WO2025263202A1

WO2025263202A1 - ワイヤレス送電装置

Info

Publication number: WO2025263202A1
Application number: PCT/JP2025/018106
Authority: WO
Inventors: 航陽貝和; 達也細谷
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2024-06-21
Filing date: 2025-05-19
Publication date: 2025-12-26
Anticipated expiration: 2026-12-21

Abstract

ワイヤレス送電装置は、第１送電コイル（２４１１）、第２送電コイル（２４２１）、第１送電共振回路（２４１）、第２送電共振回路（２４２）、第１電力変換回路（２３１）、第２電力変換回路（２３２）、第１スイッチング制御回路（２２１）、および、第２スイッチング制御回路（２２２）を備える。第１送電共振回路（２４１）は、第１送電コイル（２４１１）と第１送電共振キャパシタ（２４１２）とを用いて構成される。第２送電共振回路（２４２）は、第２送電コイル（２４２１）と第２送電共振キャパシタ（２４２２）とを用いて構成される。第１電力変換回路（２３１）は、入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して第１送電コイルに流す。第２電力変換回路（２３２）は、入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して第２送電コイルに流す。第１スイッチング制御回路（２２１）は、第１電力変換回路（２３１）のスイッチング動作を制御する。第２スイッチング制御回路（２２２）は、第２電力変換回路（２３２）のスイッチング動作を制御する。第１スイッチング制御回路（２２１）と第２スイッチング制御回路（２２２）は、第１送電コイル（２４１１）に流す第１交流電流の位相と第２送電コイル（２４２１）に流す第２交流電流の位相とが逆位相になるように送電制御を行う。第１送電キャパシタ（２４１２）および第２送電キャパシタ（２４２２）は、スイッチング周波数において、第１送電コイル（２４１１）および第２送電コイル（２４２１）からワイヤレス送電装置が電力を供給する負荷側を見た入力インピーダンスが極小付近となるようにそれぞれキャパシタンス値を設定する。

Description

ワイヤレス送電装置

　本発明は、ワイヤレス給電システムで用いるワイヤレス送電装置の送電制御技術に関する。

　電子機器への給電方法や電子機器に搭載する二次電池の充電方法として、充電コネクタを不要にできるワイヤレス給電技術がある。電気接続端子を備える必要がないため、金属端子の腐食や劣化の問題がなく、防水性を高められる。

　このようなワイヤレス給電の一例として、特許文献１－３には、複数の送電コイルを用いたワイヤレス給電システムが記載されている。

特許第６７５０４５６号明細書特開２０１６－５３９３号公報特許第６２４０３１１号明細書

　例えば、ワイヤレスイヤホンや補聴器といった電子機器では、受電機能を備える装置が２組必要となる。このため、ワイヤレス給電システムとしては、２つの送電コイルと２つの受電コイルを用いて構成する場合がある。

　しかしながら、送電コイルおよび受電コイルの数が増えると放射雑音や漏洩電磁界が大きくなり、問題を生じる。

　したがって、本発明の目的は、送電コイルを複数必要とするワイヤレス送電装置において放射雑音や漏洩電磁界を抑制することにある。

　この発明の一実施形態に係るワイヤレス送電装置は、第１送電コイル、第２送電コイル、第１送電共振回路、第２送電共振回路、第１電力変換回路、第２電力変換回路、第１スイッチング制御回路、および、第２スイッチング制御回路を備える。第１送電共振回路は、第１送電コイルと第１送電共振キャパシタとを用いて構成される。第２送電共振回路は、第２送電コイルと第２送電共振キャパシタとを用いて構成される。第１電力変換回路は、入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して第１送電コイルに流す。第２電力変換回路は、入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して第２送電コイルに流す。第１スイッチング制御回路は、第１電力変換回路のスイッチング動作を制御する。第２スイッチング制御回路は、第２電力変換回路のスイッチング動作を制御する。

　第１スイッチング制御回路と第２スイッチング制御回路は、第１送電コイルに流す第１交流電流の位相と第２送電コイルに流す第２交流電流の位相とが逆位相になるように送電制御を行う。第１送電共振キャパシタおよび第２送電共振キャパシタは、スイッチング周波数において、第１送電コイルおよび第２送電コイルからワイヤレス送電装置が電力を供給する負荷側を見た入力インピーダンスが極小付近となるようにそれぞれキャパシタンス値を設定する。第１送電コイルによる第１電磁界共鳴フィールドと第２送電コイルによる第２電磁界共鳴フィールドとを個別に形成する。第１送電コイルおよび第２送電コイルに対して距離が小さい近傍界においては第１送電コイルと第２送電コイルの電磁干渉を抑止するように距離を設けて配置する。第１送電コイルおよび第２送電コイルに対して距離が大きい遠方界においては第１送電コイルが発生させる電磁波と第２送電コイルが発生させる電磁界を互いに打ち消す。

　この構成では、第１送電コイルで発生する電磁界と第２送電コイルで発生する電磁界とが逆位相になる。これにより、近傍界において、第１送電コイルの漏洩磁束と第２送電コイルの漏洩磁束とが打ち消し合って、第１送電コイルと第２送電コイルの電磁干渉が抑制される。また、遠方界において、第１送電コイルによる電磁波と第２送電コイルによる電磁波とが打ち消し合って、漏洩電磁界が抑制される。

　また、第１送電コイルおよび第２送電コイルから負荷側を見た入力インピーダンスが極小付近となるようにそれぞれキャパシタンス値を設定されることで、給電効率の低下が抑制される。

　この発明によれば、送電コイルを複数備えたワイヤレス送電装置において放射雑音や漏洩電磁界を抑制できる。

図１は、本発明の第１の実施形態係るワイヤレス給電システム装置の等価回路図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、あるタイミングでの送電コイルと受電コイルの近傍界での磁界の状態の一例を示す図である。図３は、２つの送電コイルの遠方界での電磁界の状態の一例を示す図である。図４（Ａ）は、周波数と入力インピーダンスとの関係の一例を示したグラフである。図４（Ｂ）は、周波数と電圧利得との関係の一例を示したグラフである。図５は、第１送電コイルと第２送電コイルとの距離と、結合係数との関係の一例を示すグラフである。図６は、本発明の第２の実施形態係るワイヤレス給電システム装置の等価回路図である。図７は、本発明の第３の実施形態係るワイヤレス給電システム装置の等価回路図である。

