(57)【要約】【課題】  特定の受電機器（負荷）に対して選択的に電力を供給することができると共に、他の受電機器（負荷）に対して電力の供給を確実に遮断することができる無線電力伝送システムを提供するものである。【解決手段】  無線電力伝送システム１００は、送電機器１０が、基準発振器１１と、第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２と、逓倍器制御部１３と、交流電源１４と、送電手段１５と、送信アンテナ１６と、を備え、受電機器２０が、受電手段２１と、受信アンテナ２２と、整流器制御部２３と、同期整流器２４と、ローパスフィルタ２５と、を備え、送電機器１０の逓倍器制御部１３が、所定の負荷２００に電力を供給する場合に、第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２の逓倍値を制御して、当該所定の負荷２００を接続する受電機器２０における固有周波数に発振周波数を一致させる。【選択図】        図１
2014075940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷がそれぞれ接続される複数の受電機器に対して送電機器から無線により電力を伝送する無線電力伝送システムにおいて、
前記送電機器は、
基準周波数の基準信号を生成する基準発振器と、
前記基準周波数の基準信号を任意の整数倍の発振周波数の逓倍信号に変化させる第１のＰＬＬ周波数逓倍器と、
前記第１のＰＬＬ周波数逓倍器の逓倍値を制御する逓倍器制御部と、
前記発振周波数の逓倍信号に基づいて当該発振周波数の交流電力を発生する交流電源と、
前記発振周波数の交流電力を無線により送電する送電手段と、
前記基準周波数の基準信号に同期させる同期用信号を無線により送信する送信アンテナと、
を備え、
前記受電機器は、
前記発振周波数の交流電力を無線により受電する受電手段と、
前記同期用信号を無線により受信する受信アンテナと、
前記同期用信号に基づいて、受電機器毎に予め設定される固有周波数の駆動信号を生成する整流器制御部と、
前記受電手段の後段に配設され、前記固有周波数の駆動信号に基づいて電路を開閉し、前記交流電力を直流電力に変換する同期整流器と、
前記同期整流器及び負荷間に配設され、遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させるローパスフィルタと、
を備え、
前記遮断周波数が、前記発振周波数と前記固有周波数との差分の絶対値より小さく、
前記送電機器の逓倍器制御部は、所定の前記負荷に電力を供給する場合に、前記第１のＰＬＬ周波数逓倍器の逓倍値を制御して、当該所定の負荷を接続する受電機器における前記固有周波数に前記発振周波数を一致させることを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項２】
前記請求項１に記載の無線電力伝送システムにおいて、
前記整流器制御部は、
前記基準周波数の基準信号を生成するローカル発振器と、
前記基準周波数の基準信号を特定の整数倍の周波数である前記固有周波数の逓倍信号に変化させる第２のＰＬＬ周波数逓倍器と、
を備え、
前記整流器制御部は、前記固有周波数の逓倍信号及び前記同期用信号に基づいて、前記固有周波数の駆動信号を生成することを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の無線電力伝送システムにおいて、
前記受電機器毎に予め設定される固有周波数のうち異なる固有周波数の差分の絶対値は、前記ローパスフィルタの遮断周波数より大きいことを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれかに記載の無線電力伝送システムにおいて、
前記基準発振器の基準周波数は、前記ローパスフィルタの遮断周波数より大きいことを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれかに記載の無線電力伝送システムにおいて、
前記同期整流器は、第１のダイオード、第２のダイオード、ｎ型ＭＯＳトランジスタ及びｐ型ＭＯＳトランジスタを備え、
前記第１のダイオードは、アノードが前記受電手段の一端に接続され、カソードが前記ｎ型ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、
前記第２のダイオードは、カソードが前記受電手段の一端に接続され、アノードが前記ｐ型ＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、
