受電裝置以及電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及被從送電裝置以無線傳輸電力的受電裝置、以及具備該受電裝置的電力傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力傳輸系統(tǒng)具備送電裝置和受電裝置。送電裝置利用磁場耦合或電場耦合，以無線向受電裝置傳輸電力。受電裝置將傳輸?shù)碾娏μ峁┙o負(fù)載、例如便攜電話機(jī)、或筆記本型個人計(jì)算機(jī)的二次電池，對二次電池進(jìn)行充電。在該電力傳輸系統(tǒng)中，送電裝置需要監(jiān)視受電裝置的種類、或狀態(tài)等。為此，送電裝置和受電裝置具備通信功能，以使得能在送電裝置與受電裝置間進(jìn)行通信。
[0003]作為在送電裝置與受電裝置間進(jìn)行通信的系統(tǒng)，例如有利用了負(fù)載調(diào)制方式的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過在受電裝置側(cè)使從送電裝置側(cè)觀察到的負(fù)載阻抗變動，將的信號從受電裝置向送電裝置發(fā)送。但是，在有負(fù)載變動的情況下，送電裝置有時不能判別是用于通信的負(fù)載變動，還是受電裝置的負(fù)載的狀態(tài)所引起的負(fù)載變動。例如在受電裝置的負(fù)載是用戶使用中的筆記本型個人計(jì)算機(jī)的情況下，在電力傳輸中筆記本型個人計(jì)算機(jī)的CPU負(fù)載瞬間地急速上升而消耗電力增大時，從電裝置側(cè)觀察到的負(fù)載阻抗瞬間變小。由于該情況下的負(fù)載變動不是用于通信的負(fù)載變動，因此有可能在送電裝置側(cè)取得錯誤的信息。
[0004]在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種系統(tǒng)，在能在送電裝置與受電裝置間進(jìn)行送電以及通信的系統(tǒng)中，不同時進(jìn)行供電和通信。在該系統(tǒng)中，在各裝置中，將電力送電用的共振元件(線圈)也用作通信天線。并且，在通信部與共振元件間設(shè)置開關(guān)電路，開關(guān)在供電時切換為斷開，在通信時切換為接通。由此使得供電和通信不會同時進(jìn)行。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:JP特開2011-29799號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]但是，在專利文獻(xiàn)1記載的系統(tǒng)中，有以下那樣的問題。例如在受電裝置的負(fù)載是筆記本型個人計(jì)算機(jī)的蓄電池、該蓄電池的充電剩余電量大致為0的情況下，在一邊對蓄電池供電一邊起動個人計(jì)算機(jī)狀態(tài)下，若如專利文獻(xiàn)1所示那樣為了通信而斷開開關(guān)來斷開給蓄電池的供電，則有時會出現(xiàn)因電力不足而個人計(jì)算機(jī)不正常動作、或者在處理中強(qiáng)制停止等不良狀況。如此，若與負(fù)載的狀態(tài)沒有關(guān)系地在通信時切斷負(fù)載來斷開給負(fù)載的供電，則有可能會在受電裝置的負(fù)載出現(xiàn)預(yù)料不到的不良狀況。
[0010]為此，本發(fā)明的目的在于，提供在抑制負(fù)載中出現(xiàn)的不良狀況的同時進(jìn)行與送電裝置的通信和向負(fù)載的供電的受電裝置、以及電力傳輸系統(tǒng)。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的受電裝置通過受電側(cè)耦合部和送電裝置的送電側(cè)耦合部進(jìn)行電場耦合或磁場耦合而被從所述送電裝置傳輸電力，所述受電裝置具備:與所述受電側(cè)耦合部連接的諧振電路;具有第1開關(guān)、通過所述第1開關(guān)的狀態(tài)來改變所述諧振電路的諧振條件的諧振條件變更電路;對從所述諧振電路輸出的交流電壓進(jìn)行整流平滑、并向負(fù)載提供的整流平滑電路;將所述整流平滑電路和所述負(fù)載連接或切斷的第2開關(guān);通知與所述送電裝置的通信開始、接收針對所述通知的響應(yīng)的通信部;為了生成要向所述送電裝置發(fā)送的信號而將所述第1開關(guān)接通斷開的第1切換部;和基于所述通信部接收到的所述響應(yīng)來將所述第2開關(guān)連接或切斷的第2切換部。
