(57)【要約】【課題】送電装置から非接触で受電する非接触受電装置において、整流回路出力側の過電圧を抑制するとともに、受電部に過電流・過電圧が生じるのを抑制する。【解決手段】受電部は、直列接続された受電コイル１０１とキャパシタ１０２とを含む。整流回路１０５は、上アームを構成するダイオード１１１，１１２と、下アームを構成するＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４とを含む。受電異常が発生すると、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４がオンされ、整流回路１０５の入力端間が短絡される。ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は、ゲート電圧からゲートしきい値電圧を差引いた電圧値がドレイン−ソース間電圧よりも小さくなるゲート電圧で駆動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電装置から非接触で受電する非接触受電装置であって、
前記送電装置から磁界を通じて非接触で受電するように構成された受電部を備え、
前記受電部は、直列接続された受電コイルとキャパシタとを含み、さらに、
前記受電部によって受電された交流電力を整流するように構成された整流回路と、
受電異常の発生時に前記整流回路の入力端間を短絡する短絡手段とを備え、
前記短絡手段は、電界効果トランジスタを含み、
前記電界効果トランジスタは、ゲート−ソース間電圧からゲートしきい値電圧を差引いた電圧値がドレイン−ソース間電圧よりも小さくなるゲート電圧で駆動される、非接触受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、送電装置から非接触で受電する非接触受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムが知られている（たとえば特許文献１〜５参照）。このような電力伝送システムについて、特開平１１−２７８７０号公報（特許文献６）には、受電装置において電池の充電電圧が異常に上昇した場合に、電圧上昇から回路素子を保護可能な受電装置が開示されている。この受電装置では、整流回路の下アームがトランジスタで構成され、整流回路の出力電圧が基準電圧に達すると、トランジスタがオンされる。これにより、受電コイルの両端が短絡され、整流回路の出力電圧が零となるので、電圧上昇から回路素子が保護される（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５４８１５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４６１５４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４６１４８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１０８２２号公報
【特許文献５】特開２０１３−１２６３２７号公報
【特許文献６】特開平１１−２７８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
受電コイルにキャパシタを直列に接続して力率を改善する力率補償方式（Ｓ方式）の受電装置に、特許文献６に記載の構成を適用する場合、電圧上昇の異常時に整流回路のトランジスタをオンさせることによって整流回路出力側の過電圧は抑制できるけれども、受電コイルとキャパシタとの共振状態は維持される。これにより、受電コイル及びキャパシタ（以下、纏めて「受電部」と称する場合がある。）に過電流・過電圧が生じ、絶縁故障に至る可能性がある。この場合、送電装置からの送電停止を待つことも考えられるが、送電装置での送電停止処理に時間がかかり、受電部の過電流・過電圧を抑制できない可能性がある。
【０００５】
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、送電装置から非接触で受電する非接触受電装置において、整流回路出力側の過電圧を抑制するとともに、受電部に過電流・過電圧が生じるのを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における非接触受電装置は、送電装置から非接触で受電する非接触受電装置であって、送電装置から磁界を通じて非接触で受電するように構成された受電部を備える。受電部は、直列接続された受電コイルとキャパシタとを含む。非接触受電装置は、さらに、受電部によって受電された交流電力を整流するように構成された整流回路と、受電異常の発生時に整流回路の入力端間を短絡する短絡手段とを備える。短絡手段は、電界効果トランジスタ（以下「ＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）」と称する。）を含む。ＭＯＳＦＥＴは、ゲート−ソース間電圧からゲートしきい値電圧を差引いた電圧値がドレイン−ソース間電圧よりも小さくなるゲート電圧で駆動される。
【０００７】
この非接触受電装置においては、受電異常が発生すると、ＭＯＳＦＥＴが駆動されることによって整流回路の入力端間が短絡される。このとき、ＭＯＳＦＥＴは、ゲート−ソース間電圧からゲートしきい値電圧を差引いた電圧値がドレイン−ソース間電圧よりも小さくなるゲート電圧で駆動されるので、ＭＯＳＦＥＴは飽和領域で作動する。これにより、ＭＯＳＦＥＴが線形領域で作動する場合に比べてＭＯＳＦＥＴのオン抵抗が高くなり、短絡経路の抵抗を大きくすることができる。その結果、受電部の受電コイルとキャパシタとの共振状態が抑制され、受電部に過電流・過電圧が生じるのを抑制することができる。また、整流回路の入力端間が短絡されるので、整流回路出力側の過電圧も抑制される。このように、この非接触受電装置によれば、整流回路出力側の過電圧を抑制するとともに、受電部の電流及び電圧を抑制することができる。
