(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側共振コイルから磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を受電する２次側共振コイルの出力側に接続される整流部と、
前記整流部の出力側に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータと、
負荷に接続される出力端子と、
前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有するインピーダンス部と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記出力端子又は前記インピーダンス部のいずれか一方とを切り替え的に接続する切替部と
を含み、
前記切替部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が立ち上がる前は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記インピーダンス部とを接続し、立ち上がり後は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記出力端子とを接続する、受電器。
【請求項２】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記切替部の接続の切替制御を行う制御部と
をさらに含み、
前記インピーダンス部は、インピーダンスを変化させることができる可変インピーダンス部であり、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの立ち上げ時に、前記切替部に前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記可変インピーダンス部とを接続させた状態で、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスに設定する、請求項１記載の受電器。
【請求項３】
前記可変インピーダンス部は、前記負荷のインピーダンスと等しいインピーダンスから、前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスまでインピーダンスを変化させることができ、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの立ち上げ時に、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスに設定した後であって、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が立ち上がる前に、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを前記負荷のインピーダンスと等しいインピーダンスまで低下させる、請求項２記載の受電器。
【請求項４】
前記負荷の種類を表すデータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの立ち上げ時に前記可変インピーダンス部のインピーダンスを時系列的に変化させるデータとを関連付けて格納するメモリをさらに含み、前記制御部は、前記負荷の種類に対応する前記インピーダンスを時系列的に変化させるデータを用いて、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを設定する、請求項２又は３記載の受電器。
【請求項５】
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がった後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が目標値になっている場合に、前記負荷と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとが接続されるように前記切替部を制御する、請求項２乃至４のいずれか一項記載の受電器。
【請求項６】
前記１次側共振コイルを含む送電器と、
請求項５記載の受電器と
を含む充電システムであって、
前記制御部は、前記出力電圧が前記目標値より高いときは、前記送電器の送電電力を減少させ、前記出力電圧が前記目標値より低いときは、前記送電器の送電電力を増大させる、充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電器、及び、充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無接点送電回路の近接電磁界に結合する受電部と、前記受電部の出力電圧を整流する整流部と、前記整流部の出力電圧を変圧して受電負荷に出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記無接点送電回路への信号送信時に、負荷変調することで回路全体のインピーダンスを変化させる負荷変調部とを備える無接点受電回路がある。前記信号送信時に高いインピーダンスとなり前記負荷変調を行わない電力伝送時に低いインピーダンスとなるインピーダンス可変部、および、前記インピーダンス可変部を介して前記整流部とＤＣ−ＤＣコンバータとの間に接続される第１の容量部を有し、前記整流部からの出力電圧を平滑化する平滑容量部をさらに備える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０８８１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の無接点受電回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータに出力される負荷の種類が変わると、無接点送電回路から無接点受電回路側を見た入力インピーダンスが変化する。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が負荷に対して低すぎて負荷が起動しない場合、又は、無接点受電回路が受電する電力が大きすぎてＤＣ−ＤＣコンバータが損傷を受ける場合が生じ得る。
【０００５】
すなわち、従来の無接点受電回路は、負荷の種類が変わると、電力を適切に負荷に供給できなくなるおそれがある。
【０００６】
そこで、電力を適切に負荷に供給することができる受電器、及び、充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】
【０００７】
本発明の実施の形態の受電器は、１次側共振コイルから磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を受電する２次側共振コイルの出力側に接続される整流部と、前記整流部の出力側に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータと、負荷に接続される出力端子と、前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有するインピーダンス部と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記出力端子又は前記インピーダンス部のいずれか一方とを切り替え的に接続する切替部とを含み、前記切替部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が立ち上がる前は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記インピーダンス部とを接続し、立ち上がり後は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記出力端子とを接続する。
【発明の効果】
【０００８】
電力を適切に負荷に供給することができる受電器、及び、充電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態の受電器１００を含む充電システム３００を示す図である。
【図２】図１に示す充電システムの等価回路を示す図である。
【図３】ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧の時間的な変化を示す図である。
【図４】実施の形態の充電システム３００の詳細を示す図である。
【図５】負荷装置５００Ａの種類と、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧とを関連付けたデータを示す図である。
【図６】受電器１００の制御部１３０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態の変形例による充電システム３００の詳細を示す図である。
