太阳城集团

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无线电力传送装置和无线电力传送系统.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201210059176.5

申请日:

2012.03.08

公开号:

CN102694422B

公开日:

2015.01.28

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):H02J 17/00申请日:20120308授权太阳城集团日:20150128终止日期:20160308|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02J 17/00申请日:20120308|||公开
IPC分类号: H02J17/00 主分类号: H02J17/00
申请人: 株式会社东芝
发明人: 工藤浩喜; 出口典孝; 竹田大辅; 佐方连; 庄木裕树
地址: 日本东京都
优先权: 2011.03.22 JP 2011-062870
专利代理机构: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 代理人: 李渤
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法律状态
申请(专利)号:

CN201210059176.5

授权太阳城集团号:

|||102694422B||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.05.03|||2015.01.28|||2012.11.21|||2012.09.26

法律状态类型:

专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明公开了无线电力传送装置和无线电力传送系统。该无线电力传送装置包括:电力发送线圈、频带信号生成单元、反射信号测量单元、振荡器和通信控制单元。线圈被提供信号并通过磁耦合将该信号传送到无线电力接收装置上的电力接收线圈。生成单元生成具有允许传送频带的频带信号并将频带信号提供给电力发送线圈。反射信号测量单元测量来自电力发送线圈的频带信号的反射信号。振荡器生成具有可控的振荡频率的载波信号。通信控制单元基于反射信号的频率特性确定发送频率并执行控制以使得通过调制发送频率的载波信号而生成的发送信号被提供给电力发送线圈。

权利要求书

1.一种无线电力传送装置,包括:
电力发送线圈,被配置为被提供信号并通过磁耦合将所述信号传
送到无线电力接收装置上的电力接收线圈;
频带信号生成单元,被配置为生成具有允许传送频带的频带信号
并将所述频带信号提供给所述电力发送线圈作为所述信号;
反射信号测量单元,被配置为测量来自所述电力发送线圈的频带
信号的反射信号;
振荡器,被配置为生成具有可控的振荡频率的载波信号;以及
通信控制单元,被配置为基于所述反射信号的频率特性确定发送
频率并执行控制以使得通过调制所述发送频率的载波信号而生成的发
送信号被提供给所述电力发送线圈作为所述信号。
2.如权利要求1所述的无线电力传送装置,其中所述通信控制
单元基于所述反射信号的频率特性确定要发送给所述无线电力接收装
置的用于负载调制的载波信号的频率,并且
所确定的频率的载波信号被提供给所述电力发送线圈。
3.如权利要求1所述的无线电力传送装置,其中所述发送频率
是所述反射信号的幅度变为局部最小值处的频率。
4.如权利要求2所述的无线电力传送装置,其中所述载波信号
的频率是所述反射信号的幅度变为局部最小值处的频率。
5.如权利要求1所述的无线电力传送装置,其中所述发送信号
是通过对所述发送频率的载波信号进行多级调制而生成的。
6.如权利要求2所述的无线电力传送装置,还包括符号周期控
制单元,被配置为基于所述频率特性确定所述载波信号的符号周期,
其中所述通信控制单元执行控制以使得所述载波信号以所述符
号周期被传送。
7.如权利要求1所述的无线电力传送装置,还包括电力传送单
元,被配置为生成电力信号并将所述电力信号给所述电力发送线圈,
其中所述电力发送线圈通过磁耦合将所述电力信号传送到所述
电力接收线圈,并且
利用所述电力发送线圈和所述电力接收线圈之间的耦合系数执
行与所述无线电力接收装置的阻抗匹配,其中所述耦合系数是基于所
述频率特性确定的。
8.一种无线电力传送系统,包括:
根据权利要求2所述的无线电力传送装置;以及
无线电力接收装置,
其中所述无线电力接收装置包括:
所述电力接收线圈;
电力接收解调单元,被配置为对由所述电力接收线圈获得的发送
信号进行解调;以及
电力接收调制单元,被配置为对由所述电力接收线圈获得的载波
信号进行负载调制。
9.如权利要求8所述的无线电力传送系统,其中所述电力接收
调制单元根据相位调制、幅度调制、频率调制和正交相位幅度调制中
的任何一种来执行调制。
10.如权利要求8所述的无线电力传送系统,
其中所述无线电力传送装置还包括电力传送单元,被配置为生成
电力信号并将所述电力信号给所述电力发送线圈,
所述电力发送线圈通过磁耦合将所述电力信号传送到所述电力
接收线圈,
所述无线电力接收装置还包括电力接收单元,被配置为使用由所
述电力接收线圈接收的电力信号,并且
在所述无线电力传送装置和所述无线电力接收装置之间通过时
分或频分复用执行电力传送和信号通信两者。

