CN105308829A - 输电装置、非接触供电系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本输电装置进行用于通过利用了谐振电路的电磁场的谐振耦合以非接触的方式来输送电力的输电处理。本输电装置以与作为输送电力而输出的输电信号的频率变得相等的方式设定的所述谐振电路的谐振频率在电力的输送中偏离的情况下，检测谐振频率的偏离方向并基于该检测结果控制输电处理。由此，不仅能够判断在输电范围内有无异物存在，还能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物，从而能够使非接触电能传输系统的可靠性提高。

Description

输电装置、非接触供电系统以及控制方法

技术领域

本发明涉及以非接触的方式输送电力的输电装置、包括该输电装置的非接触供电系统以及非接触供电系统的输电的控制方法，涉及例如应用于利用了电磁场的谐振耦合(磁共振)的输电装置以及非接触供电系统的有效技术。

背景技术

使用了不经由电源线等而以非接触的方式来向电子设备供电的非接触电能传输的系统(以下称为“非接触供电系统”)的实用化在推进中。例如，已知有利用分离地配置的天线(线圈)间的电磁感应的电磁感应方式、利用电磁场的谐振耦合的磁共振方式的非接触供电系统。另外，作为与通过无线进行信息的传输的非接触通信技术有关的标准规格，已知有NFC(NearFieldCommunication：近距离无线通信)，遵照NFC规格的IC卡、小型便携终端装置也开始普及。

磁共振方式的非接触供电系统利用包括线圈和电容在内的谐振电路来实现。磁共振方式的非接触供电系统具有如下的特点：通过提高线圈的Q值，与以往的电磁感应方式相比能够增大输电用的线圈和受电(接收电力)用的线圈间的传输距离，并且能够应对输电用的线圈和受电用的线圈的位置偏离。

另外，磁共振方式的非接触供电系统具有比较难以受存在于输电侧和受电侧之间的异物的影响的特点。但是，由于根据该异物的种类不同而导致被吸收的输送电量变大，所以电力的传输效率下降，并且有可能因异物吸收的电力而导致发热并破损。

在下述专利文献1以及专利文献2中公开了用于在磁共振方式的非接触供电系统中检测异物或供电对象的异常的技术。

例如，在专利文献1中公开了如下的技术：通过在路上设置输电线圈并在车辆侧搭载受电用的线圈来对车辆以非接触的方式进行充电的、磁共振方式的非接触供电系统中，用于检测存在于输电侧和受电侧之间的异物。具体来说，根据专利文献1所述的结构，通过对搭载在车辆上的基于受电电力来充电的电池的端子电压进行检测，来推断阻抗值，在该推断值与实际测量的阻抗值的差超过阈值的情况下报知异物的存在，并且停止供电。

另外，在专利文献2中公开了如下的技术：通过在路上设置输电线圈并在车辆侧搭载受电用的线圈来对车辆以非接触的方式进行充电的、磁共振方式的非接触供电系统中，通过检测反射功率的增大来检测车辆的异常。具体来说，根据专利文献2的结构，通过根据在可疑人物搭乘充电中的车辆时的车高的变化而产生的阻抗不匹配，检测出反射功率增大，并将该检测结果作为车辆的异常进行通知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-244531号公报

专利文献2：日本特开2011-219007号公报

发明内容

针对以往的磁共振方式的非接触供电系统，本发明的发明人的研究结果为，明确了存在如下的课题。

本发明的发明人发现，在磁共振方式的非接触供电系统中，即使在输电侧和受电侧之间存在异物，但该异物是否是对非接触电能传输有影响的异物，因从输电侧作为输送电力而输出的输电信号的频率(以下称为“输电频率”)而不同。

例如，在使用了电磁烹调器所用的100kHz频段的输电频率的非接触电能传输中，在异物是金属的情况下，由于被吸收的输送电力很大，所以传输效率大幅度下降，金属的发热量也可能变大。与之相对，在异物是遵照NFC规格(频率13.65MHz)的IC卡等的情况下，由于被吸收的电力很小，所以传输效率不会大幅度下降，因IC卡的发热而导致破损的可能性很低。另一方面，在使用了近年在研究中推进的接近于NFC通信的频率的数MHz频段的输电频率的非接触电能传输中，在异物是遵照NFC规格的IC卡等的情况下，由于被吸收的输送电力很大所以传输效率大幅度下降，且有可能因IC卡等的发热而导致破损，但是在异物是金属的情况下，由于被吸收的电力很小所以传输效率不会大幅度下降，金属的发热量也小。

在专利文献1所述的技术中，虽然在阻抗的推断值与实际测量值的差超过阈值的情况下判断为异物，但并没有考虑该异物是否是对非接触电能传输有影响的异物，因此，很难说异物的检测精度很高。例如，在专利文献1所述的非接触供电系统中，可能即使在存在对非接触电能传输没有影响的异物的情况下也检测为异物，从而启动了使供电动作停止等的安全控制，很难说非接触电能传输系统的可靠性很高。此外，专利文献2所述的技术，只是检测反射功率增加的结束，没有特别考虑如何使异物的检测精度提高。

在以下说明用于解决这样的课题的方案，而其他课题和新的特征从本说明书的记载以及附图中得以明确。

对在本申请中公开的实施方式中具有代表性的方案概要简单地进行说明，如下所述。

即，本输电装置进行用于通过利用了谐振电路的电磁场的谐振耦合以非接触的方式来输送电力的输电处理，该输电装置以与作为输送电力而输出的输电信号的频率变得相等的方式设定的所述谐振电路的谐振频率在电力的输送中偏离的情况下，检测所述谐振频率的偏离方向并基于该检测结果控制所述输电处理。

发明效果

若简单说明根据在本申请中公开的实施方式中具有代表性的方案所得到的效果，则如下所述。

即，根据本输电装置，能够提高非接触电能传输系统的可靠性。

附图说明

图1是例示实施方式1的包括输电装置的非接触供电系统的图。

图2是例示谐振频率调整电路103的内部结构的图。

图3是用于说明基于谐振频率调整电路103进行的阻抗匹配的史密斯圆图。

图4是表示谐振频率和信号的反射电量的关系的图。

图5是例示谐振频率调整电路103的一个实施方式的图。

图6是例示谐振频率调整电路103的另一个实施方式的图。

图7是例示开关电路SW的内部结构的图。

图8是例示电量检测部106的一个实施方式的图。

图9是例示电量检测部106的另一个实施方式的图。

图10是表示从输电放大器102观察供电线圈107侧时的阻抗的史密斯圆图。

图11是表示在使谐振频率调整电路103的阻抗变化时的谐振频率的图。

图12是表示实施方式1的异物的判断基准的一例的图。

图13是表示在非接触供电系统1中到开始电力的输送为止的处理的流程的一例的流程图。

图14是表示在非接触供电系统1中在异物接近的情况下的处理的流程的一例的流程图。

图15是表示实施方式2的异物的判断基准的一例的图。

图16是表示实施方式3的异物的判断基准的一例的图。

图17是表示在实施方式4的非接触供电系统中到开始电力的输送为止的处理的流程的一例的流程图。

图18是例示实施方式5的包括输电装置的非接触供电系统的图。

图19是例示实施方式6的包括输电装置的非接触供电系统的图。

图20是表示在实施方式6的非接触供电系统9中到开始电力的输送为止的处理的流程的一例的流程图。

图21是表示在实施方式6的非接触供电系统9中在异物接近的情况下的处理的流程的一例的流程图。

具体实施方式

1.实施方式的概要

首先，针对在本申请中公开的具有代表性的实施方式说明概要。在针对具有代表性的实施方式的概要说明中，加上括号用来参照的附图中的附图标记，只是例示包含在被标注了该附图标记的结构要素的概念中的结构。

(1)(基于谐振频率的偏离方向来控制输电处理的输电装置)

具有代表性的实施方式的输电装置(1、4、7)进行用于通过利用了谐振电路(110)的电磁场的谐振耦合来以非接触的方式输送电的输电处理。在以与作为输送电力而输出的输电信号的频率(fTx)变得相等的方式而设定的所述谐振电路的谐振频率在所述电力的输送中偏离的情况下，所述输电装置检测所述谐振频率的偏离方向并基于该检测结果控制所述输电处理。

由此，能够通过谐振频率的偏离方向来判断是电容率低的金属类的异物还是电容率高的IC卡等非金属类的异物。即，根据本输电装置不只能够判断在输电范围内有无异物，还能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。通过将该输电装置应用于非接触电能传输系统，使得非接触电能传输系统的可靠性升高。

(2)(根据谐振频率的偏离的方向来控制输电的继续/停止)

在项1的输电装置中，基于所述检测结果来控制可否继续所述电力的输送。

由此，能够进行如下的控制：例如在是对非接触电能传输有影响的异物的情况下停止输电，在是没有影响的异物的情况下继续输电等，从而能够提高非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

(3)(根据谐振频率的偏离方向和偏离幅度来控制输电处理)

项2的输电装置，在所述谐振频率的偏离方向的基础上，还检测所述谐振频率的偏离幅度。

由此，能够更加高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。

(4)(基于输送电力和受电电力的差以及谐振频率的偏离信息来控制输电处理)

项1至3的任一项的输电装置在所述检测结果的基础上，还基于作为电力的输送对象的外部装置接收到的接收电量与所述输电的输送电量之间的差，来控制所述输电处理。

由此，能够更加高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。

(5)(在谐振频率高的情况下继续输电，在低的情况下停止输电)

在项2至4的任一个输电装置中，所述输电装置在所述谐振频率向变高的方向偏离的情况下继续所述电力的输送，在所述谐振频率向变低的方向偏离的情况下停止所述电力的输送。

在异物是金属的情况下谐振频率有向高的方向偏离的倾向，在异物是由非金属类的塑料等覆盖的IC卡等的情况下谐振频率有向低的方向偏离的倾向。根据本输电装置，由于在存在IC卡等的非金属类的异物的情况下停止输电，所以能够防止因例如遵照NFC规格的IC卡等的发热引起的破坏。另外，由于在存在输送电力吸收得多的IC卡等的非金属类的异物的状态下停止供电，而在存在输送电力吸收得少的金属类的异物的状态下不停止供电，所以在使用接近于NFC通信的频率的数MHz频段的输电频率的非接触电能传输系统中能够高效率地输电。

(6)(在为大金属的情况下停止输电)

在项3或4的输电装置中，在所述谐振频率向变高的方向偏离的情况下，若所述谐振频率的偏离幅度超过规定的阈值，则使所述电力的输送停止，若所述谐振频率的偏离幅度没有超过规定的阈值，则继续所述电力的输送，在所述谐振频率向变低的方向偏离的情况下停止所述电力的输送。

