非接触供电系统

摘要

本公开的非接触供电系统(100)具备送电装置(101)和受电装置(103)，送电装置包含从电源(111)输入某个频率的交流电力的送电线圈(113)、控制频率的控制部，受电装置包含通过某个耦合系数与送电线圈磁耦合的受电线圈(121)、与受电线圈串联连接，并具有虚数阻抗jZS2i的受电侧串联元件(123)，虚数阻抗被决定为使得在频率以及耦合系数为预定值时，从电源观察受电侧时的阻抗不取决于耦合系数，控制部在耦合系数发生了变化时，基于送电装置的送电状况信息和受电装置的受电状况信息中的至少一方来变更频率。

权利要求

1.一种非接触供电系统，其具备送电装置和受电装置，其特征在于，所述送电装置包含从电源输入某个频率的交流电力的送电线圈、控制所述频率的控制部，所述受电装置包含以某个耦合系数与所述送电线圈磁耦合的受电线圈、与所述受电线圈串联连接，并具有虚数阻抗jZS2i的受电侧串联元件，所述虚数阻抗被决定为使得在所述频率以及所述耦合系数为预定值时，从所述电源观察受电侧时的阻抗不取决于所述耦合系数，所述控制部在所述耦合系数发生了变化时，基于所述送电装置的送电状况信息和所述受电装置的受电状况信息中的至少一方来变更所述频率，在该非接触供电系统中，

在所述受电装置上连接固定负载来作为电力供给对象，所述送电状况信息是在所述送电线圈中流动的电流I1，所述受电状况信息是在所述受电线圈中流动的电流I2，所述控制部变更所述频率使得满足下式：其中，L1是所述送电线圈的自感，L2是所述受电线圈的自感。

2.一种非接触供电系统，其具备送电装置和受电装置，其特征在于，所述送电装置包含从电源输入某个频率的交流电力的送电线圈、控制所述频率的控制部，所述受电装置包含以某个耦合系数与所述送电线圈磁耦合的受电线圈、与所述受电线圈串联连接，并具有虚数阻抗jZS2i的受电侧串联元件，所述虚数阻抗被决定为使得在所述频率以及所述耦合系数为预定值时，从所述电源观察受电侧时的阻抗不取决于所述耦合系数，所述控制部在所述耦合系数发生了变化时，基于所述送电装置的送电状况信息和所述受电装置的受电状况信息中的至少一方来变更所述频率，在该非接触供电系统中，

在所述受电装置上连接固定负载来作为电力供给对象，所述送电状况信息是对所述送电线圈施加的电压V1，所述受电状况信息是对所述受电线圈施加的电压V2，所述控制部变更所述频率使得满足下式：其中，L1是所述送电线圈的自感，L2是所述受电线圈的自感。

3.一种非接触供电系统，其具备送电装置和受电装置，其特征在于，所述送电装置包含从电源输入某个频率的交流电力的送电线圈、控制所述频率的控制部，所述受电装置包含以某个耦合系数与所述送电线圈磁耦合的受电线圈、与所述受电线圈串联连接，并具有虚数阻抗jZS2i的受电侧串联元件，所述虚数阻抗被决定为使得在所述频率以及所述耦合系数为预定值时，从所述电源观察受电侧时的阻抗不取决于所述耦合系数，所述控制部在所述耦合系数发生了变化时，基于所述送电装置的送电状况信息和所述受电装置的受电状况信息中的至少一方来变更所述频率，在该非接触供电系统中，

在所述频率和所述耦合系数作为初始值是预定的值时，基于满足下式的情况来确定所述虚数阻抗：其中，L1是所述送电线圈的自感，L2是所述受电线圈的自感，I1是在所述送电线圈中流动的电流，I2是在所述受电线圈中流动的电流，在所述受电装置上连接负载来作为电力供给对象，所述受电状况信息是向所述负载输入的功率、电流以及电压中的任意一个负载信息，所述控制部变更所述频率使得所述负载信息接近期望值。

4.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其特征在于，所述负载为变动负载。

5.根据权利要求3或4所述的非接触供电系统，其特征在于，所述送电线圈、所述受电线圈以及所述受电侧串联元件中的至少一个的阻抗进行变化。

6.根据权利要求3或4所述的非接触供电系统，其特征在于，所述控制部还控制从所述电源输出的电压的大小，变更所述大小使得所述负载信息接近所述期望值。

7.根据权利要求6所述的非接触供电系统，其特征在于，所述送电状况信息是从所述电源输出的电压相对于电流的相位差，所述控制部在通过所述频率的变更所述相位差成为低于阈值时，变更所述大小。

8.根据权利要求7所述的非接触供电系统，其特征在于，所述控制部在通过所述大小的变更所述相位差成为所述阈值以上时，进一步变更所述频率。

9.根据权利要求6所述的非接触供电系统，其特征在于，存在所述大小的最大值，

所述控制部在通过所述大小的控制该大小成为最大值时，变更所述频率。

说明书

非接触供电系统

技术领域

[0001] 本公开涉及一种非接触供电系统。

[0002] 本申请基于2015年2月6日在日本申请的特愿2015﹣22252号主张其优先权，并在此引用其内容。

背景技术

[0003] 近年来，已知一种非接触供电系统，其利用电磁感应或磁共振等从包含送电线圈的送电装置向包含受电线圈的受电装置进行供电。在该系统中，送电线圈产生的磁通与受电线圈相互连接，由此在线圈间传送电力。因此，电力传送的效率(传送效率)受到送电线圈与受电线圈之间的位置关系的影响。

[0004] 作为非接触供电系统的适用对象之一，电动汽车的电池充电受到关注，此时，将受电装置装载在车辆上。但是，由于驾驶精度的限制，难以为了充电而将车辆与预定位置正确配合来进行停车。因此，在每次停车时送电线圈与受电线圈的位置关系可能会不同。由于送电线圈和受电线圈从期望的位置关系偏移，会有线圈间的耦合系数发生变化，传送效率降低的情况。

[0005] 以前，提出了在发生线圈间的位置偏移时抑制充电效率降低的技术(例如，参照专利文献1)。专利文献1的电力供给装置(送电装置)在由于位置偏移的产生而传送效率降低时，变更从逆变器电路(电源)向送电线圈供给的交流电力的频率。通过该频率变更，电力供给装置谋求充电效率的改善。

