)，能夠列舉利用線圈間的電磁感應(yīng)來進(jìn)行電力傳輸 的技術(shù)（例如參照專利文獻(xiàn)1)、通過利用供電裝置和受電裝置所具備的諧振器（線圈）間 的諧振現(xiàn)象（磁場諧振態(tài)）使磁場耦合來進(jìn)行電力傳輸?shù)募夹g(shù)（例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004] 另外，關(guān)于對充電電池（例如鋰離子二次電池等）進(jìn)行充電的方式，已知有恒定電 流-恒定電壓充電方式。而且，在通過利用上述無線方式進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線電力傳輸裝 置以恒定電流-恒定電壓充電方式對鋰離子二次電池進(jìn)行充電的情況下，在從恒定電流充 電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r，供給至充電電池的電流值衰減，包括充電電池在內(nèi)的被供電設(shè) 備（包括充電電池、穩(wěn)定電路、充電電路等）的負(fù)載阻抗的值上升。
[0005] 于是，包括被供電設(shè)備在內(nèi)的無線電力傳輸裝置整體的輸入阻抗也發(fā)生變動，但 是只要能夠使進(jìn)行該恒定電壓充電時的無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于充電時間 的變化量增大，就能夠使無線電力傳輸裝置的輸入電流值相對于規(guī)定的充電時間的變化量 增大來抑制從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的過剩的輸入電力，從而能夠抑制無線 電力傳輸裝置的過度發(fā)熱。即，為了抑制從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的無線電 力傳輸裝置的過度發(fā)熱，要求能夠調(diào)整恒定電壓充電時的無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值 相對于充電時間的變化量即負(fù)載變動特性。
[0006] 關(guān)于該方面，為了能夠調(diào)整負(fù)載變動特性，考慮個別地設(shè)置阻抗匹配器。
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第4624768號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2010-239769號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的問題
[0010] 然而，對于要求便攜性、小型化、低成本化的便攜電子設(shè)備而言，個別地設(shè)置阻抗 匹配器會發(fā)生導(dǎo)致零件個數(shù)增多的不良狀況。
[0011] 換言之，期望不對無線電力傳輸裝置（供電裝置和受電裝置）追加新的設(shè)備地調(diào) 整負(fù)載變動特性。
[0012] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不追加新的設(shè)備就能夠調(diào)整從恒定電流充電轉(zhuǎn) 變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于充電時間的變化量即負(fù)載 變動特性從而能夠控制無線電力傳輸裝置的發(fā)熱的發(fā)熱控制方法等。
[0013] 用于解決問題的方案
[0014] 用于解決上述問題的本發(fā)明是一種無線電力傳輸裝置的發(fā)熱控制方法，該無線電 力傳輸裝置使磁場變化來從供電模塊對受電模塊供給電力，該受電模塊連接有包括能夠以 恒定電流-恒定電壓充電方式充電的二次電池的被供電設(shè)備，該無線電力傳輸裝置的發(fā)熱 控制方法的特征在于，
[0015] 通過調(diào)整上述供電模塊和上述受電模塊所具有的線圈間的耦合系數(shù)的值，來調(diào)整 上述恒定電壓充電時的該無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于充電時間的變化量即負(fù) 載變動特性。
[0016] 根據(jù)上述方法，在使用使磁場變化來供給電力的無線電力傳輸裝置對能夠以恒定 電流-恒定電壓充電方式充電的二次電池進(jìn)行充電的情況下，能夠通過改變供電模塊和受 電模塊所具有的線圈間的耦合系數(shù)的值來調(diào)整從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的 無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于充電時間的變化量即負(fù)載變動特性。
