(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に接続されるべき整流回路と、
前記整流回路と接続された変換部と、
前記変換部と接続され、受電装置に向かって非接触方式にて電力を伝送する共振回路と、
電力が供給される負荷の電力の供給に関する情報を前記受電装置から受け取る通信部と、
前記通信部及び前記変換部と接続され、前記情報に基づいて、前記負荷の電力供給インピーダンスの値が電力効率が良好となるように予め設定された所定の範囲内となるように、前記変換部を制御する制御部と、
を有する非接触給電装置。
【請求項２】
前記変換部は前記整流回路と接続されたチョッパ回路を含み、
前記制御部は、前記情報に基づいて、前記チョッパ回路に出力するパルス信号のデューティ比を調整する、請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記変換部は前記チョッパ回路と接続されたインバータ回路を含み、
前記制御部は、前記情報に基づいて、前記インバータ回路に出力するパルス信号のデューティ比または前記パルス信号の各相の位相差を調整する、請求項２に記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記通信部は、前記情報として、前記負荷に関する電圧及び電流を前記受電装置から取得する、請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記通信部は、前記情報として、前記電力供給インピーダンスを前記受電装置から取得する、請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記通信部は、前記情報として、前記負荷であるバッテリの充電電圧及び充電電流を前記受電装置から受け取る、請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記充電電圧及び前記充電電流に基づき前記電力供給インピーダンスを算出し、算出された前記電力供給インピーダンスに基づいて、前記電力供給インピーダンスの値が前記所定の範囲内となるように前記変換部を制御する、請求項６に記載の非接触給電装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記電力供給インピーダンスが、第１の期間では前記所定の範囲内における下限値であり、前記第１の期間に続く第２の期間では前記下限値から前記所定範囲内に向かって増加し、前記第２の期間に続く第３の期間では前記所定の範囲内における上限値であるように、前記変換部を制御する、請求項６に記載の非接触給電装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第２の期間において、前記バッテリに供給する電力が一定となるように、前記変換部を制御する、請求項８に記載の非接触給電装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第２の期間において、前記バッテリの前記充電電流が一定となるように、前記変換部を制御する、請求項８に記載の非接触給電装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記電力供給インピーダンスが、前記所定の範囲内における一定の値になるように、前記変換部を制御する、請求項６に記載の非接触給電装置。
【請求項１２】
商用電源に接続されるべき第１の整流回路、
前記整流回路と接続された変換部、
前記変換部と接続され、非接触方式にて電力を伝送する第１の共振回路、
電力が供給される負荷の電力の供給に関する情報を受け取る第１の通信部、
前記通信部及び前記変換部と接続され、前記情報に基づいて、前記負荷の電力供給インピーダンスの値が電力効率が良好となるように予め設定された所定の範囲内となるように、前記変換部を制御する制御部、を有する給電装置と、
非接触方式にて電力を受け取る第２の共振回路、
前記第２の共振回路と接続された第２の整流回路、
前記負荷に対する電力の供給に関する前記情報を計測する計測部、
前記計測部と接続され、前記情報を前記給電装置に出力する第２の通信部、を有する受電装置と、
を有する非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電装置及び非接触給電システムに関する。
