TW201345104A - 無線供電裝置以及無線送電系統 - Google Patents

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TW201345104A
TW201345104A TW102110412A TW102110412A TW201345104A TW 201345104 A TW201345104 A TW 201345104A TW 102110412 A TW102110412 A TW 102110412A TW 102110412 A TW102110412 A TW 102110412A TW 201345104 A TW201345104 A TW 201345104A
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coil
switch
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circuit
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Yuki Endo
Yasuo Furukawa
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Advantest Corp
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Abstract

本發明提供一種無線供電裝置以及無線送電裝置。無線供電裝置2f對無線受電裝置發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號。反射線圈202是與放射線圈200隔離地設置。驅動電源204對放射線圈200供給驅動電流。第1相位控制電路206藉由控制流經反射線圈202的電流的相位，從而使流經反射線圈202的電流與流經放射線圈200的電流的相位差穩定化為規定值。

Description

無線供電裝置以及無線送電系統
本發明是有關於一種無線供電技術。
近年來，作為對行動電話終端或筆記型電腦等的電子機器、或者電車的供電技術，而著眼於無線(非接觸)電力傳送。無線送電主要分為電磁感應型、電波接收型、及電場．磁場共鳴型此3類。
電磁感應型被用於短距離(數cm以內)供電，能夠以數百kHz以下的頻帶傳送數百W的電力。電力的利用效率為60%~98%左右。
在數m以上的相對較長的距離中供電的情況下，利用的是電波接收型。電波接收型中，能夠以中波~微波的頻帶傳送數W以下的電力，但電力的利用效率低。作為以相對較高的效率在數m左右的中距離供電的方法，而著眼於電場．磁場共鳴型(參照非專利文獻1)。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]A.Karalis,J.D.Joannopoulos,M.Soljacic，「Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer」(有效的無線非輻射中距能量傳輸)，ANNALS of PHYSICS(物理年鑑)Vol.323,pp.34-48,2008,Jan.
圖1是表示比較技術的無線送電系統的圖。無線送電系統1r包括無線供電裝置2r以及無線受電裝置4r。無線供電裝置2r包括發送線圈LTX、共振用電容器CTX、及交流電源10r。無線受電裝置4r包括接收線圈LRX、共振用電容器CRX、及負載70。
此種無線送電系統1r中，為了進行有效的供電，而必須使無線供電裝置2r，無線受電裝置4r分別滿足共振條件。
此種無線送電系統1r中，對於發送線圈LTX、接收線圈LRX，使用螺線管線圈(solenoid coil)、螺旋線圈(spiral coil)(環形線圈(loop coil))等，該些線圈產生的磁場(電場或電磁場)相對於線圈面而成對稱。另一方面，於多數用途中，受電裝置4r多僅配置於線圈面的單側。此情況下，為了亦抑制與其他電子機器的干擾，較為理想的是使不存在無線受電裝置4r的一側的磁場衰減。自人體保護的觀點而言，此種做法亦為重要。
作為用於使線圈面的一側的磁場衰減的方案 (approach)，考慮於線圈的單面側設置磁性體的片材(sheet)，以產生磁旁通(bypass)效果。然而，無線電力傳送中使用的頻率為數百kHz~10MHz左右，於該頻率頻帶中具有充分的透磁率且損失小的磁性體並不存在。
本發明是鑒於上述課題而完成的，其一實施方式的例示性目的之一在於提供一種於線圈的單面使其產生的磁場、電場或電磁場衰減的技術。
本發明的一實施方式是有關於一種無線供電裝置，對無線受電裝置發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號。無線供電裝置包括：放射線圈；反射線圈，與放射線圈隔離地設置；驅動電源，對放射線圈供給驅動電流；以及第1相位控制電路，藉由控制流經反射線圈的電流的相位，從而使流經反射線圈的電流與流經放射線圈的電流的相位差穩定化為規定值。
於此實施方式中，對放射線圈的電流與反射線圈的電流的相位差進行控制，無非是對放射線圈、反射線圈所產生的磁場的相位進行控制。因此，當對相位差進行最佳化時，於反射線圈的線圈面更上側，反射線圈與反射線圈產生的磁場強化，而於放射線圈與反射線圈之間，他們產生的磁場弱化。藉此，可使放射線圈產生的磁場(電場或電磁場)於其單面衰減。
本發明的另一實施方式是有關於一種無線送電系統。該無線送電系統具備上述無線供電裝置及無線受電裝置。
另外，將以上的構成要素的任意組合或本發明的構成要素或表達在方法、裝置、系統等之間相互置換後，作為本發明的實施方式亦有效。
根據本發明的一實施方式，可提供能夠檢測出異物的混入、盜電等擾亂共振狀態的現象的無線供電裝置、受電裝置及送電系統。
1、1r‧‧‧無線送電系統
2、2r、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j‧‧‧無線供電裝置
4、4r、4a、4b、4c、4d、4e‧‧‧無線受電裝置
6、6a、6b、6c、6d‧‧‧無線供電裝置
8、8a、8b、8c‧‧‧無線受電裝置
10、10c‧‧‧電源
10r‧‧‧交流電源
12‧‧‧直流電源
20‧‧‧發送天線
21、51‧‧‧第1端
22、52‧‧‧第2端
30、30a、30b、30c、30d、60、60c、60d、、80、80a、90、90a、220、230‧‧‧自動調整輔助電路
31、61、81、91、221、231‧‧‧第1端子
32、62、82、92、222、232‧‧‧第2端子
34‧‧‧充電電路
40、40c‧‧‧第1控制部
50‧‧‧接收天線
64、94‧‧‧第2控制部
70、70a、70b、70c、70d‧‧‧負載
72、72c‧‧‧整流電路
72d‧‧‧同步檢波電路
74‧‧‧開關調節器
76‧‧‧負載電路
200‧‧‧放射線圈
201‧‧‧共振用電容器
202‧‧‧反射線圈
202a‧‧‧接地導體
204‧‧‧驅動電源
206、206a‧‧‧第1相位控制電路
208‧‧‧調整電容器
212‧‧‧波導線圈
214‧‧‧第2相位控制電路
216a、216b、216c‧‧‧空間壓縮線圈
218a、218b、218c‧‧‧第3相位控制電路
224、234‧‧‧控制部
240‧‧‧磁性體板
242、244‧‧‧電流源
246‧‧‧相位設定部
C2、C3‧‧‧電容器
CA1、CA5‧‧‧第1輔助電容器
CA2、CA6‧‧‧第2輔助電容器
CA3‧‧‧第3輔助電容器
CA4‧‧‧第4輔助電容器
CA7、CA8‧‧‧輔助電容器
CRX‧‧‧共振用電容器
CTX‧‧‧共振用電容器
E1‧‧‧第1電極
E2‧‧‧第2電極
fc‧‧‧共振頻率
fTX‧‧‧驅動電壓VDRV的頻率
h、h’‧‧‧距離
IA、IDRV‧‧‧電流成分
ICMPa、ICMPb、ICMPc、IGUIDE、IREF‧‧‧電流
ITX、IRX‧‧‧共振電流
LRX‧‧‧接收線圈
LTX‧‧‧發送線圈
N1‧‧‧第1開關SWc1與第2開關SWc2的連接點
N2‧‧‧第3開關SWc3與第4開關SWc4的連接點
N3‧‧‧第5開關SWc5與第6開關SWc6的連接點
N4‧‧‧第7開關SWc7與第8開關SWc8的連接點
OUT1‧‧‧第1輸出端子
OUT2‧‧‧第2輸出端子
Rs‧‧‧檢測電阻
S1‧‧‧電力信號
SW1、SW11‧‧‧第1開關
SW2、SW12‧‧‧第2開關
SW3‧‧‧第3開關
SW4‧‧‧第4開關
SW21~SW24‧‧‧開關
SWc1‧‧‧第1開關
SWc2‧‧‧第2開關
SWc3‧‧‧第3開關
SWc4‧‧‧第4開關
SWc5‧‧‧第5開關
SWc6‧‧‧第6開關
SWc7‧‧‧第7開關
SWc8‧‧‧第8開關
SWH1‧‧‧第1高側開關
SWH2‧‧‧第2高側開關
SWH3‧‧‧第3高側開關
SWL1‧‧‧第1低側開關
SWL2‧‧‧第2低側開關
SWL3‧‧‧第3低側開關
T1‧‧‧第1變壓器
T2‧‧‧第2變壓器
T3‧‧‧第3變壓器
T4‧‧‧第4變壓器
T5‧‧‧第5變壓器
T6‧‧‧第6變壓器
T7‧‧‧第7變壓器
T8‧‧‧第8變壓器
T9‧‧‧第9變壓器
