本發(fā)明涉及一種送電裝置以及非接觸供電系統(tǒng)。

本申請(qǐng)根據(jù)2014年5月30日在日本申請(qǐng)的特愿2014-113451號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，提出了從具備送電線圈的送電裝置向具備受電線圈的受電裝置使用磁來進(jìn)行供電的非接觸供電系統(tǒng)。上述送電裝置例如具備：整流電路，其對(duì)來自交流電源的交流電力進(jìn)行整流；斬波電路，其對(duì)從整流電路輸入的電壓進(jìn)行變換，并且改善功率因數(shù)；逆變電路，其將從斬波電路輸入的電力變換為交流電力；以及送電線圈，其向受電裝置提供從逆變器輸入的電力。此外，受電裝置具備：受電線圈，其從送電裝置接受電力；整流電路，其對(duì)從受電線圈輸入的交流電力進(jìn)行整流；以及濾波電路，其從整流電路輸入的電力中去除噪聲并且進(jìn)行平滑化。在下述專利文獻(xiàn)1中公開了上述的非接觸供電系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-252446號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，在供電時(shí)發(fā)生了送電線圈和受電線圈的位置偏差的情況下，通過送電裝置的斬波電路對(duì)電壓進(jìn)行升壓，由此得到應(yīng)提供給受電裝置的所希望的功率，但不能超過設(shè)置在斬波電路這樣的電壓變換器的輸出端的電容器或逆變電路的開關(guān)元件(例如，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極性晶體管)等的耐壓來進(jìn)行升壓，因此在送電線圈和受電線圈位置偏差較大的情況下，存在無法向受電裝置提供所希望的功率的問題。

本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的是即使在送電線圈和受電線圈的位置偏差較大的情況下，也能夠使電壓不超過送電裝置的電壓變換器或逆變電路的某元件的耐壓地向受電裝置提供所希望的功率。

用于解決課題的手段

在本發(fā)明的第1方式中，提供一種送電裝置，該送電裝置對(duì)受電裝置供電，上述送電裝置具備對(duì)電壓進(jìn)行變換的電壓變換器、將從上述電壓變換器輸入的電力變換為交流電力的逆變電路，并基于從上述逆變電路輸出的上述交流電力而產(chǎn)生磁場，上述受電裝置對(duì)經(jīng)由上述磁場由受電側(cè)襯墊接受的電力進(jìn)行整流，并通過濾波電路對(duì)整流后的電力進(jìn)行平滑化，該送電裝置具備：通信部，其與上述受電裝置進(jìn)行通信；以及控制部，上述通信部從上述受電裝置接收與通過上述受電裝置接受的電力相關(guān)的信息，在上述電壓變換器或上述逆變電路的某元件的兩端電壓達(dá)到了上述元件的耐壓上限時(shí)，根據(jù)上述信息判斷為上述受電裝置的受電功率沒有達(dá)到目標(biāo)值的情況下，上述控制部使上述通信部發(fā)送用于改變上述受電裝置的上述受電側(cè)襯墊至上述濾波電路中的元件的電感以及電容的至少一方的指示，以便滿足上述受電功率接近上述目標(biāo)值這一條件。

本發(fā)明的送電裝置的第2方式，在上述第1方式中，上述條件包括向上述受電裝置的功率利用系數(shù)接近目標(biāo)值。

本發(fā)明的送電裝置的第3方式，在上述第1或第2方式中，上述條件包括在上述濾波電路中與上述逆變電路的驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率的衰減量接近目標(biāo)值。

本發(fā)明的送電裝置的第4方式，在上述第1至3中任意一個(gè)方式中，上述受電側(cè)襯墊至上述濾波電路中的元件為上述濾波電路中的電抗器。

本發(fā)明的送電裝置的第5方式，在上述第4方式中，上述電抗器為可變電抗器。

本發(fā)明的送電裝置的第6方式，在上述第4方式中，上述電抗器構(gòu)成為能夠通過開關(guān)元件進(jìn)行切換。

本發(fā)明的送電裝置的第7方式，在上述第1至6中任意一個(gè)方式中，在上述電壓變換器或上述逆變電路的上述元件的兩端電壓達(dá)到了上述耐壓上限時(shí)，根據(jù)上述信息判斷為上述受電裝置的受電功率沒有達(dá)到目標(biāo)值的情況下，上述控制部停止供電，并使上述通信部發(fā)送上述指示以便滿足上述條件，在上述受電側(cè)襯墊至上述濾波電路中的元件的電感以及電容的至少一方被改變后，重新開始供電。

