(57)【要約】【課題】受電コイルの数が変化しても伝送効率の低下を抑制でき、かつ、多様な機器に対して電力を伝送できる非接触給電制御回路を提供すること。【解決手段】非接触給電制御回路１は、電源５０の出力電力を送電コイルＷ１に供給して、送電コイルＷ１から、送電コイルＷ１と間隙を隔てて設けられた受電コイルＷ２、Ｗ３に、電力を伝送させる。この非接触給電制御回路１は、方向性結合器および制御部を備える。方向性結合器は、電源５０から送電コイルＷ１に向かって進む入射波電力と、送電コイルＷ１から電源５０に向かって進む反射波電力と、を検出する。制御部は、電源５０の出力電力の周波数を制御して、方向性結合器により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求め、最小値を求めた際における電源５０の出力電力の周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源の出力電力を送電コイルに供給して、当該送電コイルから、当該送電コイルと間隙を隔てて設けられた受電コイルに、電力を伝送させる非接触給電制御回路であって、
前記送電コイルから前記電源に向かって進む反射波電力を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された反射波電力に基づいて前記電源の出力電力の周波数を設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電制御回路。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電源の出力電力の周波数を制御して、前記検出手段により検出された反射波電力の最小値を求め、当該最小値を求めた際における当該電源の出力電力の周波数に、当該電源の出力電力の周波数を設定することを特徴とする請求項１に記載の非接触給電制御回路。
【請求項３】
電源の出力電力を送電コイルに供給して、当該送電コイルから、当該送電コイルと間隙を隔てて設けられた受電コイルに、電力を伝送させる非接触給電制御回路であって、
前記電源から前記送電コイルに向かって進む入射波電力と、当該送電コイルから当該電源に向かって進む反射波電力と、を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて前記電源の出力電力の周波数を設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電制御回路。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電源の出力電力の周波数を制御して、前記検出手段により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて当該入射波電力に対する当該反射波電力の割合の最小値を求め、当該最小値を求めた際における当該電源の出力電力の周波数に、当該電源の出力電力の周波数を設定することを特徴とする請求項３に記載の非接触給電制御回路。
【請求項５】
前記電源の出力電力を増幅する増幅手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の非接触給電制御回路。
【請求項６】
前記電源を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の非接触給電制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、間隙を隔てて設けられた送電コイルから受電コイルに電力を伝送する非接触給電手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示されている非接触給電手法では、まず、送電コイルによる送電電力の周波数を順次変化させて、受電コイルによる受電電力が最大となった際における、送電コイルによる送電電力の周波数を求める。次に、求めた周波数に、送電コイルによる送電電力の周波数を一致させる。これによれば、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化しても、受電電力が常に最大になるので、伝送効率の低下を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４２７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、携帯電話やノートパソコンといった複数の機器に対して、同時に、非接触で給電する技術が求められている。そこで、複数の受電コイルに対して、１つの送電コイルから電力を伝送する場合について、図５を用いて以下に検討する。
【０００６】
図５において、縦軸は、伝送効率を示し、横軸は、送電コイルによる送電電力の周波数を示す。また、実線は、受電コイルが１つの場合における伝送効率特性を示し、一点鎖線は、受電コイルが２つの場合における伝送効率特性を示す。
【０００７】
図５に示すように、受電コイルの数が異なると、伝送効率のピークにおける送電電力の周波数も異なる。具体的には、受電コイルが１つの場合には、送電電力の周波数がｆ１の場合に、伝送効率が最も高くなっている。これに対して、受電コイルが２つの場合には、送電電力の周波数がｆ１より高いｆ２の場合に、伝送効率が最も高くなっている。
【０００８】
