(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、
前記受電コイルの近傍に配置された、電磁界を測定する測定コイルと、
前記測定コイルの誘導電圧と前記受電コイルの誘導電流とから前記受電コイルのインピーダンスの変化量を取得することにより異物の有無を検出する異物検出部と
を具備する受電装置。
【請求項２】
前記インピーダンスは、前記受電コイルの２次抵抗と前記受電コイルの２次インダクタンスとの少なくとも一方を含む
請求項１記載の受電装置。
【請求項３】
前記測定コイルは、前記受電コイルのコイル面を通過する前記電磁界の磁束と同様の磁束が通過するように配置されているコイルである
請求項１記載の受電装置。
【請求項４】
前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
請求項３記載の受電装置。
【請求項５】
前記測定コイルの巻数は、前記受電コイルの巻数と異なる
請求項４記載の受電装置。
【請求項６】
前記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路をさらに具備する請求項１記載の受電装置。
【請求項７】
前記誘導電圧および前記誘導電流に応じて、前記電源を給電する給電装置に対する信号を送信するための送信回路をさらに具備する
請求項１記載の受電装置。
【請求項８】
前記信号は、前記給電装置から給電される電磁波量を調整する信号である
請求項７記載の受電装置。
【請求項９】
前記受電コイルに接続された負荷の抵抗を取得する負荷抵抗取得回路と、
前記誘導電圧と前記誘導電流と前記抵抗とを記憶する記憶部と
をさらに具備する請求項１記載の受電装置。
【請求項１０】
電磁波により給電される電源を受電する受電装置に用いられる電気回路であって、
前記受電装置は、
前記電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、
前記受電コイルの近傍に配置された測定コイルと
を具備し、
前記測定コイルの誘導電圧と前記受電コイルの誘導電流とから前記受電コイルのインピーダンスの変化量を取得することにより異物の有無を検出する電気回路。
【請求項１１】
前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
請求項１０記載の電気回路。
【請求項１２】
電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、前記受電コイルの近傍に配置された、電磁界を測定する測定コイルと、前記測定コイルの誘導電圧と前記受電コイルの誘導電流とから前記受電コイルのインピーダンスの変化量を取得することにより異物の有無を検出する異物検出部とを備える受電装置と、
前記受電装置に電源を給電する給電コイルを備える給電装置と
を具備する非接触給電システム。
【請求項１３】
前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
請求項１２記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、受電装置、電気回路、および、給電装置に関する。詳しくは、電気的に非接触で給電を行う非接触給電システムにおける受電装置、電気回路、および、給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気的に非接触で給電を行う非接触給電システムにおいて、給電装置と受電装置との間の磁界内に混入した物体を異物として検出する回路が設けられることがあった。これは、導体の異物が磁界内に混入すると、異物内に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱の影響で異物が発熱する場合があるためである。異物の発熱量が大きいと、非接触給電システムにおける機器や筐体に損傷が生じるおそれがあった。特に急速充電においては給電装置が出力する磁界の強度が大きくなるため、異物の発熱量も大きくなり、異物の存在が問題になることが多かった。【０００３】
異物を検出する回路として、例えば、受電側に誘導される電圧の振幅が基準値未満であるか否かにより、異物の有無を判断する回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。異物がある場合には異物の渦電流により電力の損失が生じて送電効率が低下するため、受電側の電圧の振幅が基準値未満に低下した場合に、異物があると判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術では、異物の存在を正確に検出することができない場合があった。具体的には、上述の受電装置は、異物の混入以外の原因により、受電コイルの電圧の振幅が低下した場合に、異物を誤って検出してしまうことがあった。電圧の振幅の低下は、異物の混入のほか、給電装置の故障や経年劣化などによる給電電力や給電効率の低下などによっても生じるが、上述の受電装置は、給電電力量や送電効率を取得していなかった。また、上述の受電装置は、給電コイルおよび受電コイルの互いの位置がずれてしまうことを想定していなかった。このため、電圧の振幅が低下した場合に、その低下が異物の混入によるものであるのか、給電電力や送電効率の低下によるのであるものかを判断することができなかった。また、電圧の振幅が低下した場合に、給電コイルおよび受電コイルの互いの位置がずれてしまうことによるものであるのか、異物の混入によるものであるのかを判断することができなかった。この結果、異物の混入以外の要因により電圧の振幅が低下した場合に、異物が誤検出されることがあった。【０００６】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、異物を正確に検出することができる受電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】
【０００７】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、上記受電コイルの近傍に配置された、電磁界を測定する測定コイルとを具備する受電装置である。これにより、電磁界が測定されるという作用をもたらす。【０００８】
また、この第１の側面において、上記測定コイルは、上記受電コイルのコイル面を通過する上記電磁界の磁束と同様の磁束が通過するように配置されているコイルであってもよい。これにより、測定コイルのコイル面を通過すると同様の磁束が測定コイルを通過するという作用をもたらす。【０００９】
また、この第１の側面において、上記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルであってもよい。これにより、測定コイルに実質的に電流が流れないという作用をもたらす。【００１０】
また、この第１の側面において、上記測定コイルの巻数は、上記受電コイルの巻数と異なってもよい。これにより、測定コイルの巻数が受電コイルと異なるという作用をもたらす。【００１１】
また、この第１の側面において、上記測定された電磁界により発生する上記測定コイルの誘導電圧を取得する電圧取得回路と、上記測定された電磁界により発生する上記受電コイルの誘導電流を取得する電流取得回路とをさらに具備してもよい。これにより、誘導電圧および誘導電流が取得されるという作用をもたらす。【００１２】
また、この第１の側面において、上記誘導電圧および上記誘導電流から、上記電磁波による受電を妨げる異物の有無を検出する検出回路をさらに具備してもよい。これにより、異物の有無が検出されるという作用をもたらす。【００１３】
また、この第１の側面において、上記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路をさらに具備してもよい。これにより、異物の検出結果に応じて充電電流が制御されるという作用をもたらす。【００１４】
