(57)【要約】【課題】高周波電源と各送電装置との間に敷設する伝送線路全体の長さを短くしつつ、各送電装置に流れる電流の大きさを揃える。【解決手段】高周波電力を出力する高周波電源２１と、コイル及びコンデンサを含むＬＣ回路２２２並びに伝送線路２２１を含む伝送ユニット２２と、伝送ユニット２２を介して伝送される高周波電力を受電側に送信する送電コイルユニット２３とを備え、伝送ユニット２２は、高周波電源２１及び全ての送電コイルユニット２３が直列に接続されるように、高周波電源と一つの送電コイルユニットとの間及び各送電コイルユニットの間にそれぞれ配置され、高周波電源及び送電コイルユニットの少なくともいずれかと接続され、自ユニットに高周波電力が入力されたときの電流の位相を基準にし、高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように高周波電力を伝送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の高周波電力を出力する高周波電源と、
コイル及びコンデンサを含むＬＣ回路並びに前記ＬＣ回路に接続される伝送線路を含む複数の伝送ユニットと、
前記伝送ユニットを介して伝送される前記高周波電力を受電側に送信する複数の送電装置と、
を備え、
前記伝送ユニットは、
前記高周波電源及び全ての前記送電装置が直列に接続されるように、前記高周波電源と一つの前記送電装置との間及び各前記送電装置の間にそれぞれ配置され、前記高周波電源及び前記送電装置の少なくともいずれかと接続され、
自伝送ユニットに前記高周波電力が入力されたときの電流の位相を基準にして、前記高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように、前記高周波電力を伝送する、
送電システム。
【請求項２】
前記コイルのインダクタンス及び前記コンデンサのキャパシタンスは、前記伝送線路の長さに基づいて設定される、
請求項１記載の送電システム。
【請求項３】
少なくとも一つの前記伝送線路の長さが、他の前記伝送線路の長さと異なる、
請求項２記載の送電システム。
【請求項４】
前記ＬＣ回路は、Ｃ−Ｌ−Ｃ構成のπ型回路及びＬ−Ｃ−Ｌ構成のＴ型回路のいずれかである、
請求項２又は３記載の送電システム。
【請求項５】
送電システムから受電システムに非接触で電力を供給する非接触給電システムであって、
前記送電システムは、
所定周波数の高周波電力を出力する高周波電源と、
コイル及びコンデンサを含むＬＣ回路並びに前記ＬＣ回路に接続される伝送線路を含む複数の伝送ユニットと、
前記伝送ユニットを介して伝送される前記高周波電力を受電側に送信する複数の送電装置と、
を備え、
前記伝送ユニットは、
前記高周波電源及び全ての前記送電装置が直列に接続されるように、前記高周波電源と一つの前記送電装置との間及び各前記送電装置の間にそれぞれ配置され、前記高周波電源及び前記送電装置の少なくともいずれかと接続され、
自伝送ユニットに前記高周波電力が入力されたときの電流の位相を基準にして、前記高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように、前記高周波電力を伝送し、
前記受電システムは、前記高周波電力を受電する複数の受電装置を備える、
非接触給電システム。
【請求項６】
前記コイルのインダクタンス及び前記コンデンサのキャパシタンスは、前記伝送線路の長さに基づいて設定される、
請求項５記載の非接触給電システム。
【請求項７】
前記送電装置は、送電コイル及び共振コンデンサを含む直列共振回路を有し、
前記受電装置は、受電コイル及び共振コンデンサを含む直列共振回路を有し、
前記受電システムは、前記受電装置から出力される電圧を電流に変換する電圧電流変換回路を、さらに備える、
請求項５又は６記載の非接触給電システム。
【請求項８】
前記受電システムは、前記電圧電流変換回路の出力を短絡するスイッチを含む、
請求項７記載の非接触給電システム。
【請求項９】
前記送電装置は、送電コイル及び共振コンデンサを含む直列共振回路を有し、
前記受電装置は、受電コイル及び共振コンデンサを含む並列共振回路を有する、
請求項５又は６記載の非接触給電システム。
【請求項１０】
前記受電システムは、前記受電装置の出力を短絡するスイッチを含む、
請求項９記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電システム及び非接触給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、送電装置から受電装置に非接触で電力を供給する非接触給電システムの開発が進められている。下記特許文献１には、一つの高周波電源で発生させた電力を、複数の送電装置にそれぞれ伝送線路を介して送信し、各送電装置から受電装置に非接触で電力を供給する非接触給電システムが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の非接触給電システムは、伝送線路のリアクタンス成分の影響により、バッテリ等の負荷のインピーダンスが変わるごとに受電装置から出力される電流が変化してしまうという問題を解決すべく、伝送線路と送電装置との間に、伝送線路のリアクタンス成分を打ち消すためのリアクタンス素子を設けている。このリアクタンス素子は、伝送線路のリアクタンス成分と大きさが等しく、極性が反対となるように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９２８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の非接触給電システムは、送電装置の数に応じて伝送線路を敷設する必要がある。したがって、例えば、工場の生産ラインに沿って各送電装置を設置する場合等には、点在する送電装置と一つの高周波電源との間にそれぞれ伝送線路を敷設することとなる。この場合、非接触給電システム全体で必要となる伝送線路の長さが長くなるとともに、各送電装置に対して接続する伝送線路の長さが異なることとなる。
【０００６】
ここで、高周波電源から出力される電力が、例えば６．７８ＭＨｚ又は１３．３５ＭＨｚ等の高周波電力である場合、高周波電源と各送電装置とを接続する伝送線路の長さが異なると、各送電装置に流れる電流の大きさは異なることとなる。この場合、特許文献１に記載の非接触給電システムを構成する複数の送電装置及び複数の受電装置を、それぞれ同じ構成の装置に揃えたとしても、各受電装置から出力される電流の大きさは異なることとなる。
【０００７】
したがって、各送電装置に流れる電流の大きさが異なる状況下では、各受電装置に同じ負荷を接続しても、それぞれの負荷に供給される電流が異なることとなるため、例えば各負荷がバッテリである場合、バッテリの充電時間に差が生じてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、高周波電源と各送電装置との間に敷設する伝送線路全体の長さを短くしつつ、各送電装置に流れる電流の大きさを揃えることができる送電システム及び非接触給電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】
