台湾专利TW201315080A 非接觸式供電系統

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专利摘要:
本發明可在將薄型TV或相框等喜好的電子設備設置於可動裝置30的容納空間41之狀態下，使該電子設備運作。所以，可提升設置於可動裝置30的電子設備之選擇自由度。又，因為拉門(可動裝置30)可滑移移動，所以能配合用戶的喜好來改變拉門的位置，進而改變電子設備的位置。
公开号:TW201315080A
申请号:TW101115632
申请日:2012-05-02
公开日:2013-04-01
发明作者:Hideaki Abe
申请人:Panasonic Corp；
IPC主号:H02J50-00

专利说明:
非接觸式供電系統
本發明係關於非接觸式供電系統。
以往存在有從供電裝置以非接觸方式往受電裝置進行供電的非接觸式供電系統(例如參照專利文獻1)。近年來，逐漸能採用此種非接觸式供電系統在高效率下進行非接觸式供電，所以此種非接觸式供電正在實用化。
例如，有種採用電磁感應並從電源以非接觸方式供電至電子設備的方法。在此方式中，可消除電源與電子設備之間的習知電源線而無線(cordless)化。
特別是在供電對象係可動體時，因為能省略妨礙可動體移動的電源線，所以非接觸式供電的優點巨大。就包含有可動體即供電對象之構成而言，現況中存在者如下。亦即，在工業領域中，於工廠或無塵室等地存在有以非接觸方式供電的移動台車(例如參照專利文獻2)。又，在ID卡系統中，將安裝於人或物上的卡片貼住讀取機，從該讀取機對於ID卡進行供電，並利用該電力而在讀取機及ID卡間執行認證等(例如參照專利文獻3)。再者，亦存在有從道路上以等間隔鋪設的多數之1次(primary)線圈供電至安裝於行走中的車子底部的2次(secondary)線圈之構想(例如參照專利文獻4)。此等構成多係使用比較大的1次線圈或多數之1次線圈，而供電至設於移動體的1個2次線圈。
又，專利文獻5所記載的非接觸傳送裝置，係使可動裝置相對於固定裝置而往復運動。可動裝置上，沿著可動裝置的移動方向於每固定間隔設有多數之2次線圈。固定裝置設有1個1次線圈，朝向任一個2次線圈。非接觸傳送裝置構成為：位於可動裝置的任何位置均使1次線圈與任一2次線圈磁性結合。【先行技術文獻】【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2003-204637號公報
專利文獻2：日本特開平7-2311號公報
專利文獻3：日本特開2011-28381號公報
專利文獻4：日本特開2011-167031號公報
專利文獻5：日本實開平7-14734號公報
已有人探討將上述供電至可動體的非接觸式供電系統應用於家庭內或辦公室。此時，預想為門、窗戶玻璃等發揮作為可動體功能。例如藉由門將可動體予以具體化時，考慮可動體與受到該可動體供給受電電力的電子設備將一體化搭載。但是，在此構成中，難以配合用戶的希望來進行電子設備變更或追加。所以，尋求電子設備的選擇自由度更高之可動體。
本發明之目的在於提供一種非接觸式供電系統，更加提升可動裝置所裝設的電子設備之選擇自由度。
為解決上述問題，本發明之非接觸式供電系統包含：供電裝置，具有1次線圈，將高頻電流供給至該1次線圈而產生交流磁通量；以及可動裝置，具有依據該交流磁通量而產生感應電壓的多數之2次線圈；該非接觸式供電系統之特徵在於，該供電裝置係固定設置，該可動裝置包含由用戶所選擇且係可拆卸式安裝於該可動裝置上的至少1個電子設備，該可動裝置構成為：可相對於該供電裝置移動，且可經由該多數之2次線圈之中的至少1個2次線圈而將電力供給至該至少1個電子設備。
又，上述構成中，宜使該可動裝置固持成在至少1條導軌上可於一定範圍內滑移，且該供電裝置係設於該可動裝置的可動範圍內。
又，上述構成中，宜使該可動裝置包含：至少1個容納空間，容納該至少1個電子設備。
又，上述構成中，宜使該可動裝置包含：配置台，可設置該至少1個電子設備。
又，上述構成中，宜使該供電裝置包含：共振電容，與該1次線圈串聯或並聯連接。
又，上述構成中，宜使該可動裝置包含：共振電容，與該2次線圈串聯或並聯連接。
又，上述構成中，宜將該多數之2次線圈係沿著該可動裝置相對於該供電裝置的移動方向配置，在該1次線圈在該可動裝置相對於該供電裝置的移動方向具有長度A的邊，該2次線圈在該移動方向具有長度C的邊，且2個該2次線圈之間隔係距離B時，將A、B及C設定成滿足A>B+2C。
又，上述構成中，宜使該可動裝置具有一種或多種規格，該可動裝置係可拆卸式安裝於該至少1條導軌上。
