(57)【要約】【課題】高調波の発生を抑えるとともに、高い効率を維持しながら電力伝送を実現できる非接触電力伝送装置を提供する。【解決手段】１次側装置の１次側コイルから２次側装置の２次側コイルに、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなう。【選択図】図１
2017050983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側装置には交流電源または１次側蓄電池が接続され、２次側装置には２次側蓄電池が接続され、
前記１次側装置の１次側コイルと前記２次側装置の２次側コイルとを空隙を隔てて配置し、前記１次側コイルから前記２次側コイルに、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
１次側装置は、
１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、
１次側蓄電池との接続手段または交流を直流に整流する１次側整流部と、を備え、
１次側電力変換手段は、
直流を高周波交流に変換する１次側高周波変換手段と、
１次側出力電流の位相を測定する１次側位相測定手段と、
１次側出力電流の位相を制御する１次側位相制御手段と、を有し、
２次側装置は、２次側コイルに直列接続される２次側共振コンデンサを介して接続する２次側電力変換手段を備え、
２次側電力変換手段は、高周波交流を直流に整流する２次側整流部を備え、
２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
を特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
１次側装置は、
１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、
１次側蓄電池との接続手段または交流を直流に整流する１次側整流部と、
２次側蓄電池の充電電流を調整する２次側充電電流調整手段と、を備え、
２次側蓄電池の充電は、２次側充電電流調整手段の出力結果と１次側位相測定手段の測定結果とに基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
を特徴とする請求項１記載の非接触電力伝送装置。
【請求項３】
２次側装置は、
２次側蓄電池の電圧を測定する２次側電圧測定部と、
２次側蓄電池の電圧が２次側目標充電電圧に達したか判断する２次側比較部を有し、
２次側充電電流調整手段は、前記２次側比較部が２次側蓄電池の電圧が２次側目標電圧に達したと判断したとき、２次側充電電流を減少させること、を特徴とする請求項２記載の非接触電力伝送装置。
【請求項４】
１次側高周波変換手段は、
直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換するフルブリッジ高周波変換手段と、
直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換するハーフブリッジ高周波変換手段と、
フルブリッジ高周波変換手段とハーフブリッジ高周波変換手段とを切り替えるフルブリッジハーフブリッジ切替手段と、
を有することを特徴とする、請求項１記載の非接触電力伝送装置。
【請求項５】
２次側整流部は、
高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する全波整流手段と、
高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する半波整流手段と、
全波整流手段と半波整流手段とを切り替える全波半波切替手段と、
を有することを特徴とする、請求項１記載の非接触電力伝送装置。
【請求項６】
前記１次側装置には定格電圧Ｅ１の１次側蓄電池が接続され、
前記２次側装置には定格電圧Ｅ２の２次側蓄電池が接続され、
前記１次側蓄電池から前記２次側蓄電池に電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
前記１次側コイルのインダクタンスをＬ１、
前記１次側共振コンデンサの容量をＣ１、
前記２次側コイルのインダクタンスをＬ２、
前記２次側共振コンデンサの容量をＣ２、としたとき、
Ｌ１×Ｃ１＝Ｌ２×Ｃ２の関係を満たす、請求項１記載の非接触電力伝送装置。
【請求項７】
Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たす、請求項６記載の非接触電力伝送装置。
【請求項８】
前記１次側電力変換手段は、さらに、
高周波交流を直流に整流する１次側整流部と、
１次側高周波変換手段と１次側整流部とを切り替える１次側切替手段と、
を有し、
前記２次側電力変換手段は、さらに、
２次側高周波変換手段と２次側整流部とを切り替える２次側切替手段と、
２次側出力電流の位相を測定する２次側位相測定手段と、
２次側出力電流の位相を制御する２次側位相制御手段と、を有し、
１次側蓄電池の充電は、２次側位相測定手段の測定結果に基づいて、２次側位相制御手段により２次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、を特徴とする、
請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項９】
１次側装置は、１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、２次側蓄電池の充電電流を調整する２次側充電電流調整手段と、を備え、
２次側装置は、２次側コイルに直列接続される２次側共振コンデンサを介して接続する２次側電力変換手段と、１次側蓄電池の充電電流を調整する１次側充電電流調整手段と、を備え、
２次側蓄電池の充電は、２次側充電電流調整手段の出力結果と１次側位相測定手段の測定結果とに基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
１次側蓄電池の充電は、１次側充電電流調整手段の測定結果と２次側位相測定手段の測定結果とに基づいて、２次側位相制御手段により２次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、を特徴とする請求項８記載の非接触電力伝送装置。
【請求項１０】
２次側装置は、
２次側蓄電池の電圧を測定する２次側電圧測定部と、
２次側蓄電池の電圧が２次側目標充電電圧に達したか判断する２次側比較部を有し、
２次側充電電流調整手段は、前記２次側比較部が２次側蓄電池の電圧が２次側目標電圧に達したと判断したとき、２次側充電電流を減少させること、
１次側装置は、
１次側蓄電池の電圧を測定する１次側電圧測定部と、
１次側蓄電池の電圧が１次側目標充電電圧に達したか判断する１次側比較部を有し、
１次側充電電流調整手段は、前記１次側比較部が１次側蓄電池の電圧が１次側目標電圧に達したと判断したとき、１次側充電電流を減少させること、を特徴とする請求項１０９記載の非接触電力伝送装置。