【０００８】
短絡手段は、整流回路の下アームをＭＯＳＦＥＴで構成することにより実現されてもよい。これにより、機械式のリレー等に比べて短絡動作移行までの時間を短くすることができ、受電部を良好に保護することができる。また、整流回路の入力端間を短絡する回路を別途設けることなく、整流回路の入力端間を短絡させることができる。さらに、１つの絶縁ドライバで各トランジスタを駆動することにより、非接触受電装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示における非接触受電装置によれば、整流回路出力側の過電圧を抑制するとともに、受電部に過電流・過電圧が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態に従う非接触受電装置が適用される電力伝送システムの全体構成図である。
【図２】ＭＯＳＦＥＴの作動領域を説明するための図である。
【図３】ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗について、ＭＯＳＦＥＴが線形領域で作動するときと飽和領域で作動するときとを比較した図である。
【図４】受電装置の制御部により実行される処理の手順の一例を示したフローチャートである。
【図５】整流回路の出力電圧の推移の一例を示した図である。
【図６】受電コイルに流れる電流の推移の一例を示した図である。
【図７】受電コイルに生じる電圧の推移の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
図１は、本開示の実施の形態に従う非接触受電装置が適用される電力伝送システムの全体構成図である。図１を参照して、この電力伝送システム１０は、受電装置１００と、送電装置２００とを備える。受電装置１００は、たとえば、送電装置２００から供給され蓄えられた電力を用いて走行可能な車両等に搭載され得る。
【００１３】
以下では、受電装置１００は、車両に搭載されるものとして説明する。この実施の形態では、受電装置１００が搭載される車両は、さらに、蓄電装置３００と、リレー回路４００と、車両ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）５００と、通信部７００とを備えている。
【００１４】
受電装置１００は、受電コイル１０１と、キャパシタ１０２，１０３，１０６と、インダクタ１０４と、整流回路１０５とを含む。
【００１５】
受電コイル１０１及びキャパシタ１０２は、「受電部」の一実施例を構成する。受電コイル１０１は、送電装置２００の送電コイル２０１（後述）から磁界を通じて非接触で受電する。キャパシタ１０２は、受電電力の力率を補償するために設けられ、受電コイル１０１に直列に接続される。受電コイル１０１及びキャパシタ１０２は、共振回路を形成し、形成される共振回路の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。なお、このように、受電コイル１０１にキャパシタ１０２を直列に接続して力率を改善する力率補償方式は「Ｓ方式」とも称される。
【００１６】
キャパシタ１０３及びインダクタ１０４は、受電コイル１０１及びキャパシタ１０２によって構成される受電部と整流回路１０５との間に設けられる「フィルタ回路」を構成する。キャパシタ１０３は、上記受電部の両端間に接続される。インダクタ１０４は、キャパシタ１０３の一端と整流回路１０５との間に接続される。キャパシタ１０３及びインダクタ１０４は、ＬＣ回路を形成しており、受電コイル１０１による受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。
【００１７】
整流回路１０５は、受電コイル１０１によって受電された交流電力を整流して蓄電装置３００へ出力する。整流回路１０５は、ダイオード１１１，１１２と、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４とを含む。ダイオード１１１，１１２は上アームを構成し、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は下アームを構成する。
【００１８】
すなわち、ダイオード１１１，１１２の各カソードは、リレー回路４００を介して蓄電装置３００の正極に接続され、ダイオード１１１，１１２のアノードは、それぞれＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のドレインに接続され、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４の各ソースは、リレー回路４００を介して蓄電装置３００の負極に接続される。ダイオード１１１とＭＯＳＦＥＴ１１３との接続点、及びダイオード１１２とＭＯＳＦＥＴ１１４との接続点に、キャパシタ１０３及びインダクタ１０４から成るフィルタ回路が接続される。
【００１９】
ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は、絶縁ドライバ１４０（後述）によって同時に駆動される。ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４がオンされると、整流回路１０５の入力端間が短絡される。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は、整流回路１０５の入力端間を短絡可能な「短絡手段」の一実施例を構成する。ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４の動作については、後ほど詳しく説明する。キャパシタ１０６は、整流回路１０５の出力側に設けられ、整流回路１０５によって整流された直流電力を平滑化する。
【００２０】
整流回路１０５によって整流された電力は、蓄電装置３００に蓄えられる。蓄電装置３００は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池を含んで構成される。蓄電装置３００は、整流回路１０５から出力される電力を蓄え、その蓄えられた電力を図示しないインバータ及び走行用モータ等の駆動装置等へ供給する。なお、蓄電装置３００として電気二重層キャパシタ等も採用可能である。リレー回路４００は、受電装置１００と蓄電装置３００との間に設けられ、受電装置１００による蓄電装置３００の充電時にオン（導通状態）にされる。
【００２１】
車両ＥＣＵ５００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両における各機器の制御を行なう。一例として、車両ＥＣＵ５００は、車両の走行制御や、受電装置１００による蓄電装置３００の充電制御等を実行する。これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２２】
通信部７００は、送電装置２００の通信部と無線通信可能に構成される。そして、車両ＥＣＵ５００は、送電装置２００から受電装置１００への送電が実行される際は、通信部７００を用いて送電装置２００と通信を行ない、送電装置２００からの送電の開始／停止や受電装置１００の受電状況等の情報を送電装置２００とやり取りする。
【００２３】
受電装置１００は、電圧検出部１２０と、制御部１３０と、絶縁ドライバ１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０と、補機バッテリ１６０とをさらに含む。電圧検出部１２０は、整流回路１０５の出力電圧Ｖｏを検出し、その検出値を制御部１３０へ出力する。
【００２４】
制御部１３０は、マイコンや入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、受電装置１００の出力電圧が上昇する等の受電異常が検出された場合に、マイコン内のメモリに予め格納されたプログラムに従って所定の処理を実行する。具体的には、制御部１３０は、受電装置１００による受電中に受電異常が検知された場合に、整流回路１０５のＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４をオンさせるように絶縁ドライバ１４０へ指令を出力する。このとき、制御部１３０は、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が飽和領域で作動するように、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のゲート電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電圧を制御する。制御部１３０により実行される処理については、後ほど詳しく説明する。なお、制御部１３０により実行される処理は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２５】
絶縁ドライバ１４０は、絶縁型のゲート駆動回路であり、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を駆動するための電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１５０から受ける。そして、絶縁ドライバ１４０は、制御部１３０からの制御信号に従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０から受ける電圧を各ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のゲートへ出力することにより、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を同時に駆動する。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０は、低圧電源（たとえば１２Ｖ電源）の補機バッテリ１６０から電力を受け、絶縁ドライバ１４０によりＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を駆動するときのゲート電圧を生成して絶縁ドライバ１４０へ出力する。詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０は、絶縁ドライバ１４０によるＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４の駆動時にＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が飽和領域で作動するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電圧を制御する。この点については、後ほど詳しく説明する。
【００２７】
一方、送電装置２００は、送電コイル２０１と、キャパシタ２０２，２０３と、インダクタ２０４と、インバータ２１０と、力率改善（ＰＦＣ（Power  Factor  Correction））回路２２０と、送電ＥＣＵ２３０と、通信部２４０とを含む。
