(57)【要約】  本送電装置は、共振回路を利用した電磁界の共振結合によって非接触で電力を送電するための送電処理を行う。本送電装置は、送電電力として出力される送電信号の周波数と等しくなるように設定された前記共振回路の共振周波数が電力の送電中にずれた場合に、共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて送電処理を制御する。これにより、送電範囲に存在する異物の有無のみならず、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となり、非接触電力伝送システムの信頼性を向上させることが可能となる。
2014203346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振回路を利用した電磁界の共振結合によって非接触で電力を送電するための送電処理を行う送電装置であって、
送電電力として出力される送電信号の周波数と等しくなるように設定された前記共振回路の共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて前記送電処理を制御する、送電装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記検出結果に基づいて前記電力の送電の継続の可否を制御する、送電装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記共振周波数のずれた方向に加えて、前記共振周波数のずれ幅を検出する、送電装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記検出結果に加えて、電力の送電対象とされる外部装置が受電した受電電力量と前記送電された送電電力量との差に基づいて、前記送電処理を制御する、送電装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に前記電力の送電を継続し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に前記電力の送電を停止する、送電装置。
【請求項６】
請求項３において、
前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えていれば前記電力の送電を停止させ、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えなければ前記電力の送電を継続し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に、前記電力の送電を停止する、送電装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記送電電力に応じた交流信号を生成する電源部と、
送電用アンテナとしての一次側共鳴コイル及び共振容量を含み、前記電源部によって生成された交流信号に基づく電力の供給を受ける一次側共振回路と、
前記電源部と前記一次側共振回路との間に設けられ、前記一次側共振回路の共振周波数を調整するための共振周波数調整部と、
前記電源部から前記一次共振回路側に供給される交流信号の反射電力量の大きさを検出するための電力量検出部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、前記共振周波数調整部を制御することにより前記一次側共振回路の共振周波数を変化させ、前記電力量検出部によって検出された前記反射電力量の変化方向を判定することにより、前記共振周波数のずれた方向を判別する、送電装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が高くなるように前記共振周波数調整部を制御し、それによって前記反射電力量が増加した場合には、前記共振周波数が前記送電信号の周波数よりも高くなる方向にずれたと判定し、前記反射電力量が減少した場合には、前記共振周波数が前記送電信号の周波数よりも低くなる方向にずれたと判定する、送電装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が低くなるように前記共振周波数調整部を制御し、それによって前記反射電力量が増加した場合には、前記共振周波が前記送電信号の周波数よりも低くなる方向にずれたと判定し、前記反射電力量が減少した場合には、前記共振周波数が前記送電信号よりも高くなる方向にずれたと判定する、送電装置。
【請求項１０】
請求項７において、
前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が低くなるように前記共振周波数調整部を調整したときの前記反射電力量の変化方向と、前記一次側共振回路の前記共振周波数が高くなるように前記共振周波数調整部を調整したときの前記反射電力量の変化方向とに基づいて、前記共振周波のずれの方向を判別する、送電装置。
【請求項１１】
請求項７において、
前記電力量検出部は、前記電源部から前記一次共振回路側に供給される交流信号の入射電力量に対応した電圧と当該交流信号の反射電力量に対応した電圧とを生成し、
前記制御部は、前記電力量検出部によって生成された前記入射電力量に対応した電圧及び前記反射電力量に対応した電圧に基づいて電圧定在波比を算出し、その算出結果に基づいて前記反射電力量の変化方向を判別する、送電装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記制御部は、前記共振周波数調整部を制御することにより前記一次側共振回路の前記共振周波数を一方向に単位調整量毎に変化させて前記電圧定在波比の値を逐次算出するとともに、前記共振周波数の変化前後の算出値を逐次比較する演算処理を行い、変化後の算出値が変化前の算出値よりも大きくなったら、前記共振周波数を変化させる方向を逆にして前記演算処理を実行し、変化後の算出値が変化前の算出値よりも大きくなったら前記演算処理を停止する、送電装置。
【請求項１３】
請求項７において、
通信用アンテナと、
前記通信用アンテナを介したデータの送受信を制御する通信部と、を更に有する、送電装置。
【請求項１４】
請求項１の送電装置と、
前記送電装置から供給された電力を、共振回路を利用した電磁界の共振結合によって非接触で受電する受電装置と、を含む非接触給電システム。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記送電装置と前記受電装置とはＮＦＣ規格に準拠したデータ通信が可能にされ、
前記受電装置は、一つのアンテナを用いて前記データ通信と電力の受電とを行うことが可能にされる、非接触給電システム。
【請求項１６】
送電装置と受電装置と含み、前記送電装置と前記受電装置の夫々に設けられた送電側及び受電側の共振回路を利用した電磁界の共振結合によって電力の送電及び受電を行う非接触給電システムにおいて、電力の送電を制御するための制御方法であって、
前記送電装置が、送電電力として出力される送電信号の周波数と等しくなるように前記送電側の共振回路の共振周波数を設定する第１ステップと、
前記送電装置が、前記第１ステップにおいて前記共振周波数を設定した後、前記電力の送電を開始する第２ステップと、
前記第１ステップにおいて設定した前記共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記送電装置が前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて電力の送電に係る処理を制御する第３ステップと、を含む、制御方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記第３ステップは、
前記送電装置が、前記送電側の共振回路の前記共振周波数を変化させながら、当該共振回路に供給される交流信号の反射電力量を計測することによって最も反射電力量の小さくなるときの共振周波数を推定し、その推定された共振周波数から前記共振周波数のずれの方向を含む共振周波数のずれ情報を生成する第４ステップと、
前記送電装置が、前記第４ステップで生成された前記共振周波数のずれ情報に基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物の有無を判定する第５ステップと、
前記送電装置が、前記第５ステップにおいて非接触電力伝送に影響のある異物であると判定した場合に、電力の送電を停止し、非接触電力伝送に影響のある異物でないと判定した場合に電力の送電を継続する第６ステップと、を含む、制御方法。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記第４ステップは、
前記送電装置が、前記共振周波数のずれの方向に加えて、前記共振周波数のずれ幅を含む前記ずれ情報を生成する、制御方法。
【請求項１９】
請求項１７において、
前記第３ステップは、
前記受電装置が、受電した受電電力量の情報を前記送電装置に送信するステップを含み、
前記第５ステップにおいて、前記送電装置は、前記受電装置から送信された前記受電電力の情報に基づいて、前記受電電力量と前記送電装置から送電された送電電力量との差分を算出し、当該差分と前記ずれ情報とに基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物の有無を判定する、制御方法。
【請求項２０】
請求項１７において、
前記送電装置は、前記第５ステップにおいて前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に、非接触電力伝送に影響のない異物であると判定し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に、非接触電力伝送に影響のある異物であると判定する、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で電力を送電する送電装置、当該送電装置を含む非接触給電システム、及び非接触給電システムの送電の制御方法に係り、例えば、電磁界の共振結合（磁気共鳴）を利用した送電装置及び非接触給電システムに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源コード等を介さずに非接触で電気機器に電力を供給する非接触電力伝送を用いたシステム（以下、「非接触給電システム」と称する。）の実用化が進みつつある。例えば、離間して配置されたアンテナ（コイル）間の電磁誘導を利用した電磁誘導方式や、電磁界の共振結合を利用した磁気共鳴方式の非接触給電システムが知られている。また、無線により情報の伝送を行う非接触通信技術に関する標準規格としてＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が知られており、ＮＦＣ規格に準拠したＩＣカードや小型携帯端末装置も普及し始めている。【０００３】
磁気共鳴方式の非接触給電システムは、コイルとコンデンサを含む共振回路を用いて実現される。磁気共鳴方式の非接触給電システムは、コイルのＱ値を高くすることで、従来の電磁誘導方式に比べて、送電用のコイルと受電用のコイルとの間の伝送距離が大きくとれるとともに、送電用のコイルと受電用のコイルの位置ずれに強いといった特長を有する。【０００４】
また、磁気共鳴方式の非接触給電システムは、送電側と受電側との間に存在する異物の影響を比較的受け難いという特長がある。しかしながら、その異物の種類によっては吸収される送電電力量が大きくなるため、電力の伝送効率が低下するとともに、異物が吸収した電力によって発熱し破損する虞がある。【０００５】
下記特許文献１及び２には、磁気共鳴方式の非接触給電システムにおいて異物や給電対象の異常を検出するための技術が開示されている。【０００６】
例えば、特許文献１には、路上に送電コイルを設置し、車両側に受電にコイルを搭載することで車両に非接触で充電を行う磁気共鳴方式の非接触給電システムにおいて、送電側と受電側との間に存在する異物を検出するための技術が開示されている。具体的に特許文献１に記載の構成によれば、車両に搭載された受電電力に基づいて充電されるバッテリの端子電圧を検出することでインピーダンス値が推定され、その推定値と実測したインピーダンス値との差が閾値を超えた場合に異物の存在が報知されるとともに給電が停止される。【０００７】
また、特許文献２には、路上に送電コイルを設置し、車両側に受電にコイルを搭載することで車両に非接触で充電を行う磁気共鳴方式の非接触給電システムにおいて、反射電力の増大を検出することで車両の異常を検出する技術が開示されている。具体的に特許文献２の構成によれば、不審者が充電中の車両に乗ったときの車高の変化によって発生したインピーダンス不整合により反射電力が増大したことを検出し、その検出が車両の異常として通知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２４４５３１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１９００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の磁気共鳴方式の非接触給電システムについて本発明者が検討した結果、以下のような課題があることが明らかとなった。【００１０】
磁気共鳴方式の非接触給電システムにおいて、送電側と受電側との間に異物が存在したとしても、その異物が非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かは、送電側から送電電力として出力される送電信号の周波数（以下、「送電周波数」と称する。）によって異なることを本願発明者は見出した。【００１１】
例えば、電磁調理器に用いられる１００ｋＨｚ帯の送電周波数を用いた非接触電力伝送では、異物が金属である場合、吸収される送電電力が大きいため伝送効率が大きく低下し、金属の発熱量も大きくなる虞がある。これに対し、異物がＮＦＣ規格（周波数１３．６５ＭＨｚ）に準拠したＩＣカード等である場合、吸収される電力が小さいため伝送効率は大きく低下せず、ＩＣカードの発熱による破損の可能性は低い。他方、近年研究が進められているＮＦＣ通信の周波数に近い数ＭＨｚ帯の送電周波数を用いた非接触電力伝送では、異物がＮＦＣ規格に準拠したＩＣカード等である場合、吸収される送電電力が大きいため伝送効率が大きく低下し、ＩＣカード等が発熱によって破損する虞があるが、異物が金属である場合、吸収される電力が小さいため伝送効率は大きく低下せず、金属の発熱量も小さい。【００１２】
特許文献１に記載の技術では、インピーダンスの推定値と実測値との差が閾値を超えた場合に異物と判定されるが、その異物が非接触電力伝送にとって影響のある異物であるか否かについて何ら考慮されていないため、異物の検出精度が高いとは言い難い。例えば、特許文献１に記載の非接触給電システムでは、非接触電力伝送に影響のない異物が存在する場合であっても異物であると検出され、給電動作が停止するなどの安全制御が働いてしまう虞があり、非接触電力伝送システムの信頼性が高いとは言えない。なお、特許文献２に記載の技術は、単に反射電力の増加を検出するものであり、異物の検出精度を向上させることについて特に考慮されていない。【００１３】
このような課題を解決するための手段等を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記のとおりである。【００１５】
すなわち、本送電装置は、共振回路を利用した電磁界の共振結合によって非接触で電力を送電するための送電処理を行う送電装置であって、送電電力として出力される送電信号の周波数と等しくなるように設定された前記共振回路の共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて前記送電処理を制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。【００１７】
すなわち、本送電装置によれば、非接触電力伝送システムの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１に係る送電装置を含む非接触給電システムを例示する図である。
【図２】図２は、共振周波数調整回路１０３の内部構成を例示する図である。
【図３】図３は、共振周波数調整回路１０３によるインピーダンス整合を説明するためのスミスチャート図である。
【図４】図４は、共振周波数と信号の反射電力量との関係を示す図である。