【図８】実施の形態の充電システム３００の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の受電器、及び、充電システムを適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の受電器１００を含む充電システム３００を示す図である。図２は、図１に示す充電システム３００の等価回路を示す図である。
【００１２】
充電システム３００は、受電器１００と送電器２００を含む。
【００１３】
送電器２００は、１次側コイル１、１次側共振コイル２、交流電源３０、アンプ４０、整合回路５０、及び制御部２１０を含む。送電器２００は、交流電源３０が出力する電力を磁界共鳴によって受電器１００に送電する。
【００１４】
受電器１００は、２次側共振コイル３、２次側コイル４、整流回路１１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０、及び制御部１３０を含む。受電器１００は、図１及び図２に示す構成要素以外の構成要素を含むが、その詳細については図４を用いて後述する。
【００１５】
受電器１００には、インバータ４００を介してデスクトップ型のＰＣ(Personal Computer)５００が接続される。受電器１００は、送電器２００から磁界共鳴によって伝送される電力を受電し、ＰＣ５００に出力する。
【００１６】
まず、送電器２００に含まれる１次側コイル１、１次側共振コイル２、及び整合回路５０と、交流電源３０について説明する。
【００１７】
図１に示すように、１次側コイル１は、ループ状のコイルであり、両端間に整合回路５０を介して交流電源３０が接続されている。１次側コイル１は、１次側共振コイル２と非接触で近接して配置されており、１次側共振コイル２と電磁界結合される。
【００１８】
また、図２の等価回路に示すように、１次側コイル１は、インダクタンスＬ１のコイルとして表すことができる。なお、１次側コイル１は、実際には抵抗成分とキャパシタ成分を含むが、図２では省略する。
【００１９】
１次側コイル１は、交流電源３０からアンプ４０及び整合回路５０を経て供給される交流電力によって磁界を発生し、電磁誘導（相互誘導）により電力を１次側共振コイル２に送電する。
【００２０】
図１に示すように、１次側共振コイル２は、１次側コイル１と非接触で近接して配置されて１次側コイル１と電磁界結合されている。また、１次側共振コイル２は、所定の共振周波数を有し、非常に高いＱ値を有するように設計されている。１次側共振コイル２の共振周波数は、２次側共振コイル３の共振周波数と等しくされている。なお、図１では見やすさの観点から１次側共振コイル２の両端は開放されているが、１次側共振コイル２の両端の間に、共振周波数を調整するためのキャパシタが直列に接続される場合もある。
【００２１】
１次側共振コイル２は、所定の間隔を隔てて、対向するように配置される。１次側共振コイル２と２次側共振コイル３との間隔は、例えば、数メートル程度であってもよい。１次側共振コイル２と２次側共振コイル３の共振Qが十分大きければ、数メートル程度離れていても、磁界共鳴による電力の伝送が可能である。
【００２２】
また、１次側共振コイル２と２次側共振コイル３とは、互いの中心軸が一致する場合に、磁界共鳴の状態が最も良好になるが、磁界共鳴方式は、１次側共振コイル２と２次側共振コイル３との中心軸がずれていても電力を送電することができる。これは、電磁誘導方式に対する大きなメリットである。すなわち、磁界共鳴方式は、１次側共振コイル２と２次側共振コイル３との位置ずれに対しても強いというメリットがある。
【００２３】
また、図２の等価回路に示すように、１次側共振コイル２は、インダクタンスＬ２のコイルと、キャパシタンスＣ２のキャパシタを有するループ回路として表すことができる。キャパシタンスＣ２は、１次側共振コイル２の両端間に周波数調整用に接続されるキャパシタの容量である。なお、１次側共振コイル２は、実際には抵抗成分を含むが、図２では省略する。
【００２４】
１次側共振コイル２の共振周波数は、交流電源３０が出力する交流電力の周波数と同一の周波数になるように設定されている。１次側共振コイル２の共振周波数は、１次側共振コイル２のインダクタンスＬ２とキャパシタンスＣ２によって決まる。このため、１次側共振コイル２のインダクタンスＬ２とキャパシタンスＣ２は、１次側共振コイル２の共振周波数が、交流電源３０から出力される交流電力の周波数と同一の周波数になるように設定されている。
【００２５】
なお、１次側共振コイル２は、寄生容量だけで共振周波数を設定でき、かつ、１次側共振コイル２の浮遊容量を固定できる場合は、両端が開放されていてもよい。
【００２６】
整合回路５０は、１次側コイル１と交流電源３０とのインピーダンス整合を取るために挿入されており、インダクタＬとキャパシタＣを含む。
【００２７】
アンプ４０は、交流電源３０と整合回路５０の間に設けられており、交流電源３０から出力される交流電力を増幅して整合回路５０に入力する。
【００２８】
交流電源３０は、磁界共鳴に必要な周波数の交流電力を出力する電源であり、出力電力を増幅するアンプを内蔵する。交流電源３０は、例えば、数百kHzから数十ＭＨｚ程度の高周波の交流電力をアンプ４０に出力する。
【００２９】
送電器２００は、交流電源３０からアンプ４０及び整合回路５０を介して１次側コイル１に供給される交流電力を磁気誘導により１次側共振コイル２に送電し、１次側共振コイル２から磁界共鳴により電力を受電器１００の２次側共振コイル３に送電する。なお、制御部２１０が実行する処理については後述する。
【００３０】
次に、受電器１００について説明する。
【００３１】
図１に示すように、受電器１００に含まれる２次側共振コイル３は、１次側共振コイル２と所定の間隔を隔てて、対向するように配置される。
【００３２】
図１では見やすさの観点から２次側共振コイル３の両端は開放されているが、２次側共振コイル３の両端間には、共振周波数を調整するためのキャパシタが直列に接続される場合もある。
【００３３】
２次側共振コイル３は、１次側共振コイル２と同一の共振周波数を有し、非常に高いＱ値を有するように設計されている。
【００３４】
２次側共振コイル３と１次側共振コイル２との間隔は、例えば、数メートル程度であってもよい。２次側共振コイル３と１次側共振コイル２は、共振Qが十分大きければ数メートル程度離れていても、磁界共鳴による電力の伝送が可能である。
【００３５】
また、２次側共振コイル３は、２次側コイル４と非接触で近接して配置されており、２次側コイル４と電磁界結合される。
【００３６】
また、図２の等価回路に示すように、２次側共振コイル３は、インダクタンスＬ３のコイルと、キャパシタンスＣ３のキャパシタを有するように表すことができる。キャパシタンスＣ３は、２次側共振コイル３の両端間に周波数調整用に接続されるキャパシタの容量である。なお、２次側共振コイル３は、実際には抵抗成分を含むが、図２では省略する。
【００３７】
２次側共振コイル３の共振周波数は、２次側共振コイル３のインダクタンスＬ３とキャパシタンスＣ３によって決まる。このため、２次側共振コイル３のインダクタンスＬ３とキャパシタンスＣ３は、２次側共振コイル３の共振周波数が、１次側共振コイル２の共振周波数と、交流電源３０から出力される交流電力の周波数と同一の周波数になるように設定されている。
【００３８】
なお、２次側共振コイル３は、寄生容量だけで共振周波数を設定でき、かつ、２次側共振コイル３の浮遊容量を固定できる場合は、両端が開放されていてもよい。
【００３９】
２次側共振コイル３を含む受電器１００は、送電器２００の１次側共振コイル２から磁界共鳴によって送電される電力を中継し、２次側コイル４に送電する。
【００４０】
図１に示すように、２次側コイル４は、１次側コイル１と同様のループ状のコイルであり、２次側共振コイル３と電磁界結合されるとともに、両端間に整流回路１１０が接続されている。
【００４１】
２次側コイル４は、２次側共振コイル３と非接触で近接して配置されており、２次側共振コイル３と電磁界結合される。
【００４２】
また、図２の等価回路に示すように、２次側コイル４は、インダクタンスＬ４のコイルとして表すことができる。なお、２次側コイル４は、実際には抵抗成分とキャパシタ成分を含むが、図２では省略する。
【００４３】
２次側コイル４は、２次側共振コイル３から電磁誘導（相互誘導）により電力を受電し、電力を整流回路１１０に供給する。
【００４４】
整流回路１１０は、４つのダイオード７Ａ〜７Ｄ及びキャパシタ７Ｅを有する。ダイオード７Ａ〜７Ｄは、ブリッジ状に接続されており、２次側コイル４から入力される電力を全波整流して出力する。キャパシタ７Ｅは、ダイオード７Ａ〜７Ｄを含むブリッジ回路の出力側に接続される平滑用キャパシタであり、ダイオード７Ａ〜７Ｄを有するブリッジ回路で全波整流された電力を平滑化して直流電力として出力する。
