(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されるワイヤレス受電装置であって、
ワイヤレスにて電力を受電する受電部と、
前記受電部が受電した電力を整流して出力する整流部と、
前記整流部の出力電圧および出力電流を変換して蓄電部に出力する充電部と、
前記充電部に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から前記充電部への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部と、を備え、
前記電力供給部は、前記整流部と前記充電部との間に接続され、
前記制御部は、前記整流部から前記充電部に所定の電力が供給される前に、前記電力供給部から前記充電部への電力供給を始動し、前記充電部を起動させること特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項２】
移動体に搭載されるワイヤレス受電装置であって、
ワイヤレスにて電力を受電する受電部と、
前記受電部が受電した電力を整流して出力する整流部と、
前記整流部の出力電圧および出力電流を変換して蓄電部に出力する充電部と、
前記充電部に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から前記充電部への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部と、
前記移動体の給電エリアに対する位置情報を取得する位置情報取得部と、を備え、
前記電力供給部は、前記整流部と前記充電部との間に接続され、
前記制御部は、前記整流部から前記充電部に所定の電力が供給される前に、前記位置情報取得部が取得した位置情報に基づいて、前記電力供給部から前記充電部への電力供給を始動し、前記充電部を起動させることを特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項３】
移動体に搭載されるワイヤレス受電装置であって、
ワイヤレスにて電力を受電する受電部と、
前記受電部が受電した電力を整流して出力する整流部と、
前記整流部の出力電圧および出力電流を変換して蓄電部に出力する充電部と、
前記充電部に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から前記充電部への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部と、を備え、
前記電力供給部は、前記整流部と前記充電部との間に接続され、
前記制御部は、前記充電部の起動の有無を検出する検出部を有し、前記整流部から前記充電部に所定の電力が供給される前に、前記電力供給部から前記充電部への電力供給を始動し、前記充電部を起動させ、前記検出部により前記充電部が起動したことを検知したとき、前記電力供給部から前記充電部への電力供給を停止させることを特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項４】
移動体に搭載されるワイヤレス受電装置であって、
ワイヤレスにて電力を受電する受電部と、
前記受電部が受電した電力を整流して出力する整流部と、
前記整流部の出力電圧および出力電流を変換して蓄電部に出力する充電部と、
前記充電部に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から前記充電部への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部と、を備え、
前記電力供給部は、前記整流部と前記充電部との間に接続され、
前記制御部は、前記整流部から前記充電部に所定の電力が供給される前に、前記電力供給部から前記充電部への電力供給を始動し、前記充電部を起動させ、
前記整流部は、複数の半導体素子と、平滑コンデンサから構成され、
前記電力供給部の容量値は、前記平滑コンデンサの容量値よりも大きいことを特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項５】
前記電力供給部は、前記蓄電部と別体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイヤレス受電装置。
【請求項６】
移動体に搭載されるワイヤレス受電装置であって、
ワイヤレスにて電力を受電する受電部と、
前記受電部が受電した電力を整流して出力する整流部と、
前記整流部の出力電圧および出力電流を変換して蓄電部に出力する充電部と、
前記充電部に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から前記充電部への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部と、
前記充電部の出力電圧を検出する電圧検出部と、を備え、
前記電力供給部は、前記蓄電部と別体の充電可能な蓄電部品であって、前記整流部と前記充電部との間に接続され、
前記制御部は、前記整流部から前記充電部に所定の電力が供給される前に、前記電力供給部から前記充電部への電力供給を始動し、前記充電部を起動させ、
前記電圧検出部により検出される出力電圧が予め設定した基準値を上回ったとき、前記整流部から前記電力供給部に電力が供給されることを特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項７】
前記電力供給部と前記充電部との間に逆流防止用のダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のワイヤレス受電装置。
【請求項８】
ワイヤレス給電装置と、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のワイヤレス受電装置と、を備えることを特徴とするワイヤレス電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス受電装置およびワイヤレス電力伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車や携帯機器において、電源ケーブルを用いることなく外部から電力をワイヤレスで供給するワイヤレス電力伝送技術が注目されている。
【０００３】
このようなワイヤレス電力伝送技術において、例えば、特許文献１では、走行中の車両（電気自動車）へ効率的に電力を供給する走行中給電に関する給電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、受電した電力は充電部を介して蓄電装置に充電するように構成されており、この充電動作には充電部を起動させるための時間が必要となるため、即座に充電動作が開始できないという問題がある。そのため、走行中給電のように電気自動車が高速で給電エリアに進入した場合、充電部が起動するまでの間、蓄電装置への充電が行われない区間が存在することになる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、走行中給電において、充電部の充電動作のレスポンスを向上させ、効率的な充電動作が可能なワイヤレス受電装置およびワイヤレス電力伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るワイヤレス受電装置は、移動体に搭載されるワイヤレス受電装置であって、ワイヤレスにて電力を受電する受電部と、受電部が受電した電力を整流して出力する整流部と、整流部の出力電圧および出力電流を変換して蓄電部に出力する充電部と、充電部に電力を供給する電力供給部と、電力供給部から充電部への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部を備え、制御部は、整流部から充電部に所定の電力が供給される前に、電力供給部から充電部への電力供給を始動し、充電部を起動させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、充電部に電力を供給する電力供給部と、電力供給部から充電部への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部を備え、制御部は、整流部から充電部に所定の電力が供給される前に、電力供給部から充電部への電力供給を始動し、充電部を起動させている。そのため、整流部から充電部に所定の電力が供給される前に、充電部をスタンバイ状態にできる。したがって、充電部における蓄電部への充電動作時の起動時間が短縮される。その結果、走行中給電において、充電部の充電動作のレスポンスを向上させ、効率的な充電動作が可能となる。
【０００９】
好ましくは、移動体の給電エリアに対する位置情報を取得する位置情報取得部をさらに備え、制御部は、位置情報取得部が取得した位置情報に基づいて、電力供給部から充電部への電力供給を始動させるとよい。この場合、電力供給部の不要な電力消費を抑制しつつ、充電部の充電動作のレスポンスを確実に向上させることができる。
【００１０】
好ましくは、制御部は、充電部の起動の有無を検出する検出部を有し、検出部により充電部が起動したことを検知したとき、電力供給部から充電部への電力供給を停止させるとよい。この場合、電力供給部の不要な電力消費を抑制できる。
【００１１】
好ましくは、電力供給部の出力電圧および出力電流を変換する電力変換部をさらに備え、電力供給部は、電力変換部を介して、充電部の充電動作を制御する制御回路部に直接接続されているとよい。この場合、充電部の充電動作を制御する制御回路部の定格電圧および必要最低電圧や電力供給部の出力電圧によらずに、整流部から充電部に所定の電力が供給される前に、充電部を起動させることで、充電部を確実にスタンバイ状態にできる。
【００１２】
好ましくは、電力供給部は、整流部と充電部との間に接続されているとよい。この場合、充電部に入力される電圧および電流を変換して制御回路部に出力する充電部の内部用電力変換部を介して、充電部の充電動作を制御する制御回路部に電力を供給することができるため、電力供給部の出力電圧および出力電流を変換するための変換回路を別途設ける必要がないことから、部品点数を削減することができる。
【００１３】
好ましくは、電力供給部は、蓄電部であるとよい。この場合、部品点数を削減することができる。
