(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、送電コイル及びキャパシタを含み、前記交流電源から出力された電力を受電装置へ送電する送電共振部とを含む送電装置から無線で伝送される電力を、負荷回路へ供給可能な無線電力受電装置であって、
受電コイル及びキャパシタを含む受電共振部と、
前記送電装置から見た自装置のインピーダンスを変化可能であって、前記受電共振部からの電力を前記負荷回路へ供給するインピーダンス変換部と、
前記負荷回路に供給される電力に対応した電力情報を検出する検出部と、
前記インピーダンス変換部を制御し、自装置のインピーダンスを第１インピーダンスに設定した時に前記検出部により検出される第１電力情報と、自装置のインピーダンスを前記第１インピーダンスとは異なる第２インピーダンスに設定した時に前記検出部により検出される第２電力情報との大小関係に基づいて、前記受電共振部の共振周波数、前記送電装置の交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整するか否か判定する制御部と、を備え、
前記第２インピーダンスは、負荷制御範囲の最大値であり、前記第１インピーダンスは前記最大値より大きい値であり、
前記制御部は、前記第１電力情報が前記第２電力情報より小さい場合に、前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整すると判定する
無線電力受電装置。
【請求項２】
交流電源と、送電コイル及びキャパシタを含み、前記交流電源から出力された電力を受電装置へ送電する送電共振部とを含む送電装置から無線で伝送される電力を、負荷回路へ供給可能な無線電力受電装置であって、
受電コイル及びキャパシタを含む受電共振部と、
前記送電装置から見た自装置のインピーダンスを変化可能であって、前記受電共振部からの電力を前記負荷回路へ供給するインピーダンス変換部と、
前記負荷回路に供給される電力に対応した電力情報を検出する検出部と、
前記インピーダンス変換部を制御し、自装置のインピーダンスを第１インピーダンスに設定した時に前記検出部により検出される第１電力情報と、自装置のインピーダンスを前記第１インピーダンスとは異なる第２インピーダンスに設定した時に前記検出部により検出される第２電力情報との大小関係に基づいて、前記受電共振部の共振周波数、前記送電装置の交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整するか否か判定する制御部と、を備え、
前記第２インピーダンスは、負荷制御範囲の最小値であって、かつ前記第１インピーダンスは前記最小値より小さい値であり、
前記制御部は、前記第１電力情報が前記第２電力情報より小さい場合に、前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整すると判定する
無線電力受電装置。
【請求項３】
前記制御部が前記交流電源の出力周波数又は前記送電共振部の共振周波数を調整すると判定した際に、周波数の調整を指示する制御信号を前記送電装置へ送信する無線通信部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線電力受電装置。
【請求項４】
前記負荷制御範囲に、電力伝送効率が最大となる負荷抵抗値が含まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線電力受電装置。
【請求項５】
前記電力情報は、前記負荷回路に供給される電力、電圧、又は電流の値であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線電力受電装置。
【請求項６】
前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つが調整された後の動作状態において、前記制御部は、前記負荷回路に供給される電力が所定値よりも小さい場合は自装置のインピーダンスを増加させるように、前記負荷回路に供給される電力が所定値よりも大きい場合は自装置のインピーダンスを減少させるように、前記インピーダンス変換部を制御することを特徴とする請求項１に記載の無線電力受電装置。
【請求項７】
前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つが調整された後の動作状態において、前記制御部は、前記負荷回路に供給される電力が所定値よりも小さい場合は自装置のインピーダンスを減少させるように、前記負荷回路に供給される電力が所定値よりも大きい場合は自装置のインピーダンスを増加させるように、前記インピーダンス変換部を制御することを特徴とする請求項２に記載の無線電力受電装置。
