(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電装置から受電装置へ非接触で電力伝送を行う電力伝送装置であって、
前記送電装置は、
直流電源と基準電位点間に接続した、第１のキャパシタと第１のインダクタからなる並列共振回路と、主電流路に対して並列に寄生ダイオードを有するスイッチ素子との直列回路と、
前記スイッチ素子をオン・オフ駆動する駆動源と、
記並列共振回路と前記スイッチ素子との接続点に接続した、第２のインダクタと第２のキャパシタ及び送電コイルとの第１の直列共振回路と、を備え、
前記スイッチ素子の駆動周波数ｆ０に対して、前記並列共振回路の共振周波数ｆ１を、ｆ０の１．１〜１．２倍に設定し、前記第１の直列共振回路の共振周波数ｆ２を、ｆ０の０．８〜０．９倍に設定し、
前記受電装置は、
前記送電コイルと対をなす受電コイルと、前記受電コイルに直列に接続した第３のキャパシタとを含む第２の直列共振回路と、
前記第２の直列共振回路に発生した電圧を整流して負荷回路に供給する整流回路と、
を備える電力伝送装置。
【請求項２】
前記スイッチ素子の駆動周波数ｆ０に対して、前記第２の直列共振回路の共振周波数ｆ３を、ｆ０の０．９〜１．０（ｆ３≠ｆ０）の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の電力伝送装置。
【請求項３】
受電装置に対して非接触で電力の伝送を行う送電装置であって、
直流電源と基準電位点間に接続した、第１のキャパシタと第１のインダクタからなる並列共振回路と、主電流路に対して並列に寄生ダイオードを有するスイッチ素子との直列回路と、
前記スイッチ素子をオン・オフ駆動する駆動源と、
前記並列共振回路と前記スイッチ素子との接続点に接続した、第２のインダクタと第２のキャパシタ及び送電コイルとの第１の直列共振回路と、を備え、
前記スイッチ素子の駆動周波数ｆ０に対して、前記並列共振回路の共振周波数ｆ１を、ｆ０の１．１〜１．２倍に設定し、前記第１の直列共振回路の共振周波数ｆ２を、ｆ０の０．８〜０．９倍に設定した送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、送電装置から受電装置に非接触で電力を伝送する電力伝送装置と、電力伝送装置用の送電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触にて電力を伝送する装置が普及している。電力伝送装置は、電力を送電する送電装置と、送電電力を受け取る受電装置とを含み、電力を非接触で送電装置から受電装置に伝送するものである。
【０００３】
非接触の電力伝送装置では、トランスの１次側コイルを送電装置側に置き、トランスの２次側コイルを受電装置側に置く構成がとられており、送電装置と受電装置はできる限り密着させる必要があった。このため非接触での電力伝送は可能であるが、利便性はあまり改善されていなかった。
【０００４】
また、昨今では磁界共鳴方式の電力伝送装置も知られている。磁界共鳴方式は、送電装置に設けたコイルとコンデンサから成る共振素子（共鳴素子ともいう）と、受電装置に設けられたコイルとコンデンサから成る共振素子とが結合することで、電力を伝送することができる。受電装置は自機器を駆動する駆動回路や、２次電池の充電器等の負荷回路を備えており、磁界共鳴方式では、充電台に機器を置く際に位置合わせをあまり意識しないで済む。
【０００５】
ところで磁界共鳴を応用した電力伝送では、比較的簡素な構成で電力を伝送し、小型機器に適する構成として、１石電圧共振タイプのインバータを採用することが考えられる。１石電圧共振を応用した例として、放電灯を点灯させるインバータ装置などがある（例えば特許文献１の図８参照）。
【０００６】
しかしながら、１石電圧共振タイプでは、構成が簡素である反面、回路中に共振系が複数存在し、負荷の変動などにより共振モードが変化してしまい、動作が不安定になるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−４１０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明が解決しようとする課題は、負荷が変動しても送電側から受電側に安定した電力を供給することができる非接触の電力伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る電力伝送装置は、送電装置から受電装置へ非接触で電力伝送を行う電力伝送装置であって、前記送電装置は、直流電源と基準電位点間に接続した、第１のキャパシタと第１のインダクタからなる並列共振回路と、主電流路に対して並列に寄生ダイオードを有するスイッチ素子との直列回路と、前記スイッチ素子をオン・オフ駆動する駆動源と、記並列共振回路と前記スイッチ素子との接続点に接続した、第２のインダクタと第２のキャパシタ及び送電コイルとの第１の直列共振回路と、を備え、前記スイッチ素子の駆動周波数ｆ０に対して、前記並列共振回路の共振周波数ｆ１を、ｆ０の１．