【００２８】
ＰＦＣ回路２２０は、商用系統電源等の交流電源６００から受ける電力を整流及び昇圧してインバータ２１０へ供給するとともに、入力電流を正弦波に近づけることで力率を改善することができる。このＰＦＣ回路２２０には、公知の種々のＰＦＣ回路を採用し得る。なお、ＰＦＣ回路２２０に代えて、力率改善機能を有しない整流器を採用してもよい。
【００２９】
インバータ２１０は、送電ＥＣＵ２３０からの制御信号に従って、ＰＦＣ回路２２０から受ける直流電力を、所定の周波数（たとえば数十ｋＨｚ）を有する送電電力（交流）に変換する。インバータ２１０は、たとえば単相フルブリッジ回路によって構成される。キャパシタ２０３及びインダクタ２０４は、ＬＣ回路を形成し、インバータ２１０から発生する高調波ノイズを抑制するフィルタとして機能する。
【００３０】
送電コイル２０１及びキャパシタ２０２は、受電装置１００の受電コイル１０１へ非接触で送電する「送電部」を構成する。送電コイル２０１は、インバータ２１０により生成される交流電力をインバータ２１０から受け、送電コイル２０１の周囲に生成される磁界を通じて、受電装置１００の受電コイル１０１へ非接触で送電する。キャパシタ２０２は、送電電力の力率を補償するために設けられ、送電コイル２０１に直列に接続される。送電コイル２０１及びキャパシタ２０２は共振回路を形成し、形成される共振回路のＱ値は１００以上であることが好ましい。
【００３１】
送電ＥＣＵ２３０は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、送電装置２００における各種機器の制御を行なう。たとえば、送電ＥＣＵ２３０は、送電装置２００から受電装置１００への電力伝送の実行時に、所定の周波数を有する送電電力をインバータ２１０が生成するようにインバータ２１０のスイッチング制御を行なう。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３２】
通信部２４０は、受電装置１００が搭載される車両の通信部７００と無線通信可能に構成される。通信部２４０は、電力伝送の開始／停止に関する情報を車両側とやり取りしたり、受電装置１００の受電状況（受電電圧や受電電流、受電電力等）を車両から受信したりする。
【００３３】
この電力伝送システム１０においては、送電装置２００において、インバータ２１０から送電コイル２０１へ、所定の周波数を有する交流電力が供給される。送電コイル２０１に交流電力が供給されると、送電コイル２０１と受電装置１００の受電コイル１０１との間に形成される磁界を通じて、送電コイル２０１から受電コイル１０１へエネルギー（電力）が移動する。受電コイル１０１へ移動したエネルギー（電力）は、整流回路１０５を通じて蓄電装置３００へ供給される。
【００３４】
送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて、受電装置（整流回路）の出力電圧が異常に上昇する等の受電異常が発生した場合に、受電装置を保護する対策として、整流回路の下アームをＭＯＳＦＥＴで構成し、受電装置（整流回路）の出力が過電圧となった場合に上記ＭＯＳＦＥＴをオンさせることが考えられる。
【００３５】
しかしながら、上記の受電装置１００のようなＳ方式の受電装置に上記の手法を適用する場合、整流回路のＭＯＳＦＥＴをオンさせることによって整流回路出力側の過電圧は抑制できるけれども、受電コイルとキャパシタとの共振状態が維持される可能性がある。これにより、受電コイル及びキャパシタ（受電部）に過電流・過電圧が生じ、絶縁故障に至る可能性がある。この場合、送電装置からの送電停止を待つことも考えられるが、送電装置での送電停止処理に時間がかかり、受電部の過電流・過電圧を抑制できない可能性がある。
【００３６】
そこで、本実施の形態に従う受電装置１００では、整流回路１０５の出力が過電圧となるような受電異常が発生すると、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が駆動されることによって整流回路１０５の入力端間が短絡される。このとき、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は、ゲート−ソース間電圧（以下「ゲート電圧Ｖｇｓ」とも称する。）からゲートしきい値電圧Ｖｔを差引いた電圧値（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓよりも小さくなるゲート電圧Ｖｇｓで駆動される。
【００３７】
図２は、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４の作動領域を説明するための図である。図２を参照して、横軸は、ゲート電圧Ｖｇｓからゲートしきい値電圧Ｖｔを差引いた電圧値（Ｖｇｓ−Ｖｔ）を示す。縦軸は、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを示す。
【００３８】
（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がＶｄｓよりも高い場合は、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は線形領域で作動する。一方、（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がＶｄｓよりも低い場合は、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は飽和領域で作動する。なお、線形領域とは、Ｖｄｓとともにドレイン電流Ｉｄｓが増加する領域であり、飽和領域とは、Ｖｄｓとは無関係にゲート電圧Ｖｇｓだけで定まる定電流特性を示す領域である。
