(57)【要約】【課題】非接触での電力伝送時に発生する電磁界の強度を抑制しつつ、受電側装置におけるリップルを抑制する。【解決手段】給電装置（１００、１００ａ）は、受電側装置（２００）に対して非接触で電力伝送を実行可能な非接触給電装置である。該給電装置は、受電側装置が備える受電部（２１０）と空間を隔てて対向配置される送電部（１１０）と、該送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調手段（１４０）と、該周波数変調手段により入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、入力電力に係る電圧である入力電圧を制御する制御手段（１５０、１６０）と、を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能な非接触給電装置であって、
前記受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部と、
前記送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調手段と、
前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、前記受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、前記入力電力に係る電圧である入力電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記変調された周波数に基づいて、前記出力電力の変動が低減されるように、前記入力電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記変調された周波数に基づいて、前記出力電力の変動が低減されるように、前記入力電圧の振幅を制御することを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が、前記出力電力が大きくなるような周波数に変調された場合、前記入力電圧の振幅を小さくし、前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が、前記出力電力が小さくなるような周波数に変調された場合、前記入力電圧の振幅を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記入力電圧はパルス電圧であり、
前記制御手段は、前記変調された周波数に基づいて、前記出力電力の変動が低減されるように、前記周波数変調手段に係る変調周期の１周期に対する前記パルス電圧のパルス幅の比を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が、前記出力電力が大きくなるような周波数に変調された場合、前記比を小さくし、前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が、前記出力電力が小さくなるような周波数に変調された場合、前記比を大きくすることを特徴とする請求項５に記載の非接触給電装置。
【請求項７】
受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能であり、前記受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部を備える非接触給電装置における非接触給電方法であって、
前記送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調工程と、
前記周波数変調工程において前記入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、前記受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、前記入力電力に係る電圧を制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする非接触給電方法。
【請求項８】
受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能であり、前記受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部を備える非接触給電装置に搭載されたコンピュータを、
前記送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調手段と、
前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、前記受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、前記入力電力に係る電圧を制御する制御手段と、
