(57)【要約】【課題】ＤＣ／ＡＣ変換部の異常を好適に抑制できる送電機器及び非接触電力伝送装置を提供すること。【解決手段】送電機器１１は、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂを有する交流電源１２と、交流電力が入力される送電器１３とを備えている。ここで、送電機器１１は、出力電力値Ｐｏｕｔを測定する出力電力値測定部３１と、力率を検出する力率検出部３２と、位相状態を検出する位相状態検出部３３と、出力電力値Ｐｏｕｔ、力率及び位相状態に基づいて、交流電力の出力の停止制御を行う送電側コントローラ１４とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を予め定められた周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部を有し、当該交流電力を出力する交流電源と、
前記交流電力が入力される１次側コイルと、
を備え、２次側コイルを有する受電機器の前記２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器であって、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部からの出力電圧と出力電流との位相状態が、前記出力電圧に対して前記出力電流が遅れている位相遅れであるか、前記出力電圧に対して前記出力電流が進んでいる位相進みであるかを検出する位相状態検出部と、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部の入力電力値、入力電流値、出力電力値、又は出力電流値を測定する測定部と、
前記測定部の測定値が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくする制御部と、
を備え、
前記位相遅れである場合の前記閾値である遅れ閾値は、前記位相進みの場合の前記閾値である進み閾値よりも大きいことを特徴とする送電機器。
【請求項２】
前記出力電圧と前記出力電流との位相差に関する物理量を検出する物理量検出部を備え、
前記制御部は、
前記測定値と、前記物理量検出部によって検出された前記物理量とに基づいて、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくする請求項１に記載の送電機器。
【請求項３】
前記物理量検出部は、前記物理量として力率を検出するものであり、
前記制御部は、
前記位相状態が位相進みである場合には、前記測定値が前記進み閾値よりも大きく、且つ、前記力率が予め定められた閾値力率よりも低い場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくし、
前記位相状態が位相遅れである場合には、前記測定値が前記遅れ閾値よりも大きく、且つ、前記力率が前記閾値力率よりも低い場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくする請求項２に記載の送電機器。
【請求項４】
前記遅れ閾値及び前記進み閾値は、前記力率に関わらず、一定値である請求項３に記載の送電機器。
【請求項５】
前記制御部は、前記物理量に応じて、前記遅れ閾値及び前記進み閾値を可変させるものであり、
前記物理量が同一である場合において、前記遅れ閾値は前記進み閾値よりも大きい請求項２に記載の送電機器。
【請求項６】
前記出力電圧は、パルス波形であり、
前記位相状態検出部は、前記出力電圧の立ち上がりタイミング又は立ち下がりタイミングにおける前記出力電流の瞬時値の正負に基づいて、前記位相状態が前記位相進みか前記位相遅れかを検出する請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の送電機器。
【請求項７】
直流電力を予め定められた周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部を有し、当該交流電力を出力する交流電源と、
前記交流電力が入力される１次側コイルと、
前記１次側コイルに入力される前記交流電力を非接触で受電可能な２次側コイルと、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部からの出力電圧と出力電流との位相状態が、前記出力電圧に対して前記出力電流が遅れている位相遅れであるか、前記出力電圧に対して前記出力電流が進んでいる位相進みであるかを検出する位相状態検出部と、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部の入力電力値、入力電流値、出力電力値、又は出力電流値を測定する測定部と、
前記測定部の測定値が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくする制御部と、
を備え、
前記位相遅れである場合の前記閾値である遅れ閾値は、前記位相進みの場合の前記閾値である進み閾値よりも大きいことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電機器及び非接触電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源コードや送電ケーブルを用いない非接触電力伝送装置として、例えば、予め定められた周波数の交流電力を出力する交流電源、及び、当該交流電力が入力される１次側コイルを有する送電機器と、１次側コイルから非接触で交流電力を受電可能な２次側コイルを有する受電機器とを備えているものが知られている（例えば特許文献１参照）。かかる非接触電力伝送装置においては、例えば１次側コイルと２次側コイルとが磁場共鳴することにより、送電機器から受電機器に非接触で交流電力が伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交流電源は、例えば直流電力を上記交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部を備えている。ここで、ＤＣ／ＡＣ変換部に対して過度な電力値の直流電力が入力されている場合等には、ＤＣ／ＡＣ変換部の電力損失が過度に大きくなる場合がある。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換部の発熱などといった異常が懸念される。
【０００５】
本発明の目的は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、ＤＣ／ＡＣ変換部の異常を好適に抑制できる送電機器及び非接触電力伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する送電機器は、直流電力を予め定められた周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部を有し、当該交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイルを有する受電機器の前記２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能なものであって、前記ＤＣ／ＡＣ変換部からの出力電圧と出力電流との位相状態が、前記出力電圧に対して前記出力電流が遅れている位相遅れであるか、前記出力電圧に対して前記出力電流が進んでいる位相進みであるかを検出する位相状態検出部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換部の入力電力値、入力電流値、出力電力値、又は出力電流値を測定する測定部と、前記測定部の測定値が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくする制御部と、を備え、前記位相遅れである場合の前記閾値である遅れ閾値は、前記位相進みの場合の前記閾値である進み閾値よりも大きいことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、測定値が閾値よりも大きい場合には、交流電力の出力停止等が行われる。これにより、ＤＣ／ＡＣ変換部の異常を抑制できる。
ここで、本発明者は、位相状態に応じて、ＤＣ／ＡＣ変換部における電力損失が異なることを見出した。詳細には、本発明者は、位相遅れの場合の方が、位相進みの場合と比較して、ＤＣ／ＡＣ変換部の電力損失が小さいことを見出した。そして、この知見に基づいて、比較的電力損失が小さい位相遅れである場合の閾値である遅れ閾値が、比較的電力損失が大きい位相進みの場合の閾値である進み閾値よりも大きく設定されている。これにより、位相状態に応じた交流電力の出力停止等を好適に行うことができ、それを通じてＤＣ／ＡＣ変換部の異常を好適に抑制できる。
【０００８】
上記送電機器について、前記出力電圧と前記出力電流との位相差に関する物理量を検出する物理量検出部を備え、前記制御部は、前記測定値と、前記物理量検出部によって検出された前記物理量とに基づいて、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくするとよい。ＤＣ／ＡＣ変換部における電力損失は、位相状態だけでなく、出力電圧と出力電流との位相差に応じて変動する。詳細には、上記電力損失は、上記位相差が大きくなるほど大きくなり易い。この点、本構成によれば、上記位相差に関する物理量と測定値とに基づいて、交流電力の出力停止等を行うことにより、より好適にＤＣ／ＡＣ変換部の異常を抑制できる。なお、「前記出力電圧と前記出力電流との位相差に関する物理量」とは、例えば力率やＤＣ／ＡＣ変換部の入力電流値と出力電流値との差を含み、且つ、位相差自体を含む。
【０００９】