【請求項１１】
１次側高周波変換手段は、１次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換する１次側フルブリッジ高周波変換手段と、１次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換する１次側ハーフブリッジ高周波変換手段と、１次側フルブリッジ高周波変換手段と１次側ハーフブリッジ高周波変換手段とを切り替える１次側フルブリッジハーフブリッジ切替手段と、
２次側高周波変換手段は、２次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換する２次側フルブリッジ高周波変換手段と、２次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換する２次側ハーフブリッジ高周波変換手段と、２次側フルブリッジ高周波変換手段と２次側ハーフブリッジ高周波変換手段とを切り替える２次側フルブリッジハーフブリッジ切替手段と、を有すること、を特徴とする請求項８記載の非接触電力伝送装置。
【請求項１２】
前記１次側整流部は、高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する１次側全波整流手段と、高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する１次側半波整流手段と、１次側全波整流手段と１次側半波整流手段とを切り替える１次側全波半波切替手段と、を有し、
前記２次側整流部は、高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する２次側全波整流手段と、高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する２次側半波整流手段と、２次側全波整流手段と２次側半波整流手段とを切り替える２次側全波半波切替手段と、を有すること、を特徴とする請求項９記載の非接触電力伝送装置。
【請求項１３】
前記１次側装置には定格電圧Ｅ１の１次側蓄電池が接続され、
前記２次側装置には定格電圧Ｅ２の２次側蓄電池が接続され、
前記１次側蓄電池から前記２次側蓄電池に電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
前記１次側コイルのインダクタンスをＬ１、
前記１次側共振コンデンサの容量をＣ１、
前記２次側コイルのインダクタンスをＬ２、
前記２次側共振コンデンサの容量をＣ２、としたとき、
Ｌ１×Ｃ１＝Ｌ２×Ｃ２の関係を満たす、請求項８記載の非接触電力伝送装置。
【請求項１４】
Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たす、請求項１４記載の非接触電力伝送装置。
【請求項１５】
１次側装置の１次側コイルと２次側装置の２次側コイルとを空隙を隔てて配置し、
１次側コイルから２次側コイルに、及び、２次側コイルから１次側コイルに、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
１次側蓄電池から２次側蓄電池へ電力を伝送するときには、
１次側切替手段は１次側高周波変換手段に切り替え２次側切替手段は２次側整流部に切り替え設定し、
１次側高周波変換手段は１次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換し、
１次側コイルから２次側コイルに磁界結合により非接触で電力を伝送し、
２次側整流部は高周波交流を直流に整流し、
１次側位相測定手段は１次側出力電流の位相を測定し、
１次側位相制御手段は１次側出力電流の位相を制御し、
２次側蓄電池から１次側蓄電池へ電力を伝送するときには、
２次側切替手段は２次側高周波変換手段に切り替え１次側切替手段は１次側整流部に切り替え設定し、
２次側高周波変換手段は２次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換し、
２次側コイルから１次側コイルに磁界結合により非接触で電力を伝送し、
１次側整流部は高周波交流を直流に整流し、
２次側位相測定手段は２次側出力電流の位相を測定し、
２次側位相制御手段は２次側出力電流の位相を制御し、
２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手  段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
１次側蓄電池の充電は、２次側位相測定手段の測定結果に基づいて、２次側位相制御手段により２次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
を特徴とする請求項８記載の非接触電力伝送装置。
【請求項１６】
交流電源または１次側蓄電池が接続される１次側装置を有する非接触電力伝送装置であって、
２次側コイル、２次側共振コンデンサを有する２次側電力変換手段、２次側整流部、２次側蓄電池を有する２次側装置に対して、前記１次側装置の１次側コイルから空隙を隔てて配置される前記２次側コイルに、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
１次側装置は、
１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、
１次側蓄電池との接続手段または交流を直流に整流する１次側整流部と、を備え、
１次側電力変換手段は、
直流を高周波交流に変換する１次側高周波変換手段と、
１次側出力電流の位相を測定する１次側位相測定手段と、
１次側出力電流の位相を制御する１次側位相制御手段と、を有し、
２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
を特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項１７】
前記１次側電力変換手段は、さらに、
高周波交流を直流に整流する１次側整流部と、
１次側高周波変換手段と１次側整流部とを切り替える１次側切替手段と、
を有することを特徴とする、請求項１６に記載の非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＰＷＭ制御方法と比較して高調波の発生が少なく、漏洩電磁界を抑制する従来から電力制御方法として、ＰＷＭ制御が知られている（特許文献１）。
特許文献１には、以下のように記載されている。
「第１の電力変換器６１は、制御部７１のＰＷＭ制御の下に、入力する直流から周波数ｆ0の高周波交流を生成する。このとき、制御部７１は、第１の電力変換器６１に入力する直流の電圧を監視して、一次側コイル５１が定電圧駆動するように、第１の電力変換器６１及び第２の電力変換器６２を制御する」。（段落００１９）
