JP5927582B2 - 照明用非接触給電システム、および照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、照明用非接触給電システム、および照明器具に関するものである。

従来、照明負荷に非接触で電力を供給する非接触給電システムがあり（例えば、特許文献１〜３参照）、非接触給電システムは、送電ユニットと受電ユニットとで構成される。送電ユニットは、交流が供給される送電コイルを具備する。受電ユニットは、送電コイルが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して送電ユニットから非接触で受電する受電コイルを具備する。

特許文献１の給電システムは、給電用トランスと通信用トランスとを備える。給電用トランスが送電コイルおよび受電コイルを構成しており、送電ユニットは、給電用トランスを介して、受電ユニットへ電力を非接触で供給する。そして、受電ユニットは、照明負荷に流れる電流、照明負荷の電圧等のフィードバック信号を、通信用トランスを介して送電ユニットへ非接触で送信する。送電ユニットは、受信したフィードバック信号に基づいて、受電ユニットへの供給電力を調整する。

特許文献２の非接触給電システムは、ＬＥＤ素子に非接触で給電しており、特許文献３は、非接触給電システムを構成する照明器具が開示されている。

特許第２８５３２０７号公報 特開２０１１−５０１６３号公報 特開２０１１−２９０６７号公報

従来の非接触給電システムでは、温度特性、経時劣化等の負荷変動や、送電ユニット（送電コイル）と受電ユニット（受電コイル）との相対的な位置ずれ等によって、受電コイルの出力電圧が変動し、照明負荷への供給電力が不安定になる虞があった。

また、上記特許文献１では、通信用トランスを用いて、送電ユニット−受電ユニット間でフィードバック制御を行っている。しかし、通信用トランスの巻線ばらつきや、通信用トランスの一次側と二次側との相対位置のずれによって、フィードバック信号を正しく授受できない場合ある。このような場合、受電コイルの出力電圧が変動し、照明負荷への供給電力が不安定になる虞があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、受電コイルの出力変動に対して、照明負荷への供給電力を安定させることができる照明用非接触給電システム、および照明器具を提供することにある。

本発明の照明用非接触給電システムは、交流が供給される送電コイルを有する送電ユニットと、前記送電コイルが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して前記送電ユニットから非接触で受電する受電コイル、前記受電コイルの受電電力を入力されて昇降圧動作を行うことによって照明負荷に所定の電力を出力する電源回路を具備する受電ユニットとを備え、前記受電ユニットは、前記受電コイルの出力電圧を整流して前記電源回路へ出力する整流部と、前記電源回路の入力または出力のリプル成分を検出するリプル検出部と、このリプル検出部による前記リプル成分の検出結果を前記送電ユニットへ送信する送信部とをさらに具備し、前記送電ユニットは、前記送信部から前記検出結果を受信する受信部をさらに具備し、前記リプル成分が多い場合、前記送電コイルに供給する交流の電圧、周波数の少なくとも一方を高くすることを特徴とする。

この発明において、前記電源回路は、Ｂｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路、ＳＥＰＩＣ回路、ＣＵＫ回路、ＺＥＴＡ回路のいずれかで構成されることが好ましい。

この発明において、前記電源回路は、出力電流を検出し、この出力電流の検出値に基づいて、前記照明負荷に定電流を供給することが好ましい。

この発明において、前記電源回路は、チョッパ制御が行われるスイッチング素子を具備して、このスイッチング素子に流れる電流のピーク値を検出し、このピーク値の検出結果に基づいて、前記照明負荷に定電流を供給することが好ましい。

この発明において、前記電源回路は、チョッパ制御が行われるスイッチング素子を具備して、このスイッチング素子に流れる電流の平均値を検出し、この平均値の検出結果に基づいて、前記照明負荷に定電流を供給することが好ましい。

この発明において、前記受電ユニットは、前記受電コイルの出力電圧を整流して前記電源回路へ出力する整流部を備え、前記電源回路は、チョッパ制御が行われるスイッチング素子を備えて、このスイッチング素子のスイッチング周波数を、前記送電コイルに供給される交流の周波数以上に設定することが好ましい。

この発明において、前記送電ユニットは、自己の外郭に形成した載置面の裏面に対向して複数の前記送電コイルを配列し、前記受電ユニットは、前記載置面の表面に載置されることが好ましい。

この発明において、前記受電ユニットは、前記送電ユニットの外郭に形成した載置面の表面に載置され、前記送電ユニットは、前記載置面の裏面に対向して１または複数の前記送電コイルを設けて、前記受電ユニットの位置に対向するように前記送電コイルを移動させることが好ましい。

この発明において、１つの前記送電ユニットから、複数の前記受電ユニットへ電力供給されることが好ましい。

この発明において、複数の前記受電ユニットは、入力電力および出力電力の少なくとも一方の仕様が互いに異なる少なくとも２種類の前記受電ユニットからなることが好ましい。

この発明において、前記照明負荷は、ＬＥＤ素子、または有機ＥＬ素子であることが好ましい。

本発明の照明器具は、交流が供給される送電コイルを有する送電ユニットに対向して配置される照明器具であって、前記送電コイルが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して前記送電ユニットから非接触で受電する受電コイル、前記受電コイルの受電電力を入力されて昇降圧動作を行うことによって所定の電力を出力する電源回路を具備する受電ユニットと、前記電源回路から電力を供給される照明負荷とを備え、前記受電ユニットは、前記受電コイルの出力電圧を整流して前記電源回路へ出力する整流部と、前記電源回路の入力または出力のリプル成分を検出するリプル検出部と、このリプル検出部による前記リプル成分の検出結果を前記送電ユニットへ送信する送信部とをさらに具備し、前記送電ユニットは、前記送信部から前記検出結果を受信する受信部をさらに具備し、前記リプル成分が多い場合、前記送電コイルに供給する交流の電圧、周波数の少なくとも一方を高くすることを特徴とする。

この発明において、前記受電ユニットは、前記受電コイルを具備する基部と、この基部に一端を接続したアームと、前記アームの他端に設けられた灯具とで構成され、前記照明負荷は前記灯具に収納されることが好ましい。

以上説明したように、本発明では、負荷変動や、送電コイルと受電コイルとの位置ずれによる受電コイルの出力変動に対して、照明負荷への供給電力を安定させることができるという効果がある。

実施形態１のシステム構成を示す回路図である。 同上の受電ユニットを示す回路図である。 同上のシステム構成を示す外観図である。 （ａ）〜（ｃ）同上の使用形態を示す回路図である。 実施形態２の受電ユニットを示す回路図である。 実施形態３の２石の昇降圧チョッパ回路を用いた電源回路を示す回路図である。 同上のＳＥＰＩＣ回路を用いた電源回路を示す回路図である。 同上のＣＵＫ回路を用いた電源回路を示す回路図である。 同上のＺＥＴＡ回路を用いた電源回路を示す回路図である。 実施形態４の４スイッチ同期整流式昇降圧回路を用いた電源回路を示す回路図である。 （ａ）〜（ｅ）実施形態５のソフトスタート時における出力電圧を示す波形図である。 実施形態６のシステム構成を示す回路図である。 実施形態７のシステム構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の照明用非接触給電システムの回路構成を示す。

