TW201509054A - 藉由無線電力傳送而被供給電力之被供電機器之受電電壓控制方法、藉由該受電電壓控制方法而被調整之無線電力傳送裝置、及該無線電力傳送裝置之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種藉由調整無線電力傳送裝置中所設置之電路元件之電容等而可控制施加至被供電機器之受電電壓的受電電壓控制方法、藉由受電電壓控制方法而被調整之無線電力傳送裝置及其製造方法。 一種受電電壓VL之控制方法，其係自構成無線電力傳送裝置1之供電模組2對受電模組3使磁場改變而供給電力，並將所供給之電力供給至連接於受電模組3之被供電機器10時的被供電機器10之受電電壓VL之控制方法，供給至供電模組2之電力之驅動頻率以不成為供電模組2及受電模組3之共振頻率之值供給，將構成供電模組2及受電模組3之複數個電路元件之各元件值作為參數，藉由分別改變該參數而調整被供電機器10之受電電壓VL。

Description

藉由無線電力傳送而被供給電力之被供電機器之受電電壓控制方法、藉由該受電電壓控制方法而被調整之無線電力傳送裝置、及該無線電力傳送裝置之製造方法

本發明係關於一種藉由無線電力傳送而被供給電力之被供電機器之受電電壓控制方法、藉由該受電電壓控制方法而被調整之無線電力傳送裝置、及該無線電力傳送裝置之製造方法。

近年來，筆記型PC(Personal Computer，個人電腦)、平板型PC、數位相機、行動電話、行動式遊戲機、耳機型音樂播放器、無線式頭戴型耳機、助聽器、記錄器等人可行動使用之行動式之電子機器正快速普及。而且，該等行動式之電子機器之大部分中搭載有充電電池，需要定期充電。為了簡化對該電子機器之充電電池之充電作業，藉由於供電裝置與搭載於電子機器之受電裝置之間利用無線傳送電力之供電技術(改變磁場而進行電力傳送之無線電力傳送技術)來對充電電池進行充電的機器正不斷增加。

例如，作為無線電力傳送技術，可列舉利用線圈間之電磁感應而進行電力傳送之技術(例如參照專利文獻1)、或藉由利用供電裝置及受電裝置具備之共振器(線圈)間之共振現象(磁場共振態)使磁場耦合而進行電力傳送的技術(例如參照專利文獻2)。

為了藉由使用如上所述之無線電力傳送技術而穩定地對充電電池進行充電，要求使對包括充電電池在內之被供電機器(穩定電路、 充電電路、充電電池等)施加之電壓(受電電壓)為驅動電壓以上(機器發揮性能之電壓)且被供電機器所具有之耐電壓以下。其原因在於，若施加至被供電機器之電壓小於驅動電壓，則被供電機器不動作，另一方面，若施加至被供電機器之電壓大於耐電壓，則有被供電機器發生故障之虞。

為了解答上述要求，考慮個別地設置升壓電路或降壓電路等電壓調整器，以調整施加至被供電機器之電壓。

然而，重新設置電壓調整器者，對於要求行動性、精簡化、低成本化之行動電子機器而言，有零件件數變多之不佳狀況。

因此，考慮不設置新的機器，而是藉由調整構成進行無線電力傳送之供電裝置及受電裝置之電阻器、電容器或線圈等之電容等，來控制被供電機器之受電電壓。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4624768號公報

[專利文獻2]日本專利特開2010-239769號公報

[專利文獻3]日本專利特開2011-050140號公報

[專利文獻4]日本專利特開2012-182975號公報

但是，如亦於專利文獻3之背景技術(參照段落[0008]~[0010])、專利文獻4之無線電力傳送系統之說明書中所記載般，已知藉由使供電裝置及受電裝置具備之共振器所具有之共振頻率與供給至供電裝置之電力之驅動頻率一致(或者，使驅動頻率與供電裝置及受電裝置具備之共振器所具有之共振頻率一致)，可使無線供電之電力傳送效率最大(參照專利文獻4之段落[0013])，其通常係求出電力傳送效率之最 大化而設為此種設定。而且，如上所述之供電裝置及受電裝置中之共振器分別構成為包含LC共振電路，因此，為使電力傳送效率最大，供電裝置及受電裝置中之LC共振電路各自之共振頻率必然決定為與驅動頻率一致般之值(電容器或線圈等之電容：共振條件ωL=1/ωC)(參照專利文獻4之段落[0027])。

如此，為了使無線供電之電力傳送效率最大化，通常係使供給至供電裝置之電力之驅動頻率與共振頻率一致，但預先決定了LC共振電路之電容器或線圈等之電容，而無法將LC共振電路之電容器或線圈等之電容作為控制施加至被供電機器之受電電壓之參數而自由變更。即，為了控制施加至被供電機器之受電電壓，無法自由設定LC共振電路之電容器或線圈等之電容意味著要求行動性、精簡化、低成本化之行動式之電子機器之設計自由度較低。

因此，本發明之目的在於提供一種藉由自由調整進行無線電力傳送之供電裝置及受電裝置中所設置之電路元件之電容等而可控制施加至被供電機器之受電電壓的受電電壓控制方法、藉由該受電電壓控制方法而被調整之無線電力傳送裝置、及該無線電力傳送裝置之製造方法。

用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓之控制方法，其特徵在於，其係自構成無線電力傳送裝置之供電模組對受電模組使磁場改變而供給電力，並將該供給之電力供給至連接於上述受電模組之被供電機器時的上述被供電機器之受電電壓之控制方法，供給至上述供電模組之電力之驅動頻率以不成為上述供電模組及上述受電模組之共振頻率之值供給，將構成上述供電模組及上述受電模組之複數個電路元件之各元件值作為參數，藉由分別改變該參數，而調整上述被供電機器之受電電壓。

根據上述方法，藉由將供給至供電模組之電力之驅動頻率以不成為供電模組及受電模組之共振頻率之值供給，可將構成供電模組及受電模組之複數個電路元件之各元件值作為調整被供電機器之受電電壓之參數而自由變更。而且，藉由分別改變該參數，可調整被供電機器之受電電壓。若能如此般調整被供電機器之受電電壓，則可將受電電壓保持為被供電機器所具有之耐電壓以下且將受電電壓保持為被供電機器所具有之驅動電壓以上。

又，為控制被供電機器之受電電壓，可將構成供電模組及受電模組之複數個電路元件之各元件值作為參數而自由設定，從而可提高無線電力傳送裝置之設計自由度，實現無線電力傳送裝置自身之行動性、精簡化、低成本化。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓之控制方法，其特徵在於，其係利用共振現象自至少具備供電線圈及供電共振器之供電模組對至少具備受電共振器及受電線圈之受電模組供給電力，並將該供給之電力供給至連接於上述受電線圈之被供電機器時的上述被供電機器之受電電壓之控制方法，

供給至上述供電模組之電力之驅動頻率以不成為上述供電模組及受電模組之共振頻率之值供給，將構成上述供電線圈之包含線圈L₁之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₁，將構成上述供電共振器之包含線圈L₂之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₂，將構成上述受電共振器之包含線圈L₃之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₃，將構成上述受電線圈之包含線圈L₄之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₄，將上述被供電機器之合計負荷阻抗設為Z_L，將上述供電線圈之線圈L₁與上述供電共振器之線圈L₂之間之互感設為M₁₂，將上述供電共振器之線圈L₂與上述受電共振器之線圈L₃之間之互感設為M₂₃，將上述受電共振器之線圈L₃與上述受電線圈之線圈L₄之間之互感設為M₃₄，將輸 入至上述供電線圈之輸入電流設為I₁，將構成上述供電線圈、上述供電共振器、上述受電共振器、及上述受電線圈之複數個電路元件之各元件值、及上述互感作為參數，藉由分別改變該參數，而控制根據下述關係式導出之上述被供電機器之受電電壓V_L。

根據上述方法，關於利用共振現象自至少具備供電線圈及供電共振器之供電模組對至少具備受電共振器及受電線圈之受電模組供給電力，並將所供給之電力供給至連接於受電線圈之被供電機器時的被供電機器之受電電壓之控制方法，藉由以滿足上述關係式之方式分別改變參數，而可調整被供電機器之受電電壓。如此，為調整被供電機器之受電電壓，可將構成供電模組及受電模組之複數個電路元件之各元件值作為參數以滿足上述關係式之方式自由設定，從而可提高無線電力傳送裝置之設計自由度，實現無線電力傳送裝置自身之行動性、精簡化、低成本化。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，藉由調整上述供電線圈與上述供電共振器之間之耦合係數k₁₂、上述供電共振器與上述受電共振器之間之耦合係數k₂₃、及上述受電共振器與上述受電線圈之間之耦合係數k₃₄之值之至少1個，而調整上述被供電機器之受電電壓。

根據上述方法，以控制利用共振現象自至少具備供電線圈及供 電共振器之供電模組對至少具備受電共振器及受電線圈之受電模組供給電力並將所供給之電力供給至連接於受電線圈之被供電機器時的被供電機器之受電電壓為目的，調整供電線圈與供電共振器之間之耦合係數k₁₂、供電共振器與受電共振器之間之耦合係數k₂₃、及受電共振器與受電線圈之間之耦合係數k₃₄之值，藉此可調整被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，上述各耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄之值係藉由分別改變上述供電線圈與上述供電共振器之間之距離、上述供電共振器與上述受電共振器之間之距離、及上述受電共振器與上述受電線圈之間之距離之至少1個而經調整。

