本發(fā)明涉及一種在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給的無(wú)線電力傳輸裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，筆記型PC(Personal Computer：個(gè)人計(jì)算機(jī))、平板型PC、數(shù)字照相機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式游戲機(jī)、耳機(jī)型音樂(lè)播放器、無(wú)線式頭戴型耳機(jī)、助聽器、記錄器等人可攜帶使用的便攜式的電子設(shè)備正快速普及。而且，這些便攜式的電子設(shè)備的大部分中搭載有二次電池，需要定期充電。為了簡(jiǎn)化對(duì)該電子設(shè)備的二次電池的充電作業(yè)，通過(guò)在供電模塊與搭載于電子設(shè)備的受電模塊之間利用基于無(wú)線方式的電力傳輸?shù)墓╇娂夹g(shù)(使磁場(chǎng)變化來(lái)進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o(wú)線電力傳輸技術(shù))來(lái)對(duì)二次電池等供給電力的設(shè)備正不斷增加。

作為無(wú)線電力傳輸技術(shù)，能夠列舉通過(guò)利用供電裝置(供電模塊)與受電裝置(受電模塊)所具備的諧振器(線圈)之間的諧振現(xiàn)象(磁場(chǎng)共振狀態(tài))使磁場(chǎng)耦合來(lái)進(jìn)行電力傳輸?shù)募夹g(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

在使用這樣的無(wú)線電力傳輸技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)供電裝置和受電裝置時(shí)，為了減少進(jìn)行無(wú)線電力傳輸時(shí)的電力損耗，要求提高由受電裝置接受到的電力相對(duì)于向供電裝置供給的電力的比率、即電力傳輸效率。

而且，也如專利文獻(xiàn)2的背景技術(shù)(參照[0008]段～[0010]段)、專利文獻(xiàn)3的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的說(shuō)明書中所記載的那樣，一般來(lái)說(shuō)，能夠通過(guò)使供電裝置和受電裝置中具備的諧振器所具有的諧振頻率與向供電裝置供給的電力的電源頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)一致(或者使電源頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)與供電裝置和受電裝置中具備的諧振器所具有的諧振頻率一致)，來(lái)使無(wú)線供電時(shí)的電力傳輸效率最大，這是已知的(參照專利文獻(xiàn)3的[0013]段)，一般要求電力傳輸效率最大化而進(jìn)行這樣的設(shè)定。

另外，在通過(guò)利用供電模塊與受電模塊中具備的諧振器(線圈)之間的諧振現(xiàn)象(磁場(chǎng)共振狀態(tài))使磁場(chǎng)耦合來(lái)進(jìn)行無(wú)線電力傳輸時(shí)，需要將受電模塊接近供電模塊且配置在能夠從供電模塊對(duì)受電模塊進(jìn)行供電的距離內(nèi)(可供電區(qū)域)來(lái)進(jìn)行使用。在這樣的使用過(guò)程中，存在以下問(wèn)題：在供電模塊和受電模塊不位于可供電區(qū)域內(nèi)的情況下(待機(jī)狀態(tài))，在供電模塊中始終持續(xù)供給電力以備受電模塊接近配置于可供電區(qū)域，從而導(dǎo)致無(wú)意義地消耗電力(待機(jī)電力變大)。

特別地，存在以下危險(xiǎn)：若待機(jī)狀態(tài)下的供電模塊的輸入阻抗低于供電狀態(tài)下的供電模塊的輸入阻抗，則在固定電壓下流動(dòng)的電流值比供電狀態(tài)下的電流值高(參照式子：I＝V/Z_in)，待機(jī)狀態(tài)下的待機(jī)電力(消耗電力)升高，并且供電模塊所產(chǎn)生的熱過(guò)量。

因此，本發(fā)明的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以如下方式設(shè)計(jì)無(wú)線電力傳輸裝置，能夠使未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的固定電壓下流動(dòng)的電流值比進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的電流值低(參照式子：I＝V/Z_in)，來(lái)抑制待機(jī)狀態(tài)下的待機(jī)電力(消耗電力)并且抑制發(fā)熱或渦電流，上述方式為：使供電模塊所具有的供電諧振器與受電模塊所具有的受電諧振器的相對(duì)于電力的電源頻率的傳輸特性的值具有兩個(gè)峰值頻帶，且使將電源頻率設(shè)定于與傳輸特性的兩個(gè)峰值頻帶中的形成于高頻側(cè)的峰值頻帶相對(duì)應(yīng)的頻帶時(shí)的、在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的傳輸時(shí)輸入阻抗(供電狀態(tài)下的供電模塊的輸入阻抗)同未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的非傳輸時(shí)輸入阻抗(待機(jī)狀態(tài)下的供電模塊的輸入阻抗)的關(guān)系滿足非傳輸時(shí)輸入阻抗＞傳輸時(shí)輸入阻抗的條件。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-239692號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2011-050140號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2012-182975號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在上述條件下，為了進(jìn)一步抑制待機(jī)狀態(tài)下的待機(jī)電力(消耗電力)，考慮在供電模塊或受電模塊中設(shè)置若干檢測(cè)部(電流檢測(cè)等)，該檢測(cè)部對(duì)將供電模塊和受電模塊配置于可供電區(qū)域內(nèi)/外所引起的變化(電流的變化)進(jìn)行檢測(cè)，以該檢測(cè)的結(jié)果為觸發(fā)條件(trigger)來(lái)使供電模塊進(jìn)行電力供給的開始/切斷。

另外，即使在設(shè)置有檢測(cè)部的情況下，也存在需要每隔規(guī)定的時(shí)間間隔地(間歇地)使檢測(cè)部動(dòng)作的情況，存在該檢測(cè)部的動(dòng)作需要電力的情況。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制消耗電力且能夠順暢地在利用無(wú)線電力進(jìn)行的供電的切斷與利用無(wú)線電力進(jìn)行的供電之間轉(zhuǎn)變的無(wú)線電力傳輸裝置。

用于解決問(wèn)題的方案

用于解決上述問(wèn)題的一個(gè)發(fā)明是一種無(wú)線電力傳輸裝置，其特征在于，在該無(wú)線電力傳輸裝置中，供電模塊所具有的供電諧振器與受電模塊所具有的受電諧振器的、相對(duì)于電力的電源頻率的傳輸特性的值具有兩個(gè)峰值頻帶，且使將所述電源頻率設(shè)定于與所述傳輸特性的兩個(gè)峰值頻帶中的形成于高頻側(cè)的峰值頻帶相對(duì)應(yīng)的頻帶時(shí)的、在所述供電模塊與所述受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的傳輸時(shí)輸入阻抗同未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的非傳輸時(shí)輸入阻抗的關(guān)系滿足非傳輸時(shí)輸入阻抗＞傳輸時(shí)輸入阻抗的條件，該無(wú)線電力傳輸裝置具備：振蕩輸出器，其能夠進(jìn)行對(duì)所述供電模塊的電力供給的接通和斷開的切換；電流檢測(cè)器，其檢測(cè)從所述振蕩輸出器向所述供電模塊輸入的電流值；比較電路，其將由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)出的電流值與閾值進(jìn)行比較，在判斷為由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)出的電流值為所述閾值以上的情況下，該比較電路輸出第一信號(hào)，在判斷為由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)出的電流值為小于所述閾值的值的情況下，該比較電路輸出第二信號(hào)，所述閾值被設(shè)定于在所述供電模塊與所述受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)向所述供電模塊輸入的電流值同未在所述供電模塊與所述受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)向所述供電模塊輸入的電流值之間；信號(hào)振蕩器，其執(zhí)行以規(guī)定周期交替重復(fù)輸出振蕩信號(hào)和暫停信號(hào)的間歇?jiǎng)幼?；以及邏輯電路，其基于從所述比較電路輸出的信號(hào)與從所述信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)來(lái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，在該邏輯運(yùn)算的結(jié)果滿足從所述比較電路輸出的信號(hào)為所述第二信號(hào)且從所述信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為所述暫停信號(hào)這樣的電力切斷條件的情況下，該邏輯電路向所述振蕩輸出器輸出使所述振蕩輸出器對(duì)所述供電模塊的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)，另一方面，在該邏輯運(yùn)算的結(jié)果不滿足所述電力切斷條件的情況下，該邏輯電路向所述振蕩輸出器輸出使所述振蕩輸出器對(duì)所述供電模塊的電力供給接通的接通控制信號(hào)。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)滿足非傳輸時(shí)輸入阻抗＞傳輸時(shí)輸入阻抗的條件，來(lái)使在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值高于未在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值。而且，在進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值與未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值之間設(shè)置閾值。

