(57)【要約】【課題】送電器との間で効率的な電力伝送を行うことができる受電器、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法を提供する。【解決手段】受電器は、一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と、前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する制御部とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する制御部と
を含む、受電器。
【請求項２】
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記ＤＣＤＣコンバータの入力端子から前記負荷回路側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部をさらに含み、
前記制御部は、所望の受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、請求項１記載の受電器。
【請求項３】
前記受電電力を検出する電力検出部と、
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記ＤＣＤＣコンバータの入力端子から前記負荷回路側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部をさらに含み、
前記制御部は、前記電力検出部によって検出される受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、請求項１記載の受電器。
【請求項４】
前記ＤＣＤＣコンバータは、降圧型のＤＣＤＣコンバータであり、
前記制御部は、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が前記上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチが複数ある場合には、当該複数の巻数又は巻線のピッチのうち、当該複数の巻数又は巻線のピッチでの前記受電電力の前記負荷抵抗に対する特性において前記受電電力の最大値を与える負荷抵抗よりも高い負荷抵抗を与える巻数又は巻線のピッチを選択する、請求項２又は３記載の受電器。
【請求項５】
一次側共振コイルを有する送電器と、前記送電器から磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を同時に受電する複数の受電器とを含む、電力伝送システムであって、
前記複数の受電器は、それぞれ、
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値以下に収まるように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する受電制御部と、
前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部と
を有する、電力伝送システム。
【請求項６】
前記複数の受電器は、それぞれ、前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部をさらに有し、
前記送電器は、
前記一次側共振コイルから送電する送電電力を制御する送電制御部と、
前記受電側通信部から前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を受信する送電側通信部と
をさらに有し、
前記送電制御部は、前記複数の受電器の前記受電側通信部から受信する前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報が前記巻数又は前記巻線のピッチの最適値からの変更を表す場合には、前記送電電力を低下させて、前記巻数又は前記巻線のピッチを最適な巻線に近づける方向に戻せる受電器が現れると、当該受電器の巻線の前記巻数又は前記巻線のピッチを前記最適な巻線に近づける方向に変更し、
前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が前記複数の受電器のうちのいずれかの受電器の最適値になると、当該受電器の二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを固定する、請求項５記載の電力伝送システム。
【請求項７】
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と
を含む受電器の制御方法であって、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、受電器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電器、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、給電元の共鳴素子から共鳴により非接触で交流電力の供給を受ける共鳴素子と、前記共鳴素子から電磁誘導により交流電力の供給を受ける励振素子と、前記励振素子からの交流電力から直流電力を生成して出力する整流回路と、前記整流回路への交流電力の供給／非供給を切り換える切り換え回路とを備える非接触受電装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０１９２９１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、従来の非接触受電装置（受電器）は、給電元の共鳴素子を有する送電器から受電する受電電力を調整していないため、送電器との間で効率的な電力伝送を行うことができない。
【０００５】
そこで、送電器との間で効率的な電力伝送を行うことができる受電器、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法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】
【０００６】
本発明の実施の形態の受電器は、一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と、前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する制御部とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
送電器との間で効率的な電力伝送を行うことができる受電器、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電力伝送システム５０を示す図である。
【図２】実施の形態の受電器１００と送電装置８０を示す図である。
【図３】実施の形態の電力伝送システム５００を用いた送電装置８０と電子機器２００Ａ及び２００Ｂを示す図である。
【図４】二次側コイル１２０の構成を示す図である。
【図５】二次側コイル１２０の構成を示す図である。
【図６】一次側共振コイル１２から、受電器１００Ａ、又は、受電器１００Ａ及び１００Ｂが受電している状態を示す図である。
【図７】一次側共振コイル１２から、受電器１００Ａ、又は、受電器１００Ａ及び１００Ｂが受電している状態を示す図である。
【図８】二次側コイル１２０の巻数を１巻から５巻に設定した場合におけるＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値と、受電器１００の受電電力との関係を示す図である。
