JP2017005992A - 電力伝送装置、及び、受電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる充電電力の受電装置へ同時に充電する非接触型の電力伝送装置を提供する。【解決手段】電力伝送装置は、交流電源から電力を受電する送電系コイルと、前記送電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電系コイルから電磁誘導により電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電系コイルと、２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有する第１ブリッジ回路と、送電系コイルに供給される電圧の第１位相と、受電系コイルに流れる電流の第２位相とを検出する第１位相検出部と、第１位相検出部によって検出される第１位相と第２位相との位相差が第１目標値となるように、第１ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、受電系コイルの共振周波数を可変する第１共振周波数制御部とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、電力伝送装置、及び、受電装置に関する。

従来より、無線で電力を伝送する、所謂無線電力伝送またはワイヤレス電力供給（ＷＰＳ：Wireless Power Supply ) においては、空間的に離れた２点間でケーブルを用いることなく電力（エネルギ）の送受電を行なう。無線電力伝送には、電磁誘導を用いる方式と電波を用いる方式の２つの方式がある。また、磁界共鳴（磁場共鳴、磁気共鳴、磁界共鳴モードともいう）を用いる方式も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、複数のセンシング装置に対して同時かつ均等に充電する充電システムが開示されている。この充電システムによれば、電磁波を受信して電磁波のエネルギーから得られる電力を充電する複数のセンシング装置と、液体を凹部に収容する筐体部と、凹部内に電磁波を放射する電波放射部と、凹部に収容された液体を凹部内で攪拌する攪拌部と、を備えている。それぞれのセンシング装置は、凹部に収容された液体に混入され、攪拌部の攪拌に応じて凹部内を移動しつつ、電波放射部から放射される電磁波を受けることで得られる電力を充電する（例えば、特許文献２参照）。

また、電波を受信して電池を充電する充電回路を設け、遠くまで送信できる電力を得て、長期間の使用にも耐える探索システム用発信機が開示されている。この探索システム用発信機によれば、電磁波を受信するアンテナと、受信した電磁波の電気エネルギを蓄電池に充電する充電回路と、呼び出し信号を受信する受信機と、蓄電池により駆動される送信機と、記憶装置と、を備えている。記憶装置は、装置の所持者を識別するための所持者識別情報を記憶している。また、受信機が所持者識別情報を含む呼び出し信号を受信し、蓄電池が充電されたときに送信機を起動して、記憶装置に記憶させた所持者識別情報を含む信号を送信機に送信させる（例えば、特許文献３参照）。

国際公開第ＷＯ９８／３４３１９号 特開２００９−２５３９９７号公報 特開２００５−２２９１５０号公報

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、異なる充電電力の受電装置へ同時に充電する非接触型の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の電力伝送装置は、交流電源から電力を受電する送電系コイルと、
前記送電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電系コイルから電磁誘導により電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電系コイルと、前記２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有する第１ブリッジ回路と、前記送電系コイルに供給される電圧の第１位相と、前記受電系コイルに流れる電流の第２位相とを検出する第１位相検出部と、前記第１位相検出部によって検出される前記第１位相と前記第２位相との位相差が第１目標値となるように、前記第１ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電系コイルの共振周波数を可変する第１共振周波数制御部とを含む。

異なる充電電力の受電装置へ同時に充電する非接触型の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置を提供することができる。

磁界共鳴型の電力伝送方法を示す図である。 磁界共鳴型の電力伝送システムの概要を示す図である。 実施の形態１の電力伝送システムの制御部の構成の例を示す図である。 ブリッジ型平衡回路１６０の回路構成を示す図である。 実施の形態１のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。 実施の形態１のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。 実施の形態１のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。 共振周波数制御における電流および位相の状態を示す図である。 共振周波数制御における電流および位相の状態を示す図である。 双峰特性が現れた場合の電流および位相の状態を示す図である。 双峰特性が現れた場合の共振周波数制御における電流および位相の状態を示す図である。 双峰特性に対応した共振周波数制御を行った場合の伝送電力の変化の例を示す図である。 電力伝送システムの周波数依存性を示す図である。 コイルの共振周波数をスイープする方法を説明する図である。 共振周波数制御と双峰共振制御とを切り替える構成の例を示す図である。 共振周波数制御の概略の処理手順を示すフローチャートである。 共振周波数制御の概略の処理手順を示すフローチャートである。 強結合系の非接触型の送電装置と受電装置を備える機器を有するシステムの一実施例を示す図である。 送電装置のハードウェアの一実施例を示す図である。 受電装置を備える機器のハードウェアの一実施例を示す図である。 受電部３５の回路構成を示す図である。 実施の形態２のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。 実施の形態２のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。 実施の形態２のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。 送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 充電情報と受電情報と効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。 組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。 磁界共鳴と電界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。 磁界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。 シミュレーション結果の一例を示す図である。 送電周波数と受電部のＱ値との関係の一例を示す図である。 機器の動作の一実施例を示すフロー図である。 Ｑ値可変情報のデータ構造の一実施例を示す図である。 実施の形態２の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。 実施の形態３の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。 主体となる機器の動作の一実施例を示すフロー図である。 主体となる機器の動作の一実施例を示すフロー図である。 主体以外の機器の動作の一実施例を示すフロー図である。 実施の形態３の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 実施の形態４の送電装置、受電装置および外部装置を有するシステムの一実施例を示す図である。 外部装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 外部装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 実施の形態４における機器の動作の一実施例を示すフロー図である。 実施の形態４の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 送電共振コイルと受電共振コイルの位置関係を示す図である。 送電共振コイルと受電共振コイルの位置関係を示す図である。 実施の形態５の主体となる制御部の一実施例を示す図である。 状態−効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。 実施の形態５の組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。 実施の形態５の主体となる制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。

以下、本発明の異なる充電電力の受電装置へ同時に充電する非接触型の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置を適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
実施の形態１は、磁界共鳴型電力伝送システムにおいて、コイルの共振周波数を高速にかつ正確にリアルタイムで調整できるようにすることを目的とする。

本発明が適用される磁界共鳴型電力伝送システムを説明する。

磁界共鳴を用いた方式（磁界共鳴型）では、電波を用いた方式と比べて大電力の伝送が可能であり、電磁誘導方式と比べて伝送距離を長くすることができまたは送受電用のコイルを小さくできる、というメリットがある。

磁界共鳴を用いた方式では、送電系コイルおよび受電系コイルの共振周波数を互いに同じ値に設定しておき、その近傍の周波数で電力伝送を行うことによって、高い効率でエネルギの伝送を行うことが可能になる。

磁界共鳴型電力伝送システムにおいて電力伝送の効率を高めるために、１次コイル側の発振信号の周波数に比して高い周波数を２次コイル側の共振周波数としたものがある（特許文献１）。これによると、キヤパシタンスを小さくし、１次コイルと２次コイルとの結合係数を見かけ上高くすることができるとのことである。

コイル同士の結合度を高めることによって、電力伝送の効率をある程度高めることが可能である。

また、電力伝送の効率を高めるために、各コイルの共振ピークができるだけ鋭くなるようにすることが考えられる。そのためには、例えば各コイルのＱ値が高くなるように設計すればよい。

しかし、Ｑ値を高くした場合には、両コイルの共振周波数のズレに対する感度が高くなってしまうという問題、つまり両コイルの共振周波数のズレによる電力伝送の効率の低下への影響が大きくなってしまうという問題がある。

例えば、温度などの環境要因の変化、人や金属などの導体または磁性体が近づくことによるインダクタンスや容量の変化などによって、コイルの共振周波数が変化してしまう。また、製造時におけるバラツキによる共振周波数のズレもある。

そのため、Ｑ値が高い磁界共鳴型電力伝送システムにおいては、その最大限のメリットを生かすためには、コイルの共振周波数を環境変動などに対応して調整する仕組みが必要である。

コイルの共振周波数を目標周波数に合わせるためには、コイルのＬ（インダクタンス）またはコンデンサのＣ（容量）を調整する必要がある。

以下に述べる実施の形態１の電力伝送システム（電力伝送装置）１では、交流電源の電圧（ドライブ電圧）とコイルに流れる電流との位相差Δφを基に、コイル（共振回路）のＬまたはＣに対してリアルタイムの共振周波数制御を行う。

また、送電系コイルと受電系コイルとの結合が大きくなって双峰特性（スプリット）が現れたときに、電力伝送の効率の低下を抑えるため、ピーク（スプリットピーク）が交流電源の周波数において現れるように、送電系コイルまたは受電系コイルの共振周波数をシフトさせる。この場合の共振周波数制御を、双峰特性が現れていない場合の共振周波数制御と区別するため、「双峰共振制御」ということがある。

また、「双峰共振制御」を含まない場合の共振周波数制御を「通常の共振周波数制御」と記載することがある。単に「共振周波数制御」と記載したときは原則として「双峰共振制御」を含む。

図１および図２において、電力伝送システム１００は、送電系コイルＳＣ、受電系コイルＪＣ、交流電源１１、送電側制御部１４、負荷となるデバイス２１、および受電側制御部２４を備える。

図２において、送電系コイルＳＣは、電力供給コイル１２および送電共振コイル１３を
備える。電力供給コイル１２は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に複数
回巻かれたものであり、その両端に交流電源１１による交流電圧（高周波電圧）が印加さ
れる。

送電共振コイル１３は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に巻かれたコイル１３１と、コイル１３１の両端に接続されたコンデンサ１３２とからなり、それらによる共振回路を形成する。共振周波数ｆ0 は次の（１）式で示される。

なお、Ｌはコイル１３１のインダクタンス、Ｃはコンデンサ１３２の静電容量である。

送電共振コイル１３のコイル１３１は、例えばワンターンコイルである。コンデンサ１３２として、種々の形式のコンデンサが用いられるが、できるだけ損失が少なく十分な耐圧を有するものが好ましい。実施の形態１では、共振周波数を可変するために、コンデンサ１３２として可変コンデンサが用いられる。可変コンデンサとして、例えばＭＥＭＳ技術を用いて製作された可変容量デバイスが用いられる。半導体を用いた可変容量デバイス（バラクタ）でもよい。

電力供給コイル１２と送電共振コイル１３とは、電磁的に互いに密に結合するように配置される。例えば、同一平面上にかつ同心上に配置される。つまり、例えば、送電共振コイル１３の内周側に電力供給コイル１２が嵌まり込んだ状態で配置される。または、同軸上で適当な距離をあけて配置してもよい。

この状態で、交流電源１１から電力供給コイル１２に交流電圧が供給されたときに、電力供給コイル１２に生じた交番磁界による電磁誘導によって送電共振コイル１３に共振電流が流れる。つまり、電磁誘導によって、電力供給コイル１２から送電共振コイル１３に電力が供給される。

受電系コイルＪＣは、受電共振コイル２２および電力取出コイル２３を備える。受電共振コイル２２は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に巻かれたコイル２２１と、コイル２２１の両端に接続されたコンデンサ２２２とからなる。受電共振コイル２２の共振周波数ｆ0 は、コイル２２１のインダクタンスおよびコンデンサ２２２の静電容量に基づいて上の（１）式で示される。

受電共振コイル２２のコイル２２１は、例えばワンターンコイルである。コンデンサ２２２として、上に述べたように種々の形式のコンデンサが用いられる。実施の形態１では、共振周波数を可変するために、コンデンサ２２２として可変コンデンサが用いられる。可変コンデンサとして、例えばＭＥＭＳ技術を用いて製作された可変容量デバイスが用いられる。半導体を用いた可変容量デバイス（バラクタ）でもよい。

電力取出コイル２３は、銅線またはアルミニウム線などの金属線が円周状に複数回巻かれたものであり、その両端に負荷であるデバイス２１が接続される。

受電共振コイル２２と電力取出コイル２３とは、電磁的に互いに密に結合するように配置される。例えば、同一平面上にかつ同心上に配置される。つまり、例えば、受電共振コイル２２の内周側に電力取出コイル２３が嵌まり込んだ状態で配置される。または、同軸上で適当な距離をあけて配置してもよい。

この状態で、受電共振コイル２２に共振電流が流れると、それによって発生した交番磁界による電磁誘導によって電力取出コイル２３に電流が流れる。つまり、電磁誘導によって、受電共振コイル２２から電力取出コイル２３に電力が送られる。

送電系コイルＳＣと受電系コイルＪＣとは、磁界共鳴によって無線で電力を伝送するため、図２に示されるように、コイル面が互いに平行になるように、かつコイル軸心が互いに一致するかまたは余りずれないように、互いに適当な距離の範囲内に配置される。例えば、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２の直径が１００ｍｍ程度の場合に、数百ｍｍ程度の距離の範囲内に配置される。

図２に示す電力伝送システム１００において、コイル軸心ＫＳに沿う方向が磁界ＫＫの主な放射方向であり、送電系コイルＳＣから受電系コイルＪＣに向かう方向が送電方向ＳＨである。

ここで、送電共振コイル１３の共振周波数ｆｓと受電共振コイル２２の共振周波数ｆｊとが、ともに交流電源１１の周波数ｆｄと一致しているときは、最大の電力が伝送される。しかし、もし、それらの共振周波数ｆｓ，ｆｊが互いにズレたり、それらと交流電源１１の周波数ｆｄとがズレたりすると、伝送される電力は低下し、効率が低下する。

すなわち、図１３において、横軸は交流電源１１の周波数ｆｄ〔ＭＨｚ〕であり、縦軸は伝送される電力の大きさ〔ｄＢ〕である。曲線ＣＶ１は、送電共振コイル１３の共振周波数ｆｓと受電共振コイル２２の共振周波数ｆｊとが一致している場合を示す。この場合に、図１３によると、その共振周波数ｆｓ，ｆｊは１３．５６ＭＨｚである。

また、曲線ＣＶ２，ＣＶ３は、受電共振コイル２２の共振周波数ｆｊが送電共振コイル１３の共振周波数ｆｓに対して、５パーセント、１０パーセント、それぞれ高い場合を示す。

図１３において、交流電源１１の周波数ｆｄが１３．５６ＭＨｚであるときに、曲線ＣＶ１では最高の電力が伝送されるが、曲線ＣＶ２，ＣＶ３では順次低下している。また、交流電源１１の周波数ｆｄが１３．５６ＭＨｚからシフトしたとき、上側に僅かにシフトしたときを除いて、曲線ＣＶ１〜ＣＶ３のいずれにおいても伝送される電力が低下している。

したがって、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２の共振周波数ｆｓ，ｆｊを、交流電源１１の周波数ｆｄに極力一致させる必要がある。

図１４において、横軸は周波数〔ＭＨｚ〕であり、縦軸はコイルに流れる電流の大きさ〔ｄＢ〕である。曲線ＣＶ４は、コイルの共振周波数が交流電源１１の周波数ｆｄに一致している場合を示す。この場合に、図１４によると、その共振周波数は１０ＭＨｚである。

また、曲線ＣＶ５，ＣＶ６は、コイルの共振周波数が、交流電源１１の周波数ｆｄに対して、高くなった場合または低くなった場合を示す。

図１４において、曲線ＣＶ４では最大の電流が流れるが、曲線ＣＶ５，ＣＶ６ではいずれも電流が低下している。なお、コイルのＱ値が高い場合には、共振周波数のズレによる
電流または伝送電力の低下への影響が大きい。

そこで、実施の形態１の電力伝送システム１００では、送電側制御部１４および受電側制御部２４により、交流電源１１の位相φｖｓ、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２に流れる電流の位相φｉｓ，φｉｊを用いて、共振周波数制御を行う。

ここで、送電側制御部１４は、送電系コイルＳＣに供給される電圧Ｖｓの位相φｖｓおよび送電系コイルＳＣに流れる電流Ｉｓの位相φｉｓを検出し、それらの位相差Δφｓが所定の目標値φｍｓとなるように、送電系コイルＳＣの共振周波数ｆｓを可変する。目標値φｍｓを表すデータは、後述する制御部１５２の内部メモリに格納される。

すなわち、送電側制御部１４は、電流検出センサＳＥ１、位相検出部１４１，１４２、および位相送信部１４５を有する。

電流検出センサＳＥ１は、送電共振コイル１３に流れる電流Ｉｓを検出する。電流検出センサＳＥ１として、ホール素子、磁気抵抗素子、または検出コイルなどを用いることが可能である。電流検出センサＳＥ１は、例えば電流Ｉｓの波形に応じた電圧信号を出力する。

位相検出部１４１は、電力供給コイル１２に供給される電圧Ｖｓの位相φｖｓを検出する。位相検出部１４１は、例えば、電圧Ｖｓの波形に応じた電圧信号を出力する。この場合に、電圧Ｖｓをそのまま出力してもよく、または適当な抵抗によって分圧して出力してもよい。したがって、位相検出部１４１は、単なる電線により、または１つまたは複数の抵抗器によって構成することも可能である。

位相検出部１４２は、電流検出センサＳＥ１からの出力に基づいて、送電共振コイル１３に流れる電流Ｉｓの位相φｉｓを検出する。位相検出部１４２は、例えば、電流Ｉｓの波形に応じた電圧信号を出力する。この場合には、位相検出部１４２は、電流検出センサＳＥ１の出力をそのまま出力してもよい。したがって、電流検出センサＳＥ１が位相検出部１４２を兼ねるようにすることも可能である。