[0017] 由此，如果增大負(fù)載變動特性，則從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的無線 電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于規(guī)定的充電時間的變化量變大，因此無線電力傳輸裝置 的輸入電流值相對于上述規(guī)定的充電時間的變化量變大。而且，如果增大無線電力傳輸裝 置的輸入電流值的變化量，則能夠抑制從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的過剩的輸 入電力，從而能夠抑制無線電力傳輸裝置（供電模塊和受電模塊）的過度發(fā)熱。
[0018] 相反地，如果減小負(fù)載變動特性，則從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的無 線電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于規(guī)定的充電時間的變化量變小，因此無線電力傳輸裝 置的輸入電流值相對于上述規(guī)定的充電時間的變化量變小。而且，如果減小無線電力傳輸 裝置的輸入電流值的變化量，則能夠抑制從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r無線電力 傳輸裝置（供電模塊和受電模塊）的溫度在短時間內(nèi)急劇變化。
[0019] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一是一種無線電力傳輸裝置的發(fā)熱控制方法， 該無線電力傳輸裝置利用諧振現(xiàn)象來從至少具備供電線圈和供電諧振器的供電模塊對受 電模塊供給電力，該受電模塊至少具備受電諧振器和受電線圈，且連接有包括能夠以恒定 電流-恒定電壓充電方式充電的二次電池的被供電設(shè)備，該無線電力傳輸裝置的發(fā)熱控制 方法的特征在于，
[0020] 通過調(diào)整上述供電線圈與上述供電諧振器之間的耦合系數(shù)、上述供電諧振器與上 述受電諧振器之間的耦合系數(shù)以及上述受電諧振器與上述受電線圈之間的耦合系數(shù)中的 至少一個，來調(diào)整上述恒定電壓充電時的該無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于充電時 間的變化量即負(fù)載變動特性。
[0021] 根據(jù)上述方法，在使用利用諧振現(xiàn)象來供給電力的無線電力傳輸裝置對能夠以恒 定電流-恒定電壓充電方式充電的二次電池進(jìn)行充電的情況下，能夠通過改變供電線圈與 供電諧振器之間的耦合系數(shù)、供電諧振器與受電諧振器之間的耦合系數(shù)以及受電諧振器與 受電線圈之間的耦合系數(shù)中的至少一個來調(diào)整從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的 無線電力傳輸裝置相對于充電時間的輸入阻抗值的變化量即負(fù)載變動特性。
[0022] 由此，如果增大負(fù)載變動特性，則從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的無線 電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于規(guī)定的充電時間的變化量變大，因此無線電力傳輸裝置 的輸入電流值相對于上述規(guī)定的充電時間的變化量變大。而且，如果增大無線電力傳輸裝 置的輸入電流值的變化量，則能夠抑制從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的過剩的輸 入電力，從而能夠抑制無線電力傳輸裝置（供電線圈、供電諧振器、受電諧振器、受電線圈） 的過度發(fā)熱。
[0023] 相反地，如果減小負(fù)載變動特性，則從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r的無 線電力傳輸裝置的輸入阻抗值相對于規(guī)定的充電時間的變化量變小，因此無線電力傳輸裝 置的輸入電流值相對于上述規(guī)定的充電時間的變化量變小。而且，如果減小無線電力傳輸 裝置的輸入電流值的變化量，則能夠抑制從恒定電流充電轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣妷撼潆姇r無線電力 傳輸裝置（供電線圈、供電諧振器、受電諧振器、受電線圈）的溫度在短時間內(nèi)急劇變化。
[0024] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一的特征在于，在上述無線電力傳輸裝置的發(fā) 熱控制方法中，通過增大上述供電線圈與上述供電諧振器之間的耦合系數(shù)來增大上述負(fù)載 變動特性。
[0025] 根據(jù)上述方法，能夠通過增大供電線圈與供電諧振器之間的耦合系數(shù)來增大負(fù)載 變動特性。
[0026] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一的特征在于，在上述無線電力傳輸裝置的發(fā) 熱控制方法中，通過增大上述受電諧振器與上述受電線圈之間的耦合系數(shù)來增大上述負(fù)載 變動特性。
[0027] 根據(jù)上述方法，能夠通過增大受電諧振器與受電線圈之間的耦合系數(shù)來增大負(fù)載 變動特性。