TON1‧‧‧第1開關SW1的導通時間
TON2‧‧‧第2開關SW2的導通時間
TON3‧‧‧第3開關SW3的導通時間
TON4‧‧‧第4開關SW4的導通時間
VA‧‧‧第1端子31的電壓、修正電壓
VCA1‧‧‧第1輔助電容器CA1的電壓
VCA2‧‧‧電容器電壓
VCA3‧‧‧第3輔助電容器CA3的電壓
VCA4‧‧‧第4輔助電容器CA4的電壓
VCA5‧‧‧第1輔助電容器CA5的電壓
VCA6‧‧‧第2輔助電容器CA6的電壓
VCA7‧‧‧輔助電容器CA7中產生的電壓
VDD‧‧‧電源電壓
VDRV、#VDRV‧‧‧驅動電壓
VGND‧‧‧接地電壓
Vs‧‧‧檢測電壓
VTX、VRX‧‧‧共振電壓
W1‧‧‧1次線圈
W2‧‧‧2次線圈
Z‧‧‧阻抗
θ、φ、θREF、θRX‧‧‧相位差
θINIT‧‧‧初始值
圖1是表示比較技術的無線送電系統的圖。
圖2是表示第1實施形態的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖3(a)~圖3(f)是表示使用了MOSFET的開關的構成例的圖。
圖4是表示圖2的無線供電裝置的動作的波形圖。
圖5是表示圖2的無線供電裝置的等效電路圖。
圖6(a)是不使自動調整輔助電路動作的狀態時的波形圖，圖6(b)是使自動調整輔助電路動作時的波形圖。
圖7是說明fc<fTX的情況下的自動調整輔助電路的模擬共振狀態的矢量圖。
圖8是表示非共振狀態以及共振狀態下的共振電流的圖。
圖9是說明fc>fTX的情況下的自動調整輔助電路的模擬共振狀態的矢量圖。
圖10是表示第1變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖11是表示第2變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖12是表示第3變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖13(a)、圖13(b)是分別表示第4變形例、第5變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖14是表示第1實施形態的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖15是圖14的無線受電裝置的等效電路圖。
圖16是表示圖14的無線受電裝置的動作的波形圖。
圖17(a)、圖17(b)表示第1變形例、第2變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖18是表示第3變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖19(a)、圖19(b)是分別表示第4變形例、第5變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖20是表示第1實施形態的無線送電系統的構成例的電路圖。
圖21是表示圖20的無線送電系統的動作的波形圖。
圖22是表示第2實施形態的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖23是表示圖22的無線供電裝置的動作的波形圖。
圖24是表示第1變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖25(a)~圖25(c)是分別表示第2變形例~第4變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖26是表示第2實施形態的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖27是表示圖26的無線受電裝置的動作的波形圖。
圖28(a)、圖28(b)是表示第2變形例、第3變形例的無線受電裝置的構成的電路圖，圖28(c)、圖28(d)是表示負載的構成例的電路圖。
圖29是表示第3變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖30是表示第3實施形態的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖31是表示第1相位控制電路的構成例的電路圖。
圖32是表示第3實施形態的無線供電裝置的動作的波形圖。
圖33(a)是示意性地表示放射線圈與反射線圈所產生的磁場的圖，圖33(b)是示意性地表示放射線圈與接地導體所產生的磁場的圖。
圖34是表示第1變形例的第1相位控制電路的構成的電路圖。
圖35是表示第2變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖36是表示第3變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖37是表示第4變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
圖38是表示第5變形例的無線供電裝置的構成的電路圖。
以下，一邊根據較佳的實施形態並參照圖式一邊對本發明進行說明。在各圖式所示的相同或同等的構成要素、構件、處理中附上相同的符號，並適當省略重複的說明。而且，實施形態為例示而並非限定發明，實施形態所記述的所有特徵或其組合並 非必須限於發明的本質。
本說明書中，「構件A與構件B連接的狀態」或「構件A與構件B耦合的狀態」除了指構件A與構件B物理性地直接連接的情況之外，還包括如下情況：只要不會對構件A與構件B的電性連接狀態造成實質性影響或者不破壞藉由他們的耦合而實現的功能或效果，則構件A與構件B可經由其他的構件間接地連接。
同樣地，「構件C設置在構件A與構件B之間的狀態」除了指構件A與構件C或者構件B與構件C直接連接的情況之外，還包括如下情況：只要不會對他們的電性連接狀態造成實質性影響或者不破壞藉由他們的耦合而實現的功能或效果，則可經由其他的構件而間接地連接。
(第1實施形態) (無線供電裝置)
圖2是表示第1實施形態的無線供電裝置2的構成的電路圖。無線供電裝置2對無線受電裝置(未圖示)傳送電力信號S1。電力信號S1使用不成為電波的電磁波的近場(電場、磁場、或者電磁場)。
無線供電裝置2包括電源10、發送天線20、自動調整輔助電路30、及第1控制部40。
發送天線20包括設置於其第1端21與其第2端22之間的發送線圈LTX。共振用電容器CTX與發送線圈LTX串聯設置。 共振用電容器CTX與發送線圈LTX亦可更換。
自動調整輔助電路30與發送天線20串聯耦合。電源10對發送天線20以及自動調整輔助電路30的兩端間施加具有規定的發送頻率fTX的交流的驅動電壓VDRV。驅動電壓VDRV可為以矩形波、梯形波、正弦波為首的任意的交流波形。本實施形態中，驅動電壓VDRV為以第1電壓位準(電源電壓VDD)與第2電壓位準(接地電壓VGND=0V)擺動(swing)的矩形波。
電源10包括直流電源12、第1高側開關SWH1、及第1低側開關SWL1。直流電源12生成直流的電源電壓VDD。第1高側開關SWH1以及第1低側開關SWL1在直流電源12的輸出端子與固定電壓端子(接地端子)之間依次串聯設置。第1控制部40將第1高側開關SWH1以及第1低側開關SWL1以發送頻率fTX而互補地開關。
自動調整輔助電路30包括第1端子31、第2端子32、第1開關SW1、第2開關SW2、及第1輔助電容器CA1。
第1開關SW1以及第1輔助電容器CA1在第1端子31以及第2端子32之間串聯設置。第1開關SW1與第1輔助電容器CA1亦可更換。第2開關SW2在第1端子31與第2端子32之間，相對於第1開關SW1以及第1輔助電容器CA1並聯設置。第1輔助電容器CA1的電容值較理想的是充分大於共振用電容器CTX的電容值。
第1控制部40將第1開關SW1以及第2開關SW2，以 與驅動電壓VDRV相同的頻率fTX、且以相對於驅動電壓VDRV為某相位差θTX而互補地開關。較佳為相位差θTX亦可為+90°或者-90°(270°)左右。亦即第1控制部40的一部分構成自動調整輔助電路30。
第1開關SW1、第2開關SW2可使用金氧半場效電晶體(MOSFET，Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、絕緣閘雙極電晶體(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)、雙極電晶體等構成。圖3(a)、圖3(b)是表示使用MOSFET的開關的構成例的圖。
圖3(a)表示使用N通道的MOSFET的構成，圖3(b)是表示使用P通道的MOSFET的構成。若將MOSFET的後閘極與源極連接，則後閘極與汲極間的體二極體(body diode)與閘極電壓無關而成為導通狀態。因此，在以單體使用MOSFET的開關中，無法阻止相對於單向的電流。本說明書中將此種開關稱作單向開關。
圖3(c)~圖3(f)的開關將2個N通道MOSFET、或者2個P通道MOSFET以他們的體二極體為逆朝向的方式連接(背對背連接(back-to-back connection))。圖3(c)~圖3(f)中，在斷開狀態下，任一方向上均未流動電流。本說明書中，將此種開關稱作雙向開關。