【０００９】
本発明の一態様による送電システムは、所定周波数の高周波電力を出力する高周波電源と、コイル及びコンデンサを含むＬＣ回路並びにＬＣ回路に接続される伝送線路を含む複数の伝送ユニットと、伝送ユニットを介して伝送される高周波電力を受電側に送信する複数の送電装置と、を備え、伝送ユニットは、高周波電源及び全ての送電装置が直列に接続されるように、高周波電源と一つの送電装置との間及び各送電装置の間にそれぞれ配置され、高周波電源及び送電装置の少なくともいずれかと接続され、自伝送ユニットに高周波電力が入力されたときの電流の位相を基準にして、高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように、高周波電力を伝送する。
【００１０】
この態様によれば、伝送ユニットを、高周波電源及び全ての送電装置が直列に接続されるように、高周波電源と一つの送電装置との間及び各送電装置の間にそれぞれ配置し、高周波電源及び送電装置の少なくともいずれかと接続させることができるとともに、自伝送ユニットに高周波電力が入力されたときの電流の位相を基準にして、高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように、高周波電力を伝送することが可能となる。これにより、高周波電源と各送電装置との間に敷設する伝送線路全体の長さを短くすることが可能になるとともに、各送電装置に流れる電流の大きさを同じ大きさに揃えることが可能となる。
【００１１】
上記態様において、コイルのインダクタンス及びコンデンサのキャパシタンスは、伝送線路の長さに基づいて設定されることとしてもよい。
【００１２】
この態様によれば、伝送線路の長さに応じてコイルのインダクタンス及びコンデンサのキャパシタンスを設定することで、伝送ユニットから高周波電力を出力するときの電流の位相が入力時の電流の位相に比べて１８０度の整数倍となるように調整することができるため、伝送線路の長さを、より短くすることが可能となる。
【００１３】
上記態様において、少なくとも一つの伝送線路の長さが、他の伝送線路の長さと異なることとしてもよい。
【００１４】
この態様によれば、伝送線路の長さを、送電装置の設置場所に応じて任意に異ならせることが可能となる。
【００１５】
上記態様において、ＬＣ回路は、Ｃ−Ｌ−Ｃ構成のπ型回路及びＬ−Ｃ−Ｌ構成のＴ型回路のいずれかであることとしてもよい。
【００１６】
この態様によれば、Ｃ−Ｌ−Ｃ構成のπ型回路及びＬ−Ｃ−Ｌ構成のＴ型回路のいずれか一方をＬＣ回路として適宜採用することができる。
【００１７】
本発明の他の態様による非接触給電システムは、送電システムから受電システムに非接触で電力を供給する非接触給電システムであって、送電システムは、所定周波数の高周波電力を出力する高周波電源と、コイル及びコンデンサを含むＬＣ回路並びに前記ＬＣ回路に接続される伝送線路を含む複数の伝送ユニットと、伝送ユニットを介して伝送される高周波電力を受電側に送信する複数の送電装置と、を備え、伝送ユニットは、高周波電源及び全ての送電装置が直列に接続されるように、高周波電源と一つの送電装置との間及び各送電装置の間にそれぞれ配置され、高周波電源及び送電装置の少なくともいずれかと接続され、自伝送ユニットに高周波電力が入力されたときの電流の位相を基準にして、高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように、高周波電力を伝送し、受電システムは、高周波電力を受電する複数の受電装置を備える。
【００１８】
この態様によれば、伝送ユニットを、高周波電源及び全ての送電装置が直列に接続されるように、高周波電源と一つの送電装置との間及び各送電装置の間にそれぞれ配置し、高周波電源及び送電装置の少なくともいずれかと接続させることができるとともに、自伝送ユニットに高周波電力が入力されたときの電流の位相を基準にして、高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように、高周波電力を伝送することが可能となる。これにより、高周波電源と各送電装置との間に敷設する伝送線路全体の長さを短くすることが可能になるとともに、各送電装置に流れる電流の大きさを同じ大きさに揃えることが可能となる。
【００１９】
上記態様において、コイルのインダクタンス及びコンデンサのキャパシタンスは、伝送線路の長さに基づいて設定されることとしてもよい。
【００２０】
この態様によれば、伝送線路の長さに応じてコイルのインダクタンス及びコンデンサのキャパシタンスを設定することで、伝送ユニットから高周波電力を出力するときの電流の位相が入力時の電流の位相に比べて１８０度の整数倍となるように調整することができるため、伝送線路の長さを、より短くすることが可能となる。
【００２１】
上記態様において、送電装置は、送電コイル及び共振コンデンサを含む直列共振回路を有し、受電装置は、受電コイル及び共振コンデンサを含む直列共振回路を有し、受電システムは、受電装置から出力される電圧を電流に変換する電圧電流変換回路を、さらに備えることとしてもよい。
【００２２】
この態様によれば、非接触給電システムを一次直列二次直列コンデンサ方式とすることができるため、送電コイルの電流が定電流である場合には、受電装置から出力される電圧を定電圧にし、電圧電流変換回路から出力される電流を定電流にすることが可能となる。
【００２３】
上記態様において、受電システムは、電圧電流変換回路の出力を短絡するスイッチを含むこととしてもよい。
【００２４】
この態様によれば、短絡にしたスイッチに対応する電圧電流変換回路の後段側への電力供給を停止させ、他のスイッチに対応する電圧電流変換回路の後段側への電力供給をそのまま維持させることが可能となる。
【００２５】
上記態様において、送電装置は、送電コイル及び共振コンデンサを含む直列共振回路を有し、受電装置は、受電コイル及び共振コンデンサを含む並列共振回路を有することとしてもよい。
【００２６】
この態様によれば、非接触給電システムを一次直列二次並列コンデンサ方式とすることができるため、送電コイルの電流が定電流である場合には、受電装置から出力される電流を定電流にすることが可能となる。
【００２７】
上記態様において、受電システムは、受電装置の出力を短絡するスイッチを含むこととしてもよい。
【００２８】
この態様によれば、短絡にしたスイッチに対応する受電装置の後段側への電力供給を停止させ、他のスイッチに対応する受電装置の後段側への電力供給をそのまま維持させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、高周波電源と各送電装置との間に敷設する伝送線路全体の長さを短くしつつ、各送電装置に流れる電流の大きさを揃えることができる送電システム及び非接触給電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態における非接触給電システムの回路構成を例示する図である。
