CN107852034A - 非接触供电装置以及其控制方法 - Google Patents

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CN107852034A CN201680045793.6A CN201680045793A CN107852034A CN 107852034 A CN107852034 A CN 107852034A CN 201680045793 A CN201680045793 A CN 201680045793A CN 107852034 A CN107852034 A CN 107852034A
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Abstract

提供即使供电侧的线圈和受电侧的线圈间的距离变化也能够抑制能量传输电力量的降低的非接触供电装置。非接触供电装置具有供电装置、和以非接触方式从供电装置被传输电力的具有接收线圈的受电装置。供电装置具有谐振电路和电力供给电路。谐振电路具有与接收线圈之间可电力传输的发送线圈。另外，电力供给电路具有对谐振电路提供具有可调节的工作频率的交流电力。进而，供电装置具有检测对发送线圈施加的交流电压的电压检测电路、和调节交流电力的工作频率的控制电路。控制电路使工作频率从位于电感区域的初始频率向低的方向变化，在被判定为交流电压达到了规定值时，结束使工作频率变化的处理。

Description

非接触供电装置以及其控制方法
技术领域
本发明涉及非接触供电装置以及其控制方法。
背景技术
以往，在研究不经由金属的接点等而通过空间传输电力的、所谓的非接触供电(也称为无线供电)技术。
作为非接触供电技术之一，已知磁场共鸣(也被称为磁场谐振耦合、或者磁共鸣)方式(例如，参照专利文献1)。在磁场共鸣方式中，在供电侧和受电侧各自中设置包含线圈的谐振电路，通过调谐这些谐振电路的谐振频率，在供电侧的线圈和受电侧的线圈之间产生基于磁场共鸣的可传输能量的磁场的耦合状态。由此，从供电侧的线圈至受电侧的线圈经由空间传输电力。在基于磁场共鸣方式的非接触供电中，达到几十％左右的能量传输效率，并且能够使供电侧的线圈和受电侧的线圈间的距离比较大。例如，在各线圈具有几十cm左右的尺寸的情况下，能够将供电侧的线圈和受电侧的线圈间的距离设为几十cm～1m以上。
另一方面，在磁场共鸣方式中，已知若供电侧的线圈和受电侧的线圈间的距离比最佳的距离近，则能量传输电力量降低(例如，参照专利文献2)。这是由于，根据两个线圈间的距离，该两个线圈间的耦合度变化，两个线圈间的谐振频率变化。在两个线圈间的距离适当的情况下，两个线圈间的谐振频率是一个，该谐振频率与由线圈的电感和电容器的静电电容决定的、供电侧以及受电侧的谐振电路的谐振频率相等。但是，若两个线圈间的距离变近，耦合度变高，则该两个线圈间的谐振频率呈现两个。其一个为比各谐振电路自身的谐振频率更高的频率，另一个为比各谐振电路自身的谐振频率更低的频率。这样，若耦合度变高，则两个线圈间的谐振频率和各谐振电路自身的谐振频率不一致，因此，即使将具有该谐振电路的谐振频率的交流电力提供给供电侧的谐振电路，也不能顺利地产生线圈间的谐振，所以能量传输电力量(energy transmission power quantity)降低。
因此，专利文献2中所公开的供电装置，相对在产生磁场共鸣的谐振频率下谐振的受电谐振线圈，具有谐振点与将从电源部供给的电力作为磁场能量供电的受电谐振线圈不同的供电线圈。由此，该供电装置能够不利用磁场共鸣地进行供电线圈和受电谐振线圈间的电力的发送接收。
另外，在非专利文献1中，记载使工作频率比谐振频率提高，使供电装置动作而实现软开关。比谐振频率高的频率区域也称为ZVS(Zero Voltage Switching；零电压开关)模式或电感区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2009-501510号公报
专利文献2：国际公开第2011/064879号
