非接触电力传输系统
阅读：635发布：2020-11-24
专利汇可以提供非接触电力传输系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种在不使用通信手段的情况下仅振荡对非 接触 充电起作用的送电线圈，据此实现省电的非接触电 力 传输系统，其具备包含传输电力的送电线圈的送电装置以及包含与所述送电线圈磁耦合的受电线圈的受电装置，其中，所述送电装置包括，用于载置所述受电装置的载置部、排列于所述载置部的下侧的多个送电线圈、他激振荡各送电线圈的振荡部、检测各送电线圈的感应系数的检测部以及基于由所述检测部检测出的各送电线圈的感应系数判定所述受电装置在所述载置部中的载置 位置 的判定部，其中，所述振荡部，基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，并设定流入各送电线圈的 电流 的参数，使流入被确定的多个送电线圈的电流的 波形 错开。，下面是非接触电力传输系统专利的具体信息内容。
1.一种非接触电力传输系统，具备包含传输电力的送电线圈的送电装置以及包含与所述送电线圈磁耦合的受电线圈的受电装置，其特征在于，所述送电装置包括：
载置部，用于载置所述受电装置；
多个送电线圈，排列于所述载置部的下侧；
振荡部，他激振荡各送电线圈；
检测部，检测各送电线圈的感应系数；以及
判定部，基于由所述检测部检测出的各送电线圈的感应系数，判定所述受电装置在所述载置部中的载置位置，其中，
所述振荡部，基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，并设定流入各送电线圈的电流的参数，使流入被确定的多个送电线圈的电流的波形错开。
2.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述振荡部，基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，使流入被确定的多个送电线圈的电流的相位错开。
3.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述振荡部，基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，使流入被确定的多个送电线圈的电流的频率变化。
4.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述振荡部，基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，使流入被确定的多个送电线圈的电流的大小改变。
5.根据权利要求2所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述多个送电线圈排列成格子状，
所述振荡部，使流入作为振荡对象的多个送电线圈的相邻的送电线圈的两相电流的相位错开90度。
6.根据权利要求3所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述多个送电线圈排列成格子状，
所述振荡部，使流入作为振荡对象的多个送电线圈中的相邻的送电线圈的相互不同的电流的频率比为1∶m，其中，m＞0。
7.根据权利要求4所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述多个送电线圈排列成格子状，
所述振荡部，使流入作为振荡对象的多个送电线圈中的相邻的送电线圈的相互不同的电流的大小比为1∶m，其中，m＞0。
8.根据权利要求2所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述各送电线圈，尺寸相同，并以各送电线圈的中心位于正三角形的网格的顶点的方式被排列，
所述振荡部，使流入排列于由所述判定部判定的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的各顶点的三个送电线圈的三相电流的相位错开120度。
9.根据权利要求3所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述各送电线圈，尺寸相同，并以各送电线圈的中心位于正三角形的网格的顶点的方式被排列，
所述振荡部，使流入排列于由所述判定部判定的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的各顶点的三个送电线圈的相互不同的电流的频率比为1∶m∶n，其中，m＞0、n＞0。
10.根据权利要求4所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述各送电线圈，尺寸相同，并以各送电线圈的中心位于正三角形的网格的顶点的方式被排列，
所述振荡部，使流入排列于由所述判定部判定的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的各顶点的三个送电线圈的相互不同的电流的大小比为1∶m∶n，其中，m＞0、n＞0。
11.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述振荡部，间歇振荡除作为振荡对象的送电线圈以外的送电线圈。
12.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述检测部，基于各送电线圈的电压检测各送电线圈的感应系数。
13.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述检测部，采用与各送电线圈磁耦合且对应于各送电线圈的多个反馈线圈，基于各反馈线圈的电压检测各送电线圈的感应系数。
14.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述判定部，以各送电线圈的权重值随着各送电线圈的电压的降低而增大的方式对各送电线圈设定权重值，并基于设定的权重值判定所述载置位置。
15.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
各送电线圈以其中心相互错开的方式被层状排列。
16.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述振荡部，在所述判定部判定为所述载置部上未载置有所述受电装置的情况下，对所有的送电线圈进行间歇振荡。
17.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述送电线圈的尺寸比所述受电线圈的尺寸大。
18.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其特征在于，所述受电装置包括：
二次电池，基于所述受电线圈接收的电力被充电；
整流电路，对所述受电装置接收到的电流进行整流及平滑；
开关元件，接通或断开所述整流电路与所述二次电池之间的连接；以及控制部，控制所述开关元件，使供给至所述二次电池的电流为恒定。
19.根据权利要求14所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述判定部，根据对各送电线圈设定的权重值，判定载置于所述载置部上的受电装置的大小，
所述振荡部，根据由所述判定部判定的受电装置的大小，改变传输至所述受电装置的电力。
20.根据权利要求19所述的非接触电力传输系统，其特征在于：
所述判定部，当有多个受电装置载置在所述载置部上时，基于所述权重值判定各受电装置的大小。
非接触电力传输系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种具有包含传输电力的送电线圈的送电装置以及包含与送电线圈磁耦合的受电线圈的受电装置的非接触电力传输系统。
背景技术
[0002] 近年来，已知有通过在载置受电装置的载置部的下侧排列多个线圈扩大载置部的区域，并且无论将受电装置载置于载置部的哪个部位都能够对受电装置进行充电的非接触电力传输系统。
[0003] 例如，在专利文献1(日本专利公开公报特开2006-81249号)中公开了这样的充电系统，即、在台式衬垫上排列多个送电用线圈和多个通信手段，由能够与载置于台式衬垫的笔记本电脑进行通信的通信手段的排列位置检测出笔记本电脑的载置位置，并对位于载置位置的送电用线圈通电。
[0004] 此外，在专利文献2(日本专利公开公报特开2004-229406号)中，公开了这样的充电系统，即、在次级侧装置的耦合面下排列多个线圈，通过使相位不同的电流流入各线圈，在耦合面上形成磁路移动或旋转的磁场，从而无论将次级侧装置载置于耦合面上的哪个位置，都能够向次级侧装置传输电力。
