(57)【要約】【課題】回路部とコイルを近接配置する際に浮遊容量、渦電流損などによる特性劣化をなくすことができ、回路部とコイルを一体化できるので、全体のサイズを小さくすることができる電子装置、給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システムを提供する。【解決手段】コイル２１１と、グランド端子ＧＮＤおよびホット端子２５２を含み、コイル２１１と接続される回路部２５と、を有し、回路部２５は、グランド端子がコイル２１１の一端側に接続され、ホット端子２５２がコイルの他端側に接続されて、コイル２１１と一体化されている。【選択図】図３
2012049434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
グランド端子およびホット端子を含み、上記コイルと接続される回路部と、を有し、
上記回路部は、
上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、
上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、
上記コイルと一体化されている
電子部品。
【請求項２】
上記回路部のグランド電位がコイルのパターンと電気的に接続されており、上記回路部がコイルのインダクタンス値を決める一要素として機能している
請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
上記回路部は、
シールドされており、シールド構造が上記コイルのインダクタンス値を決める一要素として機能している
請求項１または２記載の電子部品。
【請求項４】
上記コイルは所望の周波数で共振するように形成されており、上記回路部またはシールド構造が、共振周波数を決定する一要素として機能する
請求項２または３記載の電子部品。
【請求項５】
上記共振を形成するキャパシタンスはコイルの浮遊容量成分を含む
請求項４記載の電子部品。
【請求項６】
ワイヤレスで電力伝送可能なコイルを含む送電側コイル部と、
交流電力を直流電力に変換する変換器と、
上記変換器で変換された電力を受けてワイヤレス電力伝送のための高周波電力を発生して、上記送電側コイル部に供給する送電回路と、を有し、
グランド端子およびホット端子を含み、上記コイルと接続され、上記送電回路と、上記変換器の少なくとも一部とを含む回路部が形成され、
上記回路部は、
上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、
上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、
上記コイルと一体化されている
給電装置。
【請求項７】
上記回路部のグランド電位がコイルのパターンと電気的に接続されており、上記回路部がコイルのインダクタンス値を決める一要素として機能している
請求項６記載の給電装置。
【請求項８】
上記回路部は、
シールドされており、シールド構造が上記コイルのインダクタンス値を決める一要素として機能している
請求項６または７記載の給電装置。
【請求項９】
上記コイルは所望の周波数で共振するように形成されており、上記回路部またはシールド構造が、共振周波数を決定する一要素として機能する
請求項７または８記載の給電装置。
【請求項１０】
上記変換器は、
交流（ＡＣ）電圧を直流（ＤＣ）電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータによる直流電圧を異なる直流電圧に変換する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、を含み
上記回路部は、
上記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータおよび上記送電回路を含み、
上記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータは電源線により回路部側に配置される上記ＡＣ／ＤＣコンバータと接続されている
請求項６から９のいずれか一に記載の給電装置。
【請求項１１】
上記変換器は、
交流（ＡＣ）電圧を直流（ＤＣ）電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを含み
上記回路部は、
上記絶縁型ＡＣ／ＤＣコンバータおよび上記送電回路を含む
請求項６から９のいずれか一に記載の給電装置。
【請求項１２】
上記回路部は、
