CN105379065A - 供电装置及非接触供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的供电装置（S）以非接触方式向受电装置传输交流电力，其中具有：电压转换器（2）；与所述电压转换器连接的逆变器电路（3）；从所述受电装置接收设在所述受电装置的整流电路的输出值的通信部（5）；以及开关控制部（7），以所述逆变器电路将直流电力转换为交流电力的方式控制所述逆变器电路，基于所述电压转换器的输出值或所述整流电路的输出值是否达到特定的值，控制所述电压转换器是否进行输入电压的升压。

Description

供电装置及非接触供电系统

技术领域

本发明涉及非接触供电系统。本申请基于2013年7月19日在日本申请的特愿2013－150951号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

下述专利文献1中，公开了能够从供电装置对电动车辆进行高效率的非接触供电的供电系统。该供电系统中，供电装置具备：交流电源；将来自交流电源的电力转换为高频电力的高频电力驱动器；基于从高频电力驱动器供给的高频电力利用电磁感应来进行供电的一次线圈；以及基于从一次线圈供给的电力经由电磁场向电动车辆供电的一次自谐振线圈。另一方面，电动车辆具备：从供电装置的一次自谐振线圈经由电磁场接收电力的二次自谐振线圈；对通过二次自谐振线圈接收的电力进行整流的整流器；将通过整流器整流的电力的电压进行转换的DC/DC转换器；以及控制DC/DC转换器而将整流器与DC/DC转换器之间的电压控制在目标电压的车辆ECU。另外，专利文献2中，公开了在向受电装置供电之际，以根据从逆变器电路观看的负载阻抗切换对多个开关元件的全部进行导通/截止控制的全桥模式和对这些开关的一部分进行导通/截止控制的单点模式。而且，在专利文献3中，公开了半桥逆变器的交流输出电压下降到全桥逆变器的一半，但是低电压整流器的输出电压为全波整流器的2倍，以整体上使逆变器输入电压与二次侧直流电压的电压比不会改变。由此，非接触供电变压器的电压下降至一半，因此在绝缘和铁氧体的损耗降低方面变得有利。而且在专利文献4中公开了利用非接触的电磁耦合线圈将与2次侧的电压及电流相关的信号向1次侧单元发送到1次侧，在1次侧单元中接收从2次侧发送来的信号，使1次侧的逆变器的驱动频率可变。由此能够以高效率、小型、低成本进行2次侧的稳定化控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特愿2010－530652号公报

专利文献2：WO2012/098867

专利文献3：日本特开2012－152041号公报

专利文献4：日本特开2006－074848号公报。

发明内容

发明要解决的课题

此外，在上述现有技术中，供电装置的高频电力驱动器由整流电路、升压斩波器电路及逆变器电路等构成，但是在供电时，一般使升压斩波器电路及逆变器电路两者动作而调整供电电力。然而，若使升压斩波器电路及逆变器电路两者动作，则只能在使升压斩波器电路及逆变器电路两者动作的情况下的电力范围实现供电。因此，例如，在需要调整供电电力的情况下，不能实现从较大的电力到较小的电力的较宽电力范围的供电。

本发明鉴于上述的情况而构思，目的在于实现较宽电力范围的供电。

用于解决课题的方案

本发明的第1方式，一种供电装置，以非接触方式向受电装置传输交流电力，其中具有：电压转换器；逆变器电路，与所述电压转换器连接；通信部，从所述受电装置接收设在所述受电装置的整流电路的输出值；以及开关控制部，以所述逆变器电路将直流电力转换为交流电力的方式控制所述逆变器电路，基于所述电压转换器的输出值或所述整流电路的输出值是否达到特定的值，控制所述电压转换器是否进行输入电压的升压。

本发明的第2方式，在上述第1方式的供电装置中，开关控制部在电压转换器的输出值或整流电路的输出值达到特定的值的情况下，以电压转换器不进行输入电压的升压的方式控制电压转换器。

本发明的第3方式，在上述第1方式的供电装置中，开关控制部在电压转换器的输出值或整流电路的输出值未达到特定的值的情况下，以电压转换器进行输入电压的升压的方式控制电压转换器。

本发明的第4方式，在上述第1方式的供电装置中，开关控制部输出切换逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整开关信号各自的相位差。

本发明的第5方式，在上述第1方式的供电装置中，开关控制部输出切换逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整开关信号各自的占空比。

本发明的第6方式，在上述第1方式的供电装置中，开关控制部输出切换逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整开关信号各自的频率。

