JP6094204B2

JP6094204B2 - ワイヤレス電力伝送システム

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Publication number: JP6094204B2
Application number: JP2012278128A
Authority: JP
Inventors: 中西　宏之; 宏之中西
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: JP2014124019A

Description

本発明は、ワイヤレス電力伝送システムに関するものである。

ケーブル等を用いることなく、電力をワイヤレスで供給するワイヤレス電力伝送技術が注目されている。このワイヤレス電力伝送技術としては、（Ａ）電磁誘導を利用するタイプ、（Ｂ）電波を利用するタイプ、（Ｃ）磁場の共振現象を利用するタイプの３種類に大別できる。

このうち、（Ｃ）の磁場共振現象を利用するタイプは、他のタイプに比べて新しい技術であって、数ｍ程度の距離でも高い電力伝送効率を実現できることから、例えば電気自動車の車両底部に受電コイルを設置し、地中又は地上に設置された送電コイルからワイヤレスにて電力を送電するという案も検討されている。

ところで、ワイヤレス電力伝送技術は、送電コイルから受電コイルにワイヤレスにて電力を伝送するため、送電コイルと受電コイルとの位置関係が変化すると、その変化に伴い送電コイルと受電コイルとの結合係数も変化してしまう。この結合係数が小さくなると、送電コイルから受電コイルへの送電可能電力値も著しく低下してしまうため、送電コイルと受電コイルとの位置関係を検出し、送電コイルから受電コイルへの送電可能電力値を把握する必要があった。

特許文献１には、２次コイル（受電コイル）の誘導電流が最大となる該２次コイルの位置を検出する位置検出手段（磁気センサ）と、この位置検出手段によって検出された位置に２次コイルを移動する移動制御手段とを備える非接触集電装置が提案されている。この位置検出手段を用いて検出した位置関係から１次コイルと２次コイルとの結合係数を算出し、１次コイルから２次コイルへの送電可能電力値を導き出すことも可能と考えられた。

特開平０８−３３１１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、位置検出手段として、磁気センサ、光センサ、ＣＣＤカメラなどを用いて１次コイルと２次コイルの位置関係を検出しているため、これらセンサの精度の影響により、１次コイルと２次コイルの位置関係を正確に検出することは難しく、送電可能電力値を導き出す精度が著しく低下してしまうという問題があった。また、これらセンサによる位置検出は、１次コイルと２次コイルの位置関係を直接的に導き出すことはできず、センサにより測定したデータを利用して１次コイルと２次コイルの位置関係を間接的に導き出すこととなるため、１次コイルと２次コイルの位置関係を精度よく検出することは難しいと考えられた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、コイルの位置を検出するセンサ等を用いることなく、送電コイルから受電コイルへの送電可能電力値を精度よく算出できるワイヤレス電力伝送システムを提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤレス電力伝送システムは、送電コイルから受電コイルにワイヤレスにて交流電力を送電するワイヤレス電力伝送システムであって、電力変換回路と、受電コイルが受電した電力を整流して負荷に出力する整流回路と、制御回路と、を備え、制御回路は、固定抵抗値を有する負荷抵抗に整流回路の出力を接続したのち、電力変換回路を送電コイルと受電コイルとの結合係数が最大となる共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、共振周波数の最小値よりも低い周波数にて駆動させた状態において、整流回路の出力電圧値と予め記憶された出力電圧値に対応する送電可能な電力値に基づいて、送電可能電力値を算出する。

本発明によれば、電力変換回路を送電コイルと受電コイルとの結合係数が最大となる共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、共振周波数の最小値よりも低い周波数にて駆動させた状態において、整流回路の出力電圧値と予め記憶された出力電圧値に対応する送電可能な電力値に基づいて、送電可能電力値を算出している。ここで、送電コイルと受電コイルとの結合係数が最大となる共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、共振周波数の最小値よりも低い周波数にて電力変換回路を駆動させた場合、結合係数と出力電圧値が一定の関係となる。すなわち、結合係数が大きくなると、出力電圧値が高くなる。この関係を利用して、出力電圧値に対応する送電可能な電力値を予め記憶させておくことで、整流回路の出力電圧値に基づいて、コイルの位置を検出するセンサ等を用いることなく、送電コイルから受電コイルへの送電可能電力値を精度よく算出することができる。