【請求項８】
前記受電コイルと前記キャパシタは並列に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の無線電力受電装置。
【請求項９】
前記制御部は、自装置のインピーダンスを増加させた際に前記負荷回路に供給される電力が減少した場合、または自装置のインピーダンスを減少させた際に前記負荷回路に供給される電力が増加した場合に、前記送電装置に対して送電停止を指示することを特徴とする請求項６に記載の無線電力受電装置。
【請求項１０】
前記制御部は、自装置のインピーダンスを増加させた際に前記負荷回路に供給される電力が増加した場合、または自装置のインピーダンスを減少させた際に前記負荷回路に供給される電力が減少した場合に、前記送電装置に対して送電停止を指示することを特徴とする請求項７に記載の無線電力受電装置。
【請求項１１】
前記制御部が前記受電共振部の共振周波数を調整した場合の調整結果を記録するメモリをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線電力受電装置。
【請求項１２】
受電コイル及びキャパシタを含む受電共振部と、負荷回路とを有する受電装置に対して電力を無線で伝送する無線電力送電装置であって、
交流電源と、
送電コイル及びキャパシタを含み、前記交流電源から出力された電力を前記受電装置へ送電する送電共振部と、
前記受電装置から、前記受電装置のインピーダンスを第１インピーダンスに設定した時に前記負荷回路に供給される電力に対応した第１電力情報と、前記受電装置のインピーダンスを前記第１インピーダンスとは異なる第２インピーダンスに設定した時に前記負荷回路に供給される電力に対応した第２電力情報とを受信する無線通信部と、
前記第１電力情報と前記第２電力情報との大小関係に基づいて、前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整するか否か判定する制御部と、を備え、
前記第２インピーダンスは、負荷制御範囲の最大値であり、前記第１インピーダンスは前記最大値より大きい値であり、
前記制御部は、前記第１電力情報が前記第２電力情報より小さい場合に、前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整すると判定する
無線電力送電装置。
【請求項１３】
受電コイル及びキャパシタを含む受電共振部と、負荷回路とを有する受電装置に対して電力を無線で伝送する無線電力送電装置であって、
交流電源と、
送電コイル及びキャパシタを含み、前記交流電源から出力された電力を前記受電装置へ送電する送電共振部と、
前記受電装置から、前記受電装置のインピーダンスを第１インピーダンスに設定した時に前記負荷回路に供給される電力に対応した第１電力情報と、前記受電装置のインピーダンスを前記第１インピーダンスとは異なる第２インピーダンスに設定した時に前記負荷回路に供給される電力に対応した第２電力情報とを受信する無線通信部と、
前記第１電力情報と前記第２電力情報との大小関係に基づいて、前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整するか否か判定する制御部と、を備え、
前記第２インピーダンスは、負荷制御範囲の最小値であって、かつ前記第１インピーダンスは前記最小値より小さい値であり、
前記制御部は、前記第１電力情報が前記第２電力情報より小さい場合に、前記受電共振部の共振周波数、前記交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整すると判定する
無線電力送電装置。
【請求項１４】
前記電力情報は、前記負荷回路に供給される電力、電圧、又は電流の値であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の無線電力送電装置。
【請求項１５】
前記制御部が前記交流電源の出力周波数又は前記送電共振部の共振周波数を調整した場合の調整結果を記録するメモリをさらに備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の無線電力送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、送電コイルと受電コイルを使用し無線により非接触で電力を伝送する無線電力伝送技術が、ＩＣカードや携帯電話など、多くの機器に採用されている。受電装置には、送電装置から送信された電磁波から自装置の駆動用電力を得る整流回路と、送電装置から見た自装置のインピーダンスを変化させるインピーダンス制御回路が設けられている。インピーダンス制御回路は、整流回路からの出力電圧が所望の値になるように、インピーダンスを変化させる。