[0005] 但是，在专利文献1中，为了检测笔记本电脑的载置位置而使用了通信手段，所以存在导致装置复杂化和高成本化的问题。此外，在专利文献2中，虽然以在耦合面上使磁路移动或旋转的方式形成了磁场，但是由于配置于耦合面下的所有线圈均被驱动，所以没有载置次级侧装置的位置的线圈也被驱动，结果存在不能实现省电的问题。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种非接触电力传输系统，不使用通信手段，仅通过让对非接触充电起作用的送电线圈振荡就能够实现省电化。
[0007] 本发明所涉及的非接触电力传输系统，具备包含传输电力的送电线圈的送电装置以及包含与所述送电线圈磁耦合的受电线圈的受电装置，其中，所述送电装置包括，用于载置所述受电装置的载置部、排列于所述载置部的下侧的多个送电线圈、他激振荡各送电线圈的振荡部、检测各送电线圈的感应系数的检测部以及基于由所述检测部检测出的各送电线圈的感应系数，判定所述受电装置在所述载置部中的载置位置的判定部，其中，所述振荡部基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，并设定流入各送电线圈的电流的参数，使流入被确定的多个送电线圈的电流的波形错开。
[0008] 根据该结构，检测各送电线圈的感应系数，基于检测出的感应系数判定受电装置的载置位置，且基于判定的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈，并将流入各送电线圈的电流的参数设定成流入被确定的多个送电线圈的电流的波形错开，由此让这些多个送电线圈振荡。
[0009] 因此，无论将受电装置载置于载置部的哪个位置，都不会在作为振荡对象的送电线圈的正上方的载置部中产生从多个送电线圈产生的磁束相互抵消而使得与受电线圈交链的磁束成为0的部位，能够可靠地对受电装置进行充电。
[0010] 此外，由于根据受电装置的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈，所以仅让对非接触充电起作用的送电线圈振荡，而对非接触充电不起作用的送电线圈不振荡，结果能够实现省电。
[0011] 此外，通过设定分别流入作为振荡对象的多个送电线圈中的电流的参数等简便的控制，就能实现省电。
[0013] 图1(A)表示本发明的实施例1所涉及的非接触电力传输系统的送电线圈的配置图，(B)表示本发明的实施例1所涉及的非接触电力传输系统的送电线圈的侧视图。
[0014] 图2表示一供电用电路和微机的电路图。
[0015] 图3表示图1(A)、(B)所示的受电装置的电路图。
[0017] 图5是表示在输出图4所示的脉冲电压的情况下每个线圈中流动的电流的波形图。
[0019] 图7表示如图1(A)所示线圈A被载置，并且让所有的线圈振荡的情况下，以接地为基准时的开关元件FET的漏极电压的波形图。
[0020] 图8是表示如图1(A)所示线圈A被载置于线圈a、b、d、e的正上方的情况下，振荡控制部输出的脉冲电压的波形图。
[0021] 图9是表示在输出图8所示的脉冲电压的情况下分别流入所有线圈的电流的波形图。
[0022] 图10是在输出图8所示的脉冲电压的情况下，以接地为基准时的电压Vd的波形图。
[0023] 图11表示如图1(A)所示线圈A被载置，并且分别让所有线圈都振荡的情况下，以接地为基准时的电压Vd的波形图。
[0024] 图12是表示如图1(A)所示线圈A被载置于线圈a、b、d、e的正上方的情况下，振荡控制部输出的脉冲电压的波形图。
[0025] 图13是表示在输出图12所示的脉冲电压的情况下分别流入所有线圈的电流的波形图。
[0026] 图14是在输出图12所示的脉冲电压的情况下，以接地为基准时的电压Vd的波形图。
[0027] 图15是表示在使流入线圈a和线圈d的电流的相位相同的情况下产生的磁束的图。
[0028] 图16表示在使相位相同的电流流入线圈a和线圈d的情况下，使位置P1在x方向上错开时的各位置x处的z方向成分的磁束量。
[0029] 图17表示在使相位错开90度的电流流入线圈a和线圈d的情况下，使位置P1在x方向上错开时的各位置x处的z方向成分的磁束量。
[0030] 图18是表示电压Vd和权重值之间的关系的电压Vd的波形图。
[0031] 图19是表示本发明的实施例4中的一供电用电路和微机的电路图。
[0032] 图20表示本发明的实施例5中的非接触电力传输系统的送电线圈的排列图。
[0033] 图21是表示如图20所示线圈A被载置于线圈a、c、d的正上方的情况下，振荡控制部输出的脉冲电压的波形图。
[0034] 图22是表示如图20所示线圈A被载置于线圈a、c、d的正上方的情况下，当采用改变频率的方法时振荡控制部输出的脉冲电压的波形图。
[0035] 图23表示本发明的实施例6所涉及的送电线圈的排列图。
[0036] 图24表示本发明的实施例9所涉及的受电装置的电路图。
[0037] 图25(A)表示相邻的三个送电线圈，(B)是表示(A)所示的三个送电线圈的磁束密度的分布的曲线图。
[0038] 图26表示在载置部上载置有两台受电装置的情况下的送电线圈和受电线圈。
[0039] 图27是表示本发明的实施例10中的非接触电力传输系统的动作的流程图。
具体实施方式
[0040] (实施例1)
[0041] 图1(A)表示本发明的实施例1所涉及的非接触电力传输系统的送电线圈L1的配置图。图1(B)表示本发明的实施例1所涉及的非接触电力传输系统的侧视图。如图1(B)所示，本非接触电力传输系统具有包含传输电力的送电线圈L1的送电装置1以及包含与送电线圈L1磁耦合的受电线圈L2的受电装置2。
[0042] 送电装置1具有：载置受电装置2的载置部PL；排列在载置部PL的下侧的多个送电线圈L1；以及向各送电线圈L1供给电流的供电用电路块10。载置部PL采用例如设置于送电装置1的壳体的平面上的区域。
[0043] 受电装置2具有整流电路21以及受电线圈L2等。作为受电装置2可以采用电动牙刷、电动工具、电动剃刀等电气设备。
[0044] 如图1(A)所示，送电线圈L1以3行×3列的方式排列成格子状。具体而言，各送电线圈L1以纵向的排列间距与横向的排列间距相等的方式排列成正方格子状。由此，能够减小送电线圈L1彼此之间的间隙。但是，这只是一个示例，也可以将送电线圈L1的纵向的排列间距和横向的排列间距设定为不同的值。
[0045] 在此，在图1(A)中，将从左侧起第1列的三个送电线圈L1称为线圈a、b、c，将从左侧起第2列的三个送电线圈L1称为线圈d、e、f，将从左侧起第3列的三个送电线圈L1称为线圈g、h、i。此外，在图1(A)中，将受电线圈L2称为线圈A。
[0046] 另外，在图1(A)中，送电线圈L1排列成3行×3列，但这只是一个示例，也可以排列成n(n为1以上的整数)行×m(m为1以上的整数)列。此外，也可以任意地排列送电线圈L1，以使其与载置部PL的外缘形状相匹配。
[0047] 图1(B)所示的供电用电路块10具有与各送电线圈L1相对应的供电用电路11(参照图2)以及微机100(参照图2)构成。在图1(A)中，由于排列有9个线圈a至i，所以供电用电路块10具有与各个线圈a至i相对应的9个供电用电路11以及与9个供电用电路11连接的1个微机100。
[0048] 图2表示一供电用电路11和微机100的电路图。图2所示的供电用电路11具有振荡部111、检测部112、微机100、电源部V1以及电容C1。振荡部111包含谐振电容C3、开关元件FET、电阻R3、放大电路(amplifying circuit)A1以及振荡控制部120，并他激振荡对应的送电线圈L1。检测部112包含二极管D1、电阻R1、R2以及电容C2，检测对应的送电线圈L1的感应系数(inductance)。此处，检测部112基于送电线圈L1的电压，检测送电线圈L1的感应系数。
[0049] 送电线圈L1的其中一端与电源部V1的正极连接，另一端与开关元件FET的漏极(drain)连接。
[0050] 谐振电容C3与送电线圈L1并联连接，当开关元件FET截止时，谐振电容C3与送电线圈L1谐振。开关元件FET例如采用漏极与送电线圈L1连接，源极(source)接地，栅极(gate)经由电阻R3和放大电路A1与微机100连接的n沟道场效应型晶体管。
[0051] 另外，开关元件FET根据从微机100输出的脉冲电压而导通和截止。另外，作为开关元件FET，也可以采用p沟道场效应型晶体管来代替n沟道场效应型晶体管。