【００４５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０は、整流回路１１０の出力側に接続されており、整流回路１１０から出力される直流電力の電圧を所定の設定電圧に変換して出力する。設定電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧の設定値であり、制御部１３０によって設定される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧は、インバータ４００の定格入力電圧又はＰＣ５００の定格入力電圧によって設定される。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧については、図４乃至図６を用いて後述する。
【００４６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０は、整流回路１１０の出力電圧の方がＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧よりも高い場合は、整流回路１１０の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧まで降圧する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０は、整流回路１１０の出力電圧の方がＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧よりも低い場合は、整流回路１１０の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧まで昇圧する。
【００４７】
以上の２次側共振コイル３、２次側コイル４、整流回路１１０、及びＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を含む受電器１００は、送電器２００から送電される交流電力を直流電力に変換し、さらにＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧に変換してインバータ４００に供給する。
【００４８】
インバータ４００は、受電器１００から入力される直流電圧を交流電圧に変換してＰＣ５００に出力する。
【００４９】
なお、１次側コイル１、１次側共振コイル２、２次側共振コイル３、２次側コイル４は、例えば、銅線を巻回することによって作製される。しかしながら、１次側コイル１、１次側共振コイル２、２次側共振コイル３、２次側コイル４の材質は、銅以外の金属（例えば、金、アルミニウム等）であってもよい。また、１次側コイル１、１次側共振コイル２、２次側共振コイル３、２次側コイル４の材質は異なっていてもよい。
【００５０】
このような充電システム３００において、１次側コイル１及び１次側共振コイル２が電力の送電側であり、２次側共振コイル３及び２次側コイル４が電力の受電側である。
【００５１】
充電システム３００は、１次側共振コイル２と２次側共振コイル３との間で生じる磁界共鳴を利用して送電側から受電側に電力を送電する磁界共鳴方式である。このため、充電システム３００は、送電側から受電側に電磁誘導で電力を送電する電磁誘導方式よりも長距離での電力の伝送が可能である。
【００５２】
ところで、図１及び図２では、受電器１００がＰＣ５００に電力を供給する形態を示すが、受電器１００は、ＰＣ５００以外の電子機器に電力を供給するために利用することができる。例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ゲーム機、ラップトップ型のＰＣ等の携帯型の電子機器、又は、ひげ剃りあるいは電動歯ブラシ等の充電型の電化製品に電力を供給するために利用することができる。
【００５３】
上述のような電子機器と電化製品（以下、負荷装置と称す）は、必要な電力（定格電力）が異なる。このため、負荷装置の定格出力が大きい場合には、送電器２００から受電器１００に送電する電力量を増大し、負荷装置の定格出力が小さい場合には、送電器２００から受電器１００に送電する電力量を低減することになる。
【００５４】
図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧の時間的な変化を示す図である。図３には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に入力される電力が比較的大きい場合のＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧の変動を実線で示す。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に入力される電力が比較的小さい場合のＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧の変動を実線で示す。
【００５５】
送電器２００から受電器１００に送電する電力量が大きく、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に入力される電力が比較的大きいと、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる際の出力電圧の変動が大きくなる。
【００５６】
このため、図３に実線で示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０がオンになるときに出力電圧が大きく変動し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の耐電圧を超えるおそれがある。このような場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０のフェイルセーフ機構により、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の動作が停止される。従って、受電器１００は負荷装置に電力を供給できない状態になる。
【００５７】
また、上述のような過電圧を抑制するために、図３に破線で示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の入力電力を小さくして、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧を低く設定すると、出力電圧が低すぎて負荷装置を起動できなくなるおそれがある。
【００５８】
すなわち、これらの場合には、電力を負荷装置に適切に供給できなくなるおそれがある。
【００５９】
従って、以下では、電力を適切に負荷に供給することができる受電器１００及び充電システム３００について説明する。
【００６０】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げるとき（完全に立ち上がる前）とは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に電力が入力されてから、出力電圧が安定する前の過渡応答期間にあるときをいう。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０が立ち上がった後とは、過渡応答期間が終了してＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧が安定したときをいう。
【００６１】
図４は、実施の形態の充電システム３００の詳細を示す図である。図４には、充電システム３００に加えて、充電システム３００を統括するコンピュータ８００を示す。
【００６２】
コンピュータ８００は、アンテナ８０１を有し、受電器１００と無線通信でデータ通信を行うことができる。例えば、アンテナ８０１とアンテナ１３１との間で、Bluetooth（登録商標）又はWiFi(Wireless Fidelity)等による無線通信を行えばよい。
【００６３】
送電器２００は、送電コイル２０、交流電源３０、アンプ４０、制御部２１０、及びアンテナ２１１を含む。なお、図４では、整合回路５０（図１及び図２参照）を省略する。
【００６４】
送電コイル２０は、１次側コイル１及び１次側共振コイル２（図１及び図２参照）を纏めて示すものであるが、送電コイル２０は１次側コイル１を含まなくてもよい。アンテナ２１１は、制御部２１０に接続されている。
【００６５】
制御部２１０は、アンテナ２１１を介して、無線通信で受電器１００の制御部１３０とデータ通信を行うことができる。制御部２１０は、受電器１００の制御部１３０から送電電力を増大又は減少させる指令を受信すると、受電器１００に送電する電力を増大又は減少させる。
【００６６】
なお、制御部２１０と制御部１３０との間のデータ通信は、アンテナ２１１と１３１の間で、例えば、Bluetooth（登録商標）又はWiFi(Wireless Fidelity)等による無線通信によって行えばよい。
