(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【請求項２】
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/
非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に第１蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第１蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と
前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
請求項２記載の受電装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第１蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
請求項２記載の受電装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第２蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
請求項２記載の受電装置。
【請求項６】
前記第２蓄電閾値は、前記第１蓄電閾値以下の値である、
請求項５記載の受電装置。
【請求項７】
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【請求項８】
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負
荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【請求項９】
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【請求項１０】
前記負荷は、モータを含む、
請求項１から９のいずれか１項に記載の受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線で電力を伝送する無線電力伝送システムにおいて用いられる受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機または電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線（非接触）で電力を伝送する無線（非接触）電力伝送技術の開発が進められている。例えば特許文献１は、非接触で伝送される電力の整流後の電圧を一定に制御することができる非接触電力伝送システムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の無線電力伝送システムでは、重負荷（大電力）時における伝送効率は高いが、低負荷（小電力）時における伝送効率は低いことが一般的であった。このため、軽負荷状態が多く発生するような負荷に給電する際には時間当たりの電力効率が低くなるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本開示の一態様に係る受電装置は、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
【０００６】
上記の包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又は、記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、無線電力伝送の伝送効率が低くなる低負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電は、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。これにより、時間当たりの電力効率を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】無線電力伝送システム１０の構成例（比較例）を示すブロック図である。
【図２Ａ】比較例のような一般的な構成を有する無線電力伝送における電力−効率特性の一例を示す図である。
【図２Ｂ】負荷がモータである場合において、モータの回転速度およびモータに流れる電流の時間変化の一例を示す図である。
【図３】本開示の実施形態１の無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図４】直列共振回路の構成を有する送電アンテナ１１０および受電アンテナ２１０の等価回路の一例を示す図である。
【図５Ａ】インバータ回路１３０の構成例を示す図である。
【図５Ｂ】インバータ回路１３０の他の構成例を示す図である。
【図６Ａ】切替回路２４０の第１の構成例を示す図である。
【図６Ｂ】切替回路２４０の第２の構成例を示す図である。
【図６Ｃ】切替回路２４０の第３の構成例を示す図である。
【図６Ｄ】切替回路２４０の第４の構成例を示す図である。
【図７Ａ】整流回路２３０と負荷３２０とが接続され、整流回路２３０と蓄電器３１０とが非接続、負荷３２０と蓄電器３１０とが非接続の状態を示す図である。
【図７Ｂ】整流回路２３０と負荷３２０とが接続され、整流回路２３０と蓄電器３１０とが接続され、負荷３２０と蓄電器３１０とが接続された状態を示す図である。
【図７Ｃ】整流回路２３０と負荷３２０とが非接続、整流回路２３０と蓄電器３１０とが非接続、負荷３２０と蓄電器３１０とが接続された状態を示している。
【図７Ｄ】整流回路２３０と負荷３２０とが非接続、整流回路２３０と蓄電器３１０とが接続され、負荷３２０と蓄電器３１０とが非接続の状態を示している。
【図８】比較例における送電制御シーケンスを示す図である。
【図９Ａ】本実施形態における送電制御シーケンスの一例を示す図である。
【図９Ｂ】本実施形態における送電制御シーケンスの他の例を示す図である。
【図１０】電力−効率特性の例を示す図である。
【図１１】受電回路２２０から供給される電力および蓄電器３１０の電圧（または蓄電量）の時間変化と、各タイミングにおける電力供給状態および蓄電スイッチの状態との関係の例を示す図である。
【図１２】受電制御回路２５０によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】受電制御回路２５０によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の他の例を示すフローチャートである。
【図１４】受電制御回路２５０によって実行される負荷４２０への給電を停止したときの充電処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】受電制御回路２５０によって実行される負荷４２０への給電を停止したときの充電処理の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
【００１０】
図１は、無線電力伝送システム１０の構成例（比較例）を示すブロック図である。この無線電力伝送システム１０は、送電装置１００と、受電装置２００とを備えている。図１には、無線電力伝送システム１０の外部の要素である電源５０および負荷駆動装置３００も示されている。電源５０および負荷駆動装置３００は、無線電力伝送システム１０に含まれていてもよい。
【００１１】
送電装置１００は、送電アンテナ１１０と、インバータ回路１３０と、送電制御回路１５０と、送電側受信器１８０とを有する。受電装置２００は、受電アンテナ２１０と、整流回路（整流器）２３０と、受電制御回路２５０と、受電側送信器２８０とを有する。負荷駆動装置３００は、蓄電器（蓄電装置）３１０と、動力装置３３０とを有する。
【００１２】
送電アンテナ１１０および受電アンテナ２１０は、コイルおよびキャパシタを有する共振器である。送電アンテナ１１０のコイルと受電アンテナ２１０のコイルとの磁界結合により、電力が非接触で伝送される。
【００１３】
インバータ回路１３０は、電源５０と送電アンテナ１１０との間に接続されている。インバータ回路１３０は、電源５０から供給された直流電力を交流電力に変換して送電アンテナ１１０に供給する。インバータ回路１３０は、送電制御回路１５０によって制御される。
【００１４】
整流回路２３０は、受電アンテナ２１０と蓄電器３１０との間に接続される。整流回路２３０は、受電アンテナ２１０が受電した交流電力を直流電力に変換して蓄電器３１０に供給する。受電制御回路２５０は、整流回路２３０から出力された直流電力の電圧値を検出し、受電側送信器２８０に、当該電圧値の情報を送信させる。
【００１５】
送電制御回路１５０は、送電側受信器１８０が受信した受電装置２００側の電圧の情報に基づいて、インバータ回路１３０から出力される交流電力の電圧を調整する。これにより、負荷駆動装置３００に供給される直流電圧を一定に維持するフィードバック制御が行われる。
【００１６】
負荷駆動装置３００は、バッテリ（二次電池）またはキャパシタなどの蓄電器３１０と、モータなどの動力装置３３０とを有している。蓄電器３１０は、整流回路２３０から出力された直流電力によって充電される。動力装置３３０は、蓄電器３１０に蓄えられた電力によって駆動される。
【００１７】
本発明者らは、比較例の構成では、低負荷時（すなわち低電力時）に電力伝送効率が低下するという課題があることを発見した。以下、この課題を説明する。
【００１８】
