電力發送設備、電力接收設備及電力傳輸系統的製作方法
2023-09-20 00:34:00 4
專利名稱：電力發送設備、電力接收設備及電力傳輸系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及以非接觸方式傳輸電力的電力發送設備、電力接收設備及電力傳輸系統。
背景技術：
PTL I披露了一種配置為通過電容性耦合傳輸電力的系統。PTL I中描述的電力傳輸系統包括電力發送設備，包括高頻高壓發生器，以及定義了發生器有源/無源電極對的耦合的發生電極；電力接收設備，包括高頻高壓負載，和以及定義了負載側有源/無源對的電動電極。 施加到發生電極之中無源電極的電壓低於施加到有源電極的電壓，並且施加到電動電極之中無源電極的電壓低於施加到有源電極的電壓。該系統中使用的高頻電壓的頻率範圍在IOkHz到IOMHz之間，電壓範圍在100V到IOkV之間。當高頻電壓的頻率在該範圍內時，由於周圍介質中的波長(lambda)相對於設備尺寸D來說足夠大，或者D << (lambda)，所以該設備不以電磁波的形式輻射能量，並在周圍介質中產生靜電場。圖I示出了 PTL I的電力傳輸系統的基本配置。電力發送設備包括高頻高壓發生器I、無源電極2和有源電極3。電力接收設備包括高頻高壓負載5、無源電極7和有源電極
6。電力發送設備的有源電極3和電力接收設備的有源電極6放置成彼此鄰近並被高電場區域4包圍。電力發送設備和電力接收設備通過發生電極和電動電極以及周圍電介質而電容性耦合。引用列表專利文獻[PTL I]國際專利申請No. 2009-531009的國家公開
發明內容
技術問題在配置成通過電容性耦合將電力從電力發送設備發送到電力接收設備的電力傳輸系統中，例如PTL I披露的系統，需要高頻高壓來增加電力傳輸效率。因此，在電力發送設備側設置升壓電路，在電力接收設備側設置降壓電路。通常，繞線變壓器用作升壓電路和降壓電路，電極的結構導致等效電容器並聯連接到繞線變壓器的次級繞組。在該結構配置中，由諧振電容器的電容和繞線變壓器次級側的洩漏漏磁電感形成的電路產生諧振並用作升壓電路。但是，繞線變壓器具有足夠大的尺寸以提供需要的電感，因此難以減少其高度。可以說，繞線變壓器與其它一般電子組件相比具有非常大的尺寸。另外，在繞線變壓器與其它電路之間可能產生不期望的耦合。特別地，在諧振洩漏繞線變壓器的情況下，存在大量的洩漏磁通量。這些因素導致繞線變壓器的布置受限並增大了整個設備的尺寸。
進一步，當沒有有效屏蔽繞線變壓器時，其線圈性能(Q因子)受到附近導電材料的強烈影響。因此本發明的目的是提供小尺寸、輕量化的電力發送設備、電力接收設備以及電力傳輸系統，從而能夠避免使用繞線變壓器導致的上述問題。解決問題的技術方案根據本發明的電力發送設備配置為包括電力發送設備側有源電極；電力發送設備側無源電極；以及連接在電力發送設備側有源電極與電力發送設備側無源電極之間的高頻高壓發生電路。高頻高壓發生電路包括具有LC諧振電路的升壓電路，該LC諧振電路的電感器由壓電器件形成。根據本發明的電力接收設備配置為包括電力接收設備側有源電極；電力接收設備側無源電極；以及連接在電力接收設備側有源電極與電力接收設備側無源電極之間的負載電路。負載電路包括具有LC諧振電路的降壓電路，該LC諧振電路的電感器由壓電器件 形成。根據本發明的電力傳輸系統配置為使得電力發送設備和電力接收設備通過發生電極和電動電極以及周圍電介質而電容性耦合。發明的有益效果根據本發明，整個設備尺寸減小，並防止磁通量的洩漏。此外，傳輸效率得到了提聞。
