CN111712991B - 非接触式供电装置 - Google Patents

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Abstract

非接触式供电装置(1)的受电装置(3)经由匝数比接收线圈(21)少的输出线圈(23)以及与输出线圈(23)连接的线圈(24)对通过谐振电路(20)接收到的电力进行获取并通过整流电路(25)进行整流，该谐振电路(20)具有接收来自送电装置(2)的发送线圈(14)的电力的接收线圈(21)和与接收线圈(21)并联连接的谐振电容器(22)。另一方面，非接触式供电装置(1)的送电装置(2)所具有的控制电路(17)控制从电力供给电路(10)向发送线圈(14)提供的交流电力的电压以及开关频率，使得非接触式供电装置继续进行恒定电压输出动作。

Description

非接触式供电装置
技术领域
本发明涉及非接触式供电装置。
背景技术
目前，正在研究一种不经由金属触点等而是通过空间来传输电力的所谓的非接触式供电(也称为无线供电)技术。
在非接触式供电中，电力传输效率由初级侧(送电侧)的线圈(以下称为发送线圈)与次级侧(受电侧)的线圈(以下称为接收线圈)间的耦合度k和作为谐振/共鸣强度的指标的Q值的乘积来表示。因此，为了提高电力传输效率，要求提高Q值。特别是在受电侧，在经由接收线圈和电容器并联谐振的谐振电路进行受电的情况下，为了提高Q值，还要求提高被传输的电力的电压。
然而，在被经由受电侧的谐振电路提供的电力驱动的载荷电路不需要高电压的情况下，需要在谐振电路与负载电路之间设置用于降低所提供的电力的电压的DC-DC转换器。然而，由于通过DC-DC转换器降低电压会产生电力损耗，因此根据用途而不优选。另一方面，提出了不使用DC-DC转换器，而是通过在受电侧设置包括与受电谐振线圈磁耦合的控制线圈的谐振抑制电路，监视输出电压，并通过由开关对控制线圈进行短路、断开的方法来抑制谐振动作，从而抑制输出电压的技术(例如，参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开第2015-65724号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1公开的技术中，非接触式供电装置通过受电侧中的控制线圈的短路和断开的切换来抑制谐振动作，因此难以提高功率因数。作为其结果，存在电力传输效率降低，或者被叠加在被传输的电力上的噪声增加的情况。
因此，本发明的目的在于提供能够抑制被传输的电力的电压，同时提高电力传输效率的非接触式供电装置。
用于解决课题的手段
作为本发明的一种方式，提供非接触式供电装置，其具有送电装置、以及从送电装置以非接触方式被传输电力的受电装置。在该非接触式供电装置中，送电装置具有：发送线圈，向受电装置提供电力；电力供给电路，对发送线圈提供交流电力，且能够调整被提供至发送线圈的交流电力的开关频率和电压；第一通信器，从受电装置接收表示非接触式供电装置是否正在进行恒定电压输出动作的判定信息；以及控制电路，根据判定信息，控制从电力供给电路被提供至发送线圈的交流电力的开关频率和电压。受电装置具有：谐振电路，具有接收来自送电装置的电力的接收线圈和与接收线圈并联连接的谐振电容器；输出线圈，配置为能够与接收线圈电磁耦合且具有比接收线圈的匝数少的匝数；整流电路，对经由接收线圈接收且从输出线圈输出的电力进行整流；线圈，连接于输出线圈和整流电路之间；电压检测电路，测量从整流电路输出的电力的输出电压从而求出该输出电压的测量值；第二通信器，能够与第一通信器进行通信；以及判定电路，基于输出电压的测量值，判定非接触式电源装置是否正在进行恒定电压输出动作，并使第二通信器发送包含判定信息的信号。
本发明的非接触式供电装置通过具有这种结构，能够抑制被传输的电力的电压，同时提高电力传输效率。
在该非接触式供电装置中，受电装置所具有的整流电路优选为同步整流电路。
由此，非接触式供电装置能够抑制由整流电路引起的电力损耗，作为其结果，能够进一步提高电力传输效率。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的非接触式供电装置的概略结构图。
图2是谐振电路、输出线圈以及与输出线圈连接的线圈的等效电路图。
图3是非接触式供电装置的等效电路图。
图4是表示本实施方式的非接触式供电装置的输出电压的频率特性的模拟结果的一例的图。
图5是表示在图4所示的模拟中，根据耦合度改变了施加至发送线圈的电压时的、输出电压的频率特性的模拟结果的一例的图。
图6是表示本实施方式的非接触式供电装置中的、与施加至发送线圈的交流电力有关的电流的相位相对于电压的相位的滞后的频率特性的图。
图7是变形例的电力供给电路的电路图。
图8是其他变形例的受电装置的整流平滑电路的结构图。
图9是表示非接触式供电装置的输出电压的频率特性与输入阻抗的频率特性之间的关系的一例的图。
图10是其他变形例的非接触式供电装置的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一实施方式的非接触式供电装置进行说明。在该非接触式供电装置中，受电侧的装置具有：接收线圈和电容器并联谐振的谐振电路；以及设置为能够与接收线圈电磁耦合的用于获取电力的输出线圈。并且，该非接触式供电装置通过使与谐振电路分开设置的输出线圈的匝数少于接收线圈的匝数来获取所接收的电力，从而能够抑制被传输的电力的电压，并提高Q值。进而，该非接触式供电装置通过在输出线圈与负载电路之间设置与输出线圈串联连接的线圈，从而能够进行恒定电压输出动作，并且通过在送电侧调整施加至发送线圈的电压和频率以进行恒定电压输出动作来提高功率因数，从而提高电力传输效率。
图1是本发明的一实施方式的非接触式供电装置的概略结构图。如图1所示，非接触式供电装置1具有送电装置2、以及从送电装置2经由空间以非接触方式被传输电力的受电装置3。送电装置2具有电力供给电路10、发送线圈14、通信器15、栅极驱动器16-1、16-2以及控制电路17。另一方面，受电装置3具有：包括接收线圈21和谐振电容器22的谐振电路20、输出线圈23、线圈24、整流平滑电路25、负载电路28、电压检测电路29、开关元件30、判定电路31以及通信器32。
首先，对送电装置2进行说明。
电力供给电路10向发送线圈14提供具有可调节的开关频率以及可调节的电压的交流电力。为此，电力供给电路10具有电源11、功率因数校正电路12以及四个开关元件13-1～13-4。
电源11提供具有预定纹波电压的电力。为此，电源11具有与商用的交流电源连接并用于对从该交流电源提供的交流电力进行整流的全波整流电路。
