(57)【要約】【課題】インピーダンス整合を低損失で可変とすることが可能な給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システムを提供する。【解決手段】給電装置２０は、給電すべき電力を生成する電力生成部２４と、電力生成部で生成される電力が給電されるコイルにより形成される給電素子２１１と、給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子２１２と、電力の上記給電素子の給電点におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部２２と、を有し、給電素子２１１は、径を変更可能に形成され、可変整合部２２は、給電素子２１１の径を変更可能である。【選択図】図３
2011142559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電すべき電力を生成する電力生成部と、
上記電力生成部で生成される電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、
上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、
上記電力の上記給電素子の給電点におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を有し、
上記給電素子は、
径を変更可能に形成され、
上記可変整合部は、
上記給電素子の径を変更可能である
給電装置。
【請求項２】
上記給電素子および可変整合部は、
上記電力生成部で生成された電力を上記給電素子に給電するフロントエンド部と、
一端部が上記フロントエンド部に接続された基幹線部と、
異なる径を有し、一端部が上記基幹線部に接続された複数のコイル部と、
上記複数のコイル部の他端部を上記フロントエンド部に選択的に接続するスイッチ部と、を含む
請求項１記載の給電装置。
【請求項３】
送電する電力の状態を検出する電力検出部と、
上記電力検出部の検出結果に応じて上記給電素子の径を設定するように上記可変整合部に指示する制御部と、を有する
請求項１または２記載の給電装置。
【請求項４】
上記制御部は、
上記共鳴素子と受電側共鳴素子との間の距離が短いほど、上記給電素子の径が大きくなり、長いほど、給電素子の径が小さくなるように制御を行う
請求項３記載の給電装置。
【請求項５】
磁界共鳴関係をもって送電された電力を受電する共鳴素子と、
上記共鳴素子との電磁誘導により結合して受電した電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、
上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、
上記電力の上記給電素子の負荷との接続部におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を有し、
上記給電素子は、
径を変更可能に形成され、
上記可変整合部は、
上記給電素子の径を変更可能である
受電装置。
【請求項６】
上記給電素子および可変整合部は、
上記給電素子で受電された電力を受けるフロントエンド部と、
一端部が上記フロントエンド部に接続された基幹線部と、
異なる径を有し、一端部が上記基幹線部に接続された複数のコイル部と、
上記複数のコイル部の他端部を上記フロントエンド部に選択的に接続するスイッチ部と、を含む
請求項５記載の受電装置。
【請求項７】
受電する電力の状態を検出する電力検出部と、
上記電力検出部の検出結果に応じて上記給電素子の径を設定するように上記可変整合部に指示する制御部と、を有する
請求項５または６記載の受電装置。
【請求項８】
上記制御部は、
上記共鳴素子と受電側共鳴素子との間の距離が短いほど、上記給電素子の径が大きくなり、長いほど、給電素子の径が小さくなるように制御を行う
請求項７記載の受電装置。
【請求項９】
給電装置と、
上記給電装置から送電された電力を、磁界共鳴関係をもって受電する受電装置と、を有し、
上記給電装置は、
給電すべき電力を生成する電力生成部と、
上記電力生成部で生成される電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、
上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、
上記電力の上記給電素子の給電点におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を含み、
上記給電素子は、
径を変更可能に形成され、
上記可変整合部は、
上記給電素子の径を変更可能であり、
上記受電装置は、
磁界共鳴関係をもって上記給電装置から送電された電力を受電する共鳴素子と、
上記共鳴素子との電磁誘導により結合して受電した電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、
