CN105103406A - 通过无线电力传输被供给电力的被供电设备的受电电压控制方法、通过该受电电压控制方法被调整的无线电力传输装置以及该无线电力传输装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过调整设置于无线电力传输装置的电路元件的电容等而能够控制施加于被供电设备的受电电压的受电电压控制方法、通过受电电压控制方法被调整的无线电力传输装置及其制造方法。一种受电电压(V_L)的控制方法，是使磁场变化来从构成无线电力传输装置(1)的供电模块(2)对受电模块(3)供给电力并将所供给的电力供电至与受电模块(3)连接的被供电设备(10)时的被供电设备(10)的受电电压(V_L)的控制方法，以向供电模块(2)供给的电力的驱动频率不会成为供电模块(2)和受电模块(3)的谐振频率的值进行供给，将构成供电模块(2)和受电模块(3)的多个电路元件的各元件值作为参数，通过分别改变该参数来调整被供电设备(10)的受电电压(V_L)。

Description

通过无线电力传输被供给电力的被供电设备的受电电压控制方法、通过该受电电压控制方法被调整的无线电力传输装置以及该无线电力传输装置的制造方法

技术领域

本发明涉及一种通过无线电力传输被供给电力的被供电设备的受电电压控制方法、通过该受电电压控制方法被调整的无线电力传输装置以及该无线电力传输装置的制造方法。

背景技术

近年来，笔记本型PC、平板型PC、数码相机、移动电话、便携式游戏机、耳机型音乐播放器、无线式头戴型耳机、助听器、记录器等人可携带使用的便携式的电子设备正快速普及。而且，这些便携式的电子设备的大部分中搭载有充电电池，需要定期充电。为了简化对该电子设备的充电电池的充电作业，通过在供电装置与搭载于电子设备的受电装置之间利用无线传输电力的供电技术(使磁场变化来进行电力传输的无线电力传输技术)来对充电电池进行充电的设备正不断增加。

例如，作为无线电力传输技术，能够列举利用线圈间的电磁感应进行电力传输的技术(例如参照专利文献1)、通过利用供电装置和受电装置所具备的谐振器(线圈)间的谐振现象(磁场谐振态)使磁场耦合来进行电力传输的技术(例如参照专利文献2)。

为了通过使用这样的无线电力传输技术稳定地对充电电池进行充电，要求将施加于包括充电电池在内的被供电设备(稳定电路、充电电路、充电电池等)的电压(受电电压)设为驱动电压以上(使设备发挥性能的电压)且被供电设备所具有的耐电压以下。作为其理由，列举：如果施加于被供电设备的电压小于驱动电压，则被供电设备不工作；另一方面，如果施加于被供电设备的电压大于耐电压，则被供电设备有可能发生故障。

为了响应上述要求，考虑个别地设置升压电路、降压电路等电压调整器来调整施加于被供电设备的电压。

然而，另行设置电压调整器对于要求便携性、小型化、低成本化的便携电子设备而言会产生零件个数变多的不良状况。

因此，考虑不设置新的设备而通过对构成进行无线电力传输的供电装置和受电装置的电阻器、电容器、线圈等的电容等进行调整来控制被供电设备的受电电压。

专利文献1：日本专利第4624768号公报

专利文献2：日本特开2010-239769号公报

专利文献3：日本特开2011-050140号公报

专利文献4：日本特开2012-182975号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，如在专利文献3的背景技术(参照段落[0008]～[0010])、专利文献4的无线电力传输系统的说明书中也记载的那样，一般地，已知通过使供电装置和受电装置具备的谐振器所具有的谐振频率与向供电装置供给的电力的驱动频率一致(或者使驱动频率与供电装置和受电装置具备的谐振器所具有的谐振频率一致)，能够使无线供电的电力传输效率最大(参照专利文献4的段落[0013])，一般地，为了寻求电力传输效率的最大化而进行这样的设定。而且，这样的供电装置和受电装置中的谐振器分别是包括LC谐振电路的结构，因此，为了使电力传输效率最大，供电装置和受电装置中的LC谐振电路必然被决定为各自的谐振频率与驱动频率一致的值(电容器、线圈等的容量：谐振条件ωL＝1/ωC)(参照专利文献4的段落[0027])。

这样，为了使无线供电的电力传输效率最大化，通常使向供电装置供给的电力的驱动频率与谐振频率一致，但是LC谐振电路的电容器、线圈等的容量已被预先决定，从而导致无法将LC谐振电路的电容器、线圈等的容量作为用于控制施加于被供电设备的受电电压的参数来自由地变更。即，无法为了控制施加于被供电设备的受电电压而自由地设定LC谐振电路的电容器、线圈等的容量，这意味着对于要求便携性、小型化、低成本化的便携式的电子设备的设计的自由度低。

因此，本发明的目的在于提供一种通过对设置于进行无线电力传输的供电装置和受电装置的电路元件的容量等自由地进行调整而能够控制施加于被供电设备的受电电压的受电电压控制方法、通过该受电电压控制方法被调整的无线电力传输装置以及该无线电力传输装置的制造方法。

用于解决问题的方案

用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压的控制方法，是使磁场变化来从构成无线电力传输装置的供电模块对受电模块供给电力并将所供给的该电力供电至与上述受电模块连接的被供电设备时的上述被供电设备的受电电压的控制方法，该受电电压的控制方法的特征在于，以向上述供电模块的电力的驱动频率不会成为上述供电模块和上述受电模块的谐振频率的值进行供给，将构成上述供电模块和上述受电模块的多个电路元件的各元件值作为参数，通过分别改变该参数来调整上述被供电设备的受电电压。

根据上述方法，通过以向供电模块供给的电力的驱动频率不会成为供电模块和受电模块的谐振频率的值进行供给，能够将构成供电模块和受电模块的多个电路元件的各元件值作为用于调整被供电设备的受电电压的参数而自由地变更。而且，通过分别改变该参数，能够调整被供电设备的受电电压。如果能够像这样调整被供电设备的受电电压，则能够将受电电压保持在被供电设备所具有的耐电压以下并且能够将受电电压保持在被供电设备所具有的驱动电压以上。

另外，为了控制被供电设备的受电电压，能够将构成供电模块和受电模块的多个电路元件的各元件值作为参数而自由地设定，从而能够提高无线电力传输装置的设计自由度，实现无线电力传输装置自身的便携性、小型化、低成本化。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压的控制方法，其是利用谐振现象从至少具备供电线圈和供电谐振器的供电模块对至少具备受电谐振器和受电线圈的受电模块供给电力并将所供给的该电力供电至与上述受电线圈连接的被供电设备时的上述被供电设备的受电电压的控制方法，其特征在于，

以向上述供电模块供给的电力的驱动频率不会成为上述供电模块和受电模块的谐振频率的值进行供给，将构成上述供电线圈的包括线圈L₁在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z₁、将构成上述供电谐振器的包括线圈L₂在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z₂、将构成上述受电谐振器的包括线圈L₃在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z₃、将构成上述受电线圈的包括线圈L₄在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z₄、将上述被供电设备的合计负载阻抗设为Z_L、将上述供电线圈的线圈L₁与上述供电谐振器的线圈L₂之间的互感设为M₁₂、将上述供电谐振器的线圈L₂与上述受电谐振器的线圈L₃之间的互感设为M₂₃、将上述受电谐振器的线圈L₃与上述受电线圈的线圈L₄之间的互感设为M₃₄、将向上述供电线圈输入的输入电流设为I₁，将构成上述供电线圈、上述供电谐振器、上述受电谐振器以及上述受电线圈的多个电路元件的各元件值和上述互感作为参数，通过分别改变该参数来控制根据下述关系式导出的上述被供电设备的受电电压V_L，上述关系式为：

$V_L=Z_L\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{34}}{Z_4+Z_L}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{23}}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{12}}{Z_2+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{23}\right)}^2}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}}\right)I_1$

$M_{12}=k_{12}\sqrt{L_1{L}_2},M_{23}=k_{23}\sqrt{L_2{L}_3},M_{34}=k_{34}\sqrt{L_3{L}_4},$

(k_ij为L_i与L_j之间的耦合系数)。

根据上述方法，关于利用谐振现象从至少具备供电线圈和供电谐振器的供电模块对至少具备受电谐振器和受电线圈的受电模块供给电力并将所供给的电力供电至与受电线圈连接的被供电设备时的被供电设备的受电电压的控制方法，通过以满足上述关系式的方式分别改变参数，能够调整被供电设备的受电电压。这样，为了调整被供电设备的受电电压，能够将构成供电模块和受电模块的多个电路元件的各元件值作为参数，以满足上述关系式的方式自由设定各参数，从而能够提高无线电力传输装置的设计自由度，实现无线电力传输装置自身的便携性、小型化、低成本化。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，通过调整上述供电线圈与上述供电谐振器之间的耦合系数k₁₂、上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的耦合系数k₂₃以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的耦合系数k₃₄的值中的至少一个值来调整上述被供电设备的受电电压。