功率因数校正电路12将从电源11输出的电力的电压转换为与来自控制电路17的控制相应的电压并输出。为此，功率因数校正电路12例如具有：从电源11的正极侧端子开始依次串联连接的线圈L和二极管D；作为n沟道型MOSFET的开关元件SW，漏极端子连接于线圈L和二极管D之间，源极端子与电源11的负极侧端子连接；以及夹着二极管D而与开关元件SW并联连接的平滑电容器C。此外，开关元件SW的栅极端子与栅极驱动器16-1连接。进而，功率因数校正电路12具有在电源11的正极侧端子和负极侧端子之间串联连接的两个电阻R1、R2。该电阻R1、R2在二极管D和平滑电容器C之间，与平滑电容器C并联连接。并且，电阻R1和电阻R2之间的电压被控制电路17测量为表示从二极管D输出的电压。
通过由栅极驱动器16-1按照被控制电路17指示的占空比控制开关元件SW的闭合/断开且使得从二极管D输出的电流波形的轨迹与从电源11提供的电压的轨迹一致，从而功率因数校正电路12执行功率因数校正动作。并且，开关元件SW闭合的占空比越高，从二极管D输出的电压越高。
从二极管D输出的电压被平滑电容器C平滑，并经由四个开关元件13-1～13-4被提供至发送线圈14。
另外，功率因数校正电路12不限于上述结构，也可以具有能够通过来自控制电路17的控制对输出电压进行调整的其他结构。
四个开关元件13-1～13-4可以为例如n沟道型MOSFET。并且，四个开关元件13-1～13-4之中，开关元件13-1和开关元件13-2经由功率因数校正电路12串联连接于电源11的正极侧端子和负极侧端子之间。此外，在本实施方式中，开关元件13-1与电源11的正极侧连接，而开关元件13-2与电源11的负极侧连接。并且，开关元件13-1的漏极端子经由功率因数校正电路12与电源11的正极侧端子连接，开关元件13-1的源极端子与开关元件13-2的漏极端子连接。此外，开关元件13-2的源极端子经由功率因数校正电路12与电源11的负极侧端子连接。进而，开关元件13-1的源极端子以及开关元件13-2的漏极端子与发送线圈14的一端连接，开关元件13-2的源极端子经由开关元件13-4与发送线圈14的另一端连接。
同样，四个开关元件13-1～13-4之中，开关元件13-3和开关元件13-4与开关元件13-1和开关元件13-2并联，且经由功率因数校正电路12串联连接于电源11的正极侧端子与负极侧端子之间。此外，开关元件13-3连接于电源11的正极侧，而开关元件13-4连接于电源11的负极侧。并且，开关元件13-3的漏极端子经由功率因数校正电路12，与电源11的正极侧端子连接，开关元件13-3的源极端子与开关元件13-4的漏极端子连接。此外，开关元件13-4的源极端子经由功率因数校正电路12，与电源11的负极侧端子连接。进而，开关元件13-3的源极端子以及开关元件13-4的漏极端子连接于发送线圈14的另一端。
此外，各个开关元件13-1～13-4的栅极端子经由栅极驱动器16-2连接于控制电路17。进而，各个开关元件13-1～13-4的栅极端子也可以分别经由电阻而与元件自身的源极端子连接，以保证在施加了使其闭合的电压时使该开关元件闭合。并且，对于各个开关元件13-1～13-4，可以按照来自控制电路17的控制信号，通过能够调整的开关频率对闭合/断开进行切换。在本实施方式中，关于开关元件13-1和开关元件13-4的组以及开关元件13-2和开关元件13-3的组，其闭合/断开被交替切换，使得在开关元件13-1和开关元件13-4闭合的期间，开关元件13-2和开关元件13-3断开，反之，在开关元件13-2和开关元件13-3闭合的期间，开关元件13-1和开关元件13-4断开。由此，从电源11经由功率因数校正电路12提供的直流电力被转换成具有各个开关元件的开关频率的交流电力，并被提供至发送线圈14。
并且，发送线圈14将从电力供给电路10提供的交流电力经由空间传输至受电装置3的谐振电路20。
通信器15每次从受电装置3的通信器32接收无线信号时，都从该无线信号中获取表示非接触式供电装置1是否正在进行恒定电压输出动作等的判定信息，并向控制电路17输出该判定信息。为此，为了与受电装置3的通信器32进行通信，通信器15具有例如依照预定的无线通信标准来接收无线信号的天线、以及对该无线信号进行解调的通信电路。另外，预定的无线通信标准能够设为例如ISO/IEC 15693、ZigBee(注册商标)或者蓝牙(注册商标)。
栅极驱动器16-1从控制电路17接收用于对功率因数校正电路12的开关元件SW的闭合/断开进行切换的控制信号，并根据该控制信号，改变施加至开关元件SW的栅极端子的电压。即，当栅极驱动器16-1受到使开关元件SW闭合的控制信号时，向开关元件SW的栅极端子施加使开关元件SW闭合的相对较高的电压。另一方面，当栅极驱动器16-1受到使开关元件SW断开的控制信号时，向开关元件SW的栅极端子施加使开关元件SW断开的相对较低的电压。由此，栅极驱动器16-1在被控制电路17指示的定时对功率因数校正电路12的开关元件SW的闭合/断开进行切换。
栅极驱动器16-2从控制电路17接收对各个开关元件13-1～13-4的闭合/断开进行切换的控制信号，并根据该控制信号，改变施加至各个开关元件13-1～13-4的栅极端子的电压。即，当栅极驱动器16-2受到使开关元件13-1和开关元件13-4闭合的控制信号时，向开关元件13-1的栅极端子和开关元件13-4的栅极端子施加使开关元件13-1和开关元件13-4闭合的相对较高的电压。由此，使得来自电源11的电流经由开关元件13-1、发送线圈14以及开关元件13-4流动。另一方面，当栅极驱动器16-2受到使开关元件13-1和开关元件13-4断开的控制信号时，向开关元件13-1的栅极端子和开关元件13-4的栅极端子施加使开关元件13-1和开关元件13-4断开并使得来自电源11的电流不流过开关元件13-1和开关元件13-4的、相对较低的电压。栅极驱动器16-2针对开关元件13-2和开关元件13-3也同样对施加至栅极端子的电压进行控制。因此，当开关元件13-1和开关元件13-4断开且开关元件13-2和开关元件13-3闭合时，来自电源11的电流经由开关元件13-3、发送线圈14和开关元件13-1流动。
控制电路17具有例如非易失性存储器电路和易失性存储器电路、运算电路以及用于与其他电路连接的接口电路。并且，控制电路17每次从通信器15收到判定信息时，根据该判定信息来控制从电力供给电路10提供至发送线圈14的交流电力的开关频率和电压。
为此，在本实施方式中，控制电路17控制各个开关元件13-1～13-4，使得开关元件13-1和开关元件13-4的组与开关元件13-2和开关元件13-3的组交替地闭合，且使在与开关频率对应的一个周期内开关元件13-1和开关元件13-4的组闭合的期间与开关元件13-2和开关元件13-3的组闭合的期间相等。另外，为了防止开关元件13-1和开关元件13-4的组以及开关元件13-2和开关元件13-3的组同时闭合导致电源11短路，控制电路17在对开关元件13-1和开关元件13-4的组以及开关元件13-2和开关元件13-3的组的闭合/断开进行切换时，也可以设置使双方的开关元件组都断开的空载时间(Dead time)。