此外，本發(fā)明的非接觸供電系統(tǒng)具備上述第1至7中任意一個(gè)方式的送電裝置和接受通過上述送電裝置以非接觸方式供電的電力的受電裝置。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在電壓變換器或逆變電路的某元件的兩端電壓達(dá)到了上述元件的耐壓上限時(shí)，判斷為受電裝置的受電功率沒有達(dá)到目標(biāo)值的情況下，從送電裝置向受電裝置發(fā)送用于改變從受電裝置的受電側(cè)襯墊至濾波電路中的元件的電感以及電容的至少一方的指示，以便滿足受電功率接近上述目標(biāo)值這一條件，因此，即使在送電線圈和受電線圈的位置偏差較大的情況下，也能夠使電壓不超過送電裝置的電壓變換器或逆變電路的某元件的耐壓地向受電裝置提供所希望的功率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)的功能框圖。

圖2是本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)的電路圖。

圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。

圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)中的電抗器13a的電感與阻抗的關(guān)系的圖表。

圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)中的受電功率調(diào)整用表的示意圖。

圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)的濾波電路13的頻率特性的圖表。

圖7A是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)的變形例的圖。

圖7B是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)的變形例的圖。

圖8是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)的動(dòng)作的一例的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的非接觸供電系統(tǒng)具有送電裝置S和受電裝置R。此外，如圖所示，送電裝置S具有送電側(cè)整流電路1、斬波電路2、逆變電路3、送電側(cè)襯墊4、送電側(cè)電流/電壓傳感器5、送電側(cè)通信部6以及送電側(cè)運(yùn)算控制部7。另外，送電側(cè)運(yùn)算控制部7構(gòu)成本實(shí)施方式的送電側(cè)控制部。

另一方面，受電裝置R具有受電側(cè)襯墊11、受電側(cè)整流電路12、濾波電路13、受電側(cè)電流/電壓傳感器14、受電側(cè)通信部15、電抗器切換部16以及受電側(cè)運(yùn)算控制部17。另外，受電側(cè)電流/電壓傳感器14、電抗器切換部16以及受電側(cè)運(yùn)算控制部17構(gòu)成本實(shí)施方式的受電側(cè)控制部。

送電裝置S是被固定配置在設(shè)置于地面的供電設(shè)施中，以非接觸方式向設(shè)置于移動(dòng)體的受電裝置R提供交流電力的裝置。上述供電設(shè)施是設(shè)有單個(gè)或多個(gè)移動(dòng)體的停車位的設(shè)施，具有與停車位數(shù)量相當(dāng)?shù)乃碗娧b置S。另一方面，受電裝置R是上述移動(dòng)體所具備的、通過將從送電裝置S提供的交流電力變換成直流電力來對(duì)電池B充電的裝置。另外，上述移動(dòng)體例如是電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車等需要從外部受電的車輛。

在上述送電裝置S中，送電側(cè)整流電路1例如是二極管橋，對(duì)從外部的商用電源提供的商用電力(例如，單相100伏、50Hz)進(jìn)行全波整流后輸出到斬波電路2。從該送電側(cè)整流電路1向斬波電路2提供的電力(全波整流電力)是正弦波狀的商用電力在零交叉點(diǎn)折返的單極性(例如，正極性)的脈動(dòng)電流。

斬波電路2通過送電側(cè)運(yùn)算控制部7控制開關(guān)動(dòng)作，由此調(diào)整自身的輸出電壓并輸出到逆變電路3。具體地，該斬波電路2是升壓斬波電路或升降壓斬波電路，對(duì)從送電側(cè)整流電路1輸入的電壓進(jìn)行升降壓后輸出。斬波電路2的輸出是通過設(shè)置于斬波電路2的輸出端的電容器2a的功能充分平滑化了作為脈動(dòng)電流的全波整流電力而得的直流電力。另外，也可以將電容器2a不作為斬波電路的一部分，而是作為逆變電路3的一部分設(shè)在逆變電路3的輸入端。

此外，該斬波電路2通過送電側(cè)運(yùn)算控制部7控制開關(guān)動(dòng)作，由此還作為功率因數(shù)改善電路(Power factor correction，PFC)發(fā)揮功能。即，斬波電路2將全波整流電力用比該全波整流電力的頻率充分高的頻率以全波整流電力的零交叉點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行開關(guān)，由此擴(kuò)大全波整流電力的電流的流通期間來改善功率因數(shù)。一般，斬波電路2作為功率因數(shù)改善電路發(fā)揮功能是公知的，因此，在此省略斬波電路2的功率因數(shù)改善原理的詳細(xì)說明。