根据上述方法，以控制利用谐振现象从至少具备供电线圈和供电谐振器的供电模块对至少具备受电谐振器和受电线圈的受电模块供给电力并将所供给的电力供电至与受电线圈连接的被供电设备时的被供电设备的受电电压为目的，来调整供电线圈与供电谐振器之间的耦合系数k₁₂、供电谐振器与受电谐振器之间的耦合系数k₂₃以及受电谐振器与受电线圈之间的耦合系数k₃₄的值，由此能够调整被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，通过分别改变上述供电线圈与上述供电谐振器之间的距离、上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的距离以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的距离中的至少一个距离来调整各上述耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄的值。

根据上述方法，通过改变供电线圈与供电谐振器之间的距离，能够改变耦合系数k₁₂的值，通过改变供电谐振器与受电谐振器之间的距离，能够改变耦合系数k₂₃的值，通过改变受电谐振器与受电线圈之间的距离，能够改变耦合系数k₃₄的值。由此，通过物理地改变供电线圈与供电谐振器之间的距离、供电谐振器与受电谐振器之间的距离以及受电谐振器与受电线圈之间的距离这样的简单的作业，就能够改变各线圈间的耦合系数的值。即，通过物理地改变供电线圈与供电谐振器之间的距离、供电谐振器与受电谐振器之间的距离以及受电谐振器与受电线圈之间的距离这样的简单的作业，就能够调整被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，在将上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的距离以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的距离固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着缩短上述供电线圈与上述供电谐振器之间的距离，上述供电线圈与上述供电谐振器之间的上述耦合系数k₁₂的值变大，随着上述耦合系数k₁₂的值变大，该被供电设备的受电电压变小。

根据上述方法，在将供电谐振器与受电谐振器之间的距离以及受电谐振器与受电线圈之间的距离固定了的情况下，通过缩短供电线圈与供电谐振器之间的距离，能够增大供电线圈与供电谐振器之间的耦合系数k₁₂的值，通过增大耦合系数k₁₂的值，能够减小被供电设备的受电电压。相反地，通过延长供电线圈与供电谐振器之间的距离，能够减小供电线圈与供电谐振器之间的耦合系数k₁₂的值，通过减小耦合系数k₁₂的值，能够增大被供电设备的受电电压。

在利用上述特性的受电电压控制方法中，通过物理地改变供电线圈与供电谐振器之间的距离这样的简单的作业，就能够调整被供电设备的受电电压。换言之，不在无线电力传输装置中设置新的设备就能够实现被供电设备的受电电压的调整。即，不增加无线电力传输装置的零件个数就能够调整被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，在将上述供电线圈与上述供电谐振器之间的距离以及上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的距离固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着缩短上述受电谐振器与上述受电线圈之间的距离，上述受电谐振器与上述受电线圈之间的上述耦合系数k₃₄的值变大，随着上述耦合系数k₃₄的值变大，该被供电设备的受电电压变大。

根据上述方法，在将供电线圈与供电谐振器之间的距离以及供电谐振器与受电谐振器之间的距离固定了的情况下，通过缩短受电谐振器与受电线圈之间的距离，能够增大受电谐振器与受电线圈之间的耦合系数k₃₄的值，通过增大耦合系数k₃₄的值，能够增大被供电设备的受电电压。相反地，通过延长受电谐振器与受电线圈之间的距离，能够减小受电谐振器与受电线圈之间的耦合系数k₃₄的值，通过减小耦合系数k₃₄的值，能够减小被供电设备的受电电压。

在利用上述特性的受电电压控制方法中，通过物理地改变受电谐振器与受电线圈之间的距离这样的简单作业，就能够调整被供电设备的受电电压。换言之，不在无线电力传输装置中设置新的设备就能够实现被供电设备的受电电压的调整。即，不增加无线电力传输装置的零件个数就能够调整被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，通过调整上述线圈L₁、上述线圈L₂、上述线圈L₃以及上述线圈L₄的电感的值中的至少一个值来调整上述被供电设备的受电电压。

根据上述方法，以控制利用谐振现象从至少具备供电线圈和供电谐振器的供电模块对至少具备受电谐振器和受电线圈的受电模块供给电力并将所供给的电力供电至与受电线圈连接的被供电设备时的被供电设备的受电电压为目的，来调整供电线圈的线圈L₁、供电谐振器的线圈L₂、受电谐振器的线圈L₃以及受电线圈的线圈L₄的电感的值中的至少一个值，由此能够调整被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，在将上述线圈L₂、上述线圈L₃以及上述线圈L₄的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L₁的值变大，上述被供电设备的受电电压变小。

根据上述方法，在将线圈L₂、线圈L₃以及线圈L₄的电感的值固定了的情况下，通过增大线圈L₁的值，能够减小被供电设备的受电电压。相反地，通过减小线圈L₁的值，能够增大被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，在将上述线圈L₁、上述线圈L₃以及上述线圈L₄的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L₂的值变大，上述被供电设备的受电电压变小。

根据上述方法，在将线圈L₁、线圈L₃以及线圈L₄的电感的值固定了的情况下，通过增大线圈L₂的值，能够减小被供电设备的受电电压。相反地，通过减小线圈L₂的值，能够增大被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，在将上述线圈L₁、上述线圈L₂以及上述线圈L₄的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L₃的值变大，上述被供电设备的受电电压变大。

根据上述方法，在将线圈L₁、线圈L₂以及线圈L₄的电感的值固定了的情况下，通过增大线圈L₃的值，能够增大被供电设备的受电电压。相反地，通过减小线圈L₃的值，能够减小被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，在将上述线圈L₁、上述线圈L₂以及上述线圈L₃的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L₄的值变大，上述被供电设备的受电电压变大。

根据上述方法，在将线圈L₁、线圈L₂以及线圈L₃的电感的值固定了的情况下，通过增大线圈L₄的值，能够增大被供电设备的受电电压。相反地，通过减小线圈L₄的值，能够减小被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种受电电压控制方法，其特征在于，将构成上述供电模块和上述受电模块的上述多个电路元件的各元件值以及上述互感作为参数，通过分别改变该参数来将相对于向上述供电模块供给的电力的上述驱动频率的传输特性的值设定为在低于上述谐振频率的驱动频带以及高于上述谐振频率的驱动频带分别具有波峰，向上述供电模块供给的电力的驱动频率处于与在低于上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值相对应的频带、或处于与在高于上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值相对应的频带。

根据上述方法，在将相对于向供电模块供给的电力的驱动频率的传输特性的值设定为在低于供电模块和受电模块的谐振频率的驱动频带以及高于谐振频率的驱动频带分别具有波峰的情况下，将向供电模块供给的电力的驱动频率设定为与在低于谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值相对应的频带的频率，由此能够确保较高的传输特性。

另外，在该情况下，产生于供电模块的外周侧的磁场与产生于受电模块的外周侧的磁场相互抵消，由此，在供电模块和受电模块的外周侧，磁场所产生的影响减小，从而能够形成具有比供电模块和受电模块的外周侧以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。由此，通过在所形成的磁场空间收纳期望不受到磁场影响的电路等，能够有效利用空间，从能够实现无线电力传输装置自身的小型化。

另一方面，通过将向供电模块供给的电力的驱动频率设定为与在高于谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值相对应的频带的频率，能够确保较高的传输特性。

另外，在该情况下，产生于供电模块的内周侧的磁场与产生于受电模块的内周侧的磁场相互抵消，由此，在供电模块和受电模块的内周侧，磁场所产生的影响减少，从而能够形成具有比供电模块和受电模块的内周侧以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。由此，在所形成的磁场空间收纳期望不受到磁场影响的电路等，由此能够有效利用空间，从而能够实现无线电力传输装置自身的小型化。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置，其特征在于，其通过上述记载的受电电压控制方法被调整。

根据上述结构，不设置新的设备就能够实现被供电设备的受电电压的调整。即，不增加无线电力传输装置的零件个数就能够调整被供电设备的受电电压。

另外，用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置的制造方法，该无线电力传输装置以使磁场变化来从供电模块对受电模块使磁场改变而供给的电力的驱动频率不会成为上述供电模块和上述受电模块的谐振频率的值进行供给，该无线电力传输装置的制造方法的特征在于，包括以下工序：将构成上述供电模块和上述受电模块的多个电路元件的各元件值作为参数，通过分别改变该参数来调整向与上述受电模块连接的被供电设备供电时的该被供电设备的受电电压。

根据上述方法，能够制造不设置新的设备就能够调整被供电设备的受电电压的无线电力传输装置。即，能够制造不增加无线电力传输装置的零件个数就能够调整被供电设备的受电电压的无线电力传输装置。