前記ｎ型ＭＯＳトランジスタは、ゲートが前記整流器制御部に接続され、ドレインが前記受電手段の他端に接続され、
前記ｐ型ＭＯＳトランジスタは、ゲートがインバータを介して前記整流器制御部に接続され、ソースが前記受電手段の他端に接続されることを特徴とする無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷がそれぞれ接続される複数の受電機器（受電デバイス）に対して送電機器（送信デバイス）から無線により電力を伝送する無線電力伝送システムに関し、特に、ヘテロダイン検波を用いた無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線電力伝送技術は、電波の届く範囲内にある全ての受電機器に電力が供給され、特定の受電機器だけに選択的に電力を供給することができなかった。
このため、医療機器の用途では、体内に埋め込まれた複数の受電機器（非接触充電デバイス、インプラント機器）が存在する場合に、ある特定の受電機器を充電しようとすれば、他の受電機器にも干渉して（電力が供給されて）誤動作を起こすという問題があった。
また、遠隔充電を有料で提供するような用途では、課金された受電機器と課金されていない受電機器とが区別なく充電できてしまい、課金する意味がなくなり、サービス自体が成り立たないという問題があった。
【０００３】
これに対し、従来の無線電力伝送装置は、電力供給源と、隣接する共鳴素子間で共鳴可能なように配置された３個以上の共鳴素子からなる共鳴素子群と、制御部と、を備える。共鳴素子群は、電力供給源から電力を受け取る第１素子と、電力供給対象に電力を供給する第２素子と、を含んでおり、前記制御部は、前記共鳴素子群における共鳴素子を選択的に共鳴させることで、前記第１素子及び前記第２素子を除く共鳴素子の少なくとも一部を中継素子として動作させて、当該中継素子により前記第１素子から前記第２素子への電力伝送経路を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の無線電力伝送システムは、送電機器と受電機器の間で電力を無線伝送する場合に、送受信の共振回路の共振周波数と、共振回路に供給される電力信号の周波数と、送受信の共振回路に接続される回路のインピーダンスを同期して切り替える構成とすることで、電力を伝送したくない機器へ伝送される電力を低減し、電力を伝送したい機器へだけ電力を伝送することが可能となる。これにより、無線電力伝送に対応していない機器に電力が誤供給されて壊れるのを防止し、盗電しようとする機器に電力を盗まれるのを防止し、伝送したい受電機器に選択的に電力が伝送されない状況を防止することが可能となる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７５３０４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３５１２７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、従来の無線電力伝送装置や無線電力伝送システムは、電磁界共振結合を用いた技術であり、共鳴現象にＱ値幅があるため、電力供給対象とする受電機器近傍に存在する電力供給対象外の受電機器に対して僅かながら電力が供給されてしまい（干渉が残ることを避けられない）という課題がある。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、特定の受電機器（負荷）に対して選択的に電力を供給することができると共に、他の受電機器（負荷）に対して電力の供給を確実に遮断することができる無線電力伝送システム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】
【０００８】
本発明に係る無線電力伝送システムにおいては、負荷がそれぞれ接続される複数の受電機器に対して送電機器から無線により電力を伝送する無線電力伝送システムにおいて、送電機器は、基準周波数の基準信号を生成する基準発振器と、基準周波数の基準信号を任意の整数倍の発振周波数の逓倍信号に変化させる第１のＰＬＬ周波数逓倍器と、第１のＰＬＬ周波数逓倍器の逓倍値を制御する逓倍器制御部と、発振周波数の逓倍信号に基づいて当該発振周波数の交流電力を発生する交流電源と、発振周波数の交流電力を無線により送電する送電手段と、基準周波数の基準信号に同期させる同期用信号を無線により送信する送信アンテナと、を備え、受電機器は、発振周波数の交流電力を無線により受電する