電力供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明能夠抑制在非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)中由電力供應(yīng)側(cè)線圈相對(duì)于電力接收側(cè)線圈的移位所引起的傳輸效率的下降。電力供應(yīng)系統(tǒng)具有電力被供應(yīng)到的電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈（33）。電力接收單元包括電力接收側(cè)螺旋線圈（51），該電力接收側(cè)螺旋線圈（51）布置成與所述電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈（33）電磁地諧振并且從所述電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈（33）接收電力。在所述電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈（33）和所述電力接收側(cè)螺旋線圈（51）的中心軸線（Z1、Z2）相對(duì)于彼此移位的位置處，電力供應(yīng)單元的阻抗和電力接收單元的阻抗匹配。提供一種非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中減小了產(chǎn)品到單品在傳輸效率上的變化。電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈（32）與電力接收側(cè)螺旋線圈（51）的纏繞數(shù)應(yīng)當(dāng)是至少三匝但不超過(guò)六匝，優(yōu)選是至少三匝但不超過(guò)五匝。
【專利說(shuō)明】電力供應(yīng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力供應(yīng)系統(tǒng)，特別地涉及一種以非接觸形式將來(lái)自電源側(cè)線圈的電力供應(yīng)至電力接收側(cè)線圈的電力供應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖15示出這種電力供應(yīng)系統(tǒng)的已知示例(參考例如文獻(xiàn)I和2)。如圖15中所示，電力供應(yīng)系統(tǒng)I包括作為電力供應(yīng)單元的電力供應(yīng)部3和作為電力接收單元的電力接收部
5。電力供應(yīng)部3包括:電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32，電力被供應(yīng)至該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32 ；電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33，其作為電力供應(yīng)側(cè)線圈，電磁地耦接到該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32并且布置成沿著電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的中心軸線方向遠(yuǎn)離電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32并且與其相對(duì)。
[0003]電力接收部5包括:電力接收側(cè)螺旋線圈51，其作為電力接收側(cè)線圈，布置成沿著用于電磁諧振的電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的中心軸線方向遠(yuǎn)離電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33并且與其相對(duì)；和電力接收側(cè)環(huán)形天線52，其布置成沿著電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線方向遠(yuǎn)離電力接收側(cè)螺旋線圈51并且與其相對(duì)，并且電磁地耦接于該電力接收側(cè)螺旋線圈51。一旦電力被傳輸?shù)诫娏?yīng)側(cè)螺旋線圈33，則該電力通過(guò)電磁諧振被無(wú)線地傳輸至電力接收側(cè)螺旋線圈51。
[0004]一旦電力被傳輸至電力接收側(cè)螺旋線圈51,則該電力通過(guò)電磁感應(yīng)被傳輸至電力接收側(cè)環(huán)形天線52并且被供應(yīng)至連接到該電力接收側(cè)環(huán)形天線52的負(fù)載諸如電池。根據(jù)上述電力供應(yīng)系統(tǒng)1，電力能夠以非接觸方式從電力供應(yīng)側(cè)通過(guò)電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51之間的電磁諧振被供應(yīng)至電力接收側(cè)。
[0005]此外，通過(guò)對(duì)機(jī)動(dòng)車輛4提供電力接收部5和對(duì)馬路2等等提供電力供應(yīng)部3，利用上述電力供應(yīng)系統(tǒng)1，能夠?qū)㈦娏σ詿o(wú)線形式供應(yīng)至安裝于機(jī)動(dòng)車輛4的電池。
[0006]在電力供應(yīng)系統(tǒng)I中，調(diào)節(jié)電力供應(yīng)部3和電力接收部5的阻抗(即，使電力供應(yīng)部3的阻抗和電力接收部5的阻抗匹配)，使得在電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的中心軸線Zl和電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線Z2在一條線上對(duì)齊且橫向移位X=O的條件下，獲得最佳傳輸效率。
[0007]然而，在上述電力供應(yīng)系統(tǒng)I中，難以使機(jī)動(dòng)車輛4停止，使得電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的中心軸線Zl和電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線Z2被同軸地定位。因此，如圖15中所示，可能形成中心軸線Zl相對(duì)于中心軸線Z2的橫向移位χ (>0)。
[0008]對(duì)于根據(jù)圖15中所示的傳統(tǒng)產(chǎn)品的電力供應(yīng)系統(tǒng)1，其中，在中心軸線Zl、Z2之間的橫向移位是X=O的狀態(tài)下，電力供應(yīng)部3的阻抗和電力接收部5的阻抗匹配，發(fā)明人模擬了對(duì)于范圍從O至0.375D (D=電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的直徑)的橫向移位χ的傳輸效率。結(jié)果在圖4中以黑色圓圈繪制。
[0009]如圖4中所示，存在如下問(wèn)題:當(dāng)橫向移位χ等于O時(shí)，傳輸效率為約98%，而當(dāng)橫向移位X是0.375D時(shí)，傳輸效率下降至82%。[0010]此外，如圖16中所示，另一個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)I具有連接到電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的兩端電容器Cl、C2。電容器Cl、C2被設(shè)置用于調(diào)節(jié)諧振頻率并且根據(jù)電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N而被設(shè)定成能夠獲得期望的諧振頻率f0的值。一般而言，在設(shè)置有電容器Cl、C2的該電力供應(yīng)系統(tǒng)I中，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈31和電力接收側(cè)螺旋線圈51具有等于I的匝數(shù)。