【００３９】
図３は、線形領域におけるＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のオン抵抗と、飽和領域におけるＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のオン抵抗との比較例を示した図である。図３を参照して、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が飽和領域で作動するときのオン抵抗は、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が線形領域で作動するときのオン抵抗よりも高い。
【００４０】
上述のように、本実施の形態に従う受電装置１００では、受電異常が発生すると、（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がＶｄｓよりも小さくなるゲート電圧ＶｇｓでＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が駆動されるので、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は飽和領域で作動する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が線形領域で作動する場合に比べてＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のオン抵抗が高くなり、短絡経路の抵抗を大きくすることができる。その結果、受電コイル１０１とキャパシタ１０２との共振状態が抑制され、受電部に過電流・過電圧が生じるのを抑制することができる。また、整流回路１０５の入力端間が短絡されるので、整流回路１０５の出力側の過電圧も抑制される。
【００４１】
再び図１を参照して、受電装置１００での受電異常の発生時に、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４について（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がＶｄｓよりも小さくなるゲート電圧ＶｇｓでＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が駆動されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０は、その出力電圧を制御する。たとえば、図示しない電圧センサによって各ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ及びゲート電圧Ｖｇｓが検出され、（Ｖｇｓ−Ｖｔ）の値がＶｄｓよりも小さくなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電圧が制御される。或いは、ゲート電圧Ｖｇｓがゲートしきい値電圧Ｖｔよりも少しだけ高くなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電圧を一定に制御してもよい。この場合、Ｖｄｓが高ければ、（Ｖｇｓ−Ｖｔ）の値がＶｄｓよりも小さくなるのでＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を飽和領域で作動させることができる。
【００４２】
図４は、受電装置１００の制御部１３０により実行される処理の手順の一例を示したフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、受電装置１００による蓄電装置３００の充電中に、所定時間毎又は所定の条件が成立する毎に繰返し実行される。
【００４３】
図４を参照して、制御部１３０は、電圧検出部１２０から整流回路１０５の出力電圧Ｖｏの検出値を取得し、出力電圧Ｖｏがしきい値Ｖｔｈよりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０）。このしきい値Ｖｔｈは、整流回路１０５の出側において過電圧が生じているか否かを判定するためのしきい値であり、たとえば、蓄電装置３００の上限電圧とキャパシタ１０６の耐電圧との範囲内において適宜設定される。
【００４４】
ステップＳ１０において出力電圧Ｖｏがしきい値Ｖｔｈ以下であると判定された場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御部１３０は、蓄電装置３００の充電異常を示す充電異常信号を車両ＥＣＵ５００から受信したか否かを判定する（ステップＳ２０）。車両ＥＣＵ５００は、蓄電装置３００の充電中に、たとえば、整流回路１０５の出力電圧Ｖｏや充電電流を監視するとともに、電圧検出部１２０の異常等も監視している。そして、車両ＥＣＵ５００は、電圧或いは電流の異常や電圧検出部１２０の異常等を検知すると、充電異常信号を生成して制御部１３０へ出力する。
【００４５】
ステップＳ２０において車両ＥＣＵ５００から充電異常信号を受信していないと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、制御部１３０は、ステップＳ３０以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
【００４６】