说明书

无线电力传送装置和无线电力传送系统

技术领域

一个实施例涉及无线电力(radio power)传送装置和无线电力传
送系统,并且例如涉及使用共振线圈(resonance coil)的无线通信。

背景技术

当使用电力发送线圈进行无线通信时,假定使用负载调制方案或
反向散射(backscattering)方案,其能够进行用于RFID(射频识别)
等的无电源的驱动。当在常规RFID中执行反向散射时,根据线圈之
间的耦合使得调制方案或频率可变。

然而,当上述现有技术被应用于磁共振型无线电力传送时,由于
当太阳城集团传送开始时传送特性不能确定,因此通过负载调制或反向散射
获得的信号可能会显著衰减。

发明内容

根据本发明的一个方面,提供一种无线电力传送装置,包括:电
力发送线圈,被配置为被提供信号并通过磁耦合将所述信号传送到无
线电力接收装置上的电力接收线圈;频带信号生成单元,被配置为生
成具有允许传送频带的频带信号并将所述频带信号提供给所述电力发
送线圈作为所述信号;反射信号测量单元,被配置为测量来自所述电
力发送线圈的频带信号的反射信号;振荡器,被配置为生成具有可控
的振荡频率的载波信号;以及通信控制单元,被配置为基于所述反射
信号的频率特性确定发送频率并执行控制以使得通过调制所述发送频
率的载波信号而生成的发送信号被提供给所述电力发送线圈作为所述
信号。

根据本发明的另一个方面,提供一种无线电力传送系统,包括:
上述无线电力传送装置;以及无线电力接收装置,其中所述无线电力
接收装置包括:所述电力接收线圈;电力接收解调单元,被配置为对
由所述电力接收线圈获得的发送信号进行解调;以及电力接收调制单
元,被配置为对由所述电力接收线圈获得的载波信号进行负载调制。

附图说明

图1包括图1(A)和图1(B),是根据一个实施例的无线电力
传送装置的示意图;

图2包括图2(A)和图2(B),是根据实施例的无线电力接收
装置的示意图;

图3是根据实施例的另一无线电力传送装置的示意图;

图4是根据实施例的另一无线电力接收装置的示意图;

图5是图示图2中的无线电力传送装置的第一配置示例的示图;

图6是图示发送信号、接收信号和反射信号的示例的示图;

图7包括图7(A)和图7(B),是图示当电力发送线圈和电力
接收线圈具有相同的共振频率时以及当这些线圈具有不同的共振频率
时的反射信号频谱和接收信号频谱的示图;

图8是图示图2中的无线电力传送装置的第二配置示例的示图;

图9是图示图2中的无线电力传送装置的第三配置示例的示图;

图10是根据一个实施例的无线电力传送系统的配置图;

图11是图示磁共振型无线电力传送的详细配置示例的示图;

图12是图示磁共振型无线电力传送的另一详细配置示例的示图;