特許文献１に示されている手法は、複数の受電コイルに対して１つの送電コイルから電力を伝送する場合について、考慮していない。このため、特許文献１に示されている手法では、送電コイルから電力を伝送する受電コイルが複数ある場合に、伝送効率が低下してしまうおそれがあった。
【０００９】
また、特許文献１に示されている手法では、受電コイルによる受電電力を検出する必要がある。このため、受電電力を検出する装置を、受電側の機器に設けたり、受電側の機器に接続したりしなくてはならない。したがって、受電電力を検出する装置を備えていない機器や、受電電力を検出する装置が接続される接続部を備えていない機器に対して、特許文献１に示されている手法を適用することはできない。よって、特許文献１に示されている手法により電力を伝送できる機器には、制限があった。
【００１０】
上述の課題を鑑み、本発明は、受電コイルの数が変化しても伝送効率の低下を抑制でき、かつ、多様な機器に対して電力を伝送できる非接触給電制御回路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】
【００１１】
本発明者は、上述の目的を達成すべく鋭意検討を行った。その結果、伝送効率が向上すると、反射波電力や、入射波電力に対する反射波電力の割合が小さくなり、伝送効率が低下すると、反射波電力や、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
（１）  本発明は、電源（例えば、図１の電源５０に相当）の出力電力を送電コイル（例えば、図１の送電コイルＷ１に相当）に供給して、当該送電コイルから、当該送電コイルと間隙を隔てて設けられた受電コイル（例えば、図１の受電コイルＷ２、Ｗ３に相当）に、電力を伝送させる非接触給電制御回路であって、前記送電コイルから前記電源に向かって進む反射波電力を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された反射波電力に基づいて前記電源の出力電力の周波数を設定する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触給電制御回路を提案している。
【００１３】
この発明によれば、非接触給電制御回路に、検出手段および制御手段を設けた。そして、検出手段により、送電コイルから電源に向かって進む反射波電力を検出することとした。また、制御手段により、検出手段により検出された反射波電力に基づいて、電源の出力電力の周波数を設定することとした。
【００１４】
このため、受電コイルの数が変化しても、電源の出力電力の周波数を設定して、反射波電力を小さくすることができる。したがって、受電コイルの数が変化しても、伝送効率の低下を抑制できる。
【００１５】
また、上述の伝送効率は、受電コイルの形状や、送電コイルと受電コイルとの間隔や、送電コイルと受電コイルとが正対する位置からどれだけずれているかに応じても、変化する。そして、これらの場合にも、伝送効率が向上すると、反射波電力が小さくなり、伝送効率が低下すると、反射波電力が大きくなる。このため、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、反射波電力を小さくすることができる。したがって、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、伝送効率の低下を抑制できる。
【００１６】
また、送電コイルから電源に向かって進む反射波電力に基づいて、電源の出力電力の周波数を設定するため、受電コイルを有する受電側の機器において、上述の受電電力といった情報を検出する必要がない。このため、受電電力を検出する装置を備えていない機器や、受電電力を検出する装置が接続される接続部を備えていない機器に対しても、上述のように伝送効率の低下を抑制しつつ、電力を伝送できる。したがって、受電コイルの数が変化したり、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、伝送効率の低下を抑制でき、かつ、多様な機器に対して電力を伝送できる。
【００１７】
（２）  本発明は、（１）の非接触給電制御回路について、前記制御手段は、前記電源の出力電力の周波数を制御して、前記検出手段により検出された反射波電力の最小値を求め、当該最小値を求めた際における当該電源の出力電力の周波数に、当該電源の出力電力の周波数を設定することを特徴とする非接触給電制御回路を提案している。
【００１８】
この発明によれば、（１）の非接触給電制御回路において、制御手段により、電源の出力電力の周波数を制御して、検出手段により検出された反射波電力の最小値を求め、最小値を求めた際における電源の出力電力の周波数に、電源の出力電力の周波数を設定することとした。
【００１９】
このため、受電コイルの数が変化したり、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、反射波電力を最小にすることができる。したがって、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