位相送信部１４５は、電力供給コイル１２に供給される電圧Ｖｓの位相φｖｓについての情報を、受電側制御部２４に対して例えば無線で送信する。位相送信部１４５は、例えば、電圧Ｖｓの波形に応じた電圧信号を、アナログ信号としてまたはデジタル信号として送信する。その場合に、Ｓ／Ｎ比を向上させるために、電圧Ｖｓの波形に応じた電圧信号を整数倍に逓倍して送信してもよい。

受電側制御部２４は、送電系コイルＳＣに供給される電圧ＶＳの位相φｖｓおよび受電系コイルＪＣに流れる電流ＩＪの位相φｉｊを検出し、それらの位相差Δφｊが所定の目標値φｍｊとなるように、受電系コイルＪＣの共振周波数ｆｊを可変する。

すなわち、受電側制御部２４は、電流検出センサＳＥ２、位相受信部２４１、位相検出部２４２を有する。

電流検出センサＳＥ２は、受電共振コイル２２に流れる電流Ｉｊを検出する。電流検出センサＳＥ２として、ホール素子、磁気抵抗素子、または検出コイルなどを用いることが可能である。電流検出センサＳＥ２は、例えば電流Ｉｊの波形に応じた電圧信号を出力する。

位相受信部２４１は、位相送信部１４５から送信された位相φｖｓについての情報を受信し、その情報を出力する。位相送信部１４５において電圧信号を逓倍した場合には、位相受信部２４１において元に戻すために分周を行う。位相受信部２４１は、例えば、電圧Ｖｓに応じた電圧信号を出力する。

位相検出部２４２は、電流検出センサＳＥ２からの出力に基づいて、受電共振コイル２２に流れる電流Ｉｊの位相φｉｊを検出する。位相検出部２４２は、例えば、電流Ｉｊの波形に応じた電圧信号を出力する。この場合には、位相検出部２４２は、電流検出センサＳＥ２の出力をそのまま出力してもよい。したがって、電流検出センサＳＥ２が位相検出部２４２を兼ねるようにすることも可能である。

以下において、図３を用いてさらに詳しく説明する。なお、図３において、図２に示した要素と同じ機能を有する要素には、同じ符号を付して説明を省略しまたは簡略化することがある。

図３において、電力伝送システム（電力伝送装置）１Ｂは、送電装置３および受電装置
４を有する。

送電装置３は、交流電源１１、電力供給コイル１２および送電共振コイル１３からなる送電系コイルＳＣ、および共振周波数制御部ＣＴｓなどを備える。

受電装置４は、受電共振コイル２２および電力取出コイル２３からなる受電系コイルＪＣ、および共振周波数制御部ＣＴｊなどを備える。

送電側の共振周波数制御部ＣＴｓは、位相比較部１５１、制御部１５２、及びブリッジ型平衡回路１６０を備える。位相比較部１５１は、位相検出部又は第２位相検出部の一例である。制御部１５２は、共振周波数制御部又は第２共振周波数制御部の一例である。ブリッジ型平衡回路１６０は、ブリッジ回路又は第２ブリッジ回路の一例である。

位相比較部１５１は、電流検出センサＳＥ１で検出された電流Ｉｓの位相φｉｓと、交流電源１１の電圧Ｖｓの位相φｖｓとを比較し、それらの差である位相差Δφｓを出力する。

制御部１５２は、位相差Δφｓの目標値φｍｓを設定して記憶する。したがって、制御部１５２には目標値φｍｓを記憶するための内部メモリが設けられる。目標値φｍｓとして、後で述べるように、例えば、「−π」、または「−πに適当な補正値ａを加えた値」などが設定される。

なお、目標値φｍｓの設定は、予め記憶された１つまたは複数のデータの中から選択することにより行ってもよく、またＣＰＵやキーボードなどからの指令によって行われるようにしてもよい。

制御部１５２は、位相比較部１５１の出力する位相差Δφｓと、ブリッジ型平衡回路１６０から入力されるゲート信号Ｇａｔｅとに基づき、位相差が目標値φｍｓになるように、ブリッジ型平衡回路１６０に含まれる４つのスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を駆動するための駆動信号を生成し、出力する。なお、目標値φｍｓは、目標となる位相差Δφｓに対して正負が逆になるように設定されるので、位相差Δφｓと目標値φｍｓとの絶対値が一致したときに、位相差Δφｓと目標値φｍｓとの和は０となる。

ブリッジ型平衡回路１６０は、制御部１５２から入力される制御信号に基づき、位相比較部１５１の出力する位相差が目標値φｍｓになるように、コイル１３１の共振周波数をずらす。なお、ブリッジ型平衡回路１６０の回路構成と動作については、図４乃至図７を用いて後述する。

受電側の共振周波数制御部ＣＴｊは、目標値設定部２４３、位相比較部２５１、制御部２５２、及びブリッジ型平衡回路２６０を備える。ブリッジ型平衡回路２６０は、第１ブリッジ回路の一例である。位相比較部２５１は、第１位相検出部の一例である。制御部２５２は、第１共振周波数制御部の一例である。

制御部２５２は、位相差Δφｊの目標値φｍｊを設定して記憶する。目標値φｍｊとして、後で述べるように、例えば、送電側制御部１４における目標値φｍｓに「−π／２」を加算した値が設定される。つまり目標値φｍｊとして、「−３π／２」が設定される。または、それに適当な補正値ｂを加えた値などが設定される。なお、目標値φｍｊの設定方法などについては、目標値φｍｓの場合と同様である。

受電側の共振周波数制御部ＣＴｊの各部の構成および動作は、上に述べた送電側の共振周波数制御部ＣＴｓの各部の構成および動作と同様である。

なお、電力伝送システム１００、１００Ｂにおける送電側制御部１４、受電側制御部２４、共振周波数制御部ＣＴｓ，ＣＴｊなどは、ソフトウエアまたはハードウエアにより、またはそれらの組み合わせにより、実現することが可能である。例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのメモリ、その他の周辺素子などよりなるコンピュータを用い、適当なコンピュータプログラムをＣＰＵに実行させてもよい。その場合に、適当なハードウエア回路を併用すればよい。

図４は、ブリッジ型平衡回路１６０の回路構成を示す図である。

ブリッジ型平衡回路１６０は、端子１６１、１６２、コンパレータ１６３、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、抵抗器Ｒ２、Ｒ３、及びコンデンサＣ３を含む。

スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、Ｈブリッジ型に接続されており、スイッチＳＷ１とＳＷ２の中点をノードＮ１、スイッチＳＷ３とＳＷ４の中点をＮ２とする。また、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３は、端子１６１に接続されており、スイッチＳＷ２とＳＷ４は、端子１６２に接続されている。

ノードＮ１には抵抗器Ｒ２を介して、抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３の一端が接続されている。抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３は互いに並列に接続されている。なお、抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３の他端は接地されている。

スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、制御部１５２から入力される制御信号によってオン／オフが制御される。

端子１６１は、コンデンサ１３２の一端（図４中の右側の端子）に接続されている。コンデンサ１３２の他端（図４中の左側の端子）は、コイル１３１の一端（図４中の上側の端子）接続されている。端子１６２は、コイル１３１の他端（図４中の下側の端子）に接続されている。

コンパレータ１６３は、非反転入力端子が端子１６２と、スイッチＳＷ２及びＳＷ４との間に接続されており、反転入力端子が接地されている。コンパレータ１６３の非反転入力端子には、コイル１３１に流れるコイル電流ＩＣＯＩＬを表す電圧値が入力される。

また、コンパレータ１６３の出力端子は制御部１５２に接続されており、コンパレータ１６３は、非反転入力端子に入力される。コンパレータ１６３は、コイル電流ＩＣＯＩＬを表す電圧値と、接地電位との比較結果を表すゲート信号Ｇａｔｅを制御部１５２に入力する。

このようなブリッジ型平衡回路１６０は、制御部１５２からスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４に入力される制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のディーティ比が５０％で、かつ、制御信号ＳＷ１及びＳＷ４と制御信号ＳＷ２及びＳＷ３との位相差が、１８０度である場合に、位相比較部１５１の出力が零になるように、制御を行う。

ただし、本実施の形態では、ブリッジ型平衡回路１６０の平衡動作点をずらすことにより、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように、コイル１３１の共振周波数をずらす。

なお、図４には、ブリッジ型平衡回路１６０の回路構成を示すが、ブリッジ型平衡回路２６０（図２及び図３参照）の回路構成も同様である。ブリッジ型平衡回路２６０の場合は、コンデンサ１３１とコイル１３２の代わりに、コンデンサ２２２とコイル２２が接続され、制御部２５２から出力される制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４によって、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４が駆動される。このため、ここでは、ブリッジ型平衡回路２６０の回路構成の図面は省略する。

図５乃至図７は、本実施の形態のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。

図５には、ゲート信号Ｇａｔｅと制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４を示す。図５に示すゲート信号Ｇａｔｅは、コイル１３１に流れる所定の共振周波数のコイル電流ＩＣＯＩＬの正弦波形をＨレベル（'１'）とＬレベル（'０'）に２値化した信号レベルを有する。このため、ゲート信号Ｇａｔｅは、デューティ比が５０％の信号でなる。

制御部１５２は、位相シフタ（Phase Shifter）回路を含んでおり、Ｇａｔｅ信号の位相を９０度遅延させた制御信号ＳＷ２及びＳＷ３と、制御信号ＳＷ２及びＳＷ３をそれぞれ反転させた制御信号ＳＷ１及びＳＷ４とを出力する。

図５に示す制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４は、ゲート信号Ｇａｔｅと同様にディーティ比が５０％で、かつ、制御信号ＳＷ１及びＳＷ４と制御信号ＳＷ２及びＳＷ３との位相差が、１８０度の場合のものである。これは、位相比較部１５１の出力が零になるように、制御が行われている場合の制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４を表している。

ブリッジ型平衡回路１６０は、制御信号ＳＷ１及びＳＷ４に基づいてスイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ４のオン／オフを同時に制御するとともに、制御信号ＳＷ２及びＳＷ３に基づいてスイッチ素子ＳＷ２及びＳＷ２のオン／オフをスイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ４とは逆相で同時に制御することにより、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比又は位相によって定まる平衡動作点に収束する回路である。

実施の形態１では、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比が５０％である場合は、デューティ比が５０％の制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４によって実現される平衡動作点にブリッジ型平衡回路１６０の動作点が収束することにより、位相比較部１５１の出力が零になる。

また、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比が５０％±Δ％（Δ≠０％）である場合は、デューティ比が５０％±Δ％の制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４によって実現される平衡動作点にブリッジ型平衡回路１６０の動作点が収束する。デューティ比が５０％±Δ％である場合の平衡動作点は、デューティ比が５０％である場合の平衡動作点とは異なる。

実施の形態１では、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を５０％±Δ％に設定するして平衡動作点をずらすことにより、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように制御を行う。

図６には、ゲート信号Ｇａｔｅに対して、位相差を固定しつつ、デューティ比を変更した制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す。

図６の右側に拡大して示すように、制御部１５２は、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフの期間の比率が変わり、コイル１３１の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように、制御部１５２が制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変更する。

また、図７には、ゲート信号Ｇａｔｅに対して、デューティ比を５０％に固定しつつ、位相差を変更した制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す。

図７の右側に拡大して示すように、制御部１５２は、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の位相を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフのタイミングが変わり、コイル１３１の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように、制御部１５２が制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変更する。

本実施の形態では、制御部１５２は、ゲート信号Ｇａｔｅに対する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比又は位相差を変更することにより、上述のように位相比較部１５１の出力が零になる動作点から、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになる動作点に移行するように制御を行う。

次に、図８〜図１１を参照して、電力伝送システム１００Ｂにおける共振周波数制御の動作について説明する。

図８〜図１１において、それぞれの各図（Ａ）では、横軸は交流電源１１の周波数ｆ〔ＭＨｚ〕であり、縦軸は各コイルに流れる電流Ｉの大きさ〔ｄＢ〕である。各図（Ｂ）では、横軸は交流電源１１の周波数ｆ〔ＭＨｚ〕であり、縦軸は各コイルに流れる電流Ｉの位相φ〔radian〕である。図８〜図１１のそれぞれにおいて、図（Ａ）と図（Ｂ）とは対応している。

なお、位相φは、交流電源１１の電圧Ｖｓの位相φｖｓ、つまり電力供給コイル１２に供給される電圧Ｖｓの位相φｖｓを基準とし、その位相差Δφを示している。つまり、位相φｖｓと一致した場合に位相φが０となる。

各曲線に付した符号ＣＡＡ１〜４、ＣＡＢ１〜４、ＣＢＡ１〜４、ＣＢＢ１〜４、ＣＣＡ１〜４、ＣＣＢ１〜４、ＣＤＡ１〜４、ＣＤＢ１〜４において、末尾の数字１、２、３、４は、それぞれ、電力供給コイル１２、送電共振コイル１３、受電共振コイル２２、電力取出コイル２３に対応することを示す。

そして、共振周波数制御において、送電共振コイル１３、または送電共振コイル１３と受電共振コイル２２とを、その共振周波数ｆｓ，ｆｊが１０ＭＨｚとなるように制御する。

これら図８〜図１１は、このような条件の下でコンピュータによるシミュレーションを行ってその結果を示したものである。

図８は送電側制御部１４または送電装置３のいずれかのみによって共振周波数制御を行った場合を示し、図９は送電側制御部１４または送電装置３および受電側制御部２４または受電装置４の両方によって共振周波数制御を行った場合を示す。

図８において、送電共振コイル１３について、その共振周波数ｆｓが１０ＭＨｚとなるように、共振周波数制御が行われる。この場合に、交流電源１１の周波数ｆｄを１０ＭＨｚとし、目標値φｍｓとして「−π」が設定される。

曲線ＣＡＡ２に示されるように、送電共振コイル１３の電流Ｉｓは、交流電源１１の周波数ｆｄと一致する１０ＭＨｚにおいて最大となっている。

曲線ＣＡＢ２に示されるように、送電共振コイル１３の電流Ｉｓの位相φｉｓは、共振周波数ｆｓである１０ＭＨｚにおいて、−πとなっている。つまり、目標値φｍｓと一致している。

また、送電共振コイル１３は、電力供給コイル１２からみて直列共振回路と見ることができる。したがって、共振周波数ｆｓよりも低い周波数ｆｄにおいては容量性となって−π／２に近づき、高い周波数ｆｄにおいては誘導性となって−３π／２に近づく。

このように、送電共振コイル１３に流れる電流Ｉｓの位相φｉｓは、共振周波数ｆｓの近辺において大きく変化する。位相φｉｓつまり位相差Δφｓが−πとなるように制御することによって、送電共振コイル１３の共振周波数ｆｓを電圧Ｖｓの周波数ｆｄに高精度で一致させることができる。

なお、曲線ＣＡＡ１に示されるように、電力供給コイル１２に流れる電流Ｉも、共振周波数ｆｓにおいて最大となる。曲線ＣＡＢ１に示されるように、電力供給コイル１２に流れる電流Ｉの位相φｉは、共振周波数ｆｓの近辺において０または進み位相となり、共振周波数ｆｓから外れると−π／２となる。

図９において、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２について、その共振周波数ｆｓ，ｆｊが１０ＭＨｚとなるように、共振周波数制御が行われる。この場合に、目標値φｍｓとして「−π」が、目標値φｍｊとして「−３π／２」が、それぞれ設定される。

つまり、目標値φｍｊには、目標値φｍｓに−π／２を加算した値「φｍｓ−π／２」、つまり目標値φｍｓよりもπ／２遅れた位相が設定される。

曲線ＣＢＡ２および曲線ＣＢＢ２については、図８における曲線ＣＡＡ２および曲線ＣＡＢ２とほぼ同様である。

曲線ＣＢＡ３に示されるように、受電共振コイル２２の電流Ｉｊは、交流電源１１の周波数ｆｄと一致する１０ＭＨｚにおいて最大となっている。

曲線ＣＢＢ３に示されるように、受電共振コイル２２の電流Ｉｊの位相φｉｊは、共振周波数ｆｓである１０ＭＨｚにおいて、−３π／２となっている。つまり、目標値φｍｊと一致している。また、周波数ｆｄが共振周波数ｆｓよりも低くなった場合に、位相差Δφが減少して−π／２に近づき、共振周波数ｆｓよりも高くなった場合に、位相差Δφが増大して−５π／２つまり−π／２に近づく。

このように、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２に流れる電流Ｉｓ，Ｉｊの位相φｉｓ，φｉｊは、共振周波数ｆｓ，ｆｊの近辺において大きく変化する。位相φｉｓ，φｉｊつまり位相差Δφｓ，Δφｊが−πまたは−３π／２となるように制御することによって、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２の共振周波数ｆｓ，ｆｊを電圧Ｖｓの周波数ｆｄに高精度で一致させることができる。

このように、実施の形態１の電力伝送システム１００、１００Ｂによると、送電系コイルＳＣおよび受電系コイルＪＣの共振周波数を高速にかつ正確にリアルタイムで制御することができる。

これにより、送電系コイルＳＣおよび受電系コイルＪＣの共振周波数を交流電源１１の周波数ｆｄに正確に一致させることができ、送電装置３から受電装置４に対し常に最大の電力を伝送することが可能である。

そのため、環境要因などの変化があっても、常に最大の電力を伝送することができ、高
い効率でエネルギの伝送を行うことができる。

また、実施の形態１の共振周波数制御方法によると、交流電源の電圧Ｖｓに対するコイル電流の位相差Δφを基に制御を行うので、スイープサーチ法による場合のように電流の振幅の変動による影響を受けることがなく、正確な制御が行える。