特許文献１のＰＷＭ制御方法の特徴は、上記にあるように「電力変換器に入力する直流電圧を監視して、一次側コイルが定電圧駆動するように電力変換器を制御している」ことである。
【０００３】
また、従来から電力制御方法として、周波数制御が知られている（特許文献２）。
特許文献２の制御方法の特徴として、「受電装置は、同期整流回路の動作周波数を制御する動作周波数制御回路を備え、動作周波数によって受電電力を制御する」。（請求項１０）
すなわち、特許文献２は、「動作周波数によって受電電力を制御する」方法である。
例えば、後述する本発明の装置において、周波数制御を行った場合の、周波数対効率特性を図１７に示す。図１７に示される例では、３−６kWの間で電力制御を行うためには、１４７．５―１４９．５ｋＨｚの中で制御を行うこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４―２３０３６４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２―１０１９０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のＰＷＭ制御方法は、電力変換器に入力される直流電圧を一定の周期のもとに、スイッチをオンオフすることにより、高周波交流を生成している。そのため、高調波の発生や漏洩電磁界の課題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の制御方法を、直列−直列共振回路の充電電力の制御に適用した場合、図１７に示されるとおり、非常に狭い周波数範囲での制御をしなければならならない。その結果、周波数制御の場合、制御のスピードを重視すると収束点（周波数）を飛び越えてしまい目標値に落ち着かない可能性があり、これを解消するには制御のスピードを遅くせざるを得ないという問題があった。
【０００７】
つまり、図１７および図１８に示されるように、例えばｋ＝０．１のときは１．０４ｆ０＜ｆ＜１．０５３ｆ０の範囲で充電電圧ゼロまで制御できるが、周波数に対して約１．３％という非常に狭い範囲内での制御となり、さらに結合係数が変化すれば制御周波数範囲も大きく変化する。なお、図１８において、Ｐｏｕｔは定電圧負荷に対する給電時の充電効率、Ｖｏｕｔは負荷側の電圧であり、以下の関係が成り立つ。
【０００８】
【数１】
2017050983.tif 000003
【０００９】
そこで、本発明は、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送において、高調波の発生を抑えるとともに、高い効率を維持しながら電力伝送を実現することができる非接触電力伝送装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る非接触電力伝送装置は、１次側装置には交流電源または１次側蓄電池が接続され、２次側装置には２次側蓄電池が接続され、  前記１次側装置の１次側コイルと前記２次側装置の２次側コイルとを空隙を隔てて配置し、前記１次側コイルから前記２次側コイルに、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
１次側装置は、
１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、
１次側蓄電池との接続手段または交流を直流に整流する１次側整流部と、を備え、
１次側電力変換手段は、
直流を高周波交流に変換する１次側高周波変換手段と、
１次側出力電流の位相を測定する１次側位相測定手段と、
１次側出力電流の位相を制御する１次側位相制御手段と、を有し、
２次側装置は、２次側コイルに直列接続される２次側共振コンデンサを介して接続する２次側電力変換手段を備え、
２次側電力変換手段は、高周波交流を直流に整流する２次側整流部を備え、
２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
を特徴とする非接触電力伝送装置である。
ここで、１次側から２次側へ電力を伝送するときには、
１次側整流部は交流を直流に整流し、
１次側高周波変換手段は直流を高周波交流に変換し、
１次側コイルから２次側コイルに磁界結合により非接触で電力を伝送し、
２次側整流部は高周波交流を直流に整流し、
１次側位相測定手段は１次側出力電流の位相を測定し、
１次側位相制御手段は１次側出力電流の位相を制御し、
２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれるものとすることができる。
【００１１】
本発明の請求項２に係る非接触電力伝送装置は、
１次側装置は、
１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、
１次側蓄電池との接続手段または交流を直流に整流する１次側整流部と、
２次側蓄電池の充電電流を調整する２次側充電電流調整手段と、を備え、
２次側蓄電池の充電は、２次側充電電流調整手段の出力結果と１次側位相測定手段の測定結果とに基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
を特徴とする請求項１記載の非接触電力伝送装置である。
【００１２】
本発明の請求項３に係る非接触電力伝送装置は、
２次側装置は、
２次側蓄電池の電圧を測定する２次側電圧測定部と、
２次側蓄電池の電圧が２次側目標充電電圧に達したか判断する２次側比較部を有し、
２次側充電電流調整手段は、前記２次側比較部が２次側蓄電池の電圧が２次側目標電圧に達したと判断したとき、２次側充電電流を減少させること、を特徴とする請求項２記載の非接触電力伝送装置である。
【００１３】
本発明の請求項４に係る非接触電力伝送装置は、
１次側高周波変換手段は、
直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換するフルブリッジ高周波変換手段と、
直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換するハーフブリッジ高周波変換手段と、
フルブリッジ高周波変換手段とハーフブリッジ高周波変換手段とを切り替えるフルブリッジハーフブリッジ切替手段と、
を有することを特徴とする、請求項１記載の非接触電力伝送装置である。
【００１４】
本発明の請求項５に係る非接触電力伝送装置は、
２次側整流部は、
高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する全波整流手段と、
高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する半波整流手段と、
全波整流手段と半波整流手段とを切り替える全波半波切替手段と、
を有することを特徴とする、請求項１記載の非接触電力伝送装置である。
【００１５】
本発明の請求項６に係る非接触電力伝送装置は、
前記１次側装置には定格電圧Ｅ１の１次側蓄電池が接続され、
前記２次側装置には定格電圧Ｅ２の２次側蓄電池が接続され、