図２Ａは、上記の比較例のような一般的な構成を有する無線電力伝送における電力−効率特性の一例を示す図である。無線電力伝送システムは、一般に、重負荷時（大電力時）におけるピーク効率を重視しながら、軽負荷の状態から重負荷の状態まで対応できるように設計される。すなわち、重負荷時のピーク効率を可能な限り高くするように、送電装置１００および受電装置２００内の各回路のインピーダンスが設定される。その結果、図２Ａに示すように、送電電力が大きいときには伝送効率が高いが、送電電力が小さいときには伝送効率が低くなることが一般的である。このように軽負荷時（低電力時）は効率が低下する傾向にあるため、軽負荷状態が多く発生するような負荷（例えばモータ）に給電する際には、時間当たりの電力効率が低くなるという課題があった。
【００１９】
図２Ｂは、負荷がモータである場合において、モータの回転速度およびモータに流れる電流の時間変化の一例を示す図である。負荷がモータである場合、一般に、図２Ｂに示すように、モータの回転速度が一定に保たれる期間、すなわち、低トルク（低負荷）の期間が長い。このため、モータに流れる電流が少ない軽負荷状態が頻繁に発生する。この場合、無線電力伝送システムの伝送効率が低い状態が長くなるため、時間当たりの電力効率が低くなる。
【００２０】
本発明者らは、上記の課題を見出し、この課題を解決するための構成を検討した。本発明者らは、駆動される負荷（または電力）の大きさに応じて、整流回路、蓄電器、および負荷の相互の接続状態を適切に切り替えることにより、上記課題を解決できることを見出した。
【００２１】
以上の考察により、本発明者らは、以下に開示する各態様を想到するに至った。
【００２２】
本開示の一態様に係る受電装置は、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、                                                          
前記交流電力を受電する受電アンテナと、                                      
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、                                
前記直流電力の値を検出する検出回路と、                                      
前記直流電力により駆動される負荷と、                                        
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、                                            
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、                                              
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、                                  
前記制御回路は、                                                            
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。                
【００２３】
上記態様によれば、
前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続した状態にし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続しない（非接続の）状態にする。これにより、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態にする。この状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が所定の閾値（電力閾値）以下になったか否かを判断する。前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。そして、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
【００２４】
これにより、低電力状態においては、整流回路から負荷への給電が停止され、蓄電器から負荷への給電が開始される。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避し、システム全体の効率を向上させることができる。
【００２５】
ここで、負荷は、例えばモータを含む。「前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態」とは、例えば、前記モータの回転数の変化が一定期間所定範囲内である状態、または、前記モータの回転の停止を維持させる状態を含む。
【００２６】
本開示の他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、                                                          
前記交流電力を受電する受電アンテナと、                                      
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、                                
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、                                  
前記直流電力により駆動される負荷と、                                       
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、                                            
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、                                
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、  
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、                                    
前記制御回路は、                                                            
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、                                    
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、                                            
前記蓄電器に第１蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。                                                    
【００２７】
上記態様によれば、
前記制御回路は、まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする。これにより、前記整流回路から前記直流電力が前記負荷に供給される状態にする。この状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断する。前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続したまま、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。すなわち、低電力状態になると、負荷だけでなく、蓄電器にも前記整流回路から給電（充電）され、かつ、蓄電器から負荷にも給電される。
【００２８】
さらに、前記蓄電器に第１蓄電閾値以上の蓄電量がある状態になると、前記制御回路は、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、かつ、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御する。その結果、整流回路から負荷への給電および蓄電器の充電が停止され、前記蓄電器に充電された前記直流電力による前記負荷への駆動が行われる。
【００２９】
これにより、低電力状態においては蓄電器への充電を行い、さらに蓄電器の蓄電量が十分に多い場合には、整流回路から負荷および蓄電器への給電を停止し、蓄電器から負荷に給電することができる。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を抑制し、システム全体の効率を向上させることができる。
【００３０】
なお、「前記蓄電器に第１蓄電閾値以上の蓄電量がある」とは、蓄電器の電圧が所定の閾値（第１電圧閾値）以上であることと等価である。蓄電器の電圧は蓄電量に応じて増加する。よって、蓄電器の電圧が第１電圧閾値以上であるかを判断することによって「前記蓄電器に第１蓄電閾値以上の蓄電量がある」かを判断できる。
【００３１】
