(57)【要約】【課題】  受電装置以外の物体への影響を抑制することができる非接触電力供給装置を提供する。【解決手段】  受電装置を検出する検出モードにおいては、比較的低い待機電圧の直流電圧（ステップＳ１）を、第１周波数の交流電圧に変換して送電コイルに印加する（ステップＳ２）。これに対し、受電装置へ電力を供給する運転モードにおいては、比較的高い運転電圧の直流電圧（ステップＳ７）を、運転周波数の交流電圧に変換して送電コイルに印加する（ステップＳ８）。このように、待機モード時に送電コイルにより形成される磁場は比較的弱いので、非接触電力供給装置に異物が近接しても、異物に与える影響を抑制することができる。他方、運転モードでは、送電コイルの磁場は比較的強いので、より大容量の電力を供給することができる。【選択図】        図５
2006230129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁結合を利用して、受電コイルを有する受電装置に電力を供給する非接触電力供給装置において、
少なくとも第１の電圧、および前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に応じた直流電圧を出力する電圧可変手段と、
前記電圧可変手段から出力される直流電圧を、交流電圧に変換して出力する発振器と、
前記発振器からの交流電圧が印加されて、前記受電コイルに送電する送電コイルと、
前記電圧可変手段から出力される直流電圧を、前記受電装置に電力を供給する運転モードにおいては前記第１の電圧に切り換え、前記受電装置への電力を非供給とする待機モードにおいては前記第２の電圧に切り換える制御手段と
を備えていることを特徴とする非接触電力供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触電力供給装置において、
前記第２の電圧は、前記第１の電圧の２分の１以下とすることを特徴とする非接触電力供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の非接触電力供給装置において、
前記電圧可変手段は、入力電圧を昇降圧可能に出力することを特徴とする非接触電力供給装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の非接触電力供給装置において、
さらに、前記送電コイルによる電磁結合の度合いを、誘起される検出電圧として検出する検出コイルを備え、
前記制御手段は、前記検出コイルから前記検出電圧を取得し、かつ、前記待機モードにおいて、前記発振器を操作して交流電圧の周波数を順次可変するとともに、可変した複数種類の交流電圧の周波数と各周波数に応じた前記検出電圧との相関関係に基づいて、前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがあると判断したときは、前記運転モードに移行することを特徴とする非接触電力供給装置。
【請求項５】
請求項４に記載の非接触電力供給装置において、
さらに、第１基準値を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記相関関係を、前記記憶手段から読み出した前記第１基準値と比較して、前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがあるか否かを判断することを特徴とする非接触電力供給装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の非接触電力供給装置において、
前記制御手段は、前記待機モードにおいて、前記相関関係に基づいて前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがないと判断したときは、所定の休止期間が経過した後に前記送電コイルに交流電圧を印加させることを特徴とする非接触電力供給装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の非接触電力供給装置において、
前記制御手段は、前記運転モードにおいて、取得した前記検出電圧に基づいて前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがないと判断したときは、前記待機モードに移行することを特徴とする非接触電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁結合を利用して、受電装置に非接触で電力を供給する非接触電力供給装置に係り、特に、非接触電力供給装置に近接する受電装置以外の物体（異物）に与える影響を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、電源部と発振器と送電コイルと検出コイルと制御回路とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
発振器は、電源部から入力される直流電圧を、所定の周波数の交流電圧に変換して、送電コイルに印加する。このとき、検出コイルによって、受電装置が近接しているか否かを判別することができる。受電装置が近接したと判断すると、送電コイルに交流電圧を連続的に印加して、受電装置へ電力を供給する運転モードが開始される。他方、受電装置が近接していないとき、または、受電装置以外の物（以下、「異物」という）が近接しているときは、交流電圧を間欠して送電コイルに印加する、いわゆる待機モードの状態となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