【０００３】
しかし、受電装置のインピーダンスを増加又は減少させた際に、整流回路の出力電圧が増加するのか、又は減少するのか不明である。そのため、従来は、出力電圧の制御を行う前に、インピーダンスを変化させた際の出力電圧の変動方向（インピーダンスの増減と出力電圧の増減との関係）を調べるステップが必要となり、受電電力の高速制御が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６５０３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、受電電力を高速に制御できる無線電力伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、無線電力伝送装置は、送電装置から無線で伝送される電力を、負荷回路へ供給できる。この無線電力電送装置は、受電コイル及びキャパシタを含む受電共振部と、前記送電装置から見た自装置のインピーダンスを変化可能であって、前記受電共振部からの電力を前記負荷回路へ供給するインピーダンス変換部と、前記負荷回路に供給される電力に対応した電力情報を検出する検出部と、自装置のインピーダンスを第１インピーダンスに設定した時の第１電力情報と、自装置のインピーダンスを第２インピーダンスに設定した時の第２電力情報との大小関係に基づいて、前記受電共振部の共振周波数、前記送電装置の交流電源の出力周波数、及び前記送電共振部の共振周波数のうち少なくともいずれか１つを調整するか否か判定する制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略構成図である。
【図２】キャパシタの構成例を示す図である。
【図３】負荷回路の受電電力と、受電装置の負荷抵抗との関係の一例を示すグラフである。
【図４】負荷回路の受電電力と、受電装置の負荷抵抗との関係の一例を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る共振周波数の調整方法を説明するフローチャートである。
【図６】負荷回路の受電電力と、受電装置の負荷抵抗との関係の一例を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略構成図である。
【図８】変形例による無線電力伝送システムの概略構成図である。
【図９】負荷回路の受電電力と、受電装置の負荷抵抗との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】送電共振部及び受電共振部の構成の一例を示す図である。
【図１１】送電共振部及び受電共振部の構成の一例を示す図である。
【図１２】負荷抵抗値と電力伝送効率との関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略構成を示す。無線電力伝送システムは、送電装置１と、送電装置１から電力が伝送される（給電される）受電装置２と、を備える。
【００１０】
送電装置１は、交流電源１１と、直列接続されたキャパシタ１２及び送電コイル１３を有する送電共振部１４とを備えている。送電共振部１４は、交流電源１１から出力された信号（供給された電力）を送電コイル１３から受電装置２へ送信（送電）する。
【００１１】
受電装置２は、受電コイル２１及びキャパシタ２２を有する受電共振部２３と、インピーダンス変換部２４と、負荷回路２５と、電力情報検出部２６と、制御部２７とを備えている。
【００１２】
受電共振部２３は共振周波数が可変である。例えば、図２に示すように、キャパシタ２２は、複数の容量素子２２ａと、容量素子２２ａに接続されたスイッチ２２ｂとを備え、オンするスイッチ２２ｂの数に応じて容量が変えられるようになっている。キャパシタ２２の容量を変えることで、受電共振部２３の共振周波数を変えることができる。
【００１３】
受電コイル２１が送電コイル１３と電磁結合すると誘起電圧が発生する。この誘起電圧は、インピーダンス変換部２４により変換（昇圧／降圧）されて、負荷回路２５の動作電圧となる。インピーダンス変換部２４は電圧変換機能を有するものであればよく、例えばＤＣ−ＤＣコンバータを用いることができる。インピーダンス変換部２４により、インピーダンス変換部２４の入力側から見た負荷回路２５のインピーダンスを変化させることができる。言い換えれば、送電装置１から見た受電装置２のインピーダンスを変化させることができる。
【００１４】