[0011]然而，在上述傳統(tǒng)產(chǎn)品的電力供應(yīng)系統(tǒng)I中，存在如下問(wèn)題:取決于產(chǎn)品，在諧振頻率f0下的傳輸效率下降。發(fā)明人探究了這種問(wèn)題的原因并且發(fā)現(xiàn)這種問(wèn)題是由電容器Cl、C2中的變化所引起。一般而言，保證的是市售電容器具有約±5%至約±10%的電容。因此，期望電容器Cl、C2的變化在這種范圍內(nèi)。圖17示出當(dāng)電容器Cl、C2的電容變化了±5%和±10%時(shí)，在諧振頻率f0附近的傳輸效率的模擬結(jié)果。
[0012]如在圖17中能夠看到的，對(duì)其中電容器C1、C2的電容C沒(méi)有誤差地是期望電容Cs的傳統(tǒng)產(chǎn)品al，以及對(duì)于具有不超過(guò)約±5%的誤差的傳統(tǒng)產(chǎn)品a2、a3，在諧振頻率f0下的傳輸效率等于或大于90%。另一方面,對(duì)于具有±10%的誤差的傳統(tǒng)產(chǎn)品a4、a5,在諧振頻率f0下的傳輸效率下降至約50%。
[0013]引用列表
[0014]文獻(xiàn)1:A.Kurs, A.Karalis, R.Moffatt, J.D.Joannopoulous, P.Fisher, M.Soljacicj"Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances"，Sience，Vol.317，pp.83-86，July6, 2007
[0015]文獻(xiàn)2:Μ.Sol jacic，A.Karalis, J.Jonnopou1s，A.Kursj R.Moffatt, P.fisgeR，"Development of technology for wireless power transfer-Lighting up60Wbulb in experiment' Nikkei Electronics,3Dec.2007

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明目的
[0017]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電力供應(yīng)系統(tǒng)，該電力供應(yīng)系統(tǒng)能夠減小由于電力供應(yīng)側(cè)線圈相對(duì)于電力接收側(cè)線圈的橫向移位所引起的傳輸效率的下降，并且因此能夠以高效率將來(lái)自電力供應(yīng)單元的電力供應(yīng)至電力接收單元。
[0018]此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠減小由于電容器的變化所引起的傳輸效率的下降的電力供應(yīng)系統(tǒng)。
[0019]技術(shù)問(wèn)題
[0020]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在第一方面中，電力供應(yīng)系統(tǒng)包括:電力供應(yīng)單元，該電力供應(yīng)單元包括電力供應(yīng)側(cè)線圈，電力被供應(yīng)至該電力供應(yīng)側(cè)線圈；和電力接收單元，該電力接收單元包括電力接收側(cè)線圈，該電力接收側(cè)線圈布置成與電力供應(yīng)側(cè)線圈電磁地諧振并且接收來(lái)自電力供應(yīng)側(cè)線圈的電力，其中，在電力供應(yīng)側(cè)線圈的中心軸線相對(duì)于電力接收側(cè)線圈的中心軸線移位的位置處，電力供應(yīng)單元的阻抗和電力接收單元的阻抗匹配。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在第二方面中，本發(fā)明提供上述電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈被纏繞成圓形形狀。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在第三方面中，本發(fā)明提供一種電力供應(yīng)系統(tǒng)，該電力供應(yīng)系統(tǒng)包括:電力供應(yīng)側(cè)線圈，電力被供應(yīng)至該電力供應(yīng)側(cè)線圈；電力接收側(cè)線圈，該電力接收側(cè)線圈布置成與電力供應(yīng)側(cè)線圈電磁地諧振并且接收來(lái)自電力供應(yīng)側(cè)線圈的電力；和用于調(diào)節(jié)諧振頻率的電容器，該電容器連接到電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈每一者的兩端，其中，電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈的匝數(shù)是至少3匝但是不超過(guò)6匝。
[0023]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在第四方面中，本發(fā)明提供上述電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈的匝數(shù)是至少3匝但是不超過(guò)5匝。
[0024]技術(shù)效果
[0025]如上文所解釋的，根據(jù)在第一方面中描述的發(fā)明，在電力供應(yīng)側(cè)線圈的中心軸線相對(duì)于電力接收側(cè)線圈的中心軸線移位的位置處，電力供應(yīng)單元的阻抗和電力接收單元的阻抗匹配。因此，由電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈之間的橫向移位所引起的傳輸效率的下降能夠減小，并且能夠以高效率將來(lái)自電力供應(yīng)單元的電力供應(yīng)至電力接收單元。
[0026]根據(jù)在第二方面中描述的發(fā)明，由于電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈被纏繞成圓形形狀，所以能夠消除傳輸效率上的各向異性。
[0027]根據(jù)在第三方面中描述的發(fā)明，電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈的匝數(shù)是至少3匝但是不超過(guò)6匝。因此，即使在電容器的電容中存在高達(dá)±10%的誤差，在期望的諧振頻率處傳輸效率也能夠等于或大于80%，由此能減小由電容器中的變化所引起的傳輸效率的下降。
[0028]根據(jù)在第四方面中描述的發(fā)明，電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈的匝數(shù)是至少3匝但是不超過(guò)5匝。因此，即使存在0.(D是電力供應(yīng)側(cè)線圈和電力接收側(cè)線圈的直徑)的位置移位，在諧振頻率處的傳輸效率也能夠等于或大于60%。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力供應(yīng)系統(tǒng)；
[0030]圖2是構(gòu)成圖1的電力供應(yīng)系統(tǒng)的電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線、電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈、電力接收側(cè)螺旋線圈和電力接收側(cè)環(huán)形天線的透視圖；
[0031]圖3A圖示根據(jù)本發(fā)明的提供最佳傳輸效率的位置；
[0032]圖3B圖示根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的提供最佳傳輸效率的位置；