【図９】図８にＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎの値を追加した特性を示す図である。
【図１０】受電器１００の制御部１５０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１１】送電器３００の制御部３１０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態の変形例による二次側コイル１２０Ｘを示す図である。
【図１３】実施の形態の変形例による二次側コイル１２０Ｘを示す図である。
【図１４】実施の形態の変形例の受電器１００Ｙを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の受電器、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態＞
本発明の受電器、及び、電力伝送システムを適用した実施の形態について説明する前に、図１を用いて、実施の形態の受電器、及び、電力伝送システムの前提技術について説明する。
【００１１】
図１は、電力伝送システム５０を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、電力伝送システム５０は、交流電源１、一次側(送電側)の送電器１０、及び二次側(受電側)の受電器２０を含む。電力伝送システム５０は、送電器１０及び受電器２０を複数含んでもよい。
【００１３】
送電器１０は、一次側コイル１１と一次側共振コイル１２を有する。受電器２０は、二次側共振コイル２１と二次側コイル２２を有する。二次側コイル２２には負荷装置３０が接続される。
【００１４】
図１に示すように、送電器１０及び受電器２０は、一次側共振コイル(ＬＣ共振器)１２と二次側共振コイル(ＬＣ共振器)２１の間の磁界共鳴(磁界共振)により、送電器１０から受電器２０へエネルギー(電力)の伝送を行う。ここで、一次側共振コイル１２から二次側共振コイル２１への電力伝送は、磁界共鳴だけでなく電界共鳴(電界共振)等も可能であるが、以下の説明では、主として磁界共鳴を例として説明する。
【００１５】
また、実施の形態では、一例として、交流電源１が出力する交流電圧の周波数が６．７８ＭＨｚであり、一次側共振コイル１２と二次側共振コイル２１の共振周波数が６．７８ＭＨｚである場合について説明する。
【００１６】
なお、一次側コイル１１から一次側共振コイル１２への電力伝送は電磁誘導を利用して行われ、また、二次側共振コイル２１から二次側コイル２２への電力伝送も電磁誘導を利用して行われる。
【００１７】
次に、図２及び図３を用いて、実施の形態の受電器１００、及び、電力伝送システムについて説明する。
【００１８】
図２は、実施の形態の受電器１００と送電装置８０を示す図である。送電装置８０は、交流電源１と送電器３００を含む。交流電源１は、図１に示すものと同様である。
【００１９】
送電装置８０は、交流電源１と送電器３００を含む。
【００２０】
送電器３００は、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、整合回路１３、キャパシタ１４、制御部３１０を有する。
【００２１】
受電器１００は、二次側共振コイル１１０、二次側コイル１２０、整流回路１３０、平滑キャパシタ１４０、制御部１５０、及び出力端子１６０Ａ、１６０Ｂ、電圧検出部１６０Ｖ、アンテナ１７０を含む。出力端子１６０Ａ、１６０Ｂには、ＤＣＤＣコンバータ２１０が接続されており、ＤＣＤＣコンバータ２１０の出力側にはバッテリ２２０が接続されている。図２では、負荷回路はバッテリ２２０である。
【００２２】
まず、送電器３００について説明する。図２に示すように、一次側コイル１１は、ループ状のコイルであり、両端間に整合回路１３を介して交流電源１に接続されている。一次側コイル１１は、一次側共振コイル１２と非接触で近接して配置されており、一次側共振コイル１２と電磁界結合される。一次側コイル１１は、自己の中心軸が一次側共振コイル１２の中心軸と一致するように配設される。中心軸を一致させるのは、一次側コイル１１と一次側共振コイル１２との結合強度を向上させるとともに、磁束の漏れを抑制して、不必要な電磁界が一次側コイル１１及び一次側共振コイル１２の周囲に発生することを抑制するためである。
【００２３】
一次側コイル１１は、交流電源１から整合回路１３を経て供給される交流電力によって磁界を発生し、電磁誘導（相互誘導）により電力を一次側共振コイル１２に送電する。
【００２４】
図２に示すように、一次側共振コイル１２は、一次側コイル１１と非接触で近接して配置されて一次側コイル１１と電磁界結合されている。また、一次側共振コイル１２は、所定の共振周波数を有し、高いＱ値を有するように設計されている。一次側共振コイル１２の共振周波数は、二次側共振コイル１１０の共振周波数と等しくなるように設定されている。一次側共振コイル１２の両端の間に、共振周波数を調整するためのキャパシタ１４が直列に接続される。
【００２５】
一次側共振コイル１２の共振周波数は、交流電源１が出力する交流電力の周波数と同一の周波数になるように設定されている。一次側共振コイル１２の共振周波数は、一次側共振コイル１２のインダクタンスと、キャパシタ１４の静電容量によって決まる。このため、一次側共振コイル１２のインダクタンスと、キャパシタ１４の静電容量は、一次側共振コイル１２の共振周波数が、交流電源１から出力される交流電力の周波数と同一の周波数になるように設定されている。
【００２６】
整合回路１３は、一次側コイル１１と交流電源１とのインピーダンス整合を取るために挿入されており、インダクタＬとキャパシタＣを含む。
【００２７】
交流電源１は、磁界共鳴に必要な周波数の交流電力を出力する電源であり、出力電力を増幅するアンプを内蔵する。交流電源１は、例えば、数百kHzから数十ＭＨｚ程度の高周波の交流電力を出力する。
【００２８】
キャパシタ１４は、一次側共振コイル１２の両端の間に、直列に挿入される可変容量型のキャパシタである。キャパシタ１４は、一次側共振コイル１２の共振周波数を調整するために設けられており、静電容量は制御部３１０によって設定される。
【００２９】
制御部３１０は、交流電源１の出力電圧及び出力周波数の制御、キャパシタ１４の静電容量の制御、一次側共振コイル１２から送電する電力量（出力）の制御、等を行う。
【００３０】
以上のような送電装置８０は、交流電源１から一次側コイル１１に供給される交流電力を磁気誘導により一次側共振コイル１２に送電し、一次側共振コイル１２から磁界共鳴により電力を受電器１００の二次側共振コイル１１０に送電する。
【００３１】
二次側共振コイル１１０は、一次側共振コイル１２と同一の共振周波数を有し、高いＱ値を有するように設計されている。二次側共振コイル１１０の一対の端子は、コンデンサ１１１に接続されている。二次側共振コイル１１０は、二次側コイル１２０と電磁界結合しており、電磁誘導によって電力を二次側コイル１２０に伝送する。二次側共振コイル１１０は、送電器３００の一次側共振コイル１２から磁界共鳴によって送電される交流電力を電磁誘導によって二次側コイル１２０に伝送する。二次側共振コイル１１０は、図１に示す二次側共振コイル２１に相当する。
【００３２】
二次側コイル１２０は、可変的に巻数を変更できる構成を有し、一対の端子は整流回路１３０に接続されている。二次側コイル１２０は、二次側共振コイル１１０から電磁誘導で受電した電力を整流回路１３０に出力する。
【００３３】