本システムは、１つの送電ユニットＡと、１または複数の受電ユニットＢ（Ｂ１，Ｂ２，．．．，，，，Ｂｎ）とを備え、図１では、２台の受電ユニットＢ１，Ｂ２を備える。なお、受電ユニットＢ１〜Ｂｎを区別しないときは受電ユニットＢと称す。

送電ユニットＡは、整流部１１と、直流電源１２と、交流電源１３１〜１３ｎと、送電コイル１４１〜１４ｎと、制御部１５と、受信部１６と、アンテナ１７とを備える。

整流部１１は、商用電源１０から供給される商用電力を入力として、商用電力を全波整流して出力する。直流電源１２は、整流部１１の整流出力を所定の直流電力に変換し、交流電源１３１〜１３ｎのそれぞれへ出力する。交流電源１３１〜１３ｎは、直流電源１２から供給される直流電力を入力として、所定周波数の交流電力に変換し、送電コイル１４１〜１４ｎのそれぞれへ出力する。送電コイル１４１〜１４ｎは、交流電源１３１〜１３ｎから交流電力を供給されて、交流磁界を発生する。

制御部１５は、直流電源１２、交流電源１３１〜１３ｎの各動作を制御する。受信部１６は、受電ユニットＢから送信される無線信号（電波信号、赤外線信号等）を、アンテナ１７を介して受信し、制御部１５へ出力する。

次に、受電ユニットＢは、受電コイル２１と、整流部２２と、入力コンデンサＣｉと、電源回路Ｋ１と、ＬＥＤユニット２３と、制御部２４と、送信部２５と、アンテナ２６とを備える。

受電コイル２１は、送電コイル１４１〜１４ｎが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して送電ユニットＡから非接触で受電する。整流部２２は、受電コイル２１の両端に発生する交流電圧（誘起電圧）を整流する。入力コンデンサＣｉは、整流部２２の整流電圧を平滑する。電源回路Ｋ１は、入力コンデンサＣｉを入力電源として、昇降圧動作を行うことによってＬＥＤユニット２３に所定の直流電力を出力する。ＬＥＤユニット２３は、１または複数のＬＥＤ素子で構成された照明負荷であり、電源回路Ｋ１から負荷電流を供給されて点灯する。すなわち、電源回路Ｋ１は、受電コイル２１の受電電力を入力されて昇降圧動作を行うことによって、ＬＥＤユニット２３を点灯させる。

そして、電源回路Ｋ１は、Ｂｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路（一石の昇降圧チョッパ回路）で構成されており、その回路構成を図２に示す。

電源回路Ｋ１は、入力コンデンサＣｉの両端間に、インダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路を設け、入力コンデンサＣｉの正極側にインダクタＬ１を接続し、入力コンデンサＣｉの負極側にスイッチング素子Ｑ１を接続している。インダクタＬ１の両端間には、出力コンデンサＣｏ１とダイオードＤ１との直列回路を接続し、入力コンデンサＣｉの正極側に出力コンデンサＣｏ１を接続し、入力コンデンサＣｉの負極側にダイオードＤ１を接続している。ダイオードＤ１は、インダクタＬ１にアノードを接続し、出力コンデンサＣｏ１にカソードを接続している。出力コンデンサＣｏ１の両端間には、１または複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニット２３を接続している。

制御部２４は、受電コイル２１の誘起電圧Ｖａ、電源回路Ｋ１の入力電圧Ｖｉ（入力コンデンサＣｉの両端電圧）、電源回路Ｋ１の出力電圧Ｖｏ（出力コンデンサＣｏ１の両端電圧）、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流を検出している。そして、制御部２４は、各検出結果に基づいて、スイッチング素子Ｑ１をオン・オフするスイッチング制御（チョッパ制御）、および送信部２５の送信制御を行う。送信部２５は、アンテナ２６を介して送電ユニットＡへ無線信号（電波信号、赤外線信号等）を送信する。

以下、電源回路Ｋ１の動作について説明する。

まず、スイッチング素子Ｑ１がオンすると、入力コンデンサＣｉ−インダクタＬ１−スイッチング素子Ｑ１−入力コンデンサＣｉの経路で電流が流れ、インダクタＬ１は磁気エネルギーを蓄積する。そして、スイッチング素子Ｑ１がオフすると、インダクタＬ１−ダイオードＤ１−出力コンデンサＣｏ１−インダクタＬ１の経路で、インダクタＬ１の磁気エネルギーが放出され、出力コンデンサＣｏ１に電荷が蓄積される。この結果、電源回路Ｋ１の出力電圧Ｖｏが発生し、ＬＥＤユニット２３に定電流（負荷電流）が供給されて点灯する。出力電圧Ｖｏが、入力電圧Ｖｉより高いか低いかは、スイッチング素子Ｑ１の動作（オンデューティ、周波数）や回路定数によって設定できる。

スイッチング素子Ｑ１の具体的な駆動方式としては、例えば、Peak-Current Controlがある。この方式は、オン状態のスイッチング素子Ｑ１に流れる電流（ＦＥＴの場合、ドレイン電流）のピーク値が、所定のしきい値を上回ると、スイッチング素子Ｑ１をオフさせる。そして、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間が予め決められた時間を経過すると、スイッチング素子Ｑ１をオンさせる。すなわち、ターンオンのタイミングは、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流のPeak Current制御によって決められ、ターンオフのタイミングは、Constant Off Time制御によって決められ、ＬＥＤユニット２３には定電流が供給される。この方式では、入力コンデンサＣｉに発生する脈流波形の入力電圧Ｖｉの谷部領域においても、スイッチング素子Ｑ１のピーク電流が所定のしきい値に達する前にスイッチング素子Ｑ１がオフすることはなく、安定した定電流制御を可能としている。

また、スイッチング素子Ｑ１の具体的な駆動方式としては、Average-Mode Current Controlを用いてもよい。この方式は、スイッチング素子Ｑ１に流れる電流の平均値と所定の閾値とを比較することによって、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御し、ＬＥＤユニット２３には定電流が供給される。この方式の場合、ＬＥＤユニット２３に供給される電流のばらつきをより抑えることが可能となる。すなわち、精度の高い定電流制御が可能になる。

また、スイッチング素子Ｑ１のターンオフは、インダクタＬ１に流れる電流がしきい値「０」にまで低減したタイミングで行ってもよい。インダクタＬ１のゼロ電流検出は、インダクタＬ１の二次巻線（図示無し）、またはスイッチング素子Ｑ１のドレイン等で行う。この方式は、臨界モード制御であることから、低雑音化、高効率化といった効果が得られやすい。

また、インダクタ電流と比較するしきい値を「０」より大きい値に設定してもよい。この場合、スイッチング素子Ｑ１のターンオフは、インダクタＬ１に流れる電流が「０」より大きいしきい値にまで低減したタイミングで行われ、所謂、連続モード制御となる。

また、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数が一定となるように、スイッチング素子Ｑ１のターンオンのタイミングを決定してもよい。この場合、スイッチングに伴う雑音が発生する周波数帯を狭くすることができる。