なお、スイープサーチ法では、例えば、送電系コイルＳＣまたは受電系コイルＪＣにおけるＬまたはＣをスイープさせ、コイルの電流値が最大（ピーク）となる位置を試行錯誤的にサーチする。

しかし、このようなスイープサーチ法による場合には次の問題が考えられる。すなわち、（１）使用状態によってはコイルの電流値が常に変動するので、コイルの電流値の変動（振幅変動）によって誤検出が生じ、正確な調整を行うのが容易でない。
（２）調整のために往復スイープ動作が必要となり、調整に時間を要し、高速なリアルタイム制御が困難である。また、一度調整を行っても、使用環境が変わると再度調整を行う必要があるので、その都度使用を一時停止しなければならない。

しかし、実施の形態１の共振周波数制御方法によると、リアルタイムで制御を行っているので、交流電源１１の周波数ｆｄの変動や環境要因などの変動に対して常に補正が行われ、スイープサーチ法による場合のように再調整や一時停止などの必要がない。

また、実施の形態１の電力伝送システム１００、１００Ｂでは、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２のＱ値が高い場合に、両コイルの共振周波数のズレに対する感度が高くなってしまう。

しかし、実施の形態１の共振周波数制御方法によると、Ｑ値が高くなることによって、位相φｉｓ，φｉｊの共振周波数の近辺における変化割合が大きくなるので、これによって制御の感度も高くなる。その結果、位相差Δφｓ，Δφｊをより高い精度で目標値φｍｓ，φｍｊに一致させることができ、Ｑ値が高くなることによって一層高い効率の電力伝送を行うことができる。

次に、送電系コイルＳＣと受電系コイルＪＣとの結合が大きくなって双峰特性が現れたときの共振周波数制御（双峰共振制御）について説明する。

図１０には、双峰特性が現れた場合であって、双峰共振制御を行っていない場合の、電流
Ｉｓ，Ｉｊおよび位相φｉｓ、φｉｊの状態が示されている。

つまり、図１０に示す状態は、例えば図９に示す状態で動作しているときに、受電系コイルＪＣが送電系コイルＳＣに近づいて結合が大きくなった場合に現れる。

図９において曲線ＣＢＡ２，ＣＢＡ３，に示すように単峰であったものが、図１０においては、曲線ＣＣＡ２，ＣＣＡ３に示すように双峰となっている。これにより、共振周波数である１０ＭＨｚにおいて、曲線ＣＣＡ４に示すように、電力取出コイル２３から取り出される電流が低下し、伝送電力が減少する。

そこで、双峰共振制御では、２つあるピークのうちの１つのピークが、共振周波数ｆｓである１０ＭＨｚにおいて現れるように、送電系コイルＳＣおよび受電系コイルＪＣの共振周波数をシフトさせる。

そのため、通常の共振周波数制御では目標値φｍｊとして「−３π／２」が設定されたが、双峰共振制御では、目標値φｍｊとしてさらに−π／２を加算した位相、つまりさらにπ／２だけ遅れた位相である「−２π」を設定する。つまり、目標値φｍｊを、「−３π／２」から「−２π」に切り替える。

このように、双峰共振制御においては、目標値φｍｊとして、「−２π」が設定される。

目標値φｍｓは、「−π」のままで変わらない。したがって、目標値φｍｓと目標値φｍｊとの差が、双峰共振制御になることによって、−π／２から−πに切り替わる。

図１１において、曲線ＣＤＢ２に示されるように、送電共振コイル１３の電流Ｉｓの位相φｉｓは、共振周波数ｆｓである１０ＭＨｚにおいて、−πとなっている。また、曲線ＣＤＢ３に示されるように、受電共振コイル２２の電流Ｉｊの位相φｉｊは、共振周波数ｆｓである１０ＭＨｚにおいて、−２πとなっている。

曲線ＣＤＡ２，ＣＤＡ３，ＣＤＡ４に示されるように、いずれの電流Ｉも双峰共振制御によって増大している。例えば、曲線ＣＤＡ４において、通常の共振周波数制御においては電流が約−３０ｄＢであったものが、双峰共振制御においては約−２０ｄＢとなり、約１０ｄＢ増大している。

図１２には、送電共振コイル１３と受電共振コイル２２との距離を、２００ｍｍから１００ｍｍの間で変化させた場合の、電力取出コイル２３から取り出される電力の変化の状態が示されている。

なお、図１２は、コイルの直径を１００ｍｍとし、電力供給コイル１２と送電共振コイル１３との間隔を５０ｍｍ、受電共振コイル２２と電力取出コイル２３との間隔を４０ｍｍとしてシミュレーションを行った結果である。電力取出コイル２３の負荷であるデバイス２１として、１０Ωの抵抗器を接続した。

図１２において、曲線ＣＵ１は通常の共振周波数制御と双峰共振制御とを切り替えた場合、曲線ＣＵ２は双峰共振制御を行わなかった場合を、それぞれ示す。

双峰共振制御を行わない場合には、曲線ＣＵ２に示されるように、コイル間の距離が近づくにつれて電力が低下する。これに対し、曲線ＣＵ１に示されるように、コイル間の距離が１４０ｍｍ程度に近づいたときに双峰共振制御に切り替えると、電力は低下することなく、却って増大する。

なお、通常の共振周波数制御と双峰共振制御とを自動的に切り替える方法として、種々の方法が考えられる。

例えば、図１５に示すように、制御部２５２に目標値設定部２４３Ｃと双峰検出部２４５を設け、目標値設定部２４３Ｃに、通常の共振周波数制御のための目標値φｍｊ１と、双峰共振制御のための目標値φｍｊ２とを記憶しておく。そして、双峰特性が現れたことを検出するための双峰検出部２４５を設ける。

目標値設定部２４３Ｃは、通常の共振周波数制御においては目標値φｍｊ１を目標値φｍｊとして出力するが、双峰検出部２４５が検出信号Ｓ１を出力したときには、目標値φｍｊ２を目標値φｍｊとして出力する。これによって、通常の共振周波数制御と双峰共振制御とが自動的に切り替えられる。

なお、双峰検出部２４５は、例えば、伝送電力が所定量よりも低下したこと、または、受電系コイルＪＣの距離が所定よりも近づいたことなどを検出するものでもよい。または、適当なタイミングで、２つの目標値φｍｊ１，φｍｊ２を切り替えて出力し、電力の大きい方の目標値φｍを選択するようにしてもよい。

次に、実施の形態１の電力伝送システム１００、１００Ｂにおける共振周波数制御について、フローチャートを参照して説明する。

図１６において、交流電源１１の位相φｖｓを検出し（＃１１）、送電共振コイル１３および受電共振コイル２２の位相φｉｓ，φｉｊを検出し（＃１２）、位相差Δφｓ，Δφｊを求める（＃１３）。

そして、位相差Δφｓ，Δφｊが目標値φｍｓ，φｍｊと一致するように、フィードバック制御を行う（＃１４）。

図１７において、フィードバック制御では、双峰特性が現れたか否かによって（＃２１）、目標値φｍｊ２，φｍｊ１を切り替える（＃２２、２３）。

このように、双峰特性が現れたときに双峰共振制御を行うことにより、伝送電力の低下を抑制することができ、電力伝送の効率を向上させることができる。

実施の形態１の電力伝送システム１００、１００Ｂは、電力供給コイル１２および送電共振コイル１３と、受電共振コイル２２および電力取出コイル２３とを含む。ここで、電力供給コイル１２と電力取出コイル２３が存在せずに、送電共振コイル１３と受電共振コイル２２との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の共振周波数は、実際に電力供給コイル１２と電力取出コイル２３が存在する場合に、送電共振コイル１３と受電共振コイル２２との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の共振周波数とは異なり、この相違によって双峰特性が現れる。

実施の形態１では、電力供給コイル１２と電力取出コイル２３が存在せずに、送電共振コイル１３と受電共振コイル２２との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の最適な共振周波数から、実際に電力供給コイル１２と電力取出コイル２３が存在する場合に、送電共振コイル１３と受電共振コイル２２との間で磁界共鳴によって電力を伝送する際の最適な共振周波数に共振条件を変更することにより、電力伝送の効率を向上させるものである。

また、実施の形態１では、ブリッジ型平衡回路１６０の平衡動作点をずらすことにより、共振周波数の可変を行うことができる。ブリッジ型平衡回路１６０は、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を含むブリッジ回路と抵抗器及びキャパシタで実現可能な簡易な回路である。

このため、実施の形態１によれば、簡易な構成で共振周波数の可変を行うことにより、電力伝送の効率を向上させることができる。

実施の形態１では、通常の共振周波数制御と、双峰特性が現れた場合の双峰共振制御とを、切り替えて行うことにより、送電装置３から受電装置４に対し常に最大の電力を伝送することができ、高い効率でエネルギの伝送を行うことができる。

上に述べた各実施の形態１においては、目標値φｍｓとして−πを、目標値φｍｊとして−３π／２または−２πを設定した。目標値φｍｓとして設定された「−π」は、目標値「β」の例である。また、目標値φｍｊとして設定された「−３π／２」および「−２π」は、それぞれ目標値「β−π／２」「β−π」の例である。

これら目標値φｍｓ，φｍｊは、送電側制御部１４、受電側制御部２４、フィードバック制御部１４４，２４４、共振周波数制御部ＣＴｓ，ＣＴｊの構成に応じて、種々変更することが可能である。

なお、実施の形態１では、位相および位相差をラジアン（radian) で表した。位相または位相差をα〔radian〕としたとき、これは（α＋２ｎπ）〔radian〕と等価である。ｎは任意の整数である。また、位相および位相差をラジアンではなく、度で表してもよい。

また、目標値φｍｓ，φｍｓの設定に際し、それらの値に補正値ａ，ｂを加えてもよいことを述べた。そのような補正値ａ，ｂは、例えば、実際に最大の電力が得られるように決めればよい。

上に述べた実施の形態１において、位相検出部１４１，１４２の構成は種々変更することが可能である。つまり、電圧波形または電流波形であってもよく、位相を示す値またはデータなどであってもよい。つまり電圧Ｖｓまたは電流Ｉｓについての位相情報を含んだ信号またはデータであればよい。

上に述べた実施の形態１において、加算部１５２とゲイン調整部１５３、および加算部２５２とゲイン調整部２５３は、それぞれ演算部の例である。ドライバ１５６，２５６によってコンデンサ１３２，２２２であるＭＥＭＳ可変容量デバイスを駆動したが、他の形態のコンデンサを駆動するようにしてもよい。また、ドライバ１５６によって、コンデンサではなく、コイルのインダクタンスを可変するように駆動してもよい。

上に述べた実施の形態１において、送電系コイルＳＣ、受電系コイルＪＣ、送電側制御部１４、受電側制御部２４、フィードバック制御部１４４，２４４、共振周波数制御部ＣＴｓ，ＣＴｊ、送電装置３、受電装置４、電力伝送システム１００、１００Ｂの各部または全体の構成、構造、回路、形状、個数、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。

上に述べた実施の形態１の電力伝送システム（電力伝送装置）１００、１００Ｂは、例えば、携帯電話、モバイルコンピュータ、および携帯音楽プレーヤなどのモバイル機器に内蔵した二次電池の充電、または、自動車などの輸送機器の二次電池の充電などに適用することが可能である。

また、以上では、図４に示すようなブリッジ型平衡回路１６０をブリッジ回路の一例として用いる形態について説明したが、ブリッジ型平衡回路は、ブリッジ回路を含んで共振周波数を調整できる回路であれば、図４に示すブリッジ型平衡回路１６０の回路構成に限られるものではない。

また、以上では、ブリッジ型平衡回路１６０に入力する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変えて平衡動作点をずらすことにより、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように制御を行う形態について説明した。

しかしながら、図６に示すように制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変える代わりに、図７に示すように制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の位相を変えることによって同様の制御を行うこともできる。

Ｇａｔｅ信号の位相を９０度遅延させた制御信号ＳＷ２及びＳＷ３と、制御信号ＳＷ２及びＳＷ３をそれぞれ反転させた制御信号ＳＷ１及びＳＷ４とを用いた場合に、ブリッジ型平衡回路１６０の平衡動作点は初期状態の平衡状態になり、位相比較部１５１の出力が零になる。なお、この場合に、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を５０％である。

また、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の位相を上述の位相からずらした場合には、ブリッジ型平衡回路１６０の平衡動作点は初期状態の平衡動作点からずれ、これにより位相比較部１５１の出力は零ではなくなる。

従って、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の位相を変えることによって、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように制御を行えばよい。

また、以上では、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比又は位相をＧａｔｅ信号のデューティ比又は位相からずらすことによって、位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように制御を行う形態について説明したが、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比と位相をＧａｔｅ信号のデューティ比と位相からずらすことよって位相比較部１５１の出力が目標値φｍｓになるように制御を行ってもよい。

また、以上では、電力伝送システム１００の送電系コイルＳＣが電力供給コイル１２および送電共振コイル１３を備え、受電系コイルＪＣが受電共振コイル２２および電力取出コイル２３を備え、送電側のブリッジ型平衡回路１６０と、受電側のブリッジ型平衡回路２６０とを含む形態について説明した。

しかしながら、電力伝送システム１００は、送電系コイルＳＣが電力供給コイル１２および送電共振コイル１３を備え、受電系コイルＪＣが受電共振コイル２２のみを含むとともに、ブリッジ型平衡回路については、送電側のブリッジ型平衡回路１６０のみを含む構成であってもよい。すなわち、電力取出コイル２３を含まずに受電共振コイル２２から電力を直接取り出すとともに、受電側のブリッジ型平衡回路２６０を取り除いた構成にしてもよい。

このような構成の場合には、送電側において、ブリッジ型平衡回路１６０が平衡動作点をずらすことにより、位相比較部１５１の出力する位相差が目標値φｍｓになるように、コイル１３１の共振周波数をずらすことになる。

また、これとは逆に、電力伝送システム１００は、送電系コイルＳＣが送電共振コイル１３のみを備え、受電系コイルＪＣが受電共振コイル２２および電力取出コイル２３を備え、受電側のブリッジ型平衡回路２６０とを含む形態について説明した。すなわち、電力供給コイル１２を含まずに交流電源１１から送電共振コイル１３に直接的に電力を供給するとともに、送電側のブリッジ型平衡回路１６０を取り除いた構成にしてもよい。

このような構成の場合には、受電側において、ブリッジ型平衡回路２６０が平衡動作点をずらすことにより、位相比較部２５１の出力する位相差が目標値φｍｊになるように、受電共振コイル２２の共振周波数をずらすことになる。

＜実施の形態２＞
図１８は、実施の形態２の強結合系の非接触型の送電装置と受電装置を備える機器を有するシステムの一実施例を示す図である。図１８に示す送電装置１と、受電装置を備える複数の機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃを有するシステムは、磁界共鳴または電界共鳴を利用して送電装置１から機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃそれぞれに電力を供給するシステムである。また、図１８のシステムを用いることで機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃが異なる充電電力（または受電電力）の機器の場合でも、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃの受電するバランスを調整することにより、同時に充電をすることができる。

図１８に示す送電装置１には、電源部３、電力供給コイル４、送電共振コイル５が示されている。また、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃ各々には、それぞれ受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃ、電力取出コイル７ａ、７ｂ、７ｃ、負荷ＺＬａ、ＺＬｂ、ＺＬｃが示されている。なお、送電装置１と機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃの詳細については後述する。

図１８を用いて送電装置１と受電装置を備える機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃについて、電力供給コイル４、送電共振コイル５、受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃ、電力取出コイル７ａ、７ｂ、７ｃを用いて送電と受電を行う場合について説明する。送電装置１の電源部３は、電力供給コイル４を介して送電共振コイル５に電力を供給する。電源部３は、例えば、発振回路を有し、送電共振コイル５と受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃとの間に共鳴を発生させる共振周波数で、不図示の外部電源から供給される電力を電力供給コイル４に供給する。

電力供給コイル４は、電源部３から供給される電力を電磁誘導により送電共振コイル５に供給する回路が考えられる。なお、電力供給コイル４と送電共振コイル５とは電磁誘導により電力が供給できる程度の位置に配置されている。

送電共振コイル５は、例えば、ヘリカル型のコイルなどを有する回路が考えられる。ヘリカル型コイルではなく、スパイラルコイルとコンデンサの組合せの回路も考えられる。また、送電共振コイル５はＬＣ共振回路により表すことができ、送電共振コイル５の共振周波数（送電周波数ｆ０）は式１によって示すことができる。

f0＝1/2π√ＬＣ 式１
f0：送電共振コイルの共振周波数
Ｌ：送電共振コイルのインダクタンス
Ｃ：送電共振コイルのキャパシタンス
√ＬＣ：（ＬＣ）の１／２乗
受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃは、例えば、インダクタンスを可変可能なコイルまたはキャパシタンスが可変可能なコンデンサを有している回路であることが考えられ、受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃ各々の共振周波数を可変することができる。また、受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃ各々はＬＣ共振回路により表すことができ、受電共振コイルの共振周波数ｆ１は式２によって示すことができる。

f1＝1/2π√Ｌvr・Ｃvr 式２
f1：受電共振コイルの共振周波数
Ｌｖｒ：受電共振コイルのインダクタンス
Ｃｖｒ：受電共振コイルのキャパシタンス
√ＬＣ：（Ｌvr・Ｃvr）の１／２乗
電力取出コイル７ａ、７ｂ、７ｃ各々は、対応する受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃ各々から電磁誘導により電力を取り出す回路が考えられる。なお、受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃと対応する電力取出コイル７ａ、７ｂ、７ｃは電磁誘導により電力が供給できる程度の位置に配置されている。