【図５】図５は、共振周波数調整回路１０３の一実施の形態を例示する図である。
【図６】図６は、共振周波数調整回路１０３の別の実施の形態を例示する図である。
【図７】図７は、スイッチ回路ＳＷの内部構成を例示する図である。
【図８】図８は、電力量検出部１０６の一実施の形態を例示する図である。
【図９】図９は、電力量検出部１０６の別の一実施の形態を例示する図である。
【図１０】図１０は、送電アンプ１０２から給電コイル１０７側を見たときのインピーダンスを示すスミスチャート図である。
【図１１】図１１は、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを変化させたときの共振周波数を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る異物の判定基準の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、非接触給電システム１において電力の送電が開始されるまでの処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１４】図１４は、非接触給電システム１において異物が接近した場合の処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係る異物の判定基準の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態３に係る異物の判定基準の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態４に係る非接触給電システムにおいて、電力の送電が開始されるまでの処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１８】図１８は、実施の形態５に係る送電装置を含む非接触給電システムを例示する図である。
【図１９】図１９は、実施の形態６に係る送電装置を含む非接触給電システムを例示する図である。
【図２０】図２０は、実施の形態６に係る非接触給電システム９において、電力の送電が開始されるまでの処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図２１】図２１は、実施の形態６に係る非接触給電システム９において、異物が接近した場合の処理の流れの一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００２０】
〔１〕（共振周波数のずれ方向に基づいて送電処理を制御する送電装置）
代表的な実施の形態に係る送電装置（１、４、７）は、共振回路（１１０）を利用した電磁界の共振結合によって非接触で電力を送電するための送電処理を行う。前記送電装置は、送電電力として出力される送電信号の周波数（ｆＴｘ）と等しくなるように設定された前記共振回路の共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて前記送電処理を制御する。
【００２１】
これによれば、共振周波数のずれた方向によって誘電率の低い金属系の異物であるか、誘電率の高いＩＣカード等の非金属系の異物であるかを判別することができる。すなわち、本送電装置によれば、送電範囲に存在する異物の有無のみならず、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となる。当該送電装置を非接触電力伝送システムに適用することで、非接触電力伝送システムの信頼性が向上する。
【００２２】
〔２〕（共振周波数のずれの方向によって送電の継続・停止を制御する）
項１の送電装置において、前記検出結果に基づいて前記電力の送電の継続の可否を制御する。
【００２３】
これによれば、例えば、非接触電力伝送に影響のある異物であるである場合に送電を停止し、影響のない異物である場合に送電を継続するなどの制御を行うことができ、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を高めることができる。
【００２４】
〔３〕（共振周波数のずれた方向とずれ幅によって送電処理を制御する）
項２の送電装置は、前記共振周波数のずれた方向に加えて、前記共振周波数のずれ幅を検出する。
【００２５】
これによれば、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを、より精度良く判定することが可能となる。
【００２６】
〔４〕（送電電力と受電電力との差と共振周波数のずれ情報に基づいて送電処理を制御する）
項１乃至３の何れかの送電装置は、前記検出結果に加えて、電力の送電対象とされる外部装置が受電した受電電力量と前記送電された送電電力量との差に基づいて、前記送電処理を制御する。
【００２７】
これによれば、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを、より精度良く判定することが可能となる。
【００２８】
〔５〕（共振周波数が高い場合に送電継続し、低い場合に送電停止する）
項２乃至４の何れかの送電装置において、前記送電装置は、前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に前記電力の送電を継続し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に前記電力の送電を停止する。
【００２９】
異物が金属である場合には共振周波数が高い方にずれる傾向があり、異物が非金属系のプラスチック等に覆われたＩＣカード等である場合には共振周波数が低い方にずれる傾向がある。本送電装置によれば、ＩＣカード等の非金属系の異物が存在する場合は送電が停止されるので、例えばＮＦＣ規格に準拠したＩＣカード等の発熱による破壊を防止することができる。また、送電電力の吸収が多いＩＣカード等に非金属系の異物が存在する状態では給電は停止され、送電電力の吸収が少ない金属系の異物が存在する状態では給電が停止されないので、ＮＦＣ通信の周波数に近い数ＭＨｚ帯の送電周波数を用いた非接触電力伝送システムにおいて、効率の良い送電が可能となる。
【００３０】
〔６〕（大きな金属の場合に送電を停止する）
項３又は４の送電装置において、前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えていれば前記電力の送電を停止させ、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えなければ前記電力の送電を継続し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に、前記電力の送電を停止する。
【００３１】
これによれば、項５と同様に、ＩＣカード等の発熱による破壊を防止することができる。また、異物として金属が存在する場合、その金属の表面積が大きければ、共振周波数のずれ幅は大きくなり、表面積が小されば、共振周波数のずれ幅が小さくなる傾向がある。本送電装置によれば、金属系の異物が存在する場合であっても、電力の吸収量が比較的大きい表面積の大きな金属の場合に給電を停止し、電力の吸収量が比較的小さい表面積の小さな金属の場合に給電を継続するので、ＮＦＣ通信の周波数に近い数ＭＨｚ帯の送電周波数を用いた非接触電力伝送システムにおいて更に効率の良い送電が可能となる。
〔７〕（反射電力量の変化方向によって共振周波数のずれ方向を判別する）
項１乃至６の何れかの送電装置は、前記送電電力に応じた交流信号を生成する電源部（１０１、１０２）と、送電用アンテナとしての共鳴コイル（１０８）及び共振容量（１０９）を含み、前記電源部によって生成された交流信号に基づく電力の供給を受ける一次側共振回路（１１０）と、を有する。前記送電装置は更に、前記電源部と前記一次側共振回路との間に設けられ、前記一次側共振回路の共振周波数を調整するための共振周波数調整部（１０３）と、前記電源部から前記一次共振回路側に供給される交流信号の反射電力量の大きさを検出するための電力量検出部（１０６）と、制御部（１０４）と、を有する。前記制御部は、前記共振周波数調整部を制御することにより前記一次側共振回路の共振周波数を変化させ、前記電力量検出部によって検出された前記反射電力量の変化方向を判定することにより、前記共振周波数のずれた方向を判別する。
【００３２】
これによれば、前記共振周波数のずれの方向を判別することが容易となる。
【００３３】
〔８〕（共振周波数のずれ方向の判定方法；共振周波数を高く設定して判別する）
項７の送電装置において、前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が高くなるように前記共振周波数調整部を制御し、それによって前記反射電力量が増加した場合には、前記共振周波数が前記送電信号の周波数よりも高くなる方向にずれたと判定し、前記反射電力量が減少した場合には、前記共振周波数が前記送電信号の周波数よりも低くなる方向にずれたと判定する。
【００３４】
これによれば、簡単且つ高精度に、前記共振周波数のずれた方向を判別することができる。
【００３５】
〔９〕（共振周波数のずれ方向の判定方法；共振周波数を低く設定して判別する）
項７の送電装置において、前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が低くなるように前記共振周波数調整部を制御し、それによって前記反射電力量が増加した場合には、前記共振周波が前記送電信号の周波数よりも低くなる方向にずれたと判定し、前記反射電力量が減少した場合には、前記共振周波数が前記送電信号よりも高くなる方向にずれたと判定する。
【００３６】
これによれば、簡単且つ高精度に、前記共振周波数のずれた方向を判別することができる。
〔１０〕（共振周波数のずれ方向の判定方法；共振周波数を高い方と低い方の双方に設定して判別する）
項７の送電装置において、前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が低くなるように前記共振周波数調整部を調整したときの前記反射電力量の変化方向と、前記一次側共振回路の前記共振周波数が高くなるように前記共振周波数調整部を調整したときの前記反射電力量の変化方向とに基づいて、前記共振周波のずれの方向を判別する。
【００３７】
これによれば、より高精度に前記共振周波数のずれた方向を判別することができる。
〔１１〕（電圧定在波比ＶＳＷＲによって反射電力量の変化を判定する）
項７乃至１０の何れかの送電装置において、前記電力量検出部は、前記電源部から前記一次共振回路側に供給される交流信号の入射電力量に対応した電圧（Ｖｉ）と当該交流信号の反射電力量に対応した電圧（Ｖｒ）とを生成する。前記制御部は、前記電力量検出部によって生成された前記入射電力量に対応した電圧及び前記反射電力量に対応した電圧に基づいて電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を算出し、その算出結果に基づいて前記反射電力量の変化方向を判別する。
【００３８】
これによれば、簡単且つ高精度に、前記反射電力量の変化方向を判別することができる。
【００３９】
〔１２〕（共振周波数を変化させつつ反射電力量が最も小さくなる状態を探索する）
項１１の送電装置において、前記制御部は、前記共振周波数調整部を制御することにより前記一次側共振回路の前記共振周波数を一方向に単位調整量毎に変化させて前記電圧定在波比の値を逐次算出するとともに、前記共振周波数の変化前後の算出値を逐次比較する演算処理を行う。制御部は、変化後の算出値が変化前の算出値よりも大きくなったら、前記共振周波数を変化させる方向を逆にして前記演算処理を実行し、変化後の算出値が変化前の算出値よりも大きくなったら前記演算処理を停止する。
【００４０】
これによれば、反射電力量が最も小さくなる共振周波数を探索して、設定することが容易となる。
【００４１】
〔１３〕（データ通信可能な送電装置）
項１乃至１２の何れかの送電装置において、通信用アンテナ（１１１）と、前記通信用アンテナを介したデータの送受信を制御する通信部（１０５）と、を更に有する。
【００４２】
〔１４〕（非接触給電システム）
代表的な実施の形態に係る非接触給電システム（３，６，９）は、項１乃至１３の何れかの送電装置（１）と、前記送電装置から供給された電力を、共振回路（１３０，１４１）を利用した電磁界の共振結合によって非接触で受電する受電装置（２，５，８）と、を含む。
【００４３】
これによれば、信頼性の高い非接触給電システムを提供することができる。
〔１５〕（ＮＦＣ方式の非接触電力伝送システム）
項１４の非接触給電システム（６）において、前記送電装置と前記受電装置とはＮＦＣ規格に準拠したデータ通信が可能にされる。前記受電装置は、一つのアンテナ（１４２）を用いて前記データ通信と電力の受電とを行うことが可能にされる。
【００４４】
これによれば、信頼性の高いＮＦＣ方式の非接触給電システムを提供することができる。
〔１６〕（非接触電力給電システムの制御方法；共振周波数のずれ方向に基づいて送電処理を制御）
代表的な実施の形態に係る制御方法は、送電装置（１、４、７）と受電装置（２、５、８）と含み、前記送電装置と前記受電装置の夫々に設けられた送電側及び受電側の共振回路を利用した電磁界の共振結合によって電力の送電及び受電を行う非接触給電システム（３、６、９）において、電力の送電を制御するための方法である。前記制御方法は、前記送電装置が、送電電力として出力される送電信号の周波数（ｆＴｘ）と等しくなるように前記送電側の共振回路の共振周波数を設定する第１ステップ（Ｓ１０２〜Ｓ１１６）と、前記送電装置が、前記第１ステップにおいて前記共振周波数を設定した後、前記電力の送電を開始する第２ステップ（Ｓ１１７）と、を含む。前記制御方法は、更に、前記第１ステップにおいて設定した前記共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記送電装置が前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて電力の送電に係る処理を制御する第３ステップ（Ｓ２０１〜Ｓ２１３）と、を含む。
【００４５】
これによれば、非接触電力給電システムの送電範囲に異物が存在する場合に、共振周波数のずれた方向によって、その異物が誘電率の低い金属系であるか、誘電率の高いＩＣカード等の非金属系であるかを判別することができる。すなわち、本制御方法によれば、送電範囲に存在する異物の有無のみならず、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となる。これにより、非接触電力伝送システムの信頼性が向上する。
【００４６】
〔１７〕（制御方法；共振周波数のずれ方向に基づいて送電の継続・停止を制御する）
項１６の非接触電力伝送システムにおいて、第３ステップは、送電装置が送電側の共振回路の共振周波数を変化させながら、共振回路に供給される交流信号の反射電力量を計測することによって最も反射電力量の小さくなるときの共振周波数を推定し、その推定された共振周波数から共振周波数のずれの方向を含む共振周波数のずれ情報を生成する第４ステップ（Ｓ２０５〜Ｓ２１１）を含む。前記第３ステップは、前記送電装置が、前記第４ステップで生成された前記共振周波数のずれ情報に基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物の有無を判定する第５ステップ（Ｓ２１２）を更に含む。前記第３ステップは、更に、前記送電装置が、前記第５ステップにおいて非接触電力伝送に影響のある異物であると判定した場合に、電力の送電を停止し（Ｓ２１３）、非接触電力伝送に影響のある異物でないと判定した場合に電力の送電を継続する第６ステップ（Ｓ２０１）を含む。
【００４７】
これによれば、前記共振周波数のずれた方向を判別することが容易となる。また、異物の有無だけでなく、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かによって送電の停止と継続が制御されるので、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を高めることができる。
【００４８】
〔１８〕（制御方法；共振周波数のずれた方向とずれ幅とによって送電処理を制御する）
項１７の制御方法の前記第４ステップにおいて、前記送電装置は、前記共振周波数のずれの方向に加えて、前記共振周波数のずれ幅を含む前記ずれ情報を生成する。
【００４９】