由此，与项5同样地，能够防止因IC卡等的发热而引起的破坏。另外，在异物为金属的情况下，有该金属的表面积越大则谐振频率的偏离幅度越大、表面积越小则谐振频率的偏离幅度越小的倾向。根据本输电装置，即使在存在金属类的异物的情况下，在为电力的吸收量比较大的表面积大的金属的情况下停止供电，在为电力的吸收量比较小的表面积小的金属的情况下继续供电，因此，在使用接近于NFC通信的频率的数MHz频段的输电频率的非接触电能传输系统中能够更加高效率地输电。

(7)(根据反射电量的变化方向来判断谐振频率的偏离方向)

项1至6的任一个输电装置具有：电源部(101、102)，其生成与所述输送电力相对应的交流信号；和一次侧谐振电路(110)，其包括作为输电用天线的共振线圈(108)以及谐振电容(109)，并接受基于由所述电源部所生成的交流信号的电力的供给。所述输电装置还具有：谐振频率调整部(103)，其设在所述电源部与所述一次侧谐振电路之间，用于调整所述一次侧谐振电路的谐振频率；电量检测部(106)，其用于检测从所述电源部向所述一次谐振电路侧供给的交流信号的反射电量的大小；和控制部(104)。所述控制部通过控制所述谐振频率调整部使所述一次侧谐振电路的谐振频率变化，并通过判断由所述电量检测部检测的所述反射电量的变化方向，来判别所述谐振频率的偏离方向。

由此，变得易于判别所述谐振频率的偏离方向。

(8)(谐振频率的偏离方向的判断方法；将谐振频率设定得高来进行判别)

在项7的输电装置中，所述控制部以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变高的方式控制所述谐振频率调整部，在由此使所述反射电量增加的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更高的方向偏离，在所述反射电量减少的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更低的方向偏离。

由此，能够简单且高精度地判断所述谐振频率的偏离方向。

(9)(谐振频率的偏离方向的判断方法；将谐振频率设定得低来进行判断)

在项7的输电装置中，所述控制部以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变低的方式控制所述谐振频率调整部，在由此使所述反射电量增加的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更低的方向偏离，在所述反射电量减少的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更高的方向偏离。

由此，能够简单且高精度地判断所述谐振频率的偏离方向。

(10)(谐振频率的偏离方向的判断方法；设定提高谐振频率和提低谐振频率双方来进行判断)

在项7的输电装置中，所述控制部基于在以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变低的方式调整了所述谐振频率调整部时的所述反射电量的变化方向、和在以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变高的方式调整了所述谐振频率调整部时的所述反射电量的变化方向，来判断所述谐振频率偏离的方向。

由此，能够更高精度地判断所述谐振频率的偏离方向。

(11)(根据电压驻波比VSWR来判断反射电量的变化)

在项7至10的任一个输电装置中，所述电量检测部生成与从所述电源部向所述一次谐振电路侧供给的交流信号的入射电量相对应的电压(Vi)和与该交流信号的反射电量相对应的电压(Vr)。所述控制部基于与由所述电量检测部生成的所述入射电量相对应的电压以及与所述反射电量相对应的电压来计算出电压驻波比(VSWR)，并基于该算出结果来判别所述反射电量的变化方向。

由此，能够简单且高精度地判断所述反射电量的变化方向。

(12)(一边使谐振频率变化一边探索反射电量变得最小的状态)

在项11的输电装置中，所述控制部通过控制所述谐振频率调整部，使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率向一个方向以单位调整量变化并逐次算出所述电压驻波比，并且进行逐次比较所述谐振频率的变化前后的算出值的运算处理。若变化后的算出值比变化前的算出值大，则控制部使所述谐振频率变化的方向反转，进行所述运算处理，若变化后的算出值比变化前的算出值小，则控制部停止所述运算处理。

由此，探索出反射电量变得最小的谐振频率，使设定变容易。

(13)(能够进行数据通信的输电装置)

在项1至12的任一个输电装置中，还具有：通信用天线(111)；和通信部(1050，其控制经由所述通信用天线的数据的接收/发送。

(14)(非接触供电系统)

具有代表性的实施方式的非接触供电系统(3、6、9)包括：项1至13的任一项的输电装置(1)；和受电装置(2、5、8)，其通过利用了谐振电路(130、141)的电磁场的谐振耦合以非接触的方式接收从所述输电装置供给的电力。

由此，能够提供可靠性高的非接触供电系统。

(15)(NFC方式的非接触电能传输系统)

在项14的非接触供电系统(6)中，所述输电装置和所述受电装置能够进行遵照NFC规格的数据通信。所述受电装置能够使用一个天线(142)来进行所述数据通信和电力的接收。

由此，能够提供可靠性高的NFC方式的非接触供电系统。

(16)(非接触电力供电系统的控制方法；基于谐振频率的偏离方向来控制输电处理)

具有代表性的实施方式的控制方法，是用于在包括输电装置(1、4、7)和受电装置(2、5、8)、通过利用了分别设在所述输电装置和所述受电装置上的输电侧以及受电侧的谐振电路的电磁场的谐振耦合来进行电力的输送以及接收的非接触供电系统(3、6、9)中，控制电力的输送的方法。所述控制方法包括：第一步骤(S102～S116)，所述输电装置以与作为输送电力而输出的输电信号的频率(fTx)相等的方式来设定所述输电侧的谐振电路的谐振频率；和第二步骤(S117)，所述输电装置在所述第一步骤中设定所述谐振频率后开始所述电力的输送；所述控制方法还包括第三步骤(S201～S213)，在所述第一步骤中设定的所述谐振频率在所述电力的输送中偏离的情况下，所述输电装置检测所述谐振频率的偏离方向，并基于该检测结果控制与电力的输送有关的处理。

由此，在非接触电力供电系统的输电范围中存在异物的情况下，能够根据谐振频率的偏离方向来判断该异物是电容率低的金属类还是电容率高的IC卡等的非金属类。即，根据本控制方法，不仅能够判断在输电范围内有无异物，还能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。由此，提高非接触电能传输系统的可靠性。

(17)(控制方法；基于谐振频率的偏离方向来控制输电的继续/停止)

在项16的非接触电能传输系统中，第三步骤包括第四步骤(S205～S211)，输电装置一边使输电侧的谐振电路的谐振频率变化一边计测供给至谐振电路的交流信号的反射电量，由此推断在反射电量变为最小时的谐振频率，根据该推断出的谐振频率来生成包括谐振频率的偏离方向在内的谐振频率的偏离信息。所述第三步骤还包括第五步骤(S212)，所述输电装置基于在所述第四步骤中生成的所述谐振频率的偏离信息，来判断有无对非接触电能传输有影响的异物。所述第三步骤还包括第六步骤(S201)，所述输电装置在所述第五步骤中判断为是对非接触电能传输有影响的异物的情况下停止电力的输送(S213)，在判断为不是对非接触电能传输有影响的异物的情况下继续电力的输送。

由此，变得易于判断所述谐振频率的偏离方向。另外，由于不只是异物的有无，还根据是否是对非接触电能传输有影响的异物控制输电的停止和继续，所以能够提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

(18)(控制方法；根据谐振频率的偏离方向和偏离幅度来控制输电处理)

在项17的控制方法的第四步骤中，所述输电装置生成在所述谐振频率的偏离的方向的基础上，还包括所述谐振频率的偏离幅度在内的所述偏离信息。

由此，能够提高是否是对非接触电能传输有影响的异物的检测精度。

(19)(控制方法；基于受电电力与输送电力的差和偏离信息来控制输电处理)

在项17或19的控制方法中，所述第三步骤包括所述受电装置将接收的接收电量的信息发送到所述输电装置的步骤(S201)。在所述第五步骤中，所述输电装置基于从所述受电装置发送的所述受电电力的信息，算出所述接收电量与从所述输电装置输送的输送电量的差值，并基于该差值和所述偏离信息来判断有无对非接触电能传输有影响的异物。

由此，能够进一步提高是否是对非接触电能传输有影响的异物的检测精度。

(20)(根据谐振频率的偏离方向来决定可否继续输电)

在项17至19的任一个控制方法的所述第五步骤中，所述输电装置在所述谐振频率向变高的方向偏离的情况下判断为是对非接触电能传输没有影响的异物，在所述谐振频率向变低的方向偏离的情况下判断为是对非接触电能传输有影响的异物。

由此，由于在存在输送电力吸收得多的IC卡等的非金属类的异物的状态下停止供电，在存在输送电力吸收得少的金属类的异物的状态下停止供电，所以在使用接近于NFC通信的频率的数MHz频段的输电频率的非接触电能传输系统中能够实现高效率的输电。另外，能够防止因例如按照NFC规格的IC卡等的发热而引起的破坏。

(21)(控制方法；在为大金属的情况下停止输电)

在项17的控制方法的所述第五步骤中，所述输电装置在所述谐振频率向变高的方向偏离的情况下，若所述谐振频率的偏离幅度超过规定的阈值的话则判断为是对非接触电能传输有影响的异物，若所述谐振频率的偏离幅度没有超过规定的阈值则判断为是对非接触电能传输没有影响的异物。另外，所述输电装置在所述谐振频率向变低的方向偏离的情况下判断为是对非接触电能传输有影响的异物。

由此，与项20同样地，能够防止因IC卡等的发热而引起的破坏。另外，即使在存在金属类的异物的情况下，由于在电力的吸收量比较大的表面积大的金属的情况下停止供电，并在电力的吸收量比较小的表面积小的金属的情况下继续供电，所以在非接触电能传输系统中能够更加高效率地输电。

(22)(控制方法；基于电压驻波比的计测值来判断谐振频率的偏离方向)

在项17至19的任一项的控制方法的所述第四步骤中，所述输电装置对向所述输电侧的所述谐振电路供给的交流信号的入射电量和该交流信号的反射电量进行计测，根据基于该计测结果算出的电压驻波比来计测所述反射电量。

由此，能够简单并且高精度地判断所述谐振频率的偏离的方向。

(23)(控制方法；使谐振频率变化来测定电压驻波比，并算出偏离方向)

在项22的控制方法中，所述第四步骤包括第七步骤(S205～S207)，所述输电装置使所述输电装置中的所述谐振电路的所述谐振频率仅按规定量变化，算出变化前后的所述电压驻波比，并且直到在变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实行对所述变化前后的所述电压驻波比进行比较的运算处理。所述第四步骤还包括第八步骤(S208～S210)，在所述第七步骤的运算处理中，变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大以后，所述输电装置将使所述谐振频率变化的方向反转来进行所述运算处理，并且直到在变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实行该运算处理。所述第四步骤还包括第九步骤(S211)，所述输电装置基于所述第七步骤以及所述第八步骤的运算处理的结果，推断在电压驻波比的值变得最小时的谐振频率，并根据该推断值来生成所述谐振频率的偏离信息。