[0052] 放大电路A1采用发射极(emitter)彼此级联(cascade connection)的npn双极晶体管(bipolar transistor)和pnp双极晶体管，放大从微机100输出的脉冲电压(pulsevoltage)。放大电路A1的npn双极晶体管的集流体(collector)与电源部V1的正极连接。此外，放大电路A1的pnp双极晶体管的基极(base)与npn双极晶体管的基极连接并与微机100连接，其集流体接地。
[0053] 二极管D1的正极(anode)与开关元件FET的漏极连接，负极(cathode)与电阻R1连接，阻止电流从微机100侧流入送电线圈L1侧。电阻R1、R2对开关元件FET的漏极电压Vd进行分压，并将分压后的电压输出至微机100。电阻R2的其中一端与电阻R1连接，另一端接地。电容C2与电阻R2并列连接。
[0054] 如上构成的振荡部111如下地进行动作。首先，当从微机100输出的脉冲电压处于高电平时，该脉冲电压被放大电路A1放大后输入至开关元件FET，从而对开关元件FET的栅电容(gate capacitance)进行充电，从而让开关元件FET导通。于是，电流从谐振电容C3流入开关元件FET，并且从送电线圈L1流向开关元件FET。
[0055] 接着，当从微机100输出的脉冲电压处于低电平时，开关元件FET截止。由此，谐振电容C3和送电线圈L1开始谐振，从送电线圈L1产生磁束(magnetic flux)，该磁束与线圈A交链(interlinkage)，从而通过电磁感应在线圈A产生电压。由此电力被传输至受电装置2。
[0056] 另外，微机100通过反复让开关元件FET导通和截止，间歇地让送电线圈L1和谐振电容C3谐振，并让送电线圈L1振荡，从而将电力传输至受电装置2。
[0057] 微机100具有CPU、ROM、RAM以及专用的硬件电路等，通过执行存储于ROM中的控制程序，从而作为判定部110和振荡控制部120而发挥功能。另外，虽然判定部110和振荡控制部120采用微机100，但并不限定于此，也可以采用专用的硬件电路。
[0058] 判定部110基于由检测部112检测出的各送电线圈L1的感应系数(inductance)，检测载置部PL上的受电装置2的载置位置。具体而言，当开关元件FET的漏极电压Vd通过电阻R1、R2分压后的电压Ve大于指定值时，判定部110判定为与电压Ve相对应的送电线圈L1的正上方的载置部PL不是受电装置2的载置位置，当电压Ve小于指定值时，判定部110判定为与电压Ve相对应的送电线圈L1的正上方的载置部PL为受电装置2的载置位置。
[0059] 返回图2，振荡控制部120基于由判定部110判定的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈L1，将流经各送电线圈的电流的参数设定为使流经被确定的多个送电线圈的电流的波形错开，并向开关元件FET输出脉冲电压。作为电流的参数，例如可以采用相位、频率、或者电流的大小。
[0060] 根据本实施例所涉及的电力传输系统，无论将受电装置2载置于载置部PL的哪个位置，在作为振荡对象的送电线圈L1的正上方的载置部PL不会产生从多个送电线圈L1产生的磁束相互抵消而与受电线圈L2交链的磁束成为0的部位，从而能够可靠地对受电装置2进行充电。
[0061] 此外，由于基于受电装置2的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈，所以仅让对非接触充电起作用的送电线圈L1振荡，不让对非接触充电不起作用的送电线圈L1振荡，结果能够实现省电。
[0062] 此外，通过设定流经作为振荡对象的多个送电线圈L1的电流的参数这一简便的控制，就能够实现省电。
[0063] 此外，由于基于送电线圈L1的感应系数进行载置部PL的哪个位置为受电装置2的载置位置的判定，所以即使不另行设置用于判定载置位置的通信手段，也能够判定载置位置，从而能够实现装置的简便化和低成本化。
[0064] (实施例2)
[0065] 本发明的实施例2所涉及的非接触电力传输系统以在实施例1的非接触电力传输系统中，将流经被确定的多个送电线圈的电流的相位错开为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1相同的部分省略说明。
[0066] 图7表示如图1(A)所示地线圈A被载置，且使所有的线圈a至i都振荡的情况下，、以接地(ground)为基准时的电压Vd的波形图。另外，在图7中，第一段至第九段的波形图分别表示线圈a至i的波形图，纵轴表示电压Vd，横轴表示时间。
[0067] 在图1(A)中，线圈A与线圈a及线圈d的磁束匝链数(numbers of magnetic fluxinterlinkages)大致相同。此外，线圈A与线圈b及线圈e的磁束匝链数也大致相同，但是比线圈A与线圈a及线圈d的磁束匝链数要少。因此，因载置受电装置2而产生的线圈a、d的感应系数比线圈b、e的感应系数要大。
[0068] 由此，如图7所示，因受电装置2被载置而产生的线圈a、d的电压Vd的振幅比线圈b、e的电压Vd的振幅要小。
[0069] 另一方面，如图1(A)所示，线圈c、f、g、h、i的磁束不与线圈A的磁束交链。由此，如图7所示，线圈c、f、g、h、i的电压Vd的振幅比线圈a、b、d、e的电压Vd的振幅要大。
[0070] 因此，在电压Vd大于指定值的情况下，可以判定为在对应的送电线圈L1的正上方没有载置受电装置2，在电压Vd小于指定值的情况下，可以判定为在对应的送电线圈L1的正上方载置有受电装置2。
[0071] 返回图2，振荡控制部120基于由判定部110判定的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈L1，并向开关元件FET输出脉冲电压，使流入被确定的多个送电线圈L1的电流的相位错开。
[0072] 具体而言，在由判定部110判定的载置位置的下侧相邻地存在多个送电线圈L1的情况下，振荡控制部120将这些多个送电线圈L1确定为作为振荡对象的送电线圈L1。此外，在由判定部110判定的载置位置的下侧仅存在一个送电线圈L1的情况下，振荡控制部120将这一个送电线圈L1和与这一个送电线圈L1相邻的送电线圈L1中的至少一个送电线圈L1确定为作为振荡对象的送电线圈L1。
[0073] 然后，振荡控制部120输出脉冲电压，使相位错开90度的电流流入作为振荡对象的多个送电线圈L1中的相邻的送电线圈L1。
[0074] 图4是表示如图1(A)所示，在线圈a、b、d、e的正上方载置有线圈A的情况下，振荡控制部120输出的脉冲电压的波形图。图5是表示在输出了图4所示的脉冲电压的情况下流入各个线圈a至i的电流的波形图。图6是在输出了图4所示的脉冲电压的情况下，以接地为基准时的电压Vd的波形图。另外，在图4中，纵轴表示脉冲电压，横轴表示时间。在图5中，纵轴表示电流，横轴表示时间。在图6中，纵轴表示电压Vd，横轴表示时间。
[0075] 在图1(A)的情况下，振荡控制部120将线圈a、b、d、e确定为作为振荡对象的送电线圈L1。因此，如图4所示，振荡控制部120使与线圈a的下侧相邻的线圈b和与线圈a的右侧相邻的线圈d的脉冲电压的相位相对于线圈a的脉冲电压延迟90度。另外，振荡控制部120使与线圈a的右斜下侧相邻的线圈e的脉冲电压和线圈a的脉冲电压的相位相同。
[0076] 即，当设相位错开90度的两相脉冲电压为第一和第二脉冲电压时，作为振荡对象的多个送电线圈L1中的通过第一脉冲电压而振荡的送电线圈L1和通过第二脉冲电压而振荡的送电线圈L1排列成彼此相间的方格花纹状(checkered pattern)，振荡控制部120向这样排列的送电线圈L1输出第一和第二脉冲电压。
[0077] 由此，如图5所示，可知流入线圈b、d的电流相对于流入线圈a、e的电流相位延迟90度。而且，可知由于线圈c、f、g、h、i不作为振荡对象，所以没有电流流入。
[0078] 此外，如图6所示，可知线圈b、d的电压Vd相对于线圈a、e的电压Vd相位延迟90度。而且，可知由于线圈c、f、g、h、i不作为振荡对象，所以不产生电压。
[0079] 图15是表示在流入线圈a和线圈d的电流的相位相同的情况下产生的磁束的图。图15中所示的x表示图1(A)中的横向，z表示图1(A)中的高度方向(与纸面正交的方向)。图15中所示的位置P1表示从连结线圈a的中心CTa和线圈d的中心CTd而成的线段的中点向z方向偏离高度h的位置。此处，高度h具有从线圈a、d到载置部PL为止的距离程度的值。即，位置P1表示受电装置2载置于线圈a和线圈d的中间的载置部PL时的受电线圈L2的位置。