而且，在由電流檢測(cè)器檢測(cè)出的從振蕩輸出器向供電模塊輸入的電流值為閾值以上的情況下，比較電路輸出第一信號(hào)。在該情況下，從信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)無(wú)論是振蕩信號(hào)還是暫停信號(hào)，邏輯電路均向振蕩輸出器輸出使振蕩輸出器對(duì)供電模塊的電力供給接通的接通控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊的電力供給接通(供給)。

另一方面，在由電流檢測(cè)器檢測(cè)出的從振蕩輸出器向供電模塊輸入的電流值小于閾值的情況下，比較電路輸出第二信號(hào)。

在該情況下，如果從信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為振蕩信號(hào)，則邏輯電路向振蕩輸出器輸出使振蕩輸出器對(duì)供電模塊的電力供給接通的接通控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊的電力供給接通(供給)。另外，如果從信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為暫停信號(hào)(滿足從比較電路輸出的信號(hào)為所述第二信號(hào)且從所述信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為所述暫停信號(hào)這樣的電力切斷條件的情況下)，則邏輯電路向振蕩輸出器輸出使振蕩輸出器對(duì)供電模塊的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊的電力供給斷開(切斷)。

由此，在無(wú)線電力傳輸裝置中，在從進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲催M(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)時(shí)，能夠通過(guò)使對(duì)供電模塊的電力供給斷開(切斷)來(lái)抑制消耗電力。

另外，為了從未進(jìn)行供電的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，能夠在未進(jìn)行供電的狀態(tài)下以規(guī)定周期重復(fù)進(jìn)行電力供給的接通和斷開(間歇?jiǎng)幼?。由此，在成為能夠在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行供電的狀態(tài)的情況下，能夠通過(guò)間歇?jiǎng)幼鱽?lái)使對(duì)供電模塊的電力供給接通。由此，能夠利用間歇?jiǎng)幼鱽?lái)抑制消耗電力，并能夠順暢地從未進(jìn)行供電的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

另外，用于解決上述問(wèn)題的一個(gè)發(fā)明是如下的無(wú)線電力傳輸裝置，其特征在于：使將所述電源頻率設(shè)定在與所述傳輸特性的兩個(gè)峰值頻帶中的形成于高頻側(cè)的峰值頻帶相對(duì)應(yīng)的頻帶時(shí)的、所述供電諧振器與所述受電諧振器相對(duì)配置的狀態(tài)下的無(wú)線電力傳輸裝置的傳輸時(shí)輸入阻抗、所述供電諧振器的附近配置有金屬異物的狀態(tài)下的無(wú)線電力傳輸裝置的金屬異物配置時(shí)輸入阻抗以及所述供電模塊的待機(jī)時(shí)輸入阻抗的關(guān)系滿足待機(jī)時(shí)輸入阻抗＞傳輸時(shí)輸入阻抗的條件且滿足金屬異物配置時(shí)輸入阻抗＞傳輸時(shí)輸入阻抗的條件，在金屬異物配置時(shí)輸入阻抗≥待機(jī)時(shí)輸入阻抗的情況下，將所述閾值設(shè)置于在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的傳輸時(shí)輸入電流值同未在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給而供電模塊相對(duì)于電力傳輸處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的待機(jī)時(shí)輸入電流值之間，在待機(jī)時(shí)輸入阻抗＞金屬異物配置時(shí)輸入阻抗的情況下，將所述閾值設(shè)置于在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的傳輸時(shí)輸入電流值同在供電模塊所具有的供電諧振器的附近配置有金屬異物時(shí)的金屬異物配置時(shí)輸入電流值之間。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，待機(jī)時(shí)輸入電流值和金屬異物配置時(shí)輸入電流值被檢測(cè)為小于閾值的值，因此在無(wú)線電力傳輸裝置中，在從進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诠╇娔K所具有的供電諧振器的附近配置有金屬異物的狀態(tài)時(shí)，使對(duì)供電模塊的電力供給斷開(切斷)，由此能夠預(yù)先防止在供電諧振器的附近配置有金屬異物的狀態(tài)下由電力供給引起的不良情況(發(fā)熱、渦電流)。

另外，為了在從供電模塊所具有的供電諧振器的附近配置有金屬異物的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)的情況下能夠進(jìn)行無(wú)線電力供電，能夠在供電模塊所具有的供電諧振器的附近配置有金屬異物的狀態(tài)下也以規(guī)定周期重復(fù)進(jìn)行電力供給的接通和斷開(間歇?jiǎng)幼?。由此，在成為能夠在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行供電的狀態(tài)的情況下，能夠通過(guò)間歇?jiǎng)幼鱽?lái)使對(duì)供電模塊的電力供給接通。由此，能夠順暢地從配置有金屬異物的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。另外，在配置有金屬異物的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)間歇?jiǎng)幼鲿簳r(shí)地允許對(duì)供電模塊的電力供給，因而也能夠抑制在供電諧振器的附近配置有金屬異物的狀態(tài)下由電力供給引起的發(fā)熱、渦電流。

發(fā)明的效果

能夠提供一種能夠抑制消耗電力且能夠順暢地在利用無(wú)線電力進(jìn)行的供電的切斷與利用無(wú)線電力進(jìn)行的供電之間轉(zhuǎn)變的無(wú)線電力傳輸裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是利用等效電路來(lái)示出本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的說(shuō)明圖。

圖3是連接于網(wǎng)絡(luò)分析器的無(wú)線電力傳輸裝置的說(shuō)明圖。

圖4是諧振器之間的傳輸特性“S21”具有兩個(gè)峰值時(shí)的說(shuō)明圖。

圖5是反相諧振模式下的磁場(chǎng)矢量圖。

圖6是同相諧振模式下的磁場(chǎng)矢量圖。

圖7是對(duì)單峰性的傳輸特性“S21”進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。

圖8是示出正常充電狀態(tài)下的無(wú)線電力傳輸裝置的等效電路的說(shuō)明圖。

圖9是示出待機(jī)狀態(tài)下的供電模塊的等效電路的說(shuō)明圖。

圖10是示出異常狀態(tài)下的包含金屬異物的供電模塊的等效電路的說(shuō)明圖。

圖11是示出測(cè)定實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果的圖。

圖12是電力供給接通和斷開控制的流程圖。

圖13是電力供給接通和斷開控制時(shí)的邏輯與表。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)作為本發(fā)明的無(wú)線電力傳輸所使用的無(wú)線電力傳輸裝置1進(jìn)行說(shuō)明。

(實(shí)施方式)

在本實(shí)施方式中，如圖1所示，以搭載有供電模塊2的充電器101和搭載有受電模塊3的無(wú)線式頭戴型耳機(jī)102為例來(lái)對(duì)無(wú)線電力傳輸裝置1進(jìn)行說(shuō)明，該無(wú)線電力傳輸裝置1將能夠形成具有比周邊的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間G1的(詳細(xì)內(nèi)容后述)、具備供電諧振器22的供電模塊2和具備受電諧振器32的受電模塊3作為主要結(jié)構(gòu)要素。