由此，能够易于判断谐振频率的偏离的方向。另外，能够易于算出谐振频率的偏离幅度。

(24)(控制方法；以低电力输电，在将谐振频率最佳化以后以通常的电力输电)

在项23的控制方法中，所述第一步骤包括第十步骤(S105)，所述输电装置以第一电力输送电。所述第一步骤还包括第十一步骤(S110～S112)，所述输电装置使所述输电装置中的所述谐振电路的所述谐振频率仅变化规定量，算出变化前后的所述电压驻波比，并且直到在变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实行对所述变化前后的所述电压驻波比进行比较的运算处理。所述第一步骤还包括第十二步骤(S113～S115)，在所述第十一步骤的运算处理中，若变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大，则所述输电装置使所述谐振频率变化的方向反转来进行所述运算处理，并且直到在变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大为止反复实行该运算处理。所述第一步骤还包括第十三步骤(S116)，在所述第十二步骤的运算处理中，若变化后的所述电压驻波比的值变得比变化前的值大，则将在所述电压驻波比的值变得最小时的谐振频率设定给所述输电侧的谐振电路。在所述第二步骤中，所述输电装置以比所述第一电力大的电力开始输电。

由此，探索在反射电量变得最小时的谐振频率，并易于设定给输电侧的谐振电路。另外，通过在最初以低电力开始输电，之后增大电力开始输电，即使是在输电开始时已经存在异物的情况下也能够减小该异物带来的影响，因此，能够提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

(25)(控制方法；输电对象的认证)

在项24的控制方法中，所述第一步骤还包括如下步骤(S104)，在所述第十步骤之前，针对所述受电装置进行该受电装置是否是电力的输送对象的认证。在认证所述受电装置是发送对象的情况下实行所述第十步骤。

由此，能够进一步提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

(26)(控制方法；在接收受电装置的受电通知后开始发送)

在项24的控制方法中，所述第一步骤还包括如下步骤(S122)，在所述受电装置接收到通过所述第十步骤输送的电力的情况下，将接收到电力的通知发送到所述输电装置。所述第一步骤还包括如下步骤(S124)，在接收到表示所述受电装置接收了所述电力的通知的情况下，针对所述受电装置进行该受电装置是否是电力的输送对象的认证。在认证为所述受电装置是发送对象的情况下，实行所述第十一步骤。

由此，能够防止在输电装置和受电装置之间能够进行无线通信(数据通信)，但不能进行充分的电力的输送/接收的状况下开始输电，从而能够进一步提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

(27)(输电装置；能够调整阻抗的谐振频率调整部的结构)

在项7至13的任一项的输电装置中，所述谐振频率调整部包括电感(202)，其设在所述电源部和所述一次谐振电路之间；第一电容(201)，其连接所述电感的一端和接地节点之间；和第二电容(203)，其连接所述电感的另一端和所述接地节点之间，所述谐振频率调整部能够调整所述第一电容和所述第二电容的容量值。

由此，易于调整所述谐振频率调整部的阻抗。

(28)(输电装置；由变容二极管构成的电容元件)

在项27的输电装置中，所述第一电容和所述第二电容包含可变电容二极管(503、504)而构成。基于从所述控制部供给的电压能够控制所述可变电容二极管。

由此，易于使所述第一电容和所述第二电容的容量值变化。

(29)(输电装置；包括电容和开关晶体管而构成的电容元件)

在项27的输电装置中，所述第一电容和所述第二电容包括多个(n、m)将电容元件(603)和开关电路(SW)串联连接的电容电路(601)而构成。

由此，易于使所述第一电容和所述第二电容的容量值变化。

(30)(输电装置；防止电流泄漏的结构的开关电路)

在项29的输电装置中，所述开关电路包括串联连接的两个场效应二极管(604、605)。所述两个场效应二极管共同连接彼此的源电极以及背栅电极。

由此，能够防止通过在电解效果晶体管的背栅电极和漏电极之间的寄生二极管而电流泄漏。

(31)(非接触供电系统；将受电侧的Q值设为比输电侧小)

在项14或15的非接触供电系统中，所述受电装置的谐振电路(130)的Q值被设为比所述输电装置的谐振电路(110)小。

由此，由于所述受电装置的谐振频率的偏离幅度变得比输电装置的谐振频率的偏离幅度更小，所以比输电装置更易于调整谐振频率。

(32)(基于谐振频率的偏离来判断异物的种类的输电装置)

在与项1至13不同的另一个实施方式的输电装置(1)中，通过利用了谐振电路(110)的电磁场的谐振耦合以非接触的方式进行电力的输送。该输电装置在与用于输送所述电力的输电信号的频率(fTx)相对应地设定的所述谐振电路的谐振频率在所述电力的输送中偏离的情况下，检测所述谐振频率偏离的方向，基于该检测结果判断在输电范围内存在的异物的种类。

由此，由于不仅能够判断在输电范围内有无存在异物，还能够判断该异物的种类，从而能够提高异物的检测精度，有助于非接触供电系统的可靠性的提高。

2.实施方式的详细

针对实施方式进一步详细叙述。此外，在用于说明实施发明的方式的所有图中，对于具有相同功能的要素标注相同的附图标记并省略其重复的说明。

《实施方式1》

<非接触供电系统的概要>

图1中例示实施方式1的包括输电装置的非接触供电系统。该图所示的非接触供电系统3包括输电装置1和受电装置2。在非接触输电系统3中，能够进行从输电装置1向受电装置2的基于非接触(无线)的供电。虽没有特别限制，但非接触供电系统3能够通过利用了电磁场的谐振耦合的磁共振方式进行非接触电能传输。在非接触电能传输中，作为输送电力而输出的输电信号的频率(输电频率)例如设为数MHz频段的频率。另外，在非接触供电系统3中，通过近距离无线通信能够在输电装置1和受电装置2之间彼此进行数据的发送和接收。该近距离无线通信例如是使用数GHz频段的频率的无线通信。

<输电装置1的结构>

输电装置1例如包括振荡器101、输电放大器102、谐振频率调整电路(RSNF_CNT)103、电源电路(REG_CIR)112、控制电路(CNT_CIR)104、通信部(CMM_CIR)105、电量检测部(PWR_SEN)106、供电线圈107、共振线圈108、谐振电容109、通信用天线111而构成。

振荡器101生成具有与从输电装置1发送来的用于输送电力的输电信号对应的频率的交流信号。虽没有特别限制，但从振荡器101输出的交流信号的频率为固定的，被设为与所述输电信号的频率(输电频率)fTx相同。输电放大器102对从振荡器101输出的交流信号进行增幅，生成与应输送的电力的大小相对应的驱动信号。输电放大器102是其增幅率可变的可变增幅器。输电放大器102例如将由电源电路112生成的电压作为电源来进行动作，通过调整供给到输电放大器102的偏置电压或偏置电流，来改变其增幅率。电源电路112例如基于从电源适配器或通用串行总线(USB)等供给的输入电压VIN，生成作为输电装置1的各功能部的动作电源的多个电压。例如，如上述那样生成作为输电放大器102的动作电源的电压或作为控制电路104的动作电源的电压。

从输电放大器102输出的驱动信号经由谐振频率调整电路103供给至供电线圈107。供电线圈107和共振线圈108磁耦合，供给至供电线圈107的驱动信号的交流电通过电磁感应而供给至共振线圈108。共振线圈108和谐振电容109构成一次侧的谐振电路110。谐振电路110是例如将共振线圈108和谐振电容109并联连接的并联谐振电路。基于谐振电路110的谐振而发生磁场，由此从输电装置1输送电力。

为了使共振线圈108和谐振电容109产生强烈的磁场，需要将共振线圈108的Q值设高。这里，对于线圈的Q值进行说明。线圈的Q值被称为尖锐度、选择度等，若将线圈的电感值设为L、线圈的绕线电阻成分设为r、输电频率fTx的角速度设为ω，则Q值通过以下的式子求出。

[数学式1]

$Q=\frac{\mathrm{\&omega;}L}{r}$ ...(式1)

从式(1)所理解的那样，为了提高Q值，只要将线圈的电阻成分缩小，使用低损耗的线圈即可。因此，优选作为用于线圈的线材使用电阻成分小的铜线材，并且尽量增粗线径，由此来谋求低损耗化。

谐振频率调整电路103设在输电放大器102和谐振电路110之间。具体来说，谐振频率调整电路103连接在供电线圈107和输电放大器102之间，进行谐振电路110和与其连接的内部电路之间的阻抗匹配，并且调整谐振电路110的谐振频率。后面，对谐振频率调整电路103的具体的内部结构进行说明，谐振频率调整电路103能够调整该阻抗，并通过调整阻抗来调整谐振电路110的谐振频率。例如在受电装置2接收从输电装置1输送的电力，并对电池BAT进行充电这样的通常的供电动作时，以使谐振电路110和内部电路之间的阻抗匹配，并且使谐振电路110的谐振频率变得与输电频率相等的方式进行调整。由此，通过磁耦合从供电线圈107向谐振电路110高效率地供电，并且从共振线圈108高效率地产生磁场而与受电装置2的谐振电路130强烈地耦合。

电量检测部106生成与从输电放大器102向谐振电路110侧供给的驱动信号的入射电量相对应的电压Vi、和与驱动信号的反射电量相对应的电压Vr。通信部105经由通信用天线111与受电装置2进行无线通信。例如利用该无线通信进行用于认证受电装置2是否是输电装置1的输电对象的认证数据的交接，或通知受电装置2是否接收了从输电装置1输送的电力的接收通知的交接等。除此以外，通过基于通信部105的无线通信来实现非接触电能传输的控制所需的与受信装置2的数据的交接。

控制电路104包括按照保存在存储器中的程序来实行数据处理的程序处理装置而构成。控制电路104例如是微控制器，包括半导体集成电路来实现，该半导体集成电路例如根据公知的CMOS集成电路的制造技术形成于一个单晶硅那样的半导体基板上。控制电路104进行输电装置1的统筹控制。例如控制经由通信用天线111的无线通信和经由共振线圈108的非接触电能传输的实行和停止，并且进行无线通信中的各种数据处理以及与非接触电能传输数据有关的各种数据处理。例如，控制电路104在进行无线通信时进行无线通信的信号的调制处理以及解调处理。另外，控制电路104在进行非接触电能传输时，通过控制输电放大器102的增幅率来调整应输送的电量，并且通过控制谐振频率调整电路103来调整谐振电路110的谐振频率。而且，控制电路104在非接触电能传输时获取由电量检测部106生成的电压Vi以及Vr，算出电压驻波比VSWR，并基于该算出结果进行各种控制。此外，在后面，针对控制电路104基于电压驻波比VSWR的控制的详细进行说明。

