WO2019230052A1 - 非接触給電装置 - Google Patents

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WO2019230052A1
WO2019230052A1 PCT/JP2019/003708 JP2019003708W WO2019230052A1 WO 2019230052 A1 WO2019230052 A1 WO 2019230052A1 JP 2019003708 W JP2019003708 W JP 2019003708W WO 2019230052 A1 WO2019230052 A1 WO 2019230052A1
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circuit
power
voltage
coil
switching element
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PCT/JP2019/003708
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English (en)
French (fr)
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悟朗 中尾
佑介 河合
篤司 野村
俊行 財津
上松　武
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact power feeding device.
  • non-contact power feeding also called wireless power feeding
  • a method of feeding power by electromagnetic induction As a non-contact power feeding technique, a method of feeding power by electromagnetic induction is known.
  • a primary series / secondary parallel capacitor method (hereinafter referred to as SP method) is used (for example, see Non-Patent Document 1).
  • SP method a primary series / secondary parallel capacitor method
  • a capacitor is connected in series with a transmission coil that operates as a part of a transformer on the primary side (power transmission side), and a reception coil that operates as another part of the transformer on the secondary side (power reception side)
  • a capacitor is connected in parallel.
  • the resonance circuit composed of the receiving coil and the capacitor on the power receiving side resonates in parallel, so the output from the resonance circuit is a constant current output.
  • Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 a technique for providing a reactor connected in series to a coil of a resonance circuit on the power receiving side has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
  • the system by this technique may be called an SPL system.
  • the harmonic component of the transmitted power is reduced and the ideal transformer characteristic is obtained, so that the power factor is improved, and as a result, the power transmission efficiency is improved.
  • the non-contact power supply device since general electronic devices are controlled with a constant voltage, it is preferable that the non-contact power supply device operates so that a constant voltage is output on the power receiving side.
  • a non-contact power feeding apparatus of a primary series secondary series capacitor system (hereinafter referred to as SS system) capable of outputting a constant voltage on the power receiving side has been studied.
  • SS system on the power transmission side, a capacitor is connected in series with a transmission coil that operates as a part of the transformer, and on the power reception side, a capacitor is connected in series with a reception coil that operates as another part of the transformer.
  • an object of the present invention is to provide a non-contact power feeding apparatus that can suppress fluctuations in output voltage due to fluctuations in the load of a load circuit connected to a power receiving apparatus.
  • the non-contact electric power feeder which has a power transmission apparatus and the power receiving apparatus by which electric power transmission is non-contacted from a power transmission apparatus.
  • the power transmission device includes a transmission coil that supplies power to the power reception device, and a power supply circuit that supplies AC power to the transmission coil.
  • the power receiving device includes a receiving circuit that receives power from the power transmitting device, a resonant circuit having a resonant capacitor connected in series with the receiving coil, a rectifier circuit that rectifies power output from the resonant circuit, Between the circuit and the rectifier circuit, there is a coil connected in parallel with the resonant circuit.
  • the power supply circuit of the power transmission device can adjust the switching frequency and voltage of the AC power supplied to the transmission coil, and the power transmission device operates from the power receiving device to the constant voltage output operation.
  • a first communication device that receives a signal including determination information indicating whether or not the output voltage of the resonance circuit is included within an allowable range of a predetermined voltage, and the determination information
  • a control circuit for controlling the switching frequency and voltage of the AC power supplied from the power supply circuit to the transmission coil.
  • the power receiving device measures the output voltage of the power output from the resonance circuit and obtains the measured value of the output voltage. Based on the measured value of the output voltage, the non-contact power feeding device operates at a constant voltage output.
  • a constant voltage determination circuit that determines whether or not the measured value is included in an allowable range of a predetermined voltage, whether or not the non-contact power feeding device is operating at a constant voltage, and It is preferable to further include a second communicator that transmits a signal including determination information indicating whether or not the measured value is within an allowable range of the predetermined voltage to the power transmission device.
  • the control circuit of the power transmission apparatus has a measured value of the output voltage even if the resistance of the load circuit connected to the rectifier circuit of the power reception apparatus changes. It is preferable to control the switching frequency of the AC power supplied from the power supply circuit to the transmission coil so as not to change.
  • control circuit of the power transmission device indicates that the determination information indicates that the constant voltage output operation is performed, and that the output voltage measurement value does not fall within the predetermined voltage allowable range. It is preferable to control the voltage of the AC power supplied from the power supply circuit to the transmission coil so that the measured value of the output voltage is included in the allowable range of the predetermined voltage.
  • the power receiving device can switch between the second coil connected in parallel with the resonant circuit and whether to short-circuit the second coil between the resonant circuit and the rectifier circuit. It is preferable to further have a short circuit.
  • the constant voltage determination circuit is notified from the power transmission device via the second communication device to the transmission coil from the power supply circuit of the power transmission device. It is preferable to control the short circuit according to the switching frequency of the supplied AC power.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a non-contact power feeding device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the power receiving device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the simulation result of the frequency characteristics of the output voltage of the non-contact power feeding device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the simulation result of the frequency characteristic of the output voltage when the voltage applied to the transmission coil is changed in accordance with the degree of coupling in the simulation illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a diagram showing a table showing the relationship between the resistance value of the load circuit and the output voltage at the switching frequency for the constant voltage output operation for each degree of coupling in the simulation shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 shows, as a comparative example, the resistance of the load circuit at the switching frequency at which the constant voltage output operation is performed for each degree of coupling in the simulation shown in FIG. 4 when there is no coil between the resonance circuit and the rectifying and smoothing circuit. It is a figure showing the table which shows the relationship between a value and an output voltage.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a power receiving device according to a modification.
  • FIG. 8A is a circuit diagram of a power supply circuit according to a modification.
  • FIG. 8B is a circuit diagram of a power supply circuit according to a modification.
  • non-contact power feeding device when the AC power output from the resonance circuit on the power receiving side is rectified by the rectifier circuit and supplied to the load circuit, the resonance occurs when the load circuit load fluctuates. It has been noted that fluctuations in the voltage of AC power output from the circuit (hereinafter sometimes simply referred to as output voltage) may not be sufficiently suppressed. The inventors have found that the fluctuation of the output voltage is caused by the parasitic capacitance of the diode constituting the rectifier circuit.
  • the device on the power receiving side includes a coil connected in parallel with the resonance circuit between the resonance circuit and the rectifier circuit configured so that the reception coil and the resonance capacitor are in series resonance.
  • this non-contact electric power feeder reduces the influence on the resonance with respect to the transmitted electric power by the parasitic capacitance of the diode which comprises a rectifier circuit, and suppresses the fluctuation
  • the constant voltage output operation refers to an allowable voltage fluctuation range (for example, a predetermined voltage reference) in which the fluctuation of the output voltage is determined according to the specifications of the load circuit connected to the non-contact power feeding device.
  • a predetermined voltage reference for example, a predetermined voltage reference
  • the non-contact power feeding device operates so as to be within a range corresponding to ⁇ 10% of the value.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a non-contact power feeding device according to one embodiment of the present invention.
  • the contactless power supply device 1 includes a power transmission device 2 and a power reception device 3 that transmits power from the power transmission device 2 in a contactless manner through a space.
  • the power transmission device 2 includes a power supply circuit 10, a transmission coil 14, a communication device 15, gate drivers 16-1 and 16-2, and a control circuit 17.
  • the power receiving device 3 includes a resonance circuit 20 having a reception coil 21 and a resonance capacitor 22, a coil 23, a rectifying / smoothing circuit 24, a load circuit 27, a voltage detection circuit 28, a constant voltage determination circuit 29, and communication. Instrument 32.
  • the method of the non-contact power feeding device according to the present embodiment is referred to as a Non-resonant-Series with L (NSL) method.
  • NSL Non-resonant-Series with L
  • the power supply circuit 10 supplies AC power having an adjustable switching frequency and an adjustable voltage to the transmission coil 14.
  • the power supply circuit 10 includes a power supply 11, a power factor correction circuit 12, and four switching elements 13-1 to 13-4.
  • the power source 11 supplies power having a predetermined pulsating voltage.
  • the power source 11 is connected to a commercial AC power source, and has a full-wave rectifier circuit for rectifying AC power supplied from the AC power source.
  • the power factor correction circuit 12 converts the power voltage output from the power supply 11 into a voltage corresponding to the control from the control circuit 17 and outputs the voltage.
  • the power factor correction circuit 12 includes, for example, a coil L and a diode D connected in series in order from the positive terminal of the power source 11, and a drain terminal connected between the coil L and the diode D.
  • a switching element SW which is an n-channel MOSFET having a source terminal connected to the side terminal, and a smoothing capacitor C connected in parallel to the switching element SW with the diode D interposed therebetween.
  • the gate terminal of the switching element SW is connected to the gate driver 16-1.
  • the power factor correction circuit 12 includes two resistors R1 and R2 connected in series between the positive terminal and the negative terminal of the power supply 11.
  • the resistors R1 and R2 are connected in parallel with the smoothing capacitor C between the diode D and the smoothing capacitor C. Then, the voltage between the resistor R1 and the resistor R2 is measured by the control circuit 17 as representing the voltage output from the diode D.
  • the gate driver 16-1 operates in accordance with the duty ratio instructed by the control circuit 17 and the switching element SW so that the locus of the current waveform output from the diode D coincides with the locus of the voltage supplied from the power supply 11.
  • the power factor correction circuit 12 executes a power factor correction operation.
  • the voltage output from the diode D increases as the duty ratio at which the switching element SW is turned on increases.
  • the voltage output from the diode D is smoothed by the smoothing capacitor C and supplied to the transmission coil 14 via the four switching elements 13-1 to 13-4.
  • the power factor correction circuit 12 is not limited to the above-described configuration, and may have another configuration capable of adjusting the output voltage by the control from the control circuit 17.
  • the four switching elements 13-1 to 13-4 can be, for example, n-channel MOSFETs.
  • the switching element 13-1 and the switching element 13-2 are provided with a power factor correction circuit 12 between the positive terminal and the negative terminal of the power supply 11. Connected in series.
  • the switching element 13-1 is connected to the positive side of the power source 11, while the switching element 13-2 is connected to the negative side of the power source 11.
  • the drain terminal of the switching element 13-1 is connected to the positive terminal of the power source 11 via the power factor correction circuit 12, and the source terminal of the switching element 13-1 is connected to the drain terminal of the switching element 13-2.
  • the source terminal of the switching element 13-2 is connected to the negative terminal of the power supply 11 through the power factor correction circuit 12.
  • the source terminal of the switching element 13-1 and the drain terminal of the switching element 13-2 are connected to one end of the transmission coil 14, and the source terminal of the switching element 13-2 is connected via the switching element 13-4.
  • the other end of the transmission coil 14 is connected.
  • the switching element 13-3 and the switching element 13-4 are parallel to the switching element 13-1 and the switching element 13-2 and have a power factor.
  • the power supply 11 is connected in series between the positive terminal and the negative terminal via the improvement circuit 12.
  • the switching element 13-3 is connected to the positive electrode side of the power supply 11, while the switching element 13-4 is connected to the negative electrode side of the power supply 11.
  • the drain terminal of the switching element 13-3 is connected to the positive terminal of the power source 11 via the power factor correction circuit 12, and the source terminal of the switching element 13-3 is connected to the drain terminal of the switching element 13-4.
  • the source terminal of the switching element 13-4 is connected to the negative terminal of the power source 11 through the power factor correction circuit 12. Further, the source terminal of the switching element 13-3 and the drain terminal of the switching element 13-4 are connected to the other end of the transmission coil 14.
  • the gate terminals of the switching elements 13-1 to 13-4 are connected to the control circuit 17 via the gate driver 16-2. Furthermore, the gate terminals of the respective switching elements 13-1 to 13-4 are connected to the respective switching elements 13-1 to 13-4 through their respective resistors in order to ensure that the switching elements are turned on when a voltage to be turned on is applied. It may be connected to the source terminal. Each of the switching elements 13-1 to 13-4 is switched on / off at an adjustable switching frequency in accordance with a control signal from the control circuit 17.