（３）  本発明は、電源（例えば、図１の電源５０に相当）の出力電力を送電コイル（例えば、図１の送電コイルＷ１に相当）に供給して、当該送電コイルから、当該送電コイルと間隙を隔てて設けられた受電コイル（例えば、図１の受電コイルＷ２、Ｗ３に相当）に、電力を伝送させる非接触給電制御回路（例えば、図１の非接触給電制御回路１に相当）であって、前記電源から前記送電コイルに向かって進む入射波電力と、当該送電コイルから当該電源に向かって進む反射波電力と、を検出する検出手段（例えば、図２の方向性結合器１０に相当）と、前記検出手段により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて前記電源の出力電力の周波数を設定する制御手段（例えば、図２の制御部２０に相当）と、を備えることを特徴とする非接触給電制御回路を提案している。
【００２１】
この発明によれば、非接触給電制御回路に、検出手段および制御手段を設けた。そして、検出手段により、電源から送電コイルに向かって進む入射波電力と、送電コイルから電源に向かって進む反射波電力と、を検出することとした。また、制御手段により、検出手段により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて、電源の出力電力の周波数を設定することとした。
【００２２】
このため、受電コイルの数が変化しても、電源の出力電力の周波数を設定して、入射波電力に対する反射波電力の割合を小さくすることができる。したがって、受電コイルの数が変化しても、伝送効率の低下を抑制できる。
【００２３】
また、上述の伝送効率は、受電コイルの形状や、送電コイルと受電コイルとの間隔や、送電コイルと受電コイルとが正対する位置からどれだけずれているかに応じても、変化する。そして、これらの場合にも、伝送効率が向上すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が小さくなり、伝送効率が低下すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなる。このため、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、反射波電力を小さくすることができる。したがって、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、伝送効率の低下を抑制できる。
【００２４】
また、送電コイルから電源に向かって進む反射波電力に基づいて、電源の出力電力の周波数を設定するため、受電コイルを有する受電側の機器において、上述の受電電力といった情報を検出する必要がない。このため、受電電力を検出する装置を備えていない機器や、受電電力を検出する装置が接続される接続部を備えていない機器に対しても、上述のように伝送効率の低下を抑制しつつ、電力を伝送できる。したがって、受電コイルの数が変化したり、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、伝送効率の低下を抑制でき、かつ、多様な機器に対して電力を伝送できる。
【００２５】
（４）  本発明は、（３）の非接触給電制御回路について、前記制御手段は、前記電源の出力電力の周波数を制御して、前記検出手段により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて当該入射波電力に対する当該反射波電力の割合の最小値を求め、当該最小値を求めた際における当該電源の出力電力の周波数に、当該電源の出力電力の周波数を設定することを特徴とする非接触給電制御回路を提案している。
【００２６】
この発明によれば、（３）の非接触給電制御回路において、制御手段により、電源の出力電力の周波数を制御して、検出手段により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求め、最小値を求めた際における電源の出力電力の周波数に、電源の出力電力の周波数を設定することとした。
【００２７】
このため、受電コイルの数が変化したり、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、入射波電力に対する反射波電力の割合を最小にすることができる。したがって、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００２８】
（５）  本発明は、（１）〜（４）のいずれかの非接触給電制御回路について、前記電源の出力電力を増幅する増幅手段を備えることを特徴とする非接触給電制御回路を提案している。
【００２９】
この発明によれば、（１）〜（４）のいずれかの非接触給電制御回路に、電源の出力電力を増幅する増幅手段を設けた。このため、増幅手段が設けられていない場合と比べて、大きな電力を送電コイルに供給することができるので、その結果、大きな電力を送電コイルから受電コイルに伝送させることができる。
【００３０】
（６）  本発明は、（１）〜（５）のいずれかの非接触給電制御回路について、前記電源を備えることを特徴とする非接触給電制御回路を提案している。
【００３１】
この発明によれば、（１）〜（５）のいずれかの非接触給電制御回路に、上述の電源を設けることとした。このため、非接触給電制御回路と電源とを別体に設けた場合と比べて、これら非接触給電制御回路および電源を小型化できる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、受電コイルの数が変化したり、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルと受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、伝送効率の低下を抑制でき、かつ、多様な機器に対して電力を伝送できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る非接触給電制御回路を用いる非接触給電システムのブロック図である。