本願は、２０１３年３月１８日に日本に出願された特願２０１３−０５５０４６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
２つのコイルの磁気的結合を利用して電力を非接触で伝送する方式として、電磁誘導方式と磁界共鳴方式とが知られている。電磁誘導方式は、給電側コイルと受電側コイルとの電磁誘導によって電力を非接触伝送する。一方、磁界共鳴方式は、給電側コイルにコンデンサを装着することにより給電側共振器を構成すると共に、受電側コイルにもコンデンサを装着して受電側共振器を構成し、これら２つの共振器間で電力を伝送する。例えば下記特許文献１には、このような磁界共鳴方式を利用した給電装置、受電装置及びワイヤレス給電システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１１−１４７２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記磁界共鳴方式は、電力伝送効率が高く長距離伝送が可能である等、電磁誘導方式に比べて高性能であるが、電力伝送効率だけではなく、システム全体の電力効率の高効率化を図る必要がある。特に電気自動車への非接触給電等、比較的大きい電力を給電装置から受電装置に非接触給電するシステム（非接触給電システム）では、取り扱う電力が比較的大きいので、給電装置及び受電装置の全体的な電力効率の向上が不可欠である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の非接触給電装置は、商用電源に接続されるべき整流回路と、前記整流回路と接続された変換部と、前記変換部と接続され、受電装置に向かって非接触方式にて電力を伝送する共振回路と、電力が供給される負荷の電力の供給に関する情報を前記受電装置から受け取る通信部と、前記通信部及び前記変換部と接続され、前記情報に基づいて、前記負荷の電力供給インピーダンスの値が所定の範囲内となるように、前記変換部を制御する制御部と、を有する。本発明の非接触給電装置は、給電装置が負荷の電力供給インピーダンスを上記のように制御することにより、給電装置及び受電装置の全体的な電力効率が向上する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、受電装置における負荷への電力供給を効率良く行わせることが可能であり、よって非接触給電システムの全体的な電力効率を向上させることが可能である。【０００７】
また、本発明によれば、給電装置が受電装置における負荷への電力供給を調整するので、受電装置において負荷に供給する電力を調整する機能部、例えば負荷がバッテリ（二次電池）の場合における充電回路を設ける必要がなく、これによっても非接触給電システムの全体的な電力効率を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る給電装置及び非接触給電システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る給電装置及び非接触給電システムの動作を示す第１の特性図である。
【図３】本発明の変形例に係る給電装置及び非接触給電システムの動作を示す第２の特性図である。
【図４】本発明の変形例に係る給電装置及び非接触給電システムの動作を示す第３の特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る非接触給電システムは、図１に示すように、給電装置Ｓと受電装置Ｒによって構成されている。また、図示するように、給電装置Ｓは、整流回路１、チョッパ回路２、インバータ回路３、共振回路４、通信部５、インピーダンス演算部６及びスイッチング制御部７から構成されている。なお、インピーダンス演算部６及びスイッチング制御部７は、制御部を構成する。後述するように、インピーダンス演算部６はなくても良い。その場合は必要な演算を受電装置側で行う。一方、受電装置Ｒは、共振回路８、整流回路９、計測部１０及び通信部１１から構成されている。
【００１０】