根據上述方法，藉由改變供電線圈與供電共振器之間之距離而可改變耦合係數k₁₂之值，藉由改變供電共振器與受電共振器之間之距離而可改變耦合係數k₂₃之值，藉由改變受電共振器與受電線圈之間之距離而可改變耦合係數k₃₄之值。據此，藉由物理地改變供電線圈與供電共振器之間之距離、供電共振器與受電共振器之間之距離、及受電共振器與受電線圈之間之距離這樣的簡單作業，便可改變各線圈間之耦合係數之值。即，藉由物理地改變供電線圈與供電共振器之間之距離、供電共振器與受電共振器之間之距離、及受電共振器與受電線圈之間之距離這樣的簡單作業，便可調整被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，於將上述供電共振器與上述受電共振器之間之距離、及上述受電共振器與上述受電線圈之間之距離固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述供電線圈與上述供電共振器之間之上述耦合係數k₁₂之值隨著縮短上述供電線圈與上述供電共 振器之間之距離而變大，該被供電機器之受電電壓隨著上述耦合係數k₁₂之值變大而變小。

根據上述方法，於將供電共振器與受電共振器之間之距離、及受電共振器與受電線圈之間之距離固定之情形時，藉由縮短供電線圈與供電共振器之間之距離，而可增大供電線圈與供電共振器之間之耦合係數k₁₂之值，藉由增大耦合係數k₁₂之值，而可減小被供電機器之受電電壓。相反，藉由延長供電線圈與供電共振器之間之距離，而可減小供電線圈與供電共振器之間之耦合係數k₁₂之值，藉由減小耦合係數k₁₂之值，而可增大被供電機器之受電電壓。

於利用上述特性之受電電壓控制方法中，藉由物理地改變供電線圈與供電共振器之間之距離這樣的簡單作業，便可調整被供電機器之受電電壓。換言之，不於無線電力傳送裝置中設置新的機器便可實現被供電機器之受電電壓之調整。即，不增加無線電力傳送裝置之零件件數便可調整被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，於將上述供電線圈與上述供電共振器之間之距離、及上述供電共振器與上述受電共振器之間之距離固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特徵調整：上述受電共振器與上述受電線圈之間之上述耦合係數k₃₄之值隨著縮短上述受電共振器與上述受電線圈之間之距離而變大，該被供電機器之受電電壓隨著上述耦合係數k₃₄之值變大而變大。

根據上述方法，於將供電線圈與供電共振器之間之距離、及供電共振器與受電共振器之間之距離固定之情形時，藉由縮短受電共振器與受電線圈之間之距離，而可增大受電共振器與受電線圈之間之耦合係數k₃₄之值，藉由增大耦合係數k₃₄之值，而可增大被供電機器之受電電壓。相反，藉由延長受電共振器與受電線圈之間之距離，而可 減小受電共振器與受電線圈之間之耦合係數k₃₄之值，藉由減小耦合係數k₃₄之值，而可減小被供電機器之受電電壓。

於利用上述特性之受電電壓控制方法中，藉由物理地改變受電共振器與受電線圈之間之距離這樣的簡單作業，便可調整被供電機器之受電電壓。換言之，不於無線電力傳送裝置中設置新的機器便可實現被供電機器之受電電壓之調整。即，不增加無線電力傳送裝置之零件件數便可調整被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，藉由調整上述線圈L₁、上述線圈L₂、上述線圈L₃、及上述線圈L₄之電感之值之至少1個，而調整上述被供電機器之受電電壓。

根據上述方法，以控制利用共振現象自至少具備供電線圈及供電共振器之供電模組對至少具備受電共振器及受電線圈之受電模組供給電力並將所供給之電力供給至連接於受電線圈之被供電機器時的被供電機器之受電電壓為目的，調整供電線圈之線圈L₁、供電共振器之線圈L₂、受電共振器之線圈L₃、及受電線圈之線圈L₄之電感之值之至少1個，藉此可調整被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，於將上述線圈L₂、上述線圈L₃、及上述線圈L₄之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₁之值變大而變小。

根據上述方法，於將線圈L₂、線圈L₃、及線圈L₄之電感之值固定之情形時，藉由增大線圈L₁之值，而可減小被供電機器之受電電壓。相反，藉由減小線圈L₁之值，而可增大被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，於將上述線圈L₁、上述線圈L₃、及上述線圈L₄之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上 述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₂之值變大而變小。

根據上述方法，於將線圈L₁、線圈L₃、及線圈L₄之電感之值固定之情形時，藉由增大線圈L₂之值，而可減小被供電機器之受電電壓。相反，藉由減小線圈L₂之值，而可增大被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，於將上述線圈L₁、上述線圈L₂、及上述線圈L₄之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₃之值變大而變大。

根據上述方法，於將線圈L₁、線圈L₂、及線圈L₄之電感之值固定之情形時，藉由增大線圈L₃之值，而可增大被供電機器之受電電壓。相反，藉由減小線圈L₃之值，而可減小被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，於將上述線圈L₁、上述線圈L₂、及上述線圈L₃之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₄之值變大而變大。

根據上述方法，於將線圈L₁、線圈L₂、及線圈L₃之電感之值固定之情形時，藉由增大線圈L₄之值，而可增大被供電機器之受電電壓。相反，藉由減小線圈L₄之值，而可減小被供電機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種受電電壓控制方法，其特徵在於，將構成上述供電模組及上述受電模組之上述複數個電路元件之各元件值、及上述互感作為參數，藉由分別改變該參數，而相對於供給至上述供電模組之電力之上述驅動頻率之傳送特性之值以於低於上述共振頻率之驅動頻帶及高於上述共振頻率之驅動頻帶分別具有波峰之方式設定，供給至上述供電模組之電力之驅動頻率係與於低於上述共振頻率之驅動頻帶出現之傳送特性之峰值相對應的帶域、或與於高於上述共振頻率之驅動頻帶出現之傳送特性之峰值相對應的帶 域。

根據上述方法，於相對於供給至供電模組之電力之驅動頻率之傳送特性之值以於低於供電模組及受電模組之共振頻率之驅動頻帶及高於共振頻率之驅動頻帶分別具有波峰之方式設定的情形時，將供給至供電模組之電力之驅動頻率設定為與於低於共振頻率之驅動頻帶出現之傳送特性之峰值相對應之帶域之頻率，藉此可確保相對較高之傳送特性。

又，於此情形時，產生於供電模組之外周側之磁場與產生於受電模組之外周側之磁場相互抵消，藉此，於供電模組及受電模組之外周側，磁場所致之影響減小，從而可形成具有較供電模組及受電模組之外周側以外之磁場強度小之磁場強度的磁場空間。由此，於所形成之磁場空間儲存不希望受到磁場影響之電路等，可有效利用空間，而可謀求無線電力傳送裝置自身之小型化。

另一方面，藉由將供給至供電模組之電力之驅動頻率設定為與於高於共振頻率之驅動頻帶出現之傳送特性之峰值相對應之帶域之頻率，可確保相對較高之傳送特性。

又，於此情形時，產生於供電模組之內周側之磁場與產生於受電模組之內周側之磁場相互抵消，藉此，於供電模組及受電模組之內周側，磁場所致之影響減少，從而可形成具有較供電模組及受電模組之內周側以外之磁場強度小之磁場強度的磁場空間。由此，於所形成之磁場空間儲存不希望受到磁場影響之電路等，藉此可有效利用空間，而可謀求無線電力傳送裝置自身之小型化。

又，用於解決上述問題之本發明係一種無線電力傳送裝置，其特徵在於，其係藉由上述記載之受電電壓控制方法而經調整。

根據上述構成，不設置新的機器便可實現被供電機器之受電電壓之調整。即，不增加無線電力傳送裝置之零件件數便可調整被供電 機器之受電電壓。

又，用於解決上述問題之本發明係一種無線電力傳送裝置之製造方法，其特徵在於，該無線電力傳送裝置將自供電模組對受電模組使磁場改變而供給之電力之驅動頻率以不成為上述供電模組及受電模組之共振頻率之值供給，該製造方法包含如下步驟：將構成上述供電模組及上述受電模組之複數個電路元件之各元件值作為參數，藉由分別改變該參數，而調整向連接於上述受電模組之被供電機器供電時之該被供電機器之受電電壓。

根據上述方法，可製造不設置新的機器便可調整被供電機器之受電電壓之無線電力傳送裝置。即，可製造不增加無線電力傳送裝置之零件件數便可調整被供電機器之受電電壓之無線電力傳送裝置。

可提供一種藉由自由調整進行無線電力傳送之供電裝置及受電裝置中所設置之電路元件之電容等而可控制施加至被供電機器之受電電壓的受電電壓控制方法、藉由該受電電壓控制方法而被調整之無線電力傳送裝置、及該無線電力傳送裝置之製造方法。