<受电装置2的结构>

受电装置2例如是便携终端等的小型便携设备，能够进行基于无线通信的数据的发送/接收和基于非接触供电的电池BAT的充电等。受电装置2例如包括受电线圈121、谐振电容132、整流电路(RCR_CIR)133、电源电路(REG_CIR)134、充电控制电路(CHGCNT)135、控制电路(CNT_CIR)136、通信部(CMM_CIR)137、通信用天线138、内部电路(EC)139、电池BAT而构成。

受电线圈131和谐振电容132构成二次侧的谐振电路130，通过由输电装置1的一次侧的谐振电路110产生的磁场的共振作用而生成电动势(交流信号)。通过以使谐振电路130的谐振频率变得与输电频率fTx相等的方式进行调整，能够高效率地接收来自输电装置1的磁场。

整流电路133将通过谐振电路130接收的交流信号转换为直流。电源电路134将通过整流电路133转换为直流的电压转换为所期望的大小的规定电压。电源电路134是DC/DC变换器，例如包括降压型的开关式稳压器或串联稳压器(LDO：Lowdropout(低压差线性稳压器))等而构成。

通过电源电路134生成的电压作为受电装置2的各功能部的电源电压来供给。例如在图1中，作为与电源电路134的输出端子连接的负荷电路140，例示有内部电路139、充电控制电路135以及电池BAT。

内部电路139是用于实现作为受电装置2的特有的功能(例如若受电装置2是便携终端，则为作为便携终端被期待的功能)的电子电路。电池BAT是能够基于由电源电路134生成的直流电压进行充电的二次电池。虽没有特别限制，但电池BAT例如为一节电池(4.0～4.2V)，例如是锂离子电池。充电控制电路135控制由电源电路134生成的直流电压对电池BAT的充电。例如，充电控制电路135通过监视电池BAT的充电电流或电池BAT的端子电压，来检知电池BAT的状态(充满电容量、剩余量以及充电状态等)，并控制充电的实行或停止。虽没有特别限制，但充电控制电路135例如是微控制器，其由根据公知的CMOS集成电路的制造技术而形成于一个单晶硅那样的半导体基板的半导体集成电路构成。

通信部137经由通信用天线138与输电装置1进行无线通信。具体来说，在受电装置2的通信部137和输电装置1的通信部105之间能够进行基于经由通信用天线111、138的无线通信的数据的发送/接收。

控制电路136进行受电装置2的统筹控制。例如除了经由通信用天线138的无线通信的实行和停止的控制和无线通信中的各种数据处理(例如接收的信号的调制处理或解调处理)以外，还控制电源电路134的动作控制(启用控制)和基于充电控制电路135的电池BAT的充电控制的实行和停止。

所述谐振电路130由于与具有20Ω～30Ω左右的输入阻抗的后级的整流电路133串联连接，所以使Q值变得比输电装置1的谐振电路110小。由此，即使在由于异物等的侵入使受电装置2的谐振电路130的谐振频率偏离的情况下，由于该偏离幅度变得比输电装置的谐振频率的偏离幅度小，所以与输电装置1相比谐振频率的调整变容易。另外，如图1所示，通过将谐振电路130设为将受电线圈131和谐振电容132串联连接的串联谐振电路，能够易于谋求与后级的电路的阻抗匹配，从而在谐振电路130的后级上另外设置匹配电路的必要性变低。假设设有匹配电路，也能够以简单的电路结构实现该匹配电路。由此，有助于受电装置2的小型化。

<谐振频率调整电路103的结构>

针对输电装置1中的谐振频率调整电路103详细地进行说明。

如上所述，谐振电路110的谐振频率的调整是通过使谐振频率调整电路103的阻抗变化来实现的。作为谐振频率调整电路103例如能够使用天线耦合器。

在图2中例示了谐振频率调整电路103的内部结构。如该图所示，谐振频率调整电路103包括：电感202，其串联连接在输送电力表102的输出节点与供电线圈107之间；可变电容201，其连接在电感202的输电放大器102侧的端子与接地节点之间；和可变电容203，其连接在电感202的供电线圈107侧的端子与接地节点之间。可变电容201和可变电容203的容量值能够调整。由此，能够易于使谐振频率调整部103的阻抗变化，从而变得易于调整谐振频率。例如，在该图所示的谐振频率调整电路103的情况下，若使可变电容201、202的容量值变大则谐振频率向变低的方向偏离，若使其容量值变小则谐振频率向变高的方向偏离。

图3是用于说明基于谐振频率调整电路103进行的阻抗匹配的史密斯圆图。在该图中示出通过调整谐振频率调整电路103的阻抗，使供电线圈107的阻抗的特性发生变化的情况。

如图3所示，考虑有如下的情况：在没有设置谐振频率调整电路103的情况下的从输电放大器102观察到的谐振电路110(供电线圈107)侧的阻抗10具有电容性高的特性。在该情况下，通过将谐振频率调整电路103设在上述位置，使得阻抗以下述方式移动。首先，通过可变电容203使阻抗向附图标记A所示的方向移动。接着，通过电感202使阻抗向附图标记B所示的方向移动。然后，通过可变电容201使阻抗向附图标记C所示的方向移动。

在这里，向附图标记A所示的方向的阻抗的变化量由可变容器203的容量值来决定，向附图标记B所示的方向的阻抗的变化量由可变电容201的容量值来决定。因此，通过以使从输电放大器102观察到的谐振电路110侧的阻抗到达附图标记11的位置(史密斯圆图上的中央：50Ω)的方式来调整可变电容201、203的位置，能够实现阻抗的匹配。

图4是表示谐振频率和信号的反射电量之间的关系的图。在该图中，横轴表示频率，纵轴表示信号的反射电量(回波损耗)。附图标记301表示阻抗在图3的附图标记10的位置的情况下的反射特性，附图标记300表示阻抗在图3的附图标记11的位置的情况下的反射特性。另外，该图中的fTx表示输电频率。在各个特性300、301中反射电量最小时的频率是谐振电路110的谐振频率。

如上所述，在没有设置谐振频率调整电路103的情况下，从输电放大器102观察到的谐振电路110侧的阻抗位于图3的附图标记10的位置，处于阻抗不匹配的状态。在该情况下，谐振电路110的谐振频率如特性301所示与输电频率fTx相比向低频域偏移。因此，若从输电放大器102输出输电频率fTx的交流信号，则其反射电量变大，不能进行高效率的输电。与之相对，在通过谐振频率调整电路103使阻抗移动到图3的附图标记11的位置而使其匹配的情况下，如特性300所示，谐振频率与输电频率fTx一致并且反射电量变得最小。

如上所述，通过调整谐振频率调整电路103的阻抗能够谋求阻抗匹配，并且能够使谐振电路110的谐振频率与输电频率fTx一致，能够实现反射电量少的高效率的输电。

接下来，作为用于实现谐振频率调整电路103的具体的电路结构，在图5以及图6中代表性地示出两个例子。

图5是例示谐振频率调整电路103的一个实施方式的图。如该图所示，可变电容201、203包括可变电容二极管(例如变容二极管)而构成。具体来说，可变电容201包括：电容501，其一端与输电放大器102的输出节点连接；可变电容二极管503，其连接在电容501的另一端与接地节点之间；和电阻505，其与电容501和可变电容二极管503的连接节点连接。同样地，可变电容203包括：电容502，其一端与供电线圈107连接；可变电容二极管504，其连接在电容502的另一端与接地节点之间；和电阻506，其与电容502和可变电容二极管504的连接节点连接。可变电容二极管503、504的容量值根据经由电阻505、506向可变电容二极管503、504的负极侧施加的偏置电压的大小而变化。具体来说，控制电路104通过对可变电容二极管503、504的偏置电压进行控制，使可变电容201、203的容量值变化，从而调整谐振电路110的谐振频率。

根据以上的结构，易于使可变电容201、203的容量值变化。

图6是例示谐振频率调整电路103的另一实施方式的图。如该图所示，可变电容201、203包括多个将电容元件和开关电路串联连接的电路而构成。具体来说，可变电容201包括多个电容电路601，各个电容电路601并联连接，电容电路601包括：电容603，其一端与输电放大器102的输出节点连接；和开关电路SW，其连接在电容603的另一端与接地节点之间。可变电容203也与可变电容201同样地，由多个电容电路601并联连接而构成。各个开关电路SW能够由控制部104控制其接通/关断。由此，易于使可变电容201、203的容量值变化。此外，在该图中例示了作为可变电容201而设有n(n是2以上的整数)个电容电路601_1～601_n、作为可变电容203而设有m(m是2以上的整数)个电容电路602_1～602_m的情况。通过增加n以及m的数量能够扩大谐振频率的调整范围，另外，能够以更加精细的调整间隔调整谐振频率。

在图7中例示开关电路SW的内部结构。如该图所示，开关电路SW构成为将晶体管604和晶体管605串联连接。晶体管604、605例如是场效应晶体管。晶体管604、605共同连接彼此的源电极以及背栅电极。具体来说，晶体管604的漏电极与电容603的另一端连接，晶体管604的源电极以及背栅电极与晶体管605的源电极以及背栅电极连接。晶体管605的漏电极与接地节点连接。晶体管604的栅电极与电阻606连接，晶体管605的栅电极与电阻607连接。通过从控制电路104向晶体管604、605的栅电极供给共同的控制信号来控制晶体管604、605的导通/截止。例如若向晶体管604、605的栅电极施加高(High)电平的控制信号，则场效应晶体管604、605成为导通状态，电容603接地，由此谐振频率向变低的方向变化。另一方面，例如若向晶体管604、605的栅电极施加低(Low)电平的控制信号，则场效应晶体管604、605成为截止状态，电容603的一端成为开放(悬空)状态，谐振频率向变高的方向变化。

由此，能够通过简单的电路结构来实现开关电路SW。另外，通过共同连接晶体管604、605的源电极以及背栅电极，即使在与电容603连接的节点的电压变得比接地电压还低的情况下，在晶体管604、605截止期间内，也能够防止经由位于晶体管604、605的背栅电极与漏电极之间的寄生二极管而电流泄漏。

<电量检测部106的结构>

如上所述，电量检测部106生成与从输电放大器102向谐振电路110侧(谐振电路频率调整电路103)供给的驱动信号的入射电量相对应的电压Vi、和与所述驱动信号的反射电量相对应的电压Vr。作为电量检测部106例如能够使用CM型定向耦合器。

