特許 6535894 非接触電力伝送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6535894

(24)【登録日】2019年6月14日

(45)【発行日】2019年7月3日

(54)【発明の名称】非接触電力伝送装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20190625BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20190625BHJP

   H02J 50/90 20160101ALI20190625BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/12

   H02J50/80

   H02J50/90

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-163464(P2014-163464)

(22)【出願日】2014年8月11日

(65)【公開番号】特開2016-39749(P2016-39749A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年5月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】591156799

【氏名又は名称】ユニパルス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】山本 雄

(72)【発明者】

【氏名】杉田 俊郎

【審査官】 坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１８３９６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１３８５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４２７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５２４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２３０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２５７６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０９７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７２４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００５５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０５４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２０１１／０３６７０２（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ５０／１２

Ｈ０２Ｊ ５０／８０

Ｈ０２Ｊ ５０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送電回路の送電コイルと受電回路の受電コイルとの間を電磁界共振結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
前記受電回路に発生した電力の電気的パラメータを計測する計測手段と、
前記計測手段にて計測した前記電気的パラメータを、ワイヤレス信号として外部に送信する受電側通信手段と、
前記受電側通信手段からの前記ワイヤレス信号を受信する送電側通信手段と、
前記送電側通信手段が受信した前記ワイヤレス信号より前記電気的パラメータを取得し、前記受電回路に繋がった負荷が所望する前記電気的パラメータの上限値と下限値との比較に基づいて演算して、前記送電コイルに供給する交流電圧の所望の周波数を中間に挟む２以上のスイッチング周波数と前記２以上のスイッチング周波数の切換え時間とを設定する周波数設定手段と、
前記周波数設定手段の指令に基づき前記交流電圧を生成するためのスイッチングパルスをそれぞれ出力する２以上のスイッチングパルス発生手段と、
前記２以上のスイッチングパルス発生手段から出力される何れかの前記スイッチングパルスを前記切換え時間に応じて切換えて前記送電コイルへ供給するパルス切換手段と、を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。

【請求項2】

前記電気的パラメータは、電流値，電圧値または電力値の何れか１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。

【請求項3】

前記送電側通信手段と前記受電側通信手段との間の前記ワイヤレス信号の授受は、赤外線によるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触電力伝送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触で電力伝送を行う非接触電力伝送装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エネルギーを効率的に伝送できる非接触電力伝送装置として、電磁界共振結合を利用したものが知られている（特許文献１）。電磁界共振結合とは、共振周波数の等しい物体同士がその共振伏態において電界または磁界で結合することで、高い伝送効率でエネルギーを伝送できるというものである。

【0003】

このような電磁界共振結合を利用した非接触電力伝送装置では、送電コイルと受電コイルとの対向する位置のズレや両者間の距離であるエアギャップの違いにより、共振周波数が変化し、エネルギー伝送効率が劣化することがあった。（特許文献２）

【0004】

そこで、特許文献１には、送電側や受電側に整合回路を挿入し、インピーダンスの整合を図り、コイル間のエアギャップの距離の変化や位置ズレによる共振周波数の変化に伴うエネルギー伝送効率の劣化を防ぐようにしたものが記載されている。また、特許文献２には、コイル間の位置ズレに対応させて、送電コイルを備えた送電部が複数存在し、その中で最も電力供給の効率が高い位置関係にある送電コイルを選択するものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１３００６１号公報

【特許文献2】特開２０１４−１０３８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の非接触電力伝送では、送電側や受電側に整合回路を挿入しているため、回路が複雑化する傾向にあった。また、インピーダンスの整合の調整は複雑であり、処理時間が長くなっていた。特許文献２の非接触電力伝送では、送電装置内に複数の送電部を設けて送電コイルと受電コイルとが対向する位置のズレに対応しているため装置が大型化し、さらにコストアップにつながっていた。