[0033]圖4是示出對(duì)于當(dāng)中心軸線之間的橫向移位χ是X=O時(shí)電力供應(yīng)部的阻抗和電力接收部的阻抗匹配的傳統(tǒng)產(chǎn)品，以及對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的其中當(dāng)中心軸線之間的橫向移位X等于0.0625D、0.125D、0.1875D、0.25D、0.312?和0.37?時(shí)電力供應(yīng)部的阻抗和電力接收部的阻抗匹配的相應(yīng)產(chǎn)品A至F，對(duì)于中心軸線Z1、Z2之間的范圍從O至0.375D的移位的
傳輸效率；
[0034]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力供應(yīng)系統(tǒng)；
[0035]圖6是構(gòu)成圖5的電力供應(yīng)系統(tǒng)的電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線、電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈、電力接收側(cè)螺旋線圈和電力接收側(cè)環(huán)形天線的透視圖；
[0036]圖7是示出對(duì)于比較產(chǎn)品〃a〃在諧振頻率f0下的傳輸效率的模擬結(jié)果的圖形，所述比較產(chǎn)品是具有N=2的電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，比較產(chǎn)品al使得C=Cs,比較產(chǎn)品a2、a3使得C=Cs ±5%，并且比較產(chǎn)品a4、a5使得C=Cs ± 10% ；
[0037]圖8是示出對(duì)于本發(fā)明的產(chǎn)品"a"在諧振頻率f0下的傳輸效率的模擬結(jié)果的圖形，所述比較產(chǎn)品〃a〃是具有N=3的電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，本發(fā)明的產(chǎn)品al使得C=Cs,本發(fā)明的產(chǎn)品a2、a3使得C=Cs±5%，并且本發(fā)明的產(chǎn)品a4、a5使得C=Cs± 10% ；
[0038]圖9是示出對(duì)于本發(fā)明的產(chǎn)品"b"在諧振頻率f0下的傳輸效率的模擬結(jié)果的圖形，所述比較產(chǎn)品是具有N=4的電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，本發(fā)明的產(chǎn)品bl使得C=Cs，本發(fā)明的產(chǎn)品b2、b3使得C=Cs±5%，并且本發(fā)明的比較產(chǎn)品b4、b5使得C=Cs±10% ；
[0039]圖10是示出對(duì)于本發(fā)明的產(chǎn)品"c"在諧振頻率f0下的傳輸效率的模擬結(jié)果的圖形，所述比較產(chǎn)品是具有N=5的電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，本發(fā)明的產(chǎn)品c I使得C=Cs，本發(fā)明的產(chǎn)品c2、c3使得C=Cs±5%，并且本發(fā)明的比較產(chǎn)品c4、c5使得C=Cs±10% ；
[0040]圖11是示出當(dāng)將電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈和電力接收側(cè)螺旋線圈的匝數(shù)改變?yōu)镮至8時(shí)，在諧振頻率fO附近的傳輸效率的最大值和最小值的模擬結(jié)果的圖形；
[0041]圖12圖示電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈相對(duì)于電力接收側(cè)螺旋線圈的位置移位；
[0042]圖13是示出當(dāng)將電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈和電力接收側(cè)螺旋線圈的匝數(shù)改變?yōu)镮至
5.7時(shí)，在諧振頻率fO附近的傳輸效率的模擬結(jié)果的圖形；
[0043]圖14是示出當(dāng)將電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈和電力接收側(cè)螺旋線圈的匝數(shù)改變?yōu)镮至8時(shí)，對(duì)于電力供應(yīng)系統(tǒng)在諧振頻率f0附近的傳輸效率的模擬結(jié)果的圖形；
[0044]圖15示出傳統(tǒng)的電力供應(yīng)系統(tǒng)；
[0045]圖16示出傳統(tǒng)的電力供應(yīng)系統(tǒng)；并且
[0046]圖17是示出對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)品"a"在諧振頻率f0下的傳輸效率的模擬結(jié)果的圖形，所述傳統(tǒng)產(chǎn)品是具有N=I的電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，傳統(tǒng)產(chǎn)品al使得C=Cs,傳統(tǒng)產(chǎn)品a2、a3使得C=Cs ±5%，并且傳統(tǒng)產(chǎn)品a4、a5使得C=Cs ± 10%。
[0047]附圖標(biāo)記清單
[0048]I電力供應(yīng)系統(tǒng)
[0049]3電力供應(yīng)部(電力供應(yīng)單元)
[0050]5電力接收部(電力接收單元)
[0051]33電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈(電力供應(yīng)側(cè)線圈)
[0052]51電力接收側(cè)螺旋線圈(電力接收側(cè)線圈)
[0053]Cl電容器
[0054]C2電容器
【具體實(shí)施方式】
[0055]第一實(shí)施例
[0056]在下文中，參照?qǐng)D1和圖2解釋根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力供應(yīng)系統(tǒng)。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力供應(yīng)系統(tǒng)。圖2是構(gòu)成圖1的電力供應(yīng)系統(tǒng)的電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線、電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈、電力接收側(cè)螺旋線圈和電力接收側(cè)環(huán)形天線的透視圖。如在這些附圖中所示的，電力供應(yīng)系統(tǒng)I包括作為例如在馬路2上提供的電力供應(yīng)單元的電力供應(yīng)部3和作為例如設(shè)置到機(jī)動(dòng)車輛4的主體部的電力接收單元的電力接收部5。
[0057]電力供應(yīng)部3包括:DC/AC轉(zhuǎn)換器31，該DC/AC轉(zhuǎn)換器31將從DC電力源供應(yīng)的直流電力(DC電力)轉(zhuǎn)換成交流電力(AC電力)；電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32，由DC/AC轉(zhuǎn)換器31所轉(zhuǎn)換的AC電力被供應(yīng)至該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32 ;電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33，其作為電力供應(yīng)側(cè)線圈，布置成沿著電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的中心軸線方向遠(yuǎn)離電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32并且與該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32相對(duì)，并且電磁地耦接到該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32 ；和電容器Cl，該電容器Cl與電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33并聯(lián)。