[0080] 图16表示在使相位相同的电流流入线圈a和线圈d的情况下，使位置P1在x方向上错开时的各位置x处的z方向成分的磁束量。图17表示在使相位错开90度的电流流入线圈a和线圈d的情况下，使位置P1在x方向上错开时的各位置x处的z方向成分的磁束量。
[0081] 如图15和图16所示，当使相位相同的电流流入线圈a和线圈d时，位置P1处的线圈a的磁束Ba朝向右斜下方向，线圈d的磁束Bd朝向左斜上方向。由此，磁束Ba的z方向成分Ba1与磁束Bd的z方向成分Bd1大小大致相同且朝向完全相反的方向。因此，Ba1和Bd1相互抵消，位置P1处的z方向成分的磁束量大约为0，在受电线圈L2位于位置P1的情况下，不存在与该受电线圈L2交链的磁束，送电装置1不能将电力传输至受电装置2。
[0082] 具体而言，如图16所示，可知：在z＝h且x＝CTa、或者z＝h且x＝CTd的位置处z成分方向的磁束量呈峰值，随着x从CTa向P1靠近，z成分方向的磁束量呈吊钟型曲线减少，并且，随着x从P1向CTd靠近，z成分方向的磁束量呈吊钟型曲线增大。
[0083] 由此可知：在受电装置2载置于中心CTa的正上方附近、或中心CTd的正上方附近的情况下，送电装置1能够向受电装置2传输大量的电力，但是随着受电装置2的载置位置接近位置P1，送电装置1传输给受电装置2的电力减小。因此，当受电装置2载置于位置P1的正上方附近时，受电装置2不能从送电装置1接受电力。
[0084] 另一方面，如图17所示，当使流入线圈a和线圈d的电流的相位错开90度时，z＝h时的x方向的各位置x处的z方向成分的磁束量大致恒定。由此，无论受电装置2载置于作为振荡对象的多个送电线圈L1的哪个位置，都能够使受电线圈L2与磁束交链，从而能够向受电装置2传输电力。
[0085] 返回图2，电源部V1例如采用将100V的商用电压转换成指定电平的直流电压的电源电路，其正极与送电线圈L1连接，其负极接地。电容C1例如采用与电源部V1并联连接的电解电容，其使从电源部V1输出的电压平滑。
[0086] 图3表示图1所示的受电装置2的电路图。受电装置2具有整流电路21、受电线圈L2以及二次电池BT。受电线圈L2与送电线圈L1磁耦合，从而接受从送电线圈L1传输来的电力。
[0087] 整流电路21包括二极管D2和电容C4。电容C4将受电线圈L2中产生的电压平滑。二极管D2对受电线圈L2中产生的电流进行整流。由此，直流电压施加于二次电池BT，从而二次电池BT通过该直流电压而被充电。作为二次电池BT，可以采用例如锂离子二次电池、镍氢二次电池或者铅蓄电池等各种二次电池。
[0088] 如上所述，根据本实施例所涉及的电力传输系统，无论将受电装置2载置于载置部PL的哪个位置，都不会在作为振荡对象的送电线圈L1的正上方的载置部PL中产生从多个送电线圈L1产生的磁束相互抵消而使得与受电线圈L2交链的磁束变为0的部位，从而能够可靠地对受电装置2进行充电。
[0089] 此外，由于基于受电装置2的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈，所以仅使对非接触充电起作用的送电线圈L1振荡，而不让对非接触充电不起作用的送电线圈L1振荡，结果能够实现省电。
[0090] 此外，通过使流入作为振荡对象的多个送电线圈L1的电流的相位错开等简便的控制，就能可靠地对受电装置2进行充电，并实现省电。
[0091] 此外，由于基于送电线圈L1的感应系数判定载置部PL的哪个位置是受电装置2的载置位置，所以即使不另行设置用于判定载置位置的通信手段，也能够判定载置位置，能够实现装置的简便化和低成本化。
[0092] (实施例3)
[0093] 实施例3所涉及的非接触电力传输系统以在实施例1的非接触电力传输系统中，改变流入被确定的多个送电线圈的电流的频率为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1、2相同的内容省略说明。
[0094] 图11表示如图1(A)所示载置有线圈A并且使所有的线圈a至i都振荡的情况下，以接地为基准时的电压Vd的波形图。
[0095] 另外，在图11中，第一段至第九段的波形图分别表示线圈a至i的波形图，纵轴表示电压Vd，横轴表示时间。
[0096] 在图1(A)中，线圈A与线圈a及线圈d的磁束匝链数大致相同。此外，线圈A与线圈b及线圈e的磁束匝链数大致相同，但是比线圈A与线圈a及线圈d的磁束匝链数要少。因此，因载置受电装置2产生的线圈a、d的感应系数比线圈b、e的感应系数要大。
[0097] 由此，如图11所示，因载置受电装置2产生的线圈a、d的电压Vd的振幅比线圈b、e的电压Vd的振幅要小。
[0098] 另一方面，如图1(A)所示，线圈c、f、g、h、i的磁束不与线圈A的磁束交链。由此，如图11所示，线圈c、f、g、h、i的电压Vd的振幅比线圈a、b、d、e的电压Vd的振幅要大。
[0099] 因此，在电压Vd大于指定值的情况下，可判定为在对应的送电线圈L1的正上方没有载置受电装置2，在电压Vd小于指定值的情况下，可判定为在对应的送电线圈L1的正上方载置有受电装置2。
[0100] 返回图2，振荡控制部120基于由判定部110判定的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈L1，并向开关元件FET输出脉冲电压，使流入被确定的多个送电线圈L1的电流的频率不同。
[0101] 具体而言，在由判定部110判定的载置位置的下侧相邻地存在多个送电线圈L1的情况下，振荡控制部120将这些多个送电线圈L1确定为作为振荡对象的送电线圈L1。此外，在由判定部110判定的载置位置的下侧仅存在一个送电线圈L1的情况下，振荡控制部120将这一个送电线圈L1和与这一个送电线圈L1相邻的送电线圈L1中的至少一个送电线圈L1确定为作为振荡对象的送电线圈L1。
[0102] 然后，振荡控制部120输出脉冲电压，使频率比为1∶m的电流流入作为振荡对象的多个送电线圈L1中的相邻的送电线圈L1。此处，例如可以采用2作为m。
[0103] 图8是表示如图1(A)所示在线圈a、b、d、e的正上方载置有线圈A的情况下，振荡控制部120输出的脉冲电压的波形图。图9是表示在输出了图8所示的脉冲电压的情况下流入各个线圈a至i的电流的波形图。图10是在输出了图8所示的脉冲电压的情况下，以接地为基准时的电压Vd的波形图。另外，在图8中，纵轴表示脉冲电压，横轴表示时间。在图9中，纵轴表示电流，横轴表示时间。在图10中，纵轴表示电压Vd，横轴表示时间。
[0104] 在图1(A)的情况下，振荡控制部120将线圈a、b、d、e确定为作为振荡对象的送电线圈L1。因此，如图8所示，振荡控制部120使与线圈a的下侧相邻的线圈b和与线圈a的右侧相邻的线圈d的脉冲电压的频率设定为线圈a的脉冲电压的频率的2倍。另外，振荡控制部120使与线圈a的右斜下侧相邻的线圈e的脉冲电压和线圈a的脉冲电压的频率相同。
[0105] 即，当设频率为f1(Hz)的脉冲电压为第一脉冲电压，频率为2·f1(Hz)的脉冲电压为第二脉冲电压时，作为振荡对象的多个送电线圈L1中通过第一脉冲电压而振荡的送电线圈L1和通过第二脉冲电压而振荡的送电线圈L1排列成彼此相间的方格花纹状，振荡控制部120向这样排列的送电线圈L1输出第一和第二脉冲电压。
[0106] 由此，如图9所示，可知流入线圈b、d的电流的频率为流入线圈a、e的电流的频率的2倍。而且，可知由于线圈c、f、g、h、i不作为振荡对象，所以没有电流流入。
[0107] 此外，如图10所示，可知线圈b、d的电压Vd的频率为线圈a、e的电压Vd的频率的2倍。而且，可知由于线圈c、f、g、h、i不作为振荡对象，所以不产生电压。
[0108] 根据本实施例所涉及的电力传输系统，在实施例1的效果的基础上，通过改变流入作为振荡对象的多个送电线圈L1的电流的频率等简便的控制，就能可靠地对受电装置2进行充电，并实现省电。
[0109] (实施例4)
[0110] 本发明的实施例4所涉及的非接触电力传输系统以在实施例1的非接触电力传输系统中，改变流入被确定的多个送电线圈的电流的大小为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至3相同的内容省略说明。
[0111] 在本实施例中，图2所示的判定部110在为了改变流入被确定的多个送电线圈的电流大小而改变脉冲电压的占空比之前，首先使相等的电流流入线圈a至i，确定线圈A的载置位置。
[0112] 此外，振荡控制部120基于由判定部110判定的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈L1，并向与被确定的送电线圈L1相对应的开关元件FET输出占空比不同的脉冲电压，使大小比为1∶m的不同电流流入被确定的多个送电线圈L1。在本实施例中，例如采用2作为m。