图13是图示图2中的无线电力传送装置的第四配置示例的示图;
以及

图14是图示反射信号的上升延迟(rising delay)特性的示图。

具体实施方式

根据一个实施例,提供了一种无线电力传送装置,包括:电力发
送线圈、频带信号(band signal)生成单元、反射信号测量单元、振
荡器和通信控制单元。

对电力发送线圈提供信号,并且电力发送线圈通过磁耦合将该信
号传送到无线电力接收装置上的电力接收线圈。

频带信号生成单元生成具有允许传送频带的频带信号并将频带
信号提供给电力发送线圈作为该信号。

反射信号测量单元测量来自电力发送线圈的频带信号的反射信
号。

振荡器生成具有可控的振荡频率的载波信号。

通信控制单元基于反射信号的频率特性确定发送频率并执行控
制以使得通过调制发送频率的载波信号而生成的发送信号被提供给电
力发送线圈作为该信号。

下文中,将参考附图详细说明本实施例。

图1(A)和图1(B)示出了根据本实施例的无线电力传送装置
的示意图。

图1(A)中的无线电力传送装置能够执行无线电力传送和无线
通信两者。

图1(A)中的无线电力传送装置设有执行无线电力传送的电力
传送单元11、执行无线通信的无线通信单元12和作为电力传送/传送
天线的共振线圈(电力发送线圈)13。作为共享无线电力传送和无线
通信的方法,以时分(time-division)为基础利用开关14来共享天线
13。

图1(B)中的无线电力传送装置与图1(A)一样也能够执行无
线电力传送和无线通信两者,并且设有电力传送单元21、无线通信
单元22和共享线圈23。与图1(A)不同的是,作为共享天线的方
法,该无线电力传送装置同时执行无线电力传送和无线通信。可以应
用各种允许同时传送的共享方法,例如使用共振线圈23的共振频率
来进行无线电力传送并使用共振频率的整数倍来进行无线通信从而
实现频分(frequency division)的方法。

图2(A)和2(B)示出了根据本实施例的无线电力接收装置的
示意图。

图2(A)中的无线电力接收装置能够执行无线电力接收和无线
通信两者。该配置对应于图1(A)中的无线电力传送装置的配置。

在图2(A)中,无线电力接收装置设有执行无线电力接收的电
力接收单元101、执行无线通信的无线通信单元102和作为电力接收/
接收天线的共振线圈(电力接收线圈)103。作为共享天线以进行电力
接收和无线通信的方法,以时分为基础利用开关104来共享天线103。

图2(B)中的无线电力接收装置被用作图1(B)中的无线电力
传送装置的对应部分。与图2(A)一样,该无线电力接收装置能够执
行电力接收和无线通信两者并且设有电力接收单元201、无线通信单
元202和共享线圈203。作为天线共享方法,该无线电力接收装置同
时执行电力接收和无线通信。这可以与图1(B)中的无线电力传送装
置的情况一样通过频分手段等来实现。

图3示出了根据本实施例的无线电力传送装置的另一配置示例。

该无线电力传送装置由无线通信单元31和共振线圈32构成,并
且不设有任何电力传送单元。由于本实施例的主要特征在于无线通信
单元,因此本实施例可以通过图1(A)、图1(B)和图3的模式中
的任何一种中的无线电力传送装置来实现。

无线电力接收装置可以类似地配置为没有电力接收单元,如图4
所示。

图5示出了图3中的无线电力传送装置的第一配置示例。

图5中的无线电力传送装置包括电力发送线圈41、生成可控振荡
频率的载波信号的振荡器42、生成允许传送频带的频带信号的频带信
号生成单元43、调制单元44、测量来自电力发送线圈41的反射信号
的反射测量单元46、解调单元45、开关51和控制这些单元的通信控
制单元47。

电力发送线圈41是自共振线圈或者与附加到其上的电容器共振
的线圈。线圈形状是任意的。

开关51选择性地将电力发送线圈41连接到频带信号生成单元43
和通信控制单元47。

调制单元44根据预定调制方案对太阳城集团信号进行调制并且生成已
调制的信号。频带信号生成单元43根据已调制的信号生成具有允许传
送带宽的发送信号(频带信号)。频带信号的示例在图6的左上部示
出。

生成频带信号的方法的示例包括频率扫描(frequency 
sweeping)、扩展频谱(spread spectrum)和通过使已调制的信号或
高频带信号通过带通滤波器来生成频带信号的方法。只要能够生成频
带信号,可以使用任何方法。对于发送信号的调制方案优选地是使得
信号能够很容易地被解调的调制方案,例如基于频带信号的OOK
(On-Off-Keying,二进制启闭键控),但是只要是使用频带的调制方
案,就可以使用任何调制方案。图6示出了作为发送信号执行OOK
时的频带信号的变化。