これによれば、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かの検出精度を高めることができる。
【００５０】
〔１９〕（制御方法；受電電力と送電電力の差とずれ情報に基づいて送電処理を制御する）
項１７又は１９の制御方法において、前記第３ステップは、前記受電装置が、受電した受電電力量の情報を前記送電装置に送信するステップ（Ｓ２０１）を含む。前記第５ステップにおいて、前記送電装置は、前記受電装置から送信された前記受電電力の情報に基づいて、前記受電電力量と前記送電装置から送電された送電電力量との差分を算出し、当該差分と前記ずれ情報とに基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物の有無を判定する。
【００５１】
これによれば、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かの検出精度を更に高めることができる。
【００５２】
〔２０〕（共振周波数のずれた方向によって送電継続の可否を決定する）
項１７乃至１９の何れかの制御方法の前記第５ステップにおいて、前記送電装置は、前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に、非接触電力伝送に影響のない異物であると判定し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に、非接触電力伝送に影響のある異物であると判定する。
【００５３】
これによれば、送電電力の吸収が多いＩＣカード等に非金属系の異物が存在する状態では給電は停止され、送電電力の吸収が少ない金属系の異物が存在する状態では給電が停止されないので、ＮＦＣ通信の周波数に近い数ＭＨｚ帯の送電周波数を用いた非接触電力伝送システムにおいて、効率の良い送電が可能となる。また、例えばＮＦＣ規格に準拠したＩＣカード等の発熱による破壊を防止することができる。
【００５４】
〔２１〕（制御方法；大きな金属の場合に送電を停止する）
項１７の制御方法の前記第５ステップにおいて、前記送電装置は、おいて前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えていれば非接触電力伝送に影響のある異物であると判定し、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えていなければ非接触電力伝送に影響のない異物であると判定する。また、前記送電装置は、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に、非接触電力伝送に影響のある異物であると判定する。
【００５５】
これによれば、項２０と同様に、ＩＣカード等の発熱による破壊を防止することができる。また、金属系の異物が存在する場合であっても、電力の吸収量が比較的大きい表面積の大きな金属の場合に給電を停止し、電力の吸収量が比較的小さい表面積の小さな金属の場合に給電を継続するので、非接触電力伝送システムにおいて、更に効率の良い送電が可能となる。
【００５６】
〔２２〕（制御方法；電圧定在波比の計測値に基づいて共振周波数のずれ方向を判別する）
項１７乃至２１の何れかの制御方法の前記第４ステップにおいて、前記送電装置は、前記送電側の前記共振回路に供給される交流信号の入射電力量と当該交流信号の反射電力量とを計測し、その計測結果に基づいて算出した電圧定在波比の値から、前記反射電力量を計測する。
【００５７】
これによれば、簡単且つ高精度に、前記共振周波数のずれの方向を判別することができる。
【００５８】
〔２３〕（制御方法；共振周波数を変化させて電圧定在波比を測定し、ずれ方向を算出）
項２２の制御方法において、前記第４ステップは、前記送電装置が前記送電装置における前記共振回路の前記共振周波数を所定量だけ変化させて、変化前後の前記電圧定在波比を算出するとともに、前記変化前後の前記電圧定在波比を比較する演算処理を、変化後の前記電圧定在波比の値が変化前の値よりも大きくなるまで繰り返し実行する第７ステップ（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）を含む。前記第４ステップは、前記第７ステップの演算処理において、変化後の前記電圧定在波比の値が変化前の値よりも大きくなったら、前記送電装置が、前記共振周波数を変化させる方向を逆にして前記演算処理を行うとともに、変化後の前記電圧定在波比の値が変化前の値よりも大きくなるまで当該演算処理を繰り返し実行する第８ステップ（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）を更に含む。前記第４ステップは、前記送電装置が、前記第７ステップ及び前記第８ステップの演算処理の結果に基づいて、電圧定在波比の値が最も小さくなるときの共振周波数を推定し、その推定値から前記共振周波数のずれ情報を生成する第９ステップ（Ｓ２１１）、を更に含む。
【００５９】
これによれば、共振周波数のずれの方向を容易に判別することができる。また、共振周波数のずれ幅を容易に算出することができる。
【００６０】
〔２４〕（制御方法；低い電力で送電し、共振周波数を最適化したら通常の電力で送電する）
項２３の制御方法において、前記第１ステップは、前記送電装置が、第１電力で電力を送電する第１０ステップ（Ｓ１０５）を含む。前記第１ステップは、更に、前記送電装置が、前記送電装置における前記共振回路の前記共振周波数を所定量だけ変化させて、変化前後の前記電圧定在波比を算出するとともに、前記変化前後の前記電圧定在波比を比較する演算処理を、変化後の前記電圧定在波比の値が変化前の値よりも大きくなるまで繰り返し実行する第１１ステップ（Ｓ１１０〜Ｓ１１２）を含む。前記第１ステップは、更に、前記第１１ステップの演算処理において、変化後の前記電圧定在波比の値が変化前の値よりも大きくなったら、前記送電装置が、前記共振周波数を変化させる方向を逆にして前記演算処理を行うとともに、変化後の前記電圧定在波比の値が変化前の値よりも大きくなるまで当該演算処理を繰り返し実行する第１２ステップ（Ｓ１１３〜Ｓ１１５）を含む。前記第１ステップは、更に、前記第１２ステップの演算処理において、変化後の前記電圧定在波比の値が変化前の値よりも大きくなったら、前記電圧定在波比の値が最も小さくなるときの共振周波数を前記送電側の共振回路に設定する第１３ステップ（Ｓ１１６）と、を含む。前記第２ステップにおいて、前記送電装置は、前記第１電力よりも大きい電力で送電を開始する。
【００６１】
これによれば、反射電力量が最も小さくなる共振周波数を探索して、送電側の共振回路に設定することが容易となる。また、初めに低い電力で送電を開始し、その後電力を大きくして送電を開始することで、送電開始時において既に異物が存在する場合であっても、その異物に与える影響を小さくすることができるから、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を高めることができる。
【００６２】
〔２５〕（制御方法；送電対象の認証）
項２４の制御方法において、前記第１ステップは、前記第１０ステップの前に、前記受電装置に対して当該受電装置が電力の送電対象であるか否かの認証を行うステップ（Ｓ１０４）を更に含む。前記第１０ステップは、前記受電装置が送信対象であると認証された場合に実行される。
【００６３】
これによれば、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を更に高めることができる。
【００６４】
〔２６〕（制御方法；受電装置の受電の通知を受けてから、送信開始）
項２４の制御方法において、前記第１ステップは、前記受電装置が、前記第１０ステップによって送電された電力を受け取った場合に、電力を受け取った旨の通知を前記送電装置に送信するステップ（Ｓ１２２）を含む。前記第１ステップは、更に、前記送電装置が、前記電力を受け取った旨の通知を受け取った場合に、前記受電装置に対して当該受電装置が電力の送電対象であるか否かの認証を行うステップ（Ｓ１２４）を含む。前記第１１ステップは、前記受電装置が送信対象であると認証された場合に実行される。
【００６５】
これによれば、送電装置と受電装置との間で無線通信（データ通信）は可能であるが、十分な電力の送受電が行えないといった状況において送電が開始されてしまうことを防ぐことができ、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を更に高めることができる。
【００６６】
〔２７〕（送電装置；インピーダンスが調整可能な共振周波数調整部の構成）
項７乃至１３の何れかの送電装置において、前記共振周波数調整部は、前記電源部と前記一次共振回路との間に設けられたインダクタ（２０２）と、前記インダクタの一端とグラウンドノードとの間に接続された第１容量（２０１）と、前記インダクタの他端と前記グラウンドノードとの間に接続された第２容量（２０３）とを含み、前記第１容量と前記第２容量の容量値が調整可能にされる。
【００６７】
これによれば、前記共振周波数調整部のインピーダンスを調整することが容易となる。
【００６８】
〔２８〕（送電装置；バリキャップダイオードで構成された容量素子）
項２７の送電装置において、前記第１容量と前記第２容量は、可変容量ダイオード（５０３、５０４）を含んで構成される。前記可変容量ダイオードは、前記制御部から供給された電圧に基づいて制御可能にされる。
【００６９】
これによれば、前記第１容量と前記第２容量の容量値を変化させることが容易となる。
【００７０】
〔２９〕（送電装置；容量とスイッチトランジスタを含んで構成された容量素子）
項２７の送電装置において、前記第１容量と前記第２容量は、容量素子（６０３）とスイッチ回路（ＳＷ）とが直列に接続された容量回路（６０１）を複数（ｎ、ｍ）含んで構成される。
【００７１】
これによれば、前記第１容量と前記第２容量の容量値を変化させることが容易となる。
【００７２】
〔３０〕（送電装置；電流リークを防止する構成のスイッチ回路）
項２９の送電装置において、前記スイッチ回路は、直列に接続された二つの電界効果トランジスタ（６０４、６０５）を含む。前記二つの電界効果トランジスタは、互いのソース電極及びバックゲート電極が共通に接続される。
【００７３】
これによれば、電解効果トランジスタのバックゲート電極とドレイン電極との間の寄生ダイオードを介して電流がリークすることを防止できる。
【００７４】
〔３１〕（非接触給電システム；送電側より受電側のＱ値が小さくされる）
項１４又は１５の非接触給電システムにおいて、前記受電装置の共振回路（１３０）は、前記送電装置の共振回路（１１０）よりもＱ値が小さくされる。
【００７５】
これによれば、前記受電装置の共振周波数のずれ幅は、送電装置の共振周波数のずれ幅よりも小さくなるため、送電装置に比べて共振周波数の調整が容易となる。
【００７６】
〔３２〕（共振周波数のずれに基づいて異物の種類を判定する送電装置）
項１乃至１３とは異なる別の実施の形態に係る送電装置（１）は、共振回路（１１０）を利用した電磁界の共振結合によって非接触で電力の送電を行う。当該送電装置は、前記電力を送電するための送電信号の周波数（ｆＴｘ）に対応して設定された前記共振回路の共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記共振周波数がずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて送電範囲に存在する異物の種類を判定する。
【００７７】
これによれば、送電範囲に存在する異物の有無のみならず、その異物の種類を判定することができるから、異物の検出精度を高めることができ、非接触給電システムの信頼性の向上に資する。
【００７８】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。なお、発明を実施するための形態を説明するための全図において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
【００７９】
≪実施の形態１≫
〈非接触給電システムの概要〉
図１に、実施の形態１に係る送電装置を含む非接触給電システムを例示する。同図に示される非接触給電システム３は、送電装置１と受電装置２とを含む。非接触給電システム３では、送電装置１から受電装置２への非接触（ワイヤレス）による電力供給が可能とされる。特に制限されないが、非接触給電システム３は、電磁界の共振結合を利用した磁気共鳴方式によって非接触電力伝送が可能にされる。非接触電力伝送において、送電電力として出力される送電信号の周波数（送電周波数）は、例えば数ＭＨｚ帯の周波数とされる。また、非接触給電システム３では、近距離無線通信によって、送電装置１と受電装置２との間で相互にデータの送信と受信が可能とされる。当該近距離無線通信は、例えば、数ＧＨｚ帯の周波数を用いた無線通信である。
【００８０】
〈送電装置１の構成〉
送電装置１は、例えば、発振器１０１、送電アンプ１０２、共振周波数調整回路（ＲＳＮＦ＿ＣＮＴ）１０３、電源回路（ＲＥＧ＿ＣＩＲ）１１２、制御回路（ＣＮＴ＿ＣＩＲ）１０４、通信部（ＣＭＭ＿ＣＩＲ）１０５、電力量検出部（ＰＷＲ＿ＳＥＮ）１０６、給電コイル１０７、共鳴コイル１０８、共振容量１０９、通信用アンテナ１１１を含んで構成される。
【００８１】
発振器１０１は、送電装置１から送信される電力を送電するための送電信号に応じた周波数の交流信号を生成する。特に制限されないが、発振器１０１から出力される交流信号の周波数は固定とされ、前記送電信号の周波数（送電周波数）ｆＴｘと等しくされる。送電アンプ１０２は、発振器１０１から出力された交流信号を増幅して、送電すべき電力の大きさに応じた駆動信号を生成する。送電アンプ１０２は、その増幅率が可変される可変増幅器である。送電アンプ１０２は、例えば、電源回路１１２によって生成された電圧を電源として動作し、送電アンプ１０２に供給されるバイアス電圧やバイアス電流が調整されることにより、その増幅率が可変される。電源回路１１２は、例えば電源アダプタやユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等から供給された入力電圧ＶＩＮに基づいて、送電装置１の各機能部の動作電源となる複数の電圧を生成する。例えば、上述したように送電アンプ１０２の動作電源となる電圧や、制御回路１０４の動作電源となる電圧を生成する。
【００８２】
送電アンプ１０２から出力された駆動信号は、共振周波数調整回路１０３を介して給電コイル１０７に給電される。給電コイル１０７と共鳴コイル１０８とは磁気的に結合され、給電コイル１０７に供給された駆動信号に係る交流電力が、電磁誘導によって共鳴コイル１０８に供給される。共鳴コイル１０８と共振容量１０９とは、一次側の共振回路１１０を構成する。共振回路１１０は、例えば、共鳴コイル１０８と共振容量１０９とが並列に接続された並列共振回路である。共振回路１１０による共振によって磁界が発生することにより、送電装置１から電力が送信される。
【００８３】
共鳴コイル１０８と共振容量１０９で強い磁界を発生させるためには、共鳴コイル１０８のＱ値を高くする必要がある。ここでコイルのＱ値について説明する。コイルのＱ値は先鋭度、選択度などと呼ばれ、コイルのインダクタンスをＬ、コイルの巻き線抵抗成分をｒ、送電周波数ｆＴｘの角速度をωとするとＱ値は次式で求められる。
【００８４】
【数１】
2014203346.tif 000003
【００８５】
式（１）から理解されるように、Ｑ値を高くするには、コイルの抵抗成分ｒを小さくして、低損失なコイルを用いればよい。このため、コイルに使う線材としては抵抗成分の小さい銅の線材を用いるとともに線径をなるべく太くすることで低損失化を図ることが好ましい。
【００８６】
共振周波数調整回路１０３は、送電アンプ１０２と共振回路１１０との間に設けられる。具体的に、共振周波数調整回路１０３は、給電コイル１０７と送電アンプ１０２との間に接続され、共振回路１１０とそれに接続される内部回路とのインピーダンス整合を行うとともに、共振回路１１０の共振周波数を調整する。共振周波数調整回路１０３の具体的な内部構成については後述するが、共振周波数調整回路１０３はそのインピーダンスが調整可能にされ、インピーダンスを調整することにより、共振回路１１０の共振周波数を調整する。例えば送電装置１から送電された電力を受電装置２が受電し、バッテリＢＡＴを充電するような通常の給電動作時には、共振回路１１０と内部回路との間のインピーダンスが整合されるとともに、共振回路１１０の共振周波数が送電周波数と等しくなるように調整される。これにより、磁気的結合によって給電コイル１０７から共振回路１１０に効率よく給電されるとともに、共鳴コイル１０８からは効率よく磁界が発生し、受電装置２の共振回路１３０と強く結合する。
