JP2013051864A - 送電装置および非接触型電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を回避しつつ短時間で整合状態に移行させる。
【解決手段】交流信号を発生する信号発生部、交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナ１２、および信号発生部と送信アンテナ１２との間に配設された第１整合部１３を有する送電装置２であって、第１整合部１３は、アノード端子を基準としてカソード端子に印加される制御電圧Ｖｓａ１に応じて静電容量値を変化させるダイオード３１ａ，３２ａからなるダイオード回路ＤＣａを有する可変コンデンサ回路１３ａ、およびアノード端子を基準としてカソード端子に印加される制御電圧Ｖｓｂ１に応じて静電容量値を変化させるダイオード３１ｂ，３２ｂからなるダイオード回路ＤＣｂを有する可変コンデンサ回路１３ｂを備え、処理部が、制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を制御して各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値を変更することにより、信号発生部と送信アンテナ１２とを整合させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、磁気共鳴を利用して受電装置へ電力を伝送する送電装置、およびこの送電装置および受電装置を有する非接触型電力伝送システムに関するものである。

この種の非接触型電力伝送システムとして、本願出願人は、下記特許文献１に開示された非接触型電力伝送システムを既に提案している。この非接触型電力伝送システムは、交流信号を発生する信号発生部、および交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナを有する送電装置と、電磁場によって誘導電圧を発生する受信アンテナ、および誘導電圧に基づいて負荷に供給する電圧を生成する電圧生成部を有する受電装置とを備えた非接触型電力伝送システムであって、送電装置には、信号発生部と送信アンテナとの間に可変コンデンサで構成された第１整合部が配設され、受電装置には、受信アンテナと電圧生成部との間に可変コンデンサで構成された第２整合部が配設されている。また、第１整合部を制御して信号発生部と送信アンテナとを整合させる第１処理を実行する第１処理部を備えると共に、第２整合部を制御して受信アンテナと電圧生成部とを整合させる第２処理とを実行する第２処理部を備えている。

この非接触型電力伝送システムでは、第１処理部が、受電装置の存在を検出したときに、第１整合部の可変コンデンサの静電容量値を制御して信号発生部と送信アンテナとを整合状態に移行させると共に、第１処理部が、第２整合部の可変コンデンサの静電容量値を制御して受信アンテナと電圧生成部とを整合状態に移行させる。したがって、この電力伝送システムによれば、送電装置に対して受電装置が様々な距離に配置されたとしても、送電装置だけでなく、受電装置についても、常に送電装置および受電装置間の距離の長短に応じた整合状態に移行させることができ、この結果、電力伝送を伝送効率の良い状態で行うことができる。このため、この電力伝送システムによれば、電力の伝送効率の低下を最小限に抑えつつ、良好に電力伝送できる送電装置と受電装置との間の距離の範囲を拡げることが可能となっている。

ところで、上記の非接触型電力伝送システムにおいて送電装置から受電装置に対して数十ワット程度の電力（中電力）を伝送する場合には、送電装置などの整合部において使用される可変コンデンサとして、例えば下記特許文献２に開示されているような可変コンデンサが一般的に使用される。この可変コンデンサは、複数の固定翼と、固定翼の各対の間に散在して配設された容量性調整要素（回転翼）を備え、各回転翼が取り付けられたシャフトをモータで回転させて、固定翼の上に重なる各回転翼の面積を増減することにより、静電容量値を変化させることが可能となっている。

特開２０１０−１３０８００号公報（第５−９頁、第１図） 特開２００２−１９０４１４号公報（第４頁、第２図）

ところが、上記した可変コンデンサで整合部を構成した非接触型電力伝送システムには、以下の解決すべき課題が存在している。すなわち、この非接触型電力伝送システムでは、モータによって機械的に構成要素（各回転翼が取り付けられたシャフト）を動かして可変コンデンサの静電容量値を変更させる構成のため、送電装置においては、信号発生部と送信アンテナとを整合させるまでに要する時間（整合状態に移行させるまでの時間）が長くなるという解決すべき課題が存在している。このため、例えば、送電装置と受電装置とが電力伝送の可能な範囲内で相対的に移動する電力伝送システムのように、整合スピードが要求されるシステムには対応できないという解決すべき課題が存在している。また、上記のような機械的構成（各回転翼が取り付けられたシャフト）を動かして静電容量値を変更する可変コンデンサおよびこの可変コンデンサを駆動するモータはそれぞれ外形が大きいため、これらを備えた整合部、ひいては送電装置、さらにはこの送電装置を有する非接触型電力伝送システムが大型化するという解決すべき課題も存在している。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、大型化を回避しつつ短時間で整合状態に移行させ得る送電装置、およびこの送電装置を備えた非接触型電力伝送システムを提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の送電装置は、交流信号を発生する信号発生部、前記交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナ、および前記信号発生部と前記送信アンテナとの間に配設された整合部を有し、前記電磁場によって誘導電圧を発生する受信アンテナおよび当該誘導電圧に基づいて負荷に供給する電圧を生成する電圧生成部を有する受電装置に送電する送電装置であって、前記整合部は、アノード端子を基準としてカソード端子に印加される逆バイアス電圧に応じて静電容量値を変化させる可変容量ダイオードで構成されたダイオード回路を有する可変コンデンサ回路を備えて構成され、前記逆バイアス電圧を制御して前記可変コンデンサ回路の静電容量値を変化させることにより、前記信号発生部と前記送信アンテナとを整合させる整合処理を実行する処理部を備えている。

また、請求項２記載の送電装置は、請求項１記載の送電装置において、前記ダイオード回路に対して並列に接続されたインダクタを備えている。

また、請求項３記載の送電装置は、請求項１または２記載の送電装置において、前記ダイオード回路は、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成される第１副ダイオード回路と、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成されると共に前記第１副ダイオード回路と対向して直列接続された第２副ダイオード回路とを有し、前記逆バイアス電圧が前記第１副ダイオード回路および前記第２副ダイオード回路のそれぞれに印加される。

また、請求項４記載の送電装置は、請求項１または２記載の送電装置において、前記ダイオード回路は、互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成されている。

また、請求項５記載の送電装置は、請求項１または２記載の送電装置において、前記ダイオード回路は、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成される第３副ダイオード回路と、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成されると共に前記第３副ダイオード回路と順方向で直列接続された第４副ダイオード回路とを有し、前記逆バイアス電圧が前記第３副ダイオード回路および前記第４副ダイオード回路のそれぞれに印加される。

また、請求項６記載の送電装置は、請求項１から５のいずれかに記載の送電装置において、前記信号発生部と前記整合部との間に配設されて、進行波電力値と反射波電力値とを測定する電力測定部を備え、前記信号発生部は、前記交流信号の出力電力値を制御可能に構成され、前記処理部は、前記信号発生部と前記送信アンテナとを整合させた状態において、前記進行波電力値、前記反射波電力値、前記逆バイアス電圧から算出される前記可変コンデンサ回路の静電容量値、および予め測定された前記受電装置との間の送受信間距離と前記整合部の出力インピーダンスとの関係に基づいて前記送受信間距離を算出しつつ、当該算出している送受信間距離が前記信号発生部と前記送信アンテナとを整合可能な範囲を外れると判別したときには、前記信号発生部に対して前記交流信号の発生を停止させる。

また、請求項７記載の送電装置は、請求項１から６のいずれかに記載の送電装置において、前記可変容量ダイオードに印加されている印加電圧を検出する検出部を備え、前記信号発生部は、前記交流信号の出力電力値を制御可能に構成され、前記処理部は、前記検出された印加電圧と前記逆バイアス電圧とを比較して、当該検出された印加電圧が当該逆バイアス電圧に達しないときには、前記信号発生部に対して前記交流信号の発生を停止させる。

また、請求項８記載の送電装置は、請求項１から７のいずれかに記載の送電装置において、前記整合部は、固定コンデンサ、および当該固定コンデンサの前記可変コンデンサ回路への並列接続および非並列接続を切り替える切替素子を有する容量付加回路を備えている。

また、請求項９記載の非接触型電力伝送システムは、請求項１から８のいずれかに記載の送電装置と前記受電装置とを備えている。

請求項１記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムでは、アノード端子を基準としてカソード端子に印加される逆バイアス電圧に応じて静電容量値を変化させる可変容量ダイオードで構成されたダイオード回路を有する可変コンデンサ回路を備えて整合部が構成されている。

したがって、この送電装置および電力伝送システムによれば、逆バイアス電圧の変更により、整合部の可変コンデンサ回路の静電容量値を瞬時に変化させる（変更する）ことができることから、信号発生部と送信アンテナとを極めて短時間で整合させることができる。これにより、送電装置と受電装置との間の距離（送受信間距離）がリアルタイムに変化したとしても、信号発生部と送信アンテナとの整合状態を良好に維持することができるため、受電装置に対する電力伝送を効率の良い状態で継続することができる。また、可変容量ダイオードを使用して可変コンデンサ回路を構成したことにより、送電装置を小型化することができる。

請求項２記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムでは、ダイオード回路に対して並列に接続されたインダクタを備えているため、可変コンデンサ回路の静電容量値についての容量変更範囲の下限値が引き下げられている。したがって、この送電装置およびこの電力伝送システムによれば、送電装置と受電装置との距離（送受信間距離）が短い状態においても、信号発生部と送信アンテナとを整合させて、受電装置に対する電力伝送を効率の良い状態で実行することができる。

請求項３記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムでは、第１副ダイオード回路と、第１副ダイオード回路と対向して直列接続された第２副ダイオード回路とを有し、逆バイアス電圧が各副ダイオード回路のそれぞれに印加される。

したがって、この送電装置およびこの電力伝送システムによれば、可変コンデンサ回路において、第１副ダイオード回路を構成する可変容量ダイオードおよび第２副ダイオード回路を構成する可変容量ダイオードに、交流信号を１／２に分圧して印加することができる。このため、交流信号の電力を一定（交流信号の振幅を一定）とした場合において、可変容量ダイオードを直列接続しない構成と比較して、可変容量ダイオードを逆バイアスの状態に維持できる逆バイアス電圧の下限値を低くすることができ、これによって可変コンデンサ回路の静電容量値についての容量変更範囲の上限値を高めることができる。すなわち、整合状態で受電装置に対して送電できる送受信間距離の範囲を拡げることができる。