　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態係るワイヤレス給電システム装置の等価回路図である。

　（ワイヤレス給電システム装置１０の概略構成）
　図１に示すように、ワイヤレス給電システム装置１０は、送電装置２０と受電装置３０とを備える。

　送電装置２０と受電装置３０とは、物理的に別体である。受電装置３０は、第１受電装置３１と第２受電装置３２とを備える。第１受電装置３１と第２受電装置３２とは、物理的に別体である。なお、第１受電装置３１と第２受電装置３２とは、それぞれの位置関係が変化可能な状態で繋がっていてもよい。

　受電装置３０が適用される一例としては、ワイヤレスイヤホンである。送電装置２０は、ワイヤレスイヤホン用の充電装置である。受電装置３０がワイヤレスイヤホンの場合、例えば、第１受電装置３１が右耳用のワイヤレスイヤホンであり、第２受電装置３２が左耳用のワイヤレスイヤホンである。

　なお、ワイヤレスイヤホンは一例であり、複数の個別の受電装置によって構成される受電装置であれば、本発明の実施形態に係る構成を適用できる。

　（送電装置２０）
　送電装置２０は、ＭＣＵ２１、第１スイッチング制御回路２２１、第２スイッチング制御回路２２２、第１電力変換回路２３１、第２電力変換回路２３２、第１送電共振回路２４１、および、第２送電共振回路２４２を備える。

　第１電力変換回路２３１は、スイッチング素子Ｓ１Ｈとスイッチング素子Ｓ１Ｌとを備える。第２電力変換回路２３２は、スイッチング素子Ｓ２Ｈとスイッチング素子Ｓ２Ｌとを備える。スイッチング素子Ｓ１Ｈ、スイッチング素子Ｓ１Ｌ、スイッチング素子Ｓ２Ｈ、および、スイッチング素子Ｓ２Ｌは、電力用半導体によって構成される。

　第１送電共振回路２４１は、第１送電コイル２４１１と第１送電共振キャパシタ２４１２とを備える。第１送電コイル２４１１と第１送電共振キャパシタ２４１２とは、直列接続され、第１送電直列共振回路を構成する。

　第２送電共振回路２４２は、第２送電コイル２４２１と第２送電共振キャパシタ２４２２とを備える。第２送電コイル２４２１と第２送電共振キャパシタ２４２２とは、直列接続され、第２送電直列共振回路を構成する。

　第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１とは、ループ形状の導体によって構成される。第１送電コイル２４１１の形状と第２送電コイル２４２１の形状は、同じである。別の表現をすると、第１送電コイル２４１１の大きさと第２送電コイル２４２１の大きさは、同じである。

　第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンス値と第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンス値は同じである。これにより、第１送電共振回路２４１の共振周波数と第２送電共振回路２４２の共振周波数は同じである。この共振周波数は、ワイヤレス給電システム装置１０の固有共鳴周波数ｆｒに設定されている。

　第１電力変換回路２３１と第２電力変換回路２３２は、直流電源に対して並列に接続される。直流電源は、正極と負極とを有し、負極は基準電位に接続される。直流電源は、図１に示すように送電装置２０に含まれていてもよく、送電装置２０と別であってもよい。なお、送電装置２０は、直流電源に対して並列接続される入力キャパシタを備えていてもよい。

　第１電力変換回路２３１のスイッチング素子Ｓ１Ｈのドレイン端子は、直流電源の正極に接続される。スイッチング素子Ｓ１Ｈのソース端子には、スイッチング素子Ｓ１Ｌのドレイン端子が接続される。スイッチング素子Ｓ１Ｌのソース端子は、直流電源の負極に接続される。

　また、第２電力変換回路２３２のスイッチング素子Ｓ２Ｈのドレイン端子は、直流電源の正極に接続される。スイッチング素子Ｓ２Ｈのソース端子には、スイッチング素子Ｓ２Ｌのドレイン端子が接続される。スイッチング素子Ｓ２Ｌのソース端子は、直流電源の負極に接続される。

　第１電力変換回路２３１のスイッチング素子Ｓ１Ｈのソース端子とスイッチング素子Ｓ１Ｌのドレイン端子とのノードは、第１送電共振回路２４１の一方端子に接続される。第１送電共振回路２４１の他方端子は、スイッチング素子Ｓ１Ｌのソース端子に接続される。

　第２電力変換回路２３２のスイッチング素子Ｓ２Ｈのソース端子とスイッチング素子Ｓ２Ｌのドレイン端子とのノードは、第２送電共振回路２４２の一方端子に接続される。第２送電共振回路２４２の他方端子は、スイッチング素子Ｓ２Ｌのソース端子に接続される。

　ＭＣＵ２１、第１スイッチング制御回路２２１および第２スイッチング制御回路２２２は、直流電源に接続される。

　ＭＣＵ２１は、第１スイッチング制御回路２２１の入力端子および第２スイッチング制御回路２２２の入力端子に接続される。第１スイッチング制御回路２２１の出力端子は、第１電力変換回路２３１のスイッチング素子Ｓ１Ｈのゲート端子およびスイッチング素子Ｓ１Ｌのゲート端子に接続される。第２スイッチング制御回路２２２の出力端子は、第２電力変換回路２３２のスイッチング素子Ｓ２Ｈのゲート端子およびスイッチング素子Ｓ２Ｌのゲート端子に接続される。

　なお、上述の説明では、送電装置２０は、上述の全ての機能部を１つの筐体に備えている態様を示した。しかしながら、送電装置２０は、それぞれに別体で構成される第１装置と第２装置によって構成されていてもよい。第１装置は、第１スイッチング制御回路２２１、第１電力変換回路２３１、および第１送電共振回路２４１を備える。第２装置は、第２スイッチング制御回路２２２、第２電力変換回路２３２、および、第２送電共振回路２４２を備える。ＭＣＵ２１は、第１装置と第２装置のいずれかに備えられていてもよく、さらに別体に備えられていてもよい。

　（受電装置３０）
　受電装置３０は、第１受電装置３１と第２受電装置３２とを備える。

　第１受電装置３１は、第１受電共振回路３１１、第１受電整流回路３２１、第１受電平滑回路３３１、および、負荷３４１を備える。第１受電平滑回路３３１は、平滑キャパシタによって構成される。