非专利文献
非专利文献1：“LLC谐振コンバ一タに関すゐ研究”冨久義浩他、オリジンテクニカルジヤ一ナル(76)2013年10月
发明内容
在磁场共鸣方式中，通过使供电侧的线圈和受电侧的线圈间的谐振频率相同，实现提高能量传输电力量。但是，在专利文献2所公开的技术中，由于供电线圈的谐振点和受电谐振线圈的谐振点不同且未实现软开关动作，因此有能量传输电力量降低的顾虑。
因此，本发明目的在于，提供一种即使供电侧的线圈和受电侧的线圈间的距离变化，也能够抑制能量传输电力量的降低的非接触供电装置。
作为本发明的一个方式，具有供电装置和以非接触方式从供电装置被电力传输的受电装置的非接触供电装置，该受电装置具有包含接收线圈的受电谐振电路。在该非接触供电装置中，供电装置具有谐振电路和电力供给电路。谐振电路具有电容器、和与所述电容器的一端连接、与接收线圈之间可电力传输的发送线圈。另外，电力供给电路对供电谐振电路提供具有可调节的工作频率的交流电力。供电装置还具有：电压检测电路，检测对发送线圈施加的交流电压；以及控制电路，调节从电力供给电路提供的交流电力的工作频率。控制电路具有：存储比包含供电谐振电路以及受电谐振电路的供电电路的阻抗为极小值的哪一个谐振频率都高的初始频率的存储单元；初始频率设定单元；工作频率变更单元；以及交流电压判定单元。初始频率设定单元在开始对受电装置的非接触供电时，将工作频率设为初始频率。工作频率变更单元使工作频率向低的方向变化，交流电压判定单元判定交流电压是否达到了规定值。工作频率变更单元在判定为交流电压达到了规定值时，结束使工作频率变化的处理。
在该非接触供电装置中，供电装置的控制电路优选还具有：工作频率校正单元，在被判定为交流电压达到了所述规定值之后经过了预定的时间后，使工作频率向低的方向进一步变化；变化电压判定单元，判定变化后的交流电压是否比变化前的交流电压高；以及工作频率再设定单元，在判定为变化后的交流电压比变化前的交流电压高时，将工作频率移动到比谐振频率的哪一个都高且为所述初始频率以下的变更频率。
在该情况下，优选变更频率为初始频率。
另外，在该情况下，优选存储单元还存储表示交流电压和变更频率的关系的变更频率表，工作频率再设定单元参照变更频率表，将工作频率变更为变更频率。
作为本发明的其他的方式，提供非接触供电装置的控制方法，该非接触供电装置具有供电装置和以非接触方式从供电装置被传输电力的受电装置，该受电装置具有包含接收线圈的受电谐振电路。在该非接触供电装置中，供电装置具有谐振电路和电力供给电路。谐振电路具有电容器、和与电容器的一端连接、在与接收线圈之间可进行电力传输的发送线圈。另外，电力供给电路对谐振电路提供具有可调节的工作频率的交流电力。供电装置还具有电压检测电路，检测对发送线圈施加的交流电压；以及控制电路，调节从电力供给电路提供的交流电力的工作频率。非接触供电装置的控制方法在开始对受电装置的非接触供电时，将比包含供电谐振电路以及受电谐振电路的供电电路的阻抗为极小值的第1谐振频率以及第2谐振频率的哪一个都高的初始频率工作频率设为初始频率，使工作频率向低的方向变化，判定交流电压是否达到了规定值，在被判定为交流电压达到了规定值时，结束使工作频率变化的处理。
本发明的非接触供电装置，具有即使供电侧的线圈和受电侧的线圈间的距离变化也能够抑制能量传输电力量的降低的效果。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的非接触供电装置的概略结构图。
图2是非接触供电装置的等效电路图。
图3是表示图2所示的等效电路的阻抗的频率特性的一例的图。
图4是图2所示的控制电路的内部框图。
图5是图4所示的运算电路的供电处理的流程图。
图6是图5所示的供电开始处理的细节的流程图。
图7是表示图6所示的供电开始处理中的阻抗的频率特性的一例子的图。
图8是图5所示的工作频率校正处理的细节的流程图。
图9是表示图8所示的工作频率校正处理中的阻抗的频率特性的一例子的图。
图10是表示图8所示的工作频率校正处理中的阻抗的频率特性的其他例子的图。