電力情報検出部２６は、負荷回路２５に供給される電力についての情報（電力情報）を検出する。例えば、電力情報検出部２６は、電力情報として、負荷回路２５に供給される電力、電圧、又は電流を検出する。電力情報検出部２６は、検出した電力情報を制御部２７に通知する。なお、以下の説明では、電力情報検出部２６が、電力を検出するものとする。
【００１５】
制御部２７は、受電装置２のインピーダンスが第１インピーダンスとなるようにインピーダンス変換部２４を制御し、その時の電力情報を電力情報検出部２６から取得する。また、制御部２７は、受電装置２のインピーダンスが第１インピーダンスとは異なる第２インピーダンスとなるようにインピーダンス変換部２４を制御し、その時の電力情報を電力情報検出部２６から取得する。そして、制御部２７は、取得した２つの電力情報を用いて受電共振部２３の共振周波数を調整するか否か判定する。例えば、制御部２７は、図２に示す複数のスイッチ２２ｂのオンオフを切り替えることで、受電共振部２３の共振周波数を調整することができる。第１インピーダンス及び第２インピーダンスがどのような値であるかについては後述する。また、受電共振部２３の共振周波数を調整するか否かの判定方法についても後述する。
【００１６】
図３は、交流電源１１から供給される電圧の周波数、送電共振部１４の共振周波数、及び受電共振部２３の共振周波数が全て一致している場合の、負荷回路２５の受電電力と、受電装置２の負荷抵抗（インピーダンス）との関係の一例を示している。ここで、負荷抵抗とは、インピーダンス変換部２４により変換された負荷抵抗値を指すものとする。
【００１７】
図３から、受電電力は、負荷抵抗値に対してある１点（ＲＬ）でピークを持つ凸型の関数となることが分かる。例えば、受電装置２で使用される負荷抵抗値の範囲（負荷制御範囲）が、図３に示すように、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬより小さい場合、負荷制御範囲の全てにおいて、受電電力は負荷抵抗値に対して単調増加となる。したがって、受電電力を大きくするには負荷抵抗を増加させればよく、受電電力を小さくするには負荷抵抗を減少させればよい。負荷制御範囲は、負荷回路２５とインピーダンス変換部２４の設計で決定される。負荷制御範囲は、送電装置１から見た受電装置２のインピーダンスの取りうる範囲や、受電装置２の負荷回路２５とインピーダンス変換部２４の抵抗値の合計等によっても定めることができる。
【００１８】
送電共振部１４の共振周波数又は受電共振部２３の共振周波数が、交流電源１１から供給される電圧の周波数からずれると、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬは変化する。図４は、送電共振部１４の共振周波数が、受電共振部２３の共振周波数及び交流電源１１から供給される電圧の周波数からずれる場合の、負荷回路２５の受電電力と、受電装置２の負荷抵抗との関係の例を示している。
【００１９】
図４に示す例では、送電共振部１４の共振周波数が５％程度ずれると、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが負荷制御範囲の最大値よりも小さくなる。この場合、上述したような、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調増加するという関係性は成立せず、受電電力を大きくするために負荷抵抗を増加させるのか、あるいは減少させるのかが一意的に定まらない。そのため、受電電力が負荷抵抗値に単調に依存するという前提で制御を行うことができない。
【００２０】
制御部２７は、負荷制御範囲おいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調増加するという関係性が成立しない場合は、共振周波数の調整を行う必要があると判定し、共振周波数を調整する。
【００２１】
図５に示すフローチャートを用いて、共振周波数の調整方法を説明する。共振周波数の調整にあたり送電装置１から受電装置２へ電力を伝送する。
【００２２】
（ステップＳ１０１）制御部２７が、受電装置２のインピーダンスが第１インピーダンスとなるようにインピーダンス変換部２４を制御する。ここで、第１インピーダンスは、負荷制御範囲の最大値である。
【００２３】
（ステップＳ１０２）電力情報検出部２６が、電力情報として、負荷回路２５に供給される電力（受電電力）を検出し、制御部２７に通知する。
【００２４】