又，上述構成中，宜使該可動裝置包含開閉體，可在以下兩個位置之間移動：將2個空間予以分隔的閉鎖位置；以及可容許物體通過的開放位置。
又，上述構成中，宜將該導軌設於牆壁、天花板或地板上。
又，上述構成中，宜使該可動裝置包含台車。
又，上述構成中，宜包含：多數之整流電路，分別對於該多數之2次線圈之輸出進行整流；以及單一或多數之穩壓電路，將來自該整流電路的電壓轉換成與商用電壓相同的電壓，並將該轉換的電壓供給至該電子設備。
又，上述構成中，宜包含：高頻逆變器，產生供給至該1次線圈的該高頻電流，且該高頻逆變器係共振型。
又，上述構成中，宜使該高頻逆變器係單電晶體電壓共振型。
又，上述構成中，宜使該至少1個電子設備係非接觸式供電裝置，並以非接觸方式將電力供給至其他電子設備。
又，上述構成中，宜使該供電裝置包含：磁性體磁芯，設於該1次線圈。
又，上述構成中，宜使該可動裝置包含：磁性體磁芯，設於該2次線圈。
又，上述構成中，宜將該可動裝置安裝於可撓式的構造物。
依據本發明，可在非接觸式供電系統中，更加提升可動裝置所裝設的電子設備之選擇自由度。(第1實施形態)
以下參照圖1~圖6，說明將本發明之非接觸式供電系統予以具體化的第1實施形態。
如圖1所示，非接觸式供電系統包含供電裝置10以及可動裝置30。以下，說明非接觸式供電裝置10及可動裝置30的電子構成。 (供電裝置)
非接觸式供電裝置10包含高頻逆變器11以及1次線圈L1。
高頻逆變器11將來自商用電源的電力轉換成高頻電流，並將該高頻電流供給至1次線圈L1。詳細而言，如圖2所示，高頻逆變器11係以單電晶體電壓共振型逆變器所構成。
亦即，高頻逆變器11包含：1次側並聯共振電容C1；平滑電容C2、全波整流電路12；2個電容Ca、Cb；2個二極體D1、D2；5個電阻器R1~R5；FETQ1；電晶體Tr1；以及反饋繞線La。
全波整流電路12與商用電源並聯連接。又，全波整流電路12係連接於可將電流供給至電路的一側。此電路具有上游側的連接線A1與下游側的連接線A2。兩連接線A1、A2間有3條連接線A3~A5並聯連接。連接線A3設有平滑電容C2。連接線A4從連接線A1開始依序串聯設有電阻器R2及電容Ca。
又，1次側並聯共振電容C1與1次線圈L1共同構成LC共振電路。又，以電阻器R1及二極體D1構成第1並聯電路。又，以FETQ1及二極體D2構成第2並聯電路。連接線A5從連接線A1起依序串聯設有LC共振電路、第1並聯電路、第2並聯電路及電阻器R5。
又，電阻器R2與電容Ca之間的連接點，與FETQ1的閘極端子之間，串聯連接有反饋繞線La及電阻器R3。電阻器R3設來用以抑制FETQ1的損耗。又，電阻器R3與FETQ1的閘極端子之間的連接點連接有電晶體Tr1的集極端子。又，電晶體Tr1的射極端子連接至連接線A2。並且，電晶體Tr1的基極端子連接至電阻器R4的一端。此電阻器R4的另一端，連接於電阻器R5與上述第2並聯電路之間的連接點。再者，電晶體Tr1的基極端子與電阻器R4之間的連接點，與連接線A2之間連接有電容Cb。
來自商用電源的交流電流藉由全波整流電路12而全波整流，再藉由平滑電容C2而平滑化。該平滑化的電流係經由電阻器R2而供給至電容Ca。所以，電容Ca的電壓上升，當FETQ1的閘極電壓成為閾值以上時，FETQ1開啟。並且，1次線圈L1上通有來自連接線A1的電流。因此，與1次線圈L1磁性結合的反饋繞線La上感應電壓，使得電壓從1次線圈L1反饋至反饋繞線La而開始振盪。
藉由1次線圈L1上流通的電流，將閾值以上的電壓施加於電晶體Tr1的基極端子。所以，電容Ca的電荷經由反饋繞線La、電阻器R3及電晶體Tr1而放電。因此，FETQ1的閘極電壓變成未滿閾值而FETQ1成為關閉狀態。如此，控制FETQ1的閘極電壓。
1次線圈L1藉由設有1次側並聯共振電容C1而共振。藉此，可將1次線圈L1的高頻電壓予以昇壓。 (可動裝置)
可動裝置30具有：多數之2次線圈L2；與該多數之2次線圈L2相同數量的2次側並聯共振電容C3；與該多數之2次線圈L2相同數量的整流電路31；單一穩壓電路32；以及內置型供電裝置33。
2次線圈L2及2次側並聯共振電容C3係並聯連接。2次線圈L2經由1次線圈L1所產生的交流磁通量而產生感應電流。藉由設置2次側並聯共振電容C3，而可將2次線圈L2的輸出電壓予以升壓或定為定電壓。
整流電路31對於感應電流進行全波整流，將整流的電流輸出至穩壓電路32。穩壓電路32將來自整流電路31的電壓轉換成與商用電源頻率之商用電壓相同的電壓，並將該轉換的電壓供給至電子設備40。電子設備40含有第1及第2電子設備40a、40b。此電子設備40a、40b係可拆卸式安裝於可動裝置30。
