(57)【要約】【課題】機器を増加させずにデータ通信を行うワイヤレス電力伝送システムを提供する。【解決手段】直流電力を交流電力に変換する第１の電力変換部１２と、第１の電力変換部からの交流電力および伝送手順の確認に用いられる第１のデータ通信信号をワイヤレス伝送する第１の共振回路１３と、第１のデータ通信信号を生成させる制御信号を第１の電力変換部に出力する第１の送受信制御部１９と、第１の共振回路からワイヤレス伝送された交流電力および第１のデータ通信信号を受けとる第２の共振回路１４と、第２の共振回路の信号を検出する受電側信号検出器１５と、受電側信号検出器が検出した信号に基づき第１のデータ通信信号を取得する第２の送受信制御部２０と、第２の共振回路が受電した交流電力を直流電力に変換する第２の電力変換部１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換する第１の電力変換部と、
前記第１の電力変換部からの前記交流電力および伝送手順の確認に用いられる第１のデータ通信信号をワイヤレス伝送する第１の共振回路と、
前記第１のデータ通信信号を生成させる制御信号を前記第１の電力変換部に出力する第１の送受信制御部と、
前記第１の共振回路からワイヤレス伝送された前記交流電力および前記第１のデータ通信信号を受けとる第２の共振回路と、
前記第２の共振回路の信号を検出する受電側信号検出器と、
前記受電側信号検出器が検出した信号に基づき前記第１のデータ通信信号を取得する第２の送受信制御部と、
前記第２の共振回路が受電した前記交流電力を直流電力に変換する第２の電力変換部と、を備えるワイヤレス電力伝送システム。
【請求項２】
前記受電側信号検出器は電流センサである、請求項１に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項３】
前記受電側信号検出器は電圧センサである、請求項１に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項４】
前記第１の電力変換部は複数のスイッチング素子を備え、
前記第１のデータ通信信号を生成させる制御信号は、前記第１の電力変換部が備える複数のスイッチング素子のそれぞれをオンまたはオフにする、請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項５】
前記第１の共振回路の信号を検出する送電側信号検出器を、備え、
前記第２の共振回路は、伝送手順の確認に用いられる第２のデータ通信信号をワイヤレス伝送し、
前記第２の送受信制御部は、前記第２のデータ通信信号を生成させる制御信号を前記第２の電力変換部に出力し、
前記第１の共振回路は、前記第２の共振回路からワイヤレス伝送された前記第２のデータ通信信号を受け取り、
前記第１の送受信制御部は、前記送電側信号検出器が検出した信号に基づき前記第２のデータ通信信号を取得する、請求項１から４のいずれか一項に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項６】
前記送電側信号検出器は電流センサである、請求項５に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項７】
前記送電側信号検出器は電圧センサである、請求項５に記載のワイヤレス電力伝送システム。
【請求項８】
前記第２の電力変換部は複数のスイッチング素子を備え、
前記第２のデータ通信信号を生成させる制御信号は、前記第２の電力変換部が備える複数のスイッチング素子のそれぞれをオンまたはオフにする、請求項５から７のいずれか一項に記載の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】
本発明はワイヤレス電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケーブルを用いずに電力を給電できるワイヤレス電力伝送システムが注目されている。例えば磁界の共振を用いた方式（磁界共振結合方式）は、数ｍ程度の距離であれば離れたところから給電ができる。磁界共振結合方式のワイヤレス電力伝送システムは、例えば電気自動車の充電等に適用可能である。
【０００３】
ここで、ワイヤレス電力伝送システムでは電力の伝送手順を確認するための信号を送電側と受電側でやり取りする。このやり取りのためのデータ通信は有線で行うことも可能である。しかし、送電側と受電側との間を完全にワイヤレスにするために、データ通信を無線で行うことが好ましい。例えば、特許文献１に開示されるワイヤレス電力伝送システムは、送電側と受電側それぞれに光通信を行うデータ通信機器を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の手法ではデータ通信機器を必要とするため、ワイヤレス電力伝送システムの機器が増加するという問題があった。
【０００６】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、機器を増加させずにデータ通信を行うワイヤレス電力伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、直流電力を交流電力に変換する第１の電力変換部と、前記第１の電力変換部からの前記交流電力および伝送手順の確認に用いられる第１のデータ通信信号をワイヤレス伝送する第１の共振回路と、前記第１のデータ通信信号を生成させる制御信号を前記第１の電力変換部に出力する第１の送受信制御部と、前記第１の共振回路からワイヤレス伝送された前記交流電力および前記第１のデータ通信信号を受けとる第２の共振回路と、前記第２の共振回路の信号を検出する受電側信号検出器と、前記受電側信号検出器が検出した信号に基づき前記第１のデータ通信信号を取得する第２の送受信制御部と、前記第２の共振回路が受電した前記交流電力を直流電力に変換する第２の電力変換部と、を備える。