[0113] 图12是表示如图1(A)所示在线圈a、b、d、e的正上方载置有线圈A的情况下，振荡控制部120输出的脉冲电压的波形图。图13是表示在输出了图12所示的脉冲电压的情况下流入各个线圈a至i的电流的波形图。
[0114] 图14是在输出了图12所示的脉冲电压的情况下，以接地为基准时的电压Vd的波形图。另外，在图12中，纵轴表示脉冲电压，横轴表示时间。在图13中，纵轴表示电流，横轴表示时间。在图14中，纵轴表示电压Vd，横轴表示时间。
[0115] 在图1(A)的情况下，振荡控制部120将线圈a、b、d、e确定为作为振荡对象的送电线圈L1。因此，如图12所示，振荡控制部120将与线圈a的下侧相邻的线圈b的脉冲电压的占空比和与线圈a的右侧相邻的线圈d的脉冲电压的占空比设定成线圈a的脉冲电压的占空比的2倍。
[0116] 另外，振荡控制部120将与邻接于线圈a的右斜下侧的线圈e相对应的脉冲电压的占空比设定为与线圈a的脉冲电压的占空比相同。
[0117] 即，当设占空比为d1(％)的脉冲电压为第一脉冲电压，占空比为2·d1(％)的脉冲电压为第二脉冲电压时，作为振荡对象的多个送电线圈L1中通过第一脉冲电压而振荡的送电线圈L1和通过第二脉冲电压而振荡的送电线圈L1排列成彼此相间的方格花纹状，振荡控制部120向这样排列的送电线圈L1输出第一和第二脉冲电压。
[0118] 由此，如图13所示，可知流入线圈b、d的电流的大小为流入线圈a、e的电流的大小的2倍。而且，可知由于线圈c、f、g、h、i不作为振荡对象，所以没有电流流入。
[0119] 此外，如图14所示，可知线圈b、d的电压Vd的大小为线圈a、e的电压Vd的大小的2倍。而且，可知由于线圈c、f、g、h、i不作为振荡对象，所以不产生电压。
[0120] 根据本实施例所涉及的电力传输系统，在实施例1的效果的基础上，通过改变流入作为振荡对象的多个送电线圈L1的电流的频率等简便的控制，就能可靠地对受电装置2进行充电，并实现省电。
[0121] 另外，在上述说明中，通过改变脉冲电压的占空比来改变流入送电线圈L1的电流大小，但是本发明并不限定于此。例如，当将第一电流和大小为第一电流的2倍的第二电流设定为流入送电线圈L1的电流时，也可以将各供电用电路11的电路常数设定成使基于第一电流而振荡的送电线圈L1和基于第二电流而振荡的送电线圈L1排列成彼此相间的方格花纹状。
[0122] (实施例5)
[0123] 本发明的实施例5所涉及的非接触电力传输系统以在实施例1的非接触电力传输系统中，对除振荡对象以外的送电线圈L1进行间歇振荡为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至4相同的内容省略说明。
[0124] 在本实施例中，图2所示的振荡控制部120与实施例1相同地确定振荡对象的送电线圈L1。然后，振荡控制部120向与除振荡对象以外的送电线圈L1相对应的开关元件FET输出脉冲电压，对除振荡对象以外的送电线圈L1进行间歇振荡。
[0125] 此处，在本实施例中，使除振荡对象以外的送电线圈L1例如在1秒钟内间歇振荡1毫秒(ms)。因此，振荡控制部120只要，例如在1秒钟内向与除振荡对象以外的送电线圈L1相对应的开关元件FET输出与振荡对象的送电线圈L1的脉冲电压相同的电压1毫秒(ms)即可。
[0126] 如使除振荡对象以外的送电线圈L1的振荡完全停止，即使在载置部PL上载置其它的受电装置2，由于与除振荡对象以外的送电线圈L1相对应的电压Vd不会变化，因此检测部112不会检测出载置了该其它的受电装置2。
[0127] 对此，在本实施例中，通过间歇振荡送电线圈L1，能够检测出载置了其它的受电装置2。
[0128] (实施例6)
[0129] 本发明的实施例6所涉及的非接触电力传输系统以与各送电线圈L1的电压相对应地，对各送电线圈L1设定权重值，从而判定载置位置为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至5相同的内容省略说明。
[0130] 在本实施例中，图2所示的判定部110伴随与某个送电线圈L1相对应的电压Vd减小，对该送电线圈L1设定大的权重值，当权重值大于指定值时，判定为在该送电线圈L1的正上方载置有受电装置2，当权重值小于指定值时，判定为在该送电线圈L1的正上方没有载置受电装置2。
[0131] 图18是表示电压Vd和权重值之间的关系的电压Vd的波形图。如图18所示，判定部110将根据与某个送电线圈L1相对应的电压Vd的振幅大小而预先规定的权重值设定为该送电线圈L1的权重值。
[0132] 此处，判定部110例如只要将与预先估计的电压Vd的振幅大小的最大值Vmax相对应的权重值设为0，将与估计的电压Vd的振幅大小的最小值Vmin相对应的权重值设为1，并通过对检测部112检测出的电压Vd的振幅大小进行线性插值，求出与该电压Vd相对应的权重值即可。
[0133] 在图18中，由于从左起第一个电压Vd的振幅大小为最小值Vmin，所以对与该电压Vd相对应的送电线圈L1设定最大的权重值、即1。并且，由于从左起第二个电压Vd的振幅大小比Vmax低(Vmax-Vmin)×(2/3)，所以通过线性插值对与该电压Vd相对应的送电线圈L1设定1×(2/3)＝0.67的权重值。而且，由于从左起第三个电压Vd的振幅大小比Vmax低(Vmax-Vmin)×(1/3)，所以对与该电压Vd相对应的送电线圈L1设定1×(1/3)＝0.33的权重值。此外，由于从左起第四个电压Vd的振幅大小为最大值Vmax，所以对与该电压Vd相对应的送电线圈L1设定最小的权重值、即0。
[0134] 然后，例如对于权重值在0.1以下的送电线圈L1，判定部110判定为该送电线圈L1的正上方的载置部PL不是载置位置，而对于权重值大于0.1的送电线圈L1，判定部110判定为该送电线圈L1的正上方的载置部PL为载置位置。
[0135] 如上所述，根据本实施例所涉及的非接触电力传输系统，由于送电线圈L1的电压随着与受电线圈L2之间的距离的缩短而下降，所以与各送电线圈L1的电压相对应地对各送电线圈L1设定权重值，能够根据设定的权重值的大小判定在各送电线圈L1的正上方是否载置有受电装置2，并且能够根据设定有较大权重值的连续的送电线圈L1的数量判定载置有多大的受电装置2。
[0136] 此外，当存在多个设定有较大权重值的连续的送电线圈L1的群的情况下，能够判定在载置部PL上载置有多个受电装置2。
[0137] (实施例7)
[0138] 实施例7所涉及的非接触电力传输系统以基于与各送电线圈L1磁耦合的反馈线圈L3的电压，检测各送电线圈L1的感应系数为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至6相同的内容省略说明。
[0139] 图19是表示本发明的实施例7的一供电用电路11和微机100的电路图。如图19所示，检测部112包括反馈线圈L3、二极管D1、电阻R2以及电容C2。
[0140] 反馈线圈L3的其中一端经由二极管D1与电阻R2连接，另一端接地，并与送电线圈L1磁耦合。二极管D1防止电流从二极管D1经由反馈线圈L3流入接地侧。
[0141] 由此，虽然二极管D1和电阻R2的连接点的电压Ve被输入微机100中，但是当送电线圈L1的电压变化时，反馈线圈L3的电压也随着该变化而变化，电压Ve也随着该变化而变化。由此，判定部110利用电压Ve判定与各电压Ve相对应的送电线圈L1的正上方的载置部PL是否为载置位置。
[0142] 如上所述，根据本实施例所涉及的非接触电力传输系统，由于设置有与各送电线圈L1磁耦合的多个反馈线圈L3，所以通过调节反馈线圈L3和送电线圈L1的卷绕数，能够减小反馈线圈L3的电压。
[0143] 例如，在送电装置1与AC100V的商用电源连接而被驱动的情况下，从电容C1输出例如DC140V左右的电压。由此，电压Vd也增大，在图2的结构中，需要采用耐压性能强的元件作为构成检测部112的电路元件。但是，在本实施例中，由于设置有反馈线圈L3，所以能够采用耐压性能弱的元件来作为二极管D1、电阻R2以及电容C2等构成检测部112的电路元件，从而能够实现降低成本。
[0144] (实施例8)
[0145] 实施例8所涉及的非接触电力传输系统以将送电线圈L1排列成正三角形状为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至7相同的内容省略说明。此外，作为供电用电路11，采用图2或图19的电路即可。