[0013]在該構(gòu)成中，由于通過將第1開關(guān)接通斷開而諧振電路的諧振點(diǎn)錯開，因此產(chǎn)生負(fù)載變動。能利用該負(fù)載變動向送電裝置發(fā)送信號。另外，在接收來自負(fù)載側(cè)的響應(yīng)、判定為能停止向負(fù)載的電力提供的情況下，若將第2開關(guān)斷開(或瞬間斷開)，則切斷向負(fù)載的電力提供。由此，能抑制向負(fù)載的電力提供所引起的負(fù)載變動給用于向送電裝置發(fā)送信號的負(fù)載變動帶來影響，能精度良好地進(jìn)行受電裝置與送電裝置的通信。進(jìn)而，在接收來自負(fù)載側(cè)的響應(yīng)、判定為不應(yīng)停止向負(fù)載的電力提供的情況下，若將第2開關(guān)接通(或瞬間接通)，則向負(fù)載提供電力，因此能抑制因負(fù)載出現(xiàn)電力不足所引起的不良狀況的可能性。
[0014]在本發(fā)明所涉及的受電裝置中，優(yōu)選所述第2切換部在停止向所述負(fù)載的電力提供的情況下，使所述第2開關(guān)斷開，在不停止向所述負(fù)載的電力提供的情況下，使所述第2開關(guān)接通。
[0015]在該構(gòu)成中，能向負(fù)載提供電力，或者切斷電力提供。
[0016]本發(fā)明所涉及的受電裝置優(yōu)選在不停止向所述負(fù)載的電力提供的情況下，所述第1切換部使所述第1開關(guān)斷開。
[0017]在該構(gòu)成中，在第2開關(guān)接通的情況下，使第1開關(guān)斷開，從而不進(jìn)行與送電裝置的通信。由此能抑制向負(fù)載的電力提供所引起的負(fù)載變動給用于向送電裝置發(fā)送信號的負(fù)載變動帶來的影響以及、將錯誤的信號發(fā)送給送電裝置的可能性。
[0018]在本發(fā)明所涉及的受電裝置中，優(yōu)選所述諧振條件變更電路是與所述諧振電路并聯(lián)連接的、所述第1開關(guān)與電感器或電容器的串聯(lián)電路。
[0019]在該構(gòu)成中，能以簡易的構(gòu)成變更諧振電路的諧振條件。
[0020]優(yōu)選所述受電側(cè)耦合部具有受電側(cè)第1電極以及受電側(cè)第2電極，所述受電側(cè)第1電極和所述送電側(cè)耦合部所具有的送電側(cè)第1電極空開間隙而對置，所述受電側(cè)第2電極和所述送電側(cè)耦合部所具有的送電側(cè)第2電極空開間隙而對置或接觸，所述諧振電路與所述受電側(cè)第1電極以及所述受電側(cè)第2電極連接。
[0021]在該構(gòu)成中，在以電場耦合方式從送電裝置向受電裝置提供電力的情況下，能抑制向負(fù)載的電力提供所引起的負(fù)載變動影響到用于向送電裝置發(fā)送信號的負(fù)載變動，能精度良好地進(jìn)行受電裝置與送電裝置的通信。
[0022]優(yōu)選所述受電側(cè)耦合部具有與所述送電側(cè)耦合部所具有的送電側(cè)線圈進(jìn)行磁場耦合的受電側(cè)線圈，所述諧振電路與所述受電側(cè)線圈連接。
[0023]在該構(gòu)成中，在以磁場耦合方式從送電裝置向受電裝置提供電力的情況下，能抑制向負(fù)載的電力提供所引起的負(fù)載變動給用于向送電裝置發(fā)送信號的負(fù)載變動帶來影響，能精度良好地進(jìn)行受電裝置與送電裝置的通信。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能抑制向負(fù)載的電力提供所引起的負(fù)載變動給用于向送電裝置發(fā)送信號的負(fù)載變動帶來影響，能精度良好地進(jìn)行受電裝置與送電裝置的通信。另外，能夠抑制在不應(yīng)停止向負(fù)載的電力提供的情況下由于切斷向負(fù)載的電力提供而負(fù)載出現(xiàn)電力不足所引起的不良狀況這樣的可能性。