【０００８】
また、好ましくは、前記受電側信号検出器は電流センサである。
【０００９】
また、前記受電側信号検出器は電圧センサであってもよい。
【００１０】
また、好ましくは、前記第１の電力変換部は複数のスイッチング素子を備え、前記第１のデータ通信信号を生成させる制御信号は、前記第１の電力変換部が備える複数のスイッチング素子のそれぞれをオンまたはオフにする。
【００１１】
また、好ましくは、前記第１の共振回路の信号を検出する送電側信号検出器を、備え、前記第２の共振回路は、伝送手順の確認に用いられる第２のデータ通信信号をワイヤレス伝送し、前記第２の送受信制御部は、前記第２のデータ通信信号を生成させる制御信号を前記第２の電力変換部に出力し、前記第１の共振回路は、前記第２の共振回路からワイヤレス伝送された前記第２のデータ通信信号を受け取り、前記第１の送受信制御部は、前記送電側信号検出器が検出した信号に基づき前記第２のデータ通信信号を取得する。
【００１２】
また、好ましくは、前記送電側信号検出器は電流センサである。
【００１３】
また、前記送電側信号検出器は電圧センサであってもよい。
【００１４】
また、好ましくは、前記第２の電力変換部は複数のスイッチング素子を備え、前記第２のデータ通信信号を生成させる制御信号は、前記第２の電力変換部が備える複数のスイッチング素子のそれぞれをオンまたはオフにする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムによれば、機器を増加させずにデータ通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムのブロック図である。
【図２】第１の送受信制御部の構成の一例を示す図である。
【図３】第２の送受信制御部の構成の一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの信号のタイミングチャートの一例である。
【図５】別の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムのブロック図である。
【図６】第２の送受信制御部の構成の別の例を示す図である。
【図７】さらに別の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムのブロック図である。
【図８】第１および第２の送受信制御部の構成のさらに別の例を示す図である。
【図９】さらに別の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの信号のタイミングチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
（ワイヤレス電力伝送システムの構成）
図１は第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０のブロック図である。
【００１９】
ワイヤレス電力伝送システム１０は、直流電源１１と、第１の電力変換部１２と、第１の共振回路１３と、第２の共振回路１４と、受電側信号検出器１５と、第２の電力変換部１６と、平滑コンデンサ１７と、負荷１８と、第１の送受信制御部１９と、第２の送受信制御部２０と、を備える。
【００２０】
直流電源１１は直流電力を供給する。直流電源１１は例えば二次電池である。直流電源１１は例えば鉛蓄電池であってもよい。また、直流電源１１は例えばニッケルカドミウム電池のようなアルカリ二次電池であってもよい。また、直流電源１１は例えばリチウムイオン電池のようなリチウム二次電池であってもよい。また、代替例として、直流電源１１は一次電池でもよい。
【００２１】
第１の電力変換部１２は、直流電源１１の直流電力を交流電力に変換する。本実施形態において、第１の電力変換部１２はインバータ回路である。第１の電力変換部１２は、複数のスイッチング素子１２１，１２２，１２３および１２４を備える。スイッチング素子１２１とスイッチング素子１２２とは直列に接続されて、第１の電力変換部１２のＵ相アームを構成する。また、スイッチング素子１２３とスイッチング素子１２４とは直列に接続されて、第１の電力変換部１２のＶ相アームを構成する。また、スイッチング素子１２１とスイッチング素子１２２との接続点はコンデンサ１３１と接続される。また、スイッチング素子１２３とスイッチング素子１２４との接続点は送電コイル１３２と接続される。
【００２２】
第１の電力変換部１２において、各相の位相が０〜１８０°ずれるようにスイッチング素子１２１，１２２，１２３および１２４のオン、オフが制御される。スイッチング素子１２１，１２２，１２３および１２４のオン、オフは、それぞれ第１の送受信制御部１９からの制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎにより制御される。スイッチング素子１２１，１２２，１２３および１２４のオン、オフによって、第１の共振回路１３に印加される電圧が制御されて、図１に示される電流Ｉｒが流れる。スイッチング素子１２１，１２２，１２３および１２４は例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であるが、特に限定されるものではない。