また、この第１の側面において、上記検出回路は、上記誘導電圧および上記誘導電流から、上記受電コイルにおいて変動するパラメータを取得することにより、上記異物の有無を検出してもよい。これにより、受電コイルにおいて変動するパラメータを取得することにより、異物の有無が検出されるという作用をもたらす。【００１５】
また、この第１の側面において、上記パラメータは、上記受電コイルのインピーダンス、または、上記受電コイルのインダクタンスであってもよい。これにより、受電コイルのインピーダンスまたは受電コイルのインダクタンスを取得することにより、異物の有無が検出されるという作用をもたらす。【００１６】
また、この第１の側面において、上記誘導電圧および上記誘導電流に応じて、上記電源を給電する給電装置に対する信号を送信するための送信回路をさらに具備してもよい。これにより、誘導電圧および誘導電流に応じて、給電装置に対する信号が送信されるという作用をもたらす。【００１７】
また、この第１の側面において、上記信号は、上記給電装置から給電される電磁波量を調整する信号であってもよい。これにより、電磁波量を調整する信号が送信されるという作用をもたらす。【００１８】
また、この第１の側面において、上記受電コイルに接続された負荷の抵抗を取得する負荷抵抗取得回路と、上記誘導電圧と上記誘導電流と上記抵抗とを記憶する記憶部とをさらに具備してもよい。これにより、起電力の比率に基づいてパラメータが取得されるという作用をもたらす。【００１９】
また、この第１の側面において、上記検出回路は、上記測定コイルの誘導電圧および上記受電コイルの誘導電流から、上記電磁波による受電を妨げる異物の有無を検出する検出回路をさらに具備してもよい。これにより、異物の有無が検出されるという作用をもたらす。【００２０】
また、この第１の側面において、上記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路をさらに具備してもよい。これにより、異物の検出結果に応じて充電電流が制御されるという作用をもたらす。【００２１】
また、この第１の側面において、上記検出回路は、上記誘導電圧および上記誘導電流から、上記受電コイルにおいて変動するパラメータを取得することにより、上記異物の有無を検出してもよい。これにより、受電コイルにおいて変動するパラメータを取得することにより、異物の有無が検出されるという作用をもたらす。【００２２】
また、この第１の側面において、上記パラメータは、上記受電コイルのインピーダンス、または、上記受電コイルのインダクタンスであってもよい。これにより、受電コイルのインピーダンスまたは受電コイルのインダクタンスを取得することにより、異物の有無が検出されるという作用をもたらす。【００２３】
また、本技術の第２の側面は、電磁波により給電される電源を受電する受電装置に用いられる電気回路であって、上記受電装置は、上記電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、上記受電コイルの近傍に配置された測定コイルとを具備し、上記測定コイルに発生する誘導電圧を測定する電気回路である。これにより、測定コイルに発生する誘導電圧が測定されるという作用をもたらす。【００２４】
また、この第２の側面において、上記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルであってもよい。これにより、測定コイルに実質的に電流が流れないという作用をもたらす。【００２５】
また、本技術の第３の側面は、電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、前記受電コイルの近傍に配置された、実質的に電流が流れない測定コイルと、前記測定コイルに発生する電圧を測定する回路と、前記測定された電圧に応じて電磁波量を調整するための信号を送信するための送信回路とを備える受電装置により送信された前記信号に応じて、前記受電装置に電源を給電する給電コイルを具備する給電装置である。これにより、受電装置から送信された信号に応じて電源が受電装置に給電されるという作用をもたらす。【００２６】
また、この第３の側面において、上記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルであってもよい。これにより、測定コイルに実質的に電流が流れないという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００２７】
本技術によれば、受電装置が異物を正確に検出することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。
【図２】第１の実施の形態における受電コイルにおけるパラメータの変化の原因を説明するための図である。
【図３】第１の実施の形態における非接触給電システムの等価回路の一例を示す回路図である。
【図４】第１の実施の形態における給電制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図５】第１の実施の形態における充電制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図６】第１の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。
【図７】第１の実施の形態における誘導電圧の算出方法を説明するための図である。
【図８】第１の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態における７ｍｍの鉄の温度と受電コイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【図１１】第１の実施の形態における１３ｍｍの鉄の温度と受電コイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【図１２】第１の実施の形態における２０ｍｍの鉄の温度と受電コイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【図１３】第２の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】第３の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】第４の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。
【図１８】第４の実施の形態における充電制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図１９】第４の実施の形態における起電力比率取得部の一構成例を示すブロック図である。
【図２０】第４の実施の形態における監視誘導電圧および誘導電流と２次抵抗との関係の一例を示すグラフである。
【図２１】第５の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（受電コイルの抵抗およびインダクタンスの変化量に基づいて異物を検知する例）
２．第２の実施の形態（受電コイルの抵抗の変化量に基づいて異物を検出する例）
３．第３の実施の形態（受電コイルの抵抗の変化量に基づいて異物の検出と制御量の算出とを行う例）
４．第４の実施の形態（起電力比率を求める例）
５．第５の実施の形態（負荷抵抗を変更して異物を検出する例）
【００３０】
＜１．第１の実施の形態＞
［非接触給電システムの構成例］
図１は、実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。この非接触給電システムは、電気的に非接触の状態で装置に電力を供給するためのシステムである。非接触給電システムは、給電装置１００および受電装置２００を備える。
【００３１】