上記送電機器について、前記物理量検出部は、前記物理量として力率を検出するものであり、前記制御部は、前記位相状態が位相進みである場合には、前記測定値が前記進み閾値よりも大きく、且つ、前記力率が予め定められた閾値力率よりも低い場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくし、前記位相状態が位相遅れである場合には、前記測定値が前記遅れ閾値よりも大きく、且つ、前記力率が前記閾値力率よりも低い場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくするとよい。かかる構成によれば、測定値が位相状態に対応する閾値よりも大きく、且つ、力率が閾値力率よりも低い場合には、交流電力の出力停止等が行われる。これにより、力率が過度に低いことに起因するＤＣ／ＡＣ変換部の異常を好適に抑制できる。
【００１０】
上記送電機器について、前記遅れ閾値及び前記進み閾値は、前記力率に関わらず、一定値であるとよい。かかる構成によれば、遅れ閾値及び進み閾値を可変させる構成と比較して、制御の容易化を図ることができる。
【００１１】
上記送電機器について、前記制御部は、前記物理量に応じて、前記遅れ閾値及び前記進み閾値を可変させるものであり、前記物理量が同一である場合において、前記遅れ閾値は前記進み閾値よりも大きいとよい。かかる構成によれば、物理量に応じて、遅れ閾値及び進み閾値を可変させることにより、物理量の変動に好適に対応できる。また、物理量が同一である場合において、遅れ閾値は進み閾値よりも大きいため、位相状態に応じた交流電力の出力停止等を好適に行うことができる。
【００１２】
上記送電機器について、前記出力電圧は、パルス波形であり、前記位相状態検出部は、前記出力電圧の立ち上がりタイミング又は立ち下がりタイミングにおける前記出力電流の瞬時値の正負に基づいて、前記位相状態が前記位相進みか前記位相遅れかを検出するとよい。かかる構成によれば、出力電圧の立ち上がりタイミング又は立ち下がりタイミングにおける出力電流の瞬時値の正負に基づいて、位相状態が検出される。当該出力電圧の立ち上がりタイミング又は立ち下がりタイミングは、比較的把握し易いタイミングである。また、本構成によれば、上記瞬時値の絶対値を測定することなく、位相状態を検出できる。よって、位相状態の検出を比較的容易に実現できるため、位相状態検出部の構成の簡素化を図ることができる。
【００１３】
上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、直流電力を予め定められた周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部を有し、当該交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、前記１次側コイルに入力される前記交流電力を非接触で受電可能な２次側コイルと、前記ＤＣ／ＡＣ変換部からの出力電圧と出力電流との位相状態が、前記出力電圧に対して前記出力電流が遅れている位相遅れであるか、前記出力電圧に対して前記出力電流が進んでいる位相進みであるかを検出する位相状態検出部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換部の入力電力値、入力電流値、出力電力値、又は出力電流値を測定する測定部と、前記測定部の測定値が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記交流電源からの前記交流電力の出力を停止させる、又は、前記交流電力の電力値を小さくする制御部と、を備え、前記位相遅れである場合の前記閾値である遅れ閾値は、前記位相進みの場合の前記閾値である進み閾値よりも大きいことを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、測定値が閾値よりも大きい場合には、交流電力の出力停止等が行われる。これにより、ＤＣ／ＡＣ変換部の異常を抑制できる。
ここで、本発明者は、位相状態に応じて、ＤＣ／ＡＣ変換部における電力損失が異なることを見出した。詳細には、本発明者は、位相遅れの場合の方が、位相進みの場合と比較して、ＤＣ／ＡＣ変換部の電力損失が小さいことを見出した。そして、この知見に基づいて、比較的電力損失が小さい位相遅れである場合の閾値である遅れ閾値が、比較的電力損失が大きい位相進みの場合の閾値である進み閾値よりも大きく設定されている。これにより、位相状態に応じた交流電力の出力停止等を好適に行うことができ、それを通じてＤＣ／ＡＣ変換部の異常を好適に抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、ＤＣ／ＡＣ変換部の異常を好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】送電機器及び非接触電力伝送装置の電気的構成を示すブロック回路図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、位相状態が位相遅れである状況下における各スイッチング素子の切り替わり時の電流を説明するための回路図であり、（ｄ）〜（ｆ）は、位相状態が位相進みである状況下における各スイッチング素子の切り替わり時の電流を説明するための回路図。
【図３】（ａ）はパルス信号の波形図であり、（ｂ）はＤＣ／ＡＣ変換器の出力電圧及び出力電流の波形図。
【図４】送電側コントローラにて実行される停止制御処理を示すフローチャート。
【図５】（ａ）は位相進みの場合における力率と許容電力値との関係を示すグラフであり、（ｂ）は位相遅れの場合における力率と許容電力値との関係を示すグラフ。
【図６】出力電力値の過渡現象と力率との関係を模式的に示すグラフ。
【図７】（ａ）はパルス信号の波形図であり、（ｂ）は位相進みの場合におけるＤＣ／ＡＣ変換器の出力電圧及び出力電流の波形図であり、（ｃ）は位相遅れの場合におけるＤＣ／ＡＣ変換器の出力電圧及び出力電流の波形図。
【図８】別例の停止制御処理を示すフローチャート。
【図９】（ａ）は位相進みの場合における別例の停止領域を説明するためのグラフであり、（ｂ）は位相遅れの場合における別例の停止領域を説明するためのグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、送電機器（送電装置）及び非接触電力伝送装置（非接触電力伝送システム）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、非接触電力伝送装置１０は、非接触で電力伝送が可能な送電機器１１（地上側機器、１次側機器）及び受電機器２１（車両側機器、２次側機器）を備えている。送電機器１１は地上に設けられており、受電機器２１は車両に搭載されている。
【００１８】
送電機器１１は、予め定められた周波数の交流電力を出力可能な交流電源１２を備えている。交流電源１２は、例えば電圧源であり、インフラとしての系統電源Ｅから外部電力として系統電力が入力された場合に、当該系統電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を出力可能に構成されている。
【００１９】
詳細には、交流電源１２は、系統電源Ｅから入力される系統電力を直流電力に変換する変換部としてのＡＣ／ＤＣ変換器１２ａと、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａから出力された直流電力が入力されるものであって当該直流電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を出力するＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂ（ＤＣ／ＡＣ変換部）とを備えている。
【００２０】
ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａは、例えばスイッチング素子１２ａａを有し、当該スイッチング素子１２ａａを周期的にＯＮ／ＯＦＦさせることにより直流電力を出力する。ちなみに、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａは、スイッチング素子１２ａａのＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を可変制御することにより、出力する直流電力の電力値を可変（変更可能）に構成されている。
【００２１】
ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂは、例えばＤ級増幅器である。詳細には、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂは、互いに直列に接続された第１スイッチング素子Ｑ１及び第２スイッチング素子Ｑ２を有している。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は例えばｎ型のパワーＭＯＳＦＥＴである。第１スイッチング素子Ｑ１のドレインは、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａの第１出力端（＋端）に接続されており、第２スイッチング素子Ｑ２のソースは、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａの第２出力端（−端）に接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１のソースと、第２スイッチング素子Ｑ２のドレインとが接続されており、その接続線はＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの第１出力端に接続されている。また、第２スイッチング素子Ｑ２のソースは、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの第２出力端に接続されている。