[0058]電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32布置成圓形回路的形式，并且電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的中心軸線是沿著從馬路2朝機(jī)動(dòng)車輛4的車身部的方向即垂直方向而布置。DC/AC轉(zhuǎn)換器31連接到該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的兩端，使得如上所述地供應(yīng)由該DC/AC轉(zhuǎn)換器31所轉(zhuǎn)換的AC電力。
[0059]電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33通過(guò)將線纏繞成圓形螺旋形狀而形成。在該實(shí)施例中，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的匝數(shù)是2匝。電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33布置在電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的與機(jī)動(dòng)車輛4相鄰的一側(cè)上，并且與電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32同軸地布置。電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32和電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33在該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32和該電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33將要電磁地彼此耦接的范圍內(nèi)，即，在當(dāng)AC電力供應(yīng)至電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32并且交流電流流入該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32中時(shí)在電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33處誘發(fā)電磁感應(yīng)的范圍內(nèi)，彼此隔開(kāi)。提供電容器Cl以調(diào)節(jié)諧振頻率。
[0060]電力接收部5包括:電力接收側(cè)螺旋線圈51，其作為電力接收側(cè)線圈，布置成與電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33電磁地諧振；電力接收側(cè)環(huán)形天線52，其布置成沿著電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線方向與該電力接收側(cè)螺旋線圈51相對(duì)，并且電磁地耦接到該電力接收側(cè)螺旋線圈51 ；AC/DC轉(zhuǎn)換器53，該AC/DC轉(zhuǎn)換器53將由電力接收側(cè)環(huán)形天線52接收到的AC電力轉(zhuǎn)換成DC電力；和電容器C2，該電容器C2與電力接收側(cè)螺旋線圈51并聯(lián)。
[0061]諸如電池的負(fù)載7經(jīng)AC/DC轉(zhuǎn)換器53連接到電力接收側(cè)環(huán)形天線52。電力接收側(cè)環(huán)形天線52布置成圓形回路的形式，并且電力接收側(cè)環(huán)形天線52的中心軸線是沿著從機(jī)動(dòng)車輛4的車身部朝向馬路2的方向即垂直方向而布置。在該實(shí)施例中，如圖2中所不，電力接收側(cè)環(huán)形天線52具有與上述電力接收側(cè)環(huán)形天線32相同的直徑。然而，本發(fā)明并不限于這種情況，并且電力接收側(cè)環(huán)形天線52的直徑可以小于電力接收側(cè)環(huán)形天線32的直徑。
[0062]電力接收側(cè)螺旋線圈51是通過(guò)將線纏繞成圓形螺旋形狀而形成的。在該實(shí)施例中，如電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33那樣，電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)是2匝。電力接收側(cè)螺旋線圈51具有與電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33相同的直徑。然而，本發(fā)明并不限于這種情況，并且電力接收側(cè)螺旋線圈51的直徑可以小于電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的直徑。
[0063]電力接收側(cè)螺旋線圈51布置在電力接收側(cè)環(huán)形天線52的與馬路2相鄰的一側(cè)上，并且與電力接收側(cè)環(huán)形天線52同軸地布置。因此，電力接收側(cè)環(huán)形天線52和電力接收側(cè)螺旋線圈51在該電力接收側(cè)環(huán)形天線52和該電力接收側(cè)螺旋線圈51將要電磁地彼此率禹接的范圍內(nèi)，即，在當(dāng)交流電流入電力接收側(cè)螺旋線圈51中時(shí)在電力接收側(cè)環(huán)形天線52處誘發(fā)感應(yīng)電流的范圍內(nèi)，彼此隔開(kāi)。類似于電容器Cl，設(shè)置電容器C2用于諧振頻率的調(diào)節(jié)。事先調(diào)節(jié)這些電容器C1、C2的電容，使得電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的諧振頻率是期望頻率f0 (例如10MHz)。
[0064]根據(jù)上述電力供應(yīng)系統(tǒng)1，當(dāng)使機(jī)動(dòng)車輛4的電力接收部5朝電力供應(yīng)部3移動(dòng)，并且將電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51沿著所述中心軸線方向彼此間有間隙地相對(duì)定位時(shí)，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51彼此電磁地諧振，由此以非接觸形式將來(lái)自電力供應(yīng)部3的電力供應(yīng)至電力接收部5。[0065]更具體地，當(dāng)AC電力被供應(yīng)至電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32時(shí),該AC電力通過(guò)電磁感應(yīng)被傳輸?shù)诫娏?yīng)側(cè)螺旋線圈33。換言之，電力通過(guò)電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32饋送至電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33。當(dāng)電力被傳輸?shù)诫娏?yīng)側(cè)螺旋線圈33時(shí)，該電力通過(guò)磁場(chǎng)諧振而被無(wú)線地傳輸至電力接收側(cè)螺旋線圈51。此外，當(dāng)電力被傳輸至電力接收側(cè)螺旋線圈51時(shí)，則因此電力通過(guò)電磁感應(yīng)被傳輸至電力接收側(cè)環(huán)形天線52并且通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換器53被供應(yīng)至連接到該電力接收側(cè)環(huán)形天線52的負(fù)載7。