本发明的第7方式，在上述第1方式的供电装置中，电压转换器的输出值为电压转换器输出的电力、电压或电流的值，整流电路的输出值为整流电路输出的电力、电压或电流的值。

本发明的第8方式，一种非接触供电系统，其中具有：供电装置，以非接触方式向受电装置传输交流电力，具有电压转换器、与电压转换器连接的逆变器电路和第1通信部；以及受电装置，具有整流电路、输出整流电路的输出值的控制部和与控制部连接并向第1通信部发送输出值的第2通信部。该非接触供电系统中，供电装置包含开关控制部，开关控制部以逆变器电路将直流电力转换为交流电力的方式控制逆变器电路，基于电压转换器的输出值或整流电路的输出值是否达到特定的值，控制电压转换器是否进行输入电压的升压。

本发明的第9方式，在上述第8方式的非接触供电系统中，开关控制部在电压转换器的输出值或整流电路的输出值达到特定的值的情况下，以电压转换器不进行输入电压的升压的方式控制电压转换器。

本发明的第10方式，在上述第8方式的非接触供电系统中，开关控制部在电压转换器的输出值或整流电路的输出值未达到特定的值的情况下，以电压转换器进行输入电压的升压的方式控制电压转换器。

本发明的第11方式，在上述第8方式的非接触供电系统中，开关控制部输出切换逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整开关信号各自的相位差。

本发明的第12方式，在上述第8方式的非接触供电系统中，开关控制部输出切换逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整开关信号各自的占空比。

本发明的第13方式，在上述第8方式的非接触供电系统中，开关控制部输出切换逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整开关信号各自的频率。

本发明的第14方式，在上述第8方式的非接触供电系统中，电压转换器的所述输出值为电压转换器输出的电力、电压或电流的值，整流电路的输出值为整流电路输出的电力、电压或电流。

发明效果

依据本发明，开关控制部以逆变器电路将直流电力转换为交流电力的方式控制所述逆变器电路，基于电压转换器的输出值或整流电路的输出值是否达到特定的值，控制电压转换器是否进行输入电压的升压。通过该控制，能够切换仅用逆变器电路供电的电力和用逆变器电路及电压转换器两者供电的电力，因此能够在比现有技术更宽的电力范围内实现供电。

附图说明

图1是示出本发明的第1～3实施方式所涉及的非接触供电系统的功能结构的框图。

图2A是示出本发明的第1～3实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路的结构的图。

图2B是示出本发明的第1实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路的开关的定时的图。

图2C是示出本发明的第1实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路中的与开关信号的相位差对应的电力变化的图。

图2D是示出本发明的第2实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置的逆变器电路的开关的定时的图。

图3是示出本发明的第2实施方式所涉及的非接触供电系统的动作的特性图。

图4是示出本发明的第2实施方式所涉及的非接触供电系统的动作的特性图。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。本实施方式所涉及的非接触供电系统的概要构成公开于图1中。另外，供电装置S的一部分的详细记载于图2A中。

本实施方式所涉及的非接触供电系统，如图1所示，具备供电装置S和受电装置R。另外，供电装置S包含：整流电路1；斩波器电路2（电压转换器）；逆变器电路3；谐振电路4（第1谐振电路）；通信部5（第1通信部）；电力计测部6（第1电力计测部）；以及开关控制部7。另一方面，受电装置R包含：谐振电路（第2谐振电路）11；整流电路12；电力计测部（第2电力计测部）13；通信部（第2通信部）14；以及控制部15。此外，开关控制部7是本实施方式中的控制单元。

供电装置S固定配置在设于地上的供电设施，以非接触方式向移动体供给交流电力，并对电池B（负载）供给直流电力。供电设施具备一个或者多个移动体的停车空间和相当于停车空间的个数的供电装置S。另一方面，受电装置R具备移动体，将从供电装置S供给的交流电力转换为直流电力并蓄电。此外，移动体是例如需要接收来自电动汽车、混合动力汽车等的外部的电力的车辆。

供电装置S中的整流电路1，例如为二极管桥，将从外部的商用电源供给的商用电力（例如单相100伏特，50Hz）进行全波整流而向斩波器电路2输出。从该整流电路1向斩波器电路2供给的电力（全波整流电力），是正弦波状的商用电力在零交叉点折回的单极性（例如正极性）的脉动电流。

斩波器电路2通过用开关控制部7控制开关动作，调整自己的输出电压并向逆变器电路3输出。具体而言，斩波器电路2例如是如图2A所示的升压斩波器电路2。斩波器电路2也可为升降压斩波器电路，但是在此采用升压斩波器电路的例进行说明。斩波器电路2包含：线圈21；与线圈21连接并基于来自开关控制部7的控制信号（开关信号）进行导通和截止的动作的晶体管23（开关元件）；与线圈21连接的二极管22；以及与二极管22连接的电容器24。开关控制部7向斩波器电路2所包含的晶体管23（开关元件）输出开关信号。开关元件根据来自开关控制部7的开关信号反复进行导通和截止。其结果，在线圈21产生电动势，到斩波器电路2的输入电压升压。另外，利用线圈21升压的电压，由电容器24平滑，作为直流电压而向后级的逆变器电路3输出。如果简洁地记载，则该斩波器电路2为升压斩波器电路，使从整流电路1输入的电力升压并输出。但是，从该斩波器电路2输出的电力是脉动电流即全波整流电力通过斩波器电路2内的线圈21作为电感器的功能及电容器24作为平滑电容器的功能被充分地平滑化的直流电力。