本實施形態中，各開關SW1、開關SW2可包含單向開關、雙向開關中的任一個。另外，在使用單向開關的情況下，必 須注意該些開關的相位。以後對其進行敍述。
以上為無線供電裝置2的構成。繼而，對其動作進行說明。
開關SW1、開關SW2分別為在斷開狀態下任一方向上均未流動電流的雙向開關。
圖4是表示圖2的無線供電裝置2的動作的波形圖。圖4中自上方開始依次表示第1高側開關SWH1、第1低側開關SWL1、驅動電壓VDRV、第1開關SW1、第2開關SW2、第1輔助電容器CA1的電壓VCA1、第1端子31的電壓VA、發送天線20中流動的共振電流ITX、及發送線圈LTX與共振用電容器CTX的兩端間的共振電壓VTX。在表示開關的波形中，高位準表示導通狀態，低位準表示斷開狀態。而且，共振電流ITX以及共振電壓VTX表示使自動調整輔助電路30動作後經過充分時間後的穩定狀態下的波形。
如圖4所示，藉由將第1高側開關SWH1、第1低側開關SWL1互補地開關，而生成矩形波的驅動電壓VDRV，並施加至發送天線20以及自動調整輔助電路30的兩端間。第1控制部40以與驅動電壓VDRV相同的頻率、且以相對於驅動電壓VDRV延遲了θTX(=90°)的相位，將第1開關SW1以及第2開關SW2互補地開關。共振電流ITX在第1開關SW1的導通時間TON1流經第1輔助電容器CA1，在第2開關SW2的導通時間TON2經由第2開關SW2而流經接地。亦即，第1輔助電容器CA1藉由共振電流ITX 而充放電，其結果，第1輔助電容器CA1中產生電容器電壓VCA1。
自動調整輔助電路30對發送天線20的第2端22施加修正電壓VA。修正電壓VA在第1開關SW1導通的期間TON1，獲取第1輔助電容器電壓VCA1，在第2開關SW2導通的期間TON2，獲取接地電壓VGND。自動調整輔助電路30可將修正電壓VA理解為施加至發送天線20的修正電源。圖5是圖2的無線供電裝置2的等效電路圖。
圖6(a)是使自動調整輔助電路30不動作時的狀態的波形圖，圖6(b)是使自動調整輔助電路30動作時的波形圖。
首先參照圖6(a)，對使自動調整輔助電路30不動作的狀態，亦即對將第1開關SW1斷開而固定，將第2開關SW2導通而固定的狀態進行說明。這表示修正電壓VA固定於接地電壓VGND的狀態。
發送天線20的阻抗Z由式(1)提供，其共振頻率fc由式(2)提供。另外，此處雖忽略電阻成分，但當然實際電路中串聯電阻發揮作用。
Z=jωLTX+1/(jωCTX)...(1)
發送天線20在驅動電壓VDRV的頻率fTX高於共振頻率 fc(fTX>fc)時為感應性，發送天線20中流動的共振電流ITX的相位相對於驅動電壓VDRV的相位延遲。相反，在頻率fTX低於共振頻率fc(fTX<fc)時為電容性，共振電流ITX的相位相對於驅動電壓VDRV超前。
圖6(a)表示fc>fTX的狀態，共振電流ITX的相位相對於驅動電壓VDRV超前了相位差φ。φ不為90°是因為共振電路中存在串聯的電阻成分(未圖示)。非共振狀態下阻抗Z變高，因此共振電流ITX的振幅減小。該狀態下無法傳送大的電力。
繼而，參照圖6(b)，對使自動調整輔助電路30動作時的動作進行說明。
若使自動調整輔助電路30動作，則發送天線20中被施加相對於驅動電壓VDRV延遲了θTX=90°相位的修正電壓VA。其結果，共振電流ITX的相位與驅動電壓VDRV的相位一致，而成為模擬共振狀態。藉此，共振電流ITX的振幅比非共振狀態增大。
圖7是說明fc<fTX的情況下的自動調整輔助電路30的模擬共振狀態的矢量圖(phasor diagram)(向量圖)。
驅動電壓VDRV的相位為0°，修正電壓VA的相位為θTX=90°。當fc<fTX時，電流的相位相對於電壓而延遲了相位差φ。因此，驅動電壓VDRV與電流成分IDRV的相位差為φ，修正電壓VA與電流成分IA的相位差亦為φ。
藉由「重疊的原理」，共振電流ITX以藉由驅動電壓VDRV感應的電流成分IDRV與藉由修正電壓VA感應的電流成分IA的和 而提供。因驅動電壓VDRV與修正電壓VA具有相位差θTX(=90°)，故電流成分IDRV與IA的相位差亦成為90°。可知若使修正電壓VA的振幅、換言之電流成分IA的振幅最佳化，則能夠使2個電流成分IDRV與IA的合成電流、亦即共振電流ITX的相位與驅動電壓VDRV的相位(0°)一致，從而可實現模擬共振狀態。
實施形態的無線供電裝置2的優異的優點之一在於能夠自動地生成滿足模擬共振狀態的修正電壓VA。
圖8是表示非共振狀態以及共振狀態下的共振電流ITX的圖。波形(I)表示非共振狀態下的共振電流ITX。在開關SW1為導通的期間TON1，第1輔助電容器CA1藉由共振電流ITX而充放電。具體來說，第1輔助電容器CA1在共振電流ITX為正的期間充電，在為負的期間放電。其結果，若正的期間延長則電容器電壓VCA1增大，若負的期間延長則電容器電壓VCA1降低。
在某週期的導通時間TON1，電容器電壓VCA1增大。而且，與增大的電容器電壓VCA1相應的修正電壓VA被施加至發送天線20。若如此，則在下一週期內，共振電流ITX的相位比前一週期超前。若重複此動作，則電容器電壓VCA1在每個週期增加，並且共振電流ITX的相位逐漸超前，並位移至與驅動電壓VDRV的相位一致的點(共振點)為止。若共振電流ITX的相位過於超前，則相反第1輔助電容器CA1的放電電流變大，在電容器電壓VCA1降低的方向施加反饋，而被拉回到共振點。在共振點，1週期的第1輔助電容器CA1的充電電流與放電電流取得平衡，電容器電壓 VCA1成為平衡狀態，模擬共振狀態持續。如此，根據圖2的無線供電裝置2，可自動地生成產生模擬共振狀態所需的修正電壓VA。
以上為無線供電裝置2的動作。
如此根據無線供電裝置2，無須對發送天線20的共振頻率fc進行調節，便能夠以實現模擬共振狀態的方式自動地調整電路的狀態。無線送電中，根據無線供電裝置2與無線受電裝置4的位置關係，共振頻率時刻變化，而根據無線供電裝置2，可高速地追隨該變化，從而可進行高效的電力傳送。
而且，若欲以無線供電傳送大電力，則共振用電容器CTX的兩端間的電壓變得非常大，因而可變電容器(variable condenser)(變容(varicap))的利用受到制約。因無須根據無線供電裝置2來調節共振用電容器CTX的電容值，故亦具有無須使用可變電容器等的優點。
此處，已對將第1開關SW1以相對於第1高側開關SWH1的相位延遲了θTX=90°的相位而開關的情況進行了說明，但相位差θTX並非必需為90°，亦可為270°(-90°)。因該情況下電容器電壓VCA1以成為負電壓的方式而自動地調節。
亦即，在fc<fTX的情況下，藉由設為θTX=90°或270°，而可實現模擬共振狀態。
相位差θTX亦可自90°或270°偏離。該情況下，在圖7所示的向量圖中，電流成分IDRV與IA的相位差θTX不為90°，但該情況下，以將合成該些的共振電流ITX的相位為0°的方式，對電容器電壓 VCA1自動地調節。其中，具有相位差θTX越接近90°或者270°，則電流成分IA的振幅、換言之電容器電壓VCA1的絕對值越可減小的優點。
另外，在fc<fTX的情況下可設為θTX=270°限於使用雙向開關構成第1開關SW1、第2開關SW2的情況。在第1開關SW1、第2開關SW2為單向開關的情況下，無法設為θTX=270°。這是因為該情況下體二極體中流動著電流。在使用單向開關的情況下，必須以作為逆導通元件的體二極體中不流動電流的相位，來將第1開關SW1、第2開關SW2進行開關。
無線供電裝置2不僅在fc<fTX的情況下，而且在fc>fTX的情況下，亦可自動地實現模擬共振狀態。該情況下，較佳設為θTX=270°(-90°)。
圖9是說明fc>fTX的情況下的自動調整輔助電路30的模擬共振狀態的矢量圖。將驅動電壓VDRV的相位設為0°，修正電壓VA的相位設為θTX=270°(-90°)。在fc>fTX時，電流的相位相對於電壓超前，但即便在該情況下，亦可實現模擬共振狀態。
另外在fc>fTX時，亦可將相位差θTX設為90°左右。該情況下，以獲得模擬共振狀態的方式，而電容器電壓VCA1自動地成為負電壓。
其中，在fc<fTX的情況下可設為θTX=90°限於使用雙向開關構成第1開關SW1、第2開關SW2的情況。在第1開關SW1、第2開關SW2為單向開關的情況下，無法設為θTX=90°。這是因 為如上述般體二極體中流動著電流。
繼而，對無線供電裝置2的變形例進行說明。各變形例可與任意的其他變形例組合，而此組合亦包含在本發明的範圍內。
圖10是表示第1變形例的無線供電裝置2a的構成的電路圖。自動調整輔助電路30a包括在第1端子31與第2端子32之間而與第2開關SW2串聯設置的第2輔助電容器CA2。
該變形例中，修正電壓VA在第1開關SW1的導通時間TON1與電容器電壓VCA1相等，在第2開關SW2的導通時間TON2與電容器電壓VCA2相等。
根據無線供電裝置2a，藉由將電容器電壓VCA1、VCA2最佳化，而在fTX>fc、fTX<fc的任一情況下均可實現模擬共振狀態。
圖11是表示第2變形例的無線供電裝置2b的構成的電路圖。自動調整輔助電路30b包括充電電路34以及檢測電阻Rs。檢測電流Rs設置在共振電流ITX的路徑上。檢測電阻Rs中產生與共振電流ITX成比例的檢測電壓Vs。充電電路34根據檢測電壓Vs，將第1輔助電容器CA1充電至成為模擬共振狀態的位準。如上述般，電容器電壓VCA1自動地成為最佳位準，而藉由設置充電電路34能夠在更短的時間內成為模擬共振狀態。