此外，控制电路17参照参照表，选择与开关频率相应的占空比，该参照表表示开关频率与以该开关频率进行恒定电压输出的与施加至发送线圈14的电压相当的、功率因数校正电路12的开关元件SW的闭合/断开控制的占空比之间的关系。并且，控制电路17根据该占空比和来自功率因数校正电路12的二极管D的输出电压的变化来决定对开关元件SW的闭合/断开进行切换的定时，并向栅极驱动器16-1输出表示该定时的控制信号。
进而，假设在通信器15无法接收来自受电装置3的无线信号的情况下，受电装置3不存在于能够从送电装置2接受电力供给的位置，即送电装置2处于待机状态。因此在这种情况下，控制电路17也可以将开关元件SW的闭合/断开控制的占空比设为能够设定的最小值。由此，在送电装置2处于待机状态的期间，被施加至发送线圈14的电压也成为能够设定的最小值，因此抑制了能量损耗。
另外，关于控制电路17对开关频率以及施加至发送线圈14的电压进行的控制的细节，将在后文描述。
接下来，对受电装置3进行说明。
谐振电路20是由彼此并联连接的接收线圈21和谐振电容器22构成的LC谐振电路。
接收线圈21通过与在送电装置2的发送线圈14上流动的交流电流谐振，从而从发送线圈14接收电力。并且，接收到的电力经由被配置成能够与接收线圈21电磁耦合的输出线圈23被获取。另外，接收线圈21的匝数与送电装置2的发送线圈14的匝数可以相同，或者也可以不同。
谐振电容器22的一端与接收线圈21的一端连接，另一端与接收线圈21的另一端连接。并且，谐振电容器22与接收线圈21一并构成并联谐振的谐振电路，从而能够接收从发送线圈14传输的电力。
输出线圈23被配置成能够与谐振电路20的接收线圈21电磁耦合。例如，输出线圈23和接收线圈21缠绕在同一芯线上。因此，输出线圈23与接收线圈21一并构成变压器，从而能够从输出线圈23获取在接收线圈21接收的电力。并且，输出线圈23的一端经由线圈24被连接于整流平滑电路25的一个输入端子。此外，输出线圈23的另一端与整流平滑电路25的另一个输入端子连接。从而，从输出线圈23获取的电力经由线圈24和整流平滑电路25被提供至负载电路28。
图2是谐振电路20、输出线圈23以及线圈24的等效电路图。如等效电路200所示，由于谐振电路20的接收线圈21和输出线圈23作为变压器工作，因此谐振电路20、输出线圈23以及线圈24等效于在谐振电路20的一端与负载电路28的一端之间连接线圈24，且谐振电路20的另一端与负载电路28的另一端被连接的电路。
如谐振电路20那样，在接收线圈21和谐振电容器22并联谐振的情况下，等效电路200的Q值由以下公式表示。
其中，Ce是等效电路200的电容，Le是等效电路200的电感，Re是等效电路200的电阻。其中，若设谐振电路20的接收线圈21的匝数与输出线圈23的匝数之比为1：n、线圈24的电感为L、负载电路28的电阻为R，则在等效电路200中，线圈24的等效电感成为n2*L，负载电路28的等效电阻成为n2*R。从而，对于实际的负载电路28的电阻，在评价Q值时的电阻Re成为n2*R。另一方面，从输出线圈23获取的电力的电压成为在谐振电路20中接收到的电力的电压的1/n。进而，设流过负载电路28的电流为I，则从输出线圈23获取的电力的电压为R*I即可。因此，从输出线圈23获取的电压成为与负载电路28的电阻本身成正比的值。从而，如果n大于1，则即使获取的电力的电压低，也能够提高Q值。因此，在本实施方式中，输出线圈23以及接收线圈21被构成为，输出线圈23的匝数少于接收线圈21的匝数。
线圈24连接于谐振电路20和整流平滑电路25之间。在本实施方式中，线圈24其一端与输出线圈23连接，另一端与整流平滑电路25连接，从而与输出线圈23串联。并且，线圈24向整流平滑电路25输出来自输出线圈23的电力。另外，通过设置该线圈24，抑制了接收到的电力的高次谐波分量。
整流平滑电路25是整流电路的一例，具有包括桥式连接的四个二极管的全波整流电路26以及平滑电容器27，对经由谐振电路20接收且经由输出线圈23和线圈24输出的电力进行整流并进行平滑，从而转换为直流电力。并且，整流平滑电路25将该直流电力输出至负载电路28。
电压检测电路29在每个预定周期对整流平滑电路25的两个端子之间的输出电压进行测量。由于整流平滑电路25的两个端子之间的输出电压与输出线圈23的输出电压一一对应，因此整流平滑电路25的两个端子之间的输出电压的测量值间接地成为输出线圈23的输出电压的测量值。电压检测电路29能够设为例如能够检测直流电压的各种公知的电压检测电路中的任一种。并且，电压检测电路29向判定电路31输出表示其输出电压的测量值的电压检测信号。
开关元件30例如为MOSFET，连接于整流平滑电路25和负载电路28之间。开关元件30设置为若断开则电流不从整流平滑电路25流向负载电路28，而若闭合则使电流从整流平滑电路25流向负载电路28。
对于从电压检测电路29受到的输出电压的测量值，判定电路31判定该输出电压的测量值是否落入正在进行恒定电压输出动作时的电压的容许范围内。并且，判定电路31向通信器32通知该判定结果。另外，优选将电压的容许范围的上限设定为上述上限阈值以下。
为此，判定电路31具有例如对电压的容许范围进行存储的存储器电路、将输出电压的测量值与电压的容许范围进行比较的运算电路、以及用于控制开关元件30的闭合/断开的控制电路。
在输出电压的测量值超出电压的容许范围的期间，判定电路31以预定周期对开关元件30的闭合/断开进行切换。由此，以该预定周期，包括与整流平滑电路25连接的负载电路28在内的整个电路的电阻值发生变化。从而，判定电路31通过一边对开关元件30的闭合/断开进行切换，一边判定输出电压的测量值是否大致恒定，从而能够判定非接触式供电装置1是否正在进行恒定电压输出动作。因此，即使以预定周期对开关元件30的闭合/断开进行切换，在输出电压的测量值大致恒定的期间，判定电路31也会向通信器32通知非接触式供电装置1正在进行恒定电压输出动作。
此外，在输出电压的测量值为恒定的期间比预定周期长的期间，非接触式供电装置1正在进行恒定电压输出动作的情况下，判定电路31停止对开关元件30的闭合/断开的切换，维持闭合状态。并且，判定电路31判定输出电压的测量值是否落入电压的容许范围内，并向通信器32通知其判定结果。
此时，在输出电压的测量值为恒定的期间比预定周期长的期间，且落入电压的容许范围内的情况下，判定电路31向通信器32通知表示非接触式供电装置1正在进行恒定电压输出动作且输出电压的测量值在电压的容许范围内的判定结果。
另外，根据变形例，判定电路31也可以具有相对于整流平滑电路25而与负载电路28并联连接的电阻。这种情况下，开关元件30也可以设置成与该电阻串联且与负载电路28并联。这种情况下，在输出电压的测量值落入电压的容许范围内的期间，判定电路31使开关元件30断开。另一方面，若输出电压的测量值超出电压的容许范围，则与上述实施方式同样地，判定电路31以预定周期对开关元件30的闭合/断开进行切换即可。根据该变形例，即使在非接触式供电装置1并非正在进行恒定电压输出动作的情况下，也继续向负载电路28供给电力。