另外，该斩波器电路2利用开关控制部7来控制开关动作，从而也作为功率因数校正电路（PFC：PowerFactorCorrection）发挥功能。即，斩波器电路2以全波整流电力的零交叉点为基准，用比该全波整流电力的频率充分高的频率对全波整流电力进行开关，从而扩大全波整流电力的电流的通流期间而校正功率因数。此外，众所周知一般斩波器电路作为功率因数校正电路发挥功能，因此在此对斩波器电路2的功率因数校正原理省略详细说明。

逆变器电路3利用开关控制部7来控制开关动作，从而将从斩波器电路2供给的直流电力转换为特定频率（传输频率）的交流电力并向谐振电路4输出。例如，也可为如在图2A记载的具体例那样的电路。为了易于理解地说明逆变器电路3的原理，利用图2A中记载的电路进行具体说明。逆变器电路3包含串联连接的晶体管31及32和串联连接的晶体管33及34。晶体管31及32形成一个桥臂（第1桥臂），晶体管33及34形成另一桥臂（第2桥臂）。晶体管31从开关控制部7被输入开关信号S1。晶体管32从开关控制部7被输入开关信号S2。晶体管33从开关控制部7被输入开关信号S3。晶体管34从开关控制部7被输入开关信号S4。此外，二极管35～38是反馈二极管。主要在逆变器为感应性负载的情况下，当全部的MOSFET截止（OFF）时来自负载的返回电流流入二极管35～38。另外，晶体管只要为双极性晶体管、场效应晶体管等的能够构成逆变器电路的晶体管即可。

开关信号S1～S4各自为反复表示高电平的电压值和表示低电平的电压值的矩形波的信号（PWM信号）。基于开关信号S1～S4的每一个，晶体管31～34各自切换导通状态和截止状态。例如在开关信号S1～S4的每一个为高电平的情况下，晶体管31～34各自成为导通状态而流过电流，在开关信号S1～S4的每一个为低电平的情况下，晶体管31～34各自成为截止状态而成为高电阻，不会流过电流。但是，众所周知开关信号S1～S4所示的高电平或低电平与晶体管31～34的导通或截止的关系因（n型或者p型等的）晶体管的种类而不同。

图2D是开关控制部7向晶体管31～34分别输出的开关信号S1～S4的波形的具体例。该具体例中，开关信号S1和S3的相位差φ为180度，开关信号S1和S4为同相位，开关信号S2和S3为同相位。此外，由于防止贯通电流流过晶体管31和32的状态，所以开关信号S1和S2的相位差φ成为180度。另外，由于防止贯通电流流过晶体管33和34的状态，所以开关信号S3和S4的相位差φ成为180度。而且，通过斩波器电路2的电容器24平滑化的直流电压输入逆变器电路3，流过与开关信号S1～S4的波形对应的电流。图2D所示的例中，例如在开关信号S1和开关信号S4为高电平的期间，电流从晶体管31经由谐振电路4的内部向晶体管34流过，在开关信号S2和开关信号S3为高电平的期间，电流从晶体管33经由谐振电路的内部向晶体管32流过。在开关信号S1和开关信号S4为高电平的期间以及开关信号S2和开关信号S3为高电平的期间，电流的流向不同，因此从斩波器电路2输入的直流电压会转换为交流电压。

该逆变器电路3与后述的谐振电路4连接。例如，逆变器电路3与谐振电路4所包含的供电线圈连接。

如图2B所示，通过开关元件31和开关元件32交替地导通/截止，并且开关元件33和开关元件34交替地导通/截止，逆变器电路3将直流电力转换为交流电力。即，开关元件31及开关元件32的桥臂和开关元件33及开关元件34的桥臂分别以一对开关元件进行动作。

谐振电路4中，供电线圈和供电电容器相连接。这些供电线圈及供电电容器之中，供电线圈设在与停在停车空间的移动体的特定部位（设有受电线圈的部位）对置的位置。另外，该谐振电路4的谐振频率被设定为与从上述逆变器电路3输出的交流基波的频率接近的频率。

通信部5设在供电装置S，与受电装置R的通信部14进行近距离无线通信。由此，从通信部14取得表示受电装置R的状态的状态信息。例如，该状态信息是表示整流电路12的输出值（输出电力、电流或者电压）的信息。

这样的通信部5将从通信部14取得的状态信息向开关控制部7输出。此外，通信部5与通信部14的通信方式是ZigBee（注册商标）、Bluetooth（注册商标）等的近距离无线通信或者利用光信号的近距离光通信。