【図２】前記非接触給電制御回路のブロック図である。
【図３】受電コイルの数と、入射波電力に対する反射波電力の割合と、伝送効率と、の関係を示す図である。
【図４】前記非接触給電制御回路のフローチャートである。
【図５】伝送効率と送電電力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００３５】
［非接触給電システムＡＡの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る非接触給電制御回路１を用いる非接触給電システムＡＡのブロック図である。非接触給電システムＡＡは、非接触給電制御回路１に加えて、交流電力を出力する電源５０と、送電コイルＷ１と、負荷１００に接続された受電コイルＷ２と、負荷２００に接続された受電コイルＷ３と、を備える。送電コイルＷ１と、受電コイルＷ２、Ｗ３とは、間隙を隔てて設けられる。
【００３６】
［非接触給電システムＡＡの動作］
非接触給電システムＡＡは、電源５０の出力電力を送電コイルＷ１に供給して、磁界共鳴方式により送電コイルＷ１から受電コイルに電力を伝送する。なお、図１では、受電コイルとして、受電コイルＷ２、Ｗ３の２つが記載されているが、非接触給電システムＡＡは、受電コイルが１つの場合や、受電コイルが３つ以上の場合にも、受電コイルに対して電力を伝送できる。
【００３７】
［非接触給電制御回路１の構成］
図２は、非接触給電制御回路１のブロック図である。非接触給電制御回路１は、方向性結合器１０、制御部２０、および記憶部３０を備える。
【００３８】
方向性結合器１０は、電源５０から送電コイルＷ１に向かって進む入射波電力と、送電コイルＷ１から電源５０に向かって進む反射波電力と、を検出する。
【００３９】
制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を含んで構成される。この制御部２０は、例えばハードディスクや半導体メモリといった記録媒体に記憶されているプログラムに従って動作して、電源５０の出力電力の周波数を制御する。具体的には、制御部２０は、図４を用いて後述するように、電源５０の出力電力の周波数を制御して、方向性結合器１０により検出された入射波電力および反射波電力に基づいて、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求め、最小値を求めた際における電源５０の出力電力の周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定する。
【００４０】
記憶部３０は、例えば、ハードディスクや半導体メモリといった記憶媒体を含んで構成される。この記憶部３０は、図４を用いて後述するように、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を制御部２０が求める際に、情報を適宜記憶する。
【００４１】
［非接触給電制御回路１の動作］
以上の構成を備える非接触給電制御回路１は、電源５０の出力電力を送電コイルＷ１に供給して、送電コイルＷ１から受電コイルに電力を伝送させる。
【００４２】
また、非接触給電制御回路１は、入射波電力に対する反射波電力の割合に応じて電源５０の出力電力の周波数を制御して、伝送効率の低下を抑制する。この非接触給電制御回路１による電源５０の出力電力の周波数の制御について、図３、４を用いて以下に説明する。
【００４３】
図３は、電源５０の出力電力の周波数が所定の周波数である場合における、受電コイルの数と、入射波電力に対する反射波電力の割合と、伝送効率と、の関係を示す図である。受電コイルが２つの場合には、受電コイルが１つの場合と比べて、反射波電力と、入射波電力に対する反射波電力の割合と、が大きくなる。また、受電コイルが２つの場合には、受電コイルが１つの場合と比べて、伝送効率が低下する。
【００４４】
以上のように、伝送効率が向上すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が小さくなり、伝送効率が低下すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなる。このため、入射波電力に対する反射波電力の割合の変化を把握できれば、伝送効率が低下しているのか向上しているのかを把握できる。
【００４５】
ここで、図５に示したように、伝送効率は、送電電力の周波数がｆ１やｆ２といった特定の周波数である場合にピークとなり、送電電力の周波数は、電源５０の出力電力の周波数に応じて変化する。このため、電源５０の出力電力の周波数が特定の周波数の場合に、伝送効率がピークとなり、電源５０の出力電力の周波数が特定の周波数からずれていくに従って、伝送効率が低下することとなる。
【００４６】
以上より、電源５０の出力電力の周波数が特定の周波数の場合に、入射波電力に対する反射波電力の割合が最小となり、電源５０の出力電力の周波数が特定の周波数からずれていくに従って、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなる。
【００４７】
