JP2014121108A - ワイヤレス給電システム、送電装置及び送電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送受電装置間の伝送距離変動に伴う伝送効率の低下を送電装置のみで改善し、最適な伝送効率を維持できるようにすること。
【解決手段】ワイヤレス給電システム１００は、送電装置１１０及び受電装置１３０を備え、送電装置１１０は、電力を生成する電力生成部である高周波電源１１１と、生成された電力を、受電装置１３０に伝送する送電部１１３と、送電部１１３で得られる反射電力の値を検出する反射電力検出部１１２と、検出された反射電力の値に応じて、送電部１１３から伝送する電力の共振周波数を変更する制御部１１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤレス給電システム、送電装置及び送電方法に関する。

近年、共鳴現象を利用した磁界共鳴方式と呼ばれる方式を用いたワイヤレス給電が注目されている。

ワイヤレス給電の一つで広く用いられている電磁誘導方式は、送電側と受電側とで磁界を共有する必要がある。このため、電磁誘導方式の非接触給電において効率良く電力を送るためには、送電側と受電側とを極めて近接して配置する必要があり、さらに結合の軸合わせを精度よく行うことが必要である。

一方、共鳴現象を用いた非接触給電は、共鳴現象という原理から、電磁誘導方式よりも距離を離して電力を伝送することが可能で、かつ、多少軸合わせがずれても伝送効率があまり変わらないという利点がある。なお、共鳴現象を用いた伝送方式には、磁界共鳴方式の他に電界共鳴方式がある。以下では磁界共鳴方式に基づいて説明する。

この磁界共鳴方式を用いたワイヤレス給電システムは、伝送距離を長く取ることが可能であるが、この特徴を最大限に発揮するためには動的なインピーダンス制御が必要である。例えば、特許文献１には、低損失でこのインピーダンス制御を可能にするワイヤレス給電システムが開示されている。

この特許文献１に開示されているワイヤレス給電システムでは、送電側と受電側との間の伝送距離が変動した場合に、伝送効率の低下を招かないようにインピーダンス調整を行う方法が述べられている。これは、送電側のインピーダンス特性から受電側のインピーダンス特性を推定するためのインピーダンス特性推定情報を予め対応テーブルとして記憶することで行われる。そして、このワイヤレス給電システムは、送電側のインピーダンスを検出した時点で、対応テーブルを参照して受電側のインピーダンス状態を特定する。ここで、送電装置は、特定されたインピーダンス状態を示すインピーダンス制御情報を生成して、これを受電装置に送信する。このようなインピーダンス制御情報を受信した受電装置は、この情報で示されるインピーダンス状態に基づき可変整合器のコイルのタップを切り替えて、最適なインピーダンスになるように調整する。

特開２０１１−２２３７３９号公報

特許文献１に開示されているワイヤレス給電システムでは、送電側で間接的に受電側のインピーダンスを推定しているにすぎないため、インピーダンス制御情報の精度に問題がある。更に、送電装置から受電装置にインピーダンス制御情報を送信しなければならないため、別個、無線通信装置を備えなければならない。

また、インピーダンス整合を取るために、可変整合器のコイルが用意され、これのタップを切り替える。しかし、このようなコイルはインダクタンス調整用コイルであり、構成によっては精度の問題もあり、形状、大きさ等を考慮した場合、要求を満足するものが用意できない場合がある。

そこで、本発明は、送受電装置間の伝送距離変動に伴う伝送効率の低下を送電装置のみで改善し、最適な伝送効率を維持できるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係るワイヤレス給電システムは、送電装置、及び、前記送電装置から磁界共鳴方式で電力の供給を受ける受電装置を備えるワイヤレス給電システムであって、前記送電装置は、電力を生成する電力生成部と、前記電力生成部で生成された電力を、前記受電装置に伝送する送電部と、前記送電部で得られる反射電力の値を検出する反射電力検出部と、前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に応じて、前記送電部から伝送する電力の共振周波数を変更する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る送電装置は、電力を生成する電力生成部と、前記電力生成部で生成された電力を、受電装置に伝送する送電部と、前記送電部で得られる反射電力の値を検出する反射電力検出部と、前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に応じて、前記送電部から伝送する電力の共振周波数を変更する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る送電方法は、電力を生成する電力生成過程と、前記電力生成過程で生成された電力を、受電装置に伝送する送電過程と、前記送電過程で得られる反射電力の値を検出する反射電力検出過程と、前記反射電力検出過程で検出された反射電力の値に応じて、前記送電過程で伝送する電力の共振周波数を変更する制御過程と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、送受電装置間の伝送距離変動に伴う伝送効率の低下を送電装置のみで改善し、最適な伝送効率を維持することができる。