さらに、電源回路Ｋ１の最小駆動電圧（制御部２４を駆動可能な電圧）は、数Ｖであり、入力電圧Ｖｉの谷部電圧＞最小駆動電圧となるように、送電コイル１４１〜１４ｎの印加電圧および周波数の設定や、入力コンデンサＣｉ等の定数設定を行えばよい。

そして、電源回路Ｋ１は、入力電圧Ｖｉ＞出力電圧Ｖｏの領域では降圧動作、入力電圧Ｖｉ＜出力電圧Ｖｏの領域では昇圧動作を行うことにより、広範囲の入力電圧Ｖｉに対して、出力電圧Ｖｏを目標値に制御することができる。

受電ユニットＢにおいて、入力電圧Ｖｉは、受電コイル２１と、送電コイル１４１〜１４ｎのそれぞれとの相対位置によって大きく変動する。特にコイルアレイ方式では、受電コイル２１が、送電コイル１４１〜１４ｎの各送電コイル間におかれた場合、入力電圧Ｖｉの低減量は大きくなる。しかしながら、電源回路Ｋ１をＢｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路で構成することによって、上記のように、広範囲の入力電圧Ｖｉに対して、出力電圧Ｖｏを目標値に制御することができる。つまり、ＬＥＤユニット２３の負荷電流が安定して光出力も安定する。

したがって、温度特性、経時劣化等の負荷変動や、送電コイル１４１〜１４ｎと受電コイル２１との相対的な位置ずれ等によって、受電コイル２１の誘起電圧Ｖａが変動した場合でも、出力電圧Ｖｏの安定出力が可能になる。さらには出力電圧Ｖｏとして、リプル成分の少ない直流電圧を得ることができる。

また、電源回路Ｋ１を、Ｂｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路で構成することによって、１つのインダクタ（インダクタＬ１）を用いて昇降圧機能を実現することができ、構成の簡易化を図ることができる。

仮に、電源回路Ｋ１に降圧コンバータを使用した場合、入力電圧Ｖｉ＜出力電圧Ｖｏの領域では、入力電圧Ｖｉを昇圧できない。また、電源回路Ｋ１に昇圧コンバータを使用した場合、入力電圧Ｖｉ＞出力電圧Ｖｏの領域で、入力電圧Ｖｉを降圧できない。また、出力電圧Ｖｏがリプル成分を大きく含むといった不具合が生じる。

また、入力電圧Ｖｉは全波整流後に平滑した脈流波形である。そして、受電コイル２１と、送電コイル１４１〜１４ｎのそれぞれとの相対位置によって、例えば、入力電圧Ｖｉのピーク電圧は、１０Ｖ〜５０Ｖ程度の範囲で変動し、入力電圧Ｖｉの谷部電圧は、その最小値が約６Ｖになる。出力電圧Ｖｏは、例えば、１０〜４０Ｖ程度の平均値に設定されている。この出力電圧Ｖｏは、電源回路Ｋ１に用いる部品に高い耐圧を要求されず、且つ出力電圧Ｖｏが低過ぎて効率が悪化しないことを考慮して設定される。

また、送電ユニットＡの送電コイル１４１〜１４ｎに供給される交流電力の周波数は、一般に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度である。一方、受電ユニットＢの電源回路Ｋ１のスイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数は、一般に４０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度である。

ここで、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数を、送電コイル１４１〜１４ｎに供給される交流電力の周波数以上に設定すれば、以下の利点がある。

まず、入力コンデンサＣｉの容量が小さいと、ＬＥＤユニット２３の負荷電流のリプル成分が大きくなる。この場合、ＬＥＤユニット２３による照明環境下で、ビデオやカメラ等の画面を見ると、画面上にリプル成分によるチラツキが見えることがある。出力コンデンサＣｏ１の容量を大きくすることで、このチラツキを低減できる。しかし、リプル成分を大幅に低減させるためには、出力コンデンサＣｏ１の容量を十分に大きくする必要があり、出力コンデンサＣｏ１の大型化を招く。

そこで、入力コンデンサＣｉの容量を大きくし、入力電圧Ｖｉの谷部においてもある程度の電圧値を保持することによっても、リプル成分を低減することはできる。これにより、出力コンデンサＣｏ１のサイズをそれほど大きくしなくてもリプル成分を抑制することができる。しかし、リプル成分を大幅に低減させるためには、入力コンデンサＣｉの容量を十分に大きくする必要があり、入力コンデンサＣｉの大型化を招く。

一方、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数を、送電コイル１４１〜１４ｎに供給される交流電力の周波数以上に設定することによって、リプル低減が可能になる。すなわち、入力電圧Ｖｉの谷部の低電圧領域においても昇圧が可能となり、入力コンデンサＣｉおよび出力コンデンサＣｏ１を大型化することなく、リプル成分を抑制して安定した出力を得ることができる。また、この方式の場合、出力電圧Ｖｏを入力電圧Ｖｉの谷部電圧以上に設定することも可能である。

一般に、ＬＥＤユニット２３に供給される電力（負荷電力）が一定であっても、出力電圧Ｖｏの高い方が回路効率は向上する。よって、ＬＥＤ素子を直並列に組合せたＬＥＤユニット２３を用い、出力電圧Ｖｏを高くすることによって、回路効率を高めることができる。

さらに、入力電圧Ｖｉのリプル成分が大きく、入力電圧Ｖｉの谷部電圧が低い場合、または出力電圧Ｖｏのリプル成分が大きい場合、以下の動作を実行する。

まず、入力電圧Ｖｉおよび出力電圧Ｖｏのリプル増大の原因としては、下記（１）〜（４）が考えられる。
（１）送電コイル１４１〜１４ｎと受電コイル２１とのずれが大きく、受電コイル２１の誘起電圧Ｖａの著しい低下。
（２）部品のばらつき、温度特性、劣化特性（例えば、コンデンサの経年劣化による容量低下）を含む回路定数の変動、差異。
（３）温度特性、経時劣化等の負荷変動。
（４）複数種類の受電ユニットＢが使用可能であり、受電ユニットＢ間における各条件の違い。

この場合、送電ユニットＡの送電コイル１４１〜１４ｎに印加する交流の電圧、周波数の少なくともいずれか一方を高くすることによって、受電ユニットＢにおいて、入力電圧Ｖｉの谷部電圧を高くすることができる（例えば、高周波化によって、コンデンサによる平滑が容易になる）。すなわち、リプル成分が少ない場合は、送電コイル１４１〜１４ｎに印加する交流の電圧、周波数を低くして効率を重視する。一方、リプル成分が多い場合は、送電コイル１４１〜１４ｎに印加する交流の電圧、周波数の少なくともいずれか一方を高くして、リプル成分の低減を重視する。したがって、ＬＥＤユニット２３の負荷電流のリプル低減、入力コンデンサＣｉ、出力コンデンサＣｏ１の小型化を図ることができる。

具体的に、受電ユニットＢの制御部２４は、リプル検出部２４ａを備えており、リプル検出部２４ａは、入力電圧Ｖｉまたは出力電圧Ｖｏの検出値に基づいて、入力電圧Ｖｉまたは出力電圧Ｖｏに含まれるリプル成分を検出する。このリプル検出部２４ａによるリプル成分の検出結果は、送信部２５からアンテナ２６を介して無線信号で送信される。