(充電器101和無(wú)線式頭戴型耳機(jī)102的結(jié)構(gòu))

如圖1所示，充電器101具備供電模塊2，該供電模塊2具有供電線圈21和供電諧振器22。另外，無(wú)線式頭戴型耳機(jī)102具備受電模塊3，該受電模塊3具有受電線圈31和受電諧振器32。而且，供電模塊2的供電線圈21上經(jīng)由電源電路5而連接有AC(alternating current：交流)/DC(DirectCurrent：直流)電源6。另外，在受電模塊3的受電線圈31上經(jīng)由對(duì)接收到的電力進(jìn)行整流化的穩(wěn)定電路7和用于防止過(guò)充電的充電電路8而連接有二次電池9。而且，穩(wěn)定電路7、充電電路8以及二次電池9被配置為位于受電諧振器32的內(nèi)周側(cè)的位置處。在配置有這些穩(wěn)定電路7、充電電路8以及二次電池9的受電諧振器32的內(nèi)周側(cè)，在充電時(shí)形成具有比周邊的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間G1，詳細(xì)內(nèi)容在后面記述。此外，如圖1所示，本實(shí)施方式的穩(wěn)定電路7、充電電路8以及二次電池9是成為最終的電力的供電對(duì)象的被供電設(shè)備10，被供電設(shè)備10是連接于受電模塊3的作為電力的供電對(duì)象的所有設(shè)備的總稱。

供電線圈21發(fā)揮利用電磁感應(yīng)將經(jīng)由電源電路5從AC/DC電源6獲得的電力向供電諧振器22供給的作用。如圖2所示，該供電線圈21構(gòu)成以電阻器R₁、線圈L₁以及電容器C₁為要素的RLC電路。此外，線圈L₁部分使用螺線管線圈。另外，將構(gòu)成供電線圈21的電路元件所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₁，在本實(shí)施方式中，將構(gòu)成供電線圈21的以電阻器R₁、線圈L₁以及電容器C₁為要素的RLC電路(電路元件)所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₁。另外，將供電線圈21中流通的電流設(shè)為I₁。此外，在本實(shí)施方式中，列舉RLC電路為例對(duì)供電線圈21進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以設(shè)為RL電路的結(jié)構(gòu)。

受電線圈31發(fā)揮如下作用：利用電磁感應(yīng)來(lái)接收以磁場(chǎng)能量從供電諧振器22傳輸至受電諧振器32的電力，并經(jīng)由穩(wěn)定電路7和充電電路8向二次電池9供給該電力。如圖2所示，該受電線圈31與供電線圈21同樣地構(gòu)成以電阻器R₄、線圈L₄以及電容器C₄為要素的RLC電路。此外，線圈L₄部分使用螺線管線圈。另外，將構(gòu)成受電線圈31的電路元件所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₄，在本實(shí)施方式中，將構(gòu)成受電線圈31的以電阻器R₄、線圈L₄以及電容器C₄為要素的RLC電路(電路元件)所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₄。另外，將連接于受電線圈31的被供電設(shè)備10(穩(wěn)定電路7、充電電路8以及二次電池9)的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z_L。另外，將受電線圈31中流通的電流設(shè)為I₄。此外，如圖2所示，為方便起見，將連接于受電線圈31的被供電設(shè)備10(穩(wěn)定電路7、充電電路8以及二次電池9)的各負(fù)載阻抗合起來(lái)設(shè)為電阻器R_L(相當(dāng)于Z_L)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另外，在本實(shí)施方式中，列舉RLC電路為例對(duì)受電線圈31進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以設(shè)為RL電路的結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，供電諧振器22構(gòu)成以電阻器R₂、線圈L₂以及電容器C₂為要素的RLC電路。另外，如圖2所示，受電諧振器32構(gòu)成以電阻器R₃、線圈L₃以及電容器C₃為要素的RLC電路。而且，供電諧振器22和受電諧振器32均為諧振電路，發(fā)揮產(chǎn)生磁場(chǎng)共振狀態(tài)的作用。在此，磁場(chǎng)共振狀態(tài)(諧振現(xiàn)象)是指兩個(gè)以上的線圈在諧振頻帶進(jìn)行諧振。另外，將構(gòu)成供電諧振器22的電路元件所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₂，在本實(shí)施方式中，將構(gòu)成供電諧振器22的以電阻器R₂、線圈L₂以及電容器C₂為要素的RLC電路(電路元件)所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₂。另外，將構(gòu)成受電諧振器32的電路元件所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₃，在本實(shí)施方式中，將構(gòu)成受電諧振器32的以電阻器R₃、線圈L₃以及電容器C₃為要素的RLC電路(電路元件)所具有的合計(jì)的阻抗設(shè)為Z₃。另外，將供電諧振器22中流通的電流設(shè)為I₂，將受電諧振器32中流通的電流設(shè)為I₃。

另外，對(duì)于供電諧振器22和受電諧振器32中的作為諧振電路的RLC電路，當(dāng)將阻抗設(shè)為L(zhǎng)、將電容器容量設(shè)為C時(shí)，利用(式1)確定的頻率成為諧振頻率。

[式1]

另外，供電諧振器22和受電諧振器32使用螺線管線圈。另外，使供電諧振器22與受電諧振器32的諧振頻率一致。此外，供電諧振器22和受電諧振器32只要是使用了線圈的諧振器即可，也可以是螺旋型、螺線管型等的線圈。

另外，將供電線圈21與供電諧振器22之間的距離設(shè)為d12，將供電諧振器22與受電諧振器32之間的距離設(shè)為d23，將受電諧振器32與受電線圈31之間的距離設(shè)為d34(參照?qǐng)D4)。

另外，如圖2所示，將供電線圈21的線圈L₁與供電諧振器22的線圈L₂之間的互感設(shè)為M₁₂，將供電諧振器22的線圈L₂與受電諧振器32的線圈L₃之間的互感設(shè)為M₂₃，將受電諧振器32的線圈L₃與受電線圈31的線圈L₄之間的互感設(shè)為M₃₄。另外，在供電模塊2和受電模塊3中，將線圈L₁與線圈L₂之間的耦合系數(shù)表述為k₁₂，將線圈L₂與線圈L₃之間的耦合系數(shù)表述為k₂₃，將線圈L₃與線圈L₄之間的耦合系數(shù)表述為k₃₄。

通過(guò)上述無(wú)線電力傳輸裝置1(供電模塊2和受電模塊3)，能夠在供電諧振器22與受電諧振器32之間產(chǎn)生磁場(chǎng)共振狀態(tài)(諧振現(xiàn)象)。當(dāng)在供電諧振器22與受電諧振器32諧振的狀態(tài)下產(chǎn)生磁場(chǎng)共振狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)㈦娏σ源艌?chǎng)能量從供電諧振器22向受電諧振器32傳輸，從而將電力從具備供電模塊2的充電器101向具備受電模塊3的無(wú)線式頭戴型耳機(jī)102傳輸，來(lái)對(duì)設(shè)置在無(wú)線式頭戴型耳機(jī)102內(nèi)的二次電池9進(jìn)行充電。

(磁場(chǎng)空間的形成)

在本實(shí)施方式的無(wú)線電力傳輸裝置1中，為了抑制在供電模塊2和受電模塊3的內(nèi)部/周邊產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，能夠形成使磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱了的磁場(chǎng)空間G1或磁場(chǎng)空間G2。具體地說(shuō)，如圖1～圖6所示，在利用諧振現(xiàn)象從供電模塊2的供電諧振器22向受電模塊3的受電諧振器32進(jìn)行電力供給時(shí)，能夠在供電諧振器22和受電諧振器32附近形成具有比周邊的磁場(chǎng)強(qiáng)度小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間G1或磁場(chǎng)空間G2。如果將電子設(shè)備等配置于所形成的磁場(chǎng)空間G1或磁場(chǎng)空間G2，則能夠減輕磁場(chǎng)的影響。