１〜１．２倍に設定し、前記第１の直列共振回路の共振周波数ｆ２を、ｆ０の０．８〜０．９倍に設定し、
前記受電装置は、前記送電コイルと対をなす受電コイルと、前記受電コイルに直列に接続した第３のキャパシタとを含む第２の直列共振回路と、前記第２の直列共振回路に発生した電圧を整流して負荷回路に供給する整流回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る電力伝送装置の全体的な構成を示す回路図。
【図２】一実施形態における送電装置の基本動作を示す信号波形図。
【図３】一実施形態及び第２の実施形態における電力伝送装置の各素子の定数を説明する説明図。
【図４】各共振周波数が第１の状態のときの各部の信号波形を示す波形図。
【図５】各共振周波数が第２の状態のときの各部の信号波形を示す波形図。
【図６】各共振周波数が適正であるときの各部の信号波形を示す波形図。
【図７】一実施形態における送電装置の変形例を示す回路図。
【図８】一実施形態における受電装置の変形例を示す回路図。
【図９】一実施形態における受電装置の他の変形例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力伝送装置の全体的な構成を示す回路図である。図１の電力伝送装置は、送電装置１０と受電装置２０から成る。送電装置１０は、直流電源Ｅ１と、第１のキャパシタＣ１と第１のインダクタＬ１からなる第１の共振回路１１（並列共振回路）と、スイッチ素子である半導体スイッチＳ１を含む。第１の共振回路１１と半導体スイッチＳ１は、直流電源Ｅ１の給電端と基準電位点（アース）との間に直列に接続されている。
【００１３】
半導体スイッチＳ１は、例えばＮ型のＭＯＳＦＥＴであり、主電流路（ドレイン・ソース電流路）に並列に寄生ダイオードＤ１（ボディダイオードとも言う）が存在する半波スイッチである。尚、以下の説明では、スイッチ素子である半導体スイッチＳ１を単にスイッチＳ１と呼び、寄生ダイオードＤ１は、単にダイオードＤ１と呼ぶ。
【００１４】
ダイオードＤ１のカソードはスイッチＳ１のドレインに接続され、ダイオードＤ１のアノードはスイッチＳ１のソースに接続されている。半導体スイッチＳ１のゲートには、スイッチＳ１をオン・オフ駆動する駆動源１３が接続され、駆動源１３からスイッチＳ１のゲートに駆動パルスを供給する。駆動源１３としては、水晶発振器のように安定した周波数の駆動パルスを発生する発振器が用いられる。
【００１５】
また第１の共振回路１１とスイッチＳ１の接続点には、第２のキャパシタＣ２と第２のインダクタＬ２及び送電コイルＴ１でなる第２の共振回路１２（直列共振回路）が接続されている。送電コイルＴ１の一端は第２のインダクタＬ２に接続し、他端は基準電位点に接続している。
【００１６】
一方、受信装置２０は、受電コイルＴ２と第３のキャパシタＣ３による第３の共振回路２１（直列共振回路）を含む。受電コイルＴ２の一端は、第３のキャパシタＣ３に接続し、他端は基準電位点に接続している。第３の共振回路２１には、ダイオードＤ２，Ｄ３で成る整流回路２２が接続され、整流回路２２の出力端に平滑用の第４のキャパシタＣ４を接続している。また平滑コンデンサＣ４の両端に負荷回路２３が接続されている。
【００１７】
図２は、図１の送電装置１０の基本動作を示す信号波形図であり、駆動源１３の駆動パルスＰ１と、スイッチＳ１の出力電圧ＶＳ１と、スイッチＳ１の主電流路に流れる電流ＩＳ１をそれぞれ示している。図２を参照して、図１の送電装置１０の動作を説明する。
【００１８】
図１において、スイッチＳ１のゲートに駆動源１３から駆動パルスＰ１が供給されると、スイッチＳ１はオン・オフ動作を繰り返す。駆動パルスＰ１の駆動周波数を、インダクタＬ１とキャパシタＣ１による並列共振周波数に近い周波数に設定すると、インダクタＬ１とキャパシタＣ１は並列共振し、共振回路１１の両端電圧が激しく変動する。