  • the switching element 13-1 and the switching element 13-4 are on, the switching element 13-2 and the switching element 13-3 are off, and conversely, While the switching element 13-3 is on, the set of the switching element 13-1 and the switching element 13-4 and the switching element so that the switching element 13-1 and the switching element 13-4 are off. On / off is alternately switched for the set of 13-2 and switching element 13-3. Thereby, the DC power supplied from the power supply 11 via the power factor correction circuit 12 is converted into AC power having the switching frequency of each switching element and supplied to the transmission coil 14.
  • the transmission coil 14 transmits the AC power supplied from the power supply circuit 10 to the resonance circuit 20 of the power receiving device 3 through the space.
  • the power transmission device 2 according to the present embodiment does not have a capacitor connected in series or in parallel with the transmission coil 14, unlike the SS-type non-contact power feeding device. Therefore, the non-contact power feeding device 1 according to the present embodiment does not use resonance on the power transmission side. That is, AC power having a switching frequency at which the transmission coil 14 does not resonate is supplied to the transmission coil 14. Therefore, the power transmission device 2 can suppress Joule loss due to an increase in the current flowing through the transmission coil 14.
  • the communication device 15 is an example of a first communication device. Whenever a wireless signal is received from the communication device 32 of the power receiving device 3, whether or not the non-contact power feeding device 1 is performing a constant voltage output operation from the wireless signal. Determination information representing such as is taken out and output to the control circuit 17.
  • the communicator 15 includes, for example, an antenna that receives a radio signal according to a predetermined radio communication standard, and a communication circuit that demodulates the radio signal.
  • the predetermined wireless communication standard can be, for example, ISO / IEC 15693, ZigBee (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark).
  • the gate driver 16-1 receives a control signal for switching on / off of the switching element SW of the power factor correction circuit 12 from the control circuit 17, and the voltage applied to the gate terminal of the switching element SW according to the control signal To change. That is, when the gate driver 16-1 receives the control signal for turning on the switching element SW, the gate driver 16-1 applies a relatively high voltage at which the switching element SW is turned on to the gate terminal of the switching element SW. On the other hand, when receiving a control signal for turning off the switching element SW, the gate driver 16-1 applies a relatively low voltage at which the switching element SW is turned off to the gate terminal of the switching element SW. As a result, the gate driver 16-1 switches on / off the switching element SW of the power factor correction circuit 12 at a timing instructed by the control circuit 17.
  • the gate driver 16-2 receives a control signal for switching on / off of each of the switching elements 13-1 to 13-4 from the control circuit 17, and according to the control signal, each of the switching elements 13-1 to 13- The voltage applied to the gate terminal 4 is changed. That is, when the gate driver 16-2 receives the control signal for turning on the switching element 13-1 and the switching element 13-4, the gate driver 16-2 performs switching to the gate terminal of the switching element 13-1 and the gate terminal of the switching element 13-4. A relatively high voltage is applied to turn on the element 13-1 and the switching element 13-4. As a result, the current from the power source 11 flows through the switching element 13-1, the transmission coil 14, and the switching element 13-4.
  • the gate driver 16-2 when the gate driver 16-2 receives the control signal for turning off the switching element 13-1 and the switching element 13-4, the gate driver 16-2 performs switching to the gate terminal of the switching element 13-1 and the gate terminal of the switching element 13-4.
  • the device 13-1 and the switching device 13-4 are turned off, and a relatively low voltage is applied so that the current from the power source 11 does not flow through the switching device 13-1 and the switching device 13-4.
  • the gate driver 16-2 controls the voltage applied to the gate terminal for the switching element 13-2 and the switching element 13-3.
  • the switching element 13-1 and the switching element 13-4 are turned off and the switching element 13-2 and the switching element 13-3 are turned on, the current from the power supply 11 is changed to the switching element 13-3, the transmission coil 14, and the like. It flows through the switching element 13-2.
  • the control circuit 17 includes, for example, a nonvolatile memory circuit and a volatile memory circuit, an arithmetic circuit, and an interface circuit for connecting to other circuits. Each time the control circuit 17 receives the determination information from the communication device 15, the control circuit 17 controls the switching frequency and voltage of the AC power supplied from the power supply circuit 10 to the transmission coil 14 according to the determination information.
  • the control circuit 17 turns on the switching element 13-1 and the switching element 13-4 and the switching element 13-2 and the switching element 13-3 alternately, A period in which the set of the switching element 13-1 and the switching element 13-4 is on and a period in which the set of the switching element 13-2 and the switching element 13-3 is on in one cycle corresponding to the frequency;
  • the switching elements 13-1 to 13-4 are controlled so that.
  • the control circuit 17 prevents the power supply 11 from being short-circuited by simultaneously turning on the set of the switching element 13-1 and the switching element 13-4 and the set of the switching element 13-2 and the switching element 13-3.
  • the dead time when both sets of the switching elements are turned off. May be provided.
  • control circuit 17 is a switching frequency and a duty ratio for ON / OFF control of the switching element SW of the power factor correction circuit 12 corresponding to a voltage applied to the transmission coil 14 which is a constant voltage output at the switching frequency.
  • the duty ratio corresponding to the switching frequency is selected with reference to a reference table representing the relationship between Then, the control circuit 17 determines the timing for switching on / off the switching element SW in accordance with the duty ratio and the change in the output voltage from the diode D of the power factor correction circuit 12, and outputs a control signal representing the timing. Output to the gate driver 16-1.
  • the control circuit 17 may set the duty ratio for ON / OFF control of the switching element SW to a minimum value that can be set.
  • control circuit 17 operates the power supply circuit 10 with a duty ratio for on / off control of the switching element SW set in advance for a relatively short period (for example, about several seconds), and then relatively long Even if the power supply circuit 10 is controlled in a so-called burst mode, the control is repeated for a period (for example, about several minutes), in which each switching element is kept off and power supply from the power supply circuit 10 to the transmission coil 14 is stopped. Good. Thereby, while the power transmission apparatus 2 is in a standby state, the voltage applied to the transmission coil 14 is also a settable minimum value, and thus energy loss is suppressed.
  • the resonance circuit 20 is an LC resonance circuit in which a reception coil 21 and a resonance capacitor 22 are connected in series.
  • One end of the receiving coil 21 included in the resonance circuit 20 is connected to one input terminal of the rectifying / smoothing circuit 24 via the resonance capacitor 22.
  • the other end of the receiving coil 21 is connected to the other input terminal of the rectifying / smoothing circuit 24.
  • the reception coil 21 receives power from the transmission coil 14 by resonating with the alternating current flowing in the transmission coil 14 of the power transmission device 2 together with the resonance capacitor 22.
  • the receiving coil 21 outputs the received power to the rectifying / smoothing circuit 24 via the resonant capacitor 22. Note that the number of turns of the reception coil 21 and the number of turns of the transmission coil 14 of the power transmission device 2 may be the same or different.
  • the resonance capacitor 22 is connected to one end of the receiving coil 21 at one end and to one end of the coil 23 and one input terminal of the rectifying / smoothing circuit 24 at the other end.
  • the resonant capacitor 22 resonates with the received coil 21 with respect to the received power, and outputs the received power to the rectifying and smoothing circuit 24.
  • the coil 23 is connected between the resonance circuit 20 and the rectifying / smoothing circuit 24.
  • the coil 23 is parallel to the resonance circuit 20, and in this example, one end of the resonance capacitor 22 and the rectifying / smoothing circuit 24 of the resonance circuit 20 at one end thereof is parallel to the reception coil 21.
  • the rectifying / smoothing circuit 24 is an example of a rectifying circuit, and includes a full-wave rectifying circuit 25 having four diodes connected in a bridge and a smoothing capacitor 26, rectifies the power received by the resonance circuit 20, and , Smooth and convert to DC power.
  • the rectifying / smoothing circuit 24 outputs the DC power to the load circuit 27.
  • the voltage detection circuit 28 measures the output voltage between both terminals of the rectifying / smoothing circuit 24 at predetermined intervals. Since the output voltage between both terminals of the rectifying / smoothing circuit 24 corresponds to the output voltage of the resonant circuit 20 on a one-to-one basis, the measured value of the output voltage between both terminals of the rectifying / smoothing circuit 24 is indirectly measured by the resonant circuit 20. This is the measured value of the output voltage.
  • the voltage detection circuit 28 can be any of various known voltage detection circuits that can detect a DC voltage, for example. Then, the voltage detection circuit 28 outputs a voltage detection signal representing the measured value of the output voltage to the constant voltage determination circuit 29.
  • the constant voltage determination circuit 29 determines whether or not the non-contact power feeding device 1 is performing a constant voltage output operation, and the output voltage measurement value is a constant voltage. It is determined whether or not the voltage is within an allowable range when the output operation is performed.
  • the constant voltage determination circuit 29 notifies the communication device 32 of the determination result.
  • the constant voltage determination circuit 29 includes, for example, a determination circuit 30 that includes a memory circuit that stores an allowable voltage range and an arithmetic circuit that compares a measured value of the output voltage with the allowable voltage range.
  • the constant voltage determination circuit 29 has a switching element 31 such as a MOSFET connected between the rectifying / smoothing circuit 24 and the load circuit 27.
  • a switching element 31 such as a MOSFET connected between the rectifying / smoothing circuit 24 and the load circuit 27.
  • the determination circuit 30 of the constant voltage determination circuit 29 switches on / off the switching element 31 at a predetermined cycle while the measured value of the output voltage is out of the allowable voltage range. As a result, the resistance value of the entire circuit including the load circuit 27 connected to the rectifying / smoothing circuit 24 changes at the predetermined cycle.
  • the determination circuit 30 determines whether or not the measured value of the output voltage is substantially constant while switching the switching element 31 on / off, so that the contactless power feeding device 1 is performing a constant voltage output operation. You can determine whether or not. Therefore, the determination circuit 30 is configured so that the non-contact power feeding device 1 performs a constant voltage output operation while the measured value of the output voltage is substantially constant even when the switching element 31 is switched on / off at a predetermined cycle. Is communicated to the communication device 32.
  • the determination circuit 30 stops switching on / off of the switching element 31 when the non-contact power feeding device 1 is performing a constant voltage output operation for a certain period in which the measured value of the output voltage is longer than a predetermined period. Then, the on state is maintained. Then, the determination circuit 30 determines whether or not the measured value of the output voltage is included in the allowable voltage range, and notifies the communication device 32 of the determination result.
  • the determination circuit 30 performs the constant voltage output operation of the contactless power feeding device 1 and A determination result indicating that the measured value of the output voltage is within the allowable voltage range is notified to the communication device 32.
  • the constant voltage determination circuit 29 may have a resistor connected in parallel to the load circuit 27 with respect to the rectifying and smoothing circuit 24.
  • the switching element 31 may be provided in series with the resistor and in parallel with the load circuit 27.
  • the determination circuit 30 turns off the switching element 31 while the measured value of the output voltage is included in the allowable voltage range.
  • the determination circuit 30 may switch on / off the switching element 31 at a predetermined cycle, as in the above embodiment. According to this modification, power supply to the load circuit 27 is continued even when the non-contact power feeding apparatus 1 is not performing a constant voltage output operation.
  • a second switching element such as a MOSFET may be provided in parallel with the resistor and in series with the load circuit 27.
  • the determination circuit 30 enables the power supply to the load circuit 27 by turning on the second switching element.
  • the determination circuit 30 may turn off the second switching element and stop the power supply to the load circuit 27.
  • the communication device 32 is an example of a second communication device, and the non-contact power feeding device 1 performs a constant voltage output operation according to the determination result received from the determination circuit 30 of the constant voltage determination circuit 29 for each predetermined transmission cycle.
  • a wireless signal including determination information indicating whether or not the measured value of the output voltage is included in the allowable voltage range, and directs the wireless signal to the communication device 15 of the power transmission device 2.
  • the communication device 32 includes, for example, a communication circuit that generates a wireless signal in accordance with a predetermined wireless communication standard and an antenna that outputs the wireless signal.
