(57)【要約】本発明に係る給電装置（Ｓ）は、交流電力を受電装置に向かって非接触方式で伝送する給電装置であって、電圧変換器（２）と、前記電圧変換器に接続されたインバータ回路（３）と、前記受電装置から、前記受電装置に設けられた整流回路の出力値を受信する通信部（５）と、前記インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、前記電圧変換器の出力値または前記整流回路の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うか否かを制御するスイッチング制御部（７）と、を有する。
2015008506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を受電装置に向かって非接触方式で伝送する給電装置であって、
電圧変換器と、
前記電圧変換器に接続されたインバータ回路と、
前記受電装置から、前記受電装置に設けられた整流回路の出力値を受信する通信部と、
前記インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、前記電圧変換器の出力値または前記整流回路の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うか否かを制御するスイッチング制御部と、
を有する給電装置。
【請求項２】
前記スイッチング制御部は、前記電圧変換器の前記出力値又は前記整流回路の前記出力値が前記特定の値に達する場合、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行わないように、前記電圧変換器を制御する請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記スイッチング制御部は、前記電圧変換器の前記出力値又は前記整流回路の前記出力値が前記特定の値に達しない場合、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うように、前記電圧変換器を制御する請求項１に記載の給電装置。
【請求項４】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの位相差を調整する請求項１に記載の給電装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれのデューティ比を調整する請求項１に記載の給電装置。
【請求項６】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの周波数を調整する請求項１に記載の給電装置。
【請求項７】
前記電圧変換器の前記出力値は、前記電圧変換器が出力する電力、電圧、又は電流の値であり、前記整流回路の前記出力値は、前記整流回路が出力する電力、電圧、又は電流の値である請求項１に記載の給電装置。
【請求項８】
交流電力を受電装置に向かって非接触方式で伝送する給電装置であって、
電圧変換器と、
前記電圧変換器に接続されたインバータ回路と、
第１の通信部と、
を有する給電装置と、
整流回路と、
前記整流回路の出力値を出力する制御部と、
前記制御部と接続され、前記出力値を前記第１の通信部に送信する第２の通信部と、
を有する受電装置と、
を有し、
前記給電装置は、前記インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、前記電圧変換器の出力値又は前記整流回路の前記出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行う否かを制御するスイッチング制御部を含む非接触給電システム。
【請求項９】
前記スイッチング制御部は、前記電圧変換器の前記出力値又は前記整流回路の出力値が前記特定の値に達する場合、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行わないように、前記電圧変換器を制御する請求項８に記載の非接触給電システム。
【請求項１０】
前記スイッチング制御部は、前記電圧変換器の前記出力値又は前記整流回路の出力値が前記特定の値に達しない場合、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うように、前記電圧変換器を制御する請求項８に記載の非接触給電システム。
【請求項１１】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの位相差を調整する請求項８に記載の非接触給電システム。
【請求項１２】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれのデューティ比を調整する請求項８に記載の非接触給電システム。
【請求項１３】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの周波数を調整する請求項８に記載の非接触給電システム。
【請求項１４】
前記電圧変換器の前記出力値は、前記電圧変換器が出力する電力、電圧、又は電流の値であり、前記整流回路の前記出力値は、前記整流回路が出力する電力、電圧、又は電流である請求項８に記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システムに関する。本願は、２０１３年７月１９日に日本に出願された特願２０１３−１５０９５１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、給電装置から電動車両に高効率な非接触給電を行うことが可能な給電システムが開示されている。この給電システムにおいて、給電装置は、交流電源と、交流電源からの電力を高周波電力に変換する高周波電力ドライバと、高周波電力ドライバから供給された高周波電力に基づいて電磁誘導によって給電する一次コイルと、一次コイルから給電された電力に基づいて電動車両に電磁場を介して給電する一次自己共振コイルとを具備する。一方、電動車両は、給電装置の一次自己共振コイルから電磁場を介して受電する二次自己共振コイルと、二次自己共振コイルにより受電された電力を整流する整流器と、整流器によって整流された電力の電圧を変換するＤＣ/ＤＣコンバータと、ＤＣ/ＤＣコンバータを制御することにより、整流器とＤＣ/ＤＣコンバータとの間の電圧を目標電圧に制御する車両ＥＣＵとを備える。また、特許文献２には、受電装置に給電するに際して、インバータ回路から見た負荷インピーダンスに応じて、複数のスイッチング素子の全てをオン・オフ制御するフルブリッジモードと、これらのスイッチの一部をオン・オフ制御するシングルエンデッドモードを切り替えるようにすることが開示されている。さらに、特許文献３では、ハーフブリッジインバータの交流出力電圧が、フルブリッジインバータの半分に下がるが、低電圧整流器の出力電圧が全波整流器の２倍であり、全体としてインバータ入力電圧と二次側直流電圧との電圧比が変わらないようにすることが開示されている。これにより、非接触給電トランスの電圧が半分に下がるため、絶縁とフェライトの損失低減の面で有利となる。そして特許文献４では２次側における電圧および電流に関する信号を１次側ユニットへ非接触の電磁結合コイルを用いて１次側に送信し、１次側ユニットでは２次側から送られてきた信号を受信して、１次側のインバータの駆動周波数を可変させることが開示されている。これにより高効率、小型、低コストで２次側の安定化制御を行う事が出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特願２０１０−５３０６５２号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１２／０９８８６７
【特許文献３】日本国特開２０１２−１５２０４１号公報