发明的效果

能够提供一种通过对设置于进行无线电力传输的供电装置和受电装置的电路元件的容量等自由地进行调整而能够控制施加于被供电设备的受电电压的受电电压控制方法、通过该受电电压控制方法被调整的无线电力传输装置以及该无线电力传输装置的制造方法。

附图说明

图1是无线电力传输装置的等效电路的说明图。

图2是测定实验所涉及的无线电力传输装置的说明图。

图3是表示相对于驱动频率的传输特性“S21”的关系的曲线图。

图4是表示相对于驱动频率的输入阻抗Zin的关系的曲线图。

图5是表示测定实验1-1的测定结果的图表。

图6是表示测定实验1-2的测定结果的图表。

图7是表示测定实验1-3的测定结果的图表。

图8是表示测定实验1-4的测定结果的图表。

图9是表示无线电力传输中的线圈间距离与耦合系数之间的关系的曲线图。

图10是表示测定实验2-1～2-4的测定结果的图表。

图11是说明无线电力传输装置的制造方法的说明图。

图12是说明包括无线电力传输装置的无线式头戴型耳机和充电器的设计方法的流程图。

具体实施方式

下面，对通过本发明所涉及的无线电力传输被供给电力的被供电设备的受电电压控制方法、通过该受电电压控制方法被调整的无线电力传输装置以及该无线电力传输装置的制造方法的实施方式进行说明。

(实施方式)

首先，对本实施方式中的实现无线电力传输的无线电力传输装置1进行说明。

(无线电力传输装置1的结构)

如图1所示，无线电力传输装置1包括具备供电线圈21和供电谐振器22的供电模块2以及具备受电线圈31和受电谐振器32的受电模块3。而且，在供电模块2的供电线圈21上连接有具备将向供电模块2供给的电力的驱动频率设定为规定值的振荡电路的交流电源6，在受电模块3的受电线圈31上经由用于使接收到的交流电力整流化的稳定电路7和用于防止过充电的充电电路8而连接有充电电池9。此外，本实施方式中的稳定电路7、充电电路8以及充电电池9如图1所示那样是成为最终的电力的供电目标的被供电设备10，被供电设备10是连接于受电模块3的电力的供电目标的设备全体的总称。

供电线圈21发挥通过电磁感应将从交流电源6获得的电力供给至供电谐振器22的作用。如图1所示，该供电线圈21构成为以电阻器R₁、线圈L₁以及电容器C₁为要素的RLC电路。此外，线圈L1部分使用铜线材(带绝缘覆膜)，并将线圈直径设定为15mmφ。另外，将构成供电线圈21的电路元件所具有的合计的阻抗设为Z₁，在本实施方式中，将构成供电线圈21的以电阻器R₁、线圈L₁以及电容器C₁为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z₁。另外，将流过供电线圈21的电流设为I₁。此外，电流I₁的含义与向无线电力传输装置1输入的输入电流I_in的含义相同。

受电线圈31发挥如下作用：通过电磁感应来接收作为磁场能量而从供电谐振器22输送至受电谐振器32的电力，并将该电力经由稳定电路7和充电电路8供给至充电电池9。如图1所示，该受电线圈31是与供电线圈21同样地构成为以电阻器R₄、线圈L₄以及电容器C₄为要素的RLC电路。此外，线圈L₄部分使用铜线材(带绝缘覆膜)，并将线圈直径设定为15mmφ。另外，将构成受电线圈31的电路元件所具有的合计的阻抗设为Z₄，在本实施方式中，将构成受电线圈31的以电阻器R₄、线圈L₄以及电容器C₄为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z₄。另外，将连接于受电线圈31的被供电设备10的合计的阻抗设为Z_L，但在本实施方式中，如图1所示，为方便起见，将连接于受电线圈31的稳定电路7、充电电路8和充电电池9(被供电设备10)的各负载阻抗合起来设为电阻器R_L(相当于Z_L)。另外，将流过受电线圈31的电流设为I₄。

如图1所示，供电谐振器22构成为以电阻器R₂、线圈L₂以及电容器C₂为要素的RLC电路。另外，如图1所示，受电谐振器32构成为以电阻器R₃、线圈L₃以及电容器C₃为要素的RLC电路。而且，供电谐振器22和受电谐振器32分别成为谐振电路，发挥产生磁场谐振态的作用。在此，磁场谐振态(谐振现象)是指两个以上的线圈在谐振频率下谐振。另外，将构成供电谐振器22的电路元件所具有的合计的阻抗设为Z₂，在本实施方式中，将构成供电谐振器22的以电阻器R₂、线圈L₂以及电容器C₂为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z₂。另外，将构成受电谐振器32的电路元件所具有的合计的阻抗设为Z₃，在本实施方式中，将构成受电谐振器32的以电阻器R₃、线圈L₃以及电容器C₃为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z₃。另外，将流过供电谐振器22的电流设为I₂，将流过受电谐振器32的电流设为I₃。

另外，在供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31中的作为谐振电路的RLC电路中，当将电感设为L、将电容器容量设为C时，由(式1)决定的f成为谐振频率。而且，本实施方式中的供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的谐振频率设为1.0MHz。

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{LC}}$ ···(式1)

另外，供电谐振器22和受电谐振器32使用包含铜线材(带绝缘覆膜)的线圈直径为15mmφ的螺线管型的线圈。另外，如上所述，供电谐振器22和受电谐振器32中的谐振频率一致。此外，供电谐振器22和受电谐振器32只要是使用线圈的谐振器即可，可以是螺旋型、螺线管型等的线圈。

另外，将供电线圈21与供电谐振器22之间的距离设为d12，将供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离设为d23，将受电谐振器32与受电线圈31之间的距离设为d34(参照图1)。

另外，如图1所示，将供电线圈21的线圈L₁与供电谐振器22的线圈L₂之间的互感设为M₁₂，将供电谐振器22的线圈L₂与受电谐振器32的线圈L₃之间的互感设为M₂₃，将受电谐振器32的线圈L₃与受电线圈31的线圈L₄之间的互感设为M₃₄。另外，在无线电力传输装置1中，将线圈L₁与线圈L₂之间的耦合系数表述为k₁₂，将线圈L₂与线圈L₃之间的耦合系数表述为k₂₃，将线圈L₃与线圈L₄之间的耦合系数表述为k₃₄。

另外，供电线圈21的RLC电路的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的RLC电路的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的RLC电路的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的RLC电路的R₄、L₄、C₄的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄作为在设计、制造阶段等能够变更的参数，以满足后述的(式8)的关系式的方式进行设定(详细说明在后文叙述)。

根据上述无线电力传输装置1，在使供电谐振器22的谐振频率与受电谐振器32的谐振频率一致的情况下，能够在供电谐振器22与受电谐振器32之间产生磁场谐振态。当在供电谐振器22和受电谐振器32谐振的状态下产生磁场谐振态时，能够将电力作为磁场能量从供电谐振器22传输至受电谐振器32。

(被供电设备的受电电压控制方法)

基于上述无线电力传输装置1的结构，对施加于经由无线电力传输装置1被供电的被供电设备10的受电电压的控制方法进行说明。

首先，当表示基于上述结构的无线电力传输装置1(包括被供电设备10)的等效电路时，如图1的下图所示。在该等效电路中，将无线电力传输装置1整体的输入阻抗设为Z_in。另外，将被供电设备10整体的阻抗设为Z_L。另外，关于本实施方式中成为控制对象的被供电设备10的受电电压V_L，当根据图1的等效电路以基于流过包括被供电设备10的受电线圈31的电流I₄与Z_L的关系式表示时，如(式2)那样表示。

V_L＝Z_L×I₄…(式2)

在此，简单地说明控制受电电压V_L的必要性。当施加于包括充电电池9的被供电设备10的电压小于驱动电压时，被供电设备10不工作，因此要求施加于该被供电设备10的受电电压V_L为驱动电压以上(使设备发挥性能的电压)。另一方面，当受电电压V_L大于被供电设备10所具有的耐电压时，有可能导致被供电设备10发生故障，因此要求将受电电压V_L设为被供电设备10所具有的耐电压以下。因此，要求将受电电压V_L控制在使被供电设备10工作的驱动电压以上、被供电设备10所具有的耐电压以下的范围内。

基于上述理由，为了控制受电电压V_L的值，根据(式2)，需要通过电流I₄进行控制。此外，如本实施方式那样对被供电设备10使用其阻抗Z_L已被预先规定的部件(稳定电路7、充电电路8、充电电池9)，因此，阻抗Z_L的值作为固定值而进行处理(该固定值是根据稳定电路7、充电电路8、充电电池9等被供电设备10的结构、规格而决定的)。