根据其他变形例，也可以设置与上述电阻并联且与负载电路28串联的MOSFET，即第二开关元件。这种情况下，在输出电压的测量值落入电压的容许范围内的期间，判定电路31使第二开关元件闭合，从而能够向负载电路28供给电力。另一方面，若输出电压的测量值超出电压的容许范围，则判定电路31也可以使第二开关元件断开从而停止向负载电路28电力供给。由此，在送电装置2中，在开关频率被调整的期间内，即使接收到的电力的电压变得过高，也可以防止该过高的电压被施加至负载电路28。
在每个预定发送周期，通信器32根据从判定电路31收到的判定结果，生成包含表示非接触式供电装置1是否正在进行恒定电压输出动作以及输出电压的测量值是否落入电压的容许范围内的判定信息的无线信号，并向送电装置2的通信器15发送该无线信号。为此，为了能够与送电装置2的通信器15进行通信，通信器32具有例如依照预定的无线通信标准生成无线信号的通信电路、以及输出该无线信号的天线。另外，与通信器15同样地，预定的无线通信标准可以是例如ISO/IEC15693，ZigBee(注册商标)或者蓝牙(注册商标)。
下面，对非接触式供电装置1的动作的细节进行说明。
在本实施方式中，送电装置2的控制电路17基于从通信器15收到的判定信息对从电力供给电路10提供至发送线圈14的交流电力的开关频率和电压进行调整，使得非接触式供电装置1继续进行恒定电压输出动作。
在此，本实施方式的非接触式供电装置不利用送电侧的谐振。因此，非接触式供电装置1的输出电压的频率特性类似于：在设置了相对于受电侧的谐振电路的线圈串联连接的电抗器的、所谓的SPL方式的非接触式供电装置中，增大与发送线圈串联连接的电容器的静电电容，且降低了送电侧的谐振电路的谐振频率时的输出电压的频率特性。
图3是非接触式供电装置1的等效电路图。在该等效电路300中，设为送电侧的发送线圈14和受电侧的谐振电路20的接收线圈21耦合从而形成m：1的理想变压器。Lr和Lm是送电侧的发送线圈14的漏感和励磁电感。另外，送电侧的发送线圈14的电感Lp等于(Lm+Lr)，若设发送线圈14与接收线圈21之间的耦合度为k，则Lr＝(1-k)Lp、Lm＝kLp。另外，Ri是送电侧的绕组电阻值，Ris是受电侧的绕组电阻值。Cp是受电侧的谐振电路20中的与接收线圈21并联连接的谐振电容器22的静电电容。Lop是与接收线圈21串联连接的线圈24的电感。并且，Rac是负载电路28的交流等效电阻值，由Rac＝(8/π2)*(n2*Ro)表示。另外，Ro是负载电路28的电阻值，n是接收线圈21的匝数与输出线圈23的匝数之比。
图4是表示本实施方式的非接触式供电装置1的输出电压的频率特性的模拟结果的一例的图。在图4中，横轴表示频率，纵轴表示输出电压。另外，在该模拟中，设Lp＝174μH、Cp＝20nF、Lop＝3Lp、Ri＝Ris＝0.3Ω、n＝1、Vin＝200V、Rac＝162.1Ω。图表401表示设耦合度k＝0.15、负载电路28的交流等效电阻值为Rac时的输出电压的频率特性。此外，图表402表示设耦合度k＝0.15、负载电路28的交流等效电阻值为(10*Rac)时的输出电压的频率特性。此外，图表403表示设耦合度k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为Rac时的输出电压的频率特性。此外，图表404表示设耦合度k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为(10*Rac)时的输出电压的频率特性。进而，图表405表示设耦合度k＝0.6、负载电路28的交流等效电阻值为Rac时的输出电压的频率特性。此外，图表406表示设耦合度k＝0.6、负载电路28的交流等效电阻值为(10*Rac)时的输出电压的频率特性。
如图4所示，在耦合度k不变的条件下，输出电压即使负载电路28的交流等效电阻值发生变化也成为大致恒定(即，成为恒定电压输出)的、频率和输出电压的组合按每个耦合度(如图中的三个点411至413)而存在。从而可知，即使向发送线圈14施加具有发送线圈14不谐振的开关频率的交流电力，对于负载电路28的电阻值的变化，也可以使非接触式供电装置1进行恒定电压输出动作。进而，如点411～413所示，对于负载电路28的电阻值的波动，虽然成为恒定电压输出时的输出电压根据耦合度的不同而彼此不同，但是对于该输出电压的差，能够通过调节施加至发送线圈14的电压，使输出电压大致恒定，而与耦合度无关。
图5是表示在图4所示的模拟中根据耦合度而使施加至发送线圈14的电压发生变化时的、输出电压的频率特性的模拟结果的一例的图。在图5中，横轴表示频率，纵轴表示输出电压。图表501表示设耦合度k＝0.15、负载电路28的交流等效电阻值为Rac、施加至发送线圈的电压为Vin时的输出电压的频率特性。此外，图表502表示设耦合度k＝0.15、负载电路28的交流等效电阻值为(10*Rac)、施加至发送线圈的电压为Vin时的输出电压的频率特性。此外，图表503表示设耦合度k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为Rac、施加至发送线圈的电压为(0.47*Vin)时的输出电压的频率特性。此外，图表504表示设耦合度为k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为(10*Rac)、施加至发送线圈的电压为(0.47*Vin)时的输出电压的频率特性。进而，图表505表示设耦合度k＝0.6、负载电路28的交流等效电阻值为Rac、施加至发送线圈的电压为(0.19*Vin)时的输出电压的频率特性。此外，图表506表示设耦合度k＝0.6、负载电路28的交流等效电阻值为(10*Rac)、施加至发送线圈的电压为(0.19*Vin)时的输出电压的频率特性。
在与图4所示的点411～413对应的、耦合度k不变的条件下，输出电压即使负载电路28的交流等效电阻值发生变化也成为大致恒定(即，成为恒定电压输出)的、频率与输出电压的组合为点511～513这三种。并且，点511～513各自的输出电压大致彼此相等。
综上可知，即使负载电路28的电阻值和耦合度中的任一个发生波动，都可以通过适当地调节施加至发送线圈14的交流电力的开关频率和电压来使输出电压保持大致恒定。
因此，为了实现恒定电压输出动作，控制电路17按照以下方式对施加至发送线圈14的交流电力的开关频率和电压进行控制。
从受电装置3经由通信器15接收到的无线信号中所包含的判定信息中，表示非接触式供电装置1并非正在进行恒定电压输出动作的情况下，控制电路17使交流电力的开关频率在预定的频域内发生变化。预定的频域可以设为例如如下频域：将在进行从送电装置2向受电装置3的供电时的、发送线圈14和接收线圈21之间的假定的耦合度的最小值中成为恒定电压输出的频率设为下限，并将发送线圈14和接收线圈21之间的假定的耦合度的最大值中成为恒定电压输出的频率设为上限。