[0066]如圖3A中所示，在電力供應(yīng)系統(tǒng)I中，調(diào)節(jié)電力供應(yīng)部3的阻抗和電力接收部5的阻抗(即，使電力供應(yīng)部3的阻抗和電力接收部5的阻抗匹配)，使得傳輸效率在電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線Zl、Z2的橫向地移位X 00)的位置處最大。中心軸線Zl、Z2之間的該橫向移位X處于其中電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51在中心軸線方向上彼此重疊的范圍內(nèi)。
[0067]例如，用于匹配電力供應(yīng)部3的阻抗和電力接收部5的阻抗的方法包括:在電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的兩側(cè)或電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32和電力接收側(cè)環(huán)形天線52的兩側(cè)上設(shè)置匹配裝置；以及使用該匹配裝置調(diào)節(jié)阻抗，或調(diào)節(jié)DC/AC轉(zhuǎn)換器31的阻抗和AC/DC轉(zhuǎn)換器53的阻抗。
[0068]參照?qǐng)D3B，當(dāng)電力供應(yīng)部3的阻抗和電力接收部5的阻抗在中心軸線Z1、Z2之間的橫向移位X是X=O的位置處匹配時(shí)，像傳統(tǒng)技術(shù)的情況那樣，傳輸效率在中心軸線Zl上的點(diǎn)P處變?yōu)樽畲螅⑶覀鬏斝孰S著電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線Z2移離點(diǎn)P而減小。
[0069]相比之下，反過(guò)來(lái)參照?qǐng)D3A，當(dāng)電力供應(yīng)部3的阻抗和電力接收部5的阻抗在電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線Zl、Z2移位X的位置處匹配時(shí)，傳輸效率在以中心軸線Zl為中心的具有X的半徑的圓圈R上變?yōu)樽畲?，并且傳輸效率隨著電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線Z2移離圓圈R而減小。從圖3A和圖3B顯然地，在傳統(tǒng)技術(shù)中，傳輸效率僅在點(diǎn)P處是最大的，而在本實(shí)施例中，傳輸效率在圓圈R上的各點(diǎn)處是最大的。因此，能夠減小由于電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33相對(duì)于電力接收側(cè)螺旋線圈51的位置移位X而引起的傳輸效率的下降，由此以高效率將來(lái)自電力供應(yīng)部3的電力供應(yīng)至電力接收部5。
[0070]接著，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)關(guān)于如下產(chǎn)品模擬了對(duì)于中心軸線Zl、Z2之間的、范圍從O到0.375D的橫向移位的傳輸效率，所述的產(chǎn)品為:如圖3B中所示，當(dāng)中心軸線Z1、Z2之間的橫向移位X是X=O時(shí)電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的阻抗和電力接收側(cè)螺旋線圈51的阻抗匹配的傳統(tǒng)產(chǎn)品；和當(dāng)中心軸線Zl、Z2之間的橫向移位X等于0.0625D、0.125D,
0.1875D、0.25D、0.3125D和0.375D時(shí)電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的阻抗和電力接收側(cè)螺旋線圈51的阻抗匹配的本發(fā)明的相應(yīng)產(chǎn)品A至F。結(jié)果在圖4中示出。
[0071]如圖4中示，對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)品:在橫向移位X=O處的傳輸效率是98%，而在橫向移位x=0.375D處的傳輸效率下降至82%。相比之下，對(duì)于阻抗在橫向移位x=0.0625D、0.125D處匹配的本發(fā)明產(chǎn)品A、B，在橫向移位x=0.375D處的傳輸效率為約85%，S卩，在x=0.375D處的傳輸效率的下降能夠減小。此外，對(duì)于阻抗在在橫向移位x=0.187?處匹配的本發(fā)明的產(chǎn)品C，在橫向移位X=O處的傳輸效率是97.5%，即，傳輸效率略下降，但是，在橫向移位x=0.375D處的傳輸效率為約89%，即，在x=0.375D處的傳輸效率的下降能夠減小。[0072]此外，對(duì)于阻抗在橫向移位x=0.25D處匹配的本發(fā)明的產(chǎn)品D，在橫向移位X=O處的傳輸效率是95.5%，但是在橫向移位x=0.37?處的傳輸效率為約92%，即，在x=0.37?處的傳輸效率的下降能夠顯著地減小。此外，對(duì)于阻抗在橫向移位x=0.3125D處匹配的本發(fā)明的產(chǎn)品E，在橫向移位x=0處的傳輸效率下降至91%，但是在橫向移位x=0.375D處的傳輸效率能夠增加到96%。
[0073]此外，對(duì)于阻抗在橫向移位x=0.37?處匹配的本發(fā)明的產(chǎn)品F，在橫向移位X=O處的傳輸效率下降至84%，但是在橫向移位x=0.375D處的傳輸效率能夠增加到98%。因此，從上文的結(jié)果顯然，在傳統(tǒng)產(chǎn)品中，當(dāng)存在從O至0.375D范圍內(nèi)的橫向移位時(shí)，傳輸效率下降至82% ;然而，即使存在從O至0.375D的范圍內(nèi)的橫向移位X，本發(fā)明的產(chǎn)品A至F也能夠?qū)崿F(xiàn)84%或更高的傳輸效率。因此，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的產(chǎn)品減小由橫向移位引起的傳輸效率的下降，因此能夠以高效率將來(lái)自電力供應(yīng)部3的電力供應(yīng)至電力接收部5。
[0074]而且，根據(jù)上文描述的實(shí)施例，由于電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈5纏繞成圓形形狀，所以能夠消除傳輸效率中的各向異性。
[0075]在上述實(shí)施例中，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51纏繞成圓形形狀；然而本發(fā)明并不限于這種情況。電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的形狀能夠是不同于圓圈的形狀，諸如矩形或三角形。
[0076]第二實(shí)施例
[0077]在下文中，參照?qǐng)D5和圖6解釋根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力供應(yīng)系統(tǒng)。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力供應(yīng)系統(tǒng)。圖6是構(gòu)成圖5的電力供應(yīng)系統(tǒng)的電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線、電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈、電力接收側(cè)螺旋線圈和電力接收側(cè)環(huán)形天線的透視圖。如在這些附圖中所示的，電力供應(yīng)系統(tǒng)I包括例如在馬路2上提供的電力的供應(yīng)部3和例如設(shè)置于機(jī)動(dòng)車輛4的車身部的電力接收部5。