好ましくは、制御回路は、整流回路の出力電力値が送電可能電力値に一致するように、電力変換回路の駆動周波数を制御する。この場合、送電コイルから受電コイルに送電される電力値を送電可能電力値とすることができるため、電力変換回路のスイッチング素子の破損を防止しつつ、最適な給電動作を行うことができる。

好ましくは、電力変換回路に電力を供給する電源回路をさらに備え、制御回路は、整流回路の出力電力値が送電可能電力値に一致するように、電源回路の入力電圧を制御する。この場合、送電コイルから受電コイルに送電される電力値を送電可能電力値とすることができるため、電力変換回路のスイッチング素子の破損を防止しつつ、最適な給電動作を行うことができる。

本発明によれば、コイルの位置を検出するセンサ等を用いることなく、送電コイルから受電コイルへの送電可能電力値を精度よく算出できる。

本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを負荷とともに示す回路構成図である。結合係数と出力電圧値の周波数特性を示すグラフである。本発明のワイヤレス電力伝送システムの送電可能電力値を算出する動作を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを負荷とともに示す回路構成図である。本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを負荷とともに示す回路構成図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態の構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１を負荷ＲＬとともに示す回路構成図である。ワイヤレス電力伝送システムＳ１は、図１に示されるように、送電装置１０と、受電装置２０と、制御回路３０と、を有する。

送電装置１０は、電源回路ＶＧと、電力変換回路１１と、送電コイルユニット１２を有する。電源回路ＶＧは、直流電力を電力変換回路１１に供給する。電源回路ＶＧとしては、直流電力を出力する回路であれば特に制限されず、例えば、スイッチングコンバータなどのスイッチング電源や乾電池やバッテリーなどが挙げられる。

電力変換回路１１は、電源回路ＶＧから供給される入力直流電力を交流電力に変換する。電力変換回路１１としては、例えば、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたブリッジ型回路から構成される。

送電コイルユニット１２は、送電コイルＬ１と、送電側コンデンサＣ１を有する。送電コイルＬ１は、複数の細い導体素線を撚りあわされたリッツ線を巻き回して形成されている。ここで、本実施形態のワイヤレス電力伝送システムＳ１を電気自動車等の車両の給電設備に用いた場合、送電コイルＬ１は、地中又は地上に設置されることとなる。送電側コンデンサＣ１は、送電コイルＬ１とともにＬＣ共振回路を形成する。本実施形態では、送電側コンデンサＣ１は、送電コイルＬ１に直列に接続されているが、並列に接続されてもよい。

受電装置２０は、受電コイルユニット２１と、整流回路２２と、電圧検出回路２３と、負荷抵抗２４と、スイッチＱ１を有する。

受電コイルユニット２１は、受電コイルＬ２と、受電側コンデンサＣ２を有する。受電コイルＬ２は、複数の細い導体素線を撚りあわされたリッツ線を巻き回して形成されている。ここで、本実施形態のワイヤレス電力伝送システムＳ１を電気自動車等の車両の給電設備に用いた場合、受電コイルＬ２は、車両底部に設置されることとなる。送電コイルＬ１と受電コイルＬ２はその間に距離を空けて配置され、電力変換回路１１が変換した交流電力を送電コイルＬ１から受電コイルＬ２にワイヤレスにて送電される。受電側コンデンサＣ２は、受電コイルＬ２とともにＬＣ共振回路を形成する。本実施形態では、受電側コンデンサＣ２は、受電コイルＬ２に直列に接続されているが、並列に接続されていてもよく、直列に接続されるコンデンサと並列に接続されるコンデンサの２つを備えていてもよい。