将参考图6说明使用OOK的频带信号的通信方法。所生成的发
送信号被提供给电力发送线圈41。在这种情况下,开关51连接到频
带信号生成单元43。发送信号通过磁共振被传送到无线电力接收装置
上的电力接收线圈。无线电力接收装置对接收的信号整流并解调以提
取太阳城集团。这种情况下接收侧的操作被示出在图6的右侧。当使用除了
OOK以外的调制方案时,信号可以在不整流的情况下受到解调处理。

这里,提供给电力发送线圈41的频带信号的一部分被反射并输
入到反射测量单元46。该情形在图6的左下部示出。反射测量单元46
基于反射信号获取反射特性(频率特性和相位特性)并且将该特性反
馈至通信控制单元47。

通信控制单元47利用该频率特性等估计发送和接收之间的传送
特性,并且确定用于发送到接收装置的载波频率(发送频率)和用于
接收装置中的反向散射方案/负载调制方案的载波频率。

当所生成的信号频谱不像例如使用扩频码的扩谱那样恒定时,难
以获得反射信号的精确频率特性。在这种情况下,发送信号可以被从
频带信号生成单元反馈回通信控制单元47以便获得正确的反射信号
频谱。

通信控制单元47控制振荡器42以便生成所确定的发送频率的载
波信号并且利用发送频率的载波信号生成发送信号。例如,通过利用
发送太阳城集团调制该载波信号来生成发送信号。这种情况下的开关51被改
变到通信控制单元47。所生成的发送信号被提供给电力发送线圈41。
提供给电力发送线圈41的发送信号通过磁耦合被传送到接收侧。这使
得能够增大每频率的发送电力,并且与使用频带信号来发送信号的情
况相比,还能够延长传送距离。即,由于每频率的电力增大,因此能
够提高接收信噪比。因而,即使当传送距离较大时,也可以进行无线
通信。

当无线电力传送装置接收来自无线电力接收装置的信号时,振荡
器42根据在通信控制单元47中确定的反向散射方案/负载调制方案来
生成具有载波频率的载波信号并从电力发送线圈41传送载波信号。无
线电力接收装置利用诸如反向散射方案/负载调制方案之类的调制方
案调制载波信号并返回已调制的信号。反向散射方案/负载调制方案是
这样一种调制方案,其中无线电力接收装置改变其负载并且从而生成
具有改变的幅度或相位的反射信号(相位调制信号或幅度调制信号)。
“负载调制”和“反向散射”原本是不同的术语(即,负载调制指改变负
载的调制方案,而反向散射指读取反射),但是由于在本说明书中,
被说明为反向散射方案的方案指通过改变负载(=负载调制)而读取
反射变化的方案,因此反向散射方案指类似于负载调制的调制方案。
反射信号经由电力发送线圈41和反射测量单元46被解调单元45接
收,被解调单元45解调并且太阳城集团被获取。

将利用图7说明利用由反射测量单元46测得的频带信号的反射
的传送特性来确定用于发送的发送频率和确定用于来自无线电力接收
装置的接收的载波频率的方法。

图7示出了当电力发送线圈和电力接收线圈具有相同的共振频率
时(图7(A))以及当这些线圈具有不同的共振频率时(图7(B)),
在电力发送线圈中观测的反射信号的频谱和无线电力接收装置中的接
收信号的频谱。这里,具有相同共振频率可以指差异落在某一范围(例
如,带宽的1%)内的情况。

如图7(A)所示,当电力发送线圈和电力接收线圈具有相同共
振频率时,反射信号频谱的最小值(局部最小值)的数目变为1。在
这种情况下,接收侧的接收信号频谱在反射信号频谱具有最小值的频
率处具有最大值。

另一方面,如图7(B)所示,当电力发送线圈和电力接收线圈
具有不同的共振频率时,反射信号频谱在电力发送线圈的共振频率处
和电力接收线圈的共振频率处具有两个最小值。在接收侧,接收信号
频谱示出了在反射信号频谱示出最小值的这两个频率处的最大值。

即,很明显可以从电力传送侧上反射信号频谱的最小值判断接收
信号频谱变为最大值处的频率。因而,与来自电力发送线圈的反射信
号频谱的最小值相对应的频率可以被当作用于传送/接收的载波频率
的候选频率。