負荷ＺＬａ、ＺＬｂ、ＺＬｃ各々は、電力取出コイル７ａ、７ｂ、７ｃ各々に接続されている。負荷ＺＬａ、ＺＬｂ、ＺＬｃ各々は、例えば、バッテリーや電子機器などである。実際には負荷ＺＬａ、ＺＬｂ、ＺＬｃの前段に交流を直流に変換するための整流回路やＡＣ−ＤＣコンバータなどが接続されている。また、電圧を所定の電圧値に変換する電圧変換器、トランスや充電量を監視する検出回路などが接続されていてもよい。

受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃの共振周波数の可変について説明する。

送電装置１で充電する機器が１つである場合、例えば、図１８において機器２ａだけしかない場合、送電装置１から送電される送電電力の送電周波数ｆ０と、機器２ａが有する送電電力を受電する受電装置の受電共振コイル（ＬＣ共振回路）の共振周波数ｆ１とを同じにする。その後、送電装置１は機器２ａに供給可能な電力を送電する。

また、送電装置１で充電する複数の機器が同じ充電電力である場合、例えば、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃが同じ充電電力の場合、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃ各々が有する受電装置の共振回路の共振周波数ｆ１各々と送電周波数ｆ０を同じにする。その後、送電装置１は機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃに供給可能な電力を送電する。また、複数の機器が同じ充電電力である場合、送電装置１は機器すべてに供給可能な電力を送電する。本例では、送電装置１は機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃの３台分の電力を送電する。

次に、送電装置１が充電する複数の機器が異なる充電電力である場合、例えば、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃが異なる充電電力の場合について説明する。機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃのうち最大の充電電力の機器の共振周波数ｆ１は送電周波数ｆ０と同じにする。最大の充電電力の機器以外の機器の共振周波数は、機器各々の充電に必要な電力に応じて決まる共振周波数に設定し、電力授受のバランスを調整する。その後、送電装置１は機器各々に電力を送電する。複数の機器が異なる充電電力である場合、送電装置１は機器各々に対応する充電に必要な電力を送電する。本例では、送電装置１が送電する電力は、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃそれぞれに対応する充電電力の総和となる。

なお、上記送電周波数ｆ０と上記共振周波数ｆ１とを完全に一致させることは、実際の回路において実現することは難しいため、上記送電周波数ｆ０と上記共振周波数ｆ１とが決められた周波数範囲内にあれば同じと見なすこととする。

図１９を用いて送電装置１の説明をする。

図１９は、送電装置のハードウェアの一実施例を示す図である。図１９に示す送電装置１は、制御部３２１、記憶部３２２、通信部３２３、アンテナ３２４、電力供給部３２５、送電部３２６を備えている。送電装置１は、例えば、共鳴型の充電パッドに代表されるような平置き充電台などが考えられる。また、送電装置１の送電部３２６の送電共振コイル上および送電共振コイルに囲まれている範囲に充電のために配置される１つ以上の機器各々は、送電共振コイルを介して略一定の電力を受電することができる。送電共振コイル上および送電共振コイルに囲まれている範囲のどの位置に受電共振コイルを置いても、送電共振コイルと機器の受電共振コイルの相対位置関係が同じと近似できているためである。

また、送電装置１は最大送電電力以下において送電元の電力を可変することが可能である。

制御部３２１は、送電装置１の各部を制御する。また、制御部３２１は機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃを識別する識別情報と、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃに関連付けられる充電電力を示す情報とを前記機器各々からを取得する。制御部３２１は、取得した識別情報各々を用いて、機器の組合せと、組合せに関連付けられている機器各々の受電部３３５の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する。制御部３２１は、１つ以上の機器の組合せと、１つ以上の機器の組合せ各々に関連付けられている機器各々の可変情報を有する組合せ情報を参照し、取得した識別情報各々を用いて、機器各々に関連付けられている可変情報を選択する。可変情報を用いて、１つ以上の機器の組合せと、機器各々の受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変することで、充電電力が最大の機器の共振回路の共振周波数を送電周波数にする。また、可変情報を用いて、充電電力が最大の機器以外の機器各々の受電部の共振回路の共振周波数またはＱ値を充電電力が最大の機器以外の機器各々に対応した各充電電力を充電可能な共振周波数またはＱ値に可変する。続いて、制御部３２１は、例えば、取得した識別情報各々を用いて、識別情報に関連付けられている効率各々を参照し、取得した上記機器各々に対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求める。

また、制御部３２１はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。

記憶部３２２は、後述する受電情報、効率情報、組合せ情報などを記憶している。記憶部３２２は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部３２２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。

通信部３２３は、アンテナ３２４と接続され、受電装置の通信部３３３と無線通信などの通信を行うためのインタフェースである。例えば、無線Local Area Network（ＬＡＮ）やBluetooth(登録商標)などの無線接続を行うためのインタフェースなどが考えられる。通信部３２３は、充電電力が最大の機器には受電部の共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する可変情報を送信する。また、通信部３２３は、充電電力が最大の機器以外の機器各々には受電部の共振回路の共振周波数を充電電力が最大の機器以外の機器各々に対応した各充電電力に応じて充電可能な共振周波数またはＱ値に可変する可変情報を、機器各々に送信する。

電力供給部３２５は、図１８で説明した電力供給コイル４と送電共振コイル５を用いて送電を行う場合、電源部３や電力供給コイル４を備えている。

また、電力供給コイル４を用いない場合、電源部３は送電共振コイル５に電力を直接供給する。電源部３は、例えば、発振回路と送電アンプを備える。発振回路は共振周波数ｆ０を生成する。送電アンプは、外部電源から供給される電力を発振回路で生成した周波数で送電共振コイル５に入力する。また、発振回路の共振周波数を可変してもよく、可変制御は制御部３２１により行うことが考えられる。

送電部３２６は、図１８に示した送電共振コイル５を有する。なお、送電部３２６のＬＣ共振回路のコイルＬとコンデンサＣを、インダクタンスを可変可能なコイルまたはキャパシタンスが可変可能なコンデンサを用いて、共振周波数を可変してもよく、可変制御は制御部３２１により行うことが考えられる。

図２０乃至図２４を用いて受電装置を備える機器の説明をする。

図２０は、受電装置を備える機器のハードウェアの一実施例を示す図である。図２０に示す受電装置を供える機器２は、制御部３３１、記憶部３３２、通信部３３３、アンテナ３３４、受電部３３５、充電部３３６、機器構成部３３７を備えている。受電装置は、例えば、制御部３３１、記憶部３３２、通信部３３３、アンテナ３３４、受電部３３５、充電部３３６である。

制御部３３１は、機器２（図１８の機器２ａ、２ｂ、２ｃ）の各部を制御する。制御部３３１は、機器を識別する識別情報と、機器に関連付けられる充電電力を示す情報と、を有する充電情報を生成し、機器から送電装置１に送信する。制御部３３１は、送電装置１から、機器の受電部３３５の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報を受信する。

充電電力が最大の機器の場合、受電部３３５の共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する。そして、充電電力が最大の機器以外の機器の場合、受電部３３５の共振回路の共振周波数を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、送電装置１から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する。

また、制御部３３１はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。

記憶部３３２、後述する充電情報、Ｑ値可変情報などを記憶している。記憶部３３２は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部３３２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。

通信部３３３、アンテナ３３４と接続され、送電装置１の通信部３３３と無線通信などの通信を行うためのインタフェースである。例えば、無線Local Area Network（ＬＡＮ）やBluetoothなどの無線接続を行うためのインタフェースなどが考えられる。

受電部３３５は、図１８で示した受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃとブリッジ型平衡回路１６０などを有する。図２１に受電部３３５の回路を示す。

図２１に示した回路では、共振周波数を可変することで、電力授受のバランスを調整する。すなわち、受電部３３５が有するブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比又は位相を可変することで共振周波数を可変し、電力授受のバランスを調整する。また、最大の充電電力の機器のＬＣ共振回路の共振周波数は送電周波数と同じにし、最大の充電電力の機器以外の機器のＬＣ共振回路の共振周波数を可変して、送電周波数とは異なる周波数にする。

図２１は、受電部３５の回路構成を示す図である。

受電部３５は、コイル６、キャパシタＣ１、及びブリッジ型平衡回路１６０を含む。コイル６は、図１８に示すコイル６ａ〜６ｃに対応する。キャパシタＣ１は、コイル６ａ〜６ｃに直列に挿入されるキャパシタである。

ブリッジ型平衡回路１６０は、制御部３３１から入力される制御信号に基づき、コイル６の共振周波数をずらす。ブリッジ型平衡回路１６０は、実施の形態１のブリッジ型平衡回路１６０、２６０と同様である。

ブリッジ型平衡回路１６０は、端子１６１、１６２、コンパレータ１６３、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、抵抗器Ｒ２、Ｒ３、及びコンデンサＣ３を含む。

スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、Ｈブリッジ型に接続されており、スイッチＳＷ１とＳＷ２の中点をノードＮ１、スイッチＳＷ３とＳＷ４の中点をＮ２とする。また、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３は、端子１６１に接続されており、スイッチＳＷ２とＳＷ４は、端子１６２に接続されている。

ノードＮ１には抵抗器Ｒ２を介して、抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３の一端が接続されている。抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３は互いに並列に接続されている。なお、抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３の他端は接地されている。

スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、制御部３３１から入力される制御信号によってオン／オフが制御される。

端子１６１は、コンデンサ１３２の一端（図２１中の右側の端子）に接続されている。コンデンサ１３２の他端（図２１中の左側の端子）は、コイル６の一端（図２１中の上側の端子）接続されている。端子１６２は、コイル６の他端（図２１中の下側の端子）に接続されている。

コンパレータ１６３は、非反転入力端子が端子１６２と、スイッチＳＷ２及びＳＷ４との間に接続されており、反転入力端子が接地されている。コンパレータ１６３の非反転入力端子には、コイル６に流れるコイル電流ＩＣＯＩＬを表す電圧値が入力される。

また、コンパレータ１６３の出力端子は制御部３３１に接続されており、コンパレータ１６３は、非反転入力端子に入力される。コンパレータ１６３は、コイル電流ＩＣＯＩＬを表す電圧値と、接地電位との比較結果を表すゲート信号Ｇａｔｅを制御部３３１に入力する。

このようなブリッジ型平衡回路１６０は、制御部３３１からスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４に入力される制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のディーティ比が５０％で、かつ、制御信号ＳＷ１及びＳＷ４と制御信号ＳＷ２及びＳＷ３との位相差が、１８０度である場合に、共振周波数が送電周波数と等しくなるように、制御を行う。

図２２乃至図２４は、本実施の形態のブリッジ型平衡回路１６０を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す図である。

図２２には、ゲート信号Ｇａｔｅと制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４を示す。図２２に示すゲート信号Ｇａｔｅは、コイル６に流れる所定の共振周波数のコイル電流ＩＣＯＩＬの正弦波形をＨレベル（'１'）とＬレベル（'０'）に２値化した信号レベルを有する。このため、ゲート信号Ｇａｔｅは、デューティ比が５０％の信号でなる。

制御部３３１は、位相シフタ（Phase Shifter）回路を含んでおり、Ｇａｔｅ信号の位相を９０度遅延させた制御信号ＳＷ２及びＳＷ３と、制御信号ＳＷ２及びＳＷ３をそれぞれ反転させた制御信号ＳＷ１及びＳＷ４とを出力する。

図２２に示す制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４は、ディーティ比が５０％で、かつ、制御信号ＳＷ１及びＳＷ４と制御信号ＳＷ２及びＳＷ３との位相差が、１８０度の場合のものである。これは、共振周波数が送電周波数と等しくなるように、制御が行われている場合の制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４を表している。

図２３には、ゲート信号Ｇａｔｅに対して、位相差を固定しつつ、デューティ比を変更した制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す。

図２３の右側に拡大して示すように、制御部３３１は、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフの期間の比率が変わり、コイル６の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、共振周波数が送電周波数と異なるように、制御部３３１が制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変更する。

また、図２４には、ゲート信号Ｇａｔｅに対して、デューティ比を５０％に固定しつつ、位相差を変更した制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の波形を示す。

図２４の右側に拡大して示すように、制御部３３１は、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の位相を変更する。この結果、ブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフのタイミングが変わり、コイル６の共振周波数をずらすことができる。本実施の形態では、共振周波数が送電周波数と異なるように、制御部３３１が制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を変更する。

本実施の形態では、制御部３３１は、ゲート信号Ｇａｔｅに対する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比又は位相差を変更することにより、共振周波数が送電周波数と異なるように制御を行う。

充電部３３６は電力取出コイルと電力取出コイルに接続される整流回路とバッテリーを備えている。図１８の受電共振コイル６ａと電力取出コイル７ａを用いて受電を行い、受電した電力を充電する場合、充電部３３６は電力取出コイル７ａと電力取出コイル７ａに接続される整流回路とバッテリーを備えている。同じように、受電共振コイル６ｂと電力取出コイル７ｂを用いて受電を行い、受電した電力を充電する場合、充電部３３６は電力取出コイル７ｂと電力取出コイル７ｂに接続される整流回路とバッテリーを備えている。受電共振コイル６ｃと電力取出コイル７ｃを用いて受電を行い、受電した電力を充電する場合、充電部３３６は電力取出コイル７ｃと電力取出コイル７ｃに接続される整流回路とバッテリーを備えている。

また、電力取出コイルを用いない場合、充電部３３６は受電部３３５の受電共振コイルに直接接続される。図１８の受電共振コイル６ａの場合、受電共振コイル６ａに整流回路とバッテリーが接続される。受電共振コイル６ｂの場合、受電共振コイル６ｂに整流回路とバッテリーが接続される。受電共振コイル６ｃの場合、受電共振コイル６ｃに整流回路とバッテリーが接続される。なお、本例では充電部３３６のバッテリーを充電する回路として整流回路を用いたが、他の充電回路を用いてバッテリーを充電してもよい。

機器構成部３３７は機器の受電装置以外の部分を示す。機器がモバイル機器の場合、モバイル機器の受電装置以外の機能を実現する部分が機器構成部３３７である。

図２５を用いて送電装置１の動作について説明をする。

図２５は、送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１では、送電装置１が機器から無線などの通信を用いて送信された充電情報を含む信号を受信する。通信部３２３は、受信した信号に含まれる充電情報を制御部３２１に転送する。充電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。図２６は、充電情報と受電情報と効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図２６に示す充電情報７１ａ、７１ｂ、７１ｃは、「ＩＤ」「充電電力」に記憶される情報を有している。充電情報７１ａは、例えば、図１８の機器２ａから送信され、「ＩＤ」に機器２ａを表す識別情報として「Ａ」が記憶され、「充電電力」に機器２ａの充電電力として５０Ｗを表す「５０」が記憶されている。充電情報７１ｂは、例えば、図１８の機器２ｂから送信され、「ＩＤ」に機器２ｂを表す識別情報として「Ｂ」が記憶され、「充電電力」に機器２ｂの充電電力として５Ｗを表す「５」が記憶されている。充電情報７１ｃは、例えば、図１８の機器２ｃから送信され、「ＩＤ」に機器２ｃを表す識別情報として「Ｃ」が記憶され、「充電電力」に機器２ｃの充電電力として３Ｗを表す「３」が記憶されている。

続いて、ステップＳ１で制御部３２１は、機器２ａ、２ｂ、２ｃ各々から受信した充電情報を、記憶部３２２の受電情報に記憶する。受電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。図２６に示す受電情報７２は、「ＩＤ」「充電電力」に記憶される情報を有している。本例の場合、機器２ａ、機器２ｂ、機器２ｃから受信した充電情報７１ａ、７１ｂ、７１ｃを受電情報７２に記憶する。

なお、ステップＳ１で制御部３２１は機器から充電情報を含む信号を受信した後、充電情報を含む信号が一定期間機器から送信されないことを確認すると、ステップＳ２に移行する。すなわち、充電する機器を確定する。例えば、機器２ａが送電装置１に配置されると、充電情報７１ａを含む信号が機器２ａから送電装置１に送信され、送電装置１が該信号を受信した後、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップＳ２に移行する。また、一定期間内に新たに充電情報を含む信号を機器２ｂから受信した場合、さらに一定期間待機し、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップＳ２に移行する。なお、充電する機器の確定は上記方法に限定されるものでなく、他の方法を用いてもよい。

ステップＳ２では、制御部３２１が受電情報を参照して送電装置１に配置された機器の数が単数であるか否かを判定し、単数であればステップＳ３（Ｙｅｓ）に移行し、複数であればステップＳ４（Ｎｏ）に移行する。例えば、図２６の受電情報７２を参照した場合、３つの機器２ａ、２ｂ、２ｃが送電装置１に配置されていることを検出し、単数でないのでステップＳ４に移行する。

ステップＳ３では、制御部３２１が単数の場合の送電電力を設定する。単数の場合の送電電力は受電情報の充電電力と、記憶部３２２に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式３により表すことができる。