【００２３】
また、第１の電力変換部１２は、制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎに従って第１のデータ通信信号を生成させる。ここで、データ通信信号は、ワイヤレス電力伝送システム１０において送電側と受電側とでやり取りする電力の伝送手順を確認するための信号である。データ通信信号は、例えば電力伝送の開始、電力伝送の長さ、受電側の準備完了、送電または受電の完了等の情報を含む信号である。第１のデータ通信信号は送電側から受電側へ出力される。
【００２４】
第１の送受信制御部１９は送信データＳＤを受け取る。また、第１の送受信制御部１９は制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎを出力する。送信データＳＤは、データ通信信号の実体部分（パルス部分）を送信するタイミングで入力される二値の信号である。送信データＳＤが‘１’の時にデータ通信信号の実体部分（後述する区切りを除く部分）が伝送される。
【００２５】
第１の送受信制御部１９は、第１のデータ通信信号を生成させる制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎを第１の電力変換部１２に出力する。また、第１の送受信制御部１９は、制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎによって、受電側へ供給する電力の量やタイミング等を制御する。本実施形態において、第１の送受信制御部１９は、受信を行わないため、送信制御部として機能する。第１の送受信制御部１９の詳細な構成例については後述する。
【００２６】
第１の共振回路１３は、第１の電力変換部１２からの交流電力および第１のデータ通信信号をワイヤレス伝送する。本実施形態では、磁界を用いた共振現象を利用してワイヤレス伝送を行う。第１の共振回路１３は、送電側の共振回路であって、直列に接続されたコンデンサ１３１と送電コイル１３２とを備える。
【００２７】
第２の共振回路１４は、第１の共振回路１３からワイヤレス伝送された交流電力および第１のデータ通信信号を受けとる。第２の共振回路１４は、受電側の共振回路であって、直列に接続されたコンデンサ１４１と受電コイル１４２とを備える。受電コイル１４２は、送電コイル１３２と電磁的に結合し、送電コイル１３２から受電コイル１４２にワイヤレス電力伝送が行われる。
【００２８】
受電側信号検出器１５は第２の共振回路１４の信号を検出する。本実施形態において、受電側信号検出器１５は第２の共振回路１４を流れる電流Ｉｓを検出する電流センサである。
【００２９】
第２の電力変換部１６は、第２の共振回路１４が受電した交流電力を直流電力に変換する。本実施形態において、第２の電力変換部１６は整流回路である。第２の電力変換部１６は、複数のダイオード１６１，１６２，１６３および１６４を備える。ダイオード１６１とダイオード１６２とは直列に接続される。また、ダイオード１６３とダイオード１６４とは直列に接続される。また、ダイオード１６１とダイオード１６２との接続点はコンデンサ１４１と接続される。また、ダイオード１６３とダイオード１６４との接続点は受電コイル１４２と接続される。
【００３０】
平滑コンデンサ１７は、第２の電力変換部１６で整流された電圧を平滑して直流電圧を出力する。
【００３１】
負荷１８は、第２の電力変換部１６および平滑コンデンサ１７に接続される。負荷１８には直流電圧が供給される。負荷１８は、例えば二次電池であるが、特に限定されるものではない。
【００３２】
第２の送受信制御部２０は、受電側信号検出器１５が検出した信号（本実施形態では電流Ｉｓ）に基づき第１のデータ通信信号を取得する。本実施形態において、第２の送受信制御部２０は、取得した第１のデータ通信信号に基づいて受信データＲＤを出力する。本実施形態においては、第２の送受信制御部２０は、送信および制御を実行しないため、受信部として機能する。
【００３３】
ここで、代替例として、第２の送受信制御部２０は取得した第１のデータ通信信号に応じた処理を実行してもよい。例えば、第１のデータ通信信号はワイヤレス電力伝送が所定時間後（０．１秒後等）に開始されることを予告する信号であり得る。このとき、第２の送受信制御部２０は、待機状態（低電力状態）にある受電側の回路を通常状態に復帰させる制御を実行してもよい。
【００３４】
（第１の送受信制御部の構成）
図２は、第１の送受信制御部１９の構成の一例を示す図である。第１の送受信制御部１９は、周波数設定器１９１と、クロック発生器１９２と、電力・データ切替器１９３と、論理積部１９４と、論理反転部１９５と、情報信号変換器１９６と、論理和部１９７と、ゲート信号生成器１９８と、を備える。
【００３５】
周波数設定器１９１は、第１の共振回路１３における信号の電圧の周波数ｆを設定する。
【００３６】
クロック発生器１９２は、周波数ｆに基づきクロック信号ＣＬＫを出力する。クロック信号ＣＬＫのデューティ比は５０％であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３７】
電力・データ切替器１９３は、クロック信号ＣＬＫに基づき、電力・データ切替信号ＰＤＳを出力する。電力・データ切替信号ＰＤＳは二値の信号である。電力・データ切替信号ＰＤＳがハイレベルの時に電力が伝送される。また、電力・データ切替信号ＰＤＳがローレベルの時にデータ通信信号が伝送される。