【特許文献４】日本国特開２００６−０７４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術において、給電装置の高周波電力ドライバは、整流回路、昇圧チョッパ回路、及びインバータ回路等から構成されているが、給電時には、一般的に昇圧チョッパ回路及びインバータ回路の両方を動作させて給電電力を調整する。しかしながら、昇圧チョッパ回路及びインバータ回路の両方を動作させると、昇圧チョッパ回路及びインバータ回路の両方を動作させた場合の電力範囲でしか給電が実現できない。そのため、例えば、給電電力を調整する必要がある場合に、大きな電力から小さな電力までの広い電力範囲での給電を実現することができない。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、広い電力範囲での給電を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、交流電力を受電装置に向かって非接触方式で伝送する給電装置であって、電圧変換器と、前記電圧変換器に接続されたインバータ回路と、前記受電装置から、前記受電装置に設けられた整流回路の出力値を受信する通信部と、前記インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、前記電圧変換器の出力値または前記整流回路の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うか否かを制御するスイッチング制御部と、を有する給電装置である。【０００７】
本発明の第２の態様は、上記第１の態様の給電装置において、スイッチング制御部は、電圧変換器の出力値又は整流回路の出力値が特定の値に達する場合、電圧変換器が入力電圧の昇圧を行わないように、電圧変換器を制御する。【０００８】
本発明の第３の態様は、上記第１の態様の給電装置において、スイッチング制御部は、電圧変換器の出力値又は整流回路の出力値が特定の値に達しない場合、電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うように、電圧変換器を制御する。【０００９】
本発明の第４の態様は、上記第１の態様の給電装置において、スイッチング制御部は、インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、スイッチング信号のそれぞれの位相差を調整する。【００１０】
本発明の第５の態様は、上記第１の態様の給電装置において、スイッチング制御部は、インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、スイッチング信号のそれぞれのデューティ比を調整する。【００１１】
本発明の第６の態様は、上記第１の態様の給電装置において、スイッチング制御部は、インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、スイッチング信号のそれぞれの周波数を調整する。【００１２】
本発明の第７の態様は、上記第１の態様の給電装置において、電圧変換器の出力値は、電圧変換器が出力する電力、電圧、又は電流の値であり、整流回路の出力値は、整流回路が出力する電力、電圧、又は電流の値である。【００１３】
本発明の第８の態様は、交流電力を受電装置に向かって非接触方式で伝送する給電装置であって、電圧変換器と、電圧変換器に接続されたインバータ回路と、第１の通信部と、を有する給電装置と、整流回路と、整流回路の出力値を出力する制御部と、制御部と接続され、出力値を第１の通信部に送信する第２の通信部と、を有する受電装置と、を有する非接触給電システムである。この非接触給電システムにおいて、給電装置は、インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するようにインバータ回路を制御し、電圧変換器の出力値または整流回路の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、電圧変換器が入力電圧の昇圧を行う否かを制御するスイッチング制御部を含む。【００１４】
本発明の第９の態様は、上記第８の態様の非接触給電システムにおいて、スイッチング制御部は、電圧変換器の出力値又は整流回路の出力値が特定の値に達する場合、電圧変換器が入力電圧の昇圧を行わないように、電圧変換器を制御する。【００１５】
本発明の第１０の態様は、上記第８の態様の非接触給電システムにおいて、スイッチング制御部は、電圧変換器の出力値又は整流回路の出力値が特定の値に達しない場合、電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うように、電圧変換器を制御する。【００１６】
本発明の第１１の態様は、上記第８の態様の非接触給電システムにおいて、スイッチング制御部は、インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、スイッチング信号のそれぞれの位相差を調整する。【００１７】
本発明の第１２の態様は、上記第８の態様の非接触給電システムにおいて、スイッチング制御部は、インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、スイッチング信号のそれぞれのデューティ比を調整する。【００１８】
本発明の第１３の態様は、上記第８の態様の非接触給電システムにおいて、スイッチング制御部は、インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、スイッチング信号のそれぞれの周波数を調整する。【００１９】
本発明の第１４の態様は、上記第８の態様の非接触給電システムにおいて、電圧変換器の前記出力値は、電圧変換器が出力する電力、電圧、又は電流の値であり、整流回路の出力値は、整流回路が出力する電力、電圧、又は電流である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スイッチング制御部は、インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、電圧変換器の出力値または整流回路の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、電圧変換器が入力電圧の昇圧を行う否かを制御する。この制御によって、インバータ回路のみで給電する電力と、インバータ回路及び電圧変換器の両方で給電する電力を切り替えることができるため、従来技術よりも広い電力範囲で給電することを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１〜３実施形態に係る非接触給電システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明の第１〜３実施形態に係る非接触給電システムの給電装置のインバータ回路の構成を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態に係る非接触給電システムの給電装置のインバータ回路のスイッチングのタイミングを示す図である。
【図２Ｃ】本発明の第１実施形態に係る非接触給電システムの給電装置のインバータ回路におけるスイッチング信号の位相差に応じた電力変化を示す図である。
【図２Ｄ】本発明の第２実施形態に係る非接触給電システムの給電装置のインバータ回路のスイッチングのタイミングを示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る非接触給電システムの動作を示す特性図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る非接触給電システムの動作を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る非接触給電システムの概要構成は、図１に開示されている。また、給電装置Ｓの一部の詳細が、図２Ａに記載されている。
本実施形態に係る非接触給電システムは、図１に示すように、給電装置Ｓと、受電装置Ｒとを備えている。また、給電装置Ｓは、整流回路１と、チョッパ回路２（電圧変換器）と、インバータ回路３と、共振回路４（第１の共振回路）と、通信部５（第１の通信部）と、電力計測部６（第１の電力計測部）と、スイッチング制御部７とを含む。一方、受電装置Ｒは、共振回路（第２の共振回路）１１と、整流回路１２と、電力計測部（第２の電力計測部）１３と、通信部（第２の通信部）１４と、制御部１５とを含む。なお、スイッチング制御部７は、本実施形態における制御手段である。