[0146] 图20表示本发明的实施例8中的非接触电力传输系统的送电线圈L1的排列图。如图20所示，在本实施例中，送电线圈L1被排列成中心CT1(图略)位于正三角形状的网格(mesh)Ms的顶点Ps。
[0147] 网格Ms为三个正三角形在上下排列两段而形成。以下，将第一段的左起第一至第三个正三角形分别称为正三角形Tr1至Tr3，将第二段的左起第一至第三个正三角形分别称为正三角形Tr4至Tr6。
[0148] 在网格Ms中，在第一行排列了三个顶点Ps，在第二行排列了2个顶点Ps，在第三行排列了三个顶点Ps，总共排列有八个顶点Ps。
[0149] 因此，在本实施例中，在第一、第三行排列有三个送电线圈L1，在第二行排列有两个送电线圈L1，总共排列有八个送电线圈L1。在图20中，将第一行的三个送电线圈L1称为线圈a、d、g，将第二行的两个送电线圈L1称为线圈c、f，将第三行的三个送电线圈L1称为线圈b、e、h。
[0150] 在本实施例中，图2或图19所示的振荡控制部120，向由判定部110判定的载置位置的下侧所排列的送电线圈L1所属的正三角形的各顶点Ps所排列的三个送电线圈L1相对应的开关元件FET输出相位错开120度的三相脉冲电压，使得相位错开120度的三相电流流入这三个送电线圈L1。
[0151] 在图20中，在线圈a、c、d的正上方载置有线圈A。因此，判定部110将线圈a、c、d的正上方的载置部PL判定为受电装置2的载置位置。
[0152] 因此，振荡控制部120向与在作为载置位置的下侧的送电线圈L1的线圈a、c、d所属的正三角形Tr1的顶点Ps处所排列的线圈a、c、d相对应的开关元件FET输出相位错开120度的三相脉冲电压。
[0153] 另外，排列有线圈d的顶点Ps属于正三角形Tr1至Tr3，排列有线圈c的顶点Ps属于正三角形Tr1、Tr2、Tr4、Tr5。但是，由于判定为排列于正三角形Tr1的所有顶点Ps的线圈a、c、d的正上方载置有受电装置2，所以振荡控制部120将排列于正三角形Tr1的顶点的线圈a、c、d确定为振荡对象的送电线圈L1。
[0154] 图21是表示如图20所示在线圈a、c、d的正上方载置有线圈A的情况下，振荡控制部120输出的脉冲电压的波形图。在图20的情况下，振荡控制部120将线圈a、c、d确定为振荡对象。因此，如图21所示，振荡控制部120使与线圈a的右侧相邻的线圈d的脉冲电压的相位相对于线圈a的脉冲电压延迟120度。
[0155] 此外，振荡控制部120使线圈c的脉冲电压的相位相对于线圈d的脉冲电压延迟120度。
[0156] 由此，即使线圈A载置于图20所示的正三角形Tr1的重心附近，也能够使磁束与该线圈A交链，从而能够向受电装置2传输电力。
[0157] 另外，在上述说明中，向排列于正三角形的三个顶点的线圈输出了相位错开120度的三相脉冲电压，但是并不限定于此，也可以采用实施例3所示的改变频率的方法，还可以采用实施例4所示的改变电流大小的方法。
[0158] 在采用改变频率的方法的情况下，只要使频率比为1∶m∶n的不同电流流入配置于正三角形的三个顶点的各送电线圈L1即可。此外，在采用改变电流大小的方法的情况下，只要使大小比为1∶m∶n的不同电流流入配置于正三角形的三个顶点的各送电线圈L1即可。此处，作为m、n，例如采用1以外的数(例如2以上的整数)即可。
[0159] 图22是表示如图20所示在线圈a、c、d的正上方载置有线圈A的情况下，当采用改变频率的方法时振荡控制部120输出的脉冲电压的波形图。
[0160] 如图22所示，线圈a、c、d分别通过频率比为1∶m∶n的脉冲电压而被驱动。由此，频率不同的电流流入线圈a、c、d，能够使各正三角形的重心处的磁束密度(magnetic fluxdensity)均匀。
[0161] (实施例9)
[0162] 本发明的实施例9所涉及的非接触电力传输系统以各送电线圈L1以中心错开的方式层状排列为特征。图23表示本发明的实施例9所涉及的送电线圈L1的排列图。另外，在本实施例中，对于与实施例1至8相同的内容省略说明。
[0163] 如图23所示，送电线圈L1被排列于三个薄片(sheet)S1至S3上。薄片S1至S3分别采用送电线圈L1被排列成M行×N列(在图23中为3行×4列)的线圈薄片(coilsheet)。
[0164] 另外，在各个薄片S1至S3中，送电线圈L1的纵向和横向的排列间距相等。
[0165] 而且，薄片S1至S3以送电线圈L1的中心错开的方式被层叠。在图23中，薄片S1的送电线圈L1的中心CT1相对于薄片S3的送电线圈L1的中心CT3向下侧偏移a，薄片S2的送电线圈L1的中心CT2相对于薄片S3的送电线圈L1的中心CT3向左侧错开a。
[0166] 另外，图23的薄片S1至S3的错开方式只是一个示例，也可以采用其他的错开方式。
[0167] 如上所述，由于以送电线圈L1的中心错开的方式层叠薄片S1至S3，所以能够更可靠地防止只要是在振荡对象的送电线圈L1的正上方，就会产生磁束彼此抵消而使得与线圈A交链的磁束变为0的位置的情况。由此，无论将线圈A载置于载置部PL的哪个位置，都能够使线圈A与磁束交链。因此，能够在实现省电的同时将电力可靠地传输至受电装置2。
[0168] (实施例10)
[0169] 实施例10所涉及的非接触电力传输系统以在载置部PL上没有载置受电装置2的情况下，间歇振荡所有的送电线圈L1为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至9相同的内容省略说明。此外，作为供电用电路11的结构，可以采用图2和图19中的任一结构。
[0170] 在本实施例中，在判定部110判定为在所有的送电线圈L1的正上方都没有载置受电装置2的情况下，图2或图19所示的振荡控制部120输出脉冲电压，间歇振荡所有的送电线圈L1。此处，振荡控制部120通过向各开关元件FET输出与在实施例5中为了实现间歇振荡而输出的脉冲电压相同的脉冲电压来间歇振荡送电线圈L1即可。
[0171] 由此，当在载置部PL上完全没有载置受电装置2的状态下新载置受电装置2时，检测部112能够检测出新载置了受电装置2。
[0172] 如上所述，根据本实施例所涉及的非接触电力传输系统，在载置部PL上没有载置受电装置2的情况下间歇振荡各送电线圈L1，所以能够在降低待机功耗的同时检测有没有载置受电装置2。
[0173] (实施例11)
[0174] 本发明的实施例11所涉及的非接触电力传输系统以使送电线圈L1的尺寸比受电线圈L2的尺寸大(送电线圈L1的尺寸＞受电线圈L2的尺寸)为特征。如果将受电线圈L2的尺寸设定为送电线圈L1的尺寸的大约几倍的大小，从而使受电线圈L2的尺寸比送电线圈L1的尺寸大(受电线圈L2＞送电线圈L1)，受电线圈L2能够位于多个送电线圈L1的正上方，能够防止与受电线圈L2交链的磁束为0的情况。
[0175] 但是，作为受电装置2采用例如像电动牙刷那样的比较小型的装置的情况下，受电线圈L2的直径为10mm左右，如果使受电线圈L2的尺寸比送电线圈L1的尺寸大，则需要使送电装置L1的直径为5mm左右。
[0176] 但是，由于送电装置1和受电装置2的壳体造成的间隙大约为3mm至4mm，所以当将送电线圈L1的直径设定为5mm左右时，存在无法对载置于离3mm至4mm处的受电线圈L2生成交链的磁束的可能性。由此，通过使送电线圈L1的尺寸比受电线圈L2的尺寸大，即使在采用小型的装置作为受电装置2的情况下，也能够使受电线圈L2与磁束交链，从而能够将电力传输至受电装置2。
[0177] 但是，当将送电线圈L1的尺寸设定为比受电线圈L2的尺寸大时，如图16所示，会产生与受电线圈L2交链的磁束为0的位置，但是通过如实施例1等中说明的使流入作为振荡对象的多个送电线圈L1的电流的相位错开，就能够如图17所示，在不受制于受电线圈L2的载置位置的情况下使受电线圈L2与磁束交链。
[0178] 由此，即使采用像电动牙刷那样的小型装置作为受电装置2，也能够在不受制于受电装置2的载置位置的情况下传输电力。
[0179] (实施例12)
[0180] 本发明的实施例12的非接触电力传输系统以在实施例1至11中的任一非接触电力传输系统中，对二次电池BT进行恒流充电为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至11相同的内容省略说明。图24表示本发明的实施例12所涉及的受电装置2的电路图。如图24所示，受电装置2具有受电线圈L2、整流电路21、电容C4、开关元件FET1、电阻R10以及控制部22。
[0181] 整流电路21具有正极与电容C4的其中一端连接的二极管D2、以及其中一端与二极管D2的负极连接，另一端与二次电池BT的负极连接的电容C5。二极管D2的功能与图3中的二极管相同，因此省略说明。电容C5是用于平滑的电容。