この態様において、前記制御回路は、前記蓄電器に前記第１蓄電閾値以上の蓄電量がない場合（すなわち、蓄電量が不十分である場合）には、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、かつ、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。
【００３２】
これにより、蓄電器の蓄電量が不十分である場合には、整流回路から負荷への給電および蓄電器から負荷への給電が停止され、整流回路から蓄電器への給電（充電）を優先的に行うことができる。
【００３３】
あるいは、前記制御回路は、前記蓄電器に前記第１蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。
【００３４】
これにより、蓄電器の蓄電量が不十分である場合には、蓄電器から負荷への給電を行わず、整流回路からの直流電力によって蓄電器を充電し、負荷に給電することができる。
【００３５】
あるいは、前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第２蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させてもよい。前記第２蓄電閾値は、例えば前記第１蓄電閾値以下の値であり得る。
【００３６】
これにより、蓄電器から負荷への給電が開始された後、蓄電量が低下すると、蓄電器から負荷への給電が停止され、代わりに、整流回路から負荷および蓄電器への給電（充電）が開始される。これにより、蓄電量に応じて、蓄電器から負荷に給電される状態と、蓄電器が充電される状態とを切り替えることができる。
【００３７】
なお、「前記蓄電器に第２蓄電閾値以上の蓄電量がある」とは、蓄電器の電圧が所定の閾値（第２電圧閾値）以上であることと等価である。蓄電器の電圧が第２電圧閾値以上であるかを判断することによって「前記蓄電器に第２蓄電閾値以上の蓄電量がある」かを判断できる。
【００３８】
本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、                                                          
前記交流電力を受電する受電アンテナと、                                      
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、                                
前記直流電力の値を検出する検出回路と、                                      
前記直流電力により駆動される負荷と、                                        
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、                                            
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、                    
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、                                  
前記制御回路は、                                                            
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、                                            
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、                          
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。                
【００３９】
上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。そして、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。そして、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。前記送電装置における送電制御回路は、前記送電停止信号を受けて、インバータ回路を用いた送電を停止する。
【００４０】
これにより、低電力状態になった場合には送電を停止し、蓄電器から負荷への給電を開始することができる。その結果、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避し、システム全体の効率を向上させることができる。
【００４１】
本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、                                                          
前記交流電力を受電する受電アンテナと、                                      
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、                                
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、                                  
前記直流電力により駆動される負荷と、                                        
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、                                            
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、                                
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、                    
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、                                  
前記制御回路は、                                                            
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、                                        
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、                          
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。                                                    
【００４２】
上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。そして、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。そして、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合に、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
【００４３】
すなわち、低電力状態になった場合に、制御回路は、負荷と蓄電器とを接続し、送電停止信号を送電装置に送信する。送電装置における送電制御回路は、送電停止信号を受けて、インバータ回路を用いた送電を停止する。そして、蓄電器の蓄電量が所定以上である場合に、蓄電器から負荷に電力が供給される。これにより、効率が低い低電力状態における無線電力伝送による給電を回避でき、蓄電量が十分である場合に蓄電器から負荷に給電することができる。
【００４４】
本開示のさらに他の態様に係る無線電力伝送システムは、
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、                                                          
前記交流電力を受電する受電アンテナと、                                      
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、                                
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、                                  
前記直流電力により駆動される負荷と、                                        