上述した待機モードにおいても、運転モードのときと同じ高さの電圧が、送電コイルに印加されている。よって、印加されたときに送電コイルが形成する磁場の強さは、運転モード時と同じである。なお、送電コイルへの交流電圧の印加が間欠的であることは、磁場の強さに関係しない。このような磁場の中に、一瞬でも異物が置かれると、その磁場の影響を受ける。異物が金属であれば異常発熱を招く。また、異物が精密機器であれば、機能低下、誤動作、損傷等を生じるおそれがある。さらに、受電装置への電力供給量を増大させようとしたとき、磁場の強さを増大させる必要があるので、異物に対する影響はさらに深刻になる。
【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、受電装置以外の物体への影響を抑制することができる非接触電力供給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】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、電磁結合を利用して、受電コイルを有する受電装置に電力を供給する非接触電力供給装置において、少なくとも第１の電圧、および前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に応じた直流電圧を出力する電圧可変手段と、前記電圧可変手段から出力される直流電圧を、交流電圧に変換して出力する発振器と、前記発振器からの交流電圧が印加されて、前記受電コイルに送電する送電コイルと、前記電圧可変手段から出力される直流電圧を、前記受電装置に電力を供給する運転モードにおいては前記第１の電圧に切り換え、前記受電装置への電力を非供給とする待機モードにおいては前記第２の電圧に切り換える制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、電圧可変手段は、待機モードにおいては比較的低い第２の電圧で直流電圧を出力し、受電装置へ電力を供給する運転モードにおいては比較的高い第１の電圧で直流電圧を出力する。この直流電圧は交流電圧に変換されて送電コイルに印加されるが、送電コイルの両端にかかる電圧の高さは第１、または第２の電圧に応じたものである。よって、送電コイルに比較的低い電圧の交流電圧が印加される待機モードでは、送電コイルにより形成される磁場も比較的弱い。このような待機モード時であれば、非接触電力供給装置に受電装置以外の物体（以下、「異物」という）が近接しても、異物に与える影響を抑制することができる。さらには、待機モードにおける消費電力を低減することができる。
【０００９】
他方、運転モードでは、送電コイルの両端に比較的高い電圧を印加することができるので、より大容量の電力を供給することができる。また、電圧可変手段および発振器の運転効率の向上も期待される。また、低電流でより大きな電力を供給できるため送電時の損失も低く抑えることが可能となる。これらにより、効率よく送電することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の非接触電力供給装置において、前記第２の電圧は、前記第１の電圧の２分の１以下とすることを特徴とするものである。
【００１１】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、待機モード時は異物への影響を十分抑制することができる。また、運転モード時にはより大電力を供給することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の非接触電力供給装置において、前記電圧可変手段は、入力電圧を昇降圧可能に出力することを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、入力電圧を昇圧することもできるので、入力電圧に関わらず、第１の電圧を高くすることができる。よって、容易に受電装置への電力供給量を増大させることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の非接触電力供給装置において、さらに、前記送電コイルによる電磁結合の度合いを、誘起される検出電圧として検出する検出コイルを備え、前記制御手段は、前記検出コイルから前記検出電圧を取得し、かつ、前記待機モードにおいて、前記発振器を操作して交流電圧の周波数を順次可変するとともに、可変した複数種類の交流電圧の周波数と各周波数に応じた前記検出電圧との相関関係に基づいて、前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがあると判断したときは、前記運転モードに移行することを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、制御手段は、発振器が変換する交流電圧の周波数を可変する。これにより、少なくとも２以上の周波数に応じた検出電圧を取得することができる。このような周波数と検出電圧との相関関係に基づいて、送電コイルに対向する位置に受電コイルがあるか否かを判断することで、より正確な判断結果を得ることができる。このため、異物を受電装置であると誤認して、異物に対して電力を供給しようとして、異物に悪影響（発熱、機能低下、誤動作、損傷等）を与えことを防止できる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の非接触電力供給装置において、さらに、第１基準値を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記相関関係を、前記記憶手段から読み出した前記第１基準値と比較して、前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがあるか否かを判断することを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、第１基準値を記憶する記憶手段を備え、制御手段がこの第１基準値を読み出すように構成することで、容易に判断処理を行うことができる。