而且，当以与对无线电力传输装置1施加的输入电流I_in即I₁之间的关系表示(式2)中的受电电压V_L时，根据从图1的等效电路导出的关系式(式3)～(式6)，能够求出I₁与I₄的关系式，因此，将(式7)代入(式2)而成为(式8)的关系式。

E＝Z₁I₁-j_ωM₁₂I₂

…(式3)

Z₂I₂-j_ωM₁₂I₁-j_ωM₂₃I₃＝0

…(式4)

Z₃I₃-j_ωM₂₃I₂-j_ωM₃₄I₄＝0

…(式5)

(Z₄+Z_L)I₄-j_ωM₃₄I₃＝0

…(式6)

$I_4=\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{34}}{Z_4+Z_L}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{23}}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{12}}{Z_2+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{23}\right)}^2}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}}\right)I_1$

…(式7)

$V_L=Z_L\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{34}}{Z_4+Z_L}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{23}}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{12}}{Z_2+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{23}\right)}^2}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}}\right)I_1$

$\begin{array}{ccc}{M}_{12}=k_{12}\sqrt{L_1{L}_2}& M_{23}=k_{23}\sqrt{L_2{L}_3}& M_{34}=k_{34}\sqrt{L_3{L}_4}\end{array}$

k_ij为L_i与L_j之间的耦合系数

···(式8)

而且，本实施方式中的无线电力传输装置1的供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32、受电线圈31以及被供电设备10的阻抗Z₁、Z₂、Z₃、Z₄、Z_L能够分别如(式9)那样表述。此外，如上述那样将被供电设备10的合计的阻抗设为Z_L，但为了方便起见而将连接于受电线圈31的被供电设备10的负载阻抗合起来设为电阻器R_L。

$Z_1=R_1+j\left({\mathrm{\ωL}}_1-\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_1}\right)$

$Z_2=R_2+j\left({\mathrm{\ωL}}_2-\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_2}\right)$

$Z_3=R_3+j\left({\mathrm{\ωL}}_3-\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_3}\right)$

$Z_4=R_4+j\left({\mathrm{\ωL}}_1-\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_4}\right)$

Z_L＝R_L

…(式9)

而且，根据上述(式8)和(式9)的关系，能够将供电线圈21的RLC电路的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的RLC电路的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的RLC电路的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的RLC电路的R₄、L₄、C₄的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄作为在设计、制造阶段等能够变更的参数，以从上述(式8)的关系式导出的受电电压V_L收敛于使被供电设备10工作的驱动电压以上且被供电设备10所具有的耐电压以下的范围内的方式进行调整。

但是，在如上所述的无线电力传输装置中，一般地，已知通过使向供电模块2供给的电力的驱动频率与供电模块2所具备的供电线圈21、供电谐振器22和受电模块3所具备的受电线圈31、受电谐振器32所具有的谐振频率一致，能够使无线电力传输的电力传输效率最大，一般地，为了寻求电力传输效率的最大化而将驱动频率设定为谐振频率。在此，电力传输效率是指由受电模块3接收的电力相对于供给至供电模块2的电力的比率。

于是，在无线电力传输装置1中，为了使电力传输效率最大化，要求满足如使驱动频率与供电模块2和受电模块3的各RLC电路各自所具有的谐振频率一致的电容器、线圈等的容量条件、谐振条件(ωL＝1/ωC)。

具体地说，在无线电力传输装置1中，当将为了使电力传输效率最大而满足谐振条件(ωL＝1/ωC)的情况下的受电电压V_L应用于(式8)时，变成(ωL1-1/ωC1＝0)、(ωL2-1/ωC2＝0)、(ωL3-1/ωC3＝0)、(ωL4-1/ωC4＝0)，成为(式10)的关系式。

$V_L=R_L\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{34}}{R_4+R_L}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{23}}{R_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{R_4+R_L}}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{12}}{R_2+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{23}\right)}^2}{R_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{R_4+R_L}}}\right)I_1$

…(式10)

根据上述关系式(式10)，可知为了调整受电电压V_L的值使其收敛于使被供电设备10工作的驱动电压以上且被供电设备10所具有的耐电压以下的范围内而能够变更的主要参数只有供电线圈21的RLC电路的R₁、供电谐振器22的RLC电路的R₂、受电谐振器32的RLC电路的R₃、受电线圈31的RLC电路的R₄等的电阻值以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄。

如上所述，在为了使无线电力传输装置1的电力传输效率最大化而使向供电模块2供给的电力的驱动频率与谐振频率一致的情况下，供电模块2和受电模块3的各RLC电路的电容器、线圈等的容量已被预先决定，从而导致只能够主要利用各RLC电路的电阻值等来调整受电电压V_L的值。这意味着无法将RLC电路的电容器、线圈等的容量作为用于控制受电电压V_L的值的参数而自由地变更，从而导致无线电力传输装置1的设计自由度变低。

另一方面，在本实施方式的无线电力传输装置1中，通过使向供电模块2供给的电力的驱动频率与供电模块2所具备的供电谐振器22和受电模块3所具备的受电谐振器32所具有的谐振频率不一致(ωL≠1/ωC)，能够将供电线圈21的RLC电路的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的RLC电路的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的RLC电路的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的RLC电路的R₄、L₄、C₄等的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄以能够变更的方式用作用于控制受电电压V_L的值的参数。

由此，在构成无线电力传输装置1时，为了调整被供电设备10的受电电压V_L的值，能够作为参数的供电线圈21的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的R₄、L₄、C₄等的电阻值、电感、电容器容量或耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄以相互取得平衡的方式进行变更，因此，能够根据无线电力传输装置1的容积、形状、总重量来适当地进行配置，从而能够提高无线电力传输装置1的设计自由度。即，在无线电力传输装置1中，针对使电力传输效率最大化而言，与通常的以往的装置相比，用于调整被供电设备10的受电电压V_L的值的参数要素变多，从而能够极精细地控制受电电压V_L的值。

根据上述说明，能够实现通过使作为参数的供电线圈21的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的R₄、L₄、C₄等的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄以相互取得平衡的方式进行变更而能够调整根据(式8)导出的被供电设备10的受电电压V_L的受电电压控制方法。

因而，根据上述方法，通过将向供电模块2供给的电力的驱动频率以不成为供电模块2(供电线圈21、供电谐振器22)和受电模块3(受电线圈31、受电谐振器32)的谐振频率的值进行供给，能够将构成供电模块2和受电模块3的多个电路元件的各元件值(供电线圈21的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的R₄、L₄、C₄等的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄等)作为调整被供电设备10的受电电压V_L的参数而自由地变更。而且，通过分别改变该参数，能够调整被供电设备10的受电电压V_L。如果能够像这样调整被供电设备10的受电电压V_L，则能够将受电电压V_L保持为被供电设备10所具有的耐电压以下且能够将受电电压V_L保持为被供电设备10所具有的驱动电压以上。

另外，为了控制被供电设备10的受电电压V_L，能够将构成供电模块2和受电模块3的多个电路元件的各元件值(供电线圈21的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的R₄、L₄、C₄等的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄等)作为参数而自由地设定，从而能够提高无线电力传输装置1的设计自由度，能够实现无线电力传输装置1自身的便携性、小型化、低成本化。

根据上述方法，关于利用谐振现象从至少具备供电线圈21和供电谐振器22的供电模块2对至少具备受电谐振器32和受电线圈31的受电模块3供给电力并将所供给的电力供电至与受电线圈31连接的被供电设备10时的被供电设备10的受电电压V_L的控制方法，通过以满足上述关系式(式8)的方式分别改变参数，能够调整被供电设备10的受电电压V_L。这样，为了调整被供电设备10的受电电压V_L，能够将构成供电模块2和受电模块3的多个电路元件的各元件值(供电线圈21的R₁、L₁、C₁、供电谐振器22的R₂、L₂、C₂、受电谐振器32的R₃、L₃、C₃、受电线圈31的R₄、L₄、C₄等的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄等)作为参数以满足上述关系式(式8)的方式自由地设定，从而能够提高无线电力传输装置1的设计自由度，能够实现无线电力传输装置1自身的便携性、小型化、低成本化。

(利用耦合系数控制受电电压V_L)

在如上所述的无线电力传输装置1中，在通过使向供电模块2供给的电力的驱动频率与供电模块2所具备的供电线圈21、供电谐振器22和受电模块3所具备的受电线圈31、受电谐振器32所具有的谐振频率一致来使无线电力传输的电力传输效率最大的情况(参照式10)下以及将向供电模块2供给的电力的驱动频率以不会成为供电模块2所具备的供电线圈21、供电谐振器22和受电模块3所具备的受电线圈31、受电谐振器32所具有的谐振频率的值进行供给的情况(参照式8)下，作为为了调整被供电设备10的受电电压V_L而能够变更的主要参数，均能够列举耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄。

(通过改变耦合系数来改变受电电压V_L)

