無線電力傳輸裝置以及無線電力傳輸裝置的電力供給方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種無線電力傳輸裝置以及無線電力傳輸裝置的電力供給方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，筆記本型PC (Personal Computer :個人電腦）、平板型PC、數碼相機、移動 電話、便攜式游戲機、耳機型音樂播放器、無線式頭戴型耳機、助聽器、記錄器等人可攜帶使 用的便攜式的電子設備正快速普及。而且，這些便攜式的電子設備的大部分中搭載有充電 電池，需要定期充電。為了簡化對該電子設備的充電電池的充電作業，通過在供電模塊與搭 載于電子設備的受電模塊之間利用無線傳送電力的供電技術（改變磁場而進行電力傳輸 的無線電力傳輸技術）來對充電電池進行充電的設備正不斷增加。
[0003] 作為無線電力傳輸技術，列舉如下技術：通過利用供電裝置（供電模塊）和受電裝 置（受電模塊）所具備的諧振器（線圈）間的諧振現象（磁場諧振狀態）使磁場耦合而進 行電力傳輸（例如參照專利文獻1)。
[0004] 例如，在通過利用上述供電模塊和受電模塊所具備的諧振器（線圈）間的諧振現 象（磁場諧振狀態）使磁場耦合而進行無線電力傳輸時，需要將受電模塊靠近供電模塊而 配置成能夠從供電模塊對受電模塊供電的距離（可供電區域）來使用。在這樣的使用過程 中，如果供電模塊和受電模塊不在可供電區域內，存在如下問題：供電模塊中始終持續供給 電力來準備受電模塊被接近地配置于可供電區域從而導致無用地消耗了電力（待機電力 變大）。
[0005] 針對該問題，提出了如下一種應對措施：在供電模塊或受電模塊中設置某些檢測 部（傳感器等），該檢測部檢測由于供電模塊和受電模塊被配置在可供電區域內而引起的 各種變化，將其檢測結果作為觸發來開始對供電模塊供給電力。
[0006] 例如，在專利文獻2的供電系統的供電裝置（供電模塊）中記載了以下結構：設置 檢測部（電流和電壓檢測部113)，根據由該檢測部測定出的電流值和電壓值求出阻抗，通 過將該阻抗的變化（阻抗的增加量等：參照[0047]段等）與預先設定的閾值進行比較，判 斷供電裝置（供電模塊）和次級側設備（受電模塊）是否處于可供電區域。
[0007] 的確，如果如上述那樣設置檢測部來判斷供電模塊和受電模塊是否處于可供電區 域，則在判斷為供電模塊和受電模塊不在可供電區域的情況下，能夠阻止向供電模塊的電 力供給來防止無用地消耗電力。
[0008] 專利文獻1 :日本特開2010-239769號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2013-62895號公報
【發明內容】
[0010] 發明要解決的問題
[0011] 然而，如上述那樣新設置檢測部會增加成本，并且從供電模塊的小型化這一點來 看也不妥。
[0012] 另外，即使在設置了檢測部的情況下，也需要使檢測部隔開規定的時間間隔地 (間歇性地）進行動作，該檢測部的動作需要電力，從而即使供電模塊和受電模塊不在可供 電區域的情況下也消耗電力（參照專利文獻2的[0044]段）。
[0013] 并且，在上述的無線電力傳輸技術中，在諧振器間發生諧振現象時，在供電裝置和 受電裝置所具備的諧振器周邊產生磁場。其結果，還存在配置在供電裝置、受電裝置的內 部、外部的整流器、充電電池、其它的電子部件等中產生磁場所引起的渦電流而發熱從而對 整流器、充電電池、電子部件等帶來不良影響的問題。
[0014] 因此，本發明的目的在于提供一種能夠抑制產生于供電模塊和受電模塊的周邊的 磁場的強度且不設置新的設備就能夠降低在供電模塊和受電模塊不在可供電區域的情況 (待機狀態）下的供電模塊的消耗電力的無線電力傳輸裝置以及無線電力傳輸裝置的電力 供給方法。
[0015] 用于解決問題的方案