　第１受電共振回路３１１は、第１受電コイル３１１１と第１受電共振キャパシタ３１１２とを備える。第１受電コイル３１１１と第１受電共振キャパシタ３１１２とは、並列接続され、第１受電並列共振回路を構成する。第１受電共振回路３１１の出力端子は、第１受電整流回路３２１の入力端子に接続される。

　第１受電整流回路３２１の出力端子には、第１受電平滑回路３３１が並列接続される。第１受電平滑回路３３１の両端は、負荷３４１に接続される。

　第２受電装置３２は、第２受電共振回路３１２、第２受電整流回路３２２、第２受電平滑回路３３２、および、負荷３４２を備える。第２受電平滑回路３３２は、平滑キャパシタによって構成される。

　第２受電共振回路３１２は、第２受電コイル３１２１と第２受電共振キャパシタ３１２２とを備える。第２受電コイル３１２１と第２受電共振キャパシタ３１２２とは、並列接続され、第２受電並列共振回路を構成する。第２受電共振回路３１２の出力端子は、第２受電整流回路３２２の入力端子に接続される。

　第２受電整流回路３２２の出力端子には、第２受電平滑回路３３２が並列接続される。第２受電平滑回路３３２の両端は、負荷３４２に接続される。

　第１受電コイル３１１１と第２受電コイル３１２１とは、ループ形状の導体によって構成される。第１受電コイル３１１１の形状と第２受電コイル３１２１の形状は、同じである。別の表現をすると、第１受電コイル３１１１の大きさと第２受電コイル３１２１の大きさは、同じである。

　第１受電共振キャパシタ３１１２のキャパシタンス値と第２受電共振キャパシタ３１２２のキャパシタンス値は同じである。これにより、第１受電共振回路３１１の共振周波数と第２受電共振回路３１２の共振周波数は同じである。この共振周波数は、ワイヤレス給電システム装置１０の固有共鳴周波数ｆｒに設定されている。

　（ワイヤレス給電）
　ＭＣＵ２１は、負荷３４１および負荷３４２に対して所望の直流電流を供給するように送電制御信号を設定する。ＭＣＵ２１は、送電制御信号を第１スイッチング制御回路２２１および第２スイッチング制御回路２２２に出力する。

　第１スイッチング制御回路２２１は、送電制御信号に基づいて、第１電力変換回路２３１のスイッチング素子Ｓ１Ｈおよびスイッチング素子Ｓ１Ｌのスイッチング動作を制御する第１スイッチング制御信号を生成する。第１スイッチング制御回路２２１は、スイッチング素子Ｓ１Ｈおよびスイッチング素子Ｓ１Ｌに第１スイッチング制御信号を出力する。

　スイッチング素子Ｓ１Ｈとスイッチング素子Ｓ１Ｌは、第１スイッチング制御信号が入力されると、第１スイッチング制御信号に基づいて、所定のスイッチング周波数で交互にオン（導通）、オフ（開放）する。

　これにより、スイッチング素子Ｓ１Ｈおよびスイッチング素子Ｓ１Ｌからなる第１電力変換回路２３１は、入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して、第１送電共振回路２４１の第１送電コイル２４１１に流す。

　受電装置３０が送電装置２０に対して所定位置に配置されると、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１とが電磁界結合可能な位置関係になる。

　第１受電コイル３１１１は、第１送電コイル２４１１が生じる交番磁界に結合し、交流電流を発生する。第１受電整流回路３２１は、第１受電コイル３１１１（第１受電共振回路３１１）から出力される交流電流を整流する。第１受電平滑回路３３１は、整流電流（整流電圧）を平滑化し、直流電流（直流電圧）を負荷３４１に出力する。

　これにより、負荷３４１には、所望の直流電力が供給される。

　第２スイッチング制御回路２２２は、送電制御信号に基づいて、第２電力変換回路２３２のスイッチング素子Ｓ２Ｈおよびスイッチング素子Ｓ２Ｌのスイッチング動作を制御する第２スイッチング制御信号を生成する。第２スイッチング制御回路２２２は、スイッチング素子Ｓ２Ｈおよびスイッチング素子Ｓ２Ｌに第２スイッチング制御信号を出力する。

　スイッチング素子Ｓ２Ｈとスイッチング素子Ｓ２Ｌは、第２スイッチング制御信号が入力されると、第２スイッチング制御信号に基づいて、所定のスイッチング周波数で交互にオン（導通）、オフ（開放）する。

　これにより、スイッチング素子Ｓ２Ｈおよびスイッチング素子Ｓ２Ｌからなる第２電力変換回路２３２は、入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して、第２送電共振回路２４２の第２送電コイル２４２１に流す。

　受電装置３０が送電装置２０に対して所定位置に配置されると、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１とが電磁界結合可能な位置関係になる。

　第２受電コイル３１２１は、第２送電コイル２４２１が生じる交番磁界に結合し、交流電流を発生する。第２受電整流回路３２２は、第２受電コイル３１２１（第２受電共振回路３１２）から出力される交流電流を整流する。第２受電平滑回路３３２は、整流電流（整流電圧）を平滑化し、直流電流（直流電圧）を負荷３４２に出力する。

　これにより、負荷３４２には、所望の直流電力が供給される。

　このように、ワイヤレス給電システム装置１０は、送電装置２０から第１受電装置３１の負荷３４１と第２受電装置３２の負荷３４２とに同時に電力供給を行うことができる。

　ここで、第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスは、第１電力変換回路２３１のスイッチング周波数において第１電力変換回路２３１から負荷３４１側を見た入力インピーダンスが極小付近となるように設定される。

　このように第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスが設定されることで、第１電力変換回路２３１のスイッチング周波数は、第１送電共振回路２４１の共振周波数、および、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１との共鳴周波数に略一致する。

　なお、詳細は後述するが、この共鳴周波数は、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１の結合度（電磁界結合度）によって変化し、固有共鳴周波数ｆｒと同じ場合と、異なる場合がある。このため、入力インピーダンスの最小となる周波数は電磁界結合度によって変化し、この変化に対応して第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスが設定される。

　この際、第１受電共振キャパシタ３１１２のキャパシタンスは、第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスと略同じに設定され、一致することが好ましい。

