受電裝置、非接觸電力傳輸系統(tǒng)以及充電方法
【專利摘要】受電裝置(12)具備受電諧振電路(LC2)、受電線圈(L3)、負載(LD)以及電流限制部(SW1)，受電裝置(12)以非接觸方式接收所傳輸?shù)碾娏?。受電諧振電路(LC2)包括用于集聚送電諧振電路(LC1)中產(chǎn)生的交變磁場的磁通的集磁通線圈(L2)，該送電諧振電路(LC1)包括用于以非接觸方式傳輸電力的傳輸線圈(L1)。受電線圈(L3)不與受電諧振電路(LC2)電連接，而與集磁通線圈(L2)磁耦合。負載(LD)與受電線圈(L3)電連接。電流限制部(SW1)用于使在集磁通線圈(L2)中實質(zhì)上沒有電流流過。根據(jù)本方式，在不對負載供給電力的情況下，能夠降低無用的電力消耗。
【專利說明】
受電裝置、非接觸電力傳輸系統(tǒng)以及充電方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及一種以非接觸方式接收所傳輸?shù)碾娏Φ氖茈娧b置、以非接觸方式傳輸電力的非接觸電力傳輸系統(tǒng)以及充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往的電磁感應(yīng)方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)具備送電裝置以及受電裝置，該送電裝置包括用于以非接觸方式傳輸電力的傳輸線圈，該受電裝置包括用于以非接觸方式接收電力的受電線圈。該非接觸電力傳輸系統(tǒng)通過將使傳輸線圈中產(chǎn)生的磁通與受電線圈交鏈，來從送電裝置向受電裝置以非接觸方式傳輸電力。
[0003]近年來，使用電磁諧振的磁場共振方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)受到關(guān)注(參照專利文獻I)。在磁場共振方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)中，受電裝置還包括用于集聚傳輸線圈中產(chǎn)生的磁通的集磁通線圈。受電線圈與集磁通線圈強力地磁耦合。受電線圈經(jīng)由集磁通線圈來接收從傳輸線圈傳輸?shù)碾娏Α?br>[0004]在磁場共振方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)中，傳輸線圈與集磁通線圈分別構(gòu)成諧振電路。通過像這樣具備諧振電路，磁場共振方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)相比于電磁感應(yīng)方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)延長了電力的傳輸距離。
[0005]專利文獻1:日本特開2011-45151號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]非接觸電力傳輸系統(tǒng)的受電裝置包括與受電線圈電連接的負載，受電線圈所接收到的電力被供給到負載。
[0007]然而，在上述以往的專利文獻I所記載的非接觸電力傳輸系統(tǒng)中，沒有充分研究不對負載供給電力的情況。
[0008]本公開是為了解決上述問題點而完成的，其目的在于提供一種在不對負載供給電力的情況下能夠降低無用的電力消耗的受電裝置、非接觸電力傳輸系統(tǒng)以及充電方法。
[0009]為了解決上述問題點，本公開的一個方式所涉及的受電裝置具備受電諧振電路、受電線圈、負載以及電流限制部。受電諧振電路包括用于集聚送電諧振電路中產(chǎn)生的交變磁場的磁通的集磁通線圈，該送電諧振電路包括用于以非接觸方式傳輸電力的傳輸線圈。受電線圈不與受電諧振電路電連接，而與集磁通線圈磁耦合。負載與受電線圈電連接。電流限制部用于使在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。
[0010]根據(jù)本公開，在不對負載供給電力的情況下，能夠降低無用的電力消耗。
【附圖說明】
[0011]圖1是概要性地示出第I實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的電路的圖。
[0012]圖2是概要性地示出第I實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0013]圖3A是傳輸線圈的俯視圖。
[0014]圖3B是傳輸線圈的剖視圖。
[0015]圖4是集磁通線圈和受電線圈的剖視圖。
[0016]圖5是概要性地示出電設(shè)備被載置于送電裝置的狀態(tài)的剖視圖。
[0017]圖6是不出充電器的動作的時序圖。
[0018]圖7是示出開關(guān)元件的接通斷開的時序圖。
[0019]圖8是概要性地示出第2實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的電路的圖。
[0020]圖9是概要性地示出第3實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的電路的圖。
[0021]圖10是概要性地示出第4實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的電路的圖。
[0022]圖11是概要性地示出第4實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的動作的時序圖。
[0023]圖12是概要性地示出第5實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的電路的圖。
[0024]圖13是概要性地示出第6實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的電路的圖。
[0025]圖14是概要性地示出第7實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的電路的圖。
[0026]圖15是概要性地示出第7實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的動作的時序圖。
[0027]圖16是概要性地示出第8實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)的動作的時序圖。
【具體實施方式】
[0028]一般地，在非接觸電力傳輸系統(tǒng)中，當不需要向負載供給電力時，將設(shè)置于受電線圈與負載之間的電力供給開關(guān)斷開來停止向負載的電力供給。例如，在負載是二次電池的情況下，當二次電池為滿充電時，為了防止過充電而將電力供給開關(guān)斷開來停止向二次電池的電力供給。
[0029]然而，在使用集磁通線圈的磁場共振方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)中，在將電力供給開關(guān)斷開來停止了向二次電池的電力供給時，如果以送電裝置的插頭插入到插座的狀態(tài)被放置，則繼續(xù)進行從傳輸線圈向集磁通線圈的電力傳輸，即使在沒有進行充電時送電裝置的輸入電流也以與充電時大致相同的程度持續(xù)流過。
[0030]當電力供給開關(guān)被斷開時，從傳輸線圈傳輸?shù)郊磐ň€圈的電力不被負載(二次電池)消耗，因此沒有去處。因此，與電力被負載所消耗的情況相比，流過集磁通線圈的電流增大。其結(jié)果導(dǎo)致受電裝置無用地消耗電力，并且送電裝置的待機電力沒有充分被降低。
[0031]本公開的第I方式所涉及的受電裝置具備受電諧振電路、受電線圈、負載以及電流限制部。受電諧振電路包括用于集聚送電諧振電路中產(chǎn)生的交變磁場的磁通的集磁通線圈，該送電諧振電路包括用于以非接觸方式傳輸電力的傳輸線圈。受電線圈不與受電諧振電路電連接，而與集磁通線圈磁耦合。負載與受電線圈電連接。電流限制部用于使在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。