圖I示出了 PTL I中描述的電力傳輸系統的基本配置。圖2A是根據第一實施例的去耦電力發送設備101的電路圖；圖2B是壓電諧振器21的等效電路；以及圖2C是在高頻電壓發生器11產生的電壓的頻率是在從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內頻率的情況下，根據第一實施例的電力發送設備101的等效電路。圖3是示出壓電諧振器21的阻抗和相位的頻率特性的曲線圖。圖4A是根據第二實施例的去耦電力接收設備201的電路圖；圖4B是壓電諧振器22的等效電路；以及圖4C是在通過電容器C2的電容性耦合接收的電壓的頻率在圖3所示的從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內的情況下，根據第二實施例的電力接收設備201的等效電路。圖5是根據第三實施例的電力傳輸系統301的電路圖。耦合係數k以及兩個電容Cl和C2表示在電極系統之間得到的靜電耦合。圖6示出了具有縱向開路端表示的電力傳輸系統301的示例性配置。圖7是根據第三實施例的電力傳輸系統301的示意性截面圖。圖8A是根據第四實施例的電力發送設備102的電路圖；圖SB是壓電諧振器21的等效電路；以及圖8C是在高頻電壓發生器11產生的電壓的頻率在從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內的情況下，根據第四實施例的電力發送設備102的等效電路。圖9A是根據第五實施例的電力接收設備202的電路圖；圖98是壓電諧振器22的等效電路；以及圖9C是在通過電容器C2的電容性耦合接收的電壓的頻率在圖3所示的從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內的情況下，根據第五實施例的電力接收設備202的等效電路。圖10是根據第六實施例的電力傳輸系統302的電路圖。圖IlA是根據第七實施例的電力傳輸系統303的電路圖，圖IlB是其等效電路。
具體實施例方式[第一實施例]將參照圖2A到2C以及圖3描述根據第一實施例的電力發送設備。圖2A是根據第一實施例的去耦電力發送設備101的電路圖。電力發送設備101包括高頻電壓發生器11、壓電諧振器21。等效電容器Cl表示當不存在接收設備時在兩個發生電極之間獲得的電容。壓電諧振器21和電容器Cl串聯連接到高頻電壓發生器11。 圖2B是壓電諧振器21的等效電路。圖3是示出壓電諧振器21的阻抗和相位的頻率特性的曲線圖。在圖3中，對數刻度用來表示用於阻抗軸(縱軸)，線性刻度用於用來表示頻率軸(橫軸)。壓電諧振器21由用電容器Co和串聯電路形成的並聯電路表示，串聯電路由和電感器LI與電容器Cl I形成串聯電路表示。電容器Cl I表示與機械彈簧或橡膠的彈性力對應的等效柔量。電感器LI表示與機械慣性力(質量或力矩)對應的等效電感。電容器Co對應於電極之間的電容(並聯等效電容)。壓電諧振器21由形成在壓電基板表面上的一對電極形成。壓電基板已作了極化經過了還原處理。因此，在壓電諧振器21中，產生其諧振頻率fr基於電感器LI和電容器Cll產生的具有諧振頻率fr的串聯諧振，以及產生其反諧振頻率fa主要基於電容器Co和電感器LI的並聯諧振。反諧振頻率fa高於諧振頻率fr。在諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間的頻率範圍內，電感器LI的電感變成壓電諧振器21的阻抗的主導分量。換句話說，參照圖3，在諧振頻率fr與反諧振頻率fa之間的頻率範圍內，壓電諧振器21具有電感性阻抗，對於該阻抗，相位為正，並且壓電諧振器21等效地作為電感器工作。對於低於諧振頻率fr或高於反諧振頻率fa的頻率來說，壓電諧振器21具有電容性阻抗，對於該阻抗，相位為負，並且壓電諧振器21等效地作為電容器工作。圖2C是在高頻電壓發生器11產生的電壓頻率是在從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內頻率的情況下，根據第一實施例的電力發送設備101的等效電路。