图11A是其他的实施方式的控制电路的内部框图。
图11B是表示图11A所示的变更频率表的图。
图12是图11A所示的控制电路的工作频率校正处理的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的一个实施方式的非接触供电装置以及其控制方法。如上述，在利用供电侧的线圈和受电侧的线圈间的谐振的非接触供电中，根据供电侧的线圈(以下称为发送线圈)和受电侧的线圈(以下称为接收线圈)间的距离，谐振频率发生变化。因此，该非接触供电装置将比供电电路的阻抗的频率特性的极小值对应的频率的最大值更高的初始频率作为工作频率开始供电，缓慢降低工作频率，使交流电压上升。然后，该非接触供电装置在交流电压达到了规定电压时将工作频率固定。由此，该非接触供电装置能够不依赖于发送线圈和接收线圈间的距离，将具有接近谐振频率且位于电感区域的工作频率的交流电力提供给发送线圈，抑制能量传输电力量的降低。
图1是本发明的一个实施方式的非接触供电装置的概略结构图。如图1所示，非接触供电装置1具有供电装置2、和从供电装置2经由空间被电力传输的受电装置3。供电装置2具有：电力供给电路10、具有发送电容器14以及发送线圈15的发送谐振电路13、电压检测电路16、栅极驱动器17、控制电路18。另一方面，受电装置3具有：具有接收线圈21以及接收电容器22的接收谐振电路20、整流平滑电路23、负载电路24。
首先，说明供电装置2。
电力供给电路10将具有可调节的工作频率的交流电力提供给发送谐振电路13。为此，电力供给电路10具有直流电源11、两个开关元件12-1、12-2。
直流电源11提供具有预定的电压的直流电力。因此，直流电源11例如也可以具有电池。或者，直流电源11也可以具有：与商用的交流电源连接、将从该交流电源提供的交流电力转换为直流电力的全波整流电路以及平滑电容器。
两个开关元件12-1、12-2串联连接在直流电源11的正极侧端子和负极侧端子之间。另外，在本实施方式中，在直流电源11的正极侧连接开关元件12-1，另一方面，在直流电源11的负极侧连接开关元件12-1。各开关元件12-1、12-2例如可以设为n沟道型的MOSFET。并且，开关元件12-1的漏极端子与直流电源11的正极侧端子连接，开关元件12-1的源极端子与开关元件12-2的漏极端子连接。另外，开关元件12-2的源极端子与直流电源11的负极侧端子连接。进而，开关元件12-1的源极端子、以及开关元件12-2的漏极端子经由发送电容器14连接到发送线圈15的一端，开关元件12-2的源极端子直接连接到发送线圈15的另一端。
另外，各开关元件12-1、12-2的栅极端子经由栅极驱动器17与控制电路18连接。进而，各开关元件12-1、12-2的栅极端子，为了保证在被施加了成为导通的电压时该开关元件成为导通，分别经由电阻R1、R2，与源极端子连接。并且，各开关元件12-1、12-2根据来自控制电路18的控制信号，交替地切换导通/关断。由此，从直流电源11提供的直流电力经由发送电容器14进行的充放电，转换为交流电力，提供给由发送电容器14以及发送线圈15构成的发送谐振电路13。
发送谐振电路13是由发送电容器14和发送线圈15形成的LC谐振电路。
发送电容器14，其一端与开关元件12-1的源极端子、以及开关元件12-2的漏极端子连接，另一端与发送线圈15的一端连接。
发送线圈15的一端与发送电容器14的另一端连接，发送线圈15的另一端与直流电源11的负极侧端子以及开关元件12-2的源极端子连接。并且，发送线圈15通过电力供给电路10提供的交流电力，产生与在发送线圈15自身流过的电流相应的磁场。并且，在发送线圈15和接收线圈21间的距离像可谐振那样接近的情况下，发送线圈15与接收线圈21谐振，经由空间向接收线圈21传输电力。
电压检测电路16对每个预定的周期检测施加到发送线圈15的两端子间的交流电压。再有，预定的周期例如比与提供给发送线圈15的交流电力的工作频率被设想的最小值相当的周期长，例如被设定为50msec～1sec。另外，电压检测电路16作为进行检测的交流电压，例如计测该交流电压的峰值、或者有效值。并且，电压检测电路16将表示该交流电压的电压检测信号输出到控制电路18。为此，电压检测电路16例如可以设为能够检测交流电压的公知的各种电压检测电路的任何一个。