[0006] 现有技术文献

[0007] 专利文献

[0008] 专利文献1：日本特开2012﹣130173号公报

发明内容

[0009] 发明所要解决的课题

[0010] 如专利文献1所记载的那样，通过向送电线圈供给的电力的频率以及送电线圈与受电线圈间的耦合系数的函数来表示从逆变器电路观察受电侧的阻抗。因此，在产生位置偏移，耦合系数改变时，如果变更频率，则耦合系数以及频率的变化会导致阻抗的变化。由于该阻抗的变化，为了供给期望的电力，逆变器电路的输出交流电压(或者对应的逆变器电路的输入直流电压)也发生变化。

[0011] 在逆变器电路的输出电压增大时，例如需要使用耐压高的元件作为送电装置的电路元件(作为逆变器电路的开关元件的FET(Field Effect Transistor场效应晶体管)等)，从而导致元件的大型化。另外，当逆变器电路的输出电压变小时，为了传送期望的电力，需要增大来自逆变器电路的输出电流。在输出电流增大时，流过该电流的元件或配线的焦耳热损耗增大，充电效率降低。

[0012] 因此，鉴于上述那样的问题点，本公开的目的在于提供一种非接触供电系统，在耦合系数发生了变化时，能够抑制从电源观察受电侧时的阻抗的变动。

[0013] 解决课题的手段

[0014] 本公开的非接触供电系统的第一方式是具备送电装置和受电装置的非接触供电系统，

[0015] 所述送电装置包括从电源输入某个频率的交流电力的送电线圈、控制所述频率的控制部，

[0016] 所述受电装置包括以某个耦合系数与所述送电线圈磁耦合的受电线圈、与所述受电线圈串联连接，并具有虚数阻抗jZS2i的受电侧串联元件，

[0017] 以在所述频率以及所述耦合系数为预定的值时，从所述电源观察受电侧时的阻抗不取决于所述耦合系数的方式决定所述虚数阻抗，

[0018] 所述控制部在所述耦合系数发生了变化时，基于所述送电装置的送电状况信息和所述受电装置的受电状况信息中的至少一方来变更所述频率。

[0019] 发明的效果

[0020] 通过本公开，能够在耦合系数发生了变化时，抑制从电源观察受电侧时的阻抗的变动。

附图说明

[0021] 图1是本公开的第一实施方式的非接触供电系统的电路图。

[0022] 图2表示本公开的第一实施方式的非接触供电系统的送电线圈以及受电线圈的设置例子。

[0023] 图3是本公开的第一实施方式的非接触供电系统的功能框图。

[0024] 图4是表示本公开的第一实施方式的送电装置的处理的流程图。

[0025] 图5是表示本公开的第一实施方式的频率与耦合系数的关系的一个例子的图表。

[0026] 图6是显示本公开的第一实施方式的送电装置的其他处理的流程图。

[0027] 图7是显示本公开的第一实施方式的频率与耦合系数的关系的另一例子的图表。

[0028] 图8是显示本公开的第二实施方式的送电装置的处理的流程图。

[0029] 图9是显示本公开的第三实施方式的送电装置的处理的流程图。

[0030] 图10是本公开的变形例的非接触供电系统的电路图。

[0031] 图11是本公开的另一变形例的非接触供电系统的电路图。

具体实施方式

[0032] 本公开的一个方式的非接触供电系统具备送电装置和受电装置，所述送电装置包括从电源输入某个频率的交流电力的送电线圈、控制所述频率的控制部，所述受电装置包括以某个耦合系数与所述送电线圈磁耦合的受电线圈、与所述受电线圈串联连接，并具有虚数阻抗jZS2i的受电侧串联元件，以在所述频率以及所述耦合系数为预定的值时，从所述电源观察受电侧时的阻抗不取决于所述耦合系数的方式决定所述虚数阻抗，所述控制部在所述耦合系数发生了变化时，基于所述送电装置的送电状况信息和所述受电装置的受电状况信息中的至少一方来变更所述频率。

[0033] 在某些方式中，在所述受电装置上连接固定负载来作为电力供给对象，所述送电状况信息是在所述送电线圈中流动的电流I1，所述受电状况信息是在所述受电线圈中流动的电流I2，所述控制部变更所述频率以便满足下式：

[0034] [数1]

[0035]

[0036] 其中，L1是所述送电线圈的自感，L2是所述受电线圈的自感。

[0037] 在某些方式中，在所述受电装置上，连接固定负载来作为电力供给对象，所述送电状况信息是对所述送电线圈施加的电压V1，所述受电状况信息是对所述受电线圈施加的电压V2，所述控制部变更所述频率以便满足下式：

[0038] [数2]

[0039]

[0040] 其中，L1是所述送电线圈的自感，L2是所述受电线圈的自感。

[0041] 在某些方式中，在所述受电装置上，连接负载作为电力供给对象，所述受电状况信息是对所述负载输入的功率、电流、以及电压中的任意一个负载信息，所述控制部变更所述频率，以使所述负载信息接近于期望值。

[0042] 在某些方式中，所述负载为变动负载。

[0043] 在某些方式中，所述送电线圈、所述受电线圈以及所述受电侧串联元件中的至少一个阻抗进行变化。

[0044] 在某些方式中，所述控制部还控制从所述电源输出的电压大小，并变更所述大小，以使所述负载信息接近于所述期望值。

[0045] 在某些方式中，所述送电状况信息是从所述电源输出的电压相对于电流的相位差，所述控制部在由于所述频率的变更使得所述相位差不足阈值时，变更所述大小。

[0046] 在某些方式中，所述控制部在由于所述大小的变更使得所述相位差为所述阈值以上时，变更所述频率。

[0047] 在某些方式中，存在所述大小的最大值，所述控制部在通过所述大小的控制使得该大小成为了最大值时，变更所述频率。

[0048] 以下，参照附图来说明本公开的实施方式。

[0049] (第一实施方式)