前記１次側蓄電池から前記２次側蓄電池に電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
前記１次側コイルのインダクタンスをＬ１、
前記１次側共振コンデンサの容量をＣ１、
前記２次側コイルのインダクタンスをＬ２、
前記２次側共振コンデンサの容量をＣ２、としたとき、
Ｌ１×Ｃ１＝Ｌ２×Ｃ２の関係を満たす、請求項１記載の非接触電力伝送装置である。
【００１６】
本発明の請求項７に係る非接触電力伝送装置は、
Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たす、請求項６記載の非接触電力伝送装置である。
【００１７】
本発明の請求項８に係る非接触電力伝送装置は、
前記１次側電力変換手段は、さらに、
高周波交流を直流に整流する１次側整流部と、
１次側高周波変換手段と１次側整流部とを切り替える１次側切替手段と、
を有し、
前記２次側電力変換手段は、さらに、
２次側高周波変換手段と２次側整流部とを切り替える２次側切替手段と、
２次側出力電流の位相を測定する２次側位相測定手段と、
２次側出力電流の位相を制御する２次側位相制御手段と、を有し、
１次側蓄電池の充電は、２次側位相測定手段の測定結果に基づいて、２次側位相制御手段により２次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、を特徴とする、
請求項１に記載の非接触電力伝送装置である。
ここで、１次側装置の１次側コイルと２次側装置の２次側コイルとを空隙を隔てて配置し、１次側コイルから２次側コイルに、及び、２次側コイルから１次側コイルに、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
１次側蓄電池から２次側蓄電池へ電力を伝送するときには、
１次側切替手段は１次側高周波変換手段に切り替え２次側切替手段は２次側整流部に切り替え設定し、
１次側高周波変換手段は１次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換し、
１次側コイルから２次側コイルに磁界結合により非接触で電力を伝送し、
２次側整流部は高周波交流を直流に整流し、
１次側位相測定手段は１次側出力電流の位相を測定し、
１次側位相制御手段は１次側出力電流の位相を制御し、
２次側蓄電池から１次側蓄電池へ電力を伝送するときには、
２次側切替手段は２次側高周波変換手段に切り替え１次側切替手段は１次側整流部に切り替え設定し、
２次側高周波変換手段は２次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換し、
２次側コイルから１次側コイルに磁界結合により非接触で電力を伝送し、
１次側整流部は高周波交流を直流に整流し、
２次側位相測定手段は２次側出力電流の位相を測定し、
２次側位相制御手段は２次側出力電流の位相を制御し、
２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手  段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
１次側蓄電池の充電は、２次側位相測定手段の測定結果に基づいて、２次側位相制御手段により２次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれるものとすることができる。
【００１８】
本発明の請求項９に係る非接触電力伝送装置は、
１次側装置は、１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、２次側蓄電池の充電電流を調整する２次側充電電流調整手段と、を備え、
２次側装置は、２次側コイルに直列接続される２次側共振コンデンサを介して接続する２次側電力変換手段と、１次側蓄電池の充電電流を調整する１次側充電電流調整手段と、を備え、
２次側蓄電池の充電は、２次側充電電流調整手段の出力結果と１次側位相測定手段の測定結果とに基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
１次側蓄電池の充電は、１次側充電電流調整手段の測定結果と２次側位相測定手段の測定結果とに基づいて、２次側位相制御手段により２次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、を特徴とする請求項８記載の非接触電力伝送装置である。
【００１９】
本発明の請求項１０に係る非接触電力伝送装置は、
２次側装置は、
２次側蓄電池の電圧を測定する２次側電圧測定部と、
２次側蓄電池の電圧が２次側目標充電電圧に達したか判断する２次側比較部を有し、
２次側充電電流調整手段は、前記２次側比較部が２次側蓄電池の電圧が２次側目標電圧に達したと判断したとき、２次側充電電流を減少させること、
１次側装置は、
１次側蓄電池の電圧を測定する１次側電圧測定部と、
１次側蓄電池の電圧が１次側目標充電電圧に達したか判断する１次側比較部を有し、
１次側充電電流調整手段は、前記１次側比較部が１次側蓄電池の電圧が１次側目標電圧に達したと判断したとき、１次側充電電流を減少させること、を特徴とする請求項８記載の非接触電力伝送装置である。
【００２０】
本発明の請求項１１に係る非接触電力伝送装置は、
１次側高周波変換手段は、１次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換する１次側フルブリッジ高周波変換手段と、１次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換する１次側ハーフブリッジ高周波変換手段と、１次側フルブリッジ高周波変換手段と１次側ハーフブリッジ高周波変換手段とを切り替える１次側フルブリッジハーフブリッジ切替手段と、
２次側高周波変換手段は、２次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換する２次側フルブリッジ高周波変換手段と、２次側蓄電池から供給される直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換する２次側ハーフブリッジ高周波変換手段と、２次側フルブリッジ高周波変換手段と２次側ハーフブリッジ高周波変換手段とを切り替える２次側フルブリッジハーフブリッジ切替手段と、を有すること、を特徴とする請求項８記載の非接触電力伝送装置である。
【００２１】
本発明の請求項１２に係る非接触電力伝送装置は、
前記１次側整流部は、高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する１次側全波整流手段と、高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する１次側半波整流手段と、１次側全波整流手段と１次側半波整流手段とを切り替える１次側全波半波切替手段と、を有し、