由電容器Cl和電感器LI形成的LC諧振電路的諧振頻率設置成高頻電壓發生器11產生的高頻電壓的頻率。結果，圖2C所示的電流作為升壓電路工作。根據第一實施例的電力發送設備，與由磁心和繞組形成的圖2C所示電感器LI的情形相比，可以減小設備尺寸並減少磁通量的洩漏。相比於線圈，包括壓電諧振器的壓電器件具有高品質因數。因此，當壓電器件用作電感器時，可以提高傳輸效率。[第二實施例]圖4A是根據第二實施例的去耦電力接收設備201的電路圖。電力接收設備201包括壓電諧振器22和負載RL。等效電容器C2表示當不存在電力發送設備時在兩個電動電極之間獲得的電容。壓電諧振器22和負載RL串聯連接到電容器C2。圖4B是壓電諧振器22的等效電路。如圖所示，壓電諧振器22用由電容器Co和串聯電路形成的並聯電路表示，該串聯電路由和電感器L2與電容器C21形成的串聯電路表示。該等效電路類似於第一實施例中的圖2B所示的電路，並具有與圖3所示電路類似的頻率特性。圖4C是在通過涉及過包含電容器C2的電容性耦合而接收的電壓的頻率是在圖3所示的從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內頻率的情況下，根據第二實施例的電力接收設備201的等效電路。由電感器L2和電容器C2形成的LC諧振電路的諧振頻率設置成等於通過電容性耦合接收的電壓的頻率。在耦合到電力發送設備時，圖4C所示的電路作為降壓電路工作。根據第二實施例的電力接收設備，與圖4C所示電感器L2由磁心和繞組形成的情形相比，可以減小設備尺寸並減少磁通量的洩漏。[第三實施例]所有的電極通過電介質(包括空氣和真空)相互作用。用包括10個不同電容係數的4x4矩陣來完整描述4個電極(一個發生器，一個負載)情況下的準靜態情形(可以忽略遠場輻射)。在系統的兩埠呈現表示情況下，通過兩個耦合的等效電容器Cl和C2，以及互電容CM或等效耦合係數k，在典型經典電路框架中完整描述了電力傳輸。這些值可 以從初始原始矩陣的10個獨立的普通通用係數得到這些值，並在下文中作為稱為兩埠三係數耦合模型引用。在有些實際情況中，行為受到許多係數中一些特定係數的支配，例如有源電極以及無源電極之間的耦合係數。圖5是根據第三實施例的電力傳輸系統301的電路圖。電力傳輸系統301由第一實施例中描述的電力發送設備101和第二實施例中描述的電力接收設備201形成。根據兩量埠模型的能量傳輸，電力發送設備101的電容器Cl耦合到電力接收設備201的電容器C2以進行的能量傳送，其中通過電場從電力發送設備101向電力接收設備201發送電力。這裡，互電容CM和耦合係數k具有下述關係。k = CM/SQRT(C1*C2)圖6示出了具有縱向開路端表示的電力傳輸系統301的示例性配置。電力發送設備101包括高頻電壓發生器11、壓電諧振器21、電力發送設備側無源電極2以及電力發送設備側有源電極3。電力接收設備201包括壓電諧振器22、負載RL、電力接收設備側無源電極7以及電力接收設備側有源電極6。電力發送設備101的有源電極3和電力接收設備201的有源電極6放置成彼此鄰近並被高電場區域4包圍，電力發送設備和電力接收設備通過發生電極和電動電極以及周圍電介質而電容性耦合。圖7是根據第三實施例的電力傳輸系統301的示意性截面圖。在該示例中，電力發送設備201的無源電極2在一定某種程度上面對電力接收設備201的無源電極7。電力發送設備側有源電極3和以絕緣狀態包圍有源電極3的電力發送設備側無源電極2形成在電力發送設備101的箱體上表面附近。此外，在有源電極3與無源電極2之間施加高的高頻電壓的高頻高壓發生電路I設置在電力發送設備101的箱體內。高頻高壓發生電路I是由高頻電壓發生器11和壓電諧振器21形成的電路。