穩壓電路32連接有插座39。另一方面，第1電子設備40a具有插頭36。藉由將此插頭36連接至插座39，而將第1電子設備40a與穩壓電路32予以電性連接。第1電子設備40包含：薄型TV、揚聲器、照明裝置及電風扇。
內置型供電裝置33係與第1電子設備40a同樣以有線方式連接至穩壓電路32。亦即，內置型供電裝置33亦係電子設備。
內置型供電裝置33包含高頻逆變器38以及供電用線圈L3。高頻逆變器38將來自穩壓電路32的電流轉換成高頻電流，並將該高頻電流供給至供電用線圈L3。藉此，從供電用線圈L3產生交流磁通量。
在此，第2電子設備40b包含行動終端機。第2電子設備40b包含受電用線圈L4以及整流電路31。受電用線圈L4依據來自供電用線圈L3的交流磁通量而感應產生電流。整流電路31對於感應的電流進行整流，將該整流的電流充電至行動終端機的2次電池(省略圖示)。
其次說明可動裝置30及非接觸式供電裝置10之機械性構成。
如圖3(a)所示，本例的可動裝置30構成作為家庭內分隔房間的拉門。拉門，形成為例如由木材、玻璃、塑膠或壁材等所構成的厚度40mm之長方形板狀。
如圖3(e)、(f)所示，拉門即可動裝置30的上端及下端藉由2個軌道部46a、46b而支持成可在圖中的左右方向滑移。用戶在2個房間之間移動時，藉由把手44將可動裝置30在同圖中的左右方向開閉。拉門打開的狀態下，位於圖中虛線所示的門庫43內。另，用戶可將拉門從2個軌道部46a，46b進行安裝或拆離。
又，可動裝置30形成有可設置電子設備的容納空間41。此容納空間41含有形成朝向用戶開口的矩形孔洞。在如圖3(a)所示的構成中，6個容納空間41設成2行3列。此容納空間41從可動裝置30的厚度方向觀察係正方形。又，在如圖3(b)所示的構成中，2個容納空間41係上下設置。此2個容納空間41從可動裝置30的厚度方向觀察係在左右方向具有長邊的長方形。
如圖3(d)所示，容納空間41設置有薄型TV及電風扇發揮作為電子設備40的功能。其他電子設備，例如數位相框、具有LED或有機EL的照明器具、行動終端機等。
如圖3(a)、(b)所示，容納空間41內設有插座39。插座39係在第1電子設備40a設置於容納空間41時，插入第1電子設備40a的插頭36。在插入有該插頭36的狀態下，如圖2所示，第1電子設備40a與穩壓電路32成為電性連接。
又，在容納空間41內設有內置型供電裝置33。將行動終端機等第2電子設備40b設置於容納空間41內時，可從內置型供電裝置33經由電磁感應而以非接觸方式供電至第2電子設備40b。
另，可在各容納空間41設置插座39及內置型供電裝置33的任一者，亦可在各容納空間41設置插座39及內置型供電裝置33兩者。
如圖3(a)的虛線所示，可動裝置30的上端，沿著左右方向排列有2次線圈L2。
又，如圖3(a)右下的容納空間41所示，容納空間41未設置有電子設備40時，亦可嵌入有具備因應容納空間41的外形之造型構件45。藉由將造型構件45嵌入至容納空間41，使得外觀看起來像普通拉門。尤其，藉由將造型構件45形成板狀，可在容納空間41設置有電子設備40的狀態下，對外隱藏該電子設備40。
如圖3(e)、(f)所示，軌道部46a的上側之牆壁內置有非接觸式供電裝置10。此非接觸式供電裝置10亦可外接。本例中，非接觸式供電裝置10係設於可動裝置30處於閉狀態時對應至右上角部的位置，以及可動裝置30處於開狀態時對應至右上角部的位置。
其次參照圖4(a)、(b)，說明1次線圈L1及多數之2次線圈L2的具體構成。本例中，兩線圈L1、L2係方形的平面線圈，重疊於平板狀的磁芯37。伴隨著可動裝置30之開閉，相對於固定設置的1次線圈L1之多數(本例中4個)2次線圈L2改變位置。
如該圖所示，1次線圈L1具有長度A的邊，2次線圈L2具有長度C的邊。並且，互相鄰接的2個2次線圈L2之間的距離設定成長度B。此時，設定兩線圈L1、L2的尺寸和位置關係以滿足A≧B+2C之條件。
藉由滿足該條件，無論可動裝置30的位置均有任一2次線圈L2面對於1次線圈L1，進而可從1次線圈L1供電至2次線圈L2。
圖5(a)~(c)係顯示滿足上述條件的構成中，設有n個2次線圈L2時的可動裝置30之可動距離X。此可動距離係指可有任一2次線圈L2面對於1次線圈L1而進行供電的範圍。可動距離X係由「X=(A-C)×n」之算式求得。本例中設定成A=10cm，B=8cm，C=1cm。
如圖5(a)所示，設有2個2次線圈L2時，可動裝置30的可動距離係18cm。如圖5(b)所示，設有3個2次線圈L2時，可動裝置30的可動距離係27cm。又，如圖5(c)所示，設有4個2次線圈L2時，可動裝置30的可動距離係36cm。相反的，為了獲得約1m的可動距離，則必須有11個2次線圈L2。