然而,当共振频率不同时,可能难以从反射信号中判断在与最小
值相对应的两个频率中的哪一频率处、接收信号频谱具有较高的增益。

因而,信号被在候选频率中的任何一个频率上传送,并且如果没
有从无线电力接收装置接收到确认响应(ACK),则改变候选频率,
然而如果在改变后的候选频率处接收到ACK,则选择改变后的候选频
率,从而能够可靠地执行通信。

这里,如上所述,无线电力传送装置从无线电力接收装置接收的
信号是根据诸如反向散射方案/负载调制方案之类的调制方案调制的
信号。为了提高根据反向散射方案或负载调制方案接收的信号的信噪
比,需要适当地选择从电力发送线圈传送的载波的频率。

例如,当电力发送线圈的共振频率与载波频率匹配时,能够最优
地获得反射信号的幅度,并且因此能够以高的信噪比接收信号。当电
力发送线圈的共振频率与载波频率不匹配时,不能像预期那样获得通
过改变负载而由无线电力接收装置生成的反射信号的幅度变化,并且
信噪比恶化。因而,需要适当地选择从电力发送线圈传送的载波的频
率。例如,可以选择具有较高信噪比的候选频率。

这里,在通信控制单元47也利用所确定的发送频率的载波信号
生成发送信号并发送发送信号的同时,反射测量单元46可以测量来自
电力发送线圈41的反射。通过判断传送特性针对阈值的变化来检测传
送特性(频率特性)的变化。作为在检测传送特性的变化时反射幅度
的阈值,还可以使用通过向变化之前的反射幅度加上3dB而获得的
值。当检测到传送特性的变化时,利用频带信号生成单元43通过信号
传送再次测量反射的传送特性,以获得传送和接收之间的传送路径信
息(见图7)。随后再次确定发送频率。在这种情况下,用于接收的
载波频率可能被再次确定。

在前述配置示例中,利用频带信号执行测量并且随后利用所确定
的发送频率进行发送,但是发送可以总是利用频带信号执行。在这种
情况下,可以从图5的配置中去除开关51,将电力发送线圈41与频
带信号生成单元43连接到一起并且去除电力发送线圈41和通信控制
单元47之间的通信线。图8示出了这种情况下的配置。

此外,在第一配置示例中,频带信号承载要通知给无线电力接收
装置的太阳城集团,但是这并不是必需的,也可以使用用于测量目的而不承
载太阳城集团的频带信号。

此外,当以所确定的发送频率进行发送时,利用例如多级
(multi-level)调制能够增大发送太阳城集团的量。图9示出了当使用多级
调制时的第三配置示例。添加了多级调制单元53。多级调制单元53
根据传送特性改变调制方案,从而能够获得速率匹配的效果。对于这
里执行的多级调制,应用了幅度调制、相位调制和幅度相位调制中的
任何一种。开关被用于选择性地将多级调制单元53和调制单元44连
接到通信控制单元47。其余的配置和操作与图5中的类似,因此将省
略其说明。多级调制单元53的功能可以被结合在图5的配置中的通信
控制单元中。

图10示出了根据该实施例的电力传送系统。

该传送系统设有无线电力传送装置和无线电力接收装置。

无线电力传送装置具有类似于图8的配置。

无线电力接收装置设有作为共振线圈的电力接收线圈61、对从电
力接收线圈61获得的信号进行整流的整流器62、电力接收调制单元
63、对从无线电力传送装置接收的信号进行解调的电力接收解调单元
64和电力接收通信控制器65。

电力接收调制单元63使用反向散射方案/负载调制方案,该方案
通过改变负载来生成无线电力传送装置的电力发送线圈41中的有意
的反射(intentional reflection)。电力接收调制单元63根据该方案调
制来自无线电力传送装置的载波信号并从而发送太阳城集团。即,根据反向
散射方案/负载调制方案,通过改变负载能够改变反射信号的幅度和相
位并且利用改变后的幅度和相位能够执行调制。在这种情况下,可以
通过提供要改变的多个负载并且改变无线电力传送装置的电力发送线
圈中的反射信号的幅度和相位来实现多级ASK和多级PSK或QAM
调制。