受電手段と、同期用信号を無線により受信する受信アンテナと、同期用信号に基づいて、受電機器毎に予め設定される固有周波数の駆動信号を生成する整流器制御部と、受電手段の後段に配設され、固有周波数の駆動信号に基づいて電路を開閉し、交流電力を直流電力に変換する同期整流器と、同期整流器及び負荷間に配設され、遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させるローパスフィルタと、を備え、遮断周波数が、発振周波数と固有周波数との差分の絶対値より小さく、送電機器の逓倍器制御部は、所定の負荷に電力を供給する場合に、第１のＰＬＬ周波数逓倍器の逓倍値を制御して、当該所定の負荷を接続する受電機器における固有周波数に発振周波数を一致させるものである。
【発明の効果】
【０００９】
開示の無線電力伝送システムは、所定の負荷に対して選択的に電力を供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は第１の実施形態に係る無線電力伝送システムの全体構成を説明するための説明図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示す送電機器及び受電機器の概略構成を示すブロック図であり、（ｃ）は図１（ｂ）に示す同期整流器の回路構成を示す回路図である。
【図２】図１（ａ）に示す送電機器及び受電機器の各構成要素から発生する信号の波形図である。
【図３】（ａ）は送信側周波数が１００ｋＨｚである図１（ａ）に示す受電機器の等価回路であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す等価回路における送信側周波数と受信側周波数とが等しい場合のシミュレーションによる解析結果の電圧波形を示す波形図である。
【図４】（ａ）は送信側周波数が１１０ｋＨｚである図１（ａ）に示す受電機器の等価回路であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す等価回路における送信側周波数が受信側周波数より１０ｋＨｚ高い場合のシミュレーションによる解析結果の電圧波形を示す波形図である。
【図５】（ａ）は送信側周波数が９５ｋＨｚである図１（ａ）に示す受電機器の等価回路であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す等価回路における送信側周波数が受信側周波数より５ｋＨｚ低い場合のシミュレーションによる解析結果の電圧波形を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の第１の実施形態）
無線電力伝送システム１００は、図１に示すように、負荷２００がそれぞれ接続される複数の受電機器２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、・・・）に対して送電機器１０から無線により電力を伝送する。
なお、無線電力伝送の種類としては、電磁誘導を利用した非接触充電技術や、電波を利用した電波送信技術や、共鳴誘導を利用した電磁波共鳴技術などがあるが、図１（ａ）においては、電波送信技術を用いた無線電力伝送システム１００を図示している。
【００１２】
また、本実施形態に係る無線電力伝送システム１００は、電波送信技術を用いたものに限られるものではなく、非接触充電技術や電磁波共鳴技術を用いてもよく、図１（ｂ）においては、非接触充電技術を用いた無線電力伝送システム１００を図示している。
なお、非接触充電技術を用いた無線電力伝送システム１００の利用態様としては、例えば、非接触型ＩＣ（integrated circuit：集積回路）カードが受電機器２０（負荷２００を含む）に相当し、複数の非接触型ＩＣカードが重なった状態にある財布から使用したい非接触型ＩＣカードを取り出すことなく、必要な非接触型ＩＣカードのＩＣ（負荷２００）に電力を供給する（ＩＣカードに記憶された情報にアクセスする）ことが考えられる。
【００１３】
送電機器１０は、図１（ｂ）に示すように、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を生成する基準発振器１１と、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を任意の整数倍の発振周波数ｆ１（＝ｎ×ｆ０）の逓倍信号Ｓ１に変化させる第１のＰＬＬ（phase locked loop：位相ロックループ）周波数逓倍器１２と、第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２の逓倍値ｎを制御する逓倍器制御部１３と、発振周波数ｆ１の逓倍信号Ｓ１に基づいて当該発振周波数ｆ１の交流電力を発生する交流電源１４と、発振周波数ｆ１の交流電力を無線により送電する送電手段１５と、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０に同期させる同期用信号Ｓｓを無線により送信する送信アンテナ１６と、を備える。