なお、第１基準値としては、送電コイルに対向する位置に受電コイルが配置されているときの周波数と検出電圧との相関関係について、予め得られた情報であればよい。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の非接触電力供給装置において、前記制御手段は、前記待機モードにおいて、前記相関関係に基づいて前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがないと判断したときは、所定の休止期間が経過した後に前記送電コイルに交流電圧を印加させることを特徴とするものである。
【００１９】
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、待機モードにおいて送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがないと判断したときは、送電コイルへの交流電圧の印加を間欠させる。これにより、消費電力の低減を図ることができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の非接触電力供給装置において、前記制御手段は、前記運転モードにおいて、取得した前記検出電圧に基づいて前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイルがないと判断したときは、前記待機モードに移行することを特徴とするものである。
【００２１】
［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、運転モード時においても、制御手段は、取得される検出電圧に基づいて、送電コイルに対向する位置に受電コイルがあることを監視する。その結果、所定位置に受電コイルがないと判断すると、再び待機モードに移行する。すなわち、電圧可変手段から出力される直流電圧は、比較的低い第２の電圧に切り換えられる。これにより、異物が近接しても、異物に与える影響を抑制することができるとともに、待機モードにおける消費電力をより低減することができる。
【００２２】
なお、本明細書は、次のような非接触電力供給装置に係る発明も開示している。
【００２３】
（１）請求項１から請求項７のいずれかに記載の非接触電力供給装置において、前記受電装置は複数種類あり、前記制御手段は、前記待機モードにおいては、前記相関関係に基づいて前記受電装置の種類を特定し、かつ、前記運転モードにおいては、前記第１の電圧と、前記交流電圧の周波数とを前記受電装置の種類に応じて変えることを特徴とする非接触電力供給装置。
【００２４】
前記（１）に記載の発明によれば、待機モードにおいて、交流電圧の周波数とこれに応じた検出電圧との相関関係により、受電装置の種類を特定する。そして、受電装置の種類に応じて、電圧可変手段から出力される第１の電圧と、運転モード時に発振器により変換される交流電圧の周波数とを、適宜に変更する。このように構成することで、受電装置の種類が異なっても、運転モードにおいてより効率よく電力を供給することができる。
【００２５】
（２）請求項１から請求項７のいずれかに記載の非接触電力供給装置において、前記電圧可変手段は、出力する直流電圧の電流を所定の電流制限値以下に制限することを特徴とする非接触電力供給装置。
【００２６】
前記（２）に記載の発明によれば、電圧可変手段から出力される電流を、許容できる電流の最大値である電流制限値以下に制限することで、受電装置の保護、または非接触電力供給装置自体の保護することができる。
【００２７】
（３）前記（２）に記載の非接触電力供給装置において、前記制御手段は、前記待機モードにおいて前記相関関係に基づいて前記受電装置の種類を特定し、かつ、前記運転モードにおいては前記受電装置の種類に応じて前記電流制限値を変えることを特徴とする非接触電力供給装置。
【００２８】
前記（３）に記載の発明によれば、受電装置の種類に応じて電流制限値を変えることで、受電装置の種類ごとに適切に保護することができる。
【００２９】
（４）請求項６に記載の非接触電力供給装置において、前記制御手段は、前記待機モードにおいてさらに、前記相関関係に基づいて前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイル以外の物体があると判断したときは、前記休止期間をより長く設定することを特徴とする非接触電力供給装置。
【００３０】
前記（４）に記載の発明によれば、送電コイルに対向する位置に何もないのではなく、受電コイル以外の物体、すなわち異物が置かれているのである。この場合、ユーザーが意図せず置いたものと考えられるので、異物が取り除かれるまで相当の期間を要するものと考える。したがって、一旦、送電コイルへの交流電圧の印加を停止させることで、異物へ影響を与えないようにする。同時に、消費電力のさらなる低減を図る。
【００３１】
（５）前記（４）に記載の非接触電力供給装置において、前記記憶手段は、第２基準値を記憶し、前記制御手段は、前記記憶手段から読み出した第２基準値と、前記相関関係とを比較して、前記送電コイルに対向する位置に前記受電コイル以外の物体があるか否かを判断することを特徴とする非接触電力供給装置。
【００３２】