【００１４】
好ましくは、電力供給部は、蓄電部と別体であるとよい。この場合、移動体の駆動に用いられる蓄電部の電力の消費を抑えることができる。
【００１５】
好ましくは、充電部の出力電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、電力供給部は、蓄電部と別体の充電可能な蓄電部品であって、整流部と充電部との間に接続され、電圧検出部により検出される出力電圧が予め設定した基準値を上回ったとき、整流部から電力供給部に電力が供給されるとよい。この場合、蓄電部が満充電に近づくことにより発生する余剰電力の再利用を図ることができる。また、電力供給部に電力が供給されることで、充電部の出力側がハイインピーダンスになることによる充電部の入力側の過電圧を防止できる。
【００１６】
本発明に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス給電装置と、上記ワイヤレス受電装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、走行中給電において、充電部の充電動作のレスポンスを向上させ、効率的な充電動作が可能なワイヤレス電力伝送システムを得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、走行中給電において、充電部の充電動作のレスポンスを向上させ、効率的な充電動作が可能となるワイヤレス受電装置およびワイヤレス電力伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを示す模式構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス給電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図４】従来の整流部の出力動作、充電部の内部用電力変換部の出力動作、充電部の制御回路部の制御動作および充電部の充電動作を模式的に示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおける整流部の出力動作、充電部の内部用電力変換部の出力動作、充電部の制御回路部の制御動作および充電部の充電動作を模式的に示した図である。
【図６ａ】従来のワイヤレス電力伝送システムのワイヤレス給電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図６ｂ】従来のワイヤレス電力伝送システムのワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを示す模式構成図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【図１３】本発明の第８実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２１】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを示す模式構成図である。
【００２２】
ワイヤレス電力伝送システムＳ１は、図１に示すように、ワイヤレス給電装置１００と、ワイヤレス受電装置２００と、を備える。ワイヤレス給電装置１００は、電源部ＰＳと、駆動回路１１０と、給電部１２０と、を有する。図１に示されているように、ワイヤレス給電装置１００は、移動体の進行方向に沿って、移動体の走行レーン上に敷設されており、ワイヤレス給電装置１００の給電部１２０により、給電エリアが形成されている。なお、本実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムＳ１は、ワイヤレス給電装置１００の１つで構成されているがそれに限られず、複数のワイヤレス給電装置１００が敷設されていてもよい。ワイヤレス受電装置２００は、受電部２１０と、整流部２２０と、充電部２３０と、電力供給部２４０と、制御部２５０と、を有する。ワイヤレス受電装置２００は、移動体に搭載される。移動体としては、例えば、電気自動車、工場内で物品等を搬送する搬送車、移動して作業を行う移動ロボットやエレベータなどが挙げられる。本実施形態では、移動体が給電エリアに進入し、受電部２１０の一部または全てが給電部１２０と対向するとき（給電部１２０の給電範囲に位置するとき）、給電部１２０から受電部２１０にワイヤレスにて電力伝送が行われる。なお、以下の説明においては、ワイヤレス電力伝送システムＳ１を走行中の移動体に対してワイヤレスにて給電が可能な設備に適用した例を用いて説明する。
【００２３】
次に、図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１におけるワイヤレス給電装置１００の回路構成について詳述する。図２は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス給電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【００２４】
駆動回路１１０は、給電用電力変換部１１１と、スイッチ駆動部１１２を有する。この駆動回路１１０は、電源部ＰＳから供給される入力直流電力を交流電力に変換する機能を有する。電源部ＰＳは、直流電源であれば特に制限されず、例えば直流安定化電源、商用電源にＰＦＣ回路（力率改善回路）を接続したものなどが挙げられる。ここで、電源部ＰＳとして、商用電源に力率改善回路を接続したものを用いる場合、力率改善回路は、駆動回路１１０と一体化して構成してもよい。
【００２５】
給電用電力変換部１１１は、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたスイッチング回路から構成される。スイッチング素子としては、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの素子が挙げられる。本実施形態では、スイッチング素子として、ＭＯＳ−ＦＥＴを用い、４つのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４がブリッジ接続されたフルブリッジ型回路となっている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、スイッチ駆動部１１２から供給されるＳＷ制御信号ＳＧ１〜ＳＧ４に応じてＯＮ動作またはＯＦＦ動作を行う。具体的には、給電用電力変換部１１１は、スイッチング素子ＳＷ１のソースとスイッチング素子ＳＷ３のドレインが接続され、スイッチング素子ＳＷ２のソースとスイッチング素子ＳＷ４のドレインが接続され、スイッチング素子ＳＷ１のドレインとスイッチング素子ＳＷ２のドレインが電源部ＰＳの一端に接続され、スイッチング素子ＳＷ３のソースとスイッチング素子ＳＷ４のソースが電源部ＰＳの他端に接続されている。また、スイッチ駆動部１１２は、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４が同期してＯＮ・ＯＦＦ動作するようにＳＷ制御信号ＳＧ１およびＳＧ４をそれぞれスイッチング素子ＳＷ１およびＳＷ４のゲートに出力し、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３が同期してＯＮ・ＯＦＦ動作するようにＳＷ制御信号ＳＧ２およびＳＧ３をそれぞれスイッチング素子ＳＷ２およびＳＷ３のゲートに出力する。これにより、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４をＯＮ・ＯＦＦ制御することで、電源部ＰＳから供給される入力直流電力が交流電力に変換されて、後述する給電部１２０に交流電流Ｉｏが供給される。
【００２６】
給電部１２０は、給電コイルＬｔと、給電側リアクタンス回路Ｘ１０と、を有する。ワイヤレス電力伝送システムＳ１を電気自動車などの車両への給電設備に用いた場合、給電部１２０は地中または地面近傍に配設されることとなる。この給電部１２０は、給電コイルＬｔと、給電側リアクタンス回路Ｘ１０が樹脂製の筐体で一体化されているとよい。
【００２７】
給電コイルＬｔは、給電側リアクタンス回路Ｘ１０とともに給電側ＬＣ共振回路を形成している。この給電コイルＬｔは、駆動回路１１０から供給された交流電力を後述する受電コイルＬｒに給電する機能を有する。具体的には、給電コイルＬｔは、銅やアルミニウムなどの導線を巻回して構成されており、駆動回路１１０から給電コイルＬｔに交流電圧が印加されることにより、給電コイルＬｔに交流電流が流れ、交流磁界を発生させる。なお、給電コイルＬｔを構成する導線は、単線であってもよく、導線を複数撚り合わせたリッツ線であっても構わない。また、給電コイルＬｔは、導線を平面状に巻回したもの、導線を螺旋状に巻回したものなど様々な形状のものを適用できる。
【００２８】
給電側リアクタンス回路Ｘ１０は、給電側ＬＣ共振回路の共振周波数を調整する機能を有する。この給電側リアクタンス回路Ｘ１０は、給電コイルＬｔと共振するためのコンデンサやインダクタから構成される。本実施形態では、給電側リアクタンス回路Ｘ１０は、第１の共振コンデンサＣｔ１と、第２の共振コンデンサＣｔ２と、を有する。第１の共振コンデンサＣｔ１は、給電コイルＬｔの一端と、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ３の接続点との間に接続されている。第２の共振コンデンサＣｔ２は、給電コイルＬｔの他端と、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ４の接続点との間に接続されている。つまり、第１の共振コンデンサＣｔ１と第２の共振コンデンサＣｔ２は、それぞれ給電コイルＬｔに直列に接続されている。なお、給電側リアクタンス回路Ｘ１０は、第１の共振コンデンサＣｔ１、第２の共振コンデンサＣｔ２にインダクタが直列又は並列に接続されていてもよい。また、本実施形態では、給電コイルＬｔに、第１の共振コンデンサＣｔ１と第２の共振コンデンサＣｔ２がそれぞれ直列接続されているがこれに限られることなく、例えば、給電コイルＬｔに第１の共振コンデンサＣｔ１のみが直列に接続されていてもよく、給電コイルＬｔに第１の共振コンデンサＣｔ１のみが並列に接続されていてもよく、あるいは、給電コイルＬｔに第１の共振コンデンサＣｔ１が直列に接続され、第２の共振コンデンサＣｔ２が並列に接続される構成としてもよい。これら第１および第２の共振コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２としては、容量誤差の小さいフィルムコンデンサや周波数特性の良い積層セラミックコンデンサなどが挙げられる。