整流回路２２は、受電コイルＬ２が受電した電力を整流して負荷ＲＬに出力する。整流回路２２としては、例えば、半波整流回路や全波整流回路が挙げられる。本実施形態においては、整流回路２２は、４つの整流素子（ダイオード）がフルブリッジ接続されたブリッジ型回路と、このブリッジ型回路に並列に接続された平滑コンデンサＣ３から構成されている。平滑コンデンサＣ３は、ブリッジ型回路によって整流された電圧を平滑して直流電圧を生成する。

電圧検出回路２３は、整流回路２２の出力電圧値を検出する。本実施形態では、電圧検出回路２３は、整流回路２２と負荷抵抗２４（後述する）との間に接続されている。また、電圧検出回路２３は、検出した出力電圧値を電圧検出信号２３ａに変換して制御回路３０（後述する）に発信する。

負荷抵抗２４は、固定抵抗値を有する。スイッチＱ１は、整流回路２２と負荷抵抗２４との間に接続されている。このスイッチＱ１により、整流回路２２と負荷抵抗２４との間の電気的接続を切り替えることが可能となる。すなわち、スイッチＱ１がオン状態の場合は、整流回路２２で整流された電力が負荷抵抗２４に供給される、すなわち負荷抵抗２４に整流回路２２の出力が接続され、整流回路２２と負荷抵抗２４との間が電気的に接続された状態となる。逆にスイッチＱ１がオフ状態の場合は、負荷抵抗２４への電力の供給が遮断される、すなわち整流回路２２と負荷抵抗２４との間の電気的接続が遮断された状態となる。スイッチＱ１としては、リレースイッチや半導体スイッチなどが挙げられる。

制御回路３０は、スイッチＱ１の動作を制御する。すなわち、スイッチＱ１のオン・オフ状態を制御する機能を有している。また、制御回路３０は、電力変換回路１１の駆動周波数を制御する機能も有している。さらに、制御回路３０は、電圧検出回路２３からの電圧検出信号２３ａを受信する機能も有している。またさらには、制御回路３０は、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２の結合係数が最大となる共振周波数以外の周波数領域における整流回路２２の出力電圧値と該出力電圧値に対応する送電可能な電力値を制御回路３０内のメモリ（図示しない）に記憶している。

ここで、図２を参照して、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２の結合係数と、整流回路２２の出力電圧値の周波数特性について詳細に説明する。図２は、結合係数ｋと出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）の周波数特性を示すグラフである。

図２に示すグラフは、横軸に電力変換回路１１の駆動周波数ｆ（ｋＨｚ）を表示し、縦軸に整流回路２２の出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）を表示している。図２に示す例においては、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２の結合係数ｋを０．０７から０．３３まで０．０１ずつ変化させた場合の駆動周波数ｆ（ｋＨｚ）に対する出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）を測定した。図２に示されるように、共振周波数においては結合係数ｋと出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）が一定の関係とはなっておらず、共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、共振周波数の最小値よりも低い周波数においては結合係数ｋと出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）が一定の関係となっている。すなわち、結合係数ｋが大きくなると出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）が高くなっている。具体的には、共振周波数の最大値よりも高い周波数として、９５ｋＨｚ以上であれば結合係数ｋと出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）の相関関係が良好となっている。逆に、共振周波数の最小値よりも低い周波数として、７３ｋＨｚ以下であれば結合係数ｋと出力電圧値Ｖｏ（Ｖ）の相関関係が良好となっている。なお、電力変換回路１１のスイッチング素子の破損を防止するという観点から、送電可能電力値を算出する際に電力変換回路１１を駆動させる駆動周波数としては、共振周波数の最大値よりも高い周波数（図示点線で囲まれる領域）を用いると好ましい。