[0028] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一的特征在于，在上述無線電力傳輸裝置的發(fā) 熱控制方法中，通過增大上述供電線圈與上述供電諧振器之間的耦合系數(shù)以及上述受電諧 振器與上述受電線圈之間的耦合系數(shù)，來增大上述負(fù)載變動特性。
[0029] 根據(jù)上述方法，能夠通過增大供電線圈與供電諧振器之間的耦合系數(shù)以及受電諧 振器與受電線圈之間的耦合系數(shù)來增大負(fù)載變動特性。
[0030] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一的特征在于，在上述無線電力傳輸裝置的發(fā) 熱控制方法中，通過改變上述供電線圈與上述供電諧振器之間的距離、上述供電諧振器與 上述受電諧振器之間的距離、上述受電諧振器與上述受電線圈之間的距離來分別調(diào)整上述 供電線圈與上述供電諧振器之間的耦合系數(shù)、上述供電諧振器與上述受電諧振器之間的耦 合系數(shù)、上述受電諧振器與上述受電線圈之間的耦合系數(shù)的值。
[0031] 根據(jù)上述方法，能夠通過改變供電線圈與供電諧振器之間的距離來改變供電線圈 與供電諧振器之間的耦合系數(shù)的值，能夠通過改變供電諧振器與受電諧振器之間的距離來 改變供電諧振器與受電諧振器之間的耦合系數(shù)的值，能夠通過改變受電諧振器與受電線圈 之間的距離來改變受電諧振器與受電線圈之間的耦合系數(shù)的值。由此，通過物理地改變供 電線圈與供電諧振器之間的距離、供電諧振器與受電諧振器之間的距離以及受電諧振器與 受電線圈之間的距離這樣的簡單作業(yè)，能夠改變各個線圈間的耦合系數(shù)的值。即，通過物理 地改變供電線圈與供電諧振器之間的距離、供電諧振器與受電諧振器之間的距離以及受電 諧振器與受電線圈之間的距離這樣的簡單作業(yè)，能夠調(diào)整負(fù)載變動特性。
[0032] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一的特征在于，在上述無線電力傳輸裝置的發(fā) 熱控制方法中，通過以使相對于供給至上述供電模塊的電力的驅(qū)動頻率的傳輸特性的值具 有在低于上述供電模塊和受電模塊的諧振頻率的驅(qū)動頻帶以及高于上述諧振頻率的驅(qū)動 頻帶分別具有波峰的雙峰性的特性的方式設(shè)定構(gòu)成上述供電模塊和上述受電模塊的可變 的參數(shù)，來調(diào)整上述驅(qū)動頻率，由此能夠調(diào)整上述恒定電壓充電時的該無線電力傳輸裝置 的輸入阻抗值的增減傾向。
[0033] 根據(jù)上述方法，能夠通過以具有雙峰性的特性的方式設(shè)定無線電力傳輸裝置，來 通過調(diào)整供給至被設(shè)定為具有雙峰性的特性的無線電力傳輸裝置的電力的驅(qū)動頻率來設(shè) 定恒定電壓充電時的該無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值的增減傾向并調(diào)整該無線電力傳 輸裝置的輸入電流的增減傾向，進(jìn)而能夠控制無線電力傳輸裝置的發(fā)熱。
[0034] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一的特征在于，在上述無線電力傳輸裝置的發(fā) 熱控制方法中，將供給至上述供電模塊的電力的上述驅(qū)動頻率設(shè)定在與在低于上述供電模 塊和受電模塊的上述諧振頻率的驅(qū)動頻帶出現(xiàn)的傳輸特性的峰值對應(yīng)的頻帶、或與在高于 上述供電模塊和受電模塊的上述諧振頻率的驅(qū)動頻帶出現(xiàn)的傳輸特性的峰值對應(yīng)的頻帶 來進(jìn)行調(diào)整，以使上述恒定電壓充電時的該無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值成為增加傾 向。
[0035] 根據(jù)上述方法，能夠通過將供給至供電模塊的電力的驅(qū)動頻率設(shè)定在與在低于供 電模塊和受電模塊的諧振頻率的驅(qū)動頻帶出現(xiàn)的傳輸特性的峰值對應(yīng)的頻帶、或與在高于 供電模塊和受電模塊的諧振頻率的驅(qū)動頻帶出現(xiàn)的傳輸特性的峰值對應(yīng)的頻帶來進(jìn)行調(diào) 整，以使恒定電壓充電時的無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值成為增加傾向。由此，能夠使恒 定電壓充電時的該無線電力傳輸裝置的輸入電流減少，從而使無線電力傳輸裝置的發(fā)熱減 少。
[0036] 另外，用于解決上述問題的發(fā)明之一的特征在于，在上述無線電力傳輸裝置的發(fā) 熱控制方法中，將供給至上述供電模塊的電力的上述驅(qū)動頻率設(shè)定在與在低于上述供電模 塊和受電模塊的上述諧振頻率的驅(qū)動頻帶出現(xiàn)的傳輸特性的峰值以及在高于上述諧振頻 率的驅(qū)動頻帶出現(xiàn)的傳輸特性的峰值之間的谷間對應(yīng)的頻帶來進(jìn)行調(diào)整，以維持上述恒定 電壓充電時的該無線電力傳輸裝置的輸入阻抗值或使上述恒定電壓充電時的該無線電力 傳輸裝置的輸入阻抗值成為降低傾向。
[0037] 根據(jù)上述方法，能夠通過將供給至