栅极驱动器17从控制电路18接收切换各开关元件12-1、12-2的导通/关断的控制信号，根据该控制信号，使对各开关元件12-1、12-2的栅极端子施加的电压变化。即，栅极驱动器17若接受到将开关元件12-1导通的控制信号，则对开关元件12-1的栅极端子，施加开关元件12-1变为导通、来自直流电源11的电流流过开关元件12-1的、相对高的电压。另一方面，栅极驱动器17若接受到将开关元件12-1关断的控制信号，则在开关元件12-1的栅极端子上施加开关元件12-1变为关断、来自直流电源11的电流不流过开关元件12-1的、相对低的电压。栅极驱动器17对于开关元件12-2也同样地控制对栅极端子施加的电压。
控制电路18例如具有非易失性的存储器电路以及易失性的存储器电路、运算电路、用于与其他电路连接的接口电路，根据由电压检测信号所示的施加到发送线圈15的交流电压，调节电力供给电路10的工作频率，即，电力供给电路10提供给发送谐振电路13的交流电力的工作频率。
因此，在本实施方式中，控制电路18控制各开关元件12-1、12-2，使得开关元件12-1和开关元件12-2交替地导通，并且在与工作频率对应的1周期内，开关元件12-1成为导通的期间和开关元件12-2成为导通的期间相等。再有，控制电路18为了防止开关元件12-1和开关元件12-2同时导通、直流电源11短路，在切换开关元件12-1和开关元件12-2的导通/关断时，也可以设置两方的开关元件成为关断死区时间。
在本实施方式中，控制电路18在对发送线圈15施加的交流电压变高的方向上，使工作频率、即各开关元件12-1、12-2的导通/关断的切换周期变化。
再有，关于控制电路18的各开关元件12-1、12-2的控制的细节，将后述。
接着，说明受电装置3。
接收谐振电路20是由接收线圈21和接收电容器22构成的LC谐振电路。并且，接收谐振电路20具有的接收线圈21，其一端连接到接收电容器22，同时另一端连接到整流平滑电路23。
接收线圈21通过与由供电装置2的发送线圈15中流过的交流电流产生的磁场进行共鸣，与发送线圈15谐振，从发送线圈15接收电力。并且，接收线圈21将经由接收电容器22接收到的电力输出到整流平滑电路23。再有，接收线圈21的匝数和供电装置2的发送线圈15的匝数可以相同，或者也可以不同。另外，优选接收线圈21的电感以及接收电容器22的静电电容被设定，以使接收谐振电路20的谐振频率与供电装置2的发送谐振电路13的谐振频率相等。接收谐振电路20与发送谐振电路13一起形成供电电路30。
接收电容器22，其一端与接收线圈21连接，另一端与整流平滑电路23连接。并且，接收电容器22将由接收线圈21接收到的电力输出到整流平滑电路23。
整流平滑电路23对由接收线圈21以及接收电容器22接收的电力进行整流且进行平滑化，转换为直流电力。并且，整流平滑电路23将该直流电力输出到负载电路24。为此，整流平滑电路23例如具有全波整流电路和平滑电容器。
以下说明非接触供电装置1的动作的细节。
图2是包含发送谐振电路13以及接收谐振电路20的供电电路30的等效电路图。这里，L1、L3分别是供电侧、受电侧的漏电感，L2是互感。若将发送线圈15以及接收线圈21的自感设为L0、将发送线圈15和接收线圈21间的耦合度设为k，则为L1＝L3＝(1-k)L0、L2＝kL0。例如，若设为L0＝30.5μH、k＝0.731028，则为L1＝L3＝8.205μH、L2＝22.3μH。一般地，对于耦合度k，发送线圈15和接收线圈21间的距离越窄，越为大的值。此时，由F参数分析表示的、传输矩阵A(f)以下式表示。
其中，fs是电力供给电路10的工作频率，s(f)＝jω、ω＝2πf。C1、C2分别是供电侧、受电侧的静电电容。R1、R2是供电侧、受电侧的阻抗。并且，Rac是负载电路的阻抗。