【００８７】
電力量検出部１０６は、送電アンプ１０２から共振回路１１０側に供給される駆動信号の入射電力量に対応した電圧Ｖｉと、駆動信号の反射電力量に対応した電圧Ｖｒとを生成する。通信部１０５は、通信用アンテナ１１１を介して受電装置２と無線通信を行う。例えば、受電装置２が送電装置１の送電対象であるか否かを認証するための認証データのやり取りや、送電装置１から送電された電力を受電装置２が受信したか否かを通知する受電通知のやり取り等は、当該無線通信を利用して行われる。その他、非接触電力伝送の制御に必要な受信装置２とのデータのやり取りは、通信部１０５による無線通信によって実現される。
【００８８】
制御回路１０４は、メモリ等に格納されたプログラムに従ってデータ処理を実行するプログラム処理装置を含んで構成される。制御回路１０４は、例えばマイクロコントローラであり、例えば公知のＣＭＯＳ集積回路の製造技術によって１個の単結晶シリコンのような半導体基板に形成された半導体集積回路を含んで実現される。制御回路１０４は、送電装置１の統括的な制御を行う。例えば、通信用アンテナ１１１を介した無線通信と共鳴コイル１０８を介した非接触電力伝送の実行と停止を制御するとともに、無線通信における各種データ処理及び非接触電力伝送データに係る各種データ処理を行う。例えば、制御回路１０４は、無線通信を行う際に、無線通信に係る信号の変調処理及び復調処理を行う。また、制御回路１０４は、非接触電力伝送を行う際に、送電アンプ１０２の増幅率を制御することにより送電すべき電力量を調整するとともに、共振周波数調整回路１０３を制御することにより共振回路１１０の共振周波数を調整する。更に、制御回路１０４は、非接触電力伝送時に、電力量検出部１０６によって生成された電圧Ｖｉ及びＶｒを取り込んで、電圧定在波比ＶＳＷＲを算出し、その算出結果に基づいて各種の制御を行う。なお、制御回路１０４による電圧定在波比ＶＳＷＲに基づく制御の詳細については後述する。
【００８９】
〈受電装置２の構成〉
受電装置２は、例えば、携帯端末などの小型携帯機器であり、無線通信によるデータの送受信と、非接触給電によるバッテリＢＡＴの充電等が可能にされる。受電装置２は、例えば、受電コイル１３１、共振容量１３２、整流回路（ＲＣＲ＿ＣＩＲ）１３３、電源回路（ＲＥＧ＿ＣＩＲ）１３４、充電制御回路（ＣＨＧＣＮＴ）１３５、制御回路（ＣＮＴ＿ＣＩＲ）１３６、通信部（ＣＭＭ＿ＣＩＲ）１３７、通信用アンテナ１３８、内部回路（ＥＣ）１３９、バッテリＢＡＴを含んで構成される。
【００９０】
受電コイル１３１と共振容量１３２とは、二次側の共振回路１３０を構成し、送電装置１の一次側の共振回路１１０によって発生された磁界の共鳴作用によって、起電力（交流信号）を生ずる。共振回路１３０の共振周波数が送電周波数ｆＴｘと等しくなるように調整されることにより、送電装置１からの磁界を効率よく受信することができる。
【００９１】
整流回路１３３は、共振回路１３０によって受電した交流信号を直流に変換する。電源回路１３４は、整流回路１３３によって直流に変換された電圧を、所望の大きさの一定電圧に変換する。電源回路１３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータであって、例えば降圧型のスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータ（ＬＤＯ：Ｌｏｗ  ｄｒｏｐ  ｏｕｔ）等を含んで構成される。
【００９２】
電源回路１３４によって生成された電圧は、受電装置２の各機能部の電源電圧として供給される。例えば、図１には、電源回路１３４の出力端子に接続される負荷回路１４０として、内部回路１３９、充電制御回路１３５、及びバッテリＢＡＴが例示されている。
【００９３】
内部回路１３９は、受電装置２としての特有の機能（例えば受電装置２が携帯端末であれば、携帯端末として期待される機能）を実現するための電子回路である。バッテリＢＡＴは、電源回路１３４によって生成された直流電圧に基づいて充電が可能にされる二次電池である。特に制限されないが、バッテリＢＡＴは、例えば１セルの電池（４．０〜４．２Ｖ）とされ、例えばリチウムイオン電池とされる。充電制御回路１３５は、電源回路１３４の生成した直流電圧によるバッテリＢＡＴの充電を制御する。例えば、充電制御回路１３５は、バッテリＢＡＴの充電電流やバッテリＢＡＴの端子電圧を監視することにより、バッテリＢＡＴの状態（満充電容量、残量、及び充電状態等）を検知し、充電の実行や停止等を制御する。特に制限されないが、充電制御回路１３５は、公知のＣＭＯＳ集積回路の製造技術によって１個の単結晶シリコンのような半導体基板に形成された半導体集積回路から構成され、例えばマイクロコントローラである。
【００９４】
通信部１３７は、通信用アンテナ１３８を介して送電装置１と無線通信を行う。具体的には、受電装置２の通信部１３７と送電装置１の通信部１０５との間で、通信用アンテナ１１１、１３８を介した無線通信によるデータの送受信が可能にされる。
【００９５】
制御回路１３６は、受電装置２の統括的な制御を行う。例えば、通信用アンテナ１３８を介した無線通信の実行と停止の制御や無線通信における各種データ処理（例えば受信した信号の変調処理や復調処理）に加え、電源回路１３４の動作制御（イネーブル制御）や充電制御回路１３５によるバッテリＢＡＴの充電制御の実行と停止を制御する。
【００９６】
上述した共振回路１３０は、２０Ω〜３０Ω程度の入力インピーダンスを持つ後段の整流回路１３３と直列に接続されるため、送電装置１の共振回路１１０よりもＱ値が小さくされる。これにより、異物等の侵入により受電装置２の共振回路１３０の共振周波数がずれた場合であっても、そのずれ幅が送電装置の共振周波数のずれ幅よりも小さくなるため、送電装置１に比べて共振周波数の調整が容易となる。また、図１に示されるように、共振回路１３０を受電コイル１３１と共振容量１３２を直列に接続した直列共振回路とすることにより、後段の回路とのインピーダンス整合を図ることが容易となり、共振回路１３０の後段に整合回路を別途設ける必要性が低くなる。仮に、整合回路を設けたとしても、その整合回路を簡単な回路構成で実現することができる。これにより、受電装置２の小型化に資する。
【００９７】
〈共振周波数調整回路１０３の構成〉
送電装置１における共振周波数調整回路１０３について詳細に説明する。
【００９８】
上述したように、共振回路１１０の共振周波数の調整は、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを変化させることによって実現される。共振周波数調整回路１０３としては、例えば、アンテナカップラーを用いることができる。
【００９９】
図２に、共振周波数調整回路１０３の内部構成を例示する。同図に示されるように、共振周波数調整回路１０３は、送電アンプ１０２の出力ノードと給電コイル１０７との間に直列に接続されたインダクタ２０２と、インダクタ２０２の送電アンプ１０２側の端子とグラウンドノードとの間に接続された可変容量２０１と、インダクタ２０２の給電コイル１０７側の端子とグラウンドノードとの間に接続された可変容量２０３とを含む。可変容量２０１と可変容量２０３は、その容量値が調整可能にされる。これにより、共振周波数調整部１０３のインピーダンスを容易に変化させることができ、共振周波数を調整することが容易となる。例えば、同図に示される共振周波数調整回路１０３の場合、可変容量２０１、２０２の容量値を大きくすると共振周波数が低くなる方向にずれ、容量値を小さくすると共振周波数が高くなる方向にずれる。
【０１００】
図３は、共振周波数調整回路１０３によるインピーダンス整合を説明するためのスミスチャート図である。同図には、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを調整することにより、給電コイル１０７のインピーダンスの特性が変化する様子が示されている。
【０１０１】
図３に示されるように、共振周波数調整回路１０３を設けなかった場合の送電アンプ１０２から見た共振回路１１０（給電コイル１０７）側のインピーダンス１０が、容量性の高い特性である場合を考える。この場合、共振周波数調整回路１０３を上記位置に設けることによって、インピーダンスは以下のように移動する。先ず、可変容量２０３によって、参照符号Ａに示される方向にインピーダンスが移動する。次に、インダクタ２０２によって、参照符号Ｂに示される方向にインピーダンスが移動する。そして、可変容量２０１によって、参照符号Ｃに示される方向にインピーダンスが移動する。
【０１０２】
ここで、参照符号Ａに示される方向のインピーダンスの変化量は、可変容量２０３の容量値によって決定され、参照符号Ｂに示される方向のインピーダンスの変化量は、可変容量２０１の容量値によって決定される。したがって、送電アンプ１０２から見た共振回路１１０側のインピーダンスが参照符号１１の位置（スミスチャート上の中央：５０Ω）に来るように可変容量２０１、２０３の容量値を調整することで、インピーダンスの整合が図られる。
【０１０３】
図４は、共振周波数と信号の反射電力量との関係を示す図である。同図において、横軸は周波数を表し、縦軸は信号の反射電力量（リターンロス）を表す。参照符号３０１は、インピーダンスが図３の参照符号１０の位置にある場合の反射特性を表し、参照符号３００は、インピーダンスが図３の参照符号１１の位置にある場合の反射特性を表す。また、同図におけるｆＴｘは、送電周波数を表す。夫々の特性３００、３０１において、反射電力量が最も小さいときの周波数が共振回路１１０の共振周波数である。
【０１０４】
前述したように、共振周波数調整回路１０３を設けなかった場合、送電アンプ１０２から見た共振回路１１０側のインピーダンスが図３の参照符号１０の位置に存在し、インピーダンス不整合の状態となる。この場合、共振回路１１０の共振周波数は、特性３０１に示されるように、送電周波数ｆＴｘよりも低域にずれる。このため、送電周波数ｆＴｘの交流信号を送電アンプ１０２から出力すると、その反射電力量が大きくなり、効率の良い送電を行うことができない。これに対し、共振周波数調整回路１０３によってインピーダンスを図３の参照符号１１の位置に移動させて整合させた場合、特性３００に示されるように、共振周波数が送電周波数ｆＴｘと一致し、反射電力量が最も小さくなる。
【０１０５】
以上のように、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを調整することによって、インピーダンス整合を図るとともに、共振回路１１０の共振周波数を送電周波数ｆＴｘと一致させることができ、反射電力量の少ない効率の良い送電を実現することができる。
【０１０６】
次に、共振周波数調整回路１０３を実現するための具体的な回路構成として、代表的に２つの例を図５及び図６に示す。
【０１０７】
図５は、共振周波数調整回路１０３の一実施の形態を例示する図である。同図に示されるように、可変容量２０１、２０３は可変容量ダイオード（例えば、バリキャップダイオード）を含んだ構成される。具体的に、可変容量２０１は、一端が送電アンプ１０２の出力ノードに接続された容量５０１と、容量５０１の他端とグラウンドノードとの間に接続された可変容量ダイオード５０３と、容量５０１と可変容量ダイオード５０３との接続ノードに接続された抵抗５０５と、を含む。同様に、可変容量２０３は、一端が給電コイル１０７に接続された容量５０２と、容量５０２の他端とグラウンドノードとの間に接続された可変容量ダイオード５０４と、容量５０２と可変容量ダイオード５０４との接続ノードに接続された抵抗５０６と、を含む。可変容量ダイオード５０３、５０４の容量値は、抵抗５０５、５０６を介して可変容量ダイオード５０３、５０４のカソード側に印加されるバイアス電圧の大きさによって変化する。具体的には、制御回路１０４は、可変容量ダイオード５０３、５０４のバイアス電圧を制御することにより、可変容量２０１、２０３の容量値を変化させ、共振回路１１０の共振周波数を調整する。
【０１０８】
以上の構成によれば、可変容量２０１、２０３の容量値を変化させることが容易となる。
【０１０９】
図６は、共振周波数調整回路１０３の別の実施の形態を例示する図である。同図に示されるように、可変容量２０１、２０３は、容量素子とスイッチ回路とが直列に接続された回路を複数含んで構成される。具体的に、可変容量２０１は、一端が送電アンプ１０２の出力ノードに接続された容量６０３と、容量６０３の他端とグラウンドノードとの間に接続されたスイッチ回路ＳＷとを含む容量回路６０１を複数個含み、夫々の容量回路６０１が並列に接続された構成とされる。可変容量２０３も、可変容量２０１と同様に、複数の容量回路６０１が並列に接続された構成とされる。夫々のスイッチ回路ＳＷは、制御部１０４によってオン・オフが制御可能にされる。これにより、可変容量２０１、２０３の容量値を変化させることが容易となる。なお、同図には、可変容量２０１として、ｎ（ｎは２以上の整数）個の容量回路６０１＿１〜６０１＿ｎが設けられ、可変容量２０３として、ｍ（ｍは２以上の整数）個の容量回路６０２＿１〜６０２＿ｍが設けられた場合が例示される。ｎ及びｍの数を増やすことにより、共振周波数の調整幅を広くすることができ、また、より細かい調整間隔で共振周波数を調整することが可能となる。
【０１１０】
図７に、スイッチ回路ＳＷの内部構成を例示する。同図に示されるように、スイッチ回路ＳＷは、トランジスタ６０４とトランジスタ６０５とが直列に接続された構成とされる。トランジスタ６０４、６０５は、例えば電界効果トランジスタである。トランジスタ６０４、６０５は、互いのソース電極及びバックゲート電極が共通に接続される。具体的には、トランジスタ６０４のドレイン電極が容量６０３の他端に接続され、トランジスタ６０４のソース電極及びバックゲート電極が、トランジスタ６０５のソース電極及びバックゲート電極が接続される。トランジスタ６０５のドレイン電極は、グラウンドノードに接続される。トランジスタ６０４のゲート電極には抵抗６０６が接続され、トランジスタ６０５のゲート電極には抵抗６０７が接続される。トランジスタ６０４、６０５のゲート電極に、制御回路１０４から共通の制御信号が供給されることにより、トランジスタ６０４、６０５のオン・オフが制御される。例えば、トランジスタ６０４、６０５のゲート電極にハイ（Ｈｉｇｈ）レベルの制御信号を印加すると、電界効果トランジスタ６０４、６０５がオン状態となって容量６０３が接地されることにより、共振周波数が低くなる方向に変化する。一方、例えば、トランジスタ６０４、６０５のゲート電極にロー（Ｌｏｗ）レベルの制御信号を印加すると、電界効果トランジスタ６０４、６０５がオフ状態となって容量６０３の一端が開放（オープン）状態となり、共振周波数が高くなる方向に変化する。
【０１１１】
これによれば、スイッチ回路ＳＷを簡単な回路構成によって実現することができる。また、トランジスタ６０４、６０５のソース及びバックゲート電極を共通接続することにより、容量６０３に接続されるノードの電圧がグラウンド電圧よりも低くなった場合であっても、トランジスタ６０４、６０５のオフ期間に、トランジスタ６０４、６０５のバックゲート電極とドレイン電極の間に存在する寄生ダイオードを介して電流がリークすることを防ぐことができる。
【０１１２】
〈電力量検出部１０６の構成〉
前述したように、電力量検出部１０６は、送電アンプ１０２から共振回路１１０側（共振周波数調整回路１０３）に供給される駆動信号の入射電力量に対応した電圧Ｖｉと、前記駆動信号の反射電力量に対応した電圧Ｖｒとを生成する。電力量検出部１０６として、例えば、ＣＭ型方向性結合器を用いることができる。
【０１１３】
図８は、電力量検出部１０６の一実施の形態を例示する図である。同図に示されるように、電力量検出部１０６は、トロイダルコア７０１、１次側巻き線７０２、２次側巻き線７０３、容量７０４、７０５、７０７、７０９、検波ダイオード７０６、７０７、反射電力基準抵抗７１０、入射電力基準抵抗７１１、抵抗７１２、７１３、反射電圧出力端子７１４、及び入射電圧出力端子７１５を含んで構成される。同図において、１次側巻き線７０２は送電アンプ１０２と共振周波数調整回路１０３との間に挿入され、２次側巻き線７０３の両端は反射電力基準抵抗７１０、入射電力基準抵抗７１１を介してグラウンドノードに接続（接地）される。共振周波数調整回路１０３と１次側巻き線７０２との接続ノードＮＤ２とグラウンドノードとの間に、容量７０５と容量７０７とが直列に接続される。また、送電アンプ１０２と１次側巻き線７０２との接続ノードＮＤ１とグラウンドノードとの間に、容量７０４と容量７０６とが直列に接続される。検波ダイオード７０６は、そのアノードが２次側巻き線７０３と入射電力基準抵抗７１１との接続ノードに接続され、そのカソードが、２次側巻き線７０３と反射電力基準抵抗７１０との接続ノードに接続される。検波ダイオード７０６のカソードは、抵抗７１２を介して反射電圧出力端子７１４に接続される。検波ダイオード７０７のカソードは、抵抗７１３を介して入射電圧出力端子７１５に接続される。