前記（５）に記載の発明によれば、記憶手段は第２基準値を記憶するように構成することで、容易に判断処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明に係る非接触電力供給装置によれば、電圧可変手段は、待機モードにおいては比較的低い第２の電圧で直流電圧を出力し、受電装置へ電力を供給する運転モードにおいては比較的高い第１の電圧で直流電圧を出力する。よって、送電コイルに比較的低い電圧の交流電圧が印加される待機モードでは、送電コイルにより形成される磁場も比較的弱い。このような待機モード時であれば、非接触電力供給装置に異物が近接しても、異物に与える影響を抑制することができる。さらには、待機モードにおける消費電力を低減することができる。また、運転モードでは、送電コイルの両端に比較的高い電圧を印加することができ、大容量の電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る非接触電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。本システムは、非接触電力供給装置１と受電装置３とに大きく分けられる。受電装置３として、液晶モニタを例に採って説明する。
【００３５】
非接触電力供給装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５と発振器７と送電コイル９と給電台１０と検出コイル１１と応答検出回路１３と制御部１５と記憶部１７とを備えている。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５の１次側には、直流電圧が供給される。商用電源から供給を受ける場合は、交流電圧を整流、平滑化する整流回路（図示省略）を介して商用電源と電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、入力側の電圧を昇降圧可能に構成されており、所定の電圧の直流電圧を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、この発明における電圧可変手段に相当する。
【００３７】
発振器７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力側と電気的に接続されている。発振器７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から供給される直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換する。
【００３８】
送電コイル９は、発振器７と電気的に接続されている。発振器７から交流電圧が印加されることで、送電コイル９に交流電流が流れ、送電コイル９は磁場を発生させる。
【００３９】
給電台１０は、非接触電力供給装置１の一側部（図示省略）に設けられ、受電装置３を所定の位置に位置決めして載置する。上述した送電コイル９は、この給電台１０の内側または下部に配置されている。また、所定の位置とは、非接触電力供給装置１が適正に電力を供給できる受電装置３の位置である。より具体的には、送電コイル９と受電コイル２１との位置が対向するときの、受電装置３の位置である。位置決め方法としては、給電台１０に凹部を形成して、受電装置３に形成される凸部と嵌め合わせること等が例示される。
【００４０】
検出コイル１１には、送電コイル９の電磁結合の度合いに応じた電圧が誘起される。本明細書では、検出コイル１１に誘起される電圧を「検出電圧」という。
【００４１】
図２を参照する。図２は、送電コイル９、検出コイル１１、および受電コイル２１の概略断面図である。送電コイル９と検出コイル１１とは、同一の送電用コア１２に巻かれている。本実施例では、送電コイル９を受電コイル２１により近くなるようにして、送電コイル９と検出コイル１１とを送電用コア１２に積層している。他方、受電コイル２１は受電用コア２２に巻かれている。そして、受電コイル２１が、図示するように、送電コイル９に対向して近接する位置にあると、送電コイル９は、受電コイル２１に電力を供給することができる。検出コイル１１には、送電コイル９の電磁結合の度合いに応じて、検出電圧が誘起される。
【００４２】
図３は、発振器７により変換される交流電圧の周波数を横軸にとり、検出コイル１１に誘起される検出電圧を縦軸にとって、これらの相関関係を表した模式図である。本図では、受電装置３が適正な位置にある場合と、受電装置３以外の物体である異物Ａ、異物Ｂが送電コイル９に対向して近接している場合と、送電コイル９に対向する位置に何もない場合とを例示している。
【００４３】
送電コイル９の電磁結合の度合いは、給電台１０上の物体の有無及び物体の種類に応じて変わるため、このように、検出電圧の周波数依存特性は、種々の異なる態様となり得る。また、ある周波数１点のみを見れば、検出電圧が同じ（すなわち、送電コイル９の電磁結合の度合いが同じ）場合も存在し得る。たとえば、受電装置３が適正な位置にあるとき、周波数ｆａに応じて検出コイル１１には検出電圧ＶL（ａ）が誘起される。しかしながら、異物Ａが送電コイル９に対向する位置にあるときも、検出電圧ＶL（ａ）に近似する検出電圧が検出されている。このことから、１の周波数と、これに応じた検出電圧との関係のみによっては、給電台１０に載置されている物が受電装置３であることを特定することが困難な場合があることがわかる。
【００４４】
再び、図１に戻る。検出コイル１１に接続される検出応答回路１３は、検出電圧をデジタル値に変換する。なお、以下では、検出応答回路１３によってデジタル値に変換された情報も、「検出電圧」と呼ぶこととする。
【００４５】
制御部１５は、応答検出回路１３とＤＣ／ＤＣコンバータ５と発振器７と接続されており、また、後述する記憶部１７ともアクセス可能である。制御部１５は、応答検出回路１３から検出電圧を取得するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５と発振器７を操作する。なお、制御部１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、その作業領域となるＲＡＭ（Random-Access  Memory）と、プログラムや各種情報を記憶するＲＯＭ（Read-Only  Memory）等の記憶媒体とを有する。制御部１５は、この発明における制御手段に相当する。以下、具体的に制御部１５の機能を説明する。