前記２次側整流部は、高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する２次側全波整流手段と、高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する２次側半波整流手段と、２次側全波整流手段と２次側半波整流手段とを切り替える２次側全波半波切替手段と、を有すること、を特徴とする請求項８記載の非接触電力伝送装置である。
【００２２】
本発明の請求項１３に係る非接触電力伝送装置は、
前記１次側装置には定格電圧Ｅ１の１次側蓄電池が接続され、
前記２次側装置には定格電圧Ｅ２の２次側蓄電池が接続され、
前記１次側蓄電池から前記２次側蓄電池に電力を伝送する非接触電力伝送装置であって、
前記１次側コイルのインダクタンスをＬ１、
前記１次側共振コンデンサの容量をＣ１、
前記２次側コイルのインダクタンスをＬ２、
前記２次側共振コンデンサの容量をＣ２、としたとき、
Ｌ１×Ｃ１＝Ｌ２×Ｃ２の関係を満たす、請求項８記載の非接触電力伝送装置である。
【００２３】
本発明の請求項１４に係る非接触電力伝送装置は、
Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たす、  請求項１３記載の非接触電力伝送装置である。
【００２４】
本発明の請求項１５に係る非接触電力伝送装置は、
交流電源または１次側蓄電池が接続される１次側装置を有する非接触電力伝送装置であって、
２次側コイル、２次側共振コンデンサを有する２次側電力変換手段、２次側整流部、２次側蓄電池を有する２次側装置に対して、前記１次側装置の１次側コイルから空隙を隔てて配置される前記２次側コイルに、磁界結合により非接触で電力を伝送する双方向の非接触電力伝送装置であって、
１次側装置は、
１次側コイルに直列接続される１次側共振コンデンサを介して接続する１次側電力変換手段と、
１次側蓄電池との接続手段または交流を直流に整流する１次側整流部と、を備え、
１次側電力変換手段は、
直流を高周波交流に変換する１次側高周波変換手段と、
１次側出力電流の位相を測定する１次側位相測定手段と、
１次側出力電流の位相を制御する１次側位相制御手段と、を有し、
２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれること、
を特徴とする非接触電力伝送装置である。
【００２５】
本発明の請求項１６に係る非接触電力伝送装置は、
前記１次側電力変換手段は、さらに、
高周波交流を直流に整流する１次側整流部と、
１次側高周波変換手段と１次側整流部とを切り替える１次側切替手段と、
を有することを特徴とする、請求項１５に記載の非接触電力伝送装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、請求項に記載の構成において、２次側蓄電池の充電は、１次側位相測定手段の測定結果に基づいて、１次側位相制御手段により１次側出力電流の位相を制御することによりおこなわれる。
これにより、従来のＰＷＭ制御方法と比較して高調波の発生が少なく、漏洩電磁界を抑制し、充電電力制御において高い効率を維持することができる。
本発明では位相制御により、周波数制御と比較して、後に説明する図３に示されるように、位相６５ｄｅｇ程度まで８５％以上という効率を維持することができ、位相と電力がほぼリニアな関係となる良好な充電電力制御が可能となる。
その結果、従来の周波数制御では、制御のスピードを早くすることが出来ないという問題があったが、位相制御では、従来の周波数制御と比べて制御のスピードを早くすることができる。
このように、本発明は、磁界結合により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送において、高調波の発生を抑えるとともに、高い効率を維持しながら電力伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施形態の構成を示す。
【図２】第１の実施形態の構成を示す。
【図３】第１の実施形態において、位相制御を行った場合の、位相と効率との関係を示す。
【図４】第１の実施形態において、位相制御を行った場合の、各結合係数における、位相と効率との関係を示す。
【図５】第１の実施形態における、等価回路を示す。
【図６】本発明の位相曲線の一例の模式図を示す。
【図７】本発明の位相曲線の一例の模式図を示す。
【図８】第１の実施形態の変形例の構成を示す。
【図９】第２の実施形態の構成を示す。
【図１０】第３の実施形態の構成を示す。
【図１１】第４の実施形態の構成を示す。
【図１２】第５の実施形態の構成を示す。
【図１３】第６の実施形態の構成を示す。
【図１４】第６の実施形態の構成を示す。
【図１５】第７の実施形態の構成を示す。
【図１６】第８の実施形態の構成を示す。
【図１７】周波数制御を行った場合の、周波数と電力、効率との関係を示す。
【図１８】周波数制御を行った場合の、各結合係数における、周波数と効率との関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１の実施形態＞
図１に示されるように、１次側装置１００は１次側電力変換部１１０を有し、一方の側で、１次側コイル１０１、１次側共振キャパシタ１０２と直列に接続され、他方の側で１次側直流電源接続端子１０３から１次側蓄電池１５０に、または１次側整流手段１１１を介して１次側交流電源接続端子１０４から１次側交流電源に接続される。
【００２９】
１次側電力変換部１１０は、１次側コイル１０１、１次側共振キャパシタ１０２に直列に接続される、１次側位相測定部１１２および１次側高周波変換部１１３を有する。１次側位相測定部１１２および１次側高周波変換部１１３には１次側位相制御部１１４が接続され、１次側位相測定部１１２での位相の測定結果をもとに、１次側高周波変換部１１３において位相制御を行う。
２次側装置２００は、２次側電力変換部２１０と２次側蓄電池切替部２２０を有する。２次側電力変換部２１０は２次側整流部２１６を有し、一方の側で、２次側コイル２０１、２次側共振キャパシタ２０２と直列に接続され、他方の側で、２次側蓄電池２５０と接続される蓄電池接続端子２０６に接続される。２次側コイル２０１と２次側蓄電池２５０との間には２次側蓄電池切替部２２０が設けられ、切り替えによって、２次側蓄電池２５０、２次側電力変換部２１０を介さずに、２次側コイル２０１と短絡することができる。
１次側コイル１０１と２次側コイル２０１は磁界結合しており、１次側蓄電池１５０から２次側蓄電池２５０へ電力の伝送が可能となっている。
【００３０】
なお、以下の説明では、図面を見やすくするために、１次側蓄電池を用いた例で説明する。すなわち、図２のように、１次側直流電源接続端子１０３、１次側交流電源接続端子１０４、１次側グラウンド接続端子１０５、蓄電池接続端子２０６、２次側グラウンド接続端子２０５、１次側整流部１１１を省略し、１次側蓄電池１５０を用いた例で説明する。
【００３１】