[0050] 图1是本公开的第一实施方式的非接触供电系统的电路图。非接触供电系统100具备送电装置101和受电装置103。送电装置101包含后述的送电线圈113，受电装置103包含后述的受电线圈121。送电装置101通过线圈间的磁耦合，以非接触方式向受电装置103传送电力。利用线圈间的磁耦合来传送电力的方式例如是电磁感应方式或磁共振方式。作为非接触供电系统100的适用例子，例如是电动汽车(车辆)和水上航行体等移动体，家电制品或医疗设备的充电系统或驱动系统。送电线圈113和受电线圈121例如是螺线管式或圆形的线圈。此外，螺线管式是指将形成线圈的导线三维空间地卷绕成螺旋状的状态。圆形是指将形成线圈的导线卷绕成平面涡旋状的状态。

[0051] 送电装置101包括从输出某个频率f的交流电力的电源111输入交流电力的送电线圈113、具有虚数阻抗的元件(送电侧串联元件)115。即，送电线圈113构成为从电源111接受某个频率f的交流电力。某个频率f的交流电力意味着从电源111输出的交流电压或交流电流的频率为f。元件115与电源111和送电线圈113串联连接。将送电线圈113的自感设为L1，在送电线圈113中流动电流I1(相量电流)。此外，进行了相量显示的电流的绝对值可以是有效值，也可以是波高值。

[0052] 电源111例如是逆变器电路那样的电源电路或商用电源那样的交流(AC)电源，输出频率f(角频率ω)的交流电压(以下称为电源电压)VS(相量电压)。通过电源111供给的交流电力经由元件115由送电线圈113来接收。逆变器电路能够通过半桥方式或全桥方式等现有公知的方式来实现。此外，进行了相量显示的电压的绝对值可以是有效值，也可以是波高值。

[0053] 在通过逆变器电路来实现电源111时，逆变器电路包括多个开关元件(场效应晶体管等)，通过将这些元件以开关频率f进行开关，输出频率f的交流电力。即，为了变更逆变器电路输出的频率而控制开关频率。此外，根据逆变器电路的方式，也有从逆变器电路输出的交流的频率与开关频率不一致的情况。另外，向逆变器电路输入直流电力，该直流电力例如是从直流(DC)电源供给的电力，或者是通过电力变换电路将交流电力变换为直流电力后的电力。电力变换电路例如包括整流电路，选择性地具有PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)功能或电压变换功能。电力变换功能例如通过使用了斩波电路的非绝缘型DC－DC变换器、或使用了变压器等的绝缘型DC－DC变换器来实现。

[0054] 元件115例如通过电感(电抗器、线圈)或电容器等电抗元件、或它们的组合的多个元件来实现，将元件115的虚数阻抗设为jZS1i(j：虚数单位，ZS1i：虚部)。虚部为实数。在元件115由多个元件构成时，例如，能够在电源111一方的端子与线圈113之间(图1的电源111与线圈113之间的一方的连接线)设置一个元件，并在电源111另一方的端子与线圈113之间(图1的电源111与线圈113之间的另一方的连接线)设置一个元件。此时，元件115的阻抗为这两个元件的合成阻抗。当元件为电容器时，通过由多个电容器来实现元件115的阻抗，能够减小对各电容器施加的电压。因此，能够采用耐压低的电容器，并可以使送电装置101小型化。

[0055] 受电装置103包含构成为以某个耦合系数k与送电线圈113磁耦合的受电线圈121、具有虚数阻抗的元件(受电侧串联元件)123。元件123与受电线圈121串联连接。另外，与元件123串联连接具有实数阻抗的负载125。负载125是受电装置103的电力供给对象。将受电线圈121的自感设为L2，在受电线圈121中流过电流I2(相量电流)。

[0056] 送电线圈113以及受电线圈121的自感能够根据耦合系数k来变化。此时，根据耦合系数的变动范围内的变化，存在自感的变化范围。因此，可以将送电线圈113以及受电线圈121的自感设定为变化范围内的某个值。另外，可以将自感设定为变化范围内的值的平均值。

[0057] 元件123通过电感(电抗器、线圈)或电容器等电抗元件、或它们的组合的多个元件来实现，将元件123的虚数阻抗设为jZS2i。负载125例如是积蓄电力的蓄电装置(锂离子二次电池或镍氢二次电池、大容量的电双层电容器等)或通过电力驱动的电气设备/电子设备，将负载125的实数阻抗设为Z2r。此外，在元件123通过多个元件来实现时，这些元件的合成阻抗能够由虚数阻抗和实数阻抗来构成。此时，合成阻抗的虚数阻抗为jZS2i，合成阻抗的实数阻抗与负载125的实数阻抗的合成为Z2r。另外，在除了电抗元件或二次电池以外还将电力变换电路与受电线圈121相连接的情况下，电抗元件、二次电池、电力变换电路的合成阻抗的实部构成负载125的实数阻抗Z2r，虚部构成元件123的虚数阻抗jZS2i。此外，电力变换电路能够通过整流电路、或整流电路与DC－DC变换器的组合等各种电路来实现。

[0058] 因为送电线圈113和受电线圈121的互感M满足M2＝k2L1L2的关系式，所以图1的电路方程式成为式(3)。

[0059] [数3]

[0060]

[0061] 如果根据式(3)求出I1和I2的关系式，则成为式(4)。

[0062] [数4]

[0063]

[0064] 在这里，如果式(5)成立，则根据式(4)以及式(5)，式(6)成立。以下，将式(5)以及与其相当的条件称为最佳传递条件。

[0065] [数5]

[0066]

[0067]

[0068] 接着，当使用式(3)以及式(4)来求出从送电线圈113观察受电侧时的阻抗Z1(包括送电线圈113的阻抗)，成为式(7)。此外，式中的V1是对送电线圈施加的电压。另外，“从某个结构要素观察受电侧时的阻抗”的记述在将非接触供电系统的送电侧设为上游侧，将非接触供电系统的受电侧设为下游侧时，意味着“从该结构要素开始下游侧的阻抗”(以下相同)。

[0069] [数6]

[0070]

[0071] 在这里，当决定或控制非接触供电系统100的各参数(元件的阻抗、频率、耦合系数)以使式(5)成立时，通过代入式(6)式(7)成为式(8)。

[0072] [数7]

[0073]

[0074] 由此，从电源111观察受电侧时的阻抗ZS(不包括电源111的阻抗)成为式(9)。

[0075] [数8]

[0076]

