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(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】
(24)【登録日】2024-12-19
(45)【発行日】2024-12-27
(54)【発明の名称】受電装置及び給電装置
(51)【国際特許分類】
H02J 50/12 20160101AFI20241220BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20241220BHJP
【ＦＩ】
H02J50/12
H02J7/00 301D
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2024535612
(86)(22)【出願日】2022-10-04
(86)【国際出願番号】 JP2022037041
(87)【国際公開番号】W WO2024075175
(87)【国際公開日】2024-04-11
【審査請求日】2024-06-14
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003166
【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】榊 裕翔
(72)【発明者】
【氏名】中溝 英之
【審査官】大濱 伸也
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１１２３６６７７７（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２３３３５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６７４０２２０（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ５０／１２
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源から出力された電力が供給される１次側コイルとの間で電磁誘導が生じる２次側コイルと、前記２次側コイルの一端と一端が接続されている第１の電気回路と、
前記第１の電気回路の他端と一端が接続されている第２の電気回路と、
第３の電気回路と、
第４の電気回路と、
前記第３の電気回路及び前記第４の電気回路のうちのいずれか一方の電気回路を前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続し、又は、前記第３の電気回路及び前記第４の電気回路のそれぞれを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離す切替回路とを備え、
前記電力の送信周波数において、
前記２次側コイルと前記第１の電気回路と前記第２の電気回路とが共振し、前記第４の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記第２の電気回路と前記第４の電気回路とが共振し、前記第３の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記２次側コイルと前記第１の電気回路と前記第３の電気回路とが共振することを特徴とする受電装置。
【請求項2】
前記第１の電気回路は、第１のコンデンサを有し、前記第２の電気回路は、第１のコイルを有し、
前記第３の電気回路は、第２のコイルを有し、
前記第４の電気回路は、第２のコンデンサを有し、
前記電力の送電周波数において、
前記２次側コイルと前記第１のコンデンサと前記第１のコイルとが共振し、前記第４の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記第１のコイルと前記第２のコンデンサとが共振し、前記第３の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記２次側コイルと前記第１のコンデンサと前記第２のコイルとが共振することを特徴とする請求項１記載の受電装置。
【請求項3】
前記電源が定電圧特性の電力を供給する電源であり、前記切替回路は、
前記受電装置から定電圧特性の電力を負荷に供給させるときには、
前記第２のコンデンサを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続し、かつ、前記第２のコイルを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離し、
前記受電装置から定電流特性の電力を前記負荷に供給させるときには、
前記第２のコイル及び前記第２のコンデンサのそれぞれを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離すことを特徴とする請求項２記載の受電装置。
【請求項4】
前記電源が定電流特性の電力を供給する電源であり、前記切替回路は、
前記受電装置から定電流特性の電力を負荷に供給させるときには、
前記第２のコイルを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続し、かつ、前記第２のコンデンサを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離し、
前記受電装置から定電圧特性の電力を前記負荷に供給させるときには、
前記第２のコイル及び前記第２のコンデンサのそれぞれを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離すことを特徴とする請求項２記載の受電装置。
【請求項5】
前記第１の電気回路は、第１の複素インピーダンスを有する回路であって、前記第１の複素インピーダンスの可変が可能な回路であることを特徴とする請求項１記載の受電装置。
【請求項6】
前記第２の電気回路は、第２の複素インピーダンスを有する回路であって、前記第２の複素インピーダンスの可変が可能な回路であることを特徴とする請求項１記載の受電装置。
【請求項7】
電力を出力する電源と、前記電源から出力された電力が供給される１次側コイルとを有する送電装置と、
前記送電装置から非接触で電力を受電する受電装置とを備え、
前記受電装置は、
前記１次側コイルとの間で電磁誘導が生じる２次側コイルと、
前記２次側コイルの一端と一端が接続されている第１の電気回路と、
前記第１の電気回路の他端と一端が接続されている第２の電気回路と、
第３の電気回路と、
第４の電気回路と、
前記第３の電気回路及び前記第４の電気回路のうちのいずれか一方の電気回路を前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続し、又は、前記第３の電気回路及び前記第４の電気回路のそれぞれを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離す切替回路とを備え
前記電力の送信周波数において、
前記２次側コイルと前記第１の電気回路と前記第２の電気回路とが共振し、前記第４の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記第２の電気回路と前記第４の電気回路とが共振し、前記第３の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記２次側コイルと前記第１の電気回路と前記第３の電気回路とが共振することを特徴とする給電装置。
【請求項8】
前記切替回路を制御する制御回路を備えたことを特徴とする請求項７記載の給電装置。
【請求項9】
前記第１の電気回路は、第１のコンデンサを有し、前記第２の電気回路は、第１のコイルを有し、
前記第３の電気回路は、第２のコイルを有し、
前記第４の電気回路は、第２のコンデンサを有し、
前記電力の送電周波数において、
前記２次側コイルと前記第１のコンデンサと前記第１のコイルとが共振し、前記第４の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記第１のコイルと前記第２のコンデンサとが共振し、前記第３の電気回路が前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続されているとき、前記２次側コイルと前記第１のコンデンサと前記第２のコイルとが共振することを特徴とする請求項８記載の給電装置。
【請求項10】
前記電源が定電圧特性の電力を供給する電源であり、前記制御回路は、
前記受電装置から定電圧特性の電力を負荷に供給させるときには、
前記第２のコンデンサを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続し、かつ、前記第２のコイルを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離すように、前記切替回路を制御し、
前記受電装置から定電流特性の電力を前記負荷に供給させるときには、
前記第２のコイル及び前記第２のコンデンサのそれぞれを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離すように、前記切替回路を制御することを特徴とする請求項９記載の給電装置。
【請求項11】
前記電源が定電流特性の電力を供給する電源であり、前記制御回路は、
前記受電装置から定電流特性の電力を負荷に供給させるときには、
前記第２のコイルを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間に接続し、かつ、前記第２のコンデンサを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離すように、前記切替回路を制御し、
前記受電装置から定電圧特性の電力を前記負荷に供給させるときには、
前記第２のコイル及び前記第２のコンデンサのそれぞれを前記第１の電気回路の他端と前記２次側コイルの他端との間から切り離すように、前記切替回路を制御することを特徴とする請求項９記載の給電装置。
【請求項12】
前記第２の電気回路の他端と第１の入力端子が接続され、前記２次側コイルの他端と第２の入力端子が接続されており、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とに与えられた電力を整流し、整流後の電力を負荷に出力する整流回路を備えたことを特徴とする請求項８記載の給電装置。
【請求項13】
前記整流回路から前記負荷に印加されている電圧を監視する電圧監視回路を備え、前記制御回路は、
前記電圧監視回路により監視された電圧に基づいて、前記切替回路を制御することを特徴とする請求項１２記載の給電装置。
【請求項14】
前記負荷がバッテリーであり、前記制御回路は、
前記電圧監視回路により監視された電圧が閾値未満であれば、前記受電装置から定電流特性の電力が前記整流回路に出力されるように、前記切替回路を制御し、前記電圧監視回路により監視された電圧が前記閾値以上であれば、前記受電装置から定電圧特性の電力が前記整流回路に出力されるように、前記切替回路を制御することを特徴とする請求項１３記載の給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、受電装置及び給電装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
送電装置と受電装置とを備え、送電装置が有する１次側コイルと受電装置が有する２次側コイルとが電磁誘導を生じることで、送電装置から受電装置に非接触で電力が伝送される給電装置がある。
そのような給電装置として、例えば、特許文献１には、２次側コイルのほかに、コンデンサ（以下「第１のコンデンサ」という）と、スイッチと、コンデンサ（以下「第２のコンデンサ」という）と、整流部とを有する受電装置を備えた給電装置が開示されている。
第１のコンデンサの一端は、２次側コイルの一端と接続され、第１のコンデンサの他端は、スイッチの一端及び整流部の第１の入力端子のそれぞれと接続されている。スイッチの一端は、第１のコンデンサの他端及び整流部の第１の入力端子のそれぞれと接続されている。第２のコンデンサの一端は、スイッチの他端と接続され、第２のコンデンサの他端は、２次側コイルの他端及び整流部の第２の入力端子のそれぞれと接続されている。
送電装置の電源から、定電流特性の電力が１次側コイルに供給されたとき、１次側コイルと２次側コイルとの間で電磁誘導が生じることで、定電流特性の電力が定電圧特性の電力に変換される。このとき、スイッチが閉状態であれば、２次側コイルと第１のコンデンサと第２のコンデンサとによって、さらに、定電圧特性の電力が定電流特性の電力に変換される。このため、スイッチが閉状態であれば、定電流特性の電力が整流部に供給される。一方、スイッチが開状態であれば、定電圧特性の電力がそのまま整流部に供給される。
そのような給電装置として、例えば、特許文献１には、２次側コイルのほかに、コンデンサ（以下「第１のコンデンサ」という）と、スイッチと、コンデンサ（以下「第２のコンデンサ」という）と、整流部とを有する受電装置を備えた給電装置が開示されている。