图3是表示图2所示的等效电路的阻抗的频率特性的一例的图。在图3中，横轴表示频率，纵轴表示阻抗。再有，等效电路的阻抗作为由2行2列表示的、(1)式的传输矩阵A(f)中的、左上的元素相对左下的元素的比的绝对值来计算。并且，曲线图300表示阻抗的频率特性。再有，设为L0＝30.5μH、k＝0.731028，并设为C1＝C2＝180nF、R1＝R2＝270mΩ，曲线图300基于式(1)算出。
如图3所示，在耦合度k为上述那样比较大的值的情况下，阻抗的频率特性具有比发送谐振电路13的谐振频率fs更小的第1谐振频率fp1以及比谐振频率fs更大的第2谐振频率fp2中两个极小值。即，存在发送线圈15和接收线圈21进行谐振的两个频率，在各谐振频率中，阻抗极小、即能量传输电力量为极大。发送谐振电路13的谐振频率fs以
表示。其中，L为发送线圈15的电感，C为发送电容器14的电容。另外，第1谐振频率fp1以及第2谐振频率fp2以
表示。其中，k为发送线圈15和接收线圈21间的耦合度。
提供给供电装置2的发送谐振电路13的交流电力的工作频率fs越接近第1谐振频率fp1或第2谐振频率fp2，供电侧和受电侧之间的阻抗越降低。若交流电力的工作频率fs接近第1谐振频率fp1或第2谐振频率fp2，供电侧和受电侧之间的阻抗降低，则从发送线圈15向接收线圈21传输的能量传输电力量变大。因此，提供给发送谐振电路13的交流电力的工作频率fs越接近其中一个谐振频率，受电侧的接收线圈21的两端子间的交流电压也越高。
在图3中，比第1谐振频率fp1高且比发送谐振电路13的谐振频率fs低的频率区域、以及比第2谐振频率fp2高的频率区域，为电感区域。非接触供电装置1以比第1谐振频率fp1高且比发送谐振电路13的谐振频率fs更低的频率区域、以及比第2谐振频率fp2更高的频率区域即电感区域中包含的工作频率fs动作。电抗区域是交流电流比交流电压延迟的区域，所以在交流电压的相位为0度、开关元件12-1、12-2切换时，交流电流为负的值。通过在开关元件12-1、12-2切换时交流电流为负的值，非接触供电装置1可进行软开关。
另外，受电侧的交流电压和供电侧的交流电压的关系用以下的关系式表示。
其中，V1是供电侧的交流电压、即对发送线圈15施加的交流电压，V2是受电侧的交流电压、即对接收线圈21施加的交流电压。k是耦合度。并且，n1、n2分别是发送线圈15的匝数以及接收线圈21的匝数。如(5)式所示，耦合度越高，在受电侧的电压和供电侧的电压间产生越强的相关关系。因此，发送线圈15和接收线圈21间的距离接近，耦合度某种程度越高，受电侧的接收线圈21的交流电压越高，即由受电侧取出的电力越大，对供电侧的发送线圈15施加的交流电压也变高。
供电装置2的控制电路18使提供给发送谐振电路13的交流电力的工作频率fs变化，以使由电压检测信号表示的、对发送线圈15施加的交流电压变高且在电感区域动作。即，供电装置2的控制电路18设定各开关元件12-1、12-2的导通/关断的切换周期，以使对发送线圈15施加的交流电压变高且在电感区域动作。
图4是控制电路18的内部框图。
控制电路18具有接口电路41、存储器电路42、运算电路43。
接口电路41将以从电压检测电路16输入的电压检测信号表示的表示对发送线圈15施加的交流电压的交流电压信号输出到运算电路43。另外，接口电路41将包含从运算电路43输入的工作频率fs的控制信号输出到各开关元件12-1、12-2。存储器电路42具有ROM以及RAM，存储初始频率fi。初始频率fi是比供电电路30的阻抗的频率特性的第2谐振频率fp2的最大值更高的频率。
在一例子中，初始频率fi也可以设为发送谐振电路13的谐振频率fs的2倍的频率。在非接触供电装置中，耦合度k小于0.75的情况较多，通过从式(2)，将初始频率fi设为发送谐振电路13的谐振频率fs的2倍的频率，能够使初始频率fi位于电感区域。