电力计测部6是检测斩波器电路2的输出值（输出电力、输出电流或输出电压）的传感器，向开关控制部7输出检测信号。

开关控制部7基于斩波器电路2或者后述的受电装置R的整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压，控制斩波器电路2及逆变器电路3。例如，开关控制部7基于从电力计测部6输入的检测信号或者从通信部5输入的受电装置R的状态信息，以斩波器电路2或者整流电路12的输出值（输出电力、输出电流或输出电压）成为特定的值的方式，只使斩波器电路2及逆变器电路3之中的逆变器电路3动作。通过仅使该逆变器电路3动作，在斩波器电路2或者整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未成为特定的值的情况下，也使斩波器电路2对照逆变器电路3而动作。对于开关控制部7控制逆变器电路3的结构，将后述。另外，仅使逆变器电路3动作是指不进行斩波器电路2的输入电压的升压，具体而言，开关控制部7不进行切换斩波器电路2所包含的晶体管23的导通和截止的状态的开关。因此，在该情况下，开关控制部7向晶体管23供给信号值恒定的开关信号。

另一方面，受电装置R中的谐振电路11连接有受电线圈和受电电容器。该受电线圈设在移动体的底部、侧部或上部等，在移动体停在停车空间时接近供电装置S的供电线圈而对置。

这样的谐振电路11中，受电线圈接近谐振电路4的供电线圈且对置，从而受电线圈和供电线圈磁耦合。其结果，谐振电路11以非接触方式从谐振电路4接收通过逆变器电路3供给供电线圈的交流电力以及与供电线圈和受电线圈的耦合系数对应的交流电力，向整流电路12输出。即，本非接触供电系统是遵照磁场共振方式的非接触供电系统。

整流电路12例如由二极管桥、电抗器及平滑电容器构成，将从谐振电路11供给的交流电力（受电电力）全波整流且平滑化后向电池B输出。从该整流电路12向电池B供给的电力，是利用电抗器及平滑电容器来对以二极管桥全波整流的电力进行平滑后的直流电力。

电力计测部13是检测上述的整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压的传感器，向控制部15输出检测信号。

通信部14与供电装置S的通信部5进行近距离无线通信，从而向通信部5发送表示受电装置R的状态的状态信息。例如，该状态信息是表示整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压的信息。该通信部14与通信部5同样，进行ZigBee（注册商标）、Bluetooth（注册商标）等的电波通信或利用光信号的光通信。

控制部15总括地控制受电装置R，关于细节将后述，但是，例如基于从电力计测部13输入的检测信号，将整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压作为受电装置R的状态信息向通信部14输出。而且通信部14如上所述，向设在供电装置的通信部5发送该状态信息。

电池B是锂离子电池等的二次电池，将从整流电路12供给的直流电力充电并蓄积。虽然未图示，但是该电池B与驱动移动体的行驶用马达的逆变器电路（行驶用逆变器电路）或/及控制移动体的行驶的控制设备连接，向这些行驶用逆变器电路或控制设备供给驱动电力。

接着，参照图2A～图4，对这样构成的供电装置及非接触供电系统的动作进行详细说明。

本非接触供电系统在移动体进入停车空间时，开始对该移动体的供电。例如，供电装置S中的通信部5以一定周期连续地发送通信请求信号。另一方面，受电装置R中的通信部14在移动体进入停车空间时，可以接收上述通信请求信号，因此对于该通信请求信号向通信部5发送回答信号。而且，通信部5在接收该回答信号时，向开关控制部7通知回答信号的接收。其结果，开关控制部7判断（识别）出移动体进入到能供电区内。

而且，开关控制部7基于斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压，开始斩波器电路2及逆变器电路3的控制。即，开关控制部7以斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的方式停止斩波器电路2及逆变器电路3之中的斩波器电路2的升压，并仅使逆变器电路3动作。而且通过仅使逆变器电路3动作，在斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压未成为特定的值的情况下，开关控制部7使斩波器电路2开始升压。具体而言，开关控制部7开始对于斩波器电路2的晶体管23供给反复高电平和低电平的开关信号，使斩波器电路2开始升压。即，开关控制部7以逆变器电路3将直流电力转换为交流电力的方式控制逆变器电路，基于斩波器电路2的输出值是否达到特定的值，控制斩波器电路2是否进行输入电压的升压。