第１のコンデンサの一端は、２次側コイルの一端と接続され、第１のコンデンサの他端は、スイッチの一端及び整流部の第１の入力端子のそれぞれと接続されている。スイッチの一端は、第１のコンデンサの他端及び整流部の第１の入力端子のそれぞれと接続されている。第２のコンデンサの一端は、スイッチの他端と接続され、第２のコンデンサの他端は、２次側コイルの他端及び整流部の第２の入力端子のそれぞれと接続されている。
送電装置の電源から、定電流特性の電力が１次側コイルに供給されたとき、１次側コイルと２次側コイルとの間で電磁誘導が生じることで、定電流特性の電力が定電圧特性の電力に変換される。このとき、スイッチが閉状態であれば、２次側コイルと第１のコンデンサと第２のコンデンサとによって、さらに、定電圧特性の電力が定電流特性の電力に変換される。このため、スイッチが閉状態であれば、定電流特性の電力が整流部に供給される。一方、スイッチが開状態であれば、定電圧特性の電力がそのまま整流部に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－２３３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示されている受電装置では、送電装置が有する電源が、定電圧特性の電力を供給する電源である場合、１次側コイルと２次側コイルとの間で電磁誘導が生じることで、定電圧特性の電力が定電流特性の電力に変換される。スイッチの開閉状態が切り替えられても、整流部に供給される電力は、変換後の電力である定電流特性の電力であり、当該受電装置は、定電圧特性の電力を整流部に供給することができないという課題があった。
【0005】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、送電装置が有する電源が、定電圧特性の電力を供給する電源であるのか、定電流特性の電力を供給する電源であるのかにかかわらず、外部の負荷に供給する電力として、定電圧特性の電力、又は、定電流特性の電力のいずれかを選択的に出力することができる受電装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る受電装置は、電源から出力された電力が供給される１次側コイルとの間で電磁誘導が生じる２次側コイルと、２次側コイルの一端と一端が接続されている第１の電気回路と、第１の電気回路の他端と一端が接続されている第２の電気回路と、第３の電気回路と、第４の電気回路とを備えている。また、受電装置は、第３の電気回路及び第４の電気回路のうちのいずれか一方の電気回路を第１の電気回路の他端と２次側コイルの他端との間に接続し、又は、第３の電気回路及び第４の電気回路のそれぞれを第１の電気回路の他端と２次側コイルの他端との間から切り離す切替回路を備えている。受電装置は、電力の送信周波数において、２次側コイルと第１の電気回路と第２の電気回路とが共振し、第４の電気回路が第１の電気回路の他端と２次側コイルの他端との間に接続されているとき、第２の電気回路と第４の電気回路とが共振し、第３の電気回路が第１の電気回路の他端と２次側コイルの他端との間に接続されているとき、２次側コイルと第１の電気回路と第３の電気回路とが共振するものである。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、送電装置が有する電源が、定電圧特性の電力を供給する電源であるのか、定電流特性の電力を供給する電源であるのかにかかわらず、外部の負荷に供給する電力として、定電圧特性の電力、又は、定電流特性の電力のいずれかを選択的に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係る給電装置（その１）を示す構成図である。
【図2】実施の形態１に係る給電装置（その２）を示す構成図である。
【図3】スイッチ２６ａが開状態で、スイッチ２６ｂが閉状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図4】コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図5】スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図6】コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、かつ、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図7】スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図8】コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、かつ、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図9】スイッチ２６ａが閉状態で、スイッチ２６ｂが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図10】コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
【図11】スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂにおけるそれぞれの開閉状態と、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性（ＣＶ、又は、ＣＣ）との関係を示す説明図である。
【図12】実施の形態１に係る他の給電装置（その１）を示す構成図である。
【図13】給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である状態を示す説明図である。
【図14】給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である状態を示す説明図である。
【図15】実施の形態１に係る他の給電装置（その２）を示す構成図である。
【図16】給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である状態を示す説明図である。
【図17】給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である状態を示す説明図である。
【図18】実施の形態２に係る給電装置（その１）を示す構成図である。
【図19】実施の形態２に係る給電装置（その２）を示す構成図である。
【図20】ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【図21】ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【図22】ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【図23】ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【図24】実施の形態３に係る給電装置を示す構成図である。
【図25】制御回路５２による電力特性の制御例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【0010】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る給電装置（その１）を示す構成図である。
図１に示す給電装置は、定電圧特性の電力（以下「ＣＶの電力」という）を供給する電源１１ａを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
送電装置１は、非接触で電力を受電装置２に伝送する。
受電装置２は、送電装置１から、非接触で電力を受電し、受電した電力を負荷３に供給する。
負荷３は、受電装置２から、電力の供給を受ける。
図１は、実施の形態１に係る給電装置（その１）を示す構成図である。
図１に示す給電装置は、定電圧特性の電力（以下「ＣＶの電力」という）を供給する電源１１ａを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
送電装置１は、非接触で電力を受電装置２に伝送する。
受電装置２は、送電装置１から、非接触で電力を受電し、受電した電力を負荷３に供給する。
負荷３は、受電装置２から、電力の供給を受ける。
【0011】
送電装置１は、電源１１ａ、コンデンサ１２及び１次側コイル１３を備えている。
電源１１ａは、ＣＶの電力を供給する電源である。
コンデンサ１２の一端は、電源１１ａの一端と接続されている。
コンデンサ１２の他端は、１次側コイル１３の一端と接続されている。
コンデンサ１２のキャパシタンスは、Ｃ１である。
電源１１ａは、ＣＶの電力を供給する電源である。
コンデンサ１２の一端は、電源１１ａの一端と接続されている。
コンデンサ１２の他端は、１次側コイル１３の一端と接続されている。
コンデンサ１２のキャパシタンスは、Ｃ１である。
【0012】
１次側コイル１３の一端は、コンデンサ１２の他端と接続されている。
１次側コイル１３の他端は、電源１１ａの他端と接続されている。
１次側コイル１３のインダクタンスは、Ｌ１である。
電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とは、直列共振する。
１次側コイル１３の他端は、電源１１ａの他端と接続されている。
１次側コイル１３のインダクタンスは、Ｌ１である。
電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とは、直列共振する。
【0013】
受電装置２は、２次側コイル２１、第１の電気回路２２、第２の電気回路２３、第３の電気回路２４、第４の電気回路２５、切替回路２６及び整流回路２７を備えている。
２次側コイル２１は、電源１１ａから出力された電力が供給される１次側コイル１３との間で電磁誘導が生じる。
２次側コイル２１のインダクタンスは、Ｌ２である。
２次側コイル２１は、電源１１ａから出力された電力が供給される１次側コイル１３との間で電磁誘導が生じる。
２次側コイル２１のインダクタンスは、Ｌ２である。
【0014】
第１の電気回路２２は、第１の複素インピーダンスＺ１を有する回路であり、第１のコンデンサ２２ａを備えている。
第１のコンデンサ２２ａの一端は、２次側コイル２１の一端と接続されている。
第１のコンデンサ２２ａの他端は、後述する第１のコイル２３ａの一端、スイッチ２６ａの一端及びスイッチ２６ｂの一端のそれぞれと接続されている。
第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスは、Ｃ２である。
図１に示す給電装置では、第１の電気回路２２が第１のコンデンサ２２ａを備えており、第１の複素インピーダンスＺ１が、第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスＣ２によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第１の電気回路２２が、例えば、第１のコンデンサ２２ａのほかに、コイルを備え、第１の複素インピーダンスＺ１が、第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスＣ２と当該コイルのインダクタンスとによって決定されるものであってもよい。
第１のコンデンサ２２ａの一端は、２次側コイル２１の一端と接続されている。
第１のコンデンサ２２ａの他端は、後述する第１のコイル２３ａの一端、スイッチ２６ａの一端及びスイッチ２６ｂの一端のそれぞれと接続されている。
第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスは、Ｃ２である。
図１に示す給電装置では、第１の電気回路２２が第１のコンデンサ２２ａを備えており、第１の複素インピーダンスＺ１が、第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスＣ２によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第１の電気回路２２が、例えば、第１のコンデンサ２２ａのほかに、コイルを備え、第１の複素インピーダンスＺ１が、第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスＣ２と当該コイルのインダクタンスとによって決定されるものであってもよい。
【0015】
第２の電気回路２３は、第２の複素インピーダンスＺ２を有する回路であり、第１のコイル２３ａを備えている。
第１のコイル２３ａの一端は、第１のコンデンサ２２ａの他端、スイッチ２６ａの一端及びスイッチ２６ｂの一端のそれぞれと接続されている。
第１のコイル２３ａの他端は、整流回路２７の第１の入力端子２７ａと接続されている。
第１のコイル２３ａのインダクタンスは、Ｌ３である。
図１に示す給電装置では、第２の電気回路２３が第１のコイル２３ａを備えており、第２の複素インピーダンスＺ２が、第１のコイル２３ａのインダクタンスＬ３によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第２の電気回路２３が、例えば、第１のコイル２３ａのほかに、コンデンサを備え、第２の複素インピーダンスＺ２が、第１のコイル２３ａのインダクタンスＬ３と当該コンデンサのキャパシタンスとによって決定されるものであってもよい。
