(57)【要約】【課題】回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することが可能なワイヤレス送電装置およびワイヤレス電力伝送システムを提供する。【解決手段】ワイヤレス電力伝送システム１は、ワイヤレス送電装置１０と、ワイヤレス送電装置１０から送電される電力をワイヤレスにて受電するワイヤレス受電装置２０とを備える。ワイヤレス送電装置１０は、電力伝送を行う送電コイル１１を含み、直流電圧を交流電圧に変換して送電コイル１１に供給する自励発振回路１２と、自励発振回路１２に直流電圧を供給する電源回路１３と、交流電圧の周波数を検出する周波数検出回路１４と、を備える。電源回路１３は、周波数検出回路１４が検出した周波数に基づき直流電圧を制御する。【選択図】図１
2018170820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力伝送を行う送電コイルを含み、直流電圧を交流電圧に変換して前記送電コイルに供給する自励発振回路と、
前記自励発振回路に前記直流電圧を供給する電源回路と、
前記交流電圧の周波数を検出する周波数検出回路と、を備え、
前記電源回路は、前記周波数検出回路が検出した周波数に基づき、前記直流電圧を制御することを特徴とするワイヤレス送電装置。
【請求項２】
前記電源回路は、前記周波数検出回路が検出した周波数が高くなると、前記直流電圧が低くなるように制御し、前記周波数検出回路が検出した周波数が低くなると、前記直流電圧が高くなるように制御する、請求項１に記載のワイヤレス送電装置。
【請求項３】
前記周波数検出回路は、検出した周波数を当該周波数に対応する電圧信号に変換し、
前記電源回路は、前記電圧信号に基づいて前記直流電圧を制御する、請求項１または２に記載のワイヤレス送電装置。
【請求項４】
前記自励発振回路は、
前記送電コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサと、
前記送電コイルの一端に接続される第１のスイッチ素子と、
前記送電コイルの他端に接続される第２のスイッチ素子と、
前記送電コイルの中間タップと前記電源回路の一方の出力端との間に接続されるインダクタと、
前記第１のスイッチ素子の制御電極と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第１のインピーダンス素子と、
前記第２のスイッチ素子の制御電極と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第２のインピーダンス素子と、
前記送電コイルに磁気結合する帰還巻線とを含み、
前記帰還巻線の一端は前記第１のスイッチ素子の制御電極に接続されており、
前記帰還巻線の他端は前記第２のスイッチ素子の制御電極に接続されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のワイヤレス送電装置。
【請求項５】
前記自励発振回路は、
前記送電コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサと、
前記送電コイルの一端に接続される第１のスイッチ素子と、
前記送電コイルの他端に接続される第２のスイッチ素子と、
前記送電コイルの一端と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第１のインダクタと、
前記送電コイルの他端と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第２のインダクタと、
前記第１のスイッチ素子の制御電極と前記送電コイルの他端との間に接続される第１のインピーダンス素子と、
前記第２のスイッチ素子の制御電極と前記送電コイルの一端との間に接続される第２のインピーダンス素子とを含み、
前記送電コイルは、単一のコイルで構成されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のワイヤレス送電装置。
【請求項６】
前記電源回路は、非絶縁型ＤＣＤＣコンバータである、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のワイヤレス送電装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載のワイヤレス送電装置と、
前記ワイヤレス送電装置から送電される電力をワイヤレスにて受電するワイヤレス受電装置と、を備え、
前記ワイヤレス受電装置は、
前記送電コイルと磁気結合する受電コイルと、