ここで、二次側コイル１２０の巻数を変更可能（可変）にするのは、二次側コイル１２０の出力電圧を可変とし、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧を可変にすることにより、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力端子２１０Ａ、２１０Ｂから見た負荷抵抗を可変にして、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧を所定の範囲内に収めつつ、送電器との間で効率的な電力伝送を実現するためである。
【００３４】
二次側コイル１２０の巻数を可変にすると、二次側コイル１２０の出力電圧が可変になるのは、二次側コイル１２０の巻数が変わるからである。また、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧を可変にすることは、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力端子２１０Ａ、２１０Ｂから見た負荷抵抗を可変にすることと同義である。
【００３５】
このため、二次側コイル１２０の適切な巻数を選択することで、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧を所定の範囲内に収めつつ、送電器との間で効率的な電力伝送を実現することができる。
【００３６】
なお、このような二次側コイル１２０の具体的な構成については、図４を用いて後述する。
【００３７】
整流回路１３０は、４つのダイオード１３１Ａ〜１３１Ｄを有する。ダイオード１３１Ａ〜１３１Ｄは、ブリッジ状に接続されており、二次側コイル１２０から入力される電力を全波整流して出力する。
【００３８】
平滑キャパシタ１４０は、整流回路１３０の出力側に接続されており、整流回路１３０で全波整流された電力を平滑化して直流電力として出力する。平滑キャパシタ１４０の出力側には、出力端子１６０Ａ、１６０Ｂが接続される。整流回路１３０で全波整流された電力は、交流電力の負成分を正成分に反転させてあるため、略交流電力として取り扱うことができるが、平滑キャパシタ１４０を用いることにより、全波整流された電力にリップルが含まれるような場合でも、安定した直流電力を得ることができる。
【００３９】
制御部１５０は、メモリ１５０Ｍを有する。制御部１５０は、二次側コイル１２０の巻数を変更する制御を行う。制御部１５０は、二次側コイル１２０の巻数を変更すると、巻数を変更したことを表すデータをアンテナ１７０を介して送電器３００に送信する。
【００４０】
また、制御部１５０には、電圧検出部１６０Ｖによって検出される電圧を表す信号が入力される。制御部１５０は、バッテリ２２０の充電率を検出する。制御部１５０にはアンテナ１７０が接続されている。アンテナ１７０は、送電器３００との無線でのデータ通信に用いられる。なお、制御部１５０とアンテナ１７０は、受電側通信部の一例である。
【００４１】
電圧検出部１６０Ｖは、出力端子１６０Ａ、１６０Ｂとの間に設けられており、出力端子１６０Ａ、１６０Ｂの端子間電圧を検出する。検出した電圧を表す信号は、制御部１５０に入力される。なお。電圧検出部１６０Ｖで検出される端子間電圧は、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧に等しい。
【００４２】
ＤＣＤＣコンバータ２１０は、出力端子１６０Ａ、１６０Ｂに接続される入力端子２１０Ａ、２１０Ｂを有し、受電器１００から出力される直流電力の電圧をバッテリ２２０の定格電圧に変換して出力する。入力端子２１０Ａ、２１０Ｂの端子間電圧は、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧である。
【００４３】
ＤＣＤＣコンバータ２１０は、一例として、降圧型のＤＣＤＣコンバータであり、整流回路１３０を介して供給される受電電力の電圧値（入力電圧）をバッテリ２２０の定格電圧に降圧してバッテリ２２０に供給する。降圧型のＤＣＤＣコンバータを用いるのは、昇圧型及び昇降圧型のＤＣＤＣコンバータに比べると、降圧型は電流値が比較的低く小型であり、小型化が求められる受電器１００に向いているからである。
【００４４】
ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力端子２１０Ａ、２１０Ｂから見た負荷抵抗は、降圧制御に伴って変動する。ＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗は降圧制御によって変動し、負荷抵抗が変動すると、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧が変動する
受電器１００は、二次側コイル１２０の巻数を変更することによって出力電圧を変更し、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧が変動しても所定の範囲内に収まるように制御を行う。
【００４５】
ここで、ＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗とは、入力端子２１０Ａ、２１０Ｂから負荷回路であるバッテリ２２０側を見た負荷抵抗であり、ＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値は、負荷抵抗の値である。
【００４６】
また、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧の所定の範囲とは、入力電圧の下限値以上で、上限値以下の範囲である。入力電圧の下限値とは、ＤＣＤＣコンバータ２１０が動作するために必要な最小限の入力電圧である。ＤＣＤＣコンバータ２１０は、入力電圧が下限値よりも低くなると、降圧動作を行えなくなり動作を停止する。また、入力電圧の上限値とは、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧として許容されている電圧値であり、上限値を超えるとＤＣＤＣコンバータ２１０は破損のおそれがあるため動作を停止する。
【００４７】
バッテリ２２０は、繰り返し充電が可能な二次電池であればよく、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。例えば、受電器１００がタブレットコンピュータ又はスマートフォン等の電子機器に内蔵される場合は、バッテリ２２０は、このような電子機器のメインのバッテリである。なお、バッテリ２２０は、充電率のデータを制御部１５０に出力する。これにより、制御部１５０は、バッテリ２２０の充電率を把握することができ、満充電の状態であるかどうかを判定することができる。
【００４８】
なお、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル１１０は、例えば、銅線を巻回することによって作製される。しかしながら、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル１１０の材質は、銅以外の金属（例えば、金、アルミニウム等）であってもよい。また、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル１１０の材質は異なっていてもよい。
【００４９】
このような構成において、一次側コイル１１及び一次側共振コイル１２が電力の送電側であり、二次側共振コイル１１０が電力の受電側である。
【００５０】