送電ユニットＡの受信部１６は、送信部２５からの無線信号をアンテナ１７を介して受信し、制御部１５へ出力する。制御部１５は、このリプル成分の検出結果に基づいて、例えば、リプル成分が、段階的に設けたしきい値を超える毎に、送電コイル１４１〜１４ｎに印加する交流の電圧、周波数の少なくともいずれか一方を段階的に高くする。

また、受電ユニットＢ−送電ユニットＡ間の無線通信は、アンテナ１７，２６を用いて行われるが、送電コイル１４１〜１４ｎ、受電コイル２１がアンテナの機能を兼用してもよい。

次に、図３は、本システムの外観構成を示す。

送電ユニットＡは、平板状のハウジング１０１が外郭を形成し、ハウジング１０１内には、送電コイル１４１〜１４ｎと、送電回路Ｘとが収納されている、送電回路Ｘは、整流部１１と、直流電源１２と、交流電源１３１〜１３ｎと、制御部１５と、受信部１６と、アンテナ１７とで構成される。この送電回路Ｘは、配線Ｗ１、コンセントプラグＰを介して商用電源１０に接続され、送電ユニットＡへの電源供給をオン・オフするスイッチＳＷが配線Ｗ１に設けられている。さらに、送電コイル１４１〜１４ｎは、ハウジング１０１の載置面１０１ａの裏面に対向して、例えば格子状に配列される。すなわち、送電ユニットＡは、複数の送電コイル１４１〜１４ｎを載置面１０１ａに対向配列させたコイルアレイ方式を採用している。

受電ユニットＢは、基部２０１、アーム２０２、灯具２０３が外郭を形成して、照明器具を構成している。基部２０１は、平板状に形成され、受電コイル２１が基部２０１に収納される。アーム２０２は、基部２０１の上面に立設され、アーム２０２の先端には灯具２０３が取り付けられる。灯具２０３は椀形に形成されて、ＬＥＤユニット２３と受電回路Ｙとが収納され、ＬＥＤユニット２３−受電回路Ｙ間は、配線Ｗ３を介して電気的に接続している。受電回路Ｙは、整流部２２と、入力コンデンサＣｉと、電源回路Ｋ１と、制御部２４と、送信部２５と、アンテナ２６とで構成される。基部２０１内の受電コイル２１は、アーム２０２内を通る配線Ｗ２を介して、受電回路Ｙと電気的に接続している。

そして、受電ユニットＢの基部２０１を送電ユニットＡの載置面１０１ａの表面に配置することによって、受電コイル２１は、コイルアレイ方式を採用した複数の送電コイル１４１〜１４ｎのうち１つ以上の送電コイル１４と対向し、いずれかの送電コイル１４から非接触で受電する。なお、複数の送電コイル１４１〜１４ｎを区別しない場合、送電コイル１４と称す。

ここで、送電ユニットＡと受電ユニットＢとは、互いに無線通信を行うので、アンテナ１７とアンテナ２６とを互いに近付けて配置する必要はない。したがって、配線の引き回しを少なくでき、器具設計の自由度が広がるという利点がある。例えば、送電ユニットＡ、受電ユニットＢの各通信手段を互いに近付けて配置する必要がある場合、受電ユニットＢの通信手段を、灯具２０３内から基部２０１内へ移動させなければならず、アーム２０２内に新たな配線を配設しなければならない。

また、受電回路Ｙの位置は、照明器具のデザインを優先し、設置スペースを確保できる照明器具の任意の箇所に設定すればよい。今回の照明器具は、灯具２０３に設置スペースがあり、この灯具２０３に受電回路Ｙを設けることで、比較的大きな受電回路Ｙであっても器具設計を行うことができる。よって、受電回路Ｙの設置スペースを確保するために、器具デザインを犠牲にしたり、回路部品に高価な小型・薄型部品を使用して受電回路Ｙを小型化する必要はない。

例えば、消費電力の大きいＬＥＤ素子をＬＥＤユニット２３に用いた場合、図４（ａ）に示すように、送電ユニットＡに、１台の受電ユニットＢ１のみを組み合わせる。一方、消費電力の小さいＬＥＤ素子をＬＥＤユニット２３に用いた場合、図４（ｂ）に示すように、送電ユニットＡには、複数の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２を組み合わせることができる。また、入力電力、出力電力等の仕様（入力電圧Ｖｉ、出力電圧Ｖｏ、負荷電流等の少なくとも１つ）が互いに異なる複数種類の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２を、１台の送電ユニットＡに組み合わせることもできる。

このように、複数の同一の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２、または複数種類の受電ユニットＢ１１，Ｂ１２を、同じ送電ユニットＡに組み合わせることができる。これは、受電ユニットＢの電源回路Ｋ１をＢｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路で構成することによって得られる効果である。

また、図４（ａ）（ｂ）の送電ユニットＡは、仕様、サイズ等の制約により、その高さ寸法に制約があり、高価な薄型部品を使用している。一方、図４（ｃ）の送電ユニットＡＡは、その高さ寸法に対する制約が緩いため、安価な通常サイズの電子部品を使用している。さらに、高さ寸法に対する制約が緩い送電ユニットＡＡは、任意の位置に送電回路Ｘを配置することができるので、省配線化を図ることができ、器具設計の自由度が広がる。この送電ユニットＡＡは、その入力電力および出力電力、使用部品、回路定数（部品ばらつき、温度特性、劣化特性を含む）の違いによって、送電ユニットＡとは異なる入出力特性を有する。

しかしながら、送電ユニットＡは、電源回路Ｋ１をＢｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路で構成することによって、上記のように、広範囲の入力電圧Ｖｉに対して出力を安定させることができる。したがって、図４（ｃ）に示すように、送電ユニットＡと組み合わせて使用していた受電ユニットＢ１，Ｂ１１，Ｂ１２を、送電ユニットＡＡに組み合わせて使用することが可能になる。

すなわち、１つの送電ユニットＡ、または１つの送電ユニットＡＡは、仕様が互いに異なる複数種類の受電ユニットＢを組み合わせることができる。また、１つの受電ユニットＢは、仕様が互いに異なる複数種類の送電ユニットＡ，ＡＡのいずれにも組み合わせることができる。

また、送電ユニットＡは、送電コイル１４１〜１４ｎのうち、受電ユニットＢが対向して設置された送電コイル１４のみを駆動してもよい。この場合、受電ユニットＢ（の受電コイル２１）が対向設置された送電コイル１４を検出する受電検出手段（図示無し）を、送電ユニットＡに設ける。したがって、レイアウトフリー、且つ高効率なシステムを実現できる。

例えば、送電ユニットＡの送電コイル１４、受電ユニットＢの各々に無線通信手段を設け、受電ユニットＢが、対向する送電コイル１４側へ生存信号を送信することによって、送電ユニットＡは、受電ユニットＢが対向設置された送電コイル１４を検出できる。なお、この無線通信手段は、送電ユニットＡの受信部１６およびアンテナ１７、受電ユニットＢの送信部２５およびアンテナ２６を用いて、リプル成分の検出結果送信手段と兼用してもよい。