【００２２】
かかる構成によれば、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にＯＮ／ＯＦＦすることにより、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂから、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数に対応した交流電力が出力される。また、例えば、第１スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態であり、第２スイッチング素子Ｑ２がＯＮ状態である場合、又は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の双方がＯＦＦ状態である場合には、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂから交流電力は出力されない、つまり交流電力の出力が停止している。
【００２３】
図１に示すように、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂは、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を個別に動作させるドライバ回路１２ｂａを備えている。ドライバ回路１２ｂａは、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作モードを、交流電力が出力される出力モード、又は、交流電力の出力が停止している停止モードに設定するものである。
【００２４】
ちなみに、第１スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態であり、且つ、第２スイッチング素子Ｑ２がＯＦＦ状態である場合を第１状態とし、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の双方がＯＦＦ状態である場合を第２状態とし、第１スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態であり、且つ、第２スイッチング素子Ｑ２がＯＮ状態である場合を第３状態とする。ドライバ回路１２ｂａは、動作モードが出力モードである場合には、第１状態→第２状態→第３状態→第２状態→第１状態→…、という順序で各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を動作させる。すなわち、ドライバ回路１２ｂａは、一旦各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をＯＦＦ状態にしてから、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。換言すれば、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦの切り替わりの間には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の双方がＯＦＦ状態となるデッドタイムが存在する。
【００２５】
なお、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ボディダイオード（寄生ダイオード）Ｄ１，Ｄ２を有している。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作モードが出力モードである場合に生じ得る逆起電力に係る電流は、各ボディダイオードＤ１，Ｄ２を伝送する。
【００２６】
交流電源１２から出力された交流電力は、非接触で受電機器２１に伝送され、受電機器２１に設けられた負荷２２に入力される。具体的には、非接触電力伝送装置１０は、送電機器１１及び受電機器２１間の電力伝送を行うものとして、送電機器１１に設けられた送電器１３と、受電機器２１に設けられた受電器２３とを備えている。
【００２７】
送電器１３及び受電器２３は同一の構成となっており、両者は磁場共鳴可能に構成されている。詳細には、送電器１３は、互いに並列に接続された１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂからなる共振回路を有している。受電器２３は、互いに並列に接続された２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂからなる共振回路を有している。両共振回路の共振周波数は同一に設定されている。
【００２８】
第１スイッチング素子Ｑ１のソースと第２スイッチング素子Ｑ２のドレインとの接続線は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの第１出力端及び後述するインピーダンス変換器３０を介して、送電器１３の第１入力端（１次側コイル１３ａの一端）に接続されている。第２スイッチング素子Ｑ２のソースは、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの第２出力端及びインピーダンス変換器３０を介して、送電器１３の第２入力端（１次側コイル１３ａの他端）に接続されている。ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂから出力される交流電力は、インピーダンス変換器３０を介して送電器１３に入力される。
【００２９】
かかる構成によれば、送電器１３及び受電器２３の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電器１３（１次側コイル１３ａ）に入力された場合、送電器１３と受電器２３（２次側コイル２３ａ）とが磁場共鳴する。これにより、受電器２３は送電器１３からのエネルギの一部を受け取る。すなわち、受電器２３は、送電器１３から交流電力を受電する。
【００３０】
ちなみに、交流電源１２から出力される交流電力の周波数（各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数）は、送電器１３及び受電器２３間にて電力伝送が可能となるよう、送電器１３及び受電器２３の共振周波数に対応させて設定されている。例えば、交流電力の周波数は、送電器１３及び受電器２３の共振周波数と同一に設定されている。なお、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で、交流電力の周波数と、送電器１３及び受電器２３の共振周波数とが、ずれていてもよい。
【００３１】
受電器２３によって受電された交流電力が入力される負荷２２は、例えば整流器（ＡＣ／ＤＣ変換部）と、整流器によって整流された直流電力が入力される車両用バッテリとを含む。受電器２３によって受電された交流電力は、車両用バッテリの充電に用いられる。
【００３２】
送電機器１１は、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａやＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂ（詳細にはドライバ回路１２ｂａ）等の制御を行う送電側コントローラ１４を備えている。
詳細には、送電側コントローラ１４は、交流電力の出力を開始させる場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａに対して、直流電力の電力値に関する情報である電力値情報が含まれた出力指示信号を送信する。ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａは、上記出力指示信号に基づいて、スイッチング素子１２ａａを、上記電力値情報に対応したデューティ比で周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。これにより、上記電力値情報の電力値の直流電力がＡＣ／ＤＣ変換器１２ａから出力される。
【００３３】
一方、送電側コントローラ１４は、交流電力の出力を停止させる場合にはＡＣ／ＤＣ変換器１２ａに停止指示信号を送信する。ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａは、上記停止指示信号に基づいて、スイッチング素子１２ａａを、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａから直流電力が出力されない状態（例えばＯＦＦ状態）にする。
【００３４】
また、送電側コントローラ１４は、ドライバ回路１２ｂａに対して、パルス信号と、動作モードを指示する指示信号とを送信する。ドライバ回路１２ｂａは、指示信号にて指示された動作モードが出力モードである場合には、入力されるパルス信号の周波数で各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にＯＮ／ＯＦＦさせる。一方、ドライバ回路１２ｂａは、指示信号にて指示された動作モードが停止モードである場合には、例えば、第１スイッチング素子Ｑ１をＯＦＦ状態にし、且つ、第２スイッチング素子Ｑ２をＯＮ状態したり、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の双方をＯＦＦ状態にしたりする。
【００３５】