第１のコイル２３ａの一端は、第１のコンデンサ２２ａの他端、スイッチ２６ａの一端及びスイッチ２６ｂの一端のそれぞれと接続されている。
第１のコイル２３ａの他端は、整流回路２７の第１の入力端子２７ａと接続されている。
第１のコイル２３ａのインダクタンスは、Ｌ３である。
図１に示す給電装置では、第２の電気回路２３が第１のコイル２３ａを備えており、第２の複素インピーダンスＺ２が、第１のコイル２３ａのインダクタンスＬ３によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第２の電気回路２３が、例えば、第１のコイル２３ａのほかに、コンデンサを備え、第２の複素インピーダンスＺ２が、第１のコイル２３ａのインダクタンスＬ３と当該コンデンサのキャパシタンスとによって決定されるものであってもよい。
【0016】
第３の電気回路２４は、第３の複素インピーダンスＺ３を有する回路であり、第２のコイル２４ａを備えている。
第２のコイル２４ａの一端は、スイッチ２６ａの他端と接続されている。
第２のコイル２４ａの他端は、２次側コイル２１の他端、後述する第２のコンデンサ２５ａの他端及び整流回路２７の第２の入力端子２７ｂのそれぞれと接続されている。
第２のコイル２４ａのインダクタンスは、Ｌ４である。
図１に示す給電装置では、第３の電気回路２４が第２のコイル２４ａを備えており、第３の複素インピーダンスＺ３が、第２のコイル２４ａのインダクタンスＬ４によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第３の電気回路２４が、例えば、第２のコイル２４ａのほかに、コンデンサを備え、第３の複素インピーダンスＺ３が、第２のコイル２４ａのインダクタンスＬ４と当該コンデンサのキャパシタンスとによって決定されるものであってもよい。
第２のコイル２４ａの一端は、スイッチ２６ａの他端と接続されている。
第２のコイル２４ａの他端は、２次側コイル２１の他端、後述する第２のコンデンサ２５ａの他端及び整流回路２７の第２の入力端子２７ｂのそれぞれと接続されている。
第２のコイル２４ａのインダクタンスは、Ｌ４である。
図１に示す給電装置では、第３の電気回路２４が第２のコイル２４ａを備えており、第３の複素インピーダンスＺ３が、第２のコイル２４ａのインダクタンスＬ４によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第３の電気回路２４が、例えば、第２のコイル２４ａのほかに、コンデンサを備え、第３の複素インピーダンスＺ３が、第２のコイル２４ａのインダクタンスＬ４と当該コンデンサのキャパシタンスとによって決定されるものであってもよい。
【0017】
第４の電気回路２５は、第４の複素インピーダンスＺ４を有する回路であり、第２のコンデンサ２５ａを備えている。
第２のコンデンサ２５ａの一端は、スイッチ２６ｂの他端と接続されている。
第２のコンデンサ２５ａの他端は、２次側コイル２１の他端、第２のコイル２４ａの他端及び整流回路２７の第２の入力端子２７ｂのそれぞれと接続されている。
第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスは、Ｃ３である。
図１に示す給電装置では、第４の電気回路２５が第２のコンデンサ２５ａを備えており、第４の複素インピーダンスＺ４が、第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスＣ３によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第４の電気回路２５が、例えば、第２のコンデンサ２５ａのほかに、コイルを備え、第４の複素インピーダンスＺ４が、第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスＣ３と当該コイルのインダクタンスとによって決定されるものであってもよい。
第２のコンデンサ２５ａの一端は、スイッチ２６ｂの他端と接続されている。
第２のコンデンサ２５ａの他端は、２次側コイル２１の他端、第２のコイル２４ａの他端及び整流回路２７の第２の入力端子２７ｂのそれぞれと接続されている。
第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスは、Ｃ３である。
図１に示す給電装置では、第４の電気回路２５が第２のコンデンサ２５ａを備えており、第４の複素インピーダンスＺ４が、第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスＣ３によって決定されている。しかし、これは一例に過ぎず、第４の電気回路２５が、例えば、第２のコンデンサ２５ａのほかに、コイルを備え、第４の複素インピーダンスＺ４が、第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスＣ３と当該コイルのインダクタンスとによって決定されるものであってもよい。
【0018】
電力の送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第２の電気回路２３とが共振する。つまり、電力の送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第２の電気回路２３とが共振するように、２次側コイル２１のインダクタンスＬ２と第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスＣ２と第１のコイル２３ａのインダクタンスＬ３とが設定されている。
また、電力の送電周波数ｆ１において、第４の電気回路２５が第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続されているとき、第２の電気回路２３と第４の電気回路２５とが共振する。つまり、電力の送電周波数ｆ１において、第２の電気回路２３と第４の電気回路２５とが共振するように、第１のコイル２３ａのインダクタンスＬ３と第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスＣ３とが設定されている。
また、電力の送電周波数ｆ１において、第３の電気回路２４が第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続されているとき、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第３の電気回路２４とが共振する。つまり、電力の送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第３の電気回路２４とが共振するように、２次側コイル２１のインダクタンスＬ２と第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスＣ２と第２のコイル２４ａのインダクタンスＬ４とが設定されている。
図１に示す給電装置での共振は、電力の送電周波数ｆ１において、コイルとコンデンサとの合成インピーダンスの虚部が概ね０であることを意味する。概ね０とは、厳密に０であるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、合成インピーダンスの虚部が０に近いものを含む概念である。
また、電力の送電周波数ｆ１において、第４の電気回路２５が第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続されているとき、第２の電気回路２３と第４の電気回路２５とが共振する。つまり、電力の送電周波数ｆ１において、第２の電気回路２３と第４の電気回路２５とが共振するように、第１のコイル２３ａのインダクタンスＬ３と第２のコンデンサ２５ａのキャパシタンスＣ３とが設定されている。
また、電力の送電周波数ｆ１において、第３の電気回路２４が第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続されているとき、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第３の電気回路２４とが共振する。つまり、電力の送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第３の電気回路２４とが共振するように、２次側コイル２１のインダクタンスＬ２と第１のコンデンサ２２ａのキャパシタンスＣ２と第２のコイル２４ａのインダクタンスＬ４とが設定されている。
図１に示す給電装置での共振は、電力の送電周波数ｆ１において、コイルとコンデンサとの合成インピーダンスの虚部が概ね０であることを意味する。概ね０とは、厳密に０であるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、合成インピーダンスの虚部が０に近いものを含む概念である。
【0019】
切替回路２６は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂを備えている。
スイッチ２６ａの一端は、第１のコンデンサ２２ａの他端、第１のコイル２３ａの一端及びスイッチ２６ｂの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ２６ａの他端は、第２のコイル２４ａの一端と接続されている。
スイッチ２６ｂの一端は、第１のコンデンサ２２ａの他端、第１のコイル２３ａの一端及びスイッチ２６ａの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ２６ｂの他端は、第２のコンデンサ２５ａの一端と接続されている。
切替回路２６は、第３の電気回路２４及び第４の電気回路２５のうちのいずれか一方の電気回路を第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続し、又は、第３の電気回路２４及び第４の電気回路２５のそれぞれを第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間から切り離すように動作をする。
スイッチ２６ａの一端は、第１のコンデンサ２２ａの他端、第１のコイル２３ａの一端及びスイッチ２６ｂの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ２６ａの他端は、第２のコイル２４ａの一端と接続されている。
スイッチ２６ｂの一端は、第１のコンデンサ２２ａの他端、第１のコイル２３ａの一端及びスイッチ２６ａの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ２６ｂの他端は、第２のコンデンサ２５ａの一端と接続されている。
切替回路２６は、第３の電気回路２４及び第４の電気回路２５のうちのいずれか一方の電気回路を第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続し、又は、第３の電気回路２４及び第４の電気回路２５のそれぞれを第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間から切り離すように動作をする。
【0020】
図１に示す給電装置では、電源１１ａがＣＶの電力を供給する電源である。このため、具体的には、切替回路２６は、受電装置２からＣＶの電力を負荷３に供給させる場合、スイッチ２６ｂを閉状態にして、第２のコンデンサ２５ａを第１のコンデンサ２２ａの他端と２次側コイル２１の他端との間に接続する。また、切替回路２６は、スイッチ２６ａを開状態にして、第２のコイル２４ａを第１のコンデンサ２２ａの他端と２次側コイル２１の他端との間から切り離すように動作する。
切替回路２６は、受電装置２から定電流特性の電力（以下「ＣＣの電力」という）を負荷３に供給させる場合、スイッチ２６ａ，２６ｂを開状態にして、第２のコイル２４ａ及び第２のコンデンサ２５ａのそれぞれを第１のコンデンサ２２ａの他端と２次側コイル２１の他端との間から切り離すように動作する。
切替回路２６は、受電装置２から定電流特性の電力（以下「ＣＣの電力」という）を負荷３に供給させる場合、スイッチ２６ａ，２６ｂを開状態にして、第２のコイル２４ａ及び第２のコンデンサ２５ａのそれぞれを第１のコンデンサ２２ａの他端と２次側コイル２１の他端との間から切り離すように動作する。
【0021】
整流回路２７の第１の入力端子２７ａは、第１のコイル２３ａの他端と接続されている。
整流回路２７の第２の入力端子２７ｂは、２次側コイル２１の他端、第２のコイル２４ａの他端及び第２のコンデンサ２５ａの他端のそれぞれと接続されている。
整流回路２７の第１の出力端子２７ｃ及び第２の出力端子２７ｄのそれぞれは、負荷３と接続されている。
整流回路２７は、第１の入力端子２７ａと第２の入力端子２７ｂとから与えられた交流の電力を整流し、整流後の電力を負荷３に供給する。
整流回路２７の第２の入力端子２７ｂは、２次側コイル２１の他端、第２のコイル２４ａの他端及び第２のコンデンサ２５ａの他端のそれぞれと接続されている。
整流回路２７の第１の出力端子２７ｃ及び第２の出力端子２７ｄのそれぞれは、負荷３と接続されている。