シールドケースによりシールドされ、包含する各回路素子の上記グランド端子が上記シールドケースに接続されている
請求項１０または１１記載の給電装置。
【請求項１３】
ワイヤレスで送電された電力を受電するコイルを含む受電側コイル部と、
上記受電側コイル部で受電した電力を整流する整流回路と、
上記整流回路で整流された電力を安定化させて負荷に供給する電源回路と、を有し、
グランド端子およびホット端子を含み、上記コイルと接続され、上記整流回路と、上記電源回路を少なくとも含む回路部が形成され、
上記回路部は、
上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、
上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、
上記コイルと一体化されている
受電装置。
【請求項１４】
上記回路部のグランド電位がコイルのパターンと電気的に接続されており、上記回路部がコイルのインダクタンス値を決める一要素として機能している
請求項１３記載の受電装置。
【請求項１５】
上記回路部は、
シールドされており、シールド構造が上記コイルのインダクタンス値を決める一要素として機能している
請求項１３または１４記載の受電装置。
【請求項１６】
上記コイルは所望の周波数で共振するように形成されており、上記回路部またはシールド構造が、共振周波数を決定する一要素として機能する
請求項１４または１５記載の受電装置。
【請求項１７】
上記回路部は、
シールドケースによりシールドされ、上記電源回路を除く包含する各回路素子の上記グランド端子が上記シールドケースに接続されている
請求項１３から１６のいずれか一に記載の受電装置。
【請求項１８】
給電装置と、
上記給電装置から送電された電力を、磁界共鳴関係をもって受電する受電装置と、を有し、
上記給電装置は、
ワイヤレスで電力伝送可能な送電側コイルを含む送電側コイル部と、
変換器は、交流電力を直流電力に変換する変換器と、
上記変換器で変換された電力を受けてワイヤレス電力伝送のための高周波電力を発生して、上記送電側コイル部に供給する送電回路と、を含み、
上記受電装置は、
ワイヤレスで送電された電力を受電する受電側コイルを含む受電側コイル部と、
上記受電側コイル部で受電した電力を整流する整流回路と、
上記整流回路で整流された電力を安定化させて負荷に供給する電源回路と、を含む、
上記給電装置および上記受電装置のうちの少なくとも一方は、
グランド端子およびホット端子を含み、上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、上記コイルと一体化されている回路部を含む
ワイヤレス給電システム。
【請求項１９】
上記給電装置の回路部は、
グランド端子およびホット端子を含み、上記送電側コイルと接続され、上記送電回路と、上記変換器の少なくとも一部とを含み、
上記受電装置の回路部は、
グランド端子およびホット端子を含み、上記受電側コイルと接続され、上記整流回路と、上記電源回路を少なくとも含む
請求項１８記載のワイヤレス給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル（インダクタ）とコイルに接続される回路部が一体化される電子部品、非接触（ワイヤレス）で電力の供給、受信を行う非接触給電方式の給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス（無線）で電力の供給を行う方式として電磁誘導方式が知られている。
また、近年、電磁共鳴現象を利用した磁界共鳴方式と呼ばれる方式や、電波型と呼ばれる方式を用いたワイヤレス給電、および充電システムが注目されている。
【０００３】
現在、既に広く用いられている電磁誘導方式の非接触給電方式は、給電元と給電先（受電側）とで磁束を共有する必要があり、効率良く電力を送るには給電元と給電先とを極近接して配置する必要があり、結合の軸合わせも重要である。
【０００４】
一方、電磁共鳴現象を用いた非接触給電方式は、電磁共鳴現象という原理から、電磁誘導方式よりも距離を離して電力伝送することができ、かつ、多少軸合わせが悪くても伝送効率があまり落ちないという利点がある。
なお、電磁共鳴現象には磁界共鳴方式の他に電界共鳴方式がある。
この磁界共鳴型を用いたワイヤレス給電システムは、軸合わせが不要で、給電距離を長くすることが可能である。
【０００５】
ところで、非接触給電方式に限らず、コイル、キャパシタ（コンデンサ）、複合電子部品等の電子装置においては、コイルと回路部を一体化することが行われている。
【０００６】