磁界共鳴方式によって、一次側共振コイル１２と二次側共振コイル１１０との間で生じる磁界共鳴を利用して送電側から受電側に電力を伝送するため、送電側から受電側に電磁誘導で電力を伝送する電磁誘導方式よりも長距離での電力の伝送が可能である。
【００５１】
磁界共鳴方式は、共振コイル同士の間の距離又は位置ずれについて、電磁誘導方式よりも自由度が高く、ポジションフリーというメリットがある。
【００５２】
図３は、実施の形態の電力伝送システム５００を用いた送電装置８０と電子機器２００Ａ及び２００Ｂを示す図である。
【００５３】
送電装置８０は、図２に示す送電装置８０と同一のものであるが、図３では、図２における一次側コイル１１及び制御部３１０以外の構成要素を電源部１０Ａとして表してある。電源部１０Ａは、一次側共振コイル１２、整合回路１３、キャパシタ１４をまとめて表したものである。なお、交流電源１、一次側共振コイル１２、整合回路１３、キャパシタ１４をまとめて電源部として捉えてもよい。
【００５４】
送電装置８０は、さらに、アンテナ１６を含む。アンテナ１６は、例えば、Bluetooth（登録商標）のような近距離での無線通信を行うことができるアンテナであればよい。アンテナ１６は、電子機器２００Ａ及び２００Ｂに含まれる受電器１００Ａ及び１００Ｂから、二次側コイル１２０Ａ、１２０Ｂの巻数を変更することを表すデータ等を受信するために設けられており、受信したデータは制御部３１０に入力される。制御部３１０とアンテナ１６は、送電側通信部の一例である。
【００５５】
電子機器２００Ａ及び２００Ｂは、例えば、それぞれ、タブレットコンピュータ又はスマートフォン等の端末機である。電子機器２００Ａ及び２００Ｂは、それぞれ、受電器１００Ａ及び１００Ｂ、ＤＣＤＣコンバータ２１０Ａ及び２１０Ｂ、及び、バッテリ２２０Ａ及び２２０Ｂを内蔵する。
【００５６】
受電器１００Ａ及び１００Ｂは、図２に示す受電器１００に、それぞれ、アンテナ１７０Ａ及び１７０Ｂを追加した構成を有する。ＤＣＤＣコンバータ２１０Ａ及び２１０Ｂは、
それぞれ、図２に示すＤＣＤＣコンバータ２１０と同様である。また、バッテリ２２０Ａ及び２２０Ｂは、それぞれ、図２に示すバッテリ２２０と同様である。
【００５７】
受電器１００Ａは、二次側共振コイル１１０Ａ、二次側コイル１２０Ａ、整流回路１３０Ａ、平滑キャパシタ１４０Ａ、制御部１５０Ａ、及びアンテナ１７０Ａを有する。二次側共振コイル１１０Ａ、二次側コイル１２０Ａ、整流回路１３０Ａ、平滑キャパシタ１４０Ａ、制御部１５０Ａは、それぞれ、図２に示す二次側共振コイル１１０、二次側コイル１２０、整流回路１３０、平滑キャパシタ１４０、制御部１５０に対応する。なお、図３では、二次側共振コイル１１０Ａ、二次側コイル１２０Ａ、整流回路１３０Ａ、平滑キャパシタ１４０Ａを簡略化して示し、出力端子１６０Ａ、１６０Ｂ、電圧検出部１６０Ｖは省略する。
【００５８】
受電器１００Ｂは、二次側共振コイル１１０Ｂ、二次側コイル１２０Ｂ、整流回路１３０Ｂ、平滑キャパシタ１４０Ｂ、制御部１５０Ｂ、及びアンテナ１７０Ｂを有する。二次側共振コイル１１０Ｂ、二次側コイル１２０Ｂ、整流回路１３０Ｂ、平滑キャパシタ１４０Ｂ、制御部１５０Ｂは、それぞれ、図２に示す二次側共振コイル１１０、二次側コイル１２０、整流回路１３０、平滑キャパシタ１４０、制御部１５０に対応する。なお、図３では、二次側共振コイル１１０Ｂ、二次側コイル１２０Ｂ、整流回路１３０Ｂ、平滑キャパシタ１４０Ｂを簡略化して示し、出力端子１６０Ａ、１６０Ｂ、電圧検出部１６０Ｖは省略する。
【００５９】
アンテナ１７０Ａ及び１７０Ｂは、例えば、Bluetooth（登録商標）のような近距離での無線通信を行うことができるアンテナであればよい。アンテナ１７０Ａ及び１７０Ｂは、送電器３００のアンテナ１６とデータ通信を行うために設けられており、それぞれ、受電器１００Ａ及び１００Ｂの制御部１５０Ａ及び１５０Ｂに接続されている。
【００６０】
受電器１００Ａの制御部１５０Ａは、二次側コイル１２０Ａ、１２０Ｂの巻数を変更することを表すデータ等をアンテナ１７０Ａを介して送電器３００に送信する。同様に、受電器１００Ｂの制御部１５０Ｂは、二次側コイル１２０Ａ、１２０Ｂの巻数を変更することを表すデータ等をアンテナ１７０Ｂを介して送電器３００に送信する。
【００６１】
電子機器２００Ａ及び２００Ｂは、それぞれ、送電装置８０の近くに配置した状態で、送電装置８０に接触せずにバッテリ２２０Ａ及び２２０Ｂを充電することができる。バッテリ２２０Ａ及び２２０Ｂの充電は、同時に行うことが可能である。
【００６２】
電力伝送システム５００は、図３に示す構成要素のうち、送電器３００と、受電器１００Ａ及び１００Ｂとによって構築される。すなわち、送電装置８０と、電子機器２００Ａ及び２００Ｂとは、磁界共鳴による非接触状態での電力伝送を可能にする電力伝送システム５００を採用している。
【００６３】
図４及び図５は、二次側コイル１２０の構成を示す図である。図４に示すように、二次側コイル１２０は、一対の端子１２１Ａ、１２１Ｂを有し、端子１２１Ａから端子１２１Ｂまで渦巻き状に巻回されている。端子１２１Ａと１２１Ｂは、二次側コイル１２０の中心１２２を通る直線Ｒ１上に位置しており、二次側コイル１２０は、端子１２１Ａから端子１２１Ｂに向かって、径方向に一定間隔で内側に５回渦巻き状に巻回されている。
【００６４】
二次側コイル１２０は、さらに、端子１２１Ａ、１２１Ｂと中心１２２とを結ぶ直線上に位置する端子１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄを有する。端子１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄは、この順番で端子１２１Ａと端子１２１Ｂとの間で直線Ｒ１上に位置する。
【００６５】
二次側コイル１２０は、さらに、スイッチ１２４と、端子１２５Ａ、１２５Ｂとを有する。スイッチ１２４は、スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、１２４Ｅを有する。スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、１２４Ｅの一端は、それぞれ、端子１２３Ａ、１２３Ｂ，１２３Ｃ、１２３Ｄ、１２１Ｂに接続されており、他端は端子１２５Ｂに接続されている。また、端子１２５Ａは、端子１２１Ａに接続されている。
【００６６】
図４に示すように、スイッチ部１２４Ｅを閉成（オン）し、スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄを開放（オフ）すると、二次側コイル１２０は、端子１２１Ａから端子１２１Ｂまでの５巻のコイルになる。
【００６７】
図５に示すように、スイッチ部１２４Ｃを閉成（オン）し、スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｄ、１２４Ｅを開放（オフ）すると、二次側コイル１２０は、端子１２１Ａから端子１２３Ｃまでの３巻のコイルになる。
【００６８】
同様に、スイッチ部１２４Ａを閉成（オン）し、スイッチ部１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、１２４Ｅを開放（オフ）すると、二次側コイル１２０は、端子１２１Ａから端子１２３Ａまでの１巻のコイルになる。また、スイッチ部１２４Ｂを閉成（オン）し、スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、１２４Ｅを開放（オフ）すると、二次側コイル１２０は、端子１２１Ｂから端子１２３Ｂまでの２巻のコイルになる。また、スイッチ部１２４Ｄを閉成（オン）し、スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｅを開放（オフ）すると、二次側コイル１２０は、端子１２１Ｄから端子１２３Ｄまでの４巻のコイルになる。