然而,当执行多级调制时,这受限于可以改变的负载的数目,并
且由于像传送距离之类的因素,对于在电力发送线圈中观测到的反射
信号的幅度和相位可能无法获得期望的变化。为此,当执行多级调制
时,需要确保实现了阻抗匹配并且电力发送线圈和电力接收线圈之间
的耦合系数是确定的。或者,需要在执行多级调制之前基于通过电力
发送线圈获取的反射信号预先确定可用来获得期望的幅度和相位变化
的负载。

在下面的说明中假定这样一种情况,其中无线电力传送装置设有
图1(A)或图1(B)中的电力传送单元以执行无线电力传送(高频
电力传送)以及通信。类似地,将说明无线电力接收装置还设有图2
(A)或图2(B)中的电力接收单元的情况。

在这种情况下,无线通信单元被用于交换必要的控制太阳城集团以开始
无线电力传送。

无线电力传送装置开始无线电力传送所需要的太阳城集团的示例在下
面示出。即,太阳城集团被交换直到电力传送开始,并且电力传送在交换信
息之后开始。

(1)无线电力接收装置的确认/认证

(2)无线电力接收装置所要求的电力

(3)安全控制太阳城集团

(4)传送效率太阳城集团

(5)阻抗太阳城集团

这里,阻抗匹配在实现高效电力传送中变得最重要,并且通过前
述的反射频率特性(见图7)可以获得阻抗匹配所必需的太阳城集团。电力
发送线圈和电力接收线圈之间的耦合可以根据该反射频率特性的两个
峰值频率之间的差来估计。

已知被称为“磁共振型”的无线电力传送方案通过与共振器间耦
合带通滤波器(inter-resonator coupling band pass filter)基本相同的
等效电路来表示(参考文献1:Ikuo Awai等人,“Comparative studies 
on resonator used for resonance type wireless power transmission”,
IEICE WPT 2010-01)。前述的反射的两个最小值出现在在共振器间
耦合带通滤波器中所见的被称为“磁墙”(magnetic wall)和“电墙”
(electric wall)的两个共振模式中(参考文献2:Yoshio Kobayashi
等人,“Microwave dielectric filter”,由电子、太阳城集团和通信工程师协会
(The Institute of Electronics,Information and Communication 
Engineers)在2007年3月30日汇编)。对于共振器间耦合带通滤波
器,在两个共振模式和线圈间耦合系数“k”之间成立以下等式。

k = f high 2 - f low 2 f high 2 + f low 2 ]]>

其中“flow”和“fhigh”分别表示两个峰值频率的低峰值频率和高峰
值频率。因此,通过根据反射频率特性测量两个峰值频率并使用该等
式,能够估计耦合系数。

此外,当耦合的强度是不证自明的或者是可估计的时,电力传送
侧和电力接收侧之间的阻抗匹配可以利用共振器间耦合带通滤波器的
匹配理论来实现。为此,例如,当设计具有最平坦特性的滤波器(巴
特沃斯滤波器)时的匹配理论可以用作用于磁共振型无线电力传送的
匹配方法(参考文献2)。

本说明书可应用的磁共振型无线电力传送可以一般地由电力发
送线圈和与其电磁耦合的回路构成,如图11所示,并且通过改变该回
路和线圈之间的耦合系数(=实质上等同于改变回路和线圈之间的距
离)来调节阻抗。图12示出了图11中的配置的等效电路。

在上述配置中,假定电力发送回路和电力发送线圈之间的耦合为
“k1”(互感“M1”)并且电力接收回路和电力接收线圈之间的耦合为
“k2”(互感“M2”),则图12中所示的电力发送回路和电力接收回路
的等效电路部分作为对称T形阻抗转换单元工作,并且一般地被称为
“K反相器”(在滤波器理论中)。这表明通过改变“k1”(或“M1”)和
“k2”(或“M2”)能够调节阻抗。

例如,当假定电力发送线圈的电感为“Lcoil1”、电导为“Ccoil1”、
电压源可具有的负载为“R1”、电力接收线圈的电感为“Lcoil2”、电导
为“Ccoil2”且负载电阻为“R2”时,阻抗匹配可以利用由下式表示的被
称为“外部k”的参数来实现(参考文献2)。