控制电路17在使开关频率发生变化时，也可以按照预定的频域的下限至上限的顺序来提高开关频率，或者，反之，也可以按照预定的频域的上限降至下限的顺序来降低开关频率。此时，优选控制电路17使开关频率发生阶梯式变化，使得比判定电路31对开关元件30的闭合和断开进行切换的周期更长的期间内保持相同的开关频率，使得受电装置3的判定电路31能够判定输出电压是否成为大致恒定。
另外，优选控制电路17在对开关频率进行调整的期间使施加至发送线圈14的电压降低至下限电压。由此，抑制了被提供至受电装置3的电力的电压变得过高的情况。
若从受电装置3经由通信器15接收到的无线信号中所包含的判定信息中，表示虽然输出电压的测量值不落入电压的容许范围内，但是负载电路28的电阻即使发生变化也大致恒定，即表示正在进行恒定电压输出动作，则此后控制电路17使开关频率保持恒定。而且接下来，控制电路17参照表示开关频率与在该开关频率中与耦合度无关地成为恒定的电压输出的、功率因数校正电路12的开关元件SW的闭合/断开控制的占空比之间的关系的参照表，决定该占空比。并且，控制电路17控制栅极驱动器16-1，以使按照该占空比对功率因数校正电路12的开关元件SW的闭合/断开进行切换。由此，调整被施加至发送线圈14的电压，使得来自输出线圈23的输出电压落入电压的容许范围内，即与耦合度无关地输出恒定的电压。并且，若从受电装置3经由通信器15收到的无线信号中所包含的判定信息中表示输出电压的测量值落入电压的容许范围内，则控制电路17使被提供至发送线圈14的交流电力的开关频率以及电压保持恒定。
另外，控制电路17也可以逐渐改变占空比直到从受电装置3经由通信器15收到的无线信号中所包含的判定信息中表示输出电压的测量值落入电压的容许范围内为止，来代替参照上述参照表来决定占空比。
此外，为了提高能量传输效率，优选送电装置2的电力供给电路10和发送线圈14相继进行软开关(感应性)动作。为了使电力供给电路10和发送线圈14进行软开关动作，优选使流过发送线圈14的电流的相位滞后于被施加的电压的相位。由此，例如在开关元件13-1和开关元件13-4闭合时，电流从开关元件13-1的源极端子流向漏极端子，因此电力供给电路10和发送线圈14进行软开关动作，抑制开关损耗的发生。
图6是表示本实施方式的非接触式供电装置1中的、电流的相位相对于被施加至发送线圈14的交流电力的电压的相位的滞后的频率特性的图。在图6中，横轴表示频率，纵轴表示相位。另外，在该图中，在相位具有正值时，表示电流的相位相对于电压的相位存在滞后。图表601表示设耦合度k＝0.15、负载电路的交流等效电阻值为Rac时的相位的滞后的频率特性。此外，图表602表示设耦合度k＝0.15、负载电路的交流等效电阻值为(10*Rac)时的相位的滞后的频率特性。此外，图表603表示设耦合度k＝0.3、负载电路的交流等效电阻值为Rac时的相位的滞后的频率特性。此外，图表604表示设耦合度为k＝0.3、负载电路的交流等效电阻值为(10*Rac)时的相位的滞后的频率特性。进而，图表605表示设耦合度k＝0.6、负载电路的交流等效电阻值为Rac时的相位的滞后的频率特性。此外，图表606表示设耦合度k＝0.6、负载电路的交流等效电阻值为(10*Rac)时的相位的滞后的频率特性。
如图表601至606所示，可知在包括与图5所示的点511至513对应的频率的频域内，即在使非接触式供电装置1进行恒定电压输出动作的频域内，对于成为恒定电压输出动作的耦合度和频率的组合，相位的滞后具有正值。从而，可知本实施方式的非接触式供电装置1能够使电力供给电路10和发送线圈14进行软开关动作。
如上面说明的那样，该非接触式供电装置获取从配置为能够与受电装置的谐振电路的接收线圈电磁耦合的输出线圈被传输的电力。并且，在该非接触式供电装置中，输出线圈和接收线圈构成为使得接收线圈的匝数多于输出线圈的匝数。由此，即使降低了被传输的电力的电压，该非接触式供电装置也能够提高Q值。进而，该非接触式供电装置对在送电装置中被施加至发送线圈的交流电力的开关频率和电压进行控制，以抑制被传输的电力的损耗。从而，该非接触式供电装置能够降低被传输的电力的电压且提高电力传输效率。作为其结果，即使在向能够施加的电压的最大容许值不太高的负载电路提供电力的情况下，该非接触式供电装置也能够提高电力传输效率。
根据变形例，在送电装置2中，向发送线圈14提供交流电力的电力供给电路，只要能够对开关频率和施加至发送线圈14的电压进行可变调节的电路，也可以具有与上述实施方式不同的电路结构。
图7是变形例的电力供给电路的电路图。
图7所示的电力供给电路110具有电源11、功率因数校正电路12、两个开关元件13-1和开关元件13-2以及与发送线圈14串联连接的、用于直流阻断的电容器131。另外，在该变形例中，各个开关元件例如可以设为n沟道型MOSFET。此外，功率因数校正电路12也可以设为与上述实施方式中的功率因数校正电路12相同。
在该变形例中，开关元件13-1和开关元件13-2串联连接于电源11的正极侧端子与负极侧端子之间。此外，开关元件13-1连接于电源11的正极侧，而开关元件13-2连接于电源11的负极侧。并且，开关元件13-1的漏极端子经由功率因数校正电路12而连接于电源11的正极侧端子，开关元件13-1的源极端子连接于开关元件13-2的漏极端子。此外，开关元件13-2的源极端子经由功率因数校正电路12连接于电源11的负极侧端子。进而，开关元件13-1的源极端子以及开关元件13-2的漏极端子连接于发送线圈14的一端，开关元件13-2的源极端子经由电容器131而连接于发送线圈14的另一端。此外，各个开关元件的栅极端子与栅极驱动器16-2连接。
在该变形例中，栅极驱动器16-2按照来自控制电路的控制信号对开关元件13-1和开关元件13-2的闭合/断开交替进行控制即可。即，在开关元件13-1闭合且开关元件13-2断开时，电流从电源11经由功率因数校正电路12和开关元件13-1流向发送线圈14，从而电容器131被充电。另一方面，在开关元件13-1断开且开关元件13-2闭合时，电容器131放电，电流从电容器131经由发送线圈14和开关元件13-2流动。从而，在该变形例中，控制电路根据从受电装置3接收到的判定信息，经由栅极驱动器16-2来控制对开关元件13-1和开关元件13-2的闭合/断开进行切换的开关频率即可。
此外，在上述实施方式中，也可以与电力供给电路110同样地设置与发送线圈14串联连接的用于直流阻断的电容器。然而在这种情况下，也优选将电容器的静电电容设定为使得发送线圈14和电容器的谐振频率小于受电装置3的谐振电路20的谐振频率以及开关频率被调整的频率范围的下限频率，以使发送线圈14和电容器在开关频率被调整的频率范围内不作为谐振电路来动作。
进而，在上述实施方式或变形例中，为了减轻由整流平滑电路25引起的损耗，整流平滑电路25也可以构成为能够进行全波同步整流的同步整流电路。
图8是进一步的变形例的受电装置3的整流平滑电路25的结构图。该变形例的整流平滑电路25具有全桥状连接的四个开关元件251～254、平滑电容器255、两个电压检测电路256和257、控制电路258以及栅极驱动器259。