負荷ＲＬは、負荷抵抗２４を間に介して整流回路２２に接続されている。負荷ＲＬとしては、二次電池などが挙げられる。負荷ＲＬと整流回路２２との間にはスイッチＱ２が接続されている。このスイッチＱ２により、負荷ＲＬと整流回路２２との間の電気的接続を切り替えることが可能となる。すなわち、スイッチＱ２がオン状態の場合は、整流回路２２で整流された電力が負荷ＲＬに供給される、すなわち負荷ＲＬに整流回路２２の出力が接続され、整流回路２２と負荷ＲＬとの間が電気的に接続された状態となる。逆にスイッチＱ２がオフ状態の場合は、負荷ＲＬへの電力の供給が遮断される、すなわち整流回路２２と負荷ＲＬとの間の電気的接続が遮断された状態となる。スイッチＱ２としては、リレースイッチや半導体スイッチなどが挙げられる。なお、スイッチＱ２の動作は、制御回路３０によって制御されている。

続いて、図３を参照して、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１の送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値を算出する動作について詳細に説明する。図３は、本発明のワイヤレス電力伝送システムＳ１の送電可能電力値を算出する動作を示すフローチャートである。

まず、制御回路３０は、スイッチＱ１をオン状態に制御する。すなわち、負荷抵抗２４に整流回路２２の出力が接続され、整流回路２２と負荷抵抗２４との間が電気的に接続された状態となる。（Ｓ１０１）

次に、制御回路３０は、スイッチＱ２をオフ状態に制御する。すなわち、整流回路２２と負荷ＲＬとの間の電気的接続が遮断された状態となる。（Ｓ１０２）

次に、制御回路３０は、電力変換回路１１の駆動周波数を設定して駆動させる。具体的には、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２との結合係数が最大となる共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２との結合係数が最大となる共振周波数の最小値よりも低い周波数（検出周波数）に設定する。（Ｓ１０３）

この状態において、電源回路ＶＧから入力電圧が印加される。入力電圧が印加されると、電力変換回路１１を介して送電コイルＬ１に電流が流れ、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への電力の送電が行われる。（Ｓ１０４）

このとき、電圧検出回路２３により、整流回路２２の出力電圧値Ｖｏが検出され、電圧検出信号２３ａに変換されて制御回路３０に送信される。（Ｓ１０５）

制御回路３０は、電圧検出回路２３から受信した電圧検出信号２３ａを基に得られる整流回路２２の出力電圧値Ｖｏと、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ１との比較が行われる。（Ｓ１０６）

Ｓ１０５で検出された出力電圧値Ｖｏと、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ１を比較した結果、Ｖｏ＞Ｖ１の場合（Ｓ１０６Ｙ）、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ１に対応する送電可能な電力値Ｐ１が送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値Ｐｏとして算出される。（Ｓ１０７）そして、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値Ｐｏが算出されると、算出動作が終了する。（Ｓ１１１）

一方、Ｓ１０５で検出された出力電圧値Ｖｏと、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ１を比較した結果、Ｖｏ≦Ｖ１の場合（Ｓ１０６Ｎ）、Ｓ１０５で検出された出力電圧値Ｖｏと、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ２（但し、Ｖ１＞Ｖ２）との比較が行われる。（Ｓ１０８）

Ｓ１０５で検出された出力電圧値Ｖｏと、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ２を比較した結果、Ｖｏ＞Ｖ２の場合（Ｓ１０８Ｙ）、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ２に対応する送電可能な電力値Ｐ２が送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値Ｐｏとして算出される。（Ｓ１０９）そして、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値Ｐｏが算出されると、算出動作が終了する。（Ｓ１１１）

一方、Ｓ１０５で検出された出力電圧値Ｖｏと、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ２を比較した結果、Ｖｏ≦Ｖ２の場合（Ｓ１０８Ｎ）、制御回路３０内のメモリに予め記憶されている出力電圧値Ｖ３（但し、Ｖ２＞Ｖ３）に対応する送電可能な電力値Ｐ３が送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値Ｐｏとして算出される。（Ｓ１１０）そして、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値Ｐｏが算出されると、算出動作が終了する。（Ｓ１１１）