請求項４記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムによれば、互いに順方向で並列接続された複数の可変容量ダイオードでダイオード回路を構成したことにより、各副ダイオード回路を、１つの可変容量ダイオードで構成する構成と比較して、可変コンデンサ回路の各静電容量値についての容量変更範囲の上限値を高めることができる。すなわち、整合状態で受電装置に対して送電できる送受信間距離の範囲を拡げることができる。

請求項５記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムでは、ダイオード回路を、１または互いに順方向で並列接続された複数の可変容量ダイオードで構成される第３副ダイオード回路と、１または互いに順方向で並列接続された複数の可変容量ダイオードで構成されると共に第３副ダイオード回路と順方向で直列接続された第４副ダイオード回路とを有し、逆バイアス電圧が第３副ダイオード回路および第４副ダイオード回路のそれぞれに印加される。

したがって、この送電装置およびこの電力伝送システムによれば、第３副ダイオード回路を構成する可変容量ダイオードおよび第４副ダイオード回路を構成する可変容量ダイオードに、交流信号を１／２に分圧して印加することができると共に、可変コンデンサ回路全体の静電容量値についての容量変更範囲を拡げることができる。

請求項６記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムによれば、送電装置と受電装置との距離（送受信間距離）が整合可能な範囲から外れて、信号発生部と送信アンテナとを整合状態に移行させることができない状態に至ったとしても、信号発生部からの交流信号の発生が停止されるため、交流信号の発生を継続させた場合に発生する虞のある大きな反射波電力に起因した第１整合部の各構成要素への過大な電圧の連続した印加を確実に防止することができる。

請求項７記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムでは、処理部が、検出部によって検出された印加電圧と逆バイアス電圧とを比較して、印加電圧が逆バイアス電圧に達しないときには、交流信号を停止させる。

したがって、この送電装置およびこの電力伝送システムによれば、交流信号の電力の増加に起因して可変容量ダイオードの逆バイアス状態が維持されない状況に至ったとき、すなわち、可変容量ダイオードとして機能しない状態に至って信号発生部と送信アンテナとを整合状態に移行させることができない状態になったときには、交流信号が停止されるため、交流信号の発生を継続させた場合に発生する虞のある大きな反射波電力に起因した第１整合部の各構成要素への過大な電圧の連続した印加を確実に防止することができる。

請求項８記載の送電装置および請求項９記載の非接触型電力伝送システムによれば、整合部は、固定コンデンサ、および固定コンデンサの可変コンデンサ回路への並列接続および非並列接続を切り替える切替素子を有する容量付加回路を備えているため、可変コンデンサ回路および容量付加回路の全体としての静電容量値を、可変コンデンサ回路単体の容量可変範囲内で変化させることができると共に、可変コンデンサ回路単体の容量可変範囲の下限値に固定コンデンサの静電容量値を加えた静電容量値を下限値とし、かつ可変コンデンサ回路単体の容量可変範囲の上限値に固定コンデンサの静電容量値を加えた静電容量値を上限値とする別の容量可変範囲内でも変化させることができるため、可変コンデンサ回路だけの構成と比較して、容量可変範囲を拡げることができる。したがって、この送電装置および非接触型電力伝送システムによれば、信号発生部と送信アンテナとの整合状態を良好に維持させて、受電装置に対して効率の良い状態で電力伝送し得る範囲（送電装置と受電装置との間の距離）を拡げることができる。

電力伝送システム１のブロック図である。 電力伝送システム１における電力伝送処理５０の動作を説明するためのフローチャートである。 送電装置２における第１整合部１３および送信アンテナ１２の回路図である。 受電装置３における第２整合部２２および受信アンテナ２１の回路図である。 第１整合部１３の具体的な構成を説明するための回路図である。 第１整合部１３の出力インピーダンスＺｏｕｔと送受信間距離との関係を説明するための説明図である。 各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓと送受信間距離との関係を説明するための説明図である。 各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓと制御電圧Ｖｓとの関係を説明するための説明図である。 可変コンデンサ回路１３ａの具体的な他の構成を説明するための回路図である。 可変コンデンサ回路１３ａの具体的な他の構成を説明するための回路図である。 可変コンデンサ回路１３ａの具体的な他の構成を説明するための回路図である。 容量付加回路１３ｃの具体的な構成を説明するための回路図である。 容量付加回路１３ｃの具体的な他の構成を説明するための回路図である。 容量付加回路１３ｃの具体的な他の構成を説明するための回路図である。 容量付加回路１３ｃの具体的な他の構成を説明するための回路図である。 容量付加回路１３ｃを複数接続した構成を説明するための回路図である。

以下、添付図面を参照して、送電装置および非接触型電力伝送システムの実施の形態について説明する。

図１に示す非接触型電力伝送システム（以下、単に「電力伝送システム」ともいう）１は、一例として送電装置２および受電装置３を備えて構成され、送電装置２が受電装置３に対して非接触で電力を伝送し、受電装置３が送電装置２から受電した電力を負荷（本例では、一例としてバッテリ）４に対して出力する。

送電装置２は、信号発生部１１、送信アンテナ１２、第１整合部１３、電力計測部１４および第１処理部１５を備えて構成されている。信号発生部１１は、交流信号Ｓ１（本例では一例として、周波数ｆ（数ＭＨｚから数十ＭＨｚ。一例として、１３．５６ＭＨｚ）の交流信号を発生して出力する。また、信号発生部１１は、第１処理部１５によって制御されて、交流信号Ｓ１の出力電力値を変更可能に構成されている。

送信アンテナ１２は、一例としてコイル形状（つるまきバネ形状や平面コイル形状）に形成されている。また、送信アンテナ１２は、交流信号Ｓ１の供給を受けて電磁場を発生させて、受電装置３に配設された後述の受信アンテナ２１と電磁結合する。

第１整合部（整合部）１３は、信号発生部１１と送信アンテナ１２との間に配設されて（具体的には、信号発生部１１と送信アンテナ１２とを接続する伝送路に介装されて）、受信アンテナ２１との間の距離に応じて変化する送信アンテナ１２のインピーダンス（入力インピーダンス）に信号発生部１１側のインピーダンスを整合させる（信号発生部１１と送信アンテナ１２とを整合状態に移行させる）。

本例では、一例として、第１整合部１３は、図３に示すように、送信アンテナ１２に対して並列に接続された可変コンデンサ回路１３ａと、送信アンテナ１２に対して直列（具体的には、送信アンテナ１２および可変コンデンサ回路１３ａからなる並列回路に対して直列）に接続された可変コンデンサ回路１３ｂとを備えて構成されている。また、第１整合部１３は、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの各静電容量値が第１処理部１５から出力される制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１（逆バイアス電圧である直流電圧）によって別個独立して制御されることにより、送信アンテナ１２（詳しくは、信号発生部１１側から見た送信アンテナ１２の入力インピーダンス）と信号発生部１１（詳しくは、送信アンテナ１２側から見た信号発生部１１側の出力インピーダンス）とを整合可能となっている。

具体的には、可変コンデンサ回路１３ａは、図５に示すように、ダイオード回路ＤＣａ、小型電子部品である２つのコンデンサ３５ａ，３６ａ、小型電子部品である１つのインダクタ３７ａ、小型電子部品である３つのインダクタ３８ａ，３９ａ，４０ａ、および小型電子部品である３つの抵抗４１ａ，４２ａ，４３ａを備えている。この場合、ダイオード回路ＤＣａは、小型電子部品である可変容量ダイオードとしてのダイオード３１ａで構成された第１副ダイオード回路ＤＣａ１、および小型電子部品である可変容量ダイオードとしてのダイオード３２ａで構成された第２副ダイオード回路ＤＣａ２を備えている。第１副ダイオード回路ＤＣａ１は、１つのダイオード３１ａ、または互いに順方向で並列接続（カソード端子同士が接続されると共にアノード端子同士が接続）された複数のダイオード３１ａで構成されている。第２副ダイオード回路ＤＣａ２は、１つのダイオード３２ａ、または互いに順方向で並列接続された複数のダイオード３２ａで構成されている。また、このようにして構成された第１副ダイオード回路ＤＣａ１および第２副ダイオード回路ＤＣａ２は、対向して直列接続（カソード端子同士が接続されるか、またはアノード端子同士が接続。本例では、カソード端子同士が接続）されている。ダイオード３１ａおよびダイオード３２ａ、並びに後述するダイオード３１ｂおよびダイオード３２ｂとしては、ショットキーバリアダイオードやファーストリカバリーダイオードが使用される。

コンデンサ３５ａは、一端がダイオード回路ＤＣａの一端（各ダイオード３１ａのアノード端子）に接続されると共に、他端が可変コンデンサ回路１３ａの一端として、可変コンデンサ回路１３ｂおよび送信アンテナ１２に接続されている。コンデンサ３６ａは、一端がダイオード回路ＤＣａの他端（各ダイオード３２ａのアノード端子）に接続されると共に、他端が可変コンデンサ回路１３ａの他端として、送電装置２の基準電位（本例では一例としてグランド電位）に接続されている。この構成により、２つのコンデンサ３５ａ，３６ａは、ダイオード回路ＤＣａに対してそれぞれ直列に接続されている。

また、各コンデンサ３５ａ，３６ａは、可変コンデンサ回路１３ａのダイオード回路ＤＣａに印加される制御電圧Ｖｓａ１が可変コンデンサ回路１３ａの外部に漏洩する事態を防止するための直流カット用コンデンサであり、交流信号Ｓ１の周波数ｆにおけるインピーダンスが、ダイオード回路ＤＣａのインピーダンスに対して十分に小さくなる静電容量値に規定されている（一例として、ダイオード回路ＤＣａの合成容量値の２倍以上の静電容量値に規定されている）。