四个开关元件251～254例如能够设为n沟道型MOSFET。而且，四个开关元件251～254之中，开关元件251和开关元件252相互串联且相对于输出线圈23并联连接。开关元件251的源极端子经由线圈24与输出线圈23的一端连接，另一方面，开关元件252的源极端子与输出线圈23的另一端连接。并且，开关元件251的漏极端子与开关元件252的漏极端子相互连接。
同样地，开关元件253和开关元件254相互串联且相对于开关元件251和开关元件252并联连接。开关元件253的漏极端子经由线圈24与输出线圈23的一端连接，另一方面，开关元件254的漏极端子与输出线圈23的另一端连接。并且，开关元件253的源极端子和开关元件254的源极端子相互连接。
此外，各个开关元件251～254的栅极端子经由栅极驱动器259而与控制电路258连接。并且，各个开关元件251～254按照来自控制电路258的控制信号被切换闭合/断开。在本实施方式中，在输出线圈23的与线圈24连接的一侧的一端的电位高于输出线圈23的另一端的电位的情况下，在满足后述的条件时，开关元件251和开关元件254闭合，另一方面，开关元件252和开关元件253断开。反之，在输出线圈23的与线圈24连接的一侧的一端的电位低于输出线圈23的另一端的电位的情况下，在满足后述的条件时，开关元件252与开关元件253闭合的期间，开关元件251和开关元件254断开。由此，从输出线圈23提供的交流电力被转换成直流的纹波电压，同时被同步整流，并被平滑电容器255平滑后被提供至负载电路28。
电压检测电路256测量开关元件254的源极-漏极间的电压，并向控制电路258输出该测量值。同样地，电压检测电路257测定开关元件253的源极-漏极间的电压，并向控制电路258输出该测量值。另外，电压检测电路256和电压检测电路257也可以分别为能够求出对应的开关元件的源极-漏极间的电压的测量值的任意电路。
控制电路258对开关元件251～254的闭合/断开进行控制，使得整流平滑电路25进行同步整流动作。例如，控制电路258具有用于将电压的测量值与预定的基准值进行比较的比较电路、以及用于经由栅极驱动器259对开关元件251～254进行控制的控制电路。并且，控制电路258按照与LLC谐振转换器的次级侧中的同步整流方式相同的方式对开关元件251～254的闭合/断开进行控制即可。例如，若通过使电流开始流过开关元件254的体二极管(Body diode)，从而使电压检测电路256检测到的开关元件254的源极-漏极间电压成为预定的基准值以下，则控制电路258向栅极驱动器259输出使开关元件251和开关元件254闭合的控制信号。若接收到该控制信号，则栅极驱动器259使开关元件251和开关元件254闭合。另一方面，若电压检测电路256检测到的开关元件254的源极-漏极间电压大于预定的基准值，则控制电路258向栅极驱动器259输出使开关元件251和开关元件254断开的控制信号。若接收到该控制信号，则栅极驱动器259使开关元件251和开关元件254断开。同样地，若通过使电流开始流过开关元件253的体二极管，从而使电压检测电路257检测到的开关元件253的源极-漏极间电压成为预定的基准值以下，则控制电路258向栅极驱动器259输出使开关元件252和开关元件253闭合的控制信号。若接收到该控制信号，则栅极驱动器259使开关元件252和开关元件253闭合。另一方面，若电压检测电路257检测到的开关元件253的源极-漏极间电压大于预定的基准值，则控制电路258向栅极驱动器259输出使开关元件252和开关元件253断开的控制信号。若接收到该控制信号，则栅极驱动器259使开关元件252和开关元件253断开。由此，整流平滑电路25能够进行同步整流动作，从而减轻流过整流平滑电路25的电流引起的损耗。
此外，发明人发现，受电装置的负载电路的电阻值成为预先设定的值时，在上述实施方式的非接触式供电装置进行恒定电压输出动作的频率中，该非接触式供电装置的输入阻抗成为极小值。
图9是表示非接触式供电装置的输出电压的频率特性与输入阻抗的频率特性之间的关系的一例的图。在图9的上侧的图表中，横轴表示频率，纵轴表示输出电压。此外，在图9的下侧的图表中，横轴表示频率，纵轴表示输入阻抗。另外，在该模拟中，使用了与图4所示的模拟中使用的各电路元件的参数的值相同的值。在上侧的图表中，图表901(与图4中的图表403相同)表示设耦合度k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为Rac时的非接触式供电装置1的输出电压的频率特性。此外，图表902(与图4中的图表404相同)表示设耦合度k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为(10*Rac)时的非接触式供电装置1的输出电压的频率特性。此外，在下侧的图表中，图表911表示设耦合度k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为Rac时的非接触式供电装置1的输入阻抗的频率特性。进而，图表912表示设耦合度k＝0.3、负载电路28的交流等效电阻值为(100*Rac)时的非接触式供电装置1的输入阻抗的频率特性。
如图9所示，在非接触式供电装置1进行恒定电压输出动作的频率f0中，负载电路28的交流等效电阻值为Rac时的输入阻抗成为极小值。即，在频率f0中，流过发送线圈14的电流具有极大值。
因此，根据变形例，送电装置的控制电路也可以根据流过发送线圈的电流的频率特性来判定非接触式供电装置是否正在进行恒定电压输出动作。
图10是该变形例的非接触式供电装置的概略结构图。如图10所示，非接触式供电装置41具有送电装置42、以及从送电装置42经由空间以非接触的方式被传输电力的受电装置43。送电装置42具有电力供给电路50、发送线圈54、电容器55、电流检测电路56、通信器57、栅极驱动器58以及控制电路59。另一方面，受电装置43具有包括接收线圈61和谐振电容器62的谐振电路60、输出线圈63、线圈64、包括全波整流电路66和平滑电容器67的整流平滑电路65、负载电路68、电压检测电路69、开关元件70、判定电路71、固定负载电路72以及通信器73。
非接触式供电装置41与图1所示的非接触式供电装置1相比，送电装置42的区别在于：电力供给电路50的结构；具有电容器55以及电流检测电路56；具有一个栅极驱动器58；以及控制电路59的一部分控制。此外，受电装置43的区别在于具有固定负载电路72。因此，下面，对上述区别和相关部分进行说明。关于非接触式供电装置41的其他结构要素的细节，可以参照上述实施方式的对应的结构要素的说明。
电力供给电路50向发送线圈54提供具有可调节的开关频率和可调节的电压的交流电力。为此，电力供给电路50具有可变电压电源51、DC/DC转换器52和三个开关元件53-1～53-3。
