TW201251258A - Power supply device, power supply system, and electronic device - Google Patents

Description

201251258 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭不係關於一種對電子機器非接觸地進行電力供绔 (電力傳輸）之供電系統、及應用於該種供電系統之供電裝 置及電子機器》 【先前技術】 近年來’例如對行動電話機或隨身聽等CE機器 (Consumer Electronics Device :民生用電子機器）非接觸地 進仃電力供給（電力傳輸）之供電系統（非接觸供電系統、無 線充電系統）備受關注。藉此，並非藉由將如 AC(Alternating Current，交流電）配接器般之電源裝置之連 接益插入（連接）至機器而開始充電，而僅將電子機器次 側機态）放覃於充電盤（1次側機器）上便可開始充電。即， 無需進行電子機器與充電盤間之端子連接。 作為如此非接觸地進行電力供給之方式，電磁感應方式 廣為人知。又，最近，使用利用電磁共振現象之被稱為磁 場共振方式之方式的非接觸供電系統受到關注。 目則，於已廣泛使用之電磁感應方式之非接觸供電系統 中必需於供電元（輸電線圈）與供電目標（受電線圈）共有 、、因此，為了效率良好地進行電力供給，而必需將供 電7L與供電目標極其接近地配置，結合之軸對準亦較為重 要。 方面’於使用電磁共振現象之非接觸供電系統中， 八有如下優點：根據電磁共振現象之原理’較電磁感應方 I60154.doc 201251258 式而s可隔出距離進行電力傳輸，且即便轴對準稍微不 良，傳輸效率亦幾乎不降低。再者，於該電磁共振現象 中’除了磁場共振方式以外，亦有電場共振方式。於使用 該磁場共振型之非接觸供電系統（例如，參照專利文獻i、 2)中’無需嚴核·之軸對準，且亦可延長供電距離。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利特開2008 136311號公報 [專利文獻2]曰本專利特表2〇〇9·5〇4115號公報 【發明内容】 然而，於繞組有導電性線材等之線圈中，一般情況下， 隨著接近於線圈端，磁力線（磁通）之分佈變密，磁場變 強。另-方面’相反地’隨著遠離線圈端，磁力線之分佈 變疏，磁場變弱°因此，於將線材捲繞為平面狀之螺旋線 圈等中’於線圈之⑽非常大之情料，於位於線圈之内 端之導體附近磁場最強’並且於㈣之中心部附近磁場相 對較弱。如此，自線圈產生之磁力線之分佈一般情況下不 均勻》 此處於使用上述磁場（磁場共振等）之非接觸供電系統 中’於欲提昇電力傳輸時之卜欠側機器（輸電側）與2次側機 器(受電側)之相對位置之自由度(例如，卜欠側機器之供電 面上之2次側機器之配置自由度）之情形時，可列舉以下之 方法。即，增大輸電線圈等之㈣，擴大可分佈磁力線之 區域之方法。 160154.doc 201251258 ”、、而，例如於輸電線圈之内徑相對於受電線圈之内徑相 對較大之情形時，如上所述，輸電線圈之内部區域中之磁 力線分佈(磁通密度分佈)不均句。因此，存在非接觸供電 時之供電效率（傳輸效率）依存於1次側機器與2次側機器之 相對位置（例如2次侧機器之配置）而冑得不均勻之問題。 根據以上所述，期望提出一種於使用磁場之電力傳輸 (非接觸供電）時’可進行對應於機器之位置之傳輸效率控 制（例如，對應於上述相對位置之傳輸效率分佈之 性之降低等）之方法。 因此’較理想為提供—種於使用磁場於機器間進行電力 2輸時’可進行對應於機器之位置之傳輸效率控制之供電 裝置、供電系統及電子機器。 :揭不之#施形態之供電裝置包含輸電部，該輸電部 匕括使用磁場心進行電力傳輸之輸電線圈、及包含㈣ =數個共振器之辅助共振部，且電力傳輪時之使用輸電 ，.圈之主共振動作之主共振頻 率彼此不^ +…、振@之辅助共振頻

本揭示之一實施形態之供雷A 供電系統包含1個或複數個電子 置:二Π電子機器進行電力傳輸之供電裝置。供電裝 置二括輸電和該輸電部包含使用磁場用以進行電力傳輸 =輸電線圈；電子機器包括受電部，該受電部包含用以接 收自輸電部傳輸之電力之受電線圈。於供電裝置内、電子 機器内、及與供電裝置及電子機器為分體之其他裝置内中 之至少1者設置有輔助共振部，該輔助共振部包含Η固或複 160154.doc 201251258 數個共振器，該共振器顯示與 哎受雷㈣夕…& €刀傳輪時之使用輸電線圈 戈又電線圈之主共振動作之 共振頻率。 科為不同頻率之輔助 :示之-實施形態之電子機器包含受電部，該受電部 c括用以接收使用磁場而傳輸之電力之受電線圈、及包含 雷固後或願複數個共振益之輔助共振部，電力傳輸時之使用受 電線圈之主共振動作之主共振 頻率彼此不同。 U器之輔助共振 於本揭示之一實施形態之供雷步 ^ ^ 哭由電裝置供電系統及電子機 :中’使用磁場之電力傳輸時之主共振動作之主共振頻 2、與輔助共振部内之i個或複數個共振器之辅助共振頻 率彼此不同。因此’藉由調整該種共振頻率之差異，而使 供電裝置(輸電側)與電子機器(受電侧)之相對位置、與電 力傳輸時之傳輸效率之關係（位置特性）發生變化。'、 於本揭示之—實施形態之供電裝置、供電系統及電子機 盗中’亦可使上述輔助共振料成為高於上述主共振頻率 之頻率。於如此構成之情料，傳輸效率相對於上述相對 位置之變化之變動（依存於相對位置之傳輸效率之不均勻 性）減少1，與輔助共振頻率肖主共振頻率彼此相等之 情形相比，可實現與相對位置對應之傳輸效率分佈之平坦 化（均勻化）。 根據本揭示之一實施形態之供電裝置、供電系統及電子 機器，由於使用磁場之電力傳輸時之主共振動作之主共振 頻率、與輔助共振部内之1個或複數個共振器之輔助共振 160154.doc 201251258 頻率彼此不同’故而可藉由調整共振頻率 干<差異而使輸電 側及受電側之相對位置與電力傳輸時之傳輪效率之關係發 生變化。因此’於使用磁場於機關進行電力傳輸時，可 進行對應於機器之位置之傳輸效率控制。 【實施方式】 以下，參照圖式對本揭示之實施形態進行詳細說明。再 者，說明係按照以下之順序進行。 1. 第1實施形態（於1次側機器内設置有包含丨個共振器之輔 助共振部之例） ° 2. 第2實施形態（於1次側機器内設置有包含複數個共振器 之輔助共振部之例） μ' 3 .第3實施形態（於2次側機器内設置有輔助共振部之例） 4. 第4實施形態（於1次側機器内及2次側機器内設置有輔助 共振部之例） 5. 第5實施形態（將辅助共振部設為與丨次側機器、2次側機 器為分體之例） 6. 變形例 <第1實施形態> [供電系統4之整體構成] 圖1係表不本揭示之第丨實施形態之供電系統（供電系統 4)之外觀構成例者，圖2係表示該供電系統4之方塊構成例 者。供電系統4係使用磁場（利用磁共振等；以下相同）非接 觸地進行電力傳輸（電力供給，供電）之系統（非接觸型之供 電系統）。該供電系統4包含供電裝置丨（丨次側機器）、及i個 160154.doc 201251258 或複數個電子機器(此處為2個電子機器2a、2b;2 器）。 供電系統4中’例如，如圖j所示，藉由在供電裝置 1之供電面（輸電面）S1上放置（或接近）電子機器2A、2B， 而自供電裝置1對電子機器2A、2B進行電力傳輸。此處， 考慮對複數個電子機器2A、2B同時或者分時（依序）進行電 力傳輸之情形，使供電裝置1成為供電面si之面積大於供 電對象之電子機器2A、2B等之塾塊（mat)形狀（盤狀）。 (供電裝置1) 供電裝置1係如上所述使用磁場對電子機器2A、2B進行 電力傳輸者（充電盤）。例如，如圖2所示，該供電裝置】包 含輸電裝置11，該輸電裝置u具有輸電部11〇、高頻電力 產生電路111、阻抗匹配電路112及共振用電容器(電容 元件）。 輸電部110構成為包含下述輸電線圈（1次側線圈凡丨等。 