【０１１４】
以上の構成により、送電アンプ１０２から給電コイル１０７側に入射される駆動信号の入射電力量に対応した電圧Ｖｉが検波ダイオード７０９により検波され、入射電圧出力端子７１５から出力される。一方、給電コイル１０７側から送電アンプ１０２側に反射した反射信号の反射電力量に対応した電圧Ｖｒが検波ダイオード７０８により検波され、反射電圧出力端子７１４から出力される。上記の構成によれば、入射電力量及び反射電力量に応じた電圧を容易に生成することができる。
【０１１５】
図９は、電力量検出部１０６の別の実施の形態を例示する図である。同図に示されるように、電力量検出部１０６は、トロイダルコア７３１、トライダルコア７３２、１次側巻き線７３５、７３６、２次側巻き線７３７、７３８、検波回路７３３、７３４、反射電力基準抵抗７１０、及び入射電力基準抵抗７１１を含んで構成される。
【０１１６】
トロイダルコア７３１の１次巻き線（巻き数の多い側）７３５は、その一端が送電アンプ１０２の出力ノードに接続され、他端がグラウンドノードに接続（接地）される。トロイダルコア７３１の２次巻き線７３７の両端は、反射電力基準抵抗７１０と入射電力基準抵抗７１１を介して夫々グラウンドノードに接続（接地）される。トライダルコア７３２の１次巻き線（巻き数の少ない側）７３６は、その一端が送電アンプ１０２の出力ノードに接続され、他端が共振周波数調整回路１０３に接続される。トライダルコア７３２の２次巻き線７３８は、その一端がグラウンドノードに接続され、他端が、入射電力基準抵抗７１１と２次巻き線７３７との接続ノードに接続される。検波回路７３３は、その入力端子に反射電力基準抵抗７１０と２次巻き線７３７との接続ノードが接続される。検波回路７３４は、その入力端子に入射電力基準抵抗７１１と２次巻き線７３７、７３８との接続ノードが接続される。
【０１１７】
以上の構成によれば、送電アンプ１０２からの給電コイル１０７側に入射される駆動信号の入射電力量に応じた電圧が、トロイダルコア７３２を介して入射電力基準抵抗７１１の両端に生じる。検波回路７３４は、入射電力基準抵抗７１１の両端に生じた電圧を検波し、その検波結果に応じた直流電圧を入射電力量に対応した電圧Ｖｉとして出力する。一方、給電コイル１０７側から送電アンプ１０２側に反射した反射信号の反射電力量に応じた電圧が、トロイダルコア７３１を介して反射電力基準抵抗７１０の両端に生じる。検波回路７３３は、反射電力基準抵抗７１０の両端に生じた電圧を検波し、その検波結果に応じた直流電圧を反射電力量に対応した電圧Ｖｒとして出力する。上記の構成によれば、入射電力量及び反射電力量に応じた電圧を容易に生成することができる。
【０１１８】
なお、図８及び９において、入射と反射の基準となるインピーダンスは反射電力基準抵抗７１０、入射電力基準抵抗７１１により設定可能である。反射電力基準抵抗７１０、入射電力基準抵抗７１１として、例えば５０Ωの抵抗が用いることができるが、これに限定されるものではない。
【０１１９】
〈非接触給電システムにおける送電範囲に存在する異物の判定〉
送電装置１の送電範囲に異物が存在すると、送電装置１から受電装置２に対して送電された電力の一部が異物に吸収され、非接触給電システム３における電力の伝送効率が低下するとともに、その異物が発熱によって破損する虞がある。前述したように、従来は、送電範囲に異物が存在する場合に、その異物が非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かによらず電力の送電を停止するなどの安全制御を行っていたため、非接触電力伝送システムの信頼性が高いとは言えなかった
非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かは、前述したように、異物の材質と送電周波数ｆＴｘによって異なる。例えば、本実施の形態のように、ＮＦＣ通信の周波数（１３．６５ＭＨｚ）に近い数ＭＨｚ帯の送電周波数ｆＴｘを用いた非接触給電システム３では、異物がＮＦＣ規格に準拠したＩＣカード等であれば、異物に吸収される送電電力は大きくなり、異物が金属であれば、異物に吸収される送電電力は小さくなる傾向がある。
【０１２０】
また、本願発明者が検討したところによれば、非接触給電システムにおいて送電中に送電範囲に異物が侵入した場合、異物が金属であれば共振周波数が高い方にずれる傾向があり、異物が非金属系のプラスチック等に覆われたＩＣカード等であれば共振周波数が低い方にずれる傾向がある。
【０１２１】
そこで、本非接触給電システム３では、共振回路１１０の共振周波数が送電中にずれた場合に、送電装置１が共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて送電処理を制御する。これによれば、送電範囲に存在する異物の有無のみならず、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となり、非接触給電システムの信頼性が向上する。具体的には、送電装置１は、上記検出結果に基づいて送電の継続の可否を決定する。以下この内容について詳細に説明する。
【０１２２】
送電装置１は、共振周波数調整回路１０３のインピーダンス（共振回路１１０の共振周波数）を変化させながら送電に係る信号の反射電力量を検出し、その検出結果に基づいて反射電力量の変化方向（増減）を判定することにより、共振周波数のずれの方向を判断する。反射電力量の変化方向に基づく共振周波数のずれの方向の判別について、図１０、１１を用いて説明する。
【０１２３】
図１０は、送電アンプ１０２から給電コイル１０７側を見たときのインピーダンスを示すスミスチャート図である。同図には、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを調整することにより、給電コイル１０７のインピーダンスが移動する様子が示されている。
【０１２４】
同図において、参照符号１２は、共振回路１１０の共振周波数を送電周波数ｆＴｘと一致するように設定したときの送電アンプ１０２から給電コイル１０７側を見たインピーダンスを示す。
【０１２５】
送電範囲内に異物として金属が侵入した場合、共振周波数が高い方にずれ、送電アンプ１０２から給電コイル１０７側を見たインピーダンスは例えば参照符号１３の位置となる。この場合、共振周波数調整回路１０３の可変容量２０１、２０３の容量値を大きくして共振周波数を下げれば、インピーダンスがＹ方向に移動し、参照符号１２の位置に近づけることが可能になる。他方、送電範囲内に異物としてＩＣカード等の非金属が侵入した場合、共振周波数は低い方にずれ、送電アンプ１０２から給電コイル１０７側を見たインピーダンスは例えば参照符号１４の位置となる。この場合、共振周波数調整回路１０３の可変容量２０１、２０３の容量値を小さくして共振周波数を下げれば、インピーダンスがＸ方向に移動し、参照符号１２の位置に近づけることが可能になる。
【０１２６】
図１１は、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを変化させたときの共振周波数を示す図である。同図において、横軸は周波数を表し、縦軸は信号の反射電力量（リターンロス）を表す。参照符号４００は、共振回路１１０の共振周波数が送電周波数ｆＴｘと一致しているときの反射特性を表し、参照符号４０１は、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも低域にずれているときの反射特性を表し、参照符号４０２は、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも高域にずれているときの反射特性を表す。
【０１２７】
参照符号４０２のように、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも高域にずれているときは、可変容量２０１、２０３の容量値を大きくすれば共振周波数が低くなる方向に移動する。逆に、参照符号４０３のように、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも低域にずれているときは、可変容量２０１、２０３の容量値を小さくすれば共振周波数が高くなる方向に移動する。したがって、共振周波数調整部１０３の可変容量２０１、２０３の容量値（共振周波数）をずらしながら反射電力量を計測し、可変容量２０１、２０３の容量値の変化方向に対して反射電力量が増加（減少）したか否かを判定することにより、共振周波数がどちらの方向にずれたのかを推定することができる。更に、可変容量２０１、２０３の容量値の変化量から、共振周波数がどの程度ずれているかを推定することも可能となる。
【０１２８】
具体的に、送電装置１は、例えば以下に示す３つの手法によって共振周波数のずれの方向を判定する。
【０１２９】
一つは、送電中に共振周波数がずれたことが検出されたら、制御部１０４が、共振回路１１０の共振周波数が高くなるように共振周波数調整部１０３のインピーダンスを調整し、それによって反射電力量が増加又は減少したかを判定する。例えば、その調整により反射電力量が増加した場合には、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも高くなる方向にずれたと判定する。逆に、反射電力量が減少した場合には、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも低くなる方向にずれたと判定する。これによれば、簡単且つ高精度に、共振周波数のずれた方向を判別することができる。
【０１３０】
もう一つは、送電中に共振周波数がずれたことが検出されたら、制御部１０４が、共振回路１１０の共振周波数が低くなるように共振周波数調整部１０３のインピーダンスを調整し、それによって反射電力量が増加又は減少したかを判定する。例えば、反射電力量が増加した場合には、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも低くなる方向にずれたと判定する。逆に、反射電力量が減少した場合には、共振周波数が送電周波数ｆＴｘよりも高くなる方向にずれたと判定する。これによれば、簡単且つ高精度に、共振周波数のずれた方向を判別することができる。
【０１３１】
更にもう一つは、上記２つの手法を組み合わせた手法である。すなわち、送電中に共振周波数がずれたことが検出したら、制御部１０４が、共振回路１１０の共振周波数が低くなるように共振周波数調整部１０３のインピーダンスを調整したときの反射電力量の変化方向と、共振回路１１０の共振周波数が高くなるように共振周波数調整部１０３のインピーダンスを調整したときの反射電力量の変化方向とに基づいて、共振周波のずれの方向を判別する。これによれば、より高精度に共振周波数のずれた方向を判別することができる。
【０１３２】
特に制限されないが、反射電力量の変化方向及び変化量は、電圧定在波比ＶＳＷＲの変化方向及び変化量によって推定することができる。例えば、電圧定在波比ＶＳＷＲは、（式２）によって算出される。
【０１３３】
【数２】
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【０１３４】
制御部１０４は、電力量検出部１０６によって生成された電圧Ｖｉ及びＶｒに基づいて電圧定在波比ＶＳＷＲを算出し、反射電力量を推定する。例えば、可変容量２０１、２０３の容量値を変化させることによって、電圧定在波比ＶＳＷＲが増加した場合には反射電力量が増加したと判断し、電圧定在波比ＶＳＷＲが減少した場合には反射電力量が減少したと判断する。これにより、反射電力量の変化方向を簡単且つ高精度に判別することができる。
【０１３５】
制御部１０４は、上記の判別方法によって共振周波数のずれの方向を判定したら、その判定結果に応じて、その異物が非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを判定し、送電の継続と停止を制御する。
【０１３６】
図１２は、実施の形態１に係る異物の判定基準の一例を示す図である。
【０１３７】
同図に示されるように、制御部１０４は、共振周波数が高い方向にずれた場合に、異物１２０が非接触電力伝送に影響のない異物（金属）であると判定し（判定ＯＫ）、送電を継続する。他方、共振周波数が低い方向にずれた場合に、異物１２０が非接触電力伝送に影響のない異物（ＩＣカード等）であると判定し（判定ＮＧ）、送電を停止する。
【０１３８】
上述の制御によれば、異物として例えばＮＦＣ規格に準拠したＩＣカードが存在する場合に送電が停止されるので、そのＩＣカードが発熱によって破壊されるのを防ぐことができる。一方、異物として送電電力の吸収が少ない金属が存在する場合は送電が停止されないので、単に異物の有無を判定することによって送電を停止するような制御に比べて、効率の良い送電が可能となる。
【０１３９】
〈非接触給電システム３における送電制御の処理フロー〉
非接触給電システム３における送電制御の処理の流れについて、図１３、１４を用いて詳細に説明する。
【０１４０】
図１３は、非接触給電システム１において電力の送電が開始されるまでの処理の流れの一例を示すフロー図である。同図に示されるフロー図には、例えば送電装置１の送電範囲に受電装置２が存在することを検知してから、電力が送電されるまでの処理の流れが例示されている。
【０１４１】
例えば送電装置１の電源が投入され、送電装置１が動作可能な状態となると、送電制御に係る処理が開始される（Ｓ１０１）。先ず、送電装置１は、受電装置と無線通信を行うため、アンテナ１１１からデータを送信する（Ｓ１０２）。送電装置１における通信部１０５は、送信したデータに対する応答の有無に基づいて、通信エリア内に通信可能な受電装置が存在か否かを判定する（Ｓ１０３）。通信可能な受電装置が存在しない場合には、データの送信を繰り返し行う（Ｓ１０２）。通信可能な受電装置が存在する場合には、送電装置１は、当該受電装置との間で無線通信を行い、当該受電装置が電力の送電対象であるか否かの認証を行う（Ｓ１０４）。認証の結果、当該受電装置が送電装置１の送電対象ではないと判定された場合には、ステップＳ１０２に戻り、送電装置１はデータの送信を再開する。認証の結果、当該受電装置が送電装置１の送電対象であると判定された場合には、送電装置１は、通常よりも低い電力で送電を開始する（Ｓ１０５）。具体的には、制御部１０４が、通常の送電時の電力量よりも低い電力量となるように、送電アンプ１０２の増幅率を変化させる。これによれば、送電装置１の送電範囲に異物が最初から置かれていた場合であっても、その異物に与える影響を小さくすることができる。
【０１４２】
送電装置１は、通常の送電時よりも低い電力量の送電を行っている期間に、入射電力量に対応する電圧Ｖｉ及び反射電力量に対応する電圧Ｖｒを計測し、制御部１０４によって電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ１０６）。制御部１０４は、算出したＶＳＷＲの値が予め設定された閾値ＴＡ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。算出したＶＳＷＲの値が予め設定された閾値ＴＡ以上である場合には、受電装置２が送電アンテナの近くに置かれておらず、送受電間コイルの結合が不足し、電力反射が大きくなったと判断できる。この場合、制御部１０４は、受電装置２が正常な位置に置かれていないことを示すエラー情報を通知する（Ｓ１０８）。エラー情報の通知は、外部にエラーを通知するものであればその方法に特に制限はない。例えば、送電装置１内に設けられたディスプレイ等の表示部（図示せず）にエラー情報を表示させたり、警告音を発したり、受電装置２と通信を行うことにより受電装置２にエラー情報を送信したりする方法が考えられる。エラー情報の通知後、送電装置１は送電を停止し、送電処理を終了する（Ｓ１０９）。
【０１４３】