インダクタ３７ａは、一端がコンデンサ３５ａの他端に接続されると共に、他端がコンデンサ３６ａの他端に接続されている。この構成により、インダクタ３７ａは、ダイオード回路ＤＣａに対して並列に、具体的には、コンデンサ３５ａ，３６ａおよびダイオード回路ＤＣａの直列回路に対して並列に並列インダクタとして接続されている。このインダクタ３７ａは、後述するように、制御電圧Ｖｓａ１によって変化させられる可変コンデンサ回路１３ａの静電容量値Ｃｔｐ１についての容量変更範囲の下限値を引き下げる機能を有している。

インダクタ３８ａおよび抵抗４１ａは、互いに直列に接続されて、ダイオード回路ＤＣａの一端と基準電位との間に配設されている。インダクタ３９ａおよび抵抗４２ａは、互いに直列に接続されて、ダイオード回路ＤＣａの他端と基準電位との間に配設されている。インダクタ４０ａおよび抵抗４３ａは、互いに直列に接続されて、これらの直列回路の一端（本例では一例としてインダクタ４０ａ側の端部）が、ダイオード回路ＤＣａにおける第１副ダイオード回路ＤＣａ１および第２副ダイオード回路ＤＣａ２の接続点ＣＮａ（本例では、各ダイオード３１ａ，３２ａのカソード端子）に接続されている。また、インダクタ４０ａおよび抵抗４３ａの直列回路は、処理部１５から出力される制御電圧Ｖｓａ１を、ダイオード回路ＤＣａの接続点ＣＮａに供給する。

また、各インダクタ３８ａ，３９ａ，４０ａは、交流信号Ｓ１の周波数ｆにおけるインピーダンスが十分に高くなるようにインダクタンス値が規定されて、交流信号Ｓ１の基準電位、および制御電圧Ｖｓａ１が供給される供給ラインへの交流信号Ｓ１の漏洩を低減する機能を有している。また、各抵抗４１ａ，４２ａ，４３ａは、制御電圧Ｖｓａ１の供給状態において、各インダクタ３８ａ，３９ａ，４０ａや、各ダイオード３１ａ，３２ａに流れる電流、および制御電圧Ｖｓａ１が供給される供給ラインに流れる直流電流を制限する機能を有している。

以上のように構成された可変コンデンサ回路１３ａでは、直流電圧としての制御電圧Ｖｓａ１が、インダクタ４０ａおよび抵抗４３ａの直列回路を介して、第１副ダイオード回路ＤＣａ１および第２副ダイオード回路ＤＣａ２のそれぞれに、逆バイアスとなる極性で供給（印加）される。ダイオード３１ａ，３１ｂは、逆バイアス電圧に応じて端子間容量値を変化させる特性を有している。したがって、ダイオード回路ＤＣａの容量値（各副ダイオード回路ＤＣａ１，ＤＣａ２の合成容量値）が制御電圧Ｖｓａ１の電圧値に応じて変化するため、可変コンデンサ回路１３ａの静電容量値Ｃｔｐ１もまた制御電圧Ｖｓａ１の電圧値に応じて変化する。

他の可変コンデンサ回路１３ｂも、図５に示すように、上記した可変コンデンサ回路１３ａのダイオード回路ＤＣａ、２つのコンデンサ３５ａ，３６ａ、１つのインダクタ３７ａ、３つのインダクタ３８ａ，３９ａ，４０ａ、および３つの抵抗４１ａ，４２ａ，４３ａにそれぞれ対応するダイオード回路ＤＣｂ、２つのコンデンサ３５ｂ，３６ｂ、１つのインダクタ３７ｂ、３つのインダクタ３８ｂ，３９ｂ，４０ｂ、および３つの抵抗４１ｂ，４２ｂ，４３ｂを備え、可変コンデンサ回路１３ａと同一に構成されている。このため、可変コンデンサ回路１３ｂの各構成要素の機能であって、対応する可変コンデンサ回路１３ａの構成要素と同一の機能については説明を省略する。

この場合、ダイオード回路ＤＣｂは、可変容量ダイオードとしてのダイオード３１ｂで構成された第１副ダイオード回路ＤＣｂ１、および可変容量ダイオードとしてのダイオード３２ｂで構成された第２副ダイオード回路ＤＣｂ２を備えている。第１副ダイオード回路ＤＣｂ１は、１つのダイオード３１ｂ、または互いに順方向で並列接続された複数のダイオード３１ｂで構成されている。第２副ダイオード回路ＤＣｂ２は、１つのダイオード３２ｂ、または互いに順方向で並列接続された複数のダイオード３２ｂで構成されている。また、第１副ダイオード回路ＤＣｂ１および第２副ダイオード回路ＤＣｂ２は、対向して直列接続されている。

コンデンサ３５ｂは、一端がダイオード回路ＤＣｂの一端（各ダイオード３１ｂのアノード端子）に接続されると共に、他端が可変コンデンサ回路１３ｂの一端として、電力計測部１４に接続されている。コンデンサ３６ｂは、一端がダイオード回路ＤＣｂの他端（各ダイオード３２ｂのアノード端子）に接続されると共に、他端が可変コンデンサ回路１３ｂの他端として、可変コンデンサ回路１３ａの一端に接続されている。この構成により、２つのコンデンサ３５ｂ，３６ｂは、ダイオード回路ＤＣｂに対してそれぞれ直列に接続されている。

インダクタ３７ｂは、一端がコンデンサ３５ｂの他端に接続されると共に、他端がコンデンサ３６ｂの他端に接続されている。この構成により、インダクタ３７ｂは、ダイオード回路ＤＣｂに対して並列に、具体的には、コンデンサ３５ｂ，３６ｂおよびダイオード回路ＤＣｂの直列回路に対して並列に並列インダクタとして接続されている。

インダクタ３８ｂおよび抵抗４１ｂは、互いに直列に接続されて、ダイオード回路ＤＣｂの一端と基準電位との間に配設されている。インダクタ３９ｂおよび抵抗４２ｂは、互いに直列に接続されて、ダイオード回路ＤＣｂの他端と基準電位との間に配設されている。インダクタ４０ｂおよび抵抗４３ｂは、互いに直列に接続されて、これらの直列回路の一端（本例では一例としてインダクタ４０ｂ側の端部）が、ダイオード回路ＤＣｂにおける第１副ダイオード回路ＤＣｂ１および第２副ダイオード回路ＤＣｂ２の接続点ＣＮｂ（本例では、各ダイオード３１ｂ，３２ｂのカソード端子）に接続されている。また、インダクタ４０ｂおよび抵抗４３ｂの直列回路は、処理部１５から出力される制御電圧Ｖｓｂ１を、ダイオード回路ＤＣｂの接続点ＣＮｂに供給する。

以上のように構成された可変コンデンサ回路１３ｂでは、直流電圧としての制御電圧Ｖｓｂ１が、インダクタ４０ｂおよび抵抗４３ｂの直列回路を介して、第１副ダイオード回路ＤＣｂ１および第２副ダイオード回路ＤＣｂ２のそれぞれに、逆バイアスとなる極性で供給（印加）される。したがって、ダイオード回路ＤＣｂの容量値（各副ダイオード回路ＤＣｂ１，ＤＣｂ２の合成容量値）が制御電圧Ｖｓｂ１の電圧値に応じて変化するため、可変コンデンサ回路１３ｂの静電容量値Ｃｔｓ１もまた制御電圧Ｖｓｂ１の電圧値に応じて変化する。

電力計測部１４は、図１に示すように、信号発生部１１と第１整合部１３との間に配設されて（具体的には、信号発生部１１と第１整合部１３とを接続する伝送路に介装されて）、信号発生部１１から第１整合部１３側への交流信号Ｓ１についての進行波の電力値（進行波電力値）Ｗ２ａと、第１整合部１３から信号発生部１１側に戻る交流信号Ｓ１についての反射波の電力値（反射波電力値）Ｗ２ｂとを計測して電力情報として第１処理部１５に出力する。

第１処理部１５は、一例としてＣＰＵおよび内部メモリ（いずれも図示せず）を含んで構成されて、信号発生部１１に対する制御処理と、第１整合部１３を制御して信号発生部１１（具体的には電力計測部１４および信号発生部１１）と送信アンテナ１２との間を整合状態に移行させる整合処理を含む電力伝送処理５０（図２参照）とを実行する。

受電装置３は、受信アンテナ２１、第２整合部２２、整流部２３および第２処理部２４を備えて構成されている。受信アンテナ２１は、一例として送信アンテナ１２と同一のコイル形状に形成されて、送信アンテナ１２と同一のインダクタンスに規定されている。また、受信アンテナ２１は、送電装置２の送信アンテナ１２と電磁結合して（つまり、送信アンテナ１２によって発生させられた電磁場により）、その両端間に誘導電圧Ｖ１を発生させる。第２整合部２２は、受信アンテナ２１と整流部２３との間に配設されて（具体的には、受信アンテナ２１と整流部２３とを接続する伝送路に介装されて）、受信アンテナ２１のインピーダンス（出力インピーダンス）と整流部２３側のインピーダンスとを整合させる（受信アンテナ２１と整流部２３とを整合状態に移行させる）。

本例では、一例として、第２整合部２２は、図４に示すように、受信アンテナ２１に対して並列に接続された可変コンデンサ回路２２ａと、受信アンテナ２１に対して直列（すなわち、受信アンテナ２１および可変コンデンサ回路２２ａからなる並列回路に対して直列）に接続された可変コンデンサ回路２２ｂとを備えている。本例では一例として、図示はしないが、可変コンデンサ回路２２ａは、第１整合部１３の可変コンデンサ回路１３ａと同一に構成され、可変コンデンサ回路２２ｂは、第１整合部１３の可変コンデンサ回路１３ｂと同一に構成されている。また、第２整合部２２は、可変コンデンサ回路２２ａ，２２ｂの各静電容量値Ｃｔｐ２，Ｃｔｓ２が第２処理部２４から出力される制御電圧Ｖｓａ２，Ｖｓｂ２（逆バイアス電圧である直流電圧）によって別個独立して制御されることにより、受信アンテナ２１（詳しくは、整流部２３側から見た受信アンテナ２１の出力インピーダンス）と整流部２３（詳しくは、受信アンテナ２１側から見た整流部２３の入力インピーダンス）とを整合可能となっている。