【図２】図１に示す非接触給電システムにおける電子回路のシミュレーション結果を例示するグラフである。
【図３】図１に示す非接触給電システムにおける電子回路のシミュレーション結果を例示するグラフである。
【図４】第２実施形態における非接触給電システムの回路構成を例示する図である。
【図５】図４に示す非接触給電システムにおける電子回路のシミュレーション結果を例示するグラフである。
【図６】図４に示す非接触給電システムにおける電子回路のシミュレーション結果を例示するグラフである。
【図７】第３実施形態における非接触給電システムの回路構成を例示する図である。
【図８】図７に示す非接触給電システムにおける電子回路のシミュレーション結果を例示するグラフである。
【図９】図７に示す非接触給電システムにおける電子回路のシミュレーション結果を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。各実施形態における非接触給電システムは、磁界共鳴方式により、送電側から受電側に数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波電力を非接触で伝送するシステムである。
【００３２】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態における非接触給電システムの回路構成を例示する図である。同図に示すように、非接触給電システム１は、送電システム２と、受電システム３と、を備える。
【００３３】
送電システム２は、高周波電源２１と、複数の伝送ユニット２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、複数の送電コイルユニット（送電装置）２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、を備える。なお、伝送ユニット２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、以下において特に区別して記載する必要がない場合には、それぞれ伝送ユニット２２及び送電コイルユニット２３と記載する。
【００３４】
高周波電源２１は、所定の周波数（例えば６．７８ＭＨｚ以上の高周波）の高周波電力を出力する。高周波電源２１から出力される高周波電力は、図示しない送電側制御部により制御される。高周波電源２１は、電圧源及び電流源のいずれにも適用可能である。
【００３５】
送電側制御部は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵなどを備えるマイクロコンピュータやＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などで構成される。送電側制御部は、高周波電源２１に対し、例えばＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を制御する出力制御信号を出力し、高周波電源２１から出力される高周波電力を制御する。
【００３６】
伝送ユニット２２は、伝送線路２２１とＬＣ回路２２２とを直列接続した回路を含み、高周波電源２１及び全ての送電コイルユニット２３が直列に接続されるように、配置される。具体的に、伝送ユニット２２ａは、高周波電源２１と送電コイルユニット２３ａとの間に配置され、高周波電源２１及び送電コイルユニット２３ａの双方と直列に接続される。伝送ユニット２２ｂは、送電コイルユニット２３ａと送電コイルユニット２３ｂとの間に配置され、送電コイルユニット２３ａ、２３ｂの双方と直列に接続される。伝送ユニット２２ｃは、送電コイルユニット２３ｂと送電コイルユニット２３ｃとの間に配置され、送電コイルユニット２３ｂ、２３ｃの双方と直列に接続される。
【００３７】
このように、高周波電源２１及び全ての送電コイルユニット２３を、伝送ユニット２２を介して直列に接続することで、一つの高周波電源と点在する送電コイルユニットとの間にそれぞれ伝送線路を敷設する場合に比べ、高周波電源と各送電コイルユニットとの間に敷設する伝送線路全体の長さを短くすることが可能となる。また、高周波電源２１及び全ての送電コイルユニット２３を直列に接続することで、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさを同じ大きさにすることが可能となる。
【００３８】
伝送線路２２１は、例えば、特性インピーダンスが５０［Ω］の同軸ケーブルである。なお、伝送線路２２１は、これに限定されず、例えば、７５［Ω］の同軸ケーブル、平行二線式フィーダ及びストリップラインのいずれかであってもよい。
【００３９】
ＬＣ回路２２２は、例えば、一つのコイル２２２１及び二つのコンデンサ２２２２、２２２３を用いたＣ−Ｌ−Ｃ構成のπ型回路である。
【００４０】
なお、図１では、伝送線路２２１が、ＬＣ回路２２２の前段側に配置されているが、伝送線路２２１をＬＣ回路２２２の後段側に配置することとしてもよい。
【００４１】
このように構成される伝送ユニット２２は、高周波電力が自伝送ユニット２２に入力されたときの電流の位相を基準（０度）とし、高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度となるように、高周波電力を伝送する。すなわち、伝送ユニット２２は、自伝送ユニット２２に入力された電流の位相を基準にして、出力するときの電流の位相が１８０度となるように、高周波電力を伝送する。
【００４２】
ここで、伝送線路２２１の長さを、高周波電源２１から出力される周波数の１／２波長と同等の長さにすると、高周波電力が伝送線路２２１に入力されたときの電流の位相を基準にして、伝送線路２２１から出力されるときの電流の位相を１８０度にすることができる。この場合には、ＬＣ回路２２２を利用することなく高周波電力を伝送することが可能となる。
【００４３】
しかしながら、高周波電源２１の周波数を例えば１３．５６ＭＨｚにした場合、高周波の波長は、約２２ｍとなり、その１／２波長は、約１１ｍとなる。この場合、伝送ユニット２２を伝送線路２２１のみで構成すると、各伝送線路２２１の長さは、最短でも１／２波長と同等の長さである約１１ｍとなる。このとき、高周波電源２１に接続する送電コイルユニット２３が、高周波電源２１から１１ｍ未満の距離に設置されている場合、必要以上に長い伝送線路２２１を敷設することになる。
【００４４】
本実施形態における非接触給電システム１は、伝送ユニット２２にＬＣ回路２２２を備えることで、伝送線路２２１の長さを１１ｍ未満にすることを可能とする。ＬＣ回路２２２は、伝送線路２２１の長さを短くすることで不足する１／２波長分に満たない長さを補足する。
【００４５】
例えば、伝送線路２２１の長さを１／４波長と同等の長さ（約５．５ｍ）にした場合、この伝送線路２２１では、入力時の電流の位相（０度とする）に比べて出力時の電流の位相が９０度となる。この場合には、残りの９０度（１／４波長）分をＬＣ回路２２２で補足し、伝送ユニット２２全体で１８０度となるように調整する。ＬＣ回路２２２による調整は、例えば以下のように行う。
【００４６】