因此，通过变更了条件的测定实验1-1～1-4来说明在使无线电力传输装置1中的上述耦合系数k₁₂、k₃₄改变了的情况下受电电压V_L做出何种改变。

在测定实验1-1～1-4中，将无线电力传输装置1与示波器(在本实施方式中使用AgilentTechnology公司制造的MSO-X3054A)连接来测定相对于耦合系数的受电电压V_L(参照图2)。此外，在测定实验1-1～1-4中，代替连接包括稳定电路7、充电电路8以及充电电池9的被供电设备10而连接可变电阻器11(R_L)，来测定从交流电源6向无线电力传输装置1输入的输入电压V_in＝5V(最大值5V)、R_L＝175Ω时的受电电压V_L。

另外，在本测定实验中，在相对于向无线电力传输装置1供给的电力的驱动频率的无线电力传输装置1的传输特性“S21”具有双峰性的性质的情况下进行测定。

在此，传输特性“S21”是表示在无线电力传输装置1上连接网络分析仪(安捷伦科技股份有限公司制造的E5061B等)而测量出的信号，以分贝表示，数值越大则表示电力传输效率越高。而且，相对于向无线电力传输装置1供给的电力的驱动频率的无线电力传输装置1的传输特性“S21”根据供电模块2和受电模块3之间的基于磁场的连接程度(磁场耦合)的强度而分为具有单峰性的性质的传输特性和具有双峰性的性质的传输特性。而且，单峰性是指相对于驱动频率的传输特性“S21”的波峰为一个且该波峰在谐振频带(f₀)出现(参照图3的虚线51)。另一方面，双峰性是指相对于驱动频率的传输特性“S21”的波峰有两个且这两个波峰在低于谐振频率的驱动频带(fL)与和高于谐振频率的驱动频带(fH)出现(参照图3的实线52)。如果更详细地定义双峰性，则是指在上述网络分析仪上连接无线电力传输装置1而测量出的反射特性“S11”具有两个波峰的状态。因而，在即使相对于驱动频率的传输特性“S21”的波峰看似为一个但测量出的反射特性“S11”具有两个波峰的情况下，也设为具有双峰性的性质。

在具有上述单峰性的性质的无线电力传输装置1中，如图3的虚线51所示，驱动频率在谐振频率f₀时，其传输特性“S21”最大化(电力传输效率最大化)。

另一方面，在具有双峰性的性质的无线电力传输装置1中，如图3的实线52所示，在低于谐振频率f₀的驱动频带(fL)和高于谐振频率f₀的驱动频带(fH)，传输特性“S21”最大化。

此外，一般而言，如果供电谐振器与受电谐振器之间的距离相同，则双峰性的传输特性“S21”的最大值(fL或fH下的传输特性“S21”的值)成为比单峰性的传输特性“S21”的最大值(在f₀下的传输特性“S21”的值)低的值(参照图3的曲线图)。

具体地说，在将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式)，供电谐振器22和受电谐振器32为同相位且成为谐振状态，流向供电谐振器22的电流的方向与流向受电谐振器32的电流的方向成为相同方向。其结果，如图3的曲线图所示，虽然未达到以电力传输效率的最大化为目的的一般的无线电力传输装置的传输特性“S21”(虚线51)，但是即使在使驱动频率与供电模块2所具备的供电谐振器22和受电模块3所具备的受电谐振器32所具有的谐振频率不一致的情况下，也能够将传输特性“S21”的值设为较高的值。在此，将流向供电模块2的线圈(供电谐振器22)的电流的方向与流向受电模块3的线圈(受电谐振器32)的电流的方向成为相同方向的谐振状态称为同相谐振模式。

另外，在上述同相谐振模式中，产生于供电谐振器22的外周侧的磁场与产生于受电谐振器32的外周侧的磁场相互抵消，由此在供电谐振器22和受电谐振器32的外周侧，磁场所产生的影响减少，从而能够形成具有比供电谐振器22和受电谐振器32的外周侧以外的磁场强度(例如供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧的磁场强度)小的磁场强度的磁场空间。而且，在该磁场空间收纳有期望减小磁场影响的稳定电路7、充电电路8、充电电池9等的情况下，能够减少或防止在稳定电路7、充电电路8或充电电池9等发生由磁场引起的涡电流，从而能够抑制发热所产生的不良影响。

另一方面，在将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式)，供电谐振器22和受电谐振器32为相反相位且成为谐振状态，流向供电谐振器22的电流的方向与流向受电谐振器32的电流的方向成为相反方向。其结果，如图3的曲线图所示，虽然未达到以电力传输效率的最大化为目的的一般的无线电力传输装置的传输特性“S21”(虚线51)，但是即使在使驱动频率与供电模块2所具备的供电谐振器22和受电模块3所具备的受电谐振器32所具有的谐振频率不一致的情况下，也能够将传输特性“S21”的值设为较高的值。在此，将流向供电模块2的线圈(供电谐振器22)的电流的方向与流向受电模块3的线圈(受电谐振器32)的电流的方向成为相反方向的谐振状态称为反相谐振模式。

另外，在上述反相谐振模式中，产生于供电谐振器22的内周侧的磁场与产生于受电谐振器32的内周侧的磁场相互抵消，由此在供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧，磁场所产生的影响减少，从而能够形成具有比供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧以外的磁场强度(例如供电谐振器22和受电谐振器32的外周侧的磁场强度)小的磁场强度的磁场空间。而且，在该磁场空间收纳有期望减少磁场影响的稳定电路7、充电电路8、充电电池9等的情况下，能够减少或防止对于稳定电路7、充电电路8、充电电池9等发生由磁场引起的涡电流，从而能够抑制发热所产生的不良影响。另外，通过该反相谐振模式而形成的磁场空间形成于供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧，因此通过在该空间中组入稳定电路7、充电电路8、充电电池9等电子部件，能够提高无线电力传输装置1自身的小型化、设计自由度。

另外，在如上述那样相对于向无线电力传输装置1供给的电力的驱动频率的无线电力传输装置1的传输特性“S21”具有双峰性的性质的情况下，在将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为同相谐振模式(fL)或反相谐振模式(fH)时，如图4所示，无线电力传输装置1的输入阻抗Z_in具有波峰(参照实线55的两个山的部分)。而且，在本测定实验1-1～1-4中，测定无线电力传输装置1的输入阻抗Z_in成为最大的驱动频率(同相谐振模式(fL)、反相谐振模式(fH))时的受电电压V_L。

(测定实验1-1：改变耦合系数k₁₂的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验1-1中使用的无线电力传输装置1中，供电线圈21构成为以电阻器R₁、线圈L₁以及电容器C₁为要素的RLC电路(有谐振)，线圈L₁部分将线圈直径设定为15mmφ。同样地，受电线圈31也构成为以电阻器R₄、线圈L₄以及电容器C₄为要素的RLC电路，线圈L₄部分将线圈直径设定为15mmφ。另外，供电谐振器22构成为以电阻器R₂、线圈L₂以及电容器C₂为要素的RLC电路，线圈L₂部分使用线圈直径为15mmφ的螺线管型的线圈。另外，受电谐振器32构成为以电阻器R₃、线圈L₃以及电容器C₃为要素的RLC电路，线圈L₃部分使用线圈直径为15mmφ的螺线管型的线圈。而且，将测定实验1-1中使用的无线电力传输装置1中的R₁、R₂、R₃、R₄的值分别设定为0.8Ω。另外，将L₁、L₂、L₃、L₄的值分别设定为10μH。另外，供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的谐振频率是1.0MHz。此外，为了提高无线电力传输装置1的电力传输效率，在供电线圈21和供电谐振器22的线圈的内周侧，以沿着供电线圈21和供电谐振器22的线圈的内周面的方式配置有圆筒状的厚度为450μm的磁性薄片。同样地，在受电谐振器32和受电线圈31的线圈的内周侧，也以沿着受电谐振器32和受电线圈31的线圈的内周面的方式配置有圆筒状的厚度为450μm的磁性薄片。

在测定实验1-1中，测定分别将耦合系数k₂₃固定为0.27、将耦合系数k₃₄固定为0.27并且将耦合系数k₁₂的值设定为0.21、0.28、0.40、0.48这四个值的情况下的无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值(参照图2，此外，在后文中记述耦合系数的调整方法的详细情况)。而且，在图5的(A)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：890kHz)的测定值。另外，在图5的(B)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1170kHz)的测定值。

根据图5的(A)的同相谐振模式的测定结果，当使耦合系数k₁₂的值按0.21、→0.28、→0.40、→0.48的顺序变大时，受电电压V_L的值按6.0V、→5.0V、→3.7V、→3.1V的状况变小。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