【００３８】
電力・データ切替信号ＰＤＳの立ち上がり、および立ち下がりは、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりに同期している。
【００３９】
論理積部１９４は、クロック信号ＣＬＫと電力・データ切替信号ＰＤＳの論理積を行い、電力クロック信号ＣＬＫ＿Ｐを出力する。
【００４０】
論理反転部１９５は、電力・データ切替信号ＰＤＳの論理反転を行い、電力・データ切替反転信号ＰＤＳｉｎｖを出力する。
【００４１】
情報信号変換器１９６は、送信データＳＤとクロック信号ＣＬＫと電力・データ切替反転信号ＰＤＳｉｎｖとを受け取り、送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤを出力する。
【００４２】
情報信号変換器１９６は、クロック信号ＣＬＫの１周期分を１つのデータとする。情報信号変換器１９６は、シリアルデータ‘１’を出力することに対応して、クロック信号ＣＬＫの１周期分を出力する。また、情報信号変換器１９６は、シリアルデータ‘０’を出力することに対応して、クロック信号ＣＬＫの１周期分を出力しないようにする。
【００４３】
情報信号変換器１９６は、送信データＳＤが‘１’であって、かつ、電力・データ切替反転信号ＰＤＳｉｎｖがハイレベルの時に、クロック信号ＣＬＫを出力する。送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤは、クロック信号ＣＬＫのいくつかのパルスを含む信号となる（図４の送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤ参照）。本実施形態において、送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤは、第１のデータ通信信号に対応する。
【００４４】
ここで、第２の送受信制御部２０が第１のデータ通信信号（送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤに対応）を電力部分と区別できるようにするため、送信データＳＤが‘１’であるタイミングの前後に、連続したローレベルの信号が設けられる。
【００４５】
また、仮に送信データＳＤがパラレルデータ（例えば１０進数）で入力される場合、情報信号変換器１９６は、最初に送信データＳＤをシリアルデータ（２進数）に変換する。
【００４６】
論理和部１９７は、電力クロック信号ＣＬＫ＿Ｐと送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤとの論理和をとり、結果を送信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＰＤとして出力する。
【００４７】
ゲート信号生成器１９８は、送信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＰＤに基づき、スイッチング素子１２１，１２２，１２３および１２４に出力するゲート信号（制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎ）を生成する。例えば、Ｇｕｐ信号とＧｖｎ信号は送信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＰＤと同一であってもよい。また、例えば、Ｇｕｎ信号とＧｖｐ信号は、送信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＰＤを論理反転したものであってもよい。
【００４８】
（第２の送受信制御部の構成）
図３は、第２の送受信制御部２０の構成の一例を示す図である。第２の送受信制御部２０は、受信クロック変換器２０１と、データ部検出器２０２と、情報信号変換器２０３と、を備える。
【００４９】
受信クロック変換器２０１は、受電側信号検出器１５が検出した電流Ｉｓを受け取る。受信クロック変換器２０１は、電流Ｉｓに基づき、二値の信号である受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤを出力する。
【００５０】
データ部検出器２０２は、受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤを受け取り、受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤを出力する。データ部検出器２０２は、無信号部分（連続ローレベルである区切り）で挟まれた信号を受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤとする。このとき、データ部検出器２０２は、電力部分と区別するために、比較的短い信号（例えば２０パルス以内）であることを条件として受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤを生成してもよい。
【００５１】
情報信号変換器２０３は、受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤを受け取り、受信データＲＤを出力する。受信データＲＤはシリアルデータである。情報信号変換器２０３は、受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤの１周期分を１つのデータとして、受信データＲＤに変換する。情報信号変換器２０３は、信号（１周期分のパルス）がある場合にシリアルデータ‘１’とする。また、情報信号変換器２０３は、信号（１周期分のパルス）がない場合にシリアルデータ‘０’とする。ここで、情報信号変換器２０３は、シリアルデータ（２進数）をさらに人間が扱いやすいパラレルデータ（例えば１０進数）に変換したものを受信データＲＤとして出力してもよい。