【００１４】
また、逓倍器制御部１３は、所定の負荷２００に電力を供給する場合に、第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２の逓倍値ｎを制御して、当該所定の負荷２００を接続する受電機器２０における後述する固有周波数ｆ２に発振周波数ｆ１を一致させる。
【００１５】
なお、本実施形態に係る送電手段１５は、無線電力伝送システム１００に非接触充電技術を用いているために、送電コイルであるが、無線電力伝送システム１００に電波送信技術を用いるのであれば、電波を送信可能なアンテナであり、無線電力伝送システム１００に電磁波共鳴技術を用いるのであれば、受電側コイルと同じ共鳴周波数を持つ送電側コイルを備えるＬＣ共振器である。
【００１６】
受電機器２０は、図１（ｂ）に示すように、発振周波数ｆ１の交流電力を無線により受電する受電手段２１と、同期用信号Ｓｓを無線により受信する受信アンテナ２２と、同期用信号Ｓｓに基づいて、受電機器２０毎に予め設定される固有周波数ｆ２の駆動信号Ｓｃを生成する整流器制御部２３と、受電手段２１の後段に配設され、固有周波数ｆ２の駆動信号Ｓｃに基づいて電路を開閉し、交流電力を直流電力に変換する同期整流器２４と、同期整流器２４及び負荷２００間に配設され、遮断周波数（カットオフ周波数）ｆｃより高い周波数の成分を逓減させるローパスフィルタ２５と、を備える。
【００１７】
なお、本実施形態に係る受電手段２１は、無線電力伝送システム１００に非接触充電技術を用いているために、受電コイルであるが、無線電力伝送システム１００に電波送信技術を用いるのであれば、電波を受信可能なアンテナ及び共振回路であり、無線電力伝送システム１００に電磁波共鳴技術を用いるのであれば、送電側コイルと同じ共鳴周波数を持つ受電側コイルを備えるＬＣ共振器である。
【００１８】
また、本実施形態に係る整流器制御部２３は、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を生成するローカル発振器２３ａと、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を特定の整数倍の周波数である固有周波数ｆ２の逓倍信号Ｓ２に変化させる第２のＰＬＬ周波数逓倍器２３ｂと、を備える。
また、整流器制御部２３は、固有周波数ｆ２の逓倍信号Ｓ２及び同期用信号Ｓｓに基づいて、固有周波数ｆ２の駆動信号Ｓｃを生成する。
【００１９】
なお、本実施形態に係る整流器制御部２３は、ローカル発振器２３ａを備えることなく、送電機器１０の基準発振器１１から送信アンテナ１６及び受信アンテナ２２を介して基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を取得してもよい。この場合に、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０の送受信は、信号のみの受け渡しになるため、僅かな電力で行うことができる。
【００２０】
また、本実施形態に係る整流器制御部２３は、ローカル発振器２３ａ及び第２のＰＬＬ周波数逓倍器２３ｂを備えることなく、ＰＬＬ周波数逓倍器（第２のＰＬＬ周波数逓倍器２３ｂ）を用いずに、受電機器２０毎に予め設定される固有周波数ｆ２の信号を直接生成する発振器を備えてもよい。
【００２１】
また、本実施形態に係るローパスフィルタ２５は、同期整流器２４の一端（Ａ点）に直列に接続されるコイルと、当該コイル及び負荷２００間であり同期整流器２４の両端（Ａ点、Ｂ点）に並列に接続されるコンデンサと、を備えるＬＣローパスフィルタであるが、この構成のローパスフィルタに限られるものではなく、例えば、コンデンサと抵抗器とによる１次ローパスフィルタであってもよい。
【００２２】
さらに、本実施形態に係る同期整流器２４は、整流器制御部２３により駆動される双方向スイッチで構成され、入力電流及び電圧の向きに係らず、整流器制御部２３からの駆動信号Ｓｃに従った動作をするスイッチ機能が求められる。
これに対し、現在、物理的に入手可能なパワーデバイスは、デバイスの極性及びボディ・ダイオードが存在するために、入力電流及び電圧の向きにより自動的にターンオンするという問題がある。