另外，关于图5的(B)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使耦合系数k₁₂的值按0.21、→0.28、→0.40、→0.48的顺序变大时，受电电压V_L的值按5.9V、→4.5V、→3.2V、→2.7V的状况变小。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

(测定实验1-2：改变耦合系数k₁₂的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验1-2中使用的无线电力传输装置1中，与测定实验1-1不同地，将供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31所使用的线圈形状设为平面状的图案线圈而非螺线管形状。具体地说，构成为以电阻器R₁、线圈L₁以及电容器C₁为要素的RLC电路(有谐振)，线圈L₁部分使用通过铜箔的蚀刻而形成的卷绕12圈(螺旋状)且线圈直径为35mmφ的图案线圈。同样地，受电线圈31也构成为以电阻器R₄、线圈L₄以及电容器C₄为要素的RLC电路，线圈L₄部分是与供电线圈21相同的图案线圈。另外，供电谐振器22构成为以电阻器R₂、线圈L₂以及电容器C₂为要素的RLC电路，线圈L₂部分使用通过铜箔的蚀刻而形成的卷绕12圈且线圈直径为35mmφ的图案线圈。同样地，受电谐振器32也构成为以电阻器R₃、线圈L₃以及电容器C₃为要素的RLC电路，线圈L₃部分是与供电谐振器22相同的图案线圈。而且，将测定实验1-2中使用的无线电力传输装置1中的R₁、R₂、R₃、R₄的值分别设定为1.5Ω。另外，将L₁、L₂、L₃、L₄的值分别设定为2.5μH。另外，供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的谐振频率是1.0MHz。

在测定实验1-2中，测定分别将耦合系数k₂₃固定为0.3、将耦合系数k₃₄固定为0.3并且将耦合系数k₁₂的值设定为0.14、0.24、0.30、0.45这四个值的情况下无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值(参照图2)。而且，在图6的(A)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：880kHz)的测定值。另外，在图6的(B)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1200kHz)的测定值。

根据图6的(A)的同相谐振模式的测定结果，当使耦合系数k₁₂的值按0.14、→0.24、→0.30、→0.45的顺序变大时，受电电压V_L的值按10.2V、→8.2V、→6.8V、→5.3V的状况变小。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

另外，关于图6的(B)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使耦合系数k₁₂的值按0.14、→0.24、→0.30、→0.45的顺序变大时，受电电压V_L的值按5.9V、→5.4V、→4.7V、→3.3V的状况变小。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₁₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

(测定实验1-3：改变耦合系数k₃₄的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验1-3中使用的无线电力传输装置1是与测定实验1-1相同的结构，将在测定实验1-3中使用的无线电力传输装置1中的R₁、R₂、R₃、R₄的值分别设定为0.8Ω，将L₁、L₂、L₃、L₄的值分别设定为10μH(与测定实验1-1相同)。另外，供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的谐振频率是1.0MHz(与测定实验1-1相同)。

在测定实验1-3中，测定分别将耦合系数k₁₂固定为0.27、将耦合系数k₂₃固定为0.27并且将耦合系数k₃₄的值设定为0.13、0.21、0.28、0.45这四个值的情况下无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值(参照图2)。而且，在图7的(A)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：890kHz)的测定值。另外，在图7的(B)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1170kHz)的测定值。

根据图7的(A)的同相谐振模式的测定结果，当耦合系数k₃₄的值按0.13、→0.21、→0.28、→0.45的顺序变大时，受电电压V_L的值按2.3V、→3.8V、→5.0V、→7.6V的状况变大。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

另外，关于图7的(B)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使耦合系数k₃₄的值按0.13、→0.21、→0.28、→0.45的顺序变大时，受电电压V_L的值按2.0V、→3.4V、→4.5V、→7.2V的状况变大。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

(测定实验1-4：改变耦合系数k₃₄的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验1-4中使用的无线电力传输装置1是与测定实验1-2相同的结构，将在测定实验1-4中使用的无线电力传输装置1中的R₁、R₂、R₃、R₄的值分别设定为1.5Ω，将L₁、L₂、L₃、L₄的值分别设定为2.5μH(与测定实验1-2相同)。另外，供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的谐振频率是1.0MHz(与测定实验1-2相同)。

在测定实验1-4中，测定分别将耦合系数k₁₂固定为0.3、将耦合系数k₂₃固定为0.3并且将耦合系数k₃₄的值设定为0.15、0.25、0.30、0.45这四个值的情况下无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值(参照图2)。而且，在图8的(A)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：880kHz)的测定值。另外，在图8的(B)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1200kHz)的测定值。

根据图8的(A)的同相谐振模式的测定结果，当使耦合系数k₃₄的值按0.15、→0.25、→0.30、→0.45的顺序变大时，受电电压V_L的值按3.4V、→5.6V、→6.8V、→9.3V的状况变大。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

另外，关于图8的(B)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使耦合系数k₃₄的值按0.15、→0.25、→0.30、→0.45的顺序变大时，受电电压V_L的值按2.8V、→4.8V、→6.2V、→9.5V的状况变大。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小耦合系数k₃₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

根据上述测定实验1-1～1-4，可知利用无线电力传输装置1进行电力的无线电力传输时，通过调整供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k₁₂、供电谐振器22与受电谐振器32之间的耦合系数k₂₃以及受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k₃₄的值，能够调整被供电设备10的受电电压V_L。

(耦合系数的调整方法)

接着，对上述无线电力传输装置1中的作为用于控制被供电设备10的受电电压V_L的参数的耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄的调整方法进行说明。

如图9所示，可知在无线电力传输中，线圈与线圈之间的距离和耦合系数k的关系存在如下倾向：当线圈与线圈之间的距离缩短(变短)时，耦合系数k的值变大。当将该关系应用于本实施方式所涉及的无线电力传输装置1时，通过分别缩短供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12、供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23、受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，而能够增大供电线圈21(线圈L₁)与供电谐振器22(线圈L₂)之间的耦合系数k₁₂、供电谐振器22(线圈L₂)与受电谐振器32(线圈L₃)之间的耦合系数k₂₃、受电谐振器32(线圈L₃)与受电线圈31(线圈L₄)之间的耦合系数k₃₄。相反地，通过分别延长供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12、供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23、受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够减小供电线圈21(线圈L₁)与供电谐振器22(线圈L₂)之间的耦合系数k₁₂、供电谐振器22(线圈L₂)与受电谐振器32(线圈L₃)之间的耦合系数k₂₃、受电谐振器32(线圈L₃)与受电线圈31(线圈L₄)之间的耦合系数k₃₄。

根据上述耦合系数的调整方法以及通过改变耦合系数来改变受电电压V_L的测定实验，在将供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23以及受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34固定了的情况下，通过缩短供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12，能够增大供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k₁₂的值，通过增大耦合系数k₁₂的值，能够减小被供电设备10的受电电压V_L的值。相反地，通过延长供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12，能够减小供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k₁₂的值，通过减小耦合系数k₁₂的值，能够增大被供电设备10的受电电压V_L的值。

另外，在将供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12以及供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23固定了的情况下，通过缩短受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够增大受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k₃₄的值，通过增大耦合系数k₃₄的值，能够增大被供电设备10的受电电压V_L的值。相反地，通过延长受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够减小受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k₃₄的值，通过减小耦合系数k₃₄的值，能够减小被供电设备10的受电电压V_L的值。

根据上述方法，通过物理地改变供电线圈21与供电谐振器22之间的距离这样的简单作业，就能够调整被供电设备10的受电电压V_L。换言之，无需在无线电力传输装置1中设置新的设备就能够实现被供电设备10的受电电压V_L的调整(不增加无线电力传输装置1的零件个数就能够调整被供电设备10的受电电压V_L)。

此外，在上述说明中，在无线电力传输装置1中，作为用于调整被供电设备10的受电电压V_L的耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄的调整方法，例示分别改变供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12以及受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34的方法进行了说明。然而，耦合系数k₁₂、k₂₃、k₃₄的调整方法并不限于此，能够列举使供电谐振器22的中心轴与受电谐振器32的中心轴错开的方法、对供电谐振器22的线圈面与受电谐振器32的线圈面赋予角度的方法、改变供电线圈21、供电谐振器22或受电谐振器32、受电线圈31等各元件(电阻、电容器、线圈)的容量的方法、改变向供电模块2供给的交流电力的驱动频率的方法等。

(利用线圈的电感控制受电电压V_L)

接着，在无线电力传输装置1中，作为能够调整被供电设备10的受电电压V_L的可变参数，能够列举线圈的电感。因此，根据变更了条件的测定实验2-1～2-4来说明在使无线电力传输装置1中的线圈的电感改变了的情况下受电电压V_L做出何种改变。