電力發送設備101的箱體是例如由ABS樹脂製成的單片塑性體，形成為將有源電極3和無源電極2集成在其中，其中箱體的外表面具有絕緣結構。電力接收設備側有源電極6和以絕緣狀態包圍有源電極6的電力接收設備側無源電極7設置在電力接收設備201的箱體下表面附近。此外，在針對有源電極6與無源電極7之間感應的電力的負載電路5設置在電力接收設備201的箱體內。負載電路5是由壓電諧振器22、繞線變壓器T2和負載RL形成的電路。電力接收設備201的箱體是例如由ABS樹脂製成的單片塑性體，形成為將有源電極6和無源電極7集成在其中，其中箱體的外表面具有絕緣結構。電力發送設備101的有源電極3形成為類似圓形。無源電極2設置有針對有源電極3的圓形開口。換句話說，無源電極2布置成以絕緣狀態包圍有源電極3。同樣，在電力接收設備201中，有源電極6形成為類似圓形，並且無源電極7設置有針對有源電極6的圓形開口。無源電極7布置成以絕緣狀態包圍有源電極6。[第四實施例]當高頻電壓發生器11產生的電壓較低並且在電力發送設備與電力接收設備之間存在強稱合時，可能存在這樣的情況，其中由於在第一實施例中描述的電力發送設備101 的諧振，通過升高電壓不能獲得足夠電力傳輸所要求的高電壓。在這種情況下，繞線變壓器 Tl可以設置在電力發送設備的壓電諧振器之前的級中，從而增大施加到壓電諧振器21上的電壓，如下面的第四實施例所述。將參照圖8A到SC描述根據第四實施例的電力發送設備。圖8A是根據第四實施例的電力發送設備102的電路圖。電力發送設備102包括高頻電壓發生器11、繞線變壓器Tl、壓電諧振器21以及等效電容器Cl。高頻電壓發生器11連接到繞線變壓器Tl的初級側，由壓電諧振器21和電容器Cl形成的串聯電路連接到繞線變壓器Tl的次級側。圖SB是壓電諧振器21的等效電路。壓電諧振器21由電容器Co和串聯電路形成的並聯電路表示，該串聯電路由電感器LI與電容器Cll形成。電容器Cll表示與機械彈簧或橡膠的彈性力對應的等效柔量。電感器LI表示與機械慣性力(質量或力矩)對應的等效電感。電容器Co對應於電極之間的電容(並聯等效電容)。壓電諧振器21由形成在壓電基板表面上的一對電極形成。壓電基板經過了還原處理。因此，在壓電諧振器21中，產生其諧振頻率fr基於電感器LI和電容器Cll的串聯諧振，並且產生其反諧振頻率fa主要基於電容器Co和電感器LI的並聯諧振。反諧振頻率fa高於諧振頻率fr。在諧振頻率fr和反諧振頻率fa之間的頻率範圍內，電感器LI的電感變成壓電諧振器21的阻抗的主導分量。換句話說，參照圖3,在諧振頻率fr與反諧振頻率fa之間的頻率範圍內，壓電諧振器21具有電感性阻抗，針對該阻抗的，相位在諧振頻率fr與反諧振頻率fa之間的頻率範圍內為正，並且壓電諧振器21該阻抗等效地作為電感器工作。對於低於諧振頻率fr或高於反諧振頻率fa的頻率來說，壓電諧振器21具有電容性阻抗，針對該阻抗的，相位為負，並且壓電諧振器21等效地作為電容器工作。圖SC是在高頻電壓發生器11產生的電壓頻率是在從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內頻率的情況下，根據第四實施例的電力發送設備102的等效電路。由電容器Cl和電感器LI形成的LC諧振電路(精確地講，由電容器Cl的電容以及繞線變壓器Tl的次級側洩漏電感和電感器LI的電感的組合電感而形成的LC諧振電路)的諧振頻率設置成高頻電壓發生器11所產生的高頻電壓的頻率。結果，繞線變壓器Tl和LC諧振電路作為升壓電路工作。繞線變壓器Tl的初級繞組和次級繞組的匝數可以適當設置，以便實現向電容器Cl輸出預定高電壓所要求的升壓比。例如，高頻電壓發生器11產生5到12V的高頻電壓，該電壓通過繞線變壓器Tl升高到50到240V。根據第四實施例的電力發送設備，與圖SC所示電感器LI由磁心和繞組形成的情形相比，可以減小設備尺寸並減少磁通量的洩漏。