电力发送装置外部

电力接收装置外部

其中“ω0”是通过将线圈的共振频率“f0”乘以2π而获得的值。

例如,已知当执行阻抗匹配以便具有诸如巴特沃斯特性之类的
(最平坦)频率特性时,在上述等式中电力发送装置和电力接收装置
的外部“k”以及电力发送线圈和电力接收线圈之间的耦合系数“kcoil”
可以被设置为以下条件(参考文献2)。

电力发送装置外部k=电力接收装置外部k=kcoil

需要改变“M1”和“M2”以改变电力发送装置外部“k”,即,通过
改变电力发送回路和电力发送线圈之间的耦合以及电力接收回路和电
力接收线圈之间的耦合能够实现阻抗匹配。由于上述等式中的条件是
一个示例(具有巴特沃斯特性的匹配方法),所以也可以使用其他条
件。

外部“k”可以利用反射频率特性的峰值和峰值频率来计算。阻抗
匹配方法是如上所示的。

如前所述,利用本实施例的无线电力传送装置和无线电力接收装
置,即使电力发送线圈和电力接收线圈之间的耦合是未知的,也可以
利用电力发送线圈和电力接收线圈来执行电力传送,并且可以利用反
射太阳城集团增大无线通信的传送速率并提高无线电力传送效率。

图13示出了图3中的无线电力传送装置的第四配置示例。

符号周期(symbol cycle)控制单元59被添加到图8中所示的第
二配置示例。由于其余配置与第二配置示例的相同,因此将省略其说
明。这里,说明这样一个示例,其中符号周期控制单元59被添加到第
二配置示例,但是符号周期控制单元59可以被添加到图5中的第一配
置示例或者图9中的第三配置示例。

当根据反向散射方案/负载调制方案从无线电力接收装置接收到
信号时,根据电力发送线圈41和电力接收线圈之间的耦合强度,在来
自无线电力接收装置的接收信号(电力发送线圈的反射信号)中生成
如图14所示的上升延迟。

当电力发送线圈和电力接收线圈之间的耦合较强时,该上升延迟
较小,而当该耦合较弱时,上升延迟较大。因此,需要将信号传送的
符号周期设置为大于上升延迟的长度或者等于以广泛地覆盖电力发送
线圈41和电力接收线圈之间的耦合的各种强度。

在这种情况下,当电力发送线圈41和电力接收线圈之间的耦合
较强并且上升延迟较小时,符号周期太长,并且因此不能实现最优的
传送速率。

因此,通过利用图13中所示的符号周期控制单元59使得符号周
期根据电力发送线圈41和电力接收线圈之间的耦合强度可变,能够实
现最优的传送速率。通信控制单元可以执行控制以使得信号通信以所
确定的符号周期执行。

作为用于使得符号周期可变的索引,可以采用创建映射、将该映
射存储在存储器中并读取所存储的数据的方法,该映射预先将电力发
送线圈41和电力接收线圈之间的耦合强度与上升延迟相关联。或者,
还可以使用利用反射测量单元46测量反射的上升延迟的方法。当然,
可以使用其他方法。

当无线电力传送装置的发送信号的发送频率不同于用于从无线
电力接收装置的接收的载波频率时,无线电力传送装置的发送信号的
最优符号周期(第一符号周期)可以匹配也可以不匹配来自无线电力
接收装置的接收信号的最优符号周期(第二符号周期)。为此,针对
每个信号需要设置适当的符号周期。

前述方法可以用于第二符号周期确定方法。第一符号周期确定方
法也可以通过反馈利用无线电力接收装置测得的上升延迟太阳城集团来实
现。由于第一符号周期取决于电力发送线圈和电力接收线圈的传送特
性的半宽,因此可以根据当传送频带信号时估计的传送特性(频率特
性)的半宽来确定第一符号周期。

这里记载的实施例可以应用于使用共振现象的磁传感器等。

本发明并不限于上述精确的实施例,而是可以在不脱离本发明的
范围的情况下,在实现的阶段以修改过的部件而实施。另外,在上述
实施例中公开的组件的任意组合可以形成各种发明。例如,实施例中
所示的所有组件中的某些可以被省略。此外,来自不同实施例的组件
可以被适当地组合。

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无线 电力 传送 装置 系统
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