1‧‧‧無線電力傳送裝置

2‧‧‧供電模組

3‧‧‧受電模組

6‧‧‧交流電源

7‧‧‧穩定電路

8‧‧‧充電電路

9‧‧‧充電電池

10‧‧‧被供電機器

11‧‧‧可變電阻器

21‧‧‧供電線圈

22‧‧‧供電共振器

31‧‧‧受電線圈

32‧‧‧受電共振器

51‧‧‧虛線

52‧‧‧實線

55‧‧‧實線

200‧‧‧無線式頭戴型耳機

201‧‧‧充電器

201a‧‧‧耳機揚聲器部

C₁‧‧‧電容器

C₂‧‧‧電容器

C₃‧‧‧電容器

C₄‧‧‧電容器

d12‧‧‧距離

d23‧‧‧距離

d34‧‧‧距離

f‧‧‧共振頻率

I₁‧‧‧電流

I₂‧‧‧電流

I₃‧‧‧電流

I₄‧‧‧電流

k‧‧‧耦合係數

k₁₂‧‧‧耦合係數

k₂₃‧‧‧耦合係數

k₃₄‧‧‧耦合係數

L₁‧‧‧線圈

L₂‧‧‧線圈

L₃‧‧‧線圈

L₄‧‧‧線圈

M₁₂‧‧‧互感

M₂₃‧‧‧互感

M₃₄‧‧‧互感

R₁‧‧‧電阻器

R₂‧‧‧電阻器

R₃‧‧‧電阻器

R₄‧‧‧電阻器

R_L‧‧‧電阻器

S21‧‧‧傳送特性

V_L‧‧‧受電電壓

Z_in‧‧‧輸入阻抗

Z_L‧‧‧阻抗

圖1係無線電力傳送裝置之等效電路之說明圖。

圖2係測定實驗之無線電力傳送裝置之說明圖。

圖3係表示相對於驅動頻率之傳送特性『S21』之關係之曲線圖。

圖4係表示相對於驅動頻率之輸入阻抗Z_in之關係之曲線圖。

圖5(A)、(B)係表示測定實驗1-1之測定結果之圖表。

圖6(A)、(B)係表示測定實驗1-2之測定結果之圖表。

圖7(A)、(B)係表示測定實驗1-3之測定結果之圖表。

圖8(A)、(B)係表示測定實驗1-4之測定結果之圖表。

圖9係表示無線電力傳送中之線圈間距離與耦合係數之關係的曲線圖。

圖10係表示測定實驗2-1~2-4之測定結果之圖表。

圖11係說明無線電力傳送裝置之製造方法之說明圖。

圖12係說明包含無線電力傳送裝置之無線式頭戴型耳機及充電器之設計方法的流程圖。

以下，對藉由本發明之無線電力傳送而被供給電力之被供電機器之受電電壓控制方法、藉由該受電電壓控制方法而被調整之無線電力傳送裝置、及該無線電力傳送裝置之製造方法之實施形態進行說明。

(實施形態)

首先，對本實施形態中之實現無線電力傳送之無線電力傳送裝置1進行說明。

(無線電力傳送裝置1之構成)

如圖1所示，無線電力傳送裝置1包括具備供電線圈21及供電共振器22之供電模組2、以及具備受電線圈31及受電共振器32之受電模組3。而且，於供電模組2之供電線圈21連接有具備將供給至供電模組2之電力之驅動頻率設定為特定值之振盪電路的交流電源6，且於受電模組3之受電線圈31經由使受電之交流電力整流化之穩定電路7及防止過充電之充電電路8而連接有充電電池9。再者，本實施形態中之穩定電路7、充電電路8、及充電電池9如圖1所示係成為最終之電力之供電目標之被供電機器10，被供電機器10係連接於受電模組3之電力之供電目標之機器全體之總稱。

供電線圈21發揮將自交流電源6獲得之電力藉由電磁感應而供給至供電共振器22的作用。如圖1所示，該供電線圈21構成為以電阻器 R₁、線圈L₁、及電容器C₁為要素之RLC電路。再者，線圈L₁部分係使用銅線材(具絕緣被膜)，並將線圈徑設定為15mm 。又，將構成供電線圈21之電路元件所具有之合計阻抗設為Z₁，於本實施形態中，係將構成供電線圈21之以電阻器R₁、線圈L₁、及電容器C₁為要素之RLC電路(電路元件)所具有的合計之阻抗設為Z₁。又，將流至供電線圈21之電流設為I₁。再者，電流I₁係與輸入至無線電力傳送裝置1之輸入電流I_in同義。

受電線圈31發揮如下作用：藉由電磁感應而接收作為磁場能量自供電共振器22傳送至受電共振器32之電力，並經由穩定電路7及充電電路8而供給至充電電池9。該受電線圈31係與供電線圈21同樣地，如圖1所示，構成為以電阻器R₄、線圈L₄、及電容器C₄為要素之RLC電路。再者，線圈L₄部分係使用銅線材(具絕緣被膜)，並設定為線圈徑15mm 。又，將構成受電線圈31之電路元件所具有之合計阻抗設為Z₄，於本實施形態中，係將構成受電線圈31之以電阻器R₄、線圈L₄、及電容器C₄為要素之RLC電路(電路元件)所具有的合計之阻抗設為Z₄。又，將連接於受電線圈31之被供電機器10之合計阻抗設為Z_L，但於本實施形態中，如圖1所示，為方便起見，而將連接於受電線圈31之穩定電路7、充電電路8及充電電池9(被供電機器10)之各負荷阻抗合在一起設為電阻器R_L(相當於Z_L)。又，將流至受電線圈31之電流設為I₄。

如圖1所示，供電共振器22構成為以電阻器R₂、線圈L₂、及電容器C₂為要素之RLC電路。又，如圖1所示，受電共振器32構成為以電阻器R₃、線圈L₃、及電容器C₃為要素之RLC電路。而且，供電共振器22及受電共振器32分別成為共振電路，發揮產生磁場共振態之作用。此處，所謂磁場共振態(共振現象)，係指2個以上之線圈於共振頻率共振。又，將構成供電共振器22之電路元件所具有之合計阻抗設為 Z₂，於本實施形態中，係將構成供電共振器22之以電阻器R₂、線圈L₂、及電容器C₂為要素之RLC電路(電路元件)所具有的合計之阻抗設為Z₂。又，將構成受電共振器32之電路元件所具有之合計阻抗設為Z₃，於本實施形態中，係將構成受電共振器32之以電阻器R₃、線圈L₃、及電容器C₃為要素之RLC電路(電路元件)所具有的合計之阻抗設為Z₃。又，將流至供電共振器22之電流設為I₂，將流至受電共振器32之電流設為I₃。

又，於供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31中之作為共振電路之RLC電路中，若將電感設為L，並將電容器電容設為C，則由(式1)規定之f成為共振頻率。而且，本實施形態中之供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31之共振頻率係設為1.0MHz。

又，供電共振器22及受電共振器32係使用由銅線材(具絕緣被膜)構成之線圈徑15mm 之螺線管型之線圈。又，如上所述，供電共振器22及受電共振器32之共振頻率一致。再者，供電共振器22及受電共振器32只要為使用線圈之共振器則可為螺旋型或螺線管型等之線圈。

又，將供電線圈21與供電共振器22之間之距離設為d12，將供電共振器22與受電共振器32之間之距離設為d23，將受電共振器32與受電線圈31之間之距離設為d34(參照圖1)。

又，如圖1所示，將供電線圈21之線圈L₁與供電共振器22之線圈L₂之間之互感設為M₁₂，將供電共振器22之線圈L₂與受電共振器32之線圈L₃之間之互感設為M₂₃，將受電共振器32之線圈L₃與受電線圈31 之線圈L₄之間之互感設為M₃₄。又，於無線電力傳送裝置1中，將線圈L₁與線圈L₂之間之耦合係數表述為k₁₂，將線圈L₂與線圈L₃之間之耦合係數表述為k₂₃，將線圈L₃與線圈L₄之間之耦合係數表述為k₃₄。

又，供電線圈21之RLC電路之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之RLC電路之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之RLC電路之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之RLC電路之R₄、L₄、C₄之電阻值、電感、電容器電容、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄係於設計、製造階段等作為可變更之參數，以滿足後述之(式8)之關係式的方式設定(詳細情況將於下文進行敍述)。

根據上述無線電力傳送裝置1，於使供電共振器22之共振頻率與受電共振器32之共振頻率一致之情形時，可於供電共振器22與受電共振器32之間產生磁場共振態。若於供電共振器22及受電共振器32共振之狀態下產生磁場共振態，則可將電力作為磁場能量自供電共振器22傳送至受電共振器32。

(被供電機器之受電電壓控制方法)

基於上述無線電力傳送裝置1之構成，對施加至經由無線電力傳送裝置1而被供電之被供電機器10之受電電壓之控制方法進行說明。

首先，若表示根據上述構成之無線電力傳送裝置1(包含被供電機器10)之等效電路則如圖1之下圖所示。於該等效電路中，將無線電力傳送裝置1全體之輸入阻抗設為Z_in。又，將被供電機器10全體之阻抗設為Z_L。而且，本實施形態中成為控制對象之被供電機器10之受電電壓V_L若根據圖1之等效電路以基於流至包含被供電機器10之受電線圈31之電流I₄與Z_L之關係式表示則如(式2)般表示。

V _L =Z _L ×I ₄‧‧‧(式2)