輸電部110係利用該輸電線圈L1及共振用電容器C1，對電 子機器2A、2B(詳細而言，下述受電部21〇)進行使用磁場 之電力傳輸。具體而言，輸電部110具有自供電面S1朝向 電子機器2A、2B放射磁場（磁通）之功能。再者，對該輸電 部110之詳細構成於下文中加以敍述（圖3〜圖6)。 高頻電力產生電路111例如係產生用以使用自供電裝置i 之外部之電力供給源9供給之電力進行電力傳輸之特定高 頻電力（交流信號）之電路。 阻抗匹配電路112係進行於進行電力傳輸時之阻抗匹配 160154.doc 201251258 之電路。藉此，電力傳輸時之效率（傳輪效率）提高。再 者’亦可於輸電線圈L1或下述受電、線圈L2、共振用電容器 Cl、C2等之構成過程中不設置該阻抗匹配電路η〗。 共振用電容器C1係用以與輸電線圈u 一併構成 * LC(induCtor capacitoe，電感電容）共振器（主共振器、主共 .振電路)之電容元件，且以相對於輸電線圈“電性地直 接、並聯、或者將φ聯與並聯組合之連接之方式配置。藉 由包含輸電線圈L1與共振用電容scl2Lc共振器，而實 現藉由包含與高頻電力產生電路U1中產生之高頻電力大 致相同或附近之頻率之共振頻率（主共振頻率如之共振動 作（主共振動作）。又，以成為該種共振頻率£1之方式設定 共振用電容器C1之電容值。但是，只要藉由使用包含輸電 線圈L1内之線間電容、或輸電線圈L1與下述 之間的電容等之寄生電容成分（雜散電容成分）之主共振動 作而實現上述共振頻率π，則亦可不設置該共振用電容器 C1。 (電子機器2A、2B) 電子機器2A、2B例如包含以電視接收機為代表之固定 型電子機器、或以行動電話或數位相機為代表之包含充電 電池（電池）之可攜式電子機器等。例如，如圖2所示，該電 子機器包含受電裝置21、及根據自該受電裝置21供給之電 力進行特定動作（發揮作為電子機器之功能之動作）之負載 22。又，受電裝置21包含受電部21〇、阻抗匹配電路212、 整流電路213、電壓穩定化電路214、電池215及共振用電 160154.doc 201251258 容器（電容元件）C2 » 受電部210構成為包含下述受電線圈（2次側線圈似。受 電部210具有利用該受電線圈L2及共振用電容器ο接收2 供電裝置1内之輸電部110傳輸之電力之功能。再者對該 受電部210之詳細構成於下文中加以敍述（圖3)。 與上述阻抗匹配電路112同樣地，阻抗匹配電路212係進 行於進行電力傳輸時之阻抗匹配之電路。再者，於輸電線 圈L1或下述受電線圈L2、共振用電容器^、^等之構成 過程中’亦可不設置阻抗匹配電路2丨2。 整流電路213係對自受電部210供給之電力（交流電力）進 行整流而生成直流電力之電路。 電壓穩定化電路214係根據自整流電路2 13供給之直流電 力而進行特定電壓穩定化動作，且用以對電池215或負載 22内之電池（未圖示）進行充電之電路。 電池215係根據電壓穩定化電路214之充電而儲存電力 者，且例如使用鋰離子電池等充電電池（2次電池）而構成。 再者’於僅使用負載22内之電池之情形等時，該電池215 亦可不設置。 共振用電容器C2係用以與受電線圈L2 —併構成LC共振 器（主共振器、主共振電路）之電容元件，且以相對於受電 線圈L2電性地直接、並聯、或者將串聯與並聯組合之連接 之方式配置。藉由包含該受電線圈L2與共振用電容器（22之 Lc共振器’而實現藉由包含與高頻電力產生電路U1中產 生之高頻電力大致相同或附近之頻率之共振頻率f2之共振 160154.doc 201251258 動作。即，包含輸電線圈L1與共振用電容器。之輸電裝置 11内之LC共振器、與包含受電線圈[2與共振用電容器^ 之受電裝置21内之LC共振n係以彼此大致相同之共振頻率 (以⑺進行主共振動作。又，以成為該種共振頻率此 方式’設定共振用電容器C2之電容值。但是，只要藉由使 用包含受電線圈L2内之線間電容、或輸電線圈㈣受電線 圈L2之間的電容等之寄生電容成分之主共振動作而實現上 述共振頻率f2 ’則亦可不另外設置該共振用電容器C2。 [輸電部110及受電部210之詳細構成] 圖3係模式性地表示輸電部11〇及受電部21〇之概略構成 者。輸電部110包含輸電線圈u及辅助共振冑3，受 210包含受電線圈[2。 如上所述，輸電線圈L j係 ’…秘κ玎％刀得藤 (產生磁通）之線圈1 一方面，受電線圈L2係用以接收自 輸電部110傳輸（自磁通）之電力之線圈。 辅助共振部3係進行特U振動作（輔助共振動作）者， 且於此處具有包含！個輔助線圈共振用電容器 :(電容元件)之職共振器(輔助共振器、辅助共振電 Γ時將該辅助共振部3内之LC共振器之輔助共振動 :::振頻率(輔助共振頻率)設為f3。再者，關於該輔 ，:振中之共振用電容器C3,於代替使用特定寄生電 谷成分之情形等時亦可不設置。 (輸電部11 〇之詳細構成） 圖4係表示輸電部110之詳細構成例者，圖4⑷係表示立 160I54.doc 201251258 體構成例，圖4(B)係表示平面構成例（χ γ平面構成例）。 於輸電部110中，於平板狀之遮罩板1108上，上述輸電線 圈L1及輔助線圈L3以相互絕緣（物理及電性絕緣）之方式配 設。 遮罩板110S係用以防止向未形成與受電線圈L2之耦合 (磁耦合）之區域（此處為下方側）之不必要之漏磁通者，且 包含磁性體或導電性材料等。但是，視情形亦可不設置該 種遮罩板110S。 此處，於輸電部110中，輸電線圈L1與辅助線圈L3配設 於大致同一面（此處為遮罩板11〇15之表面（同一平面））内。 惟其並不限疋於該種配置構成，例如，亦可於自輸電線圈 L1之線圈面沿其垂直方向（z軸方向）偏移之平面上配置輔 助線圈L3。即，亦可將輸電線圈u與輔助線圈L3配置於 彼此不同之平面内。於如此進行配置之情形時，輔助共振 部3之設計（配置）之自由度提高。另一方面，如圖4所示， 於將輸電線圏L1與輔助線圈L3配置於大致同一面内之情形 時，可實現輸電部110之薄型化。以下，使用該等線圈彼 此配置於同一平面内之例進行說明。 又’如圖4所示，輸電線圈l 1之中心點cp 1與輔助線圈 L3之中心點CP3彼此位於大致同軸（2軸）上（此處為大致同 一點）°藉此，包含輸電線圈1^與辅助線圈L3而構成之輸 電部110之構造於X轴方向與γ軸方向上大致對稱，故而可 容易實現與下述之相對位置（此處為電子機器2A、2B相對 於供電裝置1之配置位置）對應之傳輸效率分佈之平坦化（均 160154.doc •12· 201251258 勻化）。而且，輔助線圈L3之内徑幻小於輸電線圈u之内 徑φ1(φ3<φ1)。藉此，可增強於無辅助線圈^之情形時相 對較弱之輸電線圈L1之中心部附近之磁場。以此方式，輸 電線圈L1與輔助線圈L3以成為彼此内徑不同之同心圓狀之 方式形成。 再者，輸電部U0之輸電線圈L1及輔助線圈。之構成並 不限定於圖4(A)、（B)所示者。例如，可非如圖4(a)、（B) 所示般、將輸電線圈L1及輔助線圈L3之各繞組緊密捲繞， 而亦可例如圖5所示般，將該等各繞组疏鬆捲繞（於線材間 設有特定空隙）。又，輸電線圈u及輔助線圈⑶列如分別 可為於順時針方向捲繞之線圈，亦可為於逆時針方向繞組 之線圈’無需使捲繞方向統一。進而，輸電線圈U之中心 點⑶與輔助線圈以中心點cp3亦可以非以彼此位於同 軸上之方式而錯開地配置。於此情形時，可有意地對與下 述之相對位置（此處為電子機器2A、2B相對於供電裝们之 配置位置）對應之傳輸效率分佈賦^高^此外，辅助線 圈L3之内徑φ3亦可設為與輸電線圈以之内徑㈣等以上 (_Φυ。於此情形時’傳輸效率之最大值本身雖減小， =藉由相對較南之傳輸效率而擴大可進行非接觸供電之 區域。 (八振頻率Π、f 3之關係） :處，於本實施形態，，如圖6(A)、(B)所示，電力傳 輸時之使用輸電線 fl ，、圈U之主共振動作之共振頻率 (.2)、與輔助共振部3内之„ 門疋IX共振态之共振頻率f3彼此 J60I54.doc •13· 201251258 不同（fl古f3)。 