本実施形態では、電力の伝送において、位相制御を用いる。非常に狭い範囲の周波数で周波数制御を行う従来例と異なり、位相制御では、図３に示されるように、入力インピーダンスの位相が約２０度から約８０度の間の非常に広い範囲の位相で制御が可能となるうえ、図４に示されるように、本実施形態における構成では３０度から８０度では入力インピーダンスの位相に対して電力伝送効率がほぼ線形に変化する。このため、制御が容易となり、高速の制御が可能となる。
【００３２】
本構成において、図５に示される回路と等価となる。１次側コイル１０１のインダクタンスＬ１、１次側共振キャパシタ１０２のキャパシタンスＣ１、２次側コイル２０１のインダクタンスＬ２、２次側共振キャパシタ２０２のキャパシタンスＣ２に対して、１次側装置１００の共振周波数ｆ１、および、２次側装置の共振周波数ｆ２は以下のように表される。
【００３３】
【数２】
2017050983.tif 000004
【００３４】
【数３】
2017050983.tif 000005
【００３５】
２つの装置の共振周波数が一致するためには、Ｌ１×Ｃ１＝Ｌ２×Ｃ２であることが望ましい。
このとき、電源側から見たインピーダンスＺは以下のように表される。
【００３６】
【数４】
2017050983.tif 000006
【００３７】
この虚部が０以上であればＺＶＳが実現できる。
しかし、この虚部の振る舞いは、以下の図６、図７の２通りに分かれる。
ｆ１、ｆ２は負荷インピーダンスや結合係数にとって変動する。このような条件でも安定した充電を実現するためには、図６の状態を保つことが望ましい。
ここで、Ｑ２，Ａを以下のとおり定義する。
【００３８】
【数５】
2017050983.tif 000007
【００３９】
【数６】
2017050983.tif 000008
【００４０】
k2が１およびＡより十分小さく、Ｑ２が１より十分大きい場合、以下の条件でｆ０以上のｆに対してＺＶＳが成り立つ。
【００４１】
【数７】
2017050983.tif 000009
【００４２】
定電圧負荷に対する給電について、入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔとの出力比をＧｖとする。
【００４３】
【数８】
2017050983.tif 000010
【００４４】
ここで以下の関係が成り立つとする。
【００４５】
【数９】
2017050983.tif 000011
【００４６】
ただし
【００４７】
【数１０】
2017050983.tif 000012
【００４８】
このとき電力伝送が可能な周波数ｆの範囲はおおよそ以下に限定される。
【００４９】
【数１１】
2017050983.tif 000013
【００５０】
ここで以下の関係が成り立つとする。
【００５１】
【数１２】
2017050983.tif 000014
【００５２】
さらに、δがｋより十分小さいとする。
上記のＺＶＳとなる条件と比較すると、以下が成り立つ。
【００５３】
【数１３】
2017050983.tif 000015
【００５４】
さらに、上記の電力伝送が可能な周波数ｆの範囲を最大化するためには、以下が望ましい。
【００５５】
【数１４】
2017050983.tif 000016
【００５６】
つまり、１次側蓄電池１５０の電圧Ｅ１、２次側蓄電池の電圧Ｅ２に対して、Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たすことが望ましい。
このため、１次側蓄電池１５０の定格電圧Ｅ１、２次側蓄電池２５０の定格電圧Ｅ２が上記関係を満たすことが望ましい。
【００５７】
なお、図８に示されるように、１次側蓄電池１５０と１次側高周波変換部１１３との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０を設けても良い。このＤＣ／ＤＣコンバータ１３０は、１次側整流部１１１と１次側高周波変換部１１３との間に設けることにより、１次側蓄電池１５０のみならず、１次側整流部１１１を通った１次側交流電源からの電圧も変換できるように構成してもよい。
【００５８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態の構成を、図９を用いて説明する。
【００５９】
本実施形態は、１次側装置１００における１次側電力変換部１１０に２次側充電電流調整部１２１が接続され、２次側装置２００における２次側蓄電池切替部２２０と２次側蓄電池２５０との間に２次側充電電流測定部２２２が設けられている点において、第１の実施形態と異なる。
そして、２次側充電電流測定部２２２の測定結果に基づき、位相制御により２次側充電電流を制御する。
第１の実施形態においてはオープンループで位相制御を行っていたのに対し、本実施形態では２次側充電電流によりクローズドループで位相制御を行うため、さらに高速で高精度の制御が可能となる。
【００６０】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の構成を、図１０を用いて説明する。
【００６１】
本実施形態は、第２の実施形態の構成において、さらに、２次側蓄電池２５０と並列に２次側充電電圧測定部２２３が設けられ、２次側充電電圧測定部２２３は２次側充電電流調整部１２１に接続されている。
２次側充電電圧測定部２２３における２次側蓄電池電圧の測定結果は２次側蓄電池電圧測定部２２３または２次側受電電流調整部１２１において所定の電圧と比較される。そして、比較結果に基づいて、２次側蓄電池電圧が所定の電圧となるよう、２次側充電電流調整部１２１は１次側位相制御部１１４を介して位相制御を行う。
【００６２】
＜第４の実施形態＞
本実施形態においては、第３の実施形態において、１次側高周波変換部１１３の構成が異なる。本実施形態における１次側高周波変換部１１３の構成を、図１１を用いて説明する。
【００６３】
１次側高周波変換部１１３は、直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換するフルブリッジ高周波変換手段１１３Ｆと、直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換するハーフブリッジ高周波変換手段１１３Ｈと、フルブリッジ高周波変換手段１１３Ｆとハーフブリッジ高周波変換手段１１３Ｈとを切り替えるフルブリッジハーフブリッジ切替手段１１３Ｃを有する。
このとき、１次側蓄電池１５０の電圧Ｅ１、２次側蓄電池２５０の電圧Ｅ２に対して、Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たすことが望ましい。
【００６４】
しかし、実際には蓄電池は常に定格電圧であるわけではない。また、当初想定した蓄電池とは定格電圧の異なる蓄電池を用いる場合がある。
しかし、フルブリッジからハーフブリッジに切り替えると、実効的な電圧を半分とすることができる。そこで、蓄電池の電圧に応じてフルブリッジ、ハーフブリッジを切り替え、上記の関係に近づけることで、より高い効率で電力を伝送することが可能となる。