上述の無線通信手段は、媒体として電波信号、赤外線信号を用いる。具体的には、４００ＭＨｚ帯や９００ＭＨｚ帯の小電力無線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)、ＺｉｇＢｅｅ、無線ＬＡＮ等を用いる。特に、４００ＭＨｚ帯や９００ＭＨｚ帯の小電力無線は、使用する周波数帯が低いため、通信距離が長く、消費電力も低いという利点がある。

さらに、所定のタイミングで全ての送電コイル１４１〜１４ｎを同時駆動し、電力を供給された受電ユニットＢからの応答の有無によって、受電ユニットＢが対向設置された送電コイル１４を検出してもよい。なお、受電ユニットＢが対向設置された送電コイル１４の検出方法は周知であり、詳細な説明は省略する。

また、上述の無線通信手段の周波数帯を、電源回路Ｋ１のスイッチング周波数から離すことによって、互いの干渉を抑制することができる。

また、本実施形態は、複数の送電コイル１４１〜１４ｎを備えたコイルアレイ方式を採用しているが、送電ユニットＡに１つの送電コイル１４のみを設けたムービングコイル方式を採用してもよい。この場合、送電ユニットＡは、載置面１０１ａ上における受電ユニットＢ（受電コイル２１）の位置を検出し、この検出した受電ユニットＢ（受電コイル２１）の位置に対向するように送電コイル１４を移動させる。このムービングコイル方式では、送電コイル１４と受電コイル２１とが１：１で対応することから、レイアウトフリー、且つ高効率なシステムを実現できる。また、送電ユニットＡは、移動可能な送電コイル１４を複数備えてもよい。この場合、複数の送電コイル１４のそれぞれが、互いに異なる受電ユニットＢ（受電コイル２１）の位置に対向するように移動する。なお、非接触給電システムにおけるムービングコイル方式は周知であり、詳細な説明は省略する。

上述のムービングコイル方式においても、受電コイル２１と送電コイル１４との位置ずれが発生する虞がある。しかしながら、電源回路Ｋ１をＢｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路で構成することによって、受電コイル２１の誘起電圧Ｖａが変動した場合でも、出力電圧Ｖｏの安定出力が可能になる。

また、電源回路Ｋ１の照明負荷として、ＬＥＤ素子以外に、有機ＥＬ素子を用いてもよい。

ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子は、高効率、低電力で点灯可能であって、非接触給電システムにおいても電圧・電流ストレス、雑音、損失、温度上昇は小さく、小型にできるとともに簡易な回路構成で点灯可能である。

また、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子の光出力は、素子に流れる負荷電流に比例する。ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子の電圧−電流特性は、通常動作領域において急峻に変化する。したがって、回路定数の変動や制御ばらつき等によって、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子への印加電圧がわずかに変動しただけでも、光出力に大きな違いが生じ、素子破壊に至る場合もある。

しかしながら、本システムでは、電源回路Ｋ１をＢｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路で構成することによって、安定した光出力特性を得ることができる。このように、本システムは、特にＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子のような回路出力に精度が求められる照明負荷に対して、より効果を発揮する。なお、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子は、素子に流れる負荷電流に光出力が比例するため、定電流制御を行うことで安定した光出力が得られる。

また、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子の光出力は、素子に流れる負荷電流に比例するため、負荷電流のリプル成分が大きいと、チラツキの発生原因となる。さらに、有機ＥＬ素子は、高い容量成分を有する。このため、有機ＥＬ素子において、負荷電流のリプル成分が大きい場合には、充放電電流が増え、損失の原因になり得る。しかしながら、本システムでは、リプル成分の少ない負荷電流を供給できるので、ＬＥＤ素子および有機ＥＬ素子を照明負荷に用いる場合に、より効果を発揮する。

また、受電ユニットＢが、図３に示すようなスタンド式の照明器具を構成することによって、非接触給電方式特有の利便性、安全性の高い照明器具を提供することができる。

また、電源回路Ｋ１の照明負荷として、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子以外にも無機ＥＬ素子を用いてもよい。そして、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子の面状光源、ＬＥＤ素子と導光板との組み合わせによる面状光源を使用することによって、灯具２０３を薄型化できる。

（実施形態２）
図５は、本実施形態の受電ユニットＢの回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には、同一の符号を付して説明は省略する。

受電ユニットＢは、入力コンデンサＣｉと電源回路Ｋ１との間に充放電回路２７を設け、バッテリ２８が充放電回路２７に接続している。

充放電回路２７は、受電コイル２１の受電電力を用いてバッテリ２８を充電する充電機能と、バッテリ２８の蓄電電力を電源回路Ｋ１へ供給する放電機能とを備える。そして、充放電回路２７は、停電や故障等によって、受電コイル２１からの電力供給がなくなった場合でも、バッテリ２８から電源回路Ｋ１に電力を供給することができる。したがって、受電コイル２１からの電力供給がなくなった場合でも、ＬＥＤユニット２３を点灯させることができる。

また、電源回路Ｋ１は、Ｂｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路で構成されることによって（図２参照）、広範囲の入力電圧Ｖｉに対して出力を安定させることができる。したがって、バッテリ２８の電圧が出力電圧Ｖｏより低い場合、出力電圧Ｖｏより高い場合のいずれであっても、ＬＥＤユニット２３へ供給する負荷電流を安定させることができる。なお、電源回路Ｋ１は、バッテリ２８からの電源供給で動作する場合、出力電流を低減させて、ＬＥＤユニット２３での電力消費を低減させてもよい。この場合、バッテリ２８の放電量を抑制して、バッテリ２８の残容量を有効に用いることができる。

さらに、本実施形態では、電源回路Ｋ１の出力電流（負荷電流）を検出し、この出力電流の検出値と所定の閾値とを比較することによって、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御し、ＬＥＤユニット２３に定電流を供給する。電源回路Ｋ１の出力電流は、ＬＥＤユニット２３に直列接続した抵抗Ｒｓの両端電圧に基づいて検出される。この方式の場合、ＬＥＤユニット２３に供給される負荷電流のばらつきをより抑えることが可能となる。すなわち、精度の高い定電流制御が可能になる。

（実施形態３）
図６〜図９は、受電ユニットＢの電源回路Ｋ２〜Ｋ５の各回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。

図６に示す電源回路Ｋ２は、２石の昇降圧チョッパ回路で構成されている。

電源回路Ｋ２は、入力コンデンサＣｉの両端間に、スイッチング素子Ｑ１１とダイオードＤ１１との直列回路を設ける。そして、入力コンデンサＣｉの正極側にスイッチング素子Ｑ１１を接続し、入力コンデンサＣｉの負極側にダイオードＤ１１のアノードを接続している。ダイオードＤ１１の両端間には、インダクタＬ１１とスイッチング素子Ｑ１２との直列回路を設け、入力コンデンサＣｉの正極側にインダクタＬ１１を接続し、入力コンデンサＣｉの負極側にスイッチング素子Ｑ１２を接続している。スイッチング素子Ｑ１２の両端間には、ダイオードＤ１２と出力コンデンサＣｏ２との直列回路を設け、入力コンデンサＣｉの正極側にダイオードＤ１２のアノードを接続し、入力コンデンサＣｉの負極側に出力コンデンサＣｏ２を接続している。出力コンデンサＣｏ２の両端間には、１または複数のＬＥＤ素子を直列接続したＬＥＤユニット２３を接続している。そして、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２をオン・オフ駆動（チョッパ制御）することによって、昇降圧動作を行い、ＬＥＤユニット２３に定電流を出力する。