【００６９】
スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、１２４Ｅのうちのいずれか１つを選択して閉成（オン）することにより、二次側コイル１２０の巻数を変更することができる。スイッチ１２４のスイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、１２４Ｅのオン／オフの制御は、制御部１５０によって行われる。以下では、スイッチ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、１２４Ｅのオン／オフを制御することをスイッチ１２４のオン／オフを制御することと称す。
【００７０】
制御部１５０がスイッチ１２４のオン／オフを制御することにより、二次側コイル１２０の出力電圧を変化させることができる。二次側コイル１２０の出力電圧が変化すれば、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧及び負荷抵抗が変化する。
【００７１】
次に、図６及び図７を用いて、二次側コイル１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）の巻数を変化させる場合の動作について説明する。図６及び図７は、一次側共振コイル１２から、受電器１００Ａ、又は、受電器１００Ａ及び１００Ｂが受電している状態を示す図である。なお、図６及び図７では、受電器１００Ａ及び１００Ｂを簡略化し、二次側共振コイル１１０Ａ及び二次側コイル１２０Ａ（図３参照）、二次側共振コイル１１０Ｂ及び二次側コイル１２０Ｂ（図３参照）に相当する２つのコイルとして示す。
【００７２】
図６（Ａ）に示すように、一次側共振コイル１２から受電器１００Ａのみが受電している状態では、受電器１００Ａが単独で最も効率良く受電できる状態にすればよい。ここで、一例として、このように受電器１００Ａが単独で最も効率良く受電できる状態は、二次側コイル１２０Ａの巻数が３巻のときであることとする。このとき、受電器１００Ａの受電電力はＰ１で、ＤＣＤＣコンバータ２１０Ａ（図３参照）の入力電圧はＶｉｎ１であることとする。
【００７３】
次に、図６（Ｂ）に示すように受電器１００Ｂが加わると、送電装置８０（図３参照）は送電電力を増大する。受電器１００ＡのＤＣＤＣコンバータ２１０Ａは、図６（Ａ）に示すように受電器１００Ａが単独で受電していた状態と、受電電力が変わらないように降圧制御を行い、ＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗は増大する。これは、送電電力が増えたため、送電電力が増える前と受電電力が変わらないようにするために、負荷抵抗を増大することによって、増大された送電電力のうちの一部を受電するようにするためである。
【００７４】
ここで、図６（Ｂ）の状態での受電器１００Ａの受電電力をＰ２とすると、受電器１００Ａは一定の受電電力でバッテリ２２０Ａ（図３参照）を充電しようとするため、受電電力Ｐ２は、図６（Ａ）の状態での受電器１００Ａの受電電力Ｐ１と等しい。
【００７５】
このように、受電電力Ｐ２が受電電力Ｐ１と等しい状態で、ＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗が増大するため、ＤＣＤＣコンバータ２１０Ａの入力電圧Ｖｉｎ２は、図６（Ａ）の状態でのＤＣＤＣコンバータ２１０Ａの入力電圧Ｖｉｎ１よりも大きくなる。
【００７６】
図６（Ｂ）の状態で、ＤＣＤＣコンバータ２１０Ａの入力電圧Ｖｉｎ２が上昇しすぎると、ＤＣＤＣコンバータ２１０Ａの入力電圧の上限値を超えるおそれがある。このため、受電器１００Ａは、入力電圧Ｖｉｎ２を低下させるべく、二次側コイル１２０Ａの巻数を低減する。
【００７７】
例えば、図６（Ｃ）では、二次側コイル１２０Ａの巻数が２巻に減らされたとする。図６（Ｃ）の状態での受電器１００Ａの受電電力Ｐ３は、図６（Ｂ）の状態での受電器１００Ａの受電電力Ｐ２と等しいため、図６（Ｃ）のＤＣＤＣコンバータ２１０Ａの入力電圧Ｖｉｎ３は、図６（Ｂ）のＤＣＤＣコンバータ２１０Ａの入力電圧Ｖｉｎ２よりも低下される。
【００７８】
このように二次側コイル１２０の巻数を制御することにより、ＤＣＤＣコンバータ２１０Ａの入力電圧が上限値を超えないようにすることができる。
【００７９】
また、図７（Ａ）には、一次側共振コイル１２から受電器１００Ａ及び１００Ｂが受電しており、受電器１００Ａ及び１００Ｂが、二次側コイル１２０Ａ及び１２０Ｂの巻数をそれぞれにとって最適な２巻及び３巻に設定している状態を示す。このように、受電器１００Ａ及び１００Ｂの二次側コイル１２０Ａ及び１２０Ｂの巻数がそれぞれにとって最適な巻数である場合は、巻数を変更することなく、そのまま受電を継続すればよい。
【００８０】
また、図７（Ｂ）には、一次側共振コイル１２から受電器１００Ａ及び１００Ｂが受電しており、送電電力が過剰だったため、受電器１００Ａ及び１００Ｂが、二次側コイル１２０Ａ及び１２０Ｂの巻数をともに３巻から２巻に減少させた状態を示す。このように、巻数の減少があった場合には、送電器は送電電力を減少させる。
【００８１】
そして、送電電力を減少させた後に、巻数を最適な巻数に戻す受電器が出現した場合には、送電電力の減少を止める。例えば、図７（Ｂ）に示すように、受電器１００Ａ及び１００Ｂが、二次側コイル１２０Ａ及び１２０Ｂの巻数をともに３巻から２巻に減少させた状態から、受電器１００Ｂが、二次側コイル１２０Ｂの巻数を３巻に戻すと、送電電力の減少を止める。
【００８２】
図８は、二次側コイル１２０の巻数を１巻から５巻に設定した場合におけるＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値と、受電器１００の受電電力との関係を示す図である。横軸はＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値を示し、縦軸は受電器１００の受電電力を規格化した数値（単位なし）で示す。なお、受電電力の電圧値は一定値である。
【００８３】
二次側コイル１２０の巻数を１巻から５巻に変化させると、一次側共振コイル１２と二次側コイル１２０との間の共振状態が変化し、二次側コイル１２０のインピーダンスも変化するため、受電電力が最大になる負荷抵抗値が変わる。巻数が増えるほど、受電電力の特性は右側（高抵抗側）にシフトする。
【００８４】
例えば、受電電力が０．３である場合に、二次側コイル１２０が３巻のときは負荷抵抗値が２６Ωであり、二次側コイル１２０が２巻のときは負荷抵抗値が１１Ωである。このように、受電電力が一定の状態において、巻数を変化させることによって負荷抵抗値を変化させることができる。巻数を減少させれば、負荷抵抗値が低下する。
【００８５】
なお、受電電力が０．３のときに、３巻では２６Ωと６Ωの２つの値があり、０．２では１１Ωと１．５Ωの２つの値があるが、受電電力のピークよりも高抵抗側の値（２６Ωと１１Ω）を用いる。これは、ＤＣＤＣコンバータ２１０が降圧型であることから、ピークよりも低抵抗側の値を用いると、入力電圧の下限値未満になるおそれがあるからである。
【００８６】