送電電力＝充電電力／効率 式３
図２６の効率情報７３に効率情報の例を示す。図２６の効率情報７３は、「ＩＤ」「効率」に記憶される情報を有している。また、充電する機器が単数の場合と、複数の充電する機器各々の充電電力と効率が同じ場合に用いられる。「ＩＤ」には機器を識別する情報が記憶されている。本例では、識別する情報として「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」「Ｅ」「Ｆ」「Ｇ」「Ｈ」・・・・が記憶されている。「効率」には機器各々に対応する効率が記憶されている。効率は、例えば、外部電源から送電装置１の電力供給部３２５へ供給される電力と、機器２の充電部３３６のバッテリーに供給される電力とを用いて求めることが考えられる。本例では、効率を示す情報として８０％示す「０．８」、９０％示す「０．９」、８５％示す「０．８５」などが記憶されている。

制御部３２１は、例えば、受電情報７２を参照して識別情報「Ａ」に対応する充電電力である５０Ｗを示す「５０」を取得し、効率情報７３を参照して識別情報「Ａ」に対応する効率である８０％を示す「０．８」を取得する。その後、充電電力／効率を計算して送電電力６２．５Ｗを求める。次に、制御部３２１は電力供給部３２５から出力される電力が６２．５Ｗとなるように設定する。

ステップＳ４では、制御部３２１が受電情報を参照して複数の機器の充電電力が同じでかつ効率が同じであるか否かを判定し、同じときはステップＳ５（Ｙｅｓ）に移行し、異なるときはステップＳ６（Ｎｏ）に移行する。

ステップＳ５では、制御部３２１が複数の機器の充電電力が同じで、かつ効率が同じ場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が同じ場合の送電電力は、受電情報の充電電力と、充電する機器の数（台数）と、記憶部３２２に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式４により表すことができる。

送電電力＝（充電電力／効率）×台数 式４
例えば、受電情報に記憶されている充電する機器の数が３台で、機器各々に対応する充電電力がすべて５Ｗで、効率がすべて０．８（８０％）である場合は、式４を用いて送電電力１８．７５Ｗを求める。次に、制御部３２１は電力供給部３２５から出力される電力が１８．７５Ｗとなるように設定する。

ステップＳ６では、制御部３２１が受電情報を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。例えば、受電情報７２の「充電情報」を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。本例では、最大の充電電力の機器は識別情報が「Ａ」の機器であるので、識別情報が「Ｂ」「Ｃ」の機器を選択する。

ステップＳ７では、制御部３２１が選択した機器各々の受電部３３５の共振周波数またはＱ値を可変する通知を、機器各々に送信する。ステップＳ７で制御部３２１は受信した識別情報を用いて組合せ情報を参照し、同時に充電する機器の組合せに対応する可変情報を取得する。

組合せ情報について説明する。図２７は、組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図２７に示す組合せ情報８１は、ブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を駆動する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比を可変する場合に用いる。組合せ情報８１は、「機器組合せ」「可変情報」「効率情報」に記憶される情報を有している。「機器組合せ」には、機器の組合せが記憶されている。本例では、識別情報「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」に対応する３台の異なる機器の組合せについて記憶されている。「Ａ」「Ｂ」の組合せ、「Ａ」「Ｃ」の組合せ、「Ａ」「Ｃ」の組合せ、「Ｂ」「Ｃ」の組合せ、「Ａ」「Ａ」「Ｂ」の組合せ、・・・「Ｂ」「Ｂ」「Ｃ」の組合せ、・・・・が記憶されている。

なお、本例では３台の組合せについて示しているが、３台に限定されるものではない。また、ここでは可変情報が、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比が５０％に対して変化する量を表す形態について説明する。この変化量は、図２３において示すΔ％に相当する部分である。制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４は、受電部３３５のブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフを制御するために用いられる制御信号である。

ここでは、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４がＨレベルのときに、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４はオンになり、デューティ比は、制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４の１周期におけるＨレベルの区間の割合を表すものとする。

「可変情報」には、「機器組合せ」に記憶されている情報に関連付けて、機器各々の共振周波数またはＱ値を可変する情報が記憶されている。すなわち、可変情報は、複数の機器の受電部３３５が送電部３２６から電力を受電する場合に、複数の機器の種類の組み合わせに応じて、各機器の受電量を最適化するために、各機器の受電部３３５が磁界共鳴によって送電部３２６から電力を受電する際の共振周波数を可変する度合を表す情報である。
本例では、可変情報として「ＣＡ」「ＣＢ」「ＣＢ１」「ＣＢ２」「ＣＢ３」「ＣＢ４」「ＣＣ１」「ＣＣ２」「ＣＣ３」「ＣＣ４」「ＣＣ５」「ＣＣ６」・・・・が記憶されている。「ＣＡ」は、識別情報「Ａ」に対応する機器の受電部３３５のブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を制御する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比が５０％に対して変化する量（変化量）を設定するために用いる値である。また、「ＣＡ」の示す値は、変化量を零（Δ＝０％）にする値を示しており、この場合のコイル６ａの共振周波数ｆ１を送電周波数ｆ０と同じ周波数に可変させるための値を示している。「ＣＢ」「ＣＢ１」「ＣＢ２」「ＣＢ３」「ＣＢ４」は、識別情報「Ｂ」に対応する機器の受電部３３５のブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を制御する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比が５０％に対して変化する量（変化量）を設定するために用いる値である。「ＣＣ１」「ＣＣ２」「ＣＣ３」「ＣＣ４」「ＣＣ５」「ＣＣ６」は、識別情報「Ｃ」に対応する機器の受電部３３５のブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を制御する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比が５０％に対して変化する量（変化量）を設定するために用いる値である。識別情報「Ｂ」「Ｃ」に対応する機器の変化量を設定するために用いる値は、コイル６ｃの共振周波数を送電周波数ｆ０と異なるに周波数にする値である。すなわち、コイル６ｃにおける送電周波数ｆ０に対する共振周波数またはＱ値を変更するための値である。ただし、最大の充電電力の機器が識別情報「Ｂ」に対応する機器である場合には、コイル６ｂの共振周波数ｆ１を送電周波数ｆ０と同じ周波数に可変させる。本例では、「ＣＢ」の示す値を用いる。

なお、機器各々のコイル６ａ〜６ｃの共振周波数は、充電開始時の初期値として送電周波数ｆ０と同じにしておくことが望ましい。共振周波数と送電周波数ｆ０を同じ周波数にしておくことにより、単数の機器を充電する場合、充電電力と効率が同じ複数の機器を充電する場合、複数の機器のうち最大の充電電力の機器を充電する場合において、同じ周波数に可変する処理をしなくてよくなる。

「効率情報」には、「機器組合せ」に記憶されている情報に関連付けて、機器各々の効率を示す情報が記憶されている。本例では、効率情報として「ＥＡ１」〜「ＥＡ７」、「ＥＢ１」〜「ＥＢ６」、「ＥＣ１」〜「ＥＣ６」・・・・が記憶されている。「ＥＡ１」〜「ＥＡ７」は、識別情報「Ａ」に対応する効率を示す値である。「ＥＢ１」〜「ＥＢ６」は、識別情報「Ｂ」に対応する効率を示す値である。「ＥＣ１」〜「ＥＣ６」は、識別情報「Ｃ」に対応する効率を示す値である。

なお、最大の充電電力の機器以外の機器の可変情報と効率情報の決定方法については後述する。

ステップＳ７において、例えば、充電電力が５０Ｗの機器Ａと、充電電力が５Ｗの機器Ｂと、充電電力が３Ｗの機器Ｃとを同時に充電する場合について説明する。制御部３２１は図２６の受電情報７２を用いて、図２７の組合せ情報８１を参照し、「機器組合せ」の「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」に関連付けられている可変情報「ＣＡ」「ＣＢ４」「ＣＣ４」を取得する。その後、機器Ｂに通知する可変情報「ＣＢ４」と機器Ｂを識別する識別情報を含む通知（送信データ）と、機器Ｃに通知する可変情報「ＣＣ４」と機器Ｃを識別する識別情報を含む通知（送信データ）とを生成する。そして、通信部３２３とアンテナ３２４を介して生成した通知各々を機器Ｂ、Ｃに送信する。なお、機器Ａの共振周波数が送電周波数と同じでない場合には機器Ａにも可変情報「ＣＡ」と機器Ａを識別する識別情報を含む通知を送信する。

ステップＳ８では、制御部３２１が複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力は、受電情報の充電電力各々と、記憶部３２２に記憶されている組合せ情報の機器各々に対応する効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式５により表すことができる。

送電電力＝ （充電電力１／効率１） 式５
＋（充電電力２／効率２）
＋（充電電力３／効率３）
＋・・・・
例えば、受電情報に記憶されている充電する機器Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、機器Ａの充電電力がＰＡであり効率がＥＡ６、機器Ｂの充電電力がＰＢであり効率がＥＢ５、機器Ｃの充電電力がＰＣであり効率がＥＣ４である場合は、式６に示す送電電力となる。

送電電力＝ （ＰＡ／ＥＡ６） 式６
＋（ＰＢ／ＥＢ５）
＋（ＰＣ／ＥＣ４）
次に、電力供給部３２５から出力される電力が式６に示した電力になるように、制御部３２１は電力供給部３２５を設定する。ただし、送電電力の求め方は上記方法に限定されるものではない。なお、機器の数は３台に限定されるものではない。

ステップＳ９では、制御部３２１が電力供給部３２５に送電の開始を指示する。その後、電力供給部３２５は設定された電力を出力する。なお、途中で新に機器が追加された場合にはステップＳ１に移行する。また、充電が完了した機器がある場合にはステップＳ１に移行する。

最大の充電電力の機器以外の機器の可変情報と効率情報の決定方法について説明する。

決定する方法の１つとして、実際のシステムを用いて可変情報と効率情報を決定することが考えられる。または、実際のシステムの等価回路について回路シミュレータなどを用いて解析し、可変情報と効率情報を決定することが考えられる。

図２８は、磁界共鳴と電界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。図２８の等価回路９１は、図１８で説明した４コイルを用いた磁界共鳴の非接触型充電システムを示している。等価回路９２は、４コイルを用いた電界共鳴を用いた非接触型充電システムを示している。

等価回路９１について説明する。コイルＬ１と抵抗Ｒ１から構成される回路は図１８で説明した電力供給コイル４などを有する。コイルＬ２とコンデンサＣ２と抵抗Ｒ２から構成される回路は図１８で説明した送電共振コイル５などを有する回路である。コイルＬ３とコンデンサＣ３と抵抗Ｒ３から構成される回路は図１８で説明した受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃそれぞれを有する回路である。コイルＬ４と抵抗Ｒ４と抵抗ＺＬから構成される回路は図１８で説明した電力取出コイル７ａと負荷ＺＬａ、電力取出コイル７ｂと負荷ＺＬｂ、電力取出コイル７ｃと負荷ＺＬｃそれぞれを有する回路である。抵抗Ｒｂは、電源部３と電力供給コイル４との間に存在する抵抗である。また、等価回路９１にはコイルＬ１とコイルＬ２の相互インダクタンスＭ１２、コイルＬ２とコイルＬ３の相互インダクタンスＭ２３、コイルＬ３とコイルＬ４の相互インダクタンスＭ３４が示されている。また、電流Ｉ１〜Ｉ４が示されている。

等価回路９２について説明する。コイルＬ１と抵抗Ｒ１から構成される回路は図１８で説明した電力供給コイル４を有する回路である。コイルＬ２とコンデンサＣ２と抵抗Ｒ２から構成される回路は図１８で説明した送電共振コイル５を有する回路である。コイルＬ３とコンデンサＣ３と抵抗Ｒ３から構成される回路は図１８で説明した受電共振コイル６ａ、６ｂ、６ｃそれぞれを有する回路である。コイルＬ４と抵抗Ｒ４と抵抗ＺＬから構成される回路は図１８で説明した電力取出コイル７ａと負荷ＺＬａ、電力取出コイル７ｂと負荷ＺＬｂ、電力取出コイル７ｃと負荷ＺＬｃそれぞれを有する回路である。抵抗Ｒｂは、電源部３と電力供給コイル４との間に存在する抵抗である。また、等価回路９２にはコンデンサＣ２とコンデンサＣ３の相互キャパシタンスＣ２３と、電流Ｉ１〜Ｉ４が示されている。

なお、磁界共鳴または電界共鳴のシステムにおいて、コイルＬ１と抵抗Ｒ１から構成される回路を使用しない場合またはコイルＬ４と抵抗Ｒ４から構成される回路を使用しない場合についても、等価回路を作成する。そして、作成した等価回路について回路シミュレータなどを用いて可変情報と効率情報を決定することが考えられる。

図２９は、磁界共鳴の非接触型充電システムの等価回路の一実施例を示す図である。本例では、同時に充電する機器が２台の場合について説明する。機器が複数の場合であっても、送電装置１側のコイルＬ１と抵抗Ｒ１から構成される回路と、コイルＬ２とコンデンサＣ２と抵抗Ｒ２から構成される回路は、等価回路９１と同じである。

図２９の機器Ａ側の受電部３３５のＬＣ共振回路はコイルＬ３ａとコンデンサＣ３ａと抵抗Ｒ３ａから構成され、電力取出コイルはコイルＬ４ａと抵抗Ｒ４ａから構成される。機器Ａ側の負荷はＺＬａで示されている。機器Ｂ側の受電部３３５のＬＣ共振回路はコイルＬ３ｂとコンデンサＣ３ｂと抵抗Ｒ３ｂから構成され、電力取出コイルはコイルＬ４ｂと抵抗Ｒ４ｂから構成される。機器Ｂ側の負荷はＺＬｂで示されている。なお、本例では機器２台の例を示しているが、２台に限定されるものではない。

図３０に図２９に示した等価回路を用いてシミュレーションをした結果を示す。

図３０は、シミュレーション結果の一例を示す図である。縦軸に電力バランスと効率が示され、横軸に機器Ｂの受電部３３５のブリッジ型平衡回路１６０のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を制御する制御信号ＳＷ１〜ＳＷ４のデューティ比が５０％に対して変化する量（変化量：Δ％）が示されている。曲線ｅ１は、機器Ａの受電装置に対応する等価回路１０１のコンデンサＣ３のキャパシタンスを可変させた場合のシミュレーション結果である。曲線ｅ２は、機器Ｂの受電装置に対応する等価回路１０１のコンデンサＣ３のキャパシタンスを可変させた場合のシミュレーション結果である。例えば、機器Ａの充電電力が５０Ｗで、機器Ｂの充電電力が５Ｗの場合、機器ＡのＬＣ共振回路の共振周波数は送電周波数のまま可変させず、機器Ｂの変化量を可変させる。図３０に示すように変化量を小さくしていくことで、機器Ａの充電電力が増加し、機器Ｂの充電電力が低下していく様子がわかる。また、全体の効率を示す曲線ｅ３には大きな変化がないこともわかる。

機器各々の組合せに対して上記のようなシミュレーションを行うことにより、組合せごとの機器各々の可変情報と効率情報を求めることができる。

なお、ここでは、一例として、変化量を小さくしていくことで、機器Ａの充電電力が増加し、機器Ｂの充電電力が低下する形態を示すが、これとは逆に、変化量を大きくしていくことで、機器Ａの充電電力が増加し、機器Ｂの充電電力が低下するようにしてもよい。

また、機器Ｂの受電部３３５のコイルＬ３ｂとコンデンサＣ３ｂと抵抗Ｒ３ｂから構成されＬＣ共振回路のＱ値は、ＬＣ共振回路に示した電流Ｉ３ｂを用いて示すことができる。図３１は、送電周波数と受電部のＱ値との関係の一例を示す図である。グラフ１２１は、等価回路９１のコイルＬ３を可変させたときの共振周波数と電流Ｉ３の関係を示している。曲線ａ１は、コイルＬ３、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ３から構成される回路に送電周波数ｆ０を中心に交流電流を入力した場合を示している。本例では、該回路のコンデンサＣ３のキャパシタンスの値が、該回路の共振周波数と送電周波数ｆ０とが同じになる値に設定されている。曲線ｂは、コイルＬ３、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ３から構成される回路に直流電流を入力したときの電流Ｉ３の変化が示されている。グラフ１２１の送電周波数におけるＱ値はＩａ１／Ｉｂで示すことができる。Ｉａ１は、共振周波数が送電周波数ｆ０であるときの電流Ｉ３の値である。Ｉｂは、送電周波数ｆ０における電流を示している。

グラフ１２２は、等価回路９１のコイルＬ３を可変させたときの共振周波数と電流Ｉ３の関係を示している。曲線ａ２は、コイルＬ３、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ３から構成される回路に送電周波数ｆ０を中心に交流電流を入力した場合を示している。本例では、該回路のコンデンサＣ３のキャパシタンスの値が、該回路の共振周波数と送電周波数ｆ０とが異なる値に設定されている。曲線ｂは、コイルＬ３、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ３から構成される回路に直流電流を入力したときの電流Ｉ３の変化が示されている。グラフ１２１の送電周波数におけるＱ値はＩａ２／Ｉｂで示すことができる。Ｉａ２は、共振周波数が送電周波数ｆ０でなときの電流Ｉ３の値である。Ｉｂは、送電周波数ｆ０における電流を示している。すなわち、共振周波数を可変させることによりＱ値を可変させることができる。