【0007】

本発明は、装置の大型化やコストアップを招くことなく、高いエネルギー伝送効率を可能とする非接触電力伝送装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の非接触電力伝送装置は、送電回路の送電コイルと受電回路の受電コイルとの間を電磁界共振結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、受電回路に発生した電力の電気的パラメータを計測する計測手段と、計測手段にて計測した電気的パラメータを、ワイヤレス信号として外部に送信する受電側通信手段と、受電側通信手段からのワイヤレス信号を受信する送電側通信手段と、送電側通信手段が受信したワイヤレス信号より電気的パラメータを取得し、受電回路に繋がった負荷が所望する電気的パラメータの上限値と下限値との比較に基づいて演算して、送電コイルに供給する交流電圧の所望の周波数を中間に挟む２以上のスイッチング周波数と２以上のスイッチング周波数の切換え時間とを制御する周波数設定手段と、周波数設定手段の指令に基づき交流電圧を生成するためのスイッチングパルスをそれぞれ出力する２以上のスイッチングパルス発生手段と、２以上のスイッチングパルス発生手段から出力される何れかの前記スイッチングパルスを切換え時間に応じて切換えて送電コイルへ供給するパルス切換手段と、を備えている。

【発明の効果】

【0009】

この構成によると、送電コイルと受電コイルとが対向する位置のズレが防止され、エアギャップの違いによる共振周波数変動の影響を回避した上で、共振状態を維持し、高いエネルギー効率での電力伝送を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の送電コイルおよび受電コイルの配置例を示す斜視図である。

【図3】送電側および受電側制御部の処理を示すフローチャートである。

【図4】送電側の電力伝送初期値を設定する処理を示すフローチャートである。

【図5】送電側のスイッチング周波数を決定する処理を示すフローチャートである。

【図6】送電側のスイッチング周波数分解能と受電側の電流値との関係を示すグラフ例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細について説明をする。

【0012】

図１は、実施形態に係る非接触電力伝送装置１の基本的な構成を示すブロック図である。本発明の非接触電力伝送装置１は、送電回路１０および受電回路２０から成る。送電回路１０には供給する電力源となる直流電源２が接続され、また受電回路２０には、受電した電力を供給する負荷３、例えば電動歯ブラシ、またはスマートフォンやタブレット端末の充電装置等が接続される。

【0013】

図１に示すように、送電回路１０は、送電コイル１００と、コンデンサ１０１と、インバータ回路１０２と、ダイオード１０６、インダクタンス１０７、平滑用コンデンサ１０８、スイッチング用トランジスタ１０９からなる変圧回路１０５と、周波数設定部１１１と、第一パルス発生部１１２ａおよび第二パルス発生部１１２ｂと、パルス切換部１１３と、送電側赤外線受発光部１１５、送電側赤外線通信ドライバ１１６からなる送電側赤外線通信モジュール１１４と、変圧制御部１１７と、送電側制御部１１８から構成されている。

【0014】

送電コイル１００は、図２に示すように、板状の磁芯１５１に導線１５２を平面的に巻回したものである。コンデンサ１０１は、送電コイル１００と直列に接続され、共振回路を構成している。

【0015】

送電回路１０では、入力端子１１９および１２０に接続された直流電源２から、変圧回路１０５によって所望する直流電圧を生成する。これは、図１のスイッチング用トランジスタ１０９に与えるゲート電流のＯＮならびにＯＦＦを繰り返す周期を変更することで実現される。周期の変更は、変圧制御部１１７によって行われ、送電側制御部１１８からの指令によって制御される。

【0016】

変圧回路１０５によって生成された直流電圧は、インバータ回路１０２によって交流電圧へと変換される。変圧回路１０５から給電された直流電圧は、４つのスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ（Metal 0xide Semiconductor Field Effect Transistor）１０３ａ〜１０３ｄを直並列ブリッジ状に組み合わせて構成されるインバータ回路１０２によって、交流電圧へと変換される。

【0017】

インバータ回路１０２のスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ１０３ａ〜１０３ｄは、二つずつ（１０３ａと１０３ｄおよび１０３ｂと１０３ｃ）組み合わせて、異なるタイミングで導通するように制御すると、図１のＡ点とＢ点との間で交流電圧が発生する。

【0018】

交流電圧の振幅を変化させたり発生を停止するには、２組のスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ１０３ａ,１０３ｄ及び１０３ｂ，１０３ｃのゲートに印加するスイッチングパルスの時間幅を変化させたり、印加するスイッチングパルスを停止させることにより実現可能となる。ここで１０４は、平滑用コンデンサである。

【0019】

２組のスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ１０３ａ，１０３ｄ及び１０３ｂ，１０３ｃのゲートに印加するスイッチングパルスは、第一パルス発生部１１２ａおよび、第二パルス発生部１１２ｂによって生成されたスイッチングパルスのどちらか一方が、パルス切換部１１３によって供給される。第一パルス発生部１１２ａおよび、第二パルス発生部１１２ｂによって生成されるスイッチングパルスの周波数は、ともに周波数設定部１１１によって設定される。