整流回路２７は、第１の入力端子２７ａと第２の入力端子２７ｂとから与えられた交流の電力を整流し、整流後の電力を負荷３に供給する。
【0022】
図２は、実施の形態１に係る給電装置（その２）を示す構成図である。
図２に示す給電装置は、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
電源１１ｂは、ＣＣの電力を供給する電源である。
図２に示す給電装置では、電源１１ｂが、ＣＣの電力を供給する電源であるのに対し、図１に示す給電装置では、電源１１ａが、ＣＶの電力を供給する電源である点でのみ相違している。
つまり、図１に示す給電装置の受電装置２と、図２に示す給電装置の受電装置２とは、同一構成である。
図２に示す給電装置は、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
電源１１ｂは、ＣＣの電力を供給する電源である。
図２に示す給電装置では、電源１１ｂが、ＣＣの電力を供給する電源であるのに対し、図１に示す給電装置では、電源１１ａが、ＣＶの電力を供給する電源である点でのみ相違している。
つまり、図１に示す給電装置の受電装置２と、図２に示す給電装置の受電装置２とは、同一構成である。
【0023】
次に、図１に示す給電装置の動作について説明する。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが開状態に制御され、スイッチ２６ｂが閉状態に制御される。
図３は、スイッチ２６ａが開状態で、スイッチ２６ｂが閉状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
送電装置１の電源１１ａからＣＶの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図３に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
図３において、Ｌｍは、以下の式（１）に示すように、１次側コイル１３と２次側コイル２１との相互インダクタンスである。図３では、整流回路２７の記載が省略されている。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが開状態に制御され、スイッチ２６ｂが閉状態に制御される。
図３は、スイッチ２６ａが開状態で、スイッチ２６ｂが閉状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。
送電装置１の電源１１ａからＣＶの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図３に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
図３において、Ｌｍは、以下の式（１）に示すように、１次側コイル１３と２次側コイル２１との相互インダクタンスである。図３では、整流回路２７の記載が省略されている。
【0024】
【0025】
コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振している状態では、送電装置１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とを無視することができるため、図３は、図４のように表すことができる。
図４は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図４では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図３及び図４に示すように、ジャイレータ３１が形成される。ジャイレータ３１は、インピーダンスを反転させる回路である。
ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（２）のように表される。
図４は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図４では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図３及び図４に示すように、ジャイレータ３１が形成される。ジャイレータ３１は、インピーダンスを反転させる回路である。
ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（２）のように表される。
【0026】
ＶＬｍは、ジャイレータ３１の出力電圧、ＩＬｍは、ジャイレータ３１から出力される電流である。
【0027】
電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＣの電力になる。
ジャイレータ３１から出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３２に印加される。
ジャイレータ３２の伝達関数は、以下の式（３）のように表される。
ジャイレータ３１から出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３２に印加される。
ジャイレータ３２の伝達関数は、以下の式（３）のように表される。
【0028】
【0029】
以下の式（５）が成立する条件の下では、式（３）は、以下の式（６）のように表すことができる。したがって、ジャイレータ３２は、インピーダンスを反転させる回路とみなすことができる。
【0030】
【0031】
ジャイレータ３１から出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３２を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、ジャイレータ３１から出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換され、ジャイレータ３２から整流回路２７に出力された電力は、ＣＶの電力になる。
整流回路２７は、ジャイレータ３２から出力されたＣＶの電力を整流し、整流後のＣＶの電力を負荷３に供給する。
整流回路２７は、ジャイレータ３２から出力されたＣＶの電力を整流し、整流後のＣＶの電力を負荷３に供給する。
【0032】
次に、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
図５は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図５では、整流回路２７の記載が省略されている。
送電装置１の電源１１ａからＣＶの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図５に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じ、送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが、図５に示すように、直列共振する。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
図５は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図５では、整流回路２７の記載が省略されている。
送電装置１の電源１１ａからＣＶの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図５に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じ、送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが、図５に示すように、直列共振する。
【0033】
コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振している状態では、送電装置１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とを無視することができる。また、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振している状態では、受電装置２において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとを無視することができる。このため、図５は、図６のように表すことができる。
図６は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、かつ、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図６では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図５及び図６に示すように、ジャイレータ３１が形成される。ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（７）のように表される。
図６は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、かつ、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図６では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図５及び図６に示すように、ジャイレータ３１が形成される。ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（７）のように表される。
【0034】
【0035】
電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＣの電力になる。
ジャイレータ３１から出力されたＣＣの電力は、整流回路２７に印加される。
整流回路２７は、ジャイレータ３２から出力されたＣＣの電力を整流し、整流後のＣＣの電力を負荷３に供給する。
ジャイレータ３１から出力されたＣＣの電力は、整流回路２７に印加される。
整流回路２７は、ジャイレータ３２から出力されたＣＣの電力を整流し、整流後のＣＣの電力を負荷３に供給する。
【0036】
次に、図２に示す給電装置の動作について説明する。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
図７は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図７では、整流回路２７の記載が省略されている。
送電装置１の電源１１ｂからＣＣの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図７に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じ、送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが、図７に示すように、直列共振する。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
図７は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図７では、整流回路２７の記載が省略されている。
送電装置１の電源１１ｂからＣＣの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図７に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じ、送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが、図７に示すように、直列共振する。
【0037】
コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振している状態では、送電装置１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とを無視することができる。また、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振している状態では、受電装置２において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとを無視することができる。このため、図７は、図８のように表すことができる。
図８は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、かつ、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図８では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図７及び図８に示すように、ジャイレータ３１が形成される。ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（８）のように表される。