ワイヤレス給電システムの構成を概略的に示すブロック図である。 伝送距離と伝送効率との関係を示す概略図である。 メモリに記憶されている情報を概略的に示すブロック図である。 ワイヤレス給電システムにおける磁界共鳴方式のワイヤレス給電の原理を説明するための概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、共振周波数と伝送効率との間の関係を示す概略図である。 ワイヤレス給電システムでの処理を示すフローチャートである。

実施の形態
図１は、実施の形態に係るワイヤレス給電システム１００の構成を概略的に示すブロック図である。ワイヤレス給電システム１００は、送電装置１１０と、この送電装置１１０から磁界共鳴方式で電力の供給を受ける受電装置１３０とを備える。一般に、ワイヤレス給電システム１００では、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離が変化した場合、インピーダンスが変動して、問題が生ずる。例えば、図２に示されているように、ワイヤレス給電システム１００は、設計された距離Ｄ１のときに伝送効率が高く、その設計された距離Ｄ１の前後では伝送効率が低下する特性を持つ。そのため、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離が変動することで伝送効率の低下を招かないために、何らかの処置が必要とされる。本実施の形態では、設計された伝送距離Ｄ１よりも短い、つまり送電装置１１０と受電装置１３０とが近づいた場合の伝送効率を改善する。

図１の説明に戻り、送電装置１１０は、高周波電源１１１と、反射電力検出部１１２と、送電部１１３と、メモリ１１４と、制御部１１５とを有する。

高周波電源１１１は、給電すべき電力を生成する電力生成部である。本実施の形態では、高周波電源１１１は、ワイヤレスで電力を伝送するための高周波の交流電力を生成する。なお、この高周波電源１１１は、発振周波数を変えることができる。

反射電力検出部１１２は、送電部１１３で得られる反射電力の値を検出する。本実施の形態においては、後述するように、高周波電源１１１と送電部１１３との間のインピーダンス整合がとられているため、反射電力検出部１１２で検出される反射電力の値は、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離変動、つまり、受電装置１３０を移動した場合のインピーダンス変動が反映される。

送電部１１３は、高周波電源１１１で生成された電力を磁界共鳴方式で伝送する。送電部１１３は、励磁コイル１１３ａと、送電コイル１１３ｂとを備える。
励磁コイル１１３ａは、高周波電源１１１から供給される交流電流により、磁界を発生する。そして、励磁コイル１１３ａは、電磁誘導により、高周波電源１１１から供給される交流電力を送電コイル１１３ｂに供給する。例えば、励磁コイル１１３ａは、空心コイルにより形成される。
また、励磁コイル１１３ａは、送電コイル１１３ｂと高周波電源１１１との間のインピーダンス整合をとる。励磁コイル１１３ａのインピーダンスは、通常、低インピーダンスである。これにより、高周波電源１１１と送電部１１３との間でインピーダンスの整合をとることができるようになる。

送電コイル１１３ｂは、励磁コイル１１３ａから供給される交流電力を、磁界共鳴方式により受電装置１３０に伝送する。例えば、送電コイル１１３ｂは、空心コイルにより形成される。なお、送電コイル１１３ｂは、高周波電源１１１で生成される周波数で共振する。それ故、高周波電源１１１の周波数は、共振周波数とも呼ばれる（以後、高周波電源１１１の周波数を共振周波数と表す）。