【００５２】
図４は、ワイヤレス電力伝送システム１０の信号のタイミングチャートの一例を示す。クロック信号ＣＬＫは、クロック発生器１９２（図２参照）の出力である。電力・データ切替信号ＰＤＳは、電力・データ切替器１９３（図２参照）の出力である。電力クロック信号ＣＬＫ＿Ｐは論理積部１９４（図２参照）の出力である。送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤは情報信号変換器１９６（図２参照）の出力である。送信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＰＤは論理和部１９７（図２参照）の出力である。電流Ｉｒは送電側の第１の共振回路１３（図１参照）を流れる電流である。電流Ｉｒは送信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＰＤに対応する波形を有する。電流Ｉｓは受電側の第２の共振回路１４（図１参照）を流れる電流である。電流Ｉｓは電流Ｉｒに対応する波形を有する。また、電流Ｉｓはワイヤレス伝送による位相のずれを伴っている。受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤは、受信クロック変換器２０１（図３参照）が電流Ｉｓに基づき生成した二値の信号である。受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤは、データ部検出器２０２（図３参照）が受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤから電力部分を除いて生成した第１のデータ通信信号に対応する信号である。
【００５３】
図４の例において、送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤは、第１のデータ通信信号に対応するシリアルデータ“００１１１００”および“００１１１１１００”を含む。例えば電流Ｉｒおよび電流Ｉｓに示されるように、第１のデータ通信信号は、電力部分と同様に第１の共振回路１３からワイヤレス伝送される。そして、受電側の受信クロック変換器２０１によって受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤが生成される。データ部検出器２０２は、受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤの無信号部分を検出することによって、データ通信信号に対応するシリアルデータ“００１１１００”および“００１１１１１００”を抽出する。そして受電側では、データ通信信号に対応する受信データＲＤによって、電力の伝送手順を確認することが可能である。
【００５４】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、データ通信信号を、電力と同様に、ワイヤレスで伝送する。そして、ワイヤレス電力伝送システム１０は、受電側でデータ通信信号を適切に分離することが可能である。そのため、ワイヤレス電力伝送システム１０は、データ通信信号のためのデータ通信機器を別途必要としない。つまり、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０によれば、機器を増加させずにデータ通信を行うことができる。
【００５５】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０について図５および図６を参照しながら説明する。
【００５６】
図５は、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０のブロック図である。本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、第１実施形態と異なり、受電側信号検出器１５（電流センサ）に代えて受電側信号検出器２１を備える。また、受電側信号検出器２１の出力を受け取る第２の送受信制御部２０の一部の構成も、第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００５７】
受電側信号検出器２１は第２の共振回路１４の信号を検出する。本実施形態において、受電側信号検出器２１は、第２の共振回路１４の電圧Ｖｓ（つまり第２の電力変換部１６の入力に印加される電圧Ｖｓ）を検出する電圧センサである。
【００５８】
図６は、第２の送受信制御部２０の構成の一例を示す図である。第２の送受信制御部２０は、受信クロック変換器２０１Ａと、データ部検出器２０２と、情報信号変換器２０３と、を備える。
【００５９】
