(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルに接続され、前記二次側共振コイルから入力される交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、電力出力端子を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、二次電池に接続される出力端子と、
直流電力を出力する電力出力端子を有するサブ二次電池と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの電力出力端子と、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子との接続を切り替えるスイッチと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、負荷又は前記サブ二次電池の電力入力端子とを接続するとともに、前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子とを接続するように、前記スイッチを制御する、制御部と
を含む、受電器。
【請求項２】
前記制御部は、前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記出力端子と前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子とを接続して、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記負荷又は前記サブ二次電池の電力入力端子とを切り離すように、前記スイッチを制御するとともに、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子とを切り離すように、前記スイッチを制御する、請求項１記載の受電器。
【請求項３】
前記スイッチは、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子と、前記負荷との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子の接続先を前記出力端子又は前記負荷のいずれか一方に切り替える第１スイッチ部と、
前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子との間の接続状態を切り替える第２スイッチ部と
を有し、
前記制御部は、
前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記負荷とを接続するように、前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を閉成し、
前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記出力端子とを接続するように前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を開放する、請求項２記載の受電器。
【請求項４】
前記スイッチは、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力入力端子との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子の接続先を前記出力端子又は前記サブ二次電池の前記電力入力端子のいずれか一方に切り替える第１スイッチ部と、
前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子との間の接続状態を切り替える第２スイッチ部と
を有し、
前記制御部は、
前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力入力端子とを接続するように、前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を閉成し、
前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記出力端子とを接続するように前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を開放する、請求項２記載の受電器。
【請求項５】
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルに接続され、前記二次側共振コイルから入力される交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、電力出力端子を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、電力入力端子及び電力出力端子を有する二次電池の前記電力入力端子に接続される出力端子と、
負荷と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子と、前記負荷との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子の接続先を前記出力端子又は前記負荷のいずれか一方に切り替える第１スイッチと、
前記二次電池の前記電力入力端子と、前記二次電池の前記電力出力端子との間の接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記負荷とを接続するように前記第１スイッチを制御するとともに、前記第２スイッチを閉成し、前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記出力端子とを接続するように前記第１スイッチを制御するとともに、前記第２スイッチを開放する制御部と
を含む、受電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電器に関する。
【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含む無接点受電回路がある。
【０００３】
無接点受電回路は、さらに、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−ＤＣ−ＤＣコンバータ間に接続される第１の容量部、を備え、前記整流部からの出力電圧を平滑化する平滑容量部を含む（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
ところで、従来の無接点受電回路のＤＣ−ＤＣコンバータの出力側にバッテリ等の二次電池を接続し、二次電池を充電する場合には、次のような問題が生じうる。
【０００６】
充電開始時に電圧が安定するまでは電流を引き込まないようにする安全装置を二次電池が有する場合には、電圧が安定するまでの期間は、ＤＣ−ＤＣコンバータから二次電池に電流を供給することができなくなる。このように電圧が安定するまでの期間は、例えば、１秒から数秒程度である。
【０００７】
ＤＣ−ＤＣコンバータから二次電池に電流を供給することができなくなると、ＤＣ−ＤＣコンバータの安全装置が働き、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止させる。
【０００８】
この結果、従来の無接点受電回路では、上述のような二次電池を安定的に充電できなくなるおそれがある。
【０００９】
そこで、二次電池を安定的に充電できる受電器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】
【００１０】
本発明の実施の形態の受電器は、一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、前記二次側共振コイルに接続され、前記二次側共振コイルから入力される交流電力を整流する整流回路と、前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、前記平滑回路の出力側に接続され、電力出力端子を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、二次電池に接続される出力端子と、直流電力を出力する電力出力端子を有するサブ二次電池と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの電力出力端子と、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子との接続を切り替えるスイッチと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、負荷又は前記サブ二次電池の電力入力端子とを接続するとともに、前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子とを接続するように、前記スイッチを制御する、制御部とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
二次電池を安定的に充電できる受電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電力伝送システム３０を示す図である。
【図２】送電器１０から電子機器４０Ａ、４０Ｂに磁界共鳴によって電力を伝送する状態を示す図である。
【図３】送電器１０から電子機器４０Ｂ１、４０Ｂ２に磁界共鳴によって電力を伝送する状態を示す図である。
【図４】実施の形態１の受電器１００と送電装置８０を示す図である。
【図５】実施の形態１の電力伝送システム５００を用いた送電装置８０と電子機器２００Ａ及び２００Ｂを示す図である。
【図６】制御部１９０の構成を示す図である。
【図７】メモリ１９４に格納されるデータを示す図である。
【図８】電力データのデータ構造を示す図である。
【図９】制御部３１０の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態１の電力伝送システム５００の送電器３００が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１１】受電器１００の制御部１９０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態１の第１変形例の受電器１０１と送電器３００を示す図である。
【図１３】受電器１０１の制御部１９０Ａが実行する処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１の第２変形例の受電器１０２と送電装置８０を示す図である。
【図１５】実施の形態１の第３変形例の受電器１０３と送電装置８０を示す図である。
【図１６】実施の形態２の受電器１０４と送電器３００を示す図である。
【図１７】受電器１０４の制御部１９０Ｄが実行する処理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】
【００１３】
以下、本発明の受電器を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
本発明の受電器、及び、電力伝送システムを適用した実施の形態１乃至３について説明する前に、図１乃至図３を用いて、実施の形態１乃至３の受電器、及び、電力伝送システムの前提技術について説明する。
【００１５】
図１は、電力伝送システム３０を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、電力伝送システム３０は、交流電源１、一次側(送電側)の送電器１０、及び二次側(受電側)の受電器２０を含む。電力伝送システム３０は、送電器１０及び受電器２０を複数含んでもよい。
【００１７】
送電器１０は、一次側コイル１１と一次側共振コイル１２を有する。受電器２０は、二次側共振コイル２１と二次側コイル２２を有する。二次側コイル２２には負荷装置２５が接続される。
【００１８】
図１に示すように、送電器１０及び受電器２０は、一次側共振コイル(ＬＣ共振器)１２と二次側共振コイル(ＬＣ共振器)２１の間の磁界共鳴(磁界共振)により、送電器１０から受電器２０へエネルギー(電力)の伝送を行う。ここで、一次側共振コイル１２から二次側共振コイル２１への電力伝送は、磁界共鳴だけでなく電界共鳴(電界共振)等も可能であるが、以下の説明では、主として磁界共鳴を例として説明する。
【００１９】
また、実施の形態１では、一例として、交流電源１が出力する交流電圧の周波数が６．７８ＭＨｚであり、一次側共振コイル１２と二次側共振コイル２１の共振周波数が６．７８ＭＨｚである場合について説明する。
【００２０】
なお、一次側コイル１１から一次側共振コイル１２への電力伝送は電磁誘導を利用して行われ、また、二次側共振コイル２１から二次側コイル２２への電力伝送も電磁誘導を利用して行われる。
【００２１】
また、図１には、電力伝送システム３０が二次側コイル２２を含む形態を示すが、電力伝送システム３０は二次側コイル２２を含まなくてもよく、この場合には、二次側共振コイル２１に負荷装置２５を直接的に接続すればよい。
【００２２】
図２は、送電器１０から電子機器４０Ａ、４０Ｂに磁界共鳴によって電力を伝送する状態を示す図である。
【００２３】