メモリ１１４は、送電装置１１０での処理に必要な情報を記憶する記憶部である。例えば、メモリ１１４は、反射電力の値に対応する、高周波電源１１１の共振周波数を特定する対応周波数情報を記憶する。対応周波数情報は、予め定められた共振周波数である中心となる共振周波数（以下、中心周波数ｆ０という）において受電装置１３０を移動させたときの反射電力の値と、その時の反射電力の値が最小値となる共振周波数とを、予め測定することにより生成される。言い換えると、対応周波数情報は、中心周波数ｆ０での反射電力の値と、その反射電力の値に対応する、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離において、好適な共振周波数とを示す情報である。例えば、対応周波数情報は、中心周波数ｆ０での反射電力の値と、その反射電力の値に対応する、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離において、反射電力の値が最小となる（伝送効率が最も高くなる）共振周波数とを示す情報である。なお、中心周波数ｆ０は、送電装置１１０に予め設定（記憶）されているものとする。
また、メモリ１１４は、制御部１１５のテンポラリメモリとして利用される。例えば、図３に示されているように、メモリ１１４には、対応周波数情報１１４ａの他、検出状態フラグ１１４ｂ、初期値反射電力１１４ｃ、検出反射電力１１４ｄ及び共振周波数情報１１４ｅが記憶される。

検出状態フラグ１１４ｂは、送電装置１１０と受電装置１３０との間の距離変動を検出中であるか否かを示す。例えば、検出状態フラグ１１４ｂが「ＯＮ」である場合には、検出中であることを示し、「ＯＦＦ」である場合には、検出中ではないことを示す。
初期値反射電力１１４ｃは、反射電力検出部１１２で検出された反射電力の初期値を示す。初期値反射電力１１４ｃは、検出状態フラグ１１４ｂが「ＯＮ」にされたときに、反射電力検出部１１２で検出された反射電力の値である。
検出反射電力１１４ｄは、反射電力検出部１１２で検出された反射電力の値を示す。
共振周波数情報１１４ｅは、高周波電源１１１から出力されている電力の共振周波数を示す。

図１の説明に戻り、制御部１１５は、反射電力検出部１１２で検出された反射電力の値に応じて、送電部１１３から伝送する電力の共振周波数を変更する。例えば、制御部１１５は、反射電力検出部１１２で検出された反射電力の値から、中心周波数ｆ０における、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離の変動を特定する。そして、中心周波数ｆ０における送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離の変動が特定された場合には、制御部１１５は、メモリ１１４に記憶されている対応周波数情報１１４ａに基づいて、反射電力検出部１１２で検出された反射電力の値に対応する共振周波数を特定する。そして、制御部１１５は、特定された共振周波数となるように、高周波電源１１１に生成する電力の共振周波数を変更させる。
なお、制御部１１５は、反射電力検出部１１２が反射電力を検出したときに、現在の共振周波数が設計値の中心周波数ｆ０かどうかをメモリ１１４に記憶されている共振周波数情報１１４ｅを参照することで確認する。もし、それが中心周波数でないならば、制御部１１５は、生成する共振周波数を中心周波数ｆ０に変えるように高周波電源１１１に指示する。そして、制御部１１５は、一定時間経過後、再度、反射電力検出部１１２に反射電力を検出させて、中心周波数ｆ０における送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離変動を特定する。

受電装置１３０は、受電部１３１と、整流部１３２と、安定化電源部１３３と、負荷１３４とを備える。

受電部１３１は、送電装置１１０から伝送された電力を、磁界共鳴方式で受電する。受電部１３１は、受電コイル１３１ａと、励磁コイル１３１ｂとを備える。
受電コイル１３１ａは、送電装置１１０の送電コイル１１３ｂから伝送される電力を、磁界共鳴方式で受電する。そして、受電コイル１３１ａの共振周波数と、送電コイル１１３ｂの共振周波数とが一致したときに、磁界共鳴関係となり電力を効率よく伝送することができる。
そして、受電コイル１３１ａは、送電装置１１０から受電した交流電力を、電磁誘導にて励磁コイル１３１ｂに供給する。

励磁コイル１３１ｂは、受電コイル１３１ａから受電した交流電力を、整流部１３２に給電する。なお、励磁コイル１３１ｂでは、受電コイル１３１ａと整流部１３２との間のインピーダンス整合がとられている。励磁コイル１３１ｂのインピーダンスは、通常、低インピーダンスである。

整流部１３２は、励磁コイル１３１ｂから受電した交流電力を整流して、直流（ＤＣ）電力として安定化電源部１３３に供給する。

安定化電源部１３３は、整流部１３２から供給されるＤＣ電力を、供給先の負荷１３４の仕様に応じたＤＣ電圧に変換して、負荷１３４に与える。

次に、図４を用いて、ワイヤレス給電システム１００における磁界共鳴方式のワイヤレス給電の原理を説明する。図４では、送電装置１１０の反射電力検出部１１２、メモリ１１４及び制御部１１５は、省略されている。