図９は、図８にＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎの値を追加した特性を示す図である。なお、入力電圧Ｖｉｎは規格化した数値（単位なし）で示す。
【００８７】
二次側コイル１２０の巻数を変える前後で受電電力Ｐは一定であり、入力電圧Ｖｉｎと負荷抵抗値Ｒを用いると、Ｐ＝Ｖｉｎ２／Ｒの関係があるため、負荷抵抗値Ｒが増大すれば入力電圧Ｖｉｎも増大し、負荷抵抗値Ｒが低下すれば入力電圧Ｖｉｎも低下する。
【００８８】
例えば、受電電力が０．３である場合に、二次側コイル１２０が４巻のときは負荷抵抗値Ｒは４５Ωであり、二次側コイル１２０が３巻のときは負荷抵抗値Ｒは２６Ωであり、二次側コイル１２０が２巻のときは負荷抵抗値Ｒは１１Ωであり、二次側コイル１２０が１巻のときは負荷抵抗値Ｒは１．２Ωである。
【００８９】
このような場合に、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎは、二次側コイル１２０が４巻のときは入力電圧Ｖｉｎは１．８であり、二次側コイル１２０が３巻のときは入力電圧Ｖｉｎは１．４であり、二次側コイル１２０が２巻のときは入力電圧Ｖｉｎは０．９であり、二次側コイル１２０が１巻のときは入力電圧Ｖｉｎは０．４である。すなわち、巻数を減少させれば、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎを低下させることができる。
【００９０】
例えば、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎの上限値が１であり、二次側コイル１２０の巻数を３巻のときに入力電圧Ｖｉｎが上限値を超えそうな場合には、二次側コイル１２０の巻数を２巻に減少させればよい。
【００９１】
そして、図８及び図９に示すような二次側コイル１２０の複数の巻数についてのＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値と、受電器１００の受電電力とを関連付けたデータを制御部１５０のメモリ１５０Ｍに格納しておけばよい。
【００９２】
図１０は、受電器１００の制御部１５０が実行する処理を示すフローチャートである。図１０に示すフローは、受電器１００の制御方法を示す。
【００９３】
制御部１５０は、受電器１００の電源が投入されるとフローをスタートさせる。なお、フローが開始するときの初期条件として、受電器１００の二次側コイル１２０の巻数は、単独で受電する場合の最適値に設定されている。最適値は、一例として３巻である。
【００９４】
また、送電器３００は、受電器１００と無線のデータ通信を定期的に行い、受電器１００の受電電力がＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧の下限値以上になるように、送電電力を調整している。
【００９５】
制御部１５０は、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎを測定する（ステップＳ１）。入力電圧Ｖｉｎは、電圧検出部１６０Ｖで測定すればよい。
【００９６】
制御部１５０は、入力電圧Ｖｉｎが上限値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。上限値の値を表すデータは、１５０のメモリ１５０Ｍに格納しておけばよい。
【００９７】
制御部１５０は、入力電圧Ｖｉｎが上限値以下である（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定すると、フローをステップＳ１にリターンする。
【００９８】
制御部１５０は、入力電圧Ｖｉｎが上限値以下ではない（Ｓ２：ＮＯ）と判定すると、二次側コイル１２０のスイッチ部１２４Ａ〜１２４Ｅをすべて開放（オフ）する（ステップＳ３）。上限値を超えているため、ＤＣＤＣコンバータ２１０の破壊を抑制するためである。
【００９９】
次いで、制御部１５０は、入力電圧Ｖｉｎが上限値を超えていることを表すデータを送電器３００に通知する（ステップＳ４）。制御部１５０は、アンテナ１７０を介してデータを送電器３００に送信する。
【０１００】
次いで、制御部１５０は、制御部１５０のメモリ１５０Ｍから、二次側コイル１２０の複数の巻数についてのＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値と、受電器１００の受電電力とを関連付けたデータを読み出す（ステップＳ５）。
【０１０１】
次いで、制御部１５０は、二次側コイル１２０の巻数を減らすことによって入力電圧Ｖｉｎを上限値以下にできるかどうかを判定する（ステップＳ６）。制御部１５０は、現在の巻数よりも少ない巻数について、受電電力Ｐと負荷抵抗値Ｒを用いて入力電圧Ｖｉｎを計算して、巻数を減らすことによって入力電圧Ｖｉｎを上限値以下にできるかどうかを判定する。
【０１０２】
なお、受電電力Ｐは、バッテリ２２０の定格出力によって決まっているため、受電電力Ｐを表すデータを制御部１５０のメモリ１５０Ｍに格納しておけばよい。また、制御部１５０のメモリ１５０Ｍには、図９に示すように、二次側コイル１２０の複数の巻数についてのＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値と、受電器１００の受電電力とに加えて、さらに入力電圧Ｖｉｎを関連付けたデータを格納しておいてもよい。
【０１０３】
制御部１５０は、入力電圧Ｖｉｎを上限値以下にできる（Ｓ６：ＹＥＳ）と判定すると、入力電圧Ｖｉｎを上限値以下にする巻数に変更する（ステップＳ７）。具体的には、制御部１５０は、スイッチ１２４のスイッチ部１２４Ａ〜１２４Ｅを切り替える。
【０１０４】
制御部１５０は、巻数を変更したことを表すデータを送電器３００に通知する（ステップＳ８）。このデータは、巻数を何巻減少させたか、又は、何巻増大させたかを表すデータである。
【０１０５】
制御部１５０は、充電完了かどうかを判定する（ステップＳ９）。制御部１５０は、バッテリ２２０の充電率が満充電であるかどうかを判定することによって、充電完了かどうかを判定する。
【０１０６】
制御部１５０は、充電完了ではない（Ｓ９：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ１にリターンする。
【０１０７】
制御部１５０は、充電完了である（Ｓ９：ＹＥＳ）と判定すると、一連の処理を終了する（エンド）。これにより、受電器１００は、これ以上充電しなくなる。
【０１０８】
また、制御部１５０は、ステップＳ６で入力電圧Ｖｉｎを上限値以下にできない（Ｓ６：ＮＯ）と判定すると、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１０９】
図１１は、送電器３００の制御部３１０が実行する処理を示すフローチャートである。
【０１１０】
制御部３１０は、送電器３００の電源が投入されるとフローをスタートさせる。
【０１１１】
制御部３１０は、すべての受電器１００の二次側コイル１２０の巻数が最適値から変更されているかどうかを判定する（ステップＳ１１）。送電器３００には、受電器１００から巻数を変更したことを表すデータが通知されるため、最適値からの変更があるかどうかを把握することができる。
【０１１２】
制御部３１０は、すべての受電器１００の二次側コイル１２０の巻数が最適値から変更されている（Ｓ１１：ＹＥＳ）と判定すると、送電電力を減少させる（ステップＳ１２）。送電電力を減少させる際には、所定の電力だけ減少させるようにステップ幅が決められている。
【０１１３】