在测定实验2-1～2-4中，将无线电力传输装置1与示波器连接来测定相对于供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的线圈的电感的值的变化的受电电压V_L(参照图2)。此外，在测定实验2-1～2-4中，代替连接包括稳定电路7、充电电路8以及充电电池9的被供电设备10而连接可变电阻器11(R_L)，来测定从交流电源6向无线电力传输装置1输入的输入电压V_in＝5V(最大值5V)、R_L＝175Ω时的受电电压V_L。

另外，在本测定实验中，也在相对于向无线电力传输装置1供给的电力的驱动频率的无线电力传输装置1的传输特性“S21”具有双峰性的性质的情况下测定将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为同相谐振模式(fL)或反相谐振模式(fH)时的受电电压V_L。

(测定实验2-1：改变供电线圈21的L₁的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验2-1中使用的无线电力传输装置1中，供电线圈21构成为以电阻器R₁、线圈L₁以及电容器C₁为要素的RLC电路(有谐振)，线圈L₁部分将线圈直径设定为15mmφ。同样地，受电线圈31也构成为以电阻器R₄、线圈L₄以及电容器C₄为要素的RLC电路，线圈L₄部分将线圈直径设定为15mmφ。另外，供电谐振器22构成为以电阻器R₂、线圈L₂以及电容器C₂为要素的RLC电路，线圈L₂部分使用线圈直径为15mmφ的螺线管型的线圈。另外，受电谐振器32构成为以电阻器R₃、线圈L₃以及电容器C₃为要素的RLC电路，线圈L₃部分使用线圈直径为15mmφ的螺线管型的线圈。将在测定实验2-1中使用的无线电力传输装置1中的R₁、R₂、R₃、R₄的值分别设定为0.5Ω。另外，供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的谐振频率是1.0MHz。

而且，测定分别将耦合系数k₁₂固定为0.27、将耦合系数k₂₃固定为0.27、将耦合系数k₃₄固定为0.27、将L₂、L₃、L₄的值分别设定为4.5μH并且将L₁的值设定为2.6μH、4.5μH、8.8μH这三个值的情况下的无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值。而且，在图10的(测定实验2-1)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：890kHz)的测定值(◆的点)以及将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1170kHz)的测定值(■的点)。

根据图10的(测定实验2-1)的同相谐振模式的测定结果，当使L₁的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按5.84V、→5.60V、→3.84V的状况变小。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大L₁的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小L₁的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

另外，关于图10的(测定实验2-1)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使L₁的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按6.64V、→6.24V、→4.48V的状况变小。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大L₁的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小L₁的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

(测定实验2-2：改变供电谐振器22的L₂的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验2-2中使用的无线电力传输装置1的结构与在测定实验2-1中使用的无线电力传输装置1的结构相同。

而且，在测定实验2-2中，测定将L₁、L₃、L₄的值分别设定为4.5μH并且将L₂的值设定为2.6μH、4.5μH、8.8μH这三个值的情况下的无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值。而且，在图10的(测定实验2-2)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：890kHz)的测定值(◆的点)以及将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1170kHz)的测定值(■的点)。

根据图10的(测定实验2-2)的同相谐振模式的测定结果，当使L₂的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按5.84V、→5.60V、→0.98V的状况变小。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大L₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小L₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

另外，关于图10的(测定实验2-2)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使L₂的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按6.32V、→6.24V、→0.65V的状况变小。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大L₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。相反地，可知随着减小L₂的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。

(测定实验2-3：改变受电谐振器32的L₃的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验2-3中使用的无线电力传输装置1的结构与在测定实验2-1中使用的无线电力传输装置1的结构相同。

而且，在测定实验2-3中，测定将L₁、L₂、L₄的值分别设定为4.5μH并且将L₃的值设定为2.6μH、4.5μH、8.8μH这三个值的情况下的无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值。而且，在图10的(测定实验2-3)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：890kHz)的测定值(◆的点)以及将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1170kHz)的测定值(■的点)。

根据图10的(测定实验2-3)的同相谐振模式的测定结果，当使L₃的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按4.88V、→5.60V、→6.16V的状况变大。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大L₃的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小L₃的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

另外，关于图10的(测定实验2-3)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使L₃的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按5.60V、→6.24V、→7.04V的状况变大。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大L₃的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小L₃的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

(测定实验2-4：改变受电线圈31的L₄的值的情况下的受电电压V_L的变化)

在测定实验2-4中使用的无线电力传输装置1的结构与在测定实验2-1中使用的无线电力传输装置1的结构相同。

而且，在测定实验2-4中，测定将L₁、L₂、L₃的值分别设定为4.5μH并且将L₄的值设定为2.6μH、4.5μH、8.8μH这三个值的情况下的无线电力传输装置1的可变电阻器11(设定为175Ω)的受电电压V_L的值。而且，在图10的(测定实验2-4)中示出将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下(同相谐振模式：890kHz)的测定值(◆的点)以及将向供电模块2供给的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下(反相谐振模式：1170kHz)的测定值(■的点)。

根据图10的(测定实验2-4)的同相谐振模式的测定结果，当使L₄的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按5.36V、→5.60V、→6.72V的状况变大。

如上述那样，在同相谐振模式中，可知随着增大L₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小L₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

另外，关于图10的(测定实验2-4)的反相谐振模式的测定结果也相同，当使L₄的值按2.6μH、→4.5μH、→8.8μH的顺序变大时，受电电压V_L的值按6.16V、→6.24V、→9.00V的状况变大。

如上述那样，在反相谐振模式中，也可知随着增大L₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变大的倾向。相反地，可知随着减小L₄的值，存在被供电设备10的受电电压V_L的值变小的倾向。

根据上述测定实验2-1～2-4，可知通过调整供电线圈21的线圈L₁、供电谐振器22的线圈L₂、受电谐振器32的线圈L₃以及受电线圈31的线圈L₄的电感的值，能够调整被供电设备10的受电电压V_L的值。

(制造方法)

接着，参照图11和图12对作为制造上述无线电力传输装置1的一个工序的设计方法(设计工序)进行说明。在本说明中，作为搭载无线电力传输装置1的便携设备，以具备耳机扬声器部201a的无线式头戴型耳机200以及充电器201为例进行说明(参照图11)。

通过本设计方法而设计的无线电力传输装置1分别作为受电模块3(受电线圈31、受电谐振器32)和供电模块2(供电线圈21、供电谐振器22)而搭载于图11所示的无线式头戴型耳机200和充电器201。另外，在图11中，为了便于说明，将稳定电路7、充电电路8以及充电电池9记载于受电模块3之外，但实际上是配置于螺线管状的受电线圈31和受电谐振器32的线圈内周侧。即，以在无线式头戴型耳机200中搭载有受电模块3、稳定电路7、充电电路8以及充电电池9、在充电器201中搭载有供电模块2、在供电模块2的供电线圈21上连接有交流电源6的状态进行使用。

(设计方法)

首先，如图12所示，根据被供电设备10(稳定电路7、充电电路8以及充电电池9)的规格来决定处于被供电设备10所具有的耐电压以下且被供电设备10所具有的驱动电压以上的范围内的被供电设备10的受电电压V_L的值(S1)。

接着，决定供电模块2与受电模块3之间的距离(S2)。该距离是将内置有受电模块3的无线式头戴型耳机200载置于内置有供电模块2的充电器201时的供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23，使用形态为充电中的状态。更详细地说，考虑无线式头戴型耳机200和充电器201的形状、构造来决定供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23。

另外，根据无线式头戴型耳机200的大小、形状、构造来决定受电模块3的受电线圈31和受电谐振器32的线圈直径(S3)。

另外，根据充电器201的大小、形状、构造来决定供电模块2的供电线圈21和供电谐振器22的线圈直径(S4)。

通过经过上述S2～S4的过程来决定无线电力传输装置1的供电谐振器22(线圈L₂)与受电谐振器32(线圈L₃)之间的耦合系数k₂₃和电力传输效率。

根据通过上述S1决定的受电电压V_L以及经过S2～S4的过程决定的电力传输效率，来决定向供电模块2供电所需的最低限度的供电电量(S5)。

然后，基于被供电设备10的受电电压V_L、电力传输效率以及向供电模块2供电所需的最低限度的供电电量，来决定受电线圈31的L₄、受电谐振器32的L₃以及耦合系数k₃₄的设计值(S6)，并决定供电线圈21的L₁、供电谐振器22的L₂以及耦合系数k₁₂的设计值(S7)。具体地说，基于在满足上述(式8)的关系并且将供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23以及受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34固定了的情况下通过缩短供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12而被供电设备10的受电电压V_L变小的特性、在将供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12以及供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23固定了的情况下通过缩短受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34而被供电设备10的受电电压V_L变大的特性、或者通过调整供电线圈21的线圈L₁、供电谐振器22的线圈L₂、受电谐振器32的线圈L₃以及受电线圈31的线圈L₄的电感的值能够调整被供电设备10的受电电压V_L的值的情况，来决定受电线圈31的L₄、受电谐振器32的L₃以及耦合系数k₃₄的设计值以及供电线圈21的L₁、供电谐振器22的L₂以及耦合系数k₁₂的设计值。由此，以成为处于被供电设备10所具有的耐电压以下且被供电设备10所具有的驱动电压以上的范围内的受电电压V_L的方式决定构成无线电力传输装置1的要素的各设计值。