【００６７】
受電器１００は、出力端子１０１、受電コイル１０、整流回路１１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０、制御部１３０、アンテナ１３１、メモリ１３２、電圧検出部１４０、スイッチ１５０、及び可変インピーダンス部１６０を含む。受電コイル１０は、２次側共振コイル３及び２次側コイル４（図１及び図２参照）を纏めて示すものであるが、受電コイル１０は２次側コイル４を含まなくてもよい。
【００６８】
出力端子１０１には、インバータ４００を介して負荷装置５００Ａが接続されている。負荷装置５００Ａは、ＰＣ５００（図１参照）であってもよく、あるいは上述したような様々な負荷装置であってもよい。
【００６９】
制御部１３０には、アンテナ１３１とメモリ１３２が接続されている。
【００７０】
制御部１３０は、アンテナ１３１を介して、送電器２００の制御部２１０とデータ通信を行うことができる。また、メモリ１３２には、負荷装置の種類と、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧とを関連付けたデータが格納されている。
【００７１】
制御部１３０は、アンテナ１３１を介して、コンピュータ８００から、負荷装置の種類を表すデータを受信する。制御部１３０は、受信した負荷装置の種類を表すデータを用いてメモリ１３２に格納されたデータを参照し、受信した負荷装置の種類に対応する可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧とをメモリ１３２から読み出す。
【００７２】
制御部１３０は、メモリ１３２から読み出したＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧として設定する。また、制御部１３０は、メモリ１３２から読み出した可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値を用いて、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを設定する。
【００７３】
制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧を設定する処理と、スイッチ１５０の切替制御と、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定処理と、送電器２００の制御部２１０及びコンピュータ８００とのデータ通信とを行えるコンピュータであればよい。制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)チップと内部メモリを有するマイクロコンピュータであればよい。
【００７４】
制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる前に、メモリ１３２から読み出したＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧を設定する。
【００７５】
また、制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる前に、スイッチ１５０を切り替えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０と可変インピーダンス部１６０を接続する。
【００７６】
また、制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げているときに、負荷装置５００Ａの種類に応じて可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを時間的に変化させる。
【００７７】
制御部１３０は、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの調節を開始すると、まず、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを負荷装置５００Ａのインピーダンスよりも高いインピーダンスに設定し、徐々に負荷装置５００Ａのインピーダンスに近い値に変化（低下）させる。
【００７８】
このように可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを変化（低下）させるのは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の立ち上がり時に出力電圧の過渡特性が生じる期間にわたって行われる。
【００７９】
制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に電力が入力される前に、まず、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを負荷装置５００Ａのインピーダンスよりも高いインピーダンスに設定する。
【００８０】
制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に電力が入力され始めると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の立ち上がり時において過渡特性が生じる期間にわたって、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを徐々に負荷装置５００Ａのインピーダンスに近い値に変化（低下）させる。
【００８１】
制御部１３０は、過渡特性が生じる期間が終了する時点（あるいはこの時点よりも所定の余裕時間だけ経過した時点）で、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを負荷装置５００Ａのインピーダンスと同一のインピーダンスに設定する。
【００８２】
制御部１３０は、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを負荷装置５００Ａのインピーダンスと同一のインピーダンスに設定した後に、受電器１００の動作が安定すると、スイッチ１５０を負荷装置５００Ａに切り替える。
【００８３】
また、制御部１３０は、上述のように可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを調整する際に、電圧検出部１４０が検出する電圧に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧が負荷装置５００Ａに適合した所定の設定電圧に調整されているかを判定する。
【００８４】
また、制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧が０Ｖである場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に過電圧が生じてフェイルセーフ機構によって動作が停止されていると判定し、エラー信号をコンピュータ８００に送信する。
【００８５】
電圧検出部１４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧を検出する電圧計である。電圧検出部１４０が検出する電圧値を表す信号は、制御部１３０に入力される。
【００８６】
スイッチ１５０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力端子、可変インピーダンス部１６０、及び出力端子１０１に接続される３端子を有し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力端子の接続先を可変インピーダンス部１６０又は出力端子１０１に切り替えるスイッチである。スイッチ１５０は、切替部の一例である。
【００８７】
可変インピーダンス部１６０は、一端がスイッチ１５０の３端子のうちの１つに接続されており、他端が接地されている。可変インピーダンス部１６０のインピーダンスは、制御部１３０によって設定される。可変インピーダンス部１６０は、インピーダンス部の一例である。
【００８８】
可変インピーダンス部１６０のインピーダンスは、出力端子１０１に接続される負荷装置５００Ａのインピーダンス以上の値に設定することができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる際には、制御部１３０によって可変インピーダンス部１６０のインピーダンスよりも大きなインピーダンスに設定される。
【００８９】
可変インピーダンス部１６０は、例えば、抵抗値を可変的に設定できる可変抵抗器、インダクタンスを可変的に設定できる可変インダクタ、又は、静電容量を可変的に設定できる可変キャパシタ等を用いることができる。なお、可変インピーダンス部１６０は、例えば、可変抵抗器、可変インダクタ、及び可変キャパシタのうちの２つを含んでもよく、３つすべてを含んでもよい。