具體而言，例如’如圖6(A)所示’共振頻率f3成為高於 共振頻率fl(与f2)之頻率（f3>fl)。或者，例如，如圖6(B) 所示’共振頻率f3成為低於共振頻率fl(与f2)之頻率（f3< fl)。 此時’詳細内容於下文中加以敍述’共振頻率f 3例如較 理想為共振頻率fl(=? f2)之1.1倍以上且5.0倍以下 (l.l$(f3/fl)S5.0) ’更理想為1.25倍以上且3.00倍以下 (1.25$ (f3/fl)$ 3.00)。其原因在於，藉此可容易實現下述 相對位置（此處為電子機器2A、2B相對於供電裝置丨之配置 位置）所對應之傳輸效率分佈之平坦化（均勻化）。 [供電系統4之作用、效果] (1.整體動作之概要） 於該供電系統4中，於供電裝置1中，高頻電力產生電路 111對輸電部110内之輸電線圈L1及共振用電容器ci(LC共 振器）供給用以進行電力傳輸之特定高頻電力（交流信號）。 藉此’於輸電部110内之輸電線圈L1中產生磁場（磁通）。 此時’若於供電裝置1之上表面（供電面S1)放置（或接近）作 為供電對象（充電對象）之電子機器2A、2B，則供電裝置1 内之輸電線圈L1與電子機器2A、2B内之受電線圈L2於供 電面S1附近接近。 如此’若接近產生磁場（磁通）之輸電線圈L1而配置受電 線圈L2 ’則受到自輸電線圈l 1產生之磁通之感應，而於受 電線圈L2產生電動勢。換言之，藉由電磁感應或磁共振， 160154.doc 14 201251258 而分別於輸電線圈L1及受電線圈L2進行鏈交從而產生磁 %。藉此，自輸電線圈L1側（1次側、供電裝置i側、輸電 部110側）對受電線圈L2侧（2次側、電子機器2A、2B側、受 電部210側）進行電力傳輸（參照圖2中所示之電力P1)。此 時’於供電裝置1側進行使用輸電線圈以與共振用電容器 C1之主共振動作（共振頻率fl)，並且於電子機器2a、2B側 進行使用受電線圈L2與共振用電容器C2之主共振動作（共 振頻率f2与Π)。 如此一來’於電子機器2八、2B中，於受電線圈L2中接 收之交流電力供給至整流電路213及電壓穩定化電路214 , 並進行以下之充電動作。即，於藉由整流電路213將該交 流電力轉換成特定直流電力後，藉由電壓穩定化電路214 進行基於該直流電力之電壓穩·定化動作，且進行對電池 215或負載22内之電池（未圖示）之充電。以此方式，於電子 機器2A、2B中，進行基於受電部21〇中接收之電力之充電 動作。 即’於本實施形態中，於電子機器2A、2B之充電時， 例如無需對AC配接器等之端子連接，僅放置（接近）於供電 裝置1之供電面S1上便可容易地開始充電（進行非接觸供 電）。其關係到使用者之負擔減輕。 (2 ·輔助共振部3之作用） 其次’ 一面與比較例（比較例1、2)進行比較，一面對作 為本實施形態之特徵部分之一的輔助共振部3之作用進行 詳細說明。 160154.doc -15- 201251258 (比較例1) 圖7係表示比較例1之供電系統（供電系統104)之概略構 成（圖7(A))及電力傳輸特性（圖7(B))者。與供電系統4同樣 地，該比較例1之供電系統104係使用磁場非接觸進行電力 傳輸之系統（參照圖7(A)中之電力P101)»供電系統104包含 具有輸電裝置101之供電裝置（未圖示）、及具有受電裝置21 之電子機器（未圖示）。 如圖7(A)所示，輸電裝置ιοί具有輸電線圈li，但與輸 電裝置11不同，不包含辅助共振部3。因此，於比較例1中 產生以下之問題。即，例如，如圖7(B)所示，輸電線圈l 1 之内部區域中之磁力線分佈（磁通密度分佈）不均勻，電力 傳輸（非接觸供電）時之供電效率（傳輸效率）依存於丨次側機 器與2次側機器之相對位置（此處為2次側機器之位置）而變 得不均勻。其係因以下原因所致。即，於繞組有導電性之 線材等之線圈中，一般情況下，隨著靠近線圈端，磁力線 (磁通）之分佈變密，磁場變強。另一方面，相反地，隨著 遠離線圈端’磁力線之分佈變疏，磁場變弱。因此，於將 線材捲繞為平面狀之螺旋線圈等中，於線圈之内徑非常大 之情形時，於位於線圈之内端之導體附近磁場最強，並且 於線圈之中心部附近磁場相對較弱（參照圖7(B)中之磁通密 度分佈）。以此方式，於比較例！中，輸電線圈“之磁通密 度分佈不均勻。 藉此，於比較例1中，電力傳輸時之傳輸效率依存於丨次 側機器與2次側機器之相對位置（此處為2次側機器之位置） 160154.doc 16 201251258 而變得不均句。其招致電力傳輸時之相對位置之自由产 (此處為!次側機器之供電面上之2次側機器之配置自由二 之降低，從而損害使用者之方便性。再者，以下，將該種 1次側機器（供電裝置、輸電側）與2次側機器（電子機器 '受 電側）之相對位置、盥雷六值鈐眭+席认， 又 /、電力傳輸時之傳輸效率之關係規定 為「位置特性」進行說明。 (比較例2) 另一方面，於比較例2之供電系統中，例如使用圖8(A) 所示之包含平面構成(χ_γ平面構成)之輸電部2〇ia進行電 力傳輸(非接觸供電）。該輸電部2〇1A具有包含外周線圈 L201A及内周線圈L2〇1B2 2個線圈（分割線圈）之輸電線圈 L201。即，於該輸電線圈L201中，外周線圈L201A及内周 線圈L201B相互隔開特定距離（内徑差）地配置。但是，於 /輸電線圈L201中，與上述本實施形態之輸電線圈及辅 助線圈L3(物理及電性絕緣）不同，外周線圈與内周 線圈L201B物理及電性連接（未絕緣）。 藉由使用包含該種分割線圈之輸電線圈L201，於輸電部 201A中’例如’如圖8(B)中之磁通密度分佈所示與未使 用分割線圈之情形（例如無内周線圈L201B之情形）相比， 磁通密度分佈於某種程度上均勻化（參照圖中之2重峰之箭 頭）。其原因在於’如圖8(B)中之實線及虛線之箭頭所示 般’於内周線圈L201B之内部區域，藉由外周線圈L201A 產生之磁通之方向、與藉由内周線圈L201B產生之磁通之 方向以成為相同之方式（此處為Z軸上之正方向）而設定。 160154.doc -17· 201251258 然而’由於該種磁通之方向之設定，而於比較例2之供 電系統中存在如下之問題：可能存在因電力傳輸時之相對 位置（此處為2次側機器（受電線圈）之位置）而導致傳輸效率 明顯降低之配置區域（死帶）。詳細而言，其係因以下原因 所致。即’首先，於在内周線圈L201B之内部區域配置有 受電線圈之情形時，如上所述，於該區域中，外周線圈 L201A之磁通之方向與内周線圈L2〇1B之磁通之方向彼此 相同（z軸上之正方向）。因此，因内周線圈L201B之存在， 而於受電線圈中通過更多之磁通。因此，如上所述，内周 線圈L201B之内部區域（線圈中心部附近）之磁通密度之降 低於某種程度上得到緩和。 另一方面’於受電線圈配置於外周線圈12〇1八與内周線 圈L201B之間的間隙區域内之情形時，外周線圈L2〇1A2 磁通之方向與内周線圈L201B之磁通之方向並非相同，一 部分成為相反之方向。若以極端之例進行說明，則如圖 8(B)中之實線及虛線之箭頭所示，外周線圈L2〇1A之磁通 之方向與内周線圈L201B之磁通之方向完全相反。於此情 形時，由於磁通（磁力線）之一部分等價抵消，故而於外周 線圈L201A之内端附近，磁通密度之增大於某種程度上受 到抑制。但是，等價通過受電線圈之磁通之方向係根據受 電線圈附近之自外周線圈L201A產生之磁力線之磁通密度 與自内周線圈L201B產生之磁力線之磁通密度之平衡性而 決定。而且’如上所述’於在該等磁通之方向（磁通密度） 完全相等之位置配置有受電線圈之情形時，由於磁通等價 160154.doc •18- ⑧ 201251258 抵消而未通過受電線圈，故而傳輸效率極其降低，幾乎不 可能實現非接觸供電》 以此方式，於比較例2之供電系統中，可能存在因電力 傳輸時之相對位置（2次側機器之位置）而導致傳輸效率明顯 降低之配置區域（死帶）^再者，於使用如比較例2般之分割 線圈作為輸電線圈之情形時，由於對外周線圈及内周線圈 分別施加相同之高頻電力，故而無法避免該種死帶產生之 問題。 (本實施形態） 相對於此，於本實施形態中，例如藉由將包含如圖3〜圖 5所示之構成之輔助線圈L3(與輸電線圈u物理及電性絕 緣）之輔助共振部3設置於輸電部11〇内，而解決例如上述 比較例2中之問題。 具體而言’於本管施裉能士 . l m m~ _