なお、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの各静電容量値Ｃｔｐ１，Ｃｔｓ１と、可変コンデンサ回路２２ａ，２２ｂの各静電容量値Ｃｔｐ２，Ｃｔｓ２とを特に区別しないときには、アンテナ（送信アンテナ１２または受信アンテナ２１）と直列に接続される可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ａ，２２ａ）の静電容量値をＣｔｐと表記し、並列に接続される可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ｂ）の静電容量値をＣｔｓと表記するものとする。また、制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１および制御電圧Ｖｓａ２，Ｖｓｂ２についても、特に区別しないときには、制御電圧Ｖｓと表記するものとする。

整流部２３は、電圧生成部の一例であって、受信アンテナ２１に生じる誘導電圧Ｖ１を第２整合部２２を介して入力すると共に、この誘導電圧Ｖ１に基づいて、バッテリ４に供給する電圧（本例では直流電圧）Ｖｏを生成する。具体的には、整流部２３は、整流回路および平滑回路で構成されて、第２整合部２２から出力される誘導電圧（交流電圧）Ｖ１を整流・平滑して電圧Ｖｏを生成すると共に、生成した電圧Ｖｏをバッテリ４に出力する。また、本例では、一例として、受電装置３内の各構成要素は、この電圧Ｖｏを整流部２３から供給されて作動する。なお、整流部２３から供給された電圧Ｖｏを充電するバッテリを備え（図示せず）、このバッテリの電圧で受電装置３内の各構成要素を作動させてもよい。また、整流部２３に代えて、電圧生成部を、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＡＣ−ＤＣコンバータ、またはＡＣ−ＡＣコンバータで構成することもできる。

第２処理部２４は、一例としてＣＰＵおよび内部メモリ（いずれも図示せず）を含んで構成されて、第２整合部２２を制御して受信アンテナ２１とバッテリ４（具体的には整流部２３およびバッテリ４）とを上記の整合状態に移行させる整合処理を実行する。

次に、電力伝送システム１の動作について説明する。一例として、交流信号Ｓ１の周波数ｆは１３．５６ＭＨｚに規定されているものとする。また、各インダクタ３８ａ，３９ａ，４０ａ，３８ｂ，３９ｂ，４０ｂは、この周波数ｆでのインピーダンスが十分に高くなるようにインダクタンス値が一例として１００μＨに規定されているものとする（インピーダンスが約８．５ｋΩ）。

また、受電装置３では、作動状態に移行した直後に、第２処理部２４が、第２整合部２２の各可変コンデンサ回路２２ａ，２２ｂに対して、予め規定された直流電圧値の制御電圧Ｖｓａ２，Ｖｓｂ２を出力することにより、各可変コンデンサ回路２２ａ，２２ｂの静電容量値を規定の容量値に設定して、受信アンテナ２１と整流部２３とを良好な整合状態に移行させて維持するものとする。

また、送電装置２と、上記のようにして整合状態に移行した受電装置３とが、一例として、０．１ｍ〜０．４ｍの範囲（以下、「移動範囲」ともいう）内で相対的に移動している状態（送受信間距離が０．１ｍ〜０．４ｍの範囲内で変化する状態）において、送電装置２が受電装置３に対して電力を伝送するものとする。また、０．１ｍ〜０．４ｍの範囲内で送受信間距離が変化した状態において、送電装置２における第１整合部１３の出力インピーダンスＺｏｕｔ（第１整合部１３の出力から送信アンテナ１２側を見たときの送信アンテナ１２以降のインピーダンス）のレジスタンスＲとリアクタンスＸは、一例として図６に示すように変化する。この場合、０．１ｍ〜０．４ｍの範囲内で送受信間距離が変化したときに、図６に示すように変化するインピーダンスＺｏｕｔに対して、図３，５に示す構成の第１整合部１３を用いて、信号発生部１１側のインピーダンスを整合させるためには、図７に示すように、送受信間距離に応じて、第１整合部１３における可変コンデンサ回路１３ａの静電容量値Ｃｔｐを２０ｐＦ〜１５０ｐＦの範囲内で、また可変コンデンサ回路１３ｂの静電容量値Ｃｔｓを２０ｐＦ〜１５０ｐＦの範囲でそれぞれ変化させる必要がある。

このため、一例として、可変コンデンサ回路１３ａにおいて、４つのダイオード３１ａを並列接続して構成された第１副ダイオード回路ＤＣａ１と４つのダイオード３２ａを並列接続して構成された第２副ダイオード回路ＤＣａ２とを使用してダイオード回路ＤＣａを構成し、可変コンデンサ回路１３ｂにおいて、４つのダイオード３１ｂを並列接続して構成された第１副ダイオード回路ＤＣｂ１と４つのダイオード３２ｂを並列接続して構成された第２副ダイオード回路ＤＣｂ２とを使用してダイオード回路ＤＣｂを構成することで、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓについて、上記した範囲で容量値を変更可能としている。また、コンデンサ３５ａ，３６ａ，３５ｂ，３６ｂの静電容量値は、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの上記した静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓに対して十分に大きな容量値（本例では、一例として４０００ｐＦ）に規定されている。

また、制御電圧Ｖｓを１Ｖから２００Ｖまで変化させたときの可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓは、インダクタ３７ａやインダクタ３７ｂのない構成では、図８において破線で示すように、６３９．５ｐＦから９５．２ｐＦの範囲内で変化するが、その下限値（９５．２ｐＦ）は、要求される上記した静電容量値Ｃｔｓの下限値２０ｐＦには達しない。一方、インダクタ３７ａやインダクタ３７ｂを有する構成では、インダクタ３７ａ，３７ｂのインダクタンスを１．６１７μＨとすることにより、図８において実線で示すように、制御電圧Ｖｓを１Ｖから２００Ｖまで変化させたときの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓの下限値を２０ｐＦ以下（この例では１０ｐＦ）まで変化させることが可能となる。

このインダクタ３７ａ，３７ｂのインダクタンスの算出手順について説明する。なお、本例では、図７に示すように、送受信間距離を０．１ｍ以上０．４ｍ以下としたときの可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓについての下限値は２０ｐＦであるが、静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓの可変範囲の下限値に余裕を持たせるため、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓについての下限値を１０ｐＦまで変化させ得るインダクタンスを算出するものとする。

まず、インダクタ３７ａ，３７ｂの存在しない場合の静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓの下限値は、上記したように９５．２ｐＦであり（図８参照）、これを１０ｐＦまで引き下げるための容量値の引き下げ幅Ｃｓｕｂは、８５．２（＝９５．２−１０）ｐＦである。また、この引き下げ幅Ｃｓｕｂに相当するリアクタンスＸｓｕｂは、１３７．７６（＝１／（２×π×１３．５６×１０^６×８５．２×１０^−１２）Ωである。これにより、実装するインダクタ３７ａのインダクタンスは、上記した１．６１７（＝Ｘｓｕｂ／（２×π×１３．５６×１０^６））μＨと算出される。

また、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂと同一に構成されている可変コンデンサ回路２２ａ，２２ｂについても、これらに並列に接続されるインダクタ（図示せず）のインダクタンス値が上記したインダクタンス３７ａ，３７ｂと同様にして規定されている。

また、本例の可変コンデンサ回路１３ａは、第１副ダイオード回路ＤＣａ１と第２副ダイオード回路ＤＣａ２とを対向した状態で直列接続して構成されたダイオード回路ＤＣａを有し、可変コンデンサ回路１３ｂは、第１副ダイオード回路ＤＣｂ１と第２副ダイオード回路ＤＣｂ２とを対向した状態で直列接続して構成されたダイオード回路ＤＣｂを有している。このため、入力された交流信号Ｓ１は、１／２に分圧された状態で各ダイオード３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂに印加される。また、各ダイオード３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂが可変容量ダイオードとして機能するためには、この分圧されて印加されている交流信号Ｓ１よりも高い制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１が印加されることにより、逆バイアス状態に維持されている必要がある。

また、第１処理部１５および第２処理部２４は、一例として図８に示す制御電圧Ｖｓの可変範囲のうちの３１Ｖから２００Ｖの範囲内で制御電圧Ｖｓを変化させる。これにより、図８に示すように、第１処理部１５および第２処理部２４は、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂについての静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを１０ｐＦ以上１５０ｐＦ以下の範囲で変化させる。また、信号発生部１１から出力される交流信号Ｓ１の電力を約５０Ｗまで高めたとしても、制御電圧Ｖｓの下限電圧値が３１Ｖであるため、この制御電圧Ｖｓによって各ダイオード３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂは常に逆バイアス状態に維持されることが、シミュレーションによって確認されている。

以上のように構成された電力伝送システム１では、上記したように、まず、受電装置３が、受信アンテナ２１と整流部２３とが整合する整合状態に移行する。次いで、送電装置２では、第１処理部１５が、図２に示す電力伝送処理５０を実行する。この電力伝送処理５０では、第１処理部１５は、最初に、予め規定されている初期電圧での制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１の出力を開始して、第１整合部１３の各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂを予め規定された静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓに初期設定する（ステップ５１）。具体的には、送電装置２に対する受電装置３の距離（送受信間距離）が、０．１ｍから０．４ｍの範囲内の特定の距離であるとしたときに、送電装置２を受電装置３に整合させるに必要な容量値に各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを設定する。例えば、図７に示すように、この特定の距離が０．２ｍであるとしたときの静電容量値Ｃｔｐ（＝９０ｐＦ）および静電容量値Ｃｔｓ（＝８０ｐＦ）に設定する。

次いで、第１処理部１５は、小電力での電力の伝送（送電）を開始する（ステップ５２）。具体的には、第１処理部１５は、信号発生部１１に対する制御処理を実行して、交流信号Ｓ１を小電力（例えば、１Ｗ以下）で出力させる。これにより、信号発生部１１から出力された交流信号Ｓ１が、電力計測部１４および第１整合部１３を経由して送信アンテナ１２に供給されて、小電力での送電が開始される。電力計測部１４は、交流信号Ｓ１についての進行波電力値Ｗ２ａおよび反射波電力値Ｗ２ｂの計測と、計測した各電力値Ｗ２ａ，Ｗ２ｂの第１処理部１５への出力とを開始する。