給電装置１００は、電磁波により受電装置２００に交流の電源を供給するものである。この給電装置１００は、給電制御部１１０および給電コイル１２０を備える。
【００３２】
給電制御部１１０は、受電装置２００に供給する電力量を制御するものである。この給電制御部１１０は、信号線１２８および１２９を介して給電コイル１２０に交流電力を供給するとともに、その電力量を制御する。また、給電制御部１１０は、受電装置２００から、給電量を制御するための制御信号を受信する。給電制御部１１０は、制御信号を受信した場合には、その制御信号に従って給電量を制御する。この制御信号には、例えば、給電の停止を要求する制御信号が含まれる。
【００３３】
給電コイル１２０は、給電制御部１１０により電力が供給されると、アンペールの法則に従って電磁波を発生するものである。この電磁波を介して受電装置２００に電源が供給される。
【００３４】
受電装置２００は、電磁波により供給された電源を受電するものである。この受電装置２００は、充電制御部２１０、受電コイル２２０、測定コイル２３０、および、異物検出部２４０を備える。
【００３５】
充電制御部２１０は、受電コイル２２０から配線２２８および２２９を介して受電した電源を二次電池などに充電するとともに、充電において電流や電圧を制御するものである。具体的には、充電制御部２１０は、受電した交流の電源を直流に変換する。そして、充電制御部２１０は、二次電池の特性や、充電時間などに基づいて電圧や電流を制御する。
【００３６】
また、充電制御部２１０は、受電コイル２２０における誘導電流Ｉ2を測定し、その測定値を異物検出部２４０に信号線２１９を介して供給する。誘導電流Ｉ2の単位として、例えば、アンペア（Ａ）が用いられる。さらに、充電制御部２１０は、異物の検出における検出結果を異物検出部２４０から信号線２４９を介して受け取る。そして、充電制御部２１０は、その検出結果に基づいて制御信号を給電装置１００に送信する。例えば、異物が検出された場合において、充電制御部２１０は、給電の停止を要求する制御信号を送信する。なお、充電制御部２１０は、異物が検出された場合に、電力量を一定量、減少させることを要求する制御信号を送信することもできる。これにより、異物検出時においても、継続して給電が行われる。なお、充電制御部２１０は、特許請求の範囲に記載の電気回路の一例である。
【００３７】
受電コイル２２０は、給電コイル１２０から電磁波が供給されると、電磁誘導の法則に従って、その電磁波の磁束の変化に応じた誘導電圧を発生するものである。
【００３８】
測定コイル２３０は、受電コイル２２０の近傍に配置された、電磁界を測定するためのコイルである。この測定コイル２３０は、測定コイル２３０を通過する電磁界の磁束が、ほぼ受電コイル２２０を通過する磁束となるように配置されている。具体的には、測定コイル２３０は、受電コイル２２０を囲むように配置されており、受電コイル２２０および測定コイル２３０のコイル面の面積は同程度となるように調整されている。コイル面の面積を同程度とするために、測定コイル２３０の巻き数を受電コイル２２０より小さくしてもよい。あるいは、測定コイル２３０の巻き線の直径を受電コイル２２０より小さくしてもよい。また、測定コイル２３０には、実質的に電流が流されていない。ここで、「実質的に電流が流されていない」とは、測定コイル２３０の端子が開放されており、電流が測定コイル２３０に流れないことを意味する。あるいは、開放されていなくても高い抵抗が配置されていることにより電圧が発生しても微量の電流しか流れないことを意味する。ただし、開放された端子には、信号線２３８および２３９を介して後述する異物検出部２４０が接続されている。測定コイル２３０の端子を開放しておくことにより、測定コイル２３０からの磁界が受電コイル２２０にほとんど作用しなくなる。これにより、受電装置２００は、充電制御部２１０に影響を与えずに、異物を検出することができる。なお、測定コイル２３０の端子を開放するのでなく、端子間に高インピーダンスの抵抗を配置しておいてもよい。
【００３９】
ここで、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく次の式１より、コイルに発生する誘導電圧Ｖは、磁束φの変化に比例する。この磁束の単位は、例えば、ウェーバー（ｗｂ）であり、誘導電圧Ｖの単位は、例えば、ボルト（Ｖ）である。
【数１】
0005907253.tif 000002
式１において、Ｎは、コイルの巻き数である。ｔは、時間である。ｔの単位は、例えばセコンド（ｓ）である。
【００４０】
測定コイル２３０を通過する磁束と受電コイル２２０とを通過する磁束とがほぼ一致する場合、式１より、給電コイル１２０からの磁界による測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31と、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21との比率は、それらのコイルの巻き数比にほぼ一致する。したがって、巻き数比が既知であれば、測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31から、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21が正確に求められる。ただし、測定コイル２３０の誘導電圧Ｖmonには、給電コイル１２０からの磁界による誘導電圧Ｖ31のほか、受電コイル２２０からの磁界による誘導電圧Ｖ32も含まれるため、Ｖ31を得るには、Ｖmonの測定のほか、Ｖ32の算出が必要となる。Ｖ32およびＶmonから誘導電圧Ｖ21を算出する方法の詳細については、後述する。
【００４１】
なお、誘導電圧Ｖ21を直接測定することは困難である。これは、受電コイル２２０に充電制御部２１０などの負荷が接続されており、その影響により受電コイル２２０の端子電圧が、誘導電圧Ｖ21とならないからである。もちろん、負荷を切り離して、受電コイル２２０の端子を開放状態にすれば、誘導電圧Ｖ21に近い値のみは測定できるが、誘導電流Ｉ2との関係が分からない限り、受電コイル２２０のパラメータを計算することはできない。測定コイル２３０を設けることにより、その誘導電圧Ｖmonから、充電中において正確な誘導電圧Ｖ21が求められる。
【００４２】
異物検出部２４０は、測定コイル２３０の誘導電圧Ｖmonと受電コイル２２０の誘導電流Ｉ2とから、受電コイル２２０において変動するパラメータを推定することにより、電磁波の受電を妨げる異物の有無を検出するものである。異物により、受電コイル２２０において変動するパラメータとしては、インピーダンスにおける抵抗成分やリアクタンス成分などがある。異物検出部２４０は、異物の有無を検出した検出結果を充電制御部２１０に信号線２４９を介して出力する。
【００４３】
図２は、第１の実施の形態における受電コイル２２０におけるパラメータの変化の原因を説明するための図である。受電コイル２２０が発生させた電磁界において、金属などの導電性の異物３００があった場合を想定する。電磁界が変化すると、この異物３００において、電磁誘導効果により渦電流が発生する。この渦電流によるジュール熱により異物は発熱する。また、渦電流が発生させた磁界が受電コイル２２０に作用し、受電コイル２２０の等価回路における抵抗やリアクタンスを変化させる。したがって、受電装置２００は、受電コイル２２０における抵抗やリアクタンスの変化量から、異物の有無を判断することができる。図２において、点線の矢印は、受電コイル２２０が発生させた磁界であり、実線の矢印は渦電流である。一点鎖線の矢印は、渦電流が発生させた磁界である。
【００４４】