[0078]電力供應(yīng)部3包括:電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32，AC電力被供應(yīng)至該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32 ；電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33，該電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33布置成沿著電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的中心軸線方向遠(yuǎn)離該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32并且與該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32相對(duì)，并且電磁地耦接于該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32;和電容器Cl，該電容器Cl連接到電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的兩端(參見(jiàn)圖6)。
[0079]電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32通過(guò)將導(dǎo)線纏繞成圓形回路的形式而形成，并且電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的中心軸線是沿著從馬路2朝機(jī)動(dòng)車輛4的車身部的方向即垂直方向而布置。AC電力源V連接到該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的兩端以供應(yīng)來(lái)自AC電力源的AC電力。
[0080]電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33通過(guò)將導(dǎo)線纏繞成圓形螺旋形狀而形成。在圖5和圖6中所示的示例中，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的匝數(shù)是5匝。然而，在第二實(shí)施例中，匝數(shù)并不限于這種情況，并且能夠在3匝至6匝之間。如圖6中所示，用于調(diào)節(jié)諧振頻率的電容器Cl連接到電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的兩端。
[0081]電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33布置在電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32的與機(jī)動(dòng)車輛4相鄰的一側(cè)上，并且與電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32同軸地布置。電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32和電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33在該電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32和該電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33將要電磁地彼此耦接的范圍內(nèi)，即，在當(dāng)AC電力供應(yīng)至電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32并且交流電流流入電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32中時(shí)在電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33處誘發(fā)電磁感應(yīng)的范圍內(nèi)，彼此隔開(kāi)。
[0082]電力接收部5包括:電力接收側(cè)螺旋線圈51，該電力接收側(cè)螺旋線圈51布置成當(dāng)沿著電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的中心軸線方向相對(duì)于電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33以一定的間隔相對(duì)地定位時(shí)與該電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33電磁地諧振；電力接收側(cè)環(huán)形天線52，該電力接收側(cè)環(huán)形天線52布置成沿著電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線方向與該電力接收側(cè)螺旋線圈51相對(duì)并且電磁地耦接于該電力接收側(cè)螺旋線圈51 ;和電容器C2，該電容器C2連接到電力接收側(cè)螺旋線圈51的兩端。
[0083]電力接收側(cè)環(huán)形天線52通過(guò)將導(dǎo)線纏繞成圓形回路而形成，并且電力接收側(cè)環(huán)形天線52的中心軸線是沿著從機(jī)動(dòng)車輛4的車身部朝馬路2的方向即垂直方向而布置。諸如電池的負(fù)載7連接到電力接收側(cè)環(huán)形天線52的兩端。在該實(shí)施例中，電力接收側(cè)環(huán)形天線52具有與上述電力接收側(cè)環(huán)形天線32相同的直徑。然而，本發(fā)明并不限于這種情況，并且電力接收側(cè)環(huán)形天線52的直徑可以小于電力接收側(cè)環(huán)形天線32的直徑。
[0084]電力接收側(cè)螺旋線圈51通過(guò)將導(dǎo)線纏繞成圓形螺旋形狀而形成。在圖5和圖6中所示的示例中，如電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33那樣，電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N是5匝。然而，本發(fā)明并不限于這種情況，并且匝數(shù)能夠在3匝至6匝之間。在該實(shí)施例中，電力接收側(cè)螺旋線圈51可以具有與電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33相同的直徑。然而，本發(fā)明并不限于這種情況，并且電力接收側(cè)螺旋線圈51的直徑可以小于電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的直徑。
[0085]如圖6中所示，用于調(diào)節(jié)諧振頻率的電容器C2連接到電力接收側(cè)螺旋線圈51的兩端。設(shè)置電容器C1、C2以用于調(diào)節(jié)諧振頻率，并且電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的電容C被設(shè)置為電容Cs，因此諧振頻率是期望頻率f0。
[0086]電力接收側(cè)螺旋線圈51布置在電力接收側(cè)環(huán)形天線52的與馬路2相鄰的一側(cè)上，并且與電力接收側(cè)環(huán)形天線52同軸地布置。因此，電力接收側(cè)環(huán)形天線52和電力接收側(cè)螺旋線圈51在該電力接收側(cè)環(huán)形天線52和該電力接收側(cè)螺旋線圈51將要電磁地彼此率禹接的范圍內(nèi)，即，在當(dāng)交流電流入電力接收側(cè)螺旋線圈51中時(shí)在電力接收側(cè)環(huán)形天線52處誘發(fā)感應(yīng)電流的范圍內(nèi)，彼此隔開(kāi)。