[0032]根據(jù)本方式，利用受電諧振電路的集磁通線圈來集聚送電諧振電路中產(chǎn)生的交變磁場的磁通。因此，受電諧振電路能夠從送電諧振電路高效地接收電力。
[0033]通過受電諧振電路所接收到的電力而在集磁通線圈中產(chǎn)生的交變磁場的磁通與受電線圈交鏈。其結(jié)果，受電線圈能夠經(jīng)由集磁通線圈來接收從傳輸線圈傳輸?shù)碾娏Α?br>[0034]在不進行向負載的電力供給的情況下，能夠通過電流限制部使得在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過，從而能夠降低受電諧振電路中的無用的電力消耗。
[0035]本公開的第2方式所涉及的受電裝置除了第I方式以外，例如還具備:電力供給開關(guān)，其設(shè)置于受電線圈與負載之間；以及電流控制部，其控制電流限制部。
[0036]負載是通過被供給對受電線圈中產(chǎn)生的交流電力進行整流所得到的直流電力而被充電的二次電池。也可以是，電流限制部被電流控制部控制，在電力供給開關(guān)被接通的期間內(nèi)，該電流限制部不限制流過集磁通線圈的電流，在電力供給開關(guān)被斷開的期間內(nèi)，該電流限制部使得在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。
[0037]根據(jù)本方式，在電力供給開關(guān)被接通的期間內(nèi)，流過集磁通線圈的電流不被限制。因此，通過來自受電線圈的電力供給對二次電池充電。
[0038]在電力供給開關(guān)被斷開的期間內(nèi)，通過電流限制部使得在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。因而，能夠降低包括集磁通線圈的受電諧振電路中的無用的電力消耗。
[0039]本公開的第3方式所涉及的受電裝置除了第2方式以外，例如還具備對電力供給開關(guān)的接通斷開進行控制的開關(guān)控制部。也可以是，開關(guān)控制部判定二次電池是否滿充電，在二次電池滿充電的情況下，將電力供給開關(guān)斷開。
[0040]根據(jù)本方式，開關(guān)控制部能夠在二次電池滿充電的情況下將電力供給開關(guān)斷開，來可靠地停止充電電流。
[0041]本公開的第4方式所涉及的受電裝置除了第2方式或第3方式以外，例如還具備對電力供給開關(guān)進行脈沖寬度調(diào)制控制的脈沖寬度調(diào)制控制部。也可以是，電流限制部被電流控制部控制，在通過脈沖寬度調(diào)制控制將電力供給開關(guān)斷開的期間內(nèi)，使得在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。
[0042]根據(jù)本方式，當通過脈沖寬度調(diào)制控制來接通斷開電力供給開關(guān)時，根據(jù)脈沖寬度調(diào)制控制的接通占空比來控制二次電池的充電。
[0043]在通過脈沖寬度調(diào)制控制將電力供給開關(guān)接通的期間內(nèi)，電流流過集磁通線圈。因此，從受電線圈向二次電池供給根據(jù)接通占空比被控制的電力。在通過脈沖寬度調(diào)制控制將電力供給開關(guān)斷開的期間內(nèi)，在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過，從而能夠降低包括集磁通線圈的受電諧振電路中的無用的電力消耗。
[0044]在本公開的第5方式所涉及的受電裝置中，第2方式至第4方式所涉及的電流限制部包括與受電線圈電連接且不與受電諧振電路電連接的開關(guān)元件。開關(guān)元件用于使在受電線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。
[0045]根據(jù)本方式，通過開關(guān)元件，能夠使得在受電線圈、集磁通線圈中均實質(zhì)上沒有電流流過。其結(jié)果，能夠降低受電諧振電路中的無用的電力消耗。
[0046]在本公開的第6方式所涉及的受電裝置中，第5方式所涉及的開關(guān)元件是N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。第5方式所涉及的電流限制部還包括與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管串聯(lián)連接的二極管。二極管的陽極與受電線圈的一端連接，二極管的陰極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極連接。金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極與受電線圈的另一端連接。
[0047]根據(jù)本方式，開關(guān)元件是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，因此能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)小型的裝置。金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中內(nèi)置有等效的寄生二極管(體二極管)，因此當只連接金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管時，不能進行整流。
[0048]因此，以與體二極管反向串聯(lián)的方式將二極管連接于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，將得到的串聯(lián)電路連接于受電線圈的兩端。為了易于驅(qū)動金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管而將金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管連接于受電線圈的接地側(cè)。
[0049]根據(jù)本方式，只在金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管導(dǎo)通時受電線圈的兩端被短路，能夠使得在受電線圈、集磁通線圈中均實質(zhì)上沒有電流流過。
[0050]本公開的第7方式所涉及的受電裝置除了第5方式以外，還具備將受電線圈中產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的整流平滑電路。在本方式中，開關(guān)元件例如是源極連接于整流平滑電路與負載之間的接地側(cè)且漏極連接于整流平滑電路與負載之間的整流平滑電路的正電壓側(cè)的N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0051]根據(jù)本方式，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中內(nèi)置有體二極管，但是整流平滑電路只輸出正電壓，因此電流不流過體二極管。因此，只在金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管導(dǎo)通時，受電線圈和整流平滑電路的兩端被短路。
[0052]其結(jié)果，在受電線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。將金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管配置于整流平滑電路與負載之間，因此不需要與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管串聯(lián)連接的二極管。開關(guān)元件是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，因此能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)小型的裝置。