效率之位置分 佈）0 此時’例如， 此*时，例如，如圖6(A)所示， 共振頻率Π之頻率之方式進行言 ’於以共振頻率f 3成為高於 設定之情形（f3 > Π)時，傳 160l54.doc 201251258 輸效率相對於上述相對位置之變化之變動（依存於相對位 置之傳輸效率之不均勻性）減少。即，與共振頻率〇、〇彼 此相等之情形（對應於上述比較例2之情形）相比，可實現與 相對位置對應之傳輸效率分佈之平坦化（均勻化卜詳細而 言，其原因在於，即便相對位置發生變化，作為決定傳輸 效率之主要參數之一的耦合係數（磁耦合係數）亦難以變動 (耦合係數幾乎不依存於相對位置）。又，自其他觀點來 看，即便存在依存於相對位置之死帶（傳輸效率極低之配 置區域），輔助共振動作之共振頻率f3與主共振動作之共振 頻率fl亦不同（fl/f3)，因此，不會對電力傳輸產生影響。 另一方面’例如’如圖6(B)所示，於以共振頻率门成為 低於共振頻率fl之頻率之方式進行設定之情形（f3 < fl) 時’傳輸效率相對於上述相對位置之變化之分佈可任意控 制。具體而言，例如，可實現選擇性地設置傳輸效率相對 較咼之區域與相對較低之區域（於供電面S1上之選擇區域 進行電力傳輸）。 (第1實施形態之實施例） 此處’圖9〜圖11係表示本實施形態之實施例之各種資料 者°於本實施例中使用圖4(A)、（B)所示之構成之輸電部 Π0°具體而言，設為輸電線圈^之内徑φ1 = 12〇 mm、輔 助線圈L3之内徑φ3=60 mm、輔助線圈L3之繞數n3=5、共 振頻率f3=2xfl。而且’將外徑ψ=10 mm之受電線圈L2自輸 電線圈L1之上表面向垂直方向（z軸方向）距離6 mm左右地 配置。再者’於電子機器2A、2B側，設定為共振頻率 160154.doc -20- ⑧ 201251258 f2 = fl〇 首先ffi 9(A)係表示因受電線圏之配置而產生之傳輸 寺’變化之例者。具體而言，係測定使受電線圈L2以上 述4置為基準於水平方向（χ_γ平面内）移動之情形（移動長 义）之傳輸特I·生。移冑長度d=〇咖之位置與相對於輸電線 圈L1及辅助線圈L3之中心點⑵、cp3之垂直軸上之點對 應。此處，縱軸U21(s參數）係與供電效率（傳輸效率）相 關之 > 數根據該圖9(A)可知，即便受電線圈之位置 (移動長度d)發生變化，於電力傳輸時之共振頻率⑽近之 頻率（lxfl)中’ s21(傳輸效率）亦幾乎無變化（參照圖中之符 號G11)。另一方面，於辅助共振部3之共振頻率f2附近之 頻率（2xfl)中，（傳輸效率）變化較大（參照圖中之符號 ⑴2)，存在I丨（傳輸效率）極其降低之配置（對應於死帶）。 又，圖9⑻係表示因受電線圈[2之配置而產生之相位特 性變化之-例者。根據圖9(B)可知，力電力傳輸時之共振 頻率fl附近之頻率（lxfl)中，幾乎無相位變化（參照圖中之 符號G21)’相對於此，於輔助共振部3之共振頻率卩附近 之頻率（2Xfl)中’相位變化較大（相位反轉）（參照圖中之符 號 G22)。 根據該等圖9(A)、（B)之結果可知，於使用上述比較例2 中說明之分割線圈之情形時，於電力傳輸時之共振頻率η 附近之頻率（lxfl)中，因受電線圈L2之配置，而導致相位 反轉及傳輸效率之極其降低。即’可謂於假設使共振頻率 fl、f3相等（fi=f3)之情形時’產生電力傳輸之死帶。 160154.doc -21 - 201251258

置特性變化之一例者β (c)係表示使輔助共振動作之共振頻率f3 /fl )=0.50〜3.00之範圍内變化之情形）之位 4者。根據該等圖可知，就傳輸效率分佈 之均句化之觀點而言’共振頻率f3大於共振頻率fl即可（f3 >fl)又，較理想為共振頻率fl之1·1倍以上且5 〇倍以下 左右，更理想為1.25倍以上且3.00倍以下左右。進而，於 該例中，於共振頻率f3=2xfl之情形時，最能夠實現傳輸 效率分佈之均勻化（參照圖〗〇(B)中之實線之箭頭卜另一方 面，相反地，於振頻率f3為低於共振頻率打之頻率之情形 (f3〈fl)時’例如，如圖1〇(B)中之虛線之箭頭所示般，相 對於受電線圈L2之配置（移動長度d)之傳輸效率分佈可任 意控制。例如，於f3=0.50xfl之情料，於輔助線圈^之 内部區域中，傳輸效率相對較低，於輔助線圈^^與輸電線 圏L1之間隙區域中，傳輸效率相對較高。因此，可實現於 供電面S1上之選擇區域（此處為輔助線圈L3與輸電線圈U 之間隙區域）進行電力傳輸。再者’使該種共振頻率f3發生 變化時之位置特性變化之程度係依存於輸電線圈L1及輔助 線圈L3之構成或配置、供電裝置殼體内部之周圍金屬 160154.doc •22· 201251258 或周圍磁性材所產生之影響、及自電子機器2A、2B之殼 體所使用之金屬或磁性材受到之影響等。因此，亦考慮該 等影響而設定最佳之共振頻率f3之值即可。即，可謂只要 將共振頻率f 3設定為於電力傳輸時之共振頻率f i之頻率附 近不產生如圖9(A)、（B)中說明之相位反轉及傳輸效率之 極其降低之頻率即可。 其次，圖11(A)係表示使辅助線圈L3之内徑…發生變化 圖11 (B)係表示使輔助線圈 時之位置特性變化之一例者 L3之繞數n3#生變化時之位置特性變化之—例者u該 等圖11(A)、(B)可知，可藉由使輔助線圈u之内徑小3或繞 數η3發生變化，而使位置特性稍微發生變化。具體而言， 根據圖11(Α)可知’隨著輔助線圈L3之内徑&變大，；輸 效率稍微提高。又’根據圖11(Β)可知，隨著辅助線㈣ 之繞數η3變多，傳輸效率猶微提高。根據以上内容可知， 辅助細之形狀或其配置、且共振頻率f3等可謂為使位 置特性發生變化（使傳輸效率分佈均勾化）時之參數，尤其 共振頻率f3為重要之參數。 如以上所述，於本實施形態中，由於使用磁場之電力1 輸時之主共振動作之共振頻_、與辅助共振部3内之L 共振器之共振頻率f3彼此不同，故而可藉由調整該等共^ 頻率fl、f3之差異，而使輸電側（供電裝置1}及受電側 子機器Μ、2B)之相對位置與電力傳輸時之傳輸效率之择 係(位置特性)發生變化。因此，於使用磁場於機器間進个 電力傳輸（非接觸供電）時，可進行對應於機器之位置肩 160I54.doc •23· 201251258 輸效率控制。 尤其於以共振頻率f3成為高於共振頻率fl之頻率之方式 進行設定之情形（f3>fl)時，可減少傳輸效率相對於上1 相對位置之變化之變動（依存於相對位置之傳輸效率之不 均勻性）。~，與共振頻率fl、⑽此相等之情形（對應於 上述比較例2之情形）相比，可實現與相對位置對應之傳輸 效率分佈之平坦化（均勻化）。因此，於供電面“上之廣範 圍區域内不存在死帶，從而可構建能夠取得大致均勻之傳 輸效率之非接觸供電系統。又，藉此，可獲得非接觸供電 時之供電穩定性之提昇、或2次側機器（電子機器2A、2B) 之配置自由度之提昇、不同種類金屬之檢測能力提昇等效 果。 進而，於使輔助線圈L3之内徑φ3小於輸電線圈L丨之内徑 Φ1之情形（φ3 < φΐ)時’可獲得以下之效果。即，可增強於 無輔助線圈L3之情形時相對較弱之輸電線圈L丨之中心部附 近之磁場，而可使與相對位置對應之傳輸效率分佈更均勻 化。 繼而’對本揭示之其他實施形態（第2〜第5實施形態）進 行說明。再者，對與上述第丨實施形態相同之構成要素標 註相同之符號，並適當省略其說明。 <第2實施形態> [供電系統4A之構成] 圖12係表示第2實施形態之供電系統（供電系統4A)之概 略構成例者。與供電系統4同樣地，本實施形態之供電系 160154.doc 24 ⑧ 201251258 統4A係使用磁場非接觸地進行電力傳輸之系統，且包含具 有輸電裝置HA之供電裝置（未圖示）、及具有受電裝p 之1個或複數個電子機器（未圖示）。