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばバッテリ等の電気機器に電気的に接続された受電側装置に対して、非接触で電力を供給可能な非接触給電装置及び方法、並びに、コンピュータを非接触給電装置として機能させるコンピュータプログラムの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の非接触（即ち、ワイヤレス）での送電では、送電時に装置の周囲に電磁界が発生する。発生する電磁界の強度の許容範囲は、周囲の環境への電磁界の影響を考慮した規格等により定められている。このため、この種の装置では、該規格等を満たすような構成とする必要がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、送電に用いられる高周波電力に係る周波数を所定範囲で拡散させることにより、送電電力を大きく低下させることなく電磁界強度のピークを抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９３５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、受電側装置に供給される電力にリップルが発生する。すると、例えば、受電側装置の電気回路への負担が大きくなったり、該受電側装置に電気的に接続されたバッテリの寿命が低下したりする可能性があるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、送電時における電磁界強度を抑制しつつ、リップルを抑制することができる非接触給電装置及び方法、並びにコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の非接触給電装置は、上記課題を解決するために、受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能な非接触給電装置であって、前記受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部と、前記送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調手段と、前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、前記受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、前記入力電力に係る電圧を制御する制御手段と、を備える。
【０００８】
本発明の非接触給電方法は、上記課題を解決するために、受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能であり、前記受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部を備える非接触給電装置における非接触給電方法であって、前記送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調工程と、前記周波数変調工程において前記入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、前記受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、前記入力電力に係る電圧を制御する制御工程と、を備える。
【０００９】
本発明のコンピュータプログラムは、上記課題を解決するために、受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能であり、前記受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部を備える非接触給電装置に搭載されたコンピュータを、前記送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調手段と、前記周波数変調手段により前記入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、前記受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、前記入力電力に係る電圧を制御する制御手段と、として機能させる。
【００１０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例に係る給電装置の構成を示すブロック図である。
【図２】入力電力の周波数と出力電力との関係の一例を示す特性図である。
【図３】入力電力の周波数と出力電力との関係の一例を、コイル間ギャップ毎に示す特性図である。
【図４】比較例に係る周波数拡散が実施される周波数範囲と、出力電力との関係の一例を示す概念図である。
【図５】比較例に係る周波数拡散が実施される周波数範囲と、出力電力との関係の他の例を示す概念図である。
【図６】第１実施例に係る周波数拡散が実施される周波数範囲と、出力電力との関係の一例を示す概念図である。
【図７】電磁界の低減効果とリップル電流とを、周波数の変調度毎に示す実測値の一例である。
【図８】入力電力の周波数と入力電圧の振幅との関係の一例を示す図である。
【図９】周波数拡散が実施される周波数範囲の一例を、出力電圧指令値毎に示す図である。
【図１０】入力電力の周波数と入力電圧の振幅との関係の他の例を示す図である。
【図１１】第２実施例に係る給電装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第２実施例に係る周波数拡散が実施される周波数範囲と、出力電力との関係の一例を示す概念図である。
【図１３】入力電力の周波数と入力電圧のデューティとの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（非接触給電装置）