运算电路43具有：初始频率设定单元431、工作频率变更单元432、交流电压判定单元433、工作频率校正单元434、变化电压判定单元435、工作频率初始化单元436。运算电路43具有的这些各单元是通过在运算电路43具有的处理器上执行的程序所安装的功能模块。或者，运算电路43具有的这些各单元也可以作为独立的集成电路、微处理器、或者固件，安装在供电装置2中。
图5是运算电路43的供电处理的流程图。
首先，运算电路43若从未图示的上位装置输入了表示指示供电开始的供电开始指示信号(S101)，则执行供电开始处理(S102)。运算电路43在待机预定时间(S103)后，执行工作频率校正处理(S104)。运算电路43直至从未图示的上位装置被输入表示指示供电结束的供电结束指示信号(S105)为止，反复S103～S105的处理。若从未图示的上位装置输入了供电结束指示信号(S105)，则运算电路43结束供电处理。
图6是供电开始处理(S102)的细节的流程图。
首先，初始频率设定单元431将表示工作频率fs被设为在存储器电路42中存储的初始频率fi的控制信号输出到开关元件12-1、12-2(S201)。初始频率fi在图7中用箭头A表示。接着，工作频率变更单元432将表示使工作频率fs向低的方向变化预定量的控制信号输出到开关元件12-1、12-2(S202)。接着，交流电压判定单元433判定以从电压检测电路16输入的电压检测信号表示的对发送线圈15施加的交流电压是否达到了规定值(S203)。与规定值对应的阻抗，在图7中用箭头B表示。若交流电压判定单元433判定为对发送线圈15施加的交流电压未达到规定值，则处理返回到S201。以后，直至交流电压判定单元433判定为对发送线圈15施加的交流电压达到了规定值为止，S201～S203的处理被反复。若交流电压判定单元433判定为对发送线圈15施加的交流电压达到了规定值(S203)，则处理结束。
图8是工作频率校正处理(S104)的细节的流程图。
首先，交流电压判定单元433判定以从电压检测电路16输入的电压检测信号表示的对发送线圈15施加的交流电压是否为规定值(S301)。由于发送线圈15和接收线圈21间的距离不改变而从执行了供电开始处理时起，耦合度k未变化，因此在被判断是交流电压为规定值未变化(S301)的情况下，处理结束。
若被判定为交流电压与规定值不同(S301)，则工作频率校正单元434将表示使工作频率fs向低的方向变化预定量的控制信号输出到开关元件12-1、12-2(S302)。接着，变化电压判定单元435判定以从电压检测电路16输入的电压检测信号表示的对发送线圈15施加的交流电压是否上升了(S303)。若发送线圈15和接收线圈21之间的距离变宽，则耦合度k变小。耦合度k变小，若阻抗的频率特性如图9所示从曲线图310变化为曲线图311所示，则第2谐振频率fp2从由箭头C所示的频率移动到由箭头D所示的频率。通过第2谐振频率fp2从以箭头C所示的位置移动到比箭头C所示的频率更低的频率即以箭头D表示的频率，在供电开始处理中判定为交流电压达到了规定值的频率的阻抗变大，因此交流电压比规定值变低。在图9中，如以箭头B所示，由于在供电开始处理中被判定为交流电压达到了规定值时的交流电压变得比规定值低，因此，在使工作频率fs降低时，交流电压可上升。以后，直至交流电压判定单元433判定为施加到发送线圈15的交流电压达到了规定值为止，S302～S304的处理被反复。若交流电压判定单元433判定为对发送线圈15施加的交流电压达到了规定值(S304)，则处理结束。
发送线圈15和接收线圈21之间的距离变窄，耦合度k变大。耦合度k变大，若阻抗的频率特性如图10所示从曲线图320至曲线图321所示那样变化，则第2谐振频率fp2从箭头E所示的频率移动至箭头F所示的频率。通过第2谐振频率fp2从箭头E所示的位置移动至比以箭头E所示的频率更高的频率即以箭头F所示的频率，在图10中以箭头B所示的供电开始处理中被判定为交流电压达到了规定值的频率比第2谐振频率fp2更低。即，在供电开始处理被判定为交流电压达到了规定值的频率，从电感区域移动到电容区域。在供电开始处理中被判定为交流电压达到了规定值的频率从电感区域移动到电容区域，因此，若工作频率校正单元434使工作频率fs向低的方向变化预定量(S302)，则交流电压下降。