电力输送系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通过电场耦合方式从送电装置向受电装置输送电力的电力输送系统。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中，公开了具有送电装置(固定体)和受电装置(可动体)的电场耦合方式(非接触式)的电力输送系统(电力供应系统)。该电力输送系统具备由送电装置和受电装置构成的串联谐振电路以及并联谐振电路。而且，公开了如下内容:通过使基于串联谐振电路的串联谐振频率与基于并联谐振电路的并联谐振频率一致，从而能尚效地进行电力供应。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:JP特开2009-89520号公报【实用新型内容】
[0006]实用新型要解决的课题
[0007]在受电装置向送电装置上设置的设置位置不是固定位置而是处于具有一定的宽度的范围的情况下，在专利文献I所记载那样的构成中，有时无法确保充分的电力输送效率。
[0008]本实用新型的目的在于，即使在受电装置向送电装置上设置的设置位置不是固定位置而是处于具有一定的宽度的范围的情况下也能确保充分的电力输送效率。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本实用新型所涉及的电力输送系统是通过电场耦合方式从送电装置向受电装置输送的电力输送系统，
[0011]送电装置包含:
[0012]至少一对送电电极；
[0013]送电侧电感器；以及
[0014]信号源，其经由送电侧电感器而将交流信号施加至送电电极，
[0015]形成于送电电极之间的电容器和送电侧电感器构成串联谐振电路，
[0016]受电装置包含:
[0017]至少一对受电电极；
[0018]受电侧电感器；以及
[0019]负载电路，其在从信号源观察时与受电侧电感器并联连接，
[0020]形成于受电电极之间的电容器和受电侧电感器构成并联谐振电路，
[0021]在送电装置的各送电电极与受电装置的各受电电极处于对置状态时，经由各送电电极与各受电电极之间的合成电容来构成包含串联谐振电路和并联谐振电路在内的复合谐振电路，
[0022]在合成电容成为最大的给定的对置状态下将负载电路的输入端短路的状态时从信号源侧观察到的复合谐振电路的阻抗成为极小的谐振频率，高于在合成电容成为最大的给定的对置状态下将负载电路的输入端开路的状态时从信号源侧观察到的复合谐振电路的阻抗成为极大的谐振频率。
[0023]实用新型的效果
[0024]根据本实用新型，即使在受电装置向送电装置上设置的设置位置不是固定位置而是处于具有一定的宽度的范围的情况下也能确保充分的电力输送效率。
【附图说明】
[0025]图1是表示本实用新型的实施方式所涉及的电力输送系统的电路构成的图。
[0026]图2是表示将本实用新型的实施方式所涉及的电力输送系统进行了简化后的系统的电路构成的图。
[0027]图3A是表示在使本实用新型的实施方式所涉及的送电装置的电感LI发生变化的情况下的输入阻抗、电力输送效率、以及可输出电力的图。
[0028]图3B是表示在使本实用新型的实施方式所涉及的送电装置的电感LI发生变化的情况下的输入阻抗、电力输送效率、以及可输出电力的图。
[0029]图4是表示本实用新型的实施方式所涉及的电力输送系统的具体例的图。
[0030]图5是表示本实用新型的实施方式所涉及的电力输送系统的具体例的电路构成的图。
【具体实施方式】
[0031]针对本实用新型的实施方式进行说明。
[0032]1.实用新型的来由
[0033]首先，针对完成实用新型的来由进行说明。电场耦合方式的电力输送系统的送电装置具备至少一对送电电极，受电装置具备至少一对受电电极。而且，通过使各送电电极与各受电电极对置，由此来产生耦合电容。该耦合电容根据各送电电极与各受电电极对置时的位置关系而变化。在电力输送系统包含串联谐振电路和并联谐振电路、且两电路构成了通过耦合电容而被耦合的复合谐振电路的情况下，基于耦合电容的变化，串联谐振频率以及并联谐振频率会变化。也就是，串联谐振频率与并联谐振频率将变得不一致。因此，在受电装置向送电装置上设置的可设置位置不是固定位置而是处于具有一定的宽度的范围的情况下，使串联谐振频率与并联谐振频率一致实质上是困难的。