【００２３】
給電装置Ｓは、地上に設けられた給電施設に固定配置され、移動体に非接触で交流電力を供給し、バッテリＢ（負荷）に直流電力を供給する。給電施設は、単数あるいは複数の移動体の停車スペースと、停車スペースの個数に相当する給電装置Ｓとを備えている。一方、受電装置Ｒは、移動体に備えられ、給電装置Ｓから供給された交流電力を直流電力に変換して蓄電する。なお、移動体は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の外部からの受電を必要とする車両である。
【００２４】
給電装置Ｓにおける整流回路１は、例えばダイオードブリッジであり、外部の商用電源から供給される商用電力（例えば単相１００ボルト、５０Ｈｚ）を全波整流してチョッパ回路２に出力する。この整流回路１からチョッパ回路２に供給される電力（全波整流電力）は、正弦波状の商用電力がゼロクロス点で折り返されている片極性（例えばプラス極性）の脈流である。
【００２５】
チョッパ回路２は、スイッチング制御部７によってスイッチング動作が制御されることにより、自らの出力電圧を調整してインバータ回路３に出力する。具体的に、チョッパ回路２は、例えば図２Ａに示すような昇圧チョッパ回路２である。チョッパ回路２は、昇降圧チョッパ回路でもよいが、ここでは昇圧チョッパ回路の例を用いて説明する。チョッパ回路２は、コイル２１と、コイル２１に接続され、スイッチング制御部７からの制御信号（スイッチング信号）に基づいてオンとオフの動作を行うトランジスタ２３（スイッチング素子）と、コイル２１と接続されたダイオード２２と、ダイオード２２と接続されたコンデンサ２４とを含む。スイッチング制御部７は、チョッパ回路２に含まれるトランジスタ２３（スイッチング素子）にスイッチング信号を出力する。スイッチング素子は、スイッチング制御部７からのスイッチング信号によってオンとオフを繰り返す。その結果、コイル２１に起電力が生じ、チョッパ回路２への入力電圧が昇圧される。また、コイル２１によって昇圧された電圧は、コンデンサ２４によって平滑化され、直流電圧として後段のインバータ回路３に出力される。簡潔に記載すれば、このチョッパ回路２は、昇圧チョッパ回路であり、整流回路１から入力された電力を昇圧して出力する。ただし、このチョッパ回路２から出力される電力は、チョッパ回路２内のコイル２１のインダクタとしての機能及びコンデンサ２４の平滑コンデンサとしての機能により、脈流である全波整流電力が十分に平滑化された直流電力である。
【００２６】
また、このチョッパ回路２は、スイッチング制御部７によってスイッチング動作が制御されることにより、力率改善回路（ＰＦＣ：Power Factor Correction）としても機能する。すなわち、チョッパ回路２は、全波整流電力を、この全波整流電力の周波数よりも十分に高い周波数で全波整流電力のゼロクロス点を基準に、スイッチングすることにより、全波整流電力の電流の通流期間を広げて力率を改善する。なお、一般的にチョッパ回路が力率改善回路として機能することは周知なので、ここではチョッパ回路２の力率改善原理について詳細な説明を省略する。
【００２７】
インバータ回路３はスイッチング制御部７によってスイッチング動作が制御されることにより、チョッパ回路２から供給される直流電力を特定周波数（伝送周波数）の交流電力に変換して共振回路４に出力する。例えば、図２Ａに記載した具体例のような回路でもよい。インバータ回路３の原理をわかりやすく説明するために、図２Ａに記載された回路を用いて具体的に説明する。インバータ回路３は、直列接続されたトランジスタ３１及び３２と、直列接続されたトランジスタ３３及び３４を含む。トランジスタ３１及び３２は一つのレグ（第１のレグ）を形成し、トランジスタ３３及び３４は別のレグ（第２のレグ）を形成する。トランジスタ３１は、スイッチング制御部７からスイッチング信号Ｓ１が入力される。トランジスタ３２は、スイッチング制御部７からスイッチング信号Ｓ２が入力される。トランジスタ３３は、スイッチング制御部７からスイッチング信号Ｓ３が入力される。トランジスタ３４は、スイッチング制御部７からスイッチング信号Ｓ４が入力される。なお、ダイオード３５〜３８は、帰還ダイオードである。主にインバータが誘導性負荷の場合、全てのＭＯＳＦＥＴがＯＦＦとなるときに負荷からの戻り電流がダイオード３５〜３８に流れる。また、トランジスタは、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等のインバータ回路を構成可能なトランジスタであればよい。
【００２８】
スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれは、ハイレベルを示す電圧値とローレベルを示す電圧値とを繰り返す矩形波の信号（ＰＷＭ信号）である。スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれ基づき、トランジスタ３１〜３４のそれぞれは、オン状態とオフ状態とを切り替える。例えばスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれがハイレベルである場合、トランジスタ３１〜３４のそれぞれは、オン状態となって電流を流し、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれがローレベルである場合、トランジスタ３１〜３４のそれぞれは、オフ状態となって高抵抗となり、電流を流さない。ただし、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４が示すハイレベルまたはローレベルと、トランジスタ３１〜３４のオンまたはオフとの関係は、（n型あるいはｐ型等の）トランジスタの種類によって変わることは周知のとおりである。
【００２９】
図２Ｄは、スイッチング制御部７がトランジスタ３１〜３４のそれぞれに出力するスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４の波形の具体例である。この具体例では、スイッチング信号Ｓ１とＳ３の位相差φは１８０度であることから、スイッチング信号Ｓ１とＳ４は同位相、スイッチング信号Ｓ２とＳ３が同位相となる。なお、トランジスタ３１と３２に貫通電流が流れる状態を防止するため、スイッチング信号Ｓ１とＳ２の位相差φが１８０度となっている。また、トランジスタ３３と３４に貫通電流が流れる状態を防止するため、スイッチング信号Ｓ３とＳ４は位相差φが１８０度となっている。そして、チョッパ回路２のコンデンサ２４によって平滑化された直流電圧がインバータ回路３に入力され、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４の波形に応じた電流が流れる。図２Ｄに示す例では、例えばスイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ４がハイレベルの期間では、トランジスタ３１から共振回路４の内部を介してトランジスタ３４に向かって電流が流れ、スイッチング信号Ｓ２とスイッチング信号Ｓ３がハイレベルの期間では、トランジスタ３３から共振回路の内部を介してトランジスタ３２に向かって電流が流れる。スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ４がハイレベルの期間と、スイッチング信号Ｓ２とスイッチング信号Ｓ３がハイレベルの期間とでは、電流の向きが異なるため、チョッパ回路２から入力された直流電圧は交流電圧に変換されたことになる。
【００３０】
このインバータ回路３は、後述する共振回路４に接続される。例えば、インバータ回路３は、共振回路４に含まれる給電コイルに接続されている。
【００３１】
インバータ回路３は、図２Ｂに示すように、スイッチング素子３１とスイッチング素子３２とが交互にオン/オフすると共に、スイッチング素子３３とスイッチング素子３４とが交互にオン/オフすることによって、直流電力を交流電力に変換する。すなわち、スイッチング素子３１及びスイッチング素子３２のレグと、スイッチング素子３３及びスイッチング素子３４のレグとは、それぞれ一対のスイッチング素子で動作している。