図３は、第１の実施の形態における非接触給電システムの等価回路の一例を示す回路図である。給電コイル１２０は、１次インダクタンス（Ｌ1）１２１および１次キャパシタンス（Ｃ1）１２２を含む等価回路に置き換えられる。受電コイル２２０は、２次インダクタンス（Ｌ2）２２１、２次抵抗（ｒ2）２２２、および、２次キャパシタンス（Ｃ2）２２３を含む等価回路に置き換えられる。充電制御部２１０は、負荷抵抗（Ｒ2）２１５を含む等価回路に置き換えられる。充電制御部２１０において、整流器は省略されている。測定コイル２３０は、インダクタンス（Ｌ3）２３１を含む等価回路に置き換えられる。前述したように異物が存在する場合には、受電コイル２２０の等価回路において、２次抵抗ｒ2および２次インダクタンスＬ2のうちの少なくとも一方が変化するため、それらの変化量から異物が検出される。なお、この等価回路において、測定コイル２３０の抵抗と、給電コイル１２０の抵抗とは、省略されている。
【００４５】
この等価回路において、給電コイル１２０が発生させた磁界により受電コイル２２０の２次インダクタンス２２１において発生する誘導電圧をＶ21とする。また、給電コイル１２０が発生させた磁界により測定コイル２３０に発生する誘導電圧をＶ31とする。一方、受電コイル２２０が発生させた磁界により測定コイル２３０に発生する誘導電圧をＶ32とする。このため、測定コイル２３０における誘導電圧は、これらの誘導電圧Ｖ31およびＶ32を合成した電圧となる。異物検出部２４０は、この測定コイル２３０の誘導電圧を監視誘導電圧Ｖmonとして取得する。また、充電制御部２１０は、受電コイル２２０に流れる誘導電流Ｉ2を取得する。
【００４６】
［給電制御部の構成例］
図４は、第１の実施の形態における給電制御部１１０の一構成例を示すブロック図である。給電制御部１１０は、復調回路１１１および給電制御回路１１２を備える。
【００４７】
復調回路１１１は、受電装置２００からの交流信号を復調して、その交流信号に重畳された制御信号を取り出すものである。復調回路１１１は、その制御信号を給電制御回路１１２に出力する。給電制御回路１１２は、制御信号に従って、受電装置２００に供給する電力量を制御するものである。
【００４８】
［充電制御部の構成例］
図５は、第１の実施の形態における充電制御部２１０の一構成例を示すブロック図である。この充電制御部２１０は、変調回路２１１、整流器２１２、充電制御回路２１３、誘導電流取得回路２１４を備える。
【００４９】
変調回路２１１は、給電装置１００への交流信号の振幅などを変調することにより制御信号を重畳するものである。変調回路２１１は、異物が検出されたことを通知する検出結果を異物検出部２４０から受け取ると、例えば、給電の停止を要求する制御信号を交流信号に重畳して給電装置１００に送信する。なお、変調回路２１１は、特許請求の範囲に記載の送信回路の一例である。
【００５０】
整流器２１２は、交流電力を直流に変換して充電制御回路２１３に供給するものである。充電制御回路２１３は、変換された直流電力の電圧や電流を制御して、二次電池などを充電するものである。
【００５１】
誘導電流取得回路２１４は、受電コイル２２０に流れる誘導電流Ｉ2を取得するものである。誘導電流取得回路２１４は、誘導電流Ｉ2を測定し、必要に応じて測定値をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換して異物検出部２４０に供給する。なお、誘導電流取得回路２１４は、特許請求の範囲に記載の電流取得回路の一例である。また、誘導電流取得回路２１４は、交流の誘導電流を取得しているが、交流の誘導電流の代わりに、整流器２１２により変換された後の直流の誘導電流を取得してもよい。
【００５２】
［異物検出部の構成例］
図６は、第１の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。この異物検出部２４０は、監視誘導電圧取得回路２４１、２次抵抗変化量取得回路２４２、２次インダクタンス変化量取得回路２４３、および、異物検出回路２４４を備える。
【００５３】
監視誘導電圧取得回路２４１は、測定コイル２３０における監視誘導電圧Ｖmonを取得するものである。例えば、監視誘導電圧取得回路２４１は、測定コイル２３０の端子に接続された交流電圧計により監視誘導電圧Ｖmonを測定する。監視誘導電圧取得回路２４１は、監視誘導電圧Ｖmonの測定値を必要に応じてＡ／Ｄ変換して２次抵抗変化量取得回路２４２および２次インダクタンス変化量取得回路２４３に供給する。なお、監視誘導電圧取得回路２４１は、特許請求の範囲に記載の電圧取得回路の一例である。
【００５４】
２次抵抗変化量取得回路２４２は、監視誘導電圧Ｖmonおよび誘導電流Ｉ2の測定値から、受電コイル２２０における抵抗の変化量を２次抵抗変化量Δｒ2として取得するものである。２次抵抗変化量取得回路２４２は、例えば、次の式２を使用して、２次抵抗Ｒ2を算出する。
【数２】
0005907253.tif 000003
式２において、「Ｒｅ（）」は、（）内の複素数の実数部を返す関数である。Ｖ21は、給電コイル１２０が発生させた磁界の変化により受電コイル２２０に発生する交流の誘導電圧である。上部にドットを付した電圧Ｖまたは電流Ｉは、複素数で表記した交流電圧または交流電流を表している。Ｒ2は、充電制御部２１０における負荷の負荷抵抗である。Ｒ2の単位は、例えば、オーム（Ω）である。Ｎ2は、受電コイル２２０の巻き数であり、Ｎ3は、測定コイル２３０の巻き数である。式２の導出方法については後述する。
【００５５】
２次抵抗変化量取得回路２４２は、算出した２次抵抗ｒ2から、次の式３を使用して、２次抵抗変化量Δｒ2を算出する。２次抵抗変化量取得回路２４２は、算出したΔｒ2を異物検出回路２４４に出力する。
【数３】
0005907253.tif 000004
式３において、ｒ0は、異物がない場合に測定された受電コイル２２０の本来の２次抵抗である。
【００５６】
２次インダクタンス変化量取得回路２４３は、監視誘導電圧Ｖmonおよび誘導電流Ｉ2の測定値から、受電コイル２２０の等価回路におけるインダクタンスの変化量を２次インダクタンス変化量ΔＬ2として取得するものである。２次インダクタンス変化量取得回路２４３は、例えば、次の式４を使用して、２次インダクタンスＬ2を算出する。
【数４】
0005907253.tif 000005
式４において、「Ｉｍ（）」は、（）内の複素数の虚数部を返す関数である。また、ωは角周波数であり、単位は、ラジアン／秒（ｒａｄ/ｓ）である。Ｍ32は、受電コイル２２０と測定コイル２３０との間の結合係数である。Ｃ2は、受電コイル２２０の等価回路におけるキャパシタンスであり、単位は、例えば、ファラド（Ｆ）である。式４の導出方法については後述する。
【００５７】
２次インダクタンス変化量取得回路２４３は、算出した２次インダクタンスＬ2から、次の式５を使用して、２次インダクタンス変化量ΔＬ2を算出する。２次抵抗変化量取得回路２４２は、算出したΔＬ2を異物検出回路２４４に出力する。
【数５】
0005907253.tif 000006
この式５において、Ｌ０は、異物が存在しない場合に測定された受電コイル２２０本来のインダクタンスである。
【００５８】
異物検出回路２４４は、２次抵抗変化量Δｒ2と２次インダクタンス変化量ΔＬ2とから、異物の有無を検出するものである。例えば、異物検出回路２４４は、Δｒ2およびΔＬ2と閾値Ｔｈ１およびＴｈ２とを比較する。閾値Ｔｈ１は、Δｒ2と比較するための閾値であり、閾値Ｔｈ２は、ΔＬ2と比較するための閾値である。そして、異物検出回路２４４は、例えば、Δｒ2が閾値Ｔｈ１以上である場合、または、ΔＬ2が閾値Ｔｈ２以上である場合に、異物があると判断する。異物検出回路２４４は、異物の検出結果を充電制御部２１０に出力する。なお、異物検出回路２４４は、特許請求の範囲に記載の検出回路の一例である。
【００５９】
なお、異物検出部２４０は、Δｒ2が閾値Ｔｈ１以上であり、かつ、ΔＬ2が閾値Ｔｈ２以上である場合に、異物があると判断してもよい。また、異物検出部２４０は、第２の実施の形態において後述するように、ΔＬ2を取得せず、Δｒ2が閾値以上である場合に異物があると判断してもよい。あるいは、異物検出部２４０は、Δｒ2を取得せず、ΔＬ2が閾値以上である場合に異物があると判断してもよい。もしくは、異物検出部２４０は、Δｒ2とΔωＬ2との加算値が閾値以上である場合に異物があると判断してもよい。