圖12是表示第3變形例的無線供電裝置2c的構成的電路圖。
至此為止已對電源為半橋式電路的情況進行了說明，而圖12 的電源10c包含H橋式電路。第2高側開關SWH2以及第2低側開關SWL2在直流電源12的輸出端子與固定電壓端子(接地端子)之間依次串聯設置。
第1控制部40c使一對(pair)第1高側開關SWH1與第2低側開關SWL2導通的狀態與一對第2高側開關SWH2與第1低側開關SWL1導通的狀態彼此重複。
在第1高側開關SWH1與第1低側開關SWL1的連接點(第1輸出端子)OUT1、和第2高側開關SWH2與第2低側開關SWL2的連接點(第2輸出端子)OUT2中，產生彼此為逆相的驅動電壓VDRV、#VDRV。發送天線20以及自動調整輔助電路30c在第1輸出端子OUT1與第2輸出端子OUT2之間串聯耦合。
根據圖12的無線供電裝置2c，亦可獲得與至此為止所說明的無線供電裝置同樣的效果。
圖13(a)、圖13(b)是分別表示第4變形例、第5變形例的無線供電裝置2d、2e的構成的電路圖。省略第1控制部40。
圖13(a)的無線供電裝置2d中，自動調整輔助電路30d經由第1變壓器T1而與發送天線20串聯耦合。具體來說，第1變壓器T1的2次線圈W2設置在第1端子31與第2端子32之間，且其1次線圈W1與發送天線20串聯設置。電源10對發送天線20與1次線圈W1的兩端間施加驅動電壓。
該無線供電裝置2d中，經由第1變壓器T1而進行發送天線20與自動調整輔助電路30d之間的能量的授受。根據該構 成，亦可獲得與至此為止所說明的無線供電裝置同樣的效果。
圖13(b)中，電源10經由第2變壓器T2而對發送天線20以及自動調整輔助電路30d的兩端間施加驅動電壓VDRV。具體來說，第2變壓器T2的2次線圈W2與發送天線20串聯設置。電源10對第2變壓器T2的1次線圈W1的兩端施加驅動電壓VDRV。
該無線供電裝置2e中，驅動電壓VDRV經由第2變壓器T2而施加至發送天線20與自動調整輔助電路30d的兩端間。根據該構成，亦可獲得與至此為止所說明的無線供電裝置同樣的效果。無線供電裝置2e中亦可省略第1變壓器T1。圖13(a)、圖13(b)的電源10可為H橋式電路、半橋式電路、其他電源中的任一個。
(無線受電裝置)
上述自動調整輔助電路亦可利用於無線受電裝置中。以下對無線受電裝置進行說明。
圖14是表示第1實施形態的無線受電裝置4的構成的電路圖。無線受電裝置4接收自上述的或者完全不同的其他構成的無線供電裝置發送的電力信號S1。電力信號S1使用不成為電波的電磁波的近場(電場、磁場、或者電磁場)。
無線受電裝置4包括接收天線50、自動調整輔助電路60以及應供給電力的負載70。負載70中亦可內置未圖示的整流 電路、檢波電路等。
接收天線50包括在第1端51與第2端52之間串聯設置的接收線圈LRX以及共振用電容器CRX。
自動調整輔助電路60與上述的自動調整輔助電路30同樣地構成。具體來說，第3開關SW3以及第3輔助電容器CA3在第1端子61與第2端子62之間串聯設置。第4開關SW4在第1端子61與第2端子62之間，與第3開關SW3以及第3輔助電容器CA3並聯設置。
第2控制部64將第3開關SW3以及第4開關SW4，以與電力信號S1相同的頻率、且以相對於在發送側施加至天線的驅動電壓(VDRV)為某相位差θRX而互補地開關。例如，較佳為θRX=180°或0°。
自動調整輔助電路60與接收天線50串聯耦合。而且，應供給電力的負載70與第3輔助電容器CA3連接。
以上為無線受電裝置4的構成。繼而，對其動作進行說明。圖15是圖14的無線受電裝置4的等效電路圖。與無線供電裝置2的自動調整輔助電路30同樣地，自動調整輔助電路60可將修正電壓VA理解為施加至接收天線50的修正電源。修正電壓VA在第3開關SW3的導通時間TON3成為第3輔助電容器CA3的電壓VCA3，在第4開關SW4的導通時間TON4成為接地電壓。
圖16是表示圖14的無線受電裝置4的動作的波形圖。圖16自上方開始依次表示第3開關SW3、第4開關SW4、修正 電壓VA、接收天線50中流動的共振電流IRX、及接收線圈LRX與共振用電容器CRX的兩端間的共振電壓VRX。在表示開關的波形中，高位準表示導通狀態，低位準表示斷開狀態。共振電流IRX以及共振電壓VRX中，實線表示使自動調整輔助電路60動作後經過充分時間後的穩定狀態(模擬共振狀態)的波形，虛線表示不使自動調整輔助電路60動作的非共振狀態下的波形。
將第3開關SW3以及第4開關SW4以相對於無線供電裝置側的驅動電壓VDRV位移了180°或0°的相位θRX而互補地開關，藉此對第3輔助電容器CA3進行充電或放電。而且，藉由將修正電壓VA施加至接收天線50，共振電流IA的相位與發送側的驅動電壓VDRV的相位一致，從而可實現模擬共振狀態。
為了實現模擬共振狀態，必須使第3開關SW3以及第4開關SW4以適當的頻率fTX以及相位θRX而開關。因此，亦可自無線供電裝置2對無線受電裝置4，發送表示頻率fTX以及相位θRX的資料。或者，無線受電裝置4亦可對相位θRX進行掃描(sweep)而檢測出最佳相位θRX。
以上為無線受電裝置4的動作。
如此根據圖14的無線受電裝置4，無須調節共振用電容器CRX的電容值，而可自動地實現共振狀態。
繼而對無線受電裝置4的變形例進行說明。
圖14中對負載70與第3輔助電容器CA3連接的情況進行了說明，但負載70亦可設置在其他位置。圖17(a)、圖17(b) 是表示第1變形例、第2變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。圖17(a)的無線受電裝置4a中，負載70a與接收天線50以及自動調整輔助電路60串聯設置。具體來說負載70a與接收天線50的第1端51連接。
圖17(b)的無線受電裝置4b包括第3變壓器T3，接收天線50與負載70b藉由第3變壓器T3而絕緣。第3變壓器T3的1次線圈W1與接收天線50串聯設置，2次線圈W2上連接著負載70b。
如圖17(a)、圖17(b)所示，具有如下優點：在將接收天線50與負載串聯連接的情況下，在負載的阻抗低的情況下，即便未進行自動調整輔助電路60的調整，亦可獲取一定程度的電力。另一方面，因接收天線50的Q值藉由負載的電阻成分而降低，故難以獲取大電力。
相反，在如圖4所示從自動調整輔助電路60獲取電力的情況下，因接收天線50的Q值並未藉由負載70而降低，故即便在負載70的阻抗高的情況下，亦可獲取大電力。另一方面，在負載70的阻抗過低的情況下，存在妨礙自動調整輔助電路60的動作的問題。
因此，考慮應送電的電力或負載的阻抗等來決定將負載配置在哪一位置即可。
圖18是表示第3變形例的無線受電裝置4c的構成的電路圖。自動調整輔助電路60c更包括在第1端子61與第2端子 62之間與第4開關SW4串聯設置的第4輔助電容器CA4。負載70的位置未作限定。
該變形例中，修正電壓VA在第3開關SW3的導通時間TON3與電容器電壓VCA3相等，在第4開關SW4的導通時間TON4與電容器電壓VCA4相等。根據該無線受電裝置4c，能夠以fTX>fc、fTX<fc各自的狀態下成為模擬共振狀態的方式，將電容器電壓VCA1、VCA2最佳化。
無線受電裝置中，第3開關SW3、第4開關SW4可包含單向開關、雙向開關中的任一個。在包含單向開關的情況下，必須以各自的逆導通元件中不流動電流的相位，將第3開關SW3、第4開關SW4進行開關。
圖19(a)、圖19(b)是分別表示第4變形例、第5變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。省略第2控制部64。
圖19(a)的無線受電裝置4d中，自動調整輔助電路60d經由第4變壓器T4而與接收天線50串聯耦合。具體來說，第4變壓器T4的2次線圈W2設置在第1端子61與第2端子62之間，且其1次線圈W1與接收天線50串聯設置。
該無線受電裝置4d中，經由第4變壓器T4進行接收天線50與自動調整輔助電路60d之間的能量的授受。即便根據該構成，亦可獲得與至此為止所說明的無線受電裝置同樣的效果。
圖19(b)中，負載70經由第5變壓器T5而與接收天線50以及自動調整輔助電路60d耦合。具體來說，第5變壓器 T5的1次線圈W1與接收天線50串聯連接。負載70與第5變壓器T5的2次線圈W2的兩端連接。
即便根據該構成，亦可獲得與至此為止所說明的無線受電裝置同樣的效果。無線受電裝置4e中，亦可省略第4變壓器T4。圖19(a)中亦可將負載70與第3輔助電容器CA3耦合。或者圖19(b)中亦可將負載70經由第5變壓器T5而與第3輔助電容器CA3耦合。
(無線送電系統)
藉由將上述的無線供電裝置與無線受電裝置組合，而可實現無線送電系統。
圖20是表示第1實施形態的無線送電系統的構成例的電路圖。無線送電系統1包括無線供電裝置2及無線受電裝置4。
負載70除負載電路76外，亦包括整流電路72以及開關調節器(switching regulator)74。整流電路72為同步檢波電路，且包括平滑用電容器C3、第3高側開關SWH3、及第3低側開關SWL3。