図８は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、かつ、２次側コイル２１と第１のコンデンサ２２ａと第１のコイル２３ａとが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図８では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図７及び図８に示すように、ジャイレータ３１が形成される。ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（８）のように表される。
【0038】
【0039】
電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＶの電力になる。
ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、整流回路２７に印加される。
整流回路２７は、ジャイレータ３２から出力されたＣＶの電力を整流し、整流後のＣＶの電力を負荷３に供給する。
ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、整流回路２７に印加される。
整流回路２７は、ジャイレータ３２から出力されたＣＶの電力を整流し、整流後のＣＶの電力を負荷３に供給する。
【0040】
次に、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが閉状態に制御され、スイッチ２６ｂが開状態に制御される。
図９は、スイッチ２６ａが閉状態で、スイッチ２６ｂが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図９では、整流回路２７の記載が省略されている。
送電装置１の電源１１ａからＣＣの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図９に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが閉状態に制御され、スイッチ２６ｂが開状態に制御される。
図９は、スイッチ２６ａが閉状態で、スイッチ２６ｂが開状態であるときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図９では、整流回路２７の記載が省略されている。
送電装置１の電源１１ａからＣＣの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが、図９に示すように、直列共振する。
このとき、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
【0041】
コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振している状態では、送電装置１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とを無視することができるため、図９は、図１０のように表すことができる。
図１０は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図１０では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図９及び図１０に示すように、ジャイレータ３１が形成される。
ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（９）のように表される。
図１０は、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振しているときに、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導を生じている状態を示す説明図である。図１０では、整流回路２７の記載が省略されている。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図９及び図１０に示すように、ジャイレータ３１が形成される。
ジャイレータ３１の伝達関数は、以下の式（９）のように表される。
【0042】
【0043】
電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＶの電力になる。
ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３３に印加される。
ジャイレータ３３の伝達関数は、以下の式（１０）のように表される。
ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３３に印加される。
ジャイレータ３３の伝達関数は、以下の式（１０）のように表される。
【0044】
【0045】
以下の式（１２）が成立する条件の下では、式（１０）は、以下の式（１３）のように表すことができる。したがって、ジャイレータ３３は、インピーダンスを反転させる回路とみなすことができる。
【0046】
【0047】
ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３３を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換され、ジャイレータ３３から整流回路２７に出力された電力は、ＣＣの電力になる。
整流回路２７は、ジャイレータ３３から出力されたＣＣの電力を整流し、整流後のＣＣの電力を負荷３に供給する。
整流回路２７は、ジャイレータ３３から出力されたＣＣの電力を整流し、整流後のＣＣの電力を負荷３に供給する。
【0048】
図１１は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂにおけるそれぞれの開閉状態と、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性（ＣＶ、又は、ＣＣ）との関係を示す説明図である。
図１１において、ＯＮは、スイッチが閉状態であることを示し、ＯＦＦは、スイッチが開状態であることを示している。
図１１より、送電装置１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａを有する場合、スイッチ２６ａがＯＦＦで、スイッチ２６ｂがＯＮであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＶであることがわかる。
また、送電装置１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａを有する場合、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれがＯＦＦであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＣであることがわかる。
送電装置１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する場合、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれがＯＦＦであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＶであることがわかる。
また、送電装置１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する場合、スイッチ２６ａがＯＮで、スイッチ２６ｂがＯＦＦであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＣであることがわかる。
図１１において、ＯＮは、スイッチが閉状態であることを示し、ＯＦＦは、スイッチが開状態であることを示している。
図１１より、送電装置１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａを有する場合、スイッチ２６ａがＯＦＦで、スイッチ２６ｂがＯＮであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＶであることがわかる。
また、送電装置１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａを有する場合、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれがＯＦＦであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＣであることがわかる。
送電装置１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する場合、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれがＯＦＦであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＶであることがわかる。
また、送電装置１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する場合、スイッチ２６ａがＯＮで、スイッチ２６ｂがＯＦＦであれば、受電装置２から負荷３に出力される電力の特性は、ＣＣであることがわかる。
【0049】
以上の実施の形態１では、電源１１ａ（または電源１１ｂ）から出力された電力が供給される１次側コイル１３との間で電磁誘導が生じる２次側コイル２１と、２次側コイル２１の一端と一端が接続されている第１の電気回路２２と、第１の電気回路２２の他端と一端が接続されている第２の電気回路２３と、第３の電気回路２４と、第４の電気回路２５とを備えるように、受電装置２を構成した。また、受電装置２は、第３の電気回路２４及び第４の電気回路２５のうちのいずれか一方の電気回路を第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続し、又は、第３の電気回路２４及び第４の電気回路２５のそれぞれを第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間から切り離す切替回路２６を備えている。受電装置２は、電力の送信周波数において、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第２の電気回路２３とが共振し、第４の電気回路２５が第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続されているとき、第２の電気回路２３と第４の電気回路２５とが共振し、第３の電気回路２４が第１の電気回路２２の他端と２次側コイル２１の他端との間に接続されているとき、２次側コイル２１と第１の電気回路２２と第３の電気回路２４とが共振するものである。したがって、受電装置２は、送電装置１が有する電源が、定電圧特性の電力を供給する電源１１ａであるのか、定電流特性の電力を供給する電源１１ｂであるのかにかかわらず、外部の負荷に供給する電力として、定電圧特性の電力、又は、定電流特性の電力のいずれかを選択的に出力することができる。
【0050】
図１に示す給電装置は、１つのジャイレータ３１、又は、２つのジャイレータ３１，３２を備えている。
また、図２に示す給電装置は、１つのジャイレータ３１、又は、２つのジャイレータ３１，３３を備えている。
しかしながら、給電装置が備えるジャイレータの個数は、１つ、又は、２つに限るものではない。
送電装置１が有する電源が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａである場合、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数であれば、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＣの電力となり、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数であれば、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＶの電力となる。
したがって、送電装置１が有する電源が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａである場合、給電装置は、例えば、図１２のように構成されていてもよい。
また、図２に示す給電装置は、１つのジャイレータ３１、又は、２つのジャイレータ３１，３３を備えている。
しかしながら、給電装置が備えるジャイレータの個数は、１つ、又は、２つに限るものではない。
送電装置１が有する電源が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａである場合、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数であれば、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＣの電力となり、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数であれば、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＶの電力となる。