電子機器４０Ａ及び４０Ｂは、それぞれ、タブレットコンピュータ及びスマートフォンであり、それぞれ、受電器２０Ａ、２０Ｂを内蔵している。受電器２０Ａ及び２０Ｂは、図１に示す受電器２０（図１参照）から二次側コイル２２を取り除いた構成を有する。すなわち、受電器２０Ａ及び２０Ｂは、二次側共振コイル２１を有する。なお、図２では送電器１０を簡略化して示すが、送電器１０は交流電源１（図１参照）に接続されている。
【００２４】
図２では、電子機器４０Ａ、４０Ｂは、送電器１０から互いに等しい距離の位置に配置されており、それぞれが内蔵する受電器２０Ａ及び２０Ｂが磁界共鳴によって送電器１０から非接触の状態で電力を受電している。
【００２５】
ここで一例として、図２に示す状態において、電子機器４０Ａに内蔵される受電器２０Ａの受電効率が４０％、電子機器４０Ｂに内蔵される受電器２０Ｂの受電効率が４０％であることとする。
【００２６】
受電器２０Ａ及び２０Ｂの受電効率とは、交流電源１に接続される一次側コイル１１から伝送される電力に対する、受電器２０Ａ及び２０Ｂの二次側コイル２２が受電する電力の比率で表される。なお、送電器１０が一次側コイル１１を含まずに交流電源１に一次側共振コイル１２が直接的に接続されている場合は、一次側コイル１１から伝送される電力の代わりに、一次側共振コイル１２から伝送される電力を用いて受電電力を求めればよい。また、受電器２０Ａ及び２０Ｂが二次側コイル２２を含まない場合は、二次側コイル２２が受電する電力の代わりに二次側共振コイル２１が受電する電力を用いて受電電力を求めればよい。
【００２７】
受電器２０Ａ及び２０Ｂの受電効率は、送電器１０と受電器２０Ａ及び２０Ｂのコイル仕様や各々との間の距離・姿勢によって決まる。図２では、受電器２０Ａ及び２０Ｂの構成は同一であり、送電器１０から互いに等しい距離・姿勢の位置に配置されているため、受電器２０Ａ及び２０Ｂの受電効率は互いに等しく、一例として、４０％である。
【００２８】
また、電子機器４０Ａの定格出力（定格電力）は１０Ｗ、電子機器４０Ｂの定格出力は５Ｗであることとする。
【００２９】
このような場合には、送電器１０の一次側共振コイル１２（図１参照）から伝送される電力は、１８．７５Ｗになる。１８．７５Ｗは、（１０Ｗ＋５Ｗ）／（４０％＋４０％）で求まる。
【００３０】
ところで、送電器１０から１８．７５Ｗの電力を電子機器４０Ａ及び４０Ｂに向けて伝送すると、受電器２０Ａ及び２０Ｂは、合計で１５Ｗの電力を受信することになり、受電器２０Ａ及び２０Ｂは、均等に電力を受電するため、それぞれが７．５Ｗの電力を受電することになる。
【００３１】
この結果、電子機器４０Ａは、電力が２．５Ｗ不足し、電子機器４０Ｂは、電力が２．５Ｗ余ることになる。
【００３２】
すなわち、送電器１０から１８．７５Ｗの電力を電子機器４０Ａ及び４０Ｂに伝送しても、電子機器４０Ａ及び４０Ｂをバランスよく充電することはできない。換言すれば、電子機器４０Ａ及び４０Ｂを同時に充電する際における電力の供給バランスがよくない。
【００３３】
図３は、送電器１０から電子機器４０Ｂ１、４０Ｂ２に磁界共鳴によって電力を伝送する状態を示す図である。
【００３４】
電子機器４０Ｂ１、４０Ｂ２は、同じタイプのスマートフォンであり、それぞれ、受電器２０Ｂ１、２０Ｂ２を内蔵している。受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２は、図２に示す受電器２０Ｂと等しい。すなわち、受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２は、二次側共振コイル２１を有する。なお、図３では送電器１０を簡略化して示すが、送電器１０は交流電源１（図１参照）に接続されている。
【００３５】
図３では、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の送電器１０に対する角度（姿勢）は等しいが、電子機器４０Ｂ１は、電子機器４０Ｂ２よりも送電器１０から遠い位置に配置されている。電子機器４０Ｂ１、４０Ｂ２がそれぞれ内蔵する受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２は、磁界共鳴によって送電器１０から非接触の状態で電力を受電している。
【００３６】
ここで一例として、図３に示す状態において、電子機器４０Ｂ１に内蔵される受電器２０Ｂ１の受電効率が３５％、電子機器４０Ｂ２に内蔵される受電器２０Ｂ２の受電効率が４５％であることとする。
【００３７】
ここでは、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の送電器１０に対する角度（姿勢）は等しいため、受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２の受電効率は、受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２の各々と送電器１０との間の距離によって決まる。このため、図３では、受電器２０Ｂ１の受電効率は、受電器２０Ｂ２の受電効率よりも低い。なお、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の定格出力は、ともに５Ｗである。
【００３８】
このような場合には、送電器１０の一次側共振コイル１２（図１参照）から伝送される電力は、１２．５Ｗになる。１２．５Ｗは、（５Ｗ＋５Ｗ）／（３５％＋４５％）で求まる。
【００３９】
ところで、送電器１０から１２．５Ｗの電力を電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２に向けて伝送すると、受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２は、合計で１０Ｗの電力を受信することになる。また、図３では、受電器２０Ｂ１の受電効率が３５％であり、受電器２０Ｂ２の受電効率が４５％であるため、受電器２０Ｂ１は、約４．４Ｗの電力を受電し、受電器２０Ｂ２は、約５．６％の電力を受電することになる。
【００４０】
この結果、電子機器４０Ｂ１は、電力が約０．６Ｗ不足し、電子機器４０Ｂ２は、電力が０．６Ｗ余ることになる。
【００４１】
すなわち、送電器１０から１２．５Ｗの電力を電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２に伝送しても、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２をバランスよく充電することはできない。換言すれば、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２を同時に充電する際における電力の供給バランスがよくない（改善の余地がある）。
【００４２】
なお、ここでは、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の送電器１０に対する角度（姿勢）が等しく、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の送電器１０からの距離が異なる場合の電力の供給バランスについて説明した。
【００４３】
しかしながら、受電効率は、送電器１０と受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２との間の距離と角度（姿勢）によって決まるため、図３に示す位置関係において電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の角度（姿勢）が異なれば、受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２の受電効率は、上述した３５％及び４５％とは異なる値になる。
【００４４】
また、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の送電器１０からの距離が等しくでも、電子機器４０Ｂ１及び４０Ｂ２の送電器１０に対する角度（姿勢）が異なれば、受電器２０Ｂ１及び２０Ｂ２の受電効率は互いに異なる値になる。
【００４５】
次に、図４及び図５を用いて、実施の形態１の受電器、及び、電力伝送システムについて説明する。
【００４６】
図４は、実施の形態１の受電器１００と送電装置８０を示す図である。送電装置８０は、交流電源１と送電器３００を含む。交流電源１は、図１に示すものと同様である。
【００４７】
送電装置８０は、交流電源１と送電器３００を含む。
【００４８】
送電器３００は、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、整合回路１３、キャパシタ１４、制御部３１０を有する。
【００４９】
受電器１００は、二次側共振コイル１１０、整流回路１２０、電圧計１２５、平滑キャパシタ１３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０、電圧計１４５、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ、ダミー負荷１６０、サブバッテリ１７０、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂ、及び制御部１９０を含む。
【００５０】
出力端子１８０Ａ、１８０Ｂには、バッテリ５０が接続されている。図４では、負荷回路はバッテリ５０である。
【００５１】
まず、送電器３００について説明する。図４に示すように、一次側コイル１１は、ループ状のコイルであり、両端間に整合回路１３を介して交流電源１に接続されている。一次側コイル１１は、一次側共振コイル１２と非接触で近接して配置されており、一次側共振コイル１２と電磁界結合される。一次側コイル１１は、自己の中心軸が一次側共振コイル１２の中心軸と一致するように配設される。中心軸を一致させるのは、一次側コイル１１と一次側共振コイル１２との結合強度を向上させるとともに、磁束の漏れを抑制して、不必要な電磁界が一次側コイル１１及び一次側共振コイル１２の周囲に発生することを抑制するためである。
【００５２】
一次側コイル１１は、交流電源１から整合回路１３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）により電力を一次側共振コイル１２に送電する。
【００５３】
図４に示すように、一次側共振コイル１２は、一次側コイル１１と非接触で近接して配置されて一次側コイル１１と電磁界結合されている。また、一次側共振コイル１２は、所定の共振周波数を有し、高いＱ値を有するように設計されている。一次側共振コイル１２の共振周波数は、二次側共振コイル１１０の共振周波数と等しくなるように設定されている。一次側共振コイル１２の両端の間に、共振周波数を調整するためのキャパシタ１４が直列に接続される。
【００５４】
一次側共振コイル１２の共振周波数は、交流電源１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。一次側共振コイル１２の共振周波数は、一次側共振コイル１２のインダクタンスと、キャパシタ１４の静電容量によって決まる。このため、一次側共振コイル１２のインダクタンスと、キャパシタ１４の静電容量は、一次側共振コイル１２の共振周波数が、交流電源１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。
【００５５】
整合回路１３は、一次側コイル１１と交流電源１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。
【００５６】
交流電源１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１は、例えば、数百kHzから数十ＭＨｚ程度の高周波の交流電力を出力する。
【００５７】
キャパシタ１４は、一次側共振コイル１２の両端の間に、直列に挿入される可変容量型のキャパシタである。キャパシタ１４は、一次側共振コイル１２の共振周波数を調整するために設けられており、静電容量は制御部３１０によって設定される。
【００５８】
制御部３１０は、交流電源１の出力電圧及び出力周波数の制御、キャパシタ１４の静電容量の制御、一次側共振コイル１２から送電する電力量（出力）の制御、及び受電器１００Ａ及び１００Ｂのデューティ比の設定等を行う。
【００５９】
以上のような送電装置８０は、交流電源１から一次側コイル１１に供給される交流電力を磁気誘導により一次側共振コイル１２に送電し、一次側共振コイル１２から磁界共鳴により電力を受電器１００の二次側共振コイル１１０に送電する。
【００６０】
次に、受電器１００に含まれる二次側共振コイル１１０について説明する。
【００６１】
二次側共振コイル１１０は、一次側共振コイル１２と同一の共振周波数を有し、高いＱ値を有するように設計されている。二次側共振コイル１１０の一対の端子は、整流回路１２０に接続されている。
【００６２】
二次側共振コイル１１０は、送電器３００の一次側共振コイル１２から磁界共鳴によって送電される交流電力を整流回路１２０に出力する。
【００６３】
整流回路１２０は、４つのダイオード１２１Ａ〜１２１Ｄを有する。ダイオード１２１Ａ〜１２１Ｄは、ブリッジ状に接続されており、二次側共振コイル１１０から入力される電力を全波整流して出力する。
【００６４】