逆變電路3是根據(jù)從送電側(cè)運(yùn)算控制部7輸入的開關(guān)信號(hào)(逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào))，將從上述送電側(cè)整流電路1提供的直流電力變換為預(yù)定頻率(驅(qū)動(dòng)頻率)的交流電力的電力變換電路。即，該逆變電路3根據(jù)上述逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)多個(gè)開關(guān)元件(IGBT、功率MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等)，由此以驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)直流電力進(jìn)行開關(guān)而變換為交流電力。這樣的逆變電路3向送電側(cè)襯墊4輸出上述驅(qū)動(dòng)頻率的交流電力。

送電側(cè)襯墊4例如是包含送電線圈4a和送電電容器的諧振電路，基于從逆變電路3提供的交流電力來產(chǎn)生磁場。在這些送電線圈4a和送電電容器中，將送電線圈4a設(shè)置在與停放在上述停車位上的移動(dòng)體的預(yù)定位置(設(shè)有受電線圈11a的位置)相對(duì)的位置。

送電側(cè)電流/電壓傳感器5檢測(cè)從斬波電路2向逆變電路3提供的直流電力的電流和電壓，向送電側(cè)運(yùn)算控制部7輸出表示檢測(cè)出的電流和電壓的檢測(cè)信號(hào)。作為電流傳感器，例如可以使用根據(jù)霍爾效應(yīng)測(cè)定在電流通過的電線的周圍產(chǎn)生的磁場的傳感器、向電流通過的電線插入電阻并測(cè)定在電阻中生成的電位下降的傳感器。作為電壓傳感器，例如有通過電阻對(duì)電壓進(jìn)行分壓，通過AD(Analog to Digital，模擬到數(shù)字)轉(zhuǎn)換器將電壓變換為數(shù)字值的傳感器。

送電側(cè)通信部6與受電裝置R的受電側(cè)通信部15進(jìn)行近距離無線通信。另外，送電側(cè)通信部6與受電側(cè)通信部15的通信方式是ZigBee(注冊(cè)商標(biāo))、Bluetooth(注冊(cè)商標(biāo))等近距離無線通信或使用光信號(hào)的近距離光通信。在使用電波的通信方式的情況下，送電側(cè)通信部6具有天線，在使用光信號(hào)的通信方式的情況下，送電側(cè)通信部6具有通信用發(fā)光元件/受光元件。

送電側(cè)運(yùn)算控制部7由CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、ROM(Read Only Memory，只讀存儲(chǔ)器)、RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)以及與相互電連接的各部進(jìn)行各種信號(hào)的收發(fā)的接口電路等構(gòu)成。該送電側(cè)運(yùn)算控制部7根據(jù)存儲(chǔ)在上述ROM中的各種運(yùn)算控制程序進(jìn)行各種運(yùn)算處理，并且與各部進(jìn)行通信來控制送電裝置S的整體動(dòng)作。

例如，送電側(cè)運(yùn)算控制部7根據(jù)送電側(cè)通信部6從受電裝置R接收到的、與通過受電裝置R受電的功率、電壓以及電流等相關(guān)的信息(受電功率信息)，使斬波電路2改變升降比。并且，送電側(cè)運(yùn)算控制部7盡管從斬波電路2輸出的電力的電壓(斬波電路2的輸出端的兩端電壓)達(dá)到了斬波電路2的電容器2a的耐壓上限，在通過受電裝置R受電的功率未達(dá)到目標(biāo)值的情況下，使送電側(cè)通信部6發(fā)送用于改變受電裝置R的后述的濾波電路13中電抗器13a的指示(電抗器改變指示)，以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值。另外，在斬波電路2的輸出端的兩端電壓在耐壓方面成為問題的元件并不限定于斬波電路2的電容器2a，可以設(shè)為斬波電路2或逆變電路3中的任意元件。例如，向逆變電路3的開關(guān)元件3a～3d或斬波電路2的開關(guān)元件2b施加的電壓成為如下所示。在逆變電路3中交替地對(duì)開關(guān)元件3a、3d的組合、開關(guān)元件3b、3c的組合進(jìn)行接通/斷開。因此，在開關(guān)元件3a、3d的組合被接通(即，導(dǎo)通)的情況下，向開關(guān)元件3b、3c施加的電壓為從斬波電路2的輸出端的兩端電壓減去開關(guān)元件3a、3d各自的電壓下降量而得的值。在開關(guān)元件3b、3c的組合被接通的情況下的開關(guān)元件3a、3d的兩端電壓，也同樣地能夠根據(jù)斬波電路2的輸出端的兩端電壓而求出。此外，向斬波電路2的開關(guān)元件2b施加對(duì)斬波電路2的輸出端的兩端電壓加上二極管2c中的電壓下降而得的電壓。因此，送電側(cè)運(yùn)算控制部7掌握了開關(guān)元件3a～3d和二極管2c的電壓下降值，由此能夠根據(jù)斬波電路2的輸出端的兩端電壓，確定開關(guān)元件3a～3d和開關(guān)元件2b的兩端電壓是否達(dá)到了各個(gè)元件的耐壓上限。并且，與斬波電路2的輸出端的兩端電壓相比，在開關(guān)元件3a～3d和二極管2c的電壓下降值充分小的情況下，送電側(cè)運(yùn)算控制部7也可以無視該電壓下降值，視為向開關(guān)元件3a～3d和開關(guān)元件2b中的各個(gè)元件施加斬波電路2的輸出端的兩端電壓。在后面敘述送電側(cè)運(yùn)算控制部7的動(dòng)作的細(xì)節(jié)。