[0087]根據(jù)上述電力供應(yīng)系統(tǒng)1，當(dāng)使機(jī)動(dòng)車輛4的電力接收部5朝電力供應(yīng)部3移動(dòng)，并且電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51沿著中心軸線方向彼此間具有間隙地相對(duì)定位時(shí)，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51彼此電磁地諧振，由此以非接觸形式從電力供應(yīng)部3向電力接收部5供應(yīng)電力。
[0088]更具體地，當(dāng)AC電力被供應(yīng)至電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32時(shí)，該AC電力通過(guò)電磁感應(yīng)被傳輸?shù)诫娏?yīng)側(cè)螺旋線圈33。換言之，電力通過(guò)電力供應(yīng)側(cè)環(huán)形天線32饋送至電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33。當(dāng)電力被傳輸?shù)诫娏?yīng)側(cè)螺旋線圈33時(shí)，該電力通過(guò)磁場(chǎng)諧振被無(wú)線地傳輸至電力接收側(cè)螺旋線圈51。此外，當(dāng)電力被傳輸至電力接收側(cè)螺旋線圈51時(shí)，則因此電力通過(guò)電磁感應(yīng)被傳輸至電力接收側(cè)環(huán)形天線52并且被供應(yīng)至連接到該電力接收側(cè)環(huán)形天線52的負(fù)載7。
[0089]根據(jù)上述電力供應(yīng)系統(tǒng)1，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)在3匝至6匝之間。因此，即使在電容器C1、C2的電容上存在最大±10%的誤差，在期望的諧振頻率f0下的傳輸效率能夠是80%或更高，由此減小由電容器C1、C2的變化所引起的傳輸效率上的下降。[0090]接著，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)模擬了對(duì)于如下各比較產(chǎn)品al至a5在諧振頻率f0附近的傳輸效率，所述比較產(chǎn)品al至a5是具有N=2的匝數(shù)的電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的電力供應(yīng)系統(tǒng)I。比較產(chǎn)品al包括沒(méi)有誤差地具有C=Cs的電容的電容器C1、C2，比較產(chǎn)品a2、a3具有誤差為±5%的C=Cs±5%，并且比較產(chǎn)品a4、a5具有誤差為±10%的C=Cs±10%。結(jié)果在圖7中示出。
[0091]此外，為了驗(yàn)證效果，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)模擬了對(duì)于相應(yīng)的本發(fā)明的產(chǎn)品al至c5的在諧振頻率f0附近的傳輸效率，所述產(chǎn)品al至c5是具有N=3、4、5的匝數(shù)的電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的電力供應(yīng)系統(tǒng)I。本發(fā)明的產(chǎn)品al、bl、c2包括沒(méi)有誤差地具有C=Cs的電容的電容器Cl、C2，本發(fā)明的產(chǎn)品a2、a3、b2、b3、c2、c3具有誤差為±5%的C=Cs±5%，并且本發(fā)明的產(chǎn)品a4、a5、b4、b5、c4、c5具有誤差為土 10%的C=Cs±10%。結(jié)果在圖8至圖10中示出。
[0092]如圖17中所示，對(duì)于在電容器C1、C2的電容C上沒(méi)有誤差的傳統(tǒng)產(chǎn)品al (N=I),在諧振頻率f0處的傳輸效率是94% ;而對(duì)于具有5%的誤差的傳統(tǒng)產(chǎn)品a2、a3 (N=l)，傳輸效率為約90%，低了約4%。而且，對(duì)于具有±10%的大誤差的傳統(tǒng)產(chǎn)品a4、a5 (N=l)，傳輸效率為約50%，低了 44%。
[0093]相比之下，如圖7中所示，對(duì)于在電容器C1、C2的電容C上沒(méi)有誤差的比較產(chǎn)品al(N=2)，在諧振頻率f0處的傳輸效率是98% ;而對(duì)于具有5%的誤差的比較產(chǎn)品a2、a3(N=2)，傳輸效率是95%，僅低了約3%，S卩，傳輸效率的下降減小。而且，對(duì)于具有±10%的大誤差的比較產(chǎn)品a4、a5 (N=2)，確保了約72%的傳輸效率，這意味著與傳輸產(chǎn)品al相比，傳輸效率的下降減小約20%。因此，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)產(chǎn)品a4、a5相比傳輸效率能夠提高。
[0094]此外，如圖8中所示，對(duì)于在電容器C1、C2的電容C上沒(méi)有誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品al(N=3)以及對(duì)于具有±5%的誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品a2、a3 (N=3)，在諧振頻率f0處的傳輸效率為98%。因此，發(fā)現(xiàn):如果誤差在約±5%內(nèi)，則在傳輸效率上幾乎不存在下降。此外，甚至對(duì)于具有±10%的大誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品a4、a5 (N=3)，能夠確保87%的傳輸效率，這意味著與本發(fā)明的產(chǎn)品al相比，傳輸效率的下降減小約10%。因此，發(fā)現(xiàn):與傳統(tǒng)產(chǎn)品a4、a5相比，傳輸效率能夠提高。
[0095]此外，如圖9中所示，對(duì)于在電容器C1、C2的電容C上沒(méi)有誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品bl(N=4)以及對(duì)于具有±5%的誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品b2、b3 (N=4)，在諧振頻率f0處的傳輸效率為98%。因此，發(fā)現(xiàn):如果誤差在約±5%，則在傳輸效率上幾乎不存在下降。此外，甚至對(duì)于具有土 10%的大誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品a4、a5 (N=2),能夠確保96%的傳輸效率，這意味著與本發(fā)明的產(chǎn)品al相比，傳輸效率的下降減小約2%。因此，發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)產(chǎn)品a4、a5相比，傳輸效率能夠提高。
[0096]此外，如圖10中所示，對(duì)于在電容器Cl、C2的電容C上沒(méi)有誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品cl (N=5)，對(duì)于在電容器C1、C2的電容C上具有±5%的誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品c2、c3，以及對(duì)于具有土 10%的誤差的本發(fā)明的產(chǎn)品C4、c5，在諧振頻率f0處的傳輸效率為98%。因此，發(fā)現(xiàn):如果誤差在約±10%內(nèi)，則在傳輸效率上幾乎不存在下降。
[0097]因此，從圖8至圖10顯然地，由電容器C1、C2的電容C的誤差所引起的傳輸效率的下降能夠隨著電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N的增加而減小。