給電装置Ｓは、地上に設けられた給電施設に固定配置され、移動体に非接触で交流電力を供給する装置であり、バッテリＢ（負荷）に直流電力を供給する。上記給電施設は、移動体の停車スペースが単数あるいは複数設けられた施設であり、停車スペースの個数に相当する給電装置Ｓを備えている。一方、受電装置Ｒは、上記移動体に備えられ、給電装置Ｓから供給された交流電力を直流電力に変換して蓄電する装置である。なお、上記移動体は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等、外部からの受電を必要とする車両である。
【００１１】
上記給電装置Ｓにおける整流回路１は、例えばダイオードブリッジであり、外部の商用電源から供給される商用電力（例えば単相１００ボルト、５０Ｈｚ）を全波整流してチョッパ回路２に出力する。この整流回路１からチョッパ回路２に供給される電力（全波整流電力）は、正弦波状の商用電力がゼロクロス点で折り返されて片極性（例えばプラス極性）の脈流である。
【００１２】
チョッパ回路２は、スイッチング制御部７によってスイッチング動作が制御されることにより、自らの出力電圧を調整してインバータ回路３に出力する。チョッパ回路２の出力は、チョッパ回路２内のインダクタ（チョークコイル）及び平滑コンデンサの機能により、脈流である全波整流電力が十分に平滑化された直流電力である。
【００１３】
すなわち、このチョッパ回路２は、受電装置Ｒの整流回路９からバッテリＢ（負荷）に直流電力を供給する際の電力供給インピーダンスＺout（＝負荷インピーダンス）が下限値Ｚminと上限値Zmaxとから規定される一定範囲の許容インピーダンスＺr内となるように調整された電圧をインバータ回路３に出力する。上記許容インピーダンスＺrは、整流回路９からバッテリＢへの給電効率（充電効率）が良好となるように予め設定されたインピーダンスであり、例えば２０〜４５Ωである。
【００１４】
また、このチョッパ回路２は、スイッチング制御部７によってスイッチング動作が制御されることにより、力率改善回路（ＰＦＣ）としても機能する。すなわち、チョッパ回路２は、全波整流電力を全波整流電力の周波数よりも十分に高い周波数で全波整流電力のゼロクロス点を基準にスイッチングすることにより、全波整流電力の電流の通流期間を広げて力率を改善する。一般に、チョッパ回路が力率改善回路として機能することは周知なので、ここではチョッパ回路２の力率改善原理について詳細な説明を省略する。
【００１５】
インバータ回路３は、スイッチング制御部７によってスイッチング動作が制御されることにより、上記チョッパ回路２から供給される直流電力を所定周波数（伝送周波数ｆ）の交流電力に変換して共振回路４に出力する。上記伝送周波数ｆは、本非接触給電システムの設計時の事前検討によって、共振回路４と共振回路８との間の電力伝送の効率（伝送効率）が良好となる値として予め取得される。あるいは、所望の伝送効率となるように、周波数ｆは可変とされていてもよい。
【００１６】
共振回路４は、給電コイルと給電コンデンサとが接続された共振回路である。上記給電コイル及び給電コンデンサのうち、給電コイルは、上記停車スペースに停車した移動体の所定箇所（受電コイルが設けれれている箇所）と対向する位置に設けられている。また、この共振回路４の共振周波数は、上記インバータ回路３における伝送周波数ｆと近い周波数に設定されている。
【００１７】
通信部５は、受電装置Ｒの通信部１１と近距離無線通信を行うことにより、通信部１１から充電情報を取得する。この充電情報は、整流回路９から負荷、例えば一例としてバッテリＢに供給される直流電力の電力供給状態を示す情報（負荷への電力の供給に関する情報）であり、具体例としては負荷に関する電圧及び電流である。負荷がバッテリの場合、情報は、例えば供給電圧（充電電圧Ｖｊ）及び供給電流（充電電流Ｉｊ）である。負荷の種類に応じて種々の情報を採用可能であり、情報の解釈は、これらの例に限定されない。このような通信部５は、通信部１１から取得した情報を制御部に出力する。具体的には制御部に含まれる、インピーダンス演算部６に出力する。なお、通信部５と通信部１１との通信方式は、ZigBee（登録商標）やBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信あるいは光信号を用いた近距離光通信である。
【００１８】