本発明の非接触給電装置に係る実施形態について説明する。
【００１３】
実施形態に係る非接触給電装置は、例えば電気自動車等に搭載された受電側装置に対して、非接触で電力伝送を実行可能に構成されている。ここで、非接触給電装置は、送電部、周波数変調手段及び制御手段を備えて構成されている。尚、非接触の電力伝送の方法には、例えば電磁誘導方式、磁気共鳴方式等の公知の各種態様を適用可能である。
【００１４】
例えばコイル等である送電部は、電力伝送に先立って、受電側装置の受電部と空間を隔てて対向配置される。送電部には、電力伝送の際に、例えば数十〜数百ｋＨｚ（キロヘルツ）の周波数を有する高周波電力が供給される。
【００１５】
電力伝送に伴い、送電部及び受電部の周囲には電磁界が発生する。非接触の電力伝送であるが故に、該発生した電磁界の周辺環境への影響が特に問題となる。このため、周辺環境へ放射される電磁界強度について、法令や規格等により上限値が定められている。他方で、法令や規格等を満たすために給電電力を抑制すると、給電効率が低下し、特に給電時間が長期化する可能性があるという技術的問題点がある。
【００１６】
上記問題点に対して、特許文献１では、高周波電力に係る周波数を拡散させることにより、送電電力を大きく低下させることなく電磁界強度のピークを抑制する技術が提案されている。
【００１７】
しかしながら、周波数拡散に伴い、受電部により受電される電力である出力電力に発生するリップルが比較的大きくなる可能性がある。すると、例えば受電側装置の電気回路への負担が比較的大きくなるという技術的問題点がある。
【００１８】
リップルを除去するために、例えばＬＣ回路等からなるパッシブフィルタを設けることが考えられる。しかしながら、周波数拡散に係る周波数範囲が数百Ｈｚである場合、パッシブフィルタの容量が非常に大きくなってしまい、受電側装置の重量が増加したり、パッシブフィルタでの熱損失が発生したりする。受電側装置は、自動車や持ち運び可能な装置であることが多いため、重量が増加するような方法は避けたい。
【００１９】
そこで本実施形態では、周波数変調手段により、送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数が変調されると共に、制御手段により、該周波数変調手段により入力電力に係る周波数が変調されることに起因する出力電力の変動が低減されるように、入力電力に係る電圧である入力電圧が制御される。
【００２０】
ここで、出力電力は、送電部及び受電部間の距離が一定であり、且つ受電側装置に係る負荷が一定であれば、入力電力に係る周波数と入力電圧とに応じて変化する。このため、周波数変調手段による入力電力に係る周波数の変調と同期して、入力電圧を制御すれば、出力電力の変動を抑制することができる。
【００２１】
このように本実施形態では、周波数拡散を実施すると共に、入力電圧を制御することにより、電力伝送時における電磁界強度を抑制しつつ、リップルを抑制することができる。
【００２２】
本実施形態に係る非接触給電装置の一態様では、制御手段は、変調された周波数に基づいて、出力電力の変動が低減されるように、入力電圧を制御する。具体的には例えば、制御手段は、変調された周波数に基づいて、入力電圧の振幅を制御する（例えば、“Ｐｕｌｓｅ−Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＡＭ”）。或いは、制御手段は、変調された周波数に基づいて、周波数変調手段に係る変調周期の１周期に対するパルス電圧のパルス幅の比（即ち、デューティ）を制御する（例えば、“Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ”）。
【００２３】
入力電圧の振幅が制御される構成では、制御手段は、周波数変調手段により入力電力に係る周波数が、出力電力が大きくなるような周波数に変調された場合、入力電圧の振幅を小さくする。他方、制御手段は、周波数変調手段により入力電力に係る周波数が、出力電力が小さくなるような周波数に変調された場合、入力電圧の振幅を大きくする。
【００２４】
入力電圧に係るデューティが制御される構成では、制御手段は、周波数変調手段により入力電力に係る周波数が、出力電力が大きくなるような周波数に変調された場合、デューティを小さくする。他方、制御手段は、周波数変調手段により入力電力に係る周波数が、出力電力が小さくなるような周波数に変調された場合、デューティを大きくする。
【００２５】
この態様によれば、比較的容易にして、電磁界強度を抑制しつつ、リップルを抑制することができ、実用上非常に有利である。
【００２６】
（非接触給電方法）
本発明の非接触給電方法に係る実施形態について説明する。
【００２７】
実施形態に係る非接触給電方法は、受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能であり、該受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部を備える非接触給電装置における非接触給電方法である。
【００２８】
当該非接触給電方法は、送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調工程と、周波数変調工程において入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、入力電力に係る電圧を制御する制御工程と、を備える。