そこで、非接触給電制御回路１は、図４に示す処理を行うことで、電源５０の出力電力の周波数を制御して、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求め、最小値を求めた際における電源５０の出力電力の周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定する。
【００４８】
図４は、電源５０の出力電力の周波数を制御する際の非接触給電制御回路１のフローチャートである。
【００４９】
詳細については後述するが、非接触給電制御回路１は、図４に示す処理において、ステップＳ１〜Ｓ６の処理により、電源５０の出力電力の周波数を、予め定められた特定周波数から予め定められた所定周波数だけ上昇させた場合に、入射波電力に対する反射波電力の割合が小さくなったか否かを判別する。
【００５０】
入射波電力に対する反射波電力の割合が小さくなったと判別した場合には、この割合が減少傾向から増加傾向に転ずるまで、ステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返して、電源５０の出力電力の周波数を上昇させる。これによれば、入射波電力に対する反射波電力の割合について、減少傾向から増加傾向に転ずる直前の値を、上述の割合の最小値として求めることができる。
【００５１】
一方、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなったと判別した場合には、電源５０の出力電力の周波数を低下させると、上述の割合が小さくなるということである。そこで、入射波電力に対する反射波電力の割合が減少傾向から増加傾向に転ずるまで、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理を繰り返して、電源５０の出力電力の周波数を低下させる。これによれば、入射波電力に対する反射波電力の割合について、減少傾向から増加傾向に転ずる直前の値を、上述の割合の最小値として求めることができる。
【００５２】
そして、ステップＳ１６において、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求めた際における電源５０の出力電力の周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定する。
【００５３】
具体的には、ステップＳ１において、制御部２０により、電源５０の出力電力の周波数を、特定周波数に設定し、ステップＳ２に処理を移す。特定周波数は、予め定められた固定の周波数であり、記憶部３０に記憶されているものとする。
【００５４】
ステップＳ２において、方向性結合器１０により、入射波電力および反射波電力を検出し、制御部２０により、方向性結合器１０による検出結果に基づいて入射波電力に対する反射波電力の割合を算出し、ステップＳ３に処理を移す。
【００５５】
ステップＳ３において、制御部２０により、電源５０の出力電力の周波数を、所定周波数だけ上昇させ、ステップＳ４に処理を移す。所定周波数は、予め定められた固定値の周波数であり、記憶部３０に記憶されているものとする。
【００５６】
ステップＳ４において、上述のステップＳ２と同様に、方向性結合器１０により、入射波電力および反射波電力を検出し、制御部２０により、方向性結合器１０による検出結果に基づいて入射波電力に対する反射波電力の割合を算出し、ステップＳ５に処理を移す。
【００５７】
ステップＳ５において、制御部２０により、電源５０の出力電力の周波数を所定周波数だけ上昇させた前後における、入射波電力に対する反射波電力の割合を比較し、ステップＳ６に処理を移す。この処理では、入射波電力に対する反射波電力の割合について、電源５０の出力電力の周波数を所定周波数だけ上昇させる前の割合と、上昇させた後の割合と、を比較する。これによれば、電源５０の出力電力の周波数を所定周波数だけ上昇させることによって、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなったのか、それとも小さくなったのかを、検出できる。
【００５８】
ステップＳ６において、制御部２０により、ステップＳ５において比較した入射波電力に対する反射波電力の割合が、小さくなったか否かを判別する。そして、小さくなったと判別した場合には、ステップＳ７に処理を移し、小さくなっていないと判別した場合には、ステップＳ８に処理を移す。
【００５９】
ステップＳ７において、制御部２０により、現在の電源５０の出力電力の周波数を記憶部３０に記憶させ、ステップＳ３に処理を戻す。
【００６０】
ステップＳ８において、制御部２０により、ステップＳ５における割合の比較が１回目であるか否かを判別する。そして、１回目であると判別した場合には、ステップＳ９に処理を移し、２回目以降であると判別した場合には、ステップＳ１６に処理を移す。
【００６１】
ここで、１回目であると判別した場合には、電源５０の出力電力の周波数を特定周波数から１段階上昇させたところ、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなってしまったことになる。この場合には、入射波電力に対する反射波電力の割合が最小になるのは、電源５０の出力電力の周波数が特定周波数以下の場合ということになる。そこで、後述のようにステップＳ９以降の処理を実行して、電源５０の出力電力の周波数を低下させ、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求める。