[0034]为了应对该状况，本实用新型的目的在于，在受电装置向送电装置上设置的可设置位置不是固定位置而是被规定为具有一定的宽度的范围的电力输送系统中，能确保充分的电力输送效率。
[0035]本申请的发明者进行各种探讨，得出了如下见解:通过将复合谐振电路的构成要素的阻抗设定为给定的阻抗，从而能提高电力输送系统中的电力输送效率，且减少其频率变化。以下，详细进行说明。
[0036]2.构成
[0037]以下，参照附图来具体说明本实用新型的实施方式所涉及的电力输送系统。
[0038]2-1.电路构成
[0039]图1是表示实施方式所涉及的电力输送系统的电路构成的图。实施方式所涉及的电力输送系统是电场耦合方式的电力输送系统。
[0040]本实施方式的电力输送系统包含送电装置10和受电装置20。
[0041]送电装置10具有:信号源SG、升压变压器Tl、电感器L1、以及一对送电电极Etl、Et20
[0042]信号源SG产生给定电压值以及给定频率的交流电压。
[0043]升压变压器Tl使由信号源SG产生的交流电压升压，并将升压后的交流电压经由电感器LI而施加至一对送电电极Etl、Et2间。电感器LI可以通过升压变压器Tl的漏电感来构成。
[0044]一对送电电极Etl、Et2构成电容器Cl。
[0045]受电装置20具有:一对受电电极Erl、Er2、电感器L2、降压变压器T2、整流电路REC、以及负载电路LD。
[0046]一对受电电极Erl、Er2构成电容器C2。
[0047]在一对受电电极Erl、Er2与送电装置10的一对送电电极Etl、Et2处于对置状态时，会在这些受电电极Erl、Er2与送电电极Etl、Et2之间产生耦合电容Cm。在该对置状态下，若在送电装置10的一对送电电极Etl、Et2间施加由升压变压器Tl升压后的交流电压，则会在受电装置20的一对受电电极Erl、Er2间感应交流电压。由此，能从送电装置10向受电装置20输送电力。
[0048]降压变压器T2经由受电侧电感器L2输入在一对受电电极Erl、Er2间感应出的交流电压来降压，且将降压后的交流电压施加至整流电路REC的一对输入端子间。电感器L2可以由降压变压器T2的初级绕组的励磁电感构成。
[0049]整流电路REC包含多个二极管D、以及电容器C3，将所输入的交流电压变换成直流电压，并施加至负载电路LD的一对输入端子间。
[0050]负载电路LD利用从整流电路REC施加的直流电压，来执行该负载电路LD所具有的给定的功能。
[0051 ] 此外，在电场耦合方式的电力输送系统中，升压变压器TI以及降压变压器T2不是必须的。另外，在负载电路LD为交流负载电路的情况下，整流电路REC不是必须的。图2是表示未设置升压变压器Tl和降压变压器T2、以及整流电路REC的情况的图。在以后的谐振电路的说明等中，为了简化说明，参照图2来进行说明。此外，如图1所示的电力输送系统那样，在送电装置10设置有升压变压器Tl、且在受电装置20设置有降压变压器T2的情况下，当将送电装置10的一对送电电极Etl、Et2和受电装置20的一对受电电极Erl、Er2设为给定的对置状态来进行电力输送时，能增大送电装置10的一对送电电极Etl、Et2与受电装置20的一对受电电极Erl、Er2之间的电场强度。另外，能增大送电装置10与受电装置20之间的送电电力。
[0052]2-2.谐振电路
[0053]在图2中，送电装置10的电容器Cl和电感器LI构成串联谐振电路。受电装置20的电容器C2和电感器L2构成并联谐振电路。
[0054]另外，在本实施方式中，在送电装置10的各送电电极Etl、Et2与受电装置20的各受电电极Erl、Er2处于对置状态时，经由各送电电极Etl、Et2与各受电电极Erl、Er2之间的耦合电容Cm (合成电容)，来构成包含送电装置10的串联谐振电路和受电装置20的并联谐振电路在内的复合谐振电路。此时，例如若在送电电极Etl、Et2间施加交流电压VI，则根据耦合电容Cm而在受电电极Erl、Er2间感应交流电压V2。
[0055]另外，在本实施方式中，设定作为复合谐振电路的构成要素的电感LI的电感(阻抗)，使得:在耦合电容Cm(合成电容)成为最大的给定的对置状态下将负载电路LD的输入端子间短路的状态时从信号源SG侧观察到的复合谐振电路的阻抗成为极小的谐振频率，高于在親合电容Cm(合成电容)成为最大的给定的对置状态下将负载电路LD的输入端子间开路的状态(使负载电路LD为非连接的状态)时从信号源SG侧观察到的