【００２３】
そこで、本実施形態に係る同期整流器２４は、図１（ｃ）に示すように、ｎ型ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor：金属酸化物半導体）トランジスタ３と、ｐ型ＭＯＳトランジスタ４と、ダイオード（第１のダイオード１、第２のダイオード２）と、を組み合わせることにより、同期双方向スイッチを構成する。
【００２４】
具体的には、第１のダイオード１は、アノード１ａが受電手段２１の一端（Ａ点）に接続され、カソード１ｂがｎ型ＭＯＳトランジスタ３のソース３ｂに接続される。
また、第２のダイオード２は、カソード２ｂが受電手段２１の一端（Ａ点）に接続され、アノード２ａがｐ型ＭＯＳトランジスタ４のドレイン４ｃに接続される。
【００２５】
また、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３は、ゲート３ａが整流器制御部２３に接続され、ドレイン３ｃが受電手段２１の他端（Ｂ点）に接続される。
さらに、ｐ型ＭＯＳトランジスタ４は、ゲート４ａがインバータ５を介して整流器制御部２３に接続され、ソース４ｂが受電手段２１の他端（Ｂ点）に接続される。
【００２６】
ここで、本実施形態に係る同期整流器２４（第１のダイオード１、第２のダイオード２、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３、ｐ型ＭＯＳトランジスタ４、インバータ５）の動作を説明する。
【００２７】
まず、整流器制御部２３からの駆動信号Ｓｃであるゲート信号が高（ＨＩＧＨ）レベルのときには、高（ＨＩＧＨ）レベルがｎ型ＭＯＳトランジスタ３のゲート３ａに入力され、インバータ５により高（ＨＩＧＨ）レベルが反転した低（ＬＯＷ）レベルがｐ型ＭＯＳトランジスタ４に入力されることで、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３のゲート３ａ及びｐ型ＭＯＳトランジスタ４のゲート４ａが共にオン（ＯＮ）になる。
このとき、交流電流の向きがＡ点からＢ点への方向であれば、第１のダイオード１がオン（ＯＮ）になり、交流電流を通す。
また、交流電流の向きがＢ点からＡ点への方向であれば、第２のダイオード２がオン（ＯＮ）になり、交流電流を通す。
【００２８】
他方、整流器制御部２３からの駆動信号Ｓｃであるゲート信号が低（ＬＯＷ）レベルのときには、低（ＬＯＷ）レベルがｎ型ＭＯＳトランジスタ３のゲート３ａに入力され、インバータ５により低（ＬＯＷ）レベルが反転した高（ＨＩＧＨ）レベルがｐ型ＭＯＳトランジスタ４に入力されることで、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３のゲート３ａ及びｐ型ＭＯＳトランジスタ４のゲート４ａが共にオフ（ＯＦＦ）になる。
このとき、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３のボディ・ダイオードは、第１のダイオード１と対向するために、交流電圧の向きに寄らず、交流電流は流れない。
また、ｐ型ＭＯＳトランジスタ４のボディ・ダイオードは、第２のダイオード２と対向するために、交流電圧の向きに寄らず、交流電流は流れない。
【００２９】
このように、ゲート信号が高（ＨＩＧＨ）レベルのときは、入力電流及び電圧の向きに寄らずにターンオンし、ゲート信号が低（ＬＯＷ）レベルのときは、入力電流及び電圧の向きに寄らずにターンオフする動作を行うことができる。
【００３０】
つぎに、本実施形態に係る無線電力伝送システム１００の処理動作について、図１及び図２を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、送電機器１０の送電手段１５（送電コイル）から発生する磁束が鎖交する範囲に受電手段２１（受電コイル）がある受電機器２０が、３つ（第１の受電機器２０ａ、第２の受電機器２０ｂ、第３の受電機器２０ｃ）である場合について説明する。また、以下の説明においては、電力を供給したい負荷２００を接続する受電機器２０を第１の受電機器２０ａとし、第１の受電機器２０ａに予め設定される固有周波数をｆ２ａ（＝２×ｆ０）とする。また、以下の説明においては、電力を供給したくない負荷２００を接続する受電機器２０を第２の受電機器２０ｂ及び第３の受電機器２０ｃとし、第２の受電機器２０ｂに予め設定される固有周波数をｆ２ｂ（＝３×ｆ０）とし、第３の受電機器２０ｃに予め設定される固有周波数をｆ２ｃ（＝４×ｆ０）とする。