続いて、第１処理部１５は、第１整合処理を開始する（ステップ５３）。この第１整合処理では、第１処理部１５は、電力計測部１４から出力される反射波電力値Ｗ２ｂを取得しつつ、反射波電力値Ｗ２ｂが予め規定された閾値（小電力の送電での閾値。以下、「第１閾値」ともいう）以下となるように、第１整合部１３への各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を変化させる（連続的に変化させる）ことにより、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを連続的に変化させる。この電力伝送システム１では、第１整合部１３の各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂがダイオード３１ａ，３２ａ，３１ａ，３２ａで構成されており、各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１の変化に応じて、瞬時にそれらの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを変化させる（変更する）ことが可能となっている。このため、第１処理部１５は、反射波電力値Ｗ２ｂが第１閾値以下となる状態、つまり、送電装置２と受電装置３とが整合する状態に第１整合部１３を極めて短時間で移行させる。

なお、送電装置２と受電装置３との間の距離（送受信間距離）の変化に伴い、送電装置２と受電装置３との整合状態も変化し、電力計測部１４から出力される反射波電力値Ｗ２ｂも変化する。このため、第１処理部１５は、上記した第１整合処理を繰り返し実行して、第１整合部１３への各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１をリアルタイムに連続的に変化させる（変更する）ことによって各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓをリアルタイムに連続的に変化させて、第１閾値以下となるように反射波電力値Ｗ２ｂを維持する。

次いで、第１処理部１５は、中電力での電力の伝送（送電）を開始する（ステップ５４）。具体的には、第１処理部１５は、信号発生部１１に対する制御を実行して、交流信号Ｓ１を中電力（例えば、１Ｗを超え、数十Ｗまでの電力。本例では一例として５０Ｗ）で出力させる。これにより、信号発生部１１から出力された交流信号Ｓ１が送信アンテナ１２に供給されて、中電力での送電が開始される。

続いて、第１処理部１５は、第２整合処理を実行する（ステップ５５）。この第２整合処理では、第１処理部１５は、電力計測部１４から出力される反射波電力値Ｗ２ｂを取得しつつ、反射波電力値Ｗ２ｂが予め規定された閾値（中電力の送電での閾値。以下、「第２閾値」ともいう）以下となるように、第１整合部１３への各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を変化させる（つまり、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを変化させる）。この場合においても、第１整合処理のときと同様にして、各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を変化させる（変更する）ことにより、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを瞬時に変化させる（変更する）ことが可能なため、第１処理部１５は、反射波電力値Ｗ２ｂが第２閾値以下となる状態、つまり、送電装置２と受電装置３とが整合する状態に第１整合部１３を極めて短時間で移行させる。

その後、第１処理部１５は、上記した第２整合処理を繰り返し実行して、第１整合部１３への各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１をリアルタイムに連続的に変化させる（変更する）ことによって各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓをリアルタイムに連続的に変化させて、第２閾値以下となるように反射波電力値Ｗ２ｂを維持する。これにより、送電装置２と受電装置３との間の距離（送受信間距離）が０．１ｍから０．４ｍの範囲内で変化したとしても、送電装置２から受電装置３に対して、中電力での電力伝送が継続して効率よく実行される。

また、第１処理部１５は、上記した第２整合処理と併せて、受信状態判別処理を実行する（ステップ５６）。この受信状態判別処理では、第１処理部１５は、反射波電力値Ｗ２ｂを第２閾値以下に維持している状態（整合状態）において、まず、電力計測部１４から取得した進行波電力値Ｗ２ａを反射波電力値Ｗ２ｂで除算することにより、反射波電力値Ｗ２ｂに対する進行波電力値Ｗ２ａの比率（Ｗ２ａ／Ｗ２ｂ）を算出し、この比率に基づいて第１整合部１３の入力インピーダンスを算出する。また、第１処理部１５は、第１整合部１３に対して供給している現在の各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１に基づいて、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを算出すると共に、算出した静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓに基づいて第１整合部１３の内部インピーダンスを算出する。次いで、第１処理部１５は、第１整合部１３の上記した入力インピーダンスと内部インピーダンスとに基づいて、送電装置２における送信アンテナ１２以降のインピーダンスＺｏｕｔ（レジスタンスＲとリアクタンスＸ）を算出する。

続いて、第１処理部１５は、算出したインピーダンスＺｏｕｔ（レジスタンスＲとリアクタンスＸ）と、図６に示すインピーダンスＺｏｕｔと送受信間距離との関係から、送電装置２と受電装置３との距離（送受信間距離）をリアルタイムに算出すると共に、算出した距離に基づいて、送受信間距離が０．１ｍから０．４ｍの範囲内に含まれているか否か（すなわち、送受信間距離が０．１ｍから０．４ｍの範囲から外れるか否か）を判別する。第１処理部１５は、この判別の結果、算出した距離が０．１ｍから０．４ｍの範囲内に含まれているときには受信状態が良好であると判別し、外れると判別したときには、受信状態が不良であると判別する。第１処理部１５は、各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を変更する都度、受信状態判別処理を実行して、受信状態を判別する。

また、第１処理部１５は、第２整合処理および受信状態判別処理を実行しつつ、中電力での電力伝送に対する予め規定された停止条件が満たされたか否かを判別する（ステップ５７）。本例では一例として、第１処理部１５は、受信状態判別処理において受信状態が不良であると判別したとき、および第１処理部１５に対して外部から電力伝送処理の強制停止信号が入力されたときのいずれかのときに、停止条件を満たしたと判別する。第１処理部１５は、このステップ５７において、停止条件が満たされていないと判別したときには、第２整合処理および受信状態判別処理の実行を継続し、停止条件が満たされたと判別したときには、信号発生部１１に対する制御処理を実行して、交流信号Ｓ１の出力を停止させることにより、中電力での電力の伝送（送電）を停止する（ステップ５８）。これにより、電力伝送処理５０が終了する。

送受信間距離が０．１ｍから０．４ｍの範囲から外れたときには、第１処理部１５は、制御電圧Ｖｓを変更したとしても、信号発生部１１と送信アンテナ１２とを第１整合部１３によって整合状態に移行させることはできない。このため、信号発生部１１と送信アンテナ１２とが不整合状態のままとなることにより、送信アンテナ１２からの大きな反射波電力によって第１整合部１３の各構成要素に過大な電圧が印加される事態が生じる虞があるが、送受信間距離が０．１ｍから０．４ｍの範囲から外れたときに、第１処理部１５が中電力での電力の伝送を停止するため、このような事態の発生が未然に防止される。

このように、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１では、アノード端子を基準としてカソード端子に印加される制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１に応じて静電容量値を変化させるダイオード３１ａ，３２ａで構成されたダイオード回路ＤＣａを有する可変コンデンサ回路１３ａ、およびダイオード３１ｂ，３２ｂで構成されたダイオード回路ＤＣｂを有する可変コンデンサ回路１３ｂを備えて第１整合部１３が構成され、第１処理部１５が、各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を制御して各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを変化させて（変更して）、信号発生部１１と送信アンテナ１２とを整合させる整合処理（第１、第２整合処理）を実行する。

したがって、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を変化させること（各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１の変更）により、第１整合部１３の各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを瞬時に変化させる（変更する）ことができることから、信号発生部１１と送信アンテナ１２とを極めて短時間で整合させることができる。これにより、送電装置２と受電装置３との間の距離（送受信間距離）がリアルタイムに変化したとしても、信号発生部１１と送信アンテナ１２との整合状態を良好に維持することができるため、受電装置３に対する電力伝送を効率の良い状態で継続することができる。また、ダイオードを使用して各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂを構成したことにより、送電装置２および受電装置３を小型化することができる。また、各制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１を連続的に変化させることにより、第１整合部１３の各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓを任意の容量値に変化させることができるため、送電装置２と受電装置３とが０．１ｍから０．４ｍの移動範囲内で移動している限りにおいては、両装置２，３間の距離（送受信間距離）がいずれの距離になったとしても、信号発生部１１と送信アンテナ１２との整合状態を良好に維持できて、受電装置３に対する電力伝送を効率の良い状態で継続することができる。

また、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１では、ダイオード回路ＤＣａに対してインダクタ３７ａが並列に接続されると共に、ダイオード回路ＤＣｂに対してインダクタ３７ａが並列に接続されているため、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓについての容量変更範囲の下限値が引き下げられている。したがって、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、送電装置２と受電装置３との距離（送受信間距離）が短い状態においても、信号発生部１１と送信アンテナ１２とを整合させて、受電装置３に対する電力伝送を効率の良い状態で実行することができる。

また、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１では、第１副ダイオード回路ＤＣａ１、およびこの第１副ダイオード回路ＤＣａ１と対向して直列接続された第２副ダイオード回路ＤＣａ２を有して可変コンデンサ回路１３ａが構成され、各副ダイオード回路ＤＣａ１、ＤＣａ２のそれぞれに共通に制御電圧Ｖｓａ１が印加されることにより、この可変コンデンサ回路１３ａの静電容量値Ｃｔｐが変更される。また、第１副ダイオード回路ＤＣｂ１、およびこの第１副ダイオード回路ＤＣｂ１と対向して直列接続された第２副ダイオード回路ＤＣｂ２を有して可変コンデンサ回路１３ｂが構成され、各副ダイオード回路ＤＣｂ１、ＤＣｂ２のそれぞれに共通に制御電圧Ｖｓｂ１が印加されることにより、この可変コンデンサ回路１３ｂの静電容量値Ｃｔｓが変更される。

したがって、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、可変コンデンサ回路１３ａにおいては、第１副ダイオード回路ＤＣａ１を構成するダイオード３１ａおよび第２副ダイオード回路ＤＣａ２を構成するダイオード３２ａに、交流信号Ｓ１を１／２に分圧して印加することができ、可変コンデンサ回路１３ｂにおいては、第１副ダイオード回路ＤＣｂ１を構成するダイオード３１ｂおよび第２副ダイオード回路ＤＣｂ２を構成するダイオード３２ｂに、交流信号Ｓ１を１／２に分圧して印加することができる。このため、交流信号Ｓ１の電力を一定（交流信号Ｓ１の振幅を一定）とした場合において、ダイオードを直列接続しない構成と比較して、各ダイオード３１ａ，３２ａを逆バイアスの状態に維持できる制御電圧Ｖｓの下限値を低くすることができ、これによって各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓについての容量変更範囲の上限値を高めることができる。すなわち、整合状態で受電装置３に対して送電できる送受信間距離の範囲を拡げることができる。