【００１９】
図２に示すように、スイッチＰ１がオフすると、半波状の共振電圧ＶＳ１がスイッチＰ１の出力端（ドレイン）に発生し、やがて電圧ゼロに戻る。このときスイッチＳ１はオフにもかかわらず逆方向の電流ＩＳ１が流れる。逆方向電流（図２のＩＳ１の斜線部の電流）は、ダイオードＤ１が導通することにより流れ、電流ＩＳ１はやがて減少しゼロになる。この間にスイッチＳ１の駆動パルスＰ１を再びオンにしておくことで、電流ＩＳ１はそのままスムーズに負電流から正電流へつながりスイッチＳ１に流れる。この動作はＺＶＳ（Zero Voltage Switching）と呼ばれており、電力損失の極めて少ないスイッチング方式である。
【００２０】
第１の共振回路１１によって半波状の共振電圧ＶＳ１が発生すると、第２のキャパシタＣ２と第２のインダクタＬ２及び送電コイルＴ１の直列共振回路１２が励起され、電力が受電コイルＴ２へ電波エネルギーとして伝達される。
【００２１】
一方、受電装置２０は、受電コイルＴ２と第３のキャパシタＣ３からなる第３の共振回路２１が直列共振し共振電圧が発生する。第３の共振回路２１に発生する共振電圧は、ダイオードＤ２，Ｄ３による整流回路２２によって整流され、かつコンデンサＣ４によって平滑され、直流電圧が負荷回路２３に供給される。負荷回路２３は、例えば直流電圧によって機器を充電する充電器である。したがって、送電装置１０からの電波エネルギーを、共鳴現象を使って受電装置２０で効果的に受け取ることができ、非接触で電力を伝送し、受電することができる。
【００２２】
ところで、図１の電力伝送装置では、３つの共振回路が混在する複合共振系であるため、負荷変動に対する周波数制御が容易ではない。そこで、実施形態では、各素子定数を予め設定した範囲に限定し、負荷が０〜∞の範囲で変化しても共振周波数を変えずに許容できる構成を提供する。
【００２３】
以下、実施形態に係る電力伝送装置の各素子の定数について説明する。図３は、第１の実施形態（及び第２の実施形態）における電力伝送装置の各素子の定数を説明する説明図である。
【００２４】
図３（ａ）は、送電装置１０のスイッチＳ１を駆動するパルスＰ１の駆動周波数ｆ０と、第１の共振回路１１の第１の共振周波数ｆ１と、第２の共振回路１２の第２の共振周波数ｆ２との関係を示した図である。
【００２５】
即ち、スイッチＳ１の駆動周波数をｆ０（Ｈｚ）としたとき、第１の共振回路１１の共振周波数（第１の共振周波数ｆ１）はインダクタＬ１とキャパシタＣ１のパラメータで決まり、（１）式で表される。
【数１】
0005889249.tif 000002
【００２６】
そして、第１の共振周波数ｆ１を駆動周波数ｆ０の１．１〜１．２倍に設定する。一方、第２の共振回路１２は、インダクタＬ２と送電コイルＴ１の合計インダクタンス値と、キャパシタＣ２のパラメータで決まり、（２）式で表される。
【数２】
0005889249.tif 000003
【００２７】
そして、第２の共振周波数ｆ２を駆動周波数ｆ０の０．８〜０．９倍とする。各素子の定数を上記のように設定する理由を、以下に説明する。
【００２８】
図４は、各共振周波数が第１の状態のときの各部の信号波形を示す波形図であり、送電装置１０のスイッチＳ１の駆動パルスＰ１と、スイッチＳ１の出力電圧ＶＳ１と、スイッチＳ１に流れる電流ＩＳ１、及び受電装置２０の出力電圧（Ｗout）をそれぞれ示している。尚、出力電圧（Ｗout）は、負荷回路２３にかかる電圧であり、実線は実際の測定値を示し、点線は目標値を示している。実測値（実線）が目標値（点線）よりも下の場合は、目標値に達していないことを示す。
【００２９】
図４において、第１の共振周波数ｆ１を駆動周波数ｆ０の１．２倍よりも高く設定すると、１周期内の半波共振電圧ＶＳ１の発生区間が図２のＶＳ１に比べて短くなる。その分、共振電圧は図２の場合よりも高くなる。
【００３０】
また共振電圧ＶＳ１は、立ち上がるとすぐにゼロに立ち下がる。したがって、共振電圧ＶＳ１がゼロになった瞬間からスイッチＳ１には負の電流ＩＳ１が流れる（負の電流ＩＳ１はスイッチＳ１のダイオードＤ１に流れる）。負の電流ＩＳ１を斜線で示すと、負の電流量は、図２の場合に比べて多くなる。即ち、図２では負の領域が少なく、正の領域が圧倒的に多かったが、図４の場合には、正の領域と負の領域がほぼ等しく位に、負の領域が増えている。
【００３１】