【0020】

送電側赤外線受発光部１１５は、後述する受電側赤外線受発光部２０７との間でワイヤレス通信によるデータの授受を行う。

【0021】

送電側赤外線通信ドライバ１１６は、送電側制御部１１８が送電側赤外線受発光部１１５および受電側赤外線受発光部２０７を介して、後述する受電側制御部２１０との間で、データの授受を行うためのインターフェース部である。

【0022】

送電側制御部１１８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ，ＲＯＭおよびＩ／Ｏ等から構成される。前述のように、送電側制御部１１８は、負荷３が所望する電力供給に必要とする直流電圧を生成するため、変圧制御部１１７がスイッチング用トランジスタ１０９に与える周期の指令、送電コイル１００とコンデンサ１０１からなる共振回路に供給するスイッチング周波数を周波数設定部１１１に設定する指令、さらに送電側赤外線受発光部１１５と送電側赤外線通信ドライバ１１６からなる送電側赤外線通信モジュール１１４を介した受電回路２０とのデータの授受等を行う。

【0023】

一方、受電回路２０は、受電コイル２００と、コンデンサ２０１と、整流器２０２と、コンデンサ２０３と、電流計測部２０４と、電流監視抵抗器２０５と、受電側赤外線受発光部２０７および受電側赤外線通信ドライバ２０８とからなる受電側赤外線通信モジュール２０６と、外部出力スイッチ２０９、および受電側制御部２１０より構成される。

【0024】

受電コイル２００は、図２に示すように、板状の磁芯２６１に導線２６２を平面的に巻回したものである。コンデンサ２０１は、受電コイル２００と直列に接続され、共振回路を構成している。

【0025】

整流器２０２は、受電コイル２００からの電力を整流して、直流電源に変換する。なお、コンデンサ２０３は、平滑、ノイズ除去用のコンデンサである。

【0026】

電流計測部２０４は、電流監視抵抗器２０５の両端に生じる電位差を計測し、その結果をもとに受電側に供給された電流値Ａを検出する。

【0027】

受電側制御部２１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ，ＲＯＭおよびＩ／Ｏ等から構成される。受電側制御部２１０では、出力端子２１１および２１２に接続される負荷３（電動歯ブラシ、スマートフォン、タブレット端末等の充電装置）が必要とする電力の情報等を予め記憶している。この負荷３が必要とする電力の情報や、前述の電流計測部２０４で検出した電流値Ａは、受電側赤外線受発光部２０７、受電側赤外線通信ドライバ２０８からなる受電側赤外線通信モジュール２０６を介して、送電側制御部１１８との間でワイヤレス通信によるデータの通信を行う。さらに、負荷３への電力供給の実行および停止を切換える、出力切換スイッチ２０９の制御も行う。

【0028】

次に、実施形態に係る非接触電力伝送装置の動作を、フローチャートおよびグラフをもとに説明する。

【0029】

図３〜５のフローチャートは、本実施形態の非接触電力伝送装置の制御を示したものである。図の左側は受電側制御部２１０の処理を、右側には送電側制御部１１８の処理を表している。

【0030】

図３において、送電側制御部１１８は、変圧回路１０５が出力する直流電圧を設定する変圧制御部１１７と、第一パルス発生部１１２ａおよび第二パルス発生部１１２ｂによって供給される、インバータ回路１０２へのスイッチングパルスの周波数を決定する周波数設定部１１１に与える指令をＯＦＦにして初期化を行う。（Ｓ１０１）

【0031】

一方、受電側制御部２１０は受電側赤外線通信モジュール２０６を介して、給電する負荷３の仕様に合致した供給電力量、電流値および電圧値などの電力供給条件を送電側制御部１１８に送信する（Ｓ２０１）。このとき送電側制御部１１８は、送電側赤外線通信モジュール１１４を介して、受電側制御部２１０からの送信通知を待つ（Ｓ１０２）。

【0032】

ここで使用する赤外線受発光部（１１５、２０７）に関しては、赤外線の指向性が強く指向角が狭いが故、通信が確立するためには、光軸の一致が十分となる必要がある。したがって、送電側と受電側の赤外線受発光部（１１５、２０７）が通信可能となるように光軸の位置を合わすことで、送電側赤外線受発光部１１５と送電コイル１００、および受電側赤外線受発光部２０７と受電コイル２００の物理的な位置関係が一致しているため、結果として、両コイル（１００、２００）間の対向する位置を一致させることができる。よって、赤外線通信の成立することによって、送電コイル１００と受電コイル２００とが対向する位置関係にあることが確保される。