前記受電コイルに発生した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とを含むことを特徴とするワイヤレス電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力をワイヤレスで伝送するワイヤレス送電装置およびワイヤレス電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電源ケーブルや電源コードを用いずに電力を供給するワイヤレス電力伝送技術が注目されている。ワイヤレス電力伝送技術は、送電側から受電側にワイヤレスで電力を供給できることから、電車、電気自動車等の輸送機器、家電製品、電子機器、無線通信機器、玩具、産業機器といった様々な製品への応用が期待されている。
【０００３】
ワイヤレス電力伝送技術においては、他の電子機器と同様に、構成の簡素化、低コスト化が求められている。この要求を実現するため、簡単な回路で構成できる自励発振回路を用いたものが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、一次側回路および二次側回路と、電力変圧器と、一次側切り換え手段と、誘導結合フィードバックリンクと、二次側フィードバックパルス発生手段と、エネルギーが当該一次側から二次側に伝達される割合を制御する際に前記フィードバックパルスを利用するための一次側の手段とからなる電力供給システムが提案されている。
【０００５】
また特許文献２には、非接触電力伝達装置において、２次側制御回路が負荷の状態によってスイッチをオン・オフさせることで第５のコイルの励磁状態を変化させており、差動共振回路が、第５のコイルの励磁状態または非接触受電装置の有無によって給電状況を検出して検出信号を出力し、インバータ制御回路がこの検出信号に基づいて高周波インバータ回路の発振を制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９９７１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５０２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、電力伝送の電力変圧器とは別に、フィードバックパルスを一次側に伝達する誘電結合フィードバックリンクを備えており、この誘電結合のフィードバックリンクは一次側と二次側に跨った素子であることから、構成が複雑となりコストアップとなる課題があった。
【０００８】
また、特許文献２に開示された技術では、電力伝送の第１および第２のコイルとは別に、第５のコイルと差動共振回路を用いて、給電状況を検出しており、フィードバック用のコイルが別途必要となることから、コイルの構造が複雑となりコストアップになる課題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することが可能な自励発振回路を備えたワイヤレス送電装置およびワイヤレス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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明によるワイヤレス送電装置は、電力伝送を行う送電コイルを含み、直流電圧を交流電圧に変換して前記送電コイルに供給する自励発振回路と、前記自励発振回路に前記直流電圧を供給する電源回路と、前記交流電圧の周波数を検出する周波数検出回路と、を備え、前記電源回路は、前記周波数検出回路が検出した周波数に基づき、前記直流電圧を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、他励回路におけるコントロールＩＣを使用しない自励発振回路を用いるため、簡素な回路構成であって、抵コスト化を実現できる。また、周波数検出回路が検出した周波数に基づき、電圧可変回路が電源回路の出力する直流電圧を制御するため、受電側からのフィードバック機構が不要となることから、安価な構成で受電側の出力電圧を調整することができる。したがって、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することができる。
【００１２】
本発明において、前記電源回路は、前記周波数検出回路が検出した周波数が高くなると、前記直流電圧が低くなるように制御し、前記周波数検出回路が検出した周波数が低くなると、前記直流電圧が高くなるように制御することが好ましい。これにより、複雑な制御を伴うことなく、受電側の出力電圧を調整することができる。
【００１３】
本発明において、前記周波数検出回路は、検出した周波数を当該周波数に対応する電圧信号に変換し、前記電源回路は、前記電圧信号に基づいて前記直流電圧を制御することが好ましい。これにより、簡素な回路構成で、電源回路の出力する直流電圧を制御することができる。
【００１４】