【００６２】
一方、２回目以降であると判別した場合には、既に、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求めたということである。この場合には、後述のようにステップＳ１６の処理を実行して、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求めた際における電源５０の出力電力の周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定する。
【００６３】
具体的には、ステップＳ９において、上述のステップＳ１と同様に、制御部２０により、電源５０の出力電力の周波数を、特定周波数に設定し、ステップＳ１０に処理を移す。
【００６４】
ステップＳ１０において、上述のステップＳ２と同様に、方向性結合器１０により、入射波電力および反射波電力を検出し、制御部２０により、方向性結合器１０による検出結果に基づいて入射波電力に対する反射波電力の割合を算出し、ステップＳ１１に処理を移す。
【００６５】
ステップＳ１１において、制御部２０により、電源５０の出力電力の周波数を、所定周波数だけ低下させ、ステップＳ１２に処理を移す。
【００６６】
ステップＳ１２において、上述のステップＳ１０と同様に、方向性結合器１０により、入射波電力および反射波電力を検出し、制御部２０により、方向性結合器１０による検出結果に基づいて入射波電力に対する反射波電力の割合を算出し、ステップＳ１３に処理を移す。
【００６７】
ステップＳ１３において、制御部２０により、電源５０の出力電力の周波数を所定周波数だけ低下させた前後における、入射波電力に対する反射波電力の割合を比較し、ステップＳ１４に処理を移す。この処理では、入射波電力に対する反射波電力の割合について、電源５０の出力電力の周波数を所定周波数だけ低下させる前の割合と、低下させた後の割合と、を比較する。これによれば、電源５０の出力電力の周波数を所定周波数だけ低下させることによって、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなったのか、それとも小さくなったのかを、検出できる。
【００６８】
ステップＳ１４において、制御部２０により、ステップＳ１３において比較した入射波電力に対する反射波電力の割合が、小さくなったか否かを判別する。そして、小さくなったと判別した場合には、ステップＳ１５に処理を移し、小さくなっていないと判別した場合には、ステップＳ１６に処理を移す。
【００６９】
ステップＳ１５において、制御部２０により、現在の電源５０の出力電力の周波数を記憶部３０に記憶させ、ステップＳ１１に処理を戻す。
【００７０】
ステップＳ１６において、制御部２０により、記憶部３０に記憶されている周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定し、図４に示した処理を終了する。なお、電源５０の出力電力の周波数が特定周波数である際に入射波電力に対する反射波電力の割合が最小になった場合、すなわちステップＳ８の処理において１回目と判別し、１回目と判別した直後のステップＳ１４の処理において小さくなっていないと判別した場合には、特定周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定する。
【００７１】
以上の非接触給電制御回路１によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７２】
非接触給電制御回路１は、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求め、最小値を求めた際における電源５０の出力電力の周波数を、電源５０の出力電力の周波数に設定する。このため、受電コイルの数が変化しても、入射波電力に対する反射波電力の割合を最小にすることができる。したがって、受電コイルの数が変化しても、伝送効率の低下を抑制できる。
【００７３】
また、上述の伝送効率は、受電コイルの形状や、送電コイルＷ１と受電コイルとの間隔や、送電コイルＷ１と受電コイルとが正対する位置からどれだけずれているかに応じても、変化する。そして、これらの場合にも、伝送効率が向上すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が小さくなり、伝送効率が低下すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなる。このため、非接触給電制御回路１は、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルＷ１と受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルＷ１と受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、反射波電力を最小にすることができる。したがって、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルＷ１と受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルＷ１と受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、伝送効率の低下を抑制できる。
【００７４】