（ステップＳ１０３）制御部２７が、受電装置２のインピーダンスが第２インピーダンスとなるようにインピーダンス変換部２４を制御する。第２インピーダンスは、第１インピーダンスよりわずかに小さい値である。第２インピーダンスを第１インピーダンスよりどの程度小さくするかは適宜設定することができる。例えば、第１インピーダンスと第２インピーダンスとの差分が、負荷制御範囲の１０％程度となるようにする。
【００２５】
（ステップＳ１０４）電力情報検出部２６が、電力情報として、負荷回路２５に供給される電力を検出し、制御部２７に通知する。
【００２６】
（ステップＳ１０５）制御部２７が、ステップＳ１０２で取得した電力からステップＳ１０４で取得した電力を減じ、減算結果の符号の正負を判定する。
【００２７】
減算結果の符号が正の場合は、図６（ａ）に示すように、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが負荷制御範囲の最大値以上になっており、負荷制御範囲の全てにおいて、受電電力は負荷抵抗値に対して単調増加となる。したがって、減算結果の符号が正の場合は、共振周波数の調整を行う必要は無いと判定し、処理を終了する。
【００２８】
一方、減算結果の符号が負の場合は、図６（ｂ）に示すように、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが負荷制御範囲の最大値より小さくなっており、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調増加するという関係性は成立しない。したがって、減算結果の符号が負の場合は、共振周波数の調整を行う必要がある判定し、ステップＳ１０６へ進む。
【００２９】
（ステップＳ１０６）制御部２７が、受電共振部２３の共振周波数を調整する。例えば、制御部２７はキャパシタ２２の容量を変えて受電共振部２３の共振周波数を調整する。受電共振部２３の共振周波数の調整後、ステップＳ１０１に戻る。
【００３０】
このような処理により、図６（ａ）に示すように、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調増加するという関係性を成立させることができる。共振周波数の調整後の受電装置２では、制御部２７は、所望電力と、電力情報検出部２６によって検出される受電電力とを比較し、検出された受電電力が所望電力より小さい場合は負荷抵抗を増加させればよく、検出された受電電力が所望電力より大きい場合は負荷抵抗を減少させればよい。負荷回路２５に所望の電力を供給するにあたり、負荷抵抗を変化させるべき方向が一意に定まるため、受電電力を高速に制御することができる。
【００３１】
（第２の実施形態）図７に本発明の第２の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略構成を示す。上記第１の実施形態では、受電共振部２３の共振周波数を調整していたが、本実施形態ではさらに送電共振部１４の共振周波数及び交流電源１１の出力周波数を調整することができる。
【００３２】
図７に示すように、送電装置１は、図１に示す上記第１の実施形態に係る送電装置１にさらに無線通信部１５及び制御部１６を備えた構成となっている。また、受電装置２は、図１に示す上記第１の実施形態に係る受電装置２にさらに無線通信部２８を備えた構成となっている。
【００３３】
制御部２７は、図５のステップＳ１０５において減算結果の符号が負となった場合、無線通信部２８を介して送電装置１に対して周波数調整指示を送信する。
【００３４】
送電装置１の制御部１６は、無線通信部１５を介して受電装置２から周波数調整指示を受け取ると、送電共振部１４の共振周波数及び交流電源１１の出力周波数のうち少なくともいずれか一方を調整する。例えば、制御部１６は、図２と同様の構成になっているキャパシタ１２の容量を調整して、送電共振部１４の共振周波数を制御することができる。
【００３５】
送電共振部１４の共振周波数及び交流電源１１の出力周波数のうち少なくともいずれか一方を調整することでも、上記第１の実施形態と同様に、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調増加するという関係性を成立させることができる。そのため、負荷回路２５に所望の電力を供給するにあたり、負荷抵抗を変化させるべき方向が一意に定まり、受電電力を高速に制御することができる。
【００３６】
図５のステップＳ１０５において減算結果の符号が負となった場合、受電共振部２３の共振周波数、送電共振部１４の共振周波数、及び交流電源１１の出力周波数のうち少なくともいずれか１つを調整すればよい。どのパラメータを調整するかは、送電装置１及び受電装置２の製造ばらつきによって決定することができる。例えば、送電装置１の製造ばらつきが小さく、受電装置２の製造ばらつきが大きい場合は、受電共振部２３の共振周波数を調整すればよい。