另外，开关控制部7也可以取代斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压，而基于从通信部5输入的受电装置R的状态信息，开始斩波器电路2及逆变器电路3的控制。即，开关控制部7以整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的方式，停止斩波器电路2及逆变器电路3之中的斩波器电路2的升压，并仅使逆变器电路3动作。而且，通过仅使逆变器电路3动作，在整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未成为特定的值的情况下，开关控制部7使斩波器电路2开始升压。具体而言，开关控制部7对于斩波器电路2的晶体管23开始供给反复高电平和低电平的开关信号，使斩波器电路2开始升压。即，开关控制部7以逆变器电路3将直流电力转换为交流电力的方式控制逆变器电路3，基于整流电路12的输出值是否达到特定的值，控制斩波器电路2是否进行输入电压的升压。此外，开关控制部7也可以基于斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压和从通信部5输入的受电装置R的状态信息，进行斩波器电路2及逆变器电路3的控制。

在此，利用具体例来说明逆变器电路3的控制方法。例如，开关控制部7以斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的方式，调整分别向逆变器电路3的晶体管31～34输出的开关信号S1～S4各自的相位差。具体而言，开关控制部7调整开关信号S1和开关信号S3的相位差φ。开关信号S1与开关信号S2的相位差和开关信号S3与开关信号S4的相位差固定为180度。图2B的波形示出相位差φ比图2D的波形小的例子。在该情况下，开关信号S1与开关信号S3的相位差φ小于180度，从而产生开关信号S1和开关信号S3的高电平重叠的期间及开关信号S2和开关信号S4的高电平重叠的期间。开关信号S1和开关信号S3均为高电平的期间，图2A的晶体管31和晶体管33为导通状态，逆变器电路3的两个输出节点之间的电位差成为0V。因此，该期间不会有电流流过。开关信号S2和开关信号S4均为高电平的期间也同样。因此，相位差φ从180度变得越小，流过逆变器电路3的时间轴上的平均电流的值就越下降。由于逆变器电路3和斩波器电路2串联连接，所以当流过上述的逆变器电路3的平均电流的值下降时，斩波器电路2输出的电流也减少。因此，斩波器电路2的输出电力下降。图2C示出该情况。即，开关控制部7通过调整开关信号S1～S4各自的相位差，更具体而言通过调整开关信号S1与开关信号S3的相位差φ（此时，开关信号S1与开关信号S2的相位差φ及开关信号S3与开关信号S4的相位差φ均为180度），能够控制斩波器电路2的输出电力。因此，开关控制部7能够进行使斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值这样的控制。另外，如上述那样，即便相位差φ成为180度，在斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压未达到特定的值的情况下，只要通过如上述的逆变器电路的控制，开关控制部7对斩波器电路2的晶体管23开始开关信号的供给，进行斩波器电路2的输出电压的升压即可。由此，电流增加而电力也增加，因此能够使斩波器电路2的输出电力、输出电压或输出电流达到特定的值。

此外，到现在为止，说明了通过调整对逆变器电路3的开关信号S1～S4各自的相位差φ，控制斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压的例子，开关控制部7经由从通信部5接受的状态信息控制整流电路12的输出电力、输出电压或输出电流的情况下原理也相同。即，通过与上述例同样的逆变器电路3的控制，如果逆变器电路3的输出电流降低，在结果上，谐振电路11接受的电力下降，与谐振电路11串联连接的整流电路12输出的电力下降。即，开关控制部7通过调整开关信号S1～S4各自的相位差φ，更具体而言通过调整开关信号S1和开关信号S3的相位差φ（此时，开关信号S1与开关信号S2的相位差φ及开关信号S3与开关信号S4的相位差φ均为180度），能够控制整流电路12的输出电力。因此，开关控制部7能够进行使整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值这样的控制。另外，即便相位差φ成为180度，在整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未达到特定的值的情况下，只要通过如上所述的逆变器电路3的控制，开关控制部7对斩波器电路2的晶体管23开始开关信号的供给，进行斩波器电路2的输出电压的升压即可。由此，从供电装置输出的电流增加而电力也增加，因此整流电路12的输出电力、输出电压或输出电流能够达到特定的值。

在开关控制部7使开关信号S1和S3的相位差φ从0度变化到180度的情况下，逆变器电路3的输出电压与相位差φ成比例地上升，如图2C所示，斩波器电路2或逆变器电路3的输出电力及输出电流增加。

在此，开关控制部7使开关信号S1和S3的相位差φ从0度向180度逐渐变化，而不是急剧变化。其结果，由于逆变器电路3的输出电压逐渐上升，所以能够防止突入电流急剧流过谐振电路4所具有的供电电容器（谐振电容器）。

而且，开关控制部7在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的情况下，固定相位差φ。另一方面，尽管使相位差φ变化到180度，在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的情况下，开关控制部7也开始向斩波器电路2的晶体管23供给开关信号，使斩波器电路2开始升压动作。其结果，斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压能够进一步上升而达到设为目标的特定的值。