理解を容易にするために、負荷が一例であるバッテリであるとして説明すると、インピーダンス演算部６は、上記通信部５から入力された充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊに基づいて上記電力供給インピーダンスＺout（＝負荷インピーダンス）を演算し、演算結果をスイッチング制御部７に出力する。すなわち、インピーダンス演算部６は、充電電圧Ｖｊを充電電流Ｉｊで除算することにより電力供給インピーダンスＺout（＝負荷インピーダンス）を取得し、電力供給インピーダンスＺoutをスイッチング制御部７に出力する。
【００１９】
スイッチング制御部７は、整流回路１から入力される全波整流電力、またインピーダンス演算部６から入力される電力供給インピーダンスＺoutに基づいて上記チョッパ回路２及びインバータ回路３を制御する。すなわち、スイッチング制御部７は、全波整流電力に基づいて、全波整流電力の繰り返し周波数（商用電力が５０Ｈｚの場合は倍の１００Ｈｚ）の整数倍、かつ、全波整流電力のゼロクロス点に位相同期したスイッチング信号（チョッパ回路用パルス信号）を生成してチョッパ回路２に出力することにより、チョッパ回路２を力率改善回路として機能させる。
【００２０】
また、スイッチング制御部７は、電力供給インピーダンスＺoutが上述した許容インピーダンスＺr内となるように上記チョッパ回路用のパルス信号のデューティ比を設定することにより、デューティ比を調整し、チョッパ回路２の出力電圧を調整する。このスイッチング制御部７は、例えば電力供給インピーダンスＺoutと許容インピーダンスＺrの差分を取り、差分に基づいてチョッパ回路用のパルス信号のデューティ比を設定する。なお、スイッチング信号のデューティ比を調整することによりチョッパ回路の出力電圧を可変できることは周知である。
【００２１】
さらに、スイッチング制御部７は、電力供給インピーダンスＺoutが上述した許容インピーダンスＺr内となるようにデューティ比あるいは／及び各相の位相差を設定して調整する。そしてスイッチング制御部７はデューティ比あるいは／及び各相の位相差が調整されたスイッチング信号（インバータ用パルス信号）を生成してインバータ回路３に出力することにより、インバータ回路３の出力電圧を調整する。
【００２２】
例えば、スイッチング制御部７は、電力供給インピーダンスＺoutと許容インピーダンスＺrの差分を取り、差分に基づいてインバータ用パルス信号のデューティ比あるいは／及び各相の位相差を設定する。なお、スイッチング信号のデューティ比や各相の位相差を調整することによりインバータ回路の出力電圧を可変できることは周知である。なお、上記インピーダンス演算部６及びスイッチング制御部７は、本実施形態における制御部を構成している。
【００２３】
一方、受電装置Ｒにおける共振回路８は、受電コイルと受電コンデンサとが接続された共振回路である。上記受電コイルは、移動体の底部または側部、上部等に設けられており、移動体が停車スペースに停車した際に給電装置Ｓの給電コイルと近接して対向する。
【００２４】
このような共振回路８は、受電コイルが共振回路４の給電コイルと近接対向して磁気結合する。この結果、共振回路８は、インバータ回路３によって給電コイルに供給された交流電力及び給電コイルと受電コイルとの結合係数に応じた交流電力を共振回路４から非接触で受電して整流回路９に出力する。すなわち、本非接触給電システムは、磁界共鳴方式に準拠した非接触給電システムとして構成されている。
【００２５】
整流回路９は、例えばダイオードブリッジ、リアクトル及び平滑コンデンサから構成されており、上記共振回路８から供給される交流電力（受電電力）を全波整流かつ平滑化してバッテリＢに出力する。この整流回路９からバッテリＢに供給される電力は、ダイオードブリッジで全波整流された全波整流電力をリアクトル及び平滑コンデンサによって平滑化した直流電力である。
【００２６】
計測部１０は、整流回路９からバッテリＢへの電力供給状態を示す電気量つまり充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊを計測し、充電情報として通信部１１に出力する。通信部１１は、上記充電情報を給電装置Ｓの通信部５に無線送信する。すなわち、この通信部１１は、通信部５との間で近距離無線通信を行うものであり、通信部５と同様にZigBee（登録商標）やBluetooth（登録商標）等の電波通信、あるいは光信号を用いた光通信を行う。
【００２７】