【0033】

送電側制御部１１８は受信した負荷３への電力供給条件が、送電回路１０によって供給可能であるかを判断し、不可能な条件の場合（Ｓ１０３で「ＮＯ」）は終了する。

【0034】

一方、電力供給条件が可能な条件の場合（Ｓ１０３で「ＹＥＳ」）は、伝送する電力に合せた条件で初期設定を行う（Ｓ１０４）。

【0035】

伝送電力に合せた条件での初期設定としては、図４に示すように、まず直流電源２から電力伝送に必要とする直流電圧を、スイッチング用トランジスタ１０９のスイッチングにて生成するため、１０９のゲートに入力する制御パルスを変圧制御部１１７によって発生させる（Ｓ１５０）。次に、送電コイル１００に与える交流電圧を決定するため、周波数設定部１１１により第一パルス発生部１１２ａのスイッチング周波数ｆａを初期値であるｆ１に設定（Ｓ１５１）し、パルス切換部１１３を第一パルス発生部１１２ａに設定（Ｓ１５２）する。最後に、送電回路１０の初期設定完了を送電側制御部１１８が送電側赤外線通信モジュール１１４を介して、受電側赤外線通信モジュール２０６へ送信し、受電側制御部２１０に通知（Ｓ１５３）を行う。

【0036】

図３に戻り、受電側制御部２１０は、送電側制御部１１８から初期設定完了を受信するまで待つ（Ｓ２０２で「ＮＯ」）が、所定の時間内に応答がない場合（Ｓ２０３で「ＹＥＳ」）はそのまま終了する。応答があった場合（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）は、受電コイル２００が交流電圧を受電し、整流器２０２で直流電圧に変換された後の電流値Ａを、電流測定部２０４によって測定する。電流値Ａは、受電側赤外線通信モジュール２０６を介して、送電側赤外線通信モジュール１１４へと送信し、送電側制御部１１８に通知（Ｓ２０４）される。

【0037】

通知を受けた送電側制御部１１８では、インバータ回路１０２を制御するスイッチング周波数の決定処理（Ｓ１０５）を実行する。

【0038】

図５で示すように、スイッチング周波数の決定処理（Ｓ１０５）では、受電側制御部２１０送電側制御部１１８が受信した受電回路２０の電流値Ａ（ｎ）と受電回路２０に接続した負荷３が所望する電流値Ａｔｇの上限値Ａｔｇ＋ｄＡおよび下限値Ａｔｇ−ｄＡとの比較を行うことで、第一パルス発生部のスイッチング周波数ｆａおよび第二パルス発生部のスイッチング周波数ｆｂとその切換時間であるｔａおよびｔｂを決定し出力を行う。尚、ｎは送電側制御部１１８が受信した回数を示す。

【0039】

まず、送電側制御部１１８が受信した電流値Ａ（ｎ）を受電回路２０に接続した負荷３が所望する電流値Ａｔｇの上限値Ａｔｇ＋ｄＡおよび下限値Ａｔｇ＋ｄＡと比較する（Ｓ１６０）。尚、ｄＡは負荷３の電流変動許容値を表す。

【0040】

比較の結果、電流値Ａ（ｎ）が所望する電流値範囲内の場合（Ｓ１６０が「ＹＥＳ」）は、第一パルス発生部のスイッチング周波数ｆａを現状値ｆ（ｎ）に設定（Ｓ１６１）して終了する。

【0041】

一方、現状の電流値Ａ（ｎ）が所望した電流値の下限値未満の場合（Ｓ１６０が「下限値未満」）は、さらに前回の受信した電流値Ａ（ｎ−１）と上限値との比較（Ｓ１６２）を行う。

【0042】

ここで、電流値Ａ（ｎ−１）が上限値以下の場合（Ｓ１６２が「ＮＯ」）は、第一パルス発生部１１２ａのスイッチング周波数ｆａをｄｆだけプラス（Ｓ１６５）して、再度受電側制御部２１０から電流値Ａが送信されるのを待ち、所望した電流値範囲内か否かの判定（Ｓ１６０）を繰り返す。