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、                                            
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、                                
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、                    
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、                                  
前記制御回路は、                                                            
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、                                        
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、                                                      
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、                
受電装置。                                                                  
【００４５】
上記態様によれば、前記制御回路は、まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断する。前記制御回路は、前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信する。これにより、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する。
【００４６】
すなわち、低電力状態になり、かつ、蓄電器の蓄電量が十分高い場合に、負荷と蓄電器とが接続され、送電停止信号が送電装置に送信され、蓄電器から負荷への給電が開始される。これにより、効率の低い低電力時の無線電力伝送を回避し、相対的に効率の高い蓄電器から負荷への給電が開始される。
【００４７】
以上のように、本開示の一態様による無線電力伝送システムは、駆動される負荷の大きさが所定値以下に低下した際には蓄電器を蓄電負荷として受電回路に接続し、充電を並行して行う。蓄電器が充電されることにより、駆動負荷と蓄電負荷で構成される全負荷が一定値まで低下した場合には、送電を停止、または整流回路から全負荷または一部の負荷を切り離し、蓄電器から負荷に電力を供給する。
【００４８】
これにより、無線電力伝送の伝送効率が低くなる負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電が、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。その結果、時間当たりの電力効率を高めることが可能となる。
【００４９】
以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同じ参照符号を付している。
【００５０】
本明細書では、わかり易さのため、送電装置に関する用語については「送電側〜」、受電装置に関する用語については「受電側〜」といった表現を用いる。「送電側」および「受電側」などの用語は、簡潔化のために省略することがある。
【００５１】
（実施形態１）
図３は、本開示の実施形態１の無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の無線電力伝送システムは、送電装置１００と、受電装置２００とを備える。図３には、無線電力伝送システムの外部の要素である電源５０も示されている。電源５０は、無線電力伝送システムに含まれていてもよい。
【００５２】
送電装置１００は、電源５０から供給された第１の直流（ＤＣ）電力を交流（ＡＣ）電力に変換する送電回路１２０と、送電回路１２０から供給された交流電力を無線で送電する送電アンテナ１１０と、受電装置２００との間で通信を行う送電側受信器（通信回路）１８０とを備える。送電回路１２０は、インバータ回路１３０と、パルス生成回路１６０と、送電制御回路１５０とを含む。パルス生成回路１６０は、インバータ回路１３０における複数のスイッチング素子の導通／非導通の状態を制御するパルス信号を出力する。送電制御回路１５０は、パルス生成回路１６０から出力されるパルス信号の出力タイミングを決定することにより、インバータ回路１３０から出力される電圧のレベルを制御する。
【００５３】
受電装置２００は、送電装置１００から送電された交流電力を受電する受電アンテナ２１０と、受電回路２２０と、蓄電器（蓄電装置）３１０と、負荷３２０と、受電側送信器（通信回路）２８０とを備える。
【００５４】
受電回路２２０は、受電アンテナ２１０によって受電された交流電力を第２の直流電力に変換する整流回路２３０と、整流回路２３０から出力された第２の直流電力の値を検出する電力検出回路（第１検出回路）２６０と、蓄電器３１０の電圧を検出することによって蓄電量を検出する蓄電電圧検出回路（第２検出回路）２７０と、整流回路２３０、負荷３２０、および蓄電器３１０の相互の接続/非接続を切替る切替回路２４０と、受電装置２００の全体の動作を制御する受電制御回路２５０とを有する。
【００５５】
受電装置２００は、例えば電気自動車、無人搬送車（ＡＧＶ）、ロボットアーム装置、または監視カメラなどの、電力によって動作する機器であり得る。蓄電器３１０は、整流回路２３０から出力された直流電力を蓄電するバッテリ（二次電池）またはキャパシタなどの蓄電装置である。蓄電器３１０として二次電池を用いる場合、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または鉛電池等の任意の二次電池を用いることができる。蓄電器３１０としてキャパシタを用いる場合、例えば電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタ等の任意のキャパシタを用いることができる。負荷３２０は、整流回路２３０から出力された直流電力によって駆動されるモータなどの機器である。負荷３２０は、例えば、ロボットアームの関節部に搭載されたアクチュエータなどのモータを含む機器であってもよい。負荷４１０は、監視カメラの回転部に搭載されたＣＣＤなどのイメージセンサを有するカメラまたは照明装置等であってもよい。
【００５６】
送電アンテナ１１０および受電アンテナ２１０の各々は、例えばコイルおよびコンデンサを含む共振回路によって実現され得る。図４は、直列共振回路の構成を有する送電アンテナ１１０および受電アンテナ２１０の等価回路の一例を示している。図示される例に限らず、各アンテナは並列共振回路の構成を有していてもよい。本明細書において、送電アンテナ１１０におけるコイルを「送電コイル」と呼び、受電アンテナ２１０におけるコイルを「受電コイル」と呼ぶ。送電コイルと受電コイルとの間の誘導結合（即ち磁界結合）によって電力が無線で伝送される。各アンテナは、磁界結合の代わりに電界結合を利用して電力を無線で伝送する構成を備えていてもよい。その場合には、各アンテナは、送電または受電のための２つの電極と、インダクタおよびキャパシタを含む共振回路とを備え得る。電界結合を利用した送電アンテナおよび受電アンテナは、例えば工場内の搬送ロボットのような移動する機器に電力を無線で伝送する場合に好適に利用され得る。
【００５７】
送電制御回路１５０および受電制御回路２５０は、例えばマイクロコントーラ（マイコン）等の、プロセッサとメモリとを含む集積回路であり得る。メモリには後述する動作を実現するための制御プログラム（ソフトウェア）および各種のテーブルが格納され得る。プロセッサが制御プログラムを実行することにより、後述する機能が実現される。送電制御回路１５０および受電制御回路２５０は、ソフトウェアによらず、ハードウェアのみによって実現されていてもよい。
【００５８】
送電回路１２０におけるパルス生成回路１６０は、例えばゲートドライバであり、送電制御回路１５０からの制御信号に基づいてインバータ回路１３０を駆動し、所望の交流電力を発生させる。
【００５９】
図５Ａは、インバータ回路１３０の構成例を示す図である。インバータ回路１３０は、パルス生成回路１６０から供給されたパルス信号に応じて導通および非導通の状態を切り替える複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を有する。各スイッチング素子の導通および非導通の状態を変化させることにより、入力された直流電力を交流電力に変換することができる。図５Ａに示す例では、４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を含むフルブリッジ型のインバータ回路が用いられている。この例では、各スイッチング素子はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ−ｇａｔｅ  ｂｉｐｏｌａｒ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であるが、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの他の種類のスイッチング素子を用いてもよい。