本発明において、前記自励発振回路は、前記送電コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサと、前記送電コイルの一端に接続される第１のスイッチ素子と、前記送電コイルの他端に接続される第２のスイッチ素子と、前記送電コイルの中間タップと前記電源回路の一方の出力端との間に接続されるインダクタと、前記第１のスイッチ素子の制御電極と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第１のインピーダンス素子と、前記第２のスイッチ素子の制御電極と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第２のインピーダンス素子と、前記送電コイルに磁気結合する帰還巻線とを含み、前記帰還巻線の一端は前記第１のスイッチ素子の制御電極に接続されており、前記帰還巻線の他端は前記第２のスイッチ素子の制御電極に接続されていることが好ましい。これにより、受電側からのフィードバック機構を不要にすることができ、安価な構成で受電側の出力電圧を調整することができる。したがって、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することができる。
【００１５】
本発明において、前記自励発振回路は、前記送電コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサと、前記送電コイルの一端に接続される第１のスイッチ素子と、前記送電コイルの他端に接続される第２のスイッチ素子と、前記送電コイルの一端と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第１のインダクタと、前記送電コイルの他端と前記電源回路の一方の出力端との間に接続される第２のインダクタと、前記第１のスイッチ素子の制御電極と前記送電コイルの他端との間に接続される第１のインピーダンス素子と、前記第２のスイッチ素子の制御電極と前記送電コイルの一端との間に接続される第２のインピーダンス素子とを含み、前記送電コイルは、単一のコイルで構成されていることもまた好ましい。これにより、受電側からのフィードバック機構を不要にすることができ、安価な構成で受電側の出力電圧を調整することができる。したがって、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することができる。また帰還巻線を使用しない自励発振回路を構成できるため、回路構成の一層の簡素化を図ることができる。さらに、送電コイルが単一のコイルで形成されていることから、抵コスト化を図りつつ、送電コイルを２つのコイルで形成した場合のスイッチング損失の増加による効率の低下を抑制することができるため、高品質且つ高効率な自励発振回路を実現できる。
【００１６】
本発明において、前記電源回路は非絶縁型ＤＣＤＣコンバータであることが好ましい。これにより、電源回路を安価な構成とすることができる。
【００１７】
また、本発明によるワイヤレス電力伝送システムは、上記特徴を有する本発明によるワイヤレス送電装置と、前記ワイヤレス送電装置から送電される電力をワイヤレスにて受電するワイヤレス受電装置と、を備え、前記ワイヤレス受電装置は、前記送電コイルと磁気結合する受電コイルと、前記受電コイルに発生した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路とを含むことを特徴とする。本発明によれば、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することができるワイヤレス電力伝送システムを得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することが可能な自励発振回路を備えたワイヤレス送電装置およびワイヤレス電力伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態によるワイヤレス電力伝送システムの構成を示す回路図である。
【図２】図２は、電源回路の構成の一例を示す回路図である。
【図３】図３（ａ）は、送電コイル１１と受電コイル２１との間の結合係数Ｋと整流回路２２の出力電圧ＶOとの関係を示すグラフ、図３（ｂ）は、結合係数Ｋと自励発振回路１２の発振周波数ｆswとの関係を示すグラフ、図３（ｃ）は、発振周波数ｆswと出力電圧ＶOとの関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態によるワイヤレス電力伝送システムの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるワイヤレス電力伝送システムの構成を示す回路図である。
【００２２】
図１に示すように、ワイヤレス電力伝送システム１は、ワイヤレス送電装置１０とワイヤレス受電装置２０とを組み合わせてなり、ワイヤレス送電装置１０からワイヤレス受電装置２０に電力をワイヤレス伝送するものである。
【００２３】