電圧計１２５は、整流回路１２０と平滑キャパシタ１３０との間で、整流回路１２０から出力端子１８０Ａ、１８０Ｂまでの間を接続する一対の線路の間に設けられている。一対の線路は、高電位側の線路（図４中の上側の線路）と、低電位側の線路（図４中の下側の線路）とである。低電位側の線路（図４中の下側の線路）は、基準電位（例えば、グランド電位）に保持される線路である。
【００６５】
電圧計１２５は、整流回路１２０の出力側の電圧値を検出し、電圧値を表すデータを制御部１９０に出力する。
【００６６】
平滑キャパシタ１３０は、整流回路１２０の出力側に接続されており、整流回路１２０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。平滑キャパシタ１３０は、平滑回路の一例である。
【００６７】
平滑キャパシタ１３０の出力側には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が接続される。整流回路１２０で全波整流された電力は、交流電力の負成分を正成分に反転させてあるため、略交流電力として取り扱うことができるが、平滑キャパシタ１３０を用いることにより、全波整流された電力にリップルが含まれるような場合でも、安定した直流電力を得ることができる。
【００６８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、平滑キャパシタ１３０に接続されており、平滑キャパシタ１３０で平滑化された直流電力の電圧をバッテリ５０の定格電圧に変換して出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、平滑キャパシタ１３０で平滑化された直流電圧の方がバッテリ５０の定格電圧よりも高い場合は、平滑キャパシタ１３０で平滑化された直流電圧をバッテリ５０の定格電圧まで降圧する。
【００６９】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、平滑キャパシタ１３０で平滑化された直流電圧の方がバッテリ５０の定格電圧よりも低い場合は、平滑キャパシタ１３０で平滑化された直流電圧をバッテリ５０の定格電圧まで昇圧する。
【００７０】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、出力側に接続される負荷等に電流を供給できない状態が発生すると、安全性を確保するために動作を停止させる機構を有する。
【００７１】
ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が電力を出力する一対の端子を、高電位側の出力端子１４１Ａと低電位側の出力端子１４１Ｂと称す。出力端子１４１Ａ及び１４１Ｂは、電力出力端子の一例である。
【００７２】
電圧計１４５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０とスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂとの間で、整流回路１２０から出力端子１８０Ａ、１８０Ｂまでの間を接続する一対の線路の間に設けられている。
【００７３】
電圧計１４５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を検出し、電圧値を表すデータを制御部１９０に出力する。
【００７４】
スイッチ１５１Ａ及び１５１Ｂは、三端子型のスイッチである。スイッチ１５１Ａ及び１５１Ｂは、第１スイッチ部の一例である。スイッチ１５１Ａ及び１５１Ｂとしては、例えば、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）スイッチを用いることができるが、ＰＩＮ（p-intrinsic-n Diode）ダイオード、又は、機械式のスイッチを用いてもよい。また、２つのＦＥＴ(Field Effect Transistor)を用いてスイッチ１５１Ａ及び１５１Ｂを実現してもよい。
【００７５】
スイッチ１５１Ａは、整流回路１２０から平滑キャパシタ１３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４０を経て出力端子１８０Ａ、１８０Ｂまでの間を接続する一対の線路のうちの高電位側の線路（図４中の上側の線路）に直列に挿入されている。
【００７６】
スイッチ１５１Ａは、端子１５１Ａ１、１５１Ａ２、及び１５１Ａ３を有する。スイッチ１５１Ａは、端子１５１Ａ１の接続先を、端子１５１Ａ２又は端子１５１Ａ３のいずれか一方に切り替えるスイッチである。
【００７７】
スイッチ１５１Ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の高電位側の出力端子１４１Ａを出力端子１８０Ａ又はダミー負荷１６０の高電位側の端子１６１Ａのいずれか一方に切り替える。スイッチ１５１Ａの切替制御は、制御部１９０によって行われる。
【００７８】
スイッチ１５１Ｂは、整流回路１２０から平滑キャパシタ１３０及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４０を経て出力端子１８０Ａ、１８０Ｂまでの間を接続する一対の線路のうちの低電位側の線路（図４中の下側の線路）に直列に挿入されている。
【００７９】
スイッチ１５１Ｂは、端子１５１Ｂ１、１５１Ｂ２、及び１５１Ｂ３を有する。スイッチ１５１Ｂは、端子１５１Ｂ１の接続先を、端子１５１Ｂ２又は端子１５１Ｂ３のいずれか一方に切り替えるスイッチである。
【００８０】
スイッチ１５１Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の低電位側の出力端子１４１Ｂを出力端子１８０Ｂ又はダミー負荷１６０の低電位側の端子１６１Ｂのいずれか一方に切り替える。スイッチ１５１Ｂの切替制御は、制御部１９０によって行われる。
【００８１】
なお、スイッチ１５１Ｂの右側にあるノードＡと、出力端子１８０Ｂの左側にあるノードＡ２とは、ダミー負荷１６０を避けて接続されている。
【００８２】
スイッチ１５２Ａ及び１５２Ｂは、第２スイッチ部の一例である。また、スイッチ１５１Ａ及び１５１Ｂとスイッチ１５２Ａ及び１５２Ｂとを合わせたものは、スイッチの一例である。スイッチ１５２Ａ及び１５２Ｂは、例えば、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)で実現することができる。
【００８３】
スイッチ１５２Ａは、スイッチ１５１Ａの三端子のうちの出力端子１８０Ａに接続される端子１５１Ａ２と、出力端子１８０Ａとの間から分岐し、サブバッテリ１７０の高電位側の出力端子１７１Ａに接続される線路に直列に接続されている。スイッチ１５２Ａは、制御部１９０によって、オン（閉成）／オフ（開放）が切り替えられる。
【００８４】
スイッチ１５２Ｂは、スイッチ１５１Ｂの三端子のうちの出力端子１８０Ｂに接続される端子１５１Ｂ２と、出力端子１８０Ｂとの間から分岐し、サブバッテリ１７０の低電位側の出力端子１７１Ｂに接続される線路に直列に接続されている。スイッチ１５２Ｂは、制御部１９０によって、オン（閉成）／オフ（開放）が切り替えられる。
【００８５】
なお、スイッチ１５２Ｂの上側にあるノードＢ１と、出力端子１７１Ｂの下側にあるノードＢ２とは、接続されている。
【００８６】
ダミー負荷１６０は、バッテリ５０と等しいインピーダンスを有する負荷素子である。ダミー負荷１６０としては、例えば、抵抗器を用いることができる。ダミー負荷１６０は、高電位側の端子１６１Ａと低電位側の端子１６１Ｂを有する。端子１６１Ａは、スイッチ１５１Ａの端子１５１Ａ３に接続され、端子１６１Ｂは、スイッチ１５１Ｂの端子１５１Ｂ３に接続される。
【００８７】
ダミー負荷１６０は、受電器１００が送電器３００から受電を開始する際に、バッテリ５０の端子５１Ａ及び５１Ｂの間の電圧（端子間電圧）が安定するまでの間に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力端子１４１Ａ、１４１Ｂに接続される。
【００８８】
これは、受電器１００が送電器３００から受電を開始する際に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が出力する電力をダミー負荷１６０で消費することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が安定的に動作している状態を保持するためである。
【００８９】
バッテリ５０の端子間電圧が安定した後は、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂが切り替えられ、ダミー負荷１６０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０から切り離される。
【００９０】
サブバッテリ１７０は、受電器１００が送電器３００から受電を開始する際に、バッテリ５０をＤＣ−ＤＣコンバータ１４０から切り離した状態でバッテリ５０の充電を開始し、バッテリ５０が安定的に充電可能な状態になるように、バッテリ５０を予め準備するために用いられる補助的なバッテリである。
【００９１】
サブバッテリ１７０は、出力端子１７１Ａ、１７１Ｂから電力を出力していない状態から電力を出力し始めて即座に電圧が安定した直流電力を出力できる二次電池であればよく、例えば、リチウムイオン電池又はキャパシタを用いることができる。出力端子１７１Ａ、１７１Ｂは、電力出力端子の一例である。
【００９２】
バッテリ５０は、充電を開始するために電圧を印加して電流を供給しても、端子５１Ａ及び５１Ｂの間の電圧（端子間電圧）が安定するまでは電流を引き込まず、充電を行うことができない。このようにバッテリ５０の充電開始から充電が可能になるまで（端子間電圧が安定するまで）には、ある程度の時間がかかる。
【００９３】
バッテリ５０の端子間電圧を安定させるのに必要な時間は、例えば、１秒程度から数秒程度である。このような所要時間は、バッテリ５０の種類又は容量等によって異なる。このため、サブバッテリ１７０の容量は、バッテリ５０の端子間電圧を安定させるのに必要な所用時間（期間）にわたって、バッテリ５０に直流電力を供給できる程度の容量であればよい。
【００９４】
出力端子１８０Ａ、１８０Ｂは、それぞれ、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂの端子１５１Ａ２、１５１Ｂ２と、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂとに接続されている。
【００９５】
出力端子１８０Ａ、１８０Ｂは、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂによってサブバッテリ１７０から切り離されている状態（スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂがともにオフ（開放）の状態）で、スイッチ１５１Ａ、１５１ＢによってＤＣ−ＤＣコンバータ１４０に接続される。この状態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０から出力される直流電力を出力端子１８０Ａ、１８０Ｂに供給することができる。
【００９６】
また、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂは、スイッチ１５１Ａ、１５１ＢによってＤＣ−ＤＣコンバータ１４０から切り離されている状態（スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂがダミー負荷１６０に接続されている状態）で、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂによってサブバッテリ１７０に接続される。この状態では、サブバッテリ１７０から出力される直流電力を出力端子１８０Ａ、１８０Ｂに供給することができる。
【００９７】
制御部１９０は、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂの切替制御を行い、バッテリ５０が安定的に充電できる環境を整えるための制御を行う。
【００９８】
制御部１９０は、受電器１００が送電器３００から受電を開始する際には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０とダミー負荷１６０とを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替えるとともに、サブバッテリ１７０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを接続するように、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオン（閉成）にする。
【００９９】
また、制御部１９０は、受電器１００が送電器３００から受電を開始してから所定の時間が経過すると、サブバッテリ１７０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを切り離すように、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオフ（開放）にするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替える。