上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、
上記電力の上記給電素子の負荷との接続部におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を含み、
上記給電素子は、
径を変更可能に形成され、
上記可変整合部は、
上記給電素子の径を変更可能である
ワイヤレス給電システム。
【請求項１０】
上記給電装置の上記給電素子および可変整合部は、
上記電力生成部で生成された電力を上記給電素子に給電するフロントエンド部と、
一端部が上記フロントエンド部に接続された基幹線部と、
異なる径を有し、一端部が上記基幹線部に接続された複数のコイル部と、
上記複数のコイル部の他端部を上記フロントエンド部に選択的に接続するスイッチ部と、を含む
請求項９記載のワイヤレス給電システム。
【請求項１１】
上記受電装置の上記給電素子および可変整合部は、
上記給電素子で受電された電力を受けるフロントエンド部と、
一端部が上記フロントエンド部に接続された基幹線部と、
異なる径を有し、一端部が上記基幹線部に接続された複数のコイル部と、
上記複数のコイル部の他端部を上記フロントエンド部に選択的に接続するスイッチ部と、を含む
請求項９または１０記載のワイヤレス給電システム。
【請求項１２】
上記給電装置および上記受電装置の少なくとも一方は、
電力の状態を検出する電力検出部と、
上記電力検出部の検出結果に応じて上記給電素子の径を設定するように上記可変整合部に指示する制御部と、を有する
請求項９から１０のいずれか一に記載のワイヤレス給電システム。
【請求項１３】
上記制御部は、
上記共鳴素子と受電側共鳴素子との間の距離が短いほど、上記給電素子の径が大きくなり、長いほど、給電素子の径が小さくなるように制御を行う
請求項１２記載のワイヤレス給電システム。
【請求項１４】
上記制御部は上記給電装置および受電装置に配置され、
上記給電装置の制御部と上記受電装置の制御部は、
無線で情報の授受が可能である
請求項１２および１３記載のワイヤレス給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触（ワイヤレス）で電力の供給、受信を行う非接触給電方式の給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス（無線）で電力の供給を行う方式として電磁誘導方式が知られている。
また、近年、電磁共鳴現象を利用した磁界共鳴方式と呼ばれる方式を用いたワイヤレス給電、および充電システムが注目されている。
【０００３】
現在、既に広く用いられている電磁誘導方式の非接触給電方式は、給電元と給電先（受電側）とで磁束を共有する必要があり、効率良く電力を送るには給電元と給電先とを極近接して配置する必要があり、結合の軸合わせも重要である。
【０００４】
一方、電磁共鳴現象を用いた非接触給電方式は、電磁共鳴現象という原理から、電磁誘導方式よりも距離を離して電力伝送することができ、かつ、多少軸合わせが悪くても伝送効率があまり落ちないという利点がある。
なお、電磁共鳴現象には磁界共鳴方式の他に電界共鳴方式がある。
【０００５】
たとえば特許文献１には、共振を用いた電磁誘導型非接触データキャリアシステムが開示されている。
【０００６】
この特許文献１に開示される技術では、給電回路と接続された給電コイルから、電磁誘導により共振コイルに電力が伝達される構成を有し、周波数およびＱの調整が共振コイルに接続されたキャパシタおよび抵抗によって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８５９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に開示される構成例では、共振コイル部で共振周波数を変えるため、電力給電用コイルのインピーダンス調整に使用する際には、以下の不利益がある。
すなわち、インピーダンスの虚部調整である共振周波数調整は可能であるが、実部は抵抗値で調整するので損失が大きいという不利益がある。なお、開示の方法では逆にそれをＱの調整に用いている。
また、共振コイルのＱが高い場合、損失が大きいという不利益がある。
【０００９】
本発明は、インピーダンス整合を低損失で行うことが可能な給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電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】
【００１０】
本発明の第１の観点の給電装置は、給電すべき電力を生成する電力生成部と、上記電力生成部で生成される電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、上記電力の上記給電素子の給電点におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を有し、上記給電素子は、径を変更可能に形成され、上記可変整合部は、上記給電素子の径を変更可能である。