[0077] 从式(9)可知，从电源111观察受电侧时的阻抗ZS通过受电侧的负载125的实数阻抗Z2r、元件115以及123的虚数阻抗jZS1i以及jZS2i来表现，不包括耦合系数k。由于实数阻抗Z2r和虚数阻抗jZS1i以及jZS2i不取决于耦合系数k，因此阻抗ZS也不取决于耦合系数k。即，即使耦合系数发生变化，如果选择(决定)频率f以使式(5)成立，则阻抗ZS并且电源电压VS(＝ZS/I1)不会因耦合系数而变化。式(5)成立是指频率f、耦合系数k、元件123的虚数阻抗ZS2i的组合满足式(6)。即，式(5)是否成立与送电装置101的元件的阻抗无关。另外，阻抗ZS的实部仅通过负载125的阻抗和送电线圈113以及受电线圈121的自感来表现，不会受元件115、123的阻抗的影响。

[0078] 作为耦合系数k变化的状况，例如当送电线圈113与受电线圈121的相对位置关系(与图2中的车辆V的行进方向即前后方向以及车辆V的转动方向(转弯方向)即左右方向相关的位置关系)改变时，耦合系数k发生变化。另外，即使送电线圈113与受电线圈121的间隔D(图2中的高度方向的间距)发生变化，耦合系数k也会发生变化。并且，即使受电线圈121相对于送电线圈113的朝向或倾斜发生变化，耦合系数k也发生变化。此时，选择频率以便通过变化后的耦合系数使式(6)成立，由此能够使得阻抗ZS不受变化后的耦合系数的影响，并抑制电源电压VS的变化。以下，在上述三个方向(前后方向、左右方向、高度方向)中的至少一个方向上，将送电线圈113或受电线圈121从期望的位置偏移、或者受电线圈121相对于送电线圈113的朝向或倾斜从期望的朝向或倾斜偏移表现为位置偏移。

[0079] 此外，式(5)成立并非严格地限于等号关系成立。例如，基于测量误差或控制误差、或者预先规定的电源电压VS的允许变化范围等，预先决定误差范围，如果I1和I2的比与L2和L1的比的平方根之间的差包含在该误差范围内，则能够视为式(5)成立。或者，如果上述差包含在误差范围内，则视为阻抗ZS不取决于耦合系数k。

[0080] 另外，在式(9)中，当ZS1i满足式(10)时，虚部被抵消，如式(11)那样ZS只为实部。此时，电源111的功率因数为100[％]。另外，通过尝试将ZS1i的值从式(10)的值挪开，能够使ZS不取决于耦合系数k，并使功率因数成为期望的值。

[0081] [数9]

[0082]

[0083]

[0084] 接下来，使用图3来说明在线圈间的耦合系数发生了变化时怎样变更频率的具体的控制方法。图3是本公开的第一实施方式的非接触供电系统的功能框图。

[0085] 首先，对送电装置101的功能块进行说明。送电装置101具备交流电力输出部141、送电部143、送电侧检测部145、送电侧通信部147、存储部148、送电侧控制部149。交流电力输出部141与送电部143相连接，送电部143与送电侧检测部145相连接，送电侧控制部149与交流电力输出部141、送电侧检测部145、送电侧通信部147以及存储部148相连接。此外，交流电力输出部141能够设置在送电装置101的外部。另外，通过硬件实现各功能块的功能。具体来说，送电部143的功能能够通过送电器来实现，送电侧检测部145的功能能够通过送电侧检测器来实现，送电侧通信部147的功能能够通过送电侧通信器来实现，存储部148的功能能够通过存储器来实现，送电侧控制部149的功能能够通过送电侧控制器来实现。

[0086] 交流电力输出部141相当于图1的电源111，输出交流电力。另外，送电部143相当于图1的送电线圈113和元件115，针对受电装置103的后述的受电部151传送电力。

[0087] 送电侧检测部145检测送电部143的送电状况信息，并向送电侧控制部149发送检测出的送电状况信息。送电状况信息是送电装置101的预定部位的电流、电压以及功率中的至少一个的值，送电侧检测部145是电流传感器、电压传感器或功率传感器。更具体来说，送电状况信息例如是在送电线圈113中流动的电流I1、对送电线圈113施加的电压V1、交流电力输出部141的电源电压VS。作为电流传感器，例如能够使用通过霍尔效应测定在电流经过的电线的周围产生的磁场的传感器、或者在电流经过的电线中插入电阻来测定通过电阻而产生的电位降的传感器。作为电压传感器，例如是通过电阻对电压进行分压并通过AD变换器将电压变换为数字值的传感器。另外，作为功率传感器，例如是通过电压传感器和电流传感器测量电压和电流，并在时间上对电压与电流相乘得到的值进行平均来求出功率的传感器。

[0088] 送电侧通信部147与后述的受电侧通信部155进行无线通信。送电侧通信部147与受电侧通信部155的通信方式例如是ZigBee(注册商标)或Bluetooth(注册商标)等使用了电波的无线通信或使用了光信号的光通信。在使用了电波的通信方式时，送电侧通信部147具有天线，在使用了光信号的通信方式时，送电侧通信部147具有通信用发光元件和受光元件。

[0089] 存储部148存储与耦合系数相关的信息、元件的阻抗(L1、L2等的值)等各种信息、记载后述的送电侧控制部149的各功能的程序等，并通过RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等易失性存储介质、或ROM(Read Only Memory，只读存储器)等非易失性存储介质来实现。与耦合系数相关的信息是为了确定送电线圈113和受电线圈121的耦合系数所需要的信息、或满足式(5)的耦合系数k与频率f的组合的信息。

[0090] 送电侧控制部149以送电装置101的各功能块为首来控制以及管理整个送电装置101。送电侧控制部149例如通过CPU(中央处理装置)等任意优选的处理器、或专门针对每个处理的专用处理器(例如DSP(数字信号处理器))来实现。送电侧控制部149构成为在耦合系数发生了变化时，基于送电装置101的送电状况信息和受电装置103的受电状况信息中的至少一方来变更电源111的频率。送电侧控制部149进行的具体处理如后所述。