ステップＳ１０７において、算出したＶＳＷＲの値が予め設定された閾値ＴＡ以上でない場合、制御部１０４は、共振回路１１０の共振周波数を所定量だけ一方向に変化させる（Ｓ１１０）。例えば、制御部１０４は、共振周波数調整部１０３における可変容量２０１、２０３の容量値を所定量だけ大きくすることにより、共振周波数を下げる。そして、制御部１０４は、電力量検出部１０６によって検出された電圧Ｖｉ及び電圧Ｖｒに基づいて、電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ１１１）。制御部１０４は、共振周波数の変化前のＶＳＷＲの値と変化後のＶＳＷＲの値とを比較し、ＶＳＷＲの値が増加したか否かを判定する（Ｓ１１２）。判定の結果、ＶＳＷＲの値が減少した場合には、共振周波数が高い方向にずれていることが分かるため、更に所定量だけ共振周波数を下げてＶＳＷＲを算出し、変化前後のＶＳＷＲの値を比較する処理を、ＶＳＷＲの値が増加に転じるまで繰り返し実行する（Ｓ１１０〜Ｓ１１２）。
【０１４４】
ステップＳ１１２の判定の結果、ＶＳＷＲの値が増加した場合には、制御部１０４は、共振周波数を変化させる方向を逆にして上記ステップＳ１１０〜Ｓ１１２と同様の処理を行う。例えば、制御部１０４は、共振周波数調整部１０３における可変容量２０１、２０３の容量値を所定量だけ小さくすることにより、共振周波数を上げる（Ｓ１１３）。そして、制御部１０４は、電力量検出部１０６によって検出された電圧Ｖｉ及び電圧Ｖｒに基づいて、電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ１１４）。制御部１０４は、共振周波数の変化前のＶＳＷＲの値と変化後のＶＳＷＲの値とを比較し、ＶＳＷＲの値が増加したか否かを判定する（Ｓ１１５）。判定の結果、ＶＳＷＲの値が減少した場合には、共振周波数が低い方向にずれていることが分かるため、更に所定量だけ共振周波数を上げてＶＳＷＲを算出し、変化前後のＶＳＷＲの値を比較する処理を、ＶＳＷＲの値が増加するまで繰り返し実行する（Ｓ１１３〜Ｓ１１５）。
【０１４５】
ステップＳ１１５の判定の結果、ＶＳＷＲの値が減少した場合には、制御部１０４は、ステップＳ１１０〜Ｓ１１５の処理結果に基づいて共振回路１１０の共振周波数を設定する（Ｓ１１６）。例えば、ステップＳ１１５においてＶＳＷＲの値が増加に転じる直前に設定した共振周波数になるように、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを設定する。これにより、反射電力量（ＶＳＷＲの値）が最も小さくなったときの共振周波数が設定される。
【０１４６】
その後、送電装置１は、通常の電力で送電を開始する（Ｓ１１７）。具体的には、制御部１０４が、ステップ１０５で設定した電力量よりも大きな電力量となるように、送電アンプ１０２の増幅率を変化させる。これにより、受電装置２への給電動作が開始される。
【０１４７】
以上の処理によれば、反射電力量が最も小さくなる共振周波数を探索して送電側の共振回路１１０に設定することが容易となる。これにより、効率の良い非接触電力伝送を実現することできる。また、初めに低い電力で送電を開始し、その後電力を大きくして送電を開始することで、送電開始時において既に異物が存在する場合であっても、その異物に与える影響を小さくすることができるから、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を高めることができる。
【０１４８】
図１４は、非接触給電システム１において異物が接近した場合の処理の流れの一例を示すフロー図である。同図に示されるフロー図には、例えば送電装置１が通常の電力で送電を開始した後に、異物が接近した場合の処理の流れが例示されている。
【０１４９】
例えば、図１３のステップ１１７において通常の電力での送電が開始されたら、受電装置２は、受電した電力量の情報を送電装置１に対して送信する（Ｓ２０１）。例えば、受電装置２は、受電した電力量を算出し、その電力量の情報（受電電力量の情報）を、無線通信によって送電装置１に送信する。送電装置１は、入射電力量に対応する電圧Ｖｉ及び反射電力量に対応する電圧Ｖｒを計測し、制御部１０４によって電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ２０２）。制御部１０４は、算出したＶＳＷＲの値が予め設定された閾値ＴＢ以下であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。算出したＶＳＷＲの値が閾値ＴＢ以下である場合には、送電装置１は、受電装置２に対して効率よく電力が伝送されていると判断して送電を継続するとともに、再度、受電装置２からの受電電力量の情報の送信を待つ（Ｓ２０１）。
【０１５０】
ステップＳ２０３において、ＶＳＷＲ値が閾値ＴＢを超えている場合には、送電装置１の送電範囲に異物が侵入した可能性があるため、送電装置１は送電電力を下げる（Ｓ２０４）。次いで、送電装置１は、共振回路１１０の共振周波数を所定量だけ一方向に変化させる（Ｓ２０５）。例えば、送電装置１における制御部１０４は、共振周波数調整部１０３における可変容量２０１、２０３の容量値を大きくすることにより、共振周波数を所定量だけ下げる。そして、制御部１０４は、電力量検出部１０６によって検出された電圧Ｖｉ及び電圧Ｖｒに基づいて、電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ２０６）。制御部１０４は、共振周波数の変化前のＶＳＷＲの値と変化後のＶＳＷＲの値とを比較し、ＶＳＷＲの値が減少したか否かを判定する（Ｓ２０７）。判定の結果、ＶＳＷＲの値が減少した場合には、異物の侵入によって共振周波数が高い方向にずれていることが分かるため、更に共振周波数を所定量だけ下げてＶＳＷＲを算出し、変化前後のＶＳＷＲの値を比較する処理を、ＶＳＷＲの値が増加に転じるまで繰り返し実行する（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）。
【０１５１】
ステップＳ２０７の判定の結果、ＶＳＷＲの値が増加した場合には、制御部１０４は、共振周波数を変化させる方向を逆にして上記ステップＳ２０５〜Ｓ２０７と同様の処理を行う。例えば、制御部１０４は、共振周波数調整部１０３における可変容量２０１、２０３の容量値を小さくすることにより、共振周波数を所定量だけ上げる（Ｓ２０８）。そして、制御部１０４は、電力量検出部１０６によって検出された電圧Ｖｉ及び電圧Ｖｒに基づいて、電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ２０９）。制御部１０４は、共振周波数の変化前のＶＳＷＲの値と変化後のＶＳＷＲの値とを比較し、ＶＳＷＲの値が増加したか否かを判定する（Ｓ２１０）。判定の結果、ＶＳＷＲの値が減少した場合には、異物の侵入によって共振周波数が低い方向にずれていることが分かるため、更に共振周波数を所定量だけ上げてＶＳＷＲを算出し、変化前後のＶＳＷＲの値を比較する処理を、ＶＳＷＲの値が増加に転じるまで繰り返し実行する（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）。
【０１５２】
ＶＳＷＲの値が増加に転じたら、制御部１０４は、最もＶＳＷＲの値(反射電力量)が小さくなるときの共振周波数を推定し、その推定された共振周波数から、共振周波数のずれの方向を含む共振周波数のずれ情報を生成する（Ｓ２１１）。そして、制御部１０４は、前記共振周波数のずれ情報に基づいて、異物の判定処理を実行する（Ｓ２１２）。具体的には、制御部１０４は、図１２に示したように、共振周波数のずれた方向によって、異物の判定処理を行う。例えば、制御部１０４は、共振周波数が高い方向にずれたと判定したら、非接触電力伝送に影響のない異物（金属）と判断し、共振周波数のずれを補正して送電を継続する（Ｓ２０１）。ここで、共振周波数のずれの補正は、例えば、上述のステップＳ１１６と同様に、ステップＳ２１０においてＶＳＷＲの値が増加に転じる直前に設定した共振周波数になるように、共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを設定することによって実現される。
【０１５３】
他方、共振周波数が低い方向にずれたと判定したら、制御部１０４は、非接触電力伝送に影響のある異物（ＩＣカード等）と判断して送電を停止するとともに、異物の侵入によって送電を停止したことを示すエラー情報を通知する（Ｓ２１３）。エラー情報の通知は、前述のステップＳ１０８と同様に、外部にエラーを通知するものであればその方法に特に制限はない。その後、送電装置１は、送電処理を終了する（Ｓ２１４）。
【０１５４】
以上、実施の形態１に係る送電装置１によれば、非接触給電システムの送電範囲に存在する異物の有無のみならず、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となり、非接触給電システムの信頼性が向上する。
【０１５５】
≪実施の形態２≫
ＮＦＣ通信の周波数に近い数ＭＨｚ帯の送電周波数ｆＴｘを用いた非接触給電システムにおいて、異物として金属が存在する場合、その金属の大きさ（表面積）によっては送電の効率に与える影響が無視できない場合がある。例えば、異物が小さな（表面積が小さい）金属であれば、その異物に吸収される送電電力が小さいので送電の効率に与える影響を無視できるが、異物が大きな（表面積が大きい）金属であれば、その異物に吸収される送電電力が大きくなるので、送電の効率が大きく低下する虞がある。
【０１５６】
また、異物が金属である場合、その金属の表面積が大きければ共振周波数のずれ幅は大きくなり、表面積が小されば共振周波数のずれ幅が小さくなる傾向がある。他方、異物が非金属である場合、その異物がＩＣカード等であれば共振周波数のずれ幅は小さくなり、その異物がＩＣカード等以外（例えば人体等）であれば共振周波数のずれ幅が大きくなる傾向がある。
【０１５７】
そこで、本実施の形態では、共振周波数のずれの方向に加えて共振周波数のずれ幅に基づいて異物の判定を行うことにより、異物の判定精度を向上させる。なお、その他の制御及びそれに関連する非接触給電システム３の構成は、実施の形態１と同様である。
【０１５８】
具体的には、制御部１０４は、上述したステップＳ２０５〜Ｓ２１１において、可変容量２０１、２０３の容量値を変化させながらＶＳＷＲの値（反射電力量）を算出し、ＶＳＷＲの値が最も小さくなるまでの可変容量２０１、２０３の変化量から共振周波数のずれ幅を推定する。そして、制御部１０４は、ステップＳ２１１において、共振周波数のずれの方向の情報とともに、共振周波数のずれ幅の推定値を共振周波数のずれ情報として生成する。制御部１０４は、共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超える場合には、そのずれ幅が大きいと判定し、共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えない場合には、そのずれ幅が小さいと判定する。
【０１５９】
図１５は、実施の形態２に係る異物の判定基準の一例を示す図である。
【０１６０】
制御部１０４は、異物の判定処理（Ｓ２１２）において、共振周波数のずれの方向と共振周波数のずれ幅とに基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物か否かを判定する。例えば、図１５に示されるように、共振周波数が高い方向にずれ、且つ、共振周波数のずれ幅が大きい場合には、非接触電力伝送に影響のある異物（比較的大きな金属）であると判定し（判定ＮＧ）、送電を停止する。また、共振周波数が高い方向にずれ、且つ、共振周波数のずれ幅が小さい場合には、非接触電力伝送に影響のある異物（比較的小さい金属）であると判定し（判定ＯＫ）、送電を継続する。更に、共振周波数が低い方向にずれた場合には、共振周波数のずれ幅によらず送電を停止する。
【０１６１】
これによれば、非接触電力伝送に影響のある異物が存在するか否かをより精度良く判定することができるので、非接触給電システムの信頼性の向上に資する。例えば、異物が金属である場合に、その異物が電力の吸収量が比較的大きな金属の場合に給電を停止し、電力の吸収量が比較的小さな金属の場合には給電を継続するので、非接触給電システムにおいて更に効率の良い送電が可能となる。
【０１６２】
≪実施の形態３≫
実施の形態１、２では、共振周波数のずれの方向と共振周波数のずれ幅によって非接触電力伝送に影響のある異物か否かを判定したが、実施の形態３では、更に、送電電力がどの程度受電側に供給されているかを考慮して判定を行う。
【０１６３】
電力の送電範囲に異物が存在する場合、送電装置１から出力された電力は、その一部が異物に吸収され、残りの電力が受電装置２に供給されたと考えることができる。そこで、送電装置１は、受電装置２から無線通信によって送信された受電電力量の情報と、送電装置１において算出した送電電力量の情報とに基づいて、異物に吸収された電力量を推定し、その推定値に基づいて異物の判定を行う。例えば、制御部１０４が、送電電力量と受電電力量との差分を算出し、その差分を異物に吸収された電力量の推定値とする。制御部１０４は、当該推定値が所定の閾値を超える場合には、送電範囲に非接触電力伝送に影響のある異物が存在すると判定し、前記推定値が所定の閾値を超えない場合には、送電範囲に非接触電力伝送に影響のある異物が存在しないと判定する。
【０１６４】
図１６は、実施の形態３に係る異物の判定基準の一例を示す図である。
【０１６５】
制御部１０４は、異物の判定処理（Ｓ２１２）において、異物に吸収された電力量の推定値と、共振周波数のずれの方向と、共振周波数のずれ幅とに基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物か否かを判定する。例えば、図１６に示されるように、異物に吸収された電力量の推定値（送電電力量と受電電力量との差分）が所定の閾値よりも大きい場合、制御部１０４は、送電範囲に非接触電力伝送に影響のある異物が存在すると判断し、異物の種類の判定を行って送電処理を制御する。例えば、この場合、共振周波数が高い方向にずれ、且つ、そのずれ幅が大きければ、非接触電力伝送に影響のある異物（比較的大きな金属）であると判定し（判定ＮＧ）、送電を停止する。共振周波数が高い方向にずれ、且つ、そのずれ幅が小さい場合には、非接触電力伝送に影響のある異物（比較的小さい金属）であると判定し（判定ＯＫ）、送電を継続する。また、共振周波数が低い方向にずれた場合には、共振周波数のずれ幅によらず送電を停止する。
【０１６６】
他方、異物に吸収された電力量の推定値（送電電力量と受電電力量との差分）が所定の閾値よりも小さい場合、送電範囲に非接触電力伝送に影響のある異物が存在しないと判断し（判定ＯＫ）、送電を継続する。
【０１６７】
これによれば、非接触電力伝送に影響のある異物が存在するか否かを更に精度良く判定することができるので、非接触給電システムの更なる信頼性の向上に資する。
【０１６８】
≪実施の形態４≫
実施の形態４では、実施の形態１に係る非接触給電システムの送電制御の処理フローにおいて、通常の電力での送電を開始するまでの別の方法を例示する。なお、その他の制御及びそれに関連する非接触給電システムの構成は実施の形態１と同様であり、それらの詳細な説明は省略する。
【０１６９】
図１７は、実施の形態４に係る非接触給電システムにおいて、電力の送電が開始されるまでの処理の流れの一例を示すフロー図である。同図に示されるフロー図には、例えば送電装置１の送電範囲に受電装置２が存在することを検知してから、電力が送電されるまでの処理の流れが例示されている。
【０１７０】
例えば送電装置１の電源が投入され、送電装置１が動作可能な状態となると、送電制御に係る処理が開始される（Ｓ１０１）。先ず、送電装置１は、通常よりも低い電力で送電を開始する（Ｓ１２１）。具体的には、制御部１０４が、通常の送電時の電力量よりも低い電力量となるように、送電アンプ１０２の増幅率を変化させる。これによれば、送電装置１の送電範囲に異物が最初から置かれていた場合であっても、その異物に与える影響を小さくすることができる。
【０１７１】
送電装置１は、ステップ１２１において電力の送電を開始したら、受電装置２からの受電の応答を待つ（Ｓ１２２）。例えば、受電装置２は、ステップ１２１において送電された電力を受電したら受電した電力量の情報を送電装置１に対して送信する。送電装置１は、前記受電した電力量の情報を受信しなかった場合には、当該情報を受信するまで低い電力での送電を継続する（Ｓ１２１〜Ｓ１２２）。
【０１７２】