另一方面，在受電裝置R中，受電側(cè)襯墊11例如是由受電線圈11a和受電電容器構(gòu)成的諧振電路，經(jīng)由通過送電側(cè)襯墊4產(chǎn)生的磁場接受電力。上述受電線圈11a被設(shè)置在移動(dòng)體的底部或側(cè)部、上部等，在移動(dòng)體停放在停車位上時(shí)，與構(gòu)成送電裝置S的送電線圈4a在接近的狀態(tài)下相對(duì)。

這樣的受電側(cè)襯墊11中，受電線圈11a與構(gòu)成送電側(cè)襯墊4的送電線圈4a接近相對(duì)地磁耦合。即，受電側(cè)襯墊11從送電側(cè)襯墊4以非接觸方式接受與由逆變電路3向送電線圈4a提供的交流電力以及送電線圈4a和受電線圈11a的耦合系數(shù)對(duì)應(yīng)的交流電力并輸出到受電側(cè)整流電路12。即，本非接觸供電系統(tǒng)是遵從磁場共振方式的非接觸供電系統(tǒng)。另外，上述實(shí)施方式是遵從磁場共振方式的非接觸供電系統(tǒng)，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于電磁感應(yīng)方式。

受電側(cè)整流電路12例如由二極管橋構(gòu)成，對(duì)從上述受電側(cè)襯墊11提供的交流電力(受電電力)進(jìn)行全波整流后輸出到濾波電路13。從該受電側(cè)整流電路12向?yàn)V波電路13提供的電力是被二極管橋全波整流后的全波整流電力。

濾波電路13例如由電抗器13a和電容器構(gòu)成，從由上述受電側(cè)運(yùn)算控制部17提供的全波整流電力去除噪聲并平滑化后輸出到電池B。此外，上述電抗器13a例如是可變電抗器。

受電側(cè)電流/電壓傳感器14檢測(cè)從濾波電路13向電池B提供的直流電力的電流和電壓，向送電側(cè)運(yùn)算控制部7輸出表示檢測(cè)出的電流和電壓的檢測(cè)信號(hào)。作為電流傳感器，例如可以使用根據(jù)霍爾效應(yīng)測(cè)定在電流通過的電線的周圍產(chǎn)生的磁場的傳感器、向電流通過的電線插入電阻并測(cè)定在電阻中生成的電位下降的傳感器。作為電壓傳感器，例如有通過電阻對(duì)電壓進(jìn)行分壓，通過AD轉(zhuǎn)換器將電壓變換為數(shù)字值的傳感器。

受電側(cè)通信部15與送電裝置R的送電側(cè)通信部6進(jìn)行近距離無線通信。另外，送電側(cè)通信部6與受電側(cè)通信部15的通信方式是ZigBee(注冊(cè)商標(biāo))、Bluetooth(注冊(cè)商標(biāo))等近距離無線通信或使用光信號(hào)的近距離光通信。

在使用電波的通信方式的情況下，受電側(cè)通信部15具有天線，在使用光信號(hào)的通信方式的情況下，受電側(cè)通信部15具有通信用發(fā)光元件/受光元件。

電抗器切換部16是為了改變電抗器13a的電感而驅(qū)動(dòng)可變電抗器即電抗器13a的電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置，根據(jù)從受電側(cè)運(yùn)算控制部17輸入的控制指令而動(dòng)作。

受電側(cè)運(yùn)算控制部17由CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、ROM(Read Only Memory，只讀存儲(chǔ)器)、RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)以及與相互電連接的各部進(jìn)行各種信號(hào)的收發(fā)的接口電路等構(gòu)成。該送電側(cè)運(yùn)算控制部7根據(jù)存儲(chǔ)在上述ROM中的各種運(yùn)算控制程序進(jìn)行各種運(yùn)算處理，并且與各部進(jìn)行通信來控制受電裝置R的整體動(dòng)作。

例如，若受電側(cè)通信部15從送電裝置S接收上述電抗器改變指示，則受電側(cè)運(yùn)算控制部17控制電抗器切換部16，使電抗器切換部16改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感，以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值。另外，在后面敘述受電側(cè)運(yùn)算控制部17的動(dòng)作的細(xì)節(jié)。