在S303中，变化电压判定单元435判定为以从电压检测电路16输入的电压检测信号表示的施加到发送线圈15的交流电压下降了(S303)。接着，工作频率初始化单元436将表示使工作频率fs恢复到图10中以箭头A所示的初始频率fi的控制信号输出到开关元件12-1、12-2(S305)。与图6所示的S102～S103的处理同样，直至交流电压判定单元433判定为对发送线圈15施加的交流电压达到了规定值为止，S306～S2307的处理被反复。若交流电压判定单元433判定为对发送线圈15施加的交流电压达到了规定值(S203)，处理结束。
如以上说明那样，在以非接触方式向受电装置进行电力传输的供电装置中，该非接触供电装置监视对发送线圈施加的交流电压，向该交流电压变高的方向，调节提供给包含发送线圈的谐振电路的交流电力的工作频率。由此，该非接触供电装置不论发送线圈和接收线圈间的距离如何，都能够使工作频率接近该两个线圈间的谐振频率，因此能够抑制能量传输电力量的降低。另外，该非接触供电装置由于不需要查对供电装置和受电装置间的距离以及相互的位置关系，因此能够简单化，作为其结果，能够降低小型化以及制造成本。
另外，该非接触供电装置，在开始供电时，将工作频率设定为作为比供电电路的阻抗的频率特性的第2谐振频率的最大值高的频率的初始频率，缓慢降低工作频率而使交流电压上升。该非接触供电装置在开始供电时，将工作频率设定为作为比供电电路的阻抗的频率特性的第2谐振频率的最大值高的频率的初始频率，因此在可进行软开关的电感区域动作。该非接触供电装置由于在可进行软开关的电感区域动作，因此能够降低开关损耗。另外，该非接触供电装置在开始供电之后经过了预定的时间之后，通过将工作频率向低的方向进一步变化，发送线圈和接收线圈间根据发送线圈和接收线圈间的距离的变化而变化时也能够将交流电压维持期望的值。进而，该非接触供电装置在工作频率从电感区域变化到电容区域时也使工作频率恢复到初始频率，所以能够在电感区域进行软开关动作。
再有，根据变形例，电压检测电路16也可以检测对发送电容器14的两端子间施加的交流电压。发送电容器14和发送线圈15由于形成LC谐振电路，因此对发送电容器14施加的交流电压的相位和对发送线圈15施加的交流电压的相位相互错开90°，因此，对发送线圈15施加的交流电压越高，对发送电容器14施加的交流电压也越高。并且，对发送线圈15施加的交流电压的峰值、和对发送电容器14施加的交流电压的峰值相等。因此，电压检测电路16通过检测对发送电容器14施加的交流电压，能够间接地检测对发送线圈15施加的交流电压。
再有，此时，为了容易地进行对发送电容器14施加的交流电压的检测，发送电容器14也可以连接在发送线圈15的一端、和开关元件12-2的源极端子以及直流电源11的负极侧端子之间。并且，发送线圈15的另一端也可以与开关元件12-1的源极端子以及开关元件12-2的漏极端子直接连接。
另外，在非接触供电装置1中，若在工作频率校正处理中交流电压判定单元433判定为交流电压下降了，则初始频率设定单元431将工作频率fs恢复到初始频率fi。但是，在实施方式的非接触供电装置中，在判定为交流电压下降了时，工作频率fs也可以移动到电感区域的其中一个频率。
图11A是其他的实施方式的控制电路的内部框图，图11B是表示图11A所示的变更频率表的图，图12是图11A所示的控制电路的工作频率校正处理的流程图。
控制电路28配置具有变更频率表441的存储器电路44来代替存储器电路42的方面，与控制电路18不同。另外，控制电路28配置具有工作频率再设定单元456来代替工作频率初始化单元436的运算电路45来代替运算电路43的方面，与控制电路18不同。变更频率表441以及工作频率再设定单元456以外的控制电路28的构成要素的结构以及功能，由于具有与附加了同一标号的控制电路18的构成要素相同的结构以及功能，因此这里省略细节的说明。另外，图12所示的S401～S404以及S407～S408的处理是与图8所示的S301～S304以及S306～S307的处理相同的处理，因此这里省略细节的说明。