【００１１】
本発明の第２の観点の受電装置は、磁界共鳴関係をもって送電された電力を受電する共鳴素子と、上記共鳴素子との電磁誘導により結合して受電した電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、上記電力の上記給電素子の負荷との接続部におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を有し、上記給電素子は、径を変更可能に形成され、上記可変整合部は、上記給電素子の径を変更可能である。
【００１２】
本発明の第３の観点のワイヤレス給電システムは、給電装置と、上記給電装置から送電された電力を、磁界共鳴関係をもって受電する受電装置と、を有し、上記給電装置は、給電すべき電力を生成する電力生成部と、上記電力生成部で生成される電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、上記電力の上記給電素子の給電点におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を含み、上記給電素子は、径を変更可能に形成され、上記可変整合部は、上記給電素子の直径を変更可能であり、上記受電装置は、磁界共鳴関係をもって上記給電装置から送電された電力を受電する共鳴素子と、上記共鳴素子との電磁誘導により結合して受電した電力が給電されるコイルにより形成される給電素子と、上記給電素子により電磁誘導により結合する共鳴素子と、上記電力の上記給電素子の負荷との接続部におけるインピーダンス整合機能を含む可変整合部と、を含み、上記給電素子は、径を変更可能に形成され、上記可変整合部は、上記給電素子の径を変更可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インピーダンス整合を低損失で可変にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの送電側コイルおよび受電側コイルの関係を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態に係る給電コイルおよび可変整合回路の径可変機能を含む構成を模式的に示す図である。
【図４】磁界共鳴方式の原理ついて説明するための図である。
【図５】磁界共鳴方式における結合量の周波数特性を示す図である。
【図６】磁界共鳴方式における共鳴素子間距離と結合量との関係を示す図である。
【図７】磁界共鳴方式における共鳴周波数と最大結合量が得られる共鳴素子間距離の関係を示す図である。
【図８】一般的な可変整合回路の一例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る給電装置および受電装置において給電コイルの直径の切り替え構造を模式的に示す図である。
【図１０】本実施形態および比較例における共鳴コイル間隔（送受電間距離）の変更に伴う電力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．ワイヤレス給電システムの構成例
２．給電コイルおよび可変整合回路の径可変機能
３．磁界共鳴方式の原理
４．給電コイルの径の制御処理
【００１６】
＜１．ワイヤレス給電システムの構成例＞
図１は、本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの構成例を示すブロック図である。
図２は、本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの送電側コイルおよび受電側コイルの関係を模式的に示す図である。
【００１７】
本ワイヤレス給電システム１０は、給電装置２０および受電装置３０を有する。
【００１８】
給電装置２０は、送電コイル部２１、可変整合回路２２、通過反射電力検出回路２３、高周波電力発生回路２４、および制御部としてのコントローラ２５を含んで構成されている。
【００１９】
送電コイル部２１は、給電素子としての給電コイル２１１、および共鳴素子としての共鳴コイル２１２を有する。共鳴コイルは共振コイルとも呼ぶが、本実施形態においては共鳴コイルと呼ぶこととする。
【００２０】
給電コイル２１１は、交流電流が給電される空心コイルにより形成される。
給電コイル２１１は、その直径が、径可変部としての機能を併せ持つ可変整合回路２２による切り替え制御信号に応じて変更可能に構成されている。
共鳴コイル２１２は、給電コイル２１１と電磁誘導により結合する空心コイルにより形成され、受電装置３０の共鳴コイル３１２と自己共振周波数が一致したときに磁界共鳴関係となり電力を効率良く伝送する。
【００２１】
＜２．給電コイルおよび可変整合回路の径可変機能＞
図３は、本実施形態に係る給電コイルおよび可変整合回路の径可変機能を含む構成を模式的に示す図である。
【００２２】
図３の給電コイル２１１は、給電部としてのフロントエンド部Ｆ／Ｅに一端部が接続された基幹線部ＭＬ１が形成されている。