【０１００】
なお、受電器１００が送電器３００から受電を開始する際とは、受電器１００が送電器３００から受電していない状態から、受電を開始し、バッテリ５０の端子間電圧を安定させるのに必要な時間が経過するまでの期間をいう。バッテリ５０の端子間電圧を安定させるのに必要な時間（期間）は、例えば、１秒程度から数秒程度である。
【０１０１】
制御部１９０は、上述のように受電を開始してから所定の時間が経過した時点で、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂを切り替える。受電開始から所定の時間が経過するまでの期間が、上述したバッテリ５０の端子間電圧を安定させるのに必要な時間（期間）である。
【０１０２】
安定させるのに必要な時間は、バッテリ５０の種類によって異なるため、バッテリ５０の種類に応じて、安定させるのに必要な時間を制御部１９０の内部メモリ等に設定しておけばよい。
【０１０３】
バッテリ５０は、端子５１Ａ及び５１Ｂを有する。端子５１Ａ及び５１Ｂは、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂに接続される。バッテリ５０は、繰り返し充電が可能な二次電池であればよく、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。例えば、受電器１００がタブレットコンピュータ又はスマートフォン等の電子機器に内蔵される場合は、バッテリ５０は、このような電子機器のメインのバッテリである。
【０１０４】
上述のように、バッテリ５０は、充電開始直後に端子間電圧が安定するまでは電流を引き込まず、充電を行うことができない。これは、バッテリ５０がマイクロコンピュータ等の制御部を含み、制御部が端子間電圧を監視しており、端子間電圧が安定するまでは充電を開始しないように制御が行われているからである。
【０１０５】
バッテリ５０の端子間電圧が安定するまでの所用時間は、例えば、１秒程度から数秒程度であり、バッテリ５０の種類又は容量等によって異なる。
【０１０６】
バッテリ５０の充電状態は、バッテリ５０の充電率で表すことができる。ここでは、バッテリ５０の充電率を表すデータは、バッテリ５０の充電状態を表すデータとして用いられる。バッテリ５０の充電率を表すデータを充電率データと称す。
【０１０７】
充電率データは、バッテリ５０が内蔵する制御部によって演算され、バッテリ５０から制御部１９０に入力される。受電器１００は、充電率データを送電器３００に送信する。
【０１０８】
バッテリ５０の充電率は、様々な求め方がある。例えば、バッテリ５０に内蔵される制御部が、バッテリ５０の端子５１Ａ及び５１Ｂの間の電圧（端子間電圧）に基づき、端子間電圧と充電率との関係を表すデータを参照して充電率を求めることができる。この場合に、端子５１Ａ又は５１Ｂに流れる電流の値を用いてもよい。バッテリ５０の充電率は、どのような求め方で求めてもよい。また、バッテリ５０が端子間電圧を表すデータを充電率データとして制御部１９０に送信し、制御部１９０が端子間電圧から充電率を求めてもよい。
【０１０９】
なお、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル１１０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、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル１１０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、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル１１０の材質は異なっていてもよい。
【０１１０】
このような構成において、一次側コイル１１及び一次側共振コイル１２が電力の送電側であり、二次側共振コイル１１０が電力の受電側である。
【０１１１】
磁界共鳴方式によって、一次側共振コイル１２と二次側共振コイル１１０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伝送するため、送電側から受電側に電磁誘導で電力を伝送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。
【０１１２】
磁界共鳴方式は、共振コイル同士の間の距離又は位置ずれについて、電磁誘導方式よりも自由度が高く、ポジションフリーというメリットがある。
【０１１３】
図５は、実施の形態１の電力伝送システム５００を用いた送電装置８０と電子機器２００Ａ及び２００Ｂを示す図である。
【０１１４】
送電装置８０は、図４に示す送電装置８０と同一のものであるが、図５では、図４における一次側コイル１１及び制御部３１０以外の構成要素を電源部１０Ａとして表してある。電源部１０Ａは、一次側共振コイル１２、整合回路１３、キャパシタ１４をまとめて表したものである。なお、交流電源１、一次側共振コイル１２、整合回路１３、キャパシタ１４をまとめて電源部として捉えてもよい。
【０１１５】
送電装置８０は、さらに、アンテナ１６を含む。アンテナ１６は、例えば、Bluetooth（登録商標）のような近距離での無線通信を行うことができるアンテナであればよい。アンテナ１６は、電子機器２００Ａ及び２００Ｂに含まれる受電器１００Ａ及び１００Ｂから、受電電圧の過不足等を表すデータを受信するために設けられており、受信したデータは制御部３１０に入力される。
【０１１６】
電子機器２００Ａ及び２００Ｂは、例えば、それぞれ、タブレットコンピュータ又はスマートフォン等の端末機である。電子機器２００Ａ及び２００Ｂは、それぞれ、受電器１００Ａ及び１００Ｂ、及び、バッテリ５０Ａ及び５０Ｂを内蔵する。
【０１１７】
受電器１００Ａ及び１００Ｂは、図４に示す受電器１００に、それぞれ、アンテナ６０Ａ及び６０Ｂを追加した構成を有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０Ａ及び１４０Ｂは、
それぞれ、図４に示すＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と同様である。また、バッテリ５０Ａ及び５０Ｂは、それぞれ、図４に示すバッテリ５０と同様である。
【０１１８】
受電器１００Ａは、二次側共振コイル１１０Ａ、整流回路１２０Ａ、平滑キャパシタ１３０Ａ、制御部１９０Ａ、及びアンテナ６０Ａを有する。二次側共振コイル１１０Ａ、整流回路１２０Ａ、平滑キャパシタ１３０Ａ、制御部１９０Ａは、それぞれ、図４に示す二次側共振コイル１１０、整流回路１２０、平滑キャパシタ１３０、制御部１９０に対応する。なお、図５では、二次側共振コイル１１０Ａ、整流回路１２０Ａ、平滑キャパシタ１３０Ａを簡略化して示す。また、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ、ダミー負荷１６０、サブバッテリ１７０、及び出力端子１８０Ａ、１８０Ｂは省略する。
【０１１９】
受電器１００Ｂは、二次側共振コイル１１０Ｂ、整流回路１２０Ｂ、平滑キャパシタ１３０Ｂ、制御部１９０Ｂ、及びアンテナ６０Ｂを有する。二次側共振コイル１１０Ｂ、整流回路１２０Ｂ、平滑キャパシタ１３０Ｂ、制御部１９０Ｂは、それぞれ、図４に示す二次側共振コイル１１０、整流回路１２０、平滑キャパシタ１３０、制御部１９０に対応する。なお、図５では、二次側共振コイル１１０Ｂ、整流回路１２０Ｂ、平滑キャパシタ１３０Ｂを簡略化して示す。また、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ、ダミー負荷１６０、サブバッテリ１７０、及び出力端子１８０Ａ、１８０Ｂは省略する。
【０１２０】
アンテナ６０Ａ及び６０Ｂは、例えば、Bluetooth（登録商標）のような近距離での無線通信を行うことができるアンテナであればよい。アンテナ６０Ａ及び６０Ｂは、送電器３００のアンテナ１６とデータ通信を行うために設けられており、それぞれ、受電器１００Ａ及び１００Ｂの制御部１９０Ａ及び１９０Ｂに接続されている。制御部１９０Ａ及び１９０Ｂは、駆動制御部の一例である。
【０１２１】
受電器１００Ａの制御部１９０Ａは、受電電圧の過不足等を表すデータ等をアンテナ６０Ａを介して送電器３００に送信する。同様に、受電器１００Ｂの制御部１９０Ｂは、受電電圧の過不足等を表すデータ等をアンテナ６０Ｂを介して送電器３００に送信する。
【０１２２】
電子機器２００Ａ及び２００Ｂは、それぞれ、送電装置８０の近くに配置した状態で、送電装置８０に接触せずにバッテリ５０Ａ及び５０Ｂを充電することができる。バッテリ５０Ａ及び５０Ｂの充電は、同時に行うことが可能である。
【０１２３】
電力伝送システム５００は、図５に示す構成要素のうち、送電器３００と、受電器１００Ａ及び１００Ｂとによって構築される。すなわち、送電装置８０と、電子機器２００Ａ及び２００Ｂとは、磁界共鳴による非接触状態での電力伝送を可能にする電力伝送システム５００を採用している。
【０１２４】
図６は、制御部１９０の構成を示す図である。制御部１９０は、図４に示す受電器１００に含まれるものであり、図５に示す制御部１９０Ａ、１５０Ｂと同様である。
【０１２５】
制御部１９０は、主制御部１９１、通信部１９２、カウンタ１９３、及びメモリ１９４を含む。
【０１２６】
主制御部１９１は、制御部１９０の制御処理を統括する。主制御部１９１は、上述したスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂの切替制御を行う。また、主制御部１９１は、通信部１９２を介して、電力データと充電率データを送電器３００に送信する。
【０１２７】
充電率データは、バッテリ５０から主制御部１９１に入力される。充電率データは、バッテリ５０の充電状態を表すデータである。
【０１２８】
電力データは、受電器１００の受電電圧が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかを表すデータであり、主制御部１９１によって生成される。なお、受電電圧が適正であることは、受電電圧が適正と考えられる所定の範囲内にあることである。
【０１２９】
受電器１００の受電電圧が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかは、受電器１００の受電電圧の上限値及び下限値との関係で決まる。受電電圧の上限値及び下限値は、受電器１００の定格電圧（定格電圧）によって決まる。受電器１００がバッテリ５０に供給する電流の値は、一定であるため、受電電圧と電流値とで電力値が求まるからである。
【０１３０】
従って、電力データは、受電器１００の受電電圧に関するデータである。なお、受電電圧の上限値及び下限値と、受電電圧の過剰、適正、又は不足との関係については、後述する。
【０１３１】
なお、受電器１００がバッテリ５０に供給する電流の値は、一定であるため、受電電圧は、受電器１００が送電器３００から受電する電力（受電電力）と等価であると考えることができる。同様に、受電器１００の定格電圧は、受電器１００の定格出力（定格電力）と等価である。
【０１３２】
このため、受電器１００の受電電圧の上限値及び下限値は、受電器１００の受電電力の上限値及び下限値と等価である。受電電力の上限値及び下限値は、受電器１００の定格電力（定格電力）によって決まる。
【０１３３】
また、受電器１００の受電電圧が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかを判定することは、受電器１００の受電電力が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかを判定することと等価である。
【０１３４】
このため、ここでは、受電器１００の受電電圧が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかを表すデータを電力データと称す。
【０１３５】
通信部１９２は、送電器３００と無線通信を行う。例えば、受電器１００が送電器３００とBluetooth（登録商標）による近距離無線通信を行う場合には、通信部１９２は、Bluetooth用のモデムである。通信部１９２は、受電側通信部の一例である。
【０１３６】
カウンタ１９３は、主制御部１９１が受電の開始後の経過時間をカウントするために用いられる。カウンタ１９３のインクリメントとリセットは、主制御部１９１によって行われる。
【０１３７】
メモリ１９４は、受電器１００の定格電圧、受電電圧の上限値、及び受電電圧の下限値を表すデータを格納する。メモリ１９４は、例えば、不揮発性のメモリであればよい。
【０１３８】
ここで、受電器１００の定格出力とは、受電器１００の負荷装置であるバッテリ５０の定格出力である。
【０１３９】
受電電圧の上限値とは、受電器１００の負荷装置であるバッテリ５０を充電する際に、充電できずに余剰になる電力が生じることなく、バッテリ５０を充電できる電圧の上限値である。換言すれば、受電器１００の受電電圧が受電電圧の上限値よりも多くなると、バッテリ５０を充電する際に、バッテリ５０に充電できずに余剰になる電力が発生することになる。
【０１４０】
また、受電電圧の下限値とは、受電器１００の負荷装置であるバッテリ５０の充電を行うことができる電圧の最小値である。換言すれば、受電器１００の受電電圧が受電電圧の下限値未満になると、バッテリ５０の充電を行うことができなくなる最小の電圧である。