受信クロック変換器２０１Ａは、受電側信号検出器２１が検出した電圧Ｖｓを受け取る。受信クロック変換器２０１Ａは、電圧Ｖｓに基づき、二値の信号である受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤを出力する。データ部検出器２０２および情報信号変換器２０３は、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００６０】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、第１実施形態と同様に、データ通信信号のためのデータ通信機器を別途必要としない。つまり、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０によれば、機器を増加させずにデータ通信を行うことができる。
【００６１】
［第３実施形態］
第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０について図７〜図９を参照しながら説明する。
【００６２】
図７は、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０のブロック図である。本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、第１実施形態と異なり、更に送電側信号検出器２２を備える。また、本実施形態において、第２の電力変換部１６は整流回路でなくインバータ回路である。また、本実施形態において、第１の送受信制御部１９と第２の送受信制御部２０とは同じ構成であり、送信、受信および制御を実行する。その他の構成は、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、送電側から受電側への第１のデータ通信信号だけでなく、受電側から送電側への第２のデータ通信信号をやり取りする。つまり、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、双方向のデータ通信を実行する。
【００６３】
送電側信号検出器２２は第１の共振回路１３の信号を検出する。本実施形態において、送電側信号検出器２２は第１の共振回路１３を流れる電流Ｉｒを検出する電流センサである。
【００６４】
第２の電力変換部１６はインバータ回路である。第２の電力変換部１６は、複数のスイッチング素子１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａおよび１２４Ａを備える。スイッチング素子１２１Ａとスイッチング素子１２２Ａとは直列に接続されて、第２の電力変換部１６のＵ相アームを構成する。また、スイッチング素子１２３Ａとスイッチング素子１２４Ａとは直列に接続されて、第２の電力変換部１６のＶ相アームを構成する。また、スイッチング素子１２１Ａとスイッチング素子１２２Ａとの接続点はコンデンサ１４１と接続される。また、スイッチング素子１２３Ａとスイッチング素子１２４Ａとの接続点は受電コイル１４２と接続される。
【００６５】
第２の電力変換部１６において、各相の位相が０〜１８０°ずれるようにスイッチング素子１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａおよび１２４Ａのオン、オフが制御される。スイッチング素子１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａおよび１２４Ａのオン、オフは、それぞれ第２の送受信制御部２０からの制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎにより制御される。スイッチング素子１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａおよび１２４Ａのオン、オフによって、第２の共振回路１４に印加される電圧が制御されて電流Ｉｓが流れる。スイッチング素子１２１Ａ，１２２Ａ，１２３Ａおよび１２４Ａは例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であるが、特に限定されるものではない。
【００６６】
第２の送受信制御部２０は、第２のデータ通信信号を生成させる制御信号Ｇｕｐ，Ｇｕｎ，ＧｖｐおよびＧｖｎを第２の電力変換部１６に出力する。ここで、第２のデータ通信信号は受電側から送電側へ出力される。
【００６７】
第２の共振回路１４は、第２のデータ通信信号をワイヤレス伝送する。第１の共振回路１３は、第２の共振回路１４からワイヤレス伝送された第２のデータ通信信号を受け取る。そして、第１の送受信制御部１９は、送電側信号検出器２２が検出した信号（本実施形態では電流Ｉｒ）に基づき第２のデータ通信信号を取得する。
【００６８】
図８は、第１の送受信制御部１９および第２の送受信制御部２０の構成の一例を示す図である。本実施形態において、第１の送受信制御部１９および第２の送受信制御部２０は、周波数設定器１９１と、クロック発生器１９２と、電力・データ切替器１９３と、論理積部１９４と、論理反転部１９５と、情報信号変換器１９６と、論理和部１９７と、ゲート信号生成器１９８と、受信クロック変換器２０１と、データ部検出器２０２と、情報信号変換器２０３と、を備える。各構成要素については第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００６９】
第１の送受信制御部１９の場合、電流Ｉは、送電側信号検出器２２が検出した第１の共振回路１３を流れる電流Ｉｒが対応する。第２の送受信制御部２０の場合、電流Ｉは、受電側信号検出器１５が検出した第２の共振回路１４を流れる電流Ｉｓが対応する。
【００７０】