【００３２】
共振回路４では、給電コイルと給電コンデンサとが接続されている。これらの給電コイル及び給電コンデンサのうち、給電コイルは、停車スペースに停車した移動体の特定箇所（受電コイルが設けられている箇所）と対向する位置に設けられている。また、この共振回路４の共振周波数は、上記インバータ回路３から出力する交流基本波の周波数と近い周波数に設定されている。
【００３３】
通信部５は、給電装置Ｓに設けられており、受電装置Ｒの通信部１４と近距離無線通信を行う。これにより、通信部１４から受電装置Ｒの状態を示す状態情報を取得する。例えば、この状態情報は、整流回路１２の出力値（出力電力、電流、あるいは電圧）を示す情報である。
【００３４】
このような通信部５は、通信部１４から取得した状態情報をスイッチング制御部７に出力する。なお、通信部５と通信部１４との通信方式は、ZigBee（登録商標）やBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信、あるいは光信号を用いた近距離光通信である。
【００３５】
電力計測部６は、チョッパ回路２の出力値（出力電力、出力電流または出力電圧）を検出するセンサであり、検出信号をスイッチング制御部７に出力する。
【００３６】
スイッチング制御部７は、チョッパ回路２あるいは後述する受電装置Ｒの整流回路１２の出力電力、出力電流または出力電圧に基づいて、チョッパ回路２及びインバータ回路３を制御する。例えば、スイッチング制御部７は、電力計測部６から入力される検出信号あるいは通信部５から入力される受電装置Ｒの状態情報に基づいて、チョッパ回路２あるいは整流回路１２の出力値（出力電力、出力電流または出力電圧）が特定の値になるように、チョッパ回路２及びインバータ回路３のうち、インバータ回路３のみを動作させる。このインバータ回路３のみの動作によってチョッパ回路２あるいは整流回路１２の出力電力、出力電流または出力電圧が特定の値にならなかった場合に、チョッパ回路２もインバータ回路３と合わせて動作させる。スイッチング制御部７がインバータ回路３を制御する仕組みについては、後述する。また、インバータ回路３のみを動作させるということは、チョッパ回路２による入力電圧の昇圧を行わないということであり、具体的には、スイッチング制御部７がチョッパ回路２に含まれるトランジスタ２３のオンとオフの状態を切り替えるスイッチングを行わないということである。したがって、この場合、スイッチング制御部７は、トランジスタ２３に信号値が一定のスイッチング信号を供給している。
【００３７】
一方、受電装置Ｒにおける共振回路１１は、受電コイルと受電コンデンサとが接続され。この受電コイルは、移動体の底部、側部、又は上部等に設けられており、移動体が停車スペースに停車した際に給電装置Ｓの給電コイルと近接して対向する。
【００３８】
このような共振回路１１では、受電コイルが共振回路４の給電コイルと近接且つ対向することで、受電コイルと給電コイルとが磁気結合する。この結果、共振回路１１は、インバータ回路３によって給電コイルに供給された交流電力と、給電コイルと受電コイルとの結合係数に応じた交流電力とを共振回路４から非接触で受電して、整流回路１２に出力する。すなわち、本非接触給電システムは、磁界共鳴方式に準拠した非接触給電システムである。
【００３９】
整流回路１２は、例えばダイオードブリッジ、リアクトル、及び平滑コンデンサから構成されており、共振回路１１から供給される交流電力（受電電力）を全波整流且つ平滑化してバッテリＢに出力する。この整流回路１２からバッテリＢに供給される電力は、ダイオードブリッジで全波整流された電力をリアクトル及び平滑コンデンサによって平滑化した直流電力である。
【００４０】
電力計測部１３は、上述した整流回路１２の出力電力、出力電流、または出力電圧を検出するセンサであり、検出信号を制御部１５に出力する。
【００４１】
通信部１４は、給電装置Ｓの通信部５と近距離で無線通信を行うことにより、受電装置Ｒの状態を示す状態情報を通信部５に送信する。例えば、この状態情報は、整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧を示す情報である。この通信部１４は、通信部５と同様に、ZigBee（登録商標）やBluetooth（登録商標）等の電波通信、又は光信号を用いた光通信を行う。
【００４２】
制御部１５は、受電装置Ｒを統括制御するものであり、詳細については後述するが、例えば、電力計測部１３から入力される検出信号に基づいて、整流回路１２の出力電力、出力電流、または出力電圧を受電装置Ｒの状態情報として通信部１４に出力する。そして通信部１４は、上述した通り、この状態情報を給電装置に設けられた通信部５に送信する。    
【００４３】
バッテリＢは、リチウムイオン電池等の二次電池であり、整流回路１２から供給される直流電力を充電して蓄える。図示しないが、このバッテリＢは、移動体の走行用モータを駆動するインバータ回路（走行用インバータ回路）又は／及び移動体の走行を制御する制御機器に接続されており、これらの走行用インバータ回路や制御機器に駆動電力を供給する。
【００４４】
次に、このように構成された給電装置及び非接触給電システムの動作について、図２Ａ〜図４を参照して詳しく説明する。
本非接触給電システムは、移動体が停車スペースに進入すると、この移動体に対する給電を開始する。例えば、給電装置Ｓにおける通信部５は通信要求信号を一定周期で連続的に発信する。一方、受電装置Ｒにおける通信部１４は、移動体が停車スペースに進入すると、上記通信要求信号の受信が可能になるので、この通信要求信号に対して回答信号を通信部５に送信する。そして、通信部５は、この回答信号を受信すると、回答信号の受信をスイッチング制御部７に通知する。この結果、スイッチング制御部７は、移動体が給電可能エリア内に進入してきたことを判断（認識）する。
【００４５】
そして、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧に基づいて、チョッパ回路２及びインバータ回路３の制御を開始する。すなわち、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値になるように、チョッパ回路２及びインバータ回路３のうち、チョッパ回路２による昇圧を停止し、インバータ回路３のみを動作させる。そしてスイッチング制御部７は、インバータ回路３のみの動作によってチョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値にならなかった場合に、チョッパ回路２の昇圧を開始させる。具体的には、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２のトランジスタ２３に対してハイレベルとローレベルを繰り返すスイッチング信号の供給を開始し、チョッパ回路２の昇圧を開始させる。すなわち、スイッチング制御部７は、インバータ回路３が直流電力を交流電力に変換するようにインバータ回路を制御し、チョッパ回路２の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、チョッパ回路２が入力電圧の昇圧を行う否かを制御する。
【００４６】