  • the predetermined wireless communication standard can be, for example, ISO / IEC 15693, ZigBee (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark), as with the communication device 15.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the power receiving device 3.
  • L is the inductance of the receiving coil 21 of the resonance circuit 20.
  • Cs is the capacitance of the resonance capacitor 22 connected in parallel with the reception coil 21 in the resonance circuit 20 of the power receiving device 3.
  • Lp is the inductance of the coil 23.
  • Cd is a parasitic capacitance of a diode constituting the rectifying / smoothing circuit 24.
  • Cd ⁇ Cs.
  • the power transmission efficiency varies according to the degree of coupling k between the transmission coil and the reception coil and the Q value that is an index of the strength of resonance / resonance. That is, as the degree of coupling k increases, the power factor approaches 1 and the power transmission efficiency is improved. Also, even if the Q value increases, the power transfer efficiency improves because the power factor approaches 1.
  • the parasitic capacitance Cd of the diode constituting the receiving coil 21 and the rectifying / smoothing circuit 24 as shown in the equivalent circuit 100, the receiving coil 21 and the parasitic capacitance Cd are connected in parallel. It can be seen that the circuit operates as an RLC parallel resonant circuit for the transmitted power.
  • the Q value of the RLC parallel resonance circuit composed of the receiving coil 21 and the parasitic capacitance Cd is expressed by the following equation.
  • the coil 23 is connected in parallel to each of the resonant circuit 20 and the rectifying / smoothing circuit 24. Therefore, since a parallel resonant circuit is formed also by the coil 23 and the parasitic capacitance Cd, an impedance is generated by this parallel resonant circuit. This impedance increases as it approaches the resonance frequency corresponding to the product of the inductance Lp of the coil 23 and the parasitic capacitance Cd, and at that resonance frequency, the impedance is theoretically infinite. As a result, the current flowing through the parallel resonance circuit due to the coil 23 and the parasitic capacitance Cd is also reduced.
  • the circuit of the power receiving device 3 can be approximated as a series resonant circuit including the receiving coil 21, the resonant capacitor 22, and the load circuit 27.
  • the influence of the AC equivalent resistance value Rac of the load circuit 27 on the Q value is small, and the output voltage is determined according to the degree of coupling k and the voltage applied to the transmission coil 14. Approaches the value to be. Therefore, an increase in output voltage due to an increase in the AC equivalent resistance value Rac of the load circuit 27 is suppressed. As a result, fluctuations in the output voltage due to fluctuations in the AC equivalent resistance value Rac of the load circuit 27 are suppressed.
  • control circuit 17 of the power transmission device 2 controls the transmission coil 14 from the power supply circuit 10 so that the non-contact power feeding device 1 continues the constant voltage output operation based on the determination information received from the communication device 15.
  • the switching frequency and voltage of the AC power supplied to the are controlled.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the simulation result of the frequency characteristics of the output voltage of the contactless power supply device 1 according to the present embodiment.
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents output voltage.
  • the transmission coil 14 and the reception coil 21 are combined to form a 1: 1 ideal transformer.
  • the output voltage becomes substantially constant (that is, a constant voltage output) even if the AC equivalent resistance value Rac of the load circuit 27 changes under the condition where the degree of coupling k does not change.
  • output voltage combinations exist for each degree of coupling (points 311 to 313 in the figure). Therefore, it can be seen that the contactless power feeding device 1 can be operated to output a constant voltage in response to a change in the resistance value of the load circuit 27. Further, as indicated by points 311 to 313, the output voltages when the constant voltage output is obtained with respect to the fluctuation of the AC equivalent resistance value Rac of the load circuit 27 are different from each other depending on the degree of coupling. By adjusting the voltage applied to the transmission coil 14, the output voltage can be made substantially constant regardless of the degree of coupling.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the simulation result of the frequency characteristic of the output voltage when the voltage applied to the transmission coil 14 is changed according to the degree of coupling in the simulation shown in FIG.
  • the horizontal axis represents frequency
  • the vertical axis represents output voltage.
  • the output voltage becomes substantially constant even if the AC equivalent resistance value Rac of the load circuit 27 changes under the condition that the degree of coupling k does not change corresponding to the points 311 to 313 shown in FIG.
  • the output voltages at points 411 to 413 are substantially equal to each other.
  • the output voltage can be made substantially constant by appropriately adjusting the switching frequency and voltage of the AC power applied to the transmission coil 14 regardless of which of the AC equivalent resistance value Rac and the coupling degree of the load circuit 27 varies. You can see that it is preserved.
  • FIG. 5 is a table showing the relationship between the resistance value of the load circuit 27 and the output voltage at points 411 to 413.
  • FIG. 6 is a table showing the relationship between the resistance value of the load circuit 27 and the output voltage at points 411 to 413 when the coil 23 is not present as a comparative example.
  • control circuit 17 controls the switching frequency and voltage of the AC power applied to the transmission coil 14 as described below in order to achieve a constant voltage output operation.
  • the control circuit 17 When the determination information included in the wireless signal received from the power receiving device 3 via the communication device 15 indicates that the non-contact power feeding device 1 is not performing a constant voltage output operation, the control circuit 17 The switching frequency is changed within a predetermined frequency range.
  • the predetermined frequency region is, for example, the lower limit of the frequency that is a constant voltage output at the minimum value of the assumed degree of coupling between the transmission coil 14 and the reception coil 21 when power is supplied from the power transmission device 2 to the power reception device 3. And the frequency region having the upper limit of the frequency at which the constant voltage output is obtained at the maximum value of the assumed degree of coupling between the transmission coil 14 and the reception coil 21.
  • the control circuit 17 may increase the switching frequency in order from the lower limit to the upper limit of the predetermined frequency region, or conversely decrease the switching frequency in order from the upper limit to the lower limit of the predetermined frequency region. May be.
  • the control circuit 17 allows the determination circuit 30 of the constant voltage determination circuit 29 of the switching element 31 so that the constant voltage determination circuit 29 of the power receiving device 3 can check whether or not the output voltage has become substantially constant. It is preferable to change the switching frequency stepwise so that the same switching frequency is maintained for a period longer than the cycle of switching on and off.
  • the control circuit 17 preferably reduces the voltage applied to the transmission coil 14 to the lower limit voltage while adjusting the switching frequency. Thereby, it is suppressed that the voltage of the electric power supplied to the power receiving device 3 becomes excessively high.
  • the control circuit 17 does not include the measured value of the output voltage within the allowable voltage range, but the resistance of the load circuit changes. However, if it is shown that it is substantially constant, that is, that a constant voltage output operation is performed, thereafter, the switching frequency is kept constant.
  • the control circuit 17 shows the relationship between the switching frequency and the duty ratio of the on / off control of the switching element SW of the power factor correction circuit 12 that provides a constant voltage output regardless of the degree of coupling at the switching frequency. The duty ratio is determined with reference to the reference table shown. Then, the control circuit 17 controls the gate driver 16-1 so as to switch on / off the switching element SW of the power factor correction circuit 12 according to the duty ratio.
  • the voltage applied to the transmission coil 14 is adjusted so that the output voltage from the resonance circuit 20 is included in the allowable voltage range, that is, a constant voltage is output regardless of the degree of coupling.
  • the control circuit 17 causes the transmission coil 14 to The switching frequency and voltage of the supplied AC power are kept constant.
  • the control circuit 17 uses the determination information included in the wireless signal received from the power receiving device 3 via the communication device 15 to determine the measured value of the output voltage.
  • the duty ratio may be gradually changed until it is shown that the voltage is within the allowable range.
  • this non-contact electric power feeder can reduce the influence on the electric power transmission by the parasitic capacitance of the diode which comprises a rectifier circuit, and can suppress the fluctuation
  • the non-contact power feeding device 1 is applied to the transmission coil 14 that can perform a constant voltage output operation.
  • the switching frequency of the alternating current power also changes.
  • the impedance of the LC parallel resonant circuit formed by the coil 23 and the parasitic capacitance of the diode constituting the rectifying / smoothing circuit 24 also changes. Therefore, in order to more effectively suppress fluctuations in the output voltage, it is preferable that the inductance of the coil 23 also changes in accordance with the degree of coupling or the switching frequency of AC power applied to the transmission coil 14.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a power receiving device according to this modification.
  • the power receiving device 4 according to this modification includes a resonance circuit 20 having a reception coil 21 and a resonance capacitor 22, three coils 23-1 to 23-3, a rectifying / smoothing circuit 24, A load circuit 27, a voltage detection circuit 28, a constant voltage determination circuit 29, a communication device 32, and two relays 33-1 and 33-2 are included.
  • the power receiving device 4 constitutes a non-contact power feeding device together with the power transmitting device 2 in the above embodiment.
  • the power receiving device 4 has three coils 23-1 to 23-3 between the resonance circuit 20 and the rectifying / smoothing circuit 24 as compared with the power receiving device 3 shown in FIG.
  • the three coils 23-1 to 23-3 are connected in series with each other between the resonant circuit 20 and the rectifying / smoothing circuit 24 and in parallel with the resonant circuit 20 and the rectifying / smoothing circuit 24.
  • the inductances of the coils 23-1 to 23-3 may be the same or different from each other.
  • Each of the two relays 33-1 and 33-2 is an example of a short circuit
  • the relay 33-1 is provided in parallel to the coil 23-1
  • the relay 33-2 is connected to the coil 23-2.
  • the relay 33-1 is turned on to short-circuit the coil 23-1.
  • the relay 33-2 is turned on to short-circuit the coil 23-2.
  • On / off of the relays 33-1 and 33-2 is controlled by the determination circuit 30.
  • the parallel resonance circuit including the coils 23-1 to 23-3 and the parasitic capacitance Cd of the diode constituting the rectifying / smoothing circuit 24 resonates. The frequency to be changed changes.
  • the resonance frequency of the parallel resonance circuit depends on the product of the sum of the inductances of the coils 23-1 to 23-3 and the parasitic capacitance Cd. Value.
  • the resonance frequency of the parallel resonance circuit is the sum of the inductance of the coil 23-1, the inductance of the coil 23-3, and the parasitic capacitance Cd. The value depends on the product of.
  • the resonance frequency of the parallel resonance circuit is the sum of the inductance of the coil 23-2 and the inductance of the coil 23-3 and the parasitic capacitance Cd. The value depends on the product of.
  • the resonance frequency of the parallel resonance circuit is a value corresponding to the product of the inductance of the coil 23-3 and the parasitic capacitance Cd. Therefore, by switching on / off of the relays 33-1 and 33-2, the parallel resonance circuit of the coils 23-1 to 23-3 and the parasitic capacitance Cd of the diode constituting the rectifying / smoothing circuit 24 with respect to the same frequency can be obtained. Impedance can be changed.
  • the communication device 32 is connected to the communication device 15 of the power transmission device 2 when the non-contact power feeding device performs a constant voltage output operation.
  • the information is passed to the determination circuit 30.
  • the control circuit 17 of the power transmission device 2 indicates that the measurement value of the output voltage is included in the allowable voltage range in the determination information included in the wireless signal received from the power reception device 4 via the communication device 15.
  • a radio signal including information indicating the switching frequency of the AC power supplied to the transmission coil 14 may be transmitted to the communication device 15.
  • the determination circuit 30 stores the correspondence relationship between the switching frequency when the non-contact power feeding device performs a constant voltage output operation and the on / off states of the relays 33-1 and 33-2 in the nonvolatile semiconductor memory of the device itself.
  • the reference table to represent is stored.
  • the on / off states of the relays 33-1 and 33-2 are, for example, simulated so that the output voltage fluctuation due to the load fluctuation of the load circuit 27 can be most suppressed at the corresponding switching frequency. Or by an experiment.
  • the determination circuit 30 is notified of the switching frequency of the AC power supplied to the transmission coil 14 via the communication device 32 from the power transmission device 2. Referring to the reference table, it is determined whether the notified switching frequency is to be turned on / off for each of the relays 33-1 and 33-2. Then, the determination circuit 30 controls on / off of the relays 33-1 and 33-2 according to the determination.