特許文献１，２には、回路部と通信用コイルを近接して配置する際に、アナログ回路部とコイル間の寄生容量を低減するため、互いが重ならないように配置するという技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、回路と積層コンデンサ(キャパシタ)、コイルを一体化する方法が開示されている。ここでは、別体で作成した積層体素子と回路基板を接着剤で接合することで、温度特性の優れた積層複合電子部品を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３３７７７５６号
【特許文献２】特許第３３７７７８７号
【特許文献３】特開平６−１２４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１，２に開示されている技術では、回路とコイルが別体で存在しているために、浮遊容量の影響を軽減するためには回路とコイルが物理的に離れていることが重要となる。
すなわち、上記影響を軽減するためには全体のサイズが大きくなってしまうという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に開示されている技術も、コイル、コンデンサ部と回路部は基本的に別体で作られ、接着剤で近接配置される。
つまり、特許文献１，２で課題として掲げた、回路とコイルの干渉の問題を解決していない。
【００１１】
本発明は、回路部とコイルを近接配置する際に浮遊容量、渦電流損などによる特性劣化をなくすことができ、回路部とコイルを一体化できるので、全体のサイズを小さくすることができる電子部品、給電装置、受電装置、およびワイヤレス給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の観点の電子部品は、コイルと、グランド端子およびホット端子を含み、上記コイルと接続される回路部と、を有し、上記回路部は、上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、上記コイルと一体化されている。
【００１３】
本発明の第２の観点の給電装置は、ワイヤレスで電力伝送可能なコイルを含む送電側コイル部と、交流電力を直流電力に変換する変換器と、上記変換器で変換された電力を受けてワイヤレス電力伝送のための高周波電力を発生して、上記送電側コイル部に供給する送電回路と、を有し、グランド端子およびホット端子を含み、上記コイルと接続され、上記送電回路と、上記変換器の少なくとも一部とを含む回路部が形成され、上記回路部は、上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、上記コイルと一体化されている。
【００１４】
本発明の第３の観点の受電装置は、ワイヤレスで送電された電力を受電するコイルを含む受電側コイル部と、上記受電側コイル部で受電した電力を整流する整流回路と、上記整流回路で整流された電力を安定化させて負荷に供給する電源回路と、を有し、グランド端子およびホット端子を含み、上記コイルと接続され、上記整流回路と、上記電源回路を少なくとも含む回路部が形成され、上記回路部は、上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、上記コイルと一体化されている。
【００１５】
本発明の第４の観点のワイヤレス給電システムは、給電装置と、上記給電装置から送電された電力を、磁界共鳴関係をもって受電する受電装置と、を有し、上記給電装置は、ワイヤレスで電力伝送可能な送電側コイルを含む送電側コイル部と、変換器は、交流電力を直流電力に変換する変換器と、上記変換器で変換された電力を受けてワイヤレス電力伝送のための高周波電力を発生して、上記送電側コイル部に供給する送電回路と、を含み、上記受電装置は、ワイヤレスで送電された電力を受電する受電側コイルを含む受電側コイル部と、上記受電側コイル部で受電した電力を整流する整流回路と、上記整流回路で整流された電力を安定化させて負荷に供給する電源回路と、を含む、上記給電装置および上記受電装置のうちの少なくとも一方は、グランド端子およびホット端子を含み、上記グランド端子が上記コイルの一端側に接続され、上記ホット端子が上記コイルの他端側に接続されて、上記コイルと一体化されている回路部を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回路部とコイルを近接配置する際に浮遊容量、渦電流損などによる特性劣化なくすことができ、回路部とコイルを一体化できるので、全体のサイズを