【００６０】
図５Ａに示す例では、４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のうち、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４（第１スイッチング素子対）は、供給された直流電圧と同じ極性の電圧を導通時に出力する。一方、スイッチング素子Ｓ２およびＳ３（第２スイッチング素子対）は、供給された直流電圧と逆の極性の電圧を導通時に出力する。パルス生成回路１６０は、送電制御回路１５０からの指示に従い、４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のゲートにパルス信号を供給する。この際、第１スイッチング素子対（Ｓ１およびＳ４）に供給する２つのパルス信号の位相差、および第２スイッチング素子対（Ｓ２およびＳ３）に供給する２つのパルス信号の位相差を調整することにより、出力される電圧の振幅の時間平均値を制御できる。
【００６１】
図５Ｂは、インバータ回路１３０の他の構成例を示す図である。この例におけるインバータ回路１３０は、ハーフブリッジ型のインバータ回路である。ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いる場合には、前述の位相制御は適用できない。この場合には、各スイッチング素子に入力されるパルス信号のデューティ比を制御することによって電圧の振幅の時間平均値を制御できる。
【００６２】
図５Ｂに示すインバータ回路１３０は、２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２と２つのキャパシタとを含むハーフブリッジ型のインバータ回路である。２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２と、２つのキャパシタＣ１、Ｃ２とは、並列に接続されている。送電アンテナ１１０の一端は２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の間の点に接続され、他端は２つのキャパシタＣ１、Ｃ２の間の点に接続されている。
【００６３】
送電制御回路１５０およびパルス生成回路１６０は、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２を交互にオンにするように、パルス信号を各スイッチング素子に供給する。これにより、直流電力が交流電力に変換される。
【００６４】
この例では、パルス信号のデューティ比（即ち、１周期のうち、オンにする期間の割合）を調整することにより、出力電圧Ｖの出力時間比を調整できる。これにより、送電アンテナ１４０に入力される交流電力を調整することができる。このようなデューティ制御は、図５Ａに示すインバータ回路１３０を用いた場合でも適用できる。
【００６５】
インバータ回路１３０の制御は、上記の例に限らず、例えば周波数制御などの他の方法によって行ってもよい。周波数を調整することによってもインバータ回路１３０から出力される電圧の振幅を変化させることができる。
【００６６】
送電側受信器１８０は、受電側送信器２８０から送信される第２のＤＣ電力の電圧値を示すデータ（制御情報）を受信する。送電制御回路１５０は、この電圧値の情報に基づいて、負荷３２０に供給される第２のＤＣ電力の電圧の変動を抑えるフィードバック制御を行う。これにより、負荷３２０に供給される電圧を一定に維持することができる。なお、このようなフィードバック制御は、必須ではなく、必要に応じて実装すればよい。
【００６７】
ある例では、受電制御回路２５０は、受電側送信器２８０に、送電装置１００から受電装置２００への交流電力の送電を停止させる送電停止信号、および送電を開始させる送電開始信号を送電側受信器１８０に送信する。その場合、送電制御回路１５０は、送電開始信号を受けてインバータ回路１３０による送電を開始し、送電停止信号を受けてインバータ回路１３０による送電を停止する。
【００６８】
送電側受信器１８０と受電側送信器２８０との間の通信の方式は特定の方式に限定されず、任意の方式でよい。例えば、振幅変調方式、周波数変調方式、無線ＬＡＮ、またはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等の無線通信方式を用いることができる。
【００６９】
受電制御回路２５０は、電力検出回路２６０および蓄電電圧検出回路２７０の検出結果に基づき、負荷３２０に供給される電力および蓄電器３１０の蓄電量に基づいて、切替回路２４０を制御する。切替回路２４０は、受電制御回路２５０からの指示に応じて、整流回路２３０と蓄電器３１０との接続／非接続、整流回路２３０と負荷３２０との接続／非接続、蓄電器３１０と負荷３２０との接続／非接続の状態を切り替える。本実施形態では、低電力時には無線電力伝送による負荷３２０への給電を抑制し、蓄電器３１０から負荷３２０への給電を優先する。これにより、低電力時の電力伝送の効率の低下を抑えることができる。
【００７０】
切替回路２４０の構成および受電制御回路２５０による制御の方法は多様である。以下、切替回路２４０の構成および制御方法のいくつかの例を説明する。
【００７１】
図６Ａは、切替回路２４０の第１の構成例を示す図である。この例における切替回路２４０は、整流回路２３０と負荷３２０との間に配置された受電スイッチ回路２４０ｂと、受電スイッチ回路２４０ｂと蓄電器３１０との間かつ蓄電器３１０と負荷３２０との間に配置された蓄電スイッチ回路２４０ａとを有している。受電スイッチ回路２４０ｂは、整流回路２３０と負荷３２０との接続／非接続の状態、および整流回路２３０と蓄電器３１０との接続／非接続の状態を切り替える際に制御される。蓄電スイッチ回路２４０ａは、整流回路２３０と蓄電器３１０との接続／非接続の状態、および蓄電器３１０と負荷３２０との接続／非接続の状態を切り替える際に制御される。
【００７２】
蓄電スイッチ回路２４０ａおよび受電スイッチ回路２４０ｂの各々は、例えばトランジスタなどの半導体スイッチであり得る。各スイッチ回路は、半導体スイッチに限らず、任意のスイッチング素子を含む回路であってよい。蓄電スイッチ回路２４０ａおよび受電スイッチ回路２４０ｂは、受電制御回路２５０によって導通（接続）／非導通（切断）の状態が制御される。以下の説明では、導通（接続）の状態を「ＯＮ」と称し、非導通（切断）の状態を「ＯＦＦ」と称することがある。
【００７３】
図６Ｂは、切替回路２４０の第２の構成例を示す図である。この例における切替回路２４０は、整流回路２３０と蓄電器３１０との間かつ蓄電器３１０と負荷３２０との間に配置された蓄電スイッチ回路２４０ａを有している。蓄電スイッチ回路２４０ａは、整流回路２３０と蓄電器３１０との接続／非接続の状態および蓄電器３１０と負荷３２０との接続／非接続の状態を切り替える際に制御される。この例では、整流回路２３０と負荷３２０との間の接続／非接続の状態の切替は、受電制御回路２５０が、受電側送信器２８０を介して送電停止信号および送電開始信号を送電装置１００に送信することによって行われる。この例では、整流回路２３０から負荷３２０への給電が停止しているときは、整流回路２３０から蓄電器３１０への給電（充電）も停止される。
【００７４】
図６Ｃは、切替回路２４０の第３の構成例を示す図である。この例における切替回路２４０は、蓄電スイッチ回路２４０ａと、受電スイッチ回路２４０ｂと、負荷スイッチ回路２４０ｃとを有している。蓄電スイッチ回路２４０ａおよび受電スイッチ回路２４０ｂは、図６Ａの例と同様の位置に配置されている。負荷スイッチ回路２４０ｃは、受電スイッチ回路２４０ｂと負荷３２０との間かつ蓄電スイッチ回路２４０ａと負荷３２０との間に設けられている。負荷スイッチ回路２４０ｃも、例えばトランジスタなどの半導体スイッチであり得る。この例では、受電制御回路２５０は、３つのスイッチ回路２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの接続／切断の状態を切り替えることにより、第２のＤＣ電力が供給される経路を制御する。負荷スイッチ回路２４０ｃは、負荷３２０が完全にオフの状態（例えば、負荷３２０の起動前など、電力供給の必要のない状態）でのみオフになる。
【００７５】
図６Ｄは、切替回路２４０の第４の構成例を示す図である。この例における切替回路２４０は、蓄電スイッチ回路２４０ａと、負荷スイッチ回路２４０ｃとを有している。蓄電スイッチ回路２４０ａおよび負荷スイッチ回路２４０ｃは、図６Ｃの例と同様の位置に配置されている。この例では、受電制御回路２５０は、２つのスイッチ回路２４０ａ、２４０ｃの接続／切断の状態を切り替えることにより、第２のＤＣ電力が供給される経路を制御する。負荷スイッチ回路２４０ｃは、負荷３２０が完全にオフの状態でのみオフになる。
【００７６】
切替回路２４０の構成は、図示される構成に限らず、多様な構成が可能である。例えば、整流回路２３０と負荷３２０とを接続し、整流回路２３０と蓄電器３１０とを接続し、かつ負荷３２０と蓄電器３１０とを非接続にすることが可能な構成であってもよい。また、図６Ａから図６Ｄに示す切替回路２４０の構成を組み合わせて、多様なスイッチング制御が可能になるようにしてもよい。
【００７７】
次に、整流回路２３０、蓄電器３１０、および負荷３２０の相互の接続／非接続の状態のいくつかのパターンを説明する。
【００７８】
図７Ａは、整流回路２３０と負荷３２０とが接続され、整流回路２３０と蓄電器３１０とが非接続、かつ負荷３２０と蓄電器３１０とが非接続の状態を示している。この状態では、整流回路２３０から負荷３２０に電力が供給され、整流回路２３０から蓄電器３１０への給電（充電）および蓄電器３１０から負荷３２０への給電は行われない。この状態は、負荷３２０が一定値以上の電力を消費する場合に選択される。