　これにより、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１とは、第１磁界共鳴結合を形成し、第１電磁界共鳴フィールドを形成する。したがって、ワイヤレス給電システム装置１０は、送電装置２０から第１受電装置３１へ低損失で電力を供給できる。

　また、第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスは、第２電力変換回路２３２のスイッチング周波数において第２電力変換回路２３２から負荷３４２側を見た入力インピーダンスが極小付近となるように設定される。なお、第２電力変換回路２３２のスイッチング周波数は、第１電力変換回路２３１のスイッチング周波数と同じに設定される。

　このように第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスが設定されることで、第２電力変換回路２３２のスイッチング周波数は、第２送電共振回路２４２の共振周波数、および、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１との共鳴周波数に略一致する。

　なお、詳細は後述するが、この共鳴周波数は、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１の結合度（電磁界結合度）によって変化し、固有共鳴周波数ｆｒと同じ場合と、異なる場合がある。このため、入力インピーダンスの最小となる周波数は電磁界結合度によって変化し、この変化に対応して第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスが設定される。

　この際、第２受電共振キャパシタ３１２２のキャパシタンスは、第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスと略同じに設定され、一致することが好ましい。

　これにより、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１とは、第２磁界共鳴結合を形成し、第２電磁界共鳴フィールドを形成する。したがって、ワイヤレス給電システム装置１０は、送電装置２０から第２受電装置３２へ低損失で電力を供給できる。

　このように、ワイヤレス給電システム装置１０は、送電装置２０から第１受電装置３１と第２受電装置３２へ同時に低損失で電力供給することができる。

　この際、ワイヤレス給電システム装置１０は、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１とが第１電磁界共鳴フィールドを形成し、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１とが第２電磁界共鳴フィールドを形成する。

　これにより、ワイヤレス給電システム装置１０は、単純な磁界結合によるワイヤレス給電よりも第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１との距離、および、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１と距離が長くても（送電コイルと受電コイルとが離れていても）、より確実かつ安定して電力供給を実現できる。そして、ワイヤレス給電システム装置１０は、その距離に応じて低損失な電力供給を実現できる。

　このような構成において、ワイヤレス給電システム装置１０は、さらに次に示す位相制御を実行する。

　具体的には、第１スイッチング制御回路２２１と第２スイッチング制御回路２２２は、第１送電コイル２４１１に流す交流電流（第１交流電流）と第２送電コイル２４２１に流す交流電流（第２交流電流）とが逆位相になるように設定する。

　これは、例えば、第１スイッチング制御回路２２１の第１スイッチング制御信号のオン、オフと、第２スイッチング制御回路２２２の第２スイッチング制御信号のオン、オフとを反転させることで設定可能である。また、例えば、ＭＣＵ２１からの送電制御信号に基づいて設定可能である。

　このように、第１交流電流の位相と第２交流電流の位相を逆位相にすることで、次のような作用効果が得られる。

　（送電装置２０側による作用効果）
　図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、あるタイミングでの送電コイルと受電コイルの近傍界での磁界の状態の一例を示す図である。図２（Ａ）は、第１送電電流ｉｔ１と第１受電電流ｉｒ１とが同位相で、かつ、第２送電電流ｉｔ２と第２受電電流ｉｒ２とが同位相の場合を示す。図２（Ｂ）は、第１送電電流ｉｔ１と第１受電電流ｉｒ１ｒｐとが逆位相で、かつ、第２送電電流ｉｔ２と第２受電電流ｉｒ２ｒｐとが逆位相の場合を示す。

　図２（Ａ）に示すように、第１送電コイル２４１１に第１送電電流（第１交流電流）ｉｔ１が流れると、第１送電電流ｉｔ１に応じた第１交流磁界が発生する。第１受電コイル３１１１が第１送電コイル２４１１に近接していると、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１は、第１磁界共鳴結合を形成する。これにより、第１受電コイル３１１１に第１受電電流ｉｒ１が流れ、上述の送電装置２０から第１受電装置３１へのワイヤレス給電が実現される。

　同様に、図２（Ａ）に示すように、第２送電コイル２４２１に第２送電電流（第２交流電流）ｉｔ２が流れると、第２送電電流ｉｔ２に応じた第２交流磁界が発生する。第２受電コイル３１２１が第２送電コイル２４２１に近接していると、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１は、第２磁界共鳴結合を形成する。これにより、第２受電コイル３１２１に第２受電電流ｉｒ２が流れ、上述の送電装置２０から第２受電装置３２へのワイヤレス給電が実現される。

　図２（Ｂ）に示すように、第１送電コイル２４１１に第１送電電流（第１交流電流）ｉｔ１が流れると、第１送電電流ｉｔ１に応じた第１交流磁界が発生する。第１受電コイル３１１１が第１送電コイル２４１１に近接していると、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１は、第１磁界共鳴結合を形成する。これにより、第１受電コイル３１１１に第１受電電流ｉｒ１ｒｐが流れ、上述の送電装置２０から第１受電装置３１へのワイヤレス給電が実現される。

　同様に、図２（Ｂ）に示すように、第２送電コイル２４２１に第２送電電流（第２交流電流）ｉｔ２が流れると、第２送電電流ｉｔ２に応じた第２交流磁界が発生する。第２受電コイル３１２１が第２送電コイル２４２１に近接していると、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１は、第２磁界共鳴結合を形成する。これにより、第２受電コイル３１２１に第２受電電流ｉｒ２ｒｐが流れ、上述の送電装置２０から第２受電装置３２へのワイヤレス給電が実現される。

　ここで、第１送電電流ｉｔ１と第２送電電流ｉｔ２とが逆位相である。このため、第１送電コイル２４１１の発生する磁界と第２送電コイル２４２１の発生する磁界は、逆位相となる。

　したがって、第１送電コイル２４１１から漏洩する第１送電近傍界漏洩磁束と第２送電コイル２４２１から漏洩する第２送電近傍界漏洩磁束は、逆位相となる。この結果、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との近傍界において、第１送電近傍界漏洩磁束と第２送電近傍界漏洩磁束とは、互いに打ち消し合う。これにより、ワイヤレス給電システム装置１０は、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との電磁干渉を大きく抑制できる。