【０１４１】
図７は、メモリ１９４に格納されるデータを示す図である。
【０１４２】
メモリ１９４には、受電器１００の定格出力、受電電圧の上限値、及び受電電圧の下限値を表すデータが格納される。図７には、一例として、受電器１００の定格電圧が５Ｖである場合の受電電圧の上限値と下限値を示す。受電電圧の上限値は６Ｖであり、受電電圧の下限値は５Ｖである。
【０１４３】
このような受電電圧の上限値と下限値を用いて、主制御部１９１は、例えば、受電電圧が５Ｖ未満であれば受電電圧が不足していると判定すればよい。すなわち、主制御部１９１は、受電電圧＜５Ｖの場合に、受電電圧が不足していると判定すればよい。
【０１４４】
また、主制御部１９１は、受電電圧が５Ｖ以上で６Ｖ以下であれば受電電圧が適正であると判定すればよい。すなわち、主制御部１９１は、５Ｖ≦受電電圧≦６Ｖの場合に、受電電圧が適正であると判定すればよい。
【０１４５】
また、主制御部１９１は、受電電圧が６Ｖより大きければ受電電圧が過剰であると判定すればよい。すなわち、主制御部１９１は、６Ｖ＜受電電圧の場合に、受電電圧が過剰であると判定すればよい。
【０１４６】
また、定格電圧が１０Ｖで、受電電圧の上限値が１２Ｖ、受電電圧の下限値が１０Ｖの場合には、一例として、主制御部１９１は次のように判定すればよい。
【０１４７】
主制御部１９１は、例えば、受電電圧が１０Ｖ未満であれば受電電圧が不足していると判定すればよい。すなわち、主制御部１９１は、受電電圧＜１０Ｖの場合に、受電電圧が不足していると判定すればよい。
【０１４８】
また、主制御部１９１は、受電電圧が１０Ｖ以上で１２Ｖ以下であれば受電電圧が適正であると判定すればよい。すなわち、主制御部１９１は、１０Ｖ≦受電電圧≦１２Ｖの場合に、受電電圧が適正であると判定すればよい。
【０１４９】
また、主制御部１９１は、受電電圧が１２Ｖより大きければ受電電圧が過剰であると判定すればよい。すなわち、主制御部１９１は、１２Ｖ＜受電電圧の場合に、受電電圧が過剰であると判定すればよい。
【０１５０】
主制御部１９１は、受電電圧が不足していると判定した場合には、受電電圧が不足していることを表す電力データを送電器３００に送信する。また、主制御部１９１は、受電電圧が適正であると判定した場合には、受電電圧が適正であることを表す電力データを送電器３００に送信する。また、主制御部１９１は、受電電圧が過剰であると判定した場合には、受電電圧が過剰であることを表す電力データを送電器３００に送信する。
【０１５１】
図８は、電力データのデータ構造を示す図である。
【０１５２】
主制御部１９１が生成する電力データは、受電器１００のＩＤ(Identification)と関連付けられてメモリ１９４に格納される。図８には、一例として、受電器１００のＩＤが００１で、電力データが過剰を表すデータを示す。
【０１５３】
電力データは、受電器１００の受電電圧が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかを表す。電力データは、例えば、２ビットのデータ値で表すことができる。例えば、過剰を表すデータ値を'１０'、適正を表すデータ値を'０１'、及び、不足を表すデータ値を'００'に設定すればよい。
【０１５４】
図９は、制御部３１０の構成を示す図である。制御部３１０は、図４及び図５に示す送電器３００に含まれるものである。
【０１５５】
ここでは、一例として、送電器３００（図５参照）が２つ以上の受電器１００と通信し、受電電圧を制御する形態について説明する。
【０１５６】
制御部３１０は、主制御部３２０、通信部３３０、判定部３４０、及びメモリ３５０を含む。
【０１５７】
主制御部３２０は、制御部３１０の制御処理を統括する。
【０１５８】
通信部３３０は、受電器１００と無線通信を行う。例えば、送電器３００が受電器１００とBluetooth（登録商標）による近距離無線通信を行う場合には、通信部３３０は、Bluetooth用のモデムである。
【０１５９】
通信部３３０は、受電器１００から電力データを受信する。受電器１００から受信する電力データは、受電器１００の受電電圧が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかを表す。
【０１６０】
判定部３４０は、受電器１００から受信する電力データに基づき、受電電圧が過剰な受電器１００、受電電圧が不足している受電器１００、及び、受電電圧が適正範囲にある受電器１００が存在するかどうかを判定する。また、判定部３４０は、受電器１００から受信する電力データに基づき、受電電圧が過剰な受電器１００と、受電電圧が不足している受電器１００との両方が存在するかどうかを判定する。
【０１６１】
メモリ３５０は、送電器３００が送電電力を低下させる際の所定電力と、送電電力を増大する際の所定電力とを表すデータを格納する。送電電力を低下させる際の所定電力と、送電電力を増大する際の所定電力とは、異なっていてもよい。
【０１６２】
図１０は、実施の形態１の電力伝送システム５００の送電器３００が実行する処理を示すフローチャートである。
【０１６３】
また、ここでは、送電器３００が送電する電力を複数の受電器１００が同時に受電する場合に、送電器３００が送電電力の最適化を行う形態について説明する。なお、送電器３００が１つの受電器１００に送電する場合であっても同様である。
【０１６４】
送電器３００は、送電を開始する（送電開始）。送電器３００の一次側共振コイル１２から電力が出力される。なお、送電開始の直後には、予め設定された初期出力の電力が一次側共振コイル１２から出力されるようにしておけばよい。
【０１６５】
送電器３００は、受電器１００に電力データ及び充電率データの送信を要求し、受電器１００から電力データ及び充電率データを収集する（ステップＳ１１）。
【０１６６】
送電器３００は、受電器１００から受信した充電率データに基づき、各受電器１００が満充電であるかどうかを判定する（ステップＳ１２）。受電器１００が満充電である場合には、送電を行う必要がなくなるからである。
【０１６７】
送電器３００は、各受電器１００が満充電ではない（Ｓ１２：ＮＯ）と判定すると、一次側共振コイル１２から送電する電力（送電電力）を調整する（ステップＳ１３）。
【０１６８】
ステップＳ１３において、受電電圧が過剰な１又は複数の受電器１００が存在し、残りの受電器１００の受電電圧が適正である場合には、送電器３００は、送電電力を所定電力だけ低下させる。
【０１６９】
ステップＳ１３において、受電電圧が不足している１又は複数の受電器１００が存在し、残りの受電器１００の受電電圧は適正である場合には、送電器３００は、送電電力を所定電力だけ増大する。
【０１７０】
ステップＳ１３において、判定部３４０によって受電電圧が適正な複数の受電器１００が存在すると判定されると、送電器３００は、送電電力を維持する。すなわち、送電器３００は、送電電力を変化させずに、そのときの送電電力を保持する。
【０１７１】
なお、送電器３００が送電電力を変化させずに、そのときの送電電力を保持することは、送電電力の調整度合がゼロであることに相当する。
【０１７２】
また、送電器３００が送電電力を低下させる際の所定電力と、送電電力を増大する際の所定電力とを表すデータは、予めメモリ３５０に格納されている。
【０１７３】
送電器３００は、ステップＳ１３の処理を終えると、フローをステップＳ１１にリターンする。
【０１７４】
なお、送電器３００は、ステップＳ１２において、いずれかの受電器１００が満充電である（Ｓ１２：ＹＥＳ）と判定した場合は、満充電になった受電器１００の給電を停止させる（ステップＳ１４）。
【０１７５】
送電器３００は、一例として、受電器１００に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０をディスエイブル(disable)させる指令を送信することによって、受電器１００の受電を停止させる。
【０１７６】
なお、満充電に至っていない受電器１００は、引き続き図１０に示す処理を行うことによって充電を行えばよい。
【０１７７】
以上の処理を繰り返し行うことにより、受電器１００の充電を行うことができる。
【０１７８】
なお、受電器１００は、送電器３００から電力を受電している間は常時受電状態を検出し、送電器３００からの要求（Ｓ１１）に応じて、電力データ及び充電率データを定期的に送電器３００に送信する。送電器３００は、充電中の複数の受電器１００の中のある１つの受電器１００の受電電圧がゼロになった場合、又は、通信が断絶した場合には、その受電器１００が充電可能な領域から離れたと判定して送電を停止すればよい。その後、残った受電器１００に対して引き続き図１０に示す処理を行うことによって充電を行えばよい。
【０１７９】
図１１は、受電器１００の制御部１９０が実行する処理を示すフローチャートである。
【０１８０】
制御部１９０は、受電し始めるとフローをスタートさせる（スタート）。受電し始めたかどうかは、電圧計１２５で検出される電圧値に基づいて判定する。制御部１９０は、電圧計１２５で検出される整流回路１２０の出力側の電圧値が０Ｖの状態から、所定の電圧値以上になった場合に、受電し始めたと判定する。
【０１８１】
制御部１９０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０とダミー負荷１６０とを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替える（ステップＳ２１）。
【０１８２】
制御部１９０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧が所定値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２２）。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧は、電圧計１４５で検出することができる。
【０１８３】
ステップＳ２２の判定で用いる所定値は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が動作しているときのＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧（定格値）に設定すればよい。なお、ステップＳ２２の判定で用いる所定値は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧（定格値）から誤差又はマージンの分を減じた値に設定してもよい。
【０１８４】
ステップＳ２２では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が動作を開始したかどうかを判定するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧が所定値以上であるかどうかを判定する。
【０１８５】
制御部１９０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧が所定値以上ではない（Ｓ２２：ＮＯ）と判定すると、カウンタ１９３をリセットする（ステップＳ２３）。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧が所定値以上ではない状態は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が立ち上がっていない状態である。
【０１８６】
カウンタ１９３では、受電器１００が受電を開始してからの経過時間をカウントするため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電圧が所定値以上ではない場合には、カウンタ１９３をリセットする。
【０１８７】
制御部１９０は、受電電圧と、上限値及び下限値（図７参照）とを比較することにより、受電器１００の受電電圧が過剰であるか、適正であるか、又は、不足しているかを検出するとともに、バッテリ５０から充電率データを入手する（ステップＳ２４）。充電率データは、制御部１９０がバッテリ５０に送信を要求することにより、バッテリ５０から制御部１９０に送信される。
【０１８８】
制御部１９０は、ステップＳ２４で検出した結果を表す電力データを生成するとともに、生成した電力データと、ステップＳ２４で入手した充電率データとを通信部１９２を介して送電器３００に送信する（ステップＳ２５）。
【０１８９】
なお、ステップＳ２５の処理は、図１０に示すステップＳ１１における送電器３００からの要求に応じて、制御部１９０が行う処理である。これにより、送電器３００は、電力データと充電率データを収集することになる。
【０１９０】
制御部１９０は、カウンタ１９３をインクリメントする（ステップＳ２６）。これにより、カウンタ１９３のカウント値は、１だけ加算される。
【０１９１】
制御部１９０は、サブバッテリ１７０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを接続するように、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオン（閉成）にする（ステップＳ２７）。バッテリ５０にサブバッテリ１７０を接続してバッテリ５０の充電を開始し、バッテリ５０が充電可能な状態になるまでの所要時間が経過するまで端子５１Ａ及び５１Ｂの間に電圧を印加することにより、後にバッテリ５０にＤＣ−ＤＣコンバータ１４０を接続する前に、バッテリ５０を充電可能な状態にしておくためである。