次いで、制御部３１０は、すべての受電器１００のＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが下限値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。送電器３００には、受電器１００から、入力電圧Ｖｉｎが上限値を超えていることを表すデータが通知されるため、制御部３１０は、このデータの受信の有無に基づいて判定することができる。
【０１１４】
制御部３１０は、すべての受電器１００のＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが下限値以上である（Ｓ１３：ＹＥＳ）と判定すると、二次側コイル１２０の巻数を最適な巻線に近づく方向に戻せる二次側コイル１２０が存在するかどうかを判定する（ステップＳ１４）。
【０１１５】
二次側コイル１２０の巻数を最適な巻線に近づく方向に戻せる二次側コイル１２０が存在するかどうかは、制御部３１０がデータ通信で受電器１００に問い合わせ、受電器１００がステップＳ６と同様の判定を行い、判定結果を表すデータを送電器３００に送信し、制御部３１０が受信したデータに基づいて判定することによって、ステップＳ１４の判定を行う。
【０１１６】
また、制御部３１０が図８及び図９に示すような二次側コイル１２０の複数の巻数についてのＤＣＤＣコンバータ２１０の負荷抵抗値と、受電器１００の受電電力とを関連付けたデータを内部メモリに格納しておき、受電器１００に問い合わせることなく、ステップＳ６と同様の判定を行うことによって、ステップＳ１４の判定を行ってもよい。
【０１１７】
制御部３１０は、巻数を最適な巻線に近づく方向に戻せる二次側コイル１２０が存在する（Ｓ１４：ＹＥＳ）と判定すると、巻数を最適な巻線に近づく方向に戻せる二次側コイル１２０を有する受電器１００に巻数を戻すように指令を送信する（ステップＳ１５）。これにより、受電器１００は、二次側コイル１２０の巻数を最適な巻線に近づく方向に１巻戻す。
【０１１８】
次いで、制御部３１０は、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが上限値より高い受電器１００があるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。入力電圧Ｖｉｎが上限値を超えていることを表すデータは、受電器１００から送電器３００に通知されるため、このデータを送信した受電器１００があるかどうかを判定すればよい。
【０１１９】
制御部３１０は、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが上限値より高い受電器１００がある（Ｓ１６：ＹＥＳ）と判定すると、送電を終了する（エンド）。
【０１２０】
なお、制御部３１０は、ステップＳ１６において、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが上限値より高い受電器１００がない（Ｓ１６：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ１１にリターンする。フローをステップＳ１１から繰り返すためである。
【０１２１】
また、制御部３１０は、ステップＳ１４において、変更前の巻数に戻せる二次側コイル１２０が存在しない（Ｓ１４：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ１２にリターンする。送電電力を減少させるためである。
【０１２２】
また、制御部３１０は、少なくともいずれかの受電器１００のＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが下限値以上ではない（Ｓ１３：ＮＯ）と判定すると、送電電力をステップＳ１２で減少させる前の送電電力に戻す（ステップＳ１７）。
【０１２３】
また、制御部３１０は、ステップＳ１１において、少なくともいずれかの受電器１００の二次側コイル１２０の巻数が変更されていない（Ｓ１１：ＮＯ）と判定すると、ステップＳ１１の処理を繰り返す。すべての受電器１００の二次側コイル１２０の巻数が変更された状態が出現するまで待機するためである。
【０１２４】
以上で一連の処理が終了する。
【０１２５】
以上のように、実施の形態の受電器１００は、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが上限値を超えている場合に、二次側コイル１２０の巻数を減らすことで入力電圧Ｖｉｎを上限値以下にできると判定すると、巻数を減らすためにスイッチ１２４を切り替える。
【０１２６】
従って、二次側コイル１２０の出力電圧が低下し、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力端子２１０Ａ、２１０Ｂから見た負荷抵抗を低減し、入力電圧Ｖｉｎを低下させることができる。このため、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎが上限値を超えることなく、送電器３００との間で効率的な電力伝送を行うことができる。
【０１２７】
以上、実施の形態によれば、送電器３００との間で効率的な電力伝送を行うことができる受電器１００、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法を提供することができる。
【０１２８】
図１２及び図１３は、実施の形態の変形例による二次側コイル１２０Ｘを示す図である。図１２に示すように、二次側コイル１２０Ｘは、図４に示す二次側コイル１２０の端子１２３Ａ〜１２３Ｄをスイッチ１２３Ｘに置き換えたものである。
【０１２９】
スイッチ１２３Ｘは、端子１２３ＸＡ１〜１２３ＸＤ１と端子１２３ＸＡ２〜１２３ＸＤ２とを有し、二次側コイル１２０Ｘの円周方向に隣り合う端子同士、及び／又は、内側及び外側の隣り合う端子同士で接続可能である。なお、端子１２３ＸＡ１〜１２３ＸＤ１の位置は、図４における端子１２３Ａ〜１２３Ｄの位置と等しい。
【０１３０】
端子１２３ＸＡ２〜１２３ＸＤ２は、渦巻き状に巻回される二次側コイル１２０Ｘに沿って、それぞれ、端子１２３ＸＡ１〜１２３ＸＤ１の左側に隣接して配置されている。
【０１３１】
端子１２３ＸＡ２〜１２３ＸＤ２は、それぞれ、端子１２３ＸＡ１〜１２３ＸＤ１と接続可能である。また、端子１２３ＸＡ２〜１２３ＸＤ２は、径方向に隣り合う端子同士でも接続可能である。
【０１３２】
例えば、図１２に示すように、端子１２３ＸＡ１と１２３ＸＡ２とを接続し、端子１２３ＸＡ１と１２３ＸＡ２とを接続し、かつ、スイッチ部１２３Ｃを閉成（オン）すると、端子１２１Ａから端子１２３ＸＣ２までに、３巻したコイルが得られる。図１２では、端子１２１Ａから端子１２３ＸＣ２までの区間（３巻のコイルに含まれる区間）を実線で示し、端子１２３ＸＣ１から端子１２１Ｂまでの区間（３巻のコイルに含まれない区間）を破線で示す。
【０１３３】
コイルは、３巻であり、径方向のピッチは間を飛ばしておらず、径方向に隣り合う二次側コイル１２０Ｘのピッチである。このようなピッチをピッチ１と称すこととする。
【０１３４】
また、図１３に示すように、端子１２３ＸＡ２と１２３ＸＢ２とを接続し、端子１２３ＸＣ２と１２３ＸＤ２とを接続し、かつ、スイッチ部１２３Ｅを閉成（オン）する。これにより、端子１２１Ａから端子１２３ＸＡ２及び１２３ＸＢ２を経て、端子１２３Ｂ２から二次側コイル１２０Ｘに沿って端子１２３ＸＣ２まで至り、端子１２３ＸＣ２及び１２３ＸＤ２を経て、端子１２３ＸＤ２から二次側コイル１２０Ｘに沿って端子１２１Ｂまで至るコイルが得られる。