  • the non-contact power feeding device including the power receiving device 4 corresponds to the switching frequency of the AC power supplied to the transmission coil during the constant voltage output operation, that is, the degree of coupling between the transmission coil and the reception coil. In response to this, it is switched whether at least one coil connected between the resonant circuit and the rectifying / smoothing circuit is short-circuited. Therefore, this non-contact power feeding device can more effectively cancel the influence on the transmitted power due to the parasitic capacitance of the diode that constitutes the rectifying and smoothing circuit. Can be suppressed.
  • the coils 23-1 to 23-3 may be provided in parallel with each other between the resonance circuit 20 and the rectifying / smoothing circuit 24. Also in this case, depending on whether or not the coils 23-1 and 23-2 are short-circuited, parallel resonance by the coils 23-1 to 23-3 and the parasitic capacitance Cd of the diode constituting the rectifying and smoothing circuit 24 with respect to the same frequency. The impedance of the circuit changes. Therefore, similarly to the above-described modification, the determination circuit 30 may control the on / off of the relays 33-1 and 33-2 according to the switching frequency when the non-contact power feeding device performs the constant voltage output operation. .
  • the number of coils connected in series with each other or in parallel with each other and in parallel with the receiving coil 21 and the rectifying / smoothing circuit 24 of the resonance circuit 20 is three. It is not restricted and may be 2 or 4 or more. And the relay connected in parallel should just be provided except for one of these several coils. And on / off of each relay should just be controlled according to the switching frequency when the determination circuit 30 carries out a constant voltage output operation
  • the power supply circuit that supplies AC power to the transmission coil is a circuit that can variably adjust the switching frequency and the voltage applied to the transmission coil. It may have a circuit configuration different from the example.
  • 8A and 8B are circuit diagrams of power supply circuits according to modifications.
  • the power supply circuit 110 shown in FIG. 8A includes a power source 11, a power factor correction circuit 12, two switching elements 13-1, a switching element 13-2, and a transmission coil 14, which are connected in series. And the capacitor 131. Also in this modification, each switching element can be, for example, an n-channel MOSFET. Further, the power factor correction circuit 12 can be the same as the power factor improvement circuit 12 in the above embodiment, for example.
  • the switching element 13-1 and the switching element 13-2 are connected in series between the positive terminal and the negative terminal of the power supply 11. Further, the switching element 13-1 is connected to the positive electrode side of the power supply 11, while the switching element 13-2 is connected to the negative electrode side of the power supply 11.
  • the drain terminal of the switching element 13-1 is connected to the positive terminal of the power source 11 via the power factor correction circuit 12, and the source terminal of the switching element 13-1 is connected to the drain terminal of the switching element 13-2.
  • the source terminal of the switching element 13-2 is connected to the negative terminal of the power supply 11 via the power factor correction circuit 12.
  • the source terminal of the switching element 13-1 and the drain terminal of the switching element 13-2 are connected to one end of the transmission coil 14, and the source terminal of the switching element 13-2 is connected to the transmission coil 14 via the capacitor 131. Connected to the other end.
  • the gate terminal of each switching element is connected to the gate driver 16-2.
  • the gate driver 16-2 may alternately switch on / off the switching element 13-1 and the switching element 13-2 in accordance with a control signal from the control circuit. That is, when the switching element 13-1 is turned on and the switching element 13-2 is turned off, a current flows from the power source 11 to the transmission coil 14 via the power factor correction circuit 12 and the switching element 13-1, and the capacitor 131 is charged. On the other hand, when the switching element 13-1 is turned off and the switching element 13-2 is turned on, the capacitor 131 is discharged, and a current flows from the capacitor 131 via the transmission coil 14 and the switching element 13-2. Therefore, in this modification, the control circuit performs switching for switching on / off of the switching element 13-1 and the switching element 13-2 via the gate driver 16-2 in accordance with the determination information received from the power receiving device 3. What is necessary is just to control a frequency.
  • the power supply circuit 120 shown in FIG. 8B is in series with the power source 11, the power factor correction circuit 12, the two switching elements 13-1, the switching element 13-2, and the transmission coil 14. And a capacitor 131 connected to the capacitor.
  • the power supply circuit 120 compared to the power supply circuit 110, one end of the transmission coil 14 is connected to the positive terminal of the power supply 11 via the power factor correction circuit 12, and the other end of the transmission coil 14 is a capacitor 131.
  • the source terminal of the switching element 13-1 and the drain terminal of the switching element 13-2 are connected to the source terminal of the switching element 13-1 and the drain terminal of the switching element 13-2.
  • the gate driver 16-2 may alternately switch on / off the switching element 13-1 and the switching element 13-2 in accordance with a control signal from the control circuit.
  • the transmission coil 14 and the capacitor 131 do not operate as a resonance circuit in the frequency range in which the switching frequency is adjusted.
  • the capacitance of the capacitor 131 is preferably set so that the resonance frequency of the capacitor 131 is smaller than the lower limit frequency of the frequency range in which the resonance frequency and switching frequency of the resonance circuit of the power receiving device are adjusted.
  • a DC blocking capacitor connected in series with the transmission coil 14 may be provided similarly to the power supply circuit 110 and the power supply circuit 120.
  • the resonance frequency of the transmission coil 14 and the capacitor does not operate as a resonance circuit in the frequency range in which the switching frequency is adjusted.
  • the capacitance of the capacitor is preferably set so that the frequency is smaller than the lower limit frequency of the frequency range to be adjusted.