[0182] 电容C4与受电线圈L2并联连接，是为了接收更多的来自送电装置1的电力而设置的用于匹配的电容(matching capacitor)。
[0184] 控制部22检测流入电阻R10的电流，并向开关元件FET1的栅极输出PWM信号，对开关元件FET1进行PWM控制，从而使该电流恒定。
[0185] 图25(A)表示相邻的三个送电线圈L1，图25(B)是表示图25(A)所示的三个送电线圈L1的磁束密度的分布的坐标图。另外，在图25(B)中，纵轴表示磁束密度，横轴表示连结图25(A)所示的三个送电线圈L1的中心CT的直线上的各个位置。
[0186] 如图25(B)所示，可知磁束密度在中心CT处形成峰值，在连接相邻的中心CT而成的线段的中点处形成谷值，呈锯齿状地变化。
[0187] 因此，在受电线圈L2载置于中心CT的正上方的情况下，磁束密度大，能够供给大量的电力，因此控制部22减小PWM信号的占空比，缩短开关元件FET1的导通期间。另一方面，在受电线圈L2载置于相邻的中心CT之间的中点的正上方的情况下，磁束密度小，供给的电力少，因此控制部22增大PWM信号的占空比，延长开关元件FET1的导通期间。由此，平均算来，向二次电池BT供给恒定的电流，从而二次电池BT被恒流充电。
[0188] (实施例13)
[0189] 实施例13所涉及的非接触电力传输系统以根据载置于载置部PL的受电装置2的大小，改变传输给受电装置2的电力为特征。另外，在本实施例中，对于与实施例1至12相同的内容省略说明。此外，作为供电用电路11，可以采用图2和图19中的任一电路。
[0190] 在本实施例中，图2和图19所示的判定部110与实施例3一样，通过线性插值来对送电线圈L1设定权重值。然后，判定部110根据权重值的分布来确定载置有几台受电装置2。
[0191] 图26表示在载置部PL上载置有两台受电装置2的情况下的送电线圈L1和受电线圈L2。在图26中，设在线圈a、b、d、e上载置有第一台受电装置2的受电线圈L2、即线圈A，并且在线圈h、i、k、l上载置有第二台受电装置2的受电线圈L2、即线圈B。
[0192] 在该情况下，假设判定部110通过对与各送电线圈L1相对应的电压Ve进行线性插值，从而分别对线圈a、b、d、e和线圈h、i、k、l如下地设定了权重值。
[0193] a：0.4、b：0.2、d：0.3、e：0.1
[0194] h：0.3、i：0.4、k：0.5、l：0.7
[0195] 于是，由于权重值的分布以线圈a、b、d、e为一个集群，所以判定部110将线圈a、b、d、e判定为一群线圈L1，由于权重值的分布以线圈h、i、k、l为另一个集群，所以判定部110将线圈h、i、k、l判定为另一群线圈L1。
[0196] 接着，判定部110算出各群送电线圈L1的权重值的合计值，并将该合计值作为各群中权重值最大的送电线圈L1的权重值来进行计算。
[0197] 在图26的情况下，在线圈a、b、d、e这一群中，由于权重值的合计值为0.4+0.2+0.3+0.1＝1.0，并且线圈a的权重值最大，所以判定部110赋予1.0作为线圈a的权重值。而且，在线圈h、i、k、l这一群中，由于权重值的合计值为0.3+0.4+0.5+0.7＝
1.9，并且线圈l的权重值最大，所以判定部110赋予1.9作为线圈l的权重值。
1.9，并且线圈l的权重值最大，所以判定部110赋予1.9作为线圈l的权重值。
[0198] 然后，在某群中，当对权重值最大的送电线圈L1赋予的权重值大于预定的阈值时，判定部110判定为在该送电线圈L1的正上方载置有大的受电装置2。另一方面，在某群中，当对权重值最大的送电线圈L1赋予的权重值小于预定的阈值时，判定部110判定为在该送电线圈L1的正上方载置有小的受电装置2。
[0199] 在图26的情况下，当将阈值设定为1.5时，由于对线圈a赋予的权重值为1.0，其小于阈值，所以判定为在线圈a的正上方载置有小的受电装置2。另一方面，由于对线圈l赋予的权重值为1.9，其大于阈值，所以判定为在线圈l的正上方载置有大的受电装置2。
[0200] 振荡控制部120将由判定部110赋予了权重值的送电线圈L1、以及在与该送电线圈L1相邻的送电线圈L1中权重值仅次于该送电线圈L1的送电线圈L1确定为振荡对象的送电线圈L1。
[0201] 在图26中，在线圈a、b、d、e中，线圈a的权重值最大，而权重值仅次于线圈a的送电线圈L1是线圈d，因此线圈a、d被确定为振荡对象的送电线圈L1。此外，在线圈h、i、k、l中，线圈l的权重值最大，权重值仅次于线圈l的送电线圈L1是线圈k，因此线圈l、k被确定为振荡对象的送电线圈L1。
[0202] 然后，振荡控制部120输出脉冲电压，使流入按每群确定的作为振荡对象的送电线圈L1的相邻两个送电线圈L1的电流的相位错开90度。
[0203] 在该情况下，振荡控制部120以与载置有小的受电装置2的相邻两个送电线圈L1相比，向载置有大的受电装置2的相邻两个送电线圈L1中流入更大的电流的方式输出脉冲电压即可。
[0204] 具体而言，振荡控制部120使载置有大的受电装置2的相邻两个送电线圈L1中的脉冲电压的占空比大于载置有小的受电装置2的相邻两个送电线圈L1中的脉冲电压的占空比即可。
[0205] 在图26的情况下，振荡控制部120输出脉冲电压，使相位错开90度的电流流入线圈a、d。而且，振荡控制部120输出脉冲电压，使相位延迟90度的电流流入线圈l、k。
[0206] 然后，由于在线圈a、d上载置有小的受电装置2，而在线圈l、k上载置有大的受电装置2，所以振荡控制部120使针对线圈a、d的脉冲电压的占空比小于针对线圈l、k的脉冲电压的占空比即可。
[0207] 图27是表示本发明的实施例13中的非接触电力传输系统的动作的流程图。首先，当电源接通时(步骤ST1)，从微机100间歇地输出脉冲电压，各送电线圈L1间歇振荡(步骤ST2)。
[0208] 接着，判定部110当检测出载置有受电装置2时(步骤ST3)，对各送电线圈L1设定权重值(步骤ST4)，并针对每一群送电线圈L1算出权重值的合计值(步骤ST5)。
[0209] 接着，判定部110针对每一群送电线圈L1确定权重值最大的送电线圈L1，并利用权重值的合计值判定在该送电线圈L1的正上方载置有大的受电装置2还是载置有小的受电装置2(步骤ST6)。
[0210] 接着，振荡控制部120确定各群中的两个送电线圈L1作为振荡对象的送电线圈L1，即权重值最大的送电线圈L1和与该送电线圈L1相邻的送电线圈L1中权重值仅次于该送电线圈L1的送电线圈L1，让这些送电线圈L1以相位错开90度的方式振荡，并且让除振荡对象以外的送电线圈L1间歇振荡(步骤ST7)。然后，处理返回到步骤ST3。
[0211] 如上所述，根据本实施例所涉及的非接触电力传输系统，能够向大的受电装置2传输较多的电力，而向小的受电装置2传输相对较少的电力，从而能够向受电装置2有效率地传输电力。
[0212] 另外，即使在载置有多个受电装置2的情况下，也能够向各受电装置2传输与各受电装置2的大小相对应的适当电力。
[0213] 本发明的技术特征归纳为如下内容。
[0214] (1)本发明所涉及的非接触电力传输系统，具备包含传输电力的送电线圈的送电装置以及包含与所述送电线圈磁耦合的受电线圈的受电装置，其中，所述送电装置包括，用于载置所述受电装置的载置部、排列于所述载置部的下侧的多个送电线圈、他激振荡各送电线圈的振荡部、检测各送电线圈的感应系数的检测部以及基于由所述检测部检测出的各送电线圈的感应系数，判定所述受电装置在所述载置部中的载置位置的判定部，其中，所述振荡部基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，并设定流入各送电线圈的电流的参数，使流入被确定的多个送电线圈的电流的波形错开。
[0215] 根据该结构，检测各送电线圈的感应系数，基于检测出的感应系数判定受电装置的载置位置，并基于判定的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈，将流入各送电线圈的电流的参数设定为流入被确定的多个送电线圈的电流的波形错开，以此让这些多个送电线圈振荡。
[0216] 因此，无论将受电装置载置于载置部的哪个位置，都不会在作为振荡对象的送电线圈的正上方的载置部中产生从多个送电线圈产生的磁束相互抵消而使得与受电线圈交链的磁束变为0的部位，能够可靠地对受电装置进行充电。
[0217] 此外，由于根据受电装置的载置位置确定作为振荡对象的多个送电线圈，所以仅让对非接触充电起作用的送电线圈振荡，而对非接触充电不起作用的送电线圈不振荡，结果能够实现省电。