【００９０】
図５は、負荷装置５００Ａの種類と、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧とを関連付けたデータを示す図である。図５に示すテーブル形式のデータは、メモリ１３２（図４参照）に格納されている。
【００９１】
負荷装置５００Ａの種類は、一例として、id_001, id_002, id_003等の識別子で表される。上述したように、負荷装置５００Ａとしては、例えば、スマートフォン端末機、及び、デスクトップ型のＰＣ等がある。識別子は、負荷装置５００Ａの種類毎に割り振られている。
【００９２】
可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値は、id_001の負荷装置５００Ａについては、imp_1, imp_2, …, imp_N (Nは３以上の自然数)が設定されている。インピーダンスimp_1, imp_2, …, imp_Nは、imp_1＞imp_2＞…＞imp_Nの関係があり、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを時系列的にこの順に設定することを表す。
【００９３】
インピーダンスimp_1は、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値の初期値であり、id_001の負荷装置５００Ａのインピーダンスよりも大きな値に設定されている。初期値とは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる際に最初に設定される値である。
【００９４】
初期値を大きくするのは、負荷装置５００Ａよりも大きなインピーダンスに接続して、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の立ち上がり時に過電圧が生じるのを抑制し、確実にＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げるためである。負荷装置５００Ａよりも大きなインピーダンスを用いれば、負荷装置５００Ａが接続されるときよりも消費電力が大きくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の入力電力が大きくても、過電圧が生じにくくなるからである。
【００９５】
また、インピーダンスimp_Nは、Ｎ番目に設定する可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値を表し、id_001の負荷装置５００Ａのインピーダンスと等しい値に設定されている。Ｎ番目に設定するインピーダンスimp_Nは、最終値である。最終値とは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる際に最後に設定される値である。
【００９６】
最終値を負荷装置５００Ａのインピーダンスと等しい値に設定するのは、次のような理由によるものである。スイッチ１５０の接続先を負荷装置５００Ａに切り替える直前に、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを負荷装置５００Ａと等しくしておけば、負荷装置５００Ａを接続したときと同じ状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の動作状態を安定させることができる。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の動作状態を上述のように安定させてから、スイッチ１５０を負荷装置５００Ａに切り替えれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０から負荷装置５００Ａに安定的に確実に電力を供給することができるからである。
【００９７】
また、インピーダンスimp_1, imp_2, …, imp_Nのデータは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の立ち上がり時の出力電圧の過渡特性が生じる期間にわたって、初期値imp_1から最終値 imp_Nに順番に設定可能なように時系列的に配列されている。
【００９８】
同様に、id_002の負荷装置５００Ａについては、imp_3, imp_5, …, imp_M (Mは５以上の自然数)が設定されている。id_003の負荷装置５００Ａについては、imp_5 imp_8, …, imp_K (Kは９以上の自然数)が設定されている。
【００９９】
id_002の負荷装置５００Ａについては、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の立ち上がり時の出力電圧の過渡特性が生じる期間にわたって、初期値imp_3から最終値 imp_Mに順番に設定可能になるように時系列的に配列されている。
【０１００】
id_003の負荷装置５００Ａについては、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の立ち上がり時の出力電圧の過渡特性が生じる期間にわたって、初期値imp_5から最終値 imp_Kに順番に設定可能になるように時系列的に配列されている。
【０１０１】
設定電圧は、負荷装置５００Ａの種類に応じたＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧を表すデータである。id_001の負荷装置５００Ａについては、設定電圧Ｖ１が関連付けられており、id_002の負荷装置５００Ａについては、設定電圧Ｖ２が関連付けられており、id_003の負荷装置５００Ａについては、設定電圧Ｖ３が関連付けられている。
【０１０２】
このように時系列的に割り当てられるインピーダンスの値は、負荷装置５００Ａの定格出力（負荷装置５００Ａの必要な電力）に応じて、過電圧が生じないように、かつ、負荷装置５００Ａを確実に起動できる出力電圧が得られるように、負荷装置５００Ａの種類に応じて実験等で値を求めて決めておけばよい。
【０１０３】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の過渡特性（過渡応答特性）が生じる期間についても、実験等で値を求めて決めておけばよい。
【０１０４】
なお、ここでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧は、負荷装置５００Ａの定格入力電圧に応じて設定されるものとして説明するが、インバータ４００（図１及び図２参照）の定格入力電圧に応じて設定されてもよい。
【０１０５】
以上のようなＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧は、制御部１３０によって設定される。制御部１３０は、コンピュータ８００から無線通信で負荷装置５００Ａの種類を表すデータ（識別子）を受信し、受信した識別子に対応する設定電圧をメモリ１３２から読み出し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に設定する。制御部１３０は、例えば、識別子id_001を用いて、設定電圧Ｖ１を読み出してＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に設定する。
【０１０６】
また、以上のような可変インピーダンス部１６０のインピーダンスは、制御部１３０によって設定される。制御部１３０は、コンピュータ８００から無線通信で負荷装置５００Ａの種類を表すデータ（識別子）を受信し、受信した識別子に対応する可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値をメモリ１３２から読み出す。制御部１３０は、例えば、識別子id_001を用いて、インピーダンスimp_1, imp_2, …, imp_Nを表すデータをメモリ１３２から読み出し、可変インピーダンス部１６０に時系列的に設定する。
【０１０７】
図６は、受電器１００の制御部１３０が実行する処理を示すフローチャートである。
【０１０８】
制御部１３０は、受電器１００の電源が投入されると、処理をスタートする（スタート）。
【０１０９】
制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる前に、コンピュータ８００から受信した負荷装置の種類を表すデータに対応するインピーダンスの設定値と設定電圧をメモリ１３２から読み出す（ステップＳ１）。
【０１１０】
制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる前に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧を設定するとともに、スイッチ１５０を切り替えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０と可変インピーダンス部１６０を接続する（ステップＳ２）。