また、非接触給電制御回路１は、送電コイルＷ１から電源５０に向かって進む反射波電力に基づいて、電源５０の出力電力の周波数を設定するため、受電コイルを有する受電側の機器において、上述の受電電力といった情報を検出する必要がない。このため、受電電力を検出する装置を備えていない機器や、受電電力を検出する装置が接続される接続部を備えていない機器に対しても、上述のように伝送効率の低下を抑制しつつ、電力を伝送できる。したがって、受電コイルの数が変化したり、受電コイルの形状が変化したり、送電コイルＷ１と受電コイルとの間隔が変化したり、送電コイルＷ１と受電コイルとの相対する位置が変化したりしても、伝送効率の低下を抑制でき、かつ、多様な機器に対して電力を伝送できる。
【００７５】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００７６】
例えば、上述の実施形態において、電源５０の出力電力を増幅する増幅部を設けてもよい。これによれば、増幅部が設けられていない場合と比べて、大きな電力を送電コイルＷ１に供給することができるので、その結果、大きな電力を送電コイルＷ１から受電コイルに伝送させることができる。
【００７７】
また、上述の実施形態では、電源５０と非接触給電制御回路１とは、別体に設けられるものとしたが、これに限らず、一体に設けられるものであってもよい。これによれば、別体に設けられる場合と比べて、非接触給電システムＡＡを小型化できる。
【００７８】
また、上述の実施形態では、方向性結合器１０は、入射波電力および反射波電力を検出し、制御部２０は、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を求めることとしたが、これに限らない。図３に示したように、伝送効率が向上すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が小さくなるだけでなく、反射波電力も小さくなる。また、伝送効率が低下すると、入射波電力に対する反射波電力の割合が大きくなるだけでなく、反射波電力も大きくなる。そこで例えば、方向性結合器１０は、反射波電力を検出し、制御部２０は、反射波電力の最小値を求めることとしてもよい。この場合にも、反射波電力の最小値を求めた際における電源５０の出力電力の周波数に、電源５０の出力電力の周波数を設定することで、伝送効率の低下を抑制できる。
【００７９】
また、上述の実施形態では、図４のステップＳ３において上昇させる電源５０の出力電力の周波数を、予め定められた固定値の周波数としたが、これに限らない。例えば、ステップＳ５において比較した割合の変化率に応じて、次回のステップＳ３において上昇させる電源５０の出力電力の周波数を変化させてもよい。具体的には、例えば、ステップＳ５において比較した割合の変化率が大きくなるに従って、次回のステップＳ３において上昇させる電源５０の出力電力の周波数を高くしてもよい。これによれば、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値近傍において、電源５０の出力電力の周波数を上昇させる値を小さくすることができるので、より正確に、上述の割合の最小値を求めることができる。また、ステップＳ３〜Ｓ７を繰り返す回数を減少させて、入射波電力に対する反射波電力の割合の最小値を短時間に求めることができる場合がある。
【００８０】
また、上述の実施形態では、図４のステップＳ１１において低下させる電源５０の出力電力の周波数を、予め定められた固定値の周波数としたが、これに限らない。例えば、上述のステップＳ３において上昇させる電源５０の出力電力の周波数と同様に、ステップＳ１３において比較した割合の変化率に応じて、次回のステップＳ１１において低下させる電源５０の出力電力の周波数を変化させてもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態では、図４のステップＳ３において上昇させる電源５０の出力電力の周波数と、ステップＳ１１において低下させる電源５０の出力電力の周波数と、をともに所定周波数とし、等しい値としたが、これに限らず、異なる値としてもよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、入射波電力および反射波電力の検出を、方向性結合器１０により行うものとしたが、これに限らない。例えば、受電コイルに接続されている負荷のインピーダンスを測定して、測定結果に基づいて入射波電力および反射波電力を検出してもよい。
【００８３】
また、上述の実施形態では、非接触給電システムＡＡは、磁界共鳴方式により送電コイルＷ１から受電コイルに電力を伝送するものとしたが、これに限らない。例えば、電磁誘導方式や、電界共鳴方式や、電磁界結合方式や、電力を電波で伝送する方式によって、送電コイルＷ１から受電コイルに電力を伝送するものであってもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１；非接触給電制御回路
１０；方向性結合器
２０；制御部
３０；記憶部
５０；電源
１００、２００；負荷
ＡＡ；非接触給電システム
Ｗ１；送電コイル
Ｗ２、Ｗ３；受電コイル
【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１】
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