无线送电装置及无线电力传输系统的制作方法_5

文档序号:8264112阅读:来源:国知局
r>[0169]根据图11的送电控制处理,无线送电装置2通过预先存储向无线受电装置3-1、3-2同时传输高频电力时的各受电天线31-1、31-2的输出电压的频率特性且使用在无线送电装置2上新配置无线受电装置3-2之前的与无线送电装置2的变换电路22的动作状态相关的参数,设定由变换电路22产生的高频电力的频率及大小,以使得各受电天线31-1、31-2的输出电压低于预先确定的阈值。
[0170]图12是表示图1的无线受电装置3-1及3-2的负载阻抗相等时各受电天线31_1及31-2的输出电压Vrl及Vr2与无线电力传输系统的传输效率的图。图13是表不图1的无线受电装置3-1及3-2的负载阻抗不同时的各受电天线31-1及31-2的输出电压Vrl及Vr2与无线电力传输系统的传输效率的图。在图13中,无线受电装置3-2具有无线受电装置3-1的5倍的负载阻抗。此时,根据频率的不同,受电天线31-1的输出电压Vrl与受电天线31-2的输出电压Vr2相比非常高,有可能超过无线受电装置3-2的电路元件的限制电压。
[0171]这样,无线受电装置3-1的输出电压在无线受电装置3-2的受电天线和无线送电装置的送电天线电磁耦合之后发生变化。该情况下,无线受电装置3-1的输出电压变高。从而,若检测到从一个无线送电装置接受供给的任一个无线受电装置的输出电压的变化,则可以判断为无线受电装置新与上述送电天线电磁耦合。
[0172]在从一个无线送电装置2向多个无线受电装置3-1、3_2同时进行电力供给时,为了防止受电天线31-1、31-2的输出电压超过各无线受电装置3-1、3-2的电路元件的限制电压,需要减小受电天线31-1、31-2的输出电压的差。从图13可知,即使在负载阻抗不同时,受电天线31-1、31-2的输出电压的差变小的频段也存在。从而,无线送电装置2的控制电路20设定由变换电路22产生的高频电力的频率,以减小受电天线31-1、31-2的输出电压的差。在图13的情况下,通过提高由变换电路22产生的高频电力的频率(例如设定成130?134kHz:但是,设定成过高频率时传输效率降低),或降低由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压,能够防止受电天线31-1、31-2的输出电压超过各无线受电装置3-1、3-2的电路元件的限制电压。
[0173]也可以在设定由变换电路22产生的高频电力的频率时,使频率从高频率逐渐降低的同时发现最佳频率。另外,也可以在设定由DC/DC转换器电路21产生的直流电力的电压时,从低电压逐渐增大的同时发现最佳电压。
[0174]〈第2实施例〉
[0175]以下,参照【附图说明】本公开的第2实施例的无线电力传输系统。
[0176]图14是表示第2实施例的无线电力传输系统的构成的框图。图1的无线电力传输系统包含与直流电源装置I连接的一个无线送电装置2B和从无线送电装置2B接受电力供给的多个无线受电装置3B-1及3B-2。
[0177]图14的无线送电装置2B除了图1的无线送电装置2的构成以外,还具备发送电路28,另外,取代图1的控制电路20而具备控制电路20B。控制电路20B决定无线送电装置2B及多个无线受电装置3Β-1、3Β-2共同的时隙,产生表示该时隙的定时信号。发送电路28经由送电天线24-1?24-N向无线受电装置3B_1、3B_2发送包含定时信号的控制信号。
[0178]图14的无线受电装置3B-1取代图1的无线受电装置3_1的受电电路32_1而具备受电电路32B-1。
[0179]图15是表示图14的无线受电装置3B-1的详细构成的一例的框图。图15的受电电路32B-1除了图2的受电电路32-1的构成以外,还具备接收电路39_1,另外,取代图2的负载调制电路34-1、控制电路37-1及发送电路38-1而具备负载调制电路34B-1、控制电路37B-1及发送电路38B-1。接收电路39_1经由受电天线31_1接收从无线送电装置2B发送的控制信号。负载调制电路34B-1与受电天线31-1连接,通过以第I频率fl (例如2kHz)或比第I频率fl高的第2频率f2(例如5kHz)使无线受电装置3B-1的消耗电力变化,由此进行负载调制。发送电路38-1B在控制电路37B-1的控制下,使用负载调制电路34B-1,产生具有第I频率Π的第I负载调制信号及具有第2频率f2的第2负载调制信号的任一个。控制电路37B-1根据来自监视电路36-1的通知信号及由接收电路39-1接收到的控制信号,控制发送电路38B-1,以产生第I及第2负载调制信号的任一个。
[0180]图16是表示图15的负载调制电路34B-1的详细构成的一例的电路图。负载调制电路34B-1具备:包含具有电容Cml的2个电容器及开关SWl的第I电路部分,和包含具有电容Cm2的2个电容器及开关SW2的第2电路部分。在第I电路部分中,2个电容器串联连接在受电天线31-1的受电线圈的两端,开关SWl与这些电容器的中点连接,以使得这些电容器的中点在发送电路38B-1的控制下选择性地接地。在第2电路部分中,2个电容器串联连接在受电天线31-1的受电线圈的两端,开关SW2与这些电容器的中点连接,以使得这些电容器的中点在发送电路38B-1的控制下选择性地接地。各电容器的电容Cml、Cm2小到从发送电路38B-1发送的数据信号的载波的频率(例如10kHz频段的频率)不发生变化的程度(例如10pF等)。