可变电压电源51是提供直流电力且可以通过来自控制电路59的控制对该直流电力的电压进行调整的电源。另外，可变电压电源51也可以具有能够调整所提供的电压的各种电路结构中的任一种。在非接触式供电装置41正在进行恒定电压输出动作的期间，从可变电压电源51提供的直流电力经由开关元件53-1和53-2被转换为交流电力并被提供至发送线圈54。另一方面，在非接触式供电装置41被进行用于进行恒定电压输出动作的开关频率的调整的期间，从可变电压电源51提供的直流电力经由DC/DC转换器52和开关元件53-3被提供至发送线圈54。
DC/DC转换器52的输入端子与可变电压电源51的正极侧端子连接，DC/DC转换器52的输出端子经由二极管D和开关元件53-3与电容器55的一端连接。并且，DC/DC转换器52使从可变电压电源51提供的直流电力的电压降低至预定的电压(例如5V)。
在非接触式供电装置41被进行用于进行恒定电压输出动作的开关频率的调整的期间，从DC/DC转换器52输出的电压经由二极管D、开关元件53-3和电容器55被提供至发送线圈54。
开关元件53-1～53-3例如分别能够设为n沟道型MOSFET。开关元件53-1和开关元件53-2串联连接于可变电压电源51的正极侧端子和负极侧端子之间。此外，开关元件53-1连接于可变电压电源51的正极侧，另一方面，开关元件53-2连接于可变电压电源51的负极侧。并且，开关元件53-1的漏极端子与可变电压电源51的正极侧端子连接，开关元件53-1的源极端子与开关元件53-2的漏极端子连接。此外，开关元件53-1的源极端子以及开关元件53-2的漏极端子经由电容器55与发送线圈54的一端连接。进而，开关元件53-2的源极端子经由可变电压电源51的负极侧端子和电流检测电路56与发送线圈54的另一端连接。
此外，开关元件53-3的漏极端子与DC/DC转换器52的输出端子连接，开关元件53-3的源极端子经由电容器55与发送线圈54的一端连接。并且，各个开关元件的栅极端子与栅极驱动器58连接。
在非接触式供电装置41正在进行恒定电压输出动作的期间，栅极驱动器58按照来自控制电路59的控制信号使开关元件53-3保持断开。此外，栅极驱动器58按照来自控制电路59的控制信号，以成为恒定电压输出动作的开关频率对开关元件53-1和开关元件53-2的闭合/断开交替进行切换。即，在开关元件53-1闭合且开关元件53-2断开的情况下，随着电力从可变电压电源51经由开关元件53-1被提供至电容器55而电容器55被充电，电流流向发送线圈54。另一方面，在开关元件53-1断开且开关元件53-2闭合的情况下，电容器55放电，电流从电容器55流向发送线圈54。
此外，在非接触式供电装置41被进行用于进行恒定电压输出动作的开关频率的调整的期间，栅极驱动器58按照来自控制电路59的控制信号，使开关元件53-1保持断开，作为代替，按照来自控制电路59的控制信号，以开关频率对开关元件53-3和开关元件53-2的闭合/断开交替进行切换。
电容器55连接于发送线圈54和电力供给电路50之间。并且，电容器55通过各个开关元件的开关频率下的闭合/断开的切换来重复进行充电和放电，从而向发送线圈54提供具有开关频率的交流电力。另外，优选将电容器55的静电电容设定为使得发送线圈54和电容器55的谐振频率小于受电装置43的谐振电路60的谐振频率以及开关频率被调整的频率范围的下限频率，以使发送线圈54和电容器55在开关频率被调整的频率范围内不作为谐振电路动作。
电流检测电路56连接于发送线圈54和电力供给电路50之间，测量流过发送线圈54的电流。并且，电流检测电路56向控制电路59输出电流的测量值。另外，电流检测电路56也可以与相对于电流检测电路56串联连接的用于分流的电容器(未图示)一并，相对于发送线圈54，与电容器55并联连接。这种情况下，电流检测电路56能够间接地测量流过发送线圈54的电流。
另一方面，在通过电压检测电路69测量的、关于经由谐振电路60受电的、来自输出线圈63的输出电压的测量值保持在电压的容许范围内的期间，即在非接触式供电装置41正在进行恒定电压输出动作的期间，受电装置43的判定电路71使开关元件70闭合，使得来自输出线圈63的输出电压经由整流平滑电路65被提供至负载电路68。另一方面，在输出电压的测量值超出电压的容许范围的期间，判定电路71使开关元件70断开，使得来自输出线圈63的输出电压不被提供至负载电路68。
固定负载电路72相对于整流平滑电路65而与负载电路68并联连接，在被进行开关频率的调整的期间，向受电装置43提供与成为负载电路68的基准的负载(例如，图9所示的模拟的Rac)大致相等的负载。为此，固定负载电路72相对于整流平滑电路65而与负载电路68并联连接，且具有电阻R1，该电阻R1具有与成为负载电路68的基准的负载相应的电阻值。并且，电阻R1与n沟道型MOSFET即开关元件SW1串联连接。进而，固定负载电路72在整流平滑电路65的两个输出端子之间具有从正极侧开始依次串联连接的电阻R2和npn型双极晶体管即开关元件SW2。此外，电阻R2以及开关元件SW2与电阻R1并联连接。并且，开关元件SW1的栅极端子连接于电阻R2和开关元件SW2的一端(在本例中为集电极端子)之间。进而，开关元件SW2的基极端子经由电阻R3和反向偏置的齐纳二极管ZD而连接于整流平滑电路65的正极侧端子。
在非接触式供电装置41正在进行恒定电压输出动作的期间，来自输出线圈63的输出电压高于齐纳二极管ZD的击穿电压，作为其结果，电流经由齐纳二极管ZD和电阻R3被提供至开关元件SW2的基极端子，并且开关元件SW2闭合。其结果，被施加至开关元件SW1的栅极端子的电压降低，开关元件SW1断开。因此，电阻R1未被施加来自输出线圈63的输出电压。
另一方面，在非接触式供电装置41被进行用于进行恒定电压输出动作的开关频率的调整的期间，从DC/DC转换器52被提供至发送线圈54的电力的电压低，因此从送电装置42被提供至受电装置43的电力也降低。因此，来自输出线圈63的输出电压也降低，变得低于齐纳二极管ZD的击穿电压。其结果，开关元件SW2断开，随之，被施加至开关元件SW1的栅极端子的电压上升，开关元件SW1闭合。因此，来自输出线圈63的输出电压被施加至电阻R1。其结果，电阻R1所具有的固定的负载被提供至受电装置43。
下面，对该变形例的送电装置42的控制电路59的动作进行说明。与上述实施方式同样地，在非接触式供电装置41进行恒定电压输出动作的期间，控制电路59对电力供给电路50的可变电压电源51进行控制，以向发送线圈54提供具有与开关频率相应的电压的直流电压，使得来自受电装置43的输出线圈63的输出电压的测量值落入预定的容许范围内。此外，控制电路59经由栅极驱动器58使开关元件53-3保持断开，同时以进行恒定电压输出动作的开关频率对开关元件53-1和开关元件53-2的闭合/断开进行切换。