＜第2实施方式＞

除了调整对上述的逆变器电路3的开关信号S1与开关信号S1的相位差φ的方法以外，还以如下的逆变器电路3的控制方法。第2实施方式中，开关控制部7调整开关信号S1～S4各自的占空比。换言之，开关控制部7调整逆变器电路3的导通/截止的占空比。参照图2D，图2D中相位差φ为180度，开关信号S1～S4各自的占空比为50％。在此，占空比是指高电平相对于信号周期的期间的比例。开关控制部7基于从电力计测部6接受的斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压，在0％～50％的范围调整开关信号S1～S4各自的占空比。开关信号S1～S4的占空比越接近0％，开关信号S1～S4的高电平期间就越短。其结果，在信号波形的时间图上产生开关信号S1～S4全部为低电平的期间。而且，占空比越接近0％，该期间就越长。占空比越接近0％，电流在逆变器电路3中流过的期间就越短，因此时间轴上的平均电流的值下降。逆变器电路3和斩波器电路2串联连接，因此，当流过上述逆变器电路3的平均电流的值下降时，斩波器电路2输出的电流也减少。因此，斩波器电路2的输出电力下降。即，开关控制部7通过调整开关信号S1～S4各自的占空比，能够控制斩波器电路2的输出电力。因此，通过第2实施方式的控制方法，开关控制部7也能进行使斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值这样的控制。此外，开关控制部7基于从电力计测部13接受的状态信息所包含的整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压，还能够在0％～50％的范围调整开关信号S1～S4各自的占空比。另外，通过如上所述的逆变器电路3的控制方法，即便占空比达到50％，在斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压未达到特定的值的情况下，开关控制部7开始对斩波器电路2的晶体管23供给开关信号，进行斩波器电路2的输出电压的升压即可。由此，从供电装置输出的电流增加而电力也增加，因此整流电路12的输出电力、输出电压或输出电流能够达到特定的值。

此外，以上说明了通过调整对逆变器电路3的开关信号S1～S4各自的占空比，控制斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压的例子，但是在开关控制部7经由从通信部5接受的状态信息控制整流电路12的输出电力、输出电压或输出电流的情况下，原理也相同。即，如果因与上述例子同样的逆变器电路3的控制方法而逆变器电路3的输出电流降低，则在结果上，谐振电路11接受的电力下降，从而与谐振电路11串联连接的整流电路12输出的电力下降。即，开关控制部7通过调整开关信号S1～S4各自的占空比，能够控制整流电路12的输出电力。因此，开关控制部7能够进行使整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值这样的控制。另外，通过如上所述的逆变器电路3的控制方法，即便占空比达到50％，在整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未达到特定的值的情况下，开关控制部7开始对斩波器电路2的晶体管23供给开关信号，并进行斩波器电路2的输出电压的升压即可。由此，从供电装置输出的电流增加从而电力也增加，因此整流电路12的输出电力、输出电压或输出电流能够达到特定的值。

此外，作为具体的控制方法的例子，开关控制部7以斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的方式，使开关信号S1～S4各自的占空比从0％向50％变化。

在此，开关控制部7也使开关信号S1～S4各自的占空比逐渐变化，而不是急剧变化。其结果，逆变器电路3的输出电压逐渐上升，因此能够防止突入电流急剧流过谐振电路4所具有的供电电容器（谐振电容器）。

而且，开关控制部7在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的情况下，固定开关信号S1～S4各自的占空比。另一方面，尽管使开关信号S1～S4各自的占空比变化到50％，在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未成为特定的值的情况下，开关控制部7也开始对斩波器电路2所包含的晶体管23的开关信号的供给，使斩波器电路2开始升压动作。其结果，斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压达到特定的值。

图3的图表（a）示出仅使逆变器电路3动作而斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的情况下的逆变器电路3的输出电压随时间的变迁。另外，图3的图表（b）示出该情况下的斩波器电路2的输出电压随时间的变迁。进而，图3的图表（c）示出该情况下的供电装置S的输出随时间的变迁。

如图3的图表（a）所示，在期间T₀～T₁（在来自商用电源的电力供给处于截止状态时）和期间T₁～T₂（逆变器电路3处于停止状态时），逆变器电路3的输出电压成为0V。接着，在期间T₂～T₃中，开关控制部7开始开关信号S1与开关信号S3的相位差φ或开关信号S1～S4各自的占空比的调整。这样，如图3的图表（a）所示，逆变器电路3的输出电压逐渐上升。

而且，通过仅使逆变器电路3动作，在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的情况下，开关控制部7固定相位差φ或占空比，因此逆变器电路3的输出电压如图3的图表（a）的时间T₃以后的期间所示稳定。此时，不进行斩波器电路2升压而不动作，因此如图3的图表（b）所示，来自斩波器电路2的输出电压不变。另外，如图3的图表（c）所示，供电装置S的输出电流及输出电力与图3的图表（a）所示的逆变器电路3的输出电压随时间的变迁同步地变化。