図７に示す電源回路Ｋ３は、昇降圧動作を行うＳＥＰＩＣ回路で構成されている。

電源回路Ｋ３は、入力コンデンサＣｉの正極から負極に至る経路には、インダクタＬ２１、コンデンサＣ２１、ダイオードＤ２１、ＬＥＤユニット２３を順に接続した直列回路が配置されている。インダクタＬ２１とコンデンサＣ２１との接続点と、入力コンデンサＣｉの負極との間には、スイッチング素子Ｑ２１が接続される。コンデンサＣ２１とダイオードＤ２１との接続点と、入力コンデンサＣｉの負極との間には、インダクタＬ２２が接続される。さらに、出力コンデンサＣｏ３が、ダイオードＤ２１を介してインダクタＬ２２に並列接続している。なお、ダイオードＤ２１は、そのアノードがコンデンサＣ２１に接続され、カソードがＬＥＤユニット２３に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ２１をオン・オフ駆動（チョッパ制御）することによって、昇降圧動作を行い、ＬＥＤユニット２３に定電流を出力する。

図８に示す電源回路Ｋ４は、昇降圧動作を行うＣＵＫ回路で構成されている。

電源回路Ｋ４は、入力コンデンサＣｉの正極から負極に至る経路には、インダクタＬ３１、コンデンサＣ３１、インダクタＬ３２、ＬＥＤユニット２３を順に接続した直列回路が配置されている。インダクタＬ３１とコンデンサＣ３１との接続点と、入力コンデンサＣｉの負極との間には、スイッチング素子Ｑ３１が接続される。さらに、ダイオードＤ３１のアノードが、コンデンサＣ３１とインダクタＬ３２との接続点に接続され、ダイオードＤ３１のカソードが、入力コンデンサＣｉの負極に接続されている。さらに、出力コンデンサＣｏ４が、インダクタＬ３２を介してダイオードＤ３１に並列接続している。そして、スイッチング素子Ｑ３１をオン・オフ駆動（チョッパ制御）することによって、昇降圧動作を行い、ＬＥＤユニット２３に定電流を出力する。

図９に示す電源回路Ｋ５は、昇降圧動作を行うＺＥＴＡ回路で構成されている。

電源回路Ｋ５は、入力コンデンサＣｉの正極から負極に至る経路には、スイッチング素子Ｑ４１、コンデンサＣ４１、インダクタＬ４１、ＬＥＤユニット２３を順に接続した直列回路が配置されている。スイッチング素子Ｑ４１とコンデンサＣ４１との接続点と、入力コンデンサＣｉの負極との間には、インダクタＬ４２が接続される。さらに、ダイオードＤ４１のアノードが、入力コンデンサＣｉの負極に接続され、ダイオードＤ４１のカソードが、コンデンサＣ４１とインダクタＬ４１との接続点に接続されている。さらに、出力コンデンサＣｏ５が、インダクタＬ４１を介してダイオードＤ４１に並列接続している。そして、スイッチング素子Ｑ４１をオン・オフ駆動（チョッパ制御）することによって、昇降圧動作を行い、ＬＥＤユニット２３に定電流を出力する。

なお、２石の昇降圧チョッパ回路、ＳＥＰＩＣ回路、ＣＵＫ回路、ＺＥＴＡ回路の各動作については周知であり、説明は省略する。

図６〜図９に示す電源回路Ｋ２〜Ｋ５を用いることによって、実施形態１と同様に、負荷変動や、送電コイル１４１〜１４ｎと受電コイル２１との位置ずれによる受電コイル２１の出力変動に対して、照明負荷への供給電力を安定させることができる。

また、２石の昇降圧チョッパ回路で構成された電源回路Ｋ２は、１つのインダクタ（インダクタＬ１１）を用いて昇降圧機能を実現することができ、構成の簡易化を図ることができる。

また、ＳＥＰＩＣ回路で構成された電源回路Ｋ３は、入力のリプル成分を低減させることができる。また、ＣＵＫ回路で構成された電源回路Ｋ４は、入出力のリプル成分を低減させることができる。また、ＺＥＴＡ回路で構成された電源回路Ｋ５は、出力のリプル成分を低減させることができる。したがって、電源回路Ｋ３〜Ｋ５では、入力コンデンサＣｉおよび出力コンデンサＣｏ３〜Ｃｏ５の小型化を図ることができる。

（実施形態４）
図１０は、受電ユニットＢの電源回路Ｋ６の回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。

図１０に示す電源回路Ｋ６は、４スイッチ同期整流式昇降圧回路で構成されている。

電源回路Ｋ６は、入力コンデンサＣｉの高圧側ラインに、スイッチング素子Ｑ５１とインダクタＬ５１とスイッチング素子Ｑ５３との直列回路を設ける。そして、インダクタＬ５１の両端間には、スイッチング素子Ｑ５２，Ｑ５４の直列回路が接続されている。さらに、スイッチング素子Ｑ５２，Ｑ５４の接続中点と入力コンデンサＣｉの低圧側ラインとの間には、抵抗Ｒ５１が接続されている。さらに、スイッチング素子Ｑ５３，Ｑ５４と抵抗Ｒ５１との直列回路の両端間に、出力コンデンサＣｏ６が接続している。ＬＥＤユニット２３は、出力コンデンサＣｏ６の両端間に接続されている。

そして、抵抗Ｒ５１によって検出された電流値に基づいて、スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４をオン・オフ駆動（チョッパ制御）することによって、昇降圧動作を行い、ＬＥＤユニット２３に定電流を出力する。

この電源回路Ｋ６は、昇降圧領域において、スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４によるＰＷＭスイッチングを行う。また、電源回路Ｋ６は、昇圧領域において、スイッチング素子Ｑ５１がオン、スイッチング素子Ｑ５２がオフ、スイッチング素子Ｑ５３，Ｑ５４がＰＷＭスイッチングを行う。また、電源回路Ｋ６は、降圧領域において、スイッチング素子Ｑ５３がオン、スイッチング素子Ｑ５４がオフ、スイッチング素子Ｑ５１，Ｑ５２がＰＷＭスイッチングを行う。なお、４スイッチ同期整流式昇降圧回路の詳細な動作については周知であり、説明は省略する。

そして、４スイッチ同期整流式昇降圧回路を用いた電源回路Ｋ６は、インダクタＬ５１に流れるインダクタ電流のピークトゥピークの値が抑制されるので、ＬＥＤユニット２３の負荷電流のリプル成分が小さくなる。また、同期整流式を採用するので、広い入力電圧Ｖｉの範囲に亘って、高い回路効率を得ることができる。

（実施形態５）
本実施形態では、実施形態１乃至４で用いた電源回路Ｋ１〜Ｋ６のソフトスタート機能について説明する。以降、電源回路Ｋ１〜Ｋ６を区別しない場合、電源回路Ｋと称す。

まず、受電ユニットＢの制御部２４は、電源回路Ｋに対して、始動時に、入力電圧Ｖｉが所定値（始動可能な電圧値）に達すれば、出力電圧Ｖｏを徐々に上昇させるソフトスタート制御を行う。