【００４６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５に対しては、出力される直流電圧の電圧値を切り換えるほか、入力電力を遮断して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５自体を停止させる。本実施例では、２種類の電圧（以下では、これらを「運転電圧」、「待機電圧」と記載して区別し、「運転電圧」の方が高い電圧値とする）に切り換える。ここで、運転電圧が比較的高いのは、受電装置３に電力供給を好適に行うことができるようにするためである。一方、待機電圧が比較的低いのは、異物に対し悪影響を与えないようにするためである。本実施例では、運転電圧を１００Ｖとし、待機電圧をその２分の１以下の３０Ｖとしている。なお、運転電圧と待機電圧とは、それぞれこの発明における第１電圧と第2電圧に相当する。
【００４７】
また、発振器７に対しては、変換される交流電圧の周波数を可変するほか、直流電圧から交流電圧への変換を休止させる。本実施例では、２種類の待機時の周波数（以下では、「第１周波数」、「第２周波数」という）と、運転周波数とに切り換え可能である。ここで、２種類の待機周波数は、送電コイル９に対向する物体を特定するために好適な値が選択される。また、運転周波数は、受電装置３に電力供給を高効率に行うように設定される。なお、待機周波数のいずれかと、運転周波数が同じ値となっても構わない。
【００４８】
また、応答検出回路１３から検出電圧を取得して、発振器７の操作により可変した交流電圧の周波数と上記検出電圧との相関関係、及び、検出電圧自体の変化量を求める。
【００４９】
記憶部１７は、第１基準値と第２基準値が記憶されており、これらを制御部１５が読み出し可能に構成されている。第１基準値は、受電コイル２１が送電コイル９に対向している場合の、待機周波数と検出電圧との相関関係である。第２基準値は、送電コイル９に対向する物体が何もない場合の、待機周波数と検出電圧との相関関係である。ここで、第１、第２基準値とも、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧が待機電圧の場合である。なお、記憶部１７は、固定ディスク等に代表される記憶媒体やＥＥＰＲＯＭで構成されている。また、記憶部１７は、この発明における記憶手段に相当する。
【００５０】
図４を参照する。図４は、第１基準値と第２基準値の情報の構成を例示する模式図である。図４に示す各情報は、図３に付記した符号を用いて表している。すなわち、受電コイル２１が送電コイル９に対向している場合の、各周波数ｆａ、ｆｂに応じた検出電圧ＶL（ａ）、ＶL（ｂ）が、第１基準値となる。また、送電コイル９に対向する物体が何もない場合の、各周波数ｆａ、ｆｂに応じた検出電圧Ｖ0（ａ）、Ｖ0（ｂ）が、第２基準値となる。
【００５１】
次に、受電装置３について説明する。受電装置３は、受電コイル２１と負荷回路２３とを備え、互いに電気的に接続されている。受電コイル２１は、上述したように、受電用コア２２に巻かれて送電コイル９から受電可能に構成されている。
【００５２】
本実施例では受電装置３を液晶モニタとしているので、負荷回路２３はこの液晶モニタを駆動する駆動回路（図示省略）となる。さらに、この駆動回路に並列に、２次電池を設ける事も可能である。このように構成した場合は、受電コイル２１が受電した電力を、駆動回路のみ、または、２次電池のみ、あるいは双方に選択的に給電することができる。
【００５３】
次に、本実施例にかかる非接触電力供給ステムの動作について、図５および図６を参照して説明する。まず、本システムの動作は、大きく分けて、電力供給を行う運転モードと電力供給を行わない待機モードとがある。運転モードは、ステップＳ７からステップＳ１０であり、待機モードは、それ以外の全てステップをいう。さらに、待機モードは、検出モード（ステップＳ１〜Ｓ６）、スリープモード（ステップＳ１２〜Ｓ１５）、ディープスリープモード（ステップＳ１６〜Ｓ２０）の３つのモードに分けられる。以下、各ステップについて説明する。
【００５４】
＜ステップＳ１＞  待機電圧で出力する
制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧を待機電圧に設定する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発振器７へ、待機電圧の直流電圧が出力される。
【００５５】
＜ステップＳ２＞  第１周波数で発振する
制御部１５は、発振器７により変換される交流電圧の周波数を第１周波数に設定する。これにより、発振器７から送電コイル９へ、第１周波数の交流電圧が印加されるので、送電コイル９は磁場を発生させる。検出コイル１１には、送電コイル９の電磁結合の度合いに応じて検出電圧が誘起される。
【００５６】
＜ステップＳ３＞  検出電圧を取得する
検出電圧は、応答検出回路１３によってデジタル値に変換され、制御部１５に入力される。
【００５７】
＜ステップＳ４＞  第２周波数で発振する
制御部１５は、発振器７の発振周波数を第１周波数から第２周波数に変更する。これにより、発振器７から送電コイル９へ、第２周波数の交流電圧が印加される。検出コイル１１には、このときも検出電圧が誘起される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ５はステップＳ１において待機電圧に設定されたままである。