為了形成磁場(chǎng)空間G1/G2，通過(guò)設(shè)定(設(shè)計(jì))使得示出供電諧振器22與受電諧振器32的相對(duì)于電源頻率的傳輸特性“S21”的曲線圖具有兩個(gè)波峰頻帶、并將向供電模塊供給的電力的電源頻率設(shè)定為與兩個(gè)波峰頻帶中的任一波峰頻帶對(duì)應(yīng)的電源頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施方式中，如圖1～圖6所示，為了在供電諧振器22與受電諧振器32之間形成磁場(chǎng)空間G1，而將電源頻率設(shè)定為與兩個(gè)波峰頻帶中的形成于高頻側(cè)的波峰頻帶對(duì)應(yīng)的電源頻率。此外，在想要在供電諧振器22和受電諧振器32的外側(cè)形成磁場(chǎng)空間G2的情況下(參照?qǐng)D3)，將電源頻率設(shè)定為與兩個(gè)波峰頻帶中的形成于低頻側(cè)的波峰頻帶對(duì)應(yīng)的電源頻率。

在此，傳輸特性“S21”表示將無(wú)線電力傳輸裝置1(供電模塊2和受電模塊3)連接于網(wǎng)絡(luò)分析器110(例如安捷倫科技股份有限公司制造的E5061B等，參照?qǐng)D3)而測(cè)量出的信號(hào)，以分貝表示，數(shù)值越大則意味著電力傳輸效率越高。另外，電力傳輸效率是指在將無(wú)線電力傳輸裝置1連接于網(wǎng)絡(luò)分析器110的狀態(tài)下輸出至輸入端子112的電力相對(duì)于從輸出端子111向供電模塊2供給的電力的比率。

具體地說(shuō)，使用網(wǎng)絡(luò)分析器110，一邊改變向供電諧振器22供給的交流電力的電源頻率，一邊對(duì)供電諧振器22與受電諧振器32的相對(duì)于電源頻率的傳輸特性“S21”進(jìn)行分析。此時(shí)，如圖4的曲線圖所示，將橫軸設(shè)為從輸出端子111輸出的交流電力的電源頻率并將縱軸設(shè)為傳輸特性“S21”來(lái)進(jìn)行分析。在此，在對(duì)供電諧振器22與受電諧振器32的傳輸特性“S21”進(jìn)行測(cè)定時(shí)，如果供電線圈21與供電諧振器22之間的耦合強(qiáng)，則會(huì)對(duì)供電諧振器22與受電諧振器32之間的耦合狀態(tài)造成影響，從而無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)定供電諧振器22與受電諧振器32的傳輸特性“S21”，因此供電線圈21與供電諧振器22之間的距離d12需要保持為能夠充分激勵(lì)供電諧振器22來(lái)通過(guò)供電諧振器22生成磁場(chǎng)且使供電線圈21與供電諧振器22盡可能不耦合的距離。另外，基于相同的理由，受電諧振器32與受電線圈31之間的距離d34也需要保持為能夠充分激勵(lì)受電諧振器32來(lái)通過(guò)受電諧振器32生成磁場(chǎng)且使受電諧振器32與受電線圈31盡可能不耦合的距離。而且，進(jìn)行設(shè)計(jì)使得分析出的供電諧振器22與受電諧振器32的傳輸特性“S21”的分析波形如圖4所示那樣具有形成于低頻側(cè)的波峰頻帶(f(Low P))和形成于高頻側(cè)的波峰頻帶(f(High P))這兩個(gè)波峰頻帶(參照實(shí)線150)。

此外，為了如上述那樣使供電諧振器22與受電諧振器32的傳輸特性“S21”的分析波形以波峰在低頻側(cè)和高頻側(cè)分開的方式具有兩個(gè)波峰頻帶，通過(guò)調(diào)整供電諧振器22與受電諧振器32之間的距離d23、或調(diào)整供電諧振器22的RLC電路的R₂、L₂、C₂、受電諧振器32的RLC電路的R₃、L₃、C₃的電阻值、電感、電容器容量、耦合系數(shù)k₂₃等構(gòu)成供電諧振器22和受電諧振器32的可變更的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

而且，在供電諧振器22與受電諧振器32的傳輸特性“S21”的分析波形具有兩個(gè)波峰頻帶的情況下，在將供給的交流電力的電源頻率設(shè)定在形成于高頻側(cè)的波峰頻帶(f(High P))時(shí)，供電諧振器22與受電諧振器32以相反的相位成為諧振狀態(tài)，如圖5所示，供電諧振器22中流通的電流的方向(22A)與受電諧振器32中流通的電流的方向(32A)為相反的方向。其結(jié)果，如圖5的磁場(chǎng)矢量圖所示，產(chǎn)生于供電諧振器22的內(nèi)周側(cè)的磁場(chǎng)與產(chǎn)生于受電諧振器32的內(nèi)周側(cè)的磁場(chǎng)相互抵消，由此在供電諧振器22和受電諧振器32的內(nèi)周側(cè)由磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響減少，從而能夠形成具有比供電諧振器22和受電諧振器32的內(nèi)周側(cè)以外的磁場(chǎng)強(qiáng)度(例如供電諧振器22和受電諧振器32的外周側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度)小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間G1。在此，將供電諧振器22中流通的電流的方向與受電諧振器32中流通的電流的方向?yàn)橄喾吹姆较虻闹C振狀態(tài)稱為反相諧振模式。

另一方面，在供電諧振器22與受電諧振器32的傳輸特性“S21”的分析波形具有兩個(gè)波峰頻帶的情況下，在將供給的交流電力的電源頻率設(shè)定在形成于低頻側(cè)的波峰頻帶(f(Low P))時(shí)，供電諧振器22與受電諧振器32以相同的相位成為諧振狀態(tài)，如圖6所示，供電諧振器22中流通的電流的方向(22A)與受電諧振器32中流通的電流的方向(32A)為相同的方向。其結(jié)果，如圖6的磁場(chǎng)矢量圖所示，產(chǎn)生于供電諧振器22的外周側(cè)的磁場(chǎng)與產(chǎn)生于受電諧振器32的外周側(cè)的磁場(chǎng)相互抵消，由此在供電諧振器22和受電諧振器32的外周側(cè)由磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響減少，從而能夠形成具有比供電諧振器22和受電諧振器32的外周側(cè)以外的磁場(chǎng)強(qiáng)度(例如供電諧振器22和受電諧振器32的內(nèi)周側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度)小的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)空間G2。在此，將供電諧振器22中流通的電流的方向與受電諧振器32中流通的電流的方向?yàn)橄嗤姆较虻闹C振狀態(tài)稱為同相諧振模式。

此外，一般來(lái)說(shuō)，關(guān)于無(wú)線電力傳輸裝置1，示出包括供電線圈21和供電諧振器22的供電模塊2與包括受電諧振器32和受電線圈31的受電模塊3的相對(duì)于電源頻率的傳輸特性“S21”的曲線圖如圖7所示那樣設(shè)定為具有單峰性的性質(zhì)。所謂單峰性是指相對(duì)于電源頻率的傳輸特性“S21”的峰值為一個(gè)，并且該峰值出現(xiàn)在諧振頻帶(f0)(參照?qǐng)D7的實(shí)線151)。