【００３１】
まず、送電機器１０の基準発振器１１は、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０（図２（ａ）参照）及び同期用信号Ｓｓを生成して、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２に出力し、同期用信号Ｓｓを送信アンテナ１６に出力する。
【００３２】
一方、逓倍器制御部１３は、第１の受電機器２０ａの負荷２００に電力を供給するために、第１の受電機器２０ａにおける固有周波数ｆ２ａ（＝２×ｆ０）に発振周波数ｆ１を一致させる制御信号を第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２に送信する。
第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２は、逓倍器制御部１３からの制御信号に基づき、逓倍値ｎ（ここでは、ｎ＝２）を設定し、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ＝２×ｆ０）の逓倍信号Ｓ１（図２（ｂ）参照）に変化させて、発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の逓倍信号Ｓ１を交流電源１４に出力する。
【００３３】
そして、交流電源１４は、発振周波数ｆ１の逓倍信号Ｓ１に基づいて当該発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の交流電力Ｐ１（電流、電圧）を発生し（図２（ｃ）参照）、当該発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の交流電流を送電手段１５（送電コイル）に出力する。
送電手段１５（送電コイル）は、交流電源１４からの発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の交流電流が流れることにより磁束を発生する。
【００３４】
送電手段１５（送電コイル）から発生する磁束は、第１の受電機器２０ａ、第２の受電機器２０ｂ及び第３の受電機器２０ｃにおける各受電手段２１（送電コイル）のコイル中を鎖交して、各受電手段２１（送電コイル）に起電力を発生させ、各受電手段２１（送電コイル）に発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の交流電流が流れ、各同期整流器２４の両端（Ａ点、Ｂ点）に発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の交流電力Ｐ１（電流、電圧）が供給されることになる。
【００３５】
他方、送電機器１０の送信アンテナ１６は、基準発振器１１から入力された同期用信号Ｓｓを電波として空間に放射（送信）する。
そして、第１の受電機器２０ａ、第２の受電機器２０ｂ及び第３の受電機器２０ｃにおける各受信アンテナ２２は、送電機器１０の送信アンテナ１６から送信された電波をそれぞれ受信し、整流器制御部２３に同期用信号Ｓｓをそれぞれ出力する。
【００３６】
各整流器制御部２３のローカル発振器２３ａは、同期用信号Ｓｓに基づき、送電機器１０における基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０（発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の逓倍信号Ｓ１）に同期した、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０（図２（ａ）参照）をそれぞれ生成し、第２のＰＬＬ周波数逓倍器２３ｂにそれぞれ出力する。
【００３７】
また、各整流器制御部２３の第２のＰＬＬ周波数逓倍器２３ｂは、基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０を固有周波数ｆ２の逓倍信号Ｓ２にそれぞれ変化させ、送電機器１０における基準周波数ｆ０の基準信号Ｓ０（発振周波数ｆ１（＝ｆ２ａ）の逓倍信号Ｓ１）に同期した、固有周波数ｆ２の駆動信号Ｓｃをそれぞれ生成し、同期整流器２４にそれぞれ出力する。
【００３８】
なお、第１の受電機器２０ａの整流器制御部２３は、固有周波数ｆ２ａの駆動信号Ｓｃ（図２（ｄ）参照）を生成し、第２の受電機器２０ｂの整流器制御部２３は、固有周波数ｆ２ｂの駆動信号Ｓｃ（図２（ｆ）参照）を生成し、第３の受電機器２０ｃの整流器制御部２３は、固有周波数ｆ２ｃの駆動信号Ｓｃ（図２（ｈ）参照）を生成する。