gp，該 八包 含輸電裝置HA以代替供電系統〇之輸電裝置u、，其他構 • 成相同。 • 冑電裝置UA^含具有輸電線及辅助共振部3A之輸 電部n〇A。㈣共振部3A與輔助共振部3不同，且有複數 個（此處為2個）LC共振11，該等複數個IX共振器包含複數 個（此處為2個）輔助線圈^、L32、及複數個（此處為2個） 共振用電容器⑶、C32(電容元件具體而言，藉由輔助 線圈⑶與共振用電容器C31構成WLC共振器，藉由輔助 線圈L32與共振用電容器C32構成Η@Ιχ共振器。以下，將 包含辅助線圈L31與共振用電容器C31iLC共振器之輔助 共振動作時之共振頻率（輔助共振頻率）設為f3i。又，將包 含輔助線圈L32與共振用電容器C32之£(：共振器之辅助共 振動作時之共振頻率（輔助共振頻率）設為f32。再者，關於 該輔助共振部3A之共振用電容器C31、C32，於代替使用 特定寄生電容成分之情形等時亦可不設置。 (輸電部110A之詳細構成） 圖13係表示輸電部iiOA之詳細構成例（χ_γ平面構成例） 者。於輸電部110Α中，於遮罩板11〇8上，以相互絕緣（物 理及電性絕緣）之方式配設有上述輸電線圈L〖及2個輔助線 圈L31、L32。惟2個輔助線圈L31、l32彼此視情形亦可不 絕緣（亦可物理及電性連接）。 160154.doc •25- 201251258 於該輸電部110A中，輸電線圈L1與各輔助線圈L3i、 L32配設於大致同一面（此處為遮罩板11〇8之表面（同一平 面））内。惟其並不限於該種配置構成，例如，亦可於自輸 電線圈L1之線圈面沿其垂直方向（z軸方向）偏移之平面上 配置輔助線圈L31、L32。即，亦可將輸電線圈u及輔助 線圈L3 1、L32配置於彼此不同之平面内。於如此配置之情 形時，輔助共振部3A之設計（配置）之自由度提昇。另一方 面，如圖13所示，於將輸電線SL1與各輔助線圈L3i、 L32配置於大致同一面内之情形時，可實現輸電部11〇八之 薄型化。以下，使用將該等線圈彼此配置於同一平面内之 例進行說明。 又，如圖13所示，輸電線圈。之中心點cpi、輔助線圈 L3 1之中〜點CP3 1、及輔助線圈L32之中心點CP32彼此位 於大致同轴（Z軸）上（此處為大致同一點）。藉此，構成為包 含輸電線圈Li與輔助線圈L31、L32之輸電部11〇八之構造 於X轴方向與Y軸方向大致對稱，因此，可容易實現與上 述之相對位置對應之傳輸效率分佈之均勻化。而且，辅助 線圈 L31、L32 之内徑 φ31(φ31χ、^ly)、φ32(衫2χ、 分別小於輸電線圈L1之内徑φ1〇Μχ、φ32χ)< ΦΙχ、（<|)31y、φ32>〇<φ1)〇。又，同時，各輔助線圈 L3i、 L32 之内徑 φ31(φ31χ、φ31)〇，φ32(φ32χ、彼此不同 (Φ31χ#φ32χ、（J>31y432y)。藉此，可階段性地增強於無辅 助線圈L31、L32之情形時相對較弱之輸電線圈L1之中心 部附近之磁場，從而可容易實現與上述之相對位置對應之 160154.doc ⑧ •26· 201251258 傳輸效率分佈之均勻化。以此方式，輸電線圈L1、輔助線 圈L3 1及輔助線圈L32以成為彼此内徑不同之同心圓狀之方 式形成。 進而’輸電線圈L1與最外側之輔助線圈（輔助線圈L3 J) 之内徑之差量值（内徑差，間隔）、與鄰接之辅助線圈 L3 1、L32彼此之内徑之差量值隨著自輸電線圈L丨側（外周 側）朝向中心點CP1等（内周側）而逐漸地變大。具體而言， 若设為（φ1χ-φ3 lx)=内徑 glx、（φΐγ_ψ3 iy)=内徑差 yy、 (Φ31χ-φ32χ)=内徑差 g2x、（φ31γ-φ32γ)=内徑差 g2y，則 g2x > glx，g2y> gly分別成立。 此外，例如，如圖13所示，於輸電線圈L1及各輔助線圈 L3 1、L32分別具有表現各向異性之内面形狀（例如，橢圓 形狀、長方形狀、長圓形狀等）之情形時，較理想為，使 上述各内徑差亦滿足以下條件。具體而言，較理想為’輸 電線圈L1與最外側之辅助線圈L31之内徑之差量值、與鄰 接之輔助線圈L31、L32彼此之内徑之差量值，於表現上述 各向異性之内面形狀之短邊方向（此處為χ軸方向）相比， 各自於長邊方向（此處為Y軸方向）較大。即，較理想為， gly>glx，g2y>g2x成立。其原因在於，藉此可進一步有 效地實現與上述之相對位置對應之傳輸效率分佈之均勻 化。 再者，輸電部110A之輸電線圈li及輔助線圈L31、L32 之構成亦與第1實施形態中說明之輸電部丨1〇之情形同樣 地，並不限定於圖13所示者，亦可設為其他構成。即例 160154.doc -27- 201251258 如，輸電線圈L1及各輔助線圈L3 1、L32亦可分別具有表 現各向同性之内面形狀（圓形等）。又，關於各内徑差，亦 可使上述關係中之至少一部分不成立。 (共振頻率fl、f31、f32之關係） 此處，於本實施形態中’亦與第1實施形態同樣地，使 用磁場之電力傳輸時之主共振動作之共振頻率n(与f2)、 與辅助共振部3A内之LC共振器之共振頻率f3l、f32彼此不 同（fl#(f31、f32))。具體而言，例如，如圖14(A)所示，共 振頻率f31、f32分別成為高於共振頻率n(与f2)之頻率 ((f31、f32)> fl)。或者，例如，如圖14(B)所示，共振頻 率f3 1、f32分別成為低於共振頻率f丨（与口）之頻率（(f3工、 f32)< fl) 〇 又，於該等情形中，複數個（此處為2個）Lc共振器之各 共振頻率f31、f32可相等（f31=f32)，亦可彼此不同 (f31#f31 : f31<f32或 f31>f32)。 [供電系統4A之作用、效果] 於本實施形態之供電系統4A中，由於使用磁場之電力傳 輸時之主共振動作之共振頻率£1、與輔助共振部从内之 LC共振器之共振頻率f31、m彼此不同，故而可藉由與第 1實施形態相同之作用而可發揮相同之效果。#，於使用 磁場於機器間進行電力傳輸（非接觸供電）時，可進行對應 於機器之位置之傳輸效率控制。又，於以共振頻率f31、 f3 2成為高於共振頻率以之頻率之方式進行設定之情形 ((f31 f32)>fl)時’可減少傳輸效率相對於相對位置之變 160154.doc -28- 201251258 化之變動（依存於相對位置之傳輸效率之不均勻性）。 尤其於本實施形態中’由於辅助共振部3A具有包含複數 個輔助線圈L3 1、L32、及複數個共振用電容器C3 1、C32 之複數個LC共振器，故而可謂於輸電線圈L1之内部區域 尤其較廣之情形時，上述效果之優勢較大。 (第2實施形態之實施例） 此處，圖15係表示本實施形態之實施例之資料者（因輔 助共振部3 A之有無而產生之位置特性變化之一例）^於該 實施例中使用圖13所示之構成之輸電部丨丨〇 a，且設為輸電 線圈L1之長邊方向之内徑φ1γ=188 mm、短邊方向之内徑 Φ1χ=119 mm。又’於輔助線圈L31中，設為長邊方向之内 位φ3 ly 141 mm、短邊方向之内徑ψ3 ix=92 mm，於輔助線 圈L32中’設為長邊方向之内徑ψ32γ=75 mm、短邊方向之 内徑 φ32χ=46 mm。 根據圖15可知，藉由設置輔助共振部3A，而可提昇輸電 線圈L1與輔助線圈L31、L32之間隙區域内之傳輸效率（參 照圖中之箭頭），從而可獲得大致均勻之傳輸效率分佈。 又，於本實施例中，由於輸電線圈L1之内部區域較第1實 施形態之實施例廣（内徑較大），故而與圖i 〇(A)所示之結果 相比’傳輸效率分佈均勻化之改善效果較大。 <第3實施形態> [供電系統4B、4C之構成] 圖16(A)、（B)係表示第3實施形態之供電系統（供電系統 4B、4C)之概略構成例者。與供電系統4同樣地，本實施形 160154.doc -29- 201251258 態之供電系統4B、4C分別係使用磁場非接觸地進行電力 傳輸之系統。 