ちなみに、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧は、パルス信号の周波数と同一周波数のパルス波形である。この場合、出力電圧のデューティ比は、パルス信号のデューティ比と同一である。
【００３６】
受電機器２１は、送電側コントローラ１４と無線通信可能に構成された受電側コントローラ２４を備えている。非接触電力伝送装置１０は、各コントローラ１４，２４間にて情報のやり取りを通じて、電力伝送の開始又は終了などを行う。
【００３７】
図１に示すように、送電機器１１は、交流電源１２（詳細にはＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂ）と送電器１３との間に設けられ、インピーダンス変換を行うインピーダンス変換器３０を備えている。インピーダンス変換器３０は、例えばトランスやＬＣ回路等で構成されている。
【００３８】
ここで、インピーダンス変換器３０の入力端（ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力端）から負荷２２までを１つの電源負荷とする。この場合、インピーダンス変換器３０は、交流電源１２（ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂ）から予め定められた特定電力値Ｐｔの交流電力が出力されている場合における電源負荷に対する力率λが「１」に近づく（好ましくは一致する）ように送電器１３（１次側コイル１３ａ）の入力インピーダンスをインピーダンス変換する。換言すれば、インピーダンス変換器３０のインピーダンスは、交流電源１２から特定電力値Ｐｔの交流電力が出力されている場合に力率λが「１」に近づく（好ましくは一致する）ように設定されている。すなわち、本実施形態のインピーダンス変換器３０は、力率改善回路である。なお、力率λとは、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂ（交流電源１２）の出力電圧と出力電流との位相差に対応しており、力率λが「１」に近づくとは、上記位相差が「０」に近づくことと等価である。本明細書において位相差は絶対値として扱う。
【００３９】
ちなみに、送電側コントローラ１４は、特定電力値Ｐｔの電力値情報が含まれた出力指示信号をＡＣ／ＤＣ変換器１２ａに送信し、且つ、出力モードの指示信号及びパルス信号をドライバ回路１２ｂａに送信することにより、交流電源１２から特定電力値Ｐｔの交流電力を出力させる。
【００４０】
ここで、力率λが低く（悪く）なると、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂ（詳細には各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２）の電力損失（負担）が大きくなる。このため、仮にＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂから出力される電力値である出力電力値Ｐｏｕｔが正常値であったとしても、力率λが過度に低い場合には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の電力損失が過度に大きくなり、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂに異常が発生し得る。
【００４１】
さらに、本発明者らは、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧と出力電流との位相状態に応じて、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の電力損失が異なることを見出した。詳細には、本発明者は、位相状態が出力電圧に対して出力電流が遅れている位相遅れの場合の方が、出力電圧に対して出力電流が進んでいる位相進みの場合と比較して、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の電力損失が小さいことを見出した。
【００４２】
上記知見の一考察について図２を用いて詳細に説明する。図２（ａ）〜図２（ｃ）は、位相状態が位相遅れである状況下における各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の切り替わり時の電流を説明するための回路図であり、図２（ｄ）〜図２（ｆ）は、位相状態が位相進みである状況下における各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の切り替わり時の電流を説明するための回路図である。
【００４３】
まず、位相遅れである場合について説明する。位相状態が位相遅れである場合、図２（ａ）に示すように、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１状態から第２状態に切り替わる直前のタイミングにおいては、第１スイッチング素子Ｑ１を介して、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａからインピーダンス変換器３０を通って送電器１３（１次側コイル１３ａ）に向けて正の電流Ｉ１が流れている。
【００４４】
その後、図２（ｂ）に示すように、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第２状態となったタイミングでは、１次側コイル１３ａの逆起電力によって、第２ボディダイオードＤ２を介して、正の電流Ｉ１が流れる。そして、図２（ｃ）に示すように、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第２状態から第３状態に切り替わると、第２スイッチング素子Ｑ２を介して、正の電流Ｉ１が流れる。この場合、第２ボディダイオードＤ２には逆方向の電圧は印加されない。
【００４５】
次に、位相進みである場合について説明する。位相状態が位相進みである場合、図２（ｄ）に示すように、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１状態から第２状態に切り替わる直前のタイミングにおいては、第１スイッチング素子Ｑ１を介して、送電器１３からインピーダンス変換器３０を通ってＡＣ／ＤＣ変換器１２ａに向けて負の電流Ｉ２が流れている。
【００４６】
その後、図２（ｅ）に示すように、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第２状態となったタイミングでは、１次側コイル１３ａの逆起電力によって、第１ボディダイオードＤ１を介して、負の電流Ｉ２が流れる。そして、図２（ｆ）に示すように、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第３状態となったタイミングでは、第２スイッチング素子Ｑ２を介して、負の電流Ｉ２が流れる。
【００４７】
ここで、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第２状態から第３状態に切り替わることによって、第１ボディダイオードＤ１に印加される電圧が、順方向から逆方向に切り替わる。これにより、第１ボディダイオードＤ１のリカバリ特性によって、第１ボディダイオードＤ１及び第２スイッチング素子Ｑ２を介して、リカバリ時間だけ貫通電流Ｉｘが流れる。当該貫通電流Ｉｘが発生する分だけ、位相状態が位相遅れである場合と比較して、位相状態が位相進みである場合のＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの電力損失が大きくなり易い。
【００４８】
これに対して、本実施形態の送電機器１１（非接触電力伝送装置１０）は、上記位相状態や力率λに応じて変動するＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの電力損失に対応可能に構成されている。この点について以下に詳細に説明する。
【００４９】
図１に示すように、送電機器１１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電力値Ｐｏｕｔを測定する測定部としての出力電力値測定部３１を備えている。出力電力値測定部３１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧値Ｖｏｕｔ及び出力電流値Ｉｏｕｔを測定し、その測定結果からＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電力値Ｐｏｕｔを算出する。なお、出力電圧値Ｖｏｕｔ及び出力電流値Ｉｏｕｔは、例えば実効値である。
【００５０】
送電機器１１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧と出力電流との位相差に関する物理量としての力率λを検出する力率検出部３２を備えている。力率検出部３２は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの入力電流値Ｉｉｎと、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電流値Ｉｏｕｔとを測定し、その２つの値から力率λを検出する。詳細には、力率λは、出力電流値Ｉｏｕｔに対する入力電流値Ｉｉｎの商（Ｉｉｎ／Ｉｏｕｔ）である。なお、力率検出部３２が物理量検出部に対応する。
【００５１】