【０１９２】
なお、バッテリ５０にサブバッテリ１７０を接続する処理（ステップＳ２７）を、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０にダミー負荷１６０を接続する処理（ステップＳ２１）の後に行っているのは、次のような理由による。
【０１９３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、出力側に接続される負荷等に電流を供給できない状態が発生すると、安全性を確保するために動作が停止するようになっている。一方、バッテリ５０は、充電可能になるまでにある程度の時間を要する。
【０１９４】
このような条件の下で、送電器３００から受電器１００への送電が開始された状態で、バッテリ５０が充電可能になるまでの間に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の動作状態を保持するために、まずＤＣ−ＤＣコンバータ１４０にダミー負荷１６０を接続する処理（ステップＳ２１）を行っている。
【０１９５】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の動作状態を保持できるのであれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０にダミー負荷１６０を接続する処理（ステップＳ２１）と、バッテリ５０にサブバッテリ１７０を接続する処理（ステップＳ２７）とを同時に行ってもよい。
【０１９６】
なお、ステップＳ２２〜Ｓ２８で構築されるループ処理は、後述するステップＳ２８でカウンタ１９３のカウント値が所定値以上である（Ｓ２８：ＹＥＳ）と判定されるまで繰り返し実行される。
【０１９７】
このため、ステップＳ２２〜Ｓ２８のループ処理の２週目以降におけるステップＳ２７では、ループ処理の１週目のステップＳ２７において既にスイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオン（閉成）にされているため、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオン（閉成）の状態に保持して、ステップＳ２８の処理に進行することとする。
【０１９８】
制御部１９０は、カウンタ１９３のカウント値が所定値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２８）。
【０１９９】
ステップＳ２８の所定値は、ステップＳ２２〜Ｓ２８のループ処理の１週目におけるステップＳ２７でスイッチ１５２Ａ、１５２Ｂを切り替えてから、ループ処理がステップＳ２８の所定値で表される回数だけ繰り返し実行され、カウント値が所定値に達した週のステップＳ２８に処理が進むまでに掛かる時間が、バッテリ５０の充電開始から充電可能になるまでの所要時間よりも長くなるような値に設定すればよい。
【０２００】
制御部１９０は、カウンタ１９３のカウント値が所定値以上である（Ｓ２８：ＹＥＳ）と判定すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替える（ステップＳ２９）。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０にバッテリ５０が接続される。
【０２０１】
次いで、制御部１９０は、サブバッテリ１７０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを切り離すように、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオフ（開放）にする（ステップＳ３０）。これにより、サブバッテリ１７０がバッテリ５０から切り離される。
【０２０２】
フローがステップＳ２９に進行するときには、ステップＳ２２〜Ｓ２８で構築されるループ処理が繰り返し実行されることによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が所望の電圧値の電力を安定的に出力している状態と、バッテリ５０が充電可能になっている状態とがともに実現されているときである。
【０２０３】
このため、ステップＳ２９では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が出力する電力でバッテリ５０を充電するために、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替える。
【０２０４】
また、フローがステップＳ２９に進んだ時点でバッテリ５０はＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が出力する電力によって充電されており、サブバッテリ１７０をバッテリ５０に接続する必要はなくなるため、ステップＳ３０でサブバッテリ１７０をバッテリ５０から切り離す。
【０２０５】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０にバッテリ５０を接続する処理（ステップＳ２９）を、サブバッテリ１７０をバッテリ５０から切り離す処理（ステップＳ３０）の前に行っているのは、次のような理由によるものである。
【０２０６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、出力側に接続される負荷等に電流を供給できない状態が発生すると、安全性を確保するために動作が停止するようになっている。このため、予め充電可能な状態にしておいたバッテリ５０をＤＣ−ＤＣコンバータ１４０に接続しておき、その次にサブバッテリ１７０をバッテリ５０から切り離す順番でスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂを切り替えることが、バッテリ５０を安定的に充電する上で好ましいからである。
【０２０７】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の動作状態を保持でき、かつ、バッテリ５０の充電可能な状態を保持できるのであれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０にバッテリ５０を接続する処理（ステップＳ２９）を、サブバッテリ１７０をバッテリ５０から切り離す処理（ステップＳ３０）と同時に行ってもよい。
【０２０８】
ステップＳ３０が終了すると、バッテリ５０はＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力電力によって安定的に充電される。以上で一連の処理が終了する（エンド）。
【０２０９】
以上、実施の形態１によれば、受電器１００が送電器３００から受電を開始する際に、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂを切り替えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０をダミー負荷１６０に接続するとともに、バッテリ５０にサブバッテリ１７０を接続する。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０が安定的に動作している状態を保持するとともに、バッテリ５０を安定的に充電可能な状態にする。
【０２１０】
そして、バッテリ５０が安定的に充電可能な状態になると、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂを切り替えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の接続先をダミー負荷１６０からバッテリ５０に切り替えるとともに、サブバッテリ１７０をバッテリ５０から切り離す。
【０２１１】
このため、受電器１００が送電器３００から受電を開始する際に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の動作が停止することを抑制でき、安定的にバッテリ５０を充電し始めることができる。
【０２１２】
このように、実施の形態１によれば、バッテリ５０を安定的に充電できる受電器１００を提供することができる。
【０２１３】
なお、以上では、受電器１００がスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂを含む形態について説明した。しかしながら、低電位側の線路がグランド電位に保持される場合は、受電器１００は、スイッチ１５１Ｂ及び１５２Ｂを含まなくてもよい。
【０２１４】
また、以上では、制御部１９０がカウンタ１９３を有し、バッテリ５０の充電を開始してから充電可能になるまでの所要時間に対応する所定値をカウンタ１９３でカウントする形態について説明したが、図１１の受電器１０１のように変形してもよい。
【０２１５】
図１２は、実施の形態１の第１変形例の受電器１０１と送電器３００を示す図である。 
受電器１０１は、二次側共振コイル１１０、整流回路１２０、電圧計１２５、平滑キャパシタ１３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０、電圧計１４５、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ、ダミー負荷１６０、サブバッテリ１７０、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂ、電流計１８５、及び制御部１９０Ａを含む。
【０２１６】
受電器１０１は、図４に示す受電器１００に、電流計１８５を追加し、図４の制御部１９０の代わりに制御部１９０Ａを含む構成を有する。制御部１９０Ａは、カウンタ１９３（図６参照）を含まない点と、カウント値の代わりに電流計１８５で検出される電流値に基づいてバッテリ５０が充電可能な状態になったかどうかを判定する点とが図４の制御部１９０と異なる。
【０２１７】
電流計１８５は、スイッチ１５１Ａと出力端子１８０Ａとの間で、高電位側の線路に直列に挿入されている。なお、電流計１８５としては、できるだけ微弱な電流を検出できる電流計を用いることが好ましい。電流計１８５での電流消費量をなるべく抑えるためである。電流計１８５は、例えば、センス抵抗で実現することができる。
【０２１８】
電流計１８５は、出力端子１８０Ａからバッテリ５０に流れる電流値を検出し、電流値を表すデータを制御部１９０Ａに出力する。
【０２１９】
図１３は、受電器１０１の制御部１９０Ａが実行する処理を示すフローチャートである。
【０２２０】
制御部１９０Ａが実行する処理は、カウンタ１９３（図６参照）のカウント値の代わりに電流計１８５で検出される電流値に基づいて判定を行う点が、制御部１９０（図４及び図６参照）が実行する処理と異なる。
【０２２１】
このため、図１１に示すフローのステップＳ２３及びＳ２６を含まないが、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２７、Ｓ２９、Ｓ３０の処理は、それぞれ、図１１に示すフローの対応するステップと同様である。また、ステップＳ２８Ａの処理は、図１１に示すフローのステップＳ２８の処理を電流値に基づく判定処理に変えたものである。以下、相違点を中心に説明する。
【０２２２】
制御部１９０Ａは、ステップＳ２８Ａにおいて、電流計１８５で検出される電流値が所定の電流値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２８Ａ）。
【０２２３】
ステップＳ２８Ａにおける所定の電流値は、バッテリ５０が充電可能な状態になったときの電流値の最小値に設定しておけばよい。
【０２２４】
ステップＳ２８ＡにおいてＮＯと判定されてステップＳ２２からステップＳ２８Ａまでのループ処理が繰り返される状態では、サブバッテリ１７０からバッテリ５０に流れる電流が所定の電流値に達していない状態である。
【０２２５】
従って、制御部１９０Ａが電流計１８５で検出される電流値が所定の電流値以上である（Ｓ２８Ａ：ＹＥＳ）と判定した場合にステップＳ２９に進行してスイッチ１５１Ａ及び１５１Ｂを切り替えれば、安定的に動作するＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と、充電可能な状態になったバッテリ５０とを接続できる。
【０２２６】
以上、実施の形態１の第１変形例によれば、受電器１０１が送電器３００から受電を開始する際に、電流計１８５で検出される電流値に基づいてスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂを切り替えることにより、バッテリ５０を安定的に充電することができる。
【０２２７】
このように、実施の形態１の第１変形例によれば、バッテリ５０を安定的に充電できる受電器１０１を提供することができる。
【０２２８】
また、図４に示す受電器１００の代わりに、図１４に示す受電器１０２を用いてもよい。
【０２２９】
図１４は、実施の形態１の第２変形例の受電器１０２と送電装置８０を示す図である。送電装置８０は、図４に示す送電装置８０と同様である。また、図１４では、受電器１０２の構成要素について、図４に示す受電器１００の構成要素と同様のものには同一符号を付し、その説明を省略する。