また、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１では、各副ダイオード回路ＤＣａ１，ＤＣａ２，ＤＣｂ１，ＤＣｂ２を、複数のダイオード（ダイオード３１ａ、ダイオード３２ａ、ダイオード３１ｂおよびダイオード３２ｂ）を互いに順方向で並列接続して構成している。

したがって、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、各副ダイオード回路ＤＣａ１，ＤＣａ２，ＤＣｂ１，ＤＣｂ２を、１つのダイオード（ダイオード３１ａ、ダイオード３２ａ、ダイオード３１ｂおよびダイオード３２ｂ）で構成する構成と比較して、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの各静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓについての容量変更範囲の上限値を高めることができる。すなわち、整合状態で受電装置３に対して送電できる送受信間距離の範囲を拡げることができる。なお、整合状態で受電装置３に対して送電する送受信間距離の範囲が狭いときには、各副ダイオード回路ＤＣａ１，ＤＣａ２，ＤＣｂ１，ＤＣｂ２を、１つのダイオード（ダイオード３１ａ、ダイオード３２ａ、ダイオード３１ｂおよびダイオード３２ｂ）で構成することもできる。

また、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１では、第１処理部１５は、整合処理を実行して信号発生部１１と送信アンテナ１２とを整合させた状態において、進行波電力値Ｗ２ａ、反射波電力値Ｗ２ｂ、制御電圧Ｖｓから算出される各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓ、および予め測定された送電装置２と受電装置３との間の送受信間距離と第１整合部１３の出力インピーダンスＺｏｕｔとの関係（図６に示す関係）に基づいて送受信間距離を算出しつつ、算出している送受信間距離が信号発生部１１と送信アンテナ１２とを整合可能な範囲を外れると判別したときには、停止条件を満たしたとして、信号発生部１１に対して交流信号Ｓ１の発生を停止させる。

したがって、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、送受信間距離が０．１ｍから０．４ｍの範囲から外れて、信号発生部１１と送信アンテナ１２とを整合状態に移行させることができない状態に至ったとしても、第１処理部１５が信号発生部１１からの交流信号Ｓ１の発生を停止させるため、交流信号Ｓ１の発生を継続させた場合に発生する虞のある大きな反射波電力に起因した第１整合部１３の各構成要素への過大な電圧の連続した印加を確実に防止することができる。

なお、上記した実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、図１において破線で示すように、第１整合部１３の各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂにおける接続点ＣＮａ，ＣＮｂの電圧Ｖａ，Ｖｂ（つまり、各ダイオード３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂに印加されている印加電圧。図５参照）をリアルタイムに検出する検出部１６を設け、第１処理部１５が、図２に示すステップ５７において、この電圧Ｖａ，Ｖｂに基づいて予め規定された停止条件が満たされたか否かを判別して、この停止条件が満たされたときに、中電力での電力の伝送（送電）を停止する構成を採用することもできる。

具体的には、検出部１６は、上記の各電圧Ｖａ，Ｖｂを検出すると共に、各電圧Ｖａ，Ｖｂの電圧値を示す電圧データＤａ，Ｄｂを第１処理部１５に出力する。信号発生部１１から出力される交流信号Ｓ１の電力が増加したときには、交流信号Ｓ１の振幅も増加するため、この振幅の増加の如何によっては、制御電圧Ｖｓの印加による各ダイオード３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂの逆バイアス状態が維持されない状況に至ることがある。この場合には、各電圧Ｖａ，Ｖｂが、第１処理部１５から出力されている制御電圧Ｖｓに達しない状態となる。このため、各電圧Ｖａ，Ｖｂが制御電圧Ｖｓに達しないことを停止条件として規定する。この構成において、第１処理部１５が、ステップ５７において、電圧データＤａ，Ｄｂで示される電圧値の電圧Ｖａ，Ｖｂと、各電圧Ｖａ，Ｖｂに対応する制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１とを比較して、電圧Ｖａ，Ｖｂのうちのいずれかが対応する制御電圧Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１に達していないと判別したときには、この停止条件が満たされたとして、中電力での電力の伝送（送電）を停止する。

この構成を採用することにより、この送電装置２およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、交流信号Ｓ１の電力の増加に起因して各ダイオード３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂの逆バイアス状態が維持されない状況に至ったとき、すなわち、各ダイオード３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂが可変容量ダイオードとして機能しない状態に至って信号発生部１１と送信アンテナ１２とを整合状態に移行させることができない状態になったとしても、第１処理部１５が信号発生部１１からの交流信号Ｓ１の発生を停止させるため、交流信号Ｓ１の発生を継続させた場合に発生する虞のある大きな反射波電力に起因した第１整合部１３の各構成要素への過大な電圧の連続した印加を確実に防止することができる。

また、上記の送電装置２および受電装置３では、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂ，２２ａ，２２ｂを、アンテナ（送信アンテナ１２および受信アンテナ２１）に対して並列に接続された可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ａ，２２ａ）と、アンテナ（送信アンテナ１２および受信アンテナ２１）に対して直列に接続された可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ｂ）とで構成しているが、可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ａ，２２ａ）のいずれか一方および可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ｂ）のいずれか一方の可変コンデンサ回路で各整合部１３，２２をそれぞれ構成することもできる。また、アンテナ（送信アンテナ１２および受信アンテナ２１）と可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ａ，２２ａ）との並列回路、および可変コンデンサ回路（可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ｂ）からなる直列回路に対して、可変コンデンサ回路１３ａと同じ構成の他の可変コンデンサ回路を並列に接続して、いわゆるπ型の各整合部１３，２２を構成することもできる。

また、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂ，２２ａ，２２ｂについては、図５に示す構成に代えて、図９に示すように、１つの第１副ダイオード回路ＤＣａ１（１または互いに順方向で並列接続された複数のダイオード３１ａ）で構成された１つのダイオード回路ＤＣａで構成することもできる。なお、図９では、可変コンデンサ回路１３ａを例に挙げて説明しているが、他の可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ａ，２２ｂについても同様の構成を採用することができる。

この構成によれば可変コンデンサ回路１３ａ，２２ａの静電容量値Ｃｔｐおよび可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ｂの静電容量値Ｃｔｓを、簡易な構成で増加させることができる。

また、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂ，２２ａ，２２ｂについては、図５に示す構成に代えて、図１０に示すように、１または互いに順方向で並列接続された複数のダイオード３１ａで構成される第３副ダイオード回路ＤＣａ３と、１または互いに順方向で並列接続された複数のダイオード３１ｂで構成されると共に第３副ダイオード回路ＤＣａ３と順方向で直列接続された第４副ダイオード回路ＤＣａ４とを有してダイオード回路が構成され、制御電圧Ｖｓａ３，Ｖｓａ４が第３副ダイオード回路ＤＣａ３および第４副ダイオード回路ＤＣａ４のそれぞれに個別に印加される構成を採用することもできる。このように、制御電圧Ｖｓａ３，Ｖｓａ４が個別に印加される第３副ダイオード回路ＤＣａ３および第４副ダイオード回路ＤＣａ４については、コンデンサ４８ａを介在させて直流的に分離した状態で直列接続される構成とする。なお、第３副ダイオード回路ＤＣａ３および第４副ダイオード回路ＤＣａ４については、これらの回路およびその周辺回路（インダクタ３８ａ，４０ａおよび抵抗４１ａ，４３ａ）が、第１副ダイオード回路ＤＣａ１およびその周辺回路と同一の構成のため、同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、図１０では、可変コンデンサ回路１３ａを例に挙げて説明しているが、他の可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ａ，２２ｂについても同様の構成を採用することができる。

この構成によれば、第３副ダイオード回路ＤＣａ３を構成するダイオード３１ａおよび第４副ダイオード回路ＤＣａ４を構成するダイオード３１ａに、交流信号Ｓ１を１／２に分圧して印加することができると共に、可変コンデンサ回路１３ａ全体の静電容量値Ｃｔｐについての容量変更範囲を拡げることができる。

また、可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂ，２２ａ，２２ｂについては、図５に示す構成に代えて、図１１に示すように、第１副ダイオード回路ＤＣａ１および第２副ダイオード回路ＤＣａ２を構成する各ダイオード３１ａ，３２ａをそれぞれ、順方向で直列接続した複数（この例では２つ）のダイオード３１ａ，３２ａで構成して、ダイオード回路を構成することもできる。なお、図５に示す構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

この場合、図１１に示すように、第１副ダイオード回路ＤＣａ１および第２副ダイオード回路ＤＣａ２の接続点ＣＮａに制御電圧Ｖｓａ１を印加しつつ、第１副ダイオード回路ＤＣａ１における順方向で直列接続された２つのダイオード３１ａの接続点ＣＮａ１にインダクタ４４ａおよび抵抗４５ａの直列回路を介して、また第２副ダイオード回路ＤＣａ２における順方向で直列接続された２つのダイオード３２ａの接続点ＣＮａ１にインダクタ４６ａおよび抵抗４７ａの直列回路を介して、他の制御電圧Ｖｓａ１１をそれぞれ印加する構成を採用することもできる。この構成では、インダクタ３８ａおよびインダクタ４４ａ間に並列接続された第１副ダイオード回路ＤＣａ１における各ダイオード３１ａと、インダクタ３９ａおよびインダクタ４６ａ間に並列接続された第２副ダイオード回路ＤＣａ２における各ダイオード３２ａのそれぞれに共通に制御電圧Ｖｓａ１１が印加される。また、インダクタ４４ａおよびインダクタ４０ａ間に並列接続された第１副ダイオード回路ＤＣａ１における各ダイオード３１ａと、インダクタ４６ａおよびインダクタ４０ａ間に並列接続された第２副ダイオード回路ＤＣａ２における各ダイオード３２ａのそれぞれに共通に制御電圧（Ｖｓａ１−Ｖｓａ１１）が印加される。