[0016] 用于解決上述課題的發明之一是一種無線電力傳輸裝置，通過使受電模塊接近與 電源連接的供電模塊來將產生于上述供電模塊周邊的磁場和產生于上述受電模塊周邊的 磁場相互抵消，由此在上述供電模塊和上述受電模塊之間或者周邊的規定位置形成具有比 該規定位置以外的磁場強度小的磁場強度的磁場空間，并利用諧振現象從供電模塊對受電 模塊供給電力，該無線電力傳輸裝置的特征在于，
[0017] 以如下的電源的電源頻率進行工作，該電源的電源頻率為使在沒有形成上述磁場 空間的待機狀態下的上述供電模塊的輸入阻抗比形成述磁場空間并正在對上述受電模塊 供給電力的供電狀態下的上述供電模塊和上述受電模塊的輸入阻抗大的電源頻率。
[0018] 根據上述結構，通過按照使產生于供電模塊周邊的磁場與產生于受電模塊周邊的 磁場相互抵消的程度使受電模塊接近供電模塊，能夠在供電模塊和受電模塊之間或者周邊 的規定位置形成具有比該規定位置以外的磁場強度小的磁場強度的磁場空間。而且，由于 沒有形成磁場空間的待機狀態下的供電模塊的輸入阻抗比形成有磁場空間的供電狀態下 的供電模塊和受電模塊的輸入阻抗大，因此與供電狀態下的消耗電力相比能夠降低待機狀 態下的供電模塊的消耗電力。
[0019] 另外，用于解決上述課題的發明之一是上述無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述 供電模塊和上述受電模塊至少具有以規定的諧振頻率進行諧振的供電諧振器和受電諧振 器，
[0020] 將上述電源的電源頻率設定在比上述諧振頻率低的低頻側使得在利用上述諧振 現象從上述供電諧振器對上述受電諧振器供給電力時，流向上述供電諧振器的電流的方向 與流向上述受電諧振器的電流的方向成為相同的方向。
[0021] 在上述結構中，在進行利用諧振現象的電力傳輸時，通過使受電模塊接近供電模 塊，由此表示供電諧振器與受電諧振器的耦合的強度的耦合系數變高。像這樣，在耦合系數 高的狀態下，當對傳輸特性"S21"（作為從供電模塊向受電模塊發送電力時的送電效率的 指標的值）進行解析時，其解析波形的波峰分開在低頻側和高頻側。
[0022] 而且，通過將電源的電源頻率設定為該低頻側的頻率，由此流向供電諧振器的電 流的方向與流向受電諧振器的電流的方向成為相同的方向，產生于供電模塊的外周側的磁 場與產生于受電模塊的外周側的磁場相互抵消，由此在供電模塊和受電模塊的外周側，磁 場所產生的影響減少，從而能夠形成具有比供電模塊和受電模塊的外周側以外的磁場強度 更小的磁場強度的磁場空間。而且，由于在供電模塊和受電模塊的外周側沒有形成磁場空 間的待機狀態下的供電模塊的輸入阻抗比在供電模塊和受電模塊的外周側形成有磁場空 間的供電狀態下的供電模塊和受電模塊的輸入阻抗大，因此與供電狀態下的消耗電力相比 能夠降低待機狀態下的供電模塊的消耗電力。
[0023] 另外，用于解決上述課題的發明之一是上述無線電力傳輸裝置，其特征在于，上述 供電模塊和上述受電模塊至少具有以規定的諧振頻率進行諧振的供電諧振器和受電諧振 器，
[0024] 將上述電源的電源頻率設定在比上述諧振頻率高的高頻側使得在利用上述諧振 現象從上述供電諧振器對上述受電諧振器供給電力時，流向上述供電諧振器的電流的方向 與流向上述受電諧振器的電流的方向成為相反的方向。
[0025] 在上述結構中，在進行利用諧振現象的電力傳輸時，通過使受電模塊接近供電模 塊，由此表示供電諧振器與受電諧振器的耦合的強度的耦合系數變高。像這樣，在耦合系數 高的狀態下，當對傳輸特性"S21"（作為從供電模塊對受電模塊發送電力時的送電效率的 指標的值）進行解析時，其解析波形的波峰分開在低頻側和高頻側。
[0026] 而且，通過將電源的電力頻率設定為該高頻側的頻率，由此流向供電諧振器的電 流的方向與流向受電諧振器的電流的方向成為相反的方向，產生于供電模塊的內周側的磁 場與產生于受電模塊的內周側的磁場相互抵消，由此在供電模塊和受電模塊的內周側，磁 場所產生的影響減少