圖6中顯示與上述圖2不同的可動裝置30之配置例。
本例中，2個可動裝置30a、30b(拉門)，以可在左右方向滑移的方式嵌入至拉門框47。在朝向左右方向延伸的拉門框47的中央，當可動裝置30a的右端面與可動裝置30b的左端面相接時，成為藉由2個可動裝置30a、30b分隔房間的關閉狀態。藉由從該狀態將兩可動裝置30a、30b互相分開朝向打開方向移動，成為人等可在2個房間之間移動的開狀態。
可動裝置30a中，設有3個容納空間41。亦即，可動裝置30a的上側設有比較大的單一容納空間41。可動裝置30a的下側，設有在左右方向並排的比較小的2個容納空間41。較大的容納空間41設置有第1電子設備40a即薄型TV。較小的容納空間41設置有第1電子設備40a即左右揚聲器設置。薄型TV及兩揚聲器經由插頭36及插座39而連接至穩壓電路32。
可動裝置30b中，以3行2列的方式計設有6個較小的容納空間41。此等容納空間41設置有第2電子設備40b即行動終端機，與第1電子設備40a即照明器具及數位相框。此等電子設備可經由插頭36及插座39而連接至穩壓電路32，亦可經由內置型供電裝置33而以非接觸方式從可動裝置30b供給電力。尤其，由於對行動終端機而言會頻繁地充電，經由內置型供電裝置33則能以非接觸方式充電，藉而省去每次充電插入插頭的工夫。
非接觸式供電裝置10(1次線圈L1)設於拉門框47的右上角部附近與左上角部附近。並且，多數之2次線圈L2沿著各可動裝置30a、30b的上端配置。2個1次線圈L1及多數之2次線圈L2之關係設地成滿足參照圖4說明的上述條件(A≧B+2C)。
以上，依據所說明的實施形態，能發揮以下的效果。
(1)能在將薄型TV或相框等所喜好的電子設備設置於可動裝置30中的容納空間41的狀態下，使該電子設備運作。所以，可提升設置於可動裝置30的電子設備之選擇自由度。
又，因為拉門(可動裝置30)可滑移移動，所以拉門及電子設備的位置可配合用戶之喜好來變更。所以，能提供高方便性的非接觸式供電系統。
(2)可準備具有相同外形與不同內部規格(容納空間41的數量、大小等)的多種拉門(可動裝置30)。又，用戶可自己將可動裝置30從2個軌道部46a、46b拆下，所以能配合季節或自己的喜好來拆換可動裝置30。
(3)1次線圈L1具有共振電容C1並聯連接。又2次線圈L2並聯設有共振電容C3。因此，可使1次線圈L1側的高頻電壓升壓，同樣地，可使2次線圈L2側的輸出電壓昇壓或調整為定電壓。又，即使1次線圈L1及2次線圈L2之間的磁性結合度較小也能高效率地進行電力傳送。
(4)當1次線圈L1在可動裝置30的移動方向具有長度A的邊，2次線圈L2在該移動方向具有長度C的邊，2個2次線圈L2的間隔係距離B時，設定兩線圈L1、L2的形狀及位置關係以滿足A>B+2C的條件。在滿足此條件的範圍中，使2次線圈L2的數量為最小限度，可在使得兩線圈L1、L2相對應而無關於可動裝置30的位置之情況下，更簡易地構成可動裝置30。所以，相較於沿著可動裝置30的移動距離鋪滿線圈的習知構成而言，能實現小型化、省工及低成本。
(5)可動裝置30構成為可配合需要來更換。所以，例如，在容納空間41設有照明器具之情況，無須照明時，可將該可動裝置30拆下，更換成普通的拉門。
又，若準備好不同電子設備容納形態(容納空間41的數量、大小)的多種規格之可動裝置30，可配合TV用、音響用、照明用、送風用等目的而適當更換可動裝置30。因此，可配合自己的生活型態來使用而方便。又，因為可動裝置30能由用戶拆裝且搬運，用戶可進行更換作業而無須委託專門業者。
(6)穩壓電路32將來自整流電路31的電壓轉換成與商用電源頻率之商用電壓相同的電壓。所以，一般市售的電子設備可直接設置於可動裝置30來使用。
(7)高頻逆變器11係共振型，故提升了逆變器效率，以及系統效率。又，高頻逆變器11亦可兼為與1次線圈L1之共振電路，使電路構成簡易，進而達到低成本化。
再者，高頻逆變器11係單電晶體電壓共振型，故構成比全橋型或半橋型簡易，進而達到低成本化。
(8)穩壓電路32連接有內置型供電裝置33。可經由此內置型供電裝置33，而以非接觸方式供電至設置於容納空間41的行動終端機等。因此，只要將行動終端機等設置於容納空間41，即可對於行動終端機等進行充電，所以能提升方便性。
(9)1次線圈L1及2次線圈L2設有磁芯37。因此，提升兩線圈L1、L2間的磁性結合度，達到線圈的小型化與高效率化。