正の領域の成分から負の領域の成分を減算したものが出力電流になるため、正と負の成分に余り差がない場合は出力電流があまり流れず、共振回路１１内部で回ることになる。これは、実際に出力される電力に対して、共振回路１１内で回るだけで出力電力に寄与しない無効電流が増えたことを意味する。したがって、出力電力（Ｗout）が低くなる。
【００３２】
図５は、各共振周波数が第２の状態のときの各部の信号波形を示す波形図であり、第１の共振周波数ｆ１を駆動周波数ｆ０の１．１倍より小さくした場合の各部の信号波形を示す。第１の共振周波数ｆ１をｆ０の１．１倍より小さくした場合、負荷回路２３での電力消費が少ない場合は、図２と同様の動作となる。ところが、負荷回路２３での電力消費が増えると、図５で示すように、共振電圧波形ＶＳ１がゼロに下がり切らない内に、スイッチＳ１が次のオンタイミングへ移行する。
【００３３】
するとキャパシタＣ１の電荷が残っている状態でスイッチＳ１をオンするために、図５の電流波形ＩＳ１で示すように、キャパシタＣ１の電荷をショートする電流経路が発生し、スパイク電流が流れてスイッチングロスが急激に増える。また受電装置２０の出力電圧Ｗoutは、正常な電圧が得られるが、共振に不具合があるため、スイッチＳ１が発熱する。
【００３４】
図６は、各共振周波数が適正な状態のときの各部の信号波形を示す波形図であり、第１の共振周波数ｆ１が駆動周波数ｆ０の１．１〜１．２倍の範囲にある場合の各部の信号波形を示す。第１の共振周波数ｆ１を１．１〜１．２倍の範囲内に設定すると、１周期内の半波共振電圧ＶＳ１の発生区間が図４のＶＳ１に比べて少し長くなり、共振電圧ＶＳ１は、立ち上がって少し遅れてゼロに立ち下がる。共振電圧ＶＳ１がゼロになった瞬間からスイッチＳ１には負の電流ＩＳ１（斜線部の電流）が流れる。負の電流ＩＳ１はやがて減少しゼロになり、この間にスイッチＳ１の駆動パルスＰ１を再びオンにしておくことで、電流ＩＳ１はそのままスムーズに負電流から正電流へつながりスイッチＳ１に流れる。
【００３５】
負の電流量は、図４の場合に比べて少なくなり、正の領域と負の領域の差が大きくなる。したがって、受電装置２０の出力電圧Ｗoutも正常な電圧が得られ、共振も正しく行われる。図６では、負荷回路２３での電力消費が増えても、共振電圧ＶＳ１をゼロレベルまで引き下げるだけの十分な無効共振電流を有している。したがって、負荷変動があっても共振周波数やデューティを変えることなく動作させることができる。
【００３６】
また第２の共振周波数ｆ２を駆動周波数ｆ０より低く（０．８倍〜０．９倍）設定する理由を述べる。第２の共振周波数ｆ２を駆動周波数ｆ０に近付けると、共鳴して共振は強くなるものの、負荷回路２３の変動の影響が一次側（送電装置１０側）に戻りやすくなり、共振外れを起こす可能性がある。そこで、この影響を軽減するため、第２の共振周波数ｆ２を駆動周波数ｆ０より若干低めに設定する。また、低くし過ぎると出力電力の伝達が減ってしまう。したがって、負荷回路２３の影響が少なく、出力電力の効率的な伝達の両立ができる範囲、つまり第２の共振周波数ｆ２をｆ０の０．８〜０．９倍に設定する。
【００３７】
次に、具体的な回路設計値を例示する。例えば６．７８ＭＨｚの無線周波数帯を利用して電力伝送する場合、周波数を変えてしまうと他の無線機器の通信妨害になる。従って周波数固定（６．７８ＭＨｚ）の駆動パルスＰ１でスイッチＳ１を駆動するものとする。このとき第１の共振回路１１のインダクタＬ１のインダクタンスを４．５μＨ、キャパシタＣ１の容量を１００ｐＦに設定すると、その共振周波数ｆ１は７．５ＭＨｚとなり、駆動周波数ｆ０の１．１０６倍であり、駆動周波数ｆ０の１．１〜１．２倍の範囲に収まる。
【００３８】
また第２の共振回路１２のインダクタＬ２のインダクタンスを０．７７μＨ、送電コイルＴ１のインダクタンスを２．１μＨ、キャパシタＣ２の容量を２４０ｐＦとすると、その共振周波数ｆ２は６．０６ＭＨｚとなり、駆動周波数ｆ０の０．８〜０．９の範囲に収まる。
【００３９】
尚、駆動周波数を６．７８ＭＨｚに設定する例に説明したが、別の無線周波数帯、例えば倍の１３．５６ＭＨｚにして良いし、ＧＨｚ帯でもよい。また電気自動車の充電を想定して５０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ程度の低い周波数で大電力を送る構成でも構わない。
【００４０】