【００２９】
ここで、ワイヤレス給電装置１００の給電動作について詳細に説明する。本説明においては、給電部１２０に印加される電圧および流れる電流は、スイッチング素子ＳＷ３とスイッチング素子ＳＷ４の接続点を電圧値の基準、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ３の接続点から給電コイルへ電流が流入する方向を電流値の基準とする。ワイヤレス給電装置１００が給電動作を開始すると、電源部ＰＳから給電用電力変換部１１１の両端に入力電圧Ｖｉｎが印加されるとともに、スイッチ駆動部１１２からＳＷ制御信号ＳＧ１およびＳＷ制御信号ＳＧ４とＳＷ制御信号ＳＧ２およびＳＷ制御信号ＳＧ３が駆動周波数ｆの周期で交互に出力される。これにより、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ４とスイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ３が交互にＯＮ・ＯＦＦ動作する。スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４がＯＮ動作、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３がＯＦＦ動作のときに、給電部１２０に電圧Ｖｏが印加され、電流Ｉｏがスイッチング素子ＳＷ１、第１の共振コンデンサＣｔ１、給電コイルＬｔ、第２の共振コンデンサＣｔ２、スイッチング素子ＳＷ４の順に流れる。同様に、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３がＯＮ動作、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４がＯＦＦ動作のときに、給電部１２０に電圧−Ｖｏが印加され、電流−Ｉｏがスイッチング素子ＳＷ２、第２の共振コンデンサＣｔ２、給電コイルＬｔ、第１の共振コンデンサＣｔ１、スイッチング素子ＳＷ３の順に流れる。電圧Ｖｏは絶対値が入力電圧Ｖｉｎとほぼ等しい正の電圧値であり、電圧−Ｖｏは絶対値が入力電圧Ｖｉｎとほぼ等しい負の電圧値であり、電圧Ｖｏと電圧−Ｖｏは駆動周波数ｆの周期で切り替わる。つまり、電源部ＰＳから供給される直流の入力電圧Ｖｉｎが、給電用電力変換部１１１で駆動周波数ｆの交流波形に変換され、給電用電力変換部１１１から駆動周波数ｆの交流波形が出力されることにより、給電コイルＬｔには駆動周波数ｆの交流電流Ｉｏが流れる。そして、給電コイルＬｔは、交流電流Ｉｏに基づく交流磁界を発生させる。
【００３０】
次に、図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１におけるワイヤレス受電装置２００の回路構成を示す模式構成図について詳述する。図３は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。
【００３１】
受電部２１０は、受電コイルＬｒと、受電側リアクタンス回路Ｘ２０と、を有する。ワイヤレス電力伝送システムＳ１を電気自動車などの車両への給電設備に用いた場合、受電部２１０は、車両下部に搭載されることとなる。この受電部２１０は、受電コイルＬｒと受電側リアクタンス回路Ｘ２０が樹脂製の筐体で一体化されているとよい。
【００３２】
受電コイルＬｒは、受電側リアクタンス回路Ｘ２０とともに受電側ＬＣ共振回路を形成している。この受電コイルＬｒは、給電コイルＬｔから給電された交流電力を受電する機能を有する。具体的には、受電コイルＬｒは、銅やアルミニウムなどの導線を巻回して構成されており、給電コイルＬｔが発生する交流磁界を受けることで、受電コイルＬｒに交流起電力が発生して、交流電流が流れる。これにより、給電コイルＬｔから受電コイルＬｒにワイヤレスにて交流電力が伝送される。なお、受電コイルＬｒを構成する導線は、単線であってもよく、導線を複数撚り合わせたリッツ線であっても構わない。また、受電コイルＬｒは、導線を平面状に巻回したもの、導線を螺旋状に巻回したものなど様々な形状のものを適用できる。
【００３３】
受電側リアクタンス回路Ｘ２０は、受電側ＬＣ共振回路の共振周波数を調整する機能を有する。この受電側リアクタンス回路Ｘ２０は、受電コイルＬｒと共振するためのコンデンサやインダクタから構成される。本実施形態では、給電側リアクタンス回路Ｘ２０は、第１の共振コンデンサＣｒ１と、第２の共振コンデンサＣｒ２と、を有する。第１の共振コンデンサＣｒ１の一端は、受電コイルＬｒの一端と接続され、第２の共振コンデンサＣｒ２の一端は、受電コイルＬｒの他端と接続されている。つまり、第１の共振コンデンサＣｒ１と第２の共振コンデンサＣｒ２は、受電コイルＬｒに直列接続されている。なお、受電側リアクタンス回路２０は、第１の共振コンデンサＣｒ１、第２の共振コンデンサＣｒ２にインダクタが直列又は並列に接続されていてもよい。また、本実施形態では、受電コイルＬｒに、第１の共振コンデンサＣｒ１と第２の共振コンデンサＣｒ２がそれぞれ直列接続されているがこれに限られることなく、例えば、受電コイルＬｒに第１の共振コンデンサＣｒ１のみが直列に接続されていてもよく、受電コイルＬｒに第１の共振コンデンサＣｒ１のみが並列に接続されていてもよく、あるいは、受電コイルＬｒに第１の共振コンデンサＣｒ１が直列に接続され、第２の共振コンデンサＣｒ２が並列に接続される構成としてもよい。これら第１および第２の共振コンデンサＣｒ１，Ｃｒ２としては、容量誤差の小さいフィルムコンデンサや周波数特性の良い積層セラミックコンデンサなどが挙げられる。
【００３４】
整流部２２０は、受電部２１０が受電した交流電力を整流して、充電部２３０に直流電力を出力する機能を有する。整流部２２０は、複数の半導体素子と、平滑コンデンサＣ０から構成されている。半導体素子としては、例えばショットキーバリアダイオード、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオードなどのダイオードが挙げられる。本実施形態においては、半導体素子として、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４がブリッジ接続されたブリッジ型整流回路となっている。具体的には、ダイオードＤ１〜Ｄ４は、ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ３のカソードが接続され、ダイオードＤ２のアノードとダイオードＤ４のカソードが接続されており、ダイオードＤ１のカソードとダイオードＤ２のカソードが平滑コンデンサＣ０の一端に接続され、ダイオードＤ３のアノードとダイオードＤ４のアノードが平滑コンデンサＣ０の他端に接続されている。すなわち、整流部２２０は、ブリッジ型整流回路において、受電部２１０から供給される交流電力を全波整流し、整流された直流電圧を平滑コンデンサＣ０により平滑化して出力する。
【００３５】
充電部２３０は、整流部２２０と蓄電部Ｂ０の間に接続され、整流部２２０から出力された直流電力の電流および電圧を変換し、蓄電部Ｂ０へと直流電力を出力する機能を有する。充電部２３０は、充電用電力変換部２３１と、内部用電力変換部２３２と、制御回路部２３３と、を有する。蓄電部Ｂ０は、移動体の駆動に用いられる動力源である主バッテリーであり、二次電池であれば特に制限されず、例えばリチウムイオン二次電池、または、鉛蓄電池が挙げられる。
【００３６】
充電用電力変換部２３１は、インダクタＬ１とコンデンサＣ１とダイオードＤ５とスイッチング素子ＳＷ５で構成されている。具体的には、スイッチング素子ＳＷ５とインダクタＬ１は、整流部２２０の一端と蓄電部Ｂ０の一端の間に直列に接続され、スイッチング素子ＳＷ５とインダクタＬ１の接続点にダイオードＤ５のカソードが接続され、インダクタと蓄電部Ｂ０の一端の接続点にコンデンサＣ１の一端が接続されている。ダイオードＤ５のアノードとコンデンサＣ１の他端は、整流部２２０の他端と蓄電部Ｂ０の他端に接続されている。内部用電力変換部２３２は、整流２２０から出力された直流電力が供給される充電部２３０の入力両端に接続されている。内部用電力変換部２３２は、小電力用の電力変換回路で構成され、整流部２２０からの電力を変換し、後述する制御回路部２３３に電力を供給する。この内部用電力変換部２３２は、起動可能な電力を供給されてから起動するまでに時間を要する。制御回路部２３３は、スイッチング素子ＳＷ５がＯＮ・ＯＦＦ動作するようにＳＷ制御信号ＳＧ５をスイッチング素子ＳＷ５のゲートに出力する。つまり、充電部２３０においては、制御回路部２３３が電力を受けてスイッチング素子ＳＷ５のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始させることで、充電用電力変換部２３１が整流部２２０から電力を受けて蓄電部Ｂ０に電力を出力できるスタンバイ状態となる。これにより、スイッチング素子ＳＷ５をＯＮ・ＯＦＦ制御することで、整流部の出力電圧Ｖｏ３が充電部の出力電圧Ｖｏ４に変換され、この出力電圧Ｖｏ４が蓄電部Ｂ０に印加される。このように、本実施形態では、充電用電力変換部２３１は、非絶縁型降圧コンバータとなっているがこれに限らない。充電用電力変換部２３１は、整流部２２０から出力される直流電圧および蓄電部Ｂ０の定格電圧に応じて、昇圧型コンバータ、昇降圧型コンバータ、降圧型コンバータのいずれかであればよい。また、充電用電力変換部２３１は、トランスを用いる絶縁型であってもよく、複数の素子を用いるインターリーブ型であってもよい。
【００３７】