[0053]本公開的第8方式所涉及的受電裝置還具備對電力供給開關(guān)和開關(guān)元件進行控制的控制電路。開關(guān)元件是具有用于對開關(guān)元件進行控制的第I控制端子的第I半導(dǎo)體開關(guān)。電力供給開關(guān)是具有用于對電力供給開關(guān)進行控制的第2控制端子的第2半導(dǎo)體開關(guān)。
[0054]控制電路包括:第I晶體管，其連接于第I控制端子與接地之間，當該第I晶體管導(dǎo)通時使第I半導(dǎo)體開關(guān)斷開;第2晶體管，其連接于第2控制端子與接地之間，當該第2晶體管導(dǎo)通時使第2半導(dǎo)體開關(guān)接通；以及晶體管控制部，其包括與第I晶體管的控制端子及第2晶體管的控制端子連接的輸出端子。
[0055]晶體管控制部從輸出端子輸出使第I晶體管和第2晶體管導(dǎo)通的導(dǎo)通信號或者使第I晶體管和第2晶體管截止的截止信號。
[0056]根據(jù)本方式，當從晶體管控制部的輸出端子輸出導(dǎo)通信號時，第I半導(dǎo)體開關(guān)被斷開，第2半導(dǎo)體開關(guān)被接通。當從晶體管控制部的輸出端子輸出截止信號時，第I半導(dǎo)體開關(guān)被接通，第2半導(dǎo)體開關(guān)被斷開。
[0057]其結(jié)果，能夠進行控制以使對開關(guān)元件的接通斷開進行控制的信號的波形為對電力供給開關(guān)的接通斷開進行控制的信號的波形的反轉(zhuǎn)波形。另外，能夠?qū)木w管控制部的輸出端子輸出的信號通用于開關(guān)元件的接通斷開和電力供給開關(guān)的接通斷開。其結(jié)果，能夠簡化晶體管控制部的結(jié)構(gòu)。
[0058]本公開的第9方式所涉及的非接觸電力傳輸系統(tǒng)具備送電裝置以及第I方式至第8方式的任一方式所涉及的受電裝置。送電裝置包括送電諧振電路以及向送電諧振電路供給交流電力的驅(qū)動電路。
[0059]根據(jù)本方式，在不進行向負載的電力供給的情況下，能夠通過電流限制部使得在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過，從而能夠降低受電諧振電路中的無用的電力消耗。
[0060]當在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過時，送電諧振電路中產(chǎn)生的交變磁場的磁通不被受電諧振電路的集磁通線圈集聚。其結(jié)果，從驅(qū)動電路向送電諧振電路供給的交流電力下降。因而，在不進行向負載的電力供給的情況下，能夠降低送電裝置的驅(qū)動電路中的待機電力。
[0061]在本公開的第10方式所涉及的非接觸充電系統(tǒng)的充電方法中，該非接觸充電系統(tǒng)具備:送電裝置，其包括具有用于以非接觸方式傳輸電力的傳輸線圈的送電諧振電路；以及受電裝置，其包括受電諧振電路、受電線圈、二次電池、電力供給開關(guān)以及開關(guān)元件。
[0062]在上述受電裝置中，受電諧振電路具有集磁通線圈，該集磁通線圈用于集聚送電諧振電路中產(chǎn)生的交變磁場的磁通。受電線圈與集磁通線圈磁耦合。二次電池與受電線圈電連接。電力供給開關(guān)設(shè)置于受電線圈與二次電池之間。當開關(guān)元件被接通時，使得在集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。
[0063]本充電方法包括以下步驟:充電步驟，將開關(guān)元件斷開并將電力供給開關(guān)接通，來開始對二次電池進行充電；脈沖寬度調(diào)制控制步驟，從二次電池接近滿充電的規(guī)定時間點起，對開關(guān)元件和電力供給開關(guān)進行脈沖寬度調(diào)制控制；以及充電完成步驟，當二次電池為滿充電時，將開關(guān)元件接通并將電力供給開關(guān)斷開。
[0064]在脈沖寬度調(diào)制控制步驟中，在接通電力供給開關(guān)的期間內(nèi)開關(guān)元件被斷開，在斷開電力供給開關(guān)的期間內(nèi)開關(guān)元件被接通。
[0065]根據(jù)本方式，在開始二次電池的充電時，開關(guān)元件被斷開，電力供給開關(guān)被接通。因此，流過集磁通線圈的電流不被限制，從而能夠進行從受電線圈向二次電池的電力供給。
[0066]從二次電池接近滿充電的規(guī)定時間點起，開關(guān)元件和電力供給開關(guān)被進行脈沖寬度調(diào)制控制。根據(jù)脈沖寬度調(diào)制控制，在接通電力供給開關(guān)的期間內(nèi)開關(guān)元件被斷開，在斷開電力供給開關(guān)的期間內(nèi)開關(guān)元件被接通。
[0067]因而，在二次電池被充電的期間內(nèi)，流過集磁通線圈的電流不被限制。因此，二次電池被適當?shù)爻潆姟Ｔ诙坞姵夭槐怀潆姷钠陂g內(nèi)，流過集磁通線圈的電流被限制。因此，能夠降低集磁通線圈中的無用的電力消耗。
[0068]當二次電池為滿充電時，開關(guān)元件被接通，電力供給開關(guān)被斷開，通過電力供給開關(guān)的斷開而停止從受電線圈向二次電池的電力供給。
[0069]其結(jié)果，能夠防止二次電池的過充電。通過開關(guān)元件的接通來限制流過集磁通線圈的電流。因此，能夠降低集磁通線圈中的無用的電力消耗。
[0070](實施方式)
[0071]以下，參照附圖來說明本公開的實施方式。以下的實施方式是將本公開具體化的一例，而并不是對本公開的技術(shù)范圍進行限定。在各附圖中，對相同的結(jié)構(gòu)要素使用相同的
ο
[0072](第丨實施方式)
[0073]圖1是概要性地示出第I實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路的圖。圖2是概要性地示出第I實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1、圖2所示，第I實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10(非接觸充電系統(tǒng)的一例)具備充電器11(送電裝置的一例)以及沒有與充電器11電連接的電設(shè)備12(受電裝置的一例)。
[0074]如圖2所示，充電器11經(jīng)由布線線纜21而與適配器22連接。適配器22包括整流電路、DC-DC轉(zhuǎn)換器等公知的電源電路。當適配器22的插頭23被插入到商用交流電源AC 100V的插座24時，適配器22構(gòu)成直流電源Vcc。在本實施方式中，直流電源Vcc例如輸出DC 5V。
[0075]在圖1中，充電器11具備開關(guān)元件Ql?Q4、傳輸線圈L1、電容器Cl、控制部13以及柵極電阻Rl?R4。
[0076]在第I實施方式中，作為開關(guān)元件Q1、Q2，使用了P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，作為開關(guān)元件Q3、Q4，使用了N溝道MOSFET。開關(guān)元件Ql?Q4的柵極分別經(jīng)由柵極電阻Rl?R4而與控制部13連接。振蕩電路14(驅(qū)動電路的一例)包括開關(guān)元件Ql?Q4、控制部13以及柵極電阻Rl?R4。
[0077]傳輸線圈LI是用于向電設(shè)備12傳輸電力的線圈。電容器Cl與傳輸線圈LI串聯(lián)連接。送電諧振電路LCl包括傳輸線圈LI和電容器Cl。送電諧振電路LCl串聯(lián)連接于連接點K21與連接點K22之間，其中，連接點K21在開關(guān)元件Ql與開關(guān)元件Q3之間，連接點K22在開關(guān)元件Q2與開關(guān)元件Q4之間。