【附圖說明】
[0026]圖1是實(shí)施方式1所涉及的電力傳輸系統(tǒng)的電路圖。
[0027]圖2是表示在受電裝置執(zhí)行的處理的流程圖的圖。
[0028]圖3是表示在送電裝置執(zhí)行的處理的流程圖的圖。
[0029]圖4是表示在負(fù)載執(zhí)行的處理的流程圖的圖。
[0030]圖5是實(shí)施方式2所涉及的電力傳輸系統(tǒng)的電路圖。
[0031 ]圖6是在受電裝置執(zhí)行的處理的流程圖。
[0032]圖7是表示在負(fù)載執(zhí)行的處理的流程圖的圖。
[0033]圖8是實(shí)施方式3所涉及的電力傳輸系統(tǒng)的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034](實(shí)施方式1)
[0035]圖1是本實(shí)施方式所涉及的電力傳輸系統(tǒng)的電路圖。
[0036]電力傳輸系統(tǒng)1具備送電裝置101和受電裝置201。送電裝置101通過電場耦合向受電裝置201傳輸電力。受電裝置201向負(fù)載RL提供來自送電裝置101的電力。
[0037]負(fù)載RL例如能舉出便攜電話機(jī)或筆記本型個人計(jì)算機(jī)等。負(fù)載RL具備二次電池，用從受電裝置201提供的電力對該二次電池進(jìn)行充電。負(fù)載RL以二次電池為電源來進(jìn)行驅(qū)動。另外，負(fù)載RL具有通信(例如串行通信)功能，與受電裝置201雙向進(jìn)行通信。負(fù)載RL在接收到來自受電裝置201的信號時，發(fā)送響應(yīng)于其的信息。
[0038]送電裝置101具備電源Vin。電源Vin是與商用電源連接的AC適配器。AC適配器將AC100V?230V變換為給定的直流電壓。
[0039]在送電裝置101的電源Vin連接逆變器電路10。逆變器電路10是由4個開關(guān)元件(M0S-FET)構(gòu)成的DC-AC逆變器電路。逆變器電路10對各開關(guān)進(jìn)行P麗控制，將來自電源Vin的直流電壓變換成交流電壓。
[0040 ] 在逆變器電路10的輸出側(cè)連接升壓變壓器T1的初級線圈。
[0041]在升壓變壓器T1的次級線圈連接有源電極12以及無源電極13。升壓變壓器T1將在逆變器電路10從直流電壓變換的交流電壓升壓。
[0042]在升壓變壓器T1的次級線圈并聯(lián)連接電容器C1，電容器C1和升壓變壓器T1的次級線圈的漏電感L1 一起形成串聯(lián)諧振電路15。另外，構(gòu)成串聯(lián)諧振電路15的漏電感L1也可以是實(shí)際部件的電感器。
[0043]有源電極12是本發(fā)明所涉及的“送電側(cè)耦合部”以及“送電側(cè)第1電極”的一例，無源電極13是本發(fā)明所涉及的“送電側(cè)耦合部”以及“送電側(cè)第2電極”的一例。對有源電極12以及無源電極13施加由升壓變壓器T1升壓的交流電壓。受電裝置201的有源電極22與有源電極12對置，受電裝置201的無源電極23與無源電極13對置(或接觸)。并且，對置的有源電極12、22、無源電極13、23分別電場耦合，從送電裝置101向受電裝置201傳輸電力。
[0044]送電裝置101具備控制電路11?？刂齐娐?1包含微型計(jì)算機(jī)，具有信號處理部111和開關(guān)切換部112的功能部。
[0045]信號處理部111讀取送電裝置101的送電電流IDC的變化，判別數(shù)據(jù)“1”、“0”。送電電流IDC是流過連接在電源Vin與逆變器電路10間的電流檢測用電阻R1的直流電流。雖然詳細(xì)在后面敘述，但在受電裝置201側(cè)，為了生成向送電裝置101發(fā)送的信號，使諧振