當(dāng)設(shè)定為具有單峰性的性質(zhì)時(shí)，關(guān)于供電模塊2與受電模塊3的傳輸特性“S21”，如圖7的虛線151所示，在電源頻率處于諧振頻率f0的頻帶的情況下最大化(電力傳輸效率最大化)。因此，一般來(lái)說(shuō)，為了使無(wú)線傳輸技術(shù)中的電力傳輸效率最大化，而設(shè)定為供電模塊2與受電模塊3的傳輸特性“S21”具有單峰性的性質(zhì)，并將電源頻率設(shè)定為諧振頻率f0來(lái)進(jìn)行使用。

(待機(jī)狀態(tài)和金屬異物接近時(shí)的問(wèn)題)

在供電模塊2和受電模塊3不位于可供電區(qū)域內(nèi)的情況下(待機(jī)狀態(tài))，存在以下問(wèn)題：在供電模塊2中始終持續(xù)供給電力以備受電模塊3接近配置于可供電區(qū)域，從而導(dǎo)致無(wú)意義地消耗電力(待機(jī)電力變大)。

并且，當(dāng)在供電模塊2與受電模塊3之間或供電模塊2的周邊放置金屬異物(例如硬幣、釘、夾具、鑰匙等)時(shí)，金屬異物會(huì)受到磁場(chǎng)的影響而引起渦電流。而且，當(dāng)引起渦電流時(shí)，金屬異物或供電模塊2有時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的熱。

因此，在本實(shí)施方式中，著眼于如下情況：如果使供電模塊2相對(duì)于電力傳輸而待機(jī)時(shí)的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(W)(待機(jī)狀態(tài)：Waiting，相當(dāng)于待機(jī)時(shí)輸入阻抗)示出比正常充電時(shí)的無(wú)線電力傳輸裝置1的輸入阻抗Z_in(T)(正常充電狀態(tài)：Transmission，相當(dāng)于傳輸時(shí)輸入阻抗)高的值，則在固定電壓下，待機(jī)狀態(tài)下的電流值低于正常充電狀態(tài)下的電流值，從而能夠抑制待機(jī)狀態(tài)下的待機(jī)電力(消耗電力)。

另外，著眼于如下情況：如果使在供電模塊2的附近存在金屬異物的狀態(tài)下的包含金屬異物的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(A)(異常狀態(tài)：Abnormality，相當(dāng)于金屬異物配置時(shí)輸入阻抗)示出比正常充電時(shí)的無(wú)線電力傳輸裝置1的輸入阻抗Z_in(T)(正常充電狀態(tài)：Transmission，相當(dāng)于傳輸時(shí)輸入阻抗)高的值，則在固定電壓下，異常狀態(tài)下的電流值低于正常充電狀態(tài)下的電流值，從而能夠降低異常狀態(tài)下的消耗電力并且能夠抑制包含金屬異物的供電模塊2產(chǎn)生過(guò)量的熱。

此外，廣義而言，輸入阻抗Z_in(W)(待機(jī)狀態(tài)：Waiting，待機(jī)時(shí)輸入阻抗)和輸入阻抗Z_in(A)(異常狀態(tài)：Abnormality，金屬異物配置時(shí)輸入阻抗)是未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的非傳輸時(shí)輸入阻抗。

下面，使用無(wú)線電力傳輸裝置1，來(lái)對(duì)供電模塊2的附近存在金屬異物的狀態(tài)下的包含金屬異物的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(A)、正常充電時(shí)的無(wú)線電力傳輸裝置1的輸入阻抗Z_in(T)、以及供電模塊2相對(duì)于電力傳輸而待機(jī)時(shí)的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(W)進(jìn)行測(cè)定并進(jìn)行考察。

(測(cè)定實(shí)驗(yàn))

在測(cè)定實(shí)驗(yàn)中使用的無(wú)線電力傳輸裝置1中，供電線圈21構(gòu)成以電阻器R₁、線圈L₁、電容器C₁為要素的RLC電路，線圈L₁部分使用線徑為0.14mm的銅線材，將線圈直徑設(shè)定為另外，供電諧振器22構(gòu)成以電阻器R₂、線圈L₂以及電容器C₂為要素的RLC電路，線圈L₂部分使用線徑為0.2mm的銅線材，且使用線圈直徑為的螺線管型的線圈。另外，受電諧振器32構(gòu)成以電阻器R₃、線圈L₃以及電容器C₃為要素的RLC電路，線圈L₃部分使用線徑為0.1mm的銅線材，且使用線圈直徑為的螺線管型的線圈。另外，受電線圈31構(gòu)成以電阻器R₄、線圈L₄、電容器C₄為要素的RLC電路，線圈L₄部分使用線徑為0.1mm的銅線材，將線圈直徑設(shè)定為另外，在供電線圈21和供電諧振器22的內(nèi)周側(cè)配置厚度為300μm的圓筒狀的磁性材料，以進(jìn)一步減小所形成的磁場(chǎng)空間G1的磁場(chǎng)強(qiáng)度。同樣地，也在受電諧振器32和受電線圈31的內(nèi)周側(cè)配置厚度為300μm的圓筒狀的磁性材料。而且，將測(cè)定實(shí)驗(yàn)1～4中使用的無(wú)線電力傳輸裝置1中的R₁、R₂、R₃、R₄的值分別設(shè)定為1.5Ω、2.6Ω、2.1Ω、0.6Ω。另外，將L₁、L₂、L₃、L₄的值分別設(shè)定為13μH、18μH、7μH、2.5μH。另外，將C₁、C₂、C₃、C₄的值分別設(shè)定為2nF、1.4nF、3.6nF、10nF。另外，供電諧振器22和受電諧振器32的諧振頻率為1MHz。另外，耦合系數(shù)k₁₂為0.32，耦合系數(shù)k₂₃為0.15，耦合系數(shù)k₃₄為0.93。

在測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)阻抗分析器(在本實(shí)施方式中使用安捷倫科技股份有限公司制造的E5061B)對(duì)如圖8所示那樣正常地進(jìn)行無(wú)線傳輸時(shí)的無(wú)線電力傳輸裝置1的輸入阻抗Z_in(T)、如圖9所示那樣供電模塊2相對(duì)于無(wú)線電力傳輸而待機(jī)時(shí)的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(W)、以及如圖10所示那樣供電模塊2的附近存在金屬異物的狀態(tài)下的包含金屬異物的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(A)進(jìn)行測(cè)定。另外，在測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，將鋁用作金屬異物來(lái)進(jìn)行測(cè)定。此外，在測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，使用100Ω的電阻器(R_L)來(lái)代替穩(wěn)定電路7、充電電路8以及二次電池9。另外，在對(duì)包含金屬異物的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(A)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，對(duì)圖10所示的供電諧振器22與金屬異物60之間的距離d23為3mm的情況和該距離d23為2mm的情況進(jìn)行測(cè)定。另外，諧振頻率f0為1MHz，同相諧振模式下的峰值頻帶的頻率(f(Low P))為0.94MHz，反相諧振模式下的峰值頻帶的頻率(f(High P))為1.05MHz。

(測(cè)定實(shí)驗(yàn))

在測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，對(duì)輸入阻抗Z_in(T)和輸入阻抗Z_in(W)、以及設(shè)金屬異物60是直徑為且厚度為0.5mm的圓柱形狀的鋁片A并且供電諧振器22與金屬異物60之間的距離d23為3mm的情況下的輸入阻抗Z_in(A)進(jìn)行測(cè)定。圖11中示出該測(cè)定的結(jié)果。

觀察圖11的測(cè)定結(jié)果(鋁片A，d23＝3mm)可知如下情況：滿足輸入阻抗Z_in(W)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系和輸入阻抗Z_in(A)(鋁片A)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系的條件頻帶形成于0.955MHz～1.06MHz的范圍。根據(jù)上述情況，通過(guò)將電源頻率設(shè)定于條件頻帶(0.955MHz～1.06MHz)的范圍，在固定電壓下，待機(jī)狀態(tài)下的電流值低于正常充電狀態(tài)下的電流值，能夠抑制待機(jī)狀態(tài)下的待機(jī)電力(消耗電力)，另外，在固定電壓下，異常狀態(tài)下的電流值低于正常充電狀態(tài)下的電流值，從而能夠降低異常狀態(tài)下的消耗電力并且能夠抑制包含金屬異物的供電模塊2產(chǎn)生過(guò)量的熱。