第１の実施形態では、負荷変動に合わせて共振周波数を変える必要がなく、共振状態を正常に維持できることから、無線周波数帯など周波数を固定で使う機器での電力伝送には有効である。またスイッチＳ１は、１石で構成するため、比較的簡単な回路構成とパラメータ設定により小型化、軽量化を実現することができる。また低コスト、設計しやすさなど、その利用価値は高い。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、図３（ｂ）を参照して第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、送電装置１０のスイッチＳ１の駆動周波数ｆ０に対して、共振回路１１の第１の共振周波数ｆ１と、共振回路１２の第２の共振周波数ｆ２を図３（ａ）に示すように設定するとともに、受電装置２０の共振回路２１の第３の共振周波数ｆ３を図３（ｂ）のように設定したものである。
【００４２】
即ち、スイッチＳ１の駆動周波数をｆ０としたとき、共振回路１１の共振周波数（第１の共振周波数ｆ１）は、前述の（１）式で表され、かつ駆動周波数ｆ０の１．１〜１．２倍に設定する。また、共振回路１２の共振周波数（第２の共振周波数ｆ２）は、前述の（２）式で表され、かつ駆動周波数ｆ０の０．８〜０．９倍とする。
【００４３】
さらに受電装置２０の共振回路２１の第３の共振周波数ｆ３は、受電コイルＴ２のインダクタンス値と、キャパシタＣ３のパラメータで決まり、（３）式で表される。
【数３】
0005889249.tif 000004
【００４４】
そして、第３の共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０の０．９〜１．０倍とする（但しｆ３≠ｆ０）。尚、共振周波数ｆ３は、駆動周波数ｆ０に限りなく近いか、若干低い周波数に設定することを意味する。
【００４５】
上記の設定は、共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０に近付けることにより、送電側と距離的に離れている受電側の第３の共振回路２１を共鳴させるために必要な措置である。また共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０の１．０倍以上にすると、異常な共振となるので、１．０倍が上限である。逆に共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０の０．９倍以下にすると、共鳴の度合いが急激に減ってしまい、受電がほとんど行われなくなる。従って、受電側の共振回路２１を共鳴させるに適した条件を満たすのは０．９〜１．０の範囲である。
【００４６】
次に第３の共振回路２１の具体的なの設計例を例示する。例えば、スイッチＳ１の駆動周波数ｆ０を６．７８ＭＨｚとしたとき、受電コイルＴ２のインダクタンスを１．９３μＨ、キャパシタＣ３の容量を３００ｐＦとすると、第３の共振周波数ｆ３は６．６１ＭＨｚとなり、駆動周波数ｆ０の０．９７５倍となる。これは条件範囲０．９〜１．０倍に収まる。
【００４７】
例えば、図４（第１の共振周波数ｆ１が駆動周波数ｆ０の１．２倍よりも高い場合）において、第３の共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０の０．９倍よりも低くした場合は、共鳴の度合いが減って、出力電圧Ｗoutが低下し、受電装置２０側に電力が伝わらない。
【００４８】
また図５（第１の共振周波数ｆ１が駆動周波数ｆ０の１．１倍より小さい場合）において、第３の共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０の１．０倍よりも高くした場合は、出力電圧Ｗoutは正常であるが、スイッチＳ１が発熱してしまう。
【００４９】
また図６（第１の共振周波数ｆ１が駆動周波数ｆ０の１．１〜１．２倍の範囲にある場合）において、第３の共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０の０．９〜１．０倍にした場合は、出力電圧Ｗoutも正常で、スイッチＳ１の発熱も抑えられる。
【００５０】
以上述べたように、第２の実施形態では、第３の共振周波数ｆ３を駆動周波数ｆ０の０．９〜１．０倍に設定することで、受電側に効率よく電力を送ることができる。また、負荷が大きく変動しても共振周波数を変えることなく、正常な共振を維持することができる。特に０．９倍側に近づけると、出力電力は若干減るものの、負荷変動に対する耐性は極めて高くなる。例えば負荷の抵抗値が０〜∞の範囲であっても共振周波数を変えることなく正常な共振を維持することができる。