　図３は、２つの送電コイルの遠方界での電磁界の状態の一例を示す図である。

　図３に示すように、第１送電コイル２４１１に流れる第１送電電流（第１交流電流）ｉｔ１と第２送電コイル２４２１に流れる第２送電電流（第２交流電流）ｉｔ２とが逆位相であると、第１送電電流ｉｔ１による第１送電遠方界電磁波の電界と第２送電電流ｉｔ２による第２送電遠方界電磁波と電界とは逆位相になる。さらに、第１送電電流ｉｔ１による第１送電遠方界電磁波の磁界と第２送電電流ｉｔ２による第２送電遠方界電磁波と磁界とは逆位相になる。

　したがって、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との遠方界において、第１送電遠方界電磁波と第２送電遠方界電磁波とは、互いに打ち消し合う。これにより、ワイヤレス給電システム装置１０は、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１からの放射ノイズを抑制できる。

　（受電装置３０側による作用効果）
　（第１送電電流ｉｔ１と第１受電電流ｉｒ１が同位相、第２送電電流ｉｔ２と第２受電電流ｉｒ２が同位相の場合）
　第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１との結合度と第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１の結合度とが同じ場合、第１送電電流ｉｔ１による第１受電電流ｉｒ１と第２送電電流ｉｔ２による第２受電電流ｉｒ２との位相関係は、第１送電電流ｉｔ１と第２送電電流ｉｔ２との位相関係と同じになる。ここで、第１受電電流ｉｒ１は、第１電磁界共鳴フィールドに第１受電コイル３１１１が結合して得られる電流であり、第２受電電流ｉｒ２は、第２電磁界共鳴フィールドに第２受電コイル３１２１が結合して得られる電流である。

　したがって、図２（Ａ）に示すように、第１送電電流ｉｔ１と第２送電電流ｉｔ２が逆位相であれば、第１受電電流ｉｒ１と第２受電電流ｉｒ２とは逆位相になる。

　（第１送電電流ｉｔ１と第１受電電流ｉｒ１ｒｐが逆位相、第２送電電流ｉｔ２と第２受電電流ｉｒ２ｒｐが逆位相の場合）
　第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１との結合度と第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１の結合度とが同じ場合、第１送電電流ｉｔ１による第１受電電流ｉｒ１ｒｐと第２送電電流ｉｔ２による第２受電電流ｉｒ２ｒｐとの位相関係は、第１送電電流ｉｔ１と第２送電電流ｉｔ２との位相関係と同じになる。ここで、第１受電電流ｉｒ１ｒｐは、第１電磁界共鳴フィールドに第１受電コイル３１１１が結合して得られる電流であり、第２受電電流ｉｒ２ｒｐは、第２電磁界共鳴フィールドに第２受電コイル３１２１が結合して得られる電流である。

　したがって、図２（Ｂ）に示すように、第１送電電流ｉｔ１と第２送電電流ｉｔ２が逆位相であれば、第１受電電流ｉｒ１ｒｐと第２受電電流ｉｒ２ｒｐとは逆位相になる。

　このため、第１受電コイル３１１１の発生する磁界と第２受電コイル３１２１の発生する磁界は、逆位相となる。したがって、第１受電コイル３１１１から漏洩する第１受電近傍界漏洩磁束と第２受電コイル３１２１から漏洩する第２受電近傍界漏洩磁束は、逆位相となる。

　この結果、第１受電コイル３１１１と第２受電コイル３１２１との近傍界において、第１受電近傍界漏洩磁束と第２受電近傍界漏洩磁束とは、互いに打ち消し合う。これにより、ワイヤレス給電システム装置１０は、第１受電コイル３１１１と第２受電コイル３１２１との電磁干渉を大きく抑制できる。

　また、第１受電コイル３１１１に流れる第１受電電流ｉｒ１と第２受電コイル３１２１に流れる第２受電電流ｉｒ２とが逆位相であると、第１受電電流ｉｒ１による第１受電遠方界電磁波の電界と第２受電電流ｉｒ２による第２受電遠方界電磁波と電界とは逆位相になる。さらに、第１受電電流による第１受電遠方界電磁波の磁界と第２受電電流による第２受電遠方界電磁波と磁界とは逆位相になる。

　同様に、第１受電コイル３１１１に流れる第１受電電流ｉｒ１ｒｐと第２受電コイル３１２１に流れる第２受電電流ｉｒ２ｒｐとが逆位相であると、第１受電電流ｉｒ１ｒｐによる第１受電遠方界電磁波の電界と第２受電電流ｉｒ２ｒｐによる第２受電遠方界電磁波と電界とは逆位相になる。さらに、第１受電電流による第１受電遠方界電磁波の磁界と第２受電電流による第２受電遠方界電磁波と磁界とは逆位相になる。

　したがって、第１受電コイル３１１１と第２受電コイル３１２１との遠方界において、第１受電遠方界電磁波と第２受電遠方界電磁波とは、互いに打ち消し合う。これにより、ワイヤレス給電システム装置１０は、第１受電コイル３１１１と第２受電コイル３１２１からの放射ノイズを抑制できる。

　（総合的な作用効果の一例）
　以上のように、距離が小さい近傍界では２つの送電コイルは電磁干渉を抑止し、かつ、距離が大きい遠方界では２つの送電コイルは発生させる不要な電磁波を互いに打ち消して不要な電磁波の発生を抑制する。同様に、距離が小さい近傍界では２つの受電コイルは電磁干渉を抑止し、かつ、距離が大きい遠方界では２つの受電コイルは発生させる不要な電磁波を互いに打ち消して不要な電磁波の発生を抑制する。

　したがって、ワイヤレス給電システム装置１０は、２つの送電コイルが発生させる不要な電磁波を互いに打ち消し、かつ、２つの受電コイルが発生させる不要な電磁波を互いに打ち消し、不要な電磁波の発生を抑えることができる。これにより、ワイヤレス給電システム装置１０は、２つの送電コイル間の不所望な電磁干渉、２つの受電コイル間での不所望な電磁干渉、および、２つの送電コイルと２つの受電コイルからの放射ノイズを抑制でき、さらに低損失な電力供給を実現できる。

　なお、本実施形態では、２つの送電コイルと２つの受電コイルによって構成される場合を示したが、送電コイルおよび受電コイルは複数であれば、本実施形態の構成を適用して、同様の作用効果を奏することができる。