負荷の一例であるバッテリＢは、リチウムイオン電池等の二次電池であり、上記整流回路９から供給される直流電力を充電して蓄える。図示しないが、このバッテリＢは、移動体の走行用モータを駆動するインバータ（走行用インバータ）あるいは／及び移動体の走行を制御する制御機器に接続されており、これら走行用インバータや制御機器に駆動電力を供給する。
【００２８】
次に、このように構成された給電装置及び非接触給電システムの動作について、図２〜図４をも参照して詳しく説明する。
【００２９】
本非接触給電システムは、移動体が停車スペースに進入すると、移動体に対する給電を開始する。例えば、給電装置Ｓの通信部５は通信要求信号を一定周期で連続的に発信する。一方、受電装置Ｒの通信部１１は、移動体が停車スペースに進入すると、上記通信要求信号の受信が可能になるので、通信要求信号に対して回答信号を通信部５に送信する。そして、通信部５は、この回答信号を受信すると、回答信号の受信をインピーダンス演算部６を介してスイッチング制御部７に通知する。この結果、スイッチング制御部７は、移動体が給電可能エリア内に進入してきたことを判断（認識）する。
【００３０】
そして、スイッチング制御部７は、移動体が給電可能エリア内に進入してきたと判断すると、通信部５が負荷への電力の供給に関する情報、例えば充電情報の送信要求を通信部１１に送信し、通信部５は充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊを取得する。すなわち、通信部１１は、上記送信要求を受信すると、計測部１０から充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊを取り込んで通信部５に送信する。そして、通信部５は、通信部１１から受信した充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊをインピーダンス演算部６に提供する。そして、インピーダンス演算部６は、充電電圧Ｖｊを充電電流Ｉｊで除算することにより電力供給インピーダンスＺoutを算出してスイッチング制御部７に出力する。
【００３１】
そして、給電装置Ｓから受電装置Ｒに電力を供給する場合、スイッチング制御部７は、チョッパ回路用のパルス信号及びインバータ用のパルス信号の生成を開始することにより、給電コイルから受電コイルへの電力伝送を開始させる。すなわち、スイッチング制御部７は、整流回路１から入力される全波整流電力のゼロクロス点を検出すると共にゼロクロス点、またチョッパ回路２内のリアクトル（チョークコイル）のインダクタンス値に基づいて設定された繰り返し周波数、またチョッパ回路２の出力電圧を所望値とするように設定されたデューティ比のチョッパ回路用パルス信号を出力する。
【００３２】
そして、スイッチング制御部７は、上記ゼロクロス点及び全波整流電力の繰り返し周波数に基づいてチョッパ回路用パルス信号の繰り返し周波数を全波整流電力の繰り返し周波数の整数倍（例えば１００倍）に設定すると共に、チョッパ回路用パルス信号の位相を全波整流電力のゼロクロス点に同期させる。
【００３３】
また、スイッチング制御部７は、インピーダンス演算部６から入力された電力供給インピーダンスＺoutが許容インピーダンスＺr内となるように上記チョッパ回路用パルス信号のデューティ比を設定する。これによりスイッチング制御部７はデューティ比を調整し、チョッパ回路２の出力電圧を調整する。
【００３４】
すなわち、スイッチング制御部７は、チョッパ回路用パルス信号の属性値である繰り返し周波数、位相及びデューティ比のうち、チョッパ回路２が力率改善回路として機能するようにチョッパ回路用パルス信号の位相を設定し、また整流回路９の電力供給インピーダンスＺoutが許容インピーダンスＺr内となるようにチョッパ回路用パルス信号のデューティ比を設定する。つまり、本実施形態におけるチョッパ回路２は、力率改善回路として機能すると共に、整流回路９の電力供給インピーダンスＺoutを許容インピーダンスＺr内とするインピーダンス調整器としても機能する。
【００３５】
さらに、スイッチング制御部７は、インバータ回路パルス信号の属性値である繰り返し周波数、位相及びデューティ比のうち、電力供給インピーダンスＺoutが許容インピーダンスＺr内となるようにインバータ回路パルス信号のデューティ比及び／又は各相の位相差を設定する。これにより、スイッチング制御部７は、デューティ比及び／又は各相の位相差を調整し、インバータ回路３の出力電圧を調整する。つまり、本実施形態におけるインバータ回路３は、整流回路９の電力供給インピーダンスＺoutを許容インピーダンスＺr内とするインピーダンス調整器として機能する。