そして、給電コイル２１１は、基幹線部ＭＬ１の他端側に一端部が接続され、直径ａ１，ａ２，ａ３がそれぞれ異なる空心コイル部ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３を有している。
空心コイル部ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３は、それらの直径ａ１，ａ２，ａ３が、ａ１＜ａ２＜ａ３の関係をもって形成されている。
【００２３】
本実施形態に係る給電コイル２１１および可変整合回路２２は、その直径ａを変更するためのスイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２を有する。
このスイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２は、たとえば可変整合回路２２の一部あるいは送電コイル部２１の一部として構成することができる。
【００２４】
スイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２は、端子ｘ，ｙ，ｚを有する。
スイッチＳＷ１は、端子ｘがフロントエンド部Ｆ／Ｅに接続され、端子yは非接続状態に保持され、端子ｚは空心コイル部ＳＬ１の他端部に接続されている。
スイッチＳＷ２は、端子ｘがフロントエンド部Ｆ／Ｅに接続され、端子ｙが空心コイル部ＳＬ２の他端部に接続され、端子ｚは空心コイル部ＳＬ３の他端部に接続されている。
【００２５】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、切り替え制御信号ＣＳＷ１、２に応じて独立に切り替えられる。
すなわち、たとえば切り替え制御信号ＣＳＷ１、ＣＳＷ２が第１状態を指示しているときは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は端子ｘと端子ｙとの接続状態となる。
この場合、給電コイル２１１は、その直径が空心コイル部ＳＬ２の直径ａ２となる。
切り替え制御信号ＣＳＷ１、ＣＳＷ２が第２状態を指示しているときは、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は端子ｘと端子ｚとの接続状態となる。
この場合、給電コイル２１１は、その直径が実質的に空心コイル部ＳＬ１の直径ａ１となる。
このとき、空心コイル部ＳＬ１と空心コイル部ＳＬ３が接続状態に保持されるが、直径は小さい方のａ１となる。
【００２６】
可変整合回路２２は、コントローラ２５により供給される制御信号ＣＳＷ１，ＣＳＷ２に応じて給電コイル２１１の給電点におけるインピーダンス整合機能を有する。
【００２７】
通過反射電力検出回路２３は、２４と２２間の電力伝送における通過および反射電力を検出する機能を有し、検出結果を信号Ｓ２３としてコントローラ２５に供給する。
通過反射電力検出回路２３は、高周波電力発生回路２４で発生された高周波電力を可変整合回路２２側に供給する。
【００２８】
高周波電力発生回路２４は、ワイヤレス電力伝送のための高周波電力を発生する。
高周波電力発生回路２４で発生された高周波電力は、通過反射電力検出回路２３を通して可変整合回路２２に供給され、送電コイル部２１の給電コイル２１１に給電（印加）される。
【００２９】
コントローラ２５は、通過反射電力検出回路２３の検出結果を受けて、可変整合回路２２におけるインピーダンス整合により高効率な電力伝送が可能なように制御信号ＳＴＬ２５を可変整合回路２２に出力する。
換言すれば、コントローラ２５は、共鳴コイル２１２が受電装置３０の共鳴コイル３１２と自己共振周波数が一致し、磁界共鳴関係となり電力を効率良く伝送するように制御する。
コントローラ２５は、無線通信機能を含む無線通信部２５１を含み、受電装置３０側のコントローラ３６と無線通信により径変更情報等を含む制御情報や通過反射電力の検出結果情報の授受が可能である。無線通信としては、たとえばブルートゥースやＲＦＩＤ等を採用可能である。
【００３０】
受電装置３０は、受電コイル部３１、可変整合回路３２、通過反射電力検出回路３３、整流回路３４、電圧安定化回路３５、およびコントローラ３６を含んで構成されている。
【００３１】
受電コイル部３１は、給電素子としての給電コイル３１１、および共鳴素子としての共振（共鳴）コイル３１２を有する。
【００３２】
給電コイル３１１は、共鳴コイル３１２から電磁誘導によって交流電流が給電される。
給電コイル３１１は、その直径が、径可変部としての可変整合回路３２により変更可能に構成されている。
この給電コイル３１１および可変整合回路３２による給電コイル３１１の径可変部の構成は前述した給電装置２０側と同様な構成を採用することが可能である。したがって、その具体的な説明は省略する。
この場合、フロントエンド部Ｆ／Ｅは受電部として機能する。
【００３３】
共鳴コイル３１２は、給電コイル３１１と電磁誘導により結合する空心コイルにより形成され、給電装置２０の共鳴コイル２１２と自己共振周波数が一致したときに磁界共鳴関係となり電力を効率良く受信する。