【０２３０】
受電器１０２は、二次側共振コイル１１０、整流回路１２０、電圧計１２５、平滑キャパシタ１３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０、電圧計１４５、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ、サブバッテリ１７０Ｂ、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂ、及び制御部１９０を含む。
【０２３１】
受電器１０２は、ダミー負荷１６０（図４参照）を含まない点と、サブバッテリ１７０（図４参照）の代わりに、サブバッテリ１７０Ｂを含む点とが受電器１００（図４参照）と異なる。サブバッテリ１７０Ｂは、バッテリ５０とは異なり、充電していない状態から充電を開始するために電圧を印加するとともに電流を供給すると、即座に充電を行うことができるバッテリである。
【０２３２】
サブバッテリ１７０Ｂは、出力端子１７１Ａ及び１７１Ｂに加えて、入力端子１７２Ａ及び１７２Ｂを含む点が、サブバッテリ１７０（図４参照）と異なる。入力端子１７２Ａ及び１７２Ｂは、電力入力端子の一例である。
【０２３３】
また、受電器１０２のスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂは、以下の点において、受電器１００（図４参照）のスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂと接続関係が異なる。
【０２３４】
スイッチ１５１Ａの端子１５１Ａ３は、サブバッテリ１７０Ｂの高電位側の入力端子１７２Ａに接続されている。このため、スイッチ１５１Ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の高電位側の出力端子１４１Ａを出力端子１８０Ａ又はサブバッテリ１７０Ｂの高電位側の入力端子１７２Ａのいずれか一方に切り替える。
【０２３５】
スイッチ１５１Ｂの端子１５１Ｂ３は、サブバッテリ１７０Ｂの低電位側の入力端子１７２Ｂに接続されている。このため、スイッチ１５１Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の低電位側の出力端子１４１Ｂを出力端子１８０Ｂ又はサブバッテリ１７０Ｂの低電位側の入力端子１７２Ｂのいずれか一方に切り替える。
【０２３６】
また、制御部１９０がスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂの切替制御を行うと、次のようにＤＣ−ＤＣコンバータ１４０、サブバッテリ１７０Ｂ、及びバッテリ５０の接続が切り替えられる。
【０２３７】
制御部１９０は、受電器１０２が送電器３００から受電を開始する際には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力端子１４１Ａ、１４１Ｂと、サブバッテリ１７０Ｂの入力端子１７２Ａ、１７２Ｂとをそれぞれ接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替える。
【０２３８】
また、制御部１９０は、受電器１０２が送電器３００から受電を開始する際には、サブバッテリ１７０Ｂの出力端子１７１Ａ、１７１Ｂと、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとをそれぞれ接続するように、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオン（閉成）にする。
【０２３９】
この状態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、サブバッテリ１７０Ｂに電流を供給することにより、動作状態に保持される。また、このとき、サブバッテリ１７０Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０によって充電される。
【０２４０】
制御部１９０は、受電器１０２が送電器３００から受電を開始してから所定の時間が経過すると、サブバッテリ１７０Ｂの出力端子１７１Ａ、１７１Ｂと出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを切り離すように、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂをオフ（開放）にする。また、制御部１９０は、受電器１０２が送電器３００から受電を開始してから所定の時間が経過すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替える。
【０２４１】
以上のようにして、実施の形態１の第２変形例によれば、実施の形態１と同様に、動作状態に保持されたＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と、充電可能な状態に保持されたバッテリ５０とを接続することができる。
【０２４２】
このため、実施の形態１の第２変形例によれば、バッテリ５０を安定的に充電できる受電器１０２を提供することができる。
【０２４３】
図１５は、実施の形態１の第３変形例の受電器１０３と送電装置８０を示す図である。送電装置８０は、図４に示す送電装置８０と同様である。また、図１５では、受電器１０３の構成要素について、図１４に示す受電器１０２の構成要素と同様のものには同一符号を付し、その説明を省略する。
【０２４４】
受電器１０３は、二次側共振コイル１１０、整流回路１２０、電圧計１２５、平滑キャパシタ１３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０、電圧計１４５、スイッチ１５３Ａ、１５３Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂ、サブバッテリ１７０Ｂ、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂ、及び制御部１９０を含む。
【０２４５】
受電器１０３は、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ（図１４参照）の代わりに、スイッチ１５３Ａ、１５３Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂを用いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０、サブバッテリ１７０Ｂ、及び出力端子１８０Ａ、１８０Ｂを接続する点が受電器１００（図４参照）と異なる。スイッチ１５３Ａ、１５３Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂは、例えば、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)で実現することができる。
【０２４６】
スイッチ１５３Ａは、図１４に示すスイッチ１５２Ａ、１５２Ｂと同様に二端子スイッチである。スイッチ１５３Ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力端子１４１Ａと、サブバッテリ１７０Ｂの入力端子１７２Ａとの間の高電位側の線路に、直列に挿入されている。
【０２４７】
スイッチ１５３Ｂは、図１４に示すスイッチ１５２Ａ、１５２Ｂと同様に二端子スイッチである。スイッチ１５３Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力端子１４１Ｂと、サブバッテリ１７０Ｂの入力端子１７２Ｂとの間の低電位側の線路に、直列に挿入されている。
【０２４８】
スイッチ１５４Ａは、図１４に示すスイッチ１５２Ａ、１５２Ｂと同様に二端子スイッチである。スイッチ１５４Ａは、サブバッテリ１７０Ｂの出力端子１７１Ａと、出力端子１８０Ａとの間の高電位側の線路に、直列に挿入されている。
【０２４９】
スイッチ１５４Ｂは、図１４に示すスイッチ１５２Ａ、１５２Ｂと同様に二端子スイッチである。スイッチ１５４Ｂは、サブバッテリ１７０Ｂの出力端子１７１Ｂと、出力端子１８０Ｂとの間の低電位側の線路に、直列に挿入されている。
【０２５０】
制御部１９０は、受電器１０３が送電器３００から受電を開始する際には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力端子１４１Ａ、１４１Ｂと、サブバッテリ１７０Ｂの入力端子１７２Ａ、１７２Ｂとをそれぞれ接続するようにスイッチ１５３Ａ、１５３Ｂをオン（閉成）にする。
【０２５１】
また、制御部１９０は、受電器１０３が送電器３００から受電を開始する際には、サブバッテリ１７０Ｂの出力端子１７１Ａ、１７１Ｂと、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとをそれぞれ接続するように、スイッチ１５４Ａ、１５４Ｂをオン（閉成）にする。
【０２５２】
この状態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、サブバッテリ１７０Ｂに電流を供給することにより、動作状態に保持される。また、このとき、サブバッテリ１７０Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０によって充電される。
【０２５３】
また、この状態では、サブバッテリ１７０Ｂからバッテリ５０の充電が開始される。
【０２５４】
そして、スイッチ１５３Ａ、１５３Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂをオン（閉成）にして受電を開始してから所定の時間が経過してバッテリ５０が受電可能になると、サブバッテリ１７０Ｂを介して、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０からバッテリ５０に電力が供給される。これにより、バッテリ５０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０によって充電される。
【０２５５】
以上のようにして、実施の形態１の第３変形例によれば、実施の形態１、実施の形態１の第１変形例、及び実施の形態１の第２変形例と同様に、動作状態に保持されたＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と、充電可能な状態に保持されたバッテリ５０とを接続することができる。
【０２５６】
このため、実施の形態１の第３変形例によれば、バッテリ５０を安定的に充電できる受電器１０３を提供することができる。
【０２５７】
＜実施の形態２＞
図１６は、実施の形態２の受電器１０４と送電器３００を示す図である。
【０２５８】
受電器１０４は、二次側共振コイル１１０、整流回路１２０、電圧計１２５、平滑キャパシタ１３０、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０、電圧計１４５、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５５Ａ、１５５Ｂ、ダミー負荷１６０、出力端子１８０Ａ、１８０Ｂ、及び制御部１９０Ｄを含む。
【０２５９】
受電器１０４は、図４に示す制御部１９０の代わりに制御部１９０Ｄを含む点と、図４に示すスイッチ１５２Ａ、１５２Ｂの代わりにスイッチ１５５Ａ、１５５Ｂを含む点と、サブバッテリ１７０を含まない点が図４の受電器１００と異なる。
【０２６０】
また、受電器１０４の出力端子１８０Ａ、１８０Ｂに接続されるバッテリ５０Ｄは、端子５１Ａ及び５１Ｂに加えて、端子５２Ａ及び５２Ｂを有する点が、図４に示すバッテリ５０と異なる。以下、相違点を中心に説明する。
【０２６１】
スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂは、それぞれ、バッテリ５０Ｄの端子５１Ａ及び５１Ｂと、端子５２Ａ及び５２Ｂとの間に直列に挿入されている。スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂは、第２スイッチ部の一例である。スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂは、例えば、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)で実現することができる。
【０２６２】
端子５２Ａ及び５２Ｂは、バッテリ５０Ｄから電力を出力する専用の端子である。なお、端子５１Ａ及び５１Ｂは、ここではＤＣ−ＤＣコンバータ１４０から供給される電力を充電する端子として用いているが、充電が完了した後は、受電器１０４を内蔵する電子機器２００Ａ又は２００Ｂ（図５参照）の駆動に必要な電力を出力する出力端子として用いることができる端子である。
【０２６３】
制御部１９０Ｄは、スイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５５Ａ、１５５Ｂの切替制御を行い、バッテリ５０Ｄが安定的に充電できる環境を整えるための制御を行う。
【０２６４】