　（送電コイルと受電コイルとの距離と共鳴周波数との関係）
　図４（Ａ）は、周波数と入力インピーダンスとの関係の一例を示したグラフである。図４（Ｂ）は、周波数と電圧利得との関係の一例を示したグラフである。図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すｄｘは、送電コイルと受電コイルとの距離を表す。

　電磁界共鳴フィールドを用いた場合、送電コイルと受電コイルとの距離が比較的長くてもワイヤレス給電が可能である。

　一方で、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、送電コイルと受電コイルとの距離が変化すると、共鳴周波数が変化する。例えば、送電コイルと受電コイルとの距離が短くなると、１つの共鳴周波数から２つの共鳴周波数となる。言い換えれば、入力インピーダンスが極小となる周波数は１つから２つに変化する。

　この共鳴周波数が１つの場合の共鳴周波数が、送電コイルと受電コイルとによる固有共鳴周波数ｆｒである。そして、この固有共鳴周波数ｆｒにおいてワイヤレス給電の電圧利得が最も高くなる。

　このため、共鳴周波数が１つの場合、第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスおよび第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスは、固有共鳴周波数ｆｒに基づいて設定する。

　一方、共鳴周波数が２つの場合、２つの共鳴周波数は、固有共鳴周波数ｆｒを基準として、高周波数側と低周波数側とに現れる。

　一方、共鳴周波数が２つの場合、第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスおよび第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスは、低周波数側の共鳴周波数または高周波数側の共鳴周波数に基づいて設定する。

　例えば、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１との距離および第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１との距離が、ｄｘ＝０．２の場合、第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスおよび第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスは、低周波数側の共鳴周波数ｆｒＬＢまたは高周波数側の共鳴周波数ｆｒＨＢに基づいて設定する。また、例えば、ｄｘ＝０．１の場合、第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスおよび第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスは、低周波数側の共鳴周波数ｆｒＬＡまたは高周波数側の共鳴周波数ｆｒＨＡに基づいて設定する。

　このようなキャパシタンスの設定を行うことで、送電コイルと受電コイルとの結合度に応じて最適なキャパシタンスを設定できる。

　この際、低周波数側の共鳴周波数を用いれば、第１送電共振回路２４１および第２送電共振回路２４２を構成するキャパシタンスを大きく設定する。これにより、キャパシタンスのばらつきの影響を抑止できる。

　一方、高周波数側の共鳴周波数を用いれば、第１送電共振回路２４１および第２送電共振回路２４２を構成するキャパシタンスを小さく設定する。これにより、第１送電共振キャパシタ２４１２および第２送電共振キャパシタ２４２２の形状を小型化でき、送電装置２０を小型化できる。また、送電装置２０は、高周波共振現象を利用したソフトスイッチングやゼロ電圧スイッチングでの動作を実現でき、スイッチング損失や電磁干渉ノイズを低減できる。さらに、高周波数側の共鳴周波数を用いることで、送電コイルと受電コイルとの間に電気壁が形成され、不所望な電気的な結合を抑制できる。

　なお、送電コイルと受電コイルとの距離は、例えば、送電装置２０の物理的な形状および受電装置３０の物理的な形状によって規定できる。したがって、送電装置２０の物理的な形状および受電装置３０の物理的な形状によって送電コイルと受電コイルの距離を設定し、この距離に基づいて第１送電共振キャパシタ２４１２のキャパシタンスおよび第２送電共振キャパシタ２４２２のキャパシタンスを設定すればよい。

　（第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離に基づく位相差の調整）
　図５は、第１送電コイルと第２送電コイルとの距離と、結合係数との関係の一例を示すグラフである。図５に示すように、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離が変化すると、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１と結合係数が変化する。

　したがって、送電装置２０は、結合係数の変化（距離の変化）に応じて、第１交流電流と第２交流電流の位相差を調整する。

　より具体的には、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離が長く結合係数が低い（略０）のとき、第１交流電流と第２交流電流との位相差を１８０°（逆位相）とする。そして、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離が短くなるのにしたがって１８０°から０°に近づいていくように、第１交流電流と第２交流電流との位相差を設定する。言い換えれば、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との結合係数が０から１に近づくのにしたがって１８０°から０°に近づいていくように、第１交流電流と第２交流電流との位相差を設定する。

　このような位相差の調整を行うことで、ワイヤレス給電システム装置１０は、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離（結合係数）に応じて、第１交流電流と第２交流電流の位相差を最適値に設定できる。

　これにより、ワイヤレス給電システム装置１０は、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離（結合係数）に応じたより適するワイヤレス給電を実現できる。

　なお、上述の第１交流電流と第２交流電流の周波数は、ＩＳＭバンドの６．７８ＭＨｚ帯域または１３．５６ＭＨｚ帯域であることが好ましい。ＩＳＭバンドを利用することで、医療、産業、科学分野で汎用的に使用するために割り当てられた無線通信の周波数帯を利用できる。

　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置について、図を参照して説明する。図６は、本発明の第２の実施形態係るワイヤレス給電システム装置の等価回路図である。

　図６に示すように、第２の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置は、第１の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置１０に対して、送電装置２０Ａを備える点で異なる。以下では、第２の実施形態に係るワイヤレス給電システムが第１の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置１０と異なる点を説明し、同様の点については説明を省略する。

　送電装置２０Ａは、第１の実施形態に係る送電装置２０に対して、ＭＣＵ２１Ａ、電流検出回路２５１、および、電流検出回路２５２を備える点で異なる。

　電流検出回路２５１は、第１送電コイル２４１１に流れる第１交流電流ｉｔ１Ａの位相の時間変化を検出する。電流検出回路２５１は、第１交流電流ｉｔ１Ａの位相の時間変化をＭＣＵ２１Ａに出力する。

　電流検出回路２５２は、第２送電コイル２４２１に流れる第２交流電流ｉｔ２Ａの位相の時間変化を検出する。電流検出回路２５２は、第２交流電流ｉｔ２Ａの位相の時間変化をＭＣＵ２１Ａに出力する。

　ＭＣＵ２１Ａは、第１交流電流ｉｔ１Ａの位相の時間変化と第２交流電流ｉｔ２Ａの位相の時間変化とに基づいて、第１交流電流ｉｔ１Ａと第２交流電流ｉｔ２Ａの位相差を検出する。