【００２９】
本実施形態に係る非接触給電方法によれば、上述した実施形態に係る非接触給電装置と同様に、周波数拡散を実施すると共に、入力電圧を制御することにより、電力伝送時における電磁界強度を抑制しつつ、リップルを抑制することができる。
【００３０】
尚、本実施形態に係る非接触給電方法においても、上述した実施形態に係る非接触給電装置の各種態様と同様の各種態様を採ることができる。
【００３１】
（コンピュータプログラム）
本発明のコンピュータプログラムに係る実施形態について説明する。
【００３２】
実施形態に係るコンピュータプログラムは、受電側装置に対して非接触で電力伝送を実行可能であり、受電側装置が備える受電部と空間を隔てて対向配置される送電部を備える非接触給電装置に搭載されたコンピュータを、送電部に供給される電力である入力電力に係る周波数を変調する周波数変調手段と、周波数変調手段により入力電力に係る周波数が変調されることに起因する、受電部により受電される電力である出力電力の変動が、低減されるように、入力電力に係る電圧を制御する制御手段と、として機能させる。
【００３３】
本発明のコンピュータプログラムによれば、当該コンピュータプログラムを格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（ＤＶＤ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体から、当該コンピュータプログラムを、非接触給電装置に搭載されたコンピュータに読み込んで実行させれば、或いは、当該コンピュータプログラムを、通信手段を介してダウンロードさせた後に実行させれば、上述した実施形態に係る非接触給電装置を比較的容易にして実現できる。これにより、上述した実施形態に係る非接触給電装置と同様に、周波数拡散を実施すると共に、入力電圧を制御することにより、電力伝送時における電磁界強度を抑制しつつ、リップルを抑制することができる。
【実施例】
【００３４】
本発明の非接触給電装置に係る実施例を、図面に基づいて説明する。尚、以下の図では、本発明の構成及び効果の説明に必要な部材の他は適宜図示を省略している。
【００３５】
＜第１実施例＞
本発明の非接触給電装置に係る第１実施例について、図１乃至図１０を参照して説明する。
【００３６】
第１実施例に係る給電装置１００の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施例に係る給電装置の構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１において、給電装置１００は、送電コイル１１０、高周波電源１２０、電力制御回路１３０、周波数変調回路１４０及び振幅制御回路１５０を備えて構成されている。受電側装置２００は、受電コイル２１０、整流器２２０、電力測定回路２３０及び負荷２４０を備えて構成されている。
【００３８】
受電側装置２００は、例えば電気自動車等に搭載されている。負荷２４０は、例えば電気自動車に搭載されたバッテリや、受電側装置２００を搭載する装置の動作機構等である。尚、図１に記載の電気回路図中のキャパシタは、送電コイル１１０及び受電コイル２１０各々の寄生容量であってもよいし、キャパシタ素子であってもよい。
【００３９】
給電装置１００の動作時には、高周波電源１２０から出力された高周波電力が送電コイル１１０に供給される。本実施例では、高周波電源１２０から出力される高周波電力、言い換えれば、送電コイル１１０に入力される高周波電力を、以降適宜「入力電力」と称する。
【００４０】
給電装置１００から受電側装置２００に電力が伝送される場合、送電コイル１１０と受電コイル２１０とが空間を隔てて対向配置された後に、高周波電力が送電コイル１１０に供給される。この結果、送電コイル１１０及び受電コイル２１０間において、非接触で電力伝送が行われる。本実施例では、送電コイル１１０から出力される電力、言い換えれば、受電コイル２１０により受電される電力を、以降適宜「出力電力」と称する。
【００４１】
ここで、出力電力は、送電コイル１１０及び受電コイル２１０間の距離（即ち、コイル間ギャップ）や、入力電力に係る電圧や周波数等によって変化する。具体的には例えば、入力電力が一定の場合、入力電力に係る周波数と出力電力との関係は図２のようになる。また、入力電力が一定の場合、コイル間ギャップが変化すると、例えば図３に示すように、入力電力に係る周波数と出力電力の関係も変化する。
【００４２】
このため、受電側装置２００に対して適切に電力を伝送するためには、例えば要求される電力やコイル間ギャップ等に応じて、入力電力に係る周波数等を適切に選択する必要がある。尚、図２は、入力電力の周波数と出力電力との関係の一例を示す特性図である。図３は、入力電力の周波数と出力電力との関係の一例を、コイル間ギャップ毎に示す特性図である。
【００４３】
そこで、本実施例に係る受電側装置２００には、上述の如く、電力測定回路２３０が設けられている。電力測定回路２３０は、負荷２４０に供給される電力の電力値を測定し、該測定された電力値を、給電装置１００に送信するように構成されている。また、受電側装置２００は、例えば負荷２４０の状態等に応じて決定された出力電力指令値（即ち、出力電力の要求値）を、給電装置１００に送信する。