此處，簡單地說明控制受電電壓V_L之必要性。施加至包含充電 電池9之被供電機器10之受電電壓V_L係因若施加至被供電機器10之電壓小於驅動電壓則被供電機器10不動作，而要求為驅動電壓以上(機器發揮性能之電壓)。另一方面，受電電壓V_L係因若大於被供電機器10所具有之耐電壓則有被供電機器10發生故障之虞，而要求設為被供電機器10所具有之耐電壓以下。因此，受電電壓V_L要求在被供電機器10動作之驅動電壓以上、被供電機器10所具有之耐電壓以下之範圍內被控制。

根據上述理由，為控制受電電壓V_L之值，根據(式2)，必須藉由電流I₄進行控制。再者，如本實施形態般，對被供電機器10使用其阻抗Z_L已預先被規定者(穩定電路7、充電電路8、充電電池9)，因此，阻抗Z_L之值作為固定值而進行處理(該固定值根據穩定電路7、充電電路8、充電電池9等被供電機器10之構成、規格而決定)。

而且，若將(式2)中之受電電壓V_L以與對無線電力傳送裝置1施加之輸入電流I_in即I₁之關係表示，由於根據利用圖1之等效電路導出之關係式(式3)~(式6)，可求出I₁與I₄之關係式，故而將(式7)代入(式2)而成為(式8)之關係式。

E=Z ₁ I ₁-jωM ₁₂ I ₂‧‧‧(式3)

Z ₂ I ₂ -jωM ₁₂ I ₁ -jωM ₂₃ I ₃ =0‧‧‧(式4)

Z ₃ I ₃ -jωM ₂₃ I ₂ -jωM ₃₄ I ₄ =0‧‧‧(式5)

(Z ₄ +Z _L )I ₄ -jωM ₃₄ I ₃ =0‧‧‧(式6)

而且，本實施形態中之無線電力傳送裝置1之供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、受電線圈31、及被供電機器10之阻抗Z₁、Z₂、Z₃、Z₄、Z_L可分別如(式9)般表述。再者，如上所述，將被供電機器10之合計阻抗設為Z_L，但為方便起見，而將連接於受電線圈31之被供電機器10之負荷阻抗合在一起設為電阻器R_L。

而且，根據上述(式8)及(式9)之關係，可將供電線圈21之RLC電路之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之RLC電路之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之RLC電路之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之RLC電路之R₄、L₄、C₄之電阻值、電感、電容器電容、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄於設計、製造階段等作為可變更之參數，以將根據上述(式8)之關係式導出之受電電壓V_L控制於被供電機器10動作之驅動電壓以上、被供電機器10所具有之耐電壓以下之範圍內的方式進行調整。

但是，於如上所述之無線電力傳送裝置中，已知藉由使供給至供電模組2之電力之驅動頻率與供電模組2具備之供電線圈21、供電共振器22及受電模組3具備之受電線圈31、受電共振器32所具有的共振頻率一致，可使無線電力傳送之電力傳送效率最大，其通常係求出電力傳送效率之最大化而將驅動頻率設定為共振頻率。此處，所謂電力傳送效率，係指受電模組3接收之電力相對於供給至供電模組2之電力之比率。

於是，在無線電力傳送裝置1中，為使電力傳送效率最大化，要求滿足如使驅動頻率與供電模組2及受電模組3之各RLC電路分別所具有之共振頻率一致之電容器或線圈等之電容條件、共振條件(ωL=1/ωC)。

具體而言，於無線電力傳送裝置1中，若將為使電力傳送效率最大而滿足共振條件(ωL=1/ωC)之情形時之受電電壓V_L應用於(式8)，則變成(ωL₁-1/ωC₁=0)、(ωL₂-1/ωC₂=0)、(ωL₃-1/ωC₃=0)、(ωL₄-1/ωC₄=0)，成為(式10)之關係式。

根據上述關係式(式10)，可知能夠用於調整受電電壓V_L之值而使其控制於被供電機器10動作之驅動電壓以上、被供電機器10所具有之耐電壓以下之範圍內之可變更的主要參數僅有供電線圈21之RLC電路之R₁、供電共振器22之RLC電路之R₂、受電共振器32之RLC電路之R₃、受電線圈31之RLC電路之R₄等之電阻值、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄。

如上述般，為使無線電力傳送裝置1之電力傳送效率最大化而使供給至供電模組2之電力之驅動頻率與共振頻率一致的情形時，供電模組2及受電模組3之各RLC電路之電容器或線圈等之電容已預先決定，而僅可主要利用各RLC電路之電阻值等來調整受電電壓V_L之值。此意味著無法將RLC電路之電容器或線圈等之電容作為控制受電電壓V_L之值之參數自由變更而無線電力傳送裝置1之設計自由度變低。

另一方面，於本實施形態之無線電力傳送裝置1中，藉由使供給至供電模組2之電力之驅動頻率與供電模組2具備之供電共振器22及受電模組3具備之受電共振器32所具有的共振頻率不一致(ωL≠1/ωC)，作 為用於控制受電電壓V_L之值之參數，能夠可變更地使用供電線圈21之RLC電路之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之RLC電路之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之RLC電路之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之RLC電路之R₄、L₄、C₄等之電阻值、電感、電容器電容、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄。

藉此，於構成無線電力傳送裝置1時，為了調整被供電機器10之受電電壓V_L之值，可相互保持平衡地改變作為參數之供電線圈21之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之R₄、L₄、C₄等之電阻值、電感、電容器電容或耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄，因此，可對照無線電力傳送裝置1之容積、形狀、總重量而恰當地配置，而可提高無線電力傳送裝置1之設計自由度。即，於無線電力傳送裝置1中，針對使電力傳送效率最大化而言，與通常之先前者相比，調整被供電機器10之受電電壓V_L之值之參數要素變多，而可進行受電電壓V_L之值之精細之控制。

根據上述，可實現藉由相互保持平衡地改變作為參數之供電線圈21之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之R₄、L₄、C₄等之電阻值、電感、電容器電容、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄而可調整根據(式8)導出之被供電機器10之受電電壓V_L的受電電壓控制方法。

因此，根據上述方法，藉由將供給至供電模組2之電力之驅動頻率以不成為供電模組2(供電線圈21、供電共振器22)及受電模組3(受電線圈31、受電共振器32)之共振頻率之值供給，可將構成供電模組2及受電模組3之複數個電路元件之各元件值(供電線圈21之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之R₄、L₄、C₄等之電阻值、電感、電容器電容、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄等)作為調整被供電機器10之受電電壓V_L之參數而自由變更。而且，藉由分別改變該參數，可調整被供電機器10之受電電壓V_L。若 能如此般調整被供電機器10之受電電壓V_L，則可將受電電壓V_L保持為被供電機器10所具有之耐電壓以下且將受電電壓V_L保持為被供電機器10所具有之驅動電壓以上。

又，為控制被供電機器10之受電電壓V_L，可將構成供電模組2及受電模組3之複數個電路元件之各元件值(供電線圈21之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之R₄、L₄、C₄等之電阻值、電感、電容器電容、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄等)作為參數而自由設定，從而可提高無線電力傳送裝置1之設計自由度，實現無線電力傳送裝置1自身之行動性、精簡化、低成本化。

根據上述方法，關於利用共振現象自至少具備供電線圈21及供電共振器22之供電模組2對至少具備受電共振器32及受電線圈31之受電模組3供給電力並將所供給之電力供給至連接於受電線圈31之被供電機器10時的被供電機器10之受電電壓V_L之控制方法，藉由以滿足上述關係式(式8)之方式分別改變參數，可調整被供電機器10之受電電壓V_L。如此，為調整被供電機器10之受電電壓V_L，可將構成供電模組2及受電模組3之複數個電路元件之各元件值(供電線圈21之R₁、L₁、C₁、供電共振器22之R₂、L₂、C₂、受電共振器32之R₃、L₃、C₃、受電線圈31之R₄、L₄、C₄等之電阻值、電感、電容器電容、及耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄等)作為參數以滿足上述關係式(式8)之方式自由設定，從而可提高無線電力傳送裝置1之設計自由度，實現無線電力傳送裝置1自身之行動性、精簡化、低成本化。

(利用耦合係數控制受電電壓V_L)

於如上所述之無線電力傳送裝置1中，於藉由使供給至供電模組2之電力之驅動頻率與供電模組2具備之供電線圈21、供電共振器22及受電模組3具備之受電線圈31、受電共振器32所具有之共振頻率一致 而使無線電力傳送之電力傳送效率最大的情形(參照式10)、及將供給至供電模組2之電力之驅動頻率以不成為供電模組2具備之供電線圈21、供電共振器22及受電模組3具備之受電線圈31、受電共振器32所具有之共振頻率之值供給的情形(參照式8)時，作為為了調整被供電機器10之受電電壓V_L而能夠變更之主要參數，均可列舉耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄。

(藉由改變耦合係數而改變受電電壓V_L)

因此，根據變更條件之測定實驗1-1~1-4，說明於使無線電力傳送裝置1中之上述耦合係數k₁₂、k₃₄改變之情形時，受電電壓V_L做出何種改變。

於測定實驗1-1~1-4中，將無線電力傳送裝置1連接於示波器(於本實施形態中使用Agilent Technology公司製造之MSO-X3054A)而測定相對於耦合係數之受電電壓V_L(參照圖2)。再者，於測定實驗1-1~1-4中，代替包括穩定電路7、充電電路8、及充電電池9之被供電機器10而連接可變電阻器11(R_L)，測定自交流電源6對無線電力傳送裝置1施加之輸入電壓V_in=5V(最大值5V)、R_L=175Ω時之受電電壓V_L。