図１に示すように、送電機器１１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧と出力電流との位相状態を検出する位相状態検出部３３を備えている。位相状態検出部３３は、送電側コントローラ１４からドライバ回路１２ｂａに向かうパルス信号と、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電流とに基づいて、位相状態が位相進みか位相遅れかを検出する。
【００５２】
位相状態検出部３３による検出態様について図３を用いて詳細に説明する。なお、図３（ｂ）において、太線の波形はＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧を示し、細線の波形はＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電流を示す。
【００５３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、パルス信号と、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧とは同期しており、詳細には、パルス信号の立ち上がりタイミングと、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧の立ち上がりタイミングとは、ほぼ同時となっている。
【００５４】
かかる構成において、位相状態検出部３３は、パルス信号の立ち上がりタイミングにおける出力電流の瞬時値の正負を検出し、当該正負によって位相状態を検出（特定）する。詳細には、位相状態検出部３３は、パルス信号の立ち上がりタイミングにおける出力電流の瞬時値が正である（「０」よりも大きい）場合には、位相状態が位相進みであると判定する一方、パルス信号の立ち上がりタイミングにおける出力電流の瞬時値が負である（「０」よりも小さい）場合には、位相状態が位相遅れであると判定する。
【００５５】
図１に示すように、出力電力値測定部３１は、測定された出力電力値Ｐｏｕｔに関する情報を送電側コントローラ１４に送信する。同様に、力率検出部３２は、検出された力率λに関する情報を送電側コントローラ１４に送信し、位相状態検出部３３は、位相状態に関する情報を送電側コントローラ１４に送信する。
【００５６】
送電側コントローラ１４は、交流電源１２から交流電力が出力されている場合には、これら出力電力値Ｐｏｕｔ、力率λ及び位相状態に基づいて、当該交流電力の出力の停止制御を行う停止制御処理を定期的に実行している。当該停止制御処理について以下に詳細に説明する。
【００５７】
図４に示すように、まずステップＳ１０１では、送電側コントローラ１４は、位相状態検出部３３の検出結果、力率検出部３２の検出結果及び出力電力値測定部３１の測定結果から、現状の位相状態、力率λ及び出力電力値Ｐｏｕｔを把握する。
【００５８】
その後、ステップＳ１０２では、送電側コントローラ１４は、力率λが予め定められた閾値力率λｔｈよりも低いか否かを判定する。
送電側コントローラ１４は、力率λが閾値力率λｔｈ以上である場合には、ステップＳ１０２を否定判定して、ステップＳ１０７に進む一方、力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合には、ステップＳ１０３にて、位相状態が位相進みか否かを判定する。
【００５９】
送電側コントローラ１４は、位相状態が位相進みである場合、ステップＳ１０４に進み、出力電力値Ｐｏｕｔが予め定められた進み閾値Ｐ１よりも大きいか否かを判定する。
ここで、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂが正常に動作可能な出力電力値Ｐｏｕｔの上限値又は当該上限値に対して所定のマージン分だけ小さい値を許容電力値とする。図５（ａ）に示すように、許容電力値は、力率λに依存するパラメータであり、詳細には力率λが高くなるに従って大きくなる。この場合、進み閾値Ｐ１は、例えば位相状態が位相進みである状況下における許容電力値の最小値である。
【００６０】
図４に示すように、送電側コントローラ１４は、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１よりも大きい場合には、ステップＳ１０５にて、交流電力の出力を停止させる出力停止処理を実行して、本停止制御処理を終了する。詳細には、送電側コントローラ１４は、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａに対して停止指示信号を送信するとともに、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂのドライバ回路１２ｂａに対して停止モードの指示信号を送信する。
【００６１】
一方、送電側コントローラ１４は、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１以下である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）には、ステップＳ１０７に進む。
また、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相遅れである場合、ステップＳ１０３を否定判定して、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、送電側コントローラ１４は、出力電力値Ｐｏｕｔが予め定められた遅れ閾値Ｐ２よりも大きいか否かを判定する。
【００６２】
ここで、既に説明した通り、位相状態に応じて、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの電力損失が変動する。このため、許容電力値は、位相状態に応じて変動する。詳細には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、位相遅れである場合の許容電力値は、位相進みである場合の許容電力値よりも大きくなっている。
【００６３】
この許容電力値の違いに対応させて、遅れ閾値Ｐ２は、進み閾値Ｐ１よりも大きく設定されている。なお、遅れ閾値Ｐ２は、例えば位相状態が位相遅れである状況下における許容電力値の最小値である。
【００６４】
図４に示すように、送電側コントローラ１４は、出力電力値Ｐｏｕｔが遅れ閾値Ｐ２よりも大きい場合には、ステップＳ１０５にて出力停止処理を実行して、本停止制御処理を終了する一方、出力電力値Ｐｏｕｔが遅れ閾値Ｐ２以下である場合には、ステップＳ１０７に進む。
【００６５】
ステップＳ１０７では、送電側コントローラ１４は、電力値を変更することなく交流電力の出力を継続する出力継続処理を実行する。そして、送電側コントローラ１４は、本停止制御処理を終了する。
【００６６】
すなわち、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相進みである状況において、力率λが閾値力率λｔｈよりも低く、且つ、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１よりも大きい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ、且つ、ステップＳ１０４：ＹＥＳ）に、交流電力の出力を停止させる。一方、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相進みである状況において、力率λが閾値力率λｔｈ以上、又は、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１以下である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ、又は、ステップＳ１０４：ＮＯ）には、電力値を変更することなく交流電力の出力を継続する。
【００６７】
また、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相遅れである状況において、力率λが閾値力率λｔｈよりも低く、且つ、出力電力値Ｐｏｕｔが遅れ閾値Ｐ２よりも大きい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ、且つ、ステップＳ１０６：ＹＥＳ）に、交流電力の出力を停止させる。一方、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相遅れである状況において、力率λが閾値力率λｔｈ以上、又は、出力電力値Ｐｏｕｔが遅れ閾値Ｐ２以下である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ、又は、ステップＳ１０６：ＮＯ）には、電力値を変更することなく交流電力の出力を継続する。
【００６８】
次に本実施形態の作用について図５を用いて説明する。
図５（ａ）の１点鎖線で示すように、位相状態が位相進みである状況下では、力率λが閾値力率λｔｈよりも低く、且つ、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１よりも大きい領域が、交流電力の出力が停止する第１停止領域Ａ１である。
【００６９】
また、図５（ｂ）の１点鎖線に示すように、位相状態が位相遅れである状況下では、力率λが閾値力率λｔｈよりも低く、且つ、出力電力値Ｐｏｕｔが遅れ閾値Ｐ２よりも大きい領域が、交流電力の出力が停止する第２停止領域Ａ２である。この場合、第２停止領域Ａ２は、第１停止領域Ａ１よりも狭くなっているため、位相状態が位相遅れである場合には、交流電力の出力が継続され易い。
【００７０】