【００６５】
＜第５の実施形態＞
本実施形態においては、第３の実施形態において、２次側整流部２１６の構成が異なる。本実施形態における２次側整流部２１６の構成を、図１２を用いて説明する。
【００６６】
２次側整流部２１６は、高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する全波整流手段２１６Ｆと、高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する半波整流手段２１６Ｈと、全波整流手段２１６Ｆと半波整流手段２１６Ｈとを切り替える全波半波切替手段Ｃを有する。
このとき、１次側蓄電池１５０の電圧Ｅ１、２次側蓄電池２５０の電圧Ｅ２に対して、Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たすことが望ましい。
【００６７】
しかし、実際には蓄電池は常に定格電圧であるわけではない。また、当初想定した蓄電池とは定格電圧の異なる蓄電池を用いる場合がある。
しかし、全波整流から半波整流に切り替えると、実効的な電圧を半分とすることができる。そこで、蓄電池の電圧に応じて蓄電池の電圧に応じて全波整流手段２１６Ｆ、半波整流手段２１６Ｈを切り替え、上記の関係に近づけることで、より高い効率で電力を伝送することが可能となる。
【００６８】
＜第６の実施形態＞
第１の実施形態においては１次側装置１００から２次側装置２００へ電力を伝送するのに対し、第６の実施形態は、１次側装置１００と２次側装置２００の双方向で電力を伝送できる、双方向非接触電力伝送装置である点において、第１の実施形態と異なる。本実施形態の構成を、図１３、図１４を用いて説明する。
【００６９】
図１３に示されるように、１次側装置１００は１次側電力変換部１１０を有し、一方の側で、１次側コイル１０１、１次側共振キャパシタ１０２と直列に接続され、他方の側で１次側蓄電池１５０または１次側整流部１１１を介して１次側交流電源に接続される。
１次側電力変換部１１０は、１次側位相測定部１１２、１次側位相制御部１１４、１次側整流部１１６、１次側高周波変換部１１３、１次側整流・高周波変換切替部１１５、１次側蓄電池切替部１２０を有する。
【００７０】
１次側電力変換部１１０は、１次側コイル１０１、１次側共振キャパシタ１０２に直列に接続される、１次側位相測定部１１２および１次側高周波変換部１１３を有する。１次側整流部１１６、１次側高周波変換部１１３は、１次側位相測定部１１２に接続され、１次側整流・高周波変換切替部１１５により、いずれか一方を選択可能となっている。１次側位相測定部１１２および１次側高周波変換部１１３には１次側位相制御部１１４が接続され、１次側位相測定部１１２での位相の測定結果をもとに、１次側高周波変換部１１３において位相制御を行う。１次側コイル１０１と１次側蓄電池１５０との間には１次側蓄電池切替部１２０が設けられ、切り替えにより、１次側蓄電池１５０、１次側電力変換部１１０を介さずに、１次側コイル１０１と短絡することができる。
【００７１】
２次側装置２００も１次側装置１００と同様の構成を有する。つまり、２次側装置２００は２次側電力変換部２１０を有し、一方の側で、２次側コイル２０１、２次側共振キャパシタ２０２と直列に接続され、他方の側で２次側直流電源接続端子２０３から２次側蓄電池２５０に、または２次側整流手段２１１を介して２次側交流電源接続端子２０４から２次側交流電源に接続される。
【００７２】
２次側電力変換部２１０は、２次側位相測定部２１２、２次側位相制御部２１４、２次側整流部２１６、２次側高周波変換部２１３、２次側整流・高周波変換切替部２１５、２次側蓄電池切替部２２０を有する。
２次側電力変換部２１０の２次側位相測定部２１２は、２次側コイル２０１、２次側共振キャパシタ２０２に直列に接続される。２次側整流部２１６、２次側高周波変換部２１３は、２次側位相測定部２１２に接続され、２次側整流・高周波変換切替部２１５により、いずれか一方を選択可能となっている。２次側位相測定部２１２および２次側高周波変換部２１３には２次側位相制御部２１４が接続され、２次側位相測定部２１２での位相の測定結果をもとに、２次側高周波変換部２１３において位相制御を行う。２次側コイル２０１と２次側蓄電池２５０との間には２次側蓄電池切替部２２０が設けられ、切り替えによって、２次側蓄電池２５０、２次側整流・高周波変換切替部２１５を介さずに、２次側コイル２０１と短絡することができる。
【００７３】
１次側コイル１０１と２次側コイル２０１は磁界結合しており、１次側蓄電池１５０から２次側蓄電池２５０へ、また、２次側蓄電池２５０から１次側蓄電池１５０へ、電力の伝送が可能となっている。
【００７４】
なお、以下の説明では、図面を見やすくするために、１次側蓄電池１５０および２次側蓄電池２５０を用いた例で説明する。すなわち、図１４のように、１次側直流電源接続端子１０３、１次側交流電源接続端子１０４、１次側グラウンド接続端子１０５、２次側直流電源接続端子２０３、２次側交流電源接続端子２０４、２次側グラウンド接続端子２０５、２次側グラウンド接続端子２０５、１次側整流手段１１１、２次側整流手段２１１を省略した例で説明する。
【００７５】
本実施形態では、電力の伝送において、位相制御を用いる。非常に狭い範囲の周波数で周波数制御を行う従来例と異なり、位相制御では、図４に示されるように、入力インピーダンスの位相が約２０度から約８０度の間の非常に広い範囲の位相で制御が可能となるうえ、本実施形態における構成では３０度から８０度では入力インピーダンスの位相に対して電力伝送効率がほぼ線形に変化する。このため、制御が容易となり、高速の制御が可能となる。
【００７６】
本構成において、１次側コイル１０１のインダクタンスＬ１、１次側共振キャパシタ１０２のキャパシタンスＣ１、２次側コイル２０１のインダクタンスＬ２、２次側共振キャパシタ２０２のキャパシタンスＣ２に対して、１次側装置１００の共振周波数ｆ１、および、２次側装置２００の共振周波数ｆ２は数２、数３のように表される。
【００７７】
２つの装置の共振周波数が一致するためには、Ｌ１×Ｃ１＝Ｌ２×Ｃ２であることが望ましい。
さらにこのとき、１次側蓄電池１５０の電圧Ｅ１、２次側蓄電池２５０の電圧Ｅ２に対して、Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たすことが望ましい。
【００７８】
＜第７の実施形態＞
第７の実施形態の構成を、図１５を用いて説明する。
【００７９】
本実施形態は、１次側装置１００における１次側電力変換部１１０に２次側充電電流調整部１２１が接続され、２次側装置２００における２次側電力変換部２１０に１次側充電電流調整部２２１が接続されている点において、第６の実施形態と異なる。
そして、１次側装置１００から２次側装置２００へ電力を伝送する際には、２次側充電電流の測定結果に基づき、位相制御により２次側充電電流を制御する。逆に、２次側装置２００から１次側装置へ電力を伝送する際には、１次側充電電流の測定結果に基づき、位相制御により１次側充電電流を制御する。