ここで、ワイヤレス受電装置２００の受電動作を詳細に説明する。本説明においては、受電部２１０に印加される電圧および流れる電流は、ダイオードＤ１とダイオードＤ３の接続点を電圧値の基準、受電コイルＬｒからダイオードＤ２とダイオードＤ４の接続点に電流が流入する方向を電流値の基準とする。受電コイルＬｒは、給電コイルＬｔが発生する交流磁界を受けて、交流起電力が発生する。これにより、受電部２１０の両端には、交流起電力である交流電圧Ｖｏ２が印加されるとともに、交流起電力に基づく交流電流Ｉｏ２が受電コイルＬｒに流れる。交流電圧Ｖｏ２および交流電流Ｉｏ２は、整流部２２０により整流・平滑され、直流電圧Ｖｏ３および直流電流Ｉｏ３が生成される。充電動作が停止しているとき、すなわち、スイッチング素子ＳＷ５がＯＦＦ状態のとき、直流電圧Ｖｏ３が充電部２３０の両端に印加される。一方、充電動作が開始し制御回路部２３３からＳＷ制御信号ＳＧ５が間欠的に出力され、スイッチング素子ＳＷ５がＯＮ・ＯＦＦ動作すると、直流電圧Ｖｏ３が充電部２３０の両端に印加され、充電部２３０により、直流電圧Ｖｏ３および直流電流Ｉｏ３が直流電圧Ｖｏ４および直流電流Ｉｏ４に変換される。そして、充電部２３０から出力される直流電圧Ｖｏ４が蓄電部Ｂ０の両端に印加され、直流電流Ｉｏ４が蓄電部Ｂ０に供給されて蓄電される。なお、直流電圧Ｖｏ４は、スイッチング素子ＳＷ５のＯＮ動作時間・ＯＦＦ動作時間により設定される。
【００３８】
電力供給部２４０は、電力を蓄電することができ、充電部２３０の制御回路部２３３に蓄電した電力を供給する機能を有する。この電力供給部２４０としては、蓄電部Ｂ０であってもよく、蓄電部Ｂ０と別体であっても構わない。本実施形態では、電力供給部２４０が蓄電部Ｂ０と別体から構成されている。すなわち、本実施形態では、ワイヤレス受電装置２００は、蓄電部Ｂ０を構成する蓄電部品とは別に独立して存在する蓄電部品を備えていることを意味する。このような蓄電部品としては、移動体に元々搭載されている蓄電部品から構成されていてもよく、移動体に元々搭載されている蓄電部品とは別に新たに搭載した蓄電部品から構成されてもよい。例えば、移動体の小電力用設備を駆動させるための補助バッテリーである蓄電部品や移動体の運動エネルギーや熱エネルギーの回生エネルギーを蓄電する蓄電部品などであってもよい。本実施形態では、電力供給部２４０は、充電部２３０の制御回路部２３３に電力供給するために、移動体に新たに搭載した蓄電部品から構成している。これら蓄電部品としては、リチウムイオン二次電池や鉛蓄電池などの二次電池、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどのコンデンサが挙げられる。電力供給部２４０は、後述する制御部２５０のスイッチング素子ＳＷ６を介して、充電部２３０の制御回路部２３３に接続されている。本実施形態では、電力供給部２４０は、整流部２２０から出力された直流電力が供給される充電部２３０の入力両端とは別系統にて充電部２３０の制御回路部２３３へ電力を供給しているがこれに限られず、電力供給部２４０の出力両端を、整流部２２０の出力両端と、充電部２３０の入力両端の間に接続し、整流部２２０から充電部２３０の入力両端への電力供給と同系統にして、充電部２３０の制御回路部２３３へ電力を供給しても構わない。また、電力供給部２４０の出力端と充電部２３０の制御回路部２３３の入力端の間に逆流防止用のダイオード（図示しない）を接続しても構わない。このように構成される電力供給部２４０が充電部２３０の制御回路部２３３に電力を供給することによって、充電部２３０においては、制御回路部２３３が電力を受けてスイッチング素子ＳＷ５のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始させて充電部２３０を起動させることで、充電用電力変換部２３１が整流部２２０から電力を受けて蓄電部Ｂ０に電力を出力できるスタンバイ状態となる。
【００３９】
制御部２５０は、電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給の始動もしくは停止を制御する機能を有する。制御部２５０は、スイッチング素子ＳＷ６と、給電スイッチ制御部２５１と、を有する。スイッチング素子ＳＷ６は、電力供給部２４０の一端と、充電部２３０の制御回路部２３３の一端の間に接続される。スイッチング素子ＳＷ６は、後述する給電スイッチ制御部２５１から出力されるＳＷ制御信号ＳＧ６を受けたとき、電力供給部２４０と、充電部２３０の制御回路部２３３を導通させる機能を有する。具体的には、スイッチング素子ＳＷ６が給電スイッチ制御部２５１からＳＷ制御信号ＳＧ６を受けてＯＮ状態となると、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３に電力が供給され、スイッチング素子ＳＷ６が給電スイッチ制御部２５１からＳＷ制御信号ＳＧ６を受けなくなってＯＦＦ状態となると、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３に電力が供給されなくなる。給電スイッチ制御部２５１は、ＳＷ制御信号ＳＧ６を出力または停止することでスイッチング素子ＳＷ６のＯＮ・ＯＦＦ動作を制御する。具体的には、給電スイッチ制御部２５１は、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前であって、充電部２３０の制御回路部２３３に電力供給部２４０からの電力供給が必要なとき、ＳＷ制御信号ＳＧ６を出力し、スイッチング素子ＳＷ６をＯＮ状態とすることで、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給が始動し、充電部２３０の制御回路部２３３に電力供給部２４０からの電力供給が不要なとき、ＳＷ制御信号ＳＧ６を停止し、スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦ状態とすることで、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を停止することができる。これにより、制御部２５０は、電力供給部２４０の電力供給の開始もしくは停止を制御することで、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給を始動し、充電部２３０を起動させることができる。ここで、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前とは、充電部２３０の入力電圧範囲の下限以上の電圧が充電部２３０に印加される前であればよく、充電部２３０の内部用電力変換部２３２が起動し、内部用電力変換部２３２から制御回路部２３３への電力供給が開始する電圧が充電部２３０に印加される前であればより好ましい。
【００４０】
このような構成を備えることにより、ワイヤレス給電装置１００の給電部１１０とワイヤレス受電装置２００の受電部２１０が対向することで、磁気的に結合し、駆動回路１１０から給電部１２０に供給された交流電力が受電部２１０にワイヤレスにて伝送される。
【００４１】
次に、図４および図５を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１の充電動作と、従来のワイヤレス電力伝送システムの充電動作の違いについて説明する。図４は、従来の整流部の出力動作、充電部の内部用電力変換部の出力動作、充電部の制御回路部の制御動作および充電部の充電動作を模式的に示した図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおける整流部の出力動作、充電部の内部用電力変換部の出力動作、充電部の制御回路部の制御動作および充電部の充電動作を模式的に示した図である。
【００４２】
ここで、図４および図５は、横軸を移動体に搭載されるワイヤレス受電装置２００の受電部２１０の位置を示し、ｋ０を移動体が給電エリアに到達する前の任意の位置、ｋ１をワイヤレス給電装置１００の給電開始位置、ｋ２をワイヤレス給電装置１００の給電終了位置とする。つまり、ｋ０からｋ１までが給電エリア到達前であり、ｋ１からｋ２までがワイヤレス給電装置１００の給電可能範囲、ｋ２以降が給電エリア通過後となる。なお、説明の便宜上のため、図中の動作は全てＯＮもしくはＯＦＦで表している。また、横軸ｋ０〜ｋ２の間隔は、移動体の走行速度やワイヤレス給電装置１００の給電エリアの大きさによって変化する。
【００４３】
まず、図４を参照して、従来例の充電動作の説明を行う前に、図６を参照して、従来のワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置について説明する。図６ａは、従来のワイヤレス電力伝送システムのワイヤレス給電装置の回路構成を示す模式構成図である。図６ｂは、従来のワイヤレス電力伝送システムのワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。ワイヤレス給電装置１０は、電源ＰＳａと、駆動回路１１と、給電部１２と、を有する。駆動回路１１は、４つのスイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａがブリッジ接続されたフルブリッジ型回路となっている給電用電力変換部１１ａと、各スイッチング素子ＳＷ１ａ〜ＳＷ４ａをＳＷ制御信号ＳＧ１ａ〜ＳＧ４ａによりＯＮ・ＯＦＦ制御するスイッチ駆動部１１ｂを有する。給電部１２は、給電コイルＬｔａと、第１の共振コンデンサＣｔ１ａと、第２の共振コンデンサＣｔ２ａを有する給電側リアクタンス回路Ｘ１を有する。ワイヤレス受電装置２０は、受電部２１と、整流部２２と、充電部２３と、を有する。受電部２１は、受電コイルＬｒａと、第１の共振コンデンサＣｒ１ａと、第２の共振コンデンサＣｒ２ａを有する受電側リアクタンス回路Ｘ２と、を有する。整流部２２は、４つのダイオードＤ１ａ〜Ｄ４ａがブリッジ接続されたブリッジ型整流回路と、平滑コンデンサＣ０ａと、を有する。充電部２３は、インダクタＬ１ａとコンデンサＣ２ａとダイオードＤ５ａとスイッチング素子ＳＷ５ａで構成されている充電用電力変換部２３ａと、内部用電力変換部２３ｂと、制御回路部２３ｃと、を有する。つまり、従来のワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス受電装置２０において、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のワイヤレス受電装置２００から制御部２４０を取り除いた装置である。なお、電源ＰＳａ、駆動回路１１Ａ、給電部１２Ａ、受電部２１、整流部２２、充電部２３、蓄電部Ｂ１の各構成は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１の第１および第２のワイヤレス給電装置１００ならびにワイヤレス受電装置２００の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。続いて、図４を参照して、従来のワイヤレス電力伝送システムの充電動作の説明を行う。まず、移動体がｋ０からｋ１まで移動するとき、ワイヤレス給電装置の給電部と受電部２１が重なっていないため、受電部２１に電力が伝送されない。このとき、整流部２２の出力動作がＯＦＦ状態のため、充電部２３の内部用電力変換部２３ｂの出力動作および制御回路部２３ｃの制御動作、充電用電力変換部２３ａの充電動作もＯＦＦ状態となる。続いて、移動体がｋ１からｋ２まで移動するとき、給電部と受電部２１が重なることで、給電部から受電部２１に電力が伝送される。このとき、整流部２２の出力動作がＯＮ状態になり、充電部２３の内部用電力変換部２３ｂの出力動作および制御回路部２３ｃの制御動作、充電用電力変換部２３ａの充電動作もＯＮ状態となる。ここで、充電部２３の内部用電力変換部２３ｂは起動に時間を要するため、充電部２３の制御回路部２３ｃがＳＷ制御信号を出力するタイミングが遅れ、充電部２３の充電用電力変換部２３ａのスイッチング素子がＯＮ状態になるタイミングが遅れることで、充電部２３ａの充電動作のＯＮ状態になるタイミングがさらに遅れる。この遅れにより、蓄電部Ｂ１への充電が行われない区間が存在することになる。そして、移動体がｋ２を通過すると、給電エリアを通過したため、給電動作が終了する。