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂを有する交流電源１２と、交流電力が入力される送電器１３（１次側コイル１３ａ）とを備えている送電機器１１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電力値Ｐｏｕｔと位相状態とに基づいて、交流電力の出力を停止させる送電側コントローラ１４を備えている。詳細には、送電機器１１は、出力電力値Ｐｏｕｔを測定する出力電力値測定部３１と、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧と出力電流との位相状態が、位相遅れか位相進みかを検出する位相状態検出部３３とを備えている。送電側コントローラ１４は、位相状態が位相進みである状況下では出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１よりも大きい場合に交流電力の出力を停止させる一方、位相状態が位相遅れである状況下では出力電力値Ｐｏｕｔが遅れ閾値Ｐ２よりも大きい場合に交流電力の出力を停止させる。この場合、遅れ閾値Ｐ２は進み閾値Ｐ１よりも大きく設定されている。これにより、不要な交流電力の出力停止を回避できる。
【００７１】
詳述すると、仮に、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１よりも大きい場合には、位相状態に関わらず、交流電力の出力が停止される構成を想定する。この場合、位相状態が位相遅れである状況下において出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１よりも大きく且つ遅れ閾値Ｐ２よりも小さい場合には、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂが正常に動作する状況にも関わらず、交流電力の出力が停止してしまう不都合が生じ得る。これに対して、本実施形態によれば、上記不都合を回避できる。なお、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂが正常に動作する状況とは、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの電力損失が正常値である（比較的小さい）状況とも言える。
【００７２】
特に、出力電力値Ｐｏｕｔは、１次側コイル１３ａと２次側コイル２３ａとの相対位置によって変動し得る。このため、上記のように不要な交流電力の出力停止が行われると、１次側コイル１３ａと２次側コイル２３ａとの相対位置の変動の許容範囲が狭くなってしまう場合がある。これに対して、本実施形態では、上記のような不要な交流電力の出力停止を回避することを通じて、上記相対位置の変動の許容範囲を広げることができる。よって、１次側コイル１３ａと２次側コイル２３ａとの位置ずれに好適に対応できる。
【００７３】
（２）送電機器１１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧と出力電流との位相差に関する物理量としての力率λを検出する力率検出部３２を備えている。送電側コントローラ１４は、力率検出部３２によって検出された力率λと出力電力値Ｐｏｕｔとに基づいて、交流電力の出力の停止制御を行う。詳細には、送電側コントローラ１４は、力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合であって、出力電力値Ｐｏｕｔが閾値（位相進みである場合には進み閾値Ｐ１、位相遅れである場合には遅れ閾値Ｐ２）よりも大きい場合に、交流電力の出力を停止させる。これにより、出力電力値Ｐｏｕｔが正常値であっても力率λが低いことに起因して発生し得るＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの過度な電力損失を抑制できる。
【００７４】
（３）送電側コントローラ１４は、力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合であっても、出力電力値Ｐｏｕｔが上記閾値以下である場合には、電力値を変更することなく交流電力の出力を継続する。力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合であっても、出力電力値Ｐｏｕｔが上記閾値以下である場合には、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの電力損失は比較的小さい。この点、本構成によれば、上記のような場合には、電力値を変更することなく交流電力の出力が継続される。これにより、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの電力損失が比較的小さい状況であるにも関わらず、交流電力の出力停止が行われることを回避できる。
【００７５】
また、本構成によれば、出力電力値Ｐｏｕｔの過渡現象に好適に対応できる。当該効果について図６を用いて詳述する。図６は、送電側コントローラ１４によって特定電力値Ｐｔの交流電力の出力が指示されてからの出力電力値Ｐｏｕｔと力率λとの変化の様子を模式的に示すグラフである。なお、図６においては、各タイミングｔ１〜ｔ５における力率λ及び出力電力値Ｐｏｕｔをプロットして示す。
【００７６】
図６に示すように、送電側コントローラ１４からＡＣ／ＤＣ変換器１２ａ及びＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂに対して特定電力値Ｐｔの交流電力の出力指示が行われると、時間経過に伴って、出力電力値Ｐｏｕｔが徐々に大きくなる。
【００７７】
ここで、既に説明した通り、送電機器１１のインピーダンス変換器３０は、特定電力値Ｐｔの交流電力が出力される場合に、力率λが「１」に近づくように構成されている。このため、力率λは、出力電力値Ｐｏｕｔが小さい段階、すなわち送電側コントローラ１４からの出力指示タイミングから十分な時間が経過していない段階では低く、出力電力値Ｐｏｕｔが大きくなるに従って高くなる。よって、仮に力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合には、出力電力値Ｐｏｕｔに関わらず交流電力の出力が停止される構成とすると、出力電力値Ｐｏｕｔが特定電力値Ｐｔに到達する前に、交流電力の出力が停止してしまうという不都合が生じる。
【００７８】
これに対して、本実施形態では、力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合であっても、出力電力値Ｐｏｕｔが閾値以下であれば、電力値が変更されることなく交流電力の出力が継続される。これにより、上記不都合を回避できる。
【００７９】
（４）送電側コントローラ１４は、力率λが閾値力率λｔｈ以上である場合には、出力電力値Ｐｏｕｔに関わらず、交流電力の出力を継続する。これにより、電源負荷に対して効率的に電力を入力させることができる。
【００８０】
（５）遅れ閾値Ｐ２及び進み閾値Ｐ１は、力率λに関わらず一定値である。これにより、力率λに応じて遅れ閾値Ｐ２及び進み閾値Ｐ１を可変させる構成と比較して、制御の容易化を図ることができる。
【００８１】
（６）ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂが正常に動作可能な上限値又はそれよりも所定のマージン分だけ小さい出力電力値Ｐｏｕｔを許容電力値とする。当該許容電力値は力率λに依存するパラメータである。この場合、遅れ閾値Ｐ２は、位相状態が位相遅れである状況下において力率λに応じて変動する許容電力値の最小値に設定されており、進み閾値Ｐ１は、位相状態が位相進みである状況下において力率λに応じて変動する許容電力値の最小値に設定されている。これにより、力率λがどのように変動した場合であっても出力電力値Ｐｏｕｔが許容電力値よりも大きくなることを抑制できる。
【００８２】
（７）ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧は、パルス波形であり、位相状態検出部３３は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧の立ち上がりタイミングにおけるＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電流の瞬時値の正負に基づいて、位相状態が位相進みか位相遅れかを検出する。当該ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧の立ち上がりタイミングは比較的容易に把握できるタイミングである。また、上記構成によれば、瞬時値の絶対値を測定することなく、位相状態を検出できる。これにより、位相状態の検出を比較的容易に実現できるため、位相状態検出部３３の構成の簡素化を図ることができる。
【００８３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  位相状態検出部３３は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧（パルス信号）の立ち下がりタイミングにおける出力電流の瞬時値の正負で位相状態を検出してもよい。
【００８４】
○  図７に示すように、位相状態検出部３３は、出力電圧（パルス信号）の立ち上がりタイミングから出力電流の瞬時値が「０」となるまでの期間Ｔｘに基づいて、位相状態を検出してもよい。
【００８５】
詳細には、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、位相状態検出部３３は、上記期間Ｔｘがパルス信号の周期Ｔｐの１／４よりも長ければ、位相状態が位相進みであると判定する。一方、図７（ａ）及び図７（ｃ）に示すように、位相状態検出部３３は、上記期間Ｔｘがパルス信号の周期Ｔｐの１／４よりも短ければ、位相状態が位相遅れであると判定するとよい。この場合、出力電圧の立ち上がりタイミングと瞬時値の検出タイミングとがずれているため、瞬時値の検出時において出力電圧の立ち上がりタイミングに生じ得るノイズの影響を受けにくい。よって、ノイズに起因する誤検出を抑制できる。
