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公開番号2024110046
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-15
出願番号2023014372
出願日2023-02-02
発明の名称可変容量コンデンサおよび給電装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H01G 7/06 20060101AFI20240807BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】制御電圧を低電圧化できる可変容量コンデンサを提供すること。
【解決手段】装置70の動作を制御する制御回路73に用いられる可変容量コンデンサC1であって、第1制御電極層21と、第1制御電極層と向かい合う第2制御電極層22と、少なくとも、第1制御電極層と第2制御電極層との間に配置された誘電体層32と、誘電体層を挟んで向かい合う第1取出電極層11と、第2取出電極層12とを備え、第1取出電極層と第2取出電極層とは、第1制御電極層と第2制御電極層との間に電圧が印加された場合に、第1制御電極層と第2制御電極層との間に生じる電界ベクトルと交わる方向に沿って電界を生じさせる位置に配置されており、第1制御電極層と第2制御電極層との間に印加される電圧が調整されて、第1取出電極層と第2制御電極層との間に蓄えられる静電容量の容量値が調整される、可変容量コンデンサ。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
装置（７０）の動作を制御する制御回路（７３）に用いられる可変容量コンデンサ（Ｃ１）であって、
第１制御電極層（２１）と、
前記第１制御電極層と向かい合う第２制御電極層（２２）と、
少なくとも、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に配置された誘電体層（３２）と、
前記誘電体層を挟んで向かい合う第１取出電極層（１１）と、第２取出電極層（１２）とを備え、
前記第１取出電極層と前記第２取出電極層とは、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に電圧が印加された場合に、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に生じる電界ベクトルと交わる方向に沿って電界を生じさせる位置に配置されており、
前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に印加される電圧が調整されて、前記第１取出電極層と前記第２制御電極層との間に蓄えられる静電容量の容量値が調整される、可変容量コンデンサ。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の可変容量コンデンサであって、
前記装置は、前記可変容量コンデンサと１次側コイル（Ｌ１）とで構成される共振回路（７２）をさらに有し、
前記制御回路は、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に前記誘電体層の誘電率を変化させるための制御電圧を印加する制御電圧印加回路（７６，２７６，３７６，４７６）をさらに有し、
前記可変容量コンデンサは、前記制御電圧を用いて容量値を調整することにより、前記共振回路の共振周波数を調整する、可変容量コンデンサ。
【請求項３】
請求項２に記載の可変容量コンデンサであって、
前記装置は、受電装置に非接触給電する給電装置であり、
前記制御電圧印加回路は、
前記制御電圧を第１制御電圧に設定することにより、前記共振回路に予め定められた動作周波数の交流電力が印加された場合に、前記共振回路を共振状態に設定する給電動作と、
前記制御電圧を前記第１制御電圧とは異なる第２制御電圧に設定することにより、前記共振回路に前記動作周波数の前記交流電力が印加された場合に、前記共振回路を非共振状態に設定する待機動作、とを実行可能であり、
前記可変容量コンデンサは、前記第１制御電圧が印加された場合に第１容量値に設定され、前記第２制御電圧が印加された場合に前記第１容量値とは異なる第２容量値に設定される、可変容量コンデンサ。
【請求項４】
請求項３に記載の可変容量コンデンサであって、
前記共振回路は、直列共振回路であり、
前記第２容量値は、前記第１容量値よりも小さい、可変容量コンデンサ。
【請求項５】
請求項３または４に記載の可変容量コンデンサであって、
前記１次側コイルに印加される交流電力の電圧がゼロボルトである時点付近から前記第２制御電圧の印加が開始される、可変容量コンデンサ。
【請求項６】
請求項１に記載の可変容量コンデンサであって、
前記誘電体層は、予め定められた動作温度より高い温度における比誘電率が、前記動作温度における比誘電率よりも小さい誘電特性を有する、可変容量コンデンサ。
【請求項７】
受電装置（８０）に非接触給電する給電装置（７０）であって、
可変容量コンデンサ（Ｃ１）と１次側コイル（Ｌ１）とで構成される共振回路（７２）と、
前記可変容量コンデンサに制御電圧を印加する制御電圧印加回路（７６）と、を備え、
前記可変容量コンデンサは、
第１制御電極層（２１）と、
前記第１制御電極層と向かい合う第２制御電極層（２２）と、
少なくとも、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に配置された誘電体層（３２）と、
前記誘電体層を挟んで向かい合う第１取出電極層（１１）と、第２取出電極層（１２）とを備え、
前記第１取出電極層と前記第２取出電極層とは、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に前記制御電圧が印加された場合に、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に生じる電界ベクトルと交わる方向に沿って電界を生じさせる位置に配置されており、
前記制御電圧印加回路は、
前記制御電圧を第１制御電圧に設定して、前記可変容量コンデンサを第１容量値に設定することにより、前記共振回路に予め定められた動作周波数の交流電力が印加された場合に、前記共振回路を共振状態に設定する給電動作と、