図３２を用いて機器２の動作について説明をする。

図３２は、機器の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１３１では、制御部３３１が充電情報を送電装置１に送信する。制御部３３１は、例えば、記憶部３３２に記憶されている機器ごとに割り振られた識別番号と機器ごとの充電電力を取得して、充電情報を生成する。その後、制御部３３１は充電情報を通信部３３３に転送し、アンテナ３３４を介して送電装置１に送信する。

ステップＳ１３２では充電情報を送電装置１に送信した後、制御部３３１は送電装置１から送信される通知を受信したか否かを判定し、通知が送信されてきたときはステップＳ１３３（Ｙｅｓ）に移行し、送信されてないときは待機（Ｎｏ）する。通知は図２５のステップＳ７で送電装置１が送信した通知（送信データ）である。判定は、例えば、受信した通知に含まれる識別情報が、通知を受信した機器と同じであれば受信したと判定する。

ステップＳ１３３では、制御部３３１が受信した通知に含まれる可変情報を用いて、Ｑ値可変情報を参照してＱ値を変更する。Ｑ値可変情報は記憶部３３２に記憶され、「可変情報」「設定値」に記憶される情報を有している。

図３３は、Ｑ値可変情報のデータ構造の一実施例を示す図である。Ｑ値可変情報１４１は、例えば、機器Ａの受電部３３５の変化量を可変する設定値が可変情報に関連付けられて、記憶部３３２に記憶されている。Ｑ値可変情報１４２は、例えば、機器Ｂの受電部３３５の変化量を可変する設定値が可変情報に関連付けられて、記憶部３３２に記憶されている。Ｑ値可変情報１４３は、例えば、機器Ｃの受電部３３５の変化量を可変する設定値が可変情報に関連付けられて、記憶部３３２に記憶されている。「可変情報」には、機器各々の受電部３３５の変化量を設定する値が記憶されている。本例では、機器Ａの「可変情報」として変化量を設定する値「ＣＡ」「ＣＡ１」「ＣＡ２」・・・「ＣＡ８」・・・・が記憶されている。機器Ｂの「可変情報」として変化量を設定する値「ＣＢ」「ＣＢ１」「ＣＢ２」・・・「ＣＢ８」・・・・が記憶されている。機器Ｃの「可変情報」として変化量を設定する値「ＣＣ」「ＣＣ１」「ＣＣ２」・・・「ＣＣ８」・・・・が記憶されている。「設定値」には、デューティ比を表す制御データが記憶されている。デューティ比によってスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を開閉させる割合が決まる。本例では、機器Ａの「設定値」としてデューティ比を表す「ｄａｔａＡ０」「ｄａｔａＡ１」「ｄａｔａＡ２」・・・「ｄａｔａＡ８」・・・・が記憶されている。機器Ｂの「設定値」としてデューティ比を表す「ｄａｔａＢ０」「ｄａｔａＢ１」「ｄａｔａＢ２」・・・「ｄａｔａＢ８」・・・・が記憶されている。機器Ｃの「設定値」としてデューティ比を表す「ｄａｔａＣ０」「ｄａｔａＣ１」「ｄａｔａＣ２」・・・「ｄａｔａＣ８」・・・・が記憶されている。

また、変化量が位相差を表す場合は、設定値として位相を表す情報が記憶されている。これは、電界共鳴の場合でも、磁界共鳴の場合でも同様である。

ステップＳ１３４では、制御部３３１がＱ値の変更が完了したことを検出すると、充電開始状態に移行する。なお、充電開始状態であることを送電装置１に通知してもよい。

ステップＳ１３５では制御部３３１が、充電が完了したことを検出する。制御部３３１は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了（Ｙｅｓ）し、充電の完了を検出していないときは充電を継続（Ｎｏ）する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを送電装置１に通知して、送電装置１が充電を終了してもよい。

従来、送電装置の充電台の上では一定電力を受ける構成となっているため、機器各々が受け取る充電電力は同じ値となってしまうため、充電電力が異なる機器を充電すると、電力の過多または不足と言う問題が発生する。しかし、本実施の形態によれば、複数の充電電力が異なる機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。

また、図３０に示したように、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、その際の送電する効率（曲線ｅ３）も高い状態を維持できるため、送電時のロスも最小とすることができる。

また、受電側の機器Ａ（５０Ｗ）と機器Ｂ（５Ｗ）において、機器Ｂの充電電力の比を予めＡ：Ｂ＝１０：１となる条件にしている場合、機器Ｂを単数で充電しようとすると送電効率が極端に低くなってしまう問題が想定される。さらに、Ａ：Ｂ＝５：１のような組合せに対応できない問題も想定される。しかし、本実施の形態によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整ができるため、上記問題を解決することが可能である。

また、同じ機器が複数の場合であっても、バッテリーの充電状況などにより、必要な充電電力が異なる場合がある。また、充電台上に電力分布差がある場合も、必要な充電電力が異なる場合がある。例えば、充電台の中央での受電力が大きい場合、中央に５Ｗの機器を配置し、充電台の端に５０Ｗの機器を配置できない場合が想定される。しかし、本実施の形態を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整をすることで、上記問題を解決することも可能となる。

また、実施の形態２では、ブリッジ型平衡回路１６０を用いて共振周波数の可変を行うことができる。ブリッジ型平衡回路１６０は、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４を含むブリッジ回路と抵抗器及びキャパシタで実現可能な簡易な回路である。

このため、実施の形態２によれば、簡易な構成で共振周波数の可変を行うことにより、電力伝送の効率を向上させることができる。

なお、以上では、送電装置１が、電源部３、電力供給コイル４、及び送電共振コイル５を含む形態について説明したが、送電装置１は、電力供給コイル４を含まずに、電源部３から送電共振コイル５に直接的に電力を供給するようにしてもよい。

＜実施の形態３＞
図３４は、実施の形態３の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。図３５は、実施の形態３の送電装置と受電装置を有するシステムの一実施例を示す図である。実施の形態２では、図３４の送電装置１が主体となり機器各々に可変情報を送信している。すなわち、図３４の制御部３２１が可変情報を求め、機器各々に可変情報を送信している。

実施の形態３では、機器のうちの１つが主体（第１の機器）となり、送電装置と他の機器（第２の機器）を制御する。図３５の例では、機器２ａ（第１の機器）が主体となり、機器２ａ以外の機器である機器２ｂ（第２の機器）に可変情報を送信する。また、機器２ａは送電装置１に機器２ａと機器２ｂに送電する送電電力を供給するために必要な情報を送信する。その後、送電装置１は機器２ａと機器２ｂに送電をする。

図３５の制御部３３１ａは機器２ａの各部を制御する。図３５に示した機器のうち機器２ａが主体になる場合、制御部３３１ａが機器２ａ、２ｂの可変情報を求め、機器２ｂに可変情報を送信する。

また、機器２ａを識別する識別情報と、機器２ａに関連付けられる充電電力を示す情報と、を有する記憶部３３２ａなどに記憶されている充電情報を、制御部３３１ａは取得する。また、制御部３３１ａは機器２ｂから送信された充電情報を、通信部３３３ａを介して取得する。

また、制御部３３１ａが、機器２ａ、２ｂに対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求め、送電電力を示す情報を送電装置１に送信する。なお、機器２ａ、２ｂに対応する充電電力と効率を、機器２ａから送信し、送電装置１で送電電力を求めてもよい。送電電力は、例えば、取得した識別情報各々を用いて、識別情報に関連付けられている効率各々を参照し、取得した上記機器各々に対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求めることが考えられる。

また、制御部３３１ａは、機器２ａの受電部３３５ａと機器２ｂの受電部３３５ｂがそれぞれ有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報を生成する。例えば、機器２ａは記憶部３３２ａに記憶されている、１つ以上の機器の組合せと、１つ以上の機器の組合せ各々に関連付けられている機器各々の可変情報を有する組合せ情報を参照し、取得した識別情報を用いて、機器各々に関連付けられている可変情報を選択する。

機器２ａの共振周波数またはＱ値を可変する場合には、可変情報を用いて共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する。機器２ｂの共振周波数またはＱ値を可変する場合には、機器２ａから機器２ｂに対応する可変情報を送信する。該可変情報を受信した機器２ｂは、該可変情報を用いて共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する。

なお、機器２ａが充電電力が最大の機器の場合、受電部３３５ａの共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する。機器２ａが、充電電力が最大の機器以外の場合、受電部３３５ａの共振回路の共振周波数を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、送電装置１から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する。

図３５の制御部３３１ｂは機器２ｂの各部を制御する。制御部３３１ｂは、機器を識別する識別情報と、機器に関連付けられる充電電力を示す情報と、を有する充電情報を生成する。そして、充電情報を通信部３３３ｂから通信部３３３ａへ送信する。また、機器２ａから送信される可変情報を、制御部３３１ｂは通信部３３３ｂを介して取得する。

機器２ｂが、充電電力が最大の機器の場合、受電部３３５ｂの共振回路の共振周波数を送電周波数に可変する。機器２ｂが、充電電力が最大の機器以外の場合、受電部３３５ｂの共振回路の共振周波数を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、送電装置１から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する。

図３５の制御部３２１は送電装置１の各部を制御する。また、図３５の制御部３２１は、送電電力を示す情報を機器２ａから取得する。または、機器２ａ、２ｂに対応する充電電力と効率を、機器２ａから受信し、送電電力を求める。その後、制御部３２１は送電を行う制御をする。

主体となる機器（受電装置を有する第１の機器）の動作について説明する。

図３６、図３７は、主体となる機器の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１７０１では、第１の機器に記憶されている充電情報と、第１の機器が受信した無線などの通信を用いて第２の機器から送信された充電情報と、を主体となる第１の機器の制御部が取得する。例えば、第１の機器が機器２ａで、第２の機器が機器２ｂである場合、通信部３３３ａは、受信した信号に含まれる機器２ｂの充電情報を制御部３３１ａに転送する。

続いて、ステップＳ１７０１で制御部３３１ａは、機器２ｂから受信した充電情報を、記憶部３３２ａの受電情報に記憶する。受電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。充電情報と受電情報については図２６を参照。

なお、ステップＳ１７０１で制御部３３１ａは機器から充電情報を含む信号を受信した後、充電情報を含む信号が一定期間機器から送信されないことを確認すると、ステップＳ１７０２に移行する。すなわち、充電する機器を確定する。例えば、機器２ａ、２ｂが送電装置１に配置されると、充電情報７１ａ、７１ｂを取得した後、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップＳ１７０２に移行する。また、一定期間内に新たに充電情報を含む信号を機器２ｃから受信した場合、さらに一定期間待機し、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップＳ１７０２に移行する。なお、充電する機器の確定は上記方法に限定されるものでなく、他の方法を用いてもよい。

ステップＳ１７０２では、主体となる機器の制御部が受電情報を参照して送電装置１に配置された機器が主体だけであるか否かを判定する。主体だけの場合（Ｙｅｓ）であればステップＳ１７０３に移行し、機器が主体以外にある場合（Ｎｏ）にはステップＳ１７０４に移行する。例えば、図２６の受電情報７２を参照した場合、３つの機器２ａ、２ｂ、２ｃが送電装置１に配置されていることを検出し、主体以外に機器があるのでステップＳ１７０４に移行する。

ステップＳ１７０３では、主体となる機器の制御部が送電電力を設定する。主体だけの場合の送電電力は受電情報の充電電力と、記憶部３３２ａに記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式３により表すことができる。

制御部３３１ａは、例えば、受電情報７２を参照して識別情報「Ａ」に対応する充電電力である５０Ｗを示す「５０」を取得し、効率情報７３を参照して識別情報「Ａ」に対応する効率である８０％を示す「０．８」を取得する。その後、充電電力／効率を計算して送電電力６２．５Ｗを求める。

ステップＳ１７０４では、主体となる機器の制御部が受電情報を参照して複数の機器の充電電力が同じでかつ効率が同じであるか否かを判定し、同じ場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１７０５に移行し、異なる場合（Ｎｏ）には図３７のステップＳ１７０６に移行する。

ステップＳ１７０５では、主体となる機器の制御部が複数の機器の充電電力が同じで、かつ効率が同じ場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が同じ場合の送電電力は、受電情報の充電電力と、充電する機器の数（台数）と、記憶部３３２ａに記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式４により表すことができる。例えば、受電情報に記憶されている充電する機器の数が３台で、機器各々に対応する充電電力がすべて５Ｗで、効率がすべて０．８（８０％）である場合は、式４を用いて送電電力１８．７５Ｗを求める。

図３７のステップＳ１７０６では、主体となる機器の制御部が受電情報を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。例えば、制御部３３１ａが受電情報７２の「充電情報」を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。本例では、最大の充電電力の機器は識別情報が「Ａ」の機器であるので、識別情報が「Ｂ」「Ｃ」の機器を選択する。

図３７のステップＳ１７０７では、主体以外の選択された機器各々の受電部の共振周波数またはＱ値を可変する通知を、主体となる受電装置の制御部が選択された機器各々に送信する。ステップＳ１７０７で制御部３３１ａは受信した識別情報を用いて組合せ情報を参照し、同時に充電する機器の組合せに対応する可変情報を取得する。

ステップＳ１７０７において、例えば、主体である充電電力が５０Ｗの機器Ａと、充電電力が５Ｗの機器Ｂと、充電電力が３Ｗの機器Ｃとを同時に充電する場合について説明する。制御部３３１ａは図２６の受電情報７２を用いて、図２７の組合せ情報８１を参照し、「機器組合せ」の「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」に関連付けられている可変情報「ＣＡ」「ＣＢ４」「ＣＣ４」を取得する。その後、機器Ｂに通知する可変情報「ＣＢ４」と機器Ｂを識別する識別情報を含む通知（送信データ）と、機器Ｃに通知する可変情報「ＣＣ４」と機器Ｃを識別する識別情報を含む通知（送信データ）とを生成する。そして、通信部３３３ａとアンテナ３３４ａを介して生成した通知各々を機器Ｂ、Ｃに送信する。

図３７のステップＳ１７０８で主体となる機器の制御部は、主体となる機器の共振周波数またはＱ値を可変する必要がある場合に、可変情報を用いて、記憶部３３２ａに記憶されているＱ値可変情報を参照して、共振周波数またはＱ値を変更する。

図３７のステップＳ１７０９では、主体となる機器の制御部が複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力は、受電情報の充電電力各々と、記憶部３３２ａに記憶されている組合せ情報の機器各々に対応する効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式５により表すことができる。

ステップＳ１７１０では、主体となる機器の制御部が通信部を介して送電電力情報を送電装置に送信する。制御部３３１ａが通信部３３３ａを介して送電電力情報を送電装置１に送信する。

ステップＳ１７１１で主体となる機器の制御部は充電処理を行う。例えば、制御部３３１ａがＱ値の変更が完了したことを検出すると、充電開始状態に移行する。なお、充電開始状態であることを送電装置１に通知してもよい。

ステップＳ１７１２で主体となる機器の制御部は充電完了したことを検出する。制御部３３１ａは充電の完了を検出すると、充電処理を終了（Ｙｅｓ）し、充電の完了を検出していない場合（Ｎｏ）は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを送電装置１に通知して、送電装置１が充電を終了してもよい。

主体となる機器以外の機器の動作について説明する。

図３８は、主体以外の機器の動作の一実施例を示すフロー図である。実施の形態３の場合、ステップＳ１９０１では主体となる機器以外の機器の制御部が充電情報を主体となる機器に送信する。制御部３３１ｂは、例えば、記憶部３３２ｂに記憶されている機器ごとに割り振られた識別番号と機器ごとの充電電力を取得して、充電情報を生成する。その後、制御部３３１ｂは充電情報を通信部３３３ｂに転送し、アンテナ３３４ｂを介して機器２ａに送信する。

ステップＳ１９０２では充電情報を機器２ａに送信した後、制御部３３１ｂは機器２ａから送信される通知を受信したか否かを判定し、通知が送信されてきた場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１９０３に移行し、送信されてない場合（Ｎｏ）は待機する。判定は、例えば、受信した通知に含まれる識別情報が、通知を受信した機器と同じであれば受信したと判定する。

ステップＳ１９０３では、制御部３３１ｂが受信した通知に含まれる可変情報を用いて、記憶部３３２ｂに記憶されているＱ値可変情報を参照してＱ値を変更する。

ステップＳ１９０４では、制御部３３１ｂがＱ値の変更が完了したことを検出すると、充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを送電装置１に通知してもよい。

ステップＳ１９０５では制御部３３１ｂが、充電が完了したことを検出する。制御部３３１ｂは充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了（Ｙｅｓ）し、充電の完了を検出していない場合（Ｎｏ）は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを、機器２ａを介して送電装置１に通知し、充電を終了してもよい。

実施の形態３の送電装置の動作について説明する。

図３９は、実施の形態３の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ２００１では図３５の送電装置の制御部３２１が送電電力情報を主体となる機器２ａから受信する。

ステップＳ２００２では、電力供給部３２５と送電部３２６から送電電力情報に示される電力を送電できるように、制御部３２１が設定をする。

ステップＳ２００３では、送電準備が完了したことを検出すると、制御部３２１が充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを充電装置２ａに通知してもよい。

ステップＳ２００４では制御部３２１が、充電が完了したことを検出する。制御部３２１は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了（Ｙｅｓ）し、充電の完了を検出していない場合（Ｎｏ）は充電を継続する。