【００８６】
なお、本別例においては、上記期間Ｔｘから位相差を検出してもよい。この場合、力率検出部３２を省略できる。つまり、位相状態検出部３３は、位相状態だけでなく、位相差を検出するものであってもよい。但し、位相差に関する物理量としての力率λを容易に検出できる点に着目すれば、入力電流値Ｉｉｎ及び出力電流値Ｉｏｕｔから力率λを検出する方が好ましい。
【００８７】
○  また、位相状態検出部３３は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧の立ち上がりタイミング又は立ち下がりタイミングから、出力電流の瞬時値が極大値又は極小値となるタイミングまでの期間に基づいて、位相状態を検出してもよい。要は、位相状態検出部３３は、位相状態を検出することができれば、その具体的な構成は任意である。
【００８８】
○  実施形態では、遅れ閾値Ｐ２及び進み閾値Ｐ１は、位相状態に応じて可変となっている一方、位相差（力率λ）に関わらず一定値となっていたが、これに限られない。例えば、送電側コントローラ１４は、遅れ閾値Ｐ２及び進み閾値Ｐ１を、力率λに応じて可変させてもよい。この場合の停止制御処理について以下に説明する。
【００８９】
図８に示すように、まずステップＳ２０１にて、送電側コントローラ１４は、現状の位相状態、力率λ及び出力電力値Ｐｏｕｔを把握する。なお、ステップＳ１０１にて把握された現状の力率λを、便宜上、検出力率λ０とする。
【００９０】
そして、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０２にて、位相状態が位相進みか否かを判定する。位相状態が位相進みである場合には、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０３にて、出力電力値Ｐｏｕｔが、検出力率λ０に対応した進み閾値Ｐ１（λ）である進み閾値Ｐ１（λ０）よりも大きいか否かを判定する。ここで、本別例の進み閾値Ｐ１（λ）は、力率λに依存する関数として設定されており、詳細には位相状態が位相進みである場合における許容電力値と一致するように設定されている。そして、進み閾値Ｐ１（λ０）は、進み閾値Ｐ１（λ）に対して検出力率λ０を代入した場合の値である。
【００９１】
送電側コントローラ１４は、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１（λ０）よりも大きい場合には、ステップＳ２０４にて出力停止処理を実行して、本停止制御処理を終了する一方、出力電力値Ｐｏｕｔが進み閾値Ｐ１（λ０）以下である場合には、ステップＳ２０６にて出力継続処理を実行して、本停止制御処理を終了する。
【００９２】
また、位相状態が位相遅れである場合には、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０２を否定判定し、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、送電側コントローラ１４は、出力電力値Ｐｏｕｔが、検出力率λ０に対応した遅れ閾値Ｐ２（λ）である遅れ閾値Ｐ２（λ０）よりも大きいか否かを判定する。ここで、本別例の遅れ閾値Ｐ２（λ）は、力率λに依存する関数として設定されており、詳細には位相状態が位相遅れである場合における許容電力値と一致するように設定されている。
【００９３】
かかる構成によれば、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、本別例の第１停止領域Ａ１１及び第２停止領域Ａ１２は、許容電力値のグラフに沿った形状となる。これにより、より好適に不要な交流電力の出力停止を回避できる。
【００９４】
ちなみに、本別例においては、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、力率λが同一である場合において、遅れ閾値Ｐ２（λ）は、進み閾値Ｐ１（λ）よりも大きく設定されている。
【００９５】
○  力率λに代えて、進み閾値Ｐ１及び遅れ閾値Ｐ２を、位相の関数としてもよい。詳細には、例えば位相進みの場合を正とし、位相遅れの場合を負とするものであって、絶対値が位相差である位相に対応させて、進み閾値と遅れ閾値とを設定してもよい。
【００９６】
○  なお、上記構成に限られず、例えば、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相進みである状況下において、力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合には、出力電力値Ｐｏｕｔと第１進み閾値とを比較する一方、力率λが閾値力率λｔｈ以上である場合には、出力電力値Ｐｏｕｔと、第１進み閾値よりも大きい第２進み閾値とを比較する構成でもよい。詳細には、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相進みである状況下において、（Ａ）力率λが閾値力率λｔｈよりも低く、且つ、出力電力値Ｐｏｕｔが第１進み閾値よりも大きい場合、又は、（Ｂ）力率λが閾値力率λｔｈ以上であり、且つ、出力電力値Ｐｏｕｔが第２進み閾値よりも大きい場合には、交流電力の出力を停止する。一方、送電側コントローラ１４は、（Ａ），（Ｂ）以外の場合には、電力値を変更することなく交流電力の出力を継続する。なお、第２進み閾値は、例えば力率λが閾値力率λｔｈである場合の許容電力値に設定されているとよい。
【００９７】
同様に、送電側コントローラ１４は、位相状態が位相遅れである状況下において、力率λが閾値力率λｔｈよりも低い場合には、出力電力値Ｐｏｕｔと第１遅れ閾値とを比較する一方、力率λが閾値力率λｔｈ以上である場合には、出力電力値Ｐｏｕｔと、第１遅れ閾値よりも大きい第２遅れ閾値とを比較する構成でもよい。この場合、第２遅れ閾値は、例えば力率λが閾値力率λｔｈである場合の許容電力値に設定されているとよい。なお、かかる別例においては、第１遅れ閾値は第１進み閾値よりも大きく設定されており、第２遅れ閾値は第２進み閾値よりも大きく設定されているとよい。
【００９８】
○  実施形態では、ステップＳ１０２の処理では、力率λを用いたが、これに限られない。例えば、力率λに代えて、入力電流値Ｉｉｎと出力電流値Ｉｏｕｔとの電流差を用いてもよい。この場合、送電機器１１は、力率検出部３２に代えて（又は加えて）、上記電流差を検出する電流差検出部を備えているとよい。そして、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０２では、電流差検出部によって検出された上記電流差が予め定められた閾値電流差よりも大きいか否かを判定するとよい。
【００９９】
また、送電機器１１は、力率検出部３２に代えて、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧と出力電流との位相差自体を検出する位相差検出部を備えていてもよい。この場合、ステップＳ１０２では、送電側コントローラ１４は、上記位相差が予め定められた閾値位相差（例えば閾値力率λｔｈに対応する位相差）よりも大きいか否かを判定するとよい。
【０１００】
要は、ステップＳ１０２の判定処理では、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの出力電圧と出力電流との位相差に関する物理量、詳細には相対的に上記位相差に対して変動し易く（変動量が大きく）、且つ、その他のパラメータ（例えば出力電力値Ｐｏｕｔ等）には変動しにくい（変動量が小さい）パラメータを用いるとよい。
【０１０１】
○  力率検出部３２を省略し、ステップＳ１０２の処理を省略してもよい。要は、送電側コントローラ１４は、出力電力値Ｐｏｕｔ及び位相状態のみに基づいて、交流電力の出力の停止制御を行ってもよい。
【０１０２】
○  位相状態検出部３３は、パルス信号に代えて、出力電圧の立ち上がりタイミングを検出するものであってもよい。
○  実施形態では、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６の処理では、出力電力値Ｐｏｕｔを用いたが、これに限られない。例えば、送電機器１１は、出力電力値測定部３１に代えて、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの入力電力値を測定する入力電力値測定部を備えていてもよい。入力電力値測定部は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの入力電圧値及び入力電流値Ｉｉｎを測定し、これらの値から入力電力値を算出し、その算出結果を送電側コントローラ１４に送信する。送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０４等では、入力電力値が進み閾値Ｐ１等よりも大きいか否かを判定する。この場合であっても、上述した（１）等の効果を奏する。
【０１０３】
また、ステップＳ１０４等の処理では、出力電力値Ｐｏｕｔに代えて、入力電流値Ｉｉｎを用いてもよいし、出力電流値Ｉｏｕｔを用いてもよい。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの入力電圧値又は出力電圧値Ｖｏｕｔの測定、及び、入力電力値又は出力電力値Ｐｏｕｔの算出を省略することができるため、構成の簡素化を図ることができる。
【０１０４】