(10)只要將嵌入至既存的軌道部46a、46b或拉門框47的普通拉門取代成可動裝置30，即能實現可簡單地將電力供給至電子設備的拉門。又，可利用既存的2個軌道部46a、46b，所以無須為了非接觸式供電系統而新設2個軌道部46a、46b等。
(11)藉由將造型構件45嵌入至容納空間41，外觀看來像普通拉門。藉此，能提升可動裝置30的設計性。此造型構件45的顏色可包含與可動裝置30相同的顏色，亦可包含與可動裝置30不同的顏色。
再者，將造型構件45形成為板狀，可在電子設備40設置於容納空間41的狀態下，對外隱藏該電子設備40。藉此，例如，在不使用電風扇的期間將造型構件45嵌入至容納空間41，能抑制外觀上給人繁雜的印象。 (第2實施形態)
以下參照圖7，說明本發明之第2實施形態。此實施形態之非接觸式供電系統，可動裝置係台車，以及供電裝置的位置與上述第1實施形態不同，此外係與上述第1實施形態幾乎同樣構成。以下係以其與第1實施形態之相異點為中心進行說明。
如圖7(a)所示，可動裝置50構成作為台車，其包含四角柱狀的台部51以及裝設於該台部51底面的4個車輪52。台部51的背面，沿著其長邊方向排列有多數之2次線圈L2。
如圖7(b)、(c)所示，台部51的頂面，設置有TV或熨斗等電子設備40。從可動裝置50往電子設備40的供電方法係與上述第1實施形態相同，可係藉由將電子設備40的插頭插入設於可動裝置50的插座之構成，亦可經由設於可動裝置50的內置型供電裝置33而以非接觸方式進行供電。
又，如圖7(d)所示，牆壁上的較低位置(一般而言配設有插座的位置)設有非接觸式供電裝置10。此非接觸式供電裝置10可內置於牆壁，亦可外接。
在上述構成中，使設置有TV的可動裝置50藉由車輪52而移動。此時，如圖7(e)所示，可動裝置50從設有一個非接觸式供電裝置10的位置，移動到設有另一個非接觸式供電裝置10的位置。在此等狀態中，兩線圈L1、L2處於相向的狀態，所以可從非接觸式供電裝置10經由可動裝置50往TV進行供電。
如圖7(f)所示，將熨斗載放於可動裝置50時，只有在使用熨斗時取出可動裝置50，並配合當的用戶喜好或而隨意靠近非接觸式供電裝置10。藉此，可將電力供給至熨斗。在此構成中，例如，可藉由將可動裝置50的頂面使用作為燙板而提升方便性。
以上，依據所說明的實施形態，尤其可發揮以下效果。
(12)在載放有電子設備的狀態下，藉由移動可動裝置50而使兩線圈L1、L2成為相向的狀態，即能往電子設備進行供電。如此，能容易地改變電子設備的位置而不進行插頭等配線連接。
(13)只要能載置於可動裝置50(台車)即能對於相對較大尺寸的電子設備進行供電。 (第3實施形態)
以下參照圖8，說明本發明之第3實施形態。此實施形態的非接觸式供電系統，可動裝置係滑動板，此點之外係與上述第1實施形態幾乎同樣構成。以下，以其與第1實施形態之相異點為中心進行說明。
如圖8(a)所示，可動裝置60形成作為滑動板。此可動裝置60亦形成有容納空間62。此容納空間62嵌入有例如電子設備40即壁掛式TV。此壁掛式TV係可拆卸式安裝於容納空間62。
牆壁上固定安裝有朝向左右方向延伸出的凹狀導軌61。導軌61藉由螺絲或黏接材料等方式固定於牆壁。2個導軌61設成使開口側彼此相對的態樣。並且，該2個導軌61間嵌入有可動裝置60(滑動板)。該可動裝置60係上下兩端在各導軌61的內面摩擦，並且朝向導軌61的延伸方向滑動。可動裝置60的上端，沿著左右方向排列有沿著多數之2次線圈L2。又，上側的導軌61上方壁內置或外接有非接觸式供電裝置10。本例中係有4個非接觸式供電裝置10以等間隔排列布滿導軌61的整區。就兩線圈L1、L2的形狀及位置關係而言，設定成與參照上述圖4所說明的第1實施形態相同。依據上述構成，如圖8(b)所示，可手動將可動裝置60沿著導軌61移動。
以上，依據所說明的實施形態，尤其能發揮以下效果。
(14)藉由使可動裝置60沿著安裝於牆壁的2個導軌61移動，能將電子設備40(例如TV)簡單地移動至所喜好的位置。所以，能提升方便性。
另，上記實施形態可藉由進行適當變更的以下形態來實施。
‧第1實施形態中，可動裝置30係拉門，但只要是與拉門同樣往復移動的開閉體即可，不限於拉門，亦可係窗戶玻璃，屏風，紙門，隔間壁，展台的滑門。
‧第1實施形態中係設有2個非接觸式供電裝置10。但是，亦可設置單個或或3個以上的非接觸式供電裝置10。設有單個非接觸式供電裝置10時，藉由限制伴隨可動裝置30的開閉之移動距離，無論可動裝置30之位置，均可從非接觸式供電裝置10供電至可動裝置30。