另一方面，图4的图表（a）示出因逆变器电路3及斩波器电路2两者的动作而斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的情况下的逆变器电路3的输出电压随时间的变迁。另外，图4的图表（b）示出该情况下的斩波器电路2的输出电压随时间的变迁。进而，图4的图表（c）示出该情况下的供电装置S的输出随时间的变迁。

如图4的图表（a）所示，在期间T₀～T₁（在来自商用电源的电力供给处于截止状态时）和期间T₁～T₂（逆变器电路3处于停止状态时），逆变器电路3的输出电压成为0V。接着，在期间T₂～T₃中，若开关控制部7开始开关信号S1与开关信号S3的相位差φ或开关信号S1～S4的占空比的调整，则如图4的图表（a）所示，逆变器电路3的输出电压逐渐上升。

然而，在此因仅使逆变器电路3动作而斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未达到特定的值，因此开关控制部7使斩波器电路2开始升压动作。其结果，如图4的图表（a）所示，在时间T₃以后的期间，逆变器电路3的输出电压也持续上升，逆变器电路3的输出电压达到目标值。此时，斩波器电路2在时间T₃以后的期间开始动作，因此如图4的图表（b）所示，斩波器电路2的输出电压在时间T₃以后的期间逐渐上升。另外，如图4的图表（c）所示，供电装置S的输出电流及电力与图4的图表（a）所示的逆变器电路3的输出电压随时间的变迁同步地变化。

＜第3实施方式＞

第3实施方式中，开关控制部7调整开关信号S1～S4各自的频率（开关频率）。在此，从逆变器电路3的输入到谐振电路4的输出为止的阻抗Zinv1、从逆变器电路3的输出到谐振电路4的输出为止的阻抗Zinv2，具有依赖频率而其绝对值、相位发生变化的频率特性。若开关控制部7变更开关信号S1～S4的频率，则变更晶体管31～34的开关频率，阻抗Zinv1、Zinv2也变化。其结果，流过由串联连接的斩波器电路2、逆变器电路3、谐振电路4构成的系统的电流的值发生变化。因此，开关信号的频率被调整的结果，如果电流的值减少，则斩波器电路2的输出电力、输出电压或输出电流减少。这样，开关控制部7通过调整开关信号S1～S4各自的频率，能够控制斩波器电路2的输出电力。此外，具体而言提高或降低开关信号S1～S4的频率的判断取决于斩波器电路2、逆变器电路3及谐振电路4的电路结构。这是因为通过电路结构，上述阻抗的频率特性不同的缘故。另外，上述是以斩波器电路2的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的方式调整开关信号S1～S4的频率的例子，但是与以前同样地，开关控制部7也能以整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的方式调整开关信号S1～S4的频率。该说明与以前重复，因此省略。另外，作为具体的控制方法的一个例子，开关控制部7使开关信号S1～S4各自的频率（开关频率）从高的频率向低的频率变化。在此，开关控制部7也使逆变器电路3的开关频率逐渐变化，而不是急剧变化。其结果，阻抗逐渐变化，从而能够防止突入电流急剧流过谐振电路4所具有的供电电容器（谐振电容器）。

而且，开关控制部7在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的情况下，仅使逆变器电路3动作。另一方面，通过仅使逆变器电路3动作，在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未成为特定的值的情况下，开关控制部7使斩波器电路2开始升压动作。其结果，斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压达到特定的值。

依据这样的本实施方式，能够以斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压成为特定的值的方式，仅使斩波器电路2及逆变器电路3之中逆变器电路3动作，通过仅使逆变器电路3动作而在斩波器电路2或整流电路12的输出电力、输出电流或输出电压未成为特定的值的情况下，也使斩波器电路2一并动作，即，通过设置仅使逆变器电路3使用的情况和使用逆变器电路3及斩波器电路2两者的情况，实现供电中的较宽的电力范围。

依据上述第1～第3实施方式，通过使相位差φ、占空比或者开关频率逐渐变化而不是急剧变化，能够防止突入电流急剧流过谐振电路4所具有的供电电容器（谐振电容器）。

此外，本发明并不限定于上述第1～第3实施方式，例如可考虑如下的变形例。

（1）上述第1～第3实施方式中，使斩波器电路2具有整流电路1的功率因数校正功能，但是本发明不局限于此，也可以省略该功率因数校正功能。

（2）上述第1～第3实施方式中，对遵照磁场共振方式的非接触供电系统进行了说明，但是本发明不局限于此，也可为遵照电磁感应方式的非接触供电系统。在利用电磁感应方式传输电力的情况下，能够省略谐振电路及谐振电路。另外，上述第1～第3实施方式中，使负载为电池B，但是本发明中的负载并不限定于电池B，也可以取代它而具备各种蓄电器件及接受电力的供给而体现既定功能的各种设备。