又，於本測定實驗中，係以相對於供給至無線電力傳送裝置1之電力之驅動頻率之無線電力傳送裝置1之傳送特性『S21』為具有雙峰性之性質者而進行測定。

此處，所謂傳送特性『S21』，係表示於無線電力傳送裝置1連接網路分析儀(安捷倫科技股份有限公司製造之E5061B等)而測量之信號，以分貝表示，數值越大則表示電力傳送效率越高。而且，相對於供給至無線電力傳送裝置1之電力之驅動頻率之無線電力傳送裝置1之傳送特性『S21』，根據供電模組2及受電模組3之間之磁場所致之連接程度(磁場耦合)之強度，而分為具有單峰性之性質者與具有雙峰性之性質者。而且，所謂單峰性，係指相對於驅動頻率之傳送特性 『S21』之波峰為一個且此波峰於共振頻帶(f0)出現(參照圖3之虛線51)。另一方面，所謂雙峰性，係指相對於驅動頻率之傳送特性『S21』之波峰有兩個且此兩個波峰於低於共振頻率之驅動頻帶(fL)與高於共振頻率之驅動頻帶(fH)出現(參照圖3之實線52)。若更詳細地定義雙峰性，則係指於上述網路分析儀連接無線電力傳送裝置1而測量之反射特性『S11』具有兩個波峰之狀態。因此，即便相對於驅動頻率之傳送特性『S21』之波峰看似為一個，但測量之反射特性『S11』具有兩個波峰之情形時，亦為具有雙峰性之性質者。

於具有上述單峰性之性質之無線電力傳送裝置1中，如圖3之虛線51所示，驅動頻率在共振頻率f₀時其傳送特性『S21』最大化(電力傳送效率最大化)。

另一方面，於具有雙峰性之性質之無線電力傳送裝置1中，如圖3之實線52所示，傳送特性『S21』係於低於共振頻率f0之驅動頻帶(fL)與高於共振頻率f0之驅動頻帶(fH)最大化。

再者，一般而言，若供電共振器與受電共振器之間之距離相同，則雙峰性之傳送特性『S21』之最大值(在fL或fH之傳送特性『S21』之值)成為比單峰性之傳送特性『S21』之最大值(在f₀之傳送特性『S21』之值)更低的值(參照圖3之曲線圖)。

具體而言，於將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL的情形時(同相共振模式)，供電共振器22及受電共振器32為同相位且成為共振狀態，流向供電共振器22之電流之朝向與流向受電共振器32之電流之朝向成為相同朝向。其結果為，如圖3之曲線圖所示，雖然未達到以電力傳送效率之最大化為目的之一般的無線電力傳送裝置之傳送特性『S21』(虛線51)，但即便於使驅動頻率與供電模組2具備之供電共振器22及受電模組3具備之受電共振器32所具有之共振頻率不一致的情形時，亦可將傳送特性 『S21』之值設為相對較高之值。此處，將流向供電模組2之線圈(供電共振器22)之電流之朝向與流向受電模組3之線圈(受電共振器32)之電流之朝向成為相同朝向之共振狀態稱為同相共振模式。

又，於上述同相共振模式中，產生於供電共振器22之外周側之磁場與產生於受電共振器32之外周側之磁場相互抵消，藉此，於供電共振器22及受電共振器32之外周側，磁場所致之影響減少，從而可形成具有較供電共振器22及受電共振器32之外周側以外之磁場強度(例如，供電共振器22及受電共振器32之內周側之磁場強度)更小之磁場強度的磁場空間。而且，於該磁場空間收納有期望減小磁場影響之穩定電路7、充電電路8或充電電池9等之情形時，可減少或防止對於穩定電路7、充電電路8或充電電池9等發生由磁場引起之渦電流，從而能夠抑制發熱所致之負面影響。

另一方面，於將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH的情形時(逆相共振模式)，供電共振器22及受電共振器32為逆相位且成為共振狀態，流向供電共振器22之電流之朝向與流向受電共振器32之電流之朝向成為相反朝向。其結果為，如圖3之曲線圖所示，雖然未達到以電力傳送效率之最大化為目的之一般的無線電力傳送裝置之傳送特性『S21』(虛線51)，但即便於使驅動頻率與供電模組2具備之供電共振器22及受電模組3具備之受電共振器32所具有之共振頻率不一致的情形時，亦可將傳送特性『S21』之值設為相對較高之值。此處，將流向供電模組2之線圈(供電共振器22)之電流之朝向與流向受電模組3之線圈(受電共振器32)之電流之朝向成為相反朝向之共振狀態稱為逆相共振模式。

又，於上述逆相共振模式中，產生於供電共振器22之內周側之磁場與產生於受電共振器32之內周側之磁場相互抵消，藉此，於供電共振器22及受電共振器32之內周側，磁場所致之影響減少，從而可形 成具有較供電共振器22及受電共振器32之內周側以外之磁場強度(例如，供電共振器22及受電共振器32之外周側之磁場強度)更小之磁場強度的磁場空間。而且，於該磁場空間收納有期望減少磁場影響之穩定電路7、充電電路8或充電電池9等之情形時，可減少或防止對於穩定電路7、充電電路8或充電電池9等發生由磁場引起之渦電流，從而能夠抑制發熱所致之負面影響。又，藉由該逆相共振模式而形成之磁場空間係形成於供電共振器22及受電共振器32之內周側，故而藉由於該空間中組入穩定電路7、充電電路8或充電電池9等電子零件，而可提高無線電力傳送裝置1自身之精簡化、設計自由度。

又，於如上述般相對於供給至無線電力傳送裝置1之電力之驅動頻率之無線電力傳送裝置1之傳送特性『S21』具有雙峰性之性質的情形時，當將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為同相共振模式(fL)或逆相共振模式(fH)時，如圖4所示，無線電力傳送裝置1之輸入阻抗Z_in具有波峰(參照實線55之2個山之部分)。而且，於本測定實驗1-1~1-4中，測定無線電力傳送裝置1之輸入阻抗Z_in成為最大之驅動頻率(同相共振模式(fL)、逆相共振模式(fH))時之受電電壓V_L。

(測定實驗1-1：改變耦合係數k₁₂之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

於測定實驗1-1所使用之無線電力傳送裝置1中，供電線圈21構成為以電阻器R₁、線圈L₁、及電容器C₁為要素之RLC電路(有共振)，線圈L₁部分係將線圈徑設定為15mm 。同樣地，受電線圈31亦構成為以電阻器R₄、線圈L₄、及電容器C₄為要素之RLC電路，線圈L₄部分係將線圈徑設定為15mm 。又，供電共振器22構成為以電阻器R₂、線圈L₂、及電容器C₂為要素之RLC電路，線圈L₂部分係使用線圈徑15mm 之螺線管型之線圈。又，受電共振器32構成為以電阻器R₃、線圈L₃、及電容器C₃為要素之RLC電路，線圈L₃部分係使用線圈徑15 mm 之螺線管型之線圈。而且，將測定實驗1-1所使用之無線電力傳送裝置1中之R₁、R₂、R₃、R₄之值分別設定為0.8Ω。又，將L₁、L₂、L₃、L₄之值分別設定為10μH。又，供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31之共振頻率係1.0MHz。再者，於供電線圈21及供電共振器22之線圈之內周側，以沿著供電線圈21及供電共振器22之線圈之內周面之方式配置有圓筒狀之厚度450μm之磁性薄片，以提高無線電力傳送裝置1之電力傳送效率。同樣地，於受電共振器32及受電線圈31之線圈之內周側，亦以沿著受電共振器32及受電線圈31之線圈之內周面之方式配置有圓筒狀之厚度450μm之磁性薄片。

於測定實驗1-1中，測定分別將耦合係數k₂₃固定為0.27、將耦合係數k₃₄固定為0.27，然後將耦合係數k₁₂之值設定為0.21、0.28、0.40、0.48之4個值之情形時的無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值(參照圖2，再者，關於耦合係數之調整方法之詳細情況將於下文進行敍述)。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：890kHz)的測定值示於圖5(A)。又，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1170kHz)的測定值示於圖5(B)。

根據圖5(A)之同相共振模式之測定結果，若耦合係數k₁₂之值以0.21、→0.28、→0.40、→0.48之順序變大，則受電電壓V_L之值以6.0V、→5.0V、→3.7V、→3.1V之狀況變小。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

又，關於圖5(B)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若耦合係數 k₁₂之值以0.21、→0.28、→0.40、→0.48之順序變大，則受電電壓V_L之值以5.9V、→4.5V、→3.2V、→2.7V之狀況變小。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