  • the communication device 15 of the power transmission device 2 and the communication device 32 of the power reception device 3 can be connected by wire
  • the communication device 15 and the communication device 32 each wire a signal including determination information. It is only necessary to have a communication circuit capable of performing communication.
  • the rectifier circuit included in the power receiving device may be a synchronous rectifier circuit.

Abstract

非接触給電装置１の送電装置２は、受電装置３へ電力を供給する送信コイル１４と、送信コイル１４に対して交流電力を供給する電力供給回路１０とを有する。一方、受電装置３は、送電装置２からの電力を受信する受信コイル２１と、受信コイル２１と直列に接続される共振コンデンサ２２とを有する共振回路２０と、共振回路２０から出力される電力を整流する整流回路２４と、共振回路２０と整流回路２４との間に、共振回路２０と並列に接続されるコイル２３とを有する。

Description

非接触給電装置
　本発明は、非接触給電装置に関する。
　従来より、金属の接点などを介さずに、空間を通じて電力を伝送する、いわゆる非接触給電（ワイヤレス給電とも呼ばれる）技術が研究されている。
　非接触給電技術の一つとして、電磁誘導により給電する方式が知られている。電磁誘導により給電する方式では、一次直列二次並列コンデンサ方式（以下、ＳＰ方式と呼ぶ）が利用される（例えば、非特許文献１を参照）。ＳＰ方式では、一次側（送電側）に、トランスの一部として動作する送信コイルと直列にコンデンサが接続され、二次側（受電側）に、トランスの他の一部として動作する受信コイルと並列にコンデンサが接続される。
　ＳＰ方式では、受電側の受信コイル及びコンデンサにより構成される共振回路が並列共振するために、共振回路からの出力は定電流出力となる。
　また、ＳＰ方式において、受電側の共振回路のコイルに対して直列に接続されるリアクトルを設ける技術が提案されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１を参照）。なお、この技術による方式は、ＳＰＬ方式と呼ばれることもある。ＳＰＬ方式が採用された非接触給電装置では、伝送される電力の高調波成分が低減されて理想変圧器特性が得られるので、力率が改善され、その結果として、電力伝送効率が向上する。
特開２０１５－４２０５１号公報
渡辺他、「一方向非接触給電から拡張容易な双方向非接触給電システム」、電気学会論文誌Ｄ、IEEJ Transactions on Industry Applications、Vol.133、No.7、pp.707-713、2013年
　一方、一般的な電子機器は定電圧で制御されるため、非接触給電装置は、受電側にて一定の電圧が出力されるよう動作することが好ましい。そこで、受電側にて、一定の電圧を出力可能な一次直列二次直列コンデンサ方式（以下、ＳＳ方式と呼ぶ）の非接触給電装置も研究されている。ＳＳ方式では、送電側において、トランスの一部として動作する送信コイルと直列にコンデンサが接続され、受電側においても、トランスの他の一部として動作する受信コイルと直列にコンデンサが接続される。
　しかしながら、ＳＳ方式が採用される場合でも、受電側の装置と接続される負荷回路の負荷の変動による、受電側の装置から出力される電圧の変動が十分に抑制されないことがある。
　そこで、本発明は、受電側の装置と接続される負荷回路の負荷の変動による、出力電圧の変動を抑制できる非接触給電装置を提供することを目的とする。
　本発明の一つの形態として、送電装置と、送電装置から非接触で電力伝送される受電装置とを有する非接触給電装置が提供される。この非接触給電装置において、送電装置は、受電装置へ電力を供給する送信コイルと、送信コイルに対して交流電力を供給する電力供給回路とを有する。一方、受電装置は、送電装置からの電力を受信する受信コイルと、受信コイルと直列に接続される共振コンデンサとを有する共振回路と、共振回路から出力される電力を整流する整流回路と、共振回路と整流回路の間に、共振回路と並列に接続されるコイルとを有する。
　係る構成を有することにより、この非接触給電装置は、受電側の装置と接続される負荷回路の負荷の変動による、出力電圧の変動を抑制することができる。
　この非接触給電装置において、送電装置の電力供給回路は、送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を調整可能であり、送電装置は、受電装置から非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、共振回路の出力電圧が所定の電圧の許容範囲内に含まれるか否かを表す判定情報を含む信号を受信する第１の通信器と、その判定情報に応じて、電力供給回路から送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する制御回路とをさらに有することが好ましい。そして受電装置は、共振回路から出力される電力の出力電圧を測定してその出力電圧の測定値を求める電圧検出回路と、出力電圧の測定値に基づいて、非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、その測定値が所定の電圧の許容範囲に含まれるか否かを判定する定電圧判定回路と、非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、その測定値が所定の電圧の許容範囲に含まれるか否かを表す判定情報を含む信号を送電装置へ送信する第２の通信器とをさらに有することが好ましい。
　係る構成を有することで、この非接触給電装置は、送信コイルと受信コイル間の結合度が変化しても、定電圧出力動作を継続することができる。
　この場合において、送電装置の制御回路は、判定情報が定電圧出力動作していないことを表す場合、受電装置の整流回路と接続される負荷回路の抵抗が変化しても出力電圧の測定値が変化しなくなるように、電力供給回路から送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数を制御することが好ましい。
　係る構成を有することで、この非接触給電装置は、定電圧出力動作する、送信コイルに印加される交流電力の周波数を正確に検出できる。
　また、この場合において、送電装置の制御回路は、判定情報が定電圧出力動作していることを表し、かつ、出力電圧の測定値が所定の電圧の許容範囲内に含まれないことを表す場合、出力電圧の測定値が所定の電圧の許容範囲内に含まれるように、電力供給回路から送信コイルに供給される交流電力の電圧を制御することが好ましい。
　係る構成を有することで、この非接触給電装置は、送信コイルと受信コイル間の結合度が一定でない場合でも、受電装置の共振回路からの出力電圧を一定にできる。
　あるいは、この非接触給電装置において、受電装置は、共振回路と整流回路との間に、共振回路と並列に接続される第２のコイルと、第２のコイルを短絡するか否かを切り替え可能な短絡回路とをさらに有することが好ましい。この場合において、定電圧判定回路は、非接触給電装置が定電圧出力動作している場合において、送電装置から第２の通信器を介して通知された、送電装置の電力供給回路から送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数に応じて短絡回路を制御することが好ましい。
　係る構成を有することで、この非接触給電装置は、送信コイルと受信コイル間の結合度が変化しても、受電側の装置と接続される負荷回路の負荷の変動による、出力電圧の変動をより適切に抑制することができる。
図１は、本発明の一つの実施形態に係る非接触給電装置の概略構成図である。 図２は、本実施形態に係る受電装置の等価回路図である。 図３は、本実施形態による非接触給電装置の出力電圧の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図４は、図３に示されたシミュレーションにおいて、結合度に応じて送信コイルに印加する電圧を変化させたときの、出力電圧の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図５は、図４に示されたシミュレーションでの、結合度ごとの、定電圧出力動作するスイッチング周波数における、負荷回路の抵抗値と出力電圧の関係を示すテーブルを表す図である。 図６は、比較例として、共振回路と整流平滑回路間のコイルが無い場合について、図４に示されたシミュレーションでの、結合度ごとの、定電圧出力動作するスイッチング周波数における、負荷回路の抵抗値と出力電圧の関係を示すテーブルを表す図である。 図７は、変形例による受電装置の概略構成図である。 図８Ａは、変形例による、電力供給回路の回路図である。 図８Ｂは、変形例による、電力供給回路の回路図である。
　以下、本発明の一つの実施形態による非接触給電装置を、図を参照しつつ説明する。発明者は、ＳＳ方式の非接触給電装置では、受電側の共振回路から出力される交流電力が整流回路により整流されて負荷回路へ供給される場合、負荷回路の負荷の変動が生じると、共振回路から出力される交流電力の電圧（以下、単に出力電圧と呼ぶことがある）の変動を十分に抑制できない場合があることに着目した。そして発明者は、出力電圧の変動が、整流回路を構成するダイオードの寄生容量に起因することを見出した。
　そこで、この非接触給電装置では、受電側の装置が、受信コイルと共振コンデンサとが直列共振するように構成された共振回路と整流回路との間に、共振回路と並列に接続されるコイルを有する。これにより、この非接触給電装置は、整流回路を構成するダイオードの寄生容量による、伝送される電力に対する共振への影響を軽減して、負荷回路の負荷変動による出力電圧の変動を抑制する。
　なお、本明細書において、定電圧出力動作とは、出力電圧の変動が、非接触給電装置に接続される負荷回路の仕様などに応じて定められる電圧の許容変動範囲（例えば、所定の電圧基準値の±10%に相当する範囲）内に収まるように、非接触給電装置が動作することをいう。
　図１は、本発明の一つの実施形態に係る非接触給電装置の概略構成図である。図１に示されるように、非接触給電装置１は、送電装置２と、送電装置２から空間を介して非接触で電力伝送される受電装置３とを有する。送電装置２は、電力供給回路１０と、送信コイル１４と、通信器１５と、ゲートドライバ１６－１、１６－２と、制御回路１７とを有する。一方、受電装置３は、受信コイル２１及び共振コンデンサ２２を有する共振回路２０と、コイル２３と、整流平滑回路２４と、負荷回路２７と、電圧検出回路２８と、定電圧判定回路２９と、通信器３２とを有する。なお、本実施形態による非接触給電装置の方式を、Non-resonant-Series with L(NSL)方式と呼ぶ。
　先ず、送電装置２について説明する。
　電力供給回路１０は、調節可能なスイッチング周波数、及び、調節可能な電圧を持つ交流電力を送信コイル１４へ供給する。そのために、電力供給回路１０は、電源１１と、力率改善回路１２と、４個のスイッチング素子１３－１～１３－４とを有する。
　電源１１は、所定の脈流電圧を持つ電力を供給する。そのために、電源１１は、商用の交流電源と接続され、その交流電源から供給された交流電力を整流するための全波整流回路を有する。
　力率改善回路１２は、電源１１から出力された電力の電圧を、制御回路１７からの制御に応じた電圧に変換して出力する。そのために、力率改善回路１２は、例えば、電源１１の正極側端子から順に直列に接続されるコイルL及びダイオードDと、コイルLとダイオードDの間にドレイン端子が接続され、電源１１の負極側端子にソース端子が接続されたnチャネル型のMOSFETであるスイッチング素子SWと、ダイオードDを挟んでスイッチング素子SWと並列に接続される平滑コンデンサCを有する。またスイッチング素子SWのゲート端子は、ゲートドライバ１６－１と接続される。さらに、力率改善回路１２は、電源１１の正極側端子と負極側端子との間に直列に接続される二つの抵抗R1、R2を有する。この抵抗R1、R2は、ダイオードDと平滑コンデンサCとの間に、平滑コンデンサCと並列に接続される。そして抵抗R1と抵抗R2間の電圧が、ダイオードDから出力される電圧を表すものとして、制御回路１７により測定される。
　制御回路１７により指示されたデューティ比にしたがって、かつ、ダイオードDから出力される電流波形の軌跡が、電源１１から供給される電圧の軌跡と一致するように、ゲートドライバ１６－１がスイッチング素子SWのオン／オフを制御することにより、力率改善回路１２は、力率改善動作を実行する。そしてスイッチング素子SWがオンとなるデューティ比が高くなるほど、ダイオードDから出力される電圧は高くなる。
　ダイオードDから出力される電圧は、平滑コンデンサCにより平滑化されて、４個のスイッチング素子１３－１～１３－４を介して送信コイル１４へ供給される。
　なお、力率改善回路１２は、上記の構成に限られず、制御回路１７からの制御によって出力電圧を調整可能な他の構成を有していてもよい。
　４個のスイッチング素子１３－１～１３－４は、例えば、nチャネル型のMOSFETとすることができる。そして４個のスイッチング素子１３－１～１３－４のうち、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－２は、電源１１の正極側端子と負極側端子との間に、力率改善回路１２を介して直列に接続される。また本実施形態では、電源１１の正極側に、スイッチング素子１３－１が接続され、一方、電源１１の負極側に、スイッチング素子１３－２が接続される。そしてスイッチング素子１３－１のドレイン端子は、力率改善回路１２を介して電源１１の正極側端子と接続され、スイッチング素子１３－１のソース端子は、スイッチング素子１３－２のドレイン端子と接続される。また、スイッチング素子１３－２のソース端子は、力率改善回路１２を介して電源１１の負極側端子と接続される。さらに、スイッチング素子１３－１のソース端子、及び、スイッチング素子１３－２のドレイン端子は、送信コイル１４の一端に接続され、スイッチング素子１３－２のソース端子は、スイッチング素子１３－４を介して送信コイル１４の他端に接続される。
　同様に、４個のスイッチング素子１３－１～１３－４のうち、スイッチング素子１３－３とスイッチング素子１３－４は、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－２と並列に、かつ、力率改善回路１２を介して電源１１の正極側端子と負極側端子との間に直列に接続される。また、電源１１の正極側に、スイッチング素子１３－３が接続され、一方、電源１１の負極側に、スイッチング素子１３－４が接続される。そしてスイッチング素子１３－３のドレイン端子は、力率改善回路１２を介して電源１１の正極側端子と接続され、スイッチング素子１３－３のソース端子は、スイッチング素子１３－４のドレイン端子と接続される。また、スイッチング素子１３－４のソース端子は、力率改善回路１２を介して電源１１の負極側端子と接続される。さらに、スイッチング素子１３－３のソース端子、及び、スイッチング素子１３－４のドレイン端子は、送信コイル１４の他端に接続される。