【００４４】
給電装置１００の電力制御回路１３０は、測定された電力値と、出力電力指令値とを比較し、出力電力が出力電力指令値と等しくなるような入力電力に係る周波数を決定する。
【００４５】
出力電力指令値を満たすためだけであるならば、入力電力に係る周波数は単一の周波数であってよい。しかしながら、入力電力に係る周波数を単一の周波数としてしまうと、該単一の周波数において、比較的強い電磁界が、送電コイル１１０及び受電コイル２１０の周囲に発生する可能性がある。すると、電磁界に関する法令や規格等を満たすことができなくなる可能性がある。
【００４６】
そこで本実施例では、給電時に発生する電磁界の強度を抑制するために、周波数変調回路１４０において、電力制御回路１３０により決定された周波数（ここでは、“周波数ｆ０”）が所定の周波数範囲で変調される。より具体的には、周波数変調回路１４０において、周波数ｆ０に、正弦波の拡散周波数が加算される。
【００４７】
従って、変調後の周波数をｆ´（ｔ）とすると、ｆ´（ｔ）＝ｆ０＋Δｆ・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）となる。尚、“±Δｆ”が上記所定の周波数範囲（即ち、変調度）である。“ｆｓ”は変調周波数（即ち、加算される正弦波の周波数）である。つまり、本実施例では、周波数拡散技術を用いて、給電時に発生する電磁界の強度を抑制している。尚、周波数拡散技術には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
【００４８】
ところで、図４（ａ）に示すように入力電力の周波数を、周波数ｆ０〜周波数ｆ１で拡散させた場合、周波数と出力電力との関係から、出力電力が、電力Ｐ１〜電力Ｐ０で周期的に変化することとなる（図４（ｂ）参照）。従って、出力電力に比較的大きなリップルが発生することとなる。同様に、図５（ａ）に示すように入力電力の周波数を拡散させた場合であっても、出力電力に比較的大きなリップルが発生する。
【００４９】
図４及び図５は、比較例に係る周波数拡散が実施される周波数範囲と、出力電力との関係の一例を示す概念図である。尚、図４（ａ）及び図５（ａ）は、高周波電源１２０から出力される電力が一定の場合の、周波数と出力電力との関係を示している。
【００５０】
出力電力に比較的大きなリップルが発生すると、例えば受電側装置２００の電気回路や負荷２４０への負担が比較的大きくなる。加えて、負荷２４０がバッテリである場合には、該バッテリの寿命が低下する可能性がある。
【００５１】
リップルを除去するために、例えばＬＣ回路等からなるパッシブフィルタを、受電側装置２００に設けることができる。しかしながら、周波数拡散に係る周波数範囲が数百Ｈｚである場合、パッシブフィルタの容量が非常に大きくなってしまい、受電側装置２００の重量が増加したり、パッシブフィルタでの熱損失が発生したりする。
【００５２】
そこで本実施例では、周波数拡散に伴う出力電力の変動が抑制されるように、入力電力に係る電圧（以降適宜“入力電圧”と称する）が、入力電力に係る周波数の変調と同期して制御される。具体的には、振幅制御回路１５０により、入力電圧の振幅が、入力電力に係る周波数の変調と同期して制御される。
【００５３】
より具体的には例えば、入力電力の周波数が、周波数変調回路１４０により、周波数ｆ０〜周波数ｆ１の範囲で変調された場合（図６（ａ）参照）、振幅制御回路１５０は、図６（ｂ）最上段に示すように、周波数の変調に応じて入力電圧の振幅を制御する。この結果、図６（ｂ）最下段に実線で示すように出力電力の変動が抑制される。尚、図６は、第１実施例に係る周波数拡散が実施される周波数範囲と、出力電力との関係の一例を示す概念図である。
【００５４】
ここで、本実施例の効果について、図７を参照して説明を加える。図７は、電磁界の低減効果とリップル電流とを、周波数の変調度毎に示す実測値の一例である。図７において、「本発明」とは、周波数拡散及び入力電圧の振幅制御が実施された場合の結果であり、「比較例」とは、周波数拡散のみが実施された場合の結果である。
【００５５】
図７に示す結果を取得した際の実験条件を以下に示す。入力電力の周波数ｆ０は、８０ｋＨｚである。ここで、変調度が、例えば１ｋＨｚである場合、入力電力の周波数は、８０ｋＨｚ〜８１ｋＨｚの範囲で変調される（即ち、周波数範囲の下限が、周波数ｆ０となる）。変調周波数ｆｓ（即ち、周波数拡散処理において、周波数ｆ０から周波数ｆ１に変化し、更に周波数ｆ０に変化する周期の逆数）は、３００Ｈｚである。負荷２４０に係る定電圧負荷は、４００Ｖである。出力電力は、３．０ｋＷである。
【００５６】
図７から明らかなように、上述の如く、周波数拡散及び入力電圧の振幅制御が実施された場合、リップル電流が著しく低減される。尚、変調度は、本実施例では１ｋＨｚを上限としているが、所望する給電効率に応じて任意に設定すればよい、或いは、リップル電流の許容範囲に応じて任意に設定すればよい。
【００５７】
入力電圧の振幅制御について、図８乃至図１０を参照して説明を加える。
【００５８】
出力電力は、上述の如く、コイル間ギャップや入力電圧等に応じて変化する。従って、周波数拡散が実施された場合に、出力電力が一定となるような入力電圧を、予め求めることは可能である。このような入力電圧の算出方法は公知であるので、その詳細の説明については割愛するが、入力電力の周波数と入力電圧の振幅との関係は、例えば図８のようになる。