電池B是鋰離子電池等二次電池，充電并蓄積從上述受電側(cè)整流電路12提供的直流電力。該電池B與驅(qū)動(dòng)移動(dòng)體的行駛用電動(dòng)機(jī)的逆變器(行駛用逆變器)或/和控制移動(dòng)體的行駛的控制設(shè)備連接，向這些行駛用逆變器或控制設(shè)備供給驅(qū)動(dòng)電力。

接著，參照?qǐng)D3～圖6對(duì)這樣構(gòu)成的非接觸供電系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)的說明。

在本非接觸供電系統(tǒng)中，若移動(dòng)體進(jìn)入停車位，則送電裝置S開始針對(duì)上述移動(dòng)體的受電裝置R的供電。例如，送電裝置S的送電側(cè)通信部6以一定周期連續(xù)發(fā)送通信請(qǐng)求信號(hào)，另一方面，受電裝置R的受電側(cè)通信部15在移動(dòng)體進(jìn)入停車位時(shí)能夠接收上述通信請(qǐng)求信號(hào)，因此向送電側(cè)通信部6發(fā)送針對(duì)上述通信請(qǐng)求信號(hào)的回答信號(hào)。送電側(cè)通信部6若接收上述回答信號(hào)，則向送電側(cè)運(yùn)算控制部7通知上述回答信號(hào)的接收。其結(jié)果，送電側(cè)運(yùn)算控制部7判斷(識(shí)別)移動(dòng)體進(jìn)入了可供電區(qū)域內(nèi)。然后，送電側(cè)運(yùn)算控制部7控制斬波電路2和逆變電路3以便向受電裝置R供電。

另一方面，在受電裝置R中，若從送電裝置S開始供電，則受電側(cè)運(yùn)算控制部17根據(jù)從受電側(cè)電流/電壓傳感器14輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出受電功率，作為受電功率信息而使受電側(cè)通信部15發(fā)送。另外，作為受電功率的計(jì)算方法，有受電側(cè)電流值乘上受電側(cè)電壓值后取時(shí)間平均的方法。

另一方面，若送電側(cè)通信部6從受電裝置R接收受電功率信息，則送電側(cè)運(yùn)算控制部7使斬波電路2改變升降壓比，以使由受電功率信息所示的受電裝置R的受電功率接近目標(biāo)值。然后，送電側(cè)運(yùn)算控制部7根據(jù)從送電側(cè)電流/電壓傳感器5輸入的檢測(cè)信號(hào)判斷來自斬波電路2的輸出電壓(即，電容器2a的兩端電壓)，盡管達(dá)到了斬波電路2的電容器2a的耐壓上限，在通過受電裝置R受電的功率未達(dá)到目標(biāo)值的情況下，暫時(shí)停止供電，使送電側(cè)通信部6發(fā)送用于改變受電裝置R的濾波電路13中的電抗器13a的電抗器改變指示，以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值(圖3中的步驟S1)。

若受電側(cè)通信部15從送電裝置S接收上述電抗器改變指示，則受電側(cè)運(yùn)算控制部17控制電抗器切換部16，使電抗器切換部16改變?yōu)V波電路13中的電抗器13a的電感，以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值(圖3中的步驟S2)。

在本非接觸供電系統(tǒng)中，通過改變電抗器13a的電感來改變阻抗。在此，阻抗是從斬波電路2的輸出端觀察受電側(cè)而得的阻抗。在本實(shí)施方式中，在逆變電路3、送電側(cè)襯墊4、受電側(cè)襯墊11、受電側(cè)整流電路12中，各自的電路常數(shù)固定，因此無法改變上述阻抗。另一方面，送電側(cè)襯墊4和受電側(cè)襯墊11間的耦合系數(shù)根據(jù)位置偏差而改變，另外，電池B的SOC(State Of Charge，充電狀態(tài))和向電池B的供電希望功率也根據(jù)充電狀況而改變。根據(jù)這些改變，從斬波電路2的輸出端觀察受電側(cè)而得的阻抗改變。并且，若阻抗變大，則即使斬波電路2的出力電壓達(dá)到電容器2a的耐壓上限，有時(shí)也不向電池B提供希望功率。因此，在本實(shí)施方式中，通過降低阻抗來實(shí)現(xiàn)斬波電路2的輸出電流的增加。通過改變電抗器13a的電感，例如如圖4所示，阻抗與電抗器13a的電感變化對(duì)應(yīng)地呈V字形變化。預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)得到與電抗器切換部16的驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)的電抗器13的電感的變化所對(duì)應(yīng)的大致的阻抗值。然后，生成基于通過實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表，即登錄了每個(gè)電抗器13a的電感(或基于電抗器切換部16的電抗器13a的驅(qū)動(dòng)量)的大致阻抗(阻抗的范圍)的受電功率調(diào)整用表(參照?qǐng)D5)，預(yù)先存儲(chǔ)在受電側(cè)運(yùn)算控制部17中。