【０１３５】
図１３では、端子１２１Ａから端子１２３ＸＣ２までの区間（３巻のコイルに含まれる区間）を実線で示し、端子１２３ＸＣ１から端子１２１Ｂまでの区間（３巻のコイルに含まれない区間）を破線で示す。
【０１３６】
このコイルは、３巻であるが、図１２に実線で示すコイルに比べると、径方向のピッチが２倍になる。このようなピッチをピッチ２と称すこととする。
【０１３７】
ピッチ１とピッチ２とでは、二次側コイル１２０Ｘのうち、実線で示すコイルの部分の径方向のピッチ（間隔）が異なるため、同一の電力を二次側共振コイル１１０から電磁誘導で受電する場合に、二次側コイル１２０Ｘの出力電圧が異なる。
【０１３８】
このため、二次側コイル１２０Ｘのピッチを変えることによっても、図４及び図５に示す二次側コイル１２０を用いる場合と同様に、ＤＣＤＣコンバータ２１０の入力電圧Ｖｉｎを変更することができる。
【０１３９】
また、以上では、バッテリ２２０の定格出力によって受電電力が予め決められている形態について説明したが、バッテリ２２０の定格出力が予め決められていない場合には、受電器１００の受電電力を求めればよい。例えば、図１４に示す受電器１００Ｙのように、二次側コイル１２０の電圧値及び電流値を検出することによって受電電力を検出する電力センサ１２０Ｙを二次側コイル１２０に取り付け、電力センサ１２０Ｙによって検出される受電電力を表すデータを制御部１５０に出力してもよい。そして、電力センサ１２０Ｙから入力される受電電力を表すデータに基づいて、制御部１５０が巻数を変更してもよい。
【０１４０】
以上、本発明の例示的な実施の形態の受電器、電力伝送システム、及び、受電器の制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する制御部と
を含む、受電器。
（付記２）
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記ＤＣＤＣコンバータの入力端子から前記負荷回路側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部をさらに含み、
前記制御部は、所望の受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、付記１記載の受電器。
（付記３）
前記受電電力を検出する電力検出部と、
複数種類の前記巻数又は複数種類の前記巻線のピッチの各々について、前記ＤＣＤＣコンバータの入力端子から前記負荷回路側を見た負荷抵抗と、前記受電電力とを関連付けたデータベースを格納する格納部をさらに含み、
前記制御部は、前記電力検出部によって検出される受電電力に前記データベースの中で対応する受電電力に関連付けられた、前記複数種類の巻数又は前記複数種類の巻線のピッチについての前記負荷抵抗のうち、当該負荷抵抗による前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチに、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、付記１記載の受電器。
（付記４）
前記ＤＣＤＣコンバータは、降圧型のＤＣＤＣコンバータであり、
前記制御部は、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が前記上限値以下に収まる負荷抵抗を実現する巻数又は巻線のピッチが複数ある場合には、当該複数の巻数又は巻線のピッチのうち、当該複数の巻数又は巻線のピッチでの前記受電電力の前記負荷抵抗に対する特性において前記受電電力の最大値を与える負荷抵抗よりも高い負荷抵抗を与える巻数又は巻線のピッチを選択する、付記２又は３記載の受電器。
（付記５）
一次側共振コイルを有する送電器と、前記送電器から磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を同時に受電する複数の受電器とを含む、電力伝送システムであって、
前記複数の受電器は、それぞれ、
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値以下に収まるように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する受電制御部と、
前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部と
を有する、電力伝送システム。
（付記６）
前記複数の受電器は、それぞれ、前記送電器に前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を送信する受電側通信部をさらに有し、
前記送電器は、
前記一次側共振コイルから送電する送電電力を制御する送電制御部と、
前記受電側通信部から前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報を受信する送電側通信部と
をさらに有し、
前記送電制御部は、前記複数の受電器の前記受電側通信部から受信する前記巻数又は前記巻線のピッチを表す情報が前記巻数又は前記巻線のピッチの最適値からの変更を表す場合には、前記送電電力を低下させて、前記巻数又は前記巻線のピッチを最適な巻線に近づける方向に戻せる受電器が現れると、当該受電器の巻線の前記巻数又は前記巻線のピッチを前記最適な巻線に近づける方向に変更し、
前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が前記複数の受電器のうちのいずれかの受電器の最適値になると、当該受電器の二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを固定する、付記５記載の電力伝送システム。
（付記７）
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する二次側コイルであって、巻数又は巻線のピッチを変更可能な二次側コイルと、
前記二次側コイルの出力側に接続され、交流電力を全波整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、負荷回路に電力を供給するＤＣＤＣコンバータが接続される出力端子と
を含む受電器の制御方法であって、
前記一次側共振コイルから受電する受電電力に応じて、前記ＤＣＤＣコンバータの入力電圧が上限値を超えないように、前記二次側コイルの巻数又は巻線のピッチを変更する、受電器の制御方法。
【符号の説明】
【０１４１】
１  交流電源
１０  送電器
１１  一次側コイル
１２  一次側共振コイル
１３  整合回路
１４  キャパシタ
２０  受電器
２１  二次側共振コイル
２２  二次側コイル
３０  負荷装置
５０  電力伝送システム
８０  送電装置
１００  受電器
１１０  二次側共振コイル
１２０  二次側コイル
１２１Ａ、１２１Ｂ  端子
１２２  中心
１２３Ａ〜１２３Ｄ  端子
１２４  スイッチ
１２４Ａ〜１２４Ｅ  スイッチ部
１２５Ａ、１２５Ｂ  端子
１２０Ｘ  二次側コイル
１２３ＸＡ１〜１２３ＸＤ１  端子
１２３ＸＡ２〜１２３ＸＤ２  端子
１３０  整流回路
１４０  平滑キャパシタ
１５０  制御部
１６０Ａ、１６０Ｂ  出力端子
１６０Ｖ  電圧検出部
３００  送電器
３１０  制御部
【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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