したがって、送電装置１が有する電源が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａである場合、給電装置は、例えば、図１２のように構成されていてもよい。
【0051】
図１２は、実施の形態１に係る他の給電装置（その１）を示す構成図である。
図１２において、スイッチ２６ａ，２６ａ’が開状態で、スイッチ２６ｂ，２６ｂ’が閉状態であれば、図１３に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である３つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＣの電力となる。
また、スイッチ２６ａが開状態、スイッチ２６ｂが閉状態、スイッチ２６ａ’２６ｂ’が開状態であれば、図１４に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である２つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＶの電力となる。
図１３は、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である状態を示す説明図であり、図１４は、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である状態を示す説明図である。
図１２において、スイッチ２６ａ，２６ａ’が開状態で、スイッチ２６ｂ，２６ｂ’が閉状態であれば、図１３に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である３つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＣの電力となる。
また、スイッチ２６ａが開状態、スイッチ２６ｂが閉状態、スイッチ２６ａ’２６ｂ’が開状態であれば、図１４に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である２つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＶの電力となる。
図１３は、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である状態を示す説明図であり、図１４は、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である状態を示す説明図である。
【0052】
送電装置１が有する電源が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂである場合、給電装置は、例えば、図１５のように構成されていてもよい。
図１５は、実施の形態１に係る他の給電装置（その２）を示す構成図である。
図１５において、スイッチ２６ａ，２６ａ’が閉状態で、スイッチ２６ｂ，２６ｂ’が開状態であれば、図１６に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である３つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＶの電力となる。
また、スイッチ２６ａが閉状態、スイッチ２６ｂが開状態で、スイッチ２６ａ’２６ｂ’が開状態であれば、図１７に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である２つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＣの電力となる。
図１６は、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である状態を示す説明図であり、図１７は、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である状態を示す説明図である。
図１５は、実施の形態１に係る他の給電装置（その２）を示す構成図である。
図１５において、スイッチ２６ａ，２６ａ’が閉状態で、スイッチ２６ｂ，２６ｂ’が開状態であれば、図１６に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である３つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＶの電力となる。
また、スイッチ２６ａが閉状態、スイッチ２６ｂが開状態で、スイッチ２６ａ’２６ｂ’が開状態であれば、図１７に示すように、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である２つとなるため、受電装置２から負荷３に出力される電力がＣＣの電力となる。
図１６は、給電装置が備えるジャイレータの個数が奇数である状態を示す説明図であり、図１７は、給電装置が備えるジャイレータの個数が偶数である状態を示す説明図である。
【0053】
実施の形態２．
実施の形態２では、第１の電気回路４１が、第１の複素インピーダンスＺ１の可変が可能な回路であり、第２の電気回路４２が、第２の複素インピーダンスＺ２の可変が可能な回路である受電装置２について説明する。
実施の形態２では、第１の電気回路４１が、第１の複素インピーダンスＺ１の可変が可能な回路であり、第２の電気回路４２が、第２の複素インピーダンスＺ２の可変が可能な回路である受電装置２について説明する。
【0054】
図１８は、実施の形態２に係る給電装置（その１）を示す構成図である。図１８において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図１８に示す給電装置は、ＣＶの電力を供給する電源１１ａを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
図１８に示す給電装置は、ＣＶの電力を供給する電源１１ａを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
【0055】
第１の電気回路４１は、第１の複素インピーダンスＺ１を有する回路であって、第１の複素インピーダンスＺ１の可変が可能な回路である。
第１の電気回路４１は、スイッチ４１ａ、第１のコンデンサ４１ｂ、スイッチ４１ｃ、コイル４１ｄ及び第１のコンデンサ４１ｅを備えている。
スイッチ４１ａ及びスイッチ４１ｃにおけるそれぞれの開閉状態が変化することで、第１の複素インピーダンスＺ１が変化する。
スイッチ４１ａの一端は、２次側コイル２１の一端及びスイッチ４１ｃの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ４１ａの他端は、第１のコンデンサ４１ｂの一端と接続されている。
第１のコンデンサ４１ｂの一端は、スイッチ４１ａの他端と接続されている。
第１のコンデンサ４１ｂの他端は、スイッチ４２ａの一端、スイッチ４２ｃの一端、スイッチ２６ａの一端、スイッチ２６ｂの一端及び第１のコンデンサ４１ｅの他端のそれぞれと接続されている。
第１のコンデンサ４１ｂのキャパシタンスは、Ｃ１１である。
第１の電気回路４１は、スイッチ４１ａ、第１のコンデンサ４１ｂ、スイッチ４１ｃ、コイル４１ｄ及び第１のコンデンサ４１ｅを備えている。
スイッチ４１ａ及びスイッチ４１ｃにおけるそれぞれの開閉状態が変化することで、第１の複素インピーダンスＺ１が変化する。
スイッチ４１ａの一端は、２次側コイル２１の一端及びスイッチ４１ｃの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ４１ａの他端は、第１のコンデンサ４１ｂの一端と接続されている。
第１のコンデンサ４１ｂの一端は、スイッチ４１ａの他端と接続されている。
第１のコンデンサ４１ｂの他端は、スイッチ４２ａの一端、スイッチ４２ｃの一端、スイッチ２６ａの一端、スイッチ２６ｂの一端及び第１のコンデンサ４１ｅの他端のそれぞれと接続されている。
第１のコンデンサ４１ｂのキャパシタンスは、Ｃ１１である。
【0056】
スイッチ４１ｃの一端は、２次側コイル２１の一端及びスイッチ４１ａの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ４１ｃの他端は、コイル４１ｄの一端と接続されている。
コイル４１ｄの一端は、スイッチ４１ｃの他端と接続されている。
コイル４１ｄの他端は、第１のコンデンサ４１ｅの一端と接続されている。
コイル４１ｄのインダクタンスは、Ｌ１１である。
第１のコンデンサ４１ｅの一端は、コイル４１ｄの他端と接続されている。
第１のコンデンサ４１ｅの他端は、スイッチ４２ａの一端、スイッチ４２ｃの一端、スイッチ２６ａの一端、スイッチ２６ｂの一端及び第１のコンデンサ４１ｂの他端のそれぞれと接続されている。
第１のコンデンサ４１ｅのキャパシタンスは、Ｃ１２である。
スイッチ４１ｃの他端は、コイル４１ｄの一端と接続されている。
コイル４１ｄの一端は、スイッチ４１ｃの他端と接続されている。
コイル４１ｄの他端は、第１のコンデンサ４１ｅの一端と接続されている。
コイル４１ｄのインダクタンスは、Ｌ１１である。
第１のコンデンサ４１ｅの一端は、コイル４１ｄの他端と接続されている。
第１のコンデンサ４１ｅの他端は、スイッチ４２ａの一端、スイッチ４２ｃの一端、スイッチ２６ａの一端、スイッチ２６ｂの一端及び第１のコンデンサ４１ｂの他端のそれぞれと接続されている。
第１のコンデンサ４１ｅのキャパシタンスは、Ｃ１２である。
【0057】
第２の電気回路４２は、第２の複素インピーダンスＺ２を有する回路であって、第２の複素インピーダンスＺ２の可変が可能な回路である。
第２の電気回路４２は、スイッチ４２ａ、第１のコイル４２ｂ、スイッチ４２ｃ、第１のコイル４２ｄ及びコンデンサ４２ｅを備えている。
スイッチ４２ａ及びスイッチ４２ｃにおけるそれぞれの開閉状態が変化することで、第２の複素インピーダンスＺ２が変化する。
スイッチ４２ａの一端は、第１のコンデンサ４１ｂの他端、第１のコンデンサ４１ｅの他端、スイッチ２６ａの一端、スイッチ２６ｂの一端及びスイッチ４２ｃの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ４２ａの他端は、第１のコイル４２ｂの一端と接続されている。
第１のコイル４２ｂの一端は、スイッチ４２ａの他端と接続されている。
第１のコイル４２ｂの他端は、整流回路２７の第１の入力端子２７ａ及びコンデンサ４２ｅの他端のそれぞれと接続されている。
第１のコイル４２ｂのインダクタンスは、Ｌ１２である。
第２の電気回路４２は、スイッチ４２ａ、第１のコイル４２ｂ、スイッチ４２ｃ、第１のコイル４２ｄ及びコンデンサ４２ｅを備えている。
スイッチ４２ａ及びスイッチ４２ｃにおけるそれぞれの開閉状態が変化することで、第２の複素インピーダンスＺ２が変化する。
スイッチ４２ａの一端は、第１のコンデンサ４１ｂの他端、第１のコンデンサ４１ｅの他端、スイッチ２６ａの一端、スイッチ２６ｂの一端及びスイッチ４２ｃの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ４２ａの他端は、第１のコイル４２ｂの一端と接続されている。
第１のコイル４２ｂの一端は、スイッチ４２ａの他端と接続されている。
第１のコイル４２ｂの他端は、整流回路２７の第１の入力端子２７ａ及びコンデンサ４２ｅの他端のそれぞれと接続されている。
第１のコイル４２ｂのインダクタンスは、Ｌ１２である。
【0058】
スイッチ４２ｃの一端は、第１のコンデンサ４１ｂの他端、第１のコンデンサ４１ｅの他端、スイッチ２６ａの一端、スイッチ２６ｂの一端及びスイッチ４２ａの一端のそれぞれと接続されている。
スイッチ４２ｃの他端は、第１のコイル４２ｄの一端と接続されている。
第１のコイル４２ｄの一端は、スイッチ４２ｃの他端と接続されている。
第１のコイル４２ｄの他端は、コンデンサ４２ｅの一端と接続されている。
第１のコイル４２ｄのインダクタンスは、Ｌ１３である。
コンデンサ４２ｅの一端は、第１のコイル４２ｄの他端と接続されている。
コンデンサ４２ｅの他端は、整流回路２７の第１の入力端子２７ａ及び第１のコイル４２ｂの他端のそれぞれと接続されている。
コンデンサ４２ｅのキャパシタンスは、Ｃ１３である。
スイッチ４２ｃの他端は、第１のコイル４２ｄの一端と接続されている。
第１のコイル４２ｄの一端は、スイッチ４２ｃの他端と接続されている。
第１のコイル４２ｄの他端は、コンデンサ４２ｅの一端と接続されている。
第１のコイル４２ｄのインダクタンスは、Ｌ１３である。
コンデンサ４２ｅの一端は、第１のコイル４２ｄの他端と接続されている。
コンデンサ４２ｅの他端は、整流回路２７の第１の入力端子２７ａ及び第１のコイル４２ｂの他端のそれぞれと接続されている。
コンデンサ４２ｅのキャパシタンスは、Ｃ１３である。
【0059】
図１９は、実施の形態２に係る給電装置（その２）を示す構成図である。
図１９に示す給電装置は、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
図１９に示す給電装置では、電源１１ｂが、ＣＣの電力を供給する電源であるのに対し、図１８に示す給電装置では、電源１１ａが、ＣＶの電力を供給する電源である点でのみ相違している。