(測定實驗1-2：改變耦合係數k₁₂之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

於測定實驗1-2所使用之無線電力傳送裝置1中，與測定實驗1-1不同，將供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31所使用之線圈形狀並非設為螺線管形狀，而設為平面狀之圖案線圈。具體而言，構成為以電阻器R₁、線圈L₁、及電容器C₁為要素之RLC電路(有共振)，線圈L₁部分係使用藉由銅箔之蝕刻而形成之捲繞12次(螺旋狀)且線圈徑35mm 之圖案線圈。同樣地，受電線圈31亦構成為以電阻器R₄、線圈L₄、及電容器C₄為要素之RLC電路，線圈L₄部分係與供電線圈21相同之圖案線圈。又，供電共振器22構成為以電阻器R₂、線圈L₂、及電容器C₂為要素之RLC電路，線圈L₂部分係使用藉由銅箔之蝕刻而形成之捲繞12次且線圈徑35mm 之圖案線圈。同樣地，受電共振器32亦構成為以電阻器R₃、線圈L₃、及電容器C₃為要素之RLC電路，線圈L₃部分係與供電共振器22相同之圖案線圈。而且，將測定實驗1-2所使用之無線電力傳送裝置1中之R₁、R₂、R₃、R₄之值分別設定為1.5Ω。又，將L₁、L₂、L₃、L₄之值分別設定為2.5μH。又，供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31之共振頻率係1.0MHz。

於測定實驗1-2中，測定分別將耦合係數k₂₃固定為0.3、將耦合係數k₃₄固定為0.3，並且將耦合係數k₁₂之值設定為0.14、0.24、0.30、 0.45之4個值之情形時、無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值(參照圖2)。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：880kHz)的測定值示於圖6(A)。又，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1200kHz)的測定值示於圖6(B)。

根據圖6(A)之同相共振模式之測定結果，若耦合係數k₁₂之值以0.14、→0.24、→0.30、→0.45之順序變大，則受電電壓V_L之值以10.2V、→8.2V、→6.8V、→5.3V之狀況變小。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

又，關於圖6(B)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若耦合係數k₁₂之值以0.14、→0.24、→0.30、→0.45之順序變大，則受電電壓V_L之值以5.9V、→5.4V、→4.7V、→3.3V之狀況變小。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₁₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

(測定實驗1-3：改變耦合係數k₃₄之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

測定實驗1-3所使用之無線電力傳送裝置1係與測定實驗1-1相同之構成，將測定實驗1-3所使用之無線電力傳送裝置1中之R₁、R₂、R₃、R₄之值分別設定為0.8Ω，將L₁、L₂、L₃、L₄之值分別設定為10μH(與測定實驗1-1相同)。又，供電線圈21、供電共振器22、受電共 振器32、及受電線圈31之共振頻率係1.0MHz(與測定實驗1-1相同)。

於測定實驗1-3中，測定分別將耦合係數k₁₂固定為0.27、將耦合係數k₂₃固定為0.27，並且將耦合係數k₃₄之值設定為0.13、0.21、0.28、0.45之4個值之情形時、無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值(參照圖2)。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：890kHz)的測定值示於圖7(A)。又，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1170kHz)的測定值示於圖7(B)。

根據圖7(A)之同相共振模式之測定結果，若耦合係數k₃₄之值以0.13、→0.21、→0.28、→0.45之順序變大，則受電電壓V_L之值以2.3V、→3.8V、→5.0V、→7.6V之狀況變大。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

又，關於圖7(B)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若耦合係數k₃₄之值以0.13、→0.21、→0.28、→0.45之順序變大，則受電電壓V_L之值以2.0V、→3.4V、→4.5V、→7.2V之狀況變大。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

(測定實驗1-4：改變耦合係數k₃₄之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

測定實驗1-4所使用之無線電力傳送裝置1係與測定實驗1-2相同 之構成，將測定實驗1-4所使用之無線電力傳送裝置1中之R₁、R₂、R₃、R₄之值分別設定為1.5Ω，將L₁、L₂、L₃、L₄之值分別設定為2.5μH(與測定實驗1-2相同)。又，供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31之共振頻率係1.0MHz(與測定實驗1-2相同)。

於測定實驗1-4中，測定分別將耦合係數k₁₂固定為0.3、將耦合係數k₂₃固定為0.3，然後將耦合係數k₃₄之值設定為0.15、0.25、0.30、0.45之4個值之情形時的無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值(參照圖2)。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：880kHz)的測定值示於圖8(A)。又，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1200kHz)的測定值示於圖8(B)。

根據圖8(A)之同相共振模式之測定結果，若耦合係數k₃₄之值以0.15、→0.25、→0.30、→0.45之順序變大，則受電電壓V_L之值以3.4V、→5.6V、→6.8V、→9.3V之狀況變大。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

又，關於圖8(B)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若耦合係數k₃₄之值以0.15、→0.25、→0.30、→0.45之順序變大，則受電電壓V_L之值以2.8V、→4.8V、→6.2V、→9.5V之狀況變大。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小耦合係數k₃₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

根據上述測定實驗1-1~1-4，可知利用無線電力傳送裝置1進行電力之無線電力傳送時，藉由調整供電線圈21與供電共振器22之間之耦合係數k₁₂、供電共振器22與受電共振器32之間之耦合係數k₂₃、及受電共振器32與受電線圈31之間之耦合係數k₃₄之值，可調整被供電機器10之受電電壓V_L。

(耦合係數之調整方法)

其次，對上述無線電力傳送裝置1中之作為控制被供電機器10之受電電壓V_L之參數的耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄之調整方法進行說明。

如圖9所示，於無線電力傳送中，可知線圈與線圈之間之距離和耦合係數k之關係存在若線圈與線圈之間之距離縮短(變短)則耦合係數k之值變高之傾向。若將該關係應用於本實施形態之無線電力傳送裝置1，則藉由分別縮短供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12、供電共振器22與受電共振器32之間之距離d23、受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34，而可增大供電線圈21(線圈L₁)與供電共振器22(線圈L₂)之間之耦合係數k₁₂、供電共振器22(線圈L₂)與受電共振器32(線圈L₃)之間之耦合係數k₂₃、受電共振器32(線圈L₃)與受電線圈31(線圈L₄)之間之耦合係數k₃₄。相反，藉由分別延長供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12、供電共振器22與受電共振器32之間之距離d23、受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34，而可降低供電線圈21(線圈L₁)與供電共振器22(線圈L₂)之間之耦合係數k₁₂、供電共振器22(線圈L₂)與受電共振器32(線圈L₃)之間之耦合係數k₂₃、受電共振器32(線圈L₃)與受電線圈31(線圈L₄)之間之耦合係數k₃₄。

根據上述耦合係數之調整方法、及藉由改變耦合係數而改變受電電壓V_L之測定實驗，於將供電共振器22與受電共振器32之間之距離d23、及受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34固定之情形時，藉由縮短供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12，而可增大供電線 圈21與供電共振器22之間之耦合係數k₁₂之值，藉由增大耦合係數k₁₂之值，而可減小被供電機器10之受電電壓V_L之值。相反，藉由延長供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12，而可減小供電線圈21與供電共振器22之間之耦合係數k₁₂之值，藉由減小耦合係數k₁₂之值，而可增大被供電機器10之受電電壓V_L之值。

又，於將供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12、及供電共振器22與受電共振器32之間之距離d23固定之情形時，藉由縮短受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34，而可增大受電共振器32與受電線圈31之間之耦合係數k₃₄之值，藉由增大耦合係數k₃₄之值，而可增大被供電機器10之受電電壓V_L之值。相反，藉由延長受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34，而可減小受電共振器32與受電線圈31之間之耦合係數k₃₄之值，藉由減小耦合係數k₃₄之值，而可減小被供電機器10之受電電壓V_L之值。

根據上述方法，藉由物理地改變供電線圈21與供電共振器22之間之距離這樣的簡單作業，便可調整被供電機器10之受電電壓V_L。換言之，不於無線電力傳送裝置1中設置新的機器便可實現被供電機器10之受電電壓V_L之調整(不增加無線電力傳送裝置1之零件件數便可調整被供電機器10之受電電壓V_L)。

再者，於上述說明中，於無線電力傳送裝置1中，作為調整被供電機器10之受電電壓V_L之耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄之調整方法，係例示分別改變供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12、及受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34的方法而進行說明。然而，作為耦合係數k₁₂、k₂₃、k₃₄之調整方法並不限定於此，可列舉使供電共振器22之中心軸與受電共振器32之中心軸錯開之方法、對供電共振器22之線圈面與受電共振器32之線圈面賦予角度之方法、改變供電線圈21、供電共振器22或受電共振器32、受電線圈31等之各元件(電阻、電容 器、線圈)之電容的方法、或改變供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率之方法等。

(利用線圈之電感控制受電電壓V_L)

其次，於無線電力傳送裝置1中，作為能夠調整被供電機器10之受電電壓V_L之可變參數，可列舉線圈之電感。因此，根據變更條件之測定實驗2-1~2-4，說明於使無線電力傳送裝置1中之線圈之電感改變之情形時，受電電壓V_L做出何種改變。

於測定實驗2-1~2-4中，將無線電力傳送裝置1連接於示波器，而測定相對於供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31之線圈之電感之值之變化的受電電壓V_L(參照圖2)。再者，於測定實驗2-1~2-4中，代替包括穩定電路7、充電電路8、及充電電池9之被供電機器10而連接可變電阻器11(R_L)，測定自交流電源6對無線電力傳送裝置1施加之輸入電壓V_in=5V(最大值5V)、R_L=175Ω時之受電電壓V_L。