また、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧に代わって、通信部５から入力される受電装置Ｒの状態情報に基づいて、チョッパ回路２及びインバータ回路３の制御を開始することも可能である。すなわち、スイッチング制御部７は、整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値になるように、チョッパ回路２及びインバータ回路３のうち、チョッパ回路２による昇圧を停止し、インバータ回路３のみを動作させる。そして、スイッチング制御部７は、インバータ回路３のみの動作によって整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値にならなかった場合に、チョッパ回路２の昇圧を開始させる。具体的には、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２のトランジスタ２３に対してハイレベルとローレベルを繰り返すスイッチング信号の供給を開始し、チョッパ回路２の昇圧を開始させる。すなわち、スイッチング制御部７は、インバータ回路３が直流電力を交流電力に変換するようにインバータ回路３を制御し、整流回路１２の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、チョッパ回路２が入力電圧の昇圧を行う否かを制御する。なお、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧と、通信部５から入力される受電装置Ｒの状態情報とに基づいて、チョッパ回路２及びインバータ回路３の制御を行ってもよい。
【００４７】
ここで、インバータ回路３の制御方法について、具体例を用いて説明する。例えば、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるように、インバータ回路３のトランジスタ３１〜３４のそれぞれに出力するスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの位相差を調整する。具体的には、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３の位相差φを調整する。スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ２の位相差と、スイッチング信号Ｓ３とスイッチング信号Ｓ４の位相差とは、１８０度で固定する。図２Ｂの波形は、図２Ｄの波形よりも位相差φが小さい例を示している。この場合、スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３の位相差φが１８０度より小さくなったことで、スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３のハイレベルが重なる期間及びスイッチング信号Ｓ２とスイッチング信号Ｓ４のハイレベルが重なる期間が発生する。スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３が共にハイレベルの期間は、図２Ａのトランジスタ３１とトランジスタ３３が共にオン状態であり、インバータ回路３のふたつの出力ノードの間の電位差は０Ｖとなる。したがって、この期間は電流が流れない。スイッチング信号Ｓ２とスイッチング信号Ｓ４が共にハイレベルの期間も、同様である。したがって、位相差φが１８０度から小さくなるほど、インバータ回路３に流れる時間軸上の平均電流の値は低下する。インバータ回路３とチョッパ回路２は直列接続されているので、上述したインバータ回路３を流れる平均電流の値が低下すると、チョッパ回路２が出力する電流も減少する。そのため、チョッパ回路２の出力電力は、低下する。図２Ｃは、この様子を示している。すなわち、スイッチング制御部７はスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの位相差を調整することによって、より具体的にはスイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３の位相差φを調整することによって（このとき、スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ２の位相差φ及びスイッチング信号Ｓ３とスイッチング信号Ｓ４の位相差φは、ともに１８０度である）、チョッパ回路２の出力電力を制御することができる。したがって、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるような制御が可能となる。また、上述した通り、上記のようなインバータ回路の制御により、位相差φが１８０度となってもチョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値に達しない場合、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２のトランジスタ２３に対してスイッチング信号の供給を開始し、チョッパ回路２の出力電圧の昇圧を行えばよい。これによって、電流が増加して電力も増加するため、チョッパ回路２の出力電力、出力電圧、又は出力電流が特定の値に到達することができる。
【００４８】
なお、これまで、インバータ回路３へのスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの位相差φを調整することによって、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が制御される例を説明したが、スイッチング制御部７が通信部５から受け取った状態情報を介して整流回路１２の出力電力、出力電圧、又は出力電流を制御する場合も原理は同じである。すなわち、上記の例と同様のインバータ回路３の制御によって、インバータ回路３の出力電流が低減すれば、結果的に、共振回路１１が受け取る電力が低下して、共振回路１１と直列接続された整流回路１２が出力する電力が低下する。つまり、スイッチング制御部７はスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの位相差φを調整することによって、より具体的にはスイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３の位相差φを調整することによって（このとき、スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ２の位相差φ及びスイッチング信号Ｓ３とスイッチング信号Ｓ４の位相差φは、ともに１８０度である）、整流回路１２の出力電力を制御することができる。したがって、スイッチング制御部７は、整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるような制御が可能となる。また、上記のようなインバータ回路３の制御により、位相差φが１８０度となっても整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値に達しない場合、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２のトランジスタ２３に対してスイッチング信号の供給を開始し、チョッパ回路２の出力電圧の昇圧を行えばよい。これによって、給電装置から出力される電流は増加して電力も増加するため、整流回路１２の出力電力、出力電圧、又は出力電流が特定の値に到達することができる。
【００４９】
スイッチング制御部７がスイッチング信号Ｓ１とＳ３の位相差φを０度から１８０度まで変化させた場合、位相差φに比例して、インバータ回路３の出力電圧が上昇し、図２Ｃに示すように、チョッパ回路２又はインバータ回路３の出力電力及び出力電流が増加する。
【００５０】
ここで、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１とＳ３の位相差φを０度から１８０度に向けて急に変化させずに徐々に変化させる。この結果、インバータ回路３の出力電圧が徐々に上昇するので、共振回路４が有する給電コンデンサ（共振コンデンサ）に対して急に流れる突入電流を防止することができる。
【００５１】
そして、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となった場合には、位相差φを固定する。一方、スイッチング制御部７は、位相差φを１８０度まで変化させたにもかかわらず、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値にならなかった場合には、チョッパ回路２のトランジスタ２３にスイッチング信号の供給を開始して、チョッパ回路２に昇圧動作を開始させる。この結果、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧は、さらに上昇して目的とする特定の値に達することができる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