【0043】

電流値Ａ（ｎ−１）が上限値より大きい場合（Ｓ１６２が「ＹＥＳ」）は、第一パルス発生部１１２ａのスイッチング周波数ｆａを現状のｆ（ｎ）に設定（Ｓ１６３）し、第二パルス発生部１１２ｂのスイッチング周波数ｆｂを一回前の周波数ｆ（ｎ−１）に設定（Ｓ１６４）する。続いて、上述の二つパルス発生部１１２ａ、１１２ｂの出力パルスの切換時間を設定（Ｓ１７０）し、何れかを切換えて、インバータ回路１０２のゲートに入力する（Ｓ１７１）が、切換時間の設定についての詳細は、後述する。

【0044】

再び、送電側制御部１１８が受信した電流値Ａ（ｎ）を受電回路２０に接続した負荷３が所望した電流値Ａｔｇの上限値Ａｔｇ＋ｄＡおよび下限値Ａｔｇ＋ｄＡと比較にもどり、現状の電流値Ａ（ｎ）が所望した電流値の上限値より大きい場合（Ｓ１６０が「上限値より大」）の処理について説明する。

【0045】

次に前回の受信した電流値Ａ（ｎ−１）と下限値との比較（Ｓ１６６）を行い、電流値Ａ（ｎ−１）が下限値以上場合（Ｓ１６６が「ＮＯ」）は、第一パルス発生部１１２ａのスイッチング周波数ｆａをｄｆだけマイナス（Ｓ１６９）して、再度受電側制御部２１０から電流値Ａが送信されるのを待ち、所望した電流値範囲内か否かの判定（Ｓ１６０）を繰り返す。

【0046】

電流値Ａ（ｎ−１）が下限値未満の場合（Ｓ１６６が「ＹＥＳ」）は、第一パルス発生部１１２ａのスイッチング周波数ｆａを現状のｆ（ｎ）に設定（Ｓ１６７）し、第二パルス発生部１１２ｂのスイッチング周波数ｆｂを一回前の周波数ｆ（ｎ−１）に設定（Ｓ１６８）する。続いて、上述の二つパルス発生部１１２ａ、１１２ｂの出力パルスの切換時間を設定（Ｓ１７０）し、何れかを切換えて、インバータ回路１０２のゲートに入力する（Ｓ１７１）。

【0047】

ここで、第一パルス発生部１１２ａと、第二パルス発生部１１２ｂの出力パルスの切換え時間設定（Ｓ１７０）について説明する。第一パルス発生部１１２ａのスイッチング周波数ｆａと第二パルス発生部１１２ｂのスイッチング周波数ｆｂを出力する時間の割合をそれぞれｔａ、ｔｂとすると、ｔａとｔｂは次式で設定する。
ｔａ＝（Ａ（ｆｂ）−Ａｔｇ）／（Ａ（ｆｂ）−Ａ（ｆａ））・ｄｔ…（１）
ｔｂ＝（Ａｔｇ−Ａ（ｆａ））／（Ａ（ｆｂ）−Ａ（ｆａ））・ｄｔ…（２）
ここで、Ａ（ｆａ），Ａ（ｆｂ）は、それぞれスイッチング周波数ｆａの出力パルス、スイッチング周波数ｆｂの出力パルスでインバータ回路１０２をスイッチングした場合に、受電回路２０の電流計測部２０４で測定される電流値を示す。ｄｔはスイッチング単位時間を示す。

【0048】

スイッチング周波数ｆａ、ｆｂを交互に切換える利点について、説明を加える。受電回路２０で発生する電流Ａを目標とする電流値Ａｔｇに寄り近づけるためには、パルス発生部のスイッチング周波数を調整するｄｆを細かく設定する必要がある。しかしながら、送電側制御部１１８が出力可能なスイッチング周波数には分解能の制約があり、ｄｆはその分解能に依存する。よって、ｄｆ単位でのスイッチング周波数増減では、所望する電流値Ａｔｇまたは、その上限値、下限値の範囲内の電流値を生成するスイッチング周波数ｆｔｇが達成できない場合がある。

【0049】

そこで、送電側制御部１１８が出力可能なスイッチング周波数のうち、ｆｔｇに最も近いスイッチング周波数ｆａ，ｆｂ（ｆａ＞ｆｔｇ＞ｆｂ）を第一パルス生成部１１２ａと第二パルス生成部１１２ｂにそれぞれ設定し、パルス切換部１１３を単位時間おきに切換えて交互に出力することで所望のスイッチング周波数ｆｔｇを出力する場合と同等の効果を得ることができる。