ＬＣ回路２２２のコイル２２２１のインダクタンス（ω0Ｌ1）及びコンデンサ２２２２、２２２３のキャパシタンス（１／ω0Ｃ1）を、以下の式（１）、式（２）により求め、それぞれをＬＣ回路２２２に設定することで調整する。ここで、式（１）及び式（２）のＺoは、伝送線路２２１の特性インピーダンスの値であり、βは、２π／λ（λ：波長）であり、ｘは、伝送線路２２１の長さ（１／２波長未満）であり、ω0は、高周波電源２１出力の角周波数（２πｆ）である。
【００４７】
ω0Ｌ1＝Ｚo・ｔａｎ（β（０．５−ｘ）／２）  …  式（１）
１／ω0Ｃ1＝Ｚo／ｓｉｎ（β（０．５−ｘ））  …  式（２）
【００４８】
なお、ＬＣ回路２２２の構成は、前述したＣ−Ｌ−Ｃ構成のπ型回路には限定されない。例えば、ＬＣ回路２２２の構成を二つのコイル及び一つのコンデンサを用いたＬ−Ｃ−Ｌ構成のＴ型回路としてもよい。この場合のコンデンサのキャパシタンス（１／ω0Ｃ2）及びコイルのインダクタンス（ω0Ｌ2）は、以下の式（３）、式（４）により求めることができる。ここで、式（３）及び式（４）のＺoは、伝送線路２２１の特性インピーダンスの値であり、βは、２π／λ（λ：波長）であり、ｘは、伝送線路２２１の長さ（１／２波長未満）であり、ω0は、高周波電源２１出力の角周波数（２πｆ）である。
【００４９】
１／ω0Ｃ2＝Ｚo・ｓｉｎ（β（０．５−ｘ））／（１−ｃｏｓ（β（０．５−ｘ）））  …  式（３）
ω0Ｌ2＝Ｚo・ｓｉｎ（β（０．５−ｘ））  …  式（４）
【００５０】
このように、伝送ユニット２２を、伝送線路２２１及びＬＣ回路２２２を含めて構成することで、伝送線路２２１の長さを、伝送線路２２１のみで接続する際に必要となる長さよりも短くすることができる。つまり、高周波電源と各送電コイルユニットとの間に敷設する伝送線路全体の長さを、より短くすることが可能となる。
【００５１】
送電コイルユニット２３は、伝送ユニット２２を介して伝送される高周波電力を受電システム３側に無線で伝送する。送電コイルユニット２３は、例えば、複数ターンのソレノイドコイルからなるインダクタ（以下、「送電コイル」ともいう。）２３１と、そのインダクタ２３１に直列に接続されたキャパシタ（以下、「共振コンデンサ」ともいう。）２３２との直列共振回路で構成される。なお、キャパシタ２３２の替りに、インダクタ２３１に生ずる浮遊キャパシタンスを用いることとしてもよい。
【００５２】
送電コイルユニット２３における直列共振回路の直列共振周波数（＝１／｛２π・√（Ｌ3・Ｃ3）｝）（Ｌ3：インダクタ２３１の自己インダクタンス、Ｃ3：キャパシタ２３２のキャパシタンス）は、高周波電源２１から出力される高周波電力の周波数（以下、「電源周波数」ともいう。）に調整されている。
【００５３】
受電システム３は、受電コイルユニット（受電装置）３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、電圧電流変換回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃと、スイッチ３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、整流回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、図示しない受電側制御部と、キャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃと、を備える。なお、受電コイルユニット３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、電圧電流変換回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、スイッチ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、整流回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及びキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、以下において特に区別して記載する必要がない場合には、それぞれ受電コイルユニット３１、電圧電流変換回路３２、スイッチ３３、整流回路３４及びキャパシタ３５と記載する。
【００５４】
受電コイルユニット３１は、送電コイルユニット２３との間で磁界結合をし、高周波電力を受電する。受電コイルユニット３１は、送電コイルユニット２３と同一の構成を有し、例えば、複数ターンのソレノイドコイルからなるインダクタ（以下、「受電コイル」ともいう。）３１１と、そのインダクタ３１１に直列に接続されたキャパシタ（以下、「共振コンデンサ」ともいう。）３１２との直列共振回路で構成される。なお、キャパシタ３１２の替りに、インダクタ３１１に生ずる浮遊キャパシタンスを用いることとしてもよい。
【００５５】
受電コイルユニット３１における直列共振回路の直列共振周波数（＝１／｛２π・√（Ｌ4・Ｃ4）｝）（Ｌ4：インダクタ３１１の自己インダクタンス、Ｃ4：キャパシタ３１２のキャパシタンス）は、電源周波数に調整されている。
【００５６】
第１実施形態における非接触給電システム１は、磁界共鳴を用いたＳＳ（一次直列二次直列コンデンサ）方式であるため、送電コイル２３１の電流Ｉ1が定電流（一定）であり、送電コイル２３１と受電コイル３１１との間の相互インダクタンスＭが変動しない場合、受電コイルユニット３１から出力される電圧Ｖ2は、定電圧（一定）になる。電流Ｉ1と電圧Ｖ2との関係は、以下の式（５）のように表すことができる。ここで、式（５）のω0は、高周波電源２１出力の角周波数（２πｆ）である。
【００５７】
Ｖ2＝ω0ＭＩ1  …  式（５）
【００５８】
電圧電流変換回路３２は、受電コイルユニット３１から出力される電圧を電流に変換する。電圧電流変換回路３２は、入力電圧の大きさが一定であれば、出力電流の大きさが一定になる。
【００５９】
電圧電流変換回路３２は、例えば、二つのコイル３２１、３２２及び一つのコンデンサ３２３を用いたＬ−Ｃ−ＬのＴ型構成によるλ／４型ＬＰＦ回路である。電圧電流変換回路３２のコイル３２１、３２２のインダクタンスＬ5とコンデンサ３２３のキャパシタンスＣ5との関係は、以下の式（６）のように表すことができる。ここで、式（６）のω0は、高周波電源２１出力の角周波数（２πｆ）であり、Ｚoは、電圧電流変換回路３２のインピーダンスである。
【００６０】
ω0Ｌ5＝１／ω0Ｃ5＝Ｚo  …  式（６）
【００６１】
なお、電圧電流変換回路３２の構成は、前述したＬ−Ｃ−ＬのＴ型構成によるλ／４型ＬＰＦ回路には限定されない。例えば、電圧電流変換回路３２の構成を、二つのコンデンサ及び一つのコイルを用いたＣ−Ｌ−Ｃのπ型構成によるλ／４型ＬＰＦ回路、又は、前述したＬ−Ｃ−ＬのＴ型構成及びＣ−Ｌ−Ｃのπ型構成に含まれるＣとＬとを入れ替えた各構成によるλ／４型ＨＰＦ回路としてもよい。
【００６２】
