電力輸送系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通過電場耦合方式從送電裝置向受電裝置輸送電力的電力輸送系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻I中，公開了具有送電裝置(固定體)和受電裝置(可動體)的電場耦合方式(非接觸式)的電力輸送系統(tǒng)(電力供應(yīng)系統(tǒng))。該電力輸送系統(tǒng)具備由送電裝置和受電裝置構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路以及并聯(lián)諧振電路。而且，公開了如下內(nèi)容:通過使基于串聯(lián)諧振電路的串聯(lián)諧振頻率與基于并聯(lián)諧振電路的并聯(lián)諧振頻率一致，從而能尚效地進行電力供應(yīng)。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:JP特開2009-89520號公報【實用新型內(nèi)容】
[0006]實用新型要解決的課題
[0007]在受電裝置向送電裝置上設(shè)置的設(shè)置位置不是固定位置而是處于具有一定的寬度的范圍的情況下，在專利文獻I所記載那樣的構(gòu)成中，有時無法確保充分的電力輸送效率。
[0008]本實用新型的目的在于，即使在受電裝置向送電裝置上設(shè)置的設(shè)置位置不是固定位置而是處于具有一定的寬度的范圍的情況下也能確保充分的電力輸送效率。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本實用新型所涉及的電力輸送系統(tǒng)是通過電場耦合方式從送電裝置向受電裝置輸送的電力輸送系統(tǒng)，
[0011]送電裝置包含:
[0012]至少一對送電電極；
[0013]送電側(cè)電感器；以及
[0014]信號源，其經(jīng)由送電側(cè)電感器而將交流信號施加至送電電極，
[0015]形成于送電電極之間的電容器和送電側(cè)電感器構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，
[0016]受電裝置包含:
[0017]至少一對受電電極；
[0018]受電側(cè)電感器；以及
[0019]負載電路，其在從信號源觀察時與受電側(cè)電感器并聯(lián)連接，
[0020]形成于受電電極之間的電容器和受電側(cè)電感器構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，
[0021]在送電裝置的各送電電極與受電裝置的各受電電極處于對置狀態(tài)時，經(jīng)由各送電電極與各受電電極之間的合成電容來構(gòu)成包含串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路在內(nèi)的復(fù)合諧振電路，
[0022]在合成電容成為最大的給定的對置狀態(tài)下將負載電路的輸入端短路的狀態(tài)時從信號源側(cè)觀察到的復(fù)合諧振電路的阻抗成為極小的諧振頻率，高于在合成電容成為最大的給定的對置狀態(tài)下將負載電路的輸入端開路的狀態(tài)時從信號源側(cè)觀察到的復(fù)合諧振電路的阻抗成為極大的諧振頻率。
[0023]實用新型的效果
[0024]根據(jù)本實用新型，即使在受電裝置向送電裝置上設(shè)置的設(shè)置位置不是固定位置而是處于具有一定的寬度的范圍的情況下也能確保充分的電力輸送效率。
【附圖說明】
[0025]圖1是表示本實用新型的實施方式所涉及的電力輸送系統(tǒng)的電路構(gòu)成的圖。
[0026]圖2是表示將本實用新型的實施方式所涉及的電力輸送系統(tǒng)進行了簡化后的系統(tǒng)的電路構(gòu)成的圖。
[0027]圖3A是表示在使本實用新型的實施方式所涉及的送電裝置的電感LI發(fā)生變化的情況下的輸入阻抗、電力輸送效率、以及可輸出電力的圖。
[0028]圖3B是表示在使本實用新型的實施方式所涉及的送電裝置的電感LI發(fā)生變化的情況下的輸入阻抗、電力輸送效率、以及可輸出電力的圖。
[0029]圖4是表示本實用新型的實施方式所涉及的電力輸送系統(tǒng)的具體例的圖。
[0030]圖5是表示本實用新型的實施方式所涉及的電力輸送系統(tǒng)的具體例的電路構(gòu)成的圖。
【具體實施方式】
[0031]針對本實用新型的實施方式進行說明。
[0032]1.實用新型的來由
[0033]首先，針對完成實用新型的來由進行說明。電場耦合方式的電力輸送系統(tǒng)的送電裝置具備至少一對送電電極，受電裝置具備至少一對受電電極。而且，通過使各送電電極與各受電電極對置，由此來產(chǎn)生耦合電容。該耦合電容根據(jù)各送電電極與各受電電極對置時的位置關(guān)系而變化。在電力輸送系統(tǒng)包含串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路、且兩電路構(gòu)成了通過耦合電容而被耦合的復(fù)合諧振電路的情況下，基于耦合電容的變化，串聯(lián)諧振頻率以及并聯(lián)諧振頻率會變化。也就是，串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率將變得不一致。因此，在受電裝置向送電裝置上設(shè)置的可設(shè)置位置不是固定位置而是處于具有一定的寬度的范圍的情況下，使串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率一致實質(zhì)上是困難的。