【００７９】
図７Ｂは、整流回路２３０と負荷３２０とが接続され、整流回路２３０と蓄電器３１０とが接続され、負荷３２０と蓄電器３１０とが接続された状態を示している。この状態において無線電力伝送が行われると、整流回路２３０から負荷３２０および蓄電器３１０の両方に電力が供給される。この状態は、負荷３２０への給電と蓄電器３１０の充電によって一定値（電力閾値）以上の電力が消費される場合に選択される。この状態では、負荷３２０の駆動と、蓄電器３１０の充電が同時に行われ得る。前述の送電停止信号によって無線電力伝送が停止され、蓄電器３１０から負荷３２０に電力が供給される場合もこの状態が選択され得る。
【００８０】
図７Ｃは、整流回路２３０と負荷３２０とが非接続、整流回路２３０と蓄電器３１０とが非接続、負荷３２０と蓄電器３１０とが接続された状態を示している。この状態では、無線電力伝送による蓄電器３１０および負荷３２０への給電は行われず、蓄電器３１０から負荷３２０への給電が行われる。この状態は、負荷３２０への給電および蓄電器３１０の充電によって一定値（電力閾値）未満の電力が消費される状態になった場合に選択される。蓄電器３１０への充電が進むと、蓄電器３１０で消費される電力が低下する。十分に充電された段階で、蓄電器３１０から負荷３２０に給電される状態に移行することで、効率の低い低負荷状態での無線電力伝送を回避でき、相対的に効率の高い蓄電器３１０から負荷３２０への給電が行われる。
【００８１】
図７Ｄは、整流回路２３０と負荷３２０とが非接続、整流回路２３０と蓄電器３１０とが接続され、負荷３２０と蓄電器３１０とが非接続の状態を示している。この状態では、整流回路２３０から蓄電器３１０への給電が行われ、負荷３２０への給電は行われない。この状態は、負荷３２０が停止状態で、蓄電器３１０の充電を行う場合に選択される。
【００８２】
次に、本実施形態の動作を、比較例における動作と対比しながら説明する。
【００８３】
図８は、比較例における送電制御シーケンスを示す図である。この例では、受電回路２２０は、基本的に、蓄電器３１０（例えばバッテリー）を充電しながら、蓄電器３１０を介して負荷３２０を駆動する。この動作は、受電回路２２０における受電制御回路２５０が整流回路２３０から出力される電圧（以下、「受電電圧」と称することがある。）の低下を検知した場合も継続される。受電電圧が低下した場合、送電制御回路１５０によって受電電圧が規定電圧に近づくようにインバータ回路１３０が制御される（フィードバック制御）。受電回路２２０は、受電電圧が既定電圧に戻ったことを検知した後も、蓄電器３１０を充電しながら、蓄電器３１０を介して負荷３２０を駆動する動作を継続する。蓄電器３１０の電圧（蓄電量）が低下した場合、受電回路２２０における整流回路２３０が直接負荷３２０を駆動し、余った電力で蓄電器３１０が充電される。図８に示されるように、バッテリの電圧がさらに低下したことを検知し、受電電圧の低下を検知したとき、受電制御回路２５０は、負荷３２０への給電を行いながら、蓄電器３１０の充電を行う。蓄電器３１０の蓄電量が回復したら、再び蓄電器３１０経由での負荷３２０の駆動を実施する。
【００８４】
図８に示す比較例の動作では、負荷３２０が低負荷状態になったときでも、無線電力伝送による負荷３２０の駆動が継続される。その結果、低負荷状態が頻繁に発生するモータ等の負荷３２０に給電する場合に、動作全体の時間当たりの効率が低くなるという課題がある。そこで、本実施形態では、負荷３２０が低負荷状態になったことを検出すると、受電制御回路２５０は、無線電力伝送による負荷３２０の駆動を停止し、蓄電器３１０による負荷３２０の駆動を開始する。これにより、低負荷状態における効率が改善し、動作全体の時間当たりの効率が改善する。
【００８５】
図９Ａは、本実施形態における送電制御シーケンスの一例を示す図である。受電回路２２０は、基本的に、整流回路２３０から直接負荷４２０を駆動し、余った電力で蓄電器３１０を充電する。図９Ａに示す例では、最初は整流回路２３０から負荷４２０への給電が行われている。蓄電器３１０への給電は行われていない。電力の低下を検知すると（ステップＳ２１）、受電制御回路２５０は、整流回路２３０と蓄電器３１０とを接続し、蓄電器３１０の充電と、負荷３２０への給電とを並行して行う。この状態において、蓄電器３１０の電圧が十分である（蓄電器３１０に第１蓄電閾値以上の蓄電量がある）ことを検知すると（ステップＳ２２）、受電制御回路２５０は、整流回路２３０と負荷３２０とを非接続とし、整流回路２３０と蓄電器３１０とを非接続とし、負荷３２０と蓄電器３１０とを接続する状態に切替回路２４０を制御する。これにより、蓄電器３１０に充電された直流電力により負荷３２０を駆動する。
【００８６】
受電制御回路２５０は、蓄電器３１０の蓄電量（または電圧）が低下し、蓄電量が第１蓄電閾値未満になったことを検出すると（ステップＳ２３）、整流回路２３０と負荷３２０とを接続し、整流回路２３０と蓄電器３１０とを接続し、負荷３２０と蓄電器３１０とを非接続とする状態に切替回路２４０を制御する。これにより、再び送電が開始され（ステップＳ２４）、整流回路２３０からの直流電力が負荷３２０および蓄電器３１０に供給される。
【００８７】
図９Ｂは、本実施形態における送電制御シーケンスの他の例を示す図である。この例では、受電回路２２０は、基本的に、整流回路２３０から直接負荷４２０を駆動し、余った電力で蓄電器３１０を充電する。最初は整流回路２３０から負荷４２０への給電が行われているが、蓄電器３１０への給電は行われていない。電力の低下を検知すると（ステップＳ３１）、受電制御回路２５０は、整流回路２３０と蓄電器３１０とを接続し、蓄電器３１０の充電と、負荷３２０への給電とを並行して行う。蓄電器３１０の充電に伴い、電力の低下を検知すると（ステップＳ３２）、受電制御回路２５０は、受電側送信器２８０を介して、送電装置１００に送電停止信号を送信する。送電装置１００における送電制御回路１５０は、送電停止信号を受けて、インバータ回路１３０の動作を停止する（ステップＳ３３））。すなわち、受電制御回路２５０は、蓄電器３１０を含む全体の負荷が規定値以下になった場合（すなわち、電力値が電力閾値以下になった場合）には、整流回路２３０からの送電を停止し、蓄電器３１０による負荷３２０の駆動に切り替える。
【００８８】
その後、蓄電器３１０の蓄電量が所定の閾値以下になった場合（ステップＳ３４）には、受電制御回路２５０は、送電装置１００に送電開始信号を送信する。これにより、再び整流回路２３０から直接負荷３２０を駆動し、余った電力で蓄電器３１０を充電する。
【００８９】
その後、蓄電器３１０の蓄電量が回復し、かつ、負荷３２０が規定値以下になった場合、再び送電を停止し、蓄電器３１０経由での負荷３２０の駆動を実施する。
【００９０】
本実施形態における送電制御により、送電電力が低い場合の時間当たりの効率を高めることができる。
【００９１】
図１０は、本実施形態における電力−効率特性の例を示す図である。実線は、整流回路２３０からの電力伝送の効率を示している。破線は、蓄電器３１０からの電力伝送の効率を示している。図示されるように、整流回路２３０からの電力伝送の効率は、電力の低下に伴い、急激に低下する。一方、蓄電器３１０からの電力伝送の効率は、電力が低い場合にはほぼ一定で、比較的高い。そこで、整流回路２３０から負荷３２０への給電を停止して、蓄電器３１０から負荷３２０への給電を開始する場合の電力閾値は、例えば、蓄電器３１０からの電力伝送の効率が、整流回路２３０からの電力伝送の効率を上回る電力値に設定され得る。電力閾値をこのように設定することにより、整流回路２３０からの給電と蓄電器３１０からの給電のうち、効率が高い方の給電が選択されるため、従来よりも時間当たりの効率を向上させることができる。
【００９２】
図２Ｂを参照して説明したように、負荷３２０がモータのような一定の回転速度で長時間駆動される場合、動作中に軽負荷状態が頻繁に発生する。頻繁に発生する軽負荷状態における効率を高めるため、本実施形態では軽負荷状態（低電力状態）では整流回路２３０からの給電よりも蓄電器３１０からの給電が優先される。
【００９３】
図１１は、受電回路２２０から供給される電力および蓄電器３１０の電圧（または蓄電量）の時間変化と、各タイミングにおける電力供給状態および蓄電スイッチの状態との関係の例を示す図である。電力供給状態における「送電」とは、整流回路２３０から負荷３２０または蓄電器３１０に給電されている状態を意味し、「送電停止」とは、整流回路２３０から負荷３２０または蓄電器３１０に給電されていない状態を意味する。電力供給状態は、例えば図６Ａ、６Ｃ、６Ｄに示す受電スイッチ回路２４０ｂまたは負荷スイッチ回路２４０ｃによって切り替えてもよいし、送電装置１００に送電停止信号および送電開始信号を送信することによって切り替えてもよい。蓄電スイッチ状態における「ＯＮ」および「ＯＦＦ」は、図６Ａから図６Ｄに示す蓄電スイッチ回路２４０ａの導通および非導通の状態をそれぞれ表す。
【００９４】
受電回路２２０から供給される電力は、負荷３２０および蓄電器３１０に供給される電力の合計である。その電力が、規定値（電力閾値Ｗｔｈ）以下であるならば、無線電力伝送による電力供給（送電）が停止される。これにより、低負荷の状況での効率の低い電力供給が回避される。
【００９５】