　例えば、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離は、送電装置２０Ａの形状が分かっていれば、既知である。したがって、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離、すなわち、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１と結合係数に最適な位相差も既知である。ＭＣＵ２１Ａは、検出した位相差と最適な位相差とを比較する。ＭＣＵ２１Ａは、最適な位相差になるように送電制御信号を調整し、第１スイッチング制御回路２２１および第２スイッチング制御回路２２２に出力する。

　これにより、送電装置２０Ａは、第１交流電流と第２交流電流との位相差を、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との距離（結合係数）に応じた最適値にフィードバックして設定できる。

　なお、上述の説明では、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との位置関係が固定されている場合を示した。しかしながら、第１送電コイル２４１１と第２送電コイル２４２１との位置関係が変更可能な場合でも、上述の位相差のフィードバック設定を適用できる。

　［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置について、図を参照して説明する。図７は、本発明の第３の実施形態係るワイヤレス給電システム装置の等価回路図である。

　図７に示すように、第３の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置は、第１の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置１０に対して、送電装置２０Ｂを備える点で異なる。以下では、第３の実施形態に係るワイヤレス給電システムが第１の実施形態に係るワイヤレス給電システム装置１０と異なる点を説明し、同様の点については説明を省略する。

　送電装置２０Ｂは、第１の実施形態に係る送電装置２０に対して、ＭＣＵ２１Ｂ、電流検出回路２５１、電流検出回路２５２、第１送電共振キャパシタ２４１２Ｂ、および、第２送電共振キャパシタ２４２２Ｂを備える点で異なる。

　第１送電共振キャパシタ２４１２Ｂ、および、第２送電共振キャパシタ２４２２Ｂは、可変キャパシタで構成される。

　電流検出回路２５１は、第１送電コイル２４１１に流れる第１交流電流ｉｔ１Ｂの電流値を検出する。電流検出回路２５１は、第１交流電流ｉｔ１Ａの電流値をＭＣＵ２１Ｂに出力する。

　電流検出回路２５２は、第２送電コイル２４２１に流れる第２交流電流ｉｔ２Ｂの電流値を検出する。電流検出回路２５２は、第２交流電流ｉｔ２Ｂの電流値をＭＣＵ２１Ｂに出力する。

　ＭＣＵ２１Ｂは、第１交流電流ｉｔ１Ｂの電流値に基づいて、第１電力変換回路２３１から負荷３４１側を視た入力インピーダンスを推定する。ＭＣＵ２１Ｂは、第２交流電流ｉｔ２Ｂの電流値に基づいて、第２電力変換回路２３２から負荷３４２側を視た入力インピーダンスを推定する。

　また、ＭＣＵ２１Ｂは、現時点での第１送電共振キャパシタ２４１２Ｂのキャパシタンスおよび第２送電共振キャパシタ２４２２Ｂのキャパシタンスを記憶している。これにより、ＭＣＵ２１Ｂは、現時点での入力インピーダンスの周波数特性を推定できる。

　ＭＣＵ２１Ｂは、推定した現時点での入力インピーダンスの周波数特性と、電流値に基づいて推定した入力インピーダンスとに基づいて、第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１との距離、および、第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１との距離を推定する。

　ＭＣＵ２１Ｂは、推定した距離に基づいて、入力インピーダンスが極小となる周波数を推定する。ＭＣＵ２１Ｂは、推定した入力インピーダンスが極小となる周波数が共鳴周波数と略同じになるように、第１送電共振キャパシタ２４１２Ｂのキャパシタンスおよび第２送電共振キャパシタ２４２２Ｂのキャパシタンスを調整する。

　これにより、送電装置２０Ｂは、第１送電共振キャパシタ２４１２Ｂのキャパシタンスを第１送電コイル２４１１と第１受電コイル３１１１との距離に応じた最適値にフィードバックして設定できる。また、送電装置２０Ｂは、第２送電共振キャパシタ２４２２Ｂのキャパシタンスを第２送電コイル２４２１と第２受電コイル３１２１との距離に応じた最適値にフィードバックして設定できる。

　＜１＞　第１送電コイルと第２送電コイルとを備えるワイヤレス送電装置であって、
　前記第１送電コイルと第１送電共振キャパシタとを用いて構成される第１送電共振回路と、
　　前記第２送電コイルと第２送電共振キャパシタとを用いて構成される第２送電共振回路と、
　　入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して前記第１送電コイルに流す第１電力変換回路と、
　　前記入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して前記第２送電コイルに流す第２電力変換回路と、
　　前記第１電力変換回路のスイッチング動作を制御する第１スイッチング制御回路と、
　　前記第２電力変換回路のスイッチング動作を制御する第２スイッチング制御回路と、
　を備え、
　前記第１スイッチング制御回路と前記第２スイッチング制御回路は、前記第１送電コイルに流す第１交流電流の位相と前記第２送電コイルに流す第２交流電流の位相とが逆位相になるように送電制御を行い、
　前記第１送電共振キャパシタおよび前記第２送電共振キャパシタは、スイッチング周波数において、前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルからワイヤレス送電装置が電力を供給する負荷側を見た入力インピーダンスが極小付近となるようにそれぞれキャパシタンス値を設定し、
　前記第１送電コイルによる第１電磁界共鳴フィールドと、前記第２送電コイルによる第２電磁界共鳴フィールドとを個別に形成し、
　前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルに対して距離が小さい近傍界においては前記第１送電コイルと第２送電コイルの電磁干渉を抑止するように距離を設けて配置し、
　前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルに対して距離が大きい遠方界においては前記第１送電コイルが発生させる電磁波と前記第２送電コイルが発生させる電磁界を互いに打ち消す、ワイヤレス送電装置。

　＜２＞　前記第１スイッチング制御回路と前記第２スイッチング制御回路で制御する位相を設定する送電制御回路を備え、
　前記送電制御回路は、
　前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとの結合係数が０のときに逆位相に設定し、
　前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとの結合係数が０より大きく１以下のときに、前記結合係数の大きさに応じて逆位相に対する位相差の大きさを設定する、＜１＞に記載のワイヤレス送電装置。

　＜３＞　前記送電制御回路は、
　前記結合係数が０から１に近づくのにしたがって、前記位相差を１８０°から０°に近づくように設定する、＜２＞に記載のワイヤレス送電装置。

　＜４＞　前記結合係数を設定する結合係数設定回路を備え、
　前記送電制御回路は、前記結合係数設定回路で設定した前記結合係数に基づいて、前記位相差を設定する、＜２＞または＜３＞に記載のワイヤレス送電装置。