【００３７】
このような共振周波数の調整要否の判定および共振周波数の調整は、送電装置１から送電を行う前にその都度行ってもよいし、定期的に行ってもよいし、任意のタイミングで行ってもよい。また、図８に示すように、送電装置１、受電装置２にメモリ１７、２９を設け、送電装置１や受電装置２の製造時又は出荷時に共振周波数の調整要否の判定および共振周波数の調整を行い、調整結果をメモリ１７、２９に記録してもよい。送電装置１のメモリ１７には、送電共振部１４の共振周波数や交流電源１１の出力周波数を調整した場合の調整結果が記録される。受電装置２のメモリ２９には、受電共振部２３の共振周波数を調整した場合の調整結果が記録される。
【００３８】
（第３の実施形態）上記第１、第２の実施形態では、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調増加するという関係性を成立させていたが、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調減少するという関係性を成立させてもよい。すなわち、図９（ａ）に示すように、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが負荷制御範囲の最小値以下となるようにする。
【００３９】
本実施形態による共振周波数の調整方法は、図５に示すフローチャートと同様である。ただし、第１インピーダンスを負荷制御範囲の最小値とし、第２インピーダンスを第１インピーダンスよりわずかに大きい値とする。
【００４０】
負荷抵抗値を第１インピーダンスとしたときの電力から、負荷抵抗値を第２インピーダンスとしたときの電力を減じた減算結果の符号が正の場合は、図９（ａ）に示すように、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが負荷制御範囲の最小値以下になっており、負荷制御範囲の全てにおいて、受電電力は負荷抵抗値に対して単調減少となる。したがって、減算結果の符号が正の場合は、共振周波数の調整を行う必要は無いと判定し、処理を終了する。
【００４１】
一方、減算結果の符号が負の場合は、図９（ｂ）に示すように、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが負荷制御範囲の最小値より大きくなっており、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調減少するという関係性は成立しない。したがって、減算結果の符号が負の場合は、共振周波数の調整を行う必要がある判定し、受電共振部２３の共振周波数、送電共振部１４の共振周波数、及び交流電源１１の出力周波数のうち少なくともいずれか１つを調整する。
【００４２】
このような処理により、図９（ａ）に示すように、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調減少するという関係性を成立させることができる。共振周波数の調整後の受電装置２では、制御部２７は、所望電力と、電力情報検出部２６によって検出される受電電力とを比較し、検出された受電電力が所望電力より小さい場合は負荷抵抗を減少させればよく、検出された受電電力が所望電力より大きい場合は負荷抵抗を増加させればよい。負荷回路２５に所望の電力を供給するにあたり、負荷抵抗を変化させるべき方向が一意に定まるため、受電電力を高速に制御することができる。
【００４３】
図１０に示すように、送電装置１の送電共振部１４において、キャパシタ１２と送電コイル１３とを並列に接続し、受電装置２の受電共振部２３において、受電コイル２１とキャパシタ２２とを並列に接続してもよい。このような構成にすることで、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが小さくなる。そのため、図１０のような構成にする場合は、上記第３の実施形態のように、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調減少するという関係性を成立させることが好ましい。また、図１１に示すように、送電装置１の送電共振部１４に、送電コイル１３と直列接続するキャパシタ１２ａと、送電コイル１３と並列接続するキャパシタ１２ｂとを設けてもよい。
【００４４】
図１２は、負荷抵抗値と電力伝送効率との関係の一例を示している。電力伝送効率は、受電電力を送電電力で除した値である。図１２から分かるように、電力伝送効率も負荷抵抗値に対してある１点（ＲＸ）でピークを持つ。電力伝送効率が最大となる負荷抵抗値ＲＸが負荷制御範囲に含まれるようにすることで、無線電力伝送を高効率に行うことができる。