[0078]控制部13對開關(guān)元件Ql?Q4的接通斷開進行控制。控制部13交替地重復(fù)進行接通開關(guān)元件Ql、Q4且斷開開關(guān)元件Q2、Q3和斷開開關(guān)元件Ql、Q4且接通開關(guān)元件Q2、Q3?？刂撇?3例如以驅(qū)動頻率Fe = 400kHz使開關(guān)元件Ql?Q4接通斷開的動作。由此，交流電力被供給到送電諧振電路LCl，從而在傳輸線圈LI中產(chǎn)生交變磁通。
[0079]如圖2所示，電設(shè)備12在第I實施方式中例如是電動牙刷。電設(shè)備12具備集磁通線圈L2、電容器C2、受電線圈L3、二極管D1、電容器C3、負載LD、開關(guān)元件SW1、SW2、電阻R11、R12以及控制部15。
[0080]集磁通線圈L2集聚傳輸線圈LI中產(chǎn)生的交變磁場的磁通。電容器C2與集磁通線圈L2連接。受電線圈L3與集磁通線圈L2磁耦合。受電諧振電路LC2包括集磁通線圈L2和電容器C2。集磁通線圈L2接收傳輸線圈LI中產(chǎn)生的磁通，并將該磁通傳遞到受電線圈L3。如圖1所示，受電諧振電路LC2沒有與受電線圈L3等電連接。
[0081]二極管Dl的陽極與受電線圈L3的一端L31連接。在二極管Dl的陰極與受電線圈L3的另一端L32之間連接有電容器C3。二極管Dl是對受電線圈L3的交流電力進行整流的整流電路。電容器C3使由二極管Dl整流后的電力平滑。即，二極管Dl和電容器C3構(gòu)成整流平滑電路25(參照圖2)，將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力。
[0082]負載LD在第I實施方式中例如是鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池。在以下中，負載LD還被稱為二次電池SB。利用通過電容器C3平滑后的直流電力對二次電池SB充電。
[0083]開關(guān)元件SWl、SW2在第I實施方式中例如是機械式繼電器。控制部15對開關(guān)元件SW1、SW2的接通斷開進行控制。開關(guān)元件SWl(電流限制部的一例)與受電線圈L3并聯(lián)連接。即，開關(guān)元件SWl連接于連接點K3與連接點K4之間，其中，連接點K3在受電線圈L3的一端L31與二極管DI的陽極之間，連接點K4在受電線圈L3的另一端L32與二次電池SB的負極之間。當開關(guān)元件SWl被接通時，受電線圈L3被短路。
[0084]開關(guān)元件SW2(電力供給開關(guān)的一例)連接于連接點Kl與二次電池SB的正極之間，該連接點Kl在二極管Dl的陰極與電容器C3之間。當開關(guān)元件SW2被接通時，能夠進行對二次電池SB的充電，當開關(guān)元件SW2被斷開時，停止對二次電池SB的充電。
[0085]電阻Rl 1、Rl2的串聯(lián)電路與二次電池SB并聯(lián)連接。即，電阻Rl 1、Rl2的串聯(lián)電路連接于同二次電池SB的正極連接的連接點Kll與同二次電池SB的負極連接的連接點K12之間。電阻Rll與電阻R12之間的連接點K2與控制部15連接。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，二次電池SB的端子電壓被電阻R11、R12分壓，分壓所得到的電壓Vd被輸入到控制部15。
[0086]控制部15(電流控制部的一例、開關(guān)控制部的一例)基于電壓Vd來判定二次電池SB是否滿充電。當控制部15判定為二次電池SB滿充電時，將開關(guān)元件SWl接通，并且將開關(guān)元件SW2斷開。當控制部15判定為二次電池SB不是滿充電時，將開關(guān)元件SWl斷開，并且將開關(guān)元件SW2接通。
[0087]圖3A是傳輸線圈LI的俯視圖。圖3B是傳輸線圈LI的剖視圖。圖4是集磁通線圈L2和受電線圈L3的剖視圖。圖5是概要性地示出電設(shè)備12被載置于充電器11的狀態(tài)的剖視圖。
[0088]如圖3A、圖3B所示，傳輸線圈LI例如是將銅線卷成漩渦狀而形成的矩形的平面狀線圈。如圖3A、圖3B所示，平板狀的磁性體(例如鐵氧體)31以平行于傳輸線圈LI的磁通交鏈面的方式與傳輸線圈LI接近配置。
[0089]如圖4所示，集磁通線圈L2和受電線圈L3例如是將銅線繞截面為H字狀的磁性體(例如鐵氧體)41的中心軸卷成漩渦狀而形成的線圈。如圖4所示，集磁通線圈L2與受電線圈L3被配置為相互重疊。通過這種配置，集磁通線圈L2與受電線圈L3磁耦合。
[0090]如圖5所示，集磁通線圈L2位于與受電線圈L3相比更靠電設(shè)備12的外側(cè)的位置。也就是說，如圖5所示，當電設(shè)備12的殼體52被載置于充電器11的頂板51上時，集磁通線圈L2被配置于比受電線圈L3更靠近傳輸線圈LI的位置。
[0091]以使送電諧振電路LCl的諧振頻率Fl例如為350kHz左右的方式設(shè)定了傳輸線圈LI的電感和電容器Cl的容量。以使受電諧振電路LC2的諧振頻率F2例如為400kHz左右的方式設(shè)定了集磁通線圈L2的電感和電容器C2的容量。
[0092]如上所述，控制部13以驅(qū)動頻率Fc = 400kHz使開關(guān)元件Ql?Q4接通斷開。因而，驅(qū)動頻率Fe與受電諧振電路LC2的諧振頻率F2被設(shè)定為大致相等的值。
[0093]在本實施方式中，驅(qū)動頻率Fe與受電諧振電路LC2的諧振頻率F2被設(shè)定為大致相等的值，但是也可以是稍微不同的值。例如也可以是，由于受電諧振電路LC2的部件偏差等而結(jié)果使驅(qū)動頻率Fe與受電諧振電路LC2的諧振頻率F2成為相差2%左右的值。
[0094]圖6是示出充電器11的動作的時序圖。圖6的部分(a)示出開關(guān)元件Ql的接通斷開。圖6的部分(b)示出開關(guān)元件Q2的接通斷開。圖6的部分(c)示出開關(guān)元件Q3的接通斷開。圖6的部分(d)示出開關(guān)元件Q4的接通斷開。圖6的部分(e)示出流過傳輸線圈LI的電流波形。圖7是示出開關(guān)元件SWl、SW2的接通斷開的時序圖。
[0095]以下，使用圖1、圖6、圖7來說明第I實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的動作。
[0096]首先，如圖7所示，控制部15在動作開始時將開關(guān)元件SWl斷開并將開關(guān)元件SW2接通。在該狀態(tài)下，商用交流電源的AC 100V通過適配器22轉(zhuǎn)換為DC 5V。該DC 5V被施加到由開關(guān)元件Ql?Q4構(gòu)成的全橋電路。
[0097]如圖6的部分(a)?(d)所示，根據(jù)從控制部13經(jīng)由柵極電阻Rl?R4而輸入的柵極電壓，以周期2.5ysec(也就是說驅(qū)動頻率?。= 4001^^)將開關(guān)元件(>)1?(>)4接通斷開。通過開關(guān)元件QI?Q4的動作，如圖6的部分(e)所示，向傳輸線圈LI供給高頻的交流電流，從而傳輸線圈LI被勵磁。
[0098]傳輸線圈LI中產(chǎn)生的磁通與集磁通線圈L2及受電線圈L3交鏈，從而在集磁通線圈L2和受電線圈L3中分別產(chǎn)生交變電力。此時，包括集磁通線圈L2和電容器C2的受電諧振電路LC2的諧振頻率F2 (在本實施方式中為F2 = 400kHz)與驅(qū)動頻率Fe (在本實施方式中為Fe=400kHz) 一致。因此，與受電線圈L3相比，集磁通線圈L2的交鏈的磁通強，產(chǎn)生的交變電力大。
[0099]通過集磁通線圈L2中產(chǎn)生的交變電力而產(chǎn)生磁通，并向受電線圈L3供給磁通。如圖5所示，集磁通線圈L2同受電線圈L3之間的距離與傳輸線圈LI同受電線圈L3之間的距離相比充分短。因而，集磁通線圈L2同受電線圈L3之間的耦合系數(shù)與傳輸線圈LI同受電線圈L3之間的耦合系數(shù)相比充分大。因此，高效地進行從集磁通線圈L2向受電線圈L3的磁通的供給。
[0100]在動作開始時開關(guān)元件SWl是斷開的，因此開關(guān)元件SWl對受電線圈L3沒有影響。因而，利用與受電線圈L3交鏈的磁通來產(chǎn)生交變電力。通過二極管Dl對該交變電力進行整流，通過電容器C3使整流后的電力平滑。在動作開始時開關(guān)元件SW2是接通的，因此利用通過電容器C3平滑后的電力對二次電池SB充電。
