电力传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及从输电装置向受电装置传输电力的电力传输系统。
【背景技术】
[0002] 电力传输系统使输电装置和受电装置电场耦合或者磁场耦合，通过该耦合来从输 电装置向受电装置传输电力。在一般提高电力传输系统的传输效率的手法中，将低损耗的 谐振电路设置于输电装置以及受电装置是有效的。在经由谐振电路从输电装置的电源向受 电装置的负载进行电力传输的情况下，存在使效率最大的负载电阻。一般地，该负载电阻被 设定为使效率在额定功率附近（例如，30W)最大化。但是，在不知道使用什么作为负载的情 况下，或者在负载的阻抗变化的情况下，在偏离额定负载时，效率降低。
[0003] 专利文献1中公开了一种能够高效地进行稳定的供电的共振方式的非接触供电 系统。在专利文献1所述的非接触供电系统中，为了使效率最大，将设定负载电阻的功能设 置于受电装置。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2013-078171号公报
【发明内容】
[0007] -发明要解决的课题-
[0008] 但是，在受电装置是希望小型化以及薄型化的便携式电子设备等的情况下，通过 对受电装置附加特别的功能，可能会阻碍小型化以及薄型化。
[0009] 因此，本发明的目的在于，提供一种与受电装置侧的负载变动的状态无关的、能够 高效地进行电力传输的电力传输系统。
[0010] -解决课题的手段-
[0011] 本发明是一种电力传输系统，其具备输电装置和受电装置，其中，该输电装置具 有：输电侧耦合部；与所述输电侧耦合部连接或者包含所述输电侧耦合部的一部分的输电 侧谐振电路；和将直流电压变换为交流电压并向所述输电侧谐振电路输出的电力变换电 路，该受电装置具有：受电侧耦合部；与所述受电侧耦合部连接或者包含所述受电侧耦合 部的一部分并在与所述输电侧谐振电路相同的谐振频率下谐振的受电侧谐振电路；和与 受电侧谐振电路连接并将由所述受电侧耦合部感应的电压变换为规定值并向负载输出的 恒定负载电力输出电路，通过所述输电侧耦合部与所述受电侧耦合部电场耦合或者磁场耦 合，从而从所述输电装置向所述受电装置传输电力，其特征在于，所述输电装置具有：输出 电力设定部，其设定所述电力变换电路的输出电力；和驱动控制部，其对所述电力变换电路 进行驱动控制，以使得从所述电力变换电路输出由所述输出电力设定部设定的输出电力， 所述输出电力设定部具有：频率设定部，其将所述交流电压的频率设定为根据所述输电侧 谐振电路以及所述受电侧谐振电路的谐振频率来决定的频率；输出电力变化部，其在由所 述频率设定部设定的频率下，使所述电力变换电路的输出电力变化；输入电力检测部，其检 测使所述电力变换电路的输出电力发生了变化时的向所述电力变换电路的输入电力；和极 小值检测部，其检测所述输入电力检测部所检测到的输入电力的极小值，将与成为所述极 小值检测部所检测到的极小值时的所述输入电力对应的输出电力设定为所述电力变换电 路的输出电力。
[0012] 在该结构中，与受电装置侧的负载的状态无关地，在输电装置侧，将向电力变换电 路的输入电力设为极小来进行电力传输。若一直输入大电力来进行传输电力，则存在损耗 变大、传输效率降低的问题，通过与受电装置侧的负载的状态无关地，利用极小的输入电力 来进行传输电力，则能够避免这样的问题，能够进行高效率的传输电力。此外，通过控制为 在输电装置侧输入电力为极小，从而不需要在受电装置侧设置特别的电路等。因此，不会妨 碍受电装置的薄型化以及小型化。
[0013] 优选在向所述电力变换电路输入恒定电压的情况下，所述输入电力检测部检测向 所述电力变换电路的输入电流，所述极小值检测部检测所述输入电力检测部所检测到的输 入电流的极小值。
[0014] 在该结构中，由于向电力变换电路的输入电压恒定，因此通过检测输入电流的极 小值，能够检测向电力变换电路的输入电力的极小值。在该情况下，不需要电力的运算处 理，能够简化处理。
[0015] 优选所述电力变换电路具有：变压电路，其对直流电压进行升压、降压或者升降 压；和逆变器电路，其与所述变压电路连接，将由所述变压电路升降压过的所述直流电压变 换为交流电压，所述驱动控制部驱动所述变压电路来对所述直流电压进行升压或降压，或 者对所述逆变器电路进行控制。
[0016] 在该结构中，通过简易的结构，能够使输入电力极小。
[0017] 优选所述输电装置具有电压检测电路，其检测所述变压电路的输入电压以及输出 电压，所述输出电力变化部使所述变压电路的输入电压以及输出电压的变压比变化。
[0018] 在该结构中，由于如调整变压比则能够使输入电力极小，因此能够通过简易的构 成来使输入电力极小。
[0019] 优选在所述输出电力设定部反复设定所述电力变换电路的输出电力的情况下，所 述输出电力变化部根据所述电力变换电路的输出电力刚刚之前被设定时的所述变压电路 的输入电压以及输入电流来计算输入电力，将基于所述输入电力的平方根的初始值设为所 述变压比的初始值，从所述初始值起使所述变压比变化。