以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１では、電力変換回路１１を送電コイルＬ１と受電コイルＬ２との結合係数が最大となる共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、共振周波数の最小値よりも低い周波数にて駆動させた状態において、整流回路２２の出力電圧値と予め記憶された出力電圧値に対応する送電可能な電力値に基づいて、送電可能電力値を算出している。ここで、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２との結合係数が最大となる共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、共振周波数の最小値よりも低い周波数にて電力変換回路１１を駆動させた場合、結合係数と出力電圧値が一定の関係となる。すなわち、結合係数が大きくなると、出力電圧値が高くなる。この関係を利用して、出力電圧値に対応する送電可能な電力値を予め記憶させておくことで、整流回路２２の出力電圧値に基づいて、コイルの位置を検出するセンサ等を用いることなく、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値を精度よく算出することができる。

（第２実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ２について詳細に説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ２を負荷ＲＬとともに示す構成図である。第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ２は、電流検出回路を備えている点及び制御回路の動作の点において、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１と異なっている。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

ワイヤレス電力伝送システムＳ２は、図４に示されるように、送電装置１０と、受電装置１２０と、制御回路１３０と、を有する。なお、送電装置１０の構成については、第１実施形態と同様のため、説明は省略する。

受電装置１２０は、受電コイルユニット２１と、整流回路２２と、電圧検出回路２３と、負荷抵抗２４と、スイッチＱ１と、電流検出回路１２５を有する。

電流検出回路１２５は、整流回路２２の出力電流値を検出する。本実施形態では、電流検出回路１２５は、整流回路２２と負荷抵抗２４との間に接続されている。また、電流検出回路１２５は、検出した出力電流値を電流検出信号１２５ａに変換して制御回路１３０（後述する）に発信する。

制御回路１３０は、第１実施形態の制御回路３０と同様の機能のほかに、電流検出回路１２５からの電流検出信号１２５ａを受信する機能も有している。

ここで、本実施形態のワイヤレス電力伝送システムＳ２における制御回路１３０の動作について詳細に説明する。

制御回路１３０は、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値の算出動作が終了すると、電力変換回路１１を駆動周波数に設定して駆動させる。このとき、電圧検出回路２３により、整流回路２２の出力電圧値が検出され、電圧検出信号２３ａに変換されて制御回路１３０に送信されるとともに、電流検出回路１２５により、整流回路２２の出力電圧値が検出され、電流検出信号１２５ａに変換されて制御回路１３０に送信される。制御回路１３０は、電圧検出回路２３から受信した電圧検出信号２３ａを基に得られる整流回路２２の出力電圧値と、電流検出回路１２５から受信した電流検出信号１２５ａを基に得られる整流回路２２の出力電流値から出力電力値を算出する。そして、制御回路１３０は、この出力電力値が送電可能電力値に一致するように、電力変換回路１１の駆動周波数を制御する。

以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ２では、制御回路１３０が整流回路２２の出力電力値が送電可能電力値に一致するように、電力変換回路１１の駆動周波数を制御している。そのため、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２に送電される電力値を送電可能電力値とすることができるため、電力変換回路１１のスイッチング素子の破損を防止しつつ、最適な給電動作を行うことができる。

（第３実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３について詳細に説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３を負荷ＲＬとともに示す構成図である。第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３は、制御回路の動作の点において、第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ２と異なっている。以下、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

ワイヤレス電力伝送システムＳ３は、図５に示されるように、送電装置１０と、受電装置１２０と、制御回路２３０と、を有する。なお、送電装置１０及び受電装置１２０の構成については、第２実施形態と同様のため、説明は省略する。