【００４４】
次に、図５を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１の充電動作の説明を行う。まず、移動体がｋ０からｋ１まで移動するとき、給電部１２０と受電部２１０が重なっていないため、受電部２１０に電力が伝送されない。すなわち、整流部２２０の出力動作がＯＦＦ状態であり、充電部２３０の充電動作もＯＦＦ状態である。このとき、制御部２５０が電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給を始動することで、充電部２３０においては、制御回路部２３３が電力供給部２４０からの電力を受けて、スイッチング素子ＳＷ５のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始させて充電部２３０の充電用電力変換部２３１をＯＮ状態にする。したがって、制御部２５０は整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給を始動し、充電部２３０を起動させることとなる。これにより、充電部２３０においては、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、充電用電力変換部２３１が整流部２２０から電力を受けて蓄電部Ｂ０に電力を出力できるスタンバイ状態となる。続いて、移動体がｋ１からｋ２まで移動するとき、給電部１２０と受電部２１０が重なることで、給電部１２０から受電部２１０に電力が伝送される。すなわち、整流部２２０の出力動作がＯＮ状態になり、充電部２３０の充電動作もＯＮ状態となる。このとき、充電部２３０においては、充電用電力変換部２３１が既にスタンバイ状態のため、整流部２２０がＯＮ状態となるタイミングとほぼ同じタイミングで充電部２３０の充電動作がＯＮ状態となる。したがって、充電部２３０の起動レスポンスが向上することから、移動体がｋ１からｋ２を移動する間においては、従来と比較して、より多く電力を蓄電部Ｂ０に充電することができる。そして、移動体がｋ２を通過すると、給電エリアを通過したため、給電動作が終了する。
【００４５】
以上のように、本発明に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１は、ワイヤレス受電装置２００が、充電部２３０に電力を供給する電力供給部２４０と、電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給の始動もしくは停止を制御する制御部２５０を備え、制御部２５０は、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給を始動し、充電部２３０を起動させている。そのため、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、充電部２３０をスタンバイ状態にできる。したがって、充電部２３０における蓄電部Ｂ０への充電動作時の起動時間が短縮される。その結果、走行中給電において、充電部２３０の充電動作のレスポンスを向上させ、効率的な充電動作が可能となる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムについて説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス給電装置１００と、ワイヤレス受電装置３００を有する。ワイヤレス給電装置１００の構成は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１と同様である。本実施形態では、ワイヤレス受電装置３００は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のワイヤレス受電装置２００の構成に加え、位置情報取得部３６０を備えている点、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のワイヤレス受電装置２００の制御部２５０に代えて、制御部３５０を備えている点において、第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４７】
位置情報取得部３６０は、移動体の給電エリアに対する位置情報を取得し、位置情報を基に給電開始信号ＳＧ７を出力する機能を有する。位置情報取得部３６０は、例えば、カメラなどが挙げられる。位置情報取得部３６０は、カメラの映像情報を基に、給電エリアに対する移動体の相対位置を取得し、移動体が給電エリアに接近したタイミングで制御部３５０の給電スイッチ制御部３５１に給電開始信号ＳＧ７を出力する。なお、位置情報取得部３６０により給電開始信号ＳＧ７を出力するタイミングは、移動体の速度や充電部２３０の制御回路部２３３の起動時間を考慮して適宜設定される。
【００４８】
制御部３５０は、位置情報取得部３６０が取得した位置情報に基づいて、電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給の始動もしくは停止を制御する機能を有する。制御部３５０は、スイッチング素子ＳＷ６と、給電スイッチ制御部３５１と、を有する。なお、スイッチング素子ＳＷ６の構成は、第１実施形態と同様である。給電スイッチ制御部３５１は、位置情報取得部３６０から給電開始信号ＳＧ７を受けると、ＳＷ制御信号ＳＧ６をスイッチング素子ＳＷ６に出力する機能を有する。具体的には、給電スイッチ制御部３５１が位置情報取得部３６０からの給電開始信号ＳＧ７を受けてＳＷ制御信号ＳＧ６をスイッチング素子ＳＷ６に出力することで、スイッチング素子ＳＷ６がＯＮ状態となり、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給が始動する。これにより、充電部２３０においては、制御回路部２３３が電力を受けてスイッチング素子ＳＷ５のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始させて充電部２３０を起動させることで、充電用電力変換部２３１が整流部２２０から電力を受けて蓄電部Ｂ０に電力を出力できるスタンバイ状態となる。したがって、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、充電部２３０を起動させることで、充電部２３０は即座に充電動作が可能なスタンバイ状態となっているため、給電部１２０と受電部２１０が重なることで、給電部１２０から受電部２１０に充電動作の遅れが生じることなく電力が伝送される。つまり、制御部３５０は、位置情報取得部３６０が取得した位置情報に基づいて、移動体が給電エリアに接近したことを検知したとき、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を始動させるように機能する。ここで、給電スイッチ制御部３５１は、移動体が給電エリアに接近していないとき、あるいは、移動体が給電エリアを通過した後などの充電部２３０の制御回路部２３３に電力供給部２４０からの電力供給が不要なときには、ＳＷ制御信号ＳＧ６を停止し、スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦ状態とする。つまり、制御部３５０は、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を停止させる機能も有している。これにより、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３に電力供給が継続し続けることによる無駄な電力が消費されることを抑止できる。
【００４９】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス受電装置３００が、移動体の給電エリアに対する位置情報を取得する位置情報取得部３６０をさらに備え、制御部３５０は位置情報取得部３６０が取得した位置情報に基づいて、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を始動させている。そのため、電力供給部２４０の不要な電力消費を抑制しつつ、充電部２３０の充電動作のレスポンスを確実に向上させることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３について説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを示す模式構成図である。第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３は、ワイヤレス給電装置４００と、ワイヤレス受電装置５００を有する。本実施形態では、ワイヤレス給電装置４００は、第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムのワイヤレス給電装置１００の構成に加え、位置情報出力部４３０を備えている点において、第２実施形態と相違し、ワイヤレス受電装置５００は、第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムのワイヤレス受電装置３００の位置情報取得部３６０に代えて位置情報取得部５６０を備えている点において、第２実施形態と相違する。以下、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５１】