[0091] 接着，对受电装置103的功能块进行说明。受电装置103具备受电部151、受电侧检测部153、受电侧通信部155、受电侧控制部157。受电部151与受电侧检测部153相连接，受电侧检测部153以及受电侧通信部155与受电侧控制部157相连接。另外，通过硬件来实现各功能块的功能。具体来说，受电部151的功能能够通过受电器来实现，受电侧检测部153的功能能够通过受电侧检测器来实现，受电侧通信部155的功能能够通过受电侧通信器来实现，受电侧控制部157的功能能够通过受电侧控制器来实现。此外，受电装置103与送电装置101一样，具有存储记载了受电侧控制部157的各功能的程序等的存储部，但是省略了图示。

[0092] 受电部151相当于图1的受电线圈121和元件123，从送电部143取得电力，并向负载125供给该电力。

[0093] 受电侧检测部153检测受电部151的受电状况信息，并向受电侧控制部157发送检测到的受电状况信息。受电状况信息是受电装置103的预定部位的电流、电压以及功率中的至少一个值，受电侧检测部153是电流传感器、电压传感器、或功率传感器。更具体来说，受电状况信息例如是在受电线圈121中流动的电流I2、对受电线圈121施加的电压V2、对负载125施加的电压VL。电流传感器、电压传感器、以及功率传感器的具体结构与送电侧检测部
145相同。

[0094] 受电侧通信部155与送电侧通信部147进行无线通信。在使用了电波的通信方式时，受电侧通信部155具有天线，在使用了光信号的通信方式时，受电侧通信部155具有通信用发光元件和受光元件。

[0095] 受电侧控制部157以受电装置103的各功能块为首来控制以及管理整个受电装置103。受电侧控制部157，例如通过CPU或DSP等任意的处理器来实现。受电侧控制部157进行的具体处理如后所述。

[0096] 接下来，说明由于位置偏移耦合系数发生了变化时的送电侧控制部149以及受电侧控制部157的具体的控制内容。以下，在电源111的频率以及耦合系数为预定的值f1以及k1时，决定元件123的虚数阻抗以便满足式(5)。该k1是没有位置偏移时的耦合系数。存储部148将这些值f1以及k1对应起来存储。

[0097] <固定负载>

[0098] 首先，参照图4来说明负载125为阻抗固定的固定负载的情况。这样的负载125例如是作为纯电阻的电气设备/电子设备。

[0099] 送电侧控制部149假定没有发生位置偏移，控制交流电力输出部141以便输出相当于无位置偏移的频率f1的交流电力。在此，从电源111输出的电压的大小是在频率以及耦合系数为f1以及k1时为了向负载125输入期望电力所需要的电压。送电部143向受电部151输送该交流电力。然后，送电侧检测部145检测在送电线圈113中流动的电流I1(送电状况信息)(步骤S101)，并向送电侧控制部149发送该电流数据。另一方面，受电侧检测部153检测在受电线圈121中流动的电流I2(受电状况信息)，并向受电侧控制部157发送该电流数据。受电侧控制部157控制受电侧通信部155，以便向送电装置101发送所取得的电流数据。

[0100] 于是，送电侧通信部147从受电侧通信部155接收电流数据，并发送到送电侧控制部149(步骤S102)。送电侧控制部149读出在存储部148中存储的L1以及L2的值，根据读出的L1以及L2的值以及取得的I1、I2的数据，判断式(5)(最佳传递条件)是否成立(步骤S103)。

[0101] 在式(5)成立时(步骤S103为是)，送电侧控制部149判断为送电线圈和受电线圈处于期望的位置关系，没有位置偏移。然后，送电侧控制部149控制交流电力输出部141，从而不变更频率持续输出f1的交流电力。

[0102] 在式(5)不成立时(步骤S103，否)，送电侧控制部149判断为送电线圈与受电线圈的相对位置关系从期望的位置偏移。

[0103] 在此，对满足式(5)的耦合系数k与频率f的关系进行说明。对式(6)进行改写成为式(12)。

[0104] [数10]

[0105]

[0106] 在元件以及负载的阻抗为固定时，耦合系数k成为角频率ω(即频率f)的函数，成为图5的实线曲线G1。作为电源111或整个非接触供电系统100的制约，存在(决定)频率f的可变范围(fmin(下限值)≤f≤fmax(上限值))，该可变范围相对于曲线G1如图5那样决定。可变范围例如通过电源111可输出的电力的频率范围的上下限来决定。在频率的可变范围中满足式(5)的耦合系数单调减少时，位置偏移越小(即耦合系数变得越大)，需要使频率越小。在实际的耦合系数kr(以下称为实际耦合系数)小于与当前设定的频率f1对应的耦合系数k1(以下称为调谐耦合系数)时，通过使频率f变得比f1大可使式(5)成立。反之，在实际耦合系数kr大于协调耦合系数k1时，通过使频率f变得比f1小可使(5)成立。即，如果判明协调耦合系数与实际耦合系数的大小关系，则能够确定应该增大频率还是应该减小频率。

[0107] 当由于位置偏移，协调耦合系数与实际耦合系数不一致时，在线圈中流动的电流发生变化。送电侧控制部149根据作为检测值的I1以及I2、作为存储值的L1以及L2，计算电流的变化量α(α是比1大或比1小的值)(参照式(13))。

[0108] [数11]

[0109]

[0110] 在式(4)的右边，当元件以及负载的阻抗为固定时，因位置偏移的原因发生变化的参数只是耦合系数。即，由于该变化量α对应于耦合系数的变化量，因此位置偏移后的耦合系数k2(即实际耦合系数kr)成为：

[0111] k2＝αk1  式(14)

[0112] 因此，送电侧控制部149读出在存储部148中存储的k1的值，通过式(14)求出位置偏移后的耦合系数k2，并通过式(6)计算在耦合系数k2时满足式(5)的频率f2。送电侧控制部149控制交流电力输出部141以便输出该频率f2的交流电力(步骤S104)。此外，关于变更后的频率f2的计算，可以不使用式(6)，而是如以下的式(15)那样，使用反馈控制(反馈增益K)来实现。

[0113] f2＝f1+K·(α－1)  式(15)

[0114] 此时，直到最佳传递条件成立为止，重复步骤S101～S104。

[0115] 以上，说明了频率变更的具体控制方法的一个例子，以下，作为其变形例，描述作为送电状况信息使用向送电线圈113施加的电压V1以及作为受电状况信息使用向受电线圈121施加的电压V2来变更频率的方法。

[0116] 由于I1与V1的关系、I2与V2的关系为以下的式(16)，因此将式(5)改写为式(17)(最佳传递条件)。

[0117] [数12]