[0101]控制部15檢測被電阻Rll、R12分壓而得到的電壓Vd。當電壓Vd達到預(yù)先決定的基準電壓Vf時，控制部15判定為二次電池SB滿充電。如圖7所示，當控制部15在時刻Tl判定為二次電池SB滿充電時，將開關(guān)元件SWl接通，并且將開關(guān)元件SW2斷開。
[0102]這樣，在時刻Tl，開關(guān)元件SW2被斷開，停止向二次電池SB的電力供給。其結(jié)果，防止二次電池SB的過充電。
[0103]根據(jù)圖1和圖2可知，當適配器22的插頭23被插入到插座24的狀態(tài)繼續(xù)時，傳輸線圈LI中的磁通繼續(xù)產(chǎn)生。即使開關(guān)元件SW2被斷開，該狀態(tài)也繼續(xù)。因而，在維持開關(guān)元件SWl斷開的情況下，集磁通線圈L2中的交變電力也繼續(xù)產(chǎn)生。
[0104]而且，當開關(guān)元件SW2被斷開時，集磁通線圈L2中產(chǎn)生的交變電力不被負載(二次電池)LD消耗。因此，集磁通線圈L2中產(chǎn)生的交變電力沒有去處。因而，在維持開關(guān)元件SWl斷開的情況下，與充電中相比流過集磁通線圈L2的電流增大。因此，在受電諧振電路LC2(集磁通線圈L2和電容器C2)中消耗無用的電力，電設(shè)備12的殼體52的溫度上升。
[0105]為了避免該狀況，在第I實施方式中，在時刻Tl，開關(guān)元件SW2被斷開，同時開關(guān)元件SWI被接通。通過開關(guān)元件SWI的作用，受電線圈L3的兩端(L31、L32)之間被短路，從而受電線圈L3中不流過電流。
[0106]于是，集磁通線圈L2以與集磁通線圈L2的兩端之間被短路的情況同樣的方式進行動作，集磁通線圈L2中也不流過電流。這是由于，集磁通線圈L2與受電線圈L3之間的磁耦合系數(shù)大，因此集磁通線圈L2受到受電線圈L3大的影響。
[0107]根據(jù)第I實施方式，即使在充電器11的傳輸線圈LI中的磁通繼續(xù)產(chǎn)生的情況下，也降低受電諧振電路LC2(集磁通線圈L2和電容器C2)中的無用的電力消耗。
[0108]與二次電池SB的充電時相比，在開關(guān)元件SWl接通時流過傳輸線圈LI的電流大幅下降。根據(jù)第I實施方式，在電設(shè)備12被載置于充電器11且二次電池SB不被充電的狀態(tài)下，能夠降低充電器11中產(chǎn)生的待機電力。
[0109](第2實施方式)
[0110]圖8是概要性地示出第2實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路的圖。在第2實施方式中，開關(guān)元件SWl的連接位置與第I實施方式不同。以下，以與第I實施方式的不同點為中心來說明第2實施方式。
[0111]在第I實施方式中，如圖1所示，開關(guān)元件SWl與二極管Dl的陽極側(cè)連接。也就是說，當開關(guān)元件SWl被接通時，將受電線圈L3的兩端(L31、另一端L32)之間短路。
[0112]與此相對，在第2實施方式中，如圖8所示，開關(guān)元件SWl與二極管Dl的陰極側(cè)連接。即，開關(guān)元件SWl連接于連接點K5與連接點K4之間，該連接點K5在二極管Dl的陰極與連接點Kl之間。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，當開關(guān)元件SWl被接通時，將受電線圈L3的另一端L32與二極管Dl的陰極之間短路。因而，在第2實施方式中，即使開關(guān)元件SWl被接通，也有與二極管Dl的正向電壓的量相當?shù)碾娏髁鬟^受電線圈L3。
[0113]因此，少許電流流過受電線圈L3，集磁通線圈L2中也流過少量電流。但是，與不設(shè)置開關(guān)元件SWl的情況相比，流過集磁通線圈L2的電流充分小。因而，在第2實施方式中，也與第I實施方式同樣地，能夠降低集磁通線圈L2和電容器C2中的無用的電力消耗，能夠降低充電器11中產(chǎn)生的待機電力。
[0114]此外，在本說明書中，“在集磁通線圈L2中實質(zhì)上沒有電流流過”除了包括在集磁通線圈L2中完全沒有電流流過的情況以外，還包括以下情況:不會使集磁通線圈L2和電容器C2過度發(fā)熱的程度的微弱的電流流過集磁通線圈L2。即，“在集磁通線圈L2中實質(zhì)上沒有電流流過”意味著“流過集磁通線圈L2的電流值是O或O附近的值”。
[0115](第3實施方式)
[0116]圖9是概要性地示出第3實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路的圖。在第3實施方式中，對第2實施方式附加了電阻。以下，以與第2實施方式的不同點為中心來說明第3實施方式。
[0117]在第3實施方式中，如圖9所示，開關(guān)元件SWl與第2實施方式(參照圖8)同樣地與二極管Dl的陰極側(cè)連接。即，開關(guān)元件SWl連接于連接點K5與連接點K4之間。并且，在第3實施方式中，在開關(guān)元件SWl與連接點K4之間串聯(lián)連接有電阻值低(例如10 Ω )的電阻R13。
[0118]在第2實施方式中，如上所述，與二極管Dl的正向電壓的量相應(yīng)的電流持續(xù)流過開關(guān)元件SWl。與此相對，在第3實施方式中，與開關(guān)元件SWl串聯(lián)地插入有電阻R13。因而，能夠利用電阻R13來降低由于二極管Dl的正向電壓而流過開關(guān)元件SWl的電流。因此，開關(guān)元件SWl能夠降低無用的電力消耗。
[0119](第4實施方式)
[0120]圖10是概要性地示出第4實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路的圖。下面，以與第I實施方式的不同點為中心來說明第4實施方式。
[0121]在第4實施方式中，代替構(gòu)成直流電源Vcc的適配器22(參照圖2)，充電器11具備將從商用交流電源PS輸入的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的整流電路BDl以及使整流后的電力平滑的電容器CO。整流電路BDI是由4個二極管構(gòu)成的橋型的全波整流電路。
[0122]在第4實施方式中，商用交流電源PS的AC100V被整流電路BDl整流并通過電容器CO平滑后被轉(zhuǎn)換為DC 141V。該DC 141V被施加于由開關(guān)元件Ql?Q4構(gòu)成的全橋電路。除此以外的充電器11的結(jié)構(gòu)和動作與第I實施方式?第3實施方式相同。
[0123]在第4實施方式中，電設(shè)備12具備二極管D2和半導(dǎo)體開關(guān)Q5(開關(guān)元件的一例)來代替第I實施方式(參照圖1)的開關(guān)元件SWl，具備半導(dǎo)體開關(guān)Q6(電力供給開關(guān)的一例)和晶體管Q7來代替開關(guān)元件SW2。
[0124]如圖10所示，作為半導(dǎo)體開關(guān)Q5，使用了N溝道MOSFET，作為半導(dǎo)體開關(guān)Q6，使用了P溝道MOSFET。二極管D2的陽極連接于受電線圈L3的一端L31與二極管Dl的陽極之間的連接點K3。
[0125]二極管D2的陰極與半導(dǎo)體開關(guān)Q5的漏極連接。半導(dǎo)體開關(guān)Q5的源極連接于受電線圈L3的另一端L32與二次電池SB的負極之間的連接點Κ4。半導(dǎo)體開關(guān)Q5的柵極經(jīng)由柵極電阻而與控制部15連接。
[0126]半導(dǎo)體開關(guān)Q6(第2半導(dǎo)體開關(guān)的一例)的源極連接于二極管Dl的陰極與電容器C3的連接點Kl。半導(dǎo)體開關(guān)Q5的漏極與連接點Kll (二次電池SB的正極)連接。半導(dǎo)體開關(guān)Q6的柵極(第2控制端子的一例)經(jīng)由柵極電阻而與例如NPN雙極型的晶體管Q7(第2晶體管的一例)的集電極連接。