まず、送電装置１１０において、高周波電源１１１が、ワイヤレス電力伝送のための高周波電力を生成する。高周波電源１１１で発生された高周波電力は、励磁コイル１１３ａに供給される。そして、この高周波電力は、電磁誘導にて励磁コイル１１３ａから送電コイル１１３ｂに給電される。送電コイル１１３ｂは、高周波電源１１１で生成された共振周波数で共振すると同時に磁界共鳴にて受電装置１３０に電力の伝送を行う。

次に、受電装置１３０では、受電コイル１３１ａが、送電コイル１１３ｂと同じように高周波電源１１１で生成された共振周波数で共振し、磁界共鳴によって、送電装置１１０から電力を受電する。受電コイル１３１ａで受電された交流電力は、電磁誘導によって、励磁コイル１３１ｂに給電される。そして、励磁コイル１３１ｂは、受電した交流電力を整流部１３２に与える。整流部１３２は、受電した交流電力を整流して、直流電力として安定化電源部１３３に供給する。安定化電源部１３３は、整流部１３２から供給された直流電力を、負荷１３４に応じた直流電圧に変換して負荷１３４に与える。

以上に示すように、磁界共鳴方式のワイヤレス給電では、送電コイル１１３ｂと受電コイル１３１ａとの共振周波数が同じ時に磁界共鳴の状態となる。磁界共鳴の状態では、両コイルの結合度が最大となり、かつ、電力の損失が最小となり、この状態で電力の伝送が行われる。なお、高周波電源１１１で生成される共振周波数は、送電コイル１１３ｂの共振周波数と同じになるように設定されている。また、励磁コイル１１３ａと送電コイル１１３ｂ、及び、受電コイル１３１ａと励磁コイル１３１ｂは、それぞれ電磁誘導で結合される。そして、励磁コイル１１３ａ、１３１ｂは、送電コイル１１３ｂ及び受電コイル１３１ａの共鳴動作に影響がでないようにインピーダンス変換の機能を有している。

ワイヤレス給電システム１００では、通常、送電コイル１１３ｂと受電コイル１３１ａとの間の距離が変動したり、また受電装置１３０の負荷１３４に変動があったりすると伝送効率が下がる。これはインピーダンスが変動するためである。従って、伝送効率を改善するには、インピーダンスの調整が必要となる。特に距離が変動した場合は、送電コイル１１３ｂと受電コイル１３１ａとの相互インダクタンスも変化することから、共振周波数及びインピーダンスの双方の変動が発生する。これに対応するために、インピーダンスは再調整される。これについては、特許文献１に例が記載されており、例えば、励磁コイル１１３ａ、１３１ｂの径を変更する、つまりインダクタンスを変えることによりインピーダンスを調整する。
本実施の形態は、負荷１３４が一定で、送電コイル１１３ｂと受電コイル１３１ａとの間の伝送距離が変動した場合を想定しており、この時に共振周波数を変更することで伝送効率を改善するものである。

ワイヤレス給電システム１００において、送電コイル１１３ｂと受電コイル１３１aとの伝送距離が変動した場合、反射電力検出部１１２からの検出データ（反射電力の値）、及び、送電部１１３の入力から受電部１３１の出力までの伝送効率は、共振周波数をベースに表すと図５に示す特性を持つ。
図５（ａ）に示す特性が臨界結合と呼ばれるもので中心周波数ｆ０において、反射電力の値Ａ１がほとんど無く、この時の伝送効率Ｂ１は最大の効率を示す。図５（ａ）においては、反射電力の値Ａ１は、中心周波数ｆ０を軸にして、下に凸となっており、伝送効率Ｂ１は、中心周波数ｆ０を軸として、上に凸となっている。
そして、送電コイル１１３ｂと受電コイル１３１ａとの間の距離が近接してきた場合には、図５（ｂ）に示されているような特性となり、更に近接してきた場合には、図５（ｃ）の特性となる。これら図５（ｂ）及び（ｃ）の特性は、双峰特性と呼ばれ中心周波数ｆ０での反射電力の値Ａ２、Ａ３、及び、伝送効率Ｂ２、Ｂ３は、悪くなるものの、逆に中心周波数ｆ０から離れたところに、それぞれ２つの共振周波数ｆ１（ｆ３）、ｆ２（ｆ４）が現れ、ここでの伝送効率が最大となる。