[0181]在以高频率调制载波时,能够进行高速的数据传输(每单位时间的数据量增加),另一方面,每I比特的电力变小(每单位信息量的电力减少)。从而,信噪比(SNR)降低,通信不稳定,存在数据的解调失败的可能性。因而,在负载调制电路34B-1中,第2负载调制信号的调制度(振幅调制中的振幅的变化率)被设定为比第I负载调制信号的调制度大。此时,电容Cm2被设定比电容Cml大。通过使用这样的调制度,能够进行更准确的数据传输,另外,即使在送电天线24-1?24-N及受电天线31-1之间的电磁耦合弱时也具有提高通信的稳定性的效果。
[0182]图14的无线受电装置3B-2也与无线受电装置3B-1同样构成。无线受电装置3B-U3B-2通过具备以上的构成,在多个无线受电装置3Β-1、3Β-2通过负载调制信号与无线送电装置2B通信时,能够使用不同频率的负载调制信号(例如,在无线受电装置3B-1中为频率fl,在无线受电装置3B-2中为频率f2)同时通信。
[0183]图17是表不由图15的负载调制电路34B-1产生的负载调制信号的时序图。如前所述,通过无线送电装置2B的控制电路20B,决定无线送电装置2B及多个无线受电装置3Β-1、3Β-2共同的时隙。例如,在无线受电装置3B-1使用具有频率fl的第I负载调制信号(图17的第I段)与无线送电装置2B通信,无线受电装置3B-2使用具有频率f2的第2负载调制信号(图17的第2段)与无线送电装置2B通信时,若各负载调制信号的上升边缘或下降边缘的瞬间一致,则有可能发生通信错误。从而,无线送电装置2B的控制电路20B将以使第I及第2负载调制信号的波形在各时隙中互不相同的瞬间具有上升边缘及下降边缘的方式进行指示的控制信号,向各无线受电装置3Β-1、3Β-2发送。各无线受电装置3B-U3B-2的控制电路的任一个根据控制信号来控制发送电路38B-1,以使得对第I及第2负载调制信号的任一个赋予延迟的偏移(图17的第3段)。
[0184]以下详细说明对频率f2的负载调制信号(无线受电装置3B-2)赋予延迟的偏移时的例子。在将无线受电装置3B-1 (频率fl)配置在无线送电装置2上之后将无线受电装置3B-2(频率f2)配置在无线送电装置2上时,无线送电装置2预先识别发送第I负载调制信号(频率fl)的定时。从而,该情况下,无线送电装置2向无线受电装置3-2发送附加延迟的偏移的定时信号,以使得与发送第2负载调制信号(频率f2)的定时错开。另一方面,在将无线受电装置3B-2配置在无线送电装置2上之后将无线受电装置3B-1配置在无线送电装置2上时,无线送电装置2在接收第I负载调制信号并检测到发送第I负载调制信号的定时之后,向无线受电装置3-2发送附加了延迟的偏移的定时信号。该情况下,无线送电装置2也可以在无线受电装置3B-2配置在无线送电装置2上的期间始终向无线受电装置3B-2发送定时信号,在接收到第I负载调制信号时,向无线受电装置3-2发送附加了延迟的偏移的定时信号。由此,具有切实地实现无线送电装置2与无线受电装置3B-2的通信的效果。另外,即使无线受电装置3B-2配置在无线送电装置2上,无线送电装置2也可以在直到配置无线受电装置3B-1为止,抑制向无线受电装置3B-2发送定时信号。由此,具有减少消耗电力的效果。此外,不限于上述的实施例,同样可以采用向频率fl的负载调制信号(无线受电装置3B-1)赋予延迟的偏移的构成。另外,也可以采用向之后配置的无线受电装置或者之后由无线送电装置2检测到的无线受电装置的负载调制信号赋予延迟的偏移的构成。另外,举例说明了 2个频率,但是不限于此。例如,即使负载调制信号的调制频率为3个以上时,与上述的情况同样,通过赋予不同的偏移量以使得在互不相同的瞬间具有上升边缘及下降边缘,也能够进行与多个无线受电装置的通信。
[0185]为了使第I及第2负载调制信号的波形在各时隙中的互不相同的瞬间具有上升边缘及下降边缘,也可以取代对第I及第2负载调制信号的任一个赋予延迟的偏移,而在第I负载调制信号的上升边缘及下降边缘的瞬间抑制第2负载调制信号的转换(图17的第5段)。
[0186]在多个无线受电装置3Β-1、3Β-2通过负载调制信号与无线送电装置2B通信时,也可以使用经分时的第2负载调制信号同时进行通信。在多个无线受电装置3Β-1、3Β-2通过负载调制信号以分时的方式与无线送电装置2B通信时,无线送电装置2B的控制电路20B向各无线受电装置3Β-1、3Β-2分配不同的时隙。无线送电装置2B的控制电路20B将表示分配的时隙的控制信号发送到无线受电装置3Β-1、3Β-2。无线受电装置3Β-1、3Β-2的控制电路控制发送电路,以使得在由无线送电装置2B的控制电路20B分配的时隙中产生第2负载调制信号。
[0187]在多个无线受电装置中,即使存在不支持上述那样的分时通信的现有的无线受电装置,也能够不使用分时而通过第I负载调制信号进行通信。
[0188]图18是表示在图14的无线电力传输系统中所使用的例示性的负载调制信号的符号的时序图。图18表示由无线充电联盟规定的负载调制信号的符号。时钟信号的频率为2kHz。根据第2实施方式的无线电力传输系统,即使在多个无线受电装置3Β-1、3Β-2通过负载调制信号同时与无线送电装置2B通信时,也能够无误地
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