[0127]半導(dǎo)體開關(guān)Q6的源極與半導(dǎo)體開關(guān)Q6的柵極經(jīng)由電阻而相互連接。晶體管Q7的發(fā)射極連接于受電線圈L3的另一端L32與二次電池SB的負極之間的連接點K6。晶體管Q7的基極與控制部15連接。
[0128]如圖10所示，MOSFET就其構(gòu)造而言在源極-漏極之間內(nèi)置有等效的寄生二極管(體二極管)。因此，在第4實施方式中，與半導(dǎo)體開關(guān)Q5的體二極管反向地連接有二極管D2。由此，構(gòu)成為只在半導(dǎo)體開關(guān)Q5導(dǎo)通時電流流過半導(dǎo)體開關(guān)Q5。
[0129]控制部15與第I實施方式同樣地進行動作。即，控制部15基于電壓Vd來判定二次電池SB是否滿充電。當控制部15判定為二次電池SB滿充電時，將半導(dǎo)體開關(guān)Q5接通，并且將半導(dǎo)體開關(guān)Q6斷開。當控制部15判定為二次電池SB不是滿充電時，將半導(dǎo)體開關(guān)Q5斷開，并且將半導(dǎo)體開關(guān)Q6接通。
[0130]控制部15通過輸出信號SGl、SG2來控制半導(dǎo)體開關(guān)Q5、Q6的接通斷開。即，當從控制部15輸出高電平的信號SGl時，半導(dǎo)體開關(guān)Q5被接通。當從控制部15輸出高電平的信號SG2時，晶體管Q7導(dǎo)通。當晶體管Q7導(dǎo)通時，半導(dǎo)體開關(guān)Q6被接通。
[0131]圖11是概要性地示出第4實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的動作的時序圖。圖11概要性地示出從控制部15輸出的信號SG 1、SG2的信號電平。使用圖1O、圖11來說明第4實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的動作。
[0132]控制部15在動作開始時，如圖11所示那樣輸出低電平的信號SGl并且輸出高電平的信號SG2，來將半導(dǎo)體開關(guān)Q5斷開并且將半導(dǎo)體開關(guān)Q6接通。在該狀態(tài)下，第4實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10與第I實施方式同樣地進行動作。
[0133]控制部15檢測被電阻Rll、R12分壓而得到的電壓Vd。當電壓Vd達到預(yù)先決定的基準電壓Vf時，控制部15判定為二次電池SB滿充電。
[0134]如圖11所示，當控制部15在時刻Tl判定為二次電池SB滿充電時，將信號SGl切換為高電平并且將信號SG2切換為低電平，來將半導(dǎo)體開關(guān)Q5接通并且將半導(dǎo)體開關(guān)Q6斷開。
[0135]根據(jù)第4實施方式，與第I實施方式同樣地進行動作，從而能夠得到與第I實施方式同樣的效果。
[0136](第5實施方式)
[0137]圖12是概要性地示出第5實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路的圖。在第5實施方式中，不具備第4實施方式(參照圖10)的二極管D2，半導(dǎo)體開關(guān)Q5的連接位置與第4實施方式不同。第5實施方式的除此以外的結(jié)構(gòu)和動作與第4實施方式相同。以下，以與第4實施方式的不同點為中心來說明第5實施方式。
[0138]如圖12所示，在第5實施方式中，半導(dǎo)體開關(guān)Q5的源極連接于與二次電池SB的負極連接的連接點K4。半導(dǎo)體開關(guān)Q5的漏極連接于連接點K5，該連接點K5在二極管Dl的陰極即整流電路的正電壓側(cè)的輸出端子與二次電池SB的正極側(cè)的連接點KI之間。
[0139]S卩，半導(dǎo)體開關(guān)Q5是源極與整流電路的接地側(cè)連接且漏極與整流電路的正電壓側(cè)連接的N溝道MOSFET。
[0140]這樣，在第5實施方式中，半導(dǎo)體開關(guān)Q5的漏極與二極管Dl的陰極側(cè)連接。因而，在半導(dǎo)體開關(guān)Q5斷開的情況下，電流不流過半導(dǎo)體開關(guān)Q5的內(nèi)置二極管。
[0141]因此，第5實施方式(參照圖12)的電路結(jié)構(gòu)不需要如第4實施方式(參照圖10)那樣的二極管D2。根據(jù)第5實施方式，與第4實施方式相比能夠簡化電路結(jié)構(gòu)。
[0142](第6實施方式)
[0143]圖13是概要性地示出第6實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路的圖。在第6實施方式中，代替第5實施方式(參照圖12)的半導(dǎo)體開關(guān)Q5的柵極電阻而具備例如NPN雙極型的晶體管Q8。第6實施方式的除此以外的結(jié)構(gòu)和動作與第5實施方式相同。以下，以與第5實施方式的不同點為中心來說明第6實施方式。
[OH4]半導(dǎo)體開關(guān)Q5(第I半導(dǎo)體開關(guān)的一例)的柵極(第I控制端子的一例)與晶體管Q8(第I晶體管的一例)的集電極連接。晶體管Q8的集電極經(jīng)由上拉電阻而與連接點K5連接。晶體管Q8的發(fā)射極連接于連接點K4與連接點K6之間的連接點K7。
[0145]晶體管Q8的基極(控制端子的一例)連接于控制部15(晶體管控制部的一例)與晶體管Q7的基極(控制端子的一例)之間的連接點K8。即，從控制部15的輸出端子16向連接點K8輸出的信號被施加于晶體管Q7的基極和晶體管Q8的基極。晶體管Q7、Q8和控制部15構(gòu)成控制電路的一例。
[0146]當從控制部15的輸出端子16向連接點K8輸出高電平的信號時，與第4實施方式(參照圖10)同樣地，晶體管Q7導(dǎo)通。當晶體管Q7導(dǎo)通時，半導(dǎo)體開關(guān)Q6(第2半導(dǎo)體開關(guān)的一例)被接通。當從控制部15向連接點K8輸出高電平的信號時，晶體管Q8導(dǎo)通，從而半導(dǎo)體開關(guān)Q5被斷開。
[0147]當從控制部15向連接點K8輸出低電平的信號時，與第4實施方式(參照圖1O)同樣地，晶體管Q7截止，從而半導(dǎo)體開關(guān)Q6被斷開。當從控制部15向連接點K8輸出低電平的信號時，晶體管Q8截止，從而半導(dǎo)體開關(guān)Q5被接通。
[0148]這樣，在第6實施方式的電路結(jié)構(gòu)中，控制部15能夠使將半導(dǎo)體開關(guān)Q5接通(或斷開)的控制信號與將半導(dǎo)體開關(guān)Q6斷開(或接通)的控制信號共用一個信號。在該情況下，控制部15只要將與圖11所示的信號SG2相同的信號輸出到連接點K8即可。因而，能夠簡化控制部15的控制結(jié)構(gòu)。
[0149](第7實施方式)
[0150]圖14是概要性地示出第7實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路的圖。在第7實施方式中，對第4實施方式(參照圖10)附加了用于檢測二次電池SB的充電電流的電流檢測電阻。第7實施方式的除此以外的結(jié)構(gòu)與第4實施方式相同。以下，以與第4實施方式的不同點為中心來說明第7實施方式。
[0151]在第7實施方式中，在二次電池SB的負極與受電線圈L3的另一端L32之間連接有電流檢測電阻R14。作為電流檢測電阻R14的一端的二次電池SB的負極側(cè)的連接點K9與控制部15連接。
[0152]在二次電池SB的充電過程中，控制部15基于連接點K9的電壓來檢測二次電池SB的充電電流?？刂撇?5通過恒流恒壓充電方式對二次電池SB充電。在第7實施方式中，二次電池SB也可以是通過恒流恒壓充電方式被適當?shù)爻潆姷匿囯x子電池。
[0153]圖15是概要性地示出第7實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的動作的時序圖。圖15概要性地示出由控制部15檢測的電壓Vd和半導(dǎo)體開關(guān)Q5、Q6的接通斷開。