【００５８】
＜ステップＳ５＞  検出電圧を取得する
検出電圧は、応答検出回路１３を介して、制御部１５に入力される。
【００５９】
＜ステップＳ６＞  受電装置であるか？
制御部１５は、記憶部１７から第１基準値を読み出して、第１、第２周波数に応じて得られた検出電圧と、読み出した第１基準値とをそれぞれ比較する。その結果、一致すれば、受電コイル２１が送電コイル９に対向しているとみなすことができるので、ステップＳ７に進む。すなわち、待機モード（検出モード）から運転モードに移行する。一致しなければ、ステップＳ１１に進む。
【００６０】
＜ステップＳ７＞  運転電圧で出力する
制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧を運転電圧に切り換える。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発振器７へ、運転電圧の直流電圧が出力される。
【００６１】
＜ステップＳ８＞  運転周波数で発振する
制御部１５は、発振器７の発振周波数を第２周波数から運転周波数に変更する。発振器７は、運転周波数の交流電圧を送電コイル９に印加する。このような送電コイル９から受電コイル２１に対して非接触で電力の供給が開始される。検出コイル１１には、このときも検出電圧が誘起される。
【００６２】
＜ステップＳ９＞  検出電圧を取得する
運転モードにおいても、検出電圧は、応答検出回路１３を介して、制御部１５に入力され続ける。
【００６３】
＜ステップＳ１０＞  検出電圧に変化がないか？
制御部１５は、検出電圧を取得するごとに、検出電圧自体の変化量を常に監視する。受電コイル２１の位置が、正規の位置から少しでもずれると、送電コイル９の電磁結合の度合いが変化するので、検出コイル１１に誘起される検出電圧にも変化が生じる。このため、検出電圧に変化が生じると、送電コイル１１に対向する位置に受電コイル２１がないと判断する。そして、ステップＳ１に戻る。すなわち、運転モードから待機モードに移行する。他方、検出電圧に変化がないときは、ステップＳ８に戻り、運転モードを継続する。
【００６４】
＜ステップＳ１１＞  異物であるか？
ステップＳ６で送電コイル９に対向する位置に受電装置３がないと判断すると、さらに、制御部１５は、記憶部１７から第２基準値を読み出して、第１、第２周波数に応じて得られた検出電圧と、読み出した第２基準値とをそれぞれ比較する。その結果、一致しなければ、送電コイル９に対向する位置に受電装置３以外の物体、すなわち異物があると判断する。この場合、ステップＳ１６に進み、検出モードからディープスリープモードに移行する。他方、一致すれば、送電コイル９に対向する位置に何もない（異物がない）と判断する。この場合、ステップＳ１２に進み、検出モードからスリープモードに移行する。
【００６５】
＜ステップＳ１２＞  発振器を休止する
制御部１５は、発振器７を期間Ｔ１にわたって休止（ウエイト）させる。発振器７は、この期間Ｔ１にわたって交流電圧を送電コイル９に印加しない。本実施例では、期間Ｔ１を１秒としている。このとき、送電コイル９は磁場を形成し得ず、また、検出コイル１１には検出電圧が誘起されてない。
【００６６】
＜ステップＳ１３＞  第１周波数で発振する
期間Ｔ１が経過後、制御部１５は、発振器７の発振周波数を第１周波数に設定する。これにより、発振器７から送電コイル９へ、第１周波数の交流電圧が印加される。検出コイル１１には、このとき検出電圧が誘起される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、ステップＳ１において待機電圧に設定されたままである。
【００６７】
＜ステップＳ１４＞  検出電圧を取得する
制御部１５は、応答検出回路１３を介して、検出電圧を取得する。
【００６８】
＜ステップＳ１５＞  検出電圧に変化があるか？
制御部１５は、検出電圧を取得すると、検出電圧の変化量を求める。変化量は、直前の検出電圧に対するものであるが、この場合、期間Ｔ１が進行する直前に取得された検出電圧に対する変化量となる。そして、検出電圧に変化が生じたか否かを判断する。取得済みの検出電圧は、給電台１０上に何も載置されていないときの値であるので、いかなる物体であっても給電台１０上に載置されると、検出電圧は変化する。そこで、検出電圧に変化が生じたと判断した場合は、ステップＳ３に戻る（スリープモードから検出モードに移行する）。他方、検出電圧に変化が生じなければ、ステップＳ１２に戻り、スリープモードを継続する。
【００６９】
なお、本ステップＳ１５では、直前に得られた検出電圧に対する変化量を求めて判断しているが、直前に得られた検出電圧は第２基準値と等しい。よって、この第２基準値と比較する処理を行うようにしてもよい。具体的には、制御部１５は、取得した検出電圧と、記憶部１７から読み出した第２基準値とを比較する。この結果、一致するときはステップＳ１２に戻り、一致しないときはステップＳ３に進むようにしてもよい。
【００７０】
＜ステップＳ１６＞  ＤＣ／ＤＣコンバータを停止する
制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５を期間Ｔ２にわたって停止（ウエイト）させる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発信器７へ直流電圧が出力されない。ここで、期間Ｔ２は、期間Ｔ１よりも長い。本実施例では、期間Ｔ２を３秒としている。
【００７１】
＜ステップＳ１７＞  待機電圧で出力する