【００６０】
ここで、供給電圧に対するΔｒ2およびΔＬ2の値は、異物のサイズや物性により、異なる値となる。このため、これらの値により、物質の種類が特定される。特に、Δｒ２の増加に応じて異物の温度が上昇するため、温度がある値未満になるように、受電する電流を制御することにより、温度上昇が抑制される。
【００６１】
図７は、第１の実施の形態における誘導電圧の算出方法を説明するための図である。図７において、縦軸は、複素表現した交流電圧の虚数部であり、横軸は実数部である。図３に例示した等価回路より、測定コイル２３０には、給電コイル１２０が発生させた磁界の変化による誘導電圧Ｖ31と、受電コイル２２０が発生させた磁界の変化による誘導電圧Ｖ32とが発生する。したがって、監視誘導電圧Ｖmonは、次の式６から求められる。
【数６】
0005907253.tif 000007
【００６２】
ここで、受電コイル２２０と測定コイル２３０との間の結合係数Ｍ32に基づいて、誘導電圧Ｖ32は、次の式７から求められる。Ｖ32の算出においては、異物検出前に予め測定しておいたＭ32の値が用いられる。なお、Ｍ32の値を求めるには、測定コイル２３０を実装した状態において、給電装置１００からの給電を停止し、受電装置２００内の電源から受電コイル２２０に電流を供給して、Ｖmonを測定すればよい。この場合、測定コイル２３０には、受電コイル２２０からの磁界による誘導電圧しか生じないため、ＶmonはＶ32と等しくなる。受電コイル２２０に供給した電流と、Ｖmon（＝Ｖ32）との間の関係から、式７を使用して、Ｍ32が求められる。
【数７】
0005907253.tif 000008
【００６３】
式６および式７から次の式８が得られる。
【数８】
0005907253.tif 000009
【００６４】
また、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21は、そのコイルの巻き数Ｎ2等から次の式９により求められる。
【数９】
0005907253.tif 000010
式９において、μは受電コイル２２０の透磁率である。Ｈｄ21は、受電コイル２２０のコイル面に生じる磁界の強さであり、単位は、例えばアンペア／メートル（Ａ／ｍ）である。ｎは法線ベクトルである。
【００６５】
一方、測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31は、そのコイルの巻き数Ｎ3等から次の式１０により求められる。
【数１０】
0005907253.tif 000011
式１０において、Ｈｄ31は、測定コイル２３０のコイル面に生じる磁界の強さである。
【００６６】
前述したように、測定コイル２３０は、受電コイル２２０を囲むように配置され、かつ、測定コイル２３０の巻き数は、十分に小さい。このため、測定コイル２３０と受電コイル２２０との面積および磁界の強さがほぼ等しくなる。したがって、次の式１１が成立する。
【数１１】
0005907253.tif 000012
この式１１は、測定コイル２３０を通過する磁束と、受電コイル２２０を通過する磁束とがほぼ一致することを示している。
【００６７】
式９、式１０および式１１より、次の式１２が得られる。
【数１２】
0005907253.tif 000013
【００６８】
式８および式１２より、次の式１３が得られる。
【数１３】
0005907253.tif 000014
【００６９】
また、図３に例示した等価回路から、次の式１４が得られる。
【数１４】
0005907253.tif 000015
この式１４に式１３の右辺を代入して両辺の実数部を求めることにより、式２が導出される。また、式１４に式１３の右辺を代入して両辺の虚数部を求めることにより、式４が導出される。
【００７０】
［給電装置の動作例］
図８は、第１の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。この給電制御処理は、例えば、給電装置１００に電源が投入されたときに給電装置１００により開始される。
【００７１】
給電装置１００は、交流電源の給電を開始する（ステップＳ９０１）。給電装置１００は、制御信号に基づいて給電停止の要求があったか否かを判断する（ステップＳ９０２）。給電停止の要求がない場合（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、給電装置１００は、ステップＳ９０２に戻り、給電を継続する。給電停止の要求があった場合（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）、給電装置１００は、給電を停止する（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３の後、給電装置１００は、給電制御処理を終了する。
【００７２】
［受電装置の動作例］
図９は、第１の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。この給電制御処理は、例えば、給電装置１００から電源供給が開始されたときに受電装置２００により開始される。
【００７３】
受電装置２００は、誘導電流Ｉ2および監視誘導電圧Ｖmonを測定する（ステップＳ９５１）。受電装置２００は、誘導電流Ｉ2および監視誘導電圧Ｖmonを式２および式３に代入して２次抵抗変化量Δｒ2を算出する（ステップＳ９５２）。また、受電装置２００は、誘導電流Ｉ2および監視誘導電圧Ｖmonを式４および式５に代入して２次インダクタンス変化量ΔＬ2を算出する（ステップＳ９５３）。
【００７４】
受電装置２００は、Δｒ2が閾値Ｔｈ１以上、または、ΔＬ2が閾値Ｔｈ２以上であるか否かにより、異物を検出したか否かを判断する（ステップＳ９５４）。異物を検出しなかった場合には（ステップＳ９５４：Ｎｏ）、受電装置２００は、ステップＳ９５１に戻る。異物を検出した場合には（ステップＳ９５４：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、給電停止を要求する制御信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ９５５）。ステップＳ９５５の後、受電装置２００は、充電制御処理を終了する。なお、受電装置２００は、異物検出時に、２次電池等への充電電流の供給を制御（停止など）してもよい。この場合、受電装置２００は、異物検出時に制御信号を給電装置１００へ送信しなくてもよい。また、受電装置２００は、異物検出時に、充電電流の供給を制御するとともに、制御信号を給電装置１００へ送信してもよい。
【００７５】
図１０乃至図１２は、第１の実施の形態における異物の温度とコイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。図１０乃至図１２の縦軸は、異物の温度またはコイルの抵抗値であり、横軸は異物の位置である。温度の単位は度（℃）であり、抵抗値の単位はミリオーム（ｍΩ）である。位置の単位はミリメートル（ｍｍ）である。横軸において、コイルの中央を原点として、その中央を含み、コイル面に平行な所定の直線上の位置が異物の位置として測定される。また、図１０乃至１２において、丸印は、異物の温度の測定結果をプロットしたものであり、四角形の印は、受電コイル２２０の抵抗値の測定結果をプロットしたものである。図１０乃至１２において三角形の印は、給電コイル１２０の抵抗値の測定結果をプロットしたものである。
【００７６】
図１０乃至図１２に例示するように、コイルの中央から少し離した位置に異物が置かれると、異物の温度が高くなり、コイル（１２０および２２０）の抵抗値も上昇する。一方、中央付近に異物が置かれると、異物の温度が低くなり、コイルの抵抗値も低くなる。これは、前述したように、異物内の渦電流によりジュール熱が発生し、また、その渦電流が発生させた磁界の作用により、コイルの抵抗値などのパラメータが変化するためである。