另一方面，在从受电装置43经由通信器57收到的无线信号中所包含的判定信息中，表示非接触式供电装置41并非处于恒定电压输出动作的情况下，控制电路59通过经由栅极驱动器58使开关元件53-1保持断开，并且对开关元件53-3和开关元件53-2的闭合/断开交替进行切换，从而使得电力从DC/DC转换器52被提供至发送线圈54。此外，控制电路59对可变电压电源51进行控制，使得从DC/DC转换器52被提供至发送线圈54的电压成为预定值。由此，控制电路59使从送电装置42被提供至受电装置43的电力降低直到电压被施加至受电装置43的固定负载电路72的电阻R1的程度。
并且，控制电路59一边使开关频率改变，一边监视由电流检测电路56测量的流过发送线圈54的电流的测量值，从而检测使该电流的测量值成为极大值的开关频率。流过发送线圈54的电流的测量值成为极大值的开关频率是如图9所示的频率f0即非接触式供电装置41的输入阻抗成为极小值的频率，即非接触式供电装置41进行恒定电压输出动作的频率。因此，若检测到流过发送线圈54的电流的测量值成为极大值的开关频率，则控制电路59以该开关频率，经由栅极驱动器58对开关元件53-1和53-2的闭合/断开进行控制，使得来自可变电压电源51的电力被提供至发送线圈54。此外，控制电路59使开关元件53-3断开。由此，控制电路59能够使非接触式供电装置41进行恒定电压输出动作。此外，如上述那样，控制电路59对电力供给电路50的可变电压电源51进行控制，以使具有与开关频率相应的电压的直流电压被提供至发送线圈54，使得来自受电装置43的输出线圈63的输出电压的测量值落入预定的容许范围内。
根据该变形例，送电装置的控制电路通过监视流过送电装置的发送线圈的电流，能够检测使非接触式供电装置进行恒定电压动作的开关频率。此外，如上述实施方式那样，该变形例的非接触式供电装置也能够一边降低被传输的电力的电压一边提高电力传输效率。作为其结果，即使在向能够施加的电压的最大容许值不太高的负载电路提供电力的情况下，非接触式供电装置也能够提高电力传输效率。
另外，同样在该变形例中，受电装置43的整流平滑电路65也可以是如图8所示的同步整流电路。
这样一来，本领域技术人员能够在本发明的范围内结合实施方式进行各种变更。
标号说明
1、41 非接触式供电装置
2、42 送电装置
10、110 电力供给电路
11 电源
12 功率因数校正电路
51 可变电压电源
52 DC/DC转换器
13-1～13-4、53-1～53-3 开关元件
14、54 发送线圈
55 电容器
56 电流检测电路
15、57 通信器
16-1、16-2、58 栅极驱动器
17、59 控制电路
3、43 受电装置
20、60 谐振电路
21、61 接收线圈
22、62 谐振电容器
23、63 输出线圈
24、64 线圈
25、65 整流平滑电路
26、66 全波整流电路
27、67 平滑电容器
28、68 负载电路
29、69 电压检测电路
30、70 开关元件
31、71 判定电路
72 固定负载电路
32、73 通信器
131 电容器
251～254 开关元件
255 平滑电容器
256、257 电压检测电路
258 控制电路
259 栅极驱动器

Claims (4)

1.一种非接触式供电装置，具有送电装置、以及从所述送电装置以非接触方式被传输电力的受电装置，其中，
所述送电装置具有：
发送线圈，向所述受电装置提供电力；
电力供给电路，对所述发送线圈提供交流电力，且能够调整被提供至所述发送线圈的交流电力的开关频率和电压；
第一通信器，从所述受电装置接收表示所述非接触式供电装置是否正在进行恒定电压输出动作的判定信息；以及
控制电路，根据所述判定信息，控制从所述电力供给电路被提供至所述发送线圈的所述交流电力的开关频率和电压，
所述受电装置具有：
谐振电路，具有接收来自所述送电装置的电力的接收线圈和与所述接收线圈并联连接的谐振电容器；
输出线圈，配置成能够与所述接收线圈电磁耦合且具有比所述接收线圈的匝数少的匝数；
整流电路，对经由所述接收线圈接收且从所述输出线圈输出的电力进行整流；
线圈，连接于所述输出线圈和所述整流电路之间；
电压检测电路，测量从所述整流电路输出的电力的输出电压从而求出该输出电压的测量值；
第二通信器，能够与所述第一通信器进行通信；以及
判定电路，基于所述输出电压的测量值，判定所述非接触式供电装置是否正在进行恒定电压输出动作，并使所述第二通信器发送包含所述判定信息的信号，
所述送电装置的所述电力供给电路具有：
功率因数校正电路，将从直流电源提供的直流电力的电压转换为与来自所述控制电路的控制相应的电压并输出；以及
直流交流转换电路，具有桥式连接的多个开关元件，通过所述多个开关元件各自的闭合和断开以与所述开关频率相应的周期被切换，将从所述功率因数校正电路输出的直流电力转换为具有所述开关频率、且具有与从所述功率因数校正电路输出的直流电力的电压对应的电压的所述交流电力，
所述送电装置的所述控制电路通过控制所述功率因数校正电路来控制从所述功率因数校正电路输出的直流电力的电压，并且，通过变更所述直流交流转换电路的所述多个开关元件的闭合和断开的切换周期来控制所述交流电力的所述开关频率。
2.如权利要求1所述的非接触式供电装置，其中，
所述整流电路是同步整流电路。
3.一种非接触式供电装置，具有送电装置、以及从所述送电装置以非接触方式被传输电力的受电装置，其中，
所述送电装置具有：
发送线圈，向所述受电装置提供电力；
电力供给电路，对所述发送线圈提供交流电力，且能够调整被提供至所述发送线圈的交流电力的开关频率和电压；
第一通信器，从所述受电装置接收表示所述非接触式供电装置是否正在进行恒定电压输出动作的判定信息；以及
控制电路，根据所述判定信息，控制从所述电力供给电路被提供至所述发送线圈的所述交流电力的开关频率和电压，
所述受电装置具有：
谐振电路，具有接收来自所述送电装置的电力的接收线圈和与所述接收线圈并联连接的谐振电容器；
输出线圈，配置成能够与所述接收线圈电磁耦合且具有比所述接收线圈的匝数少的匝数；
整流电路，对经由所述接收线圈接收且从所述输出线圈输出的电力进行整流；
线圈，连接于所述输出线圈和所述整流电路之间；
电压检测电路，测量从所述整流电路输出的电力的输出电压从而求出该输出电压的测量值；
第二通信器，能够与所述第一通信器进行通信；以及
判定电路，基于所述输出电压的测量值，判定所述非接触式供电装置是否正在进行恒定电压输出动作，并使所述第二通信器发送包含所述判定信息的信号，
所述恒定电压输出动作是即使与所述受电装置的所述整流电路连接的负载电路的电阻值发生波动，所述输出电压也成为恒定电压的动作。
4.如权利要求3所述的非接触式供电装置，其中，
所述受电装置的所述判定电路具有连接于所述整流电路与所述负载电路之间的开关元件，并通过一边对所述判定电路的所述开关元件的闭合和断开进行切换，一边判定所述输出电压的测量值是否大致恒定，从而判定所述非接触式供电装置是否正在进行所述恒定电压输出动作。
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