期間Ｔ２が経過後、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧を待機電圧に設定する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から発振器７へ、再び、待機電圧の直流電圧が出力される。
【００７２】
＜ステップＳ１８＞  第１周波数で発振する
制御部１５は、発振器７により変換される交流電圧の周波数を第１周波数に設定する。これにより、発振器７から送電コイル９へ、第１周波数の交流電圧が印加される。検出コイル１１には、このとき検出電圧が誘起される。
【００７３】
＜ステップＳ１９＞  検出電圧を検出する
制御部１５は、応答検出回路１３を介して、検出電圧を取得する。
【００７４】
＜ステップＳ２０＞  検出電圧に変化があるか？
制御部１５は、検出電圧を取得すると、検出電圧の変化量を求める。変化量は、期間Ｔ２が進行する直前に取得された検出電圧に対する変化量である。そして、検出電圧に変化が生じたか否かを判断する。取得済みの検出電圧は、給電台１０上に異物が載置されているときの値であるので、この異物がずれたり、別の物体が給電台１０上に載置されたりすると、検出電圧は変化する。そこで、検出電圧に変化が生じたと判断した場合は、ステップＳ３に戻る（ディープスリープモードから検出モードへ移行する）。他方、検出電圧に変化がないと判断した場合は、ステップＳ１６に戻る（ディープスリープモードを継続する）。
【００７５】
このように、実施例１に係る非接触電力供給システムによれば、待機モード（ステップＳ７からステップＳ１０の運転モード以外の全てのステップ）において、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、待機電圧に設定された状態であるか、停止した状態である。このため、送電コイル９により形成される磁場の強さは、運転モードの場合に比べて弱い。したがって、非接触電力供給装置１に異物が近接しても、異物に与える影響を抑制することができる。さらには、待機モードにおける消費電力をより低減することができる。
【００７６】
また、待機電圧を運転電圧の２分の１以下に設定しているので、上述した異物への影響の抑制効果や消費電力の低減効果が高い。
【００７７】
また、ステップＳ７からステップＳ１０の運転モードでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、比較的高い運転電圧に切り換えられる。よって、より大容量の電力を容易に供給することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５と発振器７の損失、および送電コイル９から受電コイル２１への電磁結合による送電ロスも低減することができる。これらにより、効率よく送電することができる。
【００７８】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５により、入力側の電圧に比べて高い電圧を出力することができるので、運転電圧を容易に高電圧に設定することができる。よって、電力供給量の増大にも対応することができる。
【００７９】
また、制御手段は、第１、第２周波数に応じた検出電圧によって、送電コイル９に対向する位置に受電コイル２１があるか否か（受電装置３が給電台１０に載置されているか否か）を判断するので、正確な判断結果を得ることができる。ちなみに、１個の周波数に応じた検出電圧によって判断すると、上述したように、異物を受電装置３と誤って判断するおそれがあり、正確な判断結果が得られない。
【００８０】
また、記憶部１７を備えるとともに、制御部１５が第１基準値または第２基準値を随時読み出し可能に構成することで、容易に上述した判断処理等を行うことができる。
【００８１】
また、制御部１５は、運転モードにおいても、常に検出電圧の変化を監視し、検出電圧が変化すると、待機モード（検出モード）に移行する。これにより、運転モード時に異物が送電コイル９に近接した場合であっても、異物への影響を抑制することができる。また、受電装置がずれた場合であっても、消費電力の低減を図ることができる。
【００８２】
また、制御部１５は、送電コイル９に対向する位置に受電コイル２１がない（受電装置３が給電台１０に載置されていない）と判断したときは、送電コイル９に交流電圧を間欠的に印加させることで（休止する期間Ｔ１、または停止する期間Ｔ２）、さらに消費電力の低減を図ることができる。
【００８３】
また、制御部１５は、送電コイル９に対向する位置に受電コイル２１がない（受電装置３が給電台１０に載置されていない）と判断したときは、さらに、送電コイル９に対向する位置に異物があるか、あるいは何もないかを判別する。そして、異物がある場合は、何もない場合に比べて、送電コイル９に交流電圧の印加を停止する期間をより長くする。これにより、意図せず置かれた異物に対する影響を極力抑えることができる。また、何もない場合においては、受電装置３が給電台１０に載置されたことを速やかに検知することができる。
【００８４】
また、受電装置３の負荷回路２３は２次電池を有することも可能で、運転モードから待機モード（検出モード）に移行することで受電コイル２１への電力供給が停止しても、負荷回路２３には2次電池から電力を供給することができる。よって、受電装置３の機能が突然停止することを避けることができる。
【００８５】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００８６】
（１）上述した実施例では、発信器７は待機周波数として２種類の周波数（第１、第２周波数）を発振していたが、送電コイル９に対向する位置に受電コイル２１があるか否かを判断できれば、これに限られない。たとえば、３種類以上の周波数を発振するように構成してもよい。これにより、より正確な判断をすることができる。また、発振する周波数をスイープさせるように構成してもよい。また、本実施例では、第１、第２基準値として周波数に応じて得られた検出電圧を例示したが、これに限られない。たとえば、周波数と検出電圧から演算処理によって求められる検出電圧の傾き等、検出電圧の周波数依存特性を、第１、第２基準値として用いることができる。