上述したインバータ回路３に対するスイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ１の位相差φを調整する方法以外にも、以下のようなインバータ回路３の制御方法がある。第２実施形態では、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を調整する。言い換えると、スイッチング制御部７は、インバータ回路３のオン/オフのデューティ比を調整する。図２Ｄを参照すると、図２Ｄでは位相差φが１８０度であり、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比は５０％である。ここで、デューティ比とは、信号の周期に対するハイレベルの期間の割合を意味する。スイッチング制御部７は、電力計測部６から受け取ったチョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧に基づいて、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を０％〜５０％の範囲で調整する。スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のデューティ比が０％に近づくほど、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のハイレベル期間が短くなる。その結果、信号波形のタイミングチャート上でスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４の全てがローレベルの期間が発生する。そして、その期間は、デューティ比が０％に近づくほど長くなる。デューティ比が０％に近づくほどインバータ回路３に電流が流れている期間が短くなるため、時間軸上の平均電流の値は低下する。インバータ回路３とチョッパ回路２は直列接続されているので、上述したインバータ回路３を流れる平均電流の値が低下すると、チョッパ回路２が出力する電流も減少する。そのため、チョッパ回路２の出力電力は、低下する。すなわち、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を調整することによって、チョッパ回路２の出力電力を制御することができる。したがって、第２実施形態の制御方法によっても、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるような制御が可能となる。なお、スイッチング制御部７は、電力計測部１３から受け取った状態情報に含まれる整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧に基づいて、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を０％〜５０％の範囲で調整することも可能である。また、上記のようなインバータ回路３の制御方法により、デューティ比が５０％に達してもチョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値に達しない場合、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２のトランジスタ２３に対してスイッチング信号の供給を開始し、チョッパ回路２の出力電圧の昇圧を行えばよい。これによって、給電装置から出力される電流は増加して電力も増加するため、整流回路１２の出力電力、出力電圧、又は出力電流が特定の値に到達することができる。
【００５３】
なお、以上で、インバータ回路３へのスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を調整することによって、チョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が制御される例を説明したが、スイッチング制御部７が通信部５から受け取った状態情報を介して整流回路１２の出力電力、出力電圧、又は出力電流を制御する場合も原理は同じである。すなわち、上記の例と同様のインバータ回路３の制御方法によって、インバータ回路３の出力電流が低減すれば、結果的に、共振回路１１が受け取る電力が低下して、共振回路１１と直列接続された整流回路１２が出力する電力が低下する。つまり、スイッチング制御部７はスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を調整することによって、整流回路１２の出力電力を制御することができる。したがって、スイッチング制御部７は、整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるような制御が可能となる。また、上記のようなインバータ回路３の制御方法により、デューティ比が５０％に達しても整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値に達しない場合、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２のトランジスタ２３に対してスイッチング信号の供給を開始し、チョッパ回路２の出力電圧の昇圧を行えばよい。これによって、給電装置から出力される電流は増加して電力も増加するため、整流回路１２の出力電力、出力電圧、又は出力電流が特定の値に到達することができる。
【００５４】
なお、具体的な制御方法の例としては、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるように、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を０％から５０％に向けて変化させる。
【００５５】
ここでも、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を急に変化させずに徐々に変化させる。この結果、インバータ回路３の出力電圧が徐々に上昇するので、共振回路４が有する給電コンデンサ（共振コンデンサ）に対して急に流れる突入電流を防止することができる。
【００５６】
そして、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となった場合には、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を固定する。一方、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比を５０％まで変化させたにもかかわらず、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値にならなかった場合には、チョッパ回路２に含まれるトランジスタ２３へのスイッチング信号の供給を開始し、チョッパ回路２に昇圧動作を開始させる。この結果、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧は、特定の値に達する。
【００５７】
図３のグラフ（ａ）は、インバータ回路３のみの動作によってチョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値になった場合のインバータ回路３の出力電圧の経時的推移を示している。また、図３のグラフ（ｂ）は、その場合のチョッパ回路２の出力電圧の経時的推移を示している。さらに、図３のグラフ（ｃ）は、その場合の給電装置Ｓの出力の経時的推移を示している。
【００５８】
図３のグラフ（ａ）に示すように、期間Ｔ０〜Ｔ１（商用電源からの電力供給がオフ状態である時）と、期間Ｔ１〜Ｔ２（インバータ回路３が停止状態である時）とでは、インバータ回路３の出力電圧は、０Ｖとなる。続いて、期間Ｔ２〜Ｔ３において、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３の位相差φ又はスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれのデューティ比の調整が開始する。すると、図３のグラフ（ａ）に示すように、インバータ回路３の出力電圧は、徐々に上昇する。