变更频率表441示出被判定为交流电压下降了(S403)时的交流电压、和位于电感区域且比初始频率fi更小的变更频率之间的关系。在一例中，变更频率也可以设为与规定值对应的频率的附近的电感区域的频率。如(1)式所示那样，阻抗的频率特性根据发送线圈15和接收线圈21间的耦合度k而唯一地确定，因此，变更频率根据被判定为交流电压下降了时的交流电压而唯一地确定。工作频率再设定单元456参照变更频率表441，将工作频率fs移动到与被判定为交流电压下降了(S403)时的交流电压对应的变更频率。若被判定为交流电压下降了(S403)，则工作频率再设定单元456参照变更频率表441，将工作频率fs设定为与被判定为交流电压下降了时的交流电压对应的变更频率(S405)。
进而，在供电装置2中，对发送谐振电路13提供交流电力的电力供给电路只要是能够可变地调节工作频率的电路，则也可以具有与上述的实施方式不同的电路结构。
这样，本领域技术人员在本发明的范围内，能够与所实施的方式匹配地进行各种变更。

Claims (5)

1.一种非接触供电装置，具有供电装置和以非接触方式从所述供电装置被电力传输的受电装置，该受电装置具有包含接收线圈的受电谐振电路，该非接触供电装置其特征在于，
所述供电装置具有：
供电谐振电路，具有电容器、和与所述电容器的一端连接、与所述接收线圈之间可电力传输的发送线圈；
电力供给电路，对所述供电谐振电路提供具有可调节的工作频率的交流电力；
电压检测电路，检测对所述发送线圈施加的交流电压；以及
控制电路，调节从所述电力供给电路提供的交流电力的所述工作频率，所述控制电路具有：
存储单元，存储比包含所述供电谐振电路以及所述受电谐振电路的供电电路的阻抗为极小值的哪一个谐振频率都高的初始频率；
初始频率设定单元，在开始对所述受电装置的非接触供电时，将所述工作频率设为所述初始频率；
工作频率变更单元，使所述工作频率向低的方向变化；以及
交流电压判定单元，判定所述交流电压是否达到了规定值，
在判定为所述交流电压达到了所述规定值时，所述工作频率变更单元结束使所述工作频率变化的处理。
2.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述控制电路还具有：
工作频率校正单元，在判定为所述交流电压达到了所述规定值之后经过了预定的时间后，使所述工作频率向低的方向进一步变化；
变化电压判定单元，判定变化后的所述交流电压是否比变化前的所述交流电压高；以及
工作频率再设定单元，在判定为变化后的所述交流电压比变化前的所述交流电压高时，将所述工作频率移动到比所述谐振频率的哪一个都高且为所述初始频率以下的变更频率。
3.如权利要求2所述的非接触供电装置，
所述变更频率为所述初始频率。
4.如权利要求2所述的非接触供电装置，
所述存储单元还存储了表示所述交流电压和所述变更频率的关系的变更频率表，
所述工作频率再设定单元参照所述变更频率表，将所述工作频率变更为所述变更频率。
5.一种非接触供电装置的控制方法，非接触供电装置具有供电装置和以非接触方式从所述供电装置被传输电力的受电装置，该受电装置具有包含接收线圈的受电谐振电路，该控制方法其特征在于，
该供电装置具有：
供电谐振电路，具有电容器、和与所述电容器的一端连接的发送线圈；
电力供给电路，对所述供电谐振电路提供具有可调节的工作频率的交流电力；
电压检测电路，检测对所述发送线圈施加的交流电压；以及
控制电路，调节从所述电力供给电路提供的交流电力的所述工作频率，
该非接触供电装置的控制方法
在开始对所述受电装置的非接触供电时，将比包含所述供电谐振电路以及所述受电谐振电路的供电电路的阻抗为极小值的哪一个2谐振频率都高的初始频率设为所述初始频率，
使所述工作频率向低的方向变化，
判定所述交流电压是否达到了规定值，
在被判定为所述交流电压达到了所述规定值时，结束使所述工作频率变化的处理。
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