開關調節器74為升降壓轉換器，以可對負載電路76供給最大電力的方式進行控制。開關調節器74的構成以及動作為公知，因此此處的說明省略。
以上為無線送電系統1的構成。圖21是表示圖20的無線送電系統1的動作的波形圖。
無線供電裝置2中，第1開關SW1以及第2開關SW2以相對於驅動電壓VDRV延遲了θTX=90°的相位而被驅動。其結果，無線供電裝置2中模擬共振狀態成立。
無線受電裝置4中，以相對於無線供電裝置2側的驅動電壓VDRV延遲了θRX=180°的相位，來對第3開關SW3以及第4開關SW4進行驅動。而且，第3開關SW3以相對於第1開關SW1延遲了90°的相位而被驅動。其結果，無線受電裝置4中模擬共振狀態亦成立。
整流電路72的第3高側開關SWH3以及第3低側開關SWL3以相對於第3開關SW3以及第4開關SW4延遲了90°的相位而被驅動。其結果，平滑用電容器C3中產生直流電壓。該直流電壓藉由開關調節器74而轉換為對於負載電路76而言最佳的電壓位準。
以上為無線送電系統1的動作。如此根據無線送電系統1，藉由在無線供電裝置2、無線受電裝置4中分別設置自動調整輔助電路，而可對負載70發送最大電力。
當然，不言而喻可將包含變形例的任意的無線供電裝置2與任意的無線受電裝置4組合。
圖20中，已對在無線供電裝置2、無線受電裝置4的兩方安裝自動調整輔助電路的情況進行了說明，但本發明並不限定於此。
亦可僅在無線供電裝置2中設置自動調整輔助電路，無線受 電裝置如先前般進行共振用電容器CRX的調節。
相反，亦可僅在無線受電裝置4設置自動調整輔助電路，無線供電裝置2如先前般進行共振用電容器CTX的調節。
進而，亦可僅在無線供電裝置2設置自動調整輔助電路，而無線受電裝置4不具有任何調節機構。或者僅在無線受電裝置4設置自動調整輔助電路，而無線供電裝置2不具有任何調節機構。
該些情況下，藉由單一的自動調整輔助電路，以取得電源10與負載70之間的阻抗匹配的方式進行調整，從而可進行高效的電力傳送。該情況下，應留意自動調整輔助電路的開關的相位θTX(θRX)的最佳值自90°或270°(180°或0°)偏離。
以上，根據第1實施形態對本發明進行了說明。本領域技術人員應當明白，該實施形態為例示，該些各構成要素或各處理製程的組合中能夠有各種變形例，而且此種變形例亦處於本發明的範圍內。以下，對此種變形例進行說明。
在包括自動調整輔助電路30的無線供電裝置2中，存在即便省略共振用電容器CTX亦可實現模擬共振狀態的情況。該情況下，亦可省略共振用電容器CTX。同樣地在包括自動調整輔助電路60的無線受電裝置4中，亦可省略共振用電容器CRX。
無線供電裝置2根據規定的規則(密碼)，使驅動電壓VDRV的頻率fTX以及相位的至少一個發生變化，而對電力信號 S1進行加密。已知曉密碼的無線受電裝置4根據該密碼，對自動調整輔助電路60的開關頻率、相位進行控制。其結果，即便在電力信號S1加密的情況下，亦可對其進行解碼而接收電力供給。尚未知曉密碼的無線受電裝置無法對自動調整輔助電路60的開關進行適當控制，因而無法接收電力。無線電力傳送中，惡意的利用者的盜電可能成為問題，但藉由利用自動調整輔助電路而可解決該問題。
或者，在單一的無線供電裝置2對多個無線受電裝置4進行供電時，可藉由利用自動調整輔助電路來對每個終端的供電量進行控制。
(第2實施形態)
第1實施形態中，已對包括2個開關SW1、開關SW2的自動調整輔助電路進行了說明。第2實施形態中的自動調整輔助電路包括4個開關而構成。關於除自動調整輔助電路80外的區塊(block)的構成，則與第1實施形態同樣。而且，第1實施形態中說明的各種變形例在第2實施形態中亦有效。
(無線供電裝置)
圖22是表示第2實施形態的無線供電裝置2的構成的電路圖。無線供電裝置2對無線受電裝置(未圖示)傳送電力信號S1。電力信號S1使用不成為電波的電磁波的近場(電場、磁場、或者 電磁場)。
無線供電裝置6包括電源10、發送天線20、自動調整輔助電路80、及第1控制部40。
發送天線20包括設置於其第1端21與其第2端22之間的發送線圈LTX。共振用電容器CTX與發送線圈LTX串聯設置。共振用電容器CTX與發送線圈LTX亦可更換。
自動調整輔助電路80與發送天線20串聯耦合。電源10與圖2同樣地包含半橋式電路，對發送天線20以及自動調整輔助電路80的兩端間，施加具有規定的發送頻率fTX的交流的驅動電壓VDRV。驅動電壓VDRV可為以矩形波、梯形波、正弦波為首的任意的交流波形。本實施形態中，驅動電壓VDRV為以第1電壓位準(電源電壓VDD)與第2電壓位準(接地電壓VGND=0V)擺動的矩形波。
電源10與圖2的電源10同樣地包含半橋式電路。第1控制部40將第1高側開關SWH1以及第1低側開關SWL1以發送頻率fTX而互補地開關。
第2實施形態中，自動調整輔助電路80包括第1端子81、第2端子82、第1開關SWc1~第4開關SWc4、及第1輔助電容器CA5。
第1開關SWc1以及第2開關SWc2在第1端子81與第2端子82之間依次串聯設置。第3開關SWc3以及第4開關SWc4在第1端子81與第2端子82之間依次串聯，且相對於第1開 關SWc1以及第2開關SWc2並聯設置。第1輔助電容器CA5在第1開關SWc1與第2開關SWc2的連接點N1、和第3開關SWc3與第4開關SWc4的連接點N2之間設置。第1輔助電容器CA5的電容值較理想的是充分大於共振用電容器CTX的電容值。
第1控制部40將第1開關SWc1~第4開關SWc4以與驅動電壓VDRV相同的頻率fTX、且以相對於驅動電壓VDRV為某相位差θTX而開關。較佳為相位差θTX亦可為+90°或者-90°(270°)左右。亦即第1控制部40的一部分構成自動調整輔助電路80。
與第1實施形態同樣地，第1開關SWc1~第4開關SWc4可包含雙向開關、或者單向開關中的任一個。在使用單向開關的情況下，亦如已說明般必須注意該些開關的相位。
以上為無線供電裝置6的構成。繼而，對其動作進行說明。
圖23是表示圖22的無線供電裝置6的動作的波形圖。圖23自上方開始依次表示第1高側開關SWH1、第1低側開關SWL1、驅動電壓VDRV、第1開關SWc1、第2開關SWc2、第3開關SWc3、第4開關SWc4、第1端子81中產生的修正電壓VA、發送天線20中流動的共振電流ITX、及發送線圈LTX與共振用電容器CTX的兩端間的共振電壓VTX。在表示開關的波形中，高位準表示導通狀態，低位準表示斷開狀態。而且，共振 電流ITX以及共振電壓VTX表示使自動調整輔助電路30動作後經過充分時間後的穩定狀態下的波形。
如圖23所示，藉由將第1高側開關SWH1、第1低側開關SWL1互補地開關，而將矩形波的驅動電壓VDRV施加至發送天線20以及自動調整輔助電路30的兩端間。第1控制部40以與驅動電壓VDRV相同的頻率、且以相對於驅動電壓VDRV延遲了θTX(=90°)的相位，對包含第1開關SWc1以及第4開關SWc4的第1對P1進行驅動，且與第1對P1互補地，亦即以錯開180°的相位，而對包含第2開關SWc2以及第3開關SWc3的第2對P2進行驅動。
共振電流ITX在第1對P1的導通時間TON1，流經包含第1開關SWc1、第1輔助電容器CA5、第4開關SWc4的路徑，在第2對P2的導通時間TON2，流經包含第3開關SWc3、第1輔助電容器CA5、第2開關SWc2的路徑中。
亦即，第1輔助電容器CA5藉由共振電流ITX而充放電，其結果，第1輔助電容器CA5中產生電容器電壓VCA5。
自動調整輔助電路80對發送天線20的第2端22施加修正電壓VA。修正電壓VA在第1對P1導通的期間TON1設為第1極性，在第2對P2導通的期間TON2設為第2極性。自動調整輔助電路80可將修正電壓VA理解為施加至發送天線20的修正電源。亦即，可知無線供電裝置6的等效電路可視作與圖5的等效電路同等，其動作原理亦同樣。
亦即，若使自動調整輔助電路80動作，則對發送天線20施加相對於驅動電壓VDRV延遲了θTX=90°的相位的修正電壓VA。其結果，共振電流ITX的相位與驅動電壓VDRV的相位一致，而成為模擬共振狀態。藉此，共振電流ITX的振幅比非共振狀態大。這如圖7、圖9的矢量圖所示。
第2實施形態中的自動調整輔助電路80的動作為參照第1實施形態中的圖8所說明般，可自動地生成滿足模擬共振狀態的修正電壓VA。
以上為無線供電裝置6的動作。
如此根據無線供電裝置6，無須對發送天線20的共振頻率fc進行調節，便能夠以實現模擬共振狀態的方式自動地調整電路的狀態。無線送電中，根據無線供電裝置與無線受電裝置的位置關係，共振頻率時刻變化，而根據無線供電裝置6，可高速地追隨該變化，從而可進行高效的電力傳送。
而且，若欲以無線供電傳送大電力，則共振用電容器CTX的兩端間的電壓變得非常大，因而可變電容器(variable condenser)(變容(varicap))的利用受到制約。因無須根據無線供電裝置6來調節共振用電容器CTX的電容值，故亦具有無須使用可變電容器等的優點。
此處，已對將包含第1開關SWc1、第4開關SWc4的第1對以相對於第1高側開關SWH1(驅動電壓VDRV)的相位延遲了θTX=90°的相位而開關的情況進行了說明，但相位差θTX 並非必須為90°，亦可為270°(-90°)。這是因為該情況下以電容器電壓VCA1為逆極性的方式而自動地調節。其中，在使用單向開關構成第1開關SWc1~第4開關SWc4的情況下，必須以逆導通元件中不流動電流的相位來開關。具體而言，理想的是當fc<fTX時θTX=90°當fc>fTX時θTX=270°。