無線電力伝送による送電の停止中は、蓄電器３１０によって負荷３２０が駆動される。その電圧または蓄電量を監視することにより、蓄電器３１０の容量の低下を検出できる。蓄電器３１０の電圧が低下し、所定の閾値（第２電圧閾値Ｖｔｈ２）以下になった場合、無線電力伝送による送電を再開し、蓄電器３１０への充電（高負荷状態）を行う。なお、前述のように、蓄電器３１０の電圧が所定の閾値（電圧閾値）以下になることと、蓄電量が所定の閾値（蓄電閾値）以下になることとは等価である。
【００９６】
次に実施形態の動作の具体例を説明する。
【００９７】
図１２は、受電制御回路２５０によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、図６Ａに示すように、切替回路２４０が蓄電スイッチ回路２４０ａおよび受電スイッチ回路２４０ｂを有する場合の例を説明する。受電制御回路２５０は、まず、受電スイッチ回路２４０ｂをＯＮ（接続状態）にする（ステップＳ１０１）。これにより、整流回路２３０から負荷３２０に電力が供給される。受電制御回路２５０は、電力検出回路２６０により、第２のＤＣ電力Ｗｌを取得する（ステップＳ１０２）。そして、第２のＤＣ電力Ｗｌが、電力閾値Ｗｔｈよりも大きいかを判断する（ステップＳ１０３）。Ｗｌ＞Ｗｔｈの場合、受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ１０４）。そして、蓄電器３１０の電圧Ｖｂが、第１電圧閾値Ｖｔｈ１よりも大きいかを判断する（ステップＳ１０５）。第１蓄電閾値Ｖｔｈ１は、例えば、蓄電器３１０が満充電である場合の電圧値に近い値に設定され得る。満充電のときの電圧をＶｍａｘとすると、Ｖｔｈ１は、例えば０・９７Ｖｍａｘ以上０．９９Ｖｍａｘ以下の値に設定され得る。ただし、Ｖｔｈ１はこの範囲に限定されない。Ｖｂ≦Ｖｔｈ１の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップＳ１０１に戻る。Ｖｂ＞Ｖｔｈ１の場合、受電制御回路２５０は、蓄電器３１０が満充電の状態に近いと判断し、蓄電スイッチ回路２４０ａをＯＦＦ（切断状態）に切り替え、ステップＳ１０２に戻る。これにより、整流回路２３０から蓄電器３１０への給電が停止される。
【００９８】
ステップＳ１０３において、Ｗｌ≦Ｗｔｈの場合、受電制御回路２５０は、蓄電スイッチ回路２４０ａがＯＮであるかを判断する（ステップＳ１０７）。蓄電スイッチ回路２４０ａがＯＦＦの場合、蓄電スイッチ回路２４０ａをＯＮにし（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２に戻る。これにより、充電が開始される。ステップＳ１０７において、蓄電スイッチ回路２４０ａがＯＮの場合、受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ１０９）。そして、電圧Ｖｂが、第１電圧閾値Ｖｔｈ１よりも大きいかを判断する（ステップＳ１１０）。Ｖｂ≦Ｖｔｈ１の場合、充電が不十分であると判断され、ステップＳ１０９に戻る。Ｖｂ＞Ｖｔｈ１の場合、受電制御回路２５０は、蓄電器３１０が満充電の状態に近いと判断し、受電スイッチ回路２４０ｂをＯＦＦにする（ステップＳ１１１）。これにより、整流回路２３０から負荷３２０への給電が停止され、蓄電器３１０から負荷３２０に給電される状態になる。
【００９９】
その後、受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ１１２）。そして、電圧Ｖｂが第２電圧閾値Ｖｔｈ２よりも小さいかを判断する（ステップＳ１１３）。第２電圧閾値Ｖｔｈ２は、第１電圧閾値Ｖｔｈ１よりも小さい値であり、例えば０．９４Ｖｔｈ１以上０．９７Ｖｔｈ１以下（０．９２Ｖｍａｘ以上０．９６Ｖｍａｘ以下）の値に設定され得る。ただし、Ｖｔｈ２の値はこの範囲に限定されない。Ｖｂ≧Ｖｔｈ２の場合、ステップＳ１１２に戻る。Ｖｂ＜Ｖｔｈ２の場合、蓄電器３１０（バッテリ）の残量が低下していると判断し、受電制御回路２５０は、ステップＳ１１０に戻り、受電スイッチ回路２４０ｂをＯＮにする。
【０１００】
以上の動作により、低電力時の無線電力伝送による負荷３２０の駆動が回避され、さらに、蓄電器３１０の蓄電量に応じた好適な給電および充電の動作が実現される。
【０１０１】
図１３は、受電制御回路２５０によって実行される負荷駆動時の電力経路の切替動作の他の例を示すフローチャートである。この例は、図６Ｂに示すように、切替回路２４０が蓄電スイッチ回路２４０ａを有する場合の例である。受電制御回路２５０は、まず、送電装置１００の送電回路１２０に送電の開始を要求する（ステップＳ２０１）。具体的には、受電制御回路２５０は、受電側送信器２８０を介して、送電開始信号を送電装置１００に送信する。送電装置１００における送電制御回路１５０は、送電側受信器１８０を介して、送電開始信号を受信すると、インバータ回路１３０を駆動して、送電を開始する。これにより、整流回路２３０から負荷３２０に電力が供給される。受電制御回路２５０は、電力検出回路２６０により、第２のＤＣ電力Ｗｌを取得する（ステップＳ２０２）。そして、第２のＤＣ電力Ｗｌが、電力閾値Ｗｔｈよりも大きいかを判断する（ステップＳ２０３）。Ｗｌ＞Ｗｔｈの場合、受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ２０４）。そして、蓄電器３１０の電圧Ｖｂが、第１電圧閾値Ｖｔｈ１よりも大きいかを判断する（ステップＳ２０５）。第１電圧閾値Ｖｔｈ１は、蓄電器３１０が満充電である場合の電圧値に近い値に設定されている。Ｖｂ≦Ｖｔｈ１の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップＳ１０１に戻る。Ｖｂ＞Ｖｔｈ１の場合、受電制御回路２５０は、蓄電器３１０が満充電の状態に近いと判断し、蓄電スイッチ回路２４０ａをＯＦＦに切り替え、ステップＳ１０２に戻る。これにより、整流回路２３０から蓄電器３１０への給電（充電）が停止される。
【０１０２】
ステップＳ２０３において、Ｗｌ≦Ｗｔｈの場合、受電制御回路２５０は、蓄電スイッチ回路２４０ａがＯＮであるかを判断する（ステップＳ２０７）。蓄電スイッチ回路２４０ａがＯＦＦの場合、蓄電スイッチ回路２４０ａをＯＮにし（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０２に戻る。これにより、充電が開始される。ステップＳ２０７において、蓄電スイッチ回路２４０ａがＯＮの場合、受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ２０９）。そして、電圧Ｖｂが、第１電圧閾値Ｖｔｈ１よりも大きいかを判断する（ステップＳ２１０）。Ｖｂ≦Ｖｔｈ１の場合、充電が不十分であると判断され、ステップＳ２０９に戻る。Ｖｂ＞Ｖｔｈ１の場合、受電制御回路２５０は、蓄電器３１０が満充電の状態に近いと判断し、送電回路１２０における送電制御回路１５０に送電停止信号を送信する（ステップＳ２１１）。これにより、整流回路２３０から負荷３２０への給電が停止され、蓄電器３１０から負荷３２０に給電される状態になる。
【０１０３】
その後、受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ２１２）。そして、電圧Ｖｂが第２電圧閾値Ｖｔｈ２よりも小さいかを判断する（ステップＳ２１３）。Ｖｂ≧Ｖｔｈ２の場合、ステップＳ２１２に戻る。Ｖｂ＜Ｖｔｈ２の場合、蓄電器３１０（バッテリ）の残量が低下していると判断し、受電制御回路２５０は、ステップＳ２１０に戻り、送電回路１２０に送電開始信号を送信する。
【０１０４】
以上の動作により、低電力時の無線電力伝送による負荷３２０の駆動が回避され、さらに、蓄電器３１０の蓄電量に応じた好適な給電および充電の動作が実現される。
【０１０５】
図１４は、受電制御回路２５０によって実行される負荷４２０への給電を停止したときの充電処理の一例を示すフローチャートである。この例は、図６Ｃに示すように、切替回路２４０が蓄電スイッチ回路２４０ａ、受電スイッチ回路２４０ｂ、および負荷スイッチ回路２４０ｃを有する場合の例である。受電制御回路２５０は、まず、負荷スイッチ回路２４０ｃをＯＦＦにし、蓄電スイッチ回路２４０ａをＯＮにし、受電スイッチ回路２４０ｂをＯＮにする（ステップＳ３０１〜Ｓ３０３）。これにより、負荷４２０への給電は停止され、蓄電器３１０の充電のみが行われる。
【０１０６】
受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ３０４）。そして、蓄電器３１０の電圧Ｖｂが、第１電圧閾値Ｖｔｈ１よりも大きいかを判断する（ステップＳ３０５）。Ｖｂ≦Ｖｔｈ１の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップＳ３０４に戻る。Ｖｂ＞Ｖｔｈ１の場合、受電制御回路２５０は、蓄電器３１０が満充電の状態に近いと判断し、受電スイッチ回路２４０ｂをＯＦＦに切り替える（ステップＳ３０６）。これにより、充電が停止される。その後、受電制御回路２５０は、負荷スイッチ回路２４０ｃをＯＮにする（ステップＳ３０７）。これにより、蓄電器３１０から負荷３２０への給電が開始される。その後は、図１２または図１３に示す負荷駆動時の動作が実行され得る（ステップＳ３０８）。なお、ステップＳ３０６で、受電スイッチ回路２４０ｂの代わりに蓄電スイッチ回路２４０ａをＯＦＦにしてもよい。その場合、ステップＳ３０７で負荷スイッチ回路２４０ｃをＯＮにすると、整流回路２３０から負荷３２０への給電が開始される。
【０１０７】