受電側(cè)運(yùn)算控制部17根據(jù)上述受電功率調(diào)整用表，以阻抗下降的方向控制電抗器切換部16，使電抗器切換部16改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感，以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值。在受電裝置R中，阻抗下降，從而受電的功率上升而成為目標(biāo)值。

接著，當(dāng)通過受電裝置R受電的功率上升而成為目標(biāo)值時(shí)，受電側(cè)運(yùn)算控制部17以受電功率是目標(biāo)值為前提，控制電抗器切換部16，使電抗器切換部16改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感，以使向受電裝置的功率利用系數(shù)接近目標(biāo)值(圖3中的步驟S3)。另外，功率利用系數(shù)表示受電裝置R內(nèi)的某位置的功率相對(duì)于送電裝置S內(nèi)的某位置的功率的比例，在本實(shí)施方式中為向電池B提供的功率相對(duì)于送電裝置S的逆變電路3的輸入功率的比例。但是，本發(fā)明并不限定于該方式，例如也可以將向電池B提供的功率相對(duì)于向送電裝置S提供的來自商用電源的功率的比例設(shè)為功率利用系數(shù)。在該情況下，在送電側(cè)整流電路1的輸入端設(shè)置電流/電壓傳感器。并且，在送電側(cè)整流電路1的輸入端設(shè)有電流傳感器的情況下，也可以根據(jù)該電流傳感器的檢測(cè)值推定逆變電路3的輸入端的電流。

例如，在送電裝置S中，送電側(cè)運(yùn)算控制部7根據(jù)從送電側(cè)電流/電壓傳感器5輸入的檢測(cè)信號(hào)所示的電流和電壓來計(jì)算出供電功率，使送電側(cè)通信部6發(fā)送表示上述供電功率的供電功率信息。若受電側(cè)通信部15從送電裝置S接收供電功率信息，則受電側(cè)運(yùn)算控制部17根據(jù)供電功率信息所示的供電功率、由從受電側(cè)電流/電壓傳感器14輸入的檢測(cè)信號(hào)所示的電流和電壓計(jì)算出的受電功率來計(jì)算出功率利用系數(shù)，控制電抗器切換部16，使電抗器切換部16改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感，以使該功率利用系數(shù)接近目標(biāo)值。另外，在調(diào)整功率利用系數(shù)時(shí)，改變電抗器13a的電感后進(jìn)行供電并確認(rèn)功率利用系數(shù)，若功率利用系數(shù)沒有達(dá)到目標(biāo)值，則再次停止供電，重復(fù)進(jìn)行改變電抗器13a的電感的操作。

接著，若向受電裝置R的功率利用系數(shù)成為目標(biāo)值，則受電側(cè)運(yùn)算控制部17以受電功率為目標(biāo)值且向受電裝置的功率利用系數(shù)為目標(biāo)值為前提，控制電抗器切換部16，使電抗器切換部16改變?yōu)V波電路13中的電抗器13a的電感，以便在濾波電路13中使與送電裝置S的逆變電路3的驅(qū)動(dòng)頻率(例如，100kHz)對(duì)應(yīng)的頻率的衰減量接近目標(biāo)值(圖3中的步驟S4)。

也就是說，在本非接觸供電系統(tǒng)中，通過改變電抗器13a的電感，來防止在濾波電路13中與送電裝置S的逆變電路3的驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率的衰減量遠(yuǎn)離目標(biāo)值。例如，在表示圖6所示的頻率特性的情況下，濾波電路13必須使與逆變電路3的驅(qū)動(dòng)頻率(例如，100kHz)對(duì)應(yīng)的頻率的衰減量G成為目標(biāo)值。預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)得到與電抗器切換部16對(duì)電抗器13a的驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)的電抗器13a的電感的變化所對(duì)應(yīng)的例如100kHz的衰減量。然后，生成基于通過實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表，即登記了每個(gè)電抗器13a的電感(或基于電抗器切換部16的電抗器13a的驅(qū)動(dòng)量)的100kHz的衰減量的衰減量調(diào)整用表，預(yù)先存儲(chǔ)在受電側(cè)運(yùn)算控制部17中。