又，於本測定實驗中，亦測定於相對於供給至無線電力傳送裝置1之電力之驅動頻率之無線電力傳送裝置1之傳送特性『S21』具有雙峰性之性質之情形時將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為同相共振模式(fL)或逆相共振模式(fH)時的受電電壓V_L。

(測定實驗2-1：改變供電線圈21之L₁之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

於測定實驗2-1所使用之無線電力傳送裝置1中，供電線圈21構成為以電阻器R₁、線圈L₁、及電容器C₁為要素之RLC電路(有共振)，線圈L₁部分係將線圈徑設定為15mm 。同樣地，受電線圈31亦構成為以電阻器R₄、線圈L₄、及電容器C₄為要素之RLC電路，線圈L₄部分係將線圈徑設定為15mm 。又，供電共振器22構成為以電阻器R₂、線圈L₂、及電容器C₂為要素之RLC電路，線圈L₂部分係使用線圈徑15 mm 之螺線管型之線圈。又，受電共振器32構成為以電阻器R₃、線圈L₃、及電容器C₃為要素之RLC電路，線圈L₃部分係使用線圈徑15mm 之螺線管型之線圈。將測定實驗2-1所使用之無線電力傳送裝置1中之R₁、R₂、R₃、R₄之值分別設定為0.5Ω。又，供電線圈21、供電共振器22、受電共振器32、及受電線圈31之共振頻率係1.0MHz。

而且，測定分別將耦合係數k₁₂固定為0.27、將耦合係數k₂₃固定為0.27、將耦合係數k₃₄固定為0.27、將L₂、L₃、L₄之值分別設定為4.5μH，然後將L₁之值設定為2.6μH、4.5μH、8.8μH之3個值之情形時的無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：890kHz)的測定值(◆之點)、及供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1170kHz)的測定值(■之點)示於圖10之(測定實驗2-1)。

根據圖10之(測定實驗2-1)之同相共振模式之測定結果，若L₁之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以5.84V、→5.60V、→3.84V之狀況變小。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大L₁之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小L₁之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

又，關於圖10之(測定實驗2-1)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若L₁之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以6.64V、→6.24V、→4.48V之狀況變小。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大L₁之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小L₁之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

(測定實驗2-2：改變供電共振器22之L₂之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

測定實驗2-2所使用之無線電力傳送裝置1之構成係與測定實驗2-1中所使用者相同。

而且，於測定實驗2-2中，測定將L₁、L₃、L₄之值分別設定為4.5μH，然後將L₂之值設定為2.6μH、4.5μH、8.8μH之3個值之情形時的無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：890kHz)的測定值(◆之點)、及供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1170kHz)的測定值(■之點)示於圖10之(測定實驗2-2)。

根據圖10之(測定實驗2-2)之同相共振模式之測定結果，若L₂之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以5.84V、→5.60V、→0.98V之狀況變小。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大L₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小L₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

又，關於圖10之(測定實驗2-2)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若L₂之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以6.32V、→6.24V、→0.65V之狀況變小。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大L₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。相反，可知隨著減小L₂之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。

(測定實驗2-3：改變受電共振器32之L₃之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

測定實驗2-3所使用之無線電力傳送裝置1之構成係與測定實驗2-1中所使用者相同。

而且，於測定實驗2-3中，測定將L₁、L₂、L₄之值分別設定為4.5μH，然後將L₃之值設定為2.6μH、4.5μH、8.8μH之3個值之情形時的無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：890kHz)的測定值(◆之點)、及供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1170kHz)的測定值(■之點)示於圖10之(測定實驗2-3)。

根據圖10之(測定實驗2-3)之同相共振模式之測定結果，若L₃之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以4.88V、→5.60V、→6.16V之狀況變大。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大L₃之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小L₃之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

又，關於圖10之(測定實驗2-3)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若L₃之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以5.60V、→6.24V、→7.04V之狀況變大。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大L₃之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小L₃之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

(測定實驗2-4：改變受電線圈31之L₄之值之情形時之受電電壓V_L之變化)

測定實驗2-4所使用之無線電力傳送裝置1之構成係與測定實驗2-1中所使用者相同。

而且，於測定實驗2-4中，測定將L₁、L₂、L₃之值分別設定為4.5μH，然後將L₄之值設定為2.6μH、4.5μH、8.8μH之3個值之情形時的無線電力傳送裝置1之可變電阻器11(設定為175Ω)之受電電壓V_L之值。而且，將供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之低頻側之波峰附近之頻率fL之情形時(同相共振模式：890kHz)的測定值(◆之點)、及供給至供電模組2之交流電力之驅動頻率設定為雙峰性之高頻側之波峰附近之頻率fH之情形時(逆相共振模式：1170kHz)的測定值(■之點)示於圖10之(測定實驗2-4)。

根據圖10之(測定實驗2-4)之同相共振模式之測定結果，若L₄之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以5.36V、→5.60V、→6.72V之狀況變大。

如上述般，於同相共振模式中，可知隨著增大L₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小L₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

又，關於圖10之(測定實驗2-4)之逆相共振模式之測定結果亦相同，若L₄之值以2.6μH、→4.5μH、→8.8μH之順序變大，則受電電壓V_L之值以6.16V、→6.24V、→9.00V之狀況變大。

如上述般，於逆相共振模式中，亦可知隨著增大L₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變大之傾向。相反，可知隨著減小L₄之值，存在被供電機器10之受電電壓V_L之值變小之傾向。

根據上述測定實驗2-1~2-4，可知藉由調整供電線圈21之線圈L₁、供電共振器22之線圈L₂、受電共振器32之線圈L₃、及受電線圈31之線圈L₄之電感之值，可調整被供電機器10之受電電壓V_L之值。

(製造方法)

其次，參照圖11及圖12，對作為製造上述無線電力傳送裝置1之一步驟之設計方法(設計步驟)進行說明。於本說明中，作為搭載無線 電力傳送裝置1之行動機器係以具備耳機揚聲器部201a之無線式頭戴型耳機200、及充電器201為例而進行說明(參照圖11)。

藉由本設計方法而設計之無線電力傳送裝置1於圖11所示之無線式頭戴型耳機200及充電器201中分別係作為受電模組3(受電線圈31、受電共振器32)及供電模組2(供電線圈21、供電共振器22)而搭載。又，於圖11中，為便於說明，而將穩定電路7、充電電路8及充電電池9記載於受電模組3之外，但實際上係配置於螺線管狀之受電線圈31及受電共振器32之線圈內周側。即，以於無線式頭戴型耳機200中搭載受電模組3、穩定電路7、充電電路8及充電電池9、於充電器201中搭載供電模組2、且於供電模組2之供電線圈21連接有交流電源6的狀態進行使用。

(設計方法)

首先，如圖12所示，根據被供電機器10(穩定電路7、充電電路8及充電電池9)之規格，決定處於被供電機器10所具有之耐電壓以下且被供電機器10所具有之驅動電壓以上之範圍內的被供電機器10之受電電壓V_L之值(S1)。

其次，決定供電模組2與受電模組3之間之距離(S2)。該距離係將內建有受電模組3之無線式頭戴型耳機200載置於內建有供電模組2之充電器201時之供電共振器22與受電共振器32之間的距離d23，使用形態為充電中之狀態。更詳細而言，供電共振器22與受電共振器32之間之距離d23係考慮無線式頭戴型耳機200與充電器201之形狀、構造而決定。

又，基於無線式頭戴型耳機200之大小、形狀、構造，而決定受電模組3之受電線圈31及受電共振器32之線圈徑(S3)。

又，基於充電器201之大小、形狀、構造，而決定供電模組2之供電線圈21及供電共振器22之線圈徑(S4)。

藉由經過上述S2~S4之順序而決定無線電力傳送裝置1之供電共振器22(線圈L₂)與受電共振器32(線圈L₃)之間之耦合係數k₂₃、及電力傳送效率。

根據藉由上述S1決定之受電電壓V_L、及經過S2~S4之順序而決定之電力傳送效率，來決定向供電模組2供電所需之最低限度之供電電量(S5)。

而且，基於被供電機器10之受電電壓V_L、電力傳送效率、及向供電模組2供電所需之最低限度之供電電量，而決定受電線圈31之L₄、受電共振器32之L₃、及耦合係數k₃₄之設計值(S6)，並決定供電線圈21之L₁、供電共振器22之L₂、及耦合係數k₁₂之設計值(S7)。具體而言，基於在滿足上述(式8)之關係並且將供電共振器22與受電共振器32之間之距離d23、及受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34固定之情形時藉由縮短供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12而被供電機器10之受電電壓V_L變小的特性、於將供電線圈21與供電共振器22之間之距離d12、及供電共振器22與受電共振器32之間之距離d23固定之情形時藉由縮短受電共振器32與受電線圈31之間之距離d34而被供電機器10之受電電壓V_L變大的特性、或者藉由調整供電線圈21之線圈L₁、供電共振器22之線圈L₂、受電共振器32之線圈L₃、及受電線圈31之線圈L₄之電感之值而可調整被供電機器10之受電電壓V_L之值的情況，來決定受電線圈31之L₄、受電共振器32之L₃、及耦合係數k₃₄之設計值、以及供電線圈21之L₁、供電共振器22之L₂、及耦合係數k₁₂之設計值。藉此，以成為處於被供電機器10所具有之耐電壓以下且被供電機器10所具有之驅動電壓以上之範圍內之受電電壓V_L的方式，決定構成無線電力傳送裝置1之要素之各設計值。