図１５は、受電制御回路２５０によって実行される負荷４２０への給電を停止したときの充電処理の他の例を示すフローチャートである。この例は、図６Ｄに示すように、切替回路２４０が蓄電スイッチ回路２４０ａおよび負荷スイッチ回路２４０ｃを有する場合の例である。受電制御回路２５０は、まず、負荷スイッチ回路２４０ｃをＯＦＦにし、蓄電スイッチ回路２４０ａをＯＮにする（ステップＳ４０１、Ｓ４０２）。そして、送電回路１２０に送電開始信号を送信する（ステップＳ４０３）。これにより、負荷４２０への給電は停止され、蓄電器３１０の充電のみが行われる。
【０１０８】
受電制御回路２５０は、蓄電電圧検出回路２７０により、蓄電器３１０の電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ４０４）。そして、蓄電器３１０の電圧Ｖｂが、第１電圧閾値Ｖｔｈ１よりも大きいかを判断する（ステップＳ４０５）。Ｖｂ≦Ｖｔｈ１の場合、まだ充電が十分ではないと判断され、ステップＳ４０４に戻る。Ｖｂ＞Ｖｔｈ１の場合、受電制御回路２５０は、蓄電器３１０が満充電の状態に近いと判断し、送電回路１２０に送電停止信号を送信する（ステップＳ４０６）。これにより、充電が停止される。その後、受電制御回路２５０は、負荷スイッチ回路２４０ｃをＯＮにする（ステップＳ４０７）。これにより、蓄電器３１０から負荷３２０への給電が開始される。その後は、図１２または図１３に示す負荷駆動時の動作が実行され得る（ステップＳ４０８）。
【０１０９】
以上の動作により、無線電力伝送の伝送効率が低くなる低負荷状態においては、蓄電器によって負荷が駆動され、無線電力伝送による送電は、効率の高くなる一定値以上の負荷状態でのみ実施される。これにより、時間当たりの電力効率を高めることが可能になる。さらに、本実施形態によれば、蓄電器の蓄電量に応じて、充電および放電のタイミングが適切に制御される。このため、伝送効率の低下を抑制しながら、負荷に安定的に電力を供給することができる。
【０１１０】
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の無線電力伝送システムを含む。
【０１１１】
［項目１］
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、及び、ii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、及び、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【０１１２】
［項目２］
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、
i)前記整流回路と前記負荷との接続/非接続、ii)前記整流回路と前記蓄電器との接続/非接続、及び、iii)前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が電力閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記電力閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、
前記蓄電器に第１蓄電閾値以上の蓄電量がある場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを非接続とし、及び、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【０１１３】
［項目３］
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第１蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを非接続とし、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、及び、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とする状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目２記載の受電装置。
【０１１４】
［項目４］
前記制御回路は、前記蓄電器に前記第１蓄電閾値以上の蓄電量がない場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目２記載の受電装置。
【０１１５】
［項目５］
前記制御回路は、前記蓄電器から前記負荷への前記直流電力の供給が開始された後に、前記蓄電器の蓄電量が第２蓄電閾値以下になった場合、前記整流回路と前記負荷とを接続し、前記整流回路と前記蓄電器とを接続し、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給し、前記整流回路からの前記直流電力を前記蓄電器に充電させる、
項目２記載の受電装置。
【０１１６】
［項目６］
前記第２蓄電閾値は、前記第１蓄電閾値以下の値である、
項目５記載の受電装置。
【０１１７】
［項目７］
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【０１１８】
［項目８］
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【０１１９】
［項目９］
交流電力を無線で送電する送電アンテナを含む送電装置から前記交流電力を受電する受電装置であって、
前記交流電力を受電する受電アンテナと、
前記交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記直流電力の値を検出する第１検出回路と、
前記直流電力により駆動される負荷と、
前記直流電力を蓄電する蓄電器と、
前記蓄電器の蓄電量を検出する第２検出回路と、
前記負荷と前記蓄電器との接続/非接続を切替る切替回路と、
前記受電装置を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
まず、前記負荷と前記蓄電器とを非接続とし、前記整流回路から前記直流電力を前記負荷に供給する状態において、前記第１検出回路を用いて検出された前記直流電力の値が閾値以下になったか否かを判断し、
前記直流電力の値が前記閾値以下になったとき、前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態になったと判断し、さらに、前記蓄電器に所定以上の蓄電量がある場合、前記負荷と前記蓄電器とを接続する状態に前記切替回路を制御し、前記送電装置から前記受電装置への前記交流電力の送電を停止させる送電停止信号を前記送電装置に送信し、
前記蓄電器に充電された前記直流電力により前記負荷を駆動する、
受電装置。
【０１２０】
［項目１０］
前記負荷は、モータを含む、
項目１から９のいずれか１項に記載の受電装置。
【０１２１】
［項目１１］
前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転数の変化が一定期間所定範囲内である状態を含む、
項目１０記載の受電装置。
【０１２２】
［項目１２］
前記負荷の駆動に所定以上の前記交流電力が必要とされない状態は、前記モータの回転停止を維持させる状態を含む、
項目１０記載の受電装置。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本開示の技術は、例えば、電気自動車、監視カメラ、ロボットなど、電力を伝送する必要がある電子機器に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
５０    電源
１００  送電装置
１１０  送電アンテナ
１２０  送電回路
１３０  インバータ回路
１５０  送電制御回路
１６０  パルス生成回路
１８０  送電側受信器
２００  受電装置
２１０  受電アンテナ２１０
２２０  受電回路
２３０  整流回路
２４０  切替回路
２５０  受電制御回路
２６０  電力検出回路（第１検出回路）
２７０  蓄電電圧検出回路（第２検出回路）
２８０  受電側送信器
３１０  蓄電器（蓄電装置）
３２０  負荷
【図１】
0006593648.tif 000002
【図２Ａ】
0006593648.tif 000003
【図２Ｂ】
0006593648.tif 000004
【図３】
0006593648.tif 000005
【図４】
0006593648.tif 000006
【図５Ａ】
0006593648.tif 000007
【図５Ｂ】
0006593648.tif 000008
【図６Ａ】
0006593648.tif 000009
【図６Ｂ】
0006593648.tif 000010
【図６Ｃ】
0006593648.tif 000011
【図６Ｄ】
0006593648.tif 000012
【図７Ａ】
0006593648.tif 000013
【図７Ｂ】
0006593648.tif 000014
【図７Ｃ】
0006593648.tif 000015
【図７Ｄ】
0006593648.tif 000016
【図８】
0006593648.tif 000017
【図９Ａ】
0006593648.tif 000018
【図９Ｂ】
0006593648.tif 000019
【図１０】
0006593648.tif 000020
【図１１】
0006593648.tif 000021
【図１２】
0006593648.tif 000022
【図１３】
0006593648.tif 000023
【図１４】
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【図１５】
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