位置情報出力部４３０は、給電エリアの位置情報を出力する機能を有する。位置情報出力部４３０は、移動体の進行方向に沿って、移動体の走行レーン上の給電部１２０よりも進行方向の手前側に敷設されている。位置情報出力部４３０は、常に位置情報信号ＳＧ８を出力する。位置情報出力方法としては、例えば、電波や磁気が挙げられる。位置情報出力方法は、電波であれば、磁気よりもより遠くに、位置情報取得部５６０へと位置情報信号ＳＧ８を出力することができる。
【００５２】
位置情報取得部５６０は、位置情報出力部４３０からの位置情報信号ＳＧ８の出力を受け取ることで、移動体の給電エリアに対する位置情報を取得し、取得した位置情報を基に給電開始信号ＳＧ７を出力する機能を有する。位置情報取得部５６０は、給電エリア付近で出力されている位置情報信号ＳＧ８を受け、その位置情報を基に、制御部３５０の給電スイッチ制御部３５１に給電開始信号ＳＧ７を出力する。
【００５３】
本実施形態では、給電スイッチ制御部３５１が位置情報取得部３６０から給電開始信号ＳＧ７を受けてＳＷ制御信号ＳＧ６をスイッチング素子ＳＷ６に出力すると、スイッチング素子ＳＷ６がＯＮ状態となり、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給が始動する。これにより、充電部２３０においては、制御回路部２３３が電力を受けてスイッチング素子ＳＷ５のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始させて充電部２３０を起動させることで、充電用電力変換部２３１が整流部２２０から電力を受けて蓄電部Ｂ０に電力を出力できるスタンバイ状態となる。したがって、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、充電部２３０を起動させることで、充電部２３０は即座に充電動作が可能なスタンバイ状態となっているため、給電部１２０と受電部２１０が重なることで、給電部１２０から受電部２１０に充電動作の遅れが生じることなく電力が伝送される。
【００５４】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３は、ワイヤレス受電装置５００が、移動体の給電エリアに対する位置情報を取得する位置情報取得部５６０をさらに備え、制御部３５０は位置情報取得部５６０が取得した位置情報に基づいて、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を始動させている。そのため、電力供給部２４０の不要な電力消費を抑制しつつ、充電部２３０の充電動作のレスポンスを確実に向上させることができる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第４実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムについて説明する。図９は、本発明の第４実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。第４実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス給電装置１００と、ワイヤレス受電装置６００を有する。ワイヤレス給電装置１００の構成は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１と同様である。本実施形態では、ワイヤレス受電装置６００は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のワイヤレス受電装置２００の制御部２５０に代えて、制御部６５０を備えている点において、第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５６】
制御部６５０は、制御部２５０と同様、電力供給部２４０から充電部２３０への電力供給の始動もしくは停止を制御する機能を有する。本実施形態では、制御部６５０は、電力供給の始動もくしは停止の制御を、充電部２３０の起動の有無に基づいて行っている。制御部６５０は、スイッチング素子ＳＷ６と、検出部６５２と、給電スイッチ制御部６５１と、を有する。スイッチング素子ＳＷ６の構成は、第１実施形態と同様である。検出部６５２は、充電部２３０の起動の有無を検出する機能を有する。充電部２３０の起動の有無を検出方法としては、例えば電流検出や電圧検出などの方法が挙げられる。具体的には、電圧検出の場合、検出部６５２は、受電部２１０の出力両端と整流部２２０の入力両端の間に接続され、受電部２１０の出力電圧を検出、あるいは、整流部２２０の出力両端と充電部２３０の入力両端との間に接続され、整流部２２０から充電部２３０に出力される電圧を検出する。一方、電流検出の場合、検出部６５２は、整流部２２０の出力の一端と充電部２３０の入力の一端との間に接続され、整流部２２０から充電部２３０に出力される電流を検出、あるいは、充電部２３０の出力の一端と蓄電部Ｂ０の一端との間に接続され、充電部２３０から出力される電流を検出する。本実施形態では、検出部６５２は、整流部２２０の出力両端と、充電部２３０の入力両端との間に接続され、整流部２２０から充電部２３０に出力される電圧を検出している。この検出部６５２は、充電部２３０の入力両端の電圧を検出したとき、給電スイッチ制御部６５１に検出信号ＳＧ９を出力する。給電スイッチ制御部６５１は、検出部６５２からの検出信号ＳＧ９を受け、予め設定した基準値ＢＬ０と比較し、スイッチング素子ＳＷ６にＳＷ制御信号ＳＧ６を出力および停止する機能を有する。具体的には、給電スイッチ制御部６５１は、検出部６５２からの検出信号ＳＧ９が基準値ＢＬ０以上となるとき、受電部２１０が受電状態であって、充電部２３０が起動状態であると判断して、ＳＷ制御信号ＳＧ６を停止させる。これにより、スイッチング素子ＳＷ６がＯＦＦ状態となり、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３に電力が供給されなくなる。一方、給電スイッチ制御部６５１は、検出部６５２からの検出信号ＳＧ９が基準値ＢＬ０未満となるとき、受電部２１０が受電状態でなく、充電部２３０が起動状態でないと判断して、ＳＷ制御信号ＳＧ６を出力する。これにより、スイッチング素子ＳＷ６がＯＮ状態となり、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３に電力が供給される。つまり、制御部６５０は、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給の始動もしくは停止を制御している。このように、制御部６５０は、充電部２３０の起動状態に応じて、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給の始動または停止を行っている。より具体的には、制御部６５０は、検出部６５２により充電部２３０が起動したことを検知したとき、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を停止させ、検出部６５２により充電部２３０が起動していないことを検知したとき、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を始動させるように機能することとなる。
【００５７】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス電力受電装置６００において、制御部６５０は、充電部２３０の起動の有無を検出する検出部６５２を有し、検出部６５２により充電部２３０が起動したことを検知したとき、電力供給部２４０から充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給を停止させている。そのため、電力供給部２４０の不要な電力消費を抑制できる。
【００５８】
（第５実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第５実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの構成について説明する。図１０は、本発明の第５実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。第５実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス給電装置１００と、ワイヤレス受電装置７００を有する。ワイヤレス給電装置１００の構成は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１と同様である。本実施形態では、ワイヤレス受電装置７００は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のワイヤレス受電装置２００の構成に加え、電力変換部７７０を備えている点において、第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５９】