スイッチ３３は、例えば、ＭＯＳＦＥＴを逆直列接続した回路構成であり、電圧電流変換回路３２の出力を短絡する。電圧電流変換回路３２の後段側に電流を供給する場合には、スイッチ３３を開放にし、電圧電流変換回路３２の後段側に電流を流さない場合には、スイッチ３３を短絡にする。
【００６３】
整流回路３４は、受電コイルユニット３１から出力される高周波電力を整流し、キャパシタ３５に直流電力を供給する。整流回路３４は、例えば、４個の整流素子をブリッジ接続したブリッジ回路で構成される。４個の整流素子として、例えばショットキーバリアーダイオードを用いる。
【００６４】
受電側制御部は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵなどを備えるマイクロコンピュータやＦＰＧＡなどで構成される。受電側制御部は、受電システム３の各構成要素に制御信号を出力し、受電システム３全体を制御する。
【００６５】
キャパシタ３５は、電気化学キャパシタであってもよいし、二次電池であってもよい。電気化学キャパシタとして、例えば、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタに代表されるハイブリッドキャパシタ、レドックスキャパシタ等を用いることができ、二次電池として、例えば、ニッケル水素電池、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池等を用いることができる。
【００６６】
次に、図２を参照し、第１実施形態の非接触給電システム１において、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさが同じになり、各キャパシタ３５に充電される電流の大きさが同じになることについて説明する。
【００６７】
例示的に、非接触給電システム１の動作をシミュレートする際の各構成要素の設定や条件等を以下のように定めた。高周波電源２１の出力を１３．５６ＭＨｚの高周波電力とする。３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃの回路定数、３つの受電コイルユニット３１ａ、３１ｂ、３１ｃの回路定数、３つの電圧電流変換回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃの回路定数、及び３つの整流回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃの回路定数を、それぞれ同じ回路定数に設定する。３つのキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃのキャパシタンスを、それぞれ同じ容量とし、３つのキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃの初期充電電圧を、それぞれ異なる電圧に設定する。３つの伝送ユニット２２ａ、２２ｂ、２２ｃの伝送線路２２１の長さを、それぞれ異なる長さに設定する。３つの送電コイル２３１と３つの受電コイル３１１との間の結合係数を、それぞれ同じ結合係数に設定する。３つのスイッチ３３ａ、３３ｂ、３３ｃを、すべて開放にする。電子回路シミュレータとしてＭｉｃｒｏ−Ｃａｐを使用する。
【００６８】
図２（Ａ）は、高周波電源２１に含まれるＦＥＴのドレイン電圧ＤＶ及びドレイン電流ＤＩを表すグラフである。図２（Ａ）のドレイン電流ＤＩは、１０倍の電流値をグラフに表している。
【００６９】
図２（Ｂ）は、キャパシタ３５ａの充電電流ＣＩａを表すグラフであり、図２（Ｃ）は、キャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂを表すグラフであり、図２（Ｄ）は、キャパシタ３５ｃの充電電流ＣＩｃを表すグラフである。
【００７０】
図２（Ｂ）、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）に示すように、３つのキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃの充電電流ＣＩａ、ＣＩｂ、ＣＩｃの大きさは、同じ大きさになる。
【００７１】
図２（Ｅ）は、高周波電源２１の出力電流ＩＩ及び送電コイルユニット２３ｂの送電コイル２３１に流れる電流ＬＩｂ、並びに送電コイルユニット２３ａの送電コイル２３１に流れる電流ＬＩａ及び送電コイルユニット２３ｃの送電コイル２３１に流れる電流ＬＩｃを表すグラフである。
【００７２】
図２（Ｅ）に示すように、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流ＬＩａ、ＬＩｂ、ＬＩｃの大きさは、高周波電源２１の出力電流ＩＩの大きさと同じである。つまり、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流ＬＩａ、ＬＩｂ、ＬＩｃの大きさは、同じ大きさになる。
【００７３】
このように、第１実施形態における非接触給電システム１によれば、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさを同じ大きさにし、各キャパシタ３５に充電される電流の大きさを同じ大きさにすることができる。
【００７４】
次に、図３を参照し、前述した図２に示す状態から、中段の受電システム３にあるスイッチ３３ｂを短絡にした場合に、各送電コイルユニット２３に流れる電流及び各キャパシタ３１２に充電される電流が、どのようになるのかについて説明する。
【００７５】
図３（Ａ）は、高周波電源２１に含まれるＦＥＴのドレイン電圧ＤＶ及びドレイン電流ＤＩを表すグラフである。図３（Ａ）のドレイン電流ＤＩは、１０倍の電流値をグラフに表している。
【００７６】
図３（Ｂ）は、キャパシタ３５ａの充電電流ＣＩａを表すグラフであり、図３（Ｃ）は、キャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂを表すグラフであり、図３（Ｄ）は、キャパシタ３５ｃの充電電流ＣＩｃを表すグラフである。
【００７７】
図３（Ｃ）に示すように、スイッチ３３ｂを短絡にした中段のキャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂは０となる。一方、図３（Ｂ）及び図３（Ｄ）に示すように、残りの２つのキャパシタ３５ａ、３５ｃの充電電流ＣＩａ、ＣＩｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【００７８】
図３（Ｅ）は、高周波電源２１の出力電流ＩＩ及び送電コイルユニット２３ｂの送電コイル２３１に流れる電流ＬＩｂ、並びに送電コイルユニット２３ａの送電コイル２３１に流れる電流ＬＩａ及び送電コイルユニット２３ｃの送電コイル２３１に流れる電流ＬＩｃを表すグラフである。
【００７９】
図３（Ｅ）に示すように、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流ＬＩａ、ＬＩｂ、ＬＩｃの大きさは、高周波電源２１の出力電流ＩＩの大きさと同じである。つまり、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流ＬＩａ、ＬＩｂ、ＬＩｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【００８０】