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るワイヤレス給電システムの全体の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの送電側コイルおよび受電側コイルの基本的な関係を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態に係る送電側コイルと送電系回路部の一体化構成の一例を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態に係る給電装置のコイルパターンと回路部との接続状態を模式的に示す図である。
【図５】金属板がコイル近傍にあるときのイメージ電流が発生する様子を示す図である。
【図６】実際のワイヤレス充電（給電）システムの構成例を示す図である。
【図７】デザインガイドに記載されているインダクタンス値の計算例を説明するための図である。
【図８】インダクタンスとキャパシタンスを用いて構成される共振回路の基本構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る給電装置を駆動した際の高周波電流の分布の様子を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る回路部に絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータを挿入する構成例を示す図である。
【図１１】絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータの構成例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る回路部に絶縁型ＡＣ/ＤＣコンバータを挿入する構成例を示す図である。
【図１３】図１０の構成を採用した場合の１次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を示す図である。
【図１４】図１３の１次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を具体的に示す図である。
【図１５】本実施形態に係る受電側コイルと受電系回路部の一体化構成の一例を模式的に示す図である。
【図１６】本実施形態に係る受電装置のコイルパターンと回路部との接続状態を模式的に示す図である。
【図１７】図１５の構成を採用した場合の２次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を示す図である。
【図１８】図１７の２次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を具体的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．ワイヤレス給電システムの基本的な構成例
２．送電側コイルと送電系回路部の一体化構成
３．受電側コイルと受電系回路部の一体化構成
【００１９】
＜１．ワイヤレス給電システムの基本的な構成例＞
図１は、本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの全体の構成例を示す図である。
図２は、本発明の実施形態に係るワイヤレス給電システムの送電側コイルおよび受電側コイルの基本的な関係を模式的に示す図である。
【００２０】
本ワイヤレス給電システム１０は、一次側装置としての給電装置２０および二次側装置としての受電装置３０を有する。
【００２１】
給電装置２０は、ワイヤレスで電力を送電（給電）可能な送電側コイル部２１と、送電回路２２、変換器２３、およびＡＣケーブル部２４を有する。
【００２２】
なお、本実施形態においては、後で詳述するように、送電回路および変換器２３により送電系回路部２５が形成され、回路部２５は送電側コイル部２１のコイルと一体化された構成を有する。
【００２３】
送電側コイル部２１は、共鳴素子としての共鳴コイル２１１を有する。共鳴コイルは共振コイルとも呼ぶが、本実施形態においては共鳴コイルと呼ぶこととする。
また、送電側コイル部２１は、給電素子としての給電コイルが設けられることもある。
【００２４】
共鳴コイル２１１は、送電回路２２によりワイヤレス電力伝送のための高周波電力が供給される。
共鳴コイル２１１は、受電装置３０の共鳴コイル３１１と自己共振周波数が一致したときに磁界共鳴関係となり電力を効率良く伝送する。
【００２５】
送電回路２２は、ワイヤレス電力伝送のための高周波電力を発生する。