此外，與圖8C所示等效電路中的電感器LI由繞線變壓器的次級側洩漏電感形成的情形相比，可以減小繞線變壓器的尺寸。包括壓電諧振器的壓電器件相比於線圈具有高品質因數。因此，當壓電器件用作電感器時，可以提高傳輸效率。繞線變壓器Tl優選地是閉合磁路繞線變壓器，例如磁心設置在繞組外邊並產生很少的非期望磁場洩漏的殼式變壓器，以防止不期望的磁通量的洩漏。此外，繞線變壓器Tl的耦合係數優選地為高。進一步，當高頻電壓發生器11產生的高頻電壓足夠高時，可以省略繞線變壓器 Tl。[第五實施例]當電力發送設備產生的電壓較低並且在電力接收設備與電力發送設備之間存在強耦合時，可能存在這樣的情況，其中由於在第二實施例中描述的電力接收設備201的諧振，通過電壓下降不能實現足夠電力傳輸。在這種情況下，繞線變壓器T2可以設置在電力接收設備的壓電諧振器之後的級中，從而利用適當的降壓比獲得預定電壓，如下面的第五實施例所述。圖9A是根據第五實施例的電力接收設備202的電路圖。電力接收設備202包括等效電容器C2、壓電諧振器22、繞線變壓器T2以及負載RL。由壓電諧振器22和電容器C2形成的串聯電路連接到繞線變壓器T2的初級側，負載RL連接到繞線變壓器T2的次級側。圖9B是壓電諧振器22的等效電路。如圖所示，壓電諧振器22由電容器Co和串聯電路形成的並聯電路表示，該串聯電路由電感器L2與電容器C21形成。該等效電路類似於第一實施例中的圖2B所示的電路，並具有與圖3所示電路類似的頻率特性。圖9C是在通過電容器C2的電容性耦合接收的電壓頻率是在圖3所示的從諧振頻率fr到反諧振頻率fa的範圍內頻率的情況下，根據第五實施例的電力接收設備202的等效電路。由電感器L2和電容器C2形成的LC諧振電路的諧振頻率(精確地講的，由繞線變壓器T2的初級側漏磁洩漏電感和電感器L2的電感形成的組合電感與電容器C2的電容形成的LC諧振電路)的諧振頻率設置成通過C2的電容性耦合接收的高頻電壓的頻率。結果，繞線變壓器T2和LC諧振電路作為降壓電路工作。繞線變壓器T2的初級繞組和次級繞組的匝數可以適當設置，以便實現向負載RL輸出預定電壓所要求的降壓比。例如，在電容器C2中感應100V到3kV的高頻電壓，並且繞線變壓器T2將該電壓下降到5到24V。根據第五實施例的電力接收設備，與圖9C所示電感器L2由磁心和繞組形成的情形相比，可以減小設備尺寸並減少磁通量的洩漏。此外，與圖9C所示等效電路中的電感器L2由繞線變壓器的初級側洩漏電感形成的情形相比，可以減小繞線變壓器的尺寸。繞線變壓器T2優選地是閉合磁路繞線變壓器，例如磁心設置在繞組外邊並產生很少的非期望磁場的外磁變壓器，以防止不期望的磁通量洩漏。[第六實施例]圖10是根據第六實施例的電力傳輸系統302的電路圖。電力傳輸系統302由第四實施例中描述的電力發送設備102和第五實施例中描述的電力接收設備202形成。電力發送設備的電容器Cl、電力接收設備的電容器C2以及係數k是通過準靜態電場的耦合的兩
端P表示。[第七實施例]圖IlA是根據第七實施例的電力傳輸系統303的電路圖，圖IlB是其等效電路。電力傳輸系統303由電力發送設備103和電力接收設備203形成。電力發送設備103由高頻電壓發生器11、壓電變壓器31和耦合電容器Cl形成。電力接收設備203由耦合電容器C2、壓電變壓器32和負載RL形成。 在壓電變壓器31中，初級側電極Ell和E12以及次級側電極E20形成在形狀類似長方體的壓電陶瓷基板上。壓電基板的初級側在從電極Ell到電極E12的方向上極化。陶瓷基板的次級側在從電極Ell和E12到電極E20的方向上極化。當在初級側電極Ell和E12之間施加高頻電壓時，能量由於初級側反壓電效應而轉換成彈性能量，並且彈性能量由於次級側壓電效應而轉換成電能。