電力変換部７７０は、電力供給部２４０の出力電圧と出力電流を変換して、充電部２３０の制御回路部２３３に出力する機能を有する。電力変換部７７０は、電力供給部２４０と、充電部２３０の制御回路部２３３との間に直列で接続される。つまり、電力供給部２４０は、電力変換部７７０を介して、充電部２３０の充電動作を制御する制御回路部２３３に直接接続されることとなる。この電力変換部７７０は、電力供給部２４０の出力電圧が充電部２３０の制御回路部２３３の定格電圧を超える電圧値の場合、降圧するように変換する。一方、電力変換部７７０は、電力供給部２４０の出力電圧が充電部２３０の制御回路部２３３の必要最低電圧未満の電圧値の場合、昇圧するように変換する。この結果、充電部２３０の制御回路部２３３の定格電圧および必要最低電圧や電力供給部２４０の出力電圧によらずに、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、充電部２３０を起動させることで、充電部２３０を確実にスタンバイ状態にできる。なお、電力供給部２４０の出力電圧が充電部２３０の制御回路部２３３の必要最低電圧以上であって、定格電圧以下の場合、電力変換部７７０は、電力供給部２４０の出力電圧をそのまま充電部２３０の制御回路部２３３に出力する。このように構成される電力変換部７７０としては、電力供給部２４０の出力電圧と、充電部２３０の制御回路部２３３の入力定格電圧および必要最低電圧に基づいて、降圧型コンバータ、昇圧型コンバータ、昇降圧型コンバータのいずれかであればよい。また、電力変換部７７０は、トランスを用いる絶縁型でもよく、複数の素子を用いるインターリーブ型であってもよい。
【００６０】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス受電装置７００が、電力供給部２４０と充電部２３０の制御回路部２３３との間に接続される電力変換部７７０をさらに備えている。そのため、充電部２３０の制御回路部２３３の定格電圧および必要最低電圧や電力供給部２４０の出力電圧によらずに、整流部２２０から充電部２３０に所定の電力が供給される前に、充電部２３０を起動させることで、充電部２３０を確実にスタンバイ状態にできる。
【００６１】
（第６実施形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第６実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの構成について説明する。図１１は、本発明の第６実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。第６実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス給電装置１００と、ワイヤレス受電装置８００を有する。ワイヤレス給電装置１００の構成は、第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムと同様である。本実施形態では、ワイヤレス受電装置８００は、第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置３００の電力供給部２４０に代えて、電力供給部８４０を備えている点において、第２実施形態と相違する。以下、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６２】
電力供給部８４０は、蓄電部Ｂ０から構成される。すなわち、電力供給部８４０は、蓄電部Ｂ０である。この電力供給部８４０は、充電部２３０から出力された電力を蓄電するとともに、その電力の一部を充電部２３０の制御回路部２３３に供給可能に構成されている。具体的には、電力供給部８４０の両端（図示ａ点、ｂ点）は、充電部２３０の出力端と蓄電部Ｂ０の接続とは別系統、かつ、整流部２２０から出力された直流電力が供給される充電部２３０の入力両端とは別系統で、充電部２３０の制御回路部２３３の両端（図示ａ点、ｂ点）と接続されている。なお、電力供給部８４０の一端と充電部２３０の制御回路部２３３の一端の間にダイオード（図示しない）が接続されていても構わない。このように構成される電力供給部８４０が充電部２３０の制御回路部２３３に電力を供給することによって、充電部２３０においては、制御回路部２３３が電力を受けてスイッチング素子ＳＷ５のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始させて充電部２３０を起動させることで、充電用電力変換部２３１が整流部２２０から電力を受けて蓄電部Ｂ０に電力を出力できるスタンバイ状態となる。
【００６３】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス受電装置８００において、電力供給部８４０は、蓄電部Ｂ０である。そのため、部品点数を削減することができる。
【００６４】
（第７実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第７実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの構成について説明する。図１２は、本発明の第７実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。第７実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス給電装置１００と、ワイヤレス受電装置９００を有する。ワイヤレス給電装置１００の構成は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムと同様である。本実施形態では、ワイヤレス受電装置９００が第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置２００の構成に加え、電圧検出部９８０およびスイッチング素子ＳＷ７を備えている点、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のワイヤレス受電装置２００の制御部２５０に代えて、制御部９５０を備えている点、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のワイヤレス受電装置２００の電力供給部２４０に代えて、電力供給部９４０を備えている点において、第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
電力供給部９４０は、整流部２２０から出力された直流電力を蓄電し、充電部２３０へと直流電力を供給する機能を有する。電力供給部９４０は、蓄電部Ｂ０と別体の充電可能な蓄電部品であって、整流部２２０と充電部２３０との間に配置され、整流部２２０から出力された直流電力が供給される充電部２３０の入力両端、および、充電部２３０の内部用電力変換部２３２を介して、充電部２３０の制御回路部２３３に接続される。本実施形態では、電力供給部９４０は、整流部２２０と充電部２３０との間において、平滑コンデンサＣ０と並列に接続されているコンデンサから構成されている。電力供給部９４０の容量値は、少なくとも平滑コンデンサＣ０の容量値以上に設定されていると望ましく、大きければ大きいほど好ましい。電力供給部９４０の容量値が大きいと、充電部２３０が長時間起動状態を維持することが可能となる。電力供給部９４０を構成するコンデンサとしては、例えば、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどが挙げられる。
【００６６】
電圧検出部９８０は、充電部２３０の出力電圧を検出することで、蓄電部Ｂ０の充電状態を監視し、制御部９５０に充電切替信号ＳＧ１０を出力する機能を有する。電圧検出部９８０は、充電部２３０の出力両端と、蓄電部Ｂ０の両端の間に並列に接続される。具体的には、電圧検出部９８０は、予め設定した基準値ＢＬ１を有し、検出した充電部２３０の出力電圧が基準値ＢＬ１を上回ったとき、蓄電部Ｂ０の充電状況が満充電に近づいていると判断して、制御部９５０の給電スイッチ制御部９５１に充電切替信号ＳＧ１０を出力する。なお、電圧検出部９８０は、充電部２３０の出力電圧が基準値ＢＬ１以下のとき、制御部９５０の給電スイッチ制御部９５１への充電切替信号ＳＧ１０の出力を停止するように構成されている。
【００６７】
スイッチング素子ＳＷ７は、後述する給電スイッチ制御部９５１が出力するＳＷ制御信号ＳＧ１１の受信有無に基づき、ＯＮ・ＯＦＦ動作する機能を有する。スイッチング素子ＳＷ７は、整流部２２０の出力の一端と、電力供給部９４０の入力の一端の間に直列に接続されている。具体的には、スイッチング素子ＳＷ７は、給電スイッチ制御部９５１から出力されるＳＷ制御信号ＳＧ１１を受けて、ＯＮ状態となることで、整流部２２０と電力供給部９４０を導通させる。
【００６８】
制御部９５０は、制御部２５０と同様、電力供給部９４０から充電部２３０への電力供給の始動もしくは停止を制御する機能を有する。制御部９５０は、スイッチング素子ＳＷ６と、給電スイッチ制御部９５１と、を有する。スイッチング素子ＳＷ６の構成は、第１実施形態と同様である。給電スイッチ制御部９５１は、スイッチ制御部２５１の機能に加えて、スイッチング素子ＳＷ７のＯＮ・ＯＦＦ動作を制御するＳＷ制御信号ＳＧ１１をスイッチング素子ＳＷ７に出力する機能を有する。具体的には、制御部９５０の給電スイッチ制御部９５１は、電圧検出部９８０からの充電切替信号ＳＧ１０を受け、スイッチング素子ＳＷ７にＳＷ制御信号ＳＧ１１を出力する。つまり、給電スイッチ制御部９５１は、充電切替信号ＳＧ１０の出力を受けることにより、ＳＷ制御信号ＳＧ１１をスイッチング素子ＳＷ７に出力し、スイッチング素子ＳＷ７をＯＮ状態とすることで、整流部２２０から出力される電力が電力供給部９４０に蓄電されるようにする。言い換えれば、電圧検出部９８０により検出される出力電圧が予め設定した基準値ＢＬ１を上回ったとき、整流部２２０から電力供給部９４０に電力が供給されることとなる。ここで、蓄電部Ｂ０の充電状況が満充電に近づくと、蓄電部Ｂ０のインピーダンスが高くなり、伝送可能な電力に比べて充電される電力が小さくなることから、余剰電力が発生する。本実施形態では、蓄電部Ｂ０の充電状況が満充電に近づくと、スイッチング素子ＳＷ７をＯＮ状態とし、整流部２２０から出力される電力が電力供給部９４０に蓄電される。そのため、伝送される電力に余剰電力が発生したとしても、電力の有効活用が可能となる。
【００６９】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス受電装置９００が、充電部２３０の出力電圧を検出する電圧検出部９８０をさらに備え、電力供給部９４０は、蓄電部Ｂ０と別体の充電可能な蓄電部品であって、整流部２２０と充電部２３０との間に接続され、電圧検出部９８０により検出される出力電圧が予め設定した基準値ＢＬ１を上回ったとき、整流部２２０から電力供給部９４０に電力が供給されている。そのため、蓄電部Ｂ０が満充電に近づくことにより発生する余剰電力の再利用を図ることができる。また、電力供給部９４０に電力が供給されることで、充電部２３０の出力側がハイインピーダンスになることによる充電部２３０の入力側の過電圧を防止できる。