送電回路２２は、高効率に高周波電力を発生させることが望ましいため、スイッチングアンプなどが用いられる。
送電回路２２で発生された高周波電力は、図示しないインピーダンス検出器や整合回路等を通して送電コイル部２１の共鳴コイル２１１に給電（印加）される。
【００２６】
変換器２３は、交流電力（ＡＣ）を直流電力（ＤＣ）に変換し、変換した電力を送電回路２２に供給する。
変換器２３は、後述するように、ＡＣ/ＤＣコンバータ、さらにはＤＣ/ＤＣコンバータを含んで構成される。
【００２７】
受電装置３０は、受電側コイル部３１、整流回路３２、電源回路（電圧安定化回路）３３、負荷としてバッテリ（２次電池）３４を含んで構成されている。
この受電装置３０は、携帯電話等の負荷である２次電池３４が搭載されている。
なお、本実施形態においては、後で詳述するように、整流回路３２および電源回路３３により受電系回路部３５が形成され、回路部３５は受電側コイル部３１のコイルと一体化された構成を有する。
【００２８】
受電側コイル部３１は、共鳴素子としての共振（共鳴）コイル３１１を有する。
また、受電側コイル部３１は、共鳴コイル３１２から電磁誘導によって交流電流が給電される給電コイルが設けられることもある。
【００２９】
共鳴コイル３１１は、給電装置２０の共鳴コイル２１１と自己共振周波数が一致したときに磁界共鳴関係となり電力を効率良く受信する。
【００３０】
整流回路３２は、受電した交流電力を整流して直流（ＤＣ）電力として電源回路３３に供給する。
【００３１】
電源回路３３は、整流回路３２により供給されるＤＣ電力を、供給先である電子機器の仕様に応じたＤＣ電圧に変換して、その安定化したＤＣ電圧を電子機器である負荷である２次電池３４に供給する。
【００３２】
＜２．送電側コイルと送電系回路部の一体化構成＞
図３は、本実施形態に係る送電側コイルと送電系回路部の一体化構成の一例を模式的に示す図である。
図４は、本実施形態に係る給電装置のコイルパターンと回路部との接続状態を模式的に示す図である。
【００３３】
以下に詳述するように、本実施形態においては、給電装置２０のコイル２１１と、送電回路２２および変換器２３を含む回路部２５とが一体化して形成される。
基本的に、回路部２５のグランド（ＧＮＤ）電位がコイルのパターンと電気的に接続されており、回路部２５がコイル２１１のインダクタンス値を決める一要素として機能している。
回路部２５はシールドされていて、シールド構造がコイル２１１のインダクタンス値を決める一要素として機能する。
コイル２１１は所望の周波数ｆｏで共振する構成になっており、回路部またはシールド構造が、共振周波数を決定する一要素として機能する。
このときの共振を構成するキャパシタンスはコイルの浮遊容量成分、キャパシタ素子などが用いられる。
また、シールドケースは放熱器としての機能も担っている。
【００３４】
このように、本実施形態においては、給電装置２０のコイル２１１と、送電回路２２および変換器２３を含む回路部２５とが一体化して形成されるが、この一体化構成を採用する理由について以下に示す。
【００３５】
電磁誘導や、磁界共鳴型ワイヤレス給電システムにおいては、磁界が電力の受け渡しを主に行う。磁界による電力の送受を行うためにコイルが一般に用いられる。コイル間の電力伝送効率ηは下記の式で表される。
【００３６】
［数１］
効率η＝ｋ*Ｑ
ここで、ｋ=結合係数、Ｑ=コイルの無負荷Qを示す。
【００３７】
これら結合係数ｋ，コイルの無負荷Ｑを低下させる要因のひとつが、近傍の金属による特性劣化である。
図５は、金属板がコイル近傍にあるときのイメージ電流が発生する様子を示す図である。
図５に示すように、コイルＣＬ近傍に金属板ＭＰがある場合、周囲の電磁界分布は等価的にイメージ電流ＩＭＩが発生したような振る舞いをする。イメージ電流ＩＭＩが形成する磁界は実際にコイルＣＬに流れる電流が形成する磁界を打ち消すため、コイルＣＬのＱ値を低下させる。また、このとき、金属板ＭＰ上に大きな電流（渦電流）が流れ、導体損が発生して損失となる。
【００３８】
たとえば、ワイヤレス給電（充電）システムを考えた場合、構成は図１に示すようになり、送電コイル側に送電回路２２やＡＣ/ＤＣコンバータ回路等の変換器２３が必要となる。
受電コイル側にも整流回路３２や電源回路３３、２次電池（バッテリ）３４などが必要となる。
これら回路部は多くの金属材料で構成されるため、コイル近傍に配置すると給電特性を大きく劣化させることがある。
【００３９】
図６は、実際のワイヤレス充電（給電）システムの構成例を示す図である。