【００３４】
可変整合回路３２は、コントローラ３６により供給される制御信号ＣＳＷ３１，ＣＳＷ３２に応じて給電コイル３１１の負荷端におけるインピーダンス整合機能を有する。
【００３５】
通過反射電力検出回路３３は、受電した交流電力を受けて３２と３４間の電力伝送における通過および反射電力を検出する機能を有し、検出結果を信号Ｓ３３としてコントローラ３６に供給する。
通過反射電力検出回路３３は、受電した交流電力を整流回路３４に供給する。
【００３６】
整流回路３４は、受電した交流電力を整流して直流（ＤＣ）電力として電圧安定化回路３５に供給する。
【００３７】
電圧安定化回路３５は、整流回路３４により供給されるＤＣ電力を、供給先である電子機器の仕様に応じたＤＣ電圧に変換して、その安定化したＤＣ電圧を電子機器に供給する。
【００３８】
コントローラ３６は、通過反射電力検出回路３３の検出結果を受けて、可変整合回路３２におけるインピーダンス整合により高効率な電力伝送が可能なように制御信号ＣＳＷ３1、ＣＳＷ３２を可変整合回路３２に出力する。
コントローラ３６は、無線通信機能を含む無線通信部３６１を含み、給電装置２０側のコントローラ２５と無線通信により制御情報や通過反射電力の検出結果情報の授受が可能である。
【００３９】
次に、上記構成による動作を、磁界共鳴方式の原理および給電コイル２１１，３１１の直径の制御処理を中心に説明する。
【００４０】
＜３．磁界共鳴方式の原理＞
まず、磁界共鳴方式の原理について、図４〜図７に関連付けて説明する。
【００４１】
図４は、磁界共鳴方式の原理ついて説明するための図である。
なお、ここでは、給電コイルを給電素子、共鳴コイルを共鳴素子として原理説明を行う。
【００４２】
電磁共鳴現象には電界共鳴方式と磁界共鳴方式があるが、図４は、そのうちの磁界共鳴方式のワイヤレス（非接触）給電システムで給電側元と受電側が１対１の基本ブロックを示している。
図１の構成と対応付けると、給電側には交流電源２４、給電素子２１１、共鳴素子２１２を、受電側には共鳴素子３１２、給電素子３１１、整流回路３４を有している。
図４においては基本原理を説明するための図であって、給電装置２０側では、可変整合回路２２、通過反射電力検出回路２３、コントローラ２５が省略されている。
受電装置３０側では、可変整合回路３２、通過反射電力検出回路３３、電圧安定化回路３５、コントローラ３６が省略されている。
【００４３】
給電素子２１１、３１１、共鳴素子２１２、３１２は空心コイルで形成されている。
給電側において、給電素子２１１と共鳴素子３１１とは電磁誘導により強く結合している。同様に、受電側において、給電素子３１１と共鳴素子３１２とは電磁誘導により強く結合している。
給電側、受電側双方の共鳴素子２１２，３１２である各々の空心コイルの自己共振（共鳴）周波数が一致したときに磁界共鳴関係になり、結合量が最大、損失が最小となる。
交流電源２４からは給電素子２１１に交流電流が供給され、さらに電磁誘導によって共鳴素子２１２へ電流を誘起させる。
交流電源２４で発生させる交流電流の周波数は、共鳴素子２１２、共鳴素子３１２の自己共振周波数と同一に設定される。
共鳴素子２１２と共鳴素子３１２は互いに磁界共鳴の関係に配置され、共鳴周波数において共鳴素子２１２から共鳴素子３１２へとワイヤレス（非接触）で交流電力が供給される。
受電側において、共鳴素子３１２から電磁誘導によって給電素子３１１に電流が供給され、整流回路３４によって直流電流が作られ出力される。
【００４４】
図５は、磁界共鳴方式における結合量の周波数特性を示す図である。
図５において、横軸が交流電源の周波数ｆｐを、縦軸が結合量をそれぞれ示している。
【００４５】
図５は、交流電源の周波数と結合量の関係を示している。
図５から磁気共鳴により周波数選択性を示すことがわかる。
【００４６】
図６は、磁界共鳴方式における共鳴素子間距離と結合量との関係を示す図である。
図６において、横軸が共鳴素子間距離Ｄを、縦軸が結合量をそれぞれ示している。
【００４７】
図６は、給電側の共鳴素子２１２と受電側の共鳴素子３１２間の距離Ｄと結合量の関係を示している。
図６から、ある共鳴周波数において、結合量が最大となる距離Ｄがあることがわかる。
【００４８】
図７は、磁界共鳴方式における共鳴周波数と最大結合量が得られる共鳴素子間距離の関係を示す図である。
図７において、横軸が共鳴周波数ｆを、縦軸が共鳴素子間距離Ｄをそれぞれ示している。
【００４９】
図７は、共鳴周波数と最大結合量が得られる給電側の共鳴素子２１２と受電側の共鳴素子３１２間の距離Ｄの関係を示している。
図７から、共鳴周波数が低いと共鳴素子間隔を広く、共鳴周波数が高いと共鳴素子間隔を狭くすることによって最大結合量が得られることがわかる。
【００５０】
＜４．給電コイルの径の制御処理＞
図２は、磁界共鳴型ワイヤレス給電システム１０の基本的な構成を示している。
磁界共鳴型ワイヤレス給電システム１０において、給電点および負荷端におけるインピーダンス整合は非常に重要である。