但是，於本實施形態中’與第1及第2實施形態不同，作 為供電對象之電子機器（2次側機器）大於供電裝置（1次側機 器）。即’與電子機器之受電面大於供電裝置之輸電面（供 電面）之情形對應。 圖16(A)所示之供電系統4B包含具有輸電裝置11B之供電 裝置（未圖示）、及具有受電裝置21B之1個或複數個電子機 器（未圖示）》輸電裝置11B包含具有輸電線圈[丨之輸電部 110B ’受電裝置21B包含具有受電線圈L2及輔助共振部3 之受電部210B。即，該受電部210B具有包含丨個輔助線圈 L3與1個共振用電容器C3之^固^共振器。 另一方面，圖16(B)所示之供電系統4C包含具有輸電裝 置11B之供電裝置（未圖示）、及具有受電裝置21(：之1個或 複數個電子機器（未圖示受電裝置21C包含具有受電線 圈L2及輔助共振部3A之受電部21〇c。即，該受電部21〇(： 具有包含2個輔助線圈L3 1、L32、及2個共振用電容器 C31、C32之2個LC共振器。 此處，本實施形態之輔助共振部3、3 A之構成基本上與 第1及第2實施形態中說明者相同。又，受電裝置2ιβ、2ι〇 之主共振動作時之共振頻率f2(与fl)、與輔助共振部3、3a 内之LC共振器之共振頻率打、f31、f32彼此不同（f2尹(f3、 f3 1、f32))。具體而言，例如共振頻率f3、f3丨、出成為高 於共振頻率之頻率（(f3、m、f32)>f2)。或者例 160154.doc ⑧ •30- 201251258 如共振頻率f3、f31、f32成為低於共振頻率f2(与fl)之頻率 ((f3、f3 1、f3 2) < f2)。 [供電系統4B、4C之作用、效果] 於本實施形態之供電系統4B、4C中，由於設置有輔助共 振部3、3A，故而可藉由與第丨、第2實施形態相同之作用 而獲得相同之效果。即，於使用磁場於機器間進行電力傳 輸（非接觸供電）時，可進行對應於機器之位置之傳輸效率 控制。又，於以共振頻率〇、01、f32成為高於共振頻率 f2(%fl)之頻率之方式進行設定之情形（(f3、m、β2)>⑴ 時，可減少傳輸效率相對於相對位置之變化之變動（依存 於相對位置之傳輸效率之不均勻性）。 尤其於本實施形態中’由於在受電裝置21]3、21(：：側（電 子機器側）s免置輔助共振部3、3 A，故而可降低依存於電子 機器之受電面内之供電裝置之配置位置（相對位置）之傳輸 效率的不均勻性。 即，例如，如圖1 7所示之比較例3之供電系統（供電系統 304)般，與於具有受電部3〇2A之受電裝置302側（電子機器 側）未設置辅助共振部3、3 A之情形相比，可降低依存於電 子機器之受電面内之供電裝置之配置位置之傳輸效率的不 均勻性。 <第4實施形態> [供電系統4D、4E、4F、4G之構成] 圖18(A)、（B)及圖19(A)、（B)係表示第4實施形態之供電 系統（供電系統4D、4E、4F、4G)之概略構成例者。與供電 160l54.doc -31- 201251258 系統4同樣地’本實施形態之供電系統々ο、4E、4F、4G分 別係使用磁場非接觸地進行電力傳輸之系統。 但是’於本實施形態中，與第丨〜第3實施形態不同，與 供電裝置（1次側機器）及電子機器（2次側機器）之兩者具有 相對較大之輸電面（供電面）及受電面之情形對應。 圖18(A)所示之供電系統4£)包含具有輸電裝置u之供電 裝置（未圖示）、及具有受電裝置21B之1個或複數個電子機 器（未圖不）。輸電裝置1丨包含具有輸電線圈L1及輔助共振 部3之輸電部110，受電裝置21B包含具有受電線圈L2及辅 助共振部3之受電部21犯。即，輸電裝置u及受電裝置2ib 之兩者均包含輔助共振部3,該辅助共振部3具有包含^固 輔助線圈13與1個共振用電容器C3之1個LC共振器。 圖18(B)所示之供電系統佔包含具有輸電裝置UA之供電 裝置（未圖示）、及具有受電裝置21(：之1個或複數個電子機 器（未圖示）。輸電裝置11A包含具有輸電線圈及輔助共 振部3A之輸電部11〇A ’受電裝置21C包含具有受電線圈L2 及辅助共振部3A之受電部210〇即，輸電裝置UA及受電 裝置21C之兩者均包含輔助共振部3A ,該輔助共振部3A具 有包含2個輔助線圈L31、L32與2個共振用電容器C31、 C32之2個LC共振器。 圖19(A)所不之供電系統奸包含具有輸電裝置I〗a之供電 裝置（未圖示）、及具有受電裝置21B之1個或複數個電子機 器（未圖示）。輸電裝置UA包含具有輸電線圈^及辅助共 振部3A之輸電部11〇八，受電裝置⑽包含具有受電線圈 160l54.doc ⑧ •32- 201251258 及輔助共振部3之受電部21〇Ββ即，輸電裝置UA包含辅 助共振部3A，$輔助共振部3A具冑包含2個辅助線圈 L31、L32與2個共振用電容器C31、〇2之2個^共振器， 另方面’文電裝置2⑺包含辅助共振部3,該辅助共振部 3具有包含丨個辅助線圈1^與1個共振用電容器c32H@lc 共振器。 圖19(B)所之供電系統4G包含具有輸電裝置"之供電 裝置（未圖示）、及具有受電裝置21CU個或複數個電子機 器(未圖示)。輸電裝W包含具有輸電線圈L1及辅助共振 P3之輸電。卩110，受電裝置21C包含具有受電線圈η及辅 助共振部3A之受電部21()Ce即，輸電裝置u包含輔助共 振卩3該辅助共振部3具有包含丨個辅助線圈L3與丨個共振 用電容HC3之！個LC共振器，另一方面，受電裝置μ包 a輔助、振。p 3A，該輔助共振部3八具有包含2個輔助線圈 L32與2個共振用電容器C3i、C32之2個1^^；共振器。 此處’本實施形態中之輔助共振部3、3 A之構成基本上 與第1〜第3實施形態中說明者相同。 [供電系統4D、4E、4F' 4G之作用、效果] 於本實施形態之供電系統4D、4E、4F、扣中，由於設 有辅助共振。P 3、3A，故而可藉由與第卜第3實施形態相 =之作用而獲得相同之效果。即，於使用磁場於機器間進 行電力傳輸（非接觸供電）時，可進行對應於機器之位置之 傳輸效率控制。又，於以共振頻率f3、f31、f32成為高於 八振頻率fl、f2之頻率之方式進行設定之情形（(门、⑶、 160154.doc ·33· 201251258 f32)>(n、f2))時，可減少傳輸效率相對於相對位置之變 化之變動（依存於相對位置之傳輸效率之不均句性）。 尤其於本實施形態中，由於在輸電裝置（供電裝置）侧及 受電裝置（電子機器）側之兩者均設置輔助共振部3、3A， 故而可分別降低依存於供電裝置之輸電面（供電面）之電子 機器之配置位置、及電子機器之受電面内之供電裝置之配 置位置（相對位置）之傳輸效率之不均勻性。 <第5實施形態> [供電系統4H、41、4J、4K之構成] 圖20(A)、（B)及圖21(A)、（B)係表示第5實施形態之供電 系統（供電系統4H、41、4J、4K)之概略構成例者。與供電 系統4同樣地，本實施形態之供電系統々η、4I、4J、4尺分 別係使用磁場非接觸地進行電力傳輸之系統。 但是，於本實施形態中，與第1〜第4實施形態不同，於 與供電裝置（1次側機器）及電子機器（2次側機器）為分體之 其他裝置（下述辅助裝置41或輔助裝置41A)内設置有輔助 共振部3或輔助共振部3 A。即，本實施形態之供電系統包 含供電裝置、1個或複數個電子機器、具有輔助共振部之 輔助裝置。 圖20(A)所示之供電系統4H包含具有輸電裝置11H之供 電裝置（未圖示）、具有受電裝置21之1個或複數個電子機器 (未圖示）、及具有輔助共振部3之輔助裝置41。又，輸電裝 置11H包含具有輸電線圈L1之輸電部11〇11,受電裝置以包 含具有受電線圈L2之受電部210。即，與供電裝置（輸電裝 160154.doc •34· 201251258 置_及電子機器(受電裝置21)為分體之辅助裝置4i包含 輔助共振部3,該輔助共振部3具有包h個輔助線圈州