【００５９】
そして、インバータ回路３のみの動作によってチョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値になった場合には、スイッチング制御部７は位相差φ又はデューティ比を固定するので、インバータ回路３の出力電圧は、図３のグラフ（ａ）の時間Ｔ３以降の期間に示されるように、安定する。このとき、チョッパ回路２昇圧を行っておらず動作していないので、図３のグラフ（ｂ）に示すように、チョッパ回路２からの出力電圧は変化しない。また、図３のグラフ（ｃ）に示すように、給電装置Ｓの出力電流及び出力電力は、図３のグラフ（ａ）に示すインバータ回路３の出力電圧の経時的推移に同期して変化する。
【００６０】
一方、図４のグラフ（ａ）は、インバータ回路３及びチョッパ回路２両方の動作によってチョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値になった場合のインバータ回路３の出力電圧の経時的推移を示している。また、図４のグラフ（ｂ）は、その場合のチョッパ回路２の出力電圧の経時的推移を示している。さらに、図４のグラフ（ｃ）は、その場合の給電装置Ｓの出力の経時的推移を示している。
【００６１】
図４のグラフ（ａ）に示すように、期間Ｔ０〜Ｔ１（商用電源からの電力供給がオフ状態である時）と、期間Ｔ１〜Ｔ２（インバータ回路３が停止状態である時）とでは、インバータ回路３の出力電圧は、０Ｖとなる。続いて、期間Ｔ２〜Ｔ３において、スイッチング制御部７がスイッチング信号Ｓ１とスイッチング信号Ｓ３の位相差φ又はスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のデューティ比の調整を開始すると、図４のグラフ（ａ）に示すように、インバータ回路３の出力電圧は、徐々に上昇する。
【００６２】
しかしながら、ここでは、インバータ回路３のみの動作によってチョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値に達しないために、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２の昇圧動作を開始させる。この結果、図４のグラフ（ａ）に示すように、時間Ｔ３以降の期間でも、インバータ回路３の出力電圧は上昇し続け、インバータ回路３の出力電圧が目標値に達する。このとき、チョッパ回路２は、時間Ｔ３以降の期間で動作を開始するので、図４のグラフ（ｂ）に示すようにチョッパ回路２の出力電圧は時間Ｔ３以降の期間において徐々に上昇する。また、図４のグラフ（ｃ）に示すように、給電装置Ｓの出力電流及び電力は、図４のグラフ（ａ）に示すインバータ回路３の出力電圧の経時的推移に同期して変化する。
【００６３】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの周波数（スイッチング周波数）を調整する。ここで、インバータ回路３の入力から共振回路４の出力までのインピーダンスＺｉｎｖ１やインバータ回路３の出力から共振回路４の出力までのインピーダンスＺｉｎｖ２は、周波数に依存してその絶対値や位相が変化する周波数特性を有する。スイッチング制御部７がスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４の周波数を変更すると、トランジスタ３１〜３４のスイッチング周波数が変更され、インピーダンスＺｉｎｖ１やＺｉｎｖ２も変化する。その結果、直列的に接続されたチョッパ回路２、インバータ回路３、共振回路４からなる系を流れる電流の値が変化する。したがって、スイッチング信号の周波数が調整された結果、電流の値が減少すれば、チョッパ回路２の出力電力、出力電圧、又は出力電流は減少する。これは、スイッチング制御部７がスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの周波数を調整することによって、チョッパ回路２の出力電力を制御することができる。なお、具体的にスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４の周波数を上げる又は下げるという判断は、チョッパ回路２、インバータ回路３、及び共振回路４の回路構成によって決定される。これは、回路構成によって、上述したインピーダンスの周波数特性が異なるからである。また、上記はチョッパ回路２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるようにスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４の周波数を調整する例であるが、これまでと同様に、スイッチング制御部７は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となるようにスイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４の周波数を調整することも可能である。この説明はこれまでと重複するので省略する。また、具体的な制御方法の一例としては、スイッチング制御部７は、スイッチング信号Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの周波数（スイッチング周波数）を高い周波数から低い周波数に向けて変化させる。ここでも、スイッチング制御部７は、インバータ回路３のスイッチング周波数を急に変化させずに徐々に変化させる。この結果、インピーダンスが徐々に変化して、共振回路４が有する給電コンデンサ（共振コンデンサ）に対して急に流れる突入電流を防止することができる。
【００６４】
そして、スイッチング制御部７は、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値となった場合には、インバータ回路３のみを動作させる。一方、スイッチング制御部７は、インバータ回路３のみの動作によってチョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値にならなかった場合には、チョッパ回路２に昇圧動作を開始させる。この結果、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧は、特定の値に達する。
【００６５】
このような本実施形態によれば、チョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値になるように、チョッパ回路２及びインバータ回路３のうち、インバータ回路３のみを動作させる、インバータ回路３のみの動作によってチョッパ回路２又は整流回路１２の出力電力、出力電流、又は出力電圧が特定の値にならなかった場合に、チョッパ回路２も合わせて動作させる、つまり、インバータ回路３のみを使用する場合と、インバータ回路３及びチョッパ回路２の両方を使用する場合とを設けることによって、給電における広い電力範囲を実現することができる。
【００６６】
上記第１〜第３実施形態によれば、位相差φ、デューティ比あるいはスイッチング周波数を急に変化させずに徐々に変化させることによって、共振回路４が有する給電コンデンサ（共振コンデンサ）に対して急に流れる突入電流を防止することができる。
【００６７】
なお、本発明は、上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記第１〜第３実施形態では、チョッパ回路２に整流回路１の力率改善機能を持たせたが、本発明はこれに限定されるものではなく、この力率改善機能を省略してもよい。
【００６８】
（２）上記第１〜第３実施形態では、磁界共鳴方式に準拠した非接触給電システムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電磁誘導方式に準拠した非接触給電システムでもよい。電磁誘導方式により電力を伝送する場合には、共振回路及び共振回路を省略することができる。また、上記第１〜第３実施形態では、負荷をバッテリＢとしたが、本発明における負荷は、バッテリＢに限定されるものではなく、代わりに種々の蓄電デバイス及び電力の供給を受けて所定の機能を発現する各種機器を備えていてもよい。