つまり、図１８に示す給電装置の受電装置２と、図１９に示す給電装置の受電装置２とは、同一構成である。
図１９に示す給電装置は、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂを有する送電装置１及び受電装置２を備えている。
図１９に示す給電装置では、電源１１ｂが、ＣＣの電力を供給する電源であるのに対し、図１８に示す給電装置では、電源１１ａが、ＣＶの電力を供給する電源である点でのみ相違している。
つまり、図１８に示す給電装置の受電装置２と、図１９に示す給電装置の受電装置２とは、同一構成である。
【0060】
次に、図１８に示す給電装置の動作について説明する。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが開状態に制御され、スイッチ２６ｂが閉状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ａ，４２ｃが開状態に制御され、スイッチ４１ｃ，４２ａが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１８に示す給電装置は、図２０のように表される。
図２０は、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが開状態に制御され、スイッチ２６ｂが閉状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ａ，４２ｃが開状態に制御され、スイッチ４１ｃ，４２ａが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１８に示す給電装置は、図２０のように表される。
図２０は、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【0061】
送電装置１の電源１１ａからＣＶの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１８に示す給電装置には、図１に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＣの電力になる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１８に示す給電装置には、図１に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＣの電力になる。
【0062】
送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１とコイル４１ｄと第１のコンデンサ４１ｅと第１のコイル４２ｂとが共振し、第１のコイル４２ｂと第２のコンデンサ２５ａとが共振する。
２次側コイル２１とコイル４１ｄと第１のコンデンサ４１ｅと第１のコイル４２ｂと第２のコンデンサ２５ａとが共振することによって、ジャイレータ３２が形成される。
ジャイレータ３２の伝達関数は、以下の式（１４）のように表される。
２次側コイル２１とコイル４１ｄと第１のコンデンサ４１ｅと第１のコイル４２ｂと第２のコンデンサ２５ａとが共振することによって、ジャイレータ３２が形成される。
ジャイレータ３２の伝達関数は、以下の式（１４）のように表される。
【0063】
【0064】
以下の式（１６）が成立する条件の下では、式（１４）は、以下の式（１７）のように表すことができる。したがって、ジャイレータ３４は、インピーダンスを反転させる回路とみなすことができる。
【0065】
【0066】
ジャイレータ３１から出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３２を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、ジャイレータ３２から出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換され、ジャイレータ３２から整流回路２７に出力された電力は、ＣＶの電力になる。
【0067】
次に、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ｃ，４２ｃが開状態に制御され、スイッチ４１ａ，４２ａが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１８に示す給電装置は、図２１のように表される。
図２１は、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ｃ，４２ｃが開状態に制御され、スイッチ４１ａ，４２ａが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１８に示す給電装置は、図２１のように表される。
図２１は、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【0068】
送電装置１の電源１１ａからＣＶの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１８に示す給電装置には、図１に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＣの電力になる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１８に示す給電装置には、図１に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ａから出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＣの電力になる。
【0069】
このとき、送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとが直列共振する。
２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとが直列共振する状態では、受電装置２において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとを無視することができる。その結果、ジャイレータ３１から整流回路２７に出力された電力は、ＣＣの電力になる。
２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとが直列共振する状態では、受電装置２において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとを無視することができる。その結果、ジャイレータ３１から整流回路２７に出力された電力は、ＣＣの電力になる。
【0070】
次に、図１９に示す給電装置の動作について説明する。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ｃ，４２ｃが開状態に制御され、スイッチ４１ａ，４２ａが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１９に示す給電装置は、図２２のように表される。
図２２は、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
最初に、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＶの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ｃ，４２ｃが開状態に制御され、スイッチ４１ａ，４２ａが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１９に示す給電装置は、図２２のように表される。
図２２は、ＣＶの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【0071】
送電装置１の電源１１ｂからＣＣの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１９に示す給電装置には、図２に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＶの電力になる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１９に示す給電装置には、図２に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＶの電力になる。
【0072】
このとき、送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとが直列共振する。
２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとが直列共振する状態では、受電装置２において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとを無視することができる。その結果、ジャイレータ３１から整流回路２７に出力された電力は、ＣＶの電力になる。
２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとが直列共振する状態では、受電装置２において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｂとを無視することができる。その結果、ジャイレータ３１から整流回路２７に出力された電力は、ＣＶの電力になる。
【0073】
次に、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の動作について説明する。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが閉状態に制御され、スイッチ２６ｂが開状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ｃ，４２ａが開状態に制御され、スイッチ４１ａ，４２ｃが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１９に示す給電装置は、図２３のように表される。
図２３は、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
ＣＣの電力が負荷３に供給される場合、図示せぬ制御回路によって、スイッチ２６ａが閉状態に制御され、スイッチ２６ｂが開状態に制御される。
また、図示せぬ制御回路によって、スイッチ４１ｃ，４２ａが開状態に制御され、スイッチ４１ａ，４２ｃが閉状態に制御される。
制御回路によって、このように制御される場合、図１９に示す給電装置は、図２３のように表される。
図２３は、ＣＣの電力が負荷３に供給される場合の給電装置を示す説明図である。
【0074】
送電装置１の電源１１ｂからＣＣの電力が出力されると、電力の送電周波数ｆ１において、コンデンサ１２と１次側コイル１３とが直列共振し、１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１９に示す給電装置には、図２に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＶの電力になる。
１次側コイル１３と２次側コイル２１との間で電磁誘導が生じることで、図１９に示す給電装置には、図２に示す給電装置と同様に、ジャイレータ３１が形成される。
電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ジャイレータ３１を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、電源１１ｂから出力されたＣＣの電力は、ＣＶの電力に変換される。したがって、ジャイレータ３１から出力された電力は、ＣＶの電力になる。
【0075】
送電周波数ｆ１において、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第１のコイル４２ｄとコンデンサ４２ｅとが共振し、２次側コイル２１と第１のコンデンサ４１ｂと第２のコイル２４ａとが共振する。
２次側コイル２１とコイル４１ｄと第１のコイル４２ｄとコンデンサ４２ｅと第２のコイル２４ａとが共振することによって、ジャイレータ３３が形成される。
ジャイレータ３３の伝達関数は、以下の式（１８）のように表される。
２次側コイル２１とコイル４１ｄと第１のコイル４２ｄとコンデンサ４２ｅと第２のコイル２４ａとが共振することによって、ジャイレータ３３が形成される。
ジャイレータ３３の伝達関数は、以下の式（１８）のように表される。
【0076】
【0077】
以下の式（２０）が成立する条件の下では、式（１８）は、以下の式（２１）のように表すことができる。したがって、ジャイレータ３３は、インピーダンスを反転させる回路とみなすことができる。
【0078】
【0079】
ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、ジャイレータ３３を通過することで、インピーダンスが反転される。その結果、ジャイレータ３１から出力されたＣＶの電力は、ＣＣの電力に変換され、ジャイレータ３３から整流回路２７に出力された電力は、ＣＣの電力になる。