このように、第１実施形態における非接触給電システム１によれば、スイッチ３３を短絡にすることで、短絡にしたスイッチ３３に対応するキャパシタ３５の充電のみを停止させ、他のキャパシタ３５に対する充電は、そのまま継続させることができる。
【００８１】
前述したように、第１実施形態における非接触給電システム１によれば、伝送ユニット２２を、高周波電源２１及び全ての送電コイルユニット２３が直列に接続されるように、高周波電源２１と一つの送電コイルユニット２３との間及び各送電コイルユニット２３の間にそれぞれ配置し、高周波電源２１及び送電コイルユニット２３の少なくともいずれかと接続させることができるとともに、自ユニットに高周波電力が入力されたときの位相を基準にして、高周波電力を出力するときの位相が１８０度となるように、高周波電力を伝送することができる。
【００８２】
これにより、高周波電源２１と各送電コイルユニット２３との間に敷設する伝送線路全体の長さを短くすることができるとともに、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさを揃えることができる。
【００８３】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。図４に示す第２実施形態における非接触給電システム１ｓが、前述した図１に示す第１実施形態における非接触給電システム１と異なる点は、受電コイルユニットの構成が異なる点、及び第１実施形態の電圧電流変換回路３２が省略されている点である。それ以外の構成については、第１実施形態における非接触給電システムの各構成と概ね同様である（その他の相違する部分については、いずれの構成を採用することとしてもよい）。したがって、各構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。以下においては、主に第１実施形態との相違点について説明する。
【００８４】
図４に示すように、非接触給電システム１ｓの受電コイルユニット３１ｓａ、３１ｓｂ、３１ｓｃは、例えば、複数ターンのソレノイドコイルからなるインダクタ３１１と、そのインダクタ３１１に並列に接続されたキャパシタ３１２ｓとの並列共振回路で構成される。
【００８５】
なお、受電コイルユニット３１ｓａ、３１ｓｂ、３１ｓｃは、以下において特に区別して記載する必要がない場合には、受電コイルユニット３１ｓと記載する。また、キャパシタ３１２ｓの替りに、インダクタ３１１に生ずる浮遊キャパシタンスを用いることとしてもよい。
【００８６】
第２実施形態における非接触給電システム１ｓは、磁界共鳴を用いたＳＰ（一次直列二次並列コンデンサ）方式であるため、送電コイル２３１の電流Ｉ1が定電流（一定）であり、送電コイル２３１と受電コイル３１１との間の相互インダクタンスＭが変動しない場合、受電コイルユニット３１ｓから出力される電流Ｉ2は、定電流（一定）になる。電流Ｉ1と電流Ｉ2との関係は、以下の式（７）のように表すことができる。ここで、ａは、ｎ1／ｎ2（ｎ1：送電コイル２３１の巻数、ｎ2：受電コイル３１１の巻数）であり、Ｌ2は、受電コイル３１１の自己インダクタンスである。
【００８７】
Ｉ2＝｛Ｍ／（ａ・Ｌ2）｝Ｉ1  …  式（７）
【００８８】
第２実施形態におけるスイッチ３３は、受電コイルユニット３１ｓの出力を短絡する。受電コイルユニット３１ｓの後段側に電流を供給する場合には、スイッチ３３を開放にし、受電コイルユニット３１ｓの後段側に電流を流さない場合には、スイッチ３３を短絡にする。
【００８９】
次に、図５を参照し、第２実施形態における非接触給電システム１ｓにおいて、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさが同じになり、各受電コイルユニット３１ｓから出力される電流の大きさが同じになり、各キャパシタ３５に充電される電流の大きさが同じになることについて説明する。
【００９０】
例示的に、非接触給電システム１ｓの動作をシミュレートする際の各構成要素の設定や条件等を以下のように定めた。高周波電源２１の出力を１３．５６ＭＨｚの高周波電力とする。３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃの回路定数、３つの受電コイルユニット３１ｓａ、３１ｓｂ、３１ｓｃの回路定数、及び３つの整流回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃの回路定数を、それぞれ同じ回路定数に設定する。３つのキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃのキャパシタンスを、それぞれ同じ容量とし、３つのキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃの初期充電電圧を、それぞれ異なる電圧に設定する。３つの伝送ユニット２２ａ、２２ｂ、２２ｃの伝送線路２２１の長さを、それぞれ異なる長さに設定する。３つの送電コイル２３１と３つの受電コイル３１１との間の結合係数を、それぞれ同じ結合係数に設定する。３つのスイッチ３３ａ、３３ｂ、３３ｃを、すべて開放にする。電子回路シミュレータとしてＬＴｓｐｉｃｅを使用する。
【００９１】
図５（Ａ）は、高周波電源２１に含まれるＦＥＴのドレイン電圧ＤＶ及びドレイン電流ＤＩを表すグラフである。
【００９２】
図５（Ｂ）は、高周波電源２１の出力電流ＩＩ及び送電コイルユニット２３ｂの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｂ、並びに送電コイルユニット２３ａの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉａ及び送電コイルユニット２３ｃの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｃを表すグラフである。
【００９３】
図５（Ｂ）に示すように、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃの大きさは、高周波電源２１の出力電流ＩＩの大きさと同じである。つまり、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃの大きさは、同じ大きさになる。
【００９４】
図５（Ｃ）は、受電コイルユニット３１ｓｂの出力電流Ｌ２Ｉｂ、並びに受電コイルユニット３１ｓａの出力電流Ｌ２Ｉａ及び受電コイルユニット３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉｃを表すグラフである。
【００９５】
図５（Ｃ）に示すように、３つの受電コイルユニット３１ｓａ、３１ｓｂ、３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉａ、Ｌ２Ｉｂ、Ｌ２Ｉｃの大きさは、同じ大きさになる。