【００７７】
なお、図１０乃至図１２において、位置が負数である場合の温度は測定されていない。これは、位置が負数である場合の温度変化は、位置が正数である場合と同様の変化であると推定されるためである。
【００７８】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、受電装置２００は、受電コイル２２０の近傍に配置された測定コイル２３０により、電磁界を測定することができる。このため、受電装置２００は、電磁界により発生する測定コイル２３０の誘導電圧と、受電コイル２２０の誘導電流とから、異物の存在によって変動するパラメータ（抵抗やインダクタンス）を取得することにより、異物の有無を検出することができる。受電コイル２２０の抵抗やインダクタンスの値は、異物が存在しない場合には給電効率に関りなく一定であるが、コイル間に異物が混入すると変動する。したがって、抵抗やインダクタンスの変化量から、異物が正確に検出される。
【００７９】
なお、第１の実施の形態における非接触給電システムは、給電コイル１２０および受電コイル２２０を使用して給電するとともに、制御信号を送受信している。しかし、非接触給電システムに、給電コイル１２０および受電コイル２２０とは別途に、制御信号を送受信するためのコイルを設けて、そのコイルを使用して、給電装置１００および受電装置２００が制御信号を送受信する構成としてもよい。
【００８０】
＜２．第２の実施の形態＞
［異物検出部の構成例］
図１３は、第２の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。第２の実施の形態の異物検出部２４０は、ΔＬ2を取得せず、Δｒ2のみから異物の有無を検出する点において、第１の実施の形態と異なる。具体的には、第２の実施の形態の異物検出部２４０は、２次インダクタンス変化量取得回路２４３を備えない点において、第１の実施の形態と異なる。
【００８１】
第２の実施の形態の異物検出回路２４４は、２次抵抗変化量Δｒ2と、誘導電流Ｉ2とから、異物を検出する。例えば、異物検出回路２４４は、Δｒ2×Ｉ2×Ｉ2を算出し、その値が閾値Ｔｈ１'以上である場合に、異物があると判断する。これは、渦電流によるジュール熱の熱量が、Δｒ2×Ｉ2×Ｉ2に比例するためである。
【００８２】
［受電装置の動作例］
図１４は、第２の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。第２の実施の形態の充電制御処理は、ステップＳ９５３およびＳ９５４の代わりにステップＳ９６１を実行する点において第１の実施の形態と異なる。
【００８３】
受電装置２００は、２次抵抗変化量Δｒ2の算出後（ステップＳ９５２）、Δｒ2×Ｉ2×Ｉ2が閾値Ｔｈ１'以上であるか否かにより異物を検出したか否かを判断する（ステップＳ９６１）。異物を検出しなかった場合には（ステップＳ９６１：Ｎｏ）、受電装置２００は、ステップＳ９５１に戻る。異物を検出した場合には（ステップＳ９６１：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、給電停止を要求する制御信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ９５５）。
【００８４】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、受電装置２００は、２次抵抗変化量Δｒ2と、誘導電流Ｉ2とから、発熱しうる異物を検出することができる。このため、異物検出時に給電量を制御することにより、非接触給電システムは、異物の発熱を防止することができる。
【００８５】
＜３．第３の実施の形態＞
［受電装置の動作例］
図１５は、第３の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。第３の実施の形態の充電制御処理は、異物の検出時に、給電量の制御量をさらに算出する点において第２の実施の形態と異なる。第３の実施の形態の異物検出部２４０の構成は、第２の実施の形態と同様である。ただし、第３の実施の形態の異物検出回路２４４は、異物の検出時に、給電量の制御量ΔＷを算出する。また、第３の実施の形態の充電制御部２１０は、ΔＷに応じて、充電電流を制御する。
【００８６】
ここで、異物の温度上昇量ΔＴは、一般に、異物の熱抵抗Ｒｔから次の式１５により求められる。Ｒｔの単位は、例えば、度／ワット（℃／Ｗ）である。
【数１５】
0005907253.tif 000016
式１５において、ドットを付していないＩ2は、交流の誘導電流Ｉ2の絶対値であることを表わす。
【００８７】
式１５において、機器の損傷などが生じない程度のΔＴとなる場合における受電コイル２２０の誘導電流の値をＩ2Lとする。このＩ2Lを発生させるのに必要な供給電力Ｗ１Lは、給電効率をηとした場合、次の式１６から算出される。
【数１６】
0005907253.tif 000017
式１６において、Ｗ２Lは、誘導電流がＩ2Lである場合の受電電力である。
【００８８】
一方、異物が検出された場合における受電コイル２２０の誘導電流をＩ2Hとすると、このＩ2Hを発生させるのに必要な供給電力Ｗ１Hは、次の式１７から算出される。
【数１７】
0005907253.tif 000018
式１７において、Ｗ２Hは、誘導電流がＩ2Hである場合の受電電力である。
【００８９】
式１６および式１７に基づいて、制御量ΔＷは、次の式１８から算出される。なお、受電装置２００が想定した給電効率が、実際の値と異なる場合や、給電効率自体を受電装置２００が取得できない場合もある。そこで、受電装置２００は、ΔＷの代わりに、Ｗ2HとΔＷとの比率（ΔＷ／Ｗ２H）や、Ｗ2H−Ｗ2Lの値を給電装置１００へ送信してもよい。給電装置１００は、受信した値を式１６乃至１８に基づいて、ΔＷに換算して、給電量を制御すればよい。
【数１８】
0005907253.tif 000019
【００９０】
［充電装置の動作例］
図１５に例示した充電制御処理は、ステップＳ９５５の代わりにステップＳ９６２乃至Ｓ９６４を実行する点において、第２の実施の形態と異なる。異物を検出した場合には（ステップＳ９６１：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、式１８から、給電量の制御量ΔＷを算出する（ステップＳ９６２）。受電装置２００は、給電量をΔＷ低下させることを要求する制御信号を送信する（ステップＳ９６３）。受電装置２００は、ΔＷに応じて充電電流を制御する（ステップＳ９６４）。なお、受電装置２００は、異物検出時に、充電電流の制御で対応することができるのであれば、給電装置１００へ制御信号を送信する必要はない。
【００９１】
図１６は、第３の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。第３の実施の形態の給電制御処理は、ステップＳ９１１およびＳ９１２をさらに実行する点において、第１の実施の形態と異なる。
【００９２】
給電開始後（ステップＳ９０１）、給電装置１００は、給電量の制御の要求があるか否かを制御信号に基づいて判断する（ステップＳ９１１）。制御の要求がある場合には（ステップＳ９１１：Ｙｅｓ）、給電装置１００は、制御信号に従って給電量をΔＷ制御する（ステップＳ９１２）。そして、給電装置１００は、ステップＳ９１１に戻る。
【００９３】
制御の要求がない場合には（ステップＳ９１１：Ｎｏ）、給電装置１００は、ステップＳ９０２以降の処理を実行する。
【００９４】
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、受電装置２００は、異物を検出するとともに、電力量の制御量を求めることができる。これにより、異物検出時においても、非接触給電システムは、適切な電力量により給電を継続することができる。