図６は、ワイヤレス給電システム１００での処理を示すフローチャートである。図６に示されているフローは、送電装置１１０から受電装置１３０に電力の伝送が行われている間に開始される。例えば、送電装置１１０の制御部１１５に、入力端子（入力部）１１６を介して、外部よりワイヤレス給電システム１００の起動信号Ｇ１が入力されると、制御部１１５は、高周波電源１１１に電力発生信号Ｇ２ａを与えることで、電力発生指示を行う。この信号を受けた高周波電源１１１は、高周波の交流電力を生成する。生成された交流電力は、反射電力検出部１１２及び励磁コイル１１３ａを介して、送電コイル１１３ｂに送られ、送電コイル１１３ｂから電力の伝送が開始される。

予め定められた一定期間経過後（Ｓ１０）、制御部１１５は、反射電力検出部１１２に、反射電力検出要求Ｇ３ａを与える（Ｓ１１）ことで、反射電力の検出を指示する。

反射電力検出要求Ｇ３ａを受けた反射電力検出部１１２は、送電装置１１０と受電装置１３０との伝送距離変動に伴う反射電力の値を検出する。送電装置１１０の高周波電源１１１の出力端に設置されている反射電力検出部１１２は、例えば、図５（ａ）に示されている中心周波数ｆ０における反射電力の値を検出する。そして、反射電力の値を検出したら、反射電力検出部１１２は、制御部１１５にその反射電力の値を示す反射電力検出情報Ｇ３ｂを与える（Ｓ１２）。

制御部１１５は、取得された反射電力検出情報Ｇ３ｂが初回の検出結果であるかどうかを確認する（Ｓ１３）。例えば、メモリ１１４に記憶されている検出状態フラグ１１４ｂが「ＯＦＦ」を示している場合には、制御部１１５は、取得された反射電力検出情報Ｇ３ｂが初回の検出結果であると判断する。そして、取得された反射電力検出情報Ｇ３ｂが初回の検出結果である場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１４に進み、取得された反射電力検出情報Ｇ３ｂが初回の検出結果ではない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）には、処理はステップＳ１６に進む。

ステップＳ１４では、制御部１１５は、メモリ１１４の検出状態フラグ１１４ｂを「ＯＮ」にする。そして、制御部１１５は、取得された反射電力検出情報Ｇ３ｂで示されている反射電力の値を、初期値反射電力１１４ｃ及び検出反射電力１１４ｄとして、メモリ１１４に記憶させる（Ｓ１５）。そして、処理はステップＳ１０に戻る。

一方、ステップＳ１３において、取得された反射電力検出情報Ｇ３ｂが初回の検出結果ではない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）には、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、制御部１１５は、距離変動の有無を確認する（Ｓ１６）。これは、反射電力検出情報Ｇ３ｂで示されている反射電力の値が変化しているか否かを確認するもので、反射電力検出情報Ｇ３ｂで示されている反射電力の値と、メモリ１１４の検出反射電力１１４ｄで示される反射電力の値とを比較する。メモリ１１４の検出反射電力１１４ｄには、１回前に取得された反射電力検出情報Ｇ３ｂで示された反射電力の値がストアされている。従って、これらの値が変化している場合には、制御部１１５は、伝送距離が変動しているものと判断する。そして、伝送距離が変動している場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１７に進み、伝送距離が変動していない場合（Ｓ１６：Ｎｏ）には、処理はステップＳ１８に進む。

ステップＳ１７では、制御部１１５は、伝送距離が未だ変動中と判断して、反射電力検出情報Ｇ３ｂで示されている反射電力の値を、検出反射電力１１４ｄとして、メモリ１１４にストアする（Ｓ１７）。そして、処理は、ステップＳ１０に戻る。