一般に、インピーダンス整合は送受双方の給電コイルと共鳴コイルの間隔および径の比を調整することで行われる。
【００５１】
図８は、一般的な可変整合回路の一例を示す図である。
一般にインピーダンスの実部を調整するには直列と並列のリアクタンス素子が必要となり、それらを切り替えるために４個のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４が必要になる。
【００５２】
図９は、本実施形態に係る給電装置および受電装置において給電コイルの直径の切り替え構造を模式的に示す図である。
【００５３】
本実施形態においては、磁界共鳴型のインピーダンス整合構造を利用し、給電コイル２１１，３１１の直径を切り替えることで、低損失な整合切り替え回路を実現できる。
磁界共鳴型ワイヤレス給電装置では一般に高いＱ値の共鳴コイルを用いるため、共鳴コイルに回路を接続すると損失が大きい。
これに対して、給電コイルは低インピーダンスにインピーダンスが変換されているので、給電コイルに回路を接続しても損失が少ない。
【００５４】
また、図８に示す一般的な可変整合回路ではインピーダンスの実部を３通り可変するのに８個のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１８を要した。これに対して、図３および図９に示す本発明の実施形態に係る方法では２個のスイッチＳＷ１、ＳＷ２で可変可能であり、低コストに実現できる。
【００５５】
図１０は、本実施形態および比較例における共鳴コイル間隔（送受電間距離）の変更に伴う電力特性を示す図である。
図１０において、横軸が共鳴コイル間距離Ｄを、縦軸が受電レベルを示している。
そして、図１０において、Ｋで示す曲線が本実施形態の給電コイルの直径ａを変更可能な場合の特性を示している。
Ｌで示す曲線が比較例として示す特性であって、給電コイル径ａを２７２［ｍｍ］に固定した場合の特性を示している。
Ｍで示す曲線が比較例として示す特性であって、給電コイル径ａを２１０［ｍｍ］に固定した場合の特性を示している。
Ｎで示す曲線が比較例として示す特性であって、給電コイル径ａを１７９［ｍｍ］に固定した場合の特性を示している。
【００５６】
通常、磁界共鳴型ワイヤレス給電装置では送受の共鳴コイル間隔（送受電間距離）を変えるとインピーダンスの再調整が必要となる。
たとえば、図１０において、給電コイルの径ａを２７２ｍｍで固定した場合、曲線Ｌで示されるように、共鳴コイル間距離Ｄが５５０ｍｍでは大きな特性劣化が見られる。
給電コイルの径ａを１７９ｍｍで固定すると、曲線Ｎで示されるように、共鳴コイル間距離が５５０ｍｍでは良好な特性を示すが、共鳴コイル間距離Ｄが２５０ｍｍ近辺では大きな特性劣化が見られる。
一方、給電コイルの径ａを本実施形態のように可変とした場合、曲線Ｌで示されるように、共鳴コイル間距離Ｄが２５０ｍｍから５５０ｍｍにわたって変化しても特性劣化の少ない良好な特性を実現できている。
【００５７】
本実施形態においては、図３および図９の構成では、２つの直径を切り替える場合を例として説明したが、さらに多くの径の空心コイル部を形成して、スイッチ部ＳＷ１で切り替えるように構成することも可能である。
コントローラ２５，３６は、共鳴コイル間距離Ｄが短い（近い）ほど、給電コイル２１１，３１１の直径ａが大きくなり、長い（遠い）ほど、給電コイル２１１，３１１の直径ａが小さくなるように制御を行う。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、低損失で、低コストな可変整合機能を実現することがきる。
これにより、送受の共鳴コイル間距離（送受電間距離）を変えた場合にも最適なインピーダンス整合により、良好な特性を維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・ワイヤレス給電システム、２０・・・給電装置、２１・・・送電コイル部、２１１・・・給電コイル、２１２・・・共鳴コイル、２２・・・可変整合回路、２３・・・通過反射電力検出回路、２４・・・高周波電力発生回路、２５・・・コントローラ、２５１・・・無線通信部、３０・・・受電装置、３１・・・受電コイル部、３２・・・可変整合回路、３３・・・通過反射電力検出回路、３４・・・整流回路、３５・・・電圧安定化回路、３６・・・コントローラ、３６１・・・無線通信部、ＳＬ１〜ＳＬ３・・・空心コイル、ＭＬ１・・・基幹線部。
【図１】
2011142559.tif 000003
【図２】
2011142559.tif 000004
【図３】
2011142559.tif 000005
【図４】
2011142559.tif 000006
【図５】
2011142559.tif 000007
【図６】
2011142559.tif 000008
【図７】
2011142559.tif 000009
【図８】
2011142559.tif 000010
【図９】
2011142559.tif 000011
【図１０】
2011142559.tif 000012