如圖IlB所示，壓電變壓器31的等效電路包括理想變壓器T11、電容器C10，C11和C12以及電感器L11。電容器ClO和C12對應於雜散電容，並且電容器Cll和電感器Lll是機電參數。壓電變壓器31的諧振頻率主要由電容器Cll和電感器Lll所形成的諧振電路的諧振確定。由於通過彈性振蕩實現電能轉換，可以使用由彈性波傳播速度和壓電陶瓷基板的尺寸而確定的特性諧振頻率附近的頻率。換句話說，高頻電壓發生器11所產生的高頻電壓的頻率設置在壓電變壓器31的諧振頻率附近。壓電變壓器32具有與壓電變壓器31基本相同的配置。但是，初級側與次級側之間的關係是相反的。也就是說，能量從通常在次級側的電極E20輸入到壓電變壓器32，並且能量從通常在初級側的電極Ell和E12輸出。如圖IIB所示，壓電變壓器32的等效電路包括理想變壓器T21、電容器C20，C21和C22以及電感器L21。電容器C20和C22對應於雜散電容，並且電容器C21和電感器L21是機電參數。壓電變壓器32的諧振頻率主要由電容器C21和電感器L21所形成的諧振電路的諧振確定。當電容器C2中感應的電壓施加到電極E20時，能量由於次級側反壓電效應而轉換成彈性能量，並且該彈性能量由於初級側壓電效應而轉換成電能。高頻電壓發生器11所產生的高頻電壓的頻率設置成壓電變壓器32的諧振頻率。例如，高頻電壓發生器11產生5到12V的高頻電壓，而壓電變壓器31將該電壓升壓到100V到3kV。壓電變壓器32將電容器C2中感應的100V到3kV的電壓下降到5到12V，並將下降的電壓輸出到負載RL。通過這種方式，與使用升壓繞線變壓器的情形相比，利用壓電變壓器作為升壓電路，可以減小電力發送設備的尺寸並防止磁通量的洩漏。另外，與使用降壓繞線式變壓器的情形相比，通過常利用壓電變壓器(其通常用作升壓變壓器)作為電力接收設備中的降壓變壓器，可以減小電力接收設備的尺寸並防止磁通量的洩漏。[第八實施例]壓電材料的非常高的內部Q因數(相比於常規線圈)意味著滿足兩個經調諧電路之間的非常尖銳的頻率調諧的條件。當在初級電極上除了振蕩電壓之外還施加連續電壓時，該電壓在材料內產生持續拉力應力，從而允許諧振頻率輕微變化。因此，可以進行調諧，而僅對Q因數產生很小的影響。這種調諧技術可以用於使器件適應在電力發送設備與電力接收設備之間的多種耦合情況。在其它實施例中，可以使用機械或純電氣裝置，例如可調電容器或電感器。[其它實施例]雖然在上述實施例中已經示出了負載RL是AC負載的示例，本發明可以通過提供整流和平滑電路而應用於DC負載的情形。繞線變壓器T2應用在第四實施例中，繞線變壓器T2應用在的電力發送設備102和電力接收設備202兩者中，壓電變壓器應用在第五實施例中，壓電變壓器應用的在電力發送設備103和電力接收設備203兩者中。但是，通過在電力發送設備和電力接收設備的之一中提供繞線變壓器，可以在其它器件另一設備中提供壓電諧振器或壓電變壓器。進一步，壓電變壓器可以與電壓轉換電路組合。例如，在電力發送設備中，當僅通 過壓電變壓器不能獲得足夠的升壓比時，或者當僅通過繞線變壓器不能獲得足夠的升壓比時，壓電變壓器可以配置為由經過繞線變壓器升壓的電壓驅動。類似地，在電力接收設備中，當僅通過壓電變壓器不能獲得足夠的降壓比時，或者當僅通過繞線變壓器不能獲得足夠的降壓比時，繞線變壓器可以配置為進一步將經過壓電變壓器降壓的電壓下降。通過這種組合，可以在高阻抗容性耦合部與低阻抗高頻電壓發生電路之間或者在高阻抗容性耦合部與低阻抗負載之間實現阻抗匹配。[附圖標記列表]C1，C2 電容器C10，Cll，C12 電容器C20，C21，C22 電容器Co電容器E11，E12初級側電極E20次級側電極LI電感器Lll電感器L2電感器L21電感器RL 負載Tl繞線變壓器Tll理想變壓器T2繞線變壓器T21理想變壓器I聞頻聞壓發生電路2電力發送設備側無源電極3電力發送設備側有源電極5負載電路6電力接收設備側有源電極7電力接收設備側無源電極