制御部１９０Ｄは、受電器１０４が送電器３００から受電を開始する際には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０とダミー負荷１６０とを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替えるとともに、バッテリ５０Ｄの端子５１Ａ及び５１Ｂと、端子５２Ａ及び５２Ｂとをそれぞれ接続するように、スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂをオン（閉成）にする。
【０２６５】
このときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０は、ダミー負荷１６０に電力を供給して動作状態に保持され、バッテリ５０Ｄは、端子５２Ａ及び５２Ｂから出力する電圧を端子５１Ａ及び５１Ｂから入力することにより、充電可能な状態に向けてバッテリ５０Ｄの端子間電圧が徐々に安定化されて行く。
【０２６６】
また、制御部１９０は、受電器１００が送電器３００から受電を開始してから所定の時間が経過すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と出力端子１８０Ａ、１８０Ｂとを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替えるとともに、スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂをオフ（開放）にする。
【０２６７】
これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０とバッテリ５０Ｄが接続されるとともに、端子５１Ａ及び５１Ｂと、端子５２Ａ及び５２Ｂとを切り離される。
【０２６８】
図１７は、受電器１０４の制御部１９０Ｄが実行する処理を示すフローチャートである。
【０２６９】
制御部１９０Ｄが実行する処理は、ステップＳ２７ＡとＳ３０Ａで切り替えるスイッチが実施の形態１の制御部１９０（図４及び図６参照）が図１１に示すフローチャートのステップＳ２７ＡとＳ３０Ａで切り替えるスイッチと異なる。
【０２７０】
その他は、図１１に示すフローの対応するステップと同様である。以下、相違点を中心に説明する。
【０２７１】
制御部１９０Ｄは、ステップＳ２６の処理を終えると、バッテリ５０Ｄの端子５１Ａ及び５１Ｂと、端子５２Ａ及び５２Ｂとを接続するように、スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂをオン（閉成）にする（ステップＳ２７Ａ）。バッテリ５０Ｄの端子５１Ａ及び５１Ｂと、端子５２Ａ及び５２Ｂとを接続してバッテリ５０Ｄの充電を開始し、バッテリ５０が充電可能な状態になるまでの所要時間が経過するまで端子５１Ａ及び５１Ｂの間に電圧を印加することにより、後にバッテリ５０ＤにＤＣ−ＤＣコンバータ１４０を接続する前に、バッテリ５０Ｄを充電可能な状態にしておくためである。
【０２７２】
ステップＳ２７Ａの処理を終えると、制御部１９０Ｄは、フローをステップＳ２８に進行させる。
【０２７３】
制御部１９０は、ステップＳ２９の処理を終えると、バッテリ５０Ｄの端子５１Ａ及び５１Ｂと、端子５２Ａ及び５２Ｂとを切り離すように、スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂをオフ（開放）にする（ステップＳ３０Ａ）。
【０２７４】
以上、実施の形態２によれば、受電器１０４が送電器３００から受電を開始する際に、バッテリ５０Ｄの端子５２Ａ及び５２Ｂから出力する電圧を端子５１Ａ及び５１Ｂに入力することにより、バッテリ５０Ｄの端子間電圧の安定化を図る。
【０２７５】
そして、バッテリ５０Ｄが充電可能な状態になると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４０の出力端子１４１Ａ及び１４１Ｂと、バッテリ５０Ｄの端子５１Ａ及び５１Ｂとを接続するようにスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂを切り替える。また、このとき、バッテリ５０Ｄの端子５１Ａ及び５１Ｂと、端子５２Ａ及び５２Ｂとを切り離すように、スイッチ１５５Ａ、１５５Ｂをオフ（開放）にする。
【０２７６】
このようなスイッチ１５１Ａ、１５１Ｂ、１５５Ａ、１５５Ｂの切替制御により、動作状態に保持されているＤＣ−ＤＣコンバータ１４０と、充電可能な状態に保持されているバッテリ５０Ｄとを接続することができ、バッテリ５０Ｄを安定的に充電することができる。
【０２７７】
このように、実施の形態２によれば、バッテリ５０Ｄを安定的に充電できる受電器１０４を提供することができる。
【０２７８】
以上、本発明の例示的な実施の形態の受電器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）
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルに接続され、前記二次側共振コイルから入力される交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、電力出力端子を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、二次電池に接続される出力端子と、
直流電力を出力する電力出力端子を有するサブ二次電池と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの電力出力端子と、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子との接続を切り替えるスイッチと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、負荷又は前記サブ二次電池の電力入力端子とを接続するとともに、前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子とを接続するように、前記スイッチを制御する、制御部と
を含む、受電器。
（付記２）
前記制御部は、前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記出力端子と前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子とを接続して、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記負荷又は前記サブ二次電池の電力入力端子とを切り離すように、前記スイッチを制御するとともに、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子とを切り離すように、前記スイッチを制御する、付記１記載の受電器。
（付記３）
前記負荷をさらに含む、付記１又は２記載の受電器。
（付記４）
前記スイッチは、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子と、前記負荷との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子の接続先を前記出力端子又は前記負荷のいずれか一方に切り替える第１スイッチ部と、
前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子との間の接続状態を切り替える第２スイッチ部と
を有し、
前記制御部は、
前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記負荷とを接続するように、前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を閉成し、
前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記出力端子とを接続するように前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を開放する、付記２記載の受電器。
（付記５）
前記スイッチは、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力入力端子との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子の接続先を前記出力端子又は前記サブ二次電池の前記電力入力端子のいずれか一方に切り替える第１スイッチ部と、
前記出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力出力端子との間の接続状態を切り替える第２スイッチ部と
を有し、
前記制御部は、
前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記サブ二次電池の前記電力入力端子とを接続するように、前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を閉成し、
前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記出力端子とを接続するように前記第１スイッチ部を制御するとともに、前記第２スイッチ部を開放する、付記２記載の受電器。
（付記６）
一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、
前記二次側共振コイルに接続され、前記二次側共振コイルから入力される交流電力を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
前記平滑回路の出力側に接続され、電力出力端子を有するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に設けられ、電力入力端子及び電力出力端子を有する二次電池の前記電力入力端子に接続される出力端子と、
負荷と、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と、前記出力端子と、前記負荷との間に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子の接続先を前記出力端子又は前記負荷のいずれか一方に切り替える第１スイッチと、
前記二次電池の前記電力入力端子と、前記二次電池の前記電力出力端子との間の接続状態を切り替える第２スイッチと、
前記一次側共振コイルから前記二次側共振コイルが受電を開始する際に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記負荷とを接続するように前記第１スイッチを制御するとともに、前記第２スイッチを閉成し、前記受電の開始から前記二次電池の所定の立ち上がり時間が経過した後に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記電力出力端子と前記出力端子とを接続するように前記第１スイッチを制御するとともに、前記第２スイッチを開放する制御部と
を含む、受電器。
【符号の説明】
【０２７９】
５０  バッテリ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１０１、１０２、１０３、１０４  受電器
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ  二次側共振コイル
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ  整流回路
１２５  電圧計
１３０  平滑キャパシタ
１４０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４５  電圧計
１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ  スイッチ
１５３Ａ、１５３Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂ、１５５Ａ、１５５Ｂ  スイッチ
１６０  ダミー負荷
１７０、１７０Ｂ  サブバッテリ
１８０Ａ、１８０Ｂ  出力端子
１８５  電流計
１９０、１９０Ａ、１９０Ｄ  制御部
１９１  主制御部
１９２  通信部
１９３  カウンタ
１９４  メモリ
【図１】
0006536364.tif 000002
【図２】
0006536364.tif 000003
【図３】
0006536364.tif 000004
【図４】
0006536364.tif 000005
【図５】
0006536364.tif 000006
【図６】
0006536364.tif 000007
【図７】
0006536364.tif 000008
【図８】
0006536364.tif 000009
【図９】
0006536364.tif 000010
【図１０】
0006536364.tif 000011
【図１１】
0006536364.tif 000012
【図１２】
0006536364.tif 000013
【図１３】
0006536364.tif 000014
【図１４】
0006536364.tif 000015
【図１５】
0006536364.tif 000016
【図１６】
0006536364.tif 000017
【図１７】
0006536364.tif 000018