另外，在本實(shí)施方式中，能夠如上所述那樣形成磁場(chǎng)空間G1/G2。在該情況下，可知能夠形成磁場(chǎng)空間的頻率處于上述條件頻帶(0.955MHz～1.06MHz)的范圍內(nèi)且處于反相諧振模式下的頻帶(f(High P))(同相諧振模式下的頻帶(f(Low P))在上述條件頻帶的范圍外)。

(各輸入阻抗Z_in(A)、Z_in(W)、Z_in(T)的設(shè)計(jì)式)

根據(jù)上述情況，在本發(fā)明中，設(shè)計(jì)為在將電源頻率設(shè)定在反相諧振模式下的頻帶(f(High P))時(shí)，滿足輸入阻抗Z_in(W)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系和輸入阻抗Z_in(A)(鋁片A)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系。

具體地說(shuō)，若為了求出正常充電狀態(tài)下的輸入阻抗Z_in(T)而利用等效電路示出包含被供電設(shè)備10的無(wú)線電力傳輸裝置1的結(jié)構(gòu)，則如圖8所示。而且，根據(jù)圖9的等效電路，輸入阻抗Z_in(T)能夠如(式2)那樣表述。

[式2]

(k_ij是L_i與L_j之間的耦合系數(shù))

…(式2)

而且，本實(shí)施方式中的無(wú)線電力傳送裝置1的供電線圈21、供電諧振器22、受電諧振器32以及受電線圈31的阻抗Z₁、Z₂、Z₃、Z₄、Z_L能夠分別如(式3)那樣表述。

[式3]

Z_L＝R_L

…(式3)

接著，若將(式3)導(dǎo)入至(式2)，則成為(式4)那樣。

[式4]

另外，若為了求出待機(jī)狀態(tài)下的輸入阻抗Z_in(W)而利用等效電路示出供電模塊2的結(jié)構(gòu)，則如圖9所示。而且，根據(jù)圖9的等效電路，輸入阻抗Z_in(W)能夠如(式5)那樣表述。

[式5]

另外，若為了求出供電模塊2的附近存在金屬異物60的狀態(tài)下的包含金屬異物60的供電模塊2的輸入阻抗Z_in(A)而利用等效電路示出包含金屬異物60的供電模塊2的結(jié)構(gòu)，則如圖10所示。在此，將金屬異物60視為以電阻器R_m和線圈L_m為要素的RL電路(將供電諧振器22的線圈L₂與金屬異物60的線圈L_m之間的互感設(shè)為M_2m、將線圈L₂與線圈L_m之間的耦合系數(shù)設(shè)為k_2m)。而且，根據(jù)圖10的等效電路，輸入阻抗Z_in(A)能夠如(式6)那樣表述。

[式6]

根據(jù)上述情況，在將電源頻率設(shè)定在反相諧振模式下的頻帶(f(High P))時(shí)，基于利用上述等效電路示出的關(guān)系式(式4)～(式6)，將針對(duì)所設(shè)定的電源頻率的各輸入阻抗Z_in的關(guān)系設(shè)計(jì)為滿足輸入阻抗Z_in(W)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系和輸入阻抗Z_in(A)(鋁片A)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系。

此外，為了基于利用上述等效電路示出的關(guān)系式(式4)～(式6)設(shè)計(jì)為滿足輸入阻抗Z_in(W)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系和輸入阻抗Z_in(A)(鋁片A)＞輸入阻抗Z_in(T)的關(guān)系，將供電線圈21的RLC電路的R₁、L₁、C₁、供電諧振器22的RLC電路的R₂、L₂、C₂、受電諧振器32的RLC電路的R₃、L₃、C₃、受電線圈31的RLC電路的R₄、L₄、C₄的電阻值、電感、電容器容量、互感以及耦合系數(shù)k₁₂、k₂₃、k₃₄等用作在設(shè)計(jì)/制造階段等中可變更的參數(shù)。

(電源電路5)

在本實(shí)施方式中，如圖2所示，在AC/DC電源6與供電模塊2之間連接有電源電路5。將電源電路5設(shè)為包含振蕩輸出器11、電流檢測(cè)器12、比較電路13、信號(hào)振蕩器14以及邏輯電路15的結(jié)構(gòu)。

振蕩輸出器11由振蕩器(逆變器電路等)、開關(guān)電路等構(gòu)成，其中，該振蕩器(逆變器電路等)將電力的電源頻率設(shè)定為規(guī)定的值，該開關(guān)電路能夠通過(guò)來(lái)自外部的控制信號(hào)(后述的接通控制信號(hào)、斷開控制信號(hào))來(lái)進(jìn)行對(duì)供電模塊2的電力供給的接通和斷開的切換。

電流檢測(cè)器12是能夠?qū)恼袷庉敵銎?1向供電模塊2輸出的電流值進(jìn)行檢測(cè)的電流計(jì)。此外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)測(cè)定電壓來(lái)測(cè)定電流值。

比較電路13是如下的比較器：將預(yù)先設(shè)定的閾值與由電流檢測(cè)器12檢測(cè)出的電流值進(jìn)行比較，在判斷為由電流檢測(cè)器12檢測(cè)出的電流值為閾值以上的情況下，該比較電路13輸出低[0](第一信號(hào))，在判斷為由電流檢測(cè)器12檢測(cè)出的電流值為小于閾值的值的情況下，該比較電路13輸出高[1](第二信號(hào))。

在此，閾值被設(shè)置于在從供電模塊2對(duì)受電模塊3進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)向供電模塊2輸入的電流值與未從供電模塊2對(duì)受電模塊3進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)向供電模塊2輸入的電流值之間。

具體地說(shuō)，在輸入阻抗Z_in(A)≥輸入阻抗Z_in(W)的情況下，將閾值設(shè)置于在供電模塊2與受電模塊3之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)(正常充電狀態(tài))的電流值(傳輸時(shí)輸入電流值)同處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電流值(待機(jī)時(shí)輸入電流值)之間。另外，在輸入阻抗Z_in(W)＞輸入阻抗Z_in(A)的情況下，將閾值設(shè)置于在供電模塊2與受電模塊3之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)(正常充電狀態(tài))的電流值(傳輸時(shí)輸入電流值)同在供電模塊2所具有的供電諧振器22的附近配置有金屬異物60時(shí)(異常狀態(tài))的電流值(金屬異物配置時(shí)輸入電流值)之間。此外，如果是滿足左述條件的范圍，則能夠自由地設(shè)定閾值。

信號(hào)振蕩器14執(zhí)行以規(guī)定周期交替重復(fù)輸出低[0](振蕩信號(hào))與高[1](暫停信號(hào))的間歇?jiǎng)幼?。作為?guī)定周期的占空比，能夠任意設(shè)定。

邏輯電路15基于從比較電路13輸出的低[0](第一信號(hào))或高[1](第二信號(hào))與從信號(hào)振蕩器14輸出的低[0](振蕩信號(hào))或高[1](暫停信號(hào))來(lái)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，在其結(jié)果是邏輯與為高[1]的情況下(滿足電力切斷條件的情況下)，向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)。另一方面，在邏輯與運(yùn)算的結(jié)果是邏輯與為低[0]的情況下(不滿足電力切斷條件的情況下)，向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給接通的接通控制信號(hào)。