実施の形態３によれば、複数の充電電力が異なる機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。

また、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、送電時のロスも最小とすることができる。

また、実施の形態３によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整ができる。

また、実施の形態３を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整をすることも可能となる。

なお、主体となる機器がひとつの場合について説明したが、複数の機器が上記説明した処理を分割して行ってもよい。

＜実施の形態４＞
図４０は、実施の形態４の送電装置、受電装置および外部装置を有するシステムの一実施例を示す図である。実施の形態４では図４０に示した送電装置１から機器２ａ、２ｂに充電するための制御を外部装置２１００が行う。

外部装置２１００はコンピュータなどの装置で、送電装置１、機器２ａ、２ｂと通信をすることができる。外部装置２１００は、例えば、サーバやクラウドなどが考えられる。

制御部２１０１はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。

記憶部２１０２は、後述する受電情報、効率情報、組合せ情報などを記憶している。記憶部２１０２は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭ、Random Access Memory（ＲＡＭ）、ＦｅＲＡＭなどのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部２１０２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。また、記憶部２１０２（ＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭ、ＦｅＲＡＭなどの不揮発性メモリ）にはプログラムが格納され、実行時に制御部が読み取りながら処理を実行する。

通信部２１０３は、アンテナ２１０４と接続され、送電装置１、機器２ａ、２ｂの通信部と無線通信などの通信を行うためのインタフェースである。例えば、無線Local Area Network（ＬＡＮ）やBluetoothなどの無線接続を行うためのインタフェースなどが考えられる。

また、外部装置２１００は記録媒体読取装置、入出力インタフェースを備えていてもよい。記録媒体読取装置は、制御部２１０１の制御に従って記録媒体に対するデータのリード／ライトを制御する。そして、記録媒体に記録媒体読取装置の制御で書き込まれたデータを記録させたり、記録媒体に記録されたデータを読み取らせたりする。また、着脱可能な記録媒体は、コンピュータで読み取り可能なnon-transitory（非一時的）な記録媒体として、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）などがある。光ディスクには、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、Compact Disc Read Only Memory（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ−Ｒ(Recordable)／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、Magneto-Optical disk（ＭＯ）などがある。なお、記憶部２１０２もnon-transitory（非一時的）な記録媒体に含まれる。なお、記録媒体、記録媒体読み取り装置は、必須ではない。

入出力インタフェースには、コンピュータなどの入出力部が接続され、利用者が入力した情報を受信し、バスを介して制御部２１０１または記憶部２１０２などに送信する。入出力部の入力装置は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）、タッチパネルなどが考えられる。なお、入出力部の出力部であるディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイなどが考えられる。また、出力部はCathode Ray Tube（ＣＲＴ）ディスプレイ、プリンタなどの出力装置であってもよい。

また、上記に示したハードウェア構成を有するコンピュータを用いることによって、後述する実施の形態４における各種処理機能を実現してもよい。その場合コンピュータが有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶部２１０２に記録する。そして、コンピュータは、自己の記憶部２１０２からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。

制御部２１０１は、外部装置２１００の各部を制御する。また、制御部２１０１は機器２ａ、２ｂを識別する識別情報と、機器２ａ、２ｂ各々に関連付けられる充電電力を示す情報と、を機器２ａ、２ｂ各々から取得する。制御部２１０１は、取得した識別情報各々を用いて、機器２ａ、２ｂの組合せと、組合せに関連付けられている機器２ａ、２ｂ各々の受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報を生成する。制御部２１０１は、１つ以上の機器２ａ、２ｂの組合せと、１つ以上の機器２ａ、２ｂの組合せ各々に関連付けられている機器２ａ、２ｂ各々の可変情報を有する組合せ情報を参照し、取得した識別情報各々を用いて、機器２ａ、２ｂ各々に関連付けられている可変情報を選択する。制御部２１０１は、可変情報を機器２ａ、２ｂ各々に送信する。

制御部２１０１は、機器２ａ、２ｂに対応する充電電力と効率を用いて送電電力を求め、送電電力を示す情報を送電装置１に送信する。なお、機器２ａ、２ｂに対応する充電電力と効率を、外部装置２１００から送信し、送電装置１で送電電力を求めてもよい。送電電力は、例えば、取得した識別情報各々を用いて、識別情報に関連付けられている効率各々を参照し、上記機器各々に対応する充電電力と効率を取得し、取得した充電電力と効率を用いて送電電力を求めることが考えられる。ただし、送電電力の求め方は上記方法に限定されるものではない。

外部装置の動作について説明する。

図４１、図４２は、外部装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ２２０１では、機器２ａ、機器２ｂから無線などの通信を用いて送信された充電情報を外部装置２１００の制御部２１０１が取得する。通信部２１０３は、受信した信号に含まれる機器２ａ、２ｂの充電情報を制御部２１０１に転送する。

続いて、ステップＳ２２０１で制御部２１０１は、機器２ａ、２ｂから受信した充電情報を、記憶部２１０２の受電情報に記憶する。受電情報は、機器を識別する識別情報と、機器各々の充電電力を示す情報とを有する。充電情報と受電情報については図２６を参照。

なお、ステップＳ２２０１で制御部２１０１は機器から充電情報を含む信号を受信した後、充電情報を含む信号が一定期間機器から送信されないことを確認すると、ステップＳ２２０２に移行する。すなわち、充電する機器を確定する。例えば、機器２ａ、２ｂが送電装置１に配置されると、充電情報７１ａ、７１ｂを取得した後、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップＳ２２０２に移行する。また、一定期間内に新たに充電情報を含む信号を機器２ｃから受信した場合、さらに一定期間待機し、一定期間経過しても新たに充電情報を受信しない場合にはステップＳ２２０２に移行する。なお、充電する機器の確定は上記方法に限定されるものでなく、他の方法を用いてもよい。

ステップＳ２２０２では、制御部２１０１が受電情報を参照して送電装置１に配置された機器が単数であるか否かを判定し、単数の場合（Ｙｅｓ）であればステップＳ２２０３に移行し、複数ある場合（Ｎｏ）にはステップＳ２２０４に移行する。例えば、図２６の受電情報７２を参照した場合、３つの機器２ａ、２ｂ、２ｃが送電装置１に配置されていることを検出してステップＳ２２０４に移行する。

ステップＳ２２０３では、制御部２１０１が送電電力を設定する。送電電力は受電情報の充電電力と、記憶部２１０２に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式３により表すことができる。

制御部２１０１は、例えば、受電情報７２を参照して識別情報「Ａ」に対応する充電電力である５０Ｗを示す「５０」を取得し、効率情報７３を参照して識別情報「Ａ」に対応する効率である８０％を示す「０．８」を取得する。その後、充電電力／効率を計算して送電電力６２．５Ｗを求める。

ステップＳ２２０４では、制御部２１０１が受電情報を参照して複数の機器の充電電力が同じでかつ効率が同じであるか否かを判定し、同じ場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ２２０５に移行し、異なる場合（Ｎｏ）には図４２のステップＳ２２０６に移行する。

ステップＳ２２０５では、制御部２１０１が複数の機器の充電電力が同じで、かつ効率が同じ場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が同じ場合の送電電力は、受電情報の充電電力と、充電する機器の数（台数）と、記憶部２１０２に記憶されている効率情報の効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式４により表すことができる。

例えば、受電情報に記憶されている充電する機器の数が３台で、機器各々に対応する充電電力がすべて５Ｗで、効率がすべて０．８（８０％）である場合は、式４を用いて送電電力１８．７５Ｗを求める。

図４２のステップＳ２２０６では、制御部２１０１が受電情報を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。制御部２１０１が、例えば、受電情報７２の「充電情報」を参照して最大の充電電力の機器以外を選択する。本例では、最大の充電電力の機器は識別情報が「Ａ」の機器であるので、識別情報が「Ｂ」「Ｃ」の機器を選択する。

図４２のステップＳ２２０７では、選択された機器各々の受電部の共振周波数またはＱ値を可変する通知を、制御部２１０１が選択された機器各々に送信する。ステップＳ２２０７で制御部２１０１は受信した識別情報を用いて組合せ情報を参照し、同時に充電する機器の組合せに対応する可変情報を取得する。

ステップＳ２２０７において、例えば、充電電力が５０Ｗの機器Ａと、充電電力が５Ｗの機器Ｂと、充電電力が３Ｗの機器Ｃとを同時に充電する場合について説明する。制御部３３１ａは図２６の受電情報７２を用いて、図２７の組合せ情報８１を参照し、「機器組合せ」の「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」に関連付けられている可変情報「ＣＡ」「ＣＢ４」「ＣＣ４」を取得する。その後、機器Ａに通知する可変情報「ＣＡ」と機器Ａを識別する識別情報を含む通知と、機器Ｂに通知する可変情報「ＣＢ４」と機器Ｂを識別する識別情報を含む通知と、機器Ｃに通知する可変情報「ＣＣ４」と機器Ｃを識別する識別情報を含む通知とを生成する。そして、通信部２１０３とアンテナ２１０４を介して生成した通知各々を機器Ａ、Ｂ、Ｃに送信する。

図４２のステップＳ２２０８では、制御部２１０１が複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力を設定する。複数の機器の充電電力が異なる場合または効率が異なる場合の送電電力は、受電情報の充電電力各々と、記憶部２１０２に記憶されている組合せ情報の機器各々に対応する効率とを用いて、送電電力を求める。送電電力は式５により表すことができる。

ステップＳ２２０９では、制御部２１０１が通信部２１０３を介して送電電力情報を送電装置１に送信する。制御部２１０１が通信部２１０３を介して送電電力情報を送電装置１に送信する。

ステップＳ２２１０で制御部２１０１は充電処理を行う。例えば、制御部２１０１がＱ値の変更が完了したことを検出すると、充電開始状態に移行する。なお、充電開始状態であることを送電装置１に通知してもよい。

ステップＳ２２１１で制御部２１０１は充電完了したことを検出する。制御部２１０１は充電の完了を検出すると、充電処理を終了（Ｙｅｓ）し、充電の完了を検出していない場合（Ｎｏ）は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを送電装置１に通知して、送電装置１が充電を終了してもよい。

実施の形態４における機器の動作について説明する。

図４３は、実施の形態４における機器の動作の一実施例を示すフロー図である。実施の形態４の場合、ステップＳ２４０１では制御部が充電情報を外部装置に送信する。例えば、制御部３３１ａは、例えば、記憶部３３２ａに記憶されている機器ごとに割り振られた識別番号と機器ごとの充電電力を取得して、充電情報を生成する。その後、制御部３３１ａは充電情報を通信部３３３ａに転送し、アンテナ３３４ａを介して外部装置２１００に送信する。

ステップＳ２４０２では充電情報を外部装置２１００に送信した後、機器の制御部は外部装置２１００から送信される通知を受信したか否かを判定し、通知が送信されてきた場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４０３に移行し、送信されてない場合（Ｎｏ）は待機する。判定は、例えば、受信した通知に含まれる識別情報が、通知を受信した機器と同じであれば受信したと判定する。

ステップＳ２４０３では、機器の制御部が受信した通知に含まれる可変情報を用いて、機器の記憶部に記憶されているＱ値可変情報を参照してＱ値を変更する。

ステップＳ２４０４では、機器の制御部がＱ値の変更が完了したことを検出すると、充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを送電装置１に通知してもよい。

ステップＳ２４０５では機器の制御部が、充電が完了したことを検出する。制御部は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了（Ｙｅｓ）し、充電の完了を検出していない場合（Ｎｏ）は充電を継続する。充電の完了は、例えば、バッテリーの出力電圧を計測して、閾値以上であれば充電を完了する。なお、充電を完了したことを、外部装置２１００を介して送電装置１に通知し、充電を終了してもよい。

実施の形態４の送電装置の動作について説明する。

図４４は、実施の形態４の送電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ２５０１では図４０の送電装置１の制御部３２１が送電電力情報を外部装置２１００から受信する。

ステップＳ２５０２では、電力供給部３２５と送電部３２６から送電電力情報に示される電力を送電できるように、制御部３２１が設定をする。

ステップＳ２５０３では、送電準備が完了したことを検出すると、制御部３２１が充電処理を行う。なお、充電処理状態であることを機器２ａに通知してもよい。

ステップＳ２５０４では制御部３２１が、充電が完了したことを検出する。制御部３２１は充電の完了を検出すると、充電を終了して処理を終了（Ｙｅｓ）し、充電の完了を検出していない場合（Ｎｏ）は充電を継続する。

実施の形態４によれば、複数の充電電力が異なる機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。

また、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、送電時のロスも最小とすることができる。

また、実施の形態４によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整ができる。

また、実施の形態４を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整をすることも可能となる。

＜実施の形態５＞
図４５、図４６は、実施の形態５の送電共振コイルと受電共振コイルの位置関係を示す図である。図４５、図４６に示す受電共振コイル６ａ、６ｂは同じコイルで、受電共振コイル６ａ、６ｂを備える機器各々の効率も同じとする。図４６に示す受電共振コイル６ｃは、受電共振コイル６ａ、６ｂとは異なるコイルで、受電共振コイル６ｃを備える機器各々の効率も受電共振コイル６ａ、６ｂはと異なるものとする。

図４５の２６Ａに示す図は、送電共振コイル５に対して受電共振コイル６ａ、６ｂは同じ距離にあり、姿勢も同じである。図４５の２６Ｂに示す図は、送電共振コイル５に対して受電共振コイル６ａ、６ｂの姿勢は同じであるが、受電共振コイル６ａ、６ｂの距離が異なる。図４５の２６Ｃに示す図は、送電共振コイル５に対して受電共振コイル６ａ、６ｂの距離も姿勢も異なる。送電共振コイル５に対する受電共振コイル６ａ、６ｂの距離または姿勢が異なると、効率も変化するため、効率の変化を加味して共振周波数またはＱ値を調整し、送電電力も求めなければならない。

図４６の２７Ａに示す図は、送電共振コイル５に対して受電共振コイル６ａ、６ｃは同じ距離にあり、姿勢も同じである。図４６の２７Ｂに示す図は、送電共振コイル５に対して受電共振コイル６ａが受電共振コイル６ｃより近い距離にあり、受電共振コイル６ａ、６ｃの姿勢は同じである。図４６の２７Ｃに示す図は、送電共振コイル５に対して受電共振コイル６ｃが受電共振コイル６ａより近い距離にあり、受電共振コイル６ａ、６ｃの姿勢は同じである。送電共振コイル５に対する受電共振コイル６ａ、６ｃの距離または姿勢が異なると、効率も変化するため、図４６に示すような場合でも、効率の変化を加味して機器の共振周波数またはＱ値を調整し、送電電力も決めなければならない。

そこで、実施の形態５では送電装置と機器の位置関係による効率が変化した場合でも、該効率を加味して、機器に適切な電力を供給することができるようにする。

図４７は、実施の形態５における主体となる制御部の一実施例を示す図である。図４８は、実施の形態５の状態−効率情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図４９は、実施の形態５の組合せ情報のデータ構造の一実施例を示す図である。

取得部２８０１は、送電装置と機器の位置関係を求めるために用いる情報を取得する。取得部は例えば撮像装置が考えられる。位置関係を求めるために用いる情報は、撮像装置が撮影した画像情報やセンサにより計測した位置関係を示す情報などが考えられる。ただし、位置関係を求めるために用いる情報は、画像データに限定されるものではなく、位置関係が分かるものであればよい。

図４７に示す検出部２８０２、効率算出部２８０３、選択部２８０４、可変情報算出部２８０５、送電電力算出部２８０６は、主体となる装置の制御部に設けられる。すなわち、送電装置１、機器、外部装置の何れかに設けられる。

検出部２８０２は、位置関係を求めるために用いる情報を取得して、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。状態情報は、例えば、機器の３次元空間上の位置と姿勢を示す情報が考えられる。位置は、特定マーカーを付けられた機器を撮像装置により撮影し、撮影した画像情報に対して画像処理などを用いて解析をして機器を認識し、認識した機器を撮影した位置からの視野位置と深度（距離）より、３次元空間上の位置を推定する。姿勢は、認識した機器のマーカーと外形画像を用いて姿勢を推定する。

効率算出部２８０３は求めた状態情報から効率を示す効率情報を求める。例えば、図４８の状態−効率情報２９０１を用いて求めることが考えられる。状態−効率情報２９０１は、「ＩＤ」「状態情報」「効率情報」に記憶される情報を有している。「ＩＤ」には機器を識別する情報が記憶されている。本例では、識別する情報として「Ａ」「Ｂ」・・・・が記憶されている。

「状態情報」には、例えば、機器の３次元空間上の位置を示す位置情報と姿勢を示す姿勢情報が記憶されている。本例では、位置情報には位置に関する情報「ＬＡ１」「ＬＡ２」・・・「ＬＢ１」「ＬＢ２」・・・・などが記憶されている。姿勢情報には姿勢に関する情報「ＲＡ１」「ＲＡ２」・・・「ＲＢ１」「ＲＢ２」・・・・などが、「ＩＤ」「位置情報」に記憶される情報に関連付けられて記憶されている。

「効率情報」には送電装置と機器の位置関係から求められる効率が記憶されている。本例では、効率を示す情報として「ＥＡ１１」「ＥＡ１２」・・・「ＥＡ２１」「ＥＡ２２」・・・「ＥＢ１１」「ＥＢ１２」・・・「ＥＢ２１」「ＥＢ２２」・・・・などが「ＩＤ」「状態情報」に記憶される情報に関連付けられて記憶されている。なお、記憶されている効率情報は実験やシミュレーションなどにより求めることが考えられる。