【００４５】
上記実施形態による方法で受電共振部２３の共振周波数、送電共振部１４の共振周波数、及び交流電源１１の出力周波数のうち少なくともいずれか１つを調整した結果、受電装置２のインピーダンスが負荷制御範囲の端部（最大値、最小値）に近い値となった場合は、送電装置１からの送電電圧を制御して、受電装置２のインピーダンスが負荷制御範囲の中心値近くとなるようにすることが好ましい。
【００４６】
例えば、受電電力が最大となる負荷抵抗値ＲＬが負荷制御範囲の最大値より大きくなるように調整した結果、受電装置２のインピーダンスが負荷制御範囲の最大値に近い値となった場合、制御部２７は無線通信部２８（図７参照）を介して送電装置１に対して送電電圧上昇指示を送信する。送電装置１の制御部１６は、無線通信部１５を介して送電電圧上昇指示を受信すると、交流電源１１の出力電圧を上昇させる。これにより、受電装置２での受電電力が増加してインピーダンスが減少し、受電装置２のインピーダンスを負荷制御範囲の中心値に近付けることができる。このように、受電装置２のインピーダンスを負荷制御範囲の中心値に近付けることで、受電電力を高速に制御するに際し、インピーダンスの制御範囲を広くとることができる。
【００４７】
上記実施形態では、受電装置２の制御部２７が、図５のステップＳ１０２で取得した電力からステップＳ１０４で取得した電力を減じ、減算結果の符号の正負から、受電共振部２３の共振周波数、送電共振部１４の共振周波数、及び交流電源１１の出力周波数のうち少なくともいずれか１つを調整するか否かを判定していたが、送電装置１の制御部１６（図７参照）がこの判定処理を行ってもよい。この場合、受電装置２の制御部２７は、インピーダンス変換部２４のインピーダンスを制御し、電力情報検出部２６によって検出される電力情報を無線通信部２８を介して送電装置１へ送信する。制御部１６は、図５のステップＳ１０５の判定処理を行い、受電共振部２３の共振周波数を調整すると判定した場合は、無線通信部２８を介して受電装置２の制御部２７に対し共振周波数調整指示を与える。
【００４８】
図５に示すフローチャートにおいて、第１インピーダンスの設定値と第２インピーダンスの設定値を逆にしてもよく、その場合、ステップＳ１０５における減算結果の符号の正負の取扱いも逆になる。
【００４９】
上記第１、第２の実施形態では、第１インピーダンスを負荷制御範囲の最大値、第２インピーダンスを第１インピーダンスよりわずかに小さい値としていたが、第１インピーダンスを負荷制御範囲の最大値よりわずかに大きい値とし、第２インピーダンスを負荷制御範囲の最大値としてもよい。
【００５０】
また、上記第３の実施形態では、第１インピーダンスを負荷制御範囲の最小値とし、第２インピーダンスを第１インピーダンスよりわずかに大きい値としていたが、第１インピーダンスを負荷制御範囲の最小値よりわずかに小さい値とし、第２インピーダンスを負荷制御範囲の最小値としてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、負荷制御範囲の全てにおいて受電電力が負荷抵抗値に対して単調増加（又は単調減少）するという関係性を成立させ、負荷回路２５に所望の電力を供給するにあたり、負荷抵抗を変化させるべき方向を一意に定め、受電電力を高速に制御していた。従って、負荷抵抗を変化させた場合の電力変化が想定されている方向と異なる場合には、無線電力伝送システムに何らかの異常や変動が生じている可能性があるため、送電を停止するようにしてもよい。例えば、制御部２７が送電を停止すると判定して送電装置１に対し送電停止を指示したり、制御部１６が送電を停止すると判定したりする。このような構成にすることで、システムの変動や異常発生を検出することができる。また、システムの変動に追従するために、送電停止後に、図５に示す処理を再度行い、その後、送電を再開するようにしてもよい。
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  送電装置
２  受電装置
１１  交流電源
１２  キャパシタ
１３  送電コイル
１４  送電共振部
２１  受電コイル
２２  キャパシタ
２３  受電共振部
２４  インピーダンス変換部
２５  負荷回路
２６  電力情報検出部
２７  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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