【００５９】
また、出力電圧指令値が異なると、該出力電圧指令値と等しい出力電圧となる、入力電力の周波数も異なる（図９参照）。この場合、出力電圧毎に、入力電力の周波数と入力電圧の振幅との関係が変化する（図１０参照）。尚、図９及び図１０では、出力電圧指令値と等しい出力電圧となる、入力電力の周波数を、出力電圧指令値にかかわらず“ｆ０”としている。
【００６０】
図８は、入力電力の周波数と入力電圧の振幅との関係の一例を示す図である。図９は、周波数拡散が実施される周波数範囲の一例を、出力電圧指令値毎に示す図である。図１０は、入力電力の周波数と入力電圧の振幅との関係の他の例を示す図である。
【００６１】
図８及び図１０に示すような、入力電力の周波数と入力電圧の振幅との関係の近似式（図８では“Ｖ（ｆ）”）を、コイル間ギャップ毎及び／又は出力電力毎に、複数求め、振幅制御回路１５０のメモリ（図示せず）等に予め記憶させておくことが望ましい。このように構成すれば、入力電力の周波数がｆ０の場合の、入力電圧の振幅をｖ０として、振幅制御回路１５０は、ｖ（ｔ）＝ｖ０＋Ｖ｛ｆ´（ｔ）｝という式に基づいて入力電圧の振幅を比較的容易に制御することができる。
【００６２】
尚、近似式に代えて、例えば入力電力に係る変調後の周波数等に基づいて、入力電圧の振幅を逐次求めるように、振幅制御回路１５０を構成してもよい。
【００６３】
本実施例では、上述の如く、出力電力が一定になるように入力電圧が制御された結果、該出力電力の変動が抑制され、リップルが抑制される。
【００６４】
本実施例に係る「送電コイル１１０」、「周波数変調回路１４０」、「振幅制御回路１５０」及び「受電コイル２１０」は、夫々、本発明に係る「送電部」、「周波数変調手段」、「制御手段」及び「受電部」の一例である。
【００６５】
＜第２実施例＞
本発明の非接触給電装置に係る第２実施例について、図１１乃至図１３を参照して説明する。尚、第２実施例では、高周波電力の生成方法が第１実施例と異なることに伴い、入力電圧の制御が異なる以外は、第１実施例の構成と同様である。従って、第２実施例では、第１実施例と重複する説明を省略すると共に、図面上における同一箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる部分についてのみ、図１１乃至図１３を参照して説明する。
【００６６】
第２実施例に係る給電装置１００ａの構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、第２実施例に係る給電装置の構成を示すブロック図である。
【００６７】
図１１において、給電装置１００ａは、送電コイル１１０、直流電源１２１、電力制御回路１３０、周波数変調回路１４０、ＰＷＭ生成回路１６０、駆動信号回路１７０、スイッチング素子１８０及びフィルタ１９０を備えて構成されている。
【００６８】
直流電源１２１から出力された電力は、例えばハーフブリッジ回路等からなるスイッチング素子１８０により、高周波電力に変換される。高周波電力に係る周波数は、第１実施例と同様に、電力制御回路１３０により決定され、周波数変調回路１４０により周波数拡散が施される。
【００６９】
本実施例においても、入力電力が一定であれば、周波数拡散に伴い出力電力に比較的大きなリップルが発生する。本実施例では、図１２（ｂ）最上段に示すように、入力電圧に係るパルス幅（即ち、デューティ）を制御することにより、出力電力の変動が低減されるように入力電圧が制御される。
【００７０】
本実施例においても、周波数拡散が実施された場合に、出力電力が一定となるような入力電圧（ここでは、入力電圧に係るデューティ）が予め求められ（図１３参照）、入力電力の周波数と入力電圧のデューティとの関係の近似式（図１３では“Ｄ（ｆ）”）が、ＰＷＭ生成回路１６０のメモリ（図示せず）等に予め記憶されている。
【００７１】
そして、ＰＷＭ生成回路１６０は、周波数変調手段１４０から出力された周波数、及び記憶されている近似式に基づいて、入力電圧に係るデューティを決定する。駆動信号回路１７０は、周波数変調手段１４０から出力された周波数、及びＰＷＭ生成回路１６０により決定されたデューティに基づいて、駆動信号を生成してスイッチング素子１８０を制御する。
【００７２】
以上の結果、例えば図１２（ｂ）最下段に示すように、出力電力の変動が抑制され、リップルが抑制される。尚、リップルの抑制の程度は、上述した第１実施例と同程度であることが、本願発明者の研究により判明している。
【００７３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う非接触給電装置及び方法、並びにコンピュータプログラムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１００、１００ａ…給電装置、１１０…送電コイル、１２０…高周波電源、１２１…直流電源、１３０…電力制御回路、１４０…周波数制御回路、１５０…振幅制御回路、１６０…ＰＷＭ生成回路、１７０…駆動信号回路、１８０…スイッチング素子、１９０…フィルタ、２００…受電側装置、２１０…受電コイル、２２０…整流器、２３０…電力測定回路、２４０…負荷
【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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