ステップＳ１０において整流回路１０５の出力電圧Ｖｏがしきい値Ｖｔｈよりも高いと判定された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、又はステップＳ２０において車両ＥＣＵ５００から充電異常信号を受信したと判定された場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御部１３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電圧を以下のように制御する。すなわち、制御部１３０は、絶縁ドライバ１４０によるＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４の駆動時に、（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がＶｄｓよりも低くなるゲート電圧ＶｇｓでＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が駆動されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電圧を制御する（ステップＳ２５）。
【００４７】
そして、制御部１３０は、整流回路１０５のＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を作動させる（オンさせる）ための短絡動作駆動信号を生成して絶縁ドライバ１４０へ出力する（ステップＳ３０）。そうすると、絶縁ドライバ１４０によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電圧がゲート電圧ＶｇｓとしてＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４の各ゲートへ供給され、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が飽和領域で作動（オン）する。これにより、整流回路１０５の入力端間が短絡され、受電部（受電コイル１０１及びキャパシタ１０２）に過電流・過電圧が生じるのを抑制することができる。
【００４８】
短絡動作駆動信号が絶縁ドライバ１４０へ出力された後、制御部１３０は、送電装置２００からの送電の停止を指示する送電停止信号を送電装置２００へ送信するように車両ＥＣＵ５００へ指示する（ステップＳ４０）。これにより、通信部７００によって送電装置２００へ送電停止指令が送信される。
【００４９】
次いで、制御部１３０は、短絡動作駆動信号を絶縁ドライバ１４０へ出力してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５０）。この所定時間は、たとえば、送電装置２００において送電停止指令が受信され、送電停止指令に従って送電ＥＣＵ２３０がインバータ２１０へ駆動停止信号を出力し、送電コイル２０１からの送電が停止されるまでに要する最大時間（予測値）以上に設定される。
【００５０】
そして、ステップＳ５０において、短絡動作駆動信号が絶縁ドライバ１４０へ出力されてから所定時間が経過したと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、制御部１３０は、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４をオフさせるための短絡動作停止信号を生成して絶縁ドライバ１４０へ出力する（ステップＳ６０）。
【００５１】
図５は、整流回路１０５の出力電圧Ｖｏの推移の一例を示した図である。図５を参照して、時刻ｔ０からｔ１の期間では、受電異常（過電圧や充電異常）は発生しておらず、正常に蓄電装置３００の充電が行なわれている。
【００５２】
時刻ｔ１において、受電異常が発生し、出力電圧Ｖｏが上昇している。時刻ｔ２において、出力電圧Ｖｏがしきい値Ｖｔｈを超えると、整流回路１０５のＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４がオンされる。これにより、整流回路１０５の入力端間が短絡され、時刻ｔ２以降の出力電圧Ｖｏの上昇が抑制されている。
【００５３】
図６は、受電コイル１０１に流れる電流の推移の一例を示した図である。この図６では、定格電力で蓄電装置３００が充電されているとき（正常動作時）に対する電流増加比が示されている。図６において、実線は、本実施の形態における受電コイル１０１に流れる電流を示す。点線は、比較例として、受電異常が発生した場合に整流回路１０５のＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を線形領域で作動させる場合の電流推移を示す。
【００５４】
図６を参照して、時刻ｔ０からｔ１の期間では、受電装置１００により蓄電装置３００が定格電力で充電されている（正常動作）。時刻ｔ１において、受電異常が発生し、時刻ｔ２において、出力電圧Ｖｏがしきい値Ｖｔｈを超えることによりＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４がオンされる。
【００５５】
本実施の形態では、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を飽和領域で作動させることにより、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を線形領域で作動させる比較例に対して、受電コイル１０１に流れる電流のピークが約２６％低下している。これにより、受電コイル１０１の過電流を抑制することができる。
【００５６】