【００７０】
（第８実施形態）
次に、図１３を参照して、本発明の第８実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの構成について説明する。図１３は、本発明の第８実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置の回路構成を示す模式構成図である。第８実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス給電装置１００と、ワイヤレス受電装置１０００を有する。ワイヤレス給電装置１００の構成は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムと同様である。本実施形態では、ワイヤレス受電装置１０００は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置２００の構成に加え、電圧検出部１０８０を備えている点、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置２００の制御部２５０に代えて、制御部１０５０を備えている点、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス受電装置２００の電力供給部２４０に代えて、電力供給部１０４０を備えている点において、第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７１】
電力供給部１０４０は、整流部２２０から出力された直流電力を蓄電し、充電部２３０へと直流電力を供給する機能を有する。電力供給部２４０は、蓄電部Ｂ０と別体の充電可能な蓄電部品であって、整流部２２０と充電部２３０との間に配置され、整流部２２０から出力された直流電力が供給される充電部２３０の入力両端、および、充電部２３０の内部用電力変換部２３２を介して、充電部２３０の制御回路部２３３に接続される。本実施形態では、電力供給部１０４０は、整流部２２０と充電部２３０との間において、平滑コンデンサＣ０と並列に接続されているコンデンサから構成されており、整流部２２０から出力された直流電力が供給される充電部２３０の入力両端と同系統にて充電部２３０の制御回路部２３３へ電力を供給している。電力供給部１０４０の容量値は、少なくとも平滑コンデンサＣ０の容量値以上に設定されていると望ましく、大きければ大きいほど好ましい。電力供給部１０４０の容量値が大きいと、充電部２３０が長時間起動状態を維持することが可能となる。電力供給部１０４０を構成するコンデンサとしては、例えば、電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどが挙げられる。
【００７２】
電圧検出部１０８０は、充電部２３０の出力電圧を検出することで、蓄電部Ｂ０の充電状態を監視し、制御部１０５０に充電切替信号ＳＧ１０を出力する機能を有する。電圧検出部１０８０は、充電部２３０の出力両端と、蓄電部Ｂ０の両端の間に並列に接続される。具体的には、電圧検出部１０８０は、予め設定した基準値ＢＬ１を有し、検出した充電部２３０の出力電圧が基準値ＢＬ１を上回ったとき、蓄電部Ｂ０の充電状況が満充電に近づいていると判断して、制御部１０５０の給電スイッチ制御部１０５１に充電切替信号ＳＧ１０を出力する。なお、電圧検出部１０８０は、充電部２３０の出力電圧が基準値ＢＬ１以下のとき、制御部１０５０の給電スイッチ制御部１０５１への充電切替信号ＳＧ１０の出力を停止するように構成されている。
【００７３】
制御部１０５０は、スイッチング素子ＳＷ８と、給電スイッチ制御部１０５１と、を有する。制御部１０５０は、制御部２５０と同様、電力供給部１０４０から充電部２３０への電力供給の始動もしくは停止を制御する機能を有する。スイッチング素子ＳＷ８は、整流部２２０の出力の一端と、電力供給部１０４０の入力の一端の間に直列に接続されている。スイッチング素子ＳＷ８は、後述する給電スイッチ制御部１０５１が出力するＳＷ制御信号ＳＧ１２の受信有無に基づき、ＯＮ・ＯＦＦ動作する機能を有する。具体的には、スイッチング素子ＳＷ８は、給電スイッチ制御部１０５１から出力されるＳＷ制御信号ＳＧ１２を受けて、ＯＮ状態となることで、電力供給部１０４０と充電部２３０を導通させる。給電スイッチ制御部１０５１は、スイッチング素子ＳＷ８のＯＮ・ＯＦＦ動作を制御するＳＷ制御信号ＳＧ１２を出力する機能を有する。具体的には、給電スイッチ制御部１０５１は、ＳＷ制御信号ＳＧ１２をスイッチング素子ＳＷ８に出力することで、スイッチング素子ＳＷ８がＯＮ状態となることで、電力供給部１０４０と充電部２３０を導通させる。これにより、電力供給部１０４０から充電部２３０の内部用電力変換部２３２を介し、充電部２３０の制御回路部２３３への電力供給が始動し、電力供給部１０４０からの電力が内部用電力変換部２３２により変換されて制御回路部２３３に供給され、充電部２３０においては、制御回路部２３３が電力を受けてスイッチング素子ＳＷ５のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始させて充電部２３０を起動させることで、充電用電力変換部２３１が整流部２２０から電力を受けて蓄電部Ｂ０に電力を出力できるスタンバイ状態となる。したがって、整流部から充電部に所定の電力が供給される前に、充電部２３０を起動させることで、充電部２３０は即座に充電動作が可能なスタンバイ状態となっているため、給電部１２０と受電部２１０が重なることで、給電部１２０から受電部２１０に充電動作の遅れが生じることなく電力が伝送される。さらに、給電スイッチ制御部１０５１は、電圧検出部１０８０からの充電切替信号ＳＧ１０を受けると、スイッチング素子ＳＷ８にＳＷ制御信号ＳＧ１２を出力する。つまり、給電スイッチ制御部１０５１は、充電切替信号ＳＧ１０の出力を受けることにより、ＳＷ制御信号ＳＧ１２をスイッチング素子ＳＷ８に出力し、スイッチング素子ＳＷ８をＯＮ状態とすることで、整流部２２０と電力供給部１０４０を導通させて、整流部２２０から出力される電力が電力供給部１０４０に蓄電されるようにする。ここで、蓄電部Ｂ０の充電状況が満充電に近づくと、蓄電部Ｂ０のインピーダンスが高くなり、伝送可能な電力に比べて充電される電力が小さくなることから、余剰電力が発生する。本実施形態では、蓄電部Ｂ０の充電状況が満充電に近づくと、スイッチング素子ＳＷ８をＯＮ状態とし、整流部２２０から出力される電力が電力供給部１０４０に蓄電される。そのため、伝送される電力に余剰電力が発生したとしても、電力の有効活用が可能となる。
【００７４】
以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス受電装置１０００が、充電部２３０の出力電圧を検出する電圧検出部１０８０をさらに備え、電力供給部１０４０は、蓄電部Ｂ０と別体の充電可能な蓄電部品であって、整流部２２０と充電部２３０との間に接続され、電圧検出部１０８０により検出される出力電圧が予め設定した基準値ＢＬ１を上回ったとき、整流部２２０から電力供給部１０４０に電力が供給されている。そのため、蓄電部Ｂ０が満充電に近づくことにより発生する余剰電力の再利用を図ることができる。また、電力供給部１０４０に電力が供給されることで、充電部２３０の出力側がハイインピーダンスになることによる充電部２３０の入力側の過電圧を防止できる。
【００７５】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明したが、本発明は上述の実施形態に限られることなく、様々な変形や変更が可能である。例えば、上述の第７および第８実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおける特徴的構成ならびに機能は、第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムに適用しても構わない。この場合においても、充電部２３０の入力側の過電圧を防止できるとともに、整流部２２０から充電部２３０へと供給される余剰電力の再利用を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１００，４００…ワイヤレス給電装置、１１０…駆動回路、１１１…給電用電力変換部、１１２…スイッチ駆動部、１２０…給電部、２００，３００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００…ワイヤレス受電装置、２１０…受電部、２２０…整流部、２３０…充電部、２３１…充電用電力変換部、２３２…内部用電力変換部、２３３…制御回路部、２４０，８４０，９４０，１０４０…電力供給部、２５０，３５０，６５０，９５０，１０５０…制御部、２５１，３５１，６５１，９５１，１０５１…給電スイッチ制御部、３６０，５６０…位置情報取得部、４３０…位置情報出力部、６５２…検出部、７７０…電力変換部、９８０，１０８０…電圧検出部、Ｂ０…蓄電部、ＢＬ０，ＢＬ１…基準値、Ｃ０…平滑コンデンサ、Ｃ１…コンデンサ、Ｃｒ１…第１の共振コンデンサ、Ｃｒ２…第２の共振コンデンサ、Ｃｔ１…第１の共振コンデンサ、Ｃｔ２…第２の共振コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ５…ダイオード、Ｉｏ１，Ｉｏ２…交流電流、Ｉｏ３…整流部の出力電流、Ｉｏ４…充電部の出力電流、Ｌ１…インダクタ、Ｌｒ…受電コイル、Ｌｔ…給電コイル、ＰＳ…電源部、Ｓ１，Ｓ３…ワイヤレス電力伝送システム、ＳＧ１〜ＳＧ６，ＳＧ１１，ＳＧ１２…ＳＷ制御信号、ＳＧ７…給電開始信号，ＳＧ８…位置情報信号、ＳＧ９…検出信号、ＳＧ１０…充電切替信号、ＳＷ１〜ＳＷ８…スイッチング素子、Ｖｉｎ…入力電圧、Ｖｏ１…電圧、Ｖｏ２…交流電圧、Ｖｏ３…整流部の出力電圧、Ｖｏ４…充電部の出力電圧、Ｘ１０…給電側リアクタンス回路、Ｘ２０…受電側リアクタンス回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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