（3）上述第1～第3实施方式中，供电装置S具有升压斩波器电路即斩波器电路2，但是并不限定于升压斩波器电路，也可以取代它而具备升降压斩波器电路。

（4）上述第1～第3实施方式中，说明电压转换器为斩波器电路，但是电压转换器并不限定于使用斩波器电路的非绝缘型的DC－DC转换器。例如，也能以使用变压器等的绝缘型的DC－DC转换器实现电压转换器。

（5）上述第1～第3实施方式中，关于相位差、占空比等，利用0度、180度、0％、50％等具体的数值进行了说明，但是本发明并不限定于相位差、占空比等严格相等于这样具体的值。例如，基于测定误差、控制误差预定误差范围，如果相位差、占空比等包含在该范围，则能将相位差、占空比等视为期望的具体值。

产业上的可利用性

依据本发明，开关控制部以逆变器电路将直流电力转换为交流电力的方式控制所述逆变器电路，基于斩波器电路的输出值或整流电路的输出值是否达到特定的值，控制斩波器电路是否进行输入电压的升压。通过该控制，能够切换仅用逆变器电路供电的电力和用逆变器电路及斩波器电路两者供电的电力，因此能够在比现有技术宽的电力范围实现供电。

标号说明

1　整流电路；2　斩波器电路（电压转换器）；3　逆变器电路；4　谐振电路；5　通信部；6　电力计测部；7　开关控制部；11　谐振电路；12　整流电路；13　电力计测部；14　通信部；15　控制部；B　电池；R　受电装置；S　供电装置；21　线圈；22　二极管；23　晶体管（开关元件）；24　电容器；31～34　晶体管（开关元件）；35～38　二极管（反馈二极管）；S1～S4　开关信号。

Claims (14)

1.一种供电装置，以非接触方式向受电装置传输交流电力，其中具有：

电压转换器；

逆变器电路，与所述电压转换器连接；

通信部，从所述受电装置接收设在所述受电装置的整流电路的输出值；以及

开关控制部，以所述逆变器电路将直流电力转换为交流电力的方式控制所述逆变器电路，基于所述电压转换器的输出值或所述整流电路的输出值是否达到特定的值，控制所述电压转换器是否进行输入电压的升压。

2.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述开关控制部在所述电压转换器的所述输出值或所述整流电路的所述输出值达到所述特定的值的情况下，以所述电压转换器不进行输入电压的升压的方式控制所述电压转换器。

3.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述开关控制部在所述电压转换器的所述输出值或所述整流电路的所述输出值未达到所述特定的值的情况下，以所述电压转换器进行输入电压的升压的方式控制所述电压转换器。

4.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述开关控制部输出切换所述逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整所述开关信号各自的相位差。

5.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述开关控制部输出切换所述逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整所述开关信号各自的占空比。

6.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述开关控制部输出切换所述逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整所述开关信号各自的频率。

7.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述电压转换器的所述输出值为所述电压转换器输出的电力、电压或电流的值，所述整流电路的所述输出值为所述整流电路输出的电力、电压或电流的值。

8.一种非接触供电系统，其中具有：

供电装置，以非接触方式向受电装置传输交流电力，具有电压转换器、与所述电压转换器连接的逆变器电路和第1通信部；以及

受电装置，具有整流电路、输出所述整流电路的输出值的控制部和与所述控制部连接并向所述第1通信部发送所述输出值的第2通信部，

所述供电装置包含开关控制部，所述开关控制部以所述逆变器电路将直流电力转换为交流电力的方式控制所述逆变器电路，基于所述电压转换器的输出值或所述整流电路的所述输出值是否达到特定的值，控制所述电压转换器是否进行输入电压的升压。

9.如权利要求8所述的非接触供电系统，其中，所述开关控制部在所述电压转换器的所述输出值或所述整流电路的输出值达到所述特定的值的情况下，以所述电压转换器不进行输入电压的升压的方式控制所述电压转换器。

10.如权利要求8所述的非接触供电系统，其中，所述开关控制部在所述电压转换器的所述输出值或所述整流电路的输出值未达到所述特定的值的情况下，以所述电压转换器进行输入电压的升压的方式控制所述电压转换器。

11.如权利要求8所述的非接触供电系统，其中，所述开关控制部输出切换所述逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整所述开关信号各自的相位差。

12.如权利要求8所述的非接触供电系统，其中，所述开关控制部输出切换所述逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整所述开关信号各自的占空比。

13.如权利要求8所述的非接触供电系统，其中，所述开关控制部输出切换所述逆变器电路所包含的开关元件各自的导通状态和截止状态的开关信号，调整所述开关信号各自的频率。

14.如权利要求8所述的非接触供电系统，其中，所述电压转换器的所述输出值为所述电压转换器输出的电力、电压或电流的值，所述整流电路的所述输出值为所述整流电路输出的电力、电压或电流。