【０１１１】
制御部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる前に、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを初期値に設定する（ステップＳ３）。
【０１１２】
制御部１３０は、送電器２００の制御部２１０と通信を行い、送電を開始させる（ステップＳ４）。これにより、受電器１００の受電コイル１０が磁界共鳴によって送電器２００から電力を受電し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に電力が入力され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の立ち上げ動作が開始される。
【０１１３】
次に、制御部１３０は、電圧検出部１４０によって検出されるＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧が０Ｖより大きいかどうかを判定する（ステップＳ５）。
【０１１４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０は、過電圧が生じて動作が停止されている場合には、電圧を出力していないため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧は０Ｖになる。
【０１１５】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の動作が開始していれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０はＤＣ−ＤＣ変換した電圧を出力するため、出力電圧は０Ｖより大きくなる。
【０１１６】
制御部１３０は、出力電圧が０Ｖより大きくない（Ｓ５：ＮＯ）と判定すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０のエラーが発生していると判定し、コンピュータ８００にエラーが発生したことを表す信号を送信する（ステップＳ６）。この結果、コンピュータ８００で、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０にエラーが発生したことを認識することができる。なお、エラーが発生した場合は、制御部１３０は一連の処理を終了する（エンド）。
【０１１７】
制御部１３０は、出力電圧が０Ｖより大きい（Ｓ５：ＹＥＳ）と判定すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧が負荷装置５００Ａの設定電圧であるかどうかを判定する（ステップＳ７）。負荷装置５００Ａの設定電圧であるかどうかは、ステップＳ１でメモリ１３２から読み出した設定電圧に対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧が所定の範囲内に収まっているかどうかで判定すればよい。所定の範囲とは、例えば、設定電圧に対して±１０％の範囲である。
【０１１８】
制御部１３０は、出力電圧が設定電圧ではないと判定する（Ｓ７：ＮＯ）と判定すると、送電器２００の制御部２１０に、送電電力を調整させる指令を送信する（ステップＳ８）。より具体的には、制御部１３０は、出力電圧が設定電圧より低ければ、送電電力を増大させ、出力電圧が設定電圧より高ければ、送電電力を減少させる。送電電力を増大又は減少させる割合は、予め設定しておけばよい。
【０１１９】
制御部１３０は、出力電圧が設定電圧になっていると判定する（Ｓ７：ＹＥＳ）と判定すると、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを次の値に設定する（ステップＳ９）。
【０１２０】
次いで、制御部１３０は、インピーダンス部１６０のインピーダンスが最終値であるかどうかを判定する（ステップＳ１０）。
【０１２１】
制御部１３０は、インピーダンスが最終値ではないと判定する（Ｓ１０：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ５にリターンさせる。この結果、ステップＳ５からＳ１０のループが繰り返し実行される。なお、インピーダンスが最終値であるかどうかは、ステップＳ１で読み出したインピーダンスの設定値が最後のデータであるかどうかで判定すればよい。
【０１２２】
制御部１３０は、電圧検出部１４０によって検出されるＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の出力電圧が０Ｖより大きいかどうかを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の判定内容は、ステップＳ５と同様である。可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを最終値まで設定した後に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０が動作しているかを確認するために、ステップＳ１１の判定を行う。
【０１２３】
制御部１３０は、出力電圧が０Ｖより大きくない（Ｓ１１：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ６に進行させて、エラーが発生したことを表す信号を送信する（ステップＳ６）。
【０１２４】
制御部１３０は、出力電圧が０Ｖより大きい（Ｓ１１：ＹＥＳ）と判定すると、出力電圧が負荷装置５００Ａの設定電圧であるかどうかを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定内容は、ステップＳ７と同様である。可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを最終値まで設定してＤＣ−ＤＣコンバータ１２０が動作している場合に、再度、出力電圧が設定電圧になっているかどうかを確認するために、ステップＳ１２の判定を行う。
【０１２５】
制御部１３０は、出力電圧が設定電圧ではないと判定する（Ｓ１２：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ８に進行させて、送電器２００の制御部２１０に、送電電力を調整させる指令を送信する（ステップＳ８）。
【０１２６】
制御部１３０は、出力電圧が設定電圧であると判定する（Ｓ１２：ＹＥＳ）と判定すると、スイッチ１５０を切り替えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０と負荷装置５００Ａを接続する（ステップＳ１３）。
【０１２７】
以上で、一連の処理が終了する（エンド）。
【０１２８】
以上のように、制御部１３０は、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値を負荷装置５００Ａのインピーダンスよりも大きな初期値から、負荷装置５００Ａのインピーダンスと等しい最終値にまで段階的に変化させながら、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を立ち上げる。
【０１２９】
インピーダンスの設定値の初期値は、負荷装置５００Ａのインピーダンスよりも大きいため、耐電圧を超える過電圧の発生を抑制することができる。また、段階的にインピーダンスの設定値を低下させ、最終値は負荷装置５００Ａのインピーダンスと等しいため、スイッチ１５０を切り替えてＤＣ−ＤＣコンバータ１２０と負荷装置５００Ａを接続すれば、負荷装置５００Ａに安定的に電力を供給することができる。
【０１３０】
従って、実施の形態によれば、電力を適切に負荷に供給することができる受電器１００、及び、充電システム３００を提供することができる。
【０１３１】
なお、以上では、磁界共鳴によって送電器２００から受電器１００に電力を送電する形態について説明した。しかしながら、磁界共鳴だけでなく電界共鳴(電界共振)等も可能であるので、電界共鳴によって電力を送電してもよい。
【０１３２】
また、以上では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０が立ち上がる直前に、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスを負荷装置５００Ａと等しい値に設定する形態について説明した。しかしながら、可変インピーダンス部１６０の代わりに、インピーダンスが固定で、負荷装置５００Ａのインピーダンスよりも大きいインピーダンスを有するインピーダンス部を用いてもよい。このようなインピーダンス部を用いても、負荷装置５００Ａに必要な電力をＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に入力すれば、過渡応答期間における過電圧を抑制することができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０が立ち上がった後にスイッチ１５０を切り替えれば、負荷装置５００Ａに適切に電力を供給できるからである。