而且，如第1實施形態中所說明般，相位差θTX亦可自90°或者270°偏離。
繼而，對無線供電裝置6的變形例進行說明。各變形例可與任意的其他變形例組合，而此組合亦包含在本發明的範圍內。
圖24是表示第1變形例的無線供電裝置6a的構成的電路圖。圖24的電源10c包含H橋式電路。發送天線20以及自動調整輔助電路80a在電源10c的第1輸出端子OUT1與第2輸出端子OUT2之間串聯設置。進而直流阻止用的電容器C2與發送天線20及自動調整輔助電路80a串聯設置。自動調整輔助電路80a中，第1輔助電容器CA5的一端(N2)接地。
根據圖24的無線供電裝置6a，亦可獲得與至此為止所說明的無線供電裝置同樣的效果。
如第1實施形態中所說明般，電源、自動調整輔助電路此兩方亦可經由變壓器而與發送天線20耦合。圖25(a)~圖25(c)是分別表示第2變形例~第4變形例的無線供電裝置6b~6d的構成的電路圖。省略第1控制部40。
在圖25(a)的無線供電裝置6b中，自動調整輔助電路80a經由第6變壓器T6而與發送天線20串聯耦合。具體來說，第6變壓器T6的1次線圈W1與發送天線20串聯設置，其2次線圈W2設置在自動調整輔助電路80a的第1端子61與第2端子62之間。電源10c對發送天線20與第6變壓器T6的1次線圈W1的兩端間施加驅動電壓。
在圖25(b)的無線供電裝置6c中，電源10c經由第7變壓器T7而與發送天線20以及自動調整輔助電路80a耦合。電源10c對第7變壓器T7的1次線圈W1的兩端施加驅動電壓。發送天線20以及自動調整輔助電路80a與2次線圈W2串聯設置。
在圖25(c)的無線供電裝置6d中，半橋式構成的電源10經由第7變壓器T7而與發送天線20以及自動調整輔助電路80a耦合。在電源10的輸出端子與第7變壓器T7的第1線圈W1之間設置著直流阻止用的電容器C3。
進而亦可將圖25(a)~圖25(c)的變形例組合，而將電源、自動調整輔助電路的兩方利用變壓器而相對於發送天線耦合。
根據該些變形例，亦可獲得與至此為止所說明的無線供電裝置同樣的效果。
(無線受電裝置)
上述第2實施形態的自動調整輔助電路可用於無線受電裝置中。以下對無線受電裝置進行說明。
圖26是表示第2實施形態的無線受電裝置8的構成的電路圖。無線受電裝置8接收自上述的或者完全不同的其他構成的無線供電裝置發送的電力信號S1。電力信號S1使用不成為電波的電磁波的近場(電場、磁場、或者電磁場)。
無線受電裝置8包括接收天線50、自動調整輔助電路90以及應供給電力的負載70。負載70中亦可內置未圖示的整流電路、檢波電路等。
接收天線50包括在第1端51與第2端52之間串聯設置的接收線圈LRX以及共振用電容器CRX。
自動調整輔助電路90與圖22的自動調整輔助電路80同樣地構成。具體來說，包括自動調整輔助電路90、第1端子91、第5開關SWc5~第8開關SWc8、及第2輔助電容器CA6。
第5開關SWc5以及第6開關SWc6在第1端子91與第2端子92之間串聯設置。第7開關SWc7以及第8開關SWc8在第1端子91與第2端子92之間依次串聯，且相對於第5開關SWc5以及第6開關SWc6並聯設置。第2輔助電容器CA6 在第5開關SWc5與第6開關SWc6的連接點N3、和第7開關SWc7與第8開關SWc8的連接點N4之間設置。第2輔助電容器CA6的電容值較理想的是充分大於共振用電容器CRX的電容值。
第2控制部94將第5開關SWc5~第8開關SWc8以與電力信號S1相同的頻率、且以相對於在發送側施加至天線的驅動電壓(VDRV)為某相位差θRX而開關。例如較佳為θRX=180°或0°。
自動調整輔助電路90與接收天線50串聯耦合。而且，應供給電力的負載70與接收天線50以及自動調整輔助電路90是串聯設置。
以上為無線受電裝置8的構成。繼而，對其動作進行說明。無線受電裝置8的等效電路圖與圖15的無線受電裝置4同等。與無線供電裝置6的自動調整輔助電路80同樣地，自動調整輔助電路90可將修正電壓VA理解為施加至接收天線50的修正電源。
圖27是表示圖26的無線受電裝置8的動作的波形圖。圖27中自上方開始依次表示第5開關SWc5~第8開關SWc8、修正電壓VA、接收天線50中流動的共振電流IRX、及接收線圈LRX與共振用電容器CRX的兩端間的共振電壓VRX。在表示開關的波形中，高位準表示導通狀態，低位準表示斷開狀態。
將包含第5開關SWc5以及第8開關SWc8的第1對以 相對於無線供電裝置側的驅動電壓VDRV位移了180°或0°的相位θRX而互補地開關。包含第6開關SWc6以及第7開關SWc7的第2對與第1對互補地開關。共振電流IRX在第1對導通的時間TON1，流經包含第5開關SWc5、第2輔助電容器CA6、第8開關SWc8的路徑，在第2對導通的時間TON2，流經包含第6開關SWc6、第2輔助電容器CA6、第7開關SWc7的路徑。
第2輔助電容器CA6根據共振電流IRX而充放電，其結果，第2輔助電容器CA6中產生電容器電壓VCA6。而且，藉由將與電容器電壓VCA6相應的修正電壓VA施加至接收天線50，而共振電流IA的相位與發送側的驅動電壓VDRV的相位一致，從而可實現模擬共振狀態。
為了實現模擬共振狀態，必須將第5開關SWc5以及第8開關SWc8以適當的頻率fTX以及相位θRX而開關。因此亦可自無線供電裝置對無線受電裝置8發送表示頻率fTX以及相位θRX的資料。或者無線受電裝置8亦可對相位θRX進行掃描而檢測出最佳相位θRX。
以上為無線受電裝置8的動作。
如此根據圖26的無線受電裝置8，無須調節共振用電容器CRX的電容值，而可自動地實現共振狀態。
繼而對無線受電裝置8的變形例進行說明。
圖26中，將負載70的一端接地而設為基準電位，但亦可代替將負載70的一端接地，而將自動調整輔助電路90的第 2輔助電容器CA6的一端，亦即連接點N3或N4的一方接地。
圖28(a)、圖28(b)是表示第2變形例、第3變形例的無線受電裝置的構成的電路圖。
圖26中，已對負載70與接收天線50串聯連接的情況進行了說明，但負載70亦可設置在其他位置。
圖28(a)所示的第1變形例的無線受電裝置8a中，自動調整輔助電路90a的連接點N4接地。負載70a與第2輔助電容器CA6並聯設置。亦即負載70a中供給有第2輔助電容器CA6中產生的電容器電壓VCA6。
圖28(b)所示的第2變形例的無線受電裝置8b中，負載70b經由第8變壓器T8而耦合於與接收天線50以及自動調整輔助電路90a串聯的路徑。
圖28(c)、圖28(d)是表示負載的構成例的電路圖。圖28(c)的負載70c包括二極體整流電路72c、及負載電路76。圖28(d)的負載70d包括同步檢波電路72d及負載電路76。負載電路亦可如圖20所示更包括開關調節器74。
自動調整輔助電路90亦可相對於接收天線50經由變壓器而串聯耦合。圖29是表示第3變形例的無線受電裝置8c的構成的電路圖。自動調整輔助電路90a經由第9變壓器T9而與接收天線50串聯耦合。負載可與接收天線50以及1次線圈W1串聯設置，亦可與第2輔助電容器CA6並聯設置。
藉由該些變形例，亦可獲得與圖26的無線受電裝置8 同樣的效果。
在如圖26所示將接收天線50與負載串聯連接的情況下，亦具有如下優點：在負載的阻抗低的情況下，即便不進行自動調整輔助電路90的調整，亦可獲取一定程度的電力。另一方面，因接收天線50的Q值藉由負載的電阻成分而降低，故難以獲取大電力。
相反，在如圖28(a)所示從自動調整輔助電路90a獲取電力的情況下，因接收天線50的Q值不會藉由負載70而降低，故即便在負載70a的阻抗高的情況下，亦可獲取大電力。另一方面，在負載70a的阻抗過低的情況下，存在妨礙自動調整輔助電路60的動作的問題。
因此，考慮應送電的電力或負載的阻抗等來決定將負載配置在哪一位置即可。
第5開關SWc5~第8開關SWc8可包括雙向開關、或者單向開關中的任一個。在使用單向開關的情況下，亦如已說明般必須注意該些開關的相位。
(無線送電系統)
藉由將第2實施形態中說明的無線供電裝置6與無線受電裝置8組合，而可實現無線送電系統。
而且，已對在無線供電裝置6、無線受電裝置8的兩方安裝自動調整輔助電路的情況進行了說明，但本發明並不限定 於此。
亦可僅在無線供電裝置6中設置自動調整輔助電路，無線受電裝置如先前般進行共振用電容器CRX的調節。相反，亦可僅在無線受電裝置8設置自動調整輔助電路，無線供電裝置6如先前般進行共振用電容器CTX的調節。
進而，亦可僅在無線供電裝置6設置自動調整輔助電路，而無線受電裝置8不具有任何調節機構。或者僅在無線受電裝置8設置自動調整輔助電路，而無線供電裝置6不具有任何調節機構。
該些情況下，藉由單一的自動調整輔助電路，以取得電源10與負載70之間的阻抗匹配的方式進行調整，從而可進行高效的電力傳送。該情況下，應留意自動調整輔助電路的開關的相位θTX(θRX)的最佳值自90°或270°(180°或0°)偏離。
或者，可將第1實施形態的無線供電裝置2與第2實施形態的無線受電裝置8組合，亦可將無線受電裝置4與無線供電裝置6組合。
以上，根據第2實施形態對本發明進行了說明。本領域技術人員應當明白，該實施形態為例示，該些各構成要素或各處理製程的組合中能夠有各種變形例，而且此種變形例亦處於本發明的範圍內。以下，對此種變形例進行說明。