受電側(cè)運(yùn)算控制部17根據(jù)上述衰減量調(diào)整用表控制電抗器切換部16，使電抗器切換部16改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感，以便在濾波電路13中使與送電裝置S的逆變電路3的驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率的衰減量G接近目標(biāo)值。若在濾波電路13中與送電裝置S的逆變電路3的驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率的衰減量G成為目標(biāo)值，則受電側(cè)運(yùn)算控制部17使受電側(cè)通信部15發(fā)送完成通知。

若送電側(cè)通信部6從受電裝置R接收受電功率信息，則送電裝置S的送電側(cè)運(yùn)算控制部7重新開始供電(圖3中的步驟S5)。

根據(jù)這樣的本實(shí)施方式，供電時(shí)，盡管斬波電路2的電容器2a的兩端電壓達(dá)到了耐壓上限，在通過受電裝置R受電的功率沒有達(dá)到目標(biāo)值的情況下，從送電裝置S向受電裝置R發(fā)送用于改變受電裝置R的濾波電路13中電抗器13a的電感的指示，以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值，因此，即使在送電線圈4a與受電線圈11a的位置偏差較大的情況下，也可以使電壓也不超過設(shè)置于送電裝置S的斬波電路2的電容器2a的耐壓而向受電裝置R提供所希望的功率。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式，若通過受電裝置R受電的功率上升而成為目標(biāo)值，則以受電功率是目標(biāo)值為前提，改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感以使向受電裝置R的功率利用系數(shù)接近目標(biāo)值，因此無損于功率利用系數(shù)。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式，若向受電裝置R的功率利用系數(shù)成為目標(biāo)值，則以受電功率為目標(biāo)值，并且向受電裝置的功率利用系數(shù)為目標(biāo)值為前提，改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感，以便在在濾波電路13中使與送電裝置S的逆變電路3的驅(qū)動(dòng)頻率(例如，100kHz)對(duì)應(yīng)的頻率的衰減量G接近目標(biāo)值，因此不會(huì)使濾波電路13中要求的濾波功能受損。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，例如可以考慮以下的變形例。

(1)在上述實(shí)施方式中，改變了濾波電路13中電抗器13a的電感，但本發(fā)明并不限定于此。在本發(fā)明中，也可以改變受電裝置R的受電側(cè)襯墊11至濾波電路13中的元件的電感以及電容中的至少一方。例如，本發(fā)明也可以改變受電側(cè)襯墊11或?yàn)V波電路13的電容器的電容。

(2)在上述實(shí)施方式中，電抗器13a為可變電抗器，但代替可變電抗器，也可以使用如下的結(jié)構(gòu)：由圖7A和圖7B所示的電抗器13b、13c、13d、13e和開關(guān)元件SW1、SW2、SW3構(gòu)成，通過對(duì)開關(guān)元件SW1、SW2、SW3進(jìn)行開關(guān)來切換電抗器13b、13c、13d、13e，從而改變電感。另外，在該情況下，通過從受電側(cè)運(yùn)算控制部17輸入的控制指令來控制開關(guān)元件SW1、SW2、SW3的開和關(guān)，因此可以省略電抗器切換部16。此外，如上所述，在改變受電側(cè)襯墊11或?yàn)V波電路13的電容器的電容的情況下，也可以如圖7A或圖7B所示的電抗器13b、13c、13d、13e和開關(guān)元件SW1、SW2、SW3的結(jié)構(gòu)那樣，構(gòu)成電容器和開關(guān)元件，切換電容器。

(3)在上述實(shí)施方式中，受電側(cè)運(yùn)算控制部17根據(jù)圖5所示的受電功率調(diào)整用表向阻抗下降的方向控制電抗器切換部16，以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值，但本發(fā)明并不限定于此。例如，受電側(cè)運(yùn)算控制部17也可以預(yù)先存儲(chǔ)根據(jù)電抗器13a的電感和構(gòu)成受電側(cè)襯墊11、受電側(cè)整流電路12的元件的特性值等其他參數(shù)求出準(zhǔn)確的阻抗(唯一的阻抗)的數(shù)據(jù)表，根據(jù)數(shù)據(jù)表控制電抗器切換部16以使通過受電裝置R受電的功率接近目標(biāo)值。其結(jié)果，電抗器13a的電感改變，阻抗下降至在數(shù)據(jù)表中登記的值為止，通過受電裝置R受電的功率上升而成為目標(biāo)值。

(4)在上述實(shí)施方式中，送電側(cè)電流/電壓傳感器5被設(shè)在斬波電路2和逆變電路3之間，檢測(cè)從斬波電路2向逆變電路3提供的直流電力的電流和電壓，但本發(fā)明并不限定于此。例如，送電側(cè)電流/電壓傳感器5也可以被設(shè)在送電側(cè)整流電路1和斬波電路2之間，檢測(cè)從送電側(cè)整流電路1向斬波電路2提供的電力的電流和電壓。在該情況下，送電側(cè)運(yùn)算控制部7根據(jù)從送電側(cè)整流電路1向斬波電路2提供的電力的電壓和斬波電路2的升降壓比，來推定來自斬波電路2的輸出電壓。