図１１（ａ）〜（ｅ）に、ソフトスタート時における出力電圧Ｖｏの波形例を示す。

図１１（ａ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、大きな傾きで増加した後、傾きが徐々に小さくなる曲線の波形になり、定常電圧になだらかに連続している。

図１１（ｂ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、定常電圧に達するまで、一定の傾きを有する直線状に増加する。

図１１（ｃ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、小さな傾きで増加した後、定常電流に達するまで、傾きが徐々に大きくなる曲線状に立ち上がる。

図１１（ｄ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、小さな傾きで増加した後、傾きが徐々に大きくなる曲線状に立ち上がり、定常電圧になだらかに連続している。

図１１（ｅ）において、始動時の出力電圧Ｖｏは、定常電圧に達するまで、階段状に増加する。

例えば、電源回路Ｋの始動時に、ＬＥＤユニット２３に定常時の負荷電流、または定常時の負荷電圧を供給した場合、負荷電流または負荷電圧のオーバシュートによって、電源回路Ｋの構成部品がストレスを受け、短寿命化、破壊等の原因になる虞がある。特に、送電コイル１４と受電コイル２１とのずれを考えた場合、動作ポイントによっては構成部品が大きくストレスを受けることになる。

また、電源回路Ｋの始動時に、ＬＥＤユニット２３の負荷電流または負荷電圧を瞬時に立ち上げようとした場合、照明負荷の変動／ばらつき、入力電圧の変動／ばらつき、回路部品の変動（経年劣化、温特等）／ばらつき等があった時に動作ポイントがずれ、過電流・過電圧が、電源回路Ｋの構成部品にいきなり印加されることがある。特に、送電コイル１４と受電コイル２１とのずれを考えた場合、動作ポイントも大きくずれるため、構成部品が大きくストレスを受けることになり、この過電流・過電圧が問題になりやすい。

そこで本実施形態では、上述のように、始動時に出力電圧Ｖｏを徐々に上昇させるソフトスタート制御を行うので、オーバシュート、過電流・過電圧による電源回路Ｋの構成部品へのストレスを低減することができる。特に、照明用非接触給電システムに特有の現象である送電コイル１４と受電コイル２１とのずれを考えた場合に、この効果は大きい。

また、図１１（ａ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、変曲点がないので、始動時のオーバシュート、過電流・過電圧をより抑制できる。

また、図１１（ｂ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、ストレス変化率が一様となり、電圧上昇スピードが略一定となるため、回路の容量成分に流れる充電電流が局部的に増大することを防ぐことができる。

また、図１１（ｃ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、図１１（ａ）および（ｂ）に示す電圧波形に比べて始動時の消費電力を低くすることができる。

また、図１１（ｄ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、図１１（ａ）および（ｂ）に示す電圧波形に比べて始動時の消費電力を低くすることができる。さらに、この電圧波形は、図１１（ｃ）に示す電圧波形に比べて、電圧が定常状態に達する時に、電圧が急峻に変化することなく、構成部品へのストレスを低減することができる。

また、図１１（ｅ）に示すソフトスタート時の電圧波形は、高精度な分解能を必要としないため、安価な回路構成を採用することができる。

また、電源回路ＫにＢｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路を用いることによって、受電コイル２１の出力状態や、出力電圧Ｖｏの指示値に関わらず、より低い出力電圧Ｖｏから細かくソフトスタート制御を行うことが可能になり、より効果的になる。

（実施形態６）
図１２は、本実施形態の照明用非接触給電システムの回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、送電ユニットＡの制御部１５は、交流電源１３１〜１３ｎの各動作を同期制御する。具体的に、制御部１５は、送電コイル１４１〜１４ｎに印加される交流電圧の位相が互いに同期するように、交流電源１３１〜１３ｎの各々のスイッチング動作を制御する。

したがって、１つの受電ユニットＢが、複数の送電コイル１４の間に配置されて、複数の送電コイル１４から受電する場合でも、より安定した電力供給が可能になる。なお、送電コイル１４１〜１４ｎに印加される交流電圧の位相のずれは、最大３０度以内に抑えることが望ましい。

また、送電ユニットＡの制御部１５は、送電コイル１４１〜１４ｎのうち、受電ユニットＢが対向している送電コイル１４に接続した交流電源１３（交流電源１３１〜１３ｎを区別しない場合、交流電源１３と称す）のみを駆動する。この場合、受電ユニットＢ（の受電コイル２１）が対向設置された送電コイル１４を検出する受電検出手段（図示無し）を、送電ユニットＡに設ける。さらに、受電ユニットＢの制御部２４は、電源回路Ｋ１をソフトスタートさせる機能（実施形態５参照）を有する。

そして、送電ユニットＡの制御部１５は、始動時に、受電ユニットＢが対向している送電コイル１４に接続した交流電源１３のみを駆動し、ソフトスタート制御を行う。また、受電ユニットＢが取り外されると、制御部１５は、この取り外された受電ユニットＢに対向する送電コイル１４に接続した交流電源１３の駆動を停止する。

このソフトスタート制御と交流電圧の位相同期制御とは、互いに独立しており、各制御に対して、それぞれの最適な制御値を設定することができる。したがって、電力供給の安定化と、始動時のストレス低減との両立が可能となる。

また、１つの送電ユニットＡに仕様の異なる複数の受電ユニットＢが配置された場合、受電ユニットＢ毎に、各仕様に応じたソフトスタート特性を設定する。したがって、受電ユニットＢ毎に、電源回路Ｋの構成部品へのストレスを低減することができる。例えば、負荷電力、負荷電圧の高いオーバシュートしやすい受電ユニットＢほど、制御部２４は、ソフトスタート時間（出力電圧Ｖｏが定常電圧に達するまでに要する時間）を長くする。または、受電コイル２１のサイズを変えることで、受電ユニットＢの各仕様に合わせた受電量に調整する。例えば、負荷電力が大きい受電ユニットＢほど受電コイル２１を大きくし、より多くの送電コイル１４に対向させて、受電量を大きくする。

また、受電ユニットＢの制御部２４は、ソフトスタート時間の調整機能を有しており、ＬＥＤユニット２３の光出力の変化が人の視覚に認識できるように、光出力を上昇させる。すなわち、ソフトスタート制御をフェードイン制御と兼用させて、受電ユニットＢの始動時に、ＬＥＤユニット２３をふわりと優しく点灯させることが可能になる。

さらに、受電ユニットＢの制御部２４は、ソフトスタート制御時に、予め設定された指示値に基づいてＬＥＤユニット２３の負荷電流または負荷電圧を立ち上げる。したがって、光出力の立上りスピードが、コイル位置関係、照明負荷の変動／ばらつき、入力電圧の変動／ばらつき、回路部品の変動（経年劣化、温特等）／ばらつき等によって変化することを抑制できる。つまり、始動時に、ＬＥＤユニット２３の光出力を常に所望のスピードで立ち上がらせることができるという、照明ならではの効果を得ることができる。