[0034]為了應(yīng)對該狀況，本實用新型的目的在于，在受電裝置向送電裝置上設(shè)置的可設(shè)置位置不是固定位置而是被規(guī)定為具有一定的寬度的范圍的電力輸送系統(tǒng)中，能確保充分的電力輸送效率。
[0035]本申請的發(fā)明者進行各種探討，得出了如下見解:通過將復(fù)合諧振電路的構(gòu)成要素的阻抗設(shè)定為給定的阻抗，從而能提高電力輸送系統(tǒng)中的電力輸送效率，且減少其頻率變化。以下，詳細進行說明。
[0036]2.構(gòu)成
[0037]以下，參照附圖來具體說明本實用新型的實施方式所涉及的電力輸送系統(tǒng)。
[0038]2-1.電路構(gòu)成
[0039]圖1是表示實施方式所涉及的電力輸送系統(tǒng)的電路構(gòu)成的圖。實施方式所涉及的電力輸送系統(tǒng)是電場耦合方式的電力輸送系統(tǒng)。
[0040]本實施方式的電力輸送系統(tǒng)包含送電裝置10和受電裝置20。
[0041]送電裝置10具有:信號源SG、升壓變壓器Tl、電感器L1、以及一對送電電極Etl、Et20
[0042]信號源SG產(chǎn)生給定電壓值以及給定頻率的交流電壓。
[0043]升壓變壓器Tl使由信號源SG產(chǎn)生的交流電壓升壓，并將升壓后的交流電壓經(jīng)由電感器LI而施加至一對送電電極Etl、Et2間。電感器LI可以通過升壓變壓器Tl的漏電感來構(gòu)成。
[0044]一對送電電極Etl、Et2構(gòu)成電容器Cl。
[0045]受電裝置20具有:一對受電電極Erl、Er2、電感器L2、降壓變壓器T2、整流電路REC、以及負載電路LD。
[0046]一對受電電極Erl、Er2構(gòu)成電容器C2。
[0047]在一對受電電極Erl、Er2與送電裝置10的一對送電電極Etl、Et2處于對置狀態(tài)時，會在這些受電電極Erl、Er2與送電電極Etl、Et2之間產(chǎn)生耦合電容Cm。在該對置狀態(tài)下，若在送電裝置10的一對送電電極Etl、Et2間施加由升壓變壓器Tl升壓后的交流電壓，則會在受電裝置20的一對受電電極Erl、Er2間感應(yīng)交流電壓。由此，能從送電裝置10向受電裝置20輸送電力。
[0048]降壓變壓器T2經(jīng)由受電側(cè)電感器L2輸入在一對受電電極Erl、Er2間感應(yīng)出的交流電壓來降壓，且將降壓后的交流電壓施加至整流電路REC的一對輸入端子間。電感器L2可以由降壓變壓器T2的初級繞組的勵磁電感構(gòu)成。
[0049]整流電路REC包含多個二極管D、以及電容器C3，將所輸入的交流電壓變換成直流電壓，并施加至負載電路LD的一對輸入端子間。
[0050]負載電路LD利用從整流電路REC施加的直流電壓，來執(zhí)行該負載電路LD所具有的給定的功能。
[0051 ] 此外，在電場耦合方式的電力輸送系統(tǒng)中，升壓變壓器TI以及降壓變壓器T2不是必須的。另外，在負載電路LD為交流負載電路的情況下，整流電路REC不是必須的。圖2是表示未設(shè)置升壓變壓器Tl和降壓變壓器T2、以及整流電路REC的情況的圖。在以后的諧振電路的說明等中，為了簡化說明，參照圖2來進行說明。此外，如圖1所示的電力輸送系統(tǒng)那樣，在送電裝置10設(shè)置有升壓變壓器Tl、且在受電裝置20設(shè)置有降壓變壓器T2的情況下，當將送電裝置10的一對送電電極Etl、Et2和受電裝置20的一對受電電極Erl、Er2設(shè)為給定的對置狀態(tài)來進行電力輸送時，能增大送電裝置10的一對送電電極Etl、Et2與受電裝置20的一對受電電極Erl、Er2之間的電場強度。另外，能增大送電裝置10與受電裝置20之間的送電電力。
[0052]2-2.諧振電路
[0053]在圖2中，送電裝置10的電容器Cl和電感器LI構(gòu)成串聯(lián)諧振電路。受電裝置20的電容器C2和電感器L2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。
[0054]另外，在本實施方式中，在送電裝置10的各送電電極Etl、Et2與受電裝置20的各受電電極Erl、Er2處于對置狀態(tài)時，經(jīng)由各送電電極Etl、Et2與各受電電極Erl、Er2之間的耦合電容Cm (合成電容)，來構(gòu)成包含送電裝置10的串聯(lián)諧振電路和受電裝置20的并聯(lián)諧振電路在內(nèi)的復(fù)合諧振電路。此時，例如若在送電電極Etl、Et2間施加交流電壓VI，則根據(jù)耦合電容Cm而在受電電極Erl、Er2間感應(yīng)交流電壓V2。
[0055]另外，在本實施方式中，設(shè)定作為復(fù)合諧振電路的構(gòu)成要素的電感LI的電感(阻抗)，使得:在耦合電容Cm(合成電容)成為最大的給定的對置狀態(tài)下將負載電路LD的輸入端子間短路的狀態(tài)時從信號源SG側(cè)觀察到的復(fù)合諧振電路的阻抗成為極小的諧振頻率，高于在親合電容Cm(合成電容)成為最大的給定的對置狀態(tài)下將負載電路LD的輸入端子間開路的狀態(tài)(使負載電路LD為非連接的狀態(tài))時從信號源SG側(cè)觀察到的