制御回路２３０は、第１実施形態の制御回路３０及び第２実施形態の制御回路１３０と同様の機能のほかに、電源回路ＶＧの入力電圧を制御する機能を有している。

ここで、本実施形態のワイヤレス電力伝送システムＳ３における制御回路２３０の動作について詳細に説明する。

制御回路２３０は、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２への送電可能電力値の算出動作が終了すると、電力変換回路１１を駆動周波数に設定して駆動させる。このとき、電圧検出回路２３により、整流回路２２の出力電圧値が検出され、電圧検出信号２３ａに変換されて制御回路２３０に送信されるとともに、電流検出回路１２５により、整流回路２２の出力電圧値が検出され、電流検出信号１２５ａに変換されて制御回路２３０に送信される。制御回路２３０は、電圧検出回路２３から受信した電圧検出信号２３ａを基に得られる整流回路２２の出力電圧値と、電流検出回路１２５から受信した電流検出信号１２５ａを基に得られる整流回路２２の出力電流値から出力電力値を算出する。そして、制御回路２３０は、この出力電力値が算出した送電可能電力値に一致するように、電源回路ＶＧの入力電圧を制御する。

以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３では、電力変換回路１１に電力を供給する電源回路ＶＧをさらに備え、制御回路２３０が整流回路２２の出力電力値が送電可能電力値に一致するように、電源回路ＶＧの入力電圧を制御している。そのため、送電コイルＬ１から受電コイルＬ２に送電される電力値を送電可能電力値とすることができるため、電力変換回路１１のスイッチング素子の破損を防止しつつ、最適な給電動作を行うことができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、様々な変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

本実施形態においては、送電コイルＬ１が送電側コンデンサＣ１とともにＬＣ共振回路を構成し、受電コイルＬ２が受電側コンデンサＣ２とともにＬＣ共振回路を構成した、いわゆる磁場の共振現象を利用した構成を対象として説明したが、これに限られない。例えば、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２とが磁場結合（誘導結合）する電磁誘導を利用した構成にも適用できる。

１０…送電装置、１１…電力変換回路、１２…送電コイルユニット、２０，１２０…受電装置、２１…受電コイルユニット、２２…整流回路、２３…電圧検出回路、２３ａ…電圧検出信号、２４…負荷抵抗、３０，１３０，２３０…制御回路、１２５…電流検出回路、１２５ａ…電流検出信号、Ｃ１…送電側コンデンサ、Ｃ２…受電側コンデンサ、Ｃ３…平滑コンデンサ、Ｌ１…送電コイル、Ｌ２…受電コイル、Ｑ１，Ｑ２…スイッチ、ＲＬ…負荷、Ｓ１〜Ｓ３…ワイヤレス電力伝送システム、ＶＧ…電源回路。

Claims

送電コイルから受電コイルにワイヤレスにて交流電力を送電するとともに、前記送電コイルと前記受電コイルの位置関係に応じて前記送電コイルと前記受電コイルとの結合係数が変化するワイヤレス電力伝送システムであって、
電力変換回路と、
前記受電コイルが受電した電力を整流して負荷に出力する整流回路と、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、固定抵抗値を有する負荷抵抗に前記整流回路の出力を接続したのち、
前記電力変換回路を前記送電コイルと前記受電コイルとの結合係数が最大となる共振周波数の最大値よりも高い周波数、又は、前記共振周波数の最小値よりも低い周波数にて駆動させた状態において、
前記整流回路の出力電圧値と予め記憶された前記出力電圧値に対応する送電可能な電力値に基づいて、送電可能電力値を算出するワイヤレス電力伝送システム。
前記制御回路は、前記整流回路の出力電力値が前記送電可能電力値に一致するように、前記電力変換回路の駆動周波数を制御する請求項１に記載のワイヤレス電力伝送システム。
前記電力変換回路に電力を供給する電源回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記整流回路の出力電力値が前記送電可能電力値に一致するように、前記電源回路の入力電圧を制御する請求項１に記載のワイヤレス電力伝送システム。