個共振用電容器C3之1㈣共振器。再者，輸電裝置11H 及輸電部U0H分別成為與上述輸電裝置ι〇ι及輸電部賴 相同之構成。 圖所示之供電系統41包含具有輸電裝置uH之供電 裝置（未圖示）、具有受電裝置21之！個或複數個電子機器 (未圖不）、及具有輔助共振部3A之辅助裝置“A。即，與 供電裝置（輸電裝置UH)及電子機器（受電裝置21)為分體之 辅助裝置41A包含輔助共振部3八，該輔助共振部从具有包 含2個輔助線圈L31、；^2與2個共振用電容器c3i、ο]之2 個LC共振器。 圖21(A)所示之供電系統〇包含具有輸電裴置UB之供電 穿置(未圖示)、具有爻電裝置個或複數個電子機器 (未圖示）、及具有輔助共振部3之輔助裝置41。又，輸電裝 置11B包含具有輸電線圈L1之輸電部hob，受電裝置21J包 含具有受電線圈L2之受電部210;。即’與供電裝置（輸電 裝置11B)及電子機器（受電裝置21J)為分體之輔助裝置“包 含輔助共振部3，該辅助共振部3具有包含1個輔助線圈U 與1個共振用電容器〇3之1個1^(：共振器。再者，受電裝置 21J及受電部210J分別成為與上述受電裝置3〇2及受電部 302A相同之構成。 圖21(B)所示之供電系統4尺包含具有輸電裝置llB之供電 裝置（未圖示）、具有受電裝置21;之1個或複數個電子機器 160154.doc -35- 201251258 (未圖示）、及具有輔助共振部3A之輔助裝置4ia。即，與 供電裝置（輸電裝置11Β)及電子機器（受電裝置叫)為分體 之輔助裝置41Α&含輔助共振部3Α，該辅助共振部3Α具有 包含2個輔助線圈L31、L32W個共振用電容器⑶、⑶ 之2個LC共振器。 [供電系統4H、41、4J、4Κ之作用、效果] 於本實施形態之供電系統祀、41、41、4]^中，由於設置 有輔助共振部3、3A，故而可藉由與第卜第4實施形態相同 之作用而獲得相同之效果β βρ，於❹磁場於機器間進行 電力傳輸(非接觸供電)時，可進行對應於機器之位置之傳 輸效率控制。又，於以共振頻率门、f31、m成為高於共 振頻率f! ' f2之頻率之方式進行設定之情形⑴、 、f2))時，可減少傳輸效率相對於相對位置之變 化之變動（依存於相對位置之傳輪效率之不均勻性）。 、尤其於本實施形態中’由於在與供電裝置及電子機器為 刀體之其他裝置（辅助裝置41、41A)内設置辅助共振部3或 輔助“振部3 A ’故而僅於先前（原有）之非接觸供電系統中 追加輔助裝置41、41A便可獲得上述效果。 <變形例> =上，列舉若干實施形態說明了本技術，但本技術並不 限疋於該等實施形態’可進行各種變形。 例如，於上述實施形態中，對於輔助共振部内包含“固 或2個LC共振器之情形進行了說明’但並不限定於該種形 成，亦可於輔助共振部内包含3個以上之LC共振器。又， 160154.doc ⑧ •36- 201251258 於上述實施形態等中，將各線圈（輸電線圈、受電線圈、 輔助線圈）設為螺旋形狀（平面形狀），但例如亦可藉由以將 螺旋線圈以2層摺疊之方式配置而成之α卷形狀、或更多層 之螺旋形狀、於厚度方向捲繞有卷線之螺旋形狀等構成各 線圈。例如，若藉由該等形狀構成輸電線圈，則可於輸電 線圈上表面（供電面）之幾乎整個區域實現傳輸效率之均勻 化。又，各線圈（輸電線圈、受電線圈、輔助線圈）不僅為 藉由具有導電性之線材構成之繞組線圈，亦可為藉由印刷 基板或可撓性印刷基板等構成之具有導電性之圖案線圈。 再者，亦可取代線圈形狀之輔助線圈，而使用環狀之導電 性環構成LC共振器。 ’作為各共振 .......、佩外門又兴振用 電谷器），並*限於使用目定之靜電電容值之情形，亦可 設為靜電電容值可變化之構成(例如，藉由開關等切換複 =固電容元件之連接路徑之構成等於設為該種構成之 二I。可藉由調整靜電電容值而進行共振頻率之控制 上述實施形態等中說明之輔助共振部設置於供電 、、電子機器内、及與供電裝置及電子機器為八驴々 其他裝置内中之至少丨者即可。 電子機-為分體之 之Π:上去述實施形態中’列舉供電裝置及電子機器等 辛，^成要素進行了具體說明，但無需包含所有構成要 裝置（輸’t7署進而包含其他構成要素。例如，亦可對供電 裝置）或電子機器（受電裝置）内賦予通信功能或 I60154.doc •37- 201251258 某種控制功能、顯示功能、確認2次側機器之功能、判別2 次側機器位於1次側機器上之功能、檢測不同種類金屬等 之混入之功能等。 又’於上述實施形態中，列舉於供電系統内設置有複數 個（2個）電子機器之情形為例進行了說明，但並不限定於此 情形’亦可於供電系統内僅設置有1個電子機器。 進而’於上述實施形態中，作為供電裝置之一例，列舉 面向行動電話機等小型電子機器（CE機器）之充電盤進行了 說明’但供電裝置並不限定於該種家庭用之充電盤，可應 用作各種電子機器之充電器。又，並非必需為盤，例如， 亦可為所謂之托架（cradle)等電子機器用之支架。 再者’本技術亦可取得如下之構成。 (1) 一種供電裝置，其包含 輸電部，該輸電部包括使用磁場用以進行電力傳輸之輸 電線圈、及包含1個或複數個共振器之輔助共振部，且 上述電力傳輸時之使用上述輸電線圈之主共振動作之主 共振頻率、與上述共振器之輔助共振頻率彼此不同。 (2) 如上述⑴之供電裝置，其中上述輔助共振頻率為高於 上述主共振頻率之頻率。 (3) 如上述(1)之供電裝置，其中上述輔助共振頻率為低於 上述主共振頻率之頻率。 160154.doc •38· 201251258 (4) 如上述（1)至（3)中任一項之供電裝置，其中上述輔助共 振部包括1個包含輔助線圈之共振器。 (5) . 如上述（4)之供電裝置，其中上述輔助線圈之内徑小於 . 上述輸電線圈之内徑。. (6) 如上述（4)或（5)之供電裝置，其中上述輸電線圈之中心 點與上述輔助線圈之中心點彼此位於大致同軸上。 ⑺ 如上述（4)至（6)中任—項之供電裝置，其中上述輸電線 圏與上述輔助線圈配設於大致同一面内。 (8) 如上述⑴至（3)中任—項之供電裝置，其中上述輔助共 振部包括複數個共振器，該等複數個共振器之各者包含辅 助線圈。 (9) . 如上述(8)之供電裝置，其中上述複數個共振器之各輔 #線圈之内;^小於上述輸電線圈之内徑，並且各輔助線圈 之内徑彼此不同。 (1〇) 如上述（9)之供電裝置，其中上述輸電線圈之令心點與 各辅助線圈之中心點彼此位於大致同抽上。 (11) 160154.doc -39- 201251258 如上述（ίο)之供電裝置，其中上述輸電線圈與最外侧之 辅助線圈之内徑之差量值、與鄰接之輔助線圈彼此之内徑 之差量值係隨著自上述輸電線圈側朝向上述中心點而逐漸 地變大。 (12) 如上述（10)或（11)之供電裝置，其中上述輸電線圈及各 輔助線圈分別具有表現各向異性之内面形狀，且 上述輸電線圈與最外側之輔助線圈之内徑之差量值、與 鄰接之輔助線圈彼此之内徑之差量值各自於上述内面形狀 之長邊方向上大於短邊方向。 (13) 如上述（8)至（12)中任一項之供電裝置，其中上述輸電線 圈與上述複數個共振器之各輔助線圈配設於大致同一面 内0 (14) 如上述（8)至（13)中任一項之供電裝置，其中上述複數個 共振器之各辅助共振頻率彼此不同。 (15) 如上述（4)至（14)中任一項之供電裝置，其中上述輸電線 圈與上述辅助線圈電性絕緣。 (16) 如上述（1)至（15)中任一項之供電裝置，其中使用上述輸 電線圈、與特定電容元件或寄生電容成分進行上述主共振 動作。 160154.doc 201251258 (17) 一種供電系統，其包含： 1個或複數個電子機器；及 供電裝置，其對上述電子機器進行電力傳輸；且 用以 自上 ^述供電裝置包括輸電部’該輸電部包含使用磁場 進打上述電力傳輸之輸電線圈； 上述電子機器包括受電部’該受電部包含用以接收 述輸電部傳輸之電力之受電線圈； 於上述供電裝置内、卜；十;；逮> 工地 上迷電子機15内、及與上述供電裝