【００３６】
スイッチング制御部７は、このようにチョッパ回路用パルス信号及びインバータ用パルス信号を生成することによって給電コイル（給電装置Ｓ）から受電コイル（受電装置Ｒ）への非接触電力伝送を開始させると、通信部５に対して所定のタイムインターバルで負荷への電力の供給に関する情報（充電情報（充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊ））の取得要求を出力する。そして、通信部５は、所定のタイムインターバルで負荷への電力の供給に関する情報（充電情報（充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊ））を通信部１１から受信してインピーダンス演算部６に順次出力する。この結果、スイッチング制御部７には、電力供給インピーダンスＺoutがインピーダンス演算部６から順次入力される。
【００３７】
そして、スイッチング制御部７は、インピーダンス演算部６から時々刻々と順次入力される電力供給インピーダンスＺoutに基づいてチョッパ回路用パルス信号のデューティ比並びにインバータ回路パルス信号のデューティ比及び各相の位相差を順次設定する。この結果、電力供給インピーダンスＺoutは、負荷がバッテリである場合、ＳＯＣ（State Of Charge：充電率）が低いバッテリＢの給電開始からＳＯＣが高い給電終了までの充電期間に亘って許容インピーダンスＺr内となり、これによって充電期間に亘って高効率の充電が可能となる。
【００３８】
図２は、このような電力供給インピーダンスＺoutを許容インピーダンスＺr内とする制御（電力供給インピーダンス制御）に、充電開始から充電終了までの間に整流回路９からバッテリＢに一定の電力を順次供給する電力一定制御を組み合わせた場合の動作図であり、充電期間における充電電圧Ｖｊ、充電電流Ｉｊ、充電電力Ｐｊ及び電力供給インピーダンスＺoutの時間変化を示している。
【００３９】
この特性図において、期間Ｔ1は、電力一定制御よりも電力供給インピーダンス制御が優先的に機能することにより電力供給インピーダンスＺoutが許容インピーダンスＺrの下限値Ｚminに一致する制御期間である。すなわち、この期間Ｔ1では、バッテリＢのＳＯＣが比較的小さいことに起因して充電電圧Ｖｊが比較的小さく、電力供給インピーダンスＺoutが下限値Ｚminを下回らないように充電電流Ｉｊが調整される。
【００４０】
期間Ｔ2は、電力一定制御と電力供給インピーダンス制御とが両方とも機能することにより、充電電力Ｐｊが目標電力Ｐ0を維持し、かつ、電力供給インピーダンスＺoutが下限値Ｚminから上限値Ｚmaxに向かって変化する制御期間である。期間Ｔ2では、バッテリＢのＳＯＣがある程度上昇しており、電力供給インピーダンスＺoutを下限値Ｚminから上限値Ｚmaxに向かって変化させると共に充電電力Ｐｊを目標電力Ｐ0に維持させるように充電電流Ｉｊが調整される。
【００４１】
期間Ｔ3は、電力一定制御よりも電力供給インピーダンス制御が優先的に機能することにより電力供給インピーダンスＺoutが上限値Ｚmaxに一致する制御期間である。すなわち、この期間Ｔ3では、バッテリＢのＳＯＣが比較的大きくなっていることに起因して充電電圧Ｖｊが比較的大きく、電力供給インピーダンスＺoutが上限値Ｚmaxを超えないように充電電流Ｉｊが調整される。
【００４２】
一方、図３は、電力供給インピーダンス制御に、充電開始から充電終了までの間に整流回路９からバッテリＢに一定の電流を順次供給する電流一定制御を組み合わせた場合の動作図であり、充電期間における充電電圧Ｖｊ、充電電流Ｉｊ、充電電力Ｐｊ及び電力供給インピーダンスＺoutの時間変化を示している。
【００４３】
この特性図において、期間Ｔ4は、電流一定制御よりも電力供給インピーダンス制御が優先的に機能することにより電力供給インピーダンスＺoutが下限値Ｚminに一致する制御期間である。すなわち、この期間Ｔ4では、バッテリＢのＳＯＣが比較的小さいことに起因して充電電圧Ｖｊが比較的小さく、電力供給インピーダンスＺoutが下限値Ｚminを下回らないように充電電流Ｉｊが調整される。
【００４４】