(5)在上述實(shí)施方式中，在受電裝置R的受電功率未達(dá)到目標(biāo)值的情況下，暫時(shí)停止供電，之后，使送電側(cè)通信部6發(fā)送上述的改變指示，但也可以不停止供電，而使送電側(cè)通信部6發(fā)送改變指示。也就是說，也可以不停止供電地改變?yōu)V波電路13中電抗器13a的電感。

此外，暫時(shí)停止供電的情況下，例如，如圖8所示，來自斬波電路2的輸出電壓和受電裝置R的受電功率遷移。也就是說，在供電時(shí)盡管斬波電路2的電容器2a的兩端電壓達(dá)到了耐壓上限，受電裝置R的受電功率未達(dá)到目標(biāo)值的情況下，送電側(cè)運(yùn)算控制部7停止供電，使送電側(cè)通信部6發(fā)送上述的改變指示，以便滿足上述的條件(受電功率接近上述目標(biāo)值，或功率利用系數(shù)接近目標(biāo)值，或?yàn)V波電路的衰減量接近目標(biāo)值)，改變受電裝置R的電抗器13a的電感后，重新開始供電。然后，重新開始供電后，即使受電功率達(dá)到了目標(biāo)值，電容器2a的兩端電壓也不會(huì)達(dá)到上限。這是因?yàn)樽杩瓜陆盗恕?/p>

(6)在上述實(shí)施方式中，作為電壓變換器使用斬波電路2，但也可以代替非絕緣型電壓變換器即斬波電路2，使用絕緣型電壓變換器即變壓器。此外，在上述實(shí)施方式中，作為送電側(cè)整流電路1或受電側(cè)整流電路12使用了全橋，但也可以代替全橋而使用半橋。此外，在上述實(shí)施方式中，也可以根據(jù)負(fù)荷在濾波電路13的后級(jí)設(shè)置電壓變換器。

此外，作為負(fù)荷設(shè)置了電池B，但也可以設(shè)置電池B以外的直流負(fù)載(電容器等蓄電器件或發(fā)熱體等電阻負(fù)載)，或者交流負(fù)載(電動(dòng)機(jī)等電感負(fù)載)。另外，在設(shè)置交流負(fù)載的情況下，為了生成交流電力，需要在濾波電路13的后級(jí)設(shè)置逆變電路等。此外，使用交流電源即商用電源，但也可以使用直流電源。另外，在設(shè)置直流電源的情況下，需要?jiǎng)h除送電側(cè)整流電路1。

(7)在上述實(shí)施方式中，例如，電壓“達(dá)到”耐壓上限或功率“達(dá)到”目標(biāo)值這樣的表現(xiàn)的技術(shù)思想所表達(dá)的內(nèi)容并不一定使嚴(yán)格的意義，包括根據(jù)送電裝置S或受電裝置R的規(guī)格而包含或不包含成為基準(zhǔn)的值的情況。例如，電壓“達(dá)到”耐壓上限并不限于電壓達(dá)到上限的情況，還可以包括超過上限的情況。

(8)在上述實(shí)施方式中，說明了根據(jù)斬波電路2的輸出端的兩端電壓求出開關(guān)元件3a～3d和開關(guān)元件2b的兩端電壓的情況，但本發(fā)明并不限定于該方式。例如，也可以在開關(guān)元件3a～3d和開關(guān)元件2b上分別并列地設(shè)置電壓傳感器，直接測(cè)定開關(guān)元件3a～3d和開關(guān)元件2b的兩端電壓。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，即使在送電線圈和受電線圈的位置偏差較大的情況下，也可以使電壓也不超過送電裝置的電壓變換器或逆變電路的某元件的耐壓，而向受電裝置提供所希望的功率。

符號(hào)說明

S 送電裝置；

R 受電裝置；

1 送電側(cè)整流電路；

2 斬波電路；

3 逆變電路；

4 送電側(cè)襯墊；

5 送電側(cè)電流/電壓傳感器；

6 送電側(cè)通信部；

7 送電側(cè)運(yùn)算控制部；

11 受電側(cè)襯墊；

12 受電側(cè)整流電路；

13 濾波電路；

14 受電側(cè)電流/電壓傳感器；

15 受電側(cè)通信部；

16 電抗器切換部；

17 受電側(cè)運(yùn)算控制部；

2a 電容器；

4a 送電線圈；

11a 受電線圈；

13a 電抗器；

13b、13c、13d、13e 電抗器；

SW1、SW2、SW3 開關(guān)元件。