【００８７】
（２）上述した実施例において、受電装置３は１種類であるものとして説明したが、さらに、非接触電力供給装置１が複数種類の受電装置３に電力を供給するように構成することも可能である。
【００８８】
具体的には、記憶部１７が受電装置３の種類ごとに第１基準値を備えて、制御部１５がステップＳ６で、すべての第１基準値と比較する。これにより、受電装置３の種類まで特定することができる。また、この場合、受電装置３の種類に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の運転電圧と発振器７の運転周波数を変更するように構成してもよい。これにより、受電装置３の種類にかかわらず、効率よく送電することができる。
【００８９】
さらに、記憶部１７を、上記した第１基準値、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の運転電圧と発振器７の運転周波数とを読み書き可能に構成してもよい。これにより、受電装置３の経年劣化による特性変更や、新機種対応等を柔軟に行うことができる。
【００９０】
（３）上述した実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ５について、さらに２次電流を所定の制限電流値以下に制限する機能を付加してもよい。これにより、受電装置３の保護、または非接触電力供給装置自体の保護することができる。
【００９１】
また、受電装置３が複数種類ある場合は、その種類に応じて制限電流値を変更するように構成してもよい。具体的には、制御部１５がＤＣ／ＤＣコンバータ５を操作して、制限電流値を設定制御するように構成してもよい。これにより、受電装置３の種類によって許容できる電流の上限値も異なる場合にも対応することができる。
【００９２】
（４）上述した実施例では、電圧可変手段として、ＤＣ／ＤＣコンバータ５を用いたが、これに限られない。任意の電圧の直流電圧を出力することができるものであれば、適宜に用いることができる。このとき、１次側（入力側）を直流電圧であっても交流電圧であっても構わない
【００９３】
（５）上述した実施例では、送電コイル９及び検出コイル１１の構造について図２を用いて具体的に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、送電コイル９及び検出コイル１１が正規の受電コイル２１（図示省略）にそれぞれ対向して並ぶように、送電コイル９及び検出コイル１１を送電用コア１２に巻いてもよい。なお、図７（ａ）は、送電コイル９を外側に、検出コイル１１を内側に巻いている。また、図７（ｂ）は、送電コイル９を内側に、検出コイル１１を外側に巻いている。
【００９４】
（６）上述した実施例では、送電コイル９と検出コイル１１を別個に備える構成であったが、送電コイル９自体が、自己の電磁結合の度合いを検出するように構成してもよい。これにより、検出コイル１１を省くことができる。
【００９５】
（７）上記実施例では、スリープモード、および、ディープスリープモードにおいて、発振器を休止させ（ステップＳ１２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５を停止させるが（ステップＳ１６）、送電コイル９から磁場が生じないようにすれば、適宜に方法を採用し得る。たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の１次側の電路を遮断するように構成してもよい。
【００９６】
（８）上述した各実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の待機電圧や運転電圧、発振器７やＤＣ／ＤＣコンバータ５を休停止する期間Ｔ１、Ｔ２について、具体的な数値を例示したが、これらに限定されるものではなく、適宜に選択、変更されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例１に係る非接触電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】送電コイルと検出コイルと受電コイルの概略断面図である。
【図３】周波数と検出電圧との関係を表した模式図である。
【図４】第１基準値および第２基準値の情報の構成を例示する模式図である。
【図５】非接触電力供給装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】非接触電力供給装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】変形例に係る送電コイルと検出コイルの概略断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  …非接触電力供給装置
３  …受電装置
５  …ＤＣ／ＤＣコンバータ
７  …発振器
９  …送電コイル
１０  …給電台
１１  …検出コイル
１３  …応答検出回路
１５  …制御部
１７  …記憶部
２１  …受電コイル
【図１】
2006230129.tif 000003
【図２】
2006230129.tif 000004
【図３】
2006230129.tif 000005
【図４】
2006230129.tif 000006
【図５】
2006230129.tif 000007
【図６】
2006230129.tif 000008
【図７】
2006230129.tif 000009