また、制御電圧Ｖｓａ１１の印加を行わずに、接続点ＣＮａに制御電圧Ｖｓａ１のみを印加する構成（この構成では、インダクタ４４ａ、抵抗４５ａ、インダクタ４６ａおよび抵抗４７ａは不要となる。）を採用することもできる。なお、図１１では、可変コンデンサ回路１３ａを例に挙げて説明しているが、他の可変コンデンサ回路１３ｂ，２２ａ，２２ｂについても同様の構成を採用することができる。

また、送電装置２と受電装置３との間の送受信間距離をさらに拡げるためには、送電装置２の整合部１３における各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓをより広い範囲で変化させる必要がある。この場合には、各可変コンデンサ回路１３ａ，１３ｂの静電容量値Ｃｔｐ，Ｃｔｓ自体の容量可変範囲を拡げる構成を採用することも考えられるが、例えば、図１２に示す整合部１３のように、可変コンデンサ回路１３ａ自体の容量可変範囲は変えずに、静電容量値Ｃｃｏが固定の固定コンデンサ（１または複数のコンデンサ（非可変コンデンサ））６３ａ，６４ａを可変コンデンサ回路１３ａに付加したり、切り離したりすることが可能な容量付加回路１３ｃを、可変コンデンサ回路１３ａに並列接続して、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての容量可変範囲を拡げる構成を採用することもできる。

具体的には、容量付加回路１３ｃは、図１２に示すように、一例として、切替素子としての小型電子部品であるダイオード６１ａ，６２ａの直列回路と、小型電子部品である固定コンデンサ（１または複数（本例では２つ）の固定コンデンサ（非可変コンデンサ））６３ａ，６４ａと、バイアス回路６５ａとを備えている。

ダイオード６１ａ，６２ａには、順方向バイアス時に高周波交流を通過させる性質を有するＰＩＮ（p-intrinsic-n Diode ）ダイオードが使用されて、ダイオード６１ａ，６２ａは、互いのアノード端子同士（または、互いのカソード端子同士）が接続された状態で直列接続されている。固定コンデンサ６３ａ，６４ａは、直列接続されたダイオード６１ａ，６２ａの各端部にそれぞれ接続されている。

バイアス回路６５ａは、小型電子部品である抵抗Ｒ１およびコイルＬ１の直列回路、小型電子部品である抵抗Ｒ２およびコイルＬ２の直列回路、および小型電子部品である抵抗Ｒ３およびコイルＬ３の直列回路を備えている。抵抗Ｒ１およびコイルＬ１の直列回路は、ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路の一方の端子（本例では、ダイオード６１ａのカソード端子）と固定コンデンサ６３ａとの接続点に規定された端点Ｐ１ａと、基準電位との間に接続されている。抵抗Ｒ２およびコイルＬ２の直列回路は、ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路の他方の端子（本例では、ダイオード６２ａのカソード端子）と固定コンデンサ６４ａとの接続点に規定された端点Ｐ２ａと、基準電位との間に接続されている。抵抗Ｒ３およびコイルＬ３の直列回路は、ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路の中間点（本例では、ダイオード３４ａ，３５ａの各アノード端子同士の接続点）に規定された端点Ｐ３ａに接続されて、第１処理部１５から出力される制御電圧Ｖｓｃ１を端点Ｐ３ａに供給する。

以上のように構成された容量付加回路１３ｃは、図１２に示すように、固定コンデンサ６３ａの一端（ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路との非接続端）が可変コンデンサ回路１３ａの一端に接続され、かつ固定コンデンサ６４ａの一端（ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路との非接続端）が可変コンデンサ回路１３ａの他端に接続されることにより、可変コンデンサ回路１３ａに並列接続されている。

また、制御電圧Ｖｓｃ１は、直流電圧であって、第１処理部１５によってその電圧値が、ダイオード６１ａ，６２ａを順方向バイアス状態に常時移行させるオン電圧値（例えば、１０Ｖ）、およびダイオード６１ａ，６２ａを逆方向バイアス状態に常時移行させるオフ電圧値（例えば、−３５Ｖ）のいずれか一方の電圧値に制御される。つまり、制御電圧Ｖｓｃ１は、ダイオード６１ａ，６２ａのそれぞれの両端間に印加されてダイオード６１ａ，６２ａのオン・オフ状態を制御するバイアス電圧として機能する。

この構成により、ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路は、オン電圧値の制御電圧Ｖｓｃ１の供給時には、交流信号Ｓ１を通過（導通）させるオン状態（約０．５Ω程度の低インピーダンス状態）に移行して、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａを並列接続させる。一方、ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路は、オフ電圧値の制御電圧Ｖｓｃ１の供給時には、交流信号Ｓ１の通過（導通）を阻止するオフ状態（約０．８ｐＦ程度の高インピーダンス状態）に移行することにより、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａを非並列接続にさせる（並列接続とはならない形態で接続させる。言い換えれば、並列接続を解除させる）。

この構成によれば、第１処理部１５からオフ電圧値の制御電圧Ｖｓｃ１が供給されているときには、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが非並列接続な状態（並列接続ではない状態。つまり、固定コンデンサ６３ａ，６４ａの静電容量値が付加されない状態）となるため、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲の下限値および上限値は、可変コンデンサ回路１３ａ単体の容量可変範囲の下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}となる。一方、第１処理部１５からオン電圧値の制御電圧Ｖｓｃ１が供給されているときには、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが並列接続された状態（固定コンデンサ６３ａ，６４ａの静電容量値が付加されている状態）となるため、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲の下限値Ｃ_ＬＯＷ２は、可変コンデンサ回路１３ａ単体での容量可変範囲の下限値Ｃ_ＬＯＷ１に２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａの直列合成容量値（Ｃｃｏ／２）を加えた（付加した）値（Ｃ_ＬＯＷ１＋Ｃｃｏ／２）となり、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲の上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}は、可変コンデンサ回路１３ａ単体の容量可変範囲の上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}に２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａの直列合成容量値（Ｃｃｏ／２）を加えた（付加した）値（上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}＋Ｃｃｏ／２）となる。

したがって、可変コンデンサ回路１３ａに容量付加回路１３ｃを接続することにより、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値を、下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}で規定される容量可変範囲内で変化させることができると共に、下限値Ｃ_ＬＯＷ２および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}で規定される別の容量可変範囲内で変化させることができるため、可変コンデンサ回路１３ａだけの構成と比較して、容量可変範囲を拡げることができる。

例えば、固定コンデンサ６３ａ，６４ａの直列合成容量値（Ｃｃｏ／２）を上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}未満に規定したときには、下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}で規定される容量可変範囲と、下限値Ｃ_ＬＯＷ２および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}で規定される別の容量可変範囲とが一部において重複する構成となることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲を、下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}で規定される容量可変範囲に対して１倍を超え２倍未満となる下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}で規定される範囲に拡げることができる。

また、固定コンデンサ６３ａ，６４ａの直列合成容量値（Ｃｃｏ／２）を上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}に規定したときには、下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}で規定される容量可変範囲と、下限値Ｃ_ＬＯＷ２および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}で規定される別の容量可変範囲とが連続する構成となることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲を、下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}で規定される容量可変範囲に対して２倍となる下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}で規定される範囲に拡げることができる。

また、固定コンデンサ６３ａ，６４ａの直列合成容量値（Ｃｃｏ／２）を上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}を超える値に規定したときには、下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}で規定される容量可変範囲と、下限値Ｃ_ＬＯＷ２および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}で規定される別の容量可変範囲とが不連続となるものの、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲を、下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}で規定される容量可変範囲に対して２倍となる範囲（下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}の範囲と、下限値Ｃ_ＬＯＷ２および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}の範囲）に拡げることができる。

なお、図示はしないが、容量付加回路１３ｃを接続する構成を、第１整合部１３の他の可変コンデンサ回路１３ｂ、および第２整合部２２における各可変コンデンサ回路２２ａ，２２ｂに対しても適用できるのは勿論である。

したがって、この構成を採用した送電装置２によれば、信号発生部１１と送信アンテナ１２との整合状態を良好に維持させて、受電装置３に対して効率の良い状態で電力伝送し得る範囲（送電装置２と受電装置３との間の距離）を拡げることができる。

また、容量付加回路１３ｃについては、図１２に示す構成に代えて、図１３，１４，１５に示すいずれかの構成を採用することもできる。

まず、図１３に示す容量付加回路１３ｃについて説明する。この容量付加回路１３ｃは、図１２に示す構成の容量付加回路１３ｃから、ダイオード６２ａ、並びに抵抗Ｒ２およびコイルＬ２の直列回路を省いて構成されている。なお、図１２に示す構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

この構成においても、第１処理部１５からオフ電圧値の制御電圧Ｖｓｃ１が供給されているときには、切替素子としてのダイオード６１ａがオフ状態に移行する。このため、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが非並列接続な状態に切り替えられることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲の下限値および上限値は、可変コンデンサ回路１３ａ単体の容量可変範囲の下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}となる。一方、第１処理部１５からオン電圧値の制御電圧Ｖｓｃ１が供給されているときには、ダイオード６１ａがオン状態に移行する。このため、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが並列接続された状態に切り替えられることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲は上記した下限値Ｃ_ＬＯＷ２（＝Ｃ_ＬＯＷ１＋Ｃｃｏ／２）および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}（＝Ｃ_{ＨＩＧＨ１}＋Ｃｃｏ／２）で規定される範囲となる。

したがって、図１３に示す構成の容量付加回路１３ｃを使用した場合でも、図１２に示す構成の容量付加回路１３ｃを使用した場合と同様にして、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲を拡げることができる。なお、ダイオード６２ａ、並びに抵抗Ｒ２およびコイルＬ２の直列回路を省く構成に代えて、ダイオード６１ａ、並びに抵抗Ｒ１およびコイルＬ１の直列回路を省く構成を採用してもよいのは勿論である。