【００９５】
＜４．第４の実施の形態＞
［非接触給電システムの構成例］
図１７は、第４の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。第１の実施の形態においては、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21と測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31との比率（以下、「起電力比率」と称する。）が、これらのコイルの巻き数比に一致するとの前提のもとに、インピーダンスを算出していた。しかし、実際には、製造時におけるコイルの特性のばらつきや、位置ずれなどにより、起電力比率ｋ（＝Ｖ21／Ｖ31）が巻き数比に一致しない場合があった。第４の実施の形態は、受電装置２００が、異物検出の前に起電力比率ｋの正確な値を取得しておく点において第１の実施の形態と異なる。具体的には、第４の実施の形態の非接触給電システムは、起電力比率取得部２６０をさらに具備する点において、第１の実施の形態と異なる。
【００９６】
また、第４の実施の形態の充電制御部２１０は、入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinと２次電流Ｉ2とを起電力比率取得部２６０に信号線２１８および２１９を介して出力する。入力電圧Ｖinは、充電制御回路２１３の入力端子の電圧である。入力電流Ｉinは、受電制御回路２１３を流れる電流である。また、第４の実施の形態の異物検出部２４０は、監視誘導電圧Ｖmonを起電力比率取得部２６０に信号線２４８を介して出力する。
【００９７】
起電力比率取得部２６０は、入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinから負荷抵抗Ｒ2を算出する。起電力比率取得部２６０は、監視誘導電圧Ｖmon、２次電流Ｉ2、および、負荷抵抗Ｒ2からなる組を少なくとも２組取得する。起電力比率取得部２６０は、各組の値を、例えば、次の式１９に代入して連立一次方程式を生成し、これを解くことにより、ｋの値を算出する。なお、起電力比率取得部２６０は、最小二乗法を使用して、最適なｋの値を算出してもよい。また、ｋの算出の時期は、工場出荷時や修理時など、給電が開始される前であれば、任意である。
【数１９】
0005907253.tif 000020
【００９８】
式１９は、式２の「Ｎ2／Ｎ3」を起電力比率ｋに置き換えたものである。式２は、ｋが「Ｎ2／Ｎ3」に一致することを前提とした式であるが、前述したように、ｋが「Ｎ2／Ｎ3」に一致しないことがあるため、式１９に、各組のＶmon、Ｉ2、および、Ｒ2を代入することにより、ｋの正確な値を算出することが望ましい。起電力比率取得部２６０は、算出した起電力比率ｋを異物検出部２４０に出力する。異物検出部２４０は、このｋに基づいて式１９を使用して、２次抵抗変化量Δｒ2を算出する。
【００９９】
なお、受電装置２００内に起電力比率取得部２６０を設ける構成としているが、起電力比率取得部２６０を受電装置２００の外部に設ける構成とすることもできる。また、第４の実施の形態の受電装置２００は、起電力比率の取得時において異物検出部２４０を設けない構成とすることもできる。
【０１００】
［充電制御部の構成例］
図１８は、第４の実施の形態における充電制御部２１０の一構成例を示すブロック図である。第４の実施の形態の充電制御回路２１３は、電圧制御回路２５１、電流制御回路２５２を備える。また、充電制御回路２１３には、二次電池２５３が接続される。
【０１０１】
電圧制御回路２５１は、例えば、出力電圧を一定値に制御するシリーズレギュレータなどを使用して、直流電圧を制御するものである。また、電圧制御回路２５１は、例えば、シリーズレギュレータの入力端子の電圧および電流を入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinとして測定して、その測定値を起電力比率取得部２６０に出力する。電流制御回路２５２は、二次電池２５３に電力を供給して充電するとともに充電電流を制御するものである。充電電流は、二次電池２５３の特性や、充電時間などに応じて制御される。二次電池２５３は、電流制御回路２５２から供給された電力を蓄えるものである。
【０１０２】
なお、値が異なる複数のＶinおよびＩinを測定するために、変調回路２１１は、起電力比率の測定時に、供給電力量の変更を要求する制御信号を変調回路２１１に出力してもよい。これにより、複数のＶinおよびＩinが効率的に測定される。
【０１０３】
［起電力比率取得部の構成例］
図１９は、第４の実施の形態における起電力比率取得部２６０の一構成例を示すブロック図である。起電力比率取得部２６０は、負荷抵抗取得回路２６１、測定結果記憶部２６２および起電力比率取得回路２６３を備える。
【０１０４】
負荷抵抗取得回路２６１は、負荷抵抗Ｒ2を取得するものである。負荷抵抗取得回路２６１は、充電制御部２１０から入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinを受け取る。そして、負荷抵抗取得回路２６１は、予め取得しておいたシリーズレギュレータの出力電圧Ｖoutと、入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinとから、シリーズレギュレータの抵抗を算出する。負荷抵抗取得回路２６１は、シリーズレギュレータの抵抗と、予め取得しておいた、シリーズレギュレータ以外の負荷の抵抗とを加算して、負荷全体の負荷抵抗Ｒ2を算出する。負荷抵抗取得回路２６１は、算出した負荷抵抗Ｒ2を測定結果記憶部２６２に保存する。
【０１０５】
測定結果記憶部２６２は、監視誘導電圧Ｖmon、２次電流Ｉ2、および、負荷抵抗Ｒ2からなる組を複数組、記憶するものである。起電力比率取得回路２６３は、測定値の各組と、式１９とから、起電力比率ｋを取得するものである。起電力比率取得回路２６３は算出した起電力比率ｋを異物検出部２４０における２次抵抗変化量取得回路２４２に出力する。なお、測定結果記憶部２６２は、特許請求の範囲に記載の記憶部の一例である。
【０１０６】
なお、起電力比率取得部２６０は、複数の入力電圧ＶinおよびＩinから、複数の負荷抵抗Ｒ2を取得する構成としているが、複数の負荷抵抗Ｒ2を取得可能であれば、この構成に限定されない。例えば、充電制御部２１０に負荷を追加して接続する制御を行う接続制御部を受電装置２００にさらに設けてもよい。この構成において、接続制御部は、作業者の操作などにより起電力比率の測定開始が指示されると、充電制御部２１０に直列または並列に負荷を接続するとともに、負荷を接続した旨を通知する信号を起電力比率取得部２６０に出力する。測定結果記憶部２６２には、予め、接続前後の負荷抵抗Ｒ2と、接続前のＶmonおよびＩ2を記憶しておく。起電力比率取得部２６０は、負荷を接続した旨の通知を受けてから、接続後のＶmonおよびＩ2を取得し、接続前後のＶmon、Ｉ2およびＲ2から、ｋを算出する。
【０１０７】
図２０は、第４の実施の形態における監視誘導電圧Ｖmonおよび誘導電流Ｉ2と負荷抵抗Ｒ2との関係の一例を示すグラフである。図２０において、縦軸は「Ｒ2」であり、横軸は「Ｒｅ（Ｖmon／Ｉ2）」である。Ａ点は、受電電力ＷAにおいて測定されたＲ2A、ＶmonA、および、Ｉ2Aに基づいてプロットした測定点であり、Ｂ点は、受電電力ＷBにおいて測定されたＲ2B、ＶmonB、および、Ｉ2Bに基づいてプロットした測定点である。Ａ点およびＢ点を結ぶ直線の傾きが式１９における起電力比率ｋに相当する。また、その直線の切片が２次抵抗ｒ2に相当する。なお、測定誤差が生じる場合もあるため、各測定点から得られるＲ2xと、各測定点のＶmonxおよびＩ2xから式１９により得られるＲ2x'との差分ｄｘの二乗和Ｅが最小となるｋを求める最小二乗法を使用して、ｋを求めてもよい。