【００３９】
そして、第１の受電機器２０ａ、第２の受電機器２０ｂ及び第３の受電機器２０ｃにおける各同期整流器２４は、各固有周波数ｆ２（固有周波数ｆ２ａ、固有周波数ｆ２ｂ、固有周波数ｆ２ｃ）の駆動信号Ｓｃが高（ＨＩＧＨ）レベルのときに、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３のゲート３ａ及びｐ型ＭＯＳトランジスタ４のゲート４ａが共にオン（ＯＮ）になり、各同期整流器２４の両端（Ａ点、Ｂ点）間に電流が流れることになる。
【００４０】
また、第１の受電機器２０ａ、第２の受電機器２０ｂ及び第３の受電機器２０ｃにおける各同期整流器２４は、各固有周波数ｆ２（固有周波数ｆ２ａ、固有周波数ｆ２ｂ、固有周波数ｆ２ｃ）の駆動信号Ｓｃが低（ＬＯＷ）レベルのときに、ｎ型ＭＯＳトランジスタ３のゲート３ａ及びｐ型ＭＯＳトランジスタ４のゲート４ａが共にオフ（ＯＦＦ）になり、各同期整流器２４の両端（Ａ点、Ｂ点）間に電流が流れないことになる。
【００４１】
すなわち、第１の受電機器２０ａの同期整流器２４は、両端（Ａ点、Ｂ点）に供給される交流電力Ｐ１（図２（ｃ）参照）を半波整流して（図２（ｅ）参照）、同期整流器２４の後段のローパスフィルタ２５に直流電力Ｐ２ａを供給する。
これに対し、第２の受電機器２０ｂの同期整流器２４は、両端（Ａ点、Ｂ点）に供給される交流電力Ｐ１（図２（ｃ）参照）を整流できず（図２（ｇ）参照）、総電力が零になり、同期整流器２４の後段のローパスフィルタ２５に電力Ｐ２ｂを供給することができない。
同様に、第３の受電機器２０ｃの同期整流器２４は、両端（Ａ点、Ｂ点）に供給される交流電力Ｐ１（図２（ｃ）参照）を整流できず（図２（ｉ）参照）、総電力が零になり、同期整流器２４の後段のローパスフィルタ２５に電力Ｐ２ｃを供給することができない。
【００４２】
このように、同期整流器２４は、ヘテロダイン検波の原理で受信信号（交流電力Ｐ１）を整流するものであり、送電機器１０の送電側周波数（発振周波数ｆ１）と受電機器２０の同期整流器２４を駆動する受電側周波数（固有周波数ｆ２）とが等しい場合に、ヘテロダイン検波により直流電力を負荷２００側に供給し、送電側周波数（発振周波数ｆ１）と受電側周波数（固有周波数ｆ２）とが僅かでも異なる場合に、負荷２００側への直流電力の供給を遮断する。
【００４３】
なお、同期整流器２４は、ヘテロダイン検波の原理で受信信号（交流電力Ｐ１）を整流するため、同期整流器２４から出力される電圧には、送電側周波数（発振周波数ｆ１）及び受電側周波数（固有周波数ｆ２）の和の絶対値｜ｆ１＋ｆ２｜と、送電側周波数（発振周波数ｆ１）及び受電側周波数（固有周波数ｆ２）の差の絶対値｜ｆ１−ｆ２｜と、が含まれる。
【００４４】
第１の受電機器２０ａのローパスフィルタ２５は、これらの不要な成分（｜ｆ１＋ｆ２｜、｜ｆ１−ｆ２｜）の通過を遮断して取り除き、直流電圧を負荷２００に印加する。
【００４５】
このように、本実施形態に係る無線電力伝送システム１００は、第１の受電機器２０ａに接続された負荷２００にのみ電力を供給し、第２の受電機器２０ｂ及び第３の受電機器２０ｃにそれぞれ接続された各負荷２００に電力を供給することなく、所望の負荷２００に選択的に電力を供給することができる。
【００４６】
なお、送電側周波数（発振周波数ｆ１）及び受電側周波数（固有周波数ｆ２）の差分の絶対値｜ｆ１−ｆ２｜が、ローパスフィルタ２５の遮断周波数ｆｃより低いと、リプル成分が負荷２００に漏れ出ることになる。
【００４７】
このため、各受電機器２０のローパスフィルタ２５の遮断周波数ｆｃは、第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２による逓倍信号Ｓ１の発振周波数ｆ１（送電側周波数）と整流器制御部２３による駆動信号Ｓｃの固有周波数ｆ２（受信側周波数）との差分の絶対値｜ｆ１−ｆ２｜より小さく（ｆｃ＜｜ｆ１−ｆ２｜）しなければならない。
【００４８】
すなわち、受電機器２０毎に予め設定される固有周波数ｆ２は、互いに、ローパスフィルタ２５の遮断周波数ｆｃ以上離れているように設定する必要がある。換言すると、受電機器２０毎に予め設定される固有周波数ｆ２のうち異なる固有周波数ｆ２の差分の絶対値は、ローパスフィルタ２５の遮断周波数ｆｃより大きくなるように設定する必要がある。
【００４９】
このような固有周波数ｆ２の割り当てを簡易に行うためには、前述したように、送電機器１０の基準発振器１１により生成された基準周波数ｆ０を第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２による周波数逓倍により定数倍して（逓倍値ｎを電子的に切り替えて）発振周波数ｆ１（＝ｎ×ｆ０）を生成することで達成することができる。