此外，在本實(shí)施方式中，將邏輯與電路用作邏輯電路15，但也可以將邏輯或電路用作邏輯電路15。在該情況下，將從比較電路13輸出的第一信號(hào)設(shè)為高[1]，將第二信號(hào)設(shè)為低[0]，將從信號(hào)振蕩器14輸出的振蕩信號(hào)設(shè)為高[1]，將暫停信號(hào)設(shè)為低[0]。而且，基于從比較電路13輸出的低[0](第二信號(hào))或高[1](第一信號(hào))與從信號(hào)振蕩器14輸出的低[0](暫停信號(hào))或高[1](振蕩信號(hào))進(jìn)行邏輯或運(yùn)算，在其結(jié)果是邏輯或?yàn)楦遊1]的情況下，向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給接通的接通控制信號(hào)。另一方面，在邏輯或運(yùn)算的結(jié)果是邏輯或?yàn)榈蚚0]的情況下(滿足電力切斷條件的情況下)，向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)。

(電力供給接通和斷開控制流程)

接著，根據(jù)圖12的流程圖和圖13的邏輯與表來(lái)對(duì)由電源電路5執(zhí)行的電力供給接通和斷開控制進(jìn)行說(shuō)明。

首先，利用電流檢測(cè)器12進(jìn)行電流值的檢測(cè)(S11)。然后，比較電路13判斷檢測(cè)出的電流值是否為上述的閾值(預(yù)先設(shè)定)以上(S12)。

然后，在檢測(cè)出的電流值為閾值以上的情況下(S12：是)，比較電路13對(duì)邏輯電路15輸出低[0](第一信號(hào))(S13)。另一方面，在檢測(cè)出的電流值不為閾值以上的情況下(S12：否)，比較電路13對(duì)邏輯電路15輸出高[1](第二信號(hào))(S14)。

另外，信號(hào)振蕩器14執(zhí)行間歇?jiǎng)幼?S15)。具體地說(shuō)，信號(hào)振蕩器14向邏輯電路15以規(guī)定周期交替重復(fù)輸出低[0](振蕩信號(hào))與高[1](暫停信號(hào))(S16)。

接著，邏輯電路15基于從比較電路13輸出的低[0](第一信號(hào))或高[1](第二信號(hào))與從信號(hào)振蕩器14輸出的低[0](振蕩信號(hào))或高[1](暫停信號(hào))來(lái)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算(參照?qǐng)D13)，判斷其結(jié)果是否是邏輯與為低[0](S17)。

然后，在邏輯與為低[0]的情況下(S17：是)，向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給接通的接通控制信號(hào)(S18)。其結(jié)果，振蕩輸出器11對(duì)供電模塊2進(jìn)行電力供給(接通開關(guān)電路)。

另一方面，在邏輯與不為低[0]的情況下(即，邏輯與為高[1]的情況下)(S17：否)，向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)(S19)。其結(jié)果，振蕩輸出器11切斷對(duì)供電模塊2的電力供給(斷開開關(guān)電路)。

通過(guò)重復(fù)進(jìn)行上述過(guò)程，來(lái)進(jìn)行電力供給接通和斷開控制。

(效果)

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)滿足輸入阻抗Z_in(A)和輸入阻抗Z_in(W)(非傳輸時(shí)輸入阻抗)＞輸入阻抗Z_in(T)(傳輸時(shí)輸入阻抗)的條件，能夠使在供電模塊2與受電模塊3之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)(正常充電狀態(tài))的輸入電流值高于未在供電模塊2與受電模塊3之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)(待機(jī)狀態(tài)、異常狀態(tài))的輸入電流值。而且，在進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值與未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值之間設(shè)置閾值。

而且，在由電流檢測(cè)器12檢測(cè)出的從振蕩輸出器11向供電模塊2輸入的電流值為閾值以上的情況下，比較電路13輸出第一信號(hào)。在該情況下，在從信號(hào)振蕩器14輸出的信號(hào)為振蕩信號(hào)和暫停信號(hào)中的任一信號(hào)的情況下，邏輯電路15均向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給接通的接通控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊2的電力供給接通(供給)。

另一方面，在由電流檢測(cè)器12檢測(cè)出的從振蕩輸出器11向供電模塊2輸入的電流值小于閾值的情況下，比較電路13輸出第二信號(hào)。

在該情況下，在從信號(hào)振蕩器14輸出的信號(hào)為振蕩信號(hào)的情況下，邏輯電路15向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給接通的接通控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊2的電力供給接通(供給)。另外，在從信號(hào)振蕩器14輸出的信號(hào)為暫停信號(hào)的情況下(滿足從比較電路13輸出的信號(hào)為第二信號(hào)且從信號(hào)振蕩器14輸出的信號(hào)為暫停信號(hào)這樣的電力切斷條件的情況下)，邏輯電路15向振蕩輸出器11輸出使對(duì)供電模塊2的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊2的電力供給斷開(切斷)。

由此，在無(wú)線電力傳輸裝置1中，在從進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲催M(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)時(shí)，使對(duì)供電模塊2的電力供給斷開(切斷)，由此能夠抑制消耗電力。

另外，為了從未進(jìn)行供電的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，能夠在未進(jìn)行供電的狀態(tài)下以規(guī)定周期重復(fù)進(jìn)行電力供給的接通和斷開(間歇?jiǎng)幼?。由此，在成為能夠在供電模塊2與受電模塊3之間進(jìn)行供電的狀態(tài)的情況下，能夠通過(guò)間歇?jiǎng)幼鱽?lái)使對(duì)供電模塊2的電力供給接通。由此，能夠利用間歇?jiǎng)幼饕种葡碾娏?，并能夠順暢地從未進(jìn)行供電的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)使處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電流值和配置有金屬異物60時(shí)(異常狀態(tài))的電流值被檢測(cè)為小于閾值的值，從而在無(wú)線電力傳輸裝置1中，在從進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诠╇娔K2所具有的供電諧振器22的附近配置有金屬異物60的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)使對(duì)供電模塊2的電力供給斷開(切斷)，能夠預(yù)先防止在供電諧振器22的附近配置有金屬異物60的狀態(tài)下產(chǎn)生由電力供給引起的不良情況(發(fā)熱、渦電流)。

另外，為了在從供電模塊2所具有的供電諧振器22的附近配置有金屬異物60的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)的情況下能夠進(jìn)行無(wú)線電力供電，能夠在供電模塊2所具有的供電諧振器22的附近配置有金屬異物60的狀態(tài)下也以規(guī)定周期重復(fù)進(jìn)行電力供給的接通和斷開(間歇?jiǎng)幼?。由此，在成為能夠在供電模塊2與受電模塊3之間進(jìn)行供電的狀態(tài)的情況下，能夠通過(guò)間歇?jiǎng)幼鱽?lái)使對(duì)供電模塊2的電力供給接通。由此，能夠順暢地從配置有金屬異物60的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。另外，在配置有金屬異物60的狀態(tài)時(shí)，只是通過(guò)間歇?jiǎng)幼鲿簳r(shí)地允許對(duì)供電模塊2的電力供給，因此也能夠抑制在供電諧振器22的附近配置有金屬異物60的狀態(tài)下由電力供給引起的發(fā)熱、渦電流。

(變形例)

在上述實(shí)施方式中，針對(duì)將電源頻率設(shè)定在與傳輸特性的兩個(gè)峰值頻帶中的形成于“高頻側(cè)”的峰值頻帶相對(duì)應(yīng)的頻帶的情況下的無(wú)線電力傳輸裝置1說(shuō)明了由電源電路5執(zhí)行的電力供給接通和斷開控制，但在將電源頻率設(shè)定在與所述傳輸特性的兩個(gè)峰值頻帶中的形成于“低頻側(cè)”的峰值頻帶相對(duì)應(yīng)的頻帶的情況下也能夠執(zhí)行電力供給接通和斷開控制。