ワイヤレス送電装置１０は、電力伝送を行う送電コイル１１を含み、直流電圧を交流電圧に変換して送電コイル１１に供給する自励発振回路１２と、自励発振回路１２に直流電圧を供給する電源回路１３と、送電コイル１１の両端に印加される交流電圧の周波数を検出する周波数検出回路１４とを備えている。
【００２４】
送電コイル１１は、中間タップ１１ｃを介して直列接続される２つのコイル素子ＬTX1，ＬTX2の組み合わせからなり、中間タップ１１ｃはインダクタＬ1を介して電源回路１３の一方の出力端子１３ａに接続されている。また送電コイル１１の一端１１ａは自励発振回路１２内の第１のスイッチ素子Ｑ1を介して電源回路１３の他方の出力端子１３ｂに接続されており、送電コイル１１の他端１１ｂは自励発振回路１２内の第２のスイッチ素子Ｑ2を介して電源回路１３の他方の出力端子１３ｂに接続されている。
【００２５】
自励発振回路１２は、送電コイル１１に並列接続される共振コンデンサＣr1と、送電コイル１１の中間タップ１１ｃに接続されるインダクタＬ1と、送電コイル１１の一端１１ａに接続される第１のスイッチ素子Ｑ1と、送電コイル１１の他端１１ｂに接続される第２のスイッチ素子Ｑ2と、第１のスイッチ素子Ｑ1のゲート（制御電極）と電源回路１３の一方の出力端子１３ａとの間に接続される第１のインピーダンス素子Ｚ1と、第２のスイッチ素子Ｑ2のゲートと電源回路１３の一方の出力端子１３ａとの間に接続される第２のインピーダンス素子Ｚ2と、送電コイル１１と磁気結合するように設けられた帰還巻線Ｌfbとを有している。帰還巻線Ｌfbの一端は第１のスイッチ素子Ｑ1のゲートに接続されており、帰還巻線Ｌfbの他端は第２のスイッチ素子Ｑ2のゲートに接続されている。
【００２６】
共振コンデンサＣr1は、送電コイル１１と共に共振回路を構成している。共振コンデンサＣr1は送電コイル１１に直列接続されるものであってもよく、２つ以上のコンデンサが直並列接続されるものであってもよい。
【００２７】
本実施形態において第１および第２のスイッチ素子Ｑ1，Ｑ2はNMOSトランジスタである。第１のスイッチ素子Ｑ1のドレインは送電コイル１１の一端に接続されており、第２のスイッチ素子Ｑ2のドレインは送電コイル１１の他端に接続されている。また第１および第２のスイッチ素子Ｑ1，Ｑ2のソースは電源回路１３の他方の出力端子１３ｂに接続されている。さらに第１のスイッチ素子Ｑ1のゲートは第１のインピーダンス素子Ｚ1を介して電源回路１３の一方の出力端子１３ａに接続されており、第２のスイッチ素子Ｑ2のゲートは第２のインピーダンス素子Ｚ2を介して電源回路１３の一方の出力端子１３ａに接続されている。
【００２８】
第１および第２のインピーダンス素子Ｚ1，Ｚ2の構成は特に限定されないが、例えば図示に示すように、ダイオード、キャパシタおよび抵抗の並列回路を用いることができる。このように、第１のインピーダンス素子Ｚ1は、抵抗またはコンデンサを有することが好ましく、送電コイル１１の中間タップ１１ｃ側にカソード（第１のスイッチ素子Ｑ1のゲート側にアノード）が接続されるダイオードを有することがさらに好ましい。第２のインピーダンス素子Ｚ2もまた、抵抗またはコンデンサを有することが好ましく、送電コイル１１の中間タップ１１ｃ側にカソード（第２のスイッチ素子Ｑ1のゲート側にアノード）が接続されるダイオードを有することがさらに好ましい。
【００２９】
電源回路１３は例えば非絶縁型ＤＣＤＣコンバータであり、電源回路１３の一対の入力端子間には入力コンデンサＣinが接続されている。また電源回路１３の一方の出力端子１３ａは、インダクタＬ1を介して送電コイル１１の中間タップ１１ｃに接続されており、電源回路１３の他方の出力端子１３ｂは、第１のスイッチ素子Ｑ1と第２のスイッチ素子Ｑ2の両方に接続されている。
【００３０】
周波数検出回路１４は、検出した周波数を当該周波数に対応する電圧信号Ｖcontに変換して出力する。詳細には、周波数検出回路１４は、検出した周波数が高くなるほど電圧信号Ｖcontのレベルを低くし、周波数が低くなると電圧信号Ｖcontのレベルを高くする。
【００３１】
ワイヤレス受電装置２０の構成は特に限定されないが、例えば、電力伝送時に送電コイルと磁気結合する受電コイル２１と、受電コイル２１に直列接続される共振コンデンサＣr2と、受電コイル２１が受電した交流電力を直流電力に変換して負荷２３に出力する整流回路２２と、整流回路２２の一対の出力端子間に接続される平滑コンデンサＣoutとを備えている。共振コンデンサＣr2は、受電コイル２１に並列接続されるものであってもよく、２つ以上のコンデンサが直並列接続されるものであってもよい。
【００３２】
図２は、電源回路１３の構成の一例を示す回路図である。
【００３３】