‧上述各實施形態中，兩線圈L1、L2係方形的平面線圈，且重疊於平板狀的磁芯37，但線圈及磁芯不限於此種構成。例如，亦可如圖9所示，磁性體的磁芯64具有ㄇ字形，並於磁芯64的兩端部分別捲繞有2個線圈L1、L2。又，磁性體的磁芯64亦可係E字型磁芯或係無磁芯的線圈。此種情況下，1次線圈L1與2次線圈L2之間的關係亦設定成滿足參照圖4所說明的上述條件(A≧B+2C)。
‧上述各實施形態中，高頻逆變器11係以單電晶體電壓共振型逆變器所構成。但是，高頻逆變器11不限於單電晶體電壓共振型逆變器，亦可如圖10所示，係雙電晶體半橋型部分共振型逆變器。如圖10，該逆變器包含：全波整流電路12；平滑電容C2；2個FETQ2、Q3；2個寄生二極體D3、D4；以及4個電容C4~C7。
電容C4係1次側串聯共振電容，串聯連接於1次線圈L1。上游側的連接線A11與下游側的連接線A12之間連接有2個連接線A13、A14。連接線A11與連接線A13之間串聯連接有FETQ2、FETQ3。FETQ2與寄生二極體D3並聯連接。又，FETQ3與寄生二極體D4並聯連接。又，連接線A11與連接線A14之間，串聯連接有電容C5及電容C6。又，連接線A13的2個FETQ2、Q3之連接點，與連接線A14的2個電容C5、C6之連接點，其間串聯連接有1次線圈L1及電容C4。又，電容C7係相對於1次線圈L1及電容C4成並聯連接。
上述構成中開啟FETQ2且關閉FETQ3時，來自全波整流電路12的電流經由FETQ2而流至1次線圈L1。在此狀態下相反地關閉FETQ2且開啟FETQ3時，1次線圈L1上流通有逆方向的電流(逆起電流)。如此，藉由交互開啟2個FETQ2、Q3使1次線圈L1進行振盪。藉由將1次側串聯共振電容即電容C4串聯連接至1次線圈L1，使1次線圈L1共振。藉此，可使1次線圈的高頻電壓升壓。
本構成中，2次線圈L2串聯連接有2次側串聯共振電容C8。藉由設置此2次側串聯共振電容C8，能使2次線圈L2的輸出電壓升壓或定為定電壓。
‧在上述各實施形態中，造型構件45係嵌入至容納空間41，但亦可以閘門或捲簾方式預先安裝於可動裝置。本構成中，可藉由拉出造型構件45而簡單地隱藏容納空間41。又，無須擔心造型構件45遺失。
‧第1實施形態中，容納空間41係形成朝向用戶開口。但是，容納空間41亦可在可動裝置30(拉門)的厚度方向貫穿。在此種構成中，能從可動裝置30的兩側使用位於容納空間41的電子設備。亦即，使用可動裝置30作為房間的隔間時，可從兩個房間使用電子設備。
又，容納空間41的底面亦能以玻璃、塑膠、或木材等。藉此，提升作為拉門的設計性。又，亦可適當變更容納空間41中的插座39及內置型供電裝置33之位置。
‧第2實施形態中，可動裝置50係台車，但只要係與台車同樣安裝有車輪52的家具即可，不限於限，亦可係帶有車輪的收納家具。
‧第2實施形態中，係於牆壁設有非接觸式供電裝置10，但亦可將非接觸式供電裝置10設於地板上。
‧第1實施形態中，可動裝置30的容納空間41設有電子設備40。但是，不限於此種構成，亦可如圖11所示，將配置台71安裝至可動裝置70，並將電子設備40設置於該配置台71。配置台71形成半圓板狀，使其垂直相交於可動裝置70的面。該配置台71之數量、形狀或尺寸，可因應於所設置的電子設備40來變更。例如，亦能於可動裝置30形成有可裝設配置台的孔洞。本構成中從可動裝置70往電子設備40的供電方法亦可與上述第1實施形態同樣，係將電子設備40的插頭插入至設於可動裝置70的插座之構成，亦可係經由設於可動裝置70的內置型供電裝置33而以非接觸方式進行供電之構成。依據本構成，對於尺寸比較大的電子設備40也能進行供電。
‧第3實施形態中，2個導軌61朝向左右方向進出。但是，亦可如圖12所示，使2個導軌61朝向上下方向進出。此時能使可動裝置30在高度方向滑動，例如以用戶喜好的高度觀看TV。
又，亦可將導軌61完整設在2個房間之間。藉此，2個房間可分享電子設備40。
再者，亦可如圖13所示，僅設置上側的導軌65。可動裝置60在懸吊於該導軌65的狀態下支持成可滑移。本例中設有3個可動裝置60，中央的可動裝置60係TV，其左右的可動裝置60係揚聲器。可藉由調整各可動裝置60的位置而實現喜好的音響狀態。又，能有效活用天花板空間。
又，將此種構成應用於窗戶玻璃時，可利用其透明性，藉由供給至窗戶玻璃的電力而具有例如液晶閘門功能。又，可與透明電極組合而將有機EL照明器材或有機EL顯示器等照明或顯示裝置設於窗戶玻璃內。
又，導軌61、65亦可配置於天花板或地板上。又，可動裝置亦可安裝於窗簾或閘門等形狀為可撓式的構造物。藉此，家庭內能應用可動裝置60的場所更為廣泛。