[0218] 此外，通过设定分别流入作为振荡对象的多个送电线圈中的电流的参数等简便的控制，就能实现省电。
[0219] 此外，由于基于送电线圈的感应系数判定载置部的哪个位置是受电装置的载置位置，所以即使不另行设置用于判定载置位置的通信手段，也能够判定载置位置，从而能够实现装置的简便化和低成本化。
[0220] (2)较为理想的是，所述振荡部基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，使流入被确定的多个送电线圈的电流的相位错开。
[0221] 根据该结构，通过使流入作为振荡对象的多个送电线圈的电流的相位错开等简便的控制，就能可靠地对受电装置进行充电。
[0222] (3)较为理想的是，所述振荡部基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，使流入被确定的多个送电线圈的电流的频率变化。
[0223] 根据该结构，通过改变流入作为振荡对象的多个送电线圈的电流的频率等简便的控制，就能可靠地对受电装置进行充电。
[0224] (4)较为理想的是，所述振荡部基于由所述判定部判定的所述受电装置的载置位置，确定作为振荡对象的多个送电线圈，使流入被确定的多个送电线圈的电流的大小改变。
[0225] 根据该结构，通过改变流入作为振荡对象的多个送电线圈的电流的大小等简便的控制，就能可靠地对受电装置进行充电。
[0226] (5)较为理想的是，所述多个送电线圈排列成格子状，所述振荡部使流入作为振荡对象的多个送电线圈中的相邻的送电线圈的两相电流的相位错开90度。
[0227] 根据该结构，由于流入相邻的送电线圈的电流的相位错开90度，所以能够使载置部处的磁束密度大致均匀，从而无论将受电装置载置于载置部的哪个部位，都能够对受电装置进行充电。
[0228] (6)较为理想的是，所述多个送电线圈排列成格子状，所述振荡部使流入作为振荡对象的多个送电线圈中的相邻的送电线圈的相互不同的电流的频率比为1∶m，其中，m＞0。
[0229] 根据该结构，由于使频率比为1∶m(m＞0)的不同电流流入相邻的送电线圈，所以能够使载置部处的磁束密度大致均匀，从而无论将受电装置载置于载置部的哪个部位，都能够对受电装置进行充电。
[0230] (7)较为理想的是，所述多个送电线圈排列成格子状，所述振荡部使流入作为振荡对象的多个送电线圈中的相邻的送电线圈的相互不同的电流的大小比为1∶m，其中，m＞0。
[0231] 根据该结构，由于使大小比为1∶m(m＞0)的不同电流流入相邻的送电线圈，所以能够使载置部处的磁束密度大致均匀，从而无论将受电装置载置于载置部的哪个部位，都能够对受电装置进行充电。
[0232] (8)较为理想的是，所述各送电线圈，尺寸相同，并以各送电线圈的中心位于正三角形的网格的顶点的方式被排列，所述振荡部使流入排列于由所述判定部判定的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的各顶点的三个送电线圈的三相电流的相位错开120度。
[0233] 根据该结构，由于送电线圈以中心位于正三角形的网格的方式排列，所以能够减小送电线圈之间的间隙。此外，由于使相位相差120度的三相电流流入位于排列在受电装置的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的顶点处的三个送电线圈，所以能够使各正三角形的重心处的磁束密度均匀。
[0234] (9)较为理想的是，所述各送电线圈，尺寸相同，并以各送电线圈的中心位于正三角形的网格的顶点的方式被排列，所述振荡部使流入排列于由所述判定部判定的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的各顶点的三个送电线圈的相互不同的电流的频率比为1∶m∶n，其中，m＞0、n＞0。
[0235] 根据该结构，由于送电线圈以中心位于正三角形的网格的方式排列，所以能够减小送电线圈之间的间隙。此外，由于使频率比为1∶m∶n的不同电流流入位于排列在受电装置的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的顶点处的三个送电线圈，所以能够使各正三角形的重心处的磁束密度均匀。
[0236] (10)较为理想的是，所述各送电线圈，尺寸相同，并以各送电线圈的中心位于正三角形的网格的顶点的方式被排列，所述振荡部使流入排列于由所述判定部判定的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的各顶点的三个送电线圈的相互不同的电流的大小比为1∶m∶n，其中，m＞0、n＞0。
[0237] 根据该结构，由于送电线圈以中心位于正三角形状的网格的方式排列，所以能够减小送电线圈之间的间隙。此外，由于使大小比为1∶m∶n的不同电流流入位于排列在受电装置的载置位置的下侧的送电线圈所属的正三角形的顶点处的三个送电线圈，所以能够使各正三角形的重心处的磁束密度均匀。
[0238] (11)较为理想的是，所述振荡部间歇振荡除作为振荡对象的送电线圈以外的送电线圈。
[0239] 根据该结构，由于间歇振荡作为振荡对象的送电线圈以外的送电线圈，所以例如即使在不是振荡对象的送电线圈的正上方的载置部上载置其他的受电装置，也能够检测出该其他的受电装置的载置位置。即，如果使不是振荡对象的送电线圈的振荡完全停止，则不能检测出新载置的受电装置，但是通过使其间歇振荡，能够检测出是否载置了受电装置，并且在检测出载置了受电装置时对该受电装置进行充电。
[0240] (12)较为理想的是，所述检测部基于各送电线圈的电压，检测各送电线圈的感应系数。
[0241] 根据该结构，由于基于各送电线圈的电压检测各送电线圈的感应系数，所以能够以简单的结构检测受电装置的载置位置。
[0242] (13)较为理想的是，所述检测部采用对应于与各送电线圈磁耦合的各送电线圈的多个反馈线圈，并基于各反馈线圈的电压检测各送电线圈的感应系数。
[0243] 根据该结构，由于设置有与各送电线圈磁耦合的多个反馈线圈，所以能够采用耐压性能弱的元件来作为构成检测部的电路元件，从而能够降低成本。
[0244] (14)较为理想的是，所述判定部以各送电线圈的权重值随着各送电线圈的电压的降低而增大的方式对各送电线圈设定权重值，并根据设定的权重值判定所述载置位置。
[0245] 根据该结构，由于送电线圈L1的电压随着与受电线圈L2之间的距离的缩短而下降，所以与各送电线圈L1的电压相对应地对各送电线圈L1设定权重值，能够根据设定的权重值的大小判定在各送电线圈L1的正上方是否载置有受电装置2，并且能够根据设定有较大权重值的连续的送电线圈L1的数量判定载置有多大的受电装置2。
[0246] (15)较为理想的是，各送电线圈以其中心错开的方式被层状排列。
[0247] 根据该结构，由于各送电线圈以中心错开的方式层状排列，所以能够更可靠地使载置部的各位置处的磁束密度恒定。
[0248] (16)较为理想的是，当所述判定部判定为所述载置部上未载置有所述受电装置的情况下，所述振荡部对所有的送电线圈进行间歇振荡。
[0249] 根据该结构，由于在载置部上没有载置受电装置的情况下间歇振荡各送电线圈，所以能够在降低待机功耗的同时检测有没有载置受电装置。
[0250] (17)较为理想的是，所述送电线圈的尺寸比所述受电线圈的尺寸大。
[0251] 根据该结构，即使采用像电动牙刷那样的小型装置作为受电装置，也能够不受制于受电装置的载置位置而传输电力。
[0252] (18)较为理想的是，所述受电装置包括：基于所述受电线圈接收的电力被充电的二次电池、对所述受电装置接收到的电流进行整流及平滑的整流电路、接通或断开所述整流电路与所述二次电池之间的连接的开关元件以及控制所述开关元件，使供给至所述二次电池的电流为恒定的控制部。
[0253] 根据该结构，能够对受电装置的二次电池进行恒流充电。
[0254] (19)较为理想的是，所述判定部根据对各送电线圈设定的权重值，判定载置于所述载置部上的受电装置的大小，所述振荡部根据由所述判定部判定的受电装置的大小，改变传输至所述受电装置的电力。
[0255] 根据该结构，能够向大的受电装置传输较多的电力，而向小的受电装置传输相对较少的电力，从而能够向受电装置有效率地传输电力。
[0256] (20)较为理想的是，当有多个受电装置载置在所述载置部上时，所述判定部基于所述权重值判定各受电装置的大小。
[0257] 根据该结构，即使在载置有多个受电装置的情况下，也能够向各受电装置传输与各受电装置的大小相对应的适当电力。
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