図２に示すように、この電源回路１３は降圧コンバータであって、平衡ラインの一方に直列接続される第３のスイッチ素子Ｑ3と、平衡ラインに並列接続される第４のスイッチ素子Ｑ4と、第３および第４のスイッチ素子Ｑ3，Ｑ4のオン・オフを制御するスイッチングコントローラ１５（電圧可変回路）と、第３および第４スイッチ素子Ｑ3，Ｑ4の後段に設けられた直列インダクタＬ0および並列キャパシタＣ0からなるローパスフィルタとを備えている。第３および第４のスイッチ素子Ｑ3，Ｑ4の前段には入力コンデンサＣinが並列接続されており、スイッチングコントローラ１５は、周波数検出回路１４からの電圧信号Ｖcontに基づいて第３および第４のスイッチ素子Ｑ3，Ｑ4をオン・オフさせる周期を制御することにより、後段の自励発振回路１２に供給する直流電圧レベルを制御する。
【００３４】
自励発振回路１２の発振周波数は自らのＬＣ定数によって決まるので、自励発振回路１２を構成する送電コイル１１と受電コイル２１との結合係数が変化すると発振周波数も変化する。
【００３５】
図３（ａ）は、送電コイル１１と受電コイル２１との間の結合係数Ｋと整流回路２２の出力電圧ＶOとの関係を示すグラフ、図３（ｂ）は、結合係数Ｋと自励発振回路１２の発振周波数ｆswとの関係を示すグラフ、図３（ｃ）は、発振周波数ｆswと出力電圧ＶOとの関係を示すグラフである。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、出力電圧ＶOは結合係数Ｋの増加に伴って増加する。また図３（ｂ）に示すように、発振周波数ｆswも結合係数Ｋの増加に伴って増加する。したがって、図３（ｃ）に示すように、発振周波数ｆswが増加すると出力電圧ＶOも増加し、逆に発振周波数ｆswが低下すると出力電圧ＶOも低下することが新たに見出された。
【００３７】
そこで本実施形態では、自励発振回路１２の発振周波数を監視し、発振周波数の変化に合わせて電源回路１３の出力電圧を制御する。具体的には、自励発振回路１２の発振周波数が低いときには、送電コイル１１と受電コイル２１との間の結合度が小さく、これにより受電電力が低下しているものと判断できるので、受電電力の低下を回復させるように電源回路１３の出力電圧を高くする。逆に、自励発振回路１２の発振周波数が高い場合には、送電コイル１１と受電コイル２１との間の結合度が大きく、これにより受電電力が増加しているものと判断できるので、受電電力の増加を抑えるように電源回路１３の出力電圧を低くする。
【００３８】
従来の出力電圧の制御方法では、本来制御したいワイヤレス受電装置２０側の出力電圧をワイヤレス送電装置１０側に直接フィードバックして、フィードバック信号に基づいて電源回路１３を制御する必要があるため、ワイヤレス受電装置２０とワイヤレス送電装置１０との間の通信が必要となり、回路構成が複雑になっていた。しかし本実施形態による出力電圧の制御方法では、出力電圧を制御するための電源回路１３の制御電圧レベルをワイヤレス送電装置１０側で決めることができ、ワイヤレス送電装置１０側で制御を完結させることができるので、装置構成を簡素化することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によるワイヤレス電力伝送システム１は、ワイヤレス送電装置１０が自励発振回路１２を用いて構成されており、他励発振回路のようなコントロールＩＣを使用しないため、簡素な回路構成により抵コスト化を実現することができる。また、周波数検出回路１４が検出した周波数に基づき、スイッチングコントローラ１５（電圧可変回路）が電源回路１３の出力する直流電圧を制御するため、受電側からのフィードバック機構を不要にすることができ、安価な構成で受電側の出力電圧を調整することができる。したがって、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することができる。
【００４０】
図４は、本発明の第２の実施の形態によるワイヤレス電力伝送システムの構成を示す回路図である。
【００４１】
図４に示すように、このワイヤレス電力伝送システム２は、送電コイル１１が単一のコイルＬTXで構成されており、さらに自励発振回路１２が、送電コイル１１の一端１１ａと電源回路１３の一方の出力端子１３ａとの間に接続されるインダクタＬ1（第１のインダクタ）と、送電コイル１１の他端１１ｂと電源回路１３の一方の出力端子１３ａとの間に接続されるインダクタＬ2（第２のインダクタ）とをさらに備えている点にある。なお、単一のコイルとは、端子が２つであり、中間タップを有しないことを意味している。
【００４２】
また自励発振回路１２は、送電コイル１１の一端１１ａに接続される第１のスイッチ素子Ｑ1と、送電コイル１１の他端１１ｂに接続される第２のスイッチ素子Ｑ2と、第１のスイッチ素子Ｑ1のゲートと送電コイル１１の他端１１ｂとの間に接続される第１のインピーダンス素子Ｚ1と、第２のスイッチ素子Ｑ2のゲートと送電コイル１１の一端１１ａとの間に接続される第２のインピーダンス素子Ｚ2とを備えている。電源回路１３の他方の出力端子１３ｂは自励発振回路１２の第１および第２のスイッチ素子Ｑ1，Ｑ2の両方に接続されている。