在包括自動調整輔助電路80的無線供電裝置6中，存在即便省略共振用電容器CTX亦可實現模擬共振狀態的情況。 該情況下，亦可省略共振用電容器CTX。同樣地在包括自動調整輔助電路90的無線受電裝置8中，亦可省略共振用電容器CRX。
無線供電裝置6根據規定的規則(密碼)，使驅動電壓VDRV的頻率fTX以及相位的至少一個發生變化，而對電力信號S1進行加密。已知曉密碼的無線受電裝置8根據該密碼，對自動調整輔助電路90的開關頻率、相位進行控制。其結果，即便在電力信號S1加密的情況下，亦可對其進行解碼而接收電力供給。尚未知曉密碼的無線受電裝置無法對自動調整輔助電路90的開關進行適當控制，因而無法接收電力。無線電力傳送中，惡意的利用者的盜電可能成為問題，但藉由利用自動調整輔助電路而可解決該問題。
或者，在單一的無線供電裝置6對多個無線受電裝置8進行供電時，可藉由利用自動調整輔助電路來對每個終端的供電量進行控制。
自動調整輔助電路30的用途並不限定於無線電力送電，可用於需要進行調整的各種用途中。
(第3實施形態)
第3實施形態中，對於發送線圈LTX的單面，使其產生的磁場、電場或電磁場衰減的技術進行說明。
(無線供電裝置)
圖30是表示第3實施形態的無線供電裝置2f的構成的電路圖。無線供電裝置2f具備放射線圈200、反射線圈202、驅動電源204及第1相位控制電路206。
放射線圈200例如為螺旋線圈或螺線管線圈，相當於第1實施形態、第2實施形態中的發送線圈LTX。亦可與放射線圈200串聯地設置有未圖示的共振用電容器CTX。反射線圈202亦與放射線圈200同樣地包含螺旋線圈或螺線管線圈。放射線圈200與反射線圈202是各自的線圈面僅隔開距離h地配置。
驅動電源204對放射線圈200供給驅動電流ITX。放射線圈200產生與驅動電流ITX相應的近磁場。較佳為，驅動電源204是包含第1實施形態中說明的圖2、圖10、圖11、圖12、圖13(a)、圖13(b)的電源10以及自動調整輔助電路30而構成。
或者，驅動電源204是包含於第2實施形態中說明的圖22、圖24、圖25(a)~圖25(c)的電源10以及自動調整輔助電路80而構成。
如圖30所示，當與放射線圈200接近地配置反射線圈202，並如後所述般使流經反射線圈202的電流IREF的相位發生變化時，與此相應地，包含放射線圈200的共振電路的共振狀態會發生擾亂。藉由於驅動電源204中設置自動調整輔助電路30或自動調整輔助電路80，可不依存於反射線圈202的控制狀 態，而於放射線圈200中實現共振狀態。
第1相位控制電路206藉由控制流經反射線圈202的電流IREF的相位，從而使流經反射線圈202的電流IREF與流經放射線圈200的電流ITX的相位差θ穩定化為規定值。
圖31是表示第1相位控制電路206的構成例的電路圖。第1相位控制電路206具備與反射線圈202串聯地耦合的自動調整輔助電路220。第1相位控制電路206亦可更具備與反射線圈202串聯地設置的調整電容器208。
自動調整輔助電路220是與圖2的自動調整輔助電路30或圖14的自動調整輔助電路60同樣地構成。具體而言，自動調整輔助電路220具備第1端子221、第2端子222、輔助電容器CA7、多個開關SW11、SW12及控制部224。本領域技術人員應當明白，對於自動調整輔助電路220，亦可適用第1實施形態中說明的各種變形例。
輔助電容器CA7具有第1電極E1以及第2電極E2。多個開關SW11、SW12分別設置在第1端子221、第2端子222、輔助電容器CA7的第1電極E1、第2電極E2中的2個間。具體而言，第1開關SW11是設置在第1端子221與輔助電容器CA7的第1電極之間，第2開關SW12是設置在第1端子221與第2端子222之間。輔助電容器CA7的第2電極E2是與第2端子222連接。控制部224使第1開關SW11以及第2開關SW12與流經放射線圈200的電流ITX同步且互補地開關。
當驅動電源204包含電源10以及自動調整輔助電路30的組(set)、或者電源10以及自動調整輔助電路80的組時，控制部224是與驅動電壓VDRV同步地，並相對於該驅動電壓VDRV而以規定的相位差θREF來使開關SW11、SW12開關。
以上是第3實施形態的無線供電裝置2f的構成。繼而對其動作進行說明。圖32是表示第3實施形態的無線供電裝置2f的動作的波形圖。
驅動電源204是以共振狀態成立的方式，來控制流經放射線圈200的線圈電流ITX的相位。該動作如於第1實施形態、第2實施形態中所說明的。此時，著眼於反射線圈202以及第1相位控制電路206。藉由放射線圈200所生成的磁場相對於反射線圈202而交鏈，從而使感應電流IREF流經反射線圈202。線圈電流ITX與IREF的相位在假設無自動調整輔助電路220的狀態下，為某個初始值θINIT，如圖32中的虛線所示。藉由線圈電流IREF流經反射線圈202，反射線圈202亦產生磁場。即，反射線圈202以正好反射來自放射線圈200的磁場的方式動作。
此時，當使第1相位控制電路206的自動調整輔助電路220的開關SW11、SW12以某相位θREF開關時，於輔助電容器CA7中產生與相位θREF相應的電壓VCA7。此時的自動調整輔助電路220的動作原理如於第1實施形態中所說明的。
並且，藉由將輔助電容器CA7中產生的電壓VCA7施加至包含反射線圈202及調整電容器208的串聯共振電路，2個線 圈電流ITX與IREF的相位差對應於電壓VCA7而自初始值θINIT開始旋轉。亦即，藉由控制開關SW11、SW12的相位θREF，可調節電壓VCA7，並可任意控制電流ITX與IREF的相位差θ。
圖33(a)是示意性地表示放射線圈200與反射線圈202所產生的磁場的圖，圖33(b)是示意性地表示放射線圈200與接地導體所產生的磁場的圖。無線供電裝置2f的動作可與所謂的八木．宇田天線類似(analogy)地進行說明。
放射線圈200產生的磁場以實線所示，反射線圈202產生的磁場以虛線所示。控制電流ITX與IREF的相位差，無非是控制放射線圈200、反射線圈202所產生的磁場的相位。因此，當對相位差進行最佳化時，於反射線圈202的線圈面更上側，放射線圈200與反射線圈202所產生的磁場強化，而於放射線圈200與反射線圈202之間，他們產生的磁場弱化。藉此，可使放射線圈200產生的磁場(電場或電磁場)於其單面衰減。
根據與圖33(b)的比較技術的對比，無線供電裝置2f的優點將進一步明確。如圖33(b)所示，與放射線圈200並聯地配置接地導體202a。接地導體202a對放射線圈200所產生的磁場進行反射，但此時被反射的磁場的相位相對於入射磁場而反轉。因此，於圖33(b)的比較技術中，於放射線圈200的上表面，為了使放射線圈200的放射磁場與接地導體202a的反射磁場強化，放射線圈200與接地導體202a的距離為波長λ的1/4倍左右。例如10MHz的磁場的波長λ為30m，放射 線圈200與接地導體202a的距離λ/4為7.5m，在使用無線供電裝置2f的一般環境下，難以實現此種構成。
與此相對，根據實施形態的無線供電裝置2f，可任意控制分別流經放射線圈200與反射線圈202的電流ITX、IREF的相位差。換言之，可任意控制反射線圈202所產生的磁場的相位。因此，藉由對相位差θ進行最佳化，可使放射線圈200與反射線圈202的距離h短於λ/4。
無線供電裝置2f具有相對於用戶的終端、金屬片或介電體等的接近而非常穩定的優點。當用戶的終端接近放射線圈200的附近，或者金屬片或介電體接近放射線圈200的附近時，會由此導致放射線圈200的共振狀態發生擾亂，但藉由驅動電源204的自動調整輔助電路，以滿足共振狀態的方式來再次調節線圈電流ITX的相位。此時，第1相位控制電路206的自動調整輔助電路220使線圈電流IREF的相位追隨於線圈電流ITX而變化，因此可保持他們的相位差固定。
以上，根據第3實施形態對本發明進行了說明。本領域技術人員應當明白，該實施形態為例示，該些各構成要素或各處理製程的組合中能夠有各種變形例，而且此種變形例亦處於本發明的範圍內。以下，對此種變形例進行說明。
(第1變形例)
實施形態中，對在第1相位控制電路206中設有第1實施形 態的構成的自動調整輔助電路220的情況進行了說明，但本發明並不限定於此，亦可設置第2實施形態中說明的自動調整輔助電路220。圖34是表示第1變形例的第1相位控制電路206a的構成的電路圖。
第1相位控制電路206a具備與反射線圈202以及調整電容器208串聯地耦合的自動調整輔助電路230。自動調整輔助電路230是與圖22的自動調整輔助電路80或圖26的自動調整輔助電路90同樣地構成。具體而言，自動調整輔助電路230具備第1端子231、第2端子232、輔助電容器CA8、多個開關SW21~SW24及控制部234。
具體而言，開關SW21是設置在第1端子231與輔助電容器CA8的第1電極E1之間，開關SW22是設置在第1端子231與輔助電容器CA8的第2電極E2之間。開關SW23是設置在第2端子232與輔助電容器CA8的第1電極E1之間，開關SW24是設置在第2端子232與輔助電容器CA8的第2電極E2之間。本領域技術人員應當明白，對於自動調整輔助電路230，亦可適用第2實施形態中說明的各種變形例。