‧第3實施形態及圖13之構成中，亦可使可動裝置60係沿著導軌61、65自動移動地構成。此時，依據用戶的操作，經由電動機等驅動力，使得可動裝置60可沿著導軌61，65移動。此時，因為不須手動移動，故方便性高。
尤其，即使可動裝置60位於用戶手接觸不到的高處，亦可經由手邊的操作機構(遙控器)使可動裝置60移動。
‧第1實施形態中，可動裝置30係拉門，但亦可構成作為以中心軸為中心轉動的門扉。此時，只有門扉關閉狀態中可將電力供給至電子設備。又，亦可構成為在門扉處於完全打開的狀態下使兩線圈L1、L2相對應。
又，亦可將軌道部形成圓弧狀，並將可動裝置60亦以配合該圓弧的曲率形成曲面狀。
‧上述各實施形態中，係從非接觸式供電裝置10利用電磁感應對於可動裝置30、50、60進行供電，但供電方式不限於此，例如，亦可利用磁共鳴進行供電。又，亦可係利用電場或電磁波的供電方式。
再者，亦可結合普通非接觸式供電系統所共通的技術及機構、構造，如金屬異物偵測功能、認證功能、磁場或電場屏蔽，電路等散熱用的散熱機構，再者抗雜訊電路、間歇性線圈激磁等節能待機等等。
‧第1實施形態中，於拉門即可動裝置30形成有容納空間41。但是，亦可於第2實施形態中的台車形成有容納空間41。藉此，能有效活用台部51的死角空間。
‧上述各實施形態中，係對於多數之整流電路31設置單一穩壓電路32，但亦可對於每個整流電路31設置穩壓電路32。
‧上述各實施形態中，穩壓電路32係將來自整流電路31的電壓轉換成與商用電壓相同的電壓。但是，穩壓電路32亦可將電壓轉換成與商用電壓不同的電壓。此時另外須要變壓器等。
‧上記實施形態中的可動裝置30、50、60不限於室內，亦可在戶外使用。
10‧‧‧非接觸式供電裝置
11、38‧‧‧高頻逆變器
12‧‧‧全波整流電路
30、30a、30b、50、60、70‧‧‧可動裝置
31‧‧‧整流電路
32‧‧‧穩壓電路
33‧‧‧內置型供電裝置
36‧‧‧插頭
37、64‧‧‧磁芯
39‧‧‧插座
40、40a、40b‧‧‧電子設備
41、62‧‧‧容納空間
43‧‧‧門庫
44‧‧‧把手
45‧‧‧造型構件
46a、46b‧‧‧軌道部
47‧‧‧拉門框
51‧‧‧台部
52‧‧‧車輪
61、65‧‧‧導軌
71‧‧‧配置台
A1~A5、A11~A14‧‧‧連接線
C1、C3、C4、C8‧‧‧共振電容
C2‧‧‧平滑電容
Ca、Cb、C5~C7‧‧‧電容
D1、D2‧‧‧二極體
D3、D4‧‧‧寄生二極體
R1~R5‧‧‧電阻器
L1‧‧‧1次線圈
L2‧‧‧2次線圈
L3‧‧‧供電用線圈
L4‧‧‧受電用線圈
La‧‧‧反饋繞線
Tr1‧‧‧電晶體
Q1~Q3‧‧‧FET
圖1係顯示第1實施形態中的非接觸式供電系統之構成的方塊圖。
圖2係顯示第1實施形態中的高頻逆變器(單電晶體電壓共振型逆變器)等的具體構成之方塊圖。
圖3(a)、(b)係可動裝置(拉門)之立體圖，(c)係拉門打開狀態的軌道部等之前視圖，(d)係設置有電子設備的可動裝置(拉門)之立體圖，(e)、(f)係開閉的可動裝置(拉門)之立體圖。
圖4係第1實施形態，(a)、(b)係顯示1次線圈L1與2次線圈L2之位置關係及構成的立體圖。
圖5係第1實施形態，(a)係顯示有2個2次線圈L2時的2次線圈L2之可動距離的剖面圖，(b)係顯示有3個2次線圈L2時的2次線圈L2之可動距離的剖面圖，(c)係顯示有4個2次線圈L2時的2次線圈L2之可動距離的剖面圖。
圖6係第1實施形態的可動裝置之前視圖。
圖7係第2實施形態，(a)係可動裝置(台車)之立體圖，(b)係設置有TV的可動裝置(台車)之立體圖，(c)係設置有熨斗的可動裝置(台車)之立體圖，(d)係顯示設於牆壁之供電裝置的立體圖，(e)、(f)係顯示可動裝置(台車)之使用態樣的立體圖。
圖8係第3實施形態，(a)、(b)係顯示可動裝置(滑動板)之移動態樣的立體圖。
圖9係顯示其他實施形態的兩線圈L1、L2之位置關係及構成的立體圖。
圖10係顯示其他實施形態的高頻逆變器(雙電晶體半橋型部分共振型逆變器)等的具體構成之方塊圖。
圖11係其他實施形態之設置有配置台的可動裝置(拉門)之立體圖。
圖12係其他實施形態之在上下方向移動的可動裝置(滑動板)之立體圖。
圖13係其他實施形態之藉由上側導軌而懸吊支持成可滑移的可動裝置之立體圖。
10‧‧‧非接觸式供電裝置
30‧‧‧可動裝置
33‧‧‧內置型供電裝置
39‧‧‧插座
40‧‧‧電子設備
41‧‧‧容納空間
43‧‧‧門庫
44‧‧‧把手
45‧‧‧造型構件
46a、46b‧‧‧軌道部
L2‧‧‧2次線圈

权利要求:
Claims (18)