[0154]控制部15檢測被電阻R11、R12分壓而得到的電壓Vd。如圖15所示，從開始充電起直到電壓Vd達到預(yù)先決定的基準電壓Vf為止，控制部15輸出低電平的信號SGl來使半導(dǎo)體開關(guān)Q5穩(wěn)定地斷開，輸出高電平的信號SG2來使半導(dǎo)體開關(guān)Q6穩(wěn)定地接通。
[0155]通過該控制，二次電池SB被恒流充電，直到在時刻T2電壓Vd達到基準電壓Vf為止。從充電開始到時刻T2為止相當于充電步驟的一例。
[0156]當在時刻T2電壓Vd達到基準電壓Vf時，控制部15以使電壓Vd維持為基準電壓Vf的方式對二次電池SB進行恒壓充電。
[0157]控制部15(脈沖寬度調(diào)制(P麗)控制部的一例)從時刻T 2起輸出P麗控制信號作為信號SGl、SG2來對半導(dǎo)體開關(guān)Q5、Q6進行PffM控制，以對二次電池SB進行恒壓充電。從控制部15輸出的PWM控制信號被設(shè)定為預(yù)先決定的頻率(例如20Hz)。
[0158]如圖15所示，控制部15輸出如下的PffM控制信號:對半導(dǎo)體開關(guān)Q5的接通斷開進行控制的信號的波形為對半導(dǎo)體開關(guān)Q6的接通斷開進行控制的信號的波形的反轉(zhuǎn)波形。也就是說，在半導(dǎo)體開關(guān)Q5斷開的期間內(nèi)，半導(dǎo)體開關(guān)Q6被接通，在半導(dǎo)體開關(guān)Q5接通的期間內(nèi)，半導(dǎo)體開關(guān)Q6被斷開。
[0159]控制部15對二次電池SB進行著恒壓充電，因此當充電進行時，充電電流逐漸下降。也就是說，當充電進行時，半導(dǎo)體開關(guān)Q6的接通占空比(半導(dǎo)體開關(guān)Q5的斷開占空比)逐漸下降。
[0160]控制部15檢測二次電池SB的充電電流，當檢測出的充電電流小于規(guī)定值時，控制部15判定為二次電池SB滿充電。如圖15所示，當在時刻T3判定為二次電池SB滿充電時，控制部15輸出低電平的信號SG2，來將半導(dǎo)體開關(guān)Q6穩(wěn)定地斷開，從而停止對二次電池SB的充電。
[0161]控制部15輸出高電平的信號SGl，來將半導(dǎo)體開關(guān)Q5穩(wěn)定地接通，從而將受電線圈L3短路。由于受電線圈L3的短路而使得在集磁通線圈L2中實質(zhì)上沒有電流流過。從時刻T2到時刻T3為止相當于PffM控制步驟的一例，時刻T3以后相當于充電完成步驟的一例。
[0162]這樣，在第7實施方式中，在二次電池SB接近滿充電的時刻T2，從恒流充電切換為恒壓充電。因而，在第7實施方式中，能夠通過恒流恒壓充電方式適當?shù)貙Χ坞姵豐B充電。
[0163]在第7實施方式中，在半導(dǎo)體開關(guān)Q6被進行PWM控制時，還對半導(dǎo)體開關(guān)Q5進行PWM控制，半導(dǎo)體開關(guān)Q6的斷開期間為半導(dǎo)體開關(guān)Q5的接通期間。
[0164]由此，在二次電池SB沒有被充電的期間，在集磁通線圈L2中實質(zhì)上沒有電流流過。其結(jié)果，能夠降低受電諧振電路LC2(集磁通線圈L2和電容器C2)中的無用的電力消耗，還能夠降低二次電池SB沒有被充電的期間內(nèi)的充電器11中的電力。
[0165]第7實施方式的電路結(jié)構(gòu)對第4實施方式(參照圖10)的電路附加了電流檢測電阻，但是也可以代替上述方式而對第5實施方式(參照圖12)或第6實施方式(參照圖13)的電路附加電流檢測電阻。在對第6實施方式(參照圖13)的電路附加電流檢測電阻的情況下，控制部15只要輸出與圖15的信號SG2相同的信號即可。
[0166]第7實施方式的電路結(jié)構(gòu)也可以代替上述方式而對第I實施方式(參照圖1)、第2實施方式(參照圖8)或第3實施方式(參照圖9)的電路附加電流檢測電阻。在這些情況下，控制部15只要對開關(guān)元件SWl以與半導(dǎo)體開關(guān)Q5同樣的方式進行PffM控制并且對開關(guān)元件SW2以與半導(dǎo)體開關(guān)Q6同樣的方式進行PffM控制即可。
[0167](第8實施方式)
[0168]圖16是概要性地示出第8實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的動作的時序圖。圖16概要性地示出由控制部15檢測的電壓Vd和半導(dǎo)體開關(guān)Q5、Q6的接通斷開。
[0169]第8實施方式的非接觸電力傳輸系統(tǒng)10的電路結(jié)構(gòu)例如與第7實施方式(參照圖14)相同。以下，以與第7實施方式的不同點為中心來說明第8實施方式的動作。
[0170]當開始對二次電池SB充電時，控制部15基于連接點K9的電壓來檢測二次電池SB的充電電流。在檢測出的充電電流大于規(guī)定值的情況下，控制部15如圖16所示那樣從動作開始時起輸出作為PWM控制信號的信號SGl、SG2。
[0171]控制部15與第7實施方式同樣地輸出如下的PffM控制信號:對半導(dǎo)體開關(guān)Q5的接通斷開進行控制的信號的波形為對半導(dǎo)體開關(guān)Q6的接通斷開進行控制的信號的波形的反轉(zhuǎn)波形。
[0172]在圖16中，控制部15在從動作開始時起到電壓Vd達到基準電壓Vf的時刻T4為止的期間內(nèi)，將半導(dǎo)體開關(guān)Q6的接通占空比(半導(dǎo)體開關(guān)Q5的斷開占空比)設(shè)為固定值(例如80%)0由此，控制部15在從動作開始時起到時刻T4為止的期間內(nèi)對二次電池SB進行恒流充電。
[0173]在時刻T4以后，控制部15與第7實施方式同樣地對二次電池SB進行恒壓充電。由此，與第7實施方式同樣地，半導(dǎo)體開關(guān)Q6的接通占空比(半導(dǎo)體開關(guān)Q5的斷開占空比)逐漸下降。
[0174]時刻T4以后的動作與第7實施方式同樣地進行。即，當充電電流小于規(guī)定值時，控制部15判定為二次電池SB滿充電。如圖16所示，當在時刻T5判定為二次電池SB滿充電時，控制部15輸出低電平的信號SG2，來使半導(dǎo)體開關(guān)Q6穩(wěn)定地斷開，從而停止對二次電池SB的充電?？刂撇?5輸出高電平的信號SG I，來使半導(dǎo)體開關(guān)Q5穩(wěn)定地接通，從而將受電線圈L3短路。由于受電線圈L3的短路而使得在集磁通線圈L2中實質(zhì)上沒有電流流過。
[0175]例如考慮以下情況:由于充電器11與電設(shè)備12被配置為與設(shè)計規(guī)格相比更接近，而導(dǎo)致從充電器11向電設(shè)備12的送電電力過大。在該情況下，二次電池SB的充電電流大于規(guī)定值。但是，根據(jù)第8實施方式，當二次電池SB的充電電流大于規(guī)定值時，對半導(dǎo)體開關(guān)Q5、Q6進行PffM控制。由此，能夠適當?shù)剡M行二次電池SB的充電控制。
[0176]還考慮以下情況:由于在充電器11與電設(shè)備12之間夾有金屬異物而導(dǎo)致充電電流大于規(guī)定值。根據(jù)第8實施方式，對半導(dǎo)體開關(guān)Q5、Q6進行PffM控制，從而能夠降低金屬異物的發(fā)熱。
[0177](其它)
[0178](I)在上述第I實施方式?第3實施方式中，將開關(guān)元件SWl連接于受電線圈L3的兩端之間。在上述第4實施方式?第6實施方式中，將半導(dǎo)體開關(guān)Q5連接于受電線圈L3的兩端之間。也可以代替上述方式而將開關(guān)元件SWl或半導(dǎo)體開關(guān)Q5連接于集磁通線圈L2的兩端之間。但是，受電諧振電路LC2的阻抗會增大，因此上述第I實施方式?第6實施方式是優(yōu)選的。
[0179](2)在上述實施方式中，負載LD被設(shè)為了二次電池。代替二次電池，負載LD只要是通過從受電線圈L3供給的電力進行動作的負載即可。