【００５１】
負荷の抵抗値が０とは、例えば負荷回路２３が充電器である場合は、充電器の両端が短絡された状態であり、鉄板などが置かれた状態である。また負荷の抵抗値が∞とは、充電器に何も置かれていない状態である。実際の製品では、どのような使われ方をするか分からないため、負荷の抵抗値が０〜∞の範囲で変わることを想定して、正常な共振を維持できるようにしている。
【００５２】
尚、図１では、半導体スイッチＳ１として、ＭＯＳＦＥＴを用いる例を述べたが、これに限定するものではなく、例えばバイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＳｉＣ（炭化ケイ素、シリコンカーバイド）などの半導体スイッチでも構わない。あるいは半導体でなくてもよく、機械的リレーと半波整流用のダイオードの組み合わせでなるスイッチ素子でもよい。また、回路構成も図１の構成に限定するものではなく、同じ機能を有する回路であれば構わない。
【００５３】
図７は、送電装置１０の変形例を示す回路図であり、第１のインダクタＬ１と第１のキャパシタＣ１でなる並列共振回路１１の内、第１のキャパシタＣ１がスイッチＳ１と並列に接続された例である。第１のインダクタＬ１と第１のキャパシタＣ１の接続点から共振電圧が得られ、第２の共振回路１２に供給される構成となっている。図７の基本動作は、図１と何ら変わることはない。また送電コイルＴ２の他端は、直流電源Ｅ１の基準電位点側でなく給電端（正極端子）側に接続してもよい。
【００５４】
図８、図９は、受電装置２０の変形例を示す回路図である。図８は、整流方法として全波整流回路ＤＢ１を用いた例である。第３の共振回路２１に発生する共振電圧は、全波整流回路ＤＢ１によって整流され、コンデンサＣ４によって平滑された直流電圧が負荷回路２３に供給される。
【００５５】
図９は、受電コイルＴ２のインダクタンス値が小さい場合に、第３のインダクタＬ３を挿入した例であり、受電装置２０は、受電コイルＴ２と、第３のインダクタＬ３と、第３のキャパシタＣ３からなる第３の共振回路２１’が直列共振して共振電圧を発生する。また、整流の別形態として、第４，第５のダイオードＤ４，Ｄ５と、第４、第５のキャパシタＣ４，Ｃ５を用いた倍電圧整流回路２２’を用いたものである。第３の共振回路２１’に発生する共振電圧は、倍電圧整流回路２２’によって整流・平滑され直流電圧が負荷回路２３に供給される。
【００５６】
このような変形例においても、簡単な回路構成で非接触の電力伝送装置を構成することができ、少ない部品点数と低コストで、高効率に電力を伝達することができる。
【００５７】
以上述べた実施形態によれば、比較的簡単な回路構成で小型化することができ、簡単な素子パラメータの設定により安定した電力の伝送ができ、低コストでかつ設計のしやすさなどで利用価値が高い。また送電側と受電側の距離を変えたり、負荷を変えたりしても共振周波数を変えずに共振状態を正常に保つことができ、しかも所定の電力を送れることから、無線周波数帯での利用に有効である。また、送電コイルの共振系と受電コイルの共振系による共鳴を利用する磁界共鳴方式であるため、送電コイルＴ１と受電コイルＴ２の位置関係は比較的自由度があり、ある程度離れた場所でも受電することができる。したがって、電気自動車など送電コイルと受電コイルの位置が車種によって変化したり、充電状況によって負荷が変化する場合など、利用価値が高い。
【００５８】
尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０…送電装置
１１…第１の共振回路
１２…第２の共振回路
１３…駆動源
２０…受電装置
２１，２１’…第３の共振回路
２２，２２’…整流回路
Ｓ１…半導体スイッチ（スイッチ素子）
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…インダクタ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…キャパシタ
Ｔ１…送電コイル
Ｔ２…受電コイル
【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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