　＜５＞　前記入力インピーダンスは、前記第１電磁界共鳴フィールドおよび前記第２電磁界共鳴フィールドを形成するスイッチング周波数において極小値を有する特性を有し、
　前記第１送電共振キャパシタのキャパシタンスおよび前記第２送電共振キャパシタのキャパシタンスは、前記入力インピーダンスの前記極小値の低域側において動作するキャパシタンスに設定する、＜１＞乃至＜４＞のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。

　＜６＞　前記入力インピーダンスは、前記第１電磁界共鳴フィールドおよび前記第２電磁界共鳴フィールドを形成するスイッチング周波数において極小値を有する特性を有し、
　前記第１送電共振キャパシタのキャパシタンスおよび前記第２送電共振キャパシタのキャパシタンスは、前記入力インピーダンスの前記極小値の高域側において動作するキャパシタンスに設定する、＜１＞乃至＜４＞のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。

　＜７＞　前記第１送電コイルの大きさと前記第２送電コイルの大きさは同じである、＜１＞乃至＜６＞のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。

　＜８＞　スイッチング周波数は、ＩＳＭバンドの６．７８ＭＨｚ帯域または１３．５６ＭＨｚ帯域とし、前記第１送電コイルに流れる交流電流の周波数を６．７８ＭＨｚ帯域または１３．５６ＭＨｚ帯域とする、＜１＞乃至＜７＞のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。

１０：ワイヤレス給電システム装置
２０、２０Ａ、２０Ｂ：送電装置
２１、２１Ａ、２１Ｂ：ＭＣＵ
２２１：第１スイッチング制御回路
２２２：第２スイッチング制御回路
２３１：第１電力変換回路
２３２：第２電力変換回路
２４１：第１送電共振回路
２４２：第２送電共振回路
２５１、２５２：電流検出回路
２４１１：第１送電コイル
２４１２、２４１２Ｂ：第１送電共振キャパシタ
２４２１：第２送電コイル
２４２２、２４２２Ｂ：第２送電共振キャパシタ
３０：受電装置
３１：第１受電装置
３２：第２受電装置
３２１：第１受電整流回路
３２２：第２受電整流回路
３３１：第１受電平滑回路
３３２：第２受電平滑回路
３４１、３４２：負荷
３１１１：第１受電コイル
３１２１：第２受電コイル
３１１２：第１受電共振キャパシタ
３１２２：第２受電共振キャパシタ
Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ：スイッチング素子

Claims

　第１送電コイルと第２送電コイルとを備えるワイヤレス送電装置であって、
　前記第１送電コイルと第１送電共振キャパシタとを用いて構成される第１送電共振回路と、
　　前記第２送電コイルと第２送電共振キャパシタとを用いて構成される第２送電共振回路と、
　　入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して前記第１送電コイルに流す第１電力変換回路と、
　　前記入力直流電圧をスイッチング動作により交流電流に変換して前記第２送電コイルに流す第２電力変換回路と、
　　前記第１電力変換回路のスイッチング動作を制御する第１スイッチング制御回路と、
　　前記第２電力変換回路のスイッチング動作を制御する第２スイッチング制御回路と、
　を備え、
　前記第１スイッチング制御回路と前記第２スイッチング制御回路は、前記第１送電コイルに流す第１交流電流の位相と前記第２送電コイルに流す第２交流電流の位相とが逆位相になるように送電制御を行い、
　前記第１送電共振キャパシタおよび前記第２送電共振キャパシタは、スイッチング周波数において、前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルからワイヤレス送電装置が電力を供給する負荷側を見た入力インピーダンスが極小付近となるようにそれぞれキャパシタンス値を設定し、
　前記第１送電コイルによる第１電磁界共鳴フィールドと、前記第２送電コイルによる第２電磁界共鳴フィールドとを個別に形成し、
　前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルに対して距離が小さい近傍界においては前記第１送電コイルと第２送電コイルの電磁干渉を抑止するように距離を設けて配置し、
　前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルに対して距離が大きい遠方界においては前記第１送電コイルが発生させる電磁波と前記第２送電コイルが発生させる電磁界を互いに打ち消す、
　ワイヤレス送電装置。
　前記第１スイッチング制御回路と前記第２スイッチング制御回路で制御する位相を設定する送電制御回路を備え、
　前記送電制御回路は、
　前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとの結合係数が０のときに逆位相に設定し、
　前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとの結合係数が０より大きく１以下のときに、前記結合係数の大きさに応じて逆位相に対する位相差の大きさを設定する、
　請求項１に記載のワイヤレス送電装置。
　前記送電制御回路は、
　前記結合係数が０から１に近づくのにしたがって、前記位相差を１８０°から０°に近づくように設定する、
　請求項２に記載のワイヤレス送電装置。
　前記結合係数を設定する結合係数設定回路を備え、
　前記送電制御回路は、前記結合係数設定回路で設定した前記結合係数に基づいて、前記位相差を設定する、
　請求項２または請求項３に記載のワイヤレス送電装置。
　前記入力インピーダンスは、前記第１電磁界共鳴フィールドおよび前記第２電磁界共鳴フィールドを形成するスイッチング周波数において極小値を有する特性を有し、
　前記第１送電共振キャパシタのキャパシタンスおよび前記第２送電共振キャパシタのキャパシタンスは、前記入力インピーダンスの前記極小値の低域側において動作するキャパシタンスに設定する、
　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。
　前記入力インピーダンスは、前記第１電磁界共鳴フィールドおよび前記第２電磁界共鳴フィールドを形成するスイッチング周波数において極小値を有する特性を有し、
　前記第１送電共振キャパシタのキャパシタンスおよび前記第２送電共振キャパシタのキャパシタンスは、前記入力インピーダンスの前記極小値の高域側において動作するキャパシタンスに設定する、
　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。
　前記第１送電コイルの大きさと前記第２送電コイルの大きさは同じである、
　請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。
　スイッチング周波数は、ＩＳＭバンドの６．７８ＭＨｚ帯域または１３．５６ＭＨｚ帯域とし、前記第１送電コイルに流れる交流電流の周波数を６．７８ＭＨｚ帯域または１３．５６ＭＨｚ帯域とする、
　請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。