[0098]此外，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)模擬了當(dāng)將圖5和圖6中所示的電力供應(yīng)系統(tǒng)I的電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N從I匝改變至8匝時(shí)在諧振頻率附近的傳輸效率的最大值(即，在C=Cs處的值)和最小值(即，在C=Cs土 10%處的值)。結(jié)果在圖11中示出。從圖11圖顯然地，由電容器Cl、C2的電容C的誤差所引起的傳輸效率的下降能夠隨著電容器C1、C2的匝數(shù)N的增加而減小。然而，當(dāng)匝數(shù)大于N=6時(shí)，由于諧振頻率f0的改變，傳輸效率已經(jīng)顯著下降。
[0099]這種情況能夠解釋如下。一般而言，諧振頻率f0由下列方程式(I)表達(dá)，
[0100]f0=l/ (2 X sqrt (LX (Cs+Cp))) [Hz] (I),
[0101]其中，L=電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的電感，Cs=電容器C1、C2的電容(集總常數(shù)電容)，并且Cp=電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的寄生電容。
[0102]當(dāng)電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N增加時(shí)，寄生電容Cp增大，并且感應(yīng)器L增大。因此，集總常數(shù)電容Cs減小。因此，可以預(yù)期的是，由于在方程式(I)中集總常數(shù)Cs對(duì)諧振頻率f0的貢獻(xiàn)率減小，所以諧振頻率f0不再受到集總常數(shù)電容Cs的變化的影響。
[0103]此外，從圖11顯然地，通過(guò)將電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N設(shè)置成至少3匝但是不超過(guò)6匝，即使在電容器Cl、C2的電容上存在高達(dá)土 10%的誤差，在期望諧振頻率f0處的傳輸效率也能夠等于或大于80%。因此，由電容器C1、C2的變化所引起的傳輸效率的下降能夠減小。
[0104]在上述實(shí)施例中，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N在3匝和6匝之間。然而，匝數(shù)N更優(yōu)選地在3匝和5匝之間以獲得在寬范圍內(nèi)的高傳輸效率。這種情況對(duì)于圖12中所示的電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51之間的位置移位X也是優(yōu)選的。如圖12中所示，位置移位X是電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33的中心軸線Zl相對(duì)于電力接收側(cè)螺旋線圈51的中心軸線Z2的移位量。
[0105]為證實(shí)影響，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)模擬了當(dāng)電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N從I匝改變至5.7匝時(shí)在諧振頻率f0附近的傳輸效率。結(jié)果在圖13中示出。從圖13顯然地，具有高傳輸效率的頻率范圍隨著匝數(shù)N的增加而增加。
[0106]接著，為了證實(shí)影響，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)模擬了對(duì)于具有匝數(shù)N為I匝至8匝的電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的電力供應(yīng)系統(tǒng)I并且當(dāng)發(fā)生了 O至
0.75D (在此處，D指示電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的直徑)的位置移位時(shí)，在諧振頻率f0附近的傳輸效率。結(jié)果在圖14中示出。
[0107]從圖14顯然地，與具有匝數(shù)N=I的傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，由位置移位X所引起的傳輸效率的下降隨著匝數(shù)N的增加而減小。然而，當(dāng)匝數(shù)大于N=6時(shí)，諧振頻率f0改變，因此傳輸效率顯著下降。
[0108]此外，從圖14顯然地，當(dāng)電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的匝數(shù)N是少3匝但是不超過(guò)5匝時(shí)，即使存在0.5D的位置移位X時(shí)，在諧振頻率fO處的傳輸效率也能夠等于或大于60%。
[0109]根據(jù)上述實(shí)施例，電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51纏繞成圓形形狀；然而，本發(fā)明并不限于這種情況。電力供應(yīng)側(cè)螺旋線圈33和電力接收側(cè)螺旋線圈51的形狀可以不同于圓形并且可以是矩形或三角形形狀。[0110]本文中所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的代表性實(shí)施例，并且本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。也就是，在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下，能夠以不同的方式修改和實(shí)施本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種電力供應(yīng)系統(tǒng)，包括: 電力供應(yīng)單元,該電力供應(yīng)單元包括電力供應(yīng)側(cè)線圈，電力被供應(yīng)到該電力供應(yīng)側(cè)線圈；和 電力接收單元，該電力接收單元包括電力接收側(cè)線圈，該電力接收側(cè)線圈布置成與所述電力供應(yīng)側(cè)線圈電磁地諧振并且接收來(lái)自所述電力供應(yīng)側(cè)線圈的電力， 其中，在所述電力供應(yīng)側(cè)線圈的中心軸線相對(duì)于所述電力接收側(cè)線圈的中心軸線移位的位置處，所述電力供應(yīng)單元的阻抗和所述電力接收單元的阻抗匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述電力供應(yīng)側(cè)線圈和所述電力接收側(cè)線圈被纏繞成圓形形狀。
3.一種電力供應(yīng)系統(tǒng)，包括: 電力供應(yīng)側(cè)線圈，電力被供應(yīng)到該電力供應(yīng)側(cè)線圈； 電力接收側(cè)線圈，該電力接收側(cè)線圈布置成與所述電力供應(yīng)側(cè)線圈電磁地諧振并且接收來(lái)自所述電力供應(yīng)側(cè)線圈的電力；以及 用于調(diào)節(jié)諧振頻率的電容器，該電容器連接到所述電力供應(yīng)側(cè)線圈和所述電力接收側(cè)線圈每一者的兩端， 其中，所述電力供應(yīng)側(cè)線圈和所述電力接收側(cè)線圈的匝數(shù)是至少3匝但是不超過(guò)6匝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述電力供應(yīng)側(cè)線圈和所述電力接收側(cè)線圈的匝數(shù)是至少3匝但是不超過(guò)5匝。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK103782480SQ201280032574
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】大川雅充, 田中信吾, 田口範(fàn)高 申請(qǐng)人:矢崎總業(yè)株式會(huì)社