[0118] |V1|＝jωL1|I1|，|V2|＝jωL2|I2|  式(16)

[0119]

[0120] 送电侧检测部145检测对送电线圈113施加的电压V1(送电状况信息)(步骤S101)，受电侧检测部153检测对受电线圈121施加的电压V2(受电状况信息)(步骤S102)。然后，送电侧控制部149判断检测出的电压V1以及V2是否满足式(17)(步骤S103)。

[0121] 在式(17)不成立时(步骤S103为否)，送电侧控制部149如式(18)那样计算电压的变化量α。然后，送电侧控制部149通过式(14)求出位置偏移后的耦合系数k2，并通过式(6)计算在为耦合系数k2时满足式(5)的频率f2。送电侧控制部149控制交流电力输出部141从而输出该频率f2的交流电力(步骤S104)。

[0122] [数13]

[0123]

[0124] 另外，在式(10)成立时，根据式(11)和式(19)，式(20)成立。

[0125] [数14]

[0126] |VS|＝|I1|×ZS，|VL|＝|I2|×Z2r  式(19)

[0127]

[0128] 在式(10)不成立时，如式(9)那样，在阻抗ZS中存在虚数部，电源111的功率因数不足100[％]，所以式(20)成为式(21)。式(21)的θ是从电源111输出的电流与电压的相位差。

[0129] [数15]

[0130]

[0131] 根据式(20)或式(21)，可以通过送电侧检测部145检测电源111的输出电压以及电压电流相位差来作为送电状况信息，并通过受电侧检测部153检测对负载125施加的电压来作为受电状况信息，通过送电侧控制部149基于这些检测出的数据变更频率。

[0132] 在此，说明在选择了频率以使式(5)或式(17)成立时向负载125供给的电力。在把向负载125供给的电力的期望值设为Pdo(固定值)时，对负载125施加的电压VL成为式(22)。

[0133] VL2＝Pdo×Z2r  式(22)

[0134] 因为负载125为固定负载，所以Z2r为固定值。因此，根据式(22)求出VL，并根据式(21)决定为了向负载125供给期望电力所需要的电源111的电压VS。并且，通过在频率f1以及耦合系数k1满足式(5)时为了向负载125输入期望电力所需要的电压VS来固定电源111的电压。在该状态下，如果选择频率以使式(5)或式(17)成立，则式(21)成立。因此，即使频率变化也向负载125施加期望的电压VL，并向负载125供给期望的电力。

[0135] 以上叙述了送电侧控制部149基于送电侧检测部145以及受电侧检测部153的检测结果变更频率的方法，作为其变形例，叙述不使用送电侧检测部145来实现频率变更的方法。作为功能框图，除了没有送电侧检测部145以外，与图3相同。以下，将与上述说明不同的部分为中心进行说明，因为功能部141、143、147、151、155的功能与上述的说明相同，所以省略重复的说明。

[0136] 存储部148存储受电装置103中的受电电力与耦合系数的关系来作为与耦合系数相关的信息。该关系例如是在送电装置101以预定频率(因为在求出耦合系数时固定频率)输出恒定电力时的向负载125供给的电力(供给电力)与耦合系数的关系。此外，以下与耦合系数相关的信息为受电电力与耦合系数的关系，但是并不限于该方式。作为与耦合系数相关的信息，能够任意地使用与耦合系数具有相关关系的参数。与耦合系数具有相关关系的参数例如是受电线圈121的电流I2。

[0137] 受电侧检测部153是将向负载125施加的电压以及向负载125输入的电流作为受电状况信息来进行检测的电压传感器以及电流传感器。此外，检测部位并不限于负载125，受电侧检测部153也可以测量与元件123相关的电压、电流。另外，检测对象并不限于电压、电流，也可以是功率，此时，受电侧检测部153是功率传感器。

[0138] 送电装置101在输出频率f1的交流电力时，受电部151接收该电力，受电侧检测部153检测与负载125相关的电压以及电流，并向受电侧控制部157发送该数据。受电侧控制部
157根据取得的数据计算通过负载125充电(消耗)的电力值。然后，受电侧控制部157控制受电侧通信部155以便向送电装置101发送该电力值数据。

[0139] 送电侧控制部149在经由送电侧通信部147接收电力值数据时，读出在存储部148中存储的受电电力与耦合系数的关系，并判断取得的电力值数据是否与耦合系数k1所对应的电力值相一致。此外，所谓的一致并非严格地限于等式成立，如果读出的电力值与取得的电力值的差在预先决定的误差范围内，则送电侧控制部149能够视为一致。

[0140] 在一致的情况下，送电侧控制部149判断为送电线圈113与受电线圈121处于期望的位置关系，没有位置偏移。然后，送电侧控制部149控制交流电力输出部141，从而不改变频率，持续输出f1的交流电力。

[0141] 在不一致的情况下，送电侧控制部149判断为送电线圈113与受电线圈121的相对位置关系从期望的位置偏移，并根据存储在存储部148中的关系确定与取得的电力值数据相对应的耦合系数k2(即实际耦合系数kr)。然后，送电侧控制部149计算在为耦合系数k2时满足式(5)的频率f2，并控制交流电力输出部141以便输出该频率f2的交流电力。

[0142] <变动负载>

[0143] 接下来，参照图6来说明负载125为阻抗变动的负载的情况。这样的负载125例如是蓄电装置，蓄电装置的电压根据积蓄量而进行变化，蓄电装置的阻抗根据电源111输出的电压(受电装置103向负载125施加的电压)以及负载125的电压而发生变化。因此，即使像负载125为固定负载的情况那样固定电源电压VS，并选择频率以使式(5)或式(17)成立，式(22)的Z2r也会发生变动，所以不向负载125输入期望的电力。

[0144] 因此，送电侧控制部149并非选择频率以使式(5)或式(17)成立，而是控制电源111的频率以使向负载125的电力(负载信息)接近于期望值。以下，在电源111的频率以及耦合系数为f1以及k1，Z2r为变动范围内的任意值时，决定元件123的虚数阻抗从而满足式(5)。此外，电源111的电压是在电源111的频率以及耦合系数为f1以及k1，Z2r为某个值时，向负载125输入期望的电力的值。此外，负载信息并不限于电力，也可以是向负载125输入的电流或电压。此时，送电侧控制部149控制电源111的频率以使向负载125的电流或电压接近于期望值。