期間Ｔ5は、電流一定制御と電力供給インピーダンス制御とが両方とも機能することにより、充電電流Ｉｊが目標電流Ｉ0を維持し、かつ、電力供給インピーダンスＺoutが下限値Ｚminから上限値Ｚmaxに向かって変化する制御期間である。この期間Ｔ5では、バッテリＢのＳＯＣがある程度上昇しており、充電電流Ｉｊが目標電流Ｉ0に維持されることにより、電力供給インピーダンスＺoutが下限値Ｚminから上限値Ｚmaxに向かって変化する。
【００４５】
期間Ｔ6は、電流一定制御よりも電力供給インピーダンス制御が優先的に機能することにより電力供給インピーダンスＺoutが上限値Ｚmaxに一致する制御期間である。すなわち、この期間Ｔ6では、バッテリＢのＳＯＣが比較的大きくなっていることに起因して充電電圧Ｖｊが比較的大きく、電力供給インピーダンスＺoutが上限値Ｚmaxを超えないように充電電流Ｉｊが調整される。
【００４６】
このような本実施形態によれば、バッテリＢの充電期間において電力供給インピーダンスＺoutが許容インピーダンスＺr内となるように制御されるので、充電期間における整流回路９によるバッテリＢの充電における電力損失を最小化することが可能であり、よって非接触給電システムの全体的な電力効率を従来よりも向上させることが可能である。
また、本実施形態によれば、受電装置ＲにバッテリＢへの充電電流を調整する充電回路を設ける必要がないので、これによっても非接触給電システムの全体的な電力効率を従来よりも向上させることが可能である。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、給電装置Ｓが充電電圧Ｖｊ及び充電電流Ｉｊからなる充電情報を電力供給状態を示す情報として取得する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、計測部１０にインピーダンス演算部６と同様の演算機能を備えさせ、計測部１０で計算された電力供給インピーダンスＺoutを通信部１１から通信部５に送信してもよい。
【００４８】
（２）上記実施形態では、許容インピーダンスＺrを下限値Ｚminと上限値Zmaxとから規定される一定範囲の値としたが、本発明はこれに限定されない。許容インピーダンスＺrを数値幅を有しない一定値としてもよい。図４は、この場合における充電電圧Ｖｊ、充電電流Ｉｊ、充電電力Ｐｊ及び電力供給インピーダンスＺoutの時間変化を示す特性図である。すなわち、この場合には、許容インピーダンスＺrは許容幅を有しない一定値に維持されるので、電力一定制御や電流一定制御を電力供給インピーダンス制御と組み合わせることができず、バッテリＢのＳＯＣの上昇に起因する充電電圧Ｖｊの上昇に伴って、充電電流Ｉｊ及び充電電力Ｐｊが順次上昇する。
【００４９】
（３）上記実施形態では、チョッパ回路２及びインバータ回路３にインピーダンス調整器としての機能を持たせたが、本発明はこれに限定されない。チョッパ回路２あるいはインバータ回路３のいずれか一方にインピーダンス調整器としての機能を持たせてもよい。また、上記実施形態では、チョッパ回路２に整流回路１の力率改善機能を持たせたが、この力率改善機能については省略してもよい。
【００５０】
（４）上記実施形態では、磁界共鳴方式に準拠した非接触給電システムについて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、電磁誘導方式にも適用可能である。また、上記実施形態では、負荷をバッテリＢとしたが、本発明における負荷は、バッテリＢに限定されるものではなく、種々の蓄電デバイス及び電力の供給を受けて所定の機能を発現する各種機器を包含する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、非接触給電システムの全体的な電力効率の向上を図る。
【符号の説明】
【００５２】
Ｓ  給電装置
Ｒ  受電装置
１  整流回路
２  チョッパ回路
３  インバータ回路
４  共振回路
５  通信部
６  インピーダンス演算部
７  スイッチング制御部
８  共振回路
９  整流回路
１０  計測部
１１  通信部
Ｂ  バッテリ
【図１】
0005888468.tif 000002
【図２】
0005888468.tif 000003
【図３】
0005888468.tif 000004
【図４】
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