根據第1變形例，可獲得與使用圖31的自動調整輔助電路220時同樣的效果。
(第2變形例)
圖35是表示第2變形例的無線供電裝置2g的構成的電路圖。 無線供電裝置2g除了圖30的無線供電裝置2f以外，更具備波導線圈212以及第2相位控制電路214。
第2相位控制電路214藉由控制流經波導線圈212的電流IGUIDE的相位，從而使流經波導線圈212的電流IGUIDE與流經放射線圈200的電流ITX的相位差θ'穩定化為規定值。第2相位控制電路214只要與第1相位控制電路206同樣地構成即可。
根據該無線供電裝置2g，藉由控制波導線圈212的電流IGUIDE的相位，可使波導線圈212作為相當於八木宇田天線的波導天線的元件發揮功能。
(第3變形例)
圖36是表示第3變形例的無線供電裝置2h的構成的電路圖。無線供電裝置2h除了圖35的無線供電裝置2g以外，還具備至少一個空間壓縮線圈216及針對每個空間壓縮線圈216而設置的第3相位控制電路218。圖36中，設置有3個空間壓縮線圈216。
空間壓縮線圈216a~216c被設置在放射線圈200與反射線圈202之間。越靠近放射線圈200，空間壓縮線圈216a~216c的直徑越大，越靠近反射線圈202，空間壓縮線圈216a~216c的直徑越小。第3相位控制電路218a~218c是針對每個空間壓縮線圈216a~216c而設置。各第3相位控制電路218藉由控制流經對應的空間壓縮線圈216的電流ICMP的相位，從而 使流經空間壓縮線圈216的電流ICMP與流經放射線圈200的電流ITX的相位差穩定化為規定值。第3相位控制電路218只要與第1相位控制電路206同樣地構成即可。
根據無線供電裝置2h，藉由對分別流經空間壓縮線圈216a~216c的電流ICMPa~ICMPc的相位進行最佳化，從而於放射線圈200與反射線圈202之間的空間內，可更佳地抵消放射線圈200所生成的磁場，其結果，可進一步縮小放射線圈200與反射線圈202的距離。
亦可將空間壓縮線圈設置於放射線圈200與波導線圈212之間。藉此，可縮小放射線圈200與波導線圈212之間的距離。
(第4變形例)
圖37是表示第4變形例的無線供電裝置2i的構成的電路圖。無線供電裝置2i除了圖30的無線供電裝置2f以外，更具備磁性體板240。
在相對透磁率μ的磁性體板240的內部，電磁波的速度為1/μ倍。因此，只要將相對透磁率μ大的材料插入放射線圈200與反射線圈202之間，便可進一步縮小放射線圈200與反射線圈202的距離。
磁性體板240亦可插入放射線圈200與波導線圈212之間、放射線圈200與空間壓縮線圈216、空間壓縮線圈216與 空間壓縮線圈216之間、空間壓縮線圈216與反射線圈202之間。
(第5變形例)
圖38是表示第5變形例的無線供電裝置2j的構成的電路圖。於第3實施形態中，驅動電源204可採用電流源，該電流源可控制流經放射線圈200的電流ITX的相位。同樣地，第1相位控制電路206可採用電流源，該電流源可控制流經反射線圈202的電流IREF的相位。於圖38的無線供電裝置2j中，驅動電源204包含電流源242以及共振用電容器201。而且，第1相位控制電路206包含調整電容器208及電流源244。電流源242以及電流源244分別構成為可任意控制電流ITX、IREF的相位。相位設定部246藉由控制電流源242、244，從而將電流ITX與IREF的相位差設定為最佳值。
根據該變形例，亦可獲得與其他的無線供電裝置2同樣的效果。另外，亦可與第1相位控制電路206同樣地，使用電流源來構成第2相位控制電路214、第3相位控制電路218。
已根據實施形態對本發明進行了說明，認為實施形態僅表示本發明的原理、應用，在實施形態中，在不脫離申請專利範圍所規定的本發明的思想的範圍內，可進行多個變形例或配置的變更。
[產業上之可利用性]
本發明是有關於一種無線供電技術。
2f‧‧‧無線供電裝置
200‧‧‧放射線圈
202‧‧‧反射線圈
204‧‧‧驅動電源
206‧‧‧第1相位控制電路
h‧‧‧距離
IREF‧‧‧電流
ITX‧‧‧共振電流

Claims (13)

  1. 一種無線供電裝置，對無線受電裝置發送包含電場、磁場、電磁場中的任一個的電力信號，其特徵在於包括：放射線圈；反射線圈，與上述放射線圈隔離地設置；驅動電源，對上述放射線圈供給驅動電流；以及第1相位控制電路，藉由控制流經上述反射線圈的電流的相位，從而使流經上述反射線圈的電流與流經上述放射線圈的電流的相位差穩定化為規定值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無線供電裝置，其中上述第1相位控制電路包括與上述反射線圈串聯地耦合的自動調整輔助電路，上述自動調整輔助電路包括：第1端子；第2端子；N個(N為自然數)輔助電容器，分別具有第1電極以及第2電極；多個開關，分別設置在上述第1端子、上述第2端子、上述N個輔助電容器各自的上述第1電極、上述第2電極中的2者之間；以及控制部，使上述多個開關分別與流經上述放射線圈的電流同 步地開關。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的無線供電裝置，其中上述第1相位控制電路包括電流源，上述電流源以規定的相位來對上述反射線圈供給交流電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的無線供電裝置，其中上述驅動電源包括：自動調整輔助電路，與上述放射線圈串聯地耦合；以及電壓源，對上述放射線圈以及上述自動調整輔助電路的兩端間施加交流的驅動電壓，上述自動調整輔助電路包括：第1端子；第2端子；N個(N為自然數)輔助電容器，分別具有第1電極以及第2電極；多個開關，分別設置在上述第1端子、上述第2端子、上述N個輔助電容器的上述第1電極、上述第2電極中的2者之間；以及控制部，使上述多個開關分別與上述驅動電壓同步地、且相對於驅動電壓以某相位差來開關。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的無線供電裝置，其中上述驅動電源包括電流源，上述電流源以規定的相位來對上述放射線圈供給驅動電流。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的無線供電裝置，更包括：波導線圈，相對於上述放射線圈而隔離地設置在與上述反射線圈為相反側；以及第2相位控制電路，藉由控制流經上述波導線圈的電流的相位，從而使流經上述波導線圈的電流與流經上述放射線圈的電流的相位差穩定化為規定值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的無線供電裝置，其中上述第2相位控制電路包括與上述波導線圈串聯地耦合的自動調整輔助電路，上述自動調整輔助電路包括：第1端子；第2端子；N個(N為自然數)輔助電容器，分別具有第1電極以及第2電極；多個開關，分別設置在上述第1端子、上述第2端子、上述N個輔助電容器各自的上述第1電極、上述第2電極中的2個間；以及控制部，使上述多個開關分別與流經上述放射線圈的電流同步地開關。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的無線供電裝置，其中上述第2相位控制電路包括電流源，上述電流源以規定的相位來對上述波 導線圈供給交流電流。
  9. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的無線供電裝置，更包括：至少一個空間壓縮線圈，設置在上述放射線圈與上述反射線圈之間；以及至少一個第3相位控制電路，針對上述至少一個空間壓縮線圈的每一個而設置，所述至少一個第3相位控制電路藉由控制流經各自對應的上述空間壓縮線圈的電流的相位，從而使流經上述空間壓縮線圈的電流與流經上述放射線圈的電流的相位差穩定化為規定值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的無線供電裝置，其中上述第3相位控制電路包括與對應的上述空間壓縮線圈串聯地耦合的自動調整輔助電路，上述自動調整輔助電路包括：第1端子；第2端子；N個(N為自然數)輔助電容器，分別具有第1電極以及第2電極；多個開關，分別設置在上述第1端子、上述第2端子、上述N個輔助電容器各自的上述第1電極、上述第2電極中的2者之間；以及控制部，使上述多個開關分別與流經上述放射線圈的電流同 步地開關。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的無線供電裝置，其中上述第3相位控制電路包括電流源，上述電流源以規定的相位來對於對應的空間壓縮線圈供給交流電流。
  12. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的無線供電裝置，更包括磁性體的板，被插入上述放射線圈與上述反射線圈之間。
  13. 一種無線送電系統，其特徵在於包括：申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的無線供電裝置；以及無線受電裝置，接收來自上述無線供電裝置的電力信號。
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