【0050】

図３に戻り、送電側制御部１１８ではスイッチング周波数ｆａないしｆｂでの定電流制御でインバータ回路１０２を駆動する（Ｓ１０６）。

【0051】

ここで、所望する電流値Ａｔｇと測定した電流値Ａの差が所定の時間継続して所定の範囲内にあるとき、定電流制御が安定して行われているものと判定（Ｓ１０７で「ＹＥＳ」）し、送電側赤外線モジュール１１４を介して、受電側赤外線通信モジュール２０６に送信（Ｓ１０８）する。

【0052】

定電流制御が安定である通知を受け（Ｓ２０６で「ＹＥＳ」）、受電側制御部２１０は、外部出力スイッチ２０９をＯＮ状態へと切換え（Ｓ２０７）、負荷３への非接触電力供給を開始する。

【0053】

その後も、送電側制御部は負荷３の変動に応じて、出力周波数を調整することで定電流制御を行う。

【0054】

電力供給の停止は、送電側制御部１１８で電力供給停止を判断（Ｓ１０９）し、受電回路２０への送電を停止（Ｓ１１０）する。直接的には、送電スイッチング用ＭＯＳＦＥＴ１０３ａ〜１０３ｄへのパルス出力を停止、スイッチング用トランジスタのゲート電流供給の停止が実行される。

【0055】

次に、送電側制御部１１８は送電停止を、送電側および受電側赤外線通信モジュール１１４、２０６を介して受電側制御部２１０に通知（Ｓ１１１）し終了する。

【0056】

受電側制御部２１０は、送電中止を認識（Ｓ２０８が「ＮＯ」）した後、外部出力スイッチ２０９をＯＦＦに切換え（Ｓ２０９）終了する。

【0057】

以上説明したように、本実施形態に係る電磁界共振結合を利用した非接触電力伝送装置１では、送電コイル１００と受電コイル２００とで対向する位置が、指向性が強い送電側赤外線受発光部１１５と受電側赤外線受発光部２０７との光軸が一致にする位置と相対的に合致しているため、位置のズレ防止が可能となる。また、負荷３への電力供給する前段において、電磁界共有結合に最適なスイッチング周波数を、受電回路２０で発生する電流値を元に調整するため、コイル間のエアギャップの変化にも対応可能となる。さらに、受電回路２０で発生する電流値Ａが所望する電流値Ａｔｇに近い２つのスイッチング周波数ｆａ，ｆｂを交互に与えることで、設定可能なスイッチング周波数の分解能が低い場合においても、所望する電流値Ａｔｇの許容範囲（図６のＡｔｇ−ｄＡ〜Ａｔｇ＋ｄＡ）での電力伝送が可能となる。よって、小型で安価、かつ高いエネルギー伝送効率が可能な非接触電力伝送装置を実現する。

【0058】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、電流計測部２０４での測定を電圧測定手段や電力測定手段による測定として、電圧値、電力値とすることも可能である。

【符号の説明】

【0059】

１ 非接触電力伝送装置、２ 直流電源、３ 負荷、１０ 送電回路、２０ 受電回路、１００ 送電コイル、１０１ コンデンサ、１０２ インバータ回路、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ スイッチング用ＭＯＳＦＥＴ、１０４ 平滑用コンデンサ、１０５ 変圧回路、１０６ ダイオード、１０７ インダクタンス、１０８ 平滑用コンデンサ、１０９ スイッチング用トランジスタ、１１１ 周波数設定部（周波数設定手段）、１１２ａ 第一パルス発生部（スイッチングパルス発生手段）、１１２ｂ 第二パルス発生部（スイッチングパルス発生手段）、１１３ パルス切換部（パルス切換手段）、１１４ 送電側赤外線通信モジュール（送電側通信手段）、１１５ 送電側赤外線受発光部、１１６ 送電側赤外線通信ドライバ、１１７ 変圧制御部、１１８ 送電側制御部、１１９，１２０ 入力端子、２００ 受電コイル、２０１ コンデンサ、２０２ 整流器、２０３ コンデンサ、２０４ 電流計測部（計測手段）、２０５ 電流監視抵抗器、２０６ 受電側赤外線通信モジュール（受電側通信手段）、２０７ 受電側赤外線受発光部、２０８ 受電側赤外線通信ドライバ、２０９ 外部出力スイッチ、２１０ 受信側制御部、２１１，２１２ 出力端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】