本実施形態において、第１の送受信制御部１９は、送信データＳＤを受け取るだけでなく、受信データＲＤも出力する。また、本実施形態において、第２の送受信制御部２０は、受信データＲＤを出力するだけでなく、送信データＳＤを受け取る。ここで、第２の送受信制御部２０が受け取る送信データＳＤは、第１の送受信制御部１９が受け取る送信データＳＤと異なる、独立したシリアルデータである。
【００７１】
図９は、ワイヤレス電力伝送システム１０の信号のタイミングチャートの一例を示す。図４と比較すると、図９では下から３つの信号（ＣＬＫ＿ＳＤ２、ＣＬＫ＿ＲＰＤ２、ＣＬＫ＿ＲＤ２）が追加されている。送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤ２は、受電側の第２の送受信制御部２０の情報信号変換器１９６（図８参照）の出力である。また、受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤ２は、送電側の第１の送受信制御部１９の受信クロック変換器２０１（図８参照）が電流Ｉｒに基づき生成した二値の信号である。また、受信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＤ２は、送電側の第１の送受信制御部１９のデータ部検出器２０２（図８参照）が生成した第２のデータ通信信号に対応する信号である。
【００７２】
図９に示される例では、第１のデータ通信信号を受け取った受電側の第２の送受信制御部２０が、第２のデータ通信信号を送電側の第１の送受信制御部１９に出力する。図９の例において、送信データ通信クロック信号ＣＬＫ＿ＳＤ２は、第２のデータ通信信号に対応するシリアルデータ“００１１１００”および“００１１００”を含む。例えば電流Ｉｓおよび電流Ｉｒに示されるように、第２のデータ通信信号は、第２の共振回路１４からワイヤレス伝送される。そして、送電側の第１の送受信制御部１９の受信クロック変換器２０１によって受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤ２が生成される。送電側の第１の送受信制御部１９のデータ部検出器２０２は、受信クロック信号ＣＬＫ＿ＲＰＤ２の無信号部分を検出することによって、データ通信信号に対応するシリアルデータ“００１１１００”および“００１１００”を抽出する。そして送電側でも、データ通信信号に対応する受信データＲＤによって、電力の伝送手順を確認することが可能である。ここで、第１のデータ通信信号の伝送については、第１実施形態（図４参照）と同じであるため説明を省略する。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、第１実施形態と同様に、データ通信信号のためのデータ通信機器を別途必要としない。つまり、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０によれば、機器を増加させずにデータ通信を行うことができる。
【００７４】
更に、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１０は、双方向のデータ通信を実行する。そのため、受電側だけでなく送電側でも電力の伝送手順を確認でき、より確実なワイヤレス電力伝送を実行することができる。
【００７５】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００７６】
上記の実施形態では、第１の送受信制御部１９および第２の送受信制御部２０の少なくとも一方がデータ通信信号を適切に分離するために、「区切り」として連続する２つのローレベル（“００”）を用いていた（図４および図９参照）。しかし、区切りは３つ以上のローレベルで構成されるようにしてもよい。区切りとなる信号が長いほど、第１の送受信制御部１９（および第２の送受信制御部２０）はより確実にデータ通信信号を抽出（分離）できる。また、連続する２つ以上のローレベルではなく、連続する２つ以上のハイレベルを区切りとして用いてもよい。
【００７７】
上記の実施形態では、送電側信号検出器２２は第１の共振回路１３を流れる電流Ｉｒを検出する電流センサであった。しかし、送電側信号検出器２２は、第１の共振回路１３の電圧（つまり第１の電力変換部１２に印加される電圧）を検出する電圧センサであってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  ワイヤレス電力伝送システム
１１  直流電源
１２  第１の電力変換部
１３  第１の共振回路
１４  第２の共振回路
１５  受電側信号検出器
１６  第２の電力変換部
１７  平滑コンデンサ
１８  負荷
１９  第１の送受信制御部
２０  第２の送受信制御部
２１  受電側信号検出器
２２  送電側信号検出器
１２１，１２１Ａ，１２２，１２２Ａ，１２３，１２３Ａ，１２４，１２４Ａ  スイッチング素子
１３１  コンデンサ
１３２  送電コイル
１４１  コンデンサ
１４２  受電コイル
１６１，１６２，１６３，１６４  ダイオード
１９１  周波数設定器
１９２  クロック発生器
１９３  電力・データ切替器
１９４  論理積部
１９５  論理反転部
１９６  情報信号変換器
１９７  論理和部
１９８  ゲート信号生成器
２０１，２０１Ａ  受信クロック変換器
２０２  データ部検出器
２０３  情報信号変換器
【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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