一方、ステップＳ１８では、制御部１１５は、反射電力検出情報Ｇ３ｂで示されている反射電力の値と、検出反射電力１１４ｄで示されている前回の反射電力の値との比較結果は同じとなり、伝送距離の変動が落ち着いたと判断し、反射電力検出情報Ｇ３ｂで示されている反射電力の値が初期値のままで、状態が変化していなかったか否かを判定する。言い換えると、制御部１１５は、メモリ１１４の初期値反射電力１１４ｃで示される反射電力の初期値と、検出反射電力１１４ｄで示される反射電力の値とを比較する。そして、これらの値が同じ場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）には、制御部１１５は、伝送距離の変動が無かったと判断して、ステップＳ２３に処理を進める。一方、これらの値が異なる場合（Ｓ１８：Ｎｏ）には、制御部１１５は、伝送距離の変動があったものの状態が落ち着いたと判断して、処理をステップＳ１９に進める。

ステップＳ１９では、制御部１１５は、メモリ１１４の共振周波数情報１１４ｅを確認して、高周波電源１１１から出力されている共振周波数が中心周波数であるか否かを判断する。共振周波数が中心周波数である場合（Ｓ１９：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ２０に進み、共振周波数が中心周波数ではない場合（Ｓ１９：Ｎｏ）には、処理はステップＳ２２に進む。

ステップＳ２０では、制御部１１５は、メモリ１１４の対応周波数情報１１４ａを参照することで、反射電力検出情報Ｇ３ｂで示される反射電力の値に対応する共振周波数を特定する。
そして、制御部１１５は、特定された共振周波数を示す周波数情報Ｇ２ｂを高周波電源１１１に送る（Ｓ２１）ことで、共振周波数の変更を指示する。これにより高周波電源１１１の発振周波数が変更される。つまり、例えば、図５（ｃ）に示されている、伝送効率の最大となるところの周波数ｆ３又はｆ４に共振周波数が変更される。そして、処理は、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２２では、制御部１１５は、一度、共振周波数を元の中心周波数ｆ０に戻すために、中心周波数ｆ０を示す周波数情報Ｇ２ｂを高周波電源１１１に送ることで、共振周波数の変更を指示する。そして、処理は、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、制御部１１５は、メモリ１１４の検出状態フラグ１１４ｂを「ＯＦＦ」にリセットする。そして、処理は、ステップＳ１０に戻る。そして再度、中心周波数ｆ０において、同じフローが行われる。これはあくまでも共振周波数が中心周波数ｆ０のときの反射電力を基準にしているからである。

以上に記載した実施の形態においては、制御部１１５は、メモリ１１４に記憶されている対応周波数情報１１４ａを参照して、反射電力検出情報Ｇ３ｂで示される反射電力の値に対応する共振周波数を特定し、高周波電源１１１に特定された共振周波数を生成させる。これにより、ワイヤレス給電システム１００は、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離の変動による伝送効率の低下を改善して、最大効率を維持できる。ここでは、共振周波数を変更する手段が採用されているが、この共振周波数は、例えば、図５（ｃ）に示すように中心周波数ｆ０の両サイドに現れる。実際の応用においては、システムに合わせてどちらかの周波数に変更すればよい。また、本実施の形態では、送電装置１１０と受電装置１３０との間の伝送距離の変動による伝送効率の低下を改善する方法を説明したが、伝送距離が一定で負荷１３４が変動した場合にも同様な方法で対応できる。

１００ ワイヤレス給電システム、 １１０ 送電装置、 １１１ 高周波電源、 １１２ 反射電力検出部、 １１３ 送電部、 １１３ａ 励磁コイル、 １１３ｂ 送電コイル、 １１４ メモリ、 １１５ 制御部、 １３０ 受電装置、 １３１ 受電部、 １３１ａ 受電コイル、 １３１ｂ 励磁コイル、 １３２ 整流部、 １３３ 安定化電源部、 １３４ 負荷。

Claims (15)