图8是例示电量检测部106的一个实施方式的图。如该图所示，电量检测部106包括环形磁芯701、一次侧绕线702、二次侧绕线703、电容704、705、707、709、检波二极管706、707、反射功率基准电阻710、入射功率基准电阻711、电阻712、713、反射电压输出端子714以及入射电压输出端子715而构成。在该图中，一次侧绕线702插入在输电放大器102与谐振频率调整电路103之间，二次侧绕线703的两端经由反射功率基准电阻710、入射功率基准电阻711与接地节点连接(接地)。电容705和电容707串联连接在谐振频率调整电路103和一次侧绕线702之间的连接节点ND2与接地节点之间。另外，电容704和电容706串联连接在输电放大器102和一次侧绕线702之间的连接节点ND1与接地节点之间。检波二极管706，其正极与二次侧绕线703和入射功率基准电阻711之间的连接节点连接，其负极与二次侧绕线703和反射功率基准电阻710之间的连接节点连接。检波二极管706的负极经由电阻712与反射电压输出端子714连接。检波二极管707的负极经由电阻713与入射电压输出端子715连接。

根据以上的结构，与从输电放大器102向供电线圈107侧入射的驱动信号的入射电量相对应的电压Vi被检波二极管709检波，并从入射电压输出端子715输出。另一方面，与从供电线圈107侧向输电放大器102侧反射的反射信号的反射电量相对应的电压Vr被检波二极管708检波，并从反射电压输出端子714输出。根据上述结构，能够易于生成与入射电量以及反射电量相对应的电压。

图9是例示电量检测部106的另一个实施方式的图。如该图所示，电量检测部106包括环形磁芯731、环形磁芯732、一次侧绕线735、736、二次侧绕线737、738、检波电路(DTCR)733、734、反射功率基准电阻710以及入射功率基准电阻711而构成。

环形磁芯731的一次侧绕线(绕数多的侧)735的一端与输电放大器102的输出节点连接，另一端与接地节点连接(接地)。环形磁芯731的二次侧绕线737的两端分别经由反射功率基准电阻710以及入射功率基准电阻711而与接地节点连接(接地)。环形磁芯732的一次侧绕线(绕数少的侧)736的一端与输电放大器102的输出节点连接，另一端与谐振频率调整电路103连接。环形磁芯732的二次侧绕线738的一端与接地节点连接，另一端与入射功率基准电阻711和二次绕线737之间的连接节点连接。检波电路733的入射端子与反射功率基准电阻710和二次绕线737之间的连接节点连接。检波电路734的入射端子与入射功率基准电阻711和二次绕线737、738之间的连接节点连接。

根据以上的结构，经由环形磁芯732在入射功率基准电阻711的两端生成与从输电放大器102向供电线圈107侧入射的驱动信号的入射电量相对应的电压。检波电路734对在入射功率基准电阻711的两端生成的电压进行检波，将与该检波结果相对应的直流电压作为与入射电量相对应的电压Vi输出。另一方面，经由环形磁芯731在反射功率基准电阻710的两端生成与从供电线圈107侧向输电放大器102侧反射的反射信号的反射电量相对应的电压。检波电路733对在反射功率基准电阻710的两端生成的电压进行检波，将与该检波结果相对应的直流电压作为与反射电量相对应的电压Vr输出。根据上述的结构，能够易于生成与入射电量以及反射电量相对应的电压。

此外，在图8以及图9中，成为入射和反射的基准的阻抗能够根据反射功率基准电阻710、入射功率基准电阻711来设定。作为反射功率基准电阻710、入射功率基准电阻711例如能够使用50Ω的电阻，但并不限定于此。

<在非接触供电系统中的输电范围内存在的异物的判断>

若在输电装置1的输电范围内存在异物，则从输电装置1向受电装置2输送的电力的一部分被异物吸收，在非接触供电系统3中的电力的传输效率下降，并且有可能因该异物发热而导致破损。如上所述，以往，在输电范围内存在异物的情况下，由于无论该异物是否是对非接触电能传输有影响的异物都进行停止电力的输送等的安全控制，所以无法说非接触电能传输系统的可靠性高。

如上所述，是否是对非接触电能传输有影响的异物根据异物的材质和输电频率fTx而不同。例如，如本实施方式那样，在使用接近于NFC通信的频率(13.65MHz)的数MHz频段的输电频率fTx的非接触供电系统3中，有如下的倾向：若异物是遵照NFC规格的IC卡等则被异物吸收的输送电力变大，若异物是金属则被异物吸收的输送电力变小。

另外，根据本申请发明人研究的结果，在非接触供电系统中在输电中有异物侵入到输电范围内的情况下，有若异物是金属则谐振频率向高的方向偏离的倾向，并有若异物是由非金属类的塑料等覆盖的IC卡等则谐振频率向低的方向偏离的倾向。

因此，在本非接触供电系统3中，在谐振电路110的谐振频率在输电中产生偏离的情况下，输电装置1检测谐振频率的偏离方向并基于该检测结果控制输电处理。由此，不仅能够判断在输电范围内有无异物，还能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物，从而提高非接触供电系统的可靠性。具体来说，输电装置1基于所述检测结果来决定输电可否继续。以下，对于该内容详细地进行说明。

输电装置1一边使谐振频率调整电路103的阻抗(谐振电路110的谐振频率)变化一边检测输电的信号的反射电量，基于该检测结果来判断反射电量的变化方向(增减)，由此，判断谐振频率的偏离方向。使用图10、11，对基于反射电量的变化方向的谐振频率的偏离方向的判别进行说明。

图10是表示从输电放大器102观察供电线圈107侧时的阻抗的史密斯圆图。在该图中示出了通过对谐振频率调整电路103的阻抗进行调整而使供电线圈107的阻抗移动的情况。

在该图中，附图标记12表示在将谐振电路110的谐振频率设定为与输电频率fTx一致时的从输电放大器102观察到的供电线圈107侧的阻抗。

在金属作为异物侵入到输电范围内的情况下，谐振频率向高的方向偏离，从输电放大器102观察到的供电线圈107侧的阻抗例如成为附图标记13的位置。在该情况下，若增大谐振频率调整电路103的可变电容201、203的容量值，降低谐振频率，则阻抗向Y方向移动，能够接近附图标记12的位置。另一方面，在IC卡等的非金属作为异物侵入到输电范围内的情况下，谐振频率向低的方向偏离，从输电放大器102观察到的供电线圈107侧的阻抗例如成为附图标记14的位置。在该情况下，若缩小谐振频率调整电路103的可变电容201、203的容量值，降低谐振频率，则阻抗向X方向移动，能够接近附图标记12的位置。

图11是表示在使谐振频率调整电路103的阻抗变化时的谐振频率的图。在该图中，横轴表示频率，纵轴表示信号的反射电量(回波损耗)。附图标记400表示在谐振电路110的谐振频率与输电频率fTx一致时的反射特性，附图标记401表示在谐振频率与输电频率fTx相比向低频域偏离时的反射特性，附图标记402表示谐振频率与输电频率fTx相比向高频域偏离时的反射特性。

如附图标记402那样，在谐振频率与输电频率fTx相比向高频域偏离时，若增大可变电容201、203的容量值，则谐振频率向变低的方向移动。相反，如附图标记403那样，在谐振频率与输电频率fTx相比向低频域偏离时，若缩小可变电容201、203的容量值，则谐振频率向变高的方向移动。因此，一边变动谐振频率调整部103的可变电容201、203的容量值(谐振频率)一边计测反射电量，来判断相对于可变电容201、203的容量值的变化方向，反射电量是否增加(减少)，由此，能够推断谐振频率向哪个方向偏离。而且，根据可变电容201、203的容量值的变化量也能够推断出谐振频率偏离了多大程度。

具体来说，输电装置1例如根据以下示出的三个方法来判断谐振频率的偏离方向。

一种方法是，若检测到在输电中谐振频率发生偏离，则控制部104以使谐振电路110的谐振频率变高的方式对谐振频率调整部103的阻抗进行调整，由此，判断反射电量增加还是减少。例如，在反射电量通过该调整而增加的情况下，判断为谐振频率向变得比输电频率fTx高的方向偏离。相反，在反射电量减少的情况下，判断为谐振频率向变得比输电频率fTx低的方向偏离。由此，能够简单并且高精度地判断出谐振频率的偏离方向。

另一种方法是，若在输电中检测到谐振频率偏离，则控制部104以谐振电路110的谐振频率变低的方式来调整谐振频率调整部103的阻抗，由此，判断反射电量增加还是减少。例如，在反射电量增加的情况下，判断为谐振频率向变得比输电频率fTx低的方向偏离。相反，在反射电量减少的情况下，判断为谐振频率向变得比输电频率fTx高的方向偏离。由此，能够简单并且高精度地判断谐振频率的偏离方向。

还有一种方法是组合上述两种方法的方法。即，若在输电中检测到谐振频率偏离，则控制部104基于在以使谐振电路110的谐振频率变低的方式调整谐振频率调整部103的阻抗时的反射电量的变化方向、和在以使谐振电路110的谐振频率变高的方式调整谐振频率调整部103的阻抗时的反射电量的变化方向，来判断谐振频率的偏离方向。由此，能够更高精度地判断谐振频率的偏离方向。

虽没有特别限制，但反射电量的变化方向以及变化量能够通过电压驻波比VSWR的变化方向以及变化量来推断。例如，根据(式2)来算出电压驻波比VSWR。

[数学式2]

$VSWR=\frac{\left(Vi+Vr\right)}{\left(Vi-Vr\right)}$ ...(式2)

控制部104基于由电量检测部106生成的电压Vi以及Vr来算出电压驻波比，推断出反射电量。例如，通过使可变电容201、203的容量值变化，在电压驻波比VSWR增加的情况下判断为反射电量增加，在电压驻波比VSWR减少的情况下判断为反射电量减少。由此，能够简单且高精度地判断反射电量的变化方向。

控制部104根据上述判断方法来判断谐振频率的偏离方向，之后根据该判断结果判断该异物是否是对非接触电能传输有影响的异物，来控制输电的继续和停止。

图12是表示实施方式1的异物的判断基准的一例的图。

如该图所示，控制部104在谐振频率向高的方向偏离的情况下判断为异物120是对非接触电能传输没有影响的异物(金属)(判断为OK)，继续输电。另一方面，在谐振频率向低的方向偏离的情况下判断为异物120是对非接触电能传输有影响的异物(IC卡等)(判断为NG)，停止输电。

根据上述控制，由于在作为异物例如存在遵照NFC规格的IC卡的情况下停止输电，所以能够防止因IC卡发热而引起的破坏。另一方面，由于在作为异物存在输送电力吸收少的金属的情况下不停止输电，所以与只根据判断异物的有无而停止输电那样的控制相比能够进行效率高的输电。