また、受電ユニットＢに、実施形態３，４に示す電源回路Ｋ２〜Ｋ６のいずれを用いても、上記同様の効果を得ることができる。

（実施形態７）
図１３は、本実施形態の照明用非接触給電システムの回路構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、送電ユニットＡは、全ての送電コイル１４１〜１４ｎを駆動する１つの交流電源１３Ａを備える。そして、交流電源１３Ａから送電コイル１４１〜１４ｎの各々への給電経路には、スイッチＳ１〜Ｓｎがそれぞれ介挿されている。スイッチＳ１〜Ｓｎがオンしている場合、交流電源１３Ａから送電コイル１４１〜１４ｎのそれぞれへ交流電力が供給される。一方、スイッチＳ１〜Ｓｎがオフしている場合、交流電源１３Ａから送電コイル１４１〜１４ｎへの給電が遮断される。

そして、１つの交流電源１３Ａが全ての送電コイル１４１〜１４ｎを駆動するので、送電コイル１４１〜１４ｎに印加される交流電圧の位相が互いに同期する。したがって、１つの受電ユニットＢが、複数の送電コイル１４の間に配置されて、複数の送電コイル１４から受電する場合でも、より安定した電力供給が可能になる。

また、送電ユニットＡの制御部１５は、送電コイル１４１〜１４ｎのうち、受電ユニットＢが対向している送電コイル１４に接続したスイッチＳ（スイッチＳ１〜Ｓｎを区別しない場合、スイッチＳと称す）のみをオンする。この場合、受電ユニットＢ（の受電コイル２１）が対向設置された送電コイル１４を検出する受電検出手段（図示無し）を、送電ユニットＡに設ける。さらに、受電ユニットＢの制御部２４は、電源回路Ｋ１をソフトスタートさせる機能（実施形態５参照）を有する。

そして、送電ユニットＡの制御部１５は、始動時に、受電ユニットＢが対向している送電コイル１４に接続したスイッチＳのみをオンし、ソフトスタート制御を行う。また、受電ユニットＢが取り外されると、制御部１５は、この取り外された受電ユニットＢに対向する送電コイル１４に接続したスイッチＳをオフする。

このソフトスタート制御と交流電圧の位相同期制御とは、互いに独立しており、各制御に対して、それぞれの最適な制御値を設定することができる。したがって、電力供給の安定化と、始動時のストレス低減との両立が可能となる。

また、受電ユニットＢに、実施形態３，４に示す電源回路Ｋ２〜Ｋ６のいずれを用いても、上記同様の効果を得ることができる。また、他の構成、効果は、実施形態６と同様であり、説明は省略する。

なお、実施形態１乃至７における制御部１５は、マイクロコンピュータで構成してもよい。

Ａ 送電ユニット
１４１〜１４ｎ 送電コイル
Ｂ 受電ユニット
２１ 受電コイル
Ｋ１ 電源回路
２３ ＬＥＤユニット

Claims (13)

1. 交流が供給される送電コイルを有する送電ユニットと、
   前記送電コイルが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して前記送電ユニットから非接触で受電する受電コイル、前記受電コイルの受電電力を入力されて昇降圧動作を行うことによって照明負荷に所定の電力を出力する電源回路を具備する受電ユニットとを備え、
   前記受電ユニットは、前記受電コイルの出力電圧を整流して前記電源回路へ出力する整流部と、前記電源回路の入力または出力のリプル成分を検出するリプル検出部と、このリプル検出部による前記リプル成分の検出結果を前記送電ユニットへ送信する送信部とをさらに具備し、
   前記送電ユニットは、前記送信部から前記検出結果を受信する受信部をさらに具備し、前記リプル成分が多い場合、前記送電コイルに供給する交流の電圧、周波数の少なくとも一方を高くする
   ことを特徴とする照明用非接触給電システム。
2. 前記電源回路は、Ｂｕｃｋ−Ｂｏｏｓｔ回路、ＳＥＰＩＣ回路、ＣＵＫ回路、ＺＥＴＡ回路のいずれかで構成されることを特徴とする請求項１記載の照明用非接触給電システム。
3. 前記電源回路は、出力電流を検出し、この出力電流の検出値に基づいて、前記照明負荷に定電流を供給することを特徴とする請求項１または２記載の照明用非接触給電システム。
4. 前記電源回路は、チョッパ制御が行われるスイッチング素子を具備して、このスイッチング素子に流れる電流のピーク値を検出し、このピーク値の検出結果に基づいて、前記照明負荷に定電流を供給することを特徴とする請求項１または２記載の照明用非接触給電システム。
5. 前記電源回路は、チョッパ制御が行われるスイッチング素子を具備して、このスイッチング素子に流れる電流の平均値を検出し、この平均値の検出結果に基づいて、前記照明負荷に定電流を供給することを特徴とする請求項１または２記載の照明用非接触給電システム。
6. 前記受電ユニットは、前記受電コイルの出力電圧を整流して前記電源回路へ出力する整流部を備え、
   前記電源回路は、チョッパ制御が行われるスイッチング素子を備えて、このスイッチング素子のスイッチング周波数を、前記送電コイルに供給される交流の周波数以上に設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の照明用非接触給電システム。
7. 前記送電ユニットは、自己の外郭に形成した載置面の裏面に対向して複数の前記送電コイルを配列し、
   前記受電ユニットは、前記載置面の表面に載置される
   ことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の照明用非接触給電システム。
8. 前記受電ユニットは、前記送電ユニットの外郭に形成した載置面の表面に載置され、
   前記送電ユニットは、前記載置面の裏面に対向して１または複数の前記送電コイルを設けて、前記受電ユニットの位置に対向するように前記送電コイルを移動させる
   ことを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の照明用非接触給電システム。
9. １つの前記送電ユニットから、複数の前記受電ユニットへ電力供給されることを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の照明用非接触給電システム。
10. 複数の前記受電ユニットは、入力電力および出力電力の少なくとも一方の仕様が互いに異なる少なくとも２種類の前記受電ユニットからなることを特徴とする請求項９記載の照明用非接触給電システム。
11. 前記照明負荷は、ＬＥＤ素子、または有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の照明用非接触給電システム。
12. 交流が供給される送電コイルを有する送電ユニットに対向して配置される照明器具であって、前記送電コイルが発生する交流磁界による電磁誘導を利用して前記送電ユニットから非接触で受電する受電コイル、前記受電コイルの受電電力を入力されて昇降圧動作を行うことによって所定の電力を出力する電源回路を具備する受電ユニットと、前記電源回路から電力を供給される照明負荷とを備え、
    前記受電ユニットは、前記受電コイルの出力電圧を整流して前記電源回路へ出力する整流部と、前記電源回路の入力または出力のリプル成分を検出するリプル検出部と、このリプル検出部による前記リプル成分の検出結果を前記送電ユニットへ送信する送信部とをさらに具備し、
    前記送電ユニットは、前記送信部から前記検出結果を受信する受信部をさらに具備し、前記リプル成分が多い場合、前記送電コイルに供給する交流の電圧、周波数の少なくとも一方を高くする
    ことを特徴とする照明器具。
13. 前記受電ユニットは、前記受電コイルを具備する基部と、この基部に一端を接続したアームと、前記アームの他端に設けられた灯具とで構成され、前記照明負荷は前記灯具に収納されることを特徴とする請求項１２記載の照明器具。

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