第６の実施形態においてはオープンループで位相制御を行っていたのに対し、本実施形態では２次側充電電流によりクローズドループで位相制御を行うため、さらに高速で高精度の制御が可能となる。
【００８０】
＜第８の実施形態＞
第８の実施形態の構成を、図１６を用いて説明する。
【００８１】
本実施形態は、第７の実施形態の構成において、さらに、１次側蓄電池１５０と並列に１次側充電電圧測定部１２３が設けられ、１次側充電電圧測定部１２３は１次側充電電流調整部２２１に接続されている。また、２次側蓄電池２５０と並列に２次側充電電圧測定部２２３が設けられ、２次側充電電圧測定部２２３は２次側充電電流調整部１２１に接続されている。
１次側装置１００から２次側装置２００へ電力を伝送する際には、２次側充電電圧測定部２２３における２次側蓄電池電圧の測定結果は２次側蓄電池電圧測定部２２３または２次側受電電流調整部１２１において所定の電圧と比較される。そして、比較結果に基づいて、２次側蓄電池電圧が所定の電圧となるよう、２次側充電電流調整部１２１は１次側位相制御部１１４を介して位相制御を行う。
逆に、２次側装置２００から１次側装置１００へ電力を伝送する際には、１次側充電電圧測定部１２３における１次側蓄電池電圧の測定結果は１次側蓄電池電圧測定部１２３または１次側受電電流調整部２２１において所定の電圧と比較される。そして、比較結果に基づいて、１次側蓄電池電圧が所定の電圧となるよう、１次側充電電流調整部２２１は２次側位相制御部２１４を介して位相制御を行う。
【００８２】
＜第９の実施形態＞
本実施形態においては、第８の実施形態において、１次側高周波変換部１１３、２次側高周波変換部２１３の構成が異なる。本実施形態における１次側高周波変換部１１３、２次側高周波変換部２１３の構成は図１１と同様である。
【００８３】
１次側高周波変換部１１３、２次側高周波変換部２１３は、それぞれ、直流を高周波交流に変換する際にフルブリッジで変換するフルブリッジ高周波変換手段１１３Ｆまたは２２３Ｆと、直流を高周波交流に変換する際にハーフブリッジで変換するハーフブリッジ高周波変換手段１１３Ｈまたは２１３Ｈと、フルブリッジ高周波変換手段１１３Ｆまたは２１３Ｆとハーフブリッジ高周波変換手段１１３Ｈまたは２１３Ｈとを切り替えるフルブリッジハーフブリッジ切替手段１１３Ｃまたは２１３Ｃを有する。
このとき、１次側蓄電池の電圧Ｅ１、２次側蓄電池の電圧Ｅ２に対して、Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たすことが望ましい。
【００８４】
しかし、実際には蓄電池は常に定格電圧であるわけではない。また、当初想定した蓄電池とは定格電圧の異なる蓄電池を用いる場合がある。
しかし、フルブリッジからハーフブリッジに切り替えると、実効的な電圧を半分とすることができる。そこで、蓄電池の電圧に応じてフルブリッジ、ハーフブリッジを切り替え、上記の関係に近づけることで、より高い効率で電力を伝送することが可能となる。
【００８５】
＜第１０の実施形態＞
本実施形態においては、第８の実施形態において、１次側整流部１１６、２次側整流部２１６の構成が異なる。本実施形態における１次側整流部１１６、２次側整流部２１６の構成は、図１２と同様である。
【００８６】
１次側整流部１１６、２次側整流部２１６は、それぞれ、高周波交流を直流に整流する際に全波で整流する全波整流手段１１６Ｆまたは２１６Ｆと、高周波交流を直流に整流する際に半波で整流する半波整流手段１１６Ｈまたは２１６Ｈと、全波整流手段１１６Ｆまたは２１６Ｆと半波整流手段１１６Ｈまたは２１６Ｈとを切り替える全波半波切替手段１１６Ｃまたは２１６Ｃを有する。
１次側蓄電池の電圧Ｅ１、２次側蓄電池の電圧Ｅ２に対して、Ｅ２／Ｅ１=√(Ｌ２／Ｌ１)の関係を満たすとき、電力伝送効率が最大となる。
【００８７】
しかし、実際には蓄電池は常に定格電圧であるわけではない。また、当初想定した蓄電池とは定格電圧の異なる蓄電池を用いる場合がある。
しかし、全波整流から半波整流に切り替えると、実効的な電圧を半分とすることができる。そこで、蓄電池の電圧に応じて全波整流手段１１６Ｆ、２１６Ｆ、半波整流手段１１６Ｈ、２１６Ｈを切り替え、上記の関係に近づけることで、より高い効率で電力を伝送することが可能となる。
【００８８】
＜第１１の実施形態＞
これまで説明した実施形態においては、１次側装置と２次側装置とを合わせて使用しているが、２次側装置が従来の装置であっても、適用が可能である。
【００８９】
本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、様々な形態や組み合わせが可能であることは言うまでもない。
例えば、１次側装置と２次側装置とを合わせた実施形態のみを説明したが、２次側装置の代わりに従来の装置に対しても、本発明における１次側装置１００を使用することにより、本発明における位相制御による充電を行うことができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００  １次側装置
１０１  １次側コイル
１０２  １次側共振キャパシタ
１０３  １次側直流電源接続端子
１０４  １次側交流電源接続端子
１０５  １次側グラウンド接続端子
１１０  １次側電力変換部
１１１  １次側整流手段
１１２  １次側位相測定部
１１３  １次側高周波変換部
１１３Ｆ  フルブリッジ高周波変換手段
１１３Ｈ  ハーフブリッジ高周波変換手段
１１３Ｃ  フルブリッジハーフブリッジ切替手段
１１４  １次側位相制御部
１１５  １次側整流・高周波変換切替部
１１６  １次側整流部
１１６Ｆ  全波整流手段
１１６Ｈ  半波整流手段
１１６Ｃ  全波半波切替手段
１２０  １次側蓄電池切替部
１２１  ２次側充電電流調整部
１２２  １次側充電電流測定部
１２３  １次側充電電圧測定部  
１３０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５０  １次側蓄電池
２００  ２次側装置
２０１  ２次側コイル
２０２  ２次側共振キャパシタ
２０３  ２次側直流電源接続端子
２０４  ２次側交流電源接続端子
２０５  ２次側グラウンド接続端子
２０６  蓄電池接続端子
２１０  ２次側電力変換部
２１１  ２次側整流手段
２１２  ２次側位相測定部
２１３  ２次側高周波変換部
２１４  ２次側位相制御部
２１５  ２次側整流・高周波変換切替部
２１６  ２次側整流部
２１６Ｆ  全波整流手段
２１６Ｈ  半波整流手段
２１６Ｃ  全波半波切替手段
２２０  ２次側蓄電池切替部
２２１  １次側充電電流調整部
２２２  ２次側充電電流測定部
２２３  ２次側充電電圧測定部
２５０  ２次側蓄電池
【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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