<非接触供电系统3中的输电控制的处理流程>

使用图13、14，针对非接触供电系统3中的输电控制的处理的流程详细地进行说明。

图13是表示在非接触供电系统1中到开始电力的输送为止的处理的流程的一例的流程图。在该图所示的流程图中例示了例如在检测到在输电装置1的输电范围内存在受电装置2开始到输送电力为止的处理的流程。

例如当投入输电装置1的电源使输电装置1成为能够动作的状态时，开始输电控制的处理(S101)。首先，输电装置1为了与受电装置进行无线通信而从天线111发送数据(S102)。在输电装置1中的通信部105基于有无针对所发送的数据的响应来判断在通信领域内是否存在能够通信的受电装置(S103)。在不存在能够通信的受电装置的情况下，重复进行数据的发送(S102)。在存在能够通信的受电装置的情况下，输电装置1与该受电装置之间进行无线通信，并进行该受电装置是否是电力的输送对象的认证(S104)。在认证的结果为判断为该受电装置不是输电装置1的输电对象的情况下，返回至步骤S102，输电装置1再次开始数据的发送。在认证的结果为判断为该受电装置是输电装置1的输电对象的情况下，输电装置1以比通常低的电力开始输电(S105)。具体来说，控制部104以成为比在通常的输电时的电量低的电量的方式使输电放大器102的增幅率变化。由此，即使在最初将异物放到输电装置1的输电范围内的情况下也能够减小该异物带来的影响。

输电装置1在进行比在通常的输电时低的电量的输电的期间内，计测与入射电量相对应的电压Vi以及与反射电量相对应的电压Vr，并通过控制部104算出电压驻波比VSWR(S106)。控制部104判断算出的VSWR的值是否在预先设定的阈值TA以上(S107)。在算出的VSWR的值在预先设定的阈值TA以上的情况下，受电装置2没有位于输电天线的附近，送受电间线圈的耦合不足，从而能够判断为电力反射变大。在该情况下，控制部104通知表示受电装置2没有放置在正常的位置上的报错信息(S108)。报错信息的通知只要是向外部通知报错的方法则对该方法没有特别限定。例如能够考虑到如下方法：使报错信息显示在设在输电装置1内的显示器等的显示部(未图示)，或发出警告音，或通过与受电装置2进行通信来向受电装置2发送报错信息。在报错信息的通知后输电装置1停止输电并结束输电处理(S109)。

在步骤107中，在算出的VSWR值不在预先设定的阈值TA以上的情况下，控制部104使谐振电路110的谐振频率向一个方向仅变化规定量(S110)。例如，控制部104通过使谐振频率调整部103中的可变电容201、203的容量值仅增大规定量来降低谐振频率。然后，控制部104基于由电量检测部106检测出的电压Vi以及电源Vr算出电压驻波比VSWR(S111)。控制部104比较谐振频率的变化前的VSWR的值与变化后的VSWR的值来判断VSWR的值是否增加(S112)。在判断的结果为VSWR的值减少的情况下，可知谐振频率向高的方向偏离，因此，直到VSWR的值转向增加为止，进一步重复执行将谐振频率仅降低规定量并算出VSWR，并比较变化前后的VSWR的值的处理(S110～S112)。

在步骤S112的判断的结果为VSWR的值增加的情况下，控制部104将谐振频率变化的方向反转并进行与所述步骤S110～S112相同的处理。例如，控制部104通过使谐振频率调整部103中的可变电容201、203的容量值仅减少规定量来提高谐振频率(S113)。然后，控制部104基于由电量检测部106检测出的电压Vi以及电压Vr算出电压驻波比VSWR的值(S114)。控制部104比较谐振频率的变化前的VSWR的值与变化后的VSWR的值来判断VSWR的值是否增加(S115)。在判断的结果为VSWR的值减少的情况下，可知谐振频率向低的方向偏离，因此，直到VSWR的值增加为止，进一步重复执行将谐振频率仅增加规定量并算出VSWR，并比较变化前后的VSWR的值的处理(S113～S115)。

在步骤S115的判断结果为VSWR的值减少的情况下，控制部104基于步骤S110～S115的处理结果来设定谐振电路110的谐振频率(S116)。例如，在步骤S115中以变成在VSWR的值马上转为增加前设定的谐振频率的方式来设定谐振频率调整电路103的阻抗。由此，来设定在反射电量(VSWR的值)变得最小时的谐振频率。

之后，输电装置1以通常的电力开始输电(S117)。具体来说，控制部104以成为比在步骤105中设定的电量更大的电量的方式使输电放大器102的增幅率变化。由此，开始向受电装置2的供电动作。

根据以上的处理，易于探索反射电量变得最小的谐振频率并且将其设定于输电侧的谐振电路110。由此，能够实现高效率的非接触电能传输。另外，通过最初以低电力开始输电，之后增大电力开始输电，即使在输电开始时已经存在异物的情况下，也能够减少该异物带来的影响，所以能够提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

图14是表示在非接触供电系统1中异物接近的情况下的处理的流程的一例的流程图。在该图所示的流程图中例示了例如在输电装置1以通常的电力开始输电后异物接近的情况下的处理的流程。

例如，在图13的步骤117中以通常的电力开始输电后，受电装置2向输电装置1发送接收的电量的信息(S201)。例如，受电装置2算出接收的电量并将该电量的信息(接收电量的信息)通过无线通信发送到输电装置1。输电装置1计测与入射电量相对应的电压Vi以及与反射电量相对应的电压Vr，并通过控制部104算出电压驻波比VSWR值(S202)。控制部104判断计算出的VSWR的值是否在预先设定的阈值TB以下(S203)。在算出的VSWR的值在阈值TB以下的情况下，输电装置1判断为正在向受电装置2高效率地输送电力，从而继续输电，并且再次等待来自受电装置2的接收电量的信息的发送(S201)。

在步骤203中，在VSWR值超过阈值TB的情况下，有异物侵入输电装置1的输电范围的可能性，因此，输电装置1降低输送电力(S204)。接着，输电装置1使谐振电路110的谐振频率向一个方向仅变化规定量(S205)。例如，输电装置1中的控制部104通过使谐振频率调整部103中的可变电容201、203的容量值增大来将谐振频率降低规定量。然后，控制部104基于由电量检测部106检测出的电压Vi以及电源Vr算出电压驻波比VSWR值(S206)。控制部104比较谐振频率的变化前的VSWR的值与变化后的VSWR的值来判断VSWR的值是否减少(S207)。在判断的结果为VSWR的值减少的情况下，可知因异物的侵入导致谐振频率向高的方向偏离，因此，直到VSWR的值转向增加为止，进一步重复执行将谐振频率仅降低规定量并算出VSWR，比较变化前后的VSWR的值的处理(S205～S207)。

在步骤S207的判断的结果为VSWR的值增加的情况下，控制部104将谐振频率变化的方向反转并进行与所述步骤S205～S207相同的处理。例如，控制部104通过使谐振频率调整部103中的可变电容201、203的容量值减少来将谐振频率仅提高规定量(S208)。然后，控制部104基于由电量检测部106检测出的电压Vi以及电源Vr算出电压驻波比VSWR值(S209)。控制部104比较谐振频率的变化前的VSWR的值与变化后的VSWR的值来判断VSWR的值是否增加(S210)。在判断的结果为VSWR的值减少的情况下，可知因异物的侵入而导致谐振频率向低的方向偏离，因此，直到VSWR的值转向增加为止，进一步重复执行将谐振频率仅提高规定量并算出VSWR，比较变化前后的VSWR的值的处理(S208～S210)。

在VSWR的值转为增加后，控制部104推断VSWR的值(反射电量)变为最小时的谐振频率，根据该推断的谐振频率，生成包括谐振频率的偏离方向在内的谐振频率的偏离信息(S211)。然后，控制部104基于所述谐振频率的偏离信息来实行异物的判断处理(S212)。具体来说，如图12所示，控制部104根据谐振频率的偏离方向进行异物的判断处理。例如，若控制部104判断为谐振频率向高的方向偏离，则判断为是对非接触电能传输没有影响的异物(金属)，修正谐振频率的偏离并继续输电(S201)。在这里，修正谐振频率的偏离例如与所述步骤S116同样地，通过在步骤S210中以变成在VSWR的值马上转为增加前设定的谐振频率的方式设定谐振频率调整电路103的阻抗来实现。

另一方面，若判断为谐振频率向低的方向偏离，则控制部104判断为是对非接触电能传输有影响的异物(IC卡等)并停止输电，并且通知表示由于异物的侵入而停止输电的报错信息(S213)。报错信息的通知与所述步骤108同样地，只要是向外部通知报错的方法即可，没有特别限制。之后，输电装置1结束输电处理(S214)。

以上，根据实施方式1的输电装置，不仅能够判断在非接触供电系统的输电范围内有无异物，还能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物，使得非接触供电系统的可靠性提高。

《实施方式2》

在使用接近于NFC的频率的数MHz频段的输电频率fTx的非接触供电系统中，在作为异物而存在金属的情况下，有时根据该金属的大小(表面积)而无法无视其对输电的效率带来的影响。例如，若异物是小(表面积小)的金属，则由于该异物所吸收的输送电力小，所以能够无视对输电效率带来的影响，但若异物是大(表面积大)的金属，则由于该异物所吸收的输送电力变大，所以有可能导致输电效率大幅度降低。

另外，在异物是金属的情况下，有其金属表面积越大则谐振频率的偏离幅度越大，表面积越小则谐振频率的偏离幅度越小的倾向。另一方面，在异物是非金属的情况下，有若该异物是IC卡等则谐振频率的偏离幅度变小，若该异物是IC卡等以外(例如人体等)则谐振频率的偏离幅度变大的倾向。

因此，在本实施方式中，基于谐振频率的偏离方向以及谐振频率的偏离幅度来进行异物的判断，由此使异物的判断精度提高。此外，其他控制以及与其关联的非接触供电系统3的结构与实施方式1相同。

具体来说，控制部104在上述步骤S205～S211中一边使可变电容201、203的容量值变化一边算出VSWR的值(反射电量)，并根据VSWR变为最小为止的可变电容201、203的变化量推断出谐振频率的偏离幅度。并且，控制部104在步骤S211中，生成谐振频率的偏离方向的信息的同时，还生成谐振频率的偏离幅度的推断值来作为谐振频率的偏离信息。控制部104在谐振频率的偏离幅度超过规定的阈值的情况下判断为该偏离幅度大，在谐振频率的偏离幅度不超过规定的阈值的情况下判断为该偏离幅度小。