前記受電した電力量の情報を受信した場合には、送電装置１は受電の応答があったと判断し、受電装置２と無線通信を行うため、アンテナ１１１からデータを送信する（Ｓ１２３）。送電装置１は、前記受電した電力の情報を送信した受電装置が、電力の送電対象であるか否かの認証を行う（Ｓ１２４）。認証の結果、当該受電装置が送電装置１の送電対象ではないと判定された場合には、ステップＳ１２１に戻り、送電装置１は低い電力での送電を継続する。認証の結果、当該受電装置が送電装置１の送電対象であると判定された場合には、送電装置１は、入射電力量に対応する電圧Ｖｉ及び反射電力量に対応する電圧Ｖｒを計測し、制御部１０４によって電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ１０６）。その後の処理は、図１３と同様である。
【０１７３】
一般に非接触電力伝送による電力の伝送距離よりも無線通信による通信距離の方が長いため、送電装置と受電装置との間で無線通信は可能であるが、十分な電力の送受電が行えないといった状況も有り得る。例えば、送電装置と受電装置との間の無線通信によって受電装置が送電対象であると認証された後に、送電装置から電力の送電が開始されたとしても、その受電装置が送電装置からの電力を十分に受電できない可能性がある。本実施の形態に係る処理フローによれば、最初に非接触電力伝送を行い、それに対する受電の応答の有無に応じて送電のための処理を継続するか否かを決定するので、受電装置が十分な電力を受電できないような状況で送電が開始されてしまうことを防ぐことができる。これにより、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を更に高めることができる。
【０１７４】
≪実施の形態５≫
図１８に、実施の形態５に係る送電装置を含む非接触給電システムを例示する。
【０１７５】
同図に示される非接触給電システム６は、送電装置４と受電装置５とを含む。非接触給電システム６では、送電装置４から受電装置５への磁気共鳴方式による非接触電力伝送と、送電装置４と受電装置５によるＮＦＣ通信とが可能にされる。
【０１７６】
送電装置４は、アンテナ１１０の代わりにコイルアンテナ１１３を備え、通信部１０５は、コイルアンテナ１１３を介してＮＦＣ通信が可能にされる。その他の構成は、送電装置１と同様である。
【０１７７】
受電装置５は、ＮＦＣ通信に用いるアンテナと磁気共鳴方式による給電に用いるアンテナとを共用し、電力の送電・受電と情報伝達のための通信とを切り替えて行うことが可能とされる。これにより、受電装置５の小型化を図ることができる。
【０１７８】
具体的には、受電装置５は、受電コイル１４１と共振容量１３２とからなる共振回路１４０と、共振回路１４０に接続される切替回路（ＳＥＬ）１４２を有する。その他の構成は、受電装置２と同様である。
【０１７９】
切替回路１４２は、共振回路１４０によって受電した交流信号の信号レベルに応じて、受電した信号を通信部１３７と整流回路１３３の何れか一方に切り替えて出力する。
【０１８０】
例えば、送電装置４と受電装置５との間でＮＦＣ通信を行う場合、送電装置４においては、通信部１０５がオン状態（イネーブル状態）とされ、送電アンプ１０２がオフ状態（ディセーブル状態）とされ、コイルアンテナ１１３によってＮＦＣ通信が行われる。これに対し、受電装置５は、通常は、切替回路１４２の出力が通信部１３７側にセットされており、送電装置４の通信可能なエリアに受電装置５が接近した場合に、ＮＦＣ通信を開始する。ＮＦＣ通信により受電装置５が送電装置４の送電対象と認証されたら、送電装置４は、通信部１０５をオフ状態とし、送電アンプ１０２をオン状態にして送電を開始する。受電装置５は、ＮＦＣ通信時よりも信号レベルの高い信号を受信すると、切替回路１４２の出力が整流回路１３３側に切り替わる。これにより、電力の受電が行われる。
【０１８１】
上記以外の制御は、非接触給電システム１と同様である。すなわち、ＮＦＣ通信（無線通信）を行うときに送電を停止させる制御を行えば、非接触給電システム１における処理フロー（図１３、図１４）と同様の制御が可能となる。
【０１８２】
したがって、実施の形態５に係る非接触給電システム６によれば、実施の形態１乃至４に係る非接触給電システムと同様に、送電制御の信頼性を高めることができる。
【０１８３】
≪実施の形態６≫
図１９に、実施の形態６に係る送電装置を含む非接触給電システムを例示する。
【０１８４】
同図に示される非接触給電システム９は、送電装置７と受電装置８とを含む。非接触給電システム９では、送電装置７から受電装置８への磁気共鳴方式による非接触電力伝送が行われ、送電装置７と受電装置８による無線通信は行わない。具体的に、送電装置７は、送電装置１から通信部１０５と通信用アンテナ１１１を取り除いた構成とされ、受電装置３は、送電装置１から通信部１３７と通信用アンテナ１３８を取り除いた構成とされる。その他の構成は、非接触給電システム１と同様である。
【０１８５】
非接触給電システム９における送電制御の処理の流れについて、図２０、２１を用いて詳細に説明する。
【０１８６】
図２０は、非接触給電システム９において電力の送電が開始されるまでの処理の流れの一例を示すフロー図である。同図に示されるフロー図には、例えば送電装置１の電源が投入されてから、通常の電力で送電が開始されるまでの処理の流れが例示されている。
【０１８７】
例えば送電装置７の電源が投入され、送電装置７が動作可能な状態となると、送電制御に係る処理が開始される（Ｓ１０１）。先ず、送電装置７は、通常よりも低い電力で送電を開始する（Ｓ１３１）。具体的には、制御部１０４が、通常の送電時の電力量よりも低い電力量となるように、送電アンプ１０２の増幅率を変化させる。これによれば、送電装置７の送電範囲に異物が最初から置かれていた場合であっても、その異物に与える影響を小さくすることができる。送電装置１は、低い電力で送電を行っている期間に、入射電力量に対応する電圧Ｖｉ及び反射電力量に対応する電圧Ｖｒを計測し、制御部１０４によって電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ１０７）。その後の処理は、図１３と同様である。
【０１８８】
以上の処理によれば、無線通信を行わなくても、実施の形態１に係る非接触給電システム１と同様に、反射電力量が最も小さくなる共振周波数を探索して送電側の共振回路１１０に設定することができ、効率の良い非接触電力伝送を実現することが容易となる。また、初めに低い電力で送電を開始し、その後電力を大きくして送電を開始することで、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を高めることができる。
【０１８９】
図２１は、非接触給電システム９において異物が接近した場合の処理の流れの一例を示すフロー図である。同図に示されるフロー図には、例えば送電装置７が通常の電力で送電を開始した後に、異物が接近した場合の処理の流れが例示されている。
【０１９０】
同図に示される処理フローは、受電装置８と送電装置７との間で無線通信を行わない点を除いて、実施の形態１に係る処理フロー（図１４）と同様である。
【０１９１】
例えば、図２０のステップＳ１１７において通常の電力での送電が開始されたら、送電装置１は、入射電力量に対応する電圧Ｖｉ及び反射電力量に対応する電圧Ｖｒを計測し、制御部１０４によって電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ２０２）。その後の処理は、図１４と同様である。
【０１９２】
これによれば、無線通信を行わなくても、実施の形態１に係る非接触給電システム１と同様に、非接触給電システムの送電範囲に存在する異物の有無のみならず、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となり、非接触給電システムの信頼性が向上する。特に、本送電装置７は、小型の電気機器向けの非接触給電システム等に適用して好適である。例えば、受電装置が電気シェーバー等の小型の電気機器である場合、高い送電電力が必要ではないため、無線通信を行わなくても非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となる。
【０１９３】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１９４】
例えば、実施の形態２に係る異物の判定処理において、共振周波数が低い方向にずれた場合に、共振周波数のずれ幅によらず送電を停止させる制御を行うことを例示したが、これに限られず、共振周波数が低い方向にずれた場合であっても共振周波数のずれ幅によって制御を変えても良い。例えば、共振周波数が低い方向にずれ、且つ、そのずれ幅が小さい場合に、非接触電力伝送に影響のある異物（ＩＣカード等）であると判定し（判定ＮＧ）、送電を停止する。他方、共振周波数が低い方向にずれ、且つ、そのずれ幅が大きい場合に、非接触電力伝送に影響のない異物（人体等）であると判定し（判定ＯＫ）、送電を継続しても良い。これによれば、非接触給電システムから発生する電磁波が人体に悪影響を及ぼさないという大前提に立てば、より効率の良い送電が可能となる。
【０１９５】
また、実施の形態３において、異物に吸収された電力量の推定値と、共振周波数のずれの方向と、共振周波数のずれ幅とに基づいて異物の判定処理を行う場合を例示したが、これに限られない。例えば、異物に吸収された電力量の推定値と共振周波数のずれの方向とに基づいて、異物の判定処理を行っても良い。
【０１９６】
実施の形態５に係る送電装置４は、実施の形態２、３のように、共振周波数のずれの方向のみならず、共振周波数のずれ幅や異物に吸収された電力量の推定値に基づいて、異物の判定処理（Ｓ２１１）を行っても良い。
【０１９７】
実施の形態６に係る送電装置７は、実施の形態２のように、共振周波数のずれの方向のみならず、共振周波数のずれ幅に基づいて、異物の判定処理（Ｓ２１１）を行っても良い。
【０１９８】
実施の形態１乃至６において、受電装置２等が、携帯端末などの小型携帯機器である場合を例示したが、非接触で給電が可能な機器であれば、特に制限されない。例えば、ノートパソコンや車両等であっても良い。
【０１９９】
ＶＳＷＲの値（反射電力量）が最も小さくなるときの共振周波数を導き出す方法として、図１３のステップＳ１１０〜Ｓ１１５及び図１４のＳ２０５〜Ｓ２１０の処理を例示したが、これに限られない。例えば、バイナリサーチ等によって、ＶＳＷＲの値（反射電力量）が最も小さくなるときの共振周波数を導き出しても良い。
【０２００】
共振周波数調整回路１０３のインピーダンスを調整可能にする構成として、容量２０１、２０３を可変にする構成を例示したが、これに限られず、インダクタ２０２を可変とする構成であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
本発明は、磁気共鳴を利用した送電装置及び非接触給電システムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【０２０２】
１  送電装置
２  受電装置
３  非接触給電システム
１０１  発振器
１０２  送電アンプ
１０３  共振周波数調整回路
１０４  制御回路
１０５  通信部
１０６  電力量検出部
１０７  給電コイル
１０８  共鳴コイル
１０９  共振容量
１１０  共振回路
１１１  通信用アンテナ
１１２  電源回路
Ｖｉ  送電アンプ１０２から共振回路１１０側に供給される駆動信号の入射電力量に対応した電圧
Ｖｒ  駆動信号の反射電力量に対応した電圧
１３０  共振回路
１３１  受電コイル
１３２  共振容量
１３３  整流回路
１３４  電源回路
１３５  充電制御回路
１３６  制御回路
１３７  通信部
１３８  通信用アンテナ
１３９  内部回路
１４０  負荷回路
ＢＡＴ  バッテリ
２０２  インダクタ
２０１、２０３  可変容量
１０  共振周波数調整回路１０３を設けなかった場合の給電コイル１０７側のインピーダンス
Ａ，Ｂ，Ｃ  インピーダンスの移動方向
１１  整合がとれているときのインピーダンス
３００、３０１  反射特性
５０３、５０４  可変容量ダイオード
５０１、５０２  容量
５０５、５０６  抵抗
６０１、６０２、６０１＿１〜６０１＿ｎ、６０２＿１〜６０２＿ｍ  容量回路
６０３  容量
ＳＷ  スイッチ回路
６０６、６０７  抵抗
６０４、６０５  電界効果トランジスタ
７０１  トロイダルコア
７０２  １次側巻き線
７０３  ２次側巻き線
７０４、７０５、７０７、７０９  容量
７０６、７０７  検波ダイオード
７１０  反射電力基準抵抗
７１１  入射電力基準抵抗
７１２、７１３  抵抗
７１４  反射電圧出力端子
７１５  反射電圧出力端子
ＮＤ１、ＮＤ２  ノード
７３１  トロイダルコア
７３２  トライダルコア
７３５、７３６  １次側巻き線
７３７、７３８  ２次側巻き線
７３３、７３４  検波回路
１２  共振周波数と送電周波数が一致しているときのインピーダンスの位置
１３  共振周波数が高い方にずれたときのインピーダンスの位置
１４  共振周波数が低い方にずれたときのインピーダンスの位置
４００、４０１、４０２  反射特性
４、７  送電装置
５、８  受電装置
６、９  非接触給電システム
１４２  切替回路
【図１】
2014203346.tif 000005
【図２】
2014203346.tif 000006
【図３】
2014203346.tif 000007
【図４】
2014203346.tif 000008
【図５】
2014203346.tif 000009
【図６】
2014203346.tif 000010
【図７】
2014203346.tif 000011
【図８】
2014203346.tif 000012
【図９】
2014203346.tif 000013
【図１０】
2014203346.tif 000014
【図１１】
2014203346.tif 000015
【図１２】
2014203346.tif 000016
【図１３】
2014203346.tif 000017
【図１４】
2014203346.tif 000018
【図１５】
2014203346.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
2014203346.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2014203346.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振回路を利用した電磁界の共振結合によって非接触で電力を送電するための送電処理を行う送電装置であって、
送電電力として出力される送電信号の周波数と等しくなるように設定された前記共振回路の共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて前記送電処理を制御し、
前記検出結果に基づいて前記電力の送電の継続の可否を制御し、
前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に前記電力の送電を継続し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に前記電力の送電を停止する、送電装置。
【請求項２】
共振回路を利用した電磁界の共振結合によって非接触で電力を送電するための送電処理を行う送電装置であって、
送電電力として出力される送電信号の周波数と等しくなるように設定された前記共振回路の共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて前記送電処理を制御し、
前記検出結果に基づいて前記電力の送電の継続の可否を制御し、
前記共振周波数のずれた方向に加えて、前記共振周波数のずれ幅を検出し、
前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えていれば前記電力の送電を停止させ、前記共振周波数のずれ幅が所定の閾値を超えなければ前記電力の送電を継続し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に、前記電力の送電を停止する、送電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記検出結果に加えて、電力の送電対象とされる外部装置が受電した受電電力量と前記送電された送電電力量との差に基づいて、前記送電処理を制御する、送電装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記送電電力に応じた交流信号を生成する電源部と、