次いで、図１４に示す容量付加回路１３ｃについて説明する。この容量付加回路１３ｃは、図１２に示す構成の容量付加回路１３ｃから、ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路を省き、これに代えて小型電子部品である１つのＭＯＳ型のＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）６６ａが切替素子として接続されて構成されている。なお、図１２に示す構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１４に示す容量付加回路１３ｃでは、ＦＥＴ６６ａは、ドレイン端子が固定コンデンサ６３ａに接続され、かつソース端子が固定コンデンサ６４ａに接続されることで、固定コンデンサ６３ａと固定コンデンサ６４ａとの間に配設されている。

また、この容量付加回路１３ｃでは、ＦＥＴ６６ａのドレイン端子と固定コンデンサ６３ａとの接続点に規定された端点Ｐ１ａには、この端点Ｐ１ａに接続されたバイアス回路６５ａの抵抗Ｒ１およびコイルＬ１を介して制御電圧Ｖｓｃ２が供給され、ＦＥＴ６６ａのゲート端子には、このゲート端子に規定された端点Ｐ３ａに接続されたバイアス回路６５ａの抵抗Ｒ３およびコイルＬ３を介して制御電圧Ｖｓｃ１が供給される。また、ＦＥＴ６６ａのソース端子と固定コンデンサ６４ａとの接続点に規定された端点Ｐ２ａは、この端点Ｐ２ａに接続されたバイアス回路６５ａの抵抗Ｒ２およびコイルＬ２を介して基準電位に接続されている。

この構成により、ゲート端子が制御電圧Ｖｓｃ１によって正電圧にバイアスされ、かつドレイン端子が制御電圧Ｖｓｃ２によってゲート端子の電圧を超える正電圧にバイアスされたときに、ＦＥＴ６６ａはオン状態に移行する。このため、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが並列接続された状態となることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲は上記した下限値Ｃ_ＬＯＷ２（＝Ｃ_ＬＯＷ１＋Ｃｃｏ／２）および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}（＝Ｃ_{ＨＩＧＨ１}＋Ｃｃｏ／２）で規定される範囲となる。一方、ゲート端子への制御電圧Ｖｓｃ１による正電圧のバイアスが停止されたときには、ＦＥＴ６６ａはオフ状態に移行する。このため、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが非並列接続な状態となることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲の下限値および上限値は、可変コンデンサ回路１３ａ単体の容量可変範囲の下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}となる。

したがって、図１４に示す構成の容量付加回路１３ｃを使用した場合でも、図１２に示す構成の容量付加回路１３ｃを使用した場合と同様にして、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲を拡げることができる。

次いで、図１５に示す容量付加回路１３ｃについて説明する。この容量付加回路１３ｃは、図１２，１３，１４に示す構成（小型電子部品である２つのダイオードの直列回路や１つのダイオードや１つのＦＥＴなどの半導体スイッチ素子を使用する構成）の容量付加回路１３ｃとは異なり、小型電子部品であるリレー６７ａを切替素子として使用して構成されている。なお、図１２に示す構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１５に示す容量付加回路１３ｃでは、図１２に示す構成の容量付加回路１３ｃから、ダイオード６１ａ，６２ａの直列回路を省き、これに代えて小型電子部品である１つのリレー６７ａが切替素子として接続されて構成されている。なお、図１２に示す構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１５に示す容量付加回路１３ｃでは、リレー６７ａは、その接点回路の一方の端子が固定コンデンサ６３ａに接続され、かつ接点回路の他方の端子が固定コンデンサ６４ａに接続されることで、固定コンデンサ６３ａと固定コンデンサ６４ａとの間に配設されている。また、リレー６７ａは、そのコイルの一方の端子は基準電位に接続され、コイルの他方の端子には、バイアス回路６５ａを構成する抵抗Ｒ１を経由して制御電圧Ｖｓｃ１が供給（印加）される。

この構成により、リレー６７ａに抵抗Ｒ１を介して制御電圧Ｖｓｃ１が供給されたときに、リレー６７ａがオン状態（接点回路が閉じた状態）に移行する。このため、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが並列接続された状態となることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲は上記した下限値Ｃ_ＬＯＷ２（＝Ｃ_ＬＯＷ１＋Ｃｃｏ／２）および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ２}（＝Ｃ_{ＨＩＧＨ１}＋Ｃｃｏ／２）で規定される範囲となる。一方、制御電圧Ｖｓｃ１の供給が停止されたときには、リレー６７ａはオフ状態（接点回路が開いた状態）に移行する。このため、可変コンデンサ回路１３ａに対して２つの固定コンデンサ６３ａ，６４ａが非並列接続な状態となることから、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲の下限値および上限値は、可変コンデンサ回路１３ａ単体の容量可変範囲の下限値Ｃ_ＬＯＷ１および上限値Ｃ_{ＨＩＧＨ１}となる。

したがって、図１５に示す構成の容量付加回路１３ｃを使用した場合でも、図１２に示す構成の容量付加回路１３ｃを使用した場合と同様にして、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲を拡げることができる。

なお、リレー６７ａを切替素子として使用する構成においては、半導体スイッチ素子を切替素子として使用する構成とは異なり、リレー６７ａの接点回路を第１整合部１３における他の部位から直流的に分離する必要はない。このため、図１５に示す構成において、固定コンデンサ６３ａ，６４ａのいずれか一方を取り除いて、この一方のコンデンサに接続されていた接点回路の端部を可変コンデンサ回路１３ａに接続することもできる。

また、図１２〜図１５に示す整合部１３では、可変コンデンサ回路１３ａ等に１つの容量付加回路１３ｃを並列接続可能な状態で接続する構成を採用しているが、これに限定されるものではなく、図１６に示すように、複数の容量付加回路１３ｃを並列接続可能な状態で接続する構成を採用することもできる。この構成によれば、各容量付加回路１３ｃに供給する制御電圧Ｖｓｃ１を個別に制御して、各容量付加回路１３ｃを構成する切替素子のオン・オフ状態を制御することにより、可変コンデンサ回路１３ａに並列接続される固定コンデンサ（各容量付加回路１３ｃを構成する固定コンデンサ）の数を段階的に増加・減少させることができるため、可変コンデンサ回路１３ａおよび容量付加回路１３ｃの全体としての静電容量値の容量可変範囲をさらに拡げることができる。

１ 電力伝送システム
２ 送電装置
３ 受電装置
４ バッテリ
１１ 信号発生部
１２ 送信アンテナ
１３ 第１整合部
１３ａ，１３ｂ 可変コンデンサ回路
１３ｃ 容量付加回路
１４ 電力計測部
１５ 第１処理部
２１ 受信アンテナ
２２ 第２整合部
２３ 整流部
２４ 第２処理部
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ ダイオード
３７ａ，３７ｂ インダクタ
ＤＣａ，ＤＣｂ ダイオード回路
Ｓ１ 交流信号
Ｖ１ 誘導電圧
Ｖｓａ１，Ｖｓｂ１，Ｖｓｃ１，Ｖｓｃ２ 制御電圧

Claims (9)

1. 交流信号を発生する信号発生部、前記交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナ、および前記信号発生部と前記送信アンテナとの間に配設された整合部を有し、前記電磁場によって誘導電圧を発生する受信アンテナおよび当該誘導電圧に基づいて負荷に供給する電圧を生成する電圧生成部を有する受電装置に送電する送電装置であって、
   前記整合部は、アノード端子を基準としてカソード端子に印加される逆バイアス電圧に応じて静電容量値を変化させる可変容量ダイオードで構成されたダイオード回路を有する可変コンデンサ回路を備えて構成され、
   前記逆バイアス電圧を制御して前記可変コンデンサ回路の静電容量値を変化させることにより、前記信号発生部と前記送信アンテナとを整合させる整合処理を実行する処理部を備えている送電装置。
2. 前記ダイオード回路に対して並列に接続されたインダクタを備えている請求項１記載の送電装置。
3. 前記ダイオード回路は、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成される第１副ダイオード回路と、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成されると共に前記第１副ダイオード回路と対向して直列接続された第２副ダイオード回路とを有し、前記逆バイアス電圧が前記第１副ダイオード回路および前記第２副ダイオード回路のそれぞれに印加される請求項１または２記載の送電装置。
4. 前記ダイオード回路は、互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成されている請求項１または２記載の送電装置。
5. 前記ダイオード回路は、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成される第３副ダイオード回路と、１または互いに順方向で並列接続された複数の前記可変容量ダイオードで構成されると共に前記第３副ダイオード回路と順方向で直列接続された第４副ダイオード回路とを有し、前記逆バイアス電圧が前記第３副ダイオード回路および前記第４副ダイオード回路のそれぞれに印加される請求項１または２記載の送電装置。
6. 前記信号発生部と前記整合部との間に配設されて、進行波電力値と反射波電力値とを測定する電力測定部を備え、
   前記信号発生部は、前記交流信号の出力電力値を制御可能に構成され、
   前記処理部は、前記信号発生部と前記送信アンテナとを整合させた状態において、前記進行波電力値、前記反射波電力値、前記逆バイアス電圧から算出される前記可変コンデンサ回路の静電容量値、および予め測定された前記受電装置との間の送受信間距離と前記整合部の出力インピーダンスとの関係に基づいて前記送受信間距離を算出しつつ、当該算出している送受信間距離が前記信号発生部と前記送信アンテナとを整合可能な範囲を外れると判別したときには、前記信号発生部に対して前記交流信号の発生を停止させる請求項１から５のいずれかに記載の送電装置。
7. 前記可変容量ダイオードに印加されている印加電圧を検出する検出部を備え、
   前記信号発生部は、前記交流信号の出力電力値を制御可能に構成され、
   前記処理部は、前記検出された印加電圧と前記逆バイアス電圧とを比較して、当該検出された印加電圧が当該逆バイアス電圧に達しないときには、前記信号発生部に対して前記交流信号の発生を停止させる請求項１から６のいずれかに記載の送電装置。
8. 前記整合部は、固定コンデンサ、および当該固定コンデンサの前記可変コンデンサ回路への並列接続および非並列接続を切り替える切替素子を有する容量付加回路を備えている請求項１から７のいずれかに記載の送電装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の送電装置と前記受電装置とを備えている非接触型電力伝送システム。

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