在該情況下，無(wú)線電力傳輸裝置的特征在于，在無(wú)線電力傳輸裝置中，供電模塊所具有的供電諧振器與受電模塊所具有的受電諧振器的、相對(duì)于電力的電源頻率的傳輸特性的值具有兩個(gè)峰值頻帶，且使將所述電源頻率設(shè)定在與所述傳輸特性的兩個(gè)峰值頻帶中的形成于低頻側(cè)的峰值頻帶相對(duì)應(yīng)的頻帶時(shí)的、在所述供電模塊與所述受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的傳輸時(shí)輸入阻抗同未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的非傳輸時(shí)輸入阻抗的關(guān)系滿足非傳輸時(shí)輸入阻抗＜傳輸時(shí)輸入阻抗的條件，該無(wú)線電力傳輸裝置具備：振蕩輸出器，其能夠進(jìn)行對(duì)所述供電模塊的電力供給的接通和斷開的切換；電流檢測(cè)器，其對(duì)從所述振蕩輸出器向所述供電模塊輸入的電流值進(jìn)行檢測(cè)；比較電路，其將由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)出的電流值與閾值進(jìn)行比較，在判斷為由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)出的電流值為所述閾值以下的情況下，該比較電路輸出第一信號(hào)，在判斷為由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)出的電流值為大于所述閾值的值的情況下，該比較電路輸出第二信號(hào)，所述閾值被設(shè)置于在所述供電模塊與所述受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)向所述供電模塊輸入的電流值同未在所述供電模塊與所述受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)向所述供電模塊輸入的電流值之間；信號(hào)振蕩器，其執(zhí)行以規(guī)定周期交替重復(fù)輸出振蕩信號(hào)和暫停信號(hào)的間歇?jiǎng)幼?；以及邏輯電路，其基于從所述比較電路輸出的信號(hào)與從所述信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)來(lái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，在該邏輯運(yùn)算的結(jié)果滿足從所述比較電路輸出的信號(hào)為所述第二信號(hào)且從所述信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為所述暫停信號(hào)這樣的電力切斷條件的情況下，該邏輯電路向所述振蕩輸出器輸出使所述振蕩輸出器對(duì)所述供電模塊的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)，另一方面，在該邏輯運(yùn)算的結(jié)果不滿足所述電力切斷條件的情況下，該邏輯電路向所述振蕩輸出器輸出使所述振蕩輸出器對(duì)所述供電模塊的電力供給接通的接通控制信號(hào)。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)滿足非傳輸時(shí)輸入阻抗＜傳輸時(shí)輸入阻抗的條件，在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值低于未在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值。而且，在進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值與未進(jìn)行無(wú)線電力供給時(shí)的輸入電流值之間設(shè)置閾值。

而且，在由電流檢測(cè)器檢測(cè)出的從振蕩輸出器向供電模塊輸入的電流值為閾值以下的情況下，比較電路輸出第一信號(hào)。在該情況下，從信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)無(wú)論是振蕩信號(hào)還是暫停信號(hào)，邏輯電路均向振蕩輸出器輸出使振蕩輸出器對(duì)供電模塊的電力供給接通的接通控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊的電力供給接通(供給)。

另一方面，在由電流檢測(cè)器檢測(cè)出的從振蕩輸出器向供電模塊輸入的電流值大于閾值的情況下，比較電路輸出第二信號(hào)。

在該情況下，如果從信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為振蕩信號(hào)，邏輯電路向振蕩輸出器輸出使振蕩輸出器對(duì)供電模塊的電力供給接通的接通控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊的電力供給接通(供給)。另外，如果從信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為暫停信號(hào)(滿足從比較電路輸出的信號(hào)為所述第二信號(hào)且從所述信號(hào)振蕩器輸出的信號(hào)為所述暫停信號(hào)這樣的電力切斷條件的情況下)，邏輯電路向振蕩輸出器輸出使振蕩輸出器對(duì)供電模塊的電力供給斷開的斷開控制信號(hào)，來(lái)使對(duì)供電模塊的電力供給斷開(切斷)。

由此，在無(wú)線電力傳輸裝置中，在從進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲催M(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)時(shí)，能夠通過(guò)使對(duì)供電模塊的電力供給斷開(切斷)來(lái)抑制消耗電力。

另外，為了從未進(jìn)行供電的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，能夠在未進(jìn)行供電的狀態(tài)下以規(guī)定周期重復(fù)進(jìn)行電力供給的接通和斷開(間歇?jiǎng)幼?。由此，在成為能夠在供電模塊與受電模塊之間進(jìn)行供電的狀態(tài)的情況下，能夠通過(guò)間歇?jiǎng)幼魇箤?duì)供電模塊的電力供給接通。由此，能夠利用間歇?jiǎng)幼饕种葡碾娏Γ⒛軌蝽槙车貜奈催M(jìn)行供電的狀態(tài)向進(jìn)行無(wú)線電力供電的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

(其它實(shí)施方式)

另外，在上述制造方法的說(shuō)明中，例示無(wú)線式頭戴型耳機(jī)102進(jìn)行了說(shuō)明，但只要是具備二次電池的設(shè)備即可，也能夠使用于平板型PC、數(shù)字照相機(jī)、移動(dòng)電話、耳機(jī)型音樂(lè)播放器、助聽器、集音器等。

另外，在上述說(shuō)明中，例示通過(guò)利用供電模塊2和受電模塊3所具備的諧振器(線圈)之間的諧振現(xiàn)象(磁場(chǎng)共振狀態(tài))使磁場(chǎng)耦合來(lái)進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o(wú)線電力傳輸裝置1進(jìn)行了說(shuō)明，但是也能夠應(yīng)用于利用供電裝置和受電裝置所具備的線圈之間的諧振和電磁感應(yīng)來(lái)進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o(wú)線電力傳輸裝置。

另外，在上述說(shuō)明中，假設(shè)將無(wú)線電力傳輸裝置1搭載于攜帶式電子設(shè)備的情形進(jìn)行了說(shuō)明，但是其用途并不限定于這些小型設(shè)備，通過(guò)按照所需電量變更規(guī)格，例如也能夠搭載于比較大型的電動(dòng)汽車(EV)的無(wú)線充電系統(tǒng)、更小型的醫(yī)療用的無(wú)線式胃鏡等。

在以上的詳細(xì)說(shuō)明中，為了能夠更容易地理解本發(fā)明而以特征部分為中心進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于以上詳細(xì)說(shuō)明所記載的實(shí)施方式/實(shí)施例，也能夠應(yīng)用于其它實(shí)施方式/實(shí)施例，應(yīng)盡可能廣地解釋其應(yīng)用范圍。另外，在本說(shuō)明書中使用的用語(yǔ)和語(yǔ)法用于準(zhǔn)確地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，并非用于限制本發(fā)明的解釋。另外，能夠認(rèn)為如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員則能夠根據(jù)本說(shuō)明書所記載的發(fā)明的概念而容易地推想出本發(fā)明的概念所包含的其它結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、方法等。因而，權(quán)利要求書的記載應(yīng)視為在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)包含等同的結(jié)構(gòu)。另外，為了充分地理解本發(fā)明的目的和本發(fā)明的效果，期望充分地參考已經(jīng)公開的文獻(xiàn)等。

附圖標(biāo)記翻譯

1：無(wú)線電力傳輸裝置；2：供電模塊；3：受電模塊；5：電源電路；6：AC/DC電源；7：穩(wěn)定電路；8：充電電路；9：二次電池；10：被供電設(shè)備；11：振蕩輸出器；12：電流檢測(cè)器；13：比較電路；14：信號(hào)振蕩器；15：邏輯電路；21：供電線圈；22：供電諧振器；31：受電線圈；32：受電諧振器；60：金屬異物；101：充電器；102：無(wú)線式頭戴型耳機(jī)。