選択部２８０４は、機器各々から取得した第１の充電情報と効率情報を用いて、第２の充電情報を求める。第１の充電情報は、例えば図２６の受電情報７２に記憶されている機器各々の充電情報である。効率情報は、効率算出部２８０３で求めた位置関係に基づく効率情報である。第２の充電情報は、例えば、機器から取得した第１の充電電力（機器が要求した電力）が５Ｗで、位置関係に基づく効率情報（単体効率）１０％であるとき、第２の充電情報は第１の充電電力／単体効率＝５０Ｗ（＝５／０．１）で表すことができる。

また、第１の充電電力２０Ｗで、単体効率８０％であるとき、第２の充電情報は第１の充電電力／単体効率＝２５Ｗ（＝２０／０．８）で表すことができる。

続いて、選択部２８０４は求めた第２の充電情報のうち最大の第２の充電情報に対応する機器以外を選択する。

可変情報算出部２８０５は、選択部２８０４で選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、図４９の組合せ情報３００１を用いて求めることが考えられる。組合せ情報３００１は「組合せ」「可変情報」に記憶される情報を有している。

「組合せ」には、機器ごとの効率の組合せが記憶されている。本例では、識別情報「Ａ」「Ｂ」・・・・に対応する異なる機器の効率の組合せについて記憶されている。機器の効率の組合せについて説明する。１つの機器Ａの効率が「ＥＡ１１」である場合には「組合せ」には「ＥＡ１１」だけが記憶されている。また、２つの機器Ａ１、Ａ２が同じ効率「ＥＡ１１」である場合には「組合せ」には機器Ａ１、Ａ２の効率「ＥＡ１１」「ＥＡ１１」が記憶されている。２つ以上の同じ機器が同じ効率の場合についても上記と同じことが言える。また、機器Ａ１の効率が「ＥＡ１１」で、機器Ｂ１の効率が「ＥＢ１１」である場合には「組合せ」には２つの機器Ａ１、Ｂ１の効率「ＥＡ１１」「ＥＢ１１」が記憶されている。他の組合せについても同じことが言える。

「可変情報」には、「組合せ」に記憶されている情報に関連付けて、機器各々の共振周波数またはＱ値を可変する情報が記憶されている。本例では、機器Ａ１、Ａ２の可変情報「ＣＡ１１」「ＣＡ１２」と、機器Ｂ１、Ｂ２の可変情報「ＣＢ１１」「ＣＢ１２」・・・・が記憶されている。「ＣＡ１１」「ＣＡ１２」・・・・の示す値は、識別情報「Ａ１」「Ａ２」・・・・に対応する機器の受電部３３５の変化量の設定をするために用いる値である。「ＣＢ１１」「ＣＢ１２」・・・・は、識別情報「Ｂ１」「Ｂ２」に対応する機器の受電部３３５の変化量の設定をするために用いる値である。

また、可変情報算出部２８０５は、選択した機器各々の受電部３３５の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報を含む通知を、選択された機器各々に送信する。

なお、充電開始前は機器の受電部３３５の共振周波数またはＱ値は、第１の充電情報の充電電力を充電するための最適値に設定されているものとする。最適値は、例えば、送電装置１から機器へ充電が最も効率よくできる値である。

送電電力算出部２８０６は送電装置１から送電される全ての機器の第２の充電電力を用いて送電電力を求める。

実施の形態５の主体となる制御部の動作について説明する。

図５０は、実施の形態５における主体となる制御部の動作の一実施例を示す図である。図５０のステップＳ３１０１では、主体となる制御部が機器各々の第１の充電情報を取得する。送電装置１が主体の場合、ステップＳ３１０１ではステップＳ１と同様に機器各々の第１の充電情報を取得する。機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａが主体の場合には、ステップＳ３１０１はステップＳ１７０１と同様に機器各々の第１の充電情報を取得する。外部装置２１００が主体の場合、ステップＳ３１０１ではステップＳ２２０１と同様に機器各々の第１の充電情報を取得する。

ステップＳ３１０２では主体となる制御部が機器各々の状態情報を求める。

送電装置１が主体の場合、例えば図３４の送電装置１の制御部３２１が送電装置１に設けられている取得部２８０１から送電装置１と機器各々との位置関係を求めるために用いる情報を取得し、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。

機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａの制御部３３１ａが送電装置１に設けられている取得部２８０１から送電装置１と機器の位置関係を求めるために用いる情報を取得し、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。また、取得部２８０１を機器各々に設けて、機器各々が送電装置１と機器との位置関係を求めるために用いる情報を取得し、機器２ａの制御部３３１ａが取得した情報各々を収集してもよい。

外部装置２１００が主体の場合、例えば図４０の制御部２１０１が送電装置１に設けられている取得部２８０１から送電装置１と機器の位置関係を求めるために用いる情報を取得し、送電装置と機器の位置関係を示す状態情報を求める。また、機器各々に取得部２８０１を設けて、機器各々が送電装置１と機器との位置関係を求めるために用いる情報を取得し、外部装置２１００の制御部２１０１が取得した情報各々を収集してもよい。

ステップＳ３１０３では、主体となる制御部が状態情報各々を用いて機器各々の効率情報を推定する。

送電装置１が主体の場合、例えば図３４の送電装置１の制御部３２１の効率算出部２８０３が制御部３２１の検出部２８０２から状態情報を取得し、機器各々の効率情報を推定する。例えば、記憶部３２２に記憶されている状態−効率情報２９０１を用いて求めることが考えられる。

機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａの制御部３３１ａの効率算出部２８０３が制御部３３１ａの検出部２８０２から状態情報を取得し、機器各々の効率情報を推定する。例えば、記憶部３３２ａに記憶されている状態−効率情報２９０１を用いて求めることが考えられる。

外部装置２１００が主体の場合、例えば図４０の制御部２１０１の効率算出部２８０３が制御部２１０１の検出部２８０２から状態情報を取得し、機器各々の効率情報を推定する。例えば、記憶部２１０２に記憶されている状態−効率情報２９０１を用いて求めることが考えられる。

ステップＳ３１０４では、主体となる制御部が最大の第２の充電電力の機器以外を選択する。

送電装置１が主体の場合、例えば図３４の送電装置１の制御部３２１の選択部２８０４は、機器各々から取得した第１の充電情報と効率情報を用いて、第２の充電情報を求める。

機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａの制御部３３１ａの選択部２８０４は、機器各々から取得した第１の充電情報と効率情報を用いて、第２の充電情報を求める。

外部装置２１００が主体の場合、例えば図４０の制御部２１０１の選択部２８０４は、機器各々から取得した第１の充電情報と効率情報を用いて、第２の充電情報を求める。

ステップＳ３１０５では、主体となる制御部が選択された機器（最大の第２の充電電力の機器以外の機器）と、該選択された機器の効率情報との組合せを用いて、可変情報を求める。

送電装置１が主体の場合、例えば図３４の送電装置１の制御部３２１の可変情報算出部２８０５が選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、図４９の組合せ情報３００１を用いて求めることが考えられる。例えば、記憶部３２２に記憶されている組合せ情報３００１を用いて求めることが考えられる。

機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａの制御部３３１ａの可変情報算出部２８０５が選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、記憶部３３２ａに記憶されている組合せ情報３００１を用いて求めることが考えられる。

外部装置２１００が主体の場合、例えば図４０の制御部２１０１の可変情報算出部２８０５が選択された機器の効率情報の組合せから可変情報を求める。例えば、記憶部２１０２に記憶されている組合せ情報３００１を用いて求めることが考えられる。

ステップＳ３１０６では、主体となる制御部が可変情報を選択された機器各々に、受電部３３５の共振周波数またはＱ値を可変する通知を送信する。送電装置１が主体の場合、ステップＳ３１０６ではステップＳ７と同様に選択された機器に可変情報を送信する。機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａが主体の場合には、ステップＳ３１０６ではステップＳ１７０７と同様に選択された機器に可変情報を送信する。外部装置２１００が主体の場合、ステップＳ３１０６ではステップＳ２２０７と同様に機器各々の充電情報を取得する。

ステップＳ３１０７では主体となる制御部が送電電力を求める。

送電装置１が主体の場合、例えば図３４の送電装置１の制御部３２１の送電電力算出部２８０６が、送電装置１から送電される全ての機器の第２の充電電力を用いて送電電力を求める。

機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａが主体の場合には、制御部３３１ａの送電電力算出部２８０６が、送電装置１から送電される全ての機器の第２の充電電力を用いて送電電力を求める。

外部装置２１００が主体の場合、制御部２１０１の送電電力算出部２８０６が、送電装置１から送電される全ての機器の第２の充電電力を用いて送電電力を求める。

ステップＳ３１０８では主体となる制御部が送電電力情報を送電装置１に送信する。送電装置１が主体の場合、ステップＳ３１０８では送電電力情報を送電装置１に送信し、ステップＳ９で説明したように充電を開始する。機器が主体の場合、例えば図３５の機器２ａが主体の場合には、ステップＳ３１０８ではステップＳ１７１０と同様に送電電力情報を送電装置１に送信する。その後、充電を開始する。外部装置２１００が主体の場合、ステップＳ３１０８ではステップＳ２２０９と同様に送電電力情報を送電装置１に送信する。その後、充電を開始する。

実施の形態５によれば、複数の機器へ同時に給電を行う場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。

また、電力バランスを調整することが可能となるため、充電電力が異なる複数の機器に対して同時に充電を行うことが可能となる。また、送電時のロスも最小とすることができる。

また、実施の形態５によれば組み合わせる電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整ができる。

また、実施の形態５を用いることにより、予めバッテリーの充電状況や充電台の電力分布を加味して、電力バランスに応じた共振周波数またはＱ値の調整をすることも可能となる。

変形例について説明する。

送電電力に制限がある場合について説明する。

例えば、機器Ａの第１の充電電力が５Ｗ、効率情報が０．１、第２の充電電力が５０Ｗで、機器Ｂの第１の充電電力が２０Ｗ、効率情報が０．８、第２の充電電力が２５Ｗであるとき、送電装置１から送電できる電力が５０Ｗである場合について説明する。機器Ａの第２の充電電力が５０Ｗで機器Ｂの第２の充電電力が２５Ｗの合計は７５Ｗであるので、送電装置１から送電できる電力が５０Ｗである場合には不足している。そこで、機器Ａの第１の充電電力が５Ｗと機器Ｂの第１の充電電力が２０Ｗの比１：４を求め、この比を用いて送電電力５０Ｗを分け、機器Ａ、機器Ｂの第２の充電電力を求める。機器Ａの第２の充電電力は３１．２５Ｗ、機器Ｂの第２の充電電力は１８．７５Ｗになる。すなわち、機器各々の第１の充電電力の比を用いて送電電力を分け、機器各々の第２の充電電力を求める。そして、求めた機器各々の第２の充電電力を用いて、可変情報と送電電力を求める。

変形例によれば、送電電力に制限がある場合でも、充電電力が異なる機器に適切な電力を供給することができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態の電力伝送装置、受電装置、及び、送電装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
交流電源から電力を受電する送電系コイルと、
前記送電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電系コイルから電磁誘導により電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電系コイルと、
前記２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有する第１ブリッジ回路と、
前記送電系コイルに供給される電圧の第１位相と、前記受電系コイルに流れる電流の第２位相とを検出する第１位相検出部と、
前記第１位相検出部によって検出される前記第１位相と前記第２位相との位相差が第１目標値となるように、前記第１ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電系コイルの共振周波数を可変する第１共振周波数制御部と
を含む、電力伝送装置。
（付記２）
前記１次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有する第２ブリッジ回路と、
前記１次側コイルに供給される電圧の第３位相と、前記１次側共振コイルに流れる電流の第４位相とを検出する第２位相検出部と、
前記第２位相検出部によって検出される前記第３位相と前記第４位相との位相差が第２目標値となるように、前記第２ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記送電系コイルの共振周波数を可変する第２共振周波数制御部と
をさらに含む、付記１記載の電力伝送装置。
（付記３）
前記第１目標値は−３π／２である、付記１記載の電力伝送装置。
（付記４）
前記第１共振周波数制御部は、前記送電系コイルと前記受電系コイルとの結合度が大きくなって双峰特性が現れたときに、前記第１目標値を切り替えて−２πに設定する、付記２記載の受電装置。
（付記５）
交流電源に接続される１次側コイルと、前記１次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する１次側共振コイルとを有し、受電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記受電系コイルに電力を送電する送電系コイルと、
前記１次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記１次側コイルに供給される電圧の第１位相と、前記受電系コイルに流れる電流の第２位相とを検出する位相検出部と、
前記位相検出部によって検出される前記第１位相と前記第２位相との位相差が目標値となるように、前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記送電系コイルの共振周波数を可変する共振周波数制御部と
を含む、送電装置。
（付記６）
前記目標値は−πである、付記５記載の送電装置。
（付記７）
交流電源から電力を受電する送電系コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記送電系コイルから電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電系コイルと、
前記２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記送電系コイルに供給される電圧の第１位相と、前記受電系コイルに流れる電流の第２位相とを検出する位相検出部と、
前記位相検出部によって検出される前記第１位相と前記第２位相との位相差が目標値となるように、前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電系コイルの共振周波数を可変する共振周波数制御部と
を含む、受電装置。
（付記８）
前記目標値は−３π／２である、付記７記載の受電装置。
（付記９）
前記送電系コイルと前記受電系コイルとの結合度が大きくなって双峰特性が現れたときに、前記目標値を切り替えて−２πに設定する、付記８記載の受電装置。
（付記１０）
送電装置に配設され、交流電源から電力を受電する送電部と、
受電側の機器に配設され、前記送電部との間で生じる磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電部と、
前記２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
前記送電装置から複数の機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはＱ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、前記送電装置から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する、制御部と
を含む、電力伝送装置。
（付記１１）
前記制御部は、自己の機器の充電電力が最大である場合は、前記共振回路の共振周波数またはＱ値を前記１次側共振コイルから前記２次側共振コイルに送電される電力の送電周波数に設定する、付記１０記載の電力伝送装置。
（付記１２）
前記可変情報は、複数の機器の受電部が送電部から電力を受電する場合に、複数の機器の種類の組み合わせに応じて、各機器の受電部が磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する際の共振周波数を可変する度合を表す情報である、付記１０又は１１記載の電力伝送装置。
（付記１３）
交流電源に接続される１次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する１次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記１次側共振コイルから電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電部と、
前記２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
前記送電装置から、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報を受信する受信部と、
前記送電装置から複数の機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはＱ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、前記送電装置から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する、制御部と
を含む、受電装置。

１００、１００Ｂ 電力伝送システム
１１ 交流電源
１２ 電力供給コイル
１３ 送電共振コイル
１４ 送電側制御部
２１ デバイス
２２ 受電共振コイル
２３ 電力取出コイル
２４ 受電側制御部
１ 送電装置
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 機器
３ 電源部
４ 電力供給コイル
５ 送電共振コイル
６ａ、６ｂ、６ｃ 受電共振コイル
７ａ、７ｂ、７ｃ 電力取出コイル
３２１ 制御部
３２２ 記憶部
３２３ 通信部
３２４ アンテナ
３２５ 電力供給部
３２６ 送電部
３３１、３３１ａ、３３１ｂ 制御部
３３２、３３２ａ、３３２ｂ 記憶部
３３３、３３３ａ、３３３ｂ 通信部
３３４、３３４ａ、３３４ｂ アンテナ
３３５、３３５ａ、３３５ｂ 受電部
３３６ 充電部
３３７ 機器構成部

Claims (4)

1. 送電装置に配設され、交流電源から電力を受電する送電部と、
   受電側の機器に配設され、前記送電部との間で生じる磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電部と、
   前記２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
   前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
   前記送電装置から複数の機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはＱ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、前記送電装置から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する、制御部と
   を含む、電力伝送装置。
2. 前記制御部は、自己の機器の充電電力が最大である場合は、前記共振回路の共振周波数またはＱ値を前記１次側共振コイルから前記２次側共振コイルに送電される電力の送電周波数に設定する、請求項１記載の電力伝送装置。
3. 前記可変情報は、複数の機器の受電部が送電部から電力を受電する場合に、複数の機器の種類の組み合わせに応じて、各機器の受電部が磁界共鳴によって前記送電部から電力を受電する際の共振周波数を可変する度合を表す情報である、請求項１又は２記載の電力伝送装置。
4. 交流電源に接続される１次側コイルから電磁誘導によって電力を受電する１次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴によって前記１次側共振コイルから電力を受電する２次側共振コイルと、前記２次側共振コイルから電磁誘導によって電力を受電する２次側コイルとを有する受電部と、
   前記２次側共振コイルに接続されるスイッチ素子を有するブリッジ回路と、
   前記受電部を含む受電側の機器を識別する識別情報と、前記機器の充電電力を示す情報とを含む充電情報を生成する充電情報生成部と、
   送電装置から、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報を受信する受信部と、
   前記送電装置から複数の機器が受電する場合において、自己の機器の充電電力が最大ではない場合は、前記受電部の有する共振回路の共振周波数またはＱ値を可変する可変情報に基づいて前記ブリッジ回路のスイッチ素子を駆動するパルス電圧のデューティ比又は位相を可変することにより、前記受電部の前記共振回路の共振周波数またはＱ値を、充電電力が最大の機器以外の機器に対応した充電電力を、前記送電装置から送電される送電電力から供給可能な周波数に可変する、制御部と
   を含む、受電装置。

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