置及上述電子機器為分體之其他裝置内中之至少^者設置 有辅助共振部， X 該辅助共振部包含i個或複數個共振器，該共振器顯示 與上述電力傳輸時之制上述輸電線圈或上述受電線圈之 主共振動作之主共振頻率為不同頻率之輔助共振頻率。 (18) 上述（17)之供電系統，其中上述輔助共振部設置於作 為上述其他裝置之輔助裝置内。 (19) 一種電子機器，其包含 受電部，該受電部包括用以接收使用磁場而傳輸之電力 之受電線圈、及包含1個或複數個共振器之輔助共振部，且 上述電力傳輸時之使用上述受電線圈之主共振動作之主 共振頻率、與上述共振器之輔助共振頻率彼此不同。 (20) I60154.doc 201251258 一如上述(19)之電子機器，纟中使用上述受電線圈、與特 定電容元件或寄生電容成分，進行上述主共振動作。 本申請案係基於2011年3月29日向日本專利局提出申請 之曰本專利申請案第20Π-073074號並主張其優先權，且 將該案之所有内容以引用之方式併入本文中。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本揭示之第1實施形態之供電系統之外觀構成 例之立體圖。 圖2係表示圖丨所示之供電系統之詳細構成例之方塊圖。 圖3係表示圖丨所示之輸電部及受電部之概略構成例之模 式圖。 圖4(A)、（B)係表示圖3所示之輸電部之詳細構成例之立 體圖及俯視圖。 圖5係表不圖3所示之輸電部之其他詳細構成例之俯視 圖。 圖6(A)、（B)係用以對圖3所示之輸電部之共振頻率彼此 之關係進行說明之圖。 圖7(A)、（B)係表示比較例1之供電系統之概略構成及電 力傳輸特性之圖。 圖8(A)、（B)係表示比較例2之供電系統之輸電部之概略 構成及電力傳輸特性之圖。 圖9(A)、（B)係表示第1實施形態之實施例之資料之一例 的特性圖。 圖l〇(A)-(C)係表示第1實施形態之實施例之資料之其他 160154.doc • 42· 201251258 例的特性圖。 圖11 (A)、（Β)係表示第1實施形態之實施例之資料之其 他例的特性圖。 圖12係表示第2實施形態之供電系統之概略構成例之模 式圖。 圖13係表示圖12所示之輸電部之詳細構成例之俯視圖。 圖14係用以對圖12所示之輸電部之共振頻率彼此之關係 進行說明之圖。 圖15係表示第2實施形態之實施例之資料之一例的特性 圖。 圖16(A) ' (Β)係表示第3實施形態之供電系統之概略構 成例之模式圖。 圖17係表示比較.例3之供電系統之概略構成例之模式 圖。 圖1 8(A)、（β)係表示第4實施形態之供電系統之概略構 成例之模式圖。 圖19(A)、（Β)係表示第4實施形態之供電系統之其他概 略構成例之模式圖。 圖20(A)、（Β)係表示第5實施形態之供電系統之概略構 成例之模式圖。 圖21(A)、（Β)係表示第5實施形態之供電系統之其他概 略構成例之模式圖。 【主要元件符號說明】 1 供電裝置 160154.doc •43· 201251258 2A 電子機器 2B 電子機器 3 輔助共振部 3A 輔助共振部 4 供電系統 4A 〜4K 供電系統 9 電力供給源 11 輸電裝置 11Α 輸電裝置 11B 輸電裝置 11H 輸電裝置 21 受電裝置 21B 受電裝置 21C 受電裝置 21J 受電裝置 22 負載 101 輸電裝置 101A 輸電部 110 輸電部 110A 輸電部 110B 輸電部 110H 輸電部 110S 遮罩板 111 高頻電力產生電路 -44 - 160154.doc ⑧ 201251258 112 阻抗匹配電路 210 受電部 210B 受電部 210C 受電部 - 210J 受電部 212 阻抗匹配電路 213 整流電路 214 電壓穩定化電路 215 電池 302 受電裝置 302A 受電部 304 供電系統 Cl 共振用電容器 C2 共振用電容器 C3 共振用電容器 C31 共振用電容器 C32 共振用電容益 CPI 中心點 CP3 中心點 ' CP31 中心點 CP32 中心點 fl 共振頻率 f2 共振頻率 f3 共振頻率 160154.doc -45- 201251258 f31 共振頻率 f32 共振頻率 glx 内徑差 giy 内徑差 g2x 内徑差 g2y 内徑差 LI 輸電線圈 L2 受電線圈 L3 輔助線圈 L31 輔助線圈 L32 輔助線圈 L201 輸電線圈 L201A 外周線圈 L201B 内周線圈 PI 電力 P101 電力 SI 供電面 φ 1 x 内徑 <My 内徑 φ3 1 x 内徑 <J)31y 内徑 φ32χ 内徑 Φ32γ 内徑 160154.doc -46- ⑧

Claims (1)

1. 201251258 七、申請專利範圍： i :種供電裝置’其包含輸電部’該輸電部包括使用磁場 j進行電力傳輸之輸電線圈、及包含丨個或複數個共 振器之輔助共振部，且 、 上述電力傳輪時之使用上述輸電、線圈之主共振動作之 主共振頻率、與上述共振器之輔助共振頻率彼此不同。 2·:凊求項1之供電裝置’其中上述輔助共振頻率為高於 述主共振頻率之頻率。 其中上述輔助共振頻率為低於 » 其中上述輔助共振部包括1個包 其中上述輔助線圈之内徑小於 3. 如請求項1之供電裝置 上述主共振頻率之頻率 4. 如請求項1之供電裝置 含輔助線圈之共振器。 .5.如請求項4之供電裝置 上述輪電線圈之内徑。 如:月求項4之供電裝置，其中上述輸電線圈之中心點與 述辅助線圈之中心點彼此位於大致同轴上。 绫圈^ ^ 4之供電裝置’其甲上述輸電線圏與上述輔助 線圈配設於大致同一面内。 個丑拓項1 ^供電裝置，其令上述輔助共振部包括複數 4等複數個共振器之各者包含輔助線圈。 •:=項8之供電裝置，其中上述複數個共振器之各輔 '之内控小於上述輪電線圈之内徑，並且各輔助線 圈之内徑彼此不同。 如响求項9之供電裝置，其令上述輸電線圈之中心點與 160154.doc 201251258 各輔助線圈之中心點彼此位於大致同軸上。 11 ·如凊求項1 〇之供電裝置，其中上述輸電線圈與最外侧之 輔助線圈之内徑之差量值' 與鄰接之辅助線圈彼此之内 ‘之差量值隨著自上述輸電線圈側朝向上述中心點而逐 漸變大。 12·如請求項1〇之供電裝置，其中上述輸電線圈及各輔助線 圈分別具有表現各向異性之内面形狀，且 上述輸電線圈與最外側之辅助線圈之内徑之差量值、 與鄰接之輔助線圈彼此之内徑之差量值各自於上述内面 形狀之長邊方向上大於短邊方向。 13.如凊求項8之供電裝置，其中上述輸電線圈與上述複數 個共振器之各辅助線圈配設於大致同一面内。 M·如請求項8之供電裝置’其中上述複數個共振器之各輔 助共振頻率彼此不同。 15·如請求項4之供電裝置’其中上述輸電線圈與上述輔助 線圈電性絕緣。 16. 如請求項！之供電裝置’其中使用上述輸電線圏、與特 定電容元件或寄生電容成分進行上述主共振動作。 17. —種供電系統，其包含： 1個或複數個電子機器；及 供電裝置’其對上述電子機器進行電力傳輸，且 、上述供電裝置包括輸電部，該輸電部包含使用磁場用 以進行上述電力傳輸之輸電線圈； 上述電子機器包括受電部，該受電部包含用以接收自 160154.doc 201251258 上述輸電部傳輪之電力之受電線圈； 於上述供雷$ 裝置及…述電子機器内、及與上述供電 述電子機器為分體之其他裝置内中之至少 設置有輔助共振部， 者 j輔助共振部包含1個或複數個共振器，該共振器顯 不與上述電力傳輸時之使用上述輸電線圏或上述受電線 =主共振動作之主共振頻率為不同頻率之輔助共振頻 18. 如請求項17之供雷备 ，、電糸統，其中上述輔助共振部設置於作 為上述其他裝置之輔助裝置内。 ' 19. 一種電子機器，其包含 受電部，該受電部包括用以接收使用磁場而傳輸之電 力之受電線圈-、及包含1個或複數個共振器之輔助共振 上述電力傳輸時之使用上述受電線圈之主共振動作之 八振頻率、與上述共振器之辅助共振頻率彼此不同。 2〇·如請求項19之電子機器，其中使用上述受電線圈與特定 電容元件或寄生電容成分，進行上述主共振動作。 160154.doc