根据包含上述设计方法的无线电力传输装置1的制造方法和经过上述设计工序而制造出的无线电力传输装置1，能够制造不设置新的设备就能够调整被供电设备10的受电电压V_L的无线电力传输装置1。即，能够制造不增加无线电力传输装置1的零件个数就能够调整被供电设备10的受电电压V_L的无线电力传输装置1。

(其它实施方式)

在上述制造方法的说明中，例示无线式头戴型耳机200进行了说明，但只要是具备充电电池的设备即可，也能够使用于平板型PC、数字相机、移动电话、耳机型音乐播放器、助听器、集音器等。

另外，在上述说明中，作为在被供电设备10中包括充电电池9的无线电力传输装置1进行了说明，但并不限于此，也可以对被供电设备10采用能够直接消耗电力而活动的设备。

另外，在上述说明中，例示通过利用供电模块2和受电模块3所具备的谐振器(线圈)间的谐振现象(磁场谐振态)使磁场耦合由此进行电力传输的无线电力传输装置1进行了说明，但也能够应用于利用线圈间的电磁感应来进行电力传输的无线电力传输装置1。

另外，在上述说明中，假定将无线电力传输装置1搭载于便携式的电子设备的情况进行了说明，但用途并不限于这些小型设备，通过根据所需电量来变更规格，例如也能够搭载于比较大型的电动汽车(EV)的无线充电系统、更小型的医疗用的无线式胃内相机等。

在以上的详细说明中，为了能够更容易地理解本发明而以特征部分为中心进行了说明，但本发明并不限定于以上的详细说明所记载的实施方式、实施例，也能够应用于其它实施方式、实施例，应尽可能广范地解释其应用范围。另外，本说明书中使用的用语和语法用于准确地说明本发明，而并非用于限制本发明的解释。另外，本领域技术人员能够根据本说明书所记载的发明的概念而容易地推想出本发明的概念所包含的其它结构、系统、方法等。因而，申请专利范围的记载应理解为在不脱离本发明的技术思想的范围内包含均等的结构。另外，为了充分理解本发明的目的和本发明的效果，期望充分参考已经公开的文献等。

附图标记说明

1：无线电力传输装置；2：供电模块；3：受电模块；6：交流电源；7：稳定电路；8：充电电路；9：充电电池；10：被供电设备；11：可变电阻器；21：供电线圈；22：供电谐振器；31：受电线圈；32：受电谐振器；200：无线式头戴型耳机；201：充电器。

Claims (14)

1.一种受电电压控制方法，是使磁场变化来从构成无线电力传输装置的供电模块对受电模块供给电力并将所供给的该电力供电至与上述受电模块连接的被供电设备时的上述被供电设备的受电电压的控制方法，该受电电压控制方法的特征在于，

以向上述供电模块供给的电力的驱动频率不会成为上述供电模块和上述受电模块的谐振频率的值进行供给，

将构成上述供电模块和上述受电模块的多个电路元件的各元件值作为参数，通过分别改变该参数来调整上述被供电设备的受电电压。

2.根据权利要求1所述的受电电压控制方法，其是利用谐振现象从至少具备供电线圈和供电谐振器的供电模块对至少具备受电谐振器和受电线圈的受电模块供给电力并将所供给的该电力供电至与上述受电线圈连接的被供电设备时的上述被供电设备的受电电压的控制方法，该受电电压控制方法的特征在于，

以向上述供电模块供给的电力的驱动频率不会成为上述供电模块和上述受电模块的谐振频率的值进行供给，

将构成上述供电线圈的包括线圈L1在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z1、将构成上述供电谐振器的包括线圈L2在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z2、将构成上述受电谐振器的包括线圈L3在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z3、将构成上述受电线圈的包括线圈L4在内的各电路元件所具有的合计阻抗设为Z4、将上述被供电设备的合计负载阻抗设为ZL、将上述供电线圈的线圈L1与上述供电谐振器的线圈L2之间的互感设为M12、将上述供电谐振器的线圈L2与上述受电谐振器的线圈L3之间的互感设为M23、将上述受电谐振器的线圈L3与上述受电线圈的线圈L4之间的互感设为M34、将向上述供电线圈输入的输入电流设为I1，将构成上述供电线圈、上述供电谐振器、上述受电谐振器以及上述受电线圈的多个电路元件的各元件值和上述互感作为参数，通过分别改变该参数来控制根据下述关系式导出的上述被供电设备的受电电压VL，上述关系式为：

$V_L=Z_L\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{34}}{Z_4+Z_L}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{23}}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{j\ωM}}_{12}}{Z_2+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{23}\right)}^2}{Z_3+\frac{{\left({\mathrm{\ωM}}_{34}\right)}^2}{Z_4+Z_L}}}\right)I_1$

$M_{12}=k_{12}\sqrt{L_1{L}_2},M_{23}=k_{23}\sqrt{L_2{L}_3},M_{34}=k_{34}\sqrt{L_3{L}_4},$

k_ij为L_i与L_j之间的耦合系数。

3.根据权利要求2所述的受电电压控制方法，其特征在于，

通过调整上述供电线圈与上述供电谐振器之间的耦合系数k12、上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的耦合系数k23以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的耦合系数k34的值中的至少一个值来调整上述被供电设备的受电电压。

4.根据权利要求3所述的受电电压控制方法，其特征在于，

通过分别改变上述供电线圈与上述供电谐振器之间的距离、上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的距离以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的距离中的至少一个距离来调整各上述耦合系数k12、k23、k34的值。

5.根据权利要求4所述的受电电压控制方法，其特征在于，

在将上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的距离以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的距离固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着缩短上述供电线圈与上述供电谐振器之间的距离，上述供电线圈与上述供电谐振器之间的上述耦合系数k12的值变大，随着上述耦合系数k12的值变大，该被供电设备的受电电压变小。

6.根据权利要求4所述的受电电压控制方法，其特征在于，

在将上述供电线圈与上述供电谐振器之间的距离以及上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的距离固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着缩短上述受电谐振器与上述受电线圈之间的距离，上述受电谐振器与上述受电线圈之间的上述耦合系数k34的值变大，随着上述耦合系数k34的值变大，该被供电设备的受电电压变大。

7.根据权利要求2所述的受电电压控制方法，其特征在于，

通过调整上述线圈L1、上述线圈L2、上述线圈L3以及上述线圈L4的电感的值中的至少一个值来调整上述被供电设备的受电电压。

8.根据权利要求7所述的受电电压控制方法，其特征在于，

在将上述线圈L2、上述线圈L3以及上述线圈L4的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L1的值变大，上述被供电设备的受电电压变小。

9.根据权利要求7所述的受电电压控制方法，其特征在于，

在将上述线圈L1、上述线圈L3以及上述线圈L4的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L2的值变大，上述被供电设备的受电电压变小。

10.根据权利要求7所述的受电电压控制方法，其特征在于，

在将上述线圈L1、上述线圈L2以及上述线圈L4的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L3的值变大，上述被供电设备的受电电压变大。

11.根据权利要求7所述的受电电压控制方法，其特征在于，

在将上述线圈L1、上述线圈L2以及上述线圈L3的电感的值固定了的情况下，基于如下特性来调整上述被供电设备的受电电压：随着上述线圈L4的值变大，上述被供电设备的受电电压变大。

12.根据权利要求1～11中的任一项所述的受电电压控制方法，其特征在于，

将构成上述供电模块和上述受电模块的上述多个电路元件的各元件值以及上述互感作为参数，通过分别改变该参数来将相对于向上述供电模块供给的电力的上述驱动频率的传输特性的值设定为在低于上述谐振频率的驱动频带以及高于上述谐振频率的驱动频带分别具有波峰，

向上述供电模块供给的电力的驱动频率处于与在低于上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值相对应的频带、或处于与在高于上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值相对应的频带。

13.一种无线电力传输装置，其特征在于，通过根据权利要求1～12中的任一项所述的受电电压控制方法来调整。

14.一种无线电力传输装置的制造方法，该无线电力传输装置以使磁场变化来从供电模块对受电模块供给的电力的驱动频率不会成为上述供电模块和上述受电模块的谐振频率的值进行供给，该无线电力传输装置的制造方法的特征在于，包括以下工序：

将构成上述供电模块和上述受电模块的多个电路元件的各元件值作为参数，通过分别改变该参数来调整向与上述受电模块连接的被供电设备供电时的该被供电设备的受电电压。