図７は、受電コイル１０１に生じる電圧の推移の一例を示した図である。この図７では、定格電力で蓄電装置３００が充電されているとき（正常動作時）に対する電圧増加比が示されている。図７において、実線は、本実施の形態における受電コイル１０１に生じる電圧を示す。点線は、比較例として、受電異常が発生した場合に整流回路１０５のＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を線形領域で作動させる場合の電圧の推移を示す。
【００５７】
図７を参照して、時刻ｔ０からｔ１の期間では、受電装置１００により蓄電装置３００が定格電力で充電されている（正常動作）。時刻ｔ１において、受電異常が発生し、時刻ｔ２において、出力電圧Ｖｏがしきい値Ｖｔｈを超えることによりＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４がオンされる。
【００５８】
本実施の形態では、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を飽和領域で作動させることにより、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を線形領域で作動させる比較例に対して、受電コイル１０１に生じる電圧のピークが約２５％低下している。これにより、受電コイル１０１の過電圧を抑制することができる。
【００５９】
以上のように、この実施の形態においては、整流回路１０５の下アームがＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４によって構成され、受電異常が発生すると、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が駆動されることによって整流回路１０５の入力端間が短絡される。このとき、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は、（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がＶｄｓよりも低くなるゲート電圧Ｖｇｓで駆動されるので、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４は飽和領域で作動する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４が線形領域で作動する場合に比べてＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４のオン抵抗が高くなり、短絡経路の抵抗を大きくすることができる。その結果、受電コイル１０１とキャパシタ１０２との共振状態が抑制され、受電コイル１０１及びキャパシタ１０２に過電流・過電圧が生じるのを抑制することができる。また、整流回路１０５の入力端間が短絡されるので、整流回路１０５の出力側の過電圧も抑制される。このように、この実施の形態によれば、整流回路１０５の出力側の過電圧を抑制するとともに、受電部の電流及び電圧を抑制することができる。
【００６０】
また、この実施の形態では、受電異常の発生時に整流回路１０５の入力端間を短絡する短絡手段は、整流回路１０５の下アームをＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４で構成することにより実現される。これにより、短絡手段を機械式のリレーで構成する場合に比べて短絡動作移行までの時間を短くすることができ、受電部を良好に保護することができる。また、整流回路１０５の入力端間を短絡する回路を別途設けることなく、整流回路１０５の入力端間を短絡させることができる。さらに、１つの絶縁ドライバ１４０で各ＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４を駆動することにより、受電装置１００を小型化することができる。
【００６１】
なお、上記の実施の形態では、短絡手段は、整流回路１０５のＭＯＳＦＥＴ１１３，１１４によって構成されるものとしたが、短絡手段は、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。たとえば、整流回路は、４つのダイオードから成るダイオードブリッジ回路によって構成し、整流回路１０５の入力側に整流回路１０５の入力端間を短絡可能なＭＯＳＦＥＴを設けてもよい。そして、受電異常の発生時に、そのＭＯＳＦＥＴを、（Ｖｇｓ−Ｖｔ）がＶｄｓよりも低くなるゲート電圧Ｖｇｓで駆動するようにしてもよい。
【００６２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１０  電力伝送システム、１００  受電装置、１０１  受電コイル、１０２，１０３，１０６，２０２，２０３  キャパシタ、１０４，２０４  インダクタ、１０５  整流回路、１１１，１１２  ダイオード、１１３，１１４  ＭＯＳＦＥＴ、１２０  電圧検出部、１３０  制御部、１４０  絶縁ドライバ、１５０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６０  補機バッテリ、２００  送電装置、２０１  送電コイル、２１０  インバータ、２２０  ＰＦＣ回路、２３０  送電ＥＣＵ、２４０，７００  通信部、３００  蓄電装置、４００  リレー回路、５００  車両ＥＣＵ、６００  交流電源。
【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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