【００４３】
電源回路１３の一対の出力端子１３ａ，１３ｂから自励発振回路１２に直流電圧が印加されると、電子部品の特性のばらつきにより回路の対称性が崩れているため、第１および第２のスイッチ素子Ｑ1，Ｑ2のどちらか一方がオンになる。
【００４４】
第１のスイッチ素子Ｑ1がオンのとき、第１のスイッチ素子Ｑ1のドレイン電圧と共に第２のスイッチ素子Ｑ2のゲート電圧がほぼゼロ［Ｖ］となるため、第２のスイッチ素子Ｑ2はオフ状態を維持する。第２のスイッチ素子Ｑ2のドレイン電圧は上昇していくが、送電コイルおよび共振コンデンサを含む共振回路の動作により、ある電圧レベルまで達すると、降下していき、ゼロ［Ｖ］付近まで降下すると、第１のスイッチ素子Ｑ1もオフになる。第１のスイッチ素子Ｑ1がオフになってもインダクタＬ1および送電コイル１１は電流を流し続けようとするので、第２のスイッチ素子Ｑ2のゲート電圧が上昇し、これによりスイッチ素子Ｑ2がオンになる。
【００４５】
第２のスイッチ素子Ｑ2がオンのとき、第２のスイッチ素子Ｑ2のドレイン電圧と共に第１のスイッチ素子Ｑ1のゲート電圧がほぼゼロ［Ｖ］となるため、第１のスイッチ素子Ｑ1はオフ状態を維持する。第１のスイッチ素子Ｑ1のドレイン電圧は上昇していくが、送電コイルおよび共振コンデンサを含む共振回路の動作により、ある電圧レベルまで達すると、降下していき、ゼロ［Ｖ］付近まで降下すると、第２のスイッチ素子Ｑ2もオフになる。第２のスイッチ素子Ｑ2がオフになってもインダクタＬ2および送電コイル１１は電流を流し続けようとするので、第１のスイッチ素子Ｑ1のゲート電圧が上昇し、これによりスイッチ素子Ｑ1が再びオンになる。
【００４６】
第１および第２のスイッチ素子Ｑ1，Ｑ2が以上のスイッチング動作を繰り返すことにより、送電コイル１１には互いに逆向きで同じ大きさの電流Ｉ1，Ｉ2が交互に流れ、送電コイル１１の両端には所定の発振周波数の交流電圧が発生する。
【００４７】
このように、本実施形態によるワイヤレス送電装置１０は、第１の実施の形態のように帰還巻線Ｌfbを使用しない自励発振回路１２を有するため、回路構成の一層の簡素化を図ることができる。また送電コイル１１が中間タップを有しない単一のコイルで形成されていることから、自励発振回路１２を構成する第１および第２のスイッチ素子Ｑ1，Ｑ2の電流波形が非対称となることによるスイッチング損失を低減して電力変換効率を高めることができる。したがって、高品質且つ高効率なワイヤレス送電装置１０およびワイヤレス電力伝送システム２を低コストで実現することができる。
【００４８】
また、本実施形態によるワイヤレス電力伝送システム２は、周波数検出回路１４が検出した周波数に基づき、スイッチングコントローラ１５（電圧可変回路）が電源回路１３の出力する直流電圧を制御するため、第１の実施形態と同様に受電側からのフィードバック機構を不要にすることができ、安価な構成で受電側の出力電圧を調整することができる。したがって、回路構成を簡素化しつつ、低コストで受電側の出力電圧を調整することができる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５０】
例えば、上記実施形態においては、電源回路１３として降圧コンバータを例に挙げたが、昇圧コンバータを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１，２    ワイヤレス電力伝送システム
１０    ワイヤレス送電装置
１１    送電コイル
１１ａ    送電コイルの一端
１１ｂ    送電コイルの他端
１１ｃ    中間タップ
１２    自励発振回路
１３    電源回路
１３ａ    電源回路の一方の出力端子（プラス端子）
１３ｂ    電源回路の他方の出力端子（マイナス端子）
１４    周波数検出回路
１５    スイッチングコントローラ（電圧可変回路）
２０    ワイヤレス受電装置
２１    受電コイル
２２    整流回路
２３    負荷
Ｃ0    並列キャパシタ
Ｃin     入力コンデンサ
Ｃout    平滑コンデンサ
Ｃr1，Ｃr2    共振コンデンサ
Ｌ0    直列インダクタ
Ｌ1    インダクタ（第１のインダクタ）
Ｌ2    インダクタ（第２のインダクタ）
Ｌfb    帰還巻線
ＬTX，ＬTX1，ＬTX2    コイル（コイル素子）
Ｑ1    第１のスイッチ素子
Ｑ2    第２のスイッチ素子
Ｑ3    第３のスイッチ素子
Ｑ4    第４のスイッチ素子
Ｖcont    制御電圧
ＶO    出力電圧
Ｚ1    第１のインピーダンス素子
Ｚ2    第２のインピーダンス素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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