[0145] 具体来说，首先，受电侧检测部153检测向负载125的电力(以下，称为负载功率)来作为受电状况信息，并向受电侧控制部157发送该负载功率的值(数据)(以下，将该值设为Pro)。受电侧控制部157控制受电侧通信部155以便向送电装置101发送该负载功率的值。

[0146] 于是，送电侧通信部147从受电侧通信部155接收负载功率的值，并将其发送到送电侧控制部149(步骤S201)。送电侧控制部149读出在存储部148中预先存储的期望值Pdo，并将负载功率与期望值进行比较(步骤S202)。

[0147] 在负载功率与期望值一致时(步骤S202，是)，送电侧控制部149控制交流电力输出部141，从而不变更频率持续输出f1的交流电力。此外，所谓的一致并非严格地限于等式成立，如果负载功率与期望值的差在预先决定的误差范围内，则送电侧控制部149能够视为一致。

[0148] 在负载功率与期望值不一致时(步骤S202为否)，送电侧控制部149变更电源111(交流电力输出部141)的频率，以便向负载125的输入电力接近于期望值(步骤S203)。即，送电侧控制部149在每次变更频率时重复步骤S201以及S202的处理。作为变更方法，例如送电侧控制部149能够根据负载功率比期望值大还是小来将频率增减一定量。

[0149] 如图7那样，在频率的可变范围内满足式(5)的耦合系数单调减少。在实际耦合系数k2小于与当前设定的频率f1对应的调谐耦合系数k1时，负载功率变得比期望值大(因为根据式(14)α变小，根据后述的式(26)阻抗Z1变小)。因此，送电侧控制部149在负载功率大于期望值时，将频率增大一定量。反之，在负载功率小于期望值时，送电侧控制部149能够将频率减小一定量。

[0150] 另外，送电侧控制部149能够根据负载功率Pro与期望值Pdo的差分量来改变频率的变化量。例如，送电侧控制部149能够如式(23)那样决定频率。此外，f1是作为电源111的输出电力的频率而当前设定的频率，f2是作为电源111的输出电力的频率今后设定的变更后的频率。K是任意的增益。

[0151] f2＝f1+K·(Pro－Pdo)  式(23)

[0152] 由于负载125的阻抗发生变动，因此在负载功率与期望值一致时，式(5)不成立，式(24)成立。

[0153] [数16]

[0154]

[0155] 此时，如图7那样，在变更后的频率f2(设对应的角频率为ω2)，使式(5)成立的耦合系数k2与实际的耦合系数kr之间发生偏移。即，如式(14)那样，式(25)成立。

[0156] α＝kr/k2  式(25)

[0157] 在式(24)以及式(25)成立时，式(7)使用式(6)成为式(26)。

[0158] [数17]

[0159]

[0160] 因此，阻抗ZS成为式(27)。

[0161] [数18]

[0162]

[0163] 为了使输入给负载125的电力成为期望值，在来自电源111的输出电压为恒定时，阻抗ZS需要恒定。由于负载125的阻抗Z2r发生变动，因此通过使阻抗ZS成为恒定那样的频率变更，α发生变动。根据式(27)可知，阻抗ZS不取决于耦合系数。

[0164] 另外，在式(10)成立时，式(27)成为式(28)。

[0165] [数19]

[0166]

[0167] 以上，对负载125为固定负载或变动负载时的频率变更进行了说明。如此在本实施方式中，在电源111的频率以及耦合系数为f1以及k1时，决定元件123的虚数阻抗jZS2i，以使从电源111观察受电侧时的阻抗ZS不取决于耦合系数，将阻抗恒定的负载125(固定负载)与受电装置103相连接。在这种状况下，送电侧控制部149在耦合系数发生了变化时，基于在送电线圈113中流动的电流I1和在受电线圈121中流动的电流I2，变更电源111的频率以使式(5)成立。只要式(5)成立，从电源111观察受电侧时的阻抗ZS通过式(9)成为恒定，不取决于耦合系数。由此，在改变了频率时，由于阻抗ZS不会因为耦合系数的变化而变化，因此能够抑制阻抗ZS的变动。并且，能够以阻抗ZS难以变动的程度，抑制电源电压VS的变动。来自电源111的交流电压VS难以变动，致使与电源电压VS具有相关关系的送电侧的电压(例如，送电线圈113的两端间的电压V1)也难以变动。另外，在通过逆变器电路来实现电源111时，由于逆变器电路的输入直流电压与输出交流电压联动，因此输出交流电压VS难以变动，致使输入直流电压也难以变动。在输出该直流电压的电力变换电路具有斩波电路时，在电力变换电路的输出端设置电容器，抑制来自电力变换电路的直流电压的变动，由此能够减小该电容器的耐压。因此，能够实现电容器的小型化，甚至送电装置101的小型化。

[0168] 另外，在本实施方式中，代替送电线圈与受电线圈的电流，送电侧控制部149基于向送电线圈113施加的电压V1和向受电线圈121施加的电压V2，变更电源111的频率以使式(17)成立。只要式(17)成立，从电源111观察受电侧时的阻抗ZS通过式(9)成为恒定，并不取决于耦合系数。由此，在使频率进行了变化时，由于阻抗ZS不会因为耦合系数的变化而变化，因此能够抑制阻抗ZS的变动。

[0169] 另外，在本实施方式中，在将阻抗不是恒定而进行变动的负载125与受电装置103相连接时，送电侧控制部149控制频率以使向负载125输入的电力(负载功率)接近期望值。通过频率的变更，即使式(5)或式(17)不成立，根据式(27)，从电源111观察受电侧时的阻抗ZS只是影响与通过式(25)表现的耦合系数相关的比(比例)α，而不影响耦合系数自身，因此能够抑制因耦合系数的变化而导致的阻抗ZS的变动。另外，在负载功率与期望值一致时，阻抗ZS不取决于耦合系数，因此能够更加抑制因耦合系数的变化而导致的阻抗ZS的变动。

[0170] (第二实施方式)