ユーザの使用感を考えると、１次側装置である給電装置２０は適度の面積を有し、その平面状に２次側となるポータブル電子機器を自由に置けることが望ましい。また、２次側コイル３１１は１次側コイルの投影面積内部にあることが動作上好ましいため、１次側コイル２１１は１次側装置全面に巻回されることが望ましい。
１次側装置である給電装置２０全体の大きさを小型化するためには、回路部は１次側コイルの下に置くことが考えられる。しかし、このとき、回路部の金属がコイル２１１に近接するために、コイル特性を低下させ、結果として給電特性を低下させてしまうおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施形態においては、給電装置２０において、図３および図４に示すように、回路部２５をコイル２１１と一体化して構成する。
たとえば、コイル２１１は基板２６の渦巻き状パターンＰＴＮ１で形成し、回路部２５も同一基板２６上に同様にパターンＰＴＮ２を形成して構成する。
回路部２５は、シールドケース２５１に収容されている。
そして、回路部２５のグランド（ＧＮＤ）電位がパターンＰＴＮ２としてシールドケース２５１外に延設され、このパターンＰＴＮ２がコイル２１１の渦巻き状パターンＰＴＮ１の一端側（内周側端部）と電気的に接続されている。また、回路部２５の給電端子（ホット端子）２５２がコイル２１１の渦巻き状パターンＰＴＮ１の他端（外周側端部）に接続されている。
【００４１】
コイル２１１上には大きな高周波電流が流れるため、損失を極力減らす必要がある。そのため、回路部２５はシールドケース２５１で覆うことが望ましい。シールドケース２５１は電界シールド部として機能するアルミニウム等の金属部材により形成される。
その際、給電装置２０の給電部は図４に示すようになる。
また、回路部２５はコイル２１１と一体化されるので、回路部のグランドＧＮＤに高周波電流が流れる。
この高周波電流は回路部２５を覆うシールド部であるシールドケース２５１を流れるが、シールド金属の厚さが薄いと、シールド内部に電流が漏れ出し、特性低下を招く。
高周波電流は主に金属の表面を流れ、内部に入るほど電流は低減する。表面電流の０．３７倍の電流となる深さを表皮深さといい、次式で表される。
【００４２】
【数２】
2012049434.tif 000003
【００４３】
したがって、金属シールドおよび回路パターンの金属は表皮深さの数倍の厚みを有することが望ましい。
【００４４】
そして、本実施形態においては、上述したように、基本的に、回路部２５のグランド（ＧＮＤ）電位がコイルのパターンと電気的に接続されており、回路部２５がコイル２１１のインダクタンス値を決める一要素として機能している。
このように回路部２５はコイル２１１のインダクタンス値を決める一要素として機能することについて説明する。
【００４５】
図７は、デザインガイドに記載されているインダクタンス値の計算例を説明するための図である。
図８は、インダクタンスとキャパシタンスを用いて構成される共振回路の基本構成を示す図である。
【００４６】
図７は、Microchip社が提供しているデザインガイドに記載されるインダクタンス値の計算例を示している。
下記の数３にあるように、インダクタンス値Ｌは矩形ループコイルの長辺ｌｂ,短辺ｌａ、線幅ａに依存する。
【００４７】
【数３】
2012049434.tif 000004
【００４８】
本発明の実施形態に係る方法により、回路部２５をコイル２１１上に配置した際は、回路部２５により短辺ｌａ、長辺ｌｂ、線幅ａが影響される、すなわち、回路部２５の物理的構造がインダクタンス値を決める一要素となることが分かる。
ここでは、１巻きの矩形ループコイルを例としたが、複数巻きの矩形ループ、円形ループでも同様に、コイル上に回路部（回路ブロック）２５を配置することにより、回路部２５の物理的構造がそのインダクタンス値Ｌを決める一要素となる。
【００４９】
また、このインダクタンスＬとキャパシタンスＣを用いて、図８に示すように共振回路４０を構成する場合、共振周波数ｆｏは1/2π√ＬＣで求まる。
すなわち、コイル２１１上に配置された回路部２５の物理的構造はインダクタンス値Ｌを決める一要素であると共に、共振周波数ｆｏを決める一要素でもあるといえる。
ちなみに、キャパシタンスとしては、コイル自体が有する浮遊容量成分や、外付けのキャパシタ部品などが用いられる。
【００５０】
ここで、本実施形態に係る給電装置を駆動した際の高周波電流の分布について考察する。
図９は、本発明の実施形態に係る給電装置を駆動した際の高周波電流の分布の様子を示す図である。
【００５１】