　また、各スイッチング素子１３－１～１３－４のゲート端子は、ゲートドライバ１６－２を介して制御回路１７と接続される。さらに、各スイッチング素子１３－１～１３－４のゲート端子は、オンとなる電圧が印加されたときにそのスイッチング素子がオンとなることを保証するために、それぞれ、抵抗を介して自素子のソース端子と接続されてもよい。そして各スイッチング素子１３－１～１３－４は、制御回路１７からの制御信号にしたがって、調整可能なスイッチング周波数にてオン／オフが切り替えられる。本実施形態では、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－４とがオンとなっている間、スイッチング素子１３－２とスイッチング素子１３－３とがオフとなり、逆に、スイッチング素子１３－２とスイッチング素子１３－３とがオンとなっている間、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－４とがオフとなるように、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－４の組と、スイッチング素子１３－２とスイッチング素子１３－３との組について交互にオン／オフが切り替えられる。これにより、電源１１から力率改善回路１２を介して供給された直流電力は、各スイッチング素子のスイッチング周波数を持つ交流電力に変換されて、送信コイル１４に供給される。
　そして送信コイル１４は、電力供給回路１０から供給された交流電力を、空間を介して受電装置３の共振回路２０へ伝送する。
　なお、本実施形態による送電装置２は、ＳＳ方式の非接触給電装置と異なり、送信コイル１４と直列または並列に接続されるコンデンサを有さない。そのため、本実施形態による非接触給電装置１は、送電側の共振を利用しない。すなわち、送信コイル１４には、送信コイル１４が共振しないスイッチング周波数を持つ交流電力が供給される。そのため、送電装置２は、送信コイル１４を流れる電流が増大することによるジュール損失を抑制できる。
　通信器１５は、第１の通信器の一例であり、受電装置３の通信器３２から無線信号を受信する度に、その無線信号から、非接触給電装置１が定電圧出力動作しているか否かなどを表す判定情報を取り出して、制御回路１７へ出力する。そのために、通信器１５は、例えば、所定の無線通信規格に準じて無線信号を受信するアンテナと、その無線信号を復調する通信回路とを有する。なお、所定の無線通信規格は、例えば、ISO/IEC 15693、ZigBee（登録商標）、あるいはBluetooth（登録商標）とすることができる。
　ゲートドライバ１６－１は、制御回路１７から、力率改善回路１２のスイッチング素子SWのオン／オフを切り替える制御信号を受信し、その制御信号に応じて、スイッチング素子SWのゲート端子に印加する電圧を変化させる。すなわち、ゲートドライバ１６－１は、スイッチング素子SWをオンにする制御信号を受け取ると、スイッチング素子SWのゲート端子に、スイッチング素子SWがオンとなる相対的に高い電圧を印加する。一方、ゲートドライバ１６－１は、スイッチング素子SWをオフにする制御信号を受け取ると、スイッチング素子SWのゲート端子に、スイッチング素子SWがオフとなる、相対的に低い電圧を印加する。これにより、ゲートドライバ１６－１は、制御回路１７により指示されたタイミングで力率改善回路１２のスイッチング素子SWのオン／オフを切り替える。
　ゲートドライバ１６－２は、制御回路１７から、各スイッチング素子１３－１～１３－４のオン／オフを切り替える制御信号を受信し、その制御信号に応じて、各スイッチング素子１３－１～１３－４のゲート端子に印加する電圧を変化させる。すなわち、ゲートドライバ１６－２は、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４をオンにする制御信号を受け取ると、スイッチング素子１３－１のゲート端子及びスイッチング素子１３－４のゲート端子に、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４がオンとなる相対的に高い電圧を印加する。これにより、電源１１からの電流が、スイッチング素子１３－１、送信コイル１４及びスイッチング素子１３－４を介して流れるようになる。一方、ゲートドライバ１６－２は、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４をオフにする制御信号を受け取ると、スイッチング素子１３－１のゲート端子及びスイッチング素子１３－４のゲート端子に、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４がオフとなり、電源１１からの電流がスイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４を流れなくなる、相対的に低い電圧を印加する。ゲートドライバ１６－２は、スイッチング素子１３－２及びスイッチング素子１３－３についても同様に、ゲート端子に印加する電圧を制御する。したがって、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４がオフとなり、スイッチング素子１３－２及びスイッチング素子１３－３がオンとなると、電源１１からの電流が、スイッチング素子１３－３、送信コイル１４及びスイッチング素子１３－２を介して流れるようになる。
　制御回路１７は、例えば、不揮発性のメモリ回路及び揮発性のメモリ回路と、演算回路と、他の回路と接続するためのインターフェース回路とを有する。そして制御回路１７は、通信器１５から判定情報を受け取る度に、その判定情報に応じて、電力供給回路１０から送信コイル１４に供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する。
　そのために、本実施形態では、制御回路１７は、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４の組とスイッチング素子１３－２及びスイッチング素子１３－３の組とが交互にオンとなり、かつ、スイッチング周波数に対応する１周期内でスイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４の組がオンとなっている期間とスイッチング素子１３－２及びスイッチング素子１３－３の組がオンとなっている期間とが等しくなるように、各スイッチング素子１３－１～１３－４を制御する。なお、制御回路１７は、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４の組とスイッチング素子１３－２及びスイッチング素子１３－３の組が同時にオンとなり、電源１１が短絡されることを防止するために、スイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－４の組とスイッチング素子１３－２及びスイッチング素子１３－３の組のオン／オフを切り替える際に、両方のスイッチング素子の組がオフとなるデッドタイムを設けてもよい。
　また、制御回路１７は、スイッチング周波数と、そのスイッチング周波数にて定電圧出力となる、送信コイル１４への印加電圧に相当する、力率改善回路１２のスイッチング素子SWのオン／オフ制御のデューティ比との関係を表す参照テーブルを参照して、スイッチング周波数に応じたデューティ比を選択する。そして制御回路１７は、そのデューティ比と、力率改善回路１２のダイオードDからの出力電圧の変化に応じて、スイッチング素子SWのオン／オフを切り替えるタイミングを決定し、そのタイミングを表す制御信号をゲートドライバ１６－１へ出力する。
　さらに、通信器１５が受電装置３からの無線信号を受信できない場合、受電装置３は、送電装置２から電力供給を受けることができる位置に存在しない、すなわち、送電装置２は待機状態にあると想定される。そこでこの場合、制御回路１７は、スイッチング素子SWのオン／オフ制御のデューティ比を設定可能な最小値としてもよい。あるいは、制御回路１７は、比較的短い一定期間（例えば、数秒程度）、スイッチング素子SWのオン／オフ制御のデューティ比を予め設定された値として電力供給回路１０を動作させ、その後、比較的長い期間（例えば、数分程度）、各スイッチング素子をオフに保って電力供給回路１０から送信コイル１４への電力供給を停止するといった制御を繰り返す、いわゆるバーストモードで電力供給回路１０を制御してもよい。これにより、送電装置２が待機状態となっている間、送信コイル１４に印加される電圧も設定可能な最小値となるので、エネルギーの損失が抑制される。
　なお、制御回路１７による、スイッチング周波数及び送信コイル１４への印加電圧の制御の詳細については後述する。
　次に、受電装置３について説明する。
　共振回路２０は、受信コイル２１と共振コンデンサ２２とが直列に接続されるＬＣ共振回路である。そして共振回路２０が有する受信コイル２１の一端が、共振コンデンサ２２を介して整流平滑回路２４の一方の入力端子に接続される。また、受信コイル２１の他端が、整流平滑回路２４の他方の入力端子に接続される。
　受信コイル２１は、共振コンデンサ２２とともに、送電装置２の送信コイル１４に流れる交流電流と共振することで、送信コイル１４から電力を受信する。そして受信コイル２１は、共振コンデンサ２２を介して、受信した電力を整流平滑回路２４へ出力する。なお、受信コイル２１の巻き数と、送電装置２の送信コイル１４の巻き数は同一でもよく、あるいは、異なっていてもよい。
　共振コンデンサ２２は、その一端で受信コイル２１の一端と接続され、他端でコイル２３の一端及び整流平滑回路２４の一方の入力端子と接続される。そして共振コンデンサ２２は、受信コイル２１とともに、受電した電力に対して共振し、受信した電力を整流平滑回路２４へ出力する。
　コイル２３は、共振回路２０と整流平滑回路２４との間に接続される。本実施形態では、コイル２３は、共振回路２０と並列となるように、この例では、受信コイル２１と並列となるように、その一端で共振回路２０の共振コンデンサ２２及び整流平滑回路２４の一方の入力端子と接続され、他端で受信コイル２１及び整流平滑回路２４の他方の入力端子と接続される。そしてコイル２３が設けられることにより、整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量による、伝送された電力に対する共振への影響が軽減される。
　整流平滑回路２４は、整流回路の一例であり、ブリッジ接続された４個のダイオードを有する全波整流回路２５と平滑コンデンサ２６とを有し、共振回路２０により受信された電力を整流し、かつ、平滑化して、直流電力に変換する。そして整流平滑回路２４は、その直流電力を、負荷回路２７に出力する。
　電圧検出回路２８は、整流平滑回路２４の両端子間の出力電圧を所定の周期ごとに測定する。整流平滑回路２４の両端子間の出力電圧は、共振回路２０の出力電圧と１対１に対応するので、整流平滑回路２４の両端子間の出力電圧の測定値は、間接的に共振回路２０の出力電圧の測定値となる。電圧検出回路２８は、例えば、直流電圧を検出できる公知の様々な電圧検出回路の何れかとすることができる。そして電圧検出回路２８は、その出力電圧の測定値を表す電圧検出信号を定電圧判定回路２９へ出力する。
　定電圧判定回路２９は、電圧検出回路２８から受け取った出力電圧の測定値に基づいて、非接触給電装置１が定電圧出力動作しているか否か、及び、出力電圧の測定値が、定電圧出力動作が行われているときの電圧の許容範囲内に含まれているか否か判定する。そして定電圧判定回路２９は、その判定結果を通信器３２へ通知する。そのために、定電圧判定回路２９は、例えば、電圧の許容範囲を記憶するメモリ回路と、出力電圧の測定値と電圧の許容範囲とを比較する演算回路とを有する判定回路３０を有する。
　さらに、定電圧判定回路２９は、整流平滑回路２４と負荷回路２７との間に接続される、MOSFETといったスイッチング素子３１を有する。このスイッチング素子３１は、オフとなると整流平滑回路２４から負荷回路２７へ電流が流れないようにし（すなわち、負荷回路２７の交流等価抵抗値Rac=∞）、一方、オンとなると整流平滑回路２４から負荷回路２７へ電流が流れるようにする。そして定電圧判定回路２９の判定回路３０は、出力電圧の測定値が、電圧の許容範囲から外れている間、所定の周期でスイッチング素子３１のオン／オフを切り替える。これにより、その所定の周期で、整流平滑回路２４と接続される、負荷回路２７を含む回路全体の抵抗値が変化する。したがって、判定回路３０は、スイッチング素子３１のオン／オフを切り替えながら、出力電圧の測定値が略一定となるか否かを判定することで、非接触給電装置１が定電圧出力動作しているか否かを判定できる。そこで、判定回路３０は、所定の周期でスイッチング素子３１のオン／オフを切り替えても出力電圧の測定値が略一定となっている間、非接触給電装置１が定電圧出力動作していることを通信器３２へ通知する。
　また、判定回路３０は、出力電圧の測定値が所定の周期よりも長い一定期間の間、非接触給電装置１が定電圧出力動作している場合、スイッチング素子３１のオン／オフの切り替えを停止して、オンとなる状態を維持する。そして判定回路３０は、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲に含まれるか否か判定し、その判定結果を通信器３２へ通知する。
　その際、判定回路３０は、出力電圧の測定値が所定の周期よりも長い一定期間の間、電圧の許容範囲に含まれる場合、非接触給電装置１が定電圧出力動作しており、かつ、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲内であることを表す判定結果を通信器３２へ通知する。
　なお、変形例によれば、定電圧判定回路２９は、整流平滑回路２４に対して、負荷回路２７と並列に接続される抵抗を有していてもよい。この場合、スイッチング素子３１は、その抵抗と直列、かつ、負荷回路２７と並列となるように設けられてもよい。この場合には、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲に含まれる間、判定回路３０は、スイッチング素子３１をオフにする。一方、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲から外れると、上記の実施形態と同様に、判定回路３０は、所定の周期でスイッチング素子３１のオン／オフを切り替えればよい。この変形例によれば、非接触給電装置１が定電圧出力動作していない場合にも、負荷回路２７への電力供給が継続される。
　さらに他の変形例によれば、上記の抵抗と並列、かつ、負荷回路２７と直列に、MOSFETといった第２のスイッチング素子が設けられてもよい。この場合、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲に含まれる間、判定回路３０は、第２のスイッチング素子をオンにして、負荷回路２７への電力供給を可能とする。一方、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲から外れると、判定回路３０は、第２のスイッチング素子をオフにして、負荷回路２７への電力供給を停止してもよい。これにより、送電装置２においてスイッチング周波数が調整されている間に、受電した電力の電圧が過度に高くなっても、その過度に高い電圧が負荷回路２７に印加されることが防止される。