送電用アンテナとしての一次側共鳴コイル及び共振容量を含み、前記電源部によって生成された交流信号に基づく電力の供給を受ける一次側共振回路と、
前記電源部と前記一次側共振回路との間に設けられ、前記一次側共振回路の共振周波数を調整するための共振周波数調整部と、
前記電源部から前記一次共振回路側に供給される交流信号の反射電力量の大きさを検出するための電力量検出部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、前記共振周波数調整部を制御することにより前記一次側共振回路の共振周波数を変化させ、前記電力量検出部によって検出された前記反射電力量の変化方向を判定することにより、前記共振周波数のずれた方向を判別する、送電装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が高くなるように前記共振周波数調整部を制御し、それによって前記反射電力量が増加した場合には、前記共振周波数が前記送電信号の周波数よりも高くなる方向にずれたと判定し、前記反射電力量が減少した場合には、前記共振周波数が前記送電信号の周波数よりも低くなる方向にずれたと判定する、送電装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が低くなるように前記共振周波数調整部を制御し、それによって前記反射電力量が増加した場合には、前記共振周波が前記送電信号の周波数よりも低くなる方向にずれたと判定し、前記反射電力量が減少した場合には、前記共振周波数が前記送電信号よりも高くなる方向にずれたと判定する、送電装置。
【請求項７】
請求項４において、
前記制御部は、前記一次側共振回路の前記共振周波数が低くなるように前記共振周波数調整部を調整したときの前記反射電力量の変化方向と、前記一次側共振回路の前記共振周波数が高くなるように前記共振周波数調整部を調整したときの前記反射電力量の変化方向とに基づいて、前記共振周波のずれの方向を判別する、送電装置。
【請求項８】
請求項４において、
前記電力量検出部は、前記電源部から前記一次共振回路側に供給される交流信号の入射電力量に対応した電圧と当該交流信号の反射電力量に対応した電圧とを生成し、
前記制御部は、前記電力量検出部によって生成された前記入射電力量に対応した電圧及び前記反射電力量に対応した電圧に基づいて電圧定在波比を算出し、その算出結果に基づいて前記反射電力量の変化方向を判別する、送電装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記制御部は、前記共振周波数調整部を制御することにより前記一次側共振回路の前記共振周波数を一方向に単位調整量毎に変化させて前記電圧定在波比の値を逐次算出するとともに、前記共振周波数の変化前後の算出値を逐次比較する演算処理を行い、変化後の算出値が変化前の算出値よりも大きくなったら、前記共振周波数を変化させる方向を逆にして前記演算処理を実行し、変化後の算出値が変化前の算出値よりも小さくなったら前記演算処理を停止する、送電装置。
【請求項１０】
請求項４において、
通信用アンテナと、
前記通信用アンテナを介したデータの送受信を制御する通信部と、を更に有する、送電装置。
【請求項１１】
請求項１または請求項２の送電装置と、
前記送電装置から供給された電力を、共振回路を利用した電磁界の共振結合によって非接触で受電する受電装置と、を含む非接触給電システム。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記送電装置と前記受電装置とはＮＦＣ規格に準拠したデータ通信が可能にされ、
前記受電装置は、一つのアンテナを用いて前記データ通信と電力の受電とを行うことが可能にされる、非接触給電システム。
【請求項１３】
送電装置と受電装置と含み、前記送電装置と前記受電装置の夫々に設けられた送電側及び受電側の共振回路を利用した電磁界の共振結合によって電力の送電及び受電を行う非接触給電システムにおいて、電力の送電を制御するための制御方法であって、
前記送電装置が、送電電力として出力される送電信号の周波数と等しくなるように前記送電側の共振回路の共振周波数を設定する第１ステップと、
前記送電装置が、前記第１ステップにおいて前記共振周波数を設定した後、前記電力の送電を開始する第２ステップと、
前記第１ステップにおいて設定した前記共振周波数が前記電力の送電中にずれた場合に、前記送電装置が前記共振周波数のずれた方向を検出し、その検出結果に基づいて電力の送電に係る処理を制御する第３ステップと、を含み、
前記第３ステップは、
前記送電装置が、前記送電側の共振回路の前記共振周波数を変化させながら、当該共振回路に供給される交流信号の反射電力量を計測することによって最も反射電力量の小さくなるときの共振周波数を推定し、その推定された共振周波数から前記共振周波数のずれの方向を含む共振周波数のずれ情報を生成する第４ステップと、
前記送電装置が、前記第４ステップで生成された前記共振周波数のずれ情報に基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物の有無を判定する第５ステップと、
前記送電装置が、前記第５ステップにおいて非接触電力伝送に影響のある異物であると判定した場合に、電力の送電を停止し、非接触電力伝送に影響のある異物でないと判定した場合に電力の送電を継続する第６ステップと、を含み、
前記送電装置は、前記第５ステップにおいて前記共振周波数が高くなる方向にずれた場合に、非接触電力伝送に影響のない異物であると判定し、前記共振周波数が低くなる方向にずれた場合に、非接触電力伝送に影響のある異物であると判定する、制御方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記第４ステップは、
前記送電装置が、前記共振周波数のずれの方向に加えて、前記共振周波数のずれ幅を含む前記ずれ情報を生成する、制御方法。
【請求項１５】
請求項１３において、
前記第３ステップは、
前記受電装置が、受電した受電電力量の情報を前記送電装置に送信するステップを含み、
前記第５ステップにおいて、前記送電装置は、前記受電装置から送信された前記受電電力の情報に基づいて、前記受電電力量と前記送電装置から送電された送電電力量との差分を算出し、当該差分と前記ずれ情報とに基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物の有無を判定する、制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
〔１７〕（制御方法；共振周波数のずれ方向に基づいて送電の継続・停止を制御する）
項１６の非接触電力伝送方法において、第３ステップは、送電装置が送電側の共振回路の共振周波数を変化させながら、共振回路に供給される交流信号の反射電力量を計測することによって最も反射電力量の小さくなるときの共振周波数を推定し、その推定された共振周波数から共振周波数のずれの方向を含む共振周波数のずれ情報を生成する第４ステップ（Ｓ２０５〜Ｓ２１１）を含む。前記第３ステップは、前記送電装置が、前記第４ステップで生成された前記共振周波数のずれ情報に基づいて、非接触電力伝送に影響のある異物の有無を判定する第５ステップ（Ｓ２１２）を更に含む。前記第３ステップは、更に、前記送電装置が、前記第５ステップにおいて非接触電力伝送に影響のある異物であると判定した場合に、電力の送電を停止し（Ｓ２１３）、非接触電力伝送に影響のある異物でないと判定した場合に電力の送電を継続する第６ステップ（Ｓ２０１）を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
図２に、共振周波数調整回路１０３の内部構成を例示する。同図に示されるように、共振周波数調整回路１０３は、送電アンプ１０２の出力ノードと給電コイル１０７との間に直列に接続されたインダクタ２０２と、インダクタ２０２の送電アンプ１０２側の端子とグラウンドノードとの間に接続された可変容量２０１と、インダクタ２０２の給電コイル１０７側の端子とグラウンドノードとの間に接続された可変容量２０３とを含む。可変容量２０１と可変容量２０３は、その容量値が調整可能にされる。これにより、共振周波数調整部１０３のインピーダンスを容易に変化させることができ、共振周波数を調整することが容易となる。例えば、同図に示される共振周波数調整回路１０３の場合、可変容量２０１、２０３の容量値を大きくすると共振周波数が低くなる方向にずれ、容量値を小さくすると共振周波数が高くなる方向にずれる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
図６は、共振周波数調整回路１０３の別の実施の形態を例示する図である。同図に示されるように、可変容量２０１、２０３は、容量素子とスイッチ回路とが直列に接続された回路を複数含んで構成される。具体的に、可変容量２０１は、一端が送電アンプ１０２の出力ノードに接続された容量６０３と、容量６０３の他端とグラウンドノードとの間に接続されたスイッチ回路ＳＷとを含む容量回路６０１を複数個含み、夫々の容量回路６０１が並列に接続された構成とされる。可変容量２０３も、可変容量２０１と同様に、複数の容量回路６０２が並列に接続された構成とされる。夫々のスイッチ回路ＳＷは、制御部１０４によってオン・オフが制御可能にされる。これにより、可変容量２０１、２０３の容量値を変化させることが容易となる。なお、同図には、可変容量２０１として、ｎ（ｎは２以上の整数）個の容量回路６０１＿１〜６０１＿ｎが設けられ、可変容量２０３として、ｍ（ｍは２以上の整数）個の容量回路６０２＿１〜６０２＿ｍが設けられた場合が例示される。ｎ及びｍの数を増やすことにより、共振周波数の調整幅を広くすることができ、また、より細かい調整間隔で共振周波数を調整することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
図８は、電力量検出部１０６の一実施の形態を例示する図である。同図に示されるように、電力量検出部１０６は、トロイダルコア７０１、１次側巻き線７０２、２次側巻き線７０３、容量７０４、７０５、７０６、７０７、検波ダイオード７０８、７０９、反射電力基準抵抗７１０、入射電力基準抵抗７１１、抵抗７１２、７１３、反射電圧出力端子７１４、及び入射電圧出力端子７１５を含んで構成される。同図において、１次側巻き線７０２は送電アンプ１０２と共振周波数調整回路１０３との間に挿入され、２次側巻き線７０３の両端は反射電力基準抵抗７１０、入射電力基準抵抗７１１を介してグラウンドノードに接続（接地）される。共振周波数調整回路１０３と１次側巻き線７０２との接続ノードＮＤ２とグラウンドノードとの間に、容量７０５と容量７０７とが直列に接続される。また、送電アンプ１０２と１次側巻き線７０２との接続ノードＮＤ１とグラウンドノードとの間に、容量７０４と容量７０６とが直列に接続される。検波ダイオード７０９は、そのアノードが２次側巻き線７０３と入射電力基準抵抗７１１との接続ノードに接続され、検波ダイオード７０８のアノードが、２次側巻き線７０３と反射電力基準抵抗７１０との接続ノードに接続される。検波ダイオード７０８のカソードは、抵抗７１２を介して反射電圧出力端子７１４に接続される。検波ダイオード７０９のカソードは、抵抗７１３を介して入射電圧出力端子７１５に接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
送電範囲内に異物として金属が侵入した場合、共振周波数が高い方にずれ、送電アンプ１０２から給電コイル１０７側を見たインピーダンスは例えば参照符号１３の位置となる。この場合、共振周波数調整回路１０３の可変容量２０１、２０３の容量値を大きくして共振周波数を下げれば、インピーダンスがＹ方向に移動し、参照符号１２の位置に近づけることが可能になる。他方、送電範囲内に異物としてＩＣカード等の非金属が侵入した場合、共振周波数は低い方にずれ、送電アンプ１０２から給電コイル１０７側を見たインピーダンスは例えば参照符号１４の位置となる。この場合、共振周波数調整回路１０３の可変容量２０１、２０３の容量値を小さくして共振周波数を上げれば、インピーダンスがＸ方向に移動し、参照符号１２の位置に近づけることが可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
図１４は、非接触給電システム３において異物が接近した場合の処理の流れの一例を示すフロー図である。同図に示されるフロー図には、例えば送電装置１が通常の電力で送電を開始した後に、異物が接近した場合の処理の流れが例示されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８１】
上記以外の制御は、非接触給電システム３と同様である。すなわち、ＮＦＣ通信（無線通信）を行うときに送電を停止させる制御を行えば、非接触給電システム１における処理フロー（図１３、図１４）と同様の制御が可能となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８４】
同図に示される非接触給電システム９は、送電装置７と受電装置８とを含む。非接触給電システム９では、送電装置７から受電装置８への磁気共鳴方式による非接触電力伝送が行われ、送電装置７と受電装置８による無線通信は行わない。具体的に、送電装置７は、送電装置１から通信部１０５と通信用アンテナ１１１を取り除いた構成とされ、受電装置８は、受電装置２から通信部１３７と通信用アンテナ１３８を取り除いた構成とされる。その他の構成は、非接触給電システム３と同様である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８６】
図２０は、非接触給電システム９において電力の送電が開始されるまでの処理の流れの一例を示すフロー図である。同図に示されるフロー図には、例えば送電装置７の電源が投入されてから、通常の電力で送電が開始されるまでの処理の流れが例示されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８７】
例えば送電装置７の電源が投入され、送電装置７が動作可能な状態となると、送電制御に係る処理が開始される（Ｓ１０１）。先ず、送電装置７は、通常よりも低い電力で送電を開始する（Ｓ１３１）。具体的には、制御部１０４が、通常の送電時の電力量よりも低い電力量となるように、送電アンプ１０２の増幅率を変化させる。これによれば、送電装置７の送電範囲に異物が最初から置かれていた場合であっても、その異物に与える影響を小さくすることができる。送電装置７は、低い電力で送電を行っている期間に、入射電力量に対応する電圧Ｖｉ及び反射電力量に対応する電圧Ｖｒを計測し、制御部１０４によって電圧在波比ＶＳＷＲ値を算出する（Ｓ１０７）。その後の処理は、図１３と同様である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８８】
以上の処理によれば、無線通信を行わなくても、実施の形態１に係る非接触給電システム３と同様に、反射電力量が最も小さくなる共振周波数を探索して送電側の共振回路１１０に設定することができ、効率の良い非接触電力伝送を実現することが容易となる。また、初めに低い電力で送電を開始し、その後電力を大きくして送電を開始することで、非接触電力伝送システムにおける送電制御の信頼性を高めることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９２】
これによれば、無線通信を行わなくても、実施の形態１に係る非接触給電システム３と同様に、非接触給電システムの送電範囲に存在する異物の有無のみならず、非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となり、非接触給電システムの信頼性が向上する。特に、本送電装置７は、小型の電気機器向けの非接触給電システム等に適用して好適である。例えば、受電装置が電気シェーバー等の小型の電気機器である場合、高い送電電力が必要ではないため、無線通信を行わなくても非接触電力伝送に影響のある異物であるか否かを精度良く判定することが可能となる。
【国際調査報告】
2014203346.tif 000026
2014203346.tif 000027
2014203346.tif 000028
2014203346.tif 000029