【００９６】
図５（Ｄ）は、キャパシタ３５ａの充電電流ＣＩａ、キャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂ及びキャパシタ３５ｃの充電電流ＣＩｃを表すグラフである。
【００９７】
図５（Ｄ）に示すように、３つのキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃの充電電流ＣＩａ、ＣＩｂ、ＣＩｃの大きさは、同じ大きさになる。
【００９８】
このように、第２実施形態における非接触給電システム１ｓによれば、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさを同じ大きさにし、各受電コイルユニット３１ｓから出力される電流の大きさを同じ大きさにし、各キャパシタ３５に充電される電流の大きさを同じ大きさにすることができる。
【００９９】
次に、図６を参照し、前述した図４に示す状態から、中段の受電システム３にあるスイッチ３３ｂを短絡にした場合に、各送電コイルユニット２３に流れる電流、各受電コイルユニット３１ｓから出力される電流及び各キャパシタ３１２に充電される電流が、どのようになるのかについて説明する。
【０１００】
図６（Ａ）は、高周波電源２１に含まれるＦＥＴのドレイン電圧ＤＶ及びドレイン電流ＤＩを表すグラフである。
【０１０１】
図６（Ｂ）は、高周波電源２１の出力電流ＩＩ及び送電コイルユニット２３ｂの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｂ、並びに送電コイルユニット２３ａの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉａ及び送電コイルユニット２３ｃの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｃを表すグラフである。
【０１０２】
図６（Ｂ）に示すように、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃの大きさは、高周波電源２１の出力電流ＩＩの大きさと同じである。つまり、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【０１０３】
図６（Ｃ）は、受電コイルユニット３１ｓｂの出力電流Ｌ２Ｉｂ、並びに受電コイルユニット３１ｓａの出力電流Ｌ２Ｉａ及び受電コイルユニット３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉｃを表すグラフである。
【０１０４】
図６（Ｃ）に示すように、スイッチ３３ｂを短絡にした中段の受電コイルユニット３１ｓｂの出力電流Ｌ２Ｉｂは０となる。一方、残りの２つの受電コイルユニット３１ｓａ、３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉａ、Ｌ２Ｉｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【０１０５】
図６（Ｄ）は、キャパシタ３５ａの充電電流ＣＩａ及びキャパシタ３５ｃの充電電流ＣＩｃ、並びにキャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂを表すグラフである。
【０１０６】
図６（Ｄ）に示すように、スイッチ３３ｂを短絡にした中段のキャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂは０となる。一方、残りの２つのキャパシタ３５ａ、３５ｃの充電電流ＣＩａ、ＣＩｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【０１０７】
このように、第２実施形態における非接触給電システム１ｓによれば、スイッチ３３を短絡にすることで、短絡にしたスイッチ３３に対応するキャパシタ３５の充電のみを停止させ、他のキャパシタ３５に対する充電は、そのまま継続させることができる。
【０１０８】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について説明する。図７に示す第３実施形態における非接触給電システム１ｔが、前述した図４に示す第２実施形態における非接触給電システム１ｓと異なる点は、伝送ユニット２２のＬＣ回路の構成が異なる点である。それ以外の構成については、第２実施形態における非接触給電システムの各構成と同様である。したがって、各構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。以下においては、主に第２実施形態との相違点について説明する。
【０１０９】
図７に示すように、非接触給電システム１ｔにおける伝送ユニット２２のＬＣ回路２２２ｔは、例えば、二つのコイル２２２４、２２２５及び一つコンデンサ２２２６を用いたＬ−Ｃ−Ｌ構成のＴ型回路である。
【０１１０】
次に、図８を参照し、第３実施形態における非接触給電システム１ｔにおいて、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさが同じになり、各受電コイルユニット３１ｓから出力される電流の大きさが同じになり、各キャパシタ３５に充電される電流の大きさが同じになることについて説明する。
【０１１１】
ここで、非接触給電システム１ｔの動作をシミュレートする際の各構成要素の設定や条件等は、前述した第２実施形態における非接触給電システム１ｓと同様であるため、その説明は省略する。
【０１１２】
図８（Ａ）は、高周波電源２１に含まれるＦＥＴのドレイン電圧ＤＶ及びドレイン電流ＤＩを表すグラフである。
【０１１３】
図８（Ｂ）は、高周波電源２１の出力電流ＩＩ及び送電コイルユニット２３ｂの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｂ、並びに送電コイルユニット２３ａの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉａ及び送電コイルユニット２３ｃの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｃを表すグラフである。
【０１１４】
図８（Ｂ）に示すように、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃの大きさは、高周波電源２１の出力電流ＩＩの大きさと同じである。つまり、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃの大きさは、同じ大きさになる。
【０１１５】
図８（Ｃ）は、受電コイルユニット３１ｓｂの出力電流Ｌ２Ｉｂ、並びに受電コイルユニット３１ｓａの出力電流Ｌ２Ｉａ及び受電コイルユニット３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉｃを表すグラフである。
【０１１６】