图15是表示实施方式2的异物的判断基准的一例的图。

控制部104在异物的判断处理(S212)中，基于谐振频率的偏离方向和谐振频率的偏离幅度来判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。例如，如图15所示，在谐振频率向高的方向偏离并且在谐振频率的偏离幅度大的情况下，判断为是对非接触电能传输有影响的异物(比较大的金属)(判断为NG)，停止输电。另外，在谐振频率向高的方向偏离并且在谐振频率的偏离幅度小的情况下，判断为是对非接触电能传输有影响的异物(比较小的金属)(判断OK)，继续输电。并且，在谐振频率向低的方向偏离的情况下，无论谐振频率的偏离幅度怎样均停止输电。

由此，由于能够更加高精度地判断是否存在对非接触电能传输有影响的异物，所以有助于非接触供电系统的可靠性的提高。例如，在异物是金属的情况下，在该异物是电力的吸收量比较大的金属的情况下停止供电，在是电力的吸收量比较小的金属的情况下继续供电，因此，在非接触供电系统中能够实现更加高效率的输电。

《实施方式3》

在实施方式1、2中根据谐振频率的偏离方向和谐振频率的偏离幅度判断是否是对非接触电能传输有影响的异物，在实施方式3中还考虑输送电力在多大程度上供给到受电侧来进行判断。

在电力的输送范围内存在异物的情况下，能够考虑到从输电装置1输出的电力的一部分被异物吸收，剩余的电力供给到受电装置2。因此，输电装置1基于从受电装置2通过无线通信发送的接收电量的信息和在输电装置1中算出的输送电量的信息，来推断异物所吸收的电量，并基于该推断值进行异物的判断。例如，控制部104计算出输送电量和接收电量的差值，将该差值作为异物所吸收的电量的推断值。控制部104在该推断值超过规定的阈值的情况下，判断为在输电范围内存在对非接触电能传输有影响的异物，在所述推断值没有超过规定的阈值的情况下，判断为在输电范围内不存在对非接触电能传输有影响的异物。

图16是表示实施方式3的异物的判断基准的一例的图。

控制部104在异物的判断处理(S212)中基于异物所吸收的电量的推断值、谐振频率的偏离方向和谐振频率的偏离幅度，来判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。例如，如图16所示，在异物所吸收的电量的推断值(输送电量和接收电量的差值)比规定的阈值大的情况下，控制部104判断为在输电范围内存在对非接触电能传输有影响的异物，进行异物的种类的判断并控制输电处理。例如，在该情况下，若谐振频率向高的方向偏离，并且该偏离幅大，则判断为是对非接触电能传输有影响的异物(比较大的金属)(判断为NG)，停止输电。在谐振频率向高的方向偏离，并且在该偏离幅度小的情况下，判断为是对非接触电能传输有影响的异物(比较小的金属)(判断为OK)，继续输电。另外，在谐振频率向低的方向偏离的情况下，无论谐振频率的偏离幅度怎样均停止输电。

另一方面，在异物所吸收的电量的推断值(输送电量与接收电量的差值)比规定的阈值小的情况下，判断为在输电范围内不存在对非接触电能传输有影响的异物(判断OK)，继续输电。

由此，由于能够更加高精度地判断是否存在对非接触电能传输有影响的异物，所以有助于非接触供电系统的可靠性的进一步提高。

《实施方式4》

在实施方式4中，例示在实施方式1的非接触供电系统的输电控制的处理流程中，直到以通常的电力开始输电为止的另一种方法。此外，其他控制以及与其关联的非接触供电系统的结构与实施方式1相同，省略这些的详细的说明。

图17是表示在实施方式4的非接触供电系统中直到开始电力的输送为止的处理的流程的一例的流程图。在该图所示的流程图中，例示了例如在检测到在输电装置1的输电范围内存在受电装置2开始到输送电力为止的处理的流程。

当例如投入输电装置1的电源，输电装置1成为能够动作的状态时，开始输电控制的处理(S101)。首先，输电装置1以比通常低的电力开始输电(S121)。具体来说，控制部104以成为比在通常的输电时的电量低的电量的方式使输电放大器102的增幅变化。由此，即使在从最初将异物放置在输电装置1的输电范围内的情况下也能够减小该异物带来的影响。

输电装置1在步骤121开始电力的输送后，等待来自受电装置2的受电的响应。例如，受电装置2在接收在步骤121中输送的电力之后，向输电装置1发送接收的电量的信息。输电装置1在没有接收所述接收的电量的信息的情况下，直到接收该信息为止以低电力持续输电(S121～S122)。

在接收了所述接收的电量的信息情况下，输电装置1判断有受电的响应，并且为了进行与受电装置2的无线通信而从天线111发送数据(S123)。输电装置1进行认证(S124)，认证发送了所述接收的电力的信息的受电装置是否是电力的输送对象。在认证的结果为判断为该受电装置不是输电装置1的输电对象的情况下，返回至步骤S121，输电装置1继续以低电力输电。在认证的结果为判断为该受电装置是输电装置1的输电对象的情况下，输电装置1计测与入射电量相对应的电压Vi以及与反射电量相对应的电压Vr，并根据控制部104算出电压驻波比VSWR值(S106)。之后的处理与图13相同。

一般来说，由于与基于非接触电能传输的电力的传输距离相比基于无线通信的通信距离更长，所以也可能有如下的状况，即，虽然在输电装置与受电装置之间能够进行无线通信，但无法进行充分的电力的输送/接收。例如，即使在通过输电装置与受电装置之间的无线通信认证了受电装置是输电对象之后从输电装置开始电力的输送，也有该受电装置不能充分地接收来自输电装置的电力的可能性。根据本实施方式的处理流程，由于最初进行非接触电能传输，根据针对该非接触电能传输有无受电的响应来决定是否继续进行用于输电的处理，所以能够防止在受电装置无法充分地接收电力的状况下开始输电。由此，能够进一步提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

《实施方式5》

在图18中例示实施方式5的包括输电装置的非接触供电系统。

该图所示的非接触供电系统6包括输电装置4和受电装置5。在非接触供电系统6中能够进行从输电装置4向受电装置5的基于磁共振方式的非接触电能传输、和基于输电装置4与受电装置5的NFC通信。

在输电装置4中，取代天线110而具有线圈天线113，通信部105能够经由线圈天线113进行NFC通信。其他结构与输电装置1相同。

受电装置5共用使用于NFC通信的天线和用于基于磁共振方式的供电的天线，能够切换进行用于电力的输送/接收与信息传递的通信。由此，能够谋求受电装置5的小型化。

具体来说，受电装置5具有：谐振电路140，其由受电线圈141和谐振电容132构成；和切换电路(SEL)142，其与谐振电路140连接。其他结构与受电装置2相同。

切换电路142根据由谐振电路140接收的交流信号的信号电平，切换到通信部137或整流电路133的某一方并输出所接收的信号。

例如，在输电装置4和受电装置5之间进行NFC通信的情况下，在输电装置4中，将通信部105设为接通状态(启用状态)，将输电放大器设为关闭状态(禁用状态)，利用线圈天线113进行NFC通信。与之相对，受电装置5通常将切换电路142的输出设置于通信部137侧，在受电装置5接近了输电装置4的能够通信的领域的情况下，开始NFC通信。在通过NFC通信认证了受电装置5为输电装置4的输电对象之后，输电装置4将通信部105设为关闭状态，将输电放大器102设为接通状态并开始输电。当受电装置5接收到比在进行NFC通信时的信号电平更高的信号时，切换电路142的输出切换至整流电路133侧。由此，进行电力的接收。

上述以外的控制与非接触供电系统1相同。即，在进行NFC通信(无线通信)时若进行使输电停止的控制，则能够进行与在非接触供电系统1中的处理流程(图13、图14)同样的控制。

因此，根据实施方式5的非接触供电系统6，能够与实施方式1至4的非接触供电系统同样地，提高输电控制的可靠性。

《实施方式6》

在图19中例示实施方式6的包括输电装置的非接触供电系统。

该图所示的非接触供电系统9包括输电装置7和受电装置8。在非接触供电系统9中，进行从输电装置7向受电装置8的基于磁共振方式的非接触电能传输，不进行基于输电装置7与受电装置8的无线通信。具体来说，输电装置7为从输电装置1去掉了通信部105和通信用天线111的结构，受电装置3为从输电装置1去掉了通信部137和通信用天线138的结构。其他结构与非接触供电系统1相同。

使用图20、图21，针对非接触供电系统9中的输电控制的处理流程详细地进行说明。

图20是表示在非接触供电系统9中到开始电力的输送为止的处理的流程的一例的流程图。在该图所示的流程图中例示了在例如投入输电装置1的电源后到以通常的电力开始输电为止的处理的流程。

当例如投入输电装置7的电源，输电装置7成为能够动作的状态时，开始输电控制的处理(S101)。首先，输电装置7以比通常低的电力开始输电(S131)。具体来说，控制部104以成为比在通常的输电时的电量低的电量的方式使输电放大器102的增幅变化。由此，即使在从最初将异物放置在输电装置7的输电范围内的情况下也能够减小该异物带来的影响。输电装置1在以低电力进行输电期间内，计测与入射电量相对应的电压Vi以及与反射电量相对应的电压Vr，并根据控制部104算出电压驻波比VSWR值(S107)。之后的处理与图13相同。

根据以上的处理，即使不进行无线通信也能够与实施方式1的非接触供电系统1同样地探索反射电量变得最小的谐振频率并且将其设定于输电侧的谐振电路110，由此，易于实现高效率的非接触电能传输。另外，通过最初以低电力开始输电，之后增大电力开始输电，能够提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。

图21是表示在非接触供电系统9中异物接近的情况下的处理的流程的一例的流程图。在该图所示的流程图中，例示例如在输电装置7以通常的电力开始输电之后异物接近的情况下的处理的流程。

该图所示的处理流程，除了在受电装置8和输电装置7之间不进行无线通信以外与实施方式1的处理流程(图14)相同。

例如，在图20的步骤117中开始以通常的电力开始输送之后，输电装置1计测与入射电量相对应的电压Vi以及与反射电量相对应的电压Vr，并根据控制部104算出电压驻波比VSWR值(S202)。之后的处理与图14相同。

由此，即使不进行无线通信也能够与实施方式1的非接触供电系统1同样地，不仅能够判断在非接触供电系统的输电范围内有无异物，还能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物，从而提高非接触供电系统的可靠性。特别是，本输电装置7优选适用于面向小型的电子设备的非接触供电系统。例如，在受电装置是电刮胡刀等的小型电子设备的情况下，由于不需要高的输送电力，所以即使不进行无线通信也能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。