【００５０】
特に、基準発振器１１の基準周波数ｆ０が、ローパスフィルタ２５の遮断周波数ｆｃより大きい（ｆ０＞ｆｃ）ことにより、電力を供給したい受電機器２０（負荷２００）以外の他の受電機器２０（負荷２００）への干渉を起こさない（電力を供給しない）無線電力伝送を行うことができる。
【００５１】
つぎに、本実施形態に係る無線電力伝送システム１００に対して、シミュレーションによる動作確認を行った結果を、図３乃至図５を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、交流電力（発振周波数ｆ１：１００ｋＨｚ、交流電圧：１０Ｖ）が送電機器１０の交流電源１４から受電機器２０に供給される場合であり、駆動信号Ｓｃ（固有周波数ｆ２：１００ｋＨｚ、交流電圧：１０Ｖ）が受電機器２０の整流器制御部２３から同期整流器２４に出力される場合を想定して、ＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）による回路シミュレーションを行った。
図３（ｂ）に示すように、送信側周波数（発振周波数ｆ１）と受信側周波数（固有周波数ｆ２）とが等しい場合には、２６Ｖ程度の出力電圧（直流電圧）が得られていることが分かる。
【００５２】
また、図４（ａ）に示すように、交流電力（発振周波数ｆ１：１１０ｋＨｚ、交流電圧：１０Ｖ）が送電機器１０の交流電源１４から受電機器２０に供給される場合であり、駆動信号Ｓｃ（固有周波数ｆ２：１００ｋＨｚ、交流電圧：１０Ｖ）が受電機器２０の整流器制御部２３から同期整流器２４に出力される場合を想定して、ＳＰＩＣＥによる回路シミュレーションを行った。
図４（ｂ）に示すように、送信側周波数（発振周波数ｆ１）が受信側周波数（固有周波数ｆ２）より１０ｋＨｚ高い（送信側周波数と受信側周波数とが異なる）場合には、出力電圧（直流電圧）が殆ど得られていないことが分かる。
【００５３】
また、図５（ａ）に示すように、交流電力（発振周波数ｆ１：９５ｋＨｚ、交流電圧：１０Ｖ）が送電機器１０の交流電源１４から受電機器２０に供給される場合であり、駆動信号Ｓｃ（固有周波数ｆ２：１００ｋＨｚ、交流電圧：１０Ｖ）が受電機器２０の整流器制御部２３から同期整流器２４に出力される場合を想定して、ＳＰＩＣＥによる回路シミュレーションを行った。
図５（ｂ）に示すように、送信側周波数（発振周波数ｆ１）が受信側周波数（固有周波数ｆ２）より５ｋＨｚ低い（送信側周波数と受信側周波数とが異なる）場合には、出力電圧（直流電圧）が殆ど得られていないことが分かる。
【００５４】
以上のように、本実施形態に係る無線電力伝送システム１００は、各受電機器２０に対して固有の周波数を割り当てておき、送電機器１０の逓倍器制御部１３による第１のＰＬＬ周波数逓倍器１２の逓倍値ｎを制御する（モードを切り替える）だけで、送電機器１０及び受電機器２０のハードウエアの変更無しに、受電機器２０に接続された所定の負荷２００に選択的に電力を供給することができるという作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００５５】
１      第１のダイオード
１ａ    アノード
１ｂ    カソード
２      第２のダイオード
２ａ    アノード
２ｂ    カソード
３      ｎ型ＭＯＳトランジスタ
３ａ    ゲート
３ｂ    ソース
３ｃ    ドレイン
４      ｐ型ＭＯＳトランジスタ
４ａ    ゲート
４ｂ    ソース
４ｃ    ドレイン
５      インバータ
１０    送電機器
１１    基準発振器
１２    第１のＰＬＬ周波数逓倍器
１３    逓倍器制御部
１４    交流電源
１５    送電手段
１６    送信アンテナ
２０    受電機器
２０ａ  第１の受電機器
２０ｂ  第２の受電機器
２０ｃ  第３の受電機器
２１    受電手段
２２    受信アンテナ
２３    整流器制御部
２３ａ  ローカル発振器
２３ｂ  第２のＰＬＬ周波数逓倍器
２４    同期整流器
２５    ローパスフィルタ
１００  無線電力伝送システム
２００  負荷
【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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