【０１０８】
このように、本技術の第４の実施の形態によれば、受電装置２００は、Ｖmon、Ｉ2、および、Ｒ2から、起電力比率ｋの正確な値を取得することができる。これにより、異物がより正確に検出される。
【０１０９】
＜４．第５の実施の形態＞
［異物検出部の構成例］
図２１は、第５の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態においては、異物検出部２４０は、起電力比率ｋが一定であるとの前提でインピーダンスを算出していた。しかし、第４の実施の形態において説明したように、ｋは必ずしも一定であるとは限らない。第５の実施の形態の異物検出部２４０は、ｋを用いずに、Δｒ２を算出する点において第１の実施の形態と異なる。第５の実施の形態の充電制御部２１０は第４の実施の形態と同様の構成であり、充電中に入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinを測定し、それらの測定値を異物検出部２４０に出力する。また、第５の実施の形態の異物検出部２４０は、負荷抵抗取得回路２４５および測定結果記憶部２４６を備え、２次インダクタンス変化量取得回路２４３を備えない点において第１の実施の形態と異なる。
【０１１０】
なお、値が異なる複数のＶinおよびＩinを測定するために、第５の実施の形態の充電制御部２１０は、充電中に、供給電力量の変更を要求する制御信号を給電回路１００へ送信してもよい。これにより、複数のＶinおよびＩinが効率的に測定される。
【０１１１】
負荷抵抗取得回路２４５の構成は、第４の実施の形態の負荷抵抗取得回路２６１と同様である。また、測定結果記憶部２４６の構成は、第４の実施の形態の測定結果記憶部２６２と同様である。第５の実施の形態の２次抵抗変化量取得回路２４２は、測定結果から、Δｒ２を求める。図２０において、説明したように、少なくとも２組の測定結果を式１９に代入することにより、ｋが不明であっても、ｒ２が求められる。具体的には、図２０に例示した直線の切片がｒ２に等しい。２次抵抗変化量取得回路２４２は、求めたｒ２から、式３を使用してΔｒ２を算出して出力する。
【０１１２】
このように、本技術の第５の実施の形態によれば、受電装置２００は、Ｖmon、Ｉ2、および、Ｒ2から、正確なインピーダンスの変化量を取得することができる。これにより、ｋの値が変動しても、異物がより正確に検出される。
【０１１３】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１１４】
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【０１１５】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、
前記受電コイルの近傍に配置された、電磁界を測定する測定コイルと
を具備する受電装置。
（２）前記測定コイルは、前記受電コイルのコイル面を通過する前記電磁界の磁束と同様の磁束が通過するように配置されているコイルである
前記（１）記載の受電装置。
（３）前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
前記（２）記載の受電装置。
（４）前記測定コイルの巻数は、前記受電コイルの巻数と異なる
前記（３）のいずれかに記載の受電装置。
（５）前記測定された電磁界により発生する前記測定コイルの誘導電圧を取得する電圧取得回路と、
前記測定された電磁界により発生する前記受電コイルの誘導電流を取得する電流取得回路と
をさらに具備する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の受電装置。
（６）前記誘導電圧および前記誘導電流から、前記電磁波による受電を妨げる異物の有無を検出する検出回路をさらに具備する前記（５）に記載の受電装置。
（７）前記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路をさらに具備する前記（６）記載の受電装置。
（８）前記検出回路は、前記誘導電圧および前記誘導電流から、前記受電コイルにおいて変動するパラメータを取得することにより、前記異物の有無を検出する
前記（６）記載の受電装置。
（１０）前記誘導電圧および前記誘導電流に応じて、前記電源を給電する給電装置に対する信号を送信するための送信回路をさらに具備する
前記５記載の受電装置。
（１１）前記信号は、前記給電装置から給電される電磁波量を調整する信号である
前記１０記載の受電装置。
（１２）前記受電コイルに接続された負荷の抵抗を取得する負荷抵抗取得回路と、
前記誘導電圧と前記誘導電流と前記抵抗とを記憶する記憶部と
をさらに具備する前記（１）乃至（１１）記載の受電装置。
（１３）前記誘導電圧および前記誘導電流から、前記電磁波による受電を妨げる異物の有無を検出する検出回路をさらに具備する前記（１２）記載の受電装置。
（１４）前記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路をさらに具備する前記（１３）記載の受電装置。
（１５）前記検出回路は、前記測定コイルの誘導電圧および前記受電コイルの誘導電流から、前記受電コイルにおいて変動するパラメータを取得することにより、前記異物の有無を検出する
前記（１３）または（１４）記載の受電装置。
（１６）前記パラメータは、前記受電コイルのインピーダンス、または、前記受電コイルのインダクタンスである
前記（１５）記載の受電装置。
（１７）電磁波により給電される電源を受電する受電装置に用いられる電気回路であって、
前記受電装置は、
前記電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、
前記受電コイルの近傍に配置された測定コイルと
を具備し、
前記測定コイルに発生する誘導電圧を測定する電気回路。
（１８）前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
前記（１７）記載の受電装置。
（１９）電磁波により給電される電源を受電する受電コイルと、
前記受電コイルの近傍に配置された、実質的に電流が流れない測定コイルと、
前記測定コイルに発生する電圧を測定する回路と、
前記測定された電圧に応じて電磁波量を調整するための信号を送信するための送信回路とを備える受電装置により送信された前記信号に応じて、前記受電装置に電源を給電する給電コイルを具備する給電装置。
（２０）前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
前記（１９）記載の受電装置。
【符号の説明】
【０１１６】
１００  給電装置
１１０  給電制御部
１１１  復調回路
１１２  給電制御回路
１２０  給電コイル
１２１  １次インダクタンス
１２２  １次キャパシタンス
２００  受電装置
２１０  充電制御部
２１１  変調回路
２１２  整流器
２１３  充電制御回路
２１４  誘導電流取得回路
２１５  負荷抵抗
２２０  受電コイル
２２１  ２次インダクタンス
２１５  ２次キャパシタンス
２３０  測定コイル
２３１  インダクタンス
２４０  異物検出部
２４１  監視誘導電圧取得回路
２４２  ２次抵抗変化量取得回路
２４３  ２次インダクタンス変化量取得回路
２４４  異物検出回路
２４５  負荷抵抗取得回路
２４６  測定結果記憶部
２５１  電圧制御回路
２５２  電流制御回路
２５３  二次電池
２６０  起電力比率取得部
２６１  負荷抵抗取得回路
２６２  測定結果記憶部
２６３  起電力比率取得回路
３００  異物
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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