【０１３３】
また、以上では、ステップＳ４において、制御部１３０が送電器２００の制御部２１０と通信を行い、送電を開始させる形態について説明した。しかしながら、制御部１３０が充電システム３００を統括するコンピュータ８００を介して送電器２００に送電を開始させるようにしてもよい。
【０１３４】
また、以上では、ステップＳ８において、制御部１３０が送電器２００の制御部２１０に、送電電力を調整させる指令を送信する形態について説明した。しかしながら、制御部１３０が充電システム３００を統括するコンピュータ８００を介して送電器２００に送電電力を調整させるようにしてもよい。
【０１３５】
また、以上では、制御部１３０がＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧を設定する形態について説明した。しかしながら、受電器１００に接続され得る複数種類の負荷装置の定格入力電圧がすべて同一の場合には、図５に示すデータは設定電圧を含まなくてよい。また、図６に示すフローチャートは、ステップＳ１で設定電圧を読み出さなくてよく、ステップＳ２で設定電圧を設定しなくてよい。
【０１３６】
また、以上では、制御部１３０が充電システム３００を統括するコンピュータ８００から受信した負荷装置の種類を表すデータに対応する可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値をメモリ１３２から読み出す形態について説明した。
【０１３７】
しかしながら、負荷装置の種類を決定する手法は、充電システム３００を統括するコンピュータ８００を用いる手法に限られるものではない。例えば、受電器１００の筐体の外表面に負荷装置の種類を選択するためのスイッチを設けておき、受電器１００を利用する利用者がスイッチを操作して負荷装置の種類を設定するようにしてもよい。
【０１３８】
また、クラウドサーバを設け、クラウドサーバのメモリに負荷装置の種類と、可変インピーダンス部１６０のインピーダンスの設定値と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の設定電圧とを関連付けたデータを格納しておいてもよい。そして、受電器１００又は充電システム３００を統括するコンピュータ８００がクラウドサーバからデータをダウンロードして利用するようにしてもよい。また、コンピュータ８００がクラウドサーバであってもよい。
【０１３９】
図７は、実施の形態の変形例による充電システム３００の詳細を示す図である。
【０１４０】
図７に示す受電器１００の可変インピーダンス部１６０は、Ｎ個のインピーダンス素子１６０−１、１６０−２、１６０−Ｎを有する。図４に示す可変インピーダンス部１６０をインピーダンスimp_1, imp_2, …, imp_Nに変化させる代わりに、インピーダンスimp_1, imp_2, …, imp_Nをそれぞれ有するＮ個のインピーダンス素子１６０−１、１６０−２、１６０−Ｎを用いて、スイッチ１５０で順番に切り替えるようにしたものである。また、スイッチ１５０は、Ｎ個のインピーダンス素子１６０−１、１６０−２、１６０−Ｎを順番にＤＣ−ＤＣコンバータ１２０に接続するために、端子の数が増えている。
【０１４１】
その他の構成は、図４に示す充電システム３００と同様である。このように、Ｎ個のインピーダンス素子１６０−１、１６０−２、１６０−Ｎを有する可変インピーダンス部１６０を用いてもよい。
【０１４２】
図８は、実施の形態の充電システム３００の変形例を示す図である。
【０１４３】
充電システム３００は、送電装置１０００と受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−Ｌ（Ｌは任意の正の自然数）とを含む。
【０１４４】
送電装置１０００は、送電器２００−１、２００−２、・・・、２００−Ｌ、アンプ４０−１、４０−２、・・・、４０−Ｌ、制御部２１０Ａ、及び通過検出部１１５０を含む。ここで、Ｌは２以上の整数であり、例えば１５である。また、送電装置１０００には、交流電源３０が接続されている。
【０１４５】
送電器２００−１、２００−２、・・・、２００−Ｌは、図４に示す送電器２００のアンプ４０と制御部２１０を外部に設けた構成であり、制御部２１０Ａは、Ｌ個の送電器２００−１、２００−２、・・・、２００−Ｌについて共通である。また、交流電源３０もＬ個の送電器２００−１、２００−２、・・・、２００−Ｌについて共通である。
【０１４６】
送電器２００−１、２００−２、・・・、２００−Ｌと、アンプ４０−１、４０−２、・・・、４０−Ｌとは、それぞれ、Ｌ個ずつ設けられている。
【０１４７】
また、送電装置１０００は、搬送ベルト４０１の下側に配設されている。搬送ベルト４０１は、一例として、工場内に設置されており、ノート型のＰＣ（Personal Computer）５００−１、５００−２、・・・、５００−Ｌを搬送する。
【０１４８】
図８に示す搬送ベルト４０１の下に送電装置１０００が配設されている区間は、送電装置１０００からＰＣ５００−１、５００−２、・・・、５００−Ｌに磁界共鳴によって電力を送電する区間（送電区間）である。送電区間は、ＰＣ５００−１、５００−２、・・・、５００−Ｌの検査工程の前にバッテリを充電するために設けられている。
【０１４９】
図８では、受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−Ｌに接続されたＰＣ５００−１、５００−２、・・・、５００−Ｌが搬送ベルト４０１の上を搬送されている。図８では、受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−Ｌと、ＰＣ５００−１、５００−２、・・・、５００−Ｌとの組を破線で囲って示す。
【０１５０】
受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−Ｌは、一定の間隔で搬送ベルト４０１の上を搬送され、停止することなく所定の速度で送電区間を通過する。受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−Ｌは、送電器２００−１、２００−２、・・・、２００−Ｌが配設される間隔と等しい間隔をあけて搬送ベルト４０１に搭載され、次から次に搬送される。送電区間では、Ｌ個の受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−ＬとＰＣ５００−１、５００−２、・・・、５００−Ｌとの組が常に搬送されている。
【０１５１】
送電器２００−１〜２００−Ｌは、それぞれ、アンプ４０−１〜４０−Ｌを介して、交流電源３０に接続されている。
【０１５２】
上述のように、送電器２００−１〜２００−Ｌは、受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−Ｌが搬送される際の間隔と等しい間隔をあけて配設されている。
【０１５３】
図８では、説明の便宜上、送電器２００−１〜２００−Ｌの構成要素として１次側共振コイル２のみを示す。
【０１５４】
送電器２００−１〜２００−Ｌの各１次側共振コイル２は、搬送ベルト４０１の搬送面の平行になるように（各１次側共振コイル２の中心軸が搬送面と垂直になるように）配設されている。
【０１５５】
また、送電器２００−１〜２００−Ｌの整合回路５０（図１及び図２参照）は、それぞれ、アンプ４０−１〜４０−Ｌに接続される。
【０１５６】
制御部２１０Ａは、通過検出部１１５０がＰＣ５００−１〜５００−Ｌの通過を検出すると、アンプ４０−１〜４０−Ｌを駆動する。
【０１５７】
通過検出部１１５０は、搬送ベルト４０１の搬送方向において、送電器２００−１よりも上流側に所定距離だけ離れた場所に配設され、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌの通過を検出する。通過検出部１１５０は、例えば、赤外線センサのように物品の通過を検出できるセンサであればよい。通過検出部１１５０は、通過検出部の一例である。
【０１５８】
通過検出部１１５０は、検出結果を表す信号を制御部２１０Ａに出力する。通過検出部１１５０は、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌの通過を検出すると、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌの通過を表す信号を出力する。
【０１５９】