　通信器３２は、第２の通信器の一例であり、所定の送信周期ごとに、定電圧判定回路２９の判定回路３０から受け取った判定結果に応じて、非接触給電装置１が定電圧出力動作しているか否か、及び、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲に含まれるか否かを表す判定情報を含む無線信号を生成し、その無線信号を送電装置２の通信器１５へ向けて送信する。そのために、通信器３２は、例えば、所定の無線通信規格に準じて無線信号を生成する通信回路と、その無線信号を出力するアンテナとを有する。なお、所定の無線通信規格は、通信器１５と同様に、例えば、ISO/IEC 15693、ZigBee（登録商標）、あるいはBluetooth（登録商標）とすることができる。
　以下、非接触給電装置１において、出力電圧の変動が抑制される理由について説明する。
　図２は、受電装置３の等価回路図である。この等価回路１００において、Lは、共振回路２０の受信コイル２１のインダクタンスである。Csは、受電装置３の共振回路２０における、受信コイル２１と並列に接続される共振コンデンサ２２の静電容量である。Lpは、コイル２３のインダクタンスである。Cdは、整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量である。なお、一般に、Cd << Csである。そしてRacは、負荷回路２７の抵抗値Roの交流等価抵抗値であり、Rac=(8/π2)×Roで表される。
　非接触給電では、電力伝送効率は、送信コイルと受信コイル間の結合度kと、共振／共鳴の強さの指標であるQ値に応じて変動する。すなわち、結合度kが大きくなると、力率が1に近づくため、電力伝送効率は向上する。また、Q値が大きくなっても、力率が1に近づくため、電力伝送効率は向上する。そして、受信コイル２１と整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量Cdに着目すると、等価回路１００に示されるように、受信コイル２１と寄生容量Cdとは、並列に接続される関係となるので、伝送される電力に対して、RLC並列共振回路として動作することが分かる。この場合、受信コイル２１と寄生容量Cdとから構成されるRLC並列共振回路のQ値は次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　（１）式から、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racが大きくなるにつれて、Q値も大きくなることが分かる。そのため、コイル２３が無ければ、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racが大きくなるにつれて、寄生容量Cdの電力伝送ヘの寄与も大きくなり、その結果として、出力電圧の変動が大きくなる。
　一方、本実施形態では、共振回路２０及び整流平滑回路２４のそれぞれに対して並列にコイル２３が接続されている。そのため、コイル２３と寄生容量Cdによっても並列共振回路が形成されるので、この並列共振回路によるインピーダンスが生じる。このインピーダンスは、コイル２３のインダクタンスLpと寄生容量Cdとの積に応じた共振周波数に近づくほど大きくなり、その共振周波数では、理論上、インピーダンスは無限大となる。これにより、コイル２３と寄生容量Cdによる並列共振回路に流れる電流も少なくなる。その結果、受電装置３の回路は、受信コイル２１と共振コンデンサ２２と、負荷回路２７とによる直列共振回路として近似できる。そして、この直列共振回路の共振周波数では、負荷回路２７の交流等価抵抗値RacによるQ値への影響が小さくなり、出力電圧は、結合度kと送信コイル１４に印加される電圧に応じて決定される値に近づく。そのため、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racの増加による出力電圧の上昇が抑制される。その結果として、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racの変動による出力電圧の変動が抑制される。
　以下、非接触給電装置１の動作の詳細について説明する。
　本実施形態では、送電装置２の制御回路１７は、通信器１５から受け取った判定情報に基づいて、非接触給電装置１が定電圧出力動作を継続するように、電力供給回路１０から送信コイル１４に供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する。
　図３は、本実施形態による非接触給電装置１の出力電圧の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図３において、横軸は、周波数を表し、縦軸は、出力電圧を表す。なお、このシミュレーションでは、送信コイル１４と受信コイル２１とが結合して、1:1の理想トランスを形成するものとした。また、送信コイル１４のインピーダンスL1=174μH、共振コンデンサ２２の静電容量Cs=20nF、送電側の巻き線抵抗値Ri=0.1Ω、受電側の巻き線抵抗値Ris=0.1Ω、コイル２３のインピーダンスLp=160μH、整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量Cd=1nF、送信コイル１４に印加される電圧Vin=300V、負荷回路２７の抵抗値Ro=10Ω(Rac≒8.1Ω)とした。グラフ３０１は、結合度k=0.15、負荷回路２７の交流等価抵抗値をRacとしたときの出力電圧の周波数特性を表す。またグラフ３０２は、結合度k=0.15、負荷回路２７の交流等価抵抗値を(100*Rac)としたときの出力電圧の周波数特性を表す。また、グラフ３０３は、結合度k=0.3、負荷回路２７の交流等価抵抗値をRacとしたときの出力電圧の周波数特性を表す。またグラフ３０４は、結合度k=0.3、負荷回路２７の交流等価抵抗値を(100*Rac)としたときの出力電圧の周波数特性を表す。さらに、グラフ３０５は、結合度k=0.6、負荷回路２７の交流等価抵抗値をRacとしたときの出力電圧の周波数特性を表す。またグラフ３０６は、結合度k=0.6、負荷回路２７の交流等価抵抗値を(100*Rac)としたときの出力電圧の周波数特性を表す。
　図３に示されるように、結合度kが変化しない条件下で、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racが変化しても出力電圧が略一定となる（すなわち、定電圧出力となる）、周波数と出力電圧の組み合わせは、結合度ごとに（図のポイント３１１～３１３の３通り）存在する。したがって、負荷回路２７の抵抗値の変化に対して非接触給電装置１を定電圧出力動作させることができることが分かる。さらに、ポイント３１１～３１３で示される通り、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racの変動に関して定電圧出力となるときの出力電圧は、結合度に応じて互いに異なっているものの、この出力電圧の差は、送信コイル１４に印加する電圧を調節することで、結合度によらず、略一定の出力電圧とすることができる。
　図４は、図３に示されたシミュレーションにおいて、結合度に応じて送信コイル１４に印加する電圧を変化させたときの、出力電圧の周波数特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図４において、横軸は、周波数を表し、縦軸は、出力電圧を表す。グラフ４０１は、結合度k=0.15、負荷回路２７の交流等価抵抗値をRac、送信コイル１４に印加される電圧をVinとしたときの出力電圧の周波数特性を表す。またグラフ４０２は、結合度k=0.15、負荷回路２７の交流等価抵抗値を(100*Rac)、送信コイル１４に印加される電圧をVinとしたときの出力電圧の周波数特性を表す。また、グラフ４０３は、結合度k=0.3、負荷回路２７の交流等価抵抗値をRac、送信コイル１４に印加される電圧を(0.5*Vin)としたときの出力電圧の周波数特性を表す。またグラフ４０４は、結合度k=0.3、負荷回路２７の交流等価抵抗値を(100*Rac)、送信コイル１４に印加される電圧を(0.5*Vin)としたときの出力電圧の周波数特性を表す。さらに、グラフ４０５は、結合度k=0.6、負荷回路２７の交流等価抵抗値をRac、送信コイル１４に印加される電圧を(0.25*Vin)としたときの出力電圧の周波数特性を表す。またグラフ４０６は、結合度k=0.6、負荷回路２７の交流等価抵抗値を(100*Rac)、送信コイル１４に印加される電圧を(0.25*Vin)としたときの出力電圧の周波数特性を表す。
　図３に示されたポイント３１１～３１３に対応する、結合度kが変化しない条件下で、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racが変化しても出力電圧が略一定となる（すなわち、定電圧出力となる）、周波数と出力電圧の組み合わせは、ポイント４１１～４１３の３通りとなる。そしてポイント４１１～４１３のそれぞれの出力電圧は、互いに略等しい。
　以上により、負荷回路２７の交流等価抵抗値Rac及び結合度の何れが変動しても、送信コイル１４に印加する交流電力のスイッチング周波数及び電圧を適切に調節することで、出力電圧が略一定に保たれることが分かる。
　図５は、ポイント４１１～４１３での負荷回路２７の抵抗値と出力電圧の関係を示すテーブルである。テーブル５００では、結合度k=0.15,0.3,0.6のそれぞれについて、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racが略8.1Ω(Ro=10Ω)の時の出力電圧と、略810Ω(Ro=1kΩ)のときの出力電圧とが示される。なお、図４と同様に、k=0.15のとき、送信コイル１４に印加される電圧をVin=300Vとし、k=0.3のとき、送信コイル１４に印加される電圧を(0.5*Vin)とし、k=0.6のとき、送信コイル１４に印加される電圧を(0.25*Vin)とした。
　図６は、比較例として、コイル２３が存在しない場合における、ポイント４１１～４１３での負荷回路２７の抵抗値と出力電圧の関係を示すテーブルである。テーブル６００では、結合度k=0.15,0.3,0.6のそれぞれについて、負荷回路２７の交流等価抵抗値Racが略8.1Ωの時の出力電圧と、810Ωのときの出力電圧とが示される。なお、図４と同様に、k=0.15のとき、送信コイル１４に印加される電圧をVin=300Vとし、k=0.3のとき、送信コイル１４に印加される電圧を(0.5*Vin)とし、k=0.6のとき、送信コイル１４に印加される電圧を(0.25*Vin)とした。
　テーブル５００とテーブル６００から明らかなように、コイル２３が追加されることで、負荷回路２７の抵抗値の変動による、出力電圧の変動が抑制されていることが分かる。
　また、制御回路１７は、定電圧出力動作を達成するために、下記のように送信コイル１４に印加される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する。
　受電装置３から通信器１５を介して受けとった無線信号に含まれる判定情報において、非接触給電装置１が定電圧出力動作していないことが示されている場合、制御回路１７は、交流電力のスイッチング周波数を所定の周波数領域内で変化させる。所定の周波数領域は、例えば、送電装置２から受電装置３への給電が行われる場合における、送信コイル１４と受信コイル２１間の想定される結合度の最小値において定電圧出力となる周波数を下限とし、送信コイル１４と受信コイル２１間の想定される結合度の最大値において定電圧出力となる周波数を上限とする周波数領域とすることができる。
　制御回路１７は、スイッチング周波数を変化させる際、所定の周波数領域の下限から上限まで順にスイッチング周波数を高くしてもよく、あるいは、逆に、所定の周波数領域の上限から下限まで順にスイッチング周波数を低くしてもよい。その際、制御回路１７は、受電装置３の定電圧判定回路２９が出力電圧が略一定となったか否かを調べることができるように、定電圧判定回路２９の判定回路３０がスイッチング素子３１のオンとオフを切り替える周期よりも長い期間、同じスイッチング周波数を保つように、ステップ状にスイッチング周波数を変化させることが好ましい。
　なお、制御回路１７は、スイッチング周波数を調整している間、送信コイル１４に印加する電圧を下限の電圧にまで低下させることが好ましい。これにより、受電装置３に供給される電力の電圧が過度に高くなることが抑制される。
　制御回路１７は、受電装置３から通信器１５を介して受けとった無線信号に含まれる判定情報において、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲には含まれないものの、負荷回路の抵抗が変化しても略一定となること、すなわち、定電圧出力動作が行われていることが示されていると、それ以降、スイッチング周波数を一定に保つ。そして次に、制御回路１７は、スイッチング周波数と、そのスイッチング周波数において結合度によらず一定の電圧出力となる、力率改善回路１２のスイッチング素子SWのオン／オフ制御のデューティ比との関係を示す参照テーブルを参照して、そのデューティ比を決定する。そして制御回路１７は、そのデューティ比に従って力率改善回路１２のスイッチング素子SWのオン／オフを切り替えるよう、ゲートドライバ１６－１を制御する。これにより、共振回路２０からの出力電圧が電圧の許容範囲に含まれるように、すなわち、結合度によらずに一定の電圧が出力されるように、送信コイル１４に印加される電圧が調整される。そして制御回路１７は、受電装置３から通信器１５を介して受けとった無線信号に含まれる判定情報において、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲に含まれることが示されると、送信コイル１４に供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を一定に保つ。
　なお、制御回路１７は、上記の参照テーブルを参照してデューティ比を決定する代わりに、受電装置３から通信器１５を介して受けとった無線信号に含まれる判定情報において、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲に含まれることが示されるようになるまで、徐々にデューティ比を変化させてもよい。
　以上に説明してきたように、この非接触給電装置は、受電側において、共振回路と整流回路との間に、共振回路と並列に接続されるコイルを設ける。これにより、この非接触給電装置は、整流回路を構成するダイオードの寄生容量による、電力伝送への影響を軽減して、負荷回路の負荷の変動による出力電圧の変動を抑制できる。
　なお、図３及び図４に示されるように、送信コイル１４と受信コイル２１間の結合度が変化すると、非接触給電装置１が定電圧出力動作することが可能な、送信コイル１４に印加される交流電力のスイッチング周波数も変化する。そしてスイッチング周波数が変化するにつれて、コイル２３と整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量とで形成されるＬＣ並列共振回路のインピーダンスも変化する。このことから、出力電圧の変動をより効果的に抑制するためには、結合度あるいは送信コイル１４に印加される交流電力のスイッチング周波数に応じて、コイル２３のインダクタンスも変化することが好ましい。
　図７は、この変形例による受電装置の概略構成図である。図７に示されるように、この変形例による受電装置４は、受信コイル２１及び共振コンデンサ２２を有する共振回路２０と、３個のコイル２３－１～２３－３と、整流平滑回路２４と、負荷回路２７と、電圧検出回路２８と、定電圧判定回路２９と、通信器３２と、２個のリレー３３－１、３３－２とを有する。受電装置４は、例えば、上記の実施形態における送電装置２にとともに、非接触給電装置を構成する。