根據包含上述設計方法之無線電力傳送裝置1之製造方法、及經過上述設計步驟而製造之無線電力傳送裝置1，可製造不設置新的機 器便可調整被供電機器10之受電電壓V_L之無線電力傳送裝置1。即，可製造不增加無線電力傳送裝置1之零件件數便可調整被供電機器10之受電電壓V_L之無線電力傳送裝置1。

(其他實施形態)

於上述製造方法之說明中，係例示無線式頭戴型耳機200而進行說明，但只要為具備充電電池之機器，則亦可使用於平板型PC、數位相機、行動電話、耳機型音樂播放器、助聽器、集音器等。

又，於上述說明中，係作為於被供電機器10中包含充電電池9之無線電力傳送裝置1而進行說明，但並不限定於此，亦可對被供電機器10採用直接消耗電力而活動之機器。

又，於上述說明中，係例示藉由利用供電模組2及受電模組3具備之共振器(線圈)間之共振現象(磁場共振態)使磁場耦合而進行電力傳送之無線電力傳送裝置1而進行說明，但亦可應用於利用線圈間之電磁感應而進行電力傳送之無線電力傳送裝置1。

又，於上述說明中，係假定將無線電力傳送裝置1搭載於行動式之電子機器之情形而進行說明，但用途並不限於該等小型者，藉由對照必要電量而變更規格，例如，亦可搭載於相對大型之電動汽車(EV)之無線充電系統、或更小型之醫療用之無線式胃內相機等。

以上之詳細說明中，為了能夠更容易理解本發明，而以特徵部分為中心進行說明，但本發明並不限定於以上之詳細說明所記載之實施形態、實施例，亦可應用於其他實施形態、實施例，應儘可能廣地解釋其應用範圍。又，本說明書中使用之用語及語法係用於準確地對本發明進行說明者，而非用於限制本發明之解釋者。又，本領域技術人員可根據本說明書所記載之發明之概念而容易地推想出包含於本發明之概念之其他構成、系統、方法等。因此，申請專利範圍之記載應理解為於不脫離本發明之技術思想之範圍內包含均等構成者。又，為 充分理解本發明之目的及本發明之效果，較理想為充分參考業已公開之文獻等。

1‧‧‧無線電力傳送裝置

2‧‧‧供電模組

3‧‧‧受電模組

6‧‧‧交流電源

7‧‧‧穩定電路

8‧‧‧充電電路

9‧‧‧充電電池

10‧‧‧被供電機器

21‧‧‧供電線圈

22‧‧‧供電共振器

31‧‧‧受電線圈

32‧‧‧受電共振器

C₁‧‧‧電容器

C₂‧‧‧電容器

C₃‧‧‧電容器

C₄‧‧‧電容器

d12‧‧‧距離

d23‧‧‧距離

d34‧‧‧距離

I₁‧‧‧電流

I₂‧‧‧電流

I₃‧‧‧電流

I₄‧‧‧電流

L₁‧‧‧線圈

L₂‧‧‧線圈

L₃‧‧‧線圈

L₄‧‧‧線圈

M₁₂‧‧‧互感

M₂₃‧‧‧互感

M₃₄‧‧‧互感

R₁‧‧‧電阻器

R₂‧‧‧電阻器

R₃‧‧‧電阻器

R₄‧‧‧電阻器

R_L‧‧‧電阻器

Z_in‧‧‧輸入阻抗

Z_L‧‧‧阻抗

Claims (15)

1. 一種受電電壓控制方法，其特徵在於，其係自構成無線電力傳送裝置之供電模組對受電模組使磁場改變而供給電力，並將該供給之電力供給至連接於上述受電模組之被供電機器時的上述被供電機器之受電電壓之控制方法，且供給至上述供電模組之電力之驅動頻率以不成為上述供電模組及上述受電模組之共振頻率之值供給，將構成上述供電模組及上述受電模組之複數個電路元件之各元件值作為參數，藉由分別改變該參數，而調整上述被供電機器之受電電壓。
2. 如請求項1之受電電壓控制方法，其係利用共振現象，自至少具備供電線圈及供電共振器之供電模組對至少具備受電共振器及受電線圈之受電模組供給電力，並將該供給之電力供給至連接於上述受電線圈之被供電機器時的上述被供電機器之受電電壓之控制方法，供給至上述供電模組之電力之驅動頻率以不成為上述供電模組及受電模組之共振頻率之值供給，將構成上述供電線圈之包含線圈L₁之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₁，將構成上述供電共振器之包含線圈L₂之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₂，將構成上述受電共振器之包含線圈L₃之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₃，將構成上述受電線圈之包含線圈L₄之各電路元件所具有之合計阻抗設為Z₄， 將上述被供電機器之合計負荷阻抗設為Z_L，將上述供電線圈之線圈L₁與上述供電共振器之線圈L₂之間之互感設為M₁₂，將上述供電共振器之線圈L₂與上述受電共振器之線圈L₃之間之互感設為M₂₃，將上述受電共振器之線圈L₃與上述受電線圈之線圈L₄之間之互感設為M₃₄，將輸入至上述供電線圈之輸入電流設為I₁，將構成上述供電線圈、上述供電共振器、上述受電共振器、及上述受電線圈之複數個電路元件之各元件值、及上述互感作為參數，藉由分別改變該參數，而控制根據下述關係式導出之上述被供電機器之受電電壓V_L
3. 如請求項2之受電電壓控制方法，其藉由調整上述供電線圈與上述供電共振器之間之耦合係數k₁₂、上述供電共振器與上述受電共振器之間之耦合係數k₂₃、及上述受電共振器與上述受電線圈之間之耦合係數k₃₄之值之至少1個，而調整上述被供電機器之受電電壓。
4. 如請求項3之受電電壓控制方法，其中上述各耦合係數k₁₂、k₂₃、 k₃₄之值係藉由分別改變上述供電線圈與上述供電共振器之間之距離、上述供電共振器與上述受電共振器之間之距離、及上述受電共振器與上述受電線圈之間之距離之至少1個而經調整。
5. 如請求項4之受電電壓控制方法，其中於將上述供電共振器與上述受電共振器之間之距離、及上述受電共振器與上述受電線圈之間之距離固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述供電線圈與上述供電共振器之間之上述耦合係數k₁₂之值隨著縮短上述供電線圈與上述供電共振器之間之距離而變大，該被供電機器之受電電壓隨著上述耦合係數k₁₂之值變大而變小。
6. 如請求項4之受電電壓控制方法，其中於將上述供電線圈與上述供電共振器之間之距離、及上述供電共振器與上述受電共振器之間之距離固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述受電共振器與上述受電線圈之間之上述耦合係數k₃₄之值隨著縮短上述受電共振器與上述受電線圈之間之距離而變大，該被供電機器之受電電壓隨著上述耦合係數k₃₄之值變大而變大。
7. 如請求項2之受電電壓控制方法，其藉由調整上述線圈L₁、上述線圈L₂、上述線圈L₃、及上述線圈L₄之電感之值之至少1個而調整上述被供電機器之受電電壓。
8. 如請求項7之受電電壓控制方法，其中於將上述線圈L₂、上述線圈L₃、及上述線圈L₄之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整： 上述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₁之值變大而變小。
9. 如請求項7之受電電壓控制方法，其中於將上述線圈L₁、上述線圈L₃、及上述線圈L₄之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₂之值變大而變小。
10. 如請求項7之受電電壓控制方法，其中於將上述線圈L₁、上述線圈L₂、及上述線圈L₄之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₃之值變大而變大。
11. 如請求項7之受電電壓控制方法，其中於將上述線圈L₁、上述線圈L₂、及上述線圈L₃之電感之值固定之情形時，上述被供電機器之受電電壓係基於如下特性調整：上述被供電機器之受電電壓隨著上述線圈L₄之值變大而變大。
12. 如請求項1至11中任一項之受電電壓控制方法，其將構成上述供電模組及上述受電模組之上述複數個電路元件之各元件值、及上述互感作為參數，藉由分別改變該參數，而相對於供給至上述供電模組之電力之上述驅動頻率之傳送特性之值以於低於上述共振頻率之驅動頻帶及高於上述共振頻率之驅動頻帶分別具有波峰的方式設定， 供給至上述供電模組之電力之驅動頻率係與於低於上述共振頻率之驅動頻帶出現之傳送特性之峰值相對應的帶域、或與於高於上述共振頻率之驅動頻帶出現之傳送特性之峰值相對應的帶域。
13. 一種無線電力傳送裝置，其特徵在於，其係藉由如請求項1至11中任一項之受電電壓控制方法而經調整。
14. 一種無線電力傳送裝置，其特徵在於，其係藉由如請求項12之受電電壓控制方法而經調整。
15. 一種無線電力傳送裝置之製造方法，其特徵在於，該無線電力傳送裝置將自供電模組對受電模組使磁場改變而供給之電力之驅動頻率，以不成為上述供電模組及受電模組之共振頻率之值供給，且該製造方法包含如下步驟：將構成上述供電模組及上述受電模組之複數個電路元件之各元件值作為參數，藉由分別改變該參數，而調整向連接於上述受電模組之被供電機器供電時之該被供電機器之受電電壓。