【0080】
以上の実施の形態２では、第１の電気回路４１が、第１の複素インピーダンスを有する回路であって、第１の複素インピーダンスの可変が可能な回路であり、第２の電気回路４２が、第２の複素インピーダンスを有する回路であって、第２の複素インピーダンスの可変が可能な回路であるように、図１８及び図１９のそれぞれに示す受電装置２を構成した。したがって、図１８及び図１９のそれぞれに示す受電装置２は、図１及び図２のそれぞれに示す受電装置２と同様に、送電装置１が有する電源が、定電圧特性の電力を供給する電源１１ａであるのか、定電流特性の電力を供給する電源１１ｂであるのかにかかわらず、外部の負荷３に供給する電力として、定電圧特性の電力、又は、定電流特性の電力のいずれかを選択的に出力することができる。また、図１８及び図１９のそれぞれに示す受電装置２は、図１及び図２のそれぞれに示す受電装置２よりも、共振精度を高めることができる。
【0081】
実施の形態３．
実施の形態３では、電圧監視回路５１及び制御回路５２を備える給電装置について説明する。
実施の形態３では、電圧監視回路５１及び制御回路５２を備える給電装置について説明する。
【0082】
図２４は、実施の形態３に係る給電装置を示す構成図である。図２４において、図１、図２、図１８及び図１９と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図２４に示す給電装置では、負荷３がバッテリー５０である。
電源１１は、ＣＶの電力を供給する電源１１ａ、又は、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂである。
図２４に示す給電装置では、負荷３がバッテリー５０である。
電源１１は、ＣＶの電力を供給する電源１１ａ、又は、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂである。
【0083】
電圧監視回路５１は、整流回路２７からバッテリー５０に印加されている電圧を監視し、電圧の監視結果を制御回路５２に出力する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧に基づいて、切替回路２６を制御する。
具体的には、制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧が閾値未満であれば、受電装置２からＣＣの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧が閾値以上であれば、受電装置２からＣＶの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧に基づいて、切替回路２６を制御する。
具体的には、制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧が閾値未満であれば、受電装置２からＣＣの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧が閾値以上であれば、受電装置２からＣＶの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
【0084】
図２４に示す給電装置では、電圧監視回路５１及び制御回路５２が、図１に示す給電装置図、又は、図２に示す給電装置に適用されている例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、電圧監視回路５１及び制御回路５２が、例えば、図１８に示す給電装置図、又は、図１９に示す給電装置に適用されているものであってもよい。
【0085】
次に、図２４に示す給電装置の動作について説明する。
図２５は、制御回路５２による電力特性の制御例を示す説明図である。
図２５において、横軸は時刻、縦軸は、整流回路２７からバッテリー５０に印加されている電圧である。Ｔｈは、閾値である。
受電装置２から整流回路２７に出力される電力がＣＣの電力である場合、バッテリー５０の急速充電が可能である。しかしながら、バッテリー５０の充電量が１００％に近い状態のときに、ＣＣの電力でバッテリー５０が充電される場合、バッテリー５０の過充電を招くおそれがある。
受電装置２から整流回路２７に出力される電力がＣＶの電力である場合、ＣＣの電力である場合よりも、バッテリー５０に対する充電速度が遅くなる。したがって、ＣＶの電力でバッテリー５０が充電される場合、ＣＣの電力でバッテリー５０が充電される場合よりも、バッテリー５０の過充電を招く可能性が低減される。
図２５は、制御回路５２による電力特性の制御例を示す説明図である。
図２５において、横軸は時刻、縦軸は、整流回路２７からバッテリー５０に印加されている電圧である。Ｔｈは、閾値である。
受電装置２から整流回路２７に出力される電力がＣＣの電力である場合、バッテリー５０の急速充電が可能である。しかしながら、バッテリー５０の充電量が１００％に近い状態のときに、ＣＣの電力でバッテリー５０が充電される場合、バッテリー５０の過充電を招くおそれがある。
受電装置２から整流回路２７に出力される電力がＣＶの電力である場合、ＣＣの電力である場合よりも、バッテリー５０に対する充電速度が遅くなる。したがって、ＣＶの電力でバッテリー５０が充電される場合、ＣＣの電力でバッテリー５０が充電される場合よりも、バッテリー５０の過充電を招く可能性が低減される。
【0086】
電圧監視回路５１は、整流回路２７からバッテリー５０に印加されている電圧Ｖを監視し、電圧Ｖの監視結果を制御回路５２に出力する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１から、電圧Ｖの監視結果を取得する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧Ｐに基づいて、切替回路２６を制御する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１から、電圧Ｖの監視結果を取得する。
制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧Ｐに基づいて、切替回路２６を制御する。
【0087】
具体的には、制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧Ｐが閾値Ｔｈ未満であれば、受電装置２からＣＣの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
図２５の例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１に至る直前まで、制御回路５２は、受電装置２からＣＣの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
電源１１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａであれば、制御回路５２は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
電源１１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂであれば、制御回路５２は、スイッチ２６ａが閉状態で、スイッチ２６ｂが開状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
図２５の例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１に至る直前まで、制御回路５２は、受電装置２からＣＣの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
電源１１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａであれば、制御回路５２は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
電源１１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂであれば、制御回路５２は、スイッチ２６ａが閉状態で、スイッチ２６ｂが開状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
【0088】
制御回路５２は、電圧監視回路５１により監視された電圧Ｐが閾値Ｔｈ以上であれば、受電装置２からＣＶの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
図２５の例では、時刻ｔ１以降、制御回路５２は、受電装置２からＣＶの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
電源１１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａであれば、制御回路５２は、制御回路５２は、スイッチ２６ａが開状態で、スイッチ２６ｂが閉状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
電源１１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂであれば、制御回路５２は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
図２５の例では、時刻ｔ１以降、制御回路５２は、受電装置２からＣＶの電力が整流回路２７に出力されるように、切替回路２６を制御する。
電源１１が、ＣＶの電力を供給する電源１１ａであれば、制御回路５２は、制御回路５２は、スイッチ２６ａが開状態で、スイッチ２６ｂが閉状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
電源１１が、ＣＣの電力を供給する電源１１ｂであれば、制御回路５２は、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれが開状態になるように、スイッチ２６ａ及びスイッチ２６ｂのそれぞれを制御する。
【0089】
図２４に示す給電装置では、負荷３がバッテリー５０である。しかし、これは一例に過ぎず、例えば、負荷３がモータであってもよいし、負荷３が空調機器であってもよい。
制御回路５２は、負荷３の用途に応じて、受電装置２から整流回路２７に出力される電力の特性を切り替えることができる。
制御回路５２は、負荷３の用途に応じて、受電装置２から整流回路２７に出力される電力の特性を切り替えることができる。
【0090】
以上の実施の形態３では、整流回路２７から負荷３に印加されている電圧を監視する電圧監視回路５１と、電圧監視回路５１により監視された電圧に基づいて、切替回路２６を制御する制御回路５２と備えるように、給電装置を構成した。したがって、給電装置は、送電装置１が有する電源が、定電圧特性の電力を供給する電源１１ａであるのか、定電流特性の電力を供給する電源１１ｂであるのかにかかわらず、外部の負荷３に供給する電力として、定電圧特性の電力、又は、定電流特性の電力のいずれかを選択的に出力することができる。また、給電装置は、負荷３の用途に応じて、受電装置２から整流回路２７に出力される電力の特性を切り替えることができる。
【0091】
図２４に示す給電装置は、電圧監視回路５１及び制御回路５２の双方を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、当該給電装置は、電圧監視回路５１を備えずに、制御回路５２を備えるものであってもよい。この場合、制御回路５２は、例えば、外部からの制御信号に従って切替回路２６を制御する態様が想定される。制御信号は、例えば、定電圧特性の電力の出力を指示する信号、又は、定電流特性の電力の出力を指示する信号である。
【0092】
なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0093】
本開示は、受電装置及び給電装置に適している。
【符号の説明】
【0094】
１ 送電装置、２ 受電装置、３ 負荷、１１，１１ａ，１１ｂ 電源、１２ コイル、１３ １次側コイル、２１ ２次側コイル、２２ 第１の電気回路、２２ａ 第１のコンデンサ、２３ 第２の電気回路、２３ａ 第１のコイル、２４ 第３の電気回路、２４ａ 第２のコイル、２５ 第４の電気回路、２５ａ 第２のコンデンサ、２６ 切替回路、２６ａ，２６ａ’ スイッチ、２６ｂ，２６ｂ’ スイッチ、２７ 整流回路、２７ａ 第１の入力端子、２７ｂ 第２の入力端子、２７ｃ 第１の出力端子、２７ｄ 第２の出力端子、３１，３２，３３ ジャイレータ、４１ 第１の電気回路、４１ａ スイッチ、４１ｂ 第１のコンデンサ、４１ｃ スイッチ、４１ｄ コイル、４１ｅ 第１のコンデンサ、４２ 第２の電気回路、４２ａ スイッチ、４２ｂ 第１のコイル、４２ｃ スイッチ、４２ｄ 第１のコイル、４２ｅ コンデンサ、５０ バッテリー、５１ 電圧監視回路、５２ 制御回路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】