　この変形例による受電装置４は、図１に示される受電装置３と比較して、共振回路２０と整流平滑回路２４との間に３個のコイル２３－１～２３－３を有する点、二つのリレー３３－１、３３－２を有する点、及び、定電圧判定回路２９が有する判定回路３０及び通信器３２の動作の一部が異なる。そこで以下では、この相違点及び関連部分について説明する。受電装置４のその他の構成要素については、上記の実施形態における対応する構成要素の説明を参照されたい。
　３個のコイル２３－１～２３－３は、共振回路２０と整流平滑回路２４の間において、互いに直列に、かつ、共振回路２０及び整流平滑回路２４と並列に接続される。なお、コイル２３－１～２３－３のそれぞれのインダクタンスは、同一であってもよく、あるいは、互いに異なっていてもよい。
　２個のリレー３３－１、３３－２は、それぞれ、短絡回路の一例であり、リレー３３－１はコイル２３－１に対して並列に設けられ、リレー３３－２はコイル２３－２に対して並列に設けられる。そしてリレー３３－１は、オンとなることでコイル２３－１を短絡する。同様に、リレー３３－２は、オンとなることでコイル２３－２を短絡する。そしてリレー３３－１、３３－２のオン／オフは、判定回路３０により制御される。このように、リレー３３－１、３３－２のオン／オフが切り替えられることで、コイル２３－１～２３－３と整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量Cdとによる並列共振回路が共振する周波数が変化する。すなわち、リレー３３－１及びリレー３３－２の何れもオフであれば、その並列共振回路の共振周波数は、コイル２３－１～２３－３のインダクタンスの和と寄生容量Cdとの積に応じた値となる。また、リレー３３－１がオフであり、リレー３３－２がオンであれば、その並列共振回路の共振周波数は、コイル２３－１のインダクタンスとコイル２３－３のインダクタンスの和と寄生容量Cdとの積に応じた値となる。さらに、リレー３３－１がオンであり、リレー３３－２がオフであれば、その並列共振回路の共振周波数は、コイル２３－２のインダクタンスとコイル２３－３のインダクタンスの和と寄生容量Cdとの積に応じた値となる。そしてリレー３３－１及びリレー３３－２の何れもオンであれば、その並列共振回路の共振周波数は、コイル２３－３のインダクタンスと寄生容量Cdとの積に応じた値となる。したがって、リレー３３－１、３３－２のオン／オフを切り替えることで、同じ周波数に対する、コイル２３－１～２３－３と整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量Cdとによる並列共振回路のインピーダンスを変更できる。
　通信器３２は、図１に示される送電装置２と受電装置４とを含む非接触給電装置において、その非接触給電装置が定電圧出力動作しているときに、送電装置２の通信器１５から、送信コイル１４に供給される交流電力のスイッチング周波数を表す情報を含む無線信号を受信すると、その情報を判定回路３０へわたす。なお、送電装置２の制御回路１７は、受電装置４から通信器１５を介して受けとった無線信号に含まれる判定情報において、出力電圧の測定値が電圧の許容範囲に含まれることが示されると、送信コイル１４に供給される交流電力のスイッチング周波数を表す情報を含む無線信号を通信器１５に送信させればよい。
　判定回路３０は、自装置が有する不揮発性の半導体メモリに、非接触給電装置が定電圧出力動作するときのスイッチング周波数とリレー３３－１、３３－２のオン／オフの状態との対応関係を表す参照テーブルを記憶する。なお、この参照テーブルにおいて、リレー３３－１、３３－２のオン／オフの状態は、対応するスイッチング周波数において、負荷回路２７の負荷変動による出力電圧の変動を最も抑制できるように、例えば、シミュレーションにより、あるいは、実験により、予め決定されればよい。例えば、スイッチング周波数が上昇するにつれて、コイル２３－１～２３－３と整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量Cdとによる並列共振回路の共振周波数も高くなるように、オンとなるリレーの数が増加するように設定される。そして判定回路３０は、非接触給電装置が定電圧出力動作をしている場合において、送電装置２から、通信器３２を介して送信コイル１４に供給される交流電力のスイッチング周波数を通知されると、参照テーブルを参照して、通知されたスイッチング周波数についてリレー３３－１、３３－２のそれぞれについてオン／オフの何れとするかを決定する。そして判定回路３０は、その決定に従って、リレー３３－１、３３－２のオン／オフを制御する。
　この変形例によれば、受電装置４を含む非接触給電装置は、定電圧出力動作時において送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数に応じて、すなわち、送信コイルと受信コイル間の結合度に応じて、共振回路と整流平滑回路間に接続される少なくとも一つのコイルを短絡するか否かを切り替える。そのため、この非接触給電装置は、整流平滑回路を構成するダイオードの寄生容量による、伝送される電力への影響をより効率良く打ち消せるので、負荷回路の負荷変動による出力電圧の変動をより適切に抑制できる。
　なお、コイル２３－１～２３－３は、共振回路２０と整流平滑回路２４の間において、互いに並列となるように設けられてもよい。この場合も、コイル２３－１、２３－２が短絡されるか否かで、同じ周波数に対する、コイル２３－１～２３－３と整流平滑回路２４を構成するダイオードの寄生容量Cdとによる並列共振回路のインピーダンスは変化する。したがって、上記の変形例と同様に、判定回路３０が、非接触給電装置が定電圧出力動作するときのスイッチング周波数に応じて、リレー３３－１、３３－２のオン／オフを制御すればよい。
　また、共振回路２０と整流平滑回路２４の間において、互いに直列に、あるいは互いに並列に、かつ、共振回路２０の受信コイル２１及び整流平滑回路２４と並列に接続されるコイルの数は３個に限られず、２個あるいは４個以上であってもよい。そしてそれら複数のコイルのうちの一つを除いて、並列に接続されるリレーが設けられればよい。そして各リレーのオン／オフは、上記の変形例と同様に、判定回路３０が、非接触給電装置が定電圧出力動作するときのスイッチング周波数に応じて制御すればよい。
　他の変形例によれば、送電装置において、送信コイルに交流電力を供給する電力供給回路は、スイッチング周波数及び送信コイルに印加する電圧を可変に調節できる回路であれば、上記の実施形態及び変形例とは異なる回路構成を持っていてもよい。
　図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、変形例による、電力供給回路の回路図である。
　図８Ａに示される電力供給回路１１０は、電源１１と、力率改善回路１２と、二つのスイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－２と、送信コイル１４と直列に接続される、直流遮断用のコンデンサ１３１とを有する。なお、この変形例においても、各スイッチング素子は、例えば、nチャネル型のMOSFETとすることができる。また、力率改善回路１２は、例えば、上記の実施形態における力率改善回路１２と同一とすることができる。
　この変形例では、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－２は、電源１１の正極側端子と負極側端子との間に直列に接続される。また、電源１１の正極側に、スイッチング素子１３－１が接続され、一方、電源１１の負極側に、スイッチング素子１３－２が接続される。そしてスイッチング素子１３－１のドレイン端子は、電源１１の正極側端子と力率改善回路１２を介して接続され、スイッチング素子１３－１のソース端子は、スイッチング素子１３－２のドレイン端子と接続される。また、スイッチング素子１３－２のソース端子は、電源１１の負極側端子と力率改善回路１２を介して接続される。さらに、スイッチング素子１３－１のソース端子、及び、スイッチング素子１３－２のドレイン端子は、送信コイル１４の一端に接続され、スイッチング素子１３－２のソース端子は、コンデンサ１３１を介して送信コイル１４の他端に接続される。また、各スイッチング素子のゲート端子は、ゲートドライバ１６－２と接続される。
　この変形例では、ゲートドライバ１６－２が、制御回路から制御信号に従って、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－２のオン／オフを交互に切り替えればよい。すなわち、スイッチング素子１３－１がオンとなり、スイッチング素子１３－２がオフとなる場合には、電源１１から力率改善回路１２及びスイッチング素子１３－１を介して送信コイル１４へ電流が流れ、コンデンサ１３１が充電される。一方、スイッチング素子１３－１がオフとなり、スイッチング素子１３－２がオンとなる場合には、コンデンサ１３１が放電して、コンデンサ１３１から送信コイル１４及びスイッチング素子１３－２を介して電流が流れる。したがって、この変形例では、制御回路が、受電装置３から受信した判定情報に応じて、ゲートドライバ１６－２を介して、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－２のオン／オフを切り替えるスイッチング周波数を制御すればよい。
　図８Ｂに示される電力供給回路１２０も、電力供給回路１１０と同様に、電源１１と、力率改善回路１２と、二つのスイッチング素子１３－１及びスイッチング素子１３－２と、送信コイル１４と直列に接続されるコンデンサ１３１とを有する。ただし、電力供給回路１２０は、電力供給回路１１０と比較して、送信コイル１４の一端が電源１１の正極側端子と力率改善回路１２を介して接続され、送信コイル１４の他端がコンデンサ１３１を介してスイッチング素子１３－１のソース端子、及び、スイッチング素子１３－２のドレイン端子と接続される。
　この変形例でも、ゲートドライバ１６－２が、制御回路から制御信号に従って、スイッチング素子１３－１とスイッチング素子１３－２のオン／オフを交互に切り替えればよい。
　なお、図８Ａに示される電力供給回路１１０及び図８Ｂに示される電力供給回路１２０について、スイッチング周波数が調整される周波数範囲において送信コイル１４とコンデンサ１３１とが共振回路として動作しないよう、送信コイル１４とコンデンサ１３１の共振周波数は、受電装置の共振回路の共振周波数及びスイッチング周波数が調整される周波数範囲の下限周波数よりも小さくなるように、コンデンサ１３１の静電容量が設定されることが好ましい。
　また、図１に示される実施形態において、電力供給回路１１０及び電力供給回路１２０と同様に、送信コイル１４と直列に接続される、直流遮断用のコンデンサが設けられてもよい。ただしこの場合も、スイッチング周波数が調整される周波数範囲において送信コイル１４とコンデンサとが共振回路として動作しないよう、送信コイル１４とコンデンサの共振周波数は、受電装置３の共振回路２０の共振周波数及びスイッチング周波数が調整される周波数範囲の下限周波数よりも小さくなるように、コンデンサの静電容量が設定されることが好ましい。
　また、送電装置２の通信器１５と受電装置３の通信器３２とを有線にて接続することが可能な場合には、通信器１５及び通信器３２は、それぞれ、判定情報を含む信号を有線にて通信可能な通信回路を有していればよい。
　さらに、上記の実施形態または変形例による受電装置が有する整流回路は、同期整流回路であってもよい。
　このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
　１　　非接触給電装置
　２　　送電装置
　１０、１１０、１２０　　電力供給回路
　１１　　電源
　１２　　力率改善回路
　１３－１～１３－４　　スイッチング素子
　１４　　送信コイル
　１５　　通信器
　１６－１、１６－２　　ゲートドライバ
　１７　　制御回路
　３、４　　受電装置
　２０　　共振回路
　２１　　受信コイル
　２２　　共振コンデンサ
　２３、２３－１～２３－３　　コイル
　２４　　整流平滑回路
　２５　　全波整流回路
　２６　　平滑コンデンサ
　２７　　負荷回路
　２８　　電圧検出回路
　２９　　定電圧判定回路
　３０　　判定回路
　３１　　スイッチング素子
　３２　　通信器
　３３－１、３３－２　　リレー
　１１１　　交流電源
　１３１　　コンデンサ

Claims (5)

  1. 　送電装置と、前記送電装置から非接触で電力伝送される受電装置とを有する非接触給電装置であって、
    　前記送電装置は、
    　　前記受電装置へ電力を供給する送信コイルと、
    　　前記送信コイルに対して交流電力を供給する電力供給回路とを有し、
    　前記受電装置は、
    　　前記送電装置からの電力を受信する受信コイルと、前記受信コイルと直列に接続される共振コンデンサとを有する共振回路と、
    　前記共振回路から出力される電力を整流する整流回路と、
    　前記共振回路と前記整流回路の間に、前記共振回路と並列に接続される第１のコイルと、
    を有する非接触給電装置。
  2. 　前記電力供給回路は、前記送信コイルに供給される交流電力のスイッチング周波数及び電圧を調整可能であり、
    　前記送電装置は、
    　　前記受電装置から、前記非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、前記共振回路の出力電圧の測定値が所定の電圧の許容範囲内に含まれるか否かを表す判定情報を含む信号を受信する第１の通信器と、
    　　前記判定情報に応じて、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数及び電圧を制御する制御回路とをさらに有し、
    　前記受電装置は、
    　　前記共振回路から出力される電力の出力電圧を測定して当該出力電圧の測定値を求める電圧検出回路と、
    　　前記出力電圧の測定値に基づいて、前記非接触給電装置が定電圧出力動作しているか否か、及び、前記共振回路の出力電圧の測定値が前記所定の電圧の許容範囲内に含まれるか否かを判定する定電圧判定回路と、
    　前記判定情報を含む信号を前記送電装置へ送信する第２の通信器とをさらに有する、請求項１に記載の非接触給電装置。
  3. 　前記制御回路は、前記判定情報が、前記非接触給電装置が定電圧出力動作していないことを表す場合、前記受電装置の前記整流回路と接続される負荷回路の抵抗が変化しても前記出力電圧の測定値が変化しなくなるように、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数を制御する、請求項２に記載の非接触給電装置。
  4. 　前記制御回路は、前記判定情報が、前記非接触給電装置が定電圧出力動作していることを表し、かつ、前記共振回路の出力電圧の測定値が前記所定の電圧の許容範囲内に含まれないことを表す場合、前記共振回路の出力電圧の測定値が前記所定の電圧の許容範囲内に含まれるように、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力の電圧を制御する、請求項３に記載の非接触給電装置。
  5. 　前記受電装置は、
    　　前記共振回路と前記整流回路との間に、前記共振回路と並列に接続される第２のコイルと、
    　　前記第２のコイルを短絡するか否かを切り替え可能な短絡回路とをさらに有し、
    　　前記定電圧判定回路は、前記非接触給電装置が定電圧出力動作している場合において、前記送電装置から前記第２の通信器を介して通知された、前記電力供給回路から前記送信コイルに供給される前記交流電力のスイッチング周波数に応じて前記短絡回路を制御する、請求項２に記載の非接触給電装置。
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