理想的には高周波電流は、図９中矢印Ｘで示すように、コイル部（一体化された回路部を含む）にのみ流れる。
しかし、回路部２５は外部に電源線２７が必要であり、電源線２７は回路部２５と電気的に接続されるため、図９中矢印Ｙで示すように、この電源線２７にも望ましくない高周波電流が誘起してしまう。
この望ましくない高周波電流は、意図しない放射電磁界を発生する。これにより、給電特性や周囲機器への悪影響などの問題が懸念される。
【００５２】
図１０は、本実施形態に係る回路部に絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータを挿入する構成例を示す図である。
図１１は、絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータの構成例を示す図である。
図１１の絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータ２８は、入力フィルタ２８１、インバータ２８２、出力トランス２８３、整流回路２８４、および平滑回路２８５を有する。また、絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータ２８は、フィードバック制御系として、制御部２８６、フォトカプラ２８７、およびドライブ回路２８８を有する。
【００５３】
この例では、絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータ２８が回路部２３Ａに含まれており、電源線２７を介して回路部２３Ａ外でＡＤ/ＤＣコンバータ２９に接続されている。
好ましくない高周波電流に起因する放射電磁界による影響の問題を改善する方法として、たとえば図１０に示すように、１次側機器とそこから外部へ出る電源線２７の間に絶縁型のＤＣ/ＤＣコンバータ２８を挿入する方法を採用することが可能である。
絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータは、図１１に示すように、途中に出力トランス２８３を介在させ、絶縁構造となっている。つまりこの絶縁構造により、高周波電流が外部の電源線２７に漏れ出ることを防止する。
【００５４】
図１２は、本実施形態に係る回路部に絶縁型ＡＣ/ＤＣコンバータを挿入する構成例を示す図である。
【００５５】
絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータ２８を採用する代わりに、図１２に示すように、絶縁型ＡＣ/ＤＣコンバータ２９Ｂを採用することも可能である。
このように、ＡＣ/ＤＣコンバータ２９を絶縁型とし、ＡＣ/ＤＣコンバータ２９Ｂを１次側機器内部の回路部２３Ｂに搭載する。
絶縁型ＡＣ/ＤＣコンバータ２９Ｂも内部にトランスによる絶縁が行われるため、高周波電流が外部へ漏洩するのを防ぐことができる。
【００５６】
図１３は、図１０の構成を採用した場合の１次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を示す図である。
図１４は、図１３の１次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を具体的に示す図である。
【００５７】
図１４の例では、送電回路２２は、絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータ２８からＤＣ電力を受けて送電すべき電力を生成する電力生成回路２２１、および給電部のインピーダンス整合を行うインピーダンス整合回路２２２を含む。
送電回路２２の出力端子がホット端子２５２としてコイルパターンＰＴＮ１の外周側端部に接続され、グランドＧＮＤ端子がシールドケース２５１に接続される。
回路部２５のグランド（ＧＮＤ）電位がパターンＰＴＮ２としてシールドケース２５１外に延設され、このパターンＰＴＮ２がコイル２１１の渦巻き状パターンＰＴＮ１の一端側（内周側端部）と電気的に接続されている。
絶縁型ＤＣ/ＤＣコンバータ２８の端子（＋）および端子（−）が電源線２７により回路部２３Ａ外のＡＣ/ＤＣコンバータ２９に接続される。
【００５８】
＜３．受電側コイルと受電系回路部の一体化構成＞
図１５は、本実施形態に係る受電側コイルと受電系回路部の一体化構成の一例を説明するためのブロック図である。
図１６は、本実施形態に係る受電装置のコイルパターンと回路部との接続状態を模式的に示す図である。
【００５９】