【００６９】
（３）上記第１〜第３実施形態では、給電装置Ｓは、昇圧チョッパ回路であるチョッパ回路２を有しているが、昇圧チョッパ回路に限定されるものではなく、代わりに昇降圧チョッパ回路を備えていてもよい。
【００７０】
（４）上記第１〜第３実施形態では、電圧変換器はチョッパ回路であるとして説明したが、電圧変換器は、チョッパ回路を用いた非絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータに限定されるものではない。例えば、トランス等を用いた絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータで電圧変換器を実現することもできる。
【００７１】
（５）上記第１〜第３実施形態では、位相差やデューティ比等に関して、０度、１８０度、０％、５０％等具体的な数値を用いて説明されているが、本発明は位相差やデューティ比等がこのような具体的な値に厳密に等しいことに限定されるものではない。例えば、測定誤差や制御誤差に基づき誤差範囲を予め定め、位相差やデューティ比等がその範囲に含まれていれば、位相差やデューティ比等は、所望の具体的な値であるとみなすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、スイッチング制御部は、インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、チョッパ回路の出力値または整流回路の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、チョッパ回路が入力電圧の昇圧を行う否かを制御する。この制御によって、インバータ回路のみで給電する電力と、インバータ回路及びチョッパ回路の両方で給電する電力を切り替えることができるため、従来技術よりも広い電力範囲で給電することを実現できる。
【符号の説明】
【００７３】
１  整流回路、２  チョッパ回路（電圧変換器）、３  インバータ回路、４  共振回路、５  通信部、６  電力計測部、７  スイッチング制御部、１１  共振回路、１２  整流回路、１３  電力計測部、１４  通信部、１５  制御部、Ｂ  バッテリ、Ｒ  受電装置、Ｓ  給電装置、２１  コイル、２２  ダイオード、２３  トランジスタ（スイッチング素子）、２４  コンデンサ、３１〜３４  トランジスタ（スイッチング素子）、３５〜３８  ダイオード（帰還ダイオード）、Ｓ１〜Ｓ４  スイッチング信号
【図１】
2015008506.tif 000003
【図２Ａ】
2015008506.tif 000004
【図２Ｂ】
2015008506.tif 000005
【図２Ｃ】
2015008506.tif 000006
【図２Ｄ】
2015008506.tif 000007
【図３】
2015008506.tif 000008
【図４】
2015008506.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月2日(2016.9.2)
【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】
交流電力を受電装置に向かって非接触方式で伝送する給電装置であって、
電圧変換器と、
前記電圧変換器に接続されたインバータ回路と、
前記受電装置から、前記受電装置に設けられた整流回路の出力値を受信する通信部と、
前記インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、前記電圧変換器の出力値または前記整流回路の出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うか否かを制御するスイッチング制御部と、
を有し、
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路のみの制御により前記電圧変換器の出力値または前記整流回路の出力値が特定の値に達する場合には、前記インバータ回路のみを動作させる給電装置。
【請求項２】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路のみの制御では前記電圧変換器の前記出力値又は前記整流回路の前記出力値が前記特定の値に達しない場合、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うように、前記電圧変換器を制御する請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの位相差を調整する請求項１に記載の給電装置。
【請求項４】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれのデューティ比を調整する請求項１に記載の給電装置。
【請求項５】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの周波数を調整する請求項１に記載の給電装置。
【請求項６】
前記電圧変換器の前記出力値は、前記電圧変換器が出力する電力、電圧、又は電流の値であり、前記整流回路の前記出力値は、前記整流回路が出力する電力、電圧、又は電流の値である請求項１に記載の給電装置。
【請求項７】
交流電力を給電装置から受電装置に向かって非接触方式で伝送する非接触給電システムであって、
前記給電装置は、
電圧変換器と、
前記電圧変換器に接続されたインバータ回路と、
第１の通信部と、
を有し、
前記受電装置は、
整流回路と、
前記整流回路の出力値を出力する制御部と、
前記制御部と接続され、前記出力値を前記第１の通信部に送信する第２の通信部と、
を有し、
前記給電装置は、前記インバータ回路が直流電力を交流電力に変換するように前記インバータ回路を制御し、前記電圧変換器の出力値又は前記整流回路の前記出力値が特定の値に達するか否かに基づいて、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行う否かを制御するスイッチング制御部を含み、
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路のみの制御により前記電圧変換器の出力値または前記整流回路の出力値が特定の値に達する場合には、前記インバータ回路のみを動作させる非接触給電システム。
【請求項８】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路のみの制御では前記電圧変換器の前記出力値又は前記整流回路の出力値が前記特定の値に達しない場合、前記電圧変換器が入力電圧の昇圧を行うように、前記電圧変換器を制御する請求項７に記載の非接触給電システム。
【請求項９】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの位相差を調整する請求項７に記載の非接触給電システム。
【請求項１０】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれのデューティ比を調整する請求項７に記載の非接触給電システム。
【請求項１１】
前記スイッチング制御部は、前記インバータ回路が含むスイッチング素子のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えるスイッチング信号を出力し、前記スイッチング信号のそれぞれの周波数を調整する請求項７に記載の非接触給電システム。
【請求項１２】
前記電圧変換器の前記出力値は、前記電圧変換器が出力する電力、電圧、又は電流の値であり、前記整流回路の前記出力値は、前記整流回路が出力する電力、電圧、又は電流である請求項７に記載の非接触給電システム。
【国際調査報告】
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