要は、送電機器１１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの入力電力値、入力電流値Ｉｉｎ、出力電力値Ｐｏｕｔ又は出力電流値Ｉｏｕｔを測定する測定部を備え、送電側コントローラ１４は、その測定部によって測定された測定値と閾値（位相進みである場合には進み閾値、位相遅れである場合には遅れ閾値）との比較を行えばよい。この場合、測定対象に応じて、比較対象の進み閾値及び遅れ閾値を変更するとよい。また、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂが正常に動作可能な許容値（例えば許容電力値や許容電流値）は、測定対象に合わせて適宜変更される。
【０１０５】
○  送電機器１１は、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの入力電力値、入力電流値Ｉｉｎ、出力電力値Ｐｏｕｔ及び出力電流値Ｉｏｕｔのうち少なくとも２つを測定する測定部を備えていてもよい。この場合、送電側コントローラ１４は、上記少なくとも２つの測定結果に基づいて、交流電力の出力を停止するか否かを判定してもよい。
【０１０６】
○  送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０５の出力停止処理に代えて、交流電力の電力値を小さくする処理を実行してもよい。詳細には、例えば送電側コントローラ１４は、現状の電力値よりも小さい電力値が設定された電力値情報を含む出力指示信号をＡＣ／ＤＣ変換器１２ａに送信するとよい。この場合であっても、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの電力損失の軽減を図ることができる。
【０１０７】
○  出力電力値測定部３１、力率検出部３２及び位相状態検出部３３は、送電側コントローラ１４に搭載されていてもよい。
○  外部電力として所定の電力値の直流電力が入力されてもよい。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａを省略してもよいし、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａに代えてＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータが変換部に対応する。
【０１０８】
○  インピーダンス変換器３０を複数設けてもよい。また、インピーダンス変換器３０を省略してもよい。
○  ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂの具体的な構成は任意であり、例えばスイッチング素子を１つ有するＥ級増幅器であってもよいし、４つのスイッチング素子を有するブリッジ回路であってもよい。
【０１０９】
○  ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａの具体的な構成は任意であり、直流電力の電力値を可変にできない構成であってもよい。また、ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａは、例えば昇圧型又は昇降圧型であってもよい。
【０１１０】
○  各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はパワー型のＭＯＳＦＥＴであったが、これに限られず、ＩＧＢＴ等他のスイッチング素子を用いてもよい。また、ボディダイオードＤ１，Ｄ２に代えて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に並列に接続される２つのダイオードを別途設けてもよい。要は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対して並列に接続されるダイオードは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に内蔵されたものであってもよいし、別途取り付けられるものであってもよい。
【０１１１】
○  ドライバ回路１２ｂａの出力モードにおいてデッドタイム（第２状態）を省略してもよい。
○  交流電力の出力を停止させる具体的な構成は任意であり、例えばＡＣ／ＤＣ変換器１２ａの前段又は後段の電力伝送経路上にコンタクタを設け、送電側コントローラ１４が当該コンタクタをＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える構成でもよい。
【０１１２】
○  停止制御処理の実行主体は、送電側コントローラ１４に限られず任意であり、例えば受電側コントローラ２４が実行してもよい。この場合、送電側コントローラ１４は、上記停止制御処理に必要な情報を適宜受電側コントローラ２４に送信するとよい。また、受電側コントローラ２４は、必要に応じて送電側コントローラ１４に対して各種指示を行い、送電側コントローラ１４は、上記各種指示に従って、ＤＣ／ＡＣ変換器１２ｂやＡＣ／ＤＣ変換器１２ａ等の制御を行うとよい。
【０１１３】
○  交流電源１２は、電圧源に限られず、電力源や電流源であってもよい。
○  送電器１３の共振周波数と受電器２３の共振周波数とは同一に設定されていたが、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で両者を異ならせてもよい。
【０１１４】
○  送電器１３と受電器２３とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。
○  各コンデンサ１３ｂ，２３ｂを省略してもよい。この場合、各コイル１３ａ，２３ａの寄生容量を用いて磁場共鳴させる。
【０１１５】
○  受電機器２１の搭載対象は任意であり、例えばロボットや電動車いす等に搭載されてもよい。
○  実施形態では、１次側コイル１３ａと１次側コンデンサ１３ｂとは並列に接続されていたが、これに限られず、両者は直列に接続されていてもよい。同様に、２次側コイル２３ａと２次側コンデンサ２３ｂとは、直列に接続されていてもよい。
【０１１６】
○  実施形態では、非接触の電力伝送を実現させるために磁場共鳴を用いたが、これに限られず、電磁誘導を用いてもよい。
○  実施形態では、受電器２３にて受電された交流電力は車両用バッテリの充電に用いられたが、これに限られず、別の用途に用いてもよい。
【０１１７】
○  送電器１３は、１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する１次側結合コイルとを有してもよい。同様に、受電器２３は、２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する２次側結合コイルとを有してもよい。
【０１１８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）前記制御部は、前記位相状態が位相進みである場合には、前記測定値が前記進み閾値以下、又は、前記力率が前記閾値力率以上である場合に、電力値を変更することなく前記交流電源からの前記交流電力の出力を継続し、前記位相状態が位相遅れである場合には、前記測定値が前記遅れ閾値以下、又は、前記力率が前記閾値力率以上である場合に、電力値を変更することなく前記交流電源からの前記交流電力の出力を継続する請求項４に記載の送電機器。
【０１１９】
（ロ）前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、インピーダンス変換を行うインピーダンス変換部を備え、前記インピーダンス変換部は、前記交流電源から予め定められた特定電力値の交流電力が出力されている場合に、前記位相差が０に近づくように前記１次側コイルの入力インピーダンスをインピーダンス変換する請求項２〜６及び（イ）のうちいずれか一項に記載の送電機器。
【０１２０】
（ハ）前記交流電源は、外部電力を直流電力に変換するものであって、当該直流電力の電力値を変更可能な変換部を備えている請求項１〜６及び（イ），（ロ）のうちいずれか一項に記載の送電機器。
【０１２１】
（ニ）前記ＤＣ／ＡＣ変換部は、互いに直列に接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子に対して並列に接続された第１ダイオードと、前記第２スイッチング素子に対して並列に接続された第２ダイオードと、を備え、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続線が前記１次側コイルに接続されている請求項１〜６及び（イ）〜（ハ）のうちいずれか一項に記載の送電機器。なお、本構成における各ダイオードは、各スイッチング素子とは別に設けられているものであってもよいし、例えば各スイッチング素子がパワー型のＭＯＳＦＥＴである場合にはボディダイオードであってもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１０…非接触電力伝送装置、１１…送電機器、１２…交流電源、１２ａ…ＡＣ／ＤＣ変換器、１２ｂ…ＤＣ／ＡＣ変換器、１３ａ…１次側コイル、１４…送電側コントローラ、２１…受電機器、２２…負荷、２３ａ…２次側コイル、３０…インピーダンス変換器、３１…出力電力値測定部、３２…力率検出部、３３…位相状態検出部、Ｑ１，Ｑ２…ＤＣ／ＡＣ変換器のスイッチング素子、λ…力率、λｔｈ…閾値力率、Ｐ１…進み閾値、Ｐ２…遅れ閾値。
【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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