前記制御電圧を前記第１制御電圧とは異なる第２制御電圧に設定して、前記可変容量コンデンサを前記第１容量値とは異なる第２容量値に設定することにより、前記共振回路に前記動作周波数の前記交流電力が印加された場合に、前記共振回路を非共振状態に設定する待機動作、とを実行可能である、給電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変容量コンデンサおよび給電装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、直流バイアスを印加するための１対の電極の間に誘電体層が配置された、静電容量が可変であるコンデンサがある（例えば、特許文献１）。従来のコンデンサでは、アース用電極と直流バイアス用電極との間に誘電体層が配置され、アース用電極と直流バイアス用電極との間に誘電体層を介して容量取得用電極が配置されている。アース用電極と直流バイアス用電極との間に直流バイアスが印加されることにより、誘電体層の誘電特性が変化して、コンデンサの静電容量が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－３４４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のコンデンサでは、アース用電極と、直流バイアス用電極と、容量取得用電極とが、誘電体層を介して同じ方向に積層されている。このため、アース用電極と直流バイアス用電極との間の距離と、アース用電極と容量取得用電極との距離とを連動して設定する必要が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の第１形態によれば、装置（７０）の動作を制御する制御回路（７３）に用いられる可変容量コンデンサ（Ｃ１）が提供される。この可変容量コンデンサは、第１制御電極層（２１）と、前記第１制御電極層と向かい合う第２制御電極層（２２）と、少なくとも、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に配置された誘電体層（３２）と、前記誘電体層を挟んで向かい合う第１取出電極層（１１）と、第２取出電極層（１２）とを備え、前記第１取出電極層と前記第２取出電極層とは、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に電圧が印加された場合に、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に生じる電界ベクトルと交わる方向に沿って電界を生じさせる位置に配置されており、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に印加される電圧が調整されて、前記第１取出電極層と前記第２制御電極層との間に蓄えられる静電容量の容量値が調整される。
【０００７】
この形態によれば、第１制御電極層と第２制御電極層との間に直流電圧が印加されることにより誘電体層に印加される電界の方向と、第１取出電極と第２取出電極とに交流電圧が印加されることにより誘電体層に印加される電界の方向とを異ならせることができる。第１制御電極層と第２制御電極層との間の距離と、第１取出電極と第２取出電極との間の距離とを独立に設定することができる。よって、第１制御電極層と第２制御電極層との間の距離を短くすることで、同じ直流電圧でも誘電体層に印加される電界を大きくすることができるため、直流電圧を低電圧化できる。また、可変容量コンデンサＣ１は、制御電圧の大きさにより容量値が変わるため、コンデンサの容量値を変更するために、複数のコンデンサとスイッチとで構成する回路を使用する場合と比較して、回路規模を小さくできる。
【０００８】
本開示の第２形態によれば、受電装置（８０）に非接触給電する給電装置（７０）が提供される。この給電装置は、可変容量コンデンサ（Ｃ１）とコイル（Ｌ１）とで構成される共振回路（７２）と、前記可変容量コンデンサに制御電圧を印加する制御電圧印加回路（７６）と、を備える。前記可変容量コンデンサは、第１制御電極層（２１）と、前記第１制御電極層と向かい合う第２制御電極層（２２）と、少なくとも、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に配置された誘電体層（３２）と、前記誘電体層を挟んで向かい合う第１取出電極層（１１）と、第２取出電極層（１２）とを備え、前記第１取出電極層と前記第２取出電極層とは、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に前記制御電圧が印加された場合に、前記第１制御電極層と前記第２制御電極層との間に生じる電界ベクトルと交わる方向に沿って電界を生じさせる位置に配置されている。前記制御電圧印加回路は、前記制御電圧を第１制御電圧に設定して、前記可変容量コンデンサを第１容量値に設定することにより、前記共振回路に予め定められた動作周波数の交流電力が印加された場合に、前記共振回路を共振状態に設定する給電動作と、前記制御電圧を前記第１制御電圧とは異なる前記第２制御電圧に設定して、前記可変容量コンデンサを前記第１容量値とは異なる第２容量値に設定することにより、前記共振回路に前記動作周波数の前記交流電力が印加された場合に、前記共振回路を非共振状態に設定する待機動作、とを実行可能である。
【０００９】
この形態によれば、第１制御電極層と第２制御電極層との間に直流電圧が印加されることにより誘電体層に印加される電界の方向と、第１取出電極と第２取出電極とに交流電圧が印加されることにより誘電体層に印加される電界の方向とを異ならせることができる。第１制御電極層と第２制御電極層との間の距離と、第１取出電極と第２取出電極との間の距離とを独立に設定することができる。よって、第１制御電極層と第２制御電極層との間の距離を短くすることで、同じ直流電圧でも誘電体層に印加される電界を大きくすることができるため、直流電圧を低電圧化できる。また、可変容量コンデンサＣ１は、制御電圧の大きさにより容量値が変わるため、コンデンサの容量値を変更するために、複数のコンデンサとスイッチとで構成する回路を使用する場合と比較して、共振回路および制御電圧印加回路の回路規模を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
非接触給電システムの構成を示す模式図。
非接触給電システムの回路図。
可変容量コンデンサの斜視図。
図３に示す可変容量コンデンサのIV-IV線断面図。
制御電界と比誘電率との関係を示す図。
給電装置の回路図。
第２実施形態に係る給電装置の回路図。
第３実施形態に係る給電装置の回路図。
第４実施形態に係る給電装置の回路図。
制御電圧の印加開始時期とコイル電圧との関係を示す図。
第５実施形態に係る誘電体層の誘電特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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