[0020] 在该结构中，通过在反复设定电力变换电路的输出电力时，设定变压比的初始值， 从而能够缩短以下的电力变换电路的输出电力的设定处理所需要的时间。
[0021] 优选所述输出电力变化部使所述逆变器电路的占空比或者脉冲密度变化。
[0022] 在该结构中，不需要对直流电压进行升压、降压或者升降压的变压电路，电路结构 变得简易。
[0023] 优选所述受电装置具有：输入电压检测电路，其检测所述恒定负载电力输出电路 的输入电压；和错误信号发送电路，其在所述输入电压检测电路所检测到的输入电压小于 阈值的情况下，向所述输电装置发送错误信号。
[0024] 在该结构中，能够避免受电装置侧的电压不足。
[0025] -发明效果-
[0026] 根据本发明，在不在受电装置侧设置特别的电路等的情况下，仅通过输电装置侧 的处理，就能够实现电力传输效率的高效率化。
【附图说明】
[0027] 图1是实施方式1所涉及的电力传输系统的电路图。
[0028] 图2是图1的等效电路图。
[0029] 图3是具备控制部所具有的功能框图的输电装置的电路图。
[0030] 图4是表示变压比与输入电力的关系的图表。
[0031] 图5是表示使负载状态变化时的、变压比Μ与输入电力的关系的图表。
[0032] 图6是表示使负载状态变化时的、变压比与电力传输效率的关系的图表。
[0033] 图7是表不输入电力为极小的变压比与输出电压的关系的图表。
[0034] 图8是表示控制部的动作的流程图。
[0035] 图9是表示控制部的其它动作的流程图。
[0036] 图10是表示控制部的其它动作的流程图。
[0037] 图11是表示控制部的其它动作的流程图。
[0038] 图12是逆变器电路的各开关元件的栅极信号的脉冲波形图。
[0039] 图13是表示实施方式2所涉及的受电装置的一部分的电路的图。
[0040] 图14是实施方式3所涉及的电力传输系统的电路图。
[0041] 图15是实施方式4所涉及的电力传输系统的电路图。
【具体实施方式】
[0042] (实施方式1)
[0043] 图1是实施方式1所涉及的电力传输系统1的电路图。图2是图1的等效电路图。
[0044] 本实施方式所涉及的电力传输系统1由输电装置101和受电装置201构成。受 电装置201具备负载电路RL。该负载电路RL包含充电电路以及二次电池。并且，受电装 置201是具备该二次电池的例如便携式电子设备。作为便携式电子设备，举例有：移动电话 机、便携式音乐播放器、笔记本电脑、数码相机等。输电装置101是用于对被承载的受电装 置201的二次电池进行充电的充电台。
[0045] 输电装置101具备输出直流电压的直流电源11。直流电源11是与工业电源连接 的AC适配器。
[0046] 直流电源11与升降压电路12连接。升降压电路12对来自直流电源11的直流电 压进行升压或者降压。以下，将从直流电源11输出的直流电压、即升降压电路12的输入电 压表示为Vin。升降压电路12相当于本发明所涉及的"变压电路"。
[0047] 升降压电路12与逆变器电路13连接，通过升降压电路12而被升压或者降压的电 压被输入到逆变器电路13。以下，将升降压电路12的输出电压表示为Vol。输出电压Vol 也是逆变器电路13的输入电压。逆变器电路13具备M0S-FET的开关元件Ql、Q2、Q3、Q4。 在逆变器电路13中，开关元件Q1、Q2串联连接，开关元件Q3、Q4串联连接。此外，开关元件 Ql、Q2的连接点和开关元件Q3, Q4的连接点与升压变压器T1的初级线圈连接。
[0048] 升降压电路12以及逆变器电路13相当于本发明所涉及的"电力变换电路"。
[0049] 逆变器电路13的各开关元件Q1、Q2、Q3、Q4被后述的控制部14进行PWM控制。逆 变器电路13通过利用控制部14使开关元件Ql、Q4和开关元件Q2、Q3交替地接通断开，从 而将输出电压Vo 1转换为交流电压。
[0050] 升压变压器T1的次级线圈与有源电极15以及无源电极16连接。升压变压器T1 对由逆变器电路13转换过的交流电压进行升压，并施加到有源电极15以及无源电极16。 有源电极15以及无源电极16是本发明所涉及的"输电侧親合部"的一个例子。
[0051] 此外，升压变压器T1的次级线圈与电容器C1连接，通过次级线圈和电容器C1来 构成并联谐振电路17。并联谐振电路17相当于本发明所涉及的"输电侧谐振电路"。
[0052] 受电装置201具备有源电极25以及无源电极26。有源电极25以及无源电极26 在将受电装置201承载于输电装置101的情况下，与输电装置101的有源电极15以及无源 电极16隔开间隔地对置。通过向有源电极15以及无源电极16之间施加电压，从而对置配 置的有源电极15、25电场耦合，无源电极16、26电场耦合。经由该耦合，在电极彼此非接触 的状态下从输电装置101向受电装置201传