11高頻電壓發生器21，22壓電諧振器
31,32壓電變壓器101，102，103電力發送設備201，加2，2O3電力接收設備301，302，303電力傳輸系統
權利要求
1.一種電力發送設備，包括 電力發送設備側有源電極； 電力發送設備側無源電極；以及 連接在電力發送設備側有源電極與電力發送設備側無源電極之間的高頻高壓發生電路， 其中聞頻聞壓發生電路包括具有LC諧振電路的升壓電路，和 其中LC諧振電路的電感器由壓電器件形成。
2.根據權利要求I所述的電力發送設備，其中LC諧振電路的電容器與在電力發送設備側有源電極與電力發送設備側無源電極之間產生的電容對應。
3.根據權利要求I或2所述的電力發送設備，其中高頻高壓發生電路產生的電壓的頻率是如下頻率對於該頻率，壓電器件為電感性。
4.根據權利要求I到3中任一項所述的電力發送設備，其中壓電器件是壓電諧振器或壓電變壓器。
5.根據權利要求I到4中任一項所述的電力發送設備，其中升壓電路包括電壓轉換電路。
6.根據權利要求I到5中任一項所述的電力發送設備，還包括對壓電器件的諧振頻率進行調諧的調諧裝置。
7.一種電力接收設備，包括 電力接收設備側有源電極； 電力接收設備側無源電極；以及 連接在電力接收設備側有源電極與電力接收設備側無源電極之間的負載電路； 其中負載電路包括具有LC諧振電路的降壓電路，和 其中LC諧振電路的電感器由壓電器件形成。
8.根據權利要求7所述的電力接收設備，其中LC諧振電路的電容器與在電力接收設備側有源電極與電力接收設備側無源電極之間產生的電容對應。
9.根據權利要求7或8所述的電力接收設備，其中輸入到負載電路的電壓的頻率是如下頻率對於該頻率,壓電器件為電感性。
10.根據權利要求7到9中任一項所述的電力接收設備，其中壓電器件是壓電諧振器或壓電變壓器。
11.根據權利要求7到10中任一項所述的電力接收設備，其中降壓電路包括電壓轉換電路。
12.一種電力傳輸系統，包括 電力發送設備，包括 電力發送設備側有源電極； 電力發送設備側無源電極；以及 連接在電力發送設備側有源電極與電力發送設備側無源電極之間的高頻高壓發生電路；以及 電力接收設備，包括 電力接收設備側有源電極；電力接收設備側無源電極；以及 連接在電力接收設備側有源電極與電力接收設備側無源電極之間的負載電路； 其中電力發送設備是根據權利要求1-6中任一項所述的電力發送設備。
13.一種電力傳輸系統，包括 電力發送設備，包括 電力發送設備側有源電極； 電力發送設備側無源電極；以及 連接在電力發送設備側有源電極與電力發送設備側無源電極之間的高頻高壓發生電路；以及 電力接收設備，包括 電力接收設備側有源電極； 電力接收設備側無源電極；以及 連接在電力接收設備側有源電極與電力接收設備側無源電極之間的負載電路； 其中電力接收設備是根據權利要求7-11中任一項所述的電力接收設備。
全文摘要
電力傳輸系統(301)包括電力發送設備(101)和電力接收設備(201)。電力發送設備(101)包括高頻電壓發生器(11)、壓電諧振器(21)、電力發送設備側無源電極(2)以及電力發送設備側有源電極(3)。電力接收設備(201)包括壓電諧振器(22)、負載RL、電力接收設備側無源電極(7)以及電力接收設備側有源電極(6)。電力發送設備(101)的有源電極(3)和電力接收設備(201)的有源電極(6)彼此鄰近，其中電力發送設備和電力接收設備通過電極組以及周圍電介質而電容性耦合。
文檔編號H02J17/00GK102893493SQ201180004930
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者市川敬一, 亨利·邦達爾 申請人:株式會社村田製作所