以上基于实施方式对于本发明人实施的发明具体地进行了说明，但是本发明并不限定于此，当然在不脱离主旨的范围内能够进行各种变更。

例如，例示了在实施方式2的异物的判断处理中，在谐振频率向低的方向偏离的情况下，无论谐振频率的偏离幅度怎样均进行使输电停止的控制的例子，但并不限于此，也可以即使在谐振频率向低的方向偏离的情况下也根据谐振频率的偏离幅度来改变控制。例如，在谐振频率向低的方向偏离并且该偏离幅度小的情况下，判断为是对非接触电能传输有影响的异物(IC卡等)(判断为NG)，停止输电。另一方面，在谐振频率向低的方向偏离并且该偏离幅度大的情况下，判断为是对非接触电能传输没有影响的异物(人体等)(判断为OK)，也可以继续输电。由此，在确立从非接触供电系统产生的电磁波对人体没有不良影响的大前提下，能够进行更加高效率的输电。

另外，在实施方式3中，例示了基于异物所吸收的电量的推断值、谐振频率的偏离方向、谐振频率的偏离幅度进行异物的判断处理的情况，但是并不限于此。例如，也可以基于异物所吸收的电量的推断值和谐振频率的偏离方向来进行异物的判断处理。

实施方式5的输电装置4也可以如实施方式2、3那样，不仅基于谐振频率的偏离方向，还基于谐振频率的偏离幅度或异物所吸收的电量来进行异物的判断处理(S211)。

实施方式6的输电装置7也可以如实施方式2那样，不仅基于谐振频率的偏离方向，还基于谐振频率的偏离幅度来进行异物的判断处理(S211)。

在实施方式1至6中，例示了受电装置2等是便携终端等的小型便携设备的情况，但是只要是能够以非接触的方式供电的设备即可，没有特别限制。例如，也可以是笔记本电脑或车辆等。

作为导出在VSWR的值(反射电量)变为最小时的谐振频率的方法，例示了图13的步骤S110～S115以及图14的S205～S210的处理，但并不限于此。例如，也可以通过二分查找等来导出VSWR值的(反射电量)变为最小时的谐振频率。

作为能够调整谐振频率调整电路103的阻抗的结构，例示了使电容201、203可变的结构，但是并不限于此，也可以是使电感202可变的结构。

工业实用性

本发明能够广泛应用于利用了磁共振的输电装置以及非接触供电系统。

附图标记说明

1输电装置

2受电装置

3非接触供电系统

101振荡器

102输电放大器

103谐振频率调整电路

104控制电路

105通信部

106电量检测部

107供电线圈

108共振线圈

109谐振电容

110谐振电路

111通信用天线

112电源电路

Vi与从输电放大器102供给到谐振电路110侧的驱动信号的入射电量相对应的电压

Vr与驱动信号的反射电量相对应的电压

130谐振电路

131受电线圈

132谐振电容

133整流电路

134电源电路

135充电控制电路

136控制电路

137通信部

138通信用天线

139内部电路

140负荷电路

BAT电池

202电感

201、203可变电容

10在没有设置谐振频率调整电路103的情况下的供电线圈107侧的阻抗

A、B、C阻抗的移动方向

11在获得匹配时的阻抗

300、301反射特性

503、504可变电容二极管

501、502电容

505、506电阻

601、602、601-1～601-n、602-1～602-m电容电路

603电容

SW开关电路

606、607电阻

604、605场效应晶体管

701环形磁芯

702一次侧绕线

703二次侧绕线

704、705、707、709电容

706、707检波二极管

710反射功率基准电阻

711入射功率基准电阻

712、713电阻

714反射电压输出端子

715反射电压输出端子

ND1、ND2节点

731环形磁芯

732环形磁芯

735、736一次侧绕线

737、738二次侧绕线

733、734检波电路

12在输电频率与谐振频率一致时的阻抗的位置

13在谐振频率向高方向偏离时的阻抗的位置

14在谐振频率向低方向偏离时的阻抗的位置

400、401、402反射特性

4、7输电装置

5、8受电装置

6、9非接触供电系统

142切换电路

Claims (20)

1.一种输电装置，其进行输电处理，该输电处理用于通过利用了谐振电路的电磁场的谐振耦合来以非接触的方式输送电力，所述输电装置的特征在于，

在以与作为输送电力而输出的输电信号的频率变得相等的方式设定的所述谐振电路的谐振频率在所述电力的输送中偏离的情况下，检测所述谐振频率的偏离方向，基于该检测结果来控制所述输电处理。

2.如权利要求1所述的输电装置，其特征在于，

基于所述检测结果，控制能否继续进行所述电力的输送。

3.如权利要求2所述的输电装置，其特征在于，

在检测所述谐振频率的偏离方向的基础上，还检测所述谐振频率的偏离幅度。

4.如权利要求1所述的输电装置，其特征在于，

在基于所述检测结果的基础上，还基于作为电力的输送对象的外部装置接收到的接收电量和所述输送的输送电量的差值，来控制所述输电处理。

5.如权利要求2所述的输电装置，其特征在于，

在所述谐振频率向变高的方向偏离的情况下继续所述电力的输送，在所述谐振频率向变低的方向偏离的情况下停止所述电力的输送。

6.如权利要求3所述的输电装置，其特征在于，

在所述谐振频率向变高的方向偏离的情况下，若所述谐振频率的偏离幅度超过规定的阈值则停止所述电力的输送，若所述谐振频率的偏离幅度没有超过规定的阈值则继续所述电力的输送，在所述谐振频率向变低的方向偏离的情况下停止所述电力的输送。

7.如权利要求1所述的输电装置，其特征在于，

具有：

电源部，其生成与所述输送电力相对应的交流信号；

一次侧谐振电路，其包括作为输电用天线的一次侧共振线圈以及谐振电容，接收基于由所述电源部生成的交流信号的电力的供给；

谐振频率调整部，其设在所述电源部与所述一次侧谐振电路之间，用于调整所述一次侧谐振电路的谐振频率；

电量检测部，其用于检测从所述电源部向所述一次谐振电路侧供给的交流信号的反射电量的大小；和

控制部，

所述控制部通过控制所述谐振频率调整部，使所述一次侧谐振电路的谐振频率变化，通过判断由所述电量检测部检测出的所述反射电量的变化方向，来判别所述谐振频率的偏离方向。

8.如权利要求7所述的输电装置，其特征在于，

所述控制部以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变高的方式控制所述谐振频率调整部，在由此使得所述反射电量增加的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更高的方向偏离，在使得所述反射电量减少的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更低的方向偏离。

9.如权利要求7所述的输电装置，其特征在于，

所述控制部以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变低的方式控制所述谐振频率调整部，在由此使得所述反射电量增加的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更低的方向偏离，在使得所述反射电量减少的情况下，判断为所述谐振频率向变得比所述输电信号的频率更高的方向偏离。

10.如权利要求7所述的输电装置，其特征在于，

所述控制部基于在以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变低的方式调整了所述谐振频率调整部时的所述反射电量的变化方向、和在以使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率变高的方式调整了所述谐振频率调整部时的所述反射电量的变化方向，来判断所述共振周波的偏离方向。

11.如权利要求7所述的输电装置，其特征在于，

所述电量检测部生成与从所述电源部向所述一次谐振电路侧供给的交流信号的入射电量相对应的电压、和与该交流信号的反射电量相对应的电压，

所述控制部基于与由所述电量检测部生成的所述入射电量相对应的电压以及与所述反射电量相对应的电压来计算电压驻波比，基于该计算结果来判别所述反射电量的变化方向。

12.如权利要求11所述的输电装置，其特征在于，

所述控制部通过控制所述谐振频率调整部，进行如下的运算处理：使所述一次侧谐振电路的所述谐振频率在一个方向上以每单位调整量变化，逐次计算所述电压驻波比，并且逐次比较所述谐振频率的变化前后的算出值，

若变化后的算出值比变化前的算出值大，则将所述谐振频率变化的方向反转再进行所述运算处理，若变化后的算出值比变化前的算出值小，则停止所述运算处理。

13.如权利要求7所述的输电装置，其特征在于，

还具有：

通信用天线；和

通信部，其控制经由所述通信用天线的数据的发送/接收。

14.一种非接触供电系统，其特征在于，

包括：权利要求1的输电装置；和

受电装置，其将从所述输电装置供给的电力通过利用谐振电路的电磁场的谐振耦合以非接触的方式来受电。

15.如权利要求14所述的非接触供电系统，其特征在于，

所述输电装置和所述受电装置能够进行遵照NFC规格的数据通信，

所述受电装置能够使用一个天线进行所述数据通信和电力的接收。

16.一种控制方法，其用于在非接触供电系统中控制电力的输送，所述非接触供电系统包括输电装置和受电装置，通过利用了分别设在所述输电装置和所述受电装置的输电侧以及受电侧的谐振电路的电磁场的谐振耦合，来进行电力的输送以及接收，

所述控制方法的特征在于，包括：

第一步骤，所述输电装置以与作为输送电力而输出的输电信号的频率变得相等的方式设定所述输电侧的谐振电路的谐振频率；

第二步骤，所述输电装置在所述第一步骤中设定了所述谐振频率之后开始所述电力的输送；和

第三步骤，在所述第一步骤中设定的所述谐振频率在所述电力的输送中偏离的情况下，所述输电装置检测所述谐振频率的偏离方向，基于该检测结果来控制与电力的输送有关的处理。

17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，

所述第三步骤包括：

第四步骤，所述输电装置通过一边使所述输电侧的谐振电路的所述谐振频率变化一边计测供给到该谐振电路的交流信号的反射电量，来推断在反射电量变为最小时的谐振频率，并根据该推断出的谐振频率来生成包括所述谐振频率的偏离的方向在内的谐振频率的偏离信息；

第五步骤，所述输电装置基于在所述第四步骤中生成的所述谐振频率的偏离信息，来判断有无对非接触电能传输有影响的异物；和

第六步骤，所述输电装置在第五步骤中判断为是对非接触电能传输有影响的异物的情况下停止电力的输送，在判断为不是对非接触电能传输有影响的异物的情况下继续电力的输送。

18.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，

在所述第四步骤中，所述输电装置生成在所述谐振频率的偏离方向的基础上，还包括所述谐振频率的偏离幅度在内的所述偏离信息。

19.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，

所述第三步骤包括所述受电装置将接收的接收电量的信息发送至所述输电装置的步骤，

在所述第五步骤中，所述输电装置基于从所述受电装置发送的所述接收电量的信息，计算所述接收电量与从所述输电装置输送的输送电量的差值，基于该差值和所述偏离信息来判断有无对非接触电能传输有影响的异物。

20.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，

所述输电装置在所述第五步骤中，在所述谐振频率向变高的方向偏离的情况下判断为是对非接触电能传输没有影响的异物，在所述谐振频率向变低的方向偏离的情况下判断为是对非接触电能传输有影响的异物。