1. 送電装置、及び、前記送電装置から磁界共鳴方式で電力の供給を受ける受電装置を備えるワイヤレス給電システムであって、
   前記送電装置は、
   電力を生成する電力生成部と、
   前記電力生成部で生成された電力を、前記受電装置に伝送する送電部と、
   前記送電部で得られる反射電力の値を検出する反射電力検出部と、
   前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に応じて、前記送電部から伝送する電力の共振周波数を変更する制御部と、を備えること
   を特徴とするワイヤレス給電システム。
2. 前記送電装置は、
   前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する、前記送電装置及び前記受電装置との間の伝送距離において、好適な共振周波数とを示す対応共振周波数情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記対応共振周波数情報を参照することで、前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に対応する共振周波数を特定し、当該特定された共振周波数の電力を生成するように前記電力生成部に指示し、
   前記電力生成部は、前記制御部からの指示に応じて、前記特定された共振周波数の電力を生成すること
   を特徴とする請求項１に記載のワイヤレス給電システム。
3. 前記対応共振周波数情報は、前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において最も伝送効率の高い共振周波数とを示す情報であること
   を特徴とする請求項２に記載のワイヤレス給電システム。
4. 前記対応共振周波数情報は、前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において、前記送電装置と前記受電装置とが磁界共鳴となる共振周波数とを示す情報であること
   を特徴とする請求項２に記載のワイヤレス給電システム。
5. 前記対応共振周波数情報は、予め定められた共振周波数で前記送電装置から前記受電装置に電力を供給した際の前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において好適な共振周波数とを示す情報であり、
   前記制御部は、前記送電部から伝送する電力の共振周波数を、前記予め定められた共振周波数に変更させた後に、前記対応周波数情報を参照することで、前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に対応する共振周波数を特定すること
   を特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載のワイヤレス給電システム。
6. 電力を生成する電力生成部と、
   前記電力生成部で生成された電力を、受電装置に伝送する送電部と、
   前記送電部で得られる反射電力の値を検出する反射電力検出部と、
   前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に応じて、前記送電部から伝送する電力の共振周波数を変更する制御部と、を備えること
   を特徴とする送電装置。
7. 前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する、前記送電装置及び前記受電装置との間の伝送距離において好適な共振周波数とを示す対応共振周波数情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記対応共振周波数情報を参照することで、前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に対応する共振周波数を特定し、当該特定された共振周波数の電力を生成するように前記電力生成部に指示し、
   前記電力生成部は、前記制御部からの指示に応じて、前記特定された共振周波数の電力を生成すること
   を特徴とする請求項６に記載の送電装置。
8. 前記対応共振周波数情報は、前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において最も伝送効率の高い共振周波数とを示す情報であること
   を特徴とする請求項７に記載の送電装置。
9. 前記対応共振周波数情報は、前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において、前記送電装置と前記受電装置とが磁界共鳴となる共振周波数とを示す情報であること
   を特徴とする請求項７に記載の送電装置。
10. 前記対応共振周波数情報は、予め定められた共振周波数で前記送電装置から前記受電装置に電力を供給した際の前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において好適な共振周波数とを示す情報であり、
    前記制御部は、前記送電部から伝送する電力の共振周波数を、前記予め定められた共振周波数に変更させた後に、前記対応周波数情報を参照することで、前記反射電力検出部で検出された反射電力の値に対応する共振周波数を特定すること
    を特徴とする請求項７から９の何れか一項に記載の送電装置。
11. 電力を生成する電力生成過程と、
    前記電力生成過程で生成された電力を、受電装置に伝送する送電過程と、
    前記送電過程で得られる反射電力の値を検出する反射電力検出過程と、
    前記反射電力検出過程で検出された反射電力の値に応じて、前記送電過程で伝送する電力の共振周波数を変更する制御過程と、を有すること
    を特徴とする送電方法。
12. 前記制御過程は、前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する、前記受電装置との間の伝送距離において好適な共振周波数とを示す対応共振周波数情報を参照することで、前記反射電力検出過程で検出された反射電力の値に対応する共振周波数を特定し、
    前記電力生成過程は、前記制御過程で特定された共振周波数の電力を生成すること
    を特徴とする請求項１１に記載の送電方法。
13. 前記対応共振周波数情報は、前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において最も伝送効率の高い共振周波数とを示す情報であること
    を特徴とする請求項１２に記載の送電方法。
14. 前記対応共振周波数情報は、前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において、前記受電装置との間で磁界共鳴となる共振周波数とを示す情報であること
    を特徴とする請求項１２に記載の送電方法。
15. 前記対応共振周波数情報は、予め定められた共振周波数で前記送電装置から前記受電装置に電力を供給した際の前記反射電力の値と、前記反射電力の値に対応する前記伝送距離において好適な共振周波数とを示す情報であり、
    前記制御過程は、前記送電過程から伝送する電力の共振周波数を、前記予め定められた共振周波数に変更させた後に、前記対応周波数情報を参照することで、前記反射電力検出過程で検出された反射電力の値に対応する共振周波数を特定すること
    を特徴とする請求項１２から１４の何れか一項に記載の送電方法。

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