[1] 一種非接觸式供電系統，包含：供電裝置，具有1次線圈，將高頻電流供給至該1次線圈而產生交流磁通量；以及可動裝置，具有依據該交流磁通量而產生感應電壓的多數之2次線圈；該非接觸式供電系統之特徵在於，該供電裝置係固定設置，該可動裝置包含：由用戶所選擇，且係可拆卸式安裝於該可動裝置上的至少1個電子設備，該可動裝置構成為：可相對於該供電裝置移動，且可經由該多數之2次線圈之中的至少1個2次線圈而將電力供給至該至少1個電子設備。
[2] 如申請專利範圍第1項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置固持成在至少1條導軌上可於一定範圍內滑移，該供電裝置係設於該可動裝置的可動範圍內。
[3] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置包含：至少1個容納空間，容納該至少1個電子設備。
[4] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置包含：配置台，可設置該至少1個電子設備。
[5] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該供電裝置包含：共振電容，與該1次線圈串聯或並聯連接。
[6] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置包含：共振電容，與該2次線圈串聯或並聯連接。
[7] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該多數之2次線圈係沿著該可動裝置相對於該供電裝置的移動方向配置，在該1次線圈在該可動裝置相對於該供電裝置的移動方向具有長度A的邊，該2次線圈在該移動方向具有長度C的邊，且2個該2次線圈之間隔係距離B時，將A、B及C設定成滿足A>B+2C。
[8] 如申請專利範圍第2項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置具有一種或多種規格，該可動裝置係可拆卸式安裝於該至少1條導軌上。
[9] 如申請專利範圍第8項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置包含開閉體，可在以下兩個位置之間移動：將2個空間予以分隔的閉鎖位置；以及可容許物體通過的開放位置。
[10] 如申請專利範圍第9項之非接觸式供電系統，其中，該導軌係設於牆壁、天花板或地板上。
[11] 如申請專利範圍第1項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置包含台車。
[12] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其包含：多數之整流電路，分別對於該多數之2次線圈之輸出進行整流；以及單一或多數之穩壓電路，將來自該整流電路的電壓轉換成與商用電壓相同的電壓，並將該轉換的電壓供給至該電子設備。
[13] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其包含：高頻逆變器，產生供給至該1次線圈的該高頻電流，且該高頻逆變器係共振型。
[14] 如申請專利範圍第13項之非接觸式供電系統，其中，該高頻逆變器係單電晶體電壓共振型。
[15] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該至少1個電子設備係非接觸式供電裝置，並以非接觸方式將電力供給至其他電子設備。
[16] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該供電裝置包含：磁性體磁芯，設於該1次線圈。
[17] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置包含：磁性體磁芯，設於該2次線圈。
[18] 如申請專利範圍第1或2項之非接觸式供電系統，其中，該可動裝置係安裝於可撓式的構造物。

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法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

JP2011206030A|JP2013070477A|2011-09-21|2011-09-21|非接触給電システム|

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