[0180](3)在上述第4實施方式?第6實施方式中，作為半導(dǎo)體開關(guān)Q5，使用了M0SFET。也可以代替MOSFET而將雙極晶體管用作半導(dǎo)體開關(guān)Q5。在該情況下，雙極晶體管不內(nèi)置體二極管，因此不需要第4實施方式(參照圖10)的二極管D2。
[0181](4)在上述實施方式中，充電器11的送電諧振電路LCl的驅(qū)動電路由使用4個開關(guān)元件Ql?Q4的全橋電路構(gòu)成。然而，也可以代替該方式而由使用2個開關(guān)元件的半橋電路構(gòu)成。
[0182](5)在上述實施方式中，作為電設(shè)備12，例示了電動牙刷。但是，上述實施方式能夠應(yīng)用于除電動牙刷以外的理發(fā)美容相關(guān)的小型家電、例如電動剃須刀、電動脫毛器等。
[0183]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0184]如以上那樣，本公開能夠在各種非接觸供電裝置、非接觸受電裝置以及非接觸電力傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用。
[0185]附圖標記說明
[0186]10:非接觸電力傳輸系統(tǒng)；11:充電器；12:電設(shè)備；13、15:控制部；14:振蕩電路；Dl、D2: 二極管;LI:傳輸線圈；L2:集磁通線圈；L3:受電線圈；LCl:送電諧振電路;LC2:受電諧振電路;LD:負載;Q5、Q6:半導(dǎo)體開關(guān);SWl、SW2:開關(guān)元件。
【主權(quán)項】
1.一種受電裝置，具備: 受電諧振電路，其包括用于集聚送電諧振電路中產(chǎn)生的交變磁場的磁通的集磁通線圈，該送電諧振電路包括用于以非接觸方式傳輸電力的傳輸線圈； 受電線圈，其不與所述受電諧振電路電連接，而與所述集磁通線圈磁耦合； 負載，其與所述受電線圈電連接；以及 電流限制部，其用于使在所述集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電裝置，其特征在于，還具備: 電力供給開關(guān)，其設(shè)置于所述受電線圈與所述負載之間；以及 電流控制部，其控制所述電流限制部， 所述負載是通過被供給對所述受電線圈中產(chǎn)生的交流電力進行整流所得到的直流電力而被充電的二次電池， 所述電流控制部控制所述電流限制部，使得在所述電力供給開關(guān)被斷開的期間內(nèi)在所述集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的受電裝置，其特征在于， 還具備對所述電力供給開關(guān)進行控制的開關(guān)控制部， 所述開關(guān)控制部判定所述二次電池是否滿充電，當判定為所述二次電池滿充電時，所述開關(guān)控制部將所述電力供給開關(guān)斷開。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的受電裝置，其特征在于， 還具備對所述電力供給開關(guān)進行脈沖寬度調(diào)制控制的脈沖寬度調(diào)制控制部， 所述電流控制部控制所述電流限制部，使得在通過所述脈沖寬度調(diào)制控制將所述電力供給開關(guān)斷開的期間內(nèi)在所述集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的受電裝置，其特征在于， 所述電流限制部包括與所述受電線圈電連接且不與所述受電諧振電路電連接的開關(guān)元件，所述開關(guān)元件用于使在所述受電線圈中實質(zhì)上沒有電流流過。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的受電裝置，其特征在于， 所述開關(guān)元件是N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管， 所述電流限制部還包括與所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管串聯(lián)連接的二極管， 所述二極管的陽極與所述受電線圈的一端連接， 所述二極管的陰極與所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極連接， 所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極與所述受電線圈的另一端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的受電裝置，其特征在于， 還具備對所述受電線圈中產(chǎn)生的交流電力進行整流的整流電路， 所述開關(guān)元件是源極與所述整流電路的接地側(cè)連接且漏極與所述整流電路的正電壓側(cè)連接的N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的受電裝置，其特征在于， 還具備對所述電力供給開關(guān)和所述開關(guān)元件進行控制的控制電路， 所述開關(guān)元件是具有用于對所述開關(guān)元件進行控制的第I控制端子的第I半導(dǎo)體開關(guān)，所述電力供給開關(guān)是具有用于對所述電力供給開關(guān)進行控制的第2控制端子的第2半導(dǎo)體開關(guān)， 所述控制電路包括: 第I晶體管，其連接于所述第I控制端子與接地之間，當該第I晶體管導(dǎo)通時，將所述第I半導(dǎo)體開關(guān)斷開； 第2晶體管，其連接于所述第2控制端子與接地之間，當該第2晶體管導(dǎo)通時，將所述第2半導(dǎo)體開關(guān)接通；以及 晶體管控制部，其包括與所述第I晶體管的控制端子及所述第2晶體管的控制端子連接的輸出端子， 所述晶體管控制部從所述輸出端子輸出使所述第I晶體管和所述第2晶體管導(dǎo)通的導(dǎo)通信號或者使所述第I晶體管和所述第2晶體管截止的截止信號。9.一種非接觸電力傳輸系統(tǒng)，具備: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電裝置；以及 送電裝置，其包括所述送電諧振電路以及向所述送電諧振電路供給交流電力的驅(qū)動電路。10.—種非接觸充電系統(tǒng)的充電方法，所述非接觸充電系統(tǒng)具備: 送電裝置，其包括具有用于傳輸電力的傳輸線圈的送電諧振電路；以及 受電裝置，其包括受電諧振電路、受電線圈、二次電池、電力供給開關(guān)以及開關(guān)元件， 在該受電裝置中，所述受電諧振電路具有用于集聚所述送電諧振電路中產(chǎn)生的交變磁場的磁通的集磁通線圈，所述受電線圈與所述集磁通線圈磁耦合，所述二次電池與所述受電線圈電連接，所述電力供給開關(guān)設(shè)置于所述受電線圈與所述二次電池之間，并且，所述開關(guān)元件當被接通時使得在所述集磁通線圈中實質(zhì)上沒有電流流過，該充電方法包括以下步驟: 充電步驟，將所述開關(guān)元件斷開并且將所述電力供給開關(guān)接通，來開始對所述二次電池充電； 脈沖寬度調(diào)制控制步驟，從所述二次電池接近滿充電的規(guī)定時間點起，對所述開關(guān)元件和所述電力供給開關(guān)進行脈沖寬度調(diào)制控制；以及 充電完成步驟，當所述二次電池為滿充電時，將所述開關(guān)元件接通并且將所述電力供給開關(guān)斷開， 其中，在所述脈沖寬度調(diào)制控制步驟中，在接通所述電力供給開關(guān)的期間內(nèi)，所述開關(guān)元件被斷開，在斷開所述電力供給開關(guān)的期間內(nèi)，所述開關(guān)元件被接通。
【文檔編號】H02J50/00GK106063078SQ201580009867
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年9月18日
【發(fā)明人】北村浩康, 筒井真美
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社