上述したように、ワイヤレス給電（充電）システムの１次側のコイル２１１に１次側回路部２５を一体化して構成する例を示した。同様に２次側のコイル３１１に２次側回路部３５を一体化して構成する例を示す。
【００６０】
本実施形態においては、受電装置３０において、図１５および図１６に示すように、回路部３５をコイル３１１と一体化して構成する。
たとえば、コイル３１１は基板の渦巻き状パターンＰＴＮ１１で形成し、回路部３５も同一基板上に同様にパターンＰＴＮ１２を形成して構成する。
回路部３５は、シールドケース３５１に収容されている。
そして、回路部３５のグランド（ＧＮＤ）電位がパターンＰＴＮ１２としてシールドケース３５１外に延設され、このパターンＰＴＮ１２がコイル２１１の渦巻き状パターンＰＴＮ１１の一端側（内周側端部）と電気的に接続されている。また、回路部３５の給電端子（ホット端子）３５２がコイル３１１の渦巻き状パターンＰＴＮ１１の他端（外周側端部）に接続されている。
【００６１】
図１７は、図１５の構成を採用した場合の２次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を示す図である。
図１８は、図１７の２次側回路部のシールドケースとコイルの接続関係を具体的に示す図である。
図１７および図１８の例においては、コイル３１１と整流回路３２との間に整合回路３６が接続されている。
【００６２】
上述したように、受電装置３０においても、受電側回路部３５をコイル３１１と一体化して構成する。
ここで示す２次側装置の例では、ポータブル電子機器を想定しているので、２次側装置外部へ電源線などは基本的には付かない。したがって、２次側装置外部へ高周波電流が漏れ出ることによる影響などは考慮する必要がない。
【００６３】
受電回路の整合回路の一端子がホット端子３５２としてコイルパターンＰＴＮ１１の外周側端部に接続され、グランドＧＮＤ端子がシールドケース３５１に接続される。
回路部３５のグランド（ＧＮＤ）電位がパターンＰＴＮ１２としてシールドケース３５１外に延設され、このパターンＰＴＮ１２がコイル３１１の渦巻き状パターンＰＴＮ１１の一端側（内周側端部）と電気的に接続されている。
電源回路３３の端子（＋）および端子（−）が受信装置（受電装置）３０の電源制御回路等が搭載されるメイン基板３７に接続される。
【００６４】
このように、受電装置３０においても、コイル３１１とシールドケース３５１は接続される。２次側回路部３５からの取り出し線はシールドケース３５１の電位とは異なるので、これらの線３８はシールドケース３５１からは絶縁されている。
【００６５】
以上のように、本実施形態によれば、給電装置２０や受電装置３０のコイルと回路部とが一体化して形成される。
基本的に、回路部のグランド（ＧＮＤ）電位がコイルのパターンと電気的に接続されており、回路部がコイルのインダクタンス値を決める一要素として機能している。
回路部はシールドされていて、シールド構造がコイルのインダクタンス値を決める一要素として機能する。
コイルは所望の周波数ｆｏで共振する構成になっており、回路部またはシールド構造が、共振周波数を決定する一要素として機能する。
このときの共振を構成するキャパシタンスはコイルの浮遊容量成分、キャパシタ素子などが用いられる。
【００６６】
そして、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、回路部をコイル形状の内部に作りこみ、回路部は一部外部とのインターフェース部分を除き、金属の箱でシールド構造とし、コイルの一部として構成する。これにより、回路部とコイルを隣接して配置（近接配置）する際に浮遊容量、渦電流損などによる特性劣化をなくすことができる。
また、回路部とコイルを一体化できるので、全体のサイズを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０・・・ワイヤレス給電システム、２０・・・給電装置、２１・・・給電側コイル部、２１１・・・共鳴コイル、２２・・・送電回路、２３・・・変換器、２５・・・回路部、２６・・・基板、２７・・・電源線、３０・・・受電装置、３１・・・受電側コイル部、３２・・・整流回路、３３・・・電源回路（電圧安定化回路）、３４・・・２次電池（負荷）、３５・・・回路部、４０・・・共振回路。
【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６】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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