なお、実施の形態では、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌと受電器１００−１、１００−２、・・・、１００−Ｌとの組は、送電器２００−１〜２００−Ｌが配置される間隔と等しい間隔で搬送ベルト４０１の上に並べられた状態で搬送され、搬送ベルト４０１の移動速度は一定である。
【０１６０】
従って、通過検出部１１５０で先頭のＰＣ５００−１の通過を検出すれば、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌが送電器２００−１〜２００−Ｌを通過するタイミングは、通過検出部１１５０から送電器２００−１までの距離、送電器２００−１〜２００−Ｌ同士の間隔、及び、搬送ベルト４０１の移動速度に基づいて検知できる。
【０１６１】
なお、共振周波数は予め所定の周波数に設定される。ここでは、一例として共振周波数が６.７８ＭＨｚであることとする。このような磁界共鳴に利用する共振周波数は、法律等によって割り当てが決められる。従って、交流電源３０が出力する交流信号の周波数は、磁界共鳴に利用する共振周波数に合わせて設定すればよい。
【０１６２】
搬送ベルト４０１は、ＰＣ５００の動作確認試験を行うラインの下流側に設けられており、動作確認試験をパスしたＰＣ５００のみを搬送するベルト状の搬送装置である。搬送ベルト４０１は、搬送路の一例である。
【０１６３】
図８には動作確認試験をパスしたＰＣ５００−１〜５００−Ｌが搬送ベルト４０１によって搬送される状態を示す。搬送ベルト４０１は、図８における左から右の方向（矢印の方向）にＰＣ５００−１〜５００−Ｌを搬送する。
【０１６４】
ＰＣ５００−１〜５００−Ｌは、それぞれ、受電器１００−１〜１００−Ｌから電力が供給されてバッテリが充電される。以下では、受電器１００−１〜１００−Ｌを特に区別しない場合は、単に受電器１００と称す。
【０１６５】
受電器１００−１〜１００−Ｌは、それぞれ、図１及び図２に示す受電器１００と同様であり、２次側共振コイル３、２次側コイル４、整流回路１１０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を有する。受電器１００−１〜１００−Ｌの各２次側共振コイル３は、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌが搬送ベルト４０１に載せられた状態で、搬送ベルト４０１の搬送面と平行になるように（各２次側共振コイル３の中心軸が搬送面と垂直になるように）配設される。このため、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌが搬送ベルト４０１に載せられた状態で、各２次側共振コイル３の中心軸と、各１次側共振コイル２の中心軸とは一致する。
【０１６６】
ＰＣ５００−１〜５００−Ｌの受電器１００−１〜１００−Ｌは、搬送ベルト４０１によって搬送される間に、送電器２００−１〜２００−Ｌから電力を受電する。これにより、ＰＣ５００−１〜５００−Ｌのバッテリが充電される。
【０１６７】
実施の形態の受電器１００は、図８に示すような搬送工程の流れ作業の中でＰＣ５００を充電することができる。また、受電器１００は、ＰＣ５００の代わりにスマートフォン端末機を充電する場合には、負荷装置の種類を設定することによって、スマートフォン端末機を充電することができる。
【０１６８】
以上、本発明の例示的な実施の形態の受電器、及び、充電システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
１次側共振コイルから磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を受電する２次側共振コイルの出力側に接続される整流部と、
前記整流部の出力側に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータと、
負荷に接続される出力端子と、
前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有するインピーダンス部と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと、前記出力端子又は前記インピーダンス部のいずれか一方とを切り替え的に接続する切替部と
を含み、
前記切替部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が立ち上がる前は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記インピーダンス部とを接続し、立ち上がり後は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記出力端子とを接続する、受電器。
（付記２）
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記切替部の接続の切替制御を行う制御部と
をさらに含み、
前記インピーダンス部は、インピーダンスを変化させることができる可変インピーダンス部であり、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの立ち上げ時に、前記切替部に前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記可変インピーダンス部とを接続させた状態で、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスに設定する、付記１記載の受電器。
（付記３）
前記可変インピーダンス部は、前記負荷のインピーダンスと等しいインピーダンスから、前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスまでインピーダンスを変化させることができ、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの立ち上げ時に、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを前記負荷のインピーダンスよりも大きなインピーダンスに設定した後であって、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が立ち上がる前に、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを前記負荷のインピーダンスと等しいインピーダンスまで低下させる、付記２記載の受電器。
（付記４）
前記負荷の種類を表すデータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの立ち上げ時に前記可変インピーダンス部のインピーダンスを時系列的に変化させるデータとを関連付けて格納するメモリをさらに含み、前記制御部は、前記負荷の種類に対応する前記インピーダンスを時系列的に変化させるデータを用いて、前記可変インピーダンス部のインピーダンスを設定する、付記２又は３記載の受電器。
（付記５）
前記可変インピーダンス部は、インピーダンスの異なる複数のインピーダンス素子を有する、付記２乃至４のいずれか一項記載の受電器。
（付記６）
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが立ち上がった後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が目標値になっている場合に、前記負荷と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとが接続されるように前記切替部を制御する、付記１乃至５のいずれか一項記載の受電器。
（付記７）
前記１次側共振コイルを含む送電器と、
付記６記載の受電器と
を含む充電システムであって、
前記制御部は、前記出力電圧が前記目標値より高いときは、前記送電器の送電電力を減少させ、前記出力電圧が前記目標値より低いときは、前記送電器の送電電力を増大させる、充電システム。
【符号の説明】
【０１６９】
１００  受電器
３  ２次側共振コイル
４  ２次側コイル
１１０  整流回路
１２０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３０  制御部
１３１  アンテナ
１３２  メモリ
１４０  電圧検出部
１５０  スイッチ
１６０  可変インピーダンス部
２００  送電器
１  １次側コイル
２  １次側共振コイル
３０  交流電源
４０  アンプ
５０  整合回路
２１０  制御部
３００  充電システム
【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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