図８（Ｃ）に示すように、３つの受電コイルユニット３１ｓａ、３１ｓｂ、３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉａ、Ｌ２Ｉｂ、Ｌ２Ｉｃの大きさは、同じ大きさになる。
【０１１７】
図８（Ｄ）は、キャパシタ３５ａの充電電流ＣＩａ、キャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂ及びキャパシタ３５ｃの充電電流ＣＩｃを表すグラフである。
【０１１８】
図８（Ｄ）に示すように、３つのキャパシタ３５ａ、３５ｂ、３５ｃの充電電流ＣＩａ、ＣＩｂ、ＣＩｃの大きさは、同じ大きさになる。
【０１１９】
このように、第３実施形態おける非接触給電システム１ｔによれば、各送電コイルユニット２３に流れる電流の大きさを同じ大きさにし、各受電コイルユニット３１ｓから出力される電流の大きさを同じ大きさにし、各キャパシタ３５に充電される電流の大きさを同じ大きさにすることができる。
【０１２０】
次に、図９を参照し、前述した図７に示す状態から、中段の受電システム３にあるスイッチ３３ｂを短絡にした場合に、各送電コイルユニット２３に流れる電流、各受電コイルユニット３１ｓから出力される電流及び各キャパシタ３１２に充電される電流が、どのようになるのかについて説明する。
【０１２１】
図９（Ａ）は、高周波電源２１に含まれるＦＥＴのドレイン電圧ＤＶ及びドレイン電流ＤＩを表すグラフである。
【０１２２】
図９（Ｂ）は、高周波電源２１の出力電流ＩＩ及び送電コイルユニット２３ｂの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｂ、並びに送電コイルユニット２３ａの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉａ及び送電コイルユニット２３ｃの送電コイル２３１に流れる電流Ｌ１Ｉｃを表すグラフである。
【０１２３】
図９（Ｂ）に示すように、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃの大きさは、高周波電源２１の出力電流ＩＩの大きさと同じである。つまり、３つの送電コイルユニット２３ａ、２３ｂ、２３ｃに流れる電流Ｌ１Ｉａ、Ｌ１Ｉｂ、Ｌ１Ｉｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【０１２４】
図９（Ｃ）は、受電コイルユニット３１ｓｂの出力電流Ｌ２Ｉｂ、並びに受電コイルユニット３１ｓａの出力電流Ｌ２Ｉａ及び受電コイルユニット３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉｃを表すグラフである。
【０１２５】
図９（Ｃ）に示すように、スイッチ３３ｂを短絡にした中段の受電コイルユニット３１ｓｂの出力電流Ｌ２Ｉｂは０となる。一方、残りの２つの受電コイルユニット３１ｓａ、３１ｓｃの出力電流Ｌ２Ｉａ、Ｌ２Ｉｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【０１２６】
図９（Ｄ）は、キャパシタ３５ａの充電電流ＣＩａ及びキャパシタ３５ｃの充電電流ＣＩｃ、並びにキャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂを表すグラフである。
【０１２７】
図９（Ｄ）に示すように、スイッチ３３ｂを短絡にした中段のキャパシタ３５ｂの充電電流ＣＩｂは０となる。一方、残りの２つのキャパシタ３５ａ、３５ｃの充電電流ＣＩａ、ＣＩｃは、互いに同じ大きさとなる状態が維持される。
【０１２８】
このように、第３実施形態における非接触給電システム１ｔによれば、スイッチ３３を短絡にすることで、短絡にしたスイッチ３３に対応するキャパシタ３５の充電のみを停止させ、他のキャパシタ３５に対する充電は、そのまま継続させることができる。
【０１２９】
［変形例］
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。各実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【０１３０】
例えば、前述した各実施形態では、伝送ユニット２２を構成する伝送線路２２１の長さが、高周波電源２１から出力される周波数の１／２波長よりも短い場合について説明しているが、伝送線路２２１の長さを、１／２波長よりも長くした場合にも、本発明を適用することができる。具体的に、伝送線路２２１の長さを、１／２波長よりも長くした場合に、伝送ユニット２２は、高周波電力が自伝送ユニット２２に入力されたときの電流の位相を基準とし、高周波電力を出力するときの電流の位相が１８０度の整数倍となるように、高周波電力を伝送することとすればよい。
【０１３１】
これにより、高周波電源２１に接続する送電コイルユニット２３が、高周波電源２１から遠くに離れている場合に、高周波電源２１から出力される周波数の１／２波長よりも長い伝送線路２２１を用いて伝送ユニット２２を構成することが可能となる。
【０１３２】
例えば、伝送線路２２１の長さを、高周波電源２１から出力される周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の３／４波長分の長さ（約１６．５ｍ）とした場合、伝送線路２２１に入力された電流の位相を基準にすると、出力するときの電流の位相は２７０度となる。この場合、伝送ユニット２２は、入力されたときの電流の位相を基準にして、出力されるときの電流の位相が３６０度（１８０度の２倍）となるように、高周波電力を伝送する。この場合、ＬＣ回路２２２は、残りの９０度（１／４波長）分を補足する。
【０１３３】
同様に、伝送線路２２１の長さを、高周波電源２１から出力される周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の５／４波長分の長さ（約２７．５ｍ）とした場合、伝送線路２２１に入力された電流の位相を基準にすると、出力するときの電流の位相は４５０度となる。この場合、伝送ユニット２２は、入力されたときの電流の位相を基準にして、出力されるときの電流の位相が５４０度（１８０度の３倍）となるように、高周波電力を伝送する。この場合、ＬＣ回路２２２は、残りの９０度（１／４波長）分を補足する。
【符号の説明】
【０１３４】
１…非接触給電システム、２…送電システム、３…受電システム、２１…高周波電源、２２…伝送ユニット、２３…送電コイルユニット、３１…受電コイルユニット、３２…電圧電流変換回路、３３…スイッチ、３４…整流回路、３５…キャパシタ、２２１…伝送線路、２２２…ＬＣ回路、２３１…インダクタ（送電コイル）、２３２…キャパシタ（共振コンデンサ）、３１１…インダクタ（受電コイル）、３１２…キャパシタ（共振コンデンサ）、３２１、３２２…コイル、３２３…コンデンサ、２２２１…コイル、２２２２、２２２３…コンデンサ、２２２４、２２２５…コイル、２２２６…コンデンサ
【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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