[0171] 在第一实施方式中，说明了为了向负载125输入期望电力，而变更电源111的频率的情况，在第二实施方式中，说明不仅变更频率而且还变更电源的电压大小(振幅)的情况。此外，在第二实施方式中，只是控制的对象改变，非接触供电系统结构和该系统的功能块与第一实施方式相同。因此，以下在第二实施方式中也使用图1以及图3来说明，并省略重复的说明。

[0172] 当存在电源111的频率f的可变范围(fmin≤f≤fmax)时，会有无法选择出式(27)成为恒定的频率的情况。即，通过电源111的频率f的变更，即使向负载125输入的电力(负载功率)接近期望值，也有与期望值不一致的情况。

[0173] 在这里，当负载功率小于期望值时，送电侧控制部149增大电源111的输出电压。当电源111的输出电压增大时，在非接触供电系统100中流动的电流增大，负载功率增大。因此，送电侧控制部149增大电源111的输出电压以使负载功率接近于期望值。反之，当负载功率大于期望值时，送电侧控制部149减小电源111的输出电压。

[0174] 另外，作为电源111或整个非接触供电系统100的制约，电源111的输出电压的调整范围也有限制。例如，一般在构成送电装置101的电路元件中存在不会损坏的极限值(耐压)，因此从元件耐压的观点来看存在(决定)电源111的输出电压的上限值。因此，送电侧控制部149首先能够将电源111的输出电压设定为上限值。在向负载125的输入电力未达到期望电力时，送电侧控制部149能够变更电源111的频率f。

[0175] 并且，使用图8来说明其他的控制方法。在这里，电源111通过逆变器电路来实现。在逆变器电路中，通过多个开关元件的开关控制，将直流电力变换为交流电力。为了抑制该开关控制中的开关损失，目前已知软开关方式。为了实现软开关方式，需要从电源111输出的电压相对于电流的相位差(以下称为电源相位差)为0[°]以上(即，电压的相位与电流的相位相同，或者比电流的相位靠前)。当该相位差为0[°]以上时，电源111的功率因数为100[％]，能够使电源111的送电效率最大化。但是，在现实中，因为存在测量误差或噪声等，所以难以将相位差维持在0[°]。当从电源111输出的电压的相位稍微迟于电流时(即，在电源相位差为负值时)，无法实现软开关方式，所以关于电源相位差预先设定阈值(＞0)，送电侧控制部149能够控制电源111的频率f以及电压VS的大小，以使电源相位差为阈值以上。将该阈值存储在存储部148中。

[0176] 首先，受电侧检测部153检测负载功率，并向受电侧控制部157发送该负载功率的值。然后，受电侧控制部157控制受电侧通信部以便向送电装置101发送负载功率的值。

[0177] 于是，送电侧通信部147从受电侧通信部155接收负载功率的值，并将其发送到送电侧控制部149(步骤S301)。送电侧控制部149判断负载功率是否与期望值一致(步骤S302)。

[0178] 当向负载125输入了期望电力时(步骤S302，是)，送电侧控制部149不变更电源111的频率以及电压的大小。

[0179] 当没有向负载125输入期望电力时(步骤S302，否)，送电侧控制部149变更电源111的频率(步骤S303)。送电侧控制部149例如能够使用式(23)来计算变更后的频率的值。

[0180] 当频率发生变化时，元件115以及元件123的电抗元件的阻抗发生变化。因此，由于来自电源111的电流与电压的关系也变化，因此电源相位差也发生变化。因此，送电侧控制部149根据送电侧检测部145的检测结果求出电源相位差，并与存储在存储部148中的阈值进行比较(步骤S304)。

[0181] 当电源相位差为阈值以上时(步骤S304，否)，送电侧控制部149能够在负载功率成为期望值之前，从步骤S301开始重复相同的处理。

[0182] 当电源相位差不足阈值时(步骤S304，是)，送电侧控制部149变更电源111的电压大小(步骤S305)。由于电源111的电压发生变化，向负载125施加的电压VL发生变化。由此，在负载125为变动负载时，因为负载125的阻抗Z2r发生变化，所以从电源111观察受电侧时的阻抗ZS发生变化，电源相位差也发生变化。

[0183] 因此，送电侧控制部149将通过电源111的电压变更而发生了变化的电源相位差与阈值进行比较(步骤S306)。当电源相位差为阈值以上时(步骤S306，是)，送电侧控制部149能够从步骤S301开始重复相同的处理，在即使控制电源111的频率以及电压，负载功率也未成为期望值时(步骤S302，否)，送电侧控制部149能够进一步变更频率(步骤S303)。

[0184] 如此，在本实施方式中，送电侧控制部149不仅变更电源111的频率，还变更从电源111输出的交流电压的大小，以使负载功率接近于期望值。由此，即使存在电源111的频率的可变范围时，也能够更加切实地使负载功率接近期望值。

[0185] 另外，在本实施方式中，送电侧控制部149在通过频率的变更，电源相位差不足阈值时，变更电源111的输出电压的大小。送电侧控制部149通过变更电源111的输出电压，使得电源相位差变大。由此，在电源111通过逆变器电路来实现时，容易实现软开关方式，并抑制开关损耗。结果，能够提高电力效率。

[0186] 另外，在本实施方式中，通过电源111的输出电压的大小的变更，在电源相位差为阈值以上时，送电侧控制部149进一步变更频率。在通过电源111的输出电压的变化从而电源相位差增大时，在维持软开关方式的状况下，能够进一步变更频率。由此，能够一边维持软开关方式，一边更加切实地使负载功率接近于期望值。

[0187] (第三实施方式)

[0188] 在第二实施方式中，说明了在对电源111的频率进行变更后，变更电源111的电压大小的情况，在第三实施方式中，说明在对电压的大小进行变更后，变更频率的情况。此外，在第三实施方式中，只改变控制方法，非接触供电系统结构、该系统的功能块与第一以及第二实施方式相同。因此，以下在第三实施方式中也使用图1以及图3来说明，并省略重复的说明。

[0189] 由于电源111或非接触供电系统100的制约，存在(决定了)电源111可输出的电压的最大值。例如，存在电源111通过逆变器电路来实现，在逆变器电路的输入设置了用于输出直流电压的电力变换电路。如在第一实施方式中说明的那样，当在电力变换电路的输出端设置了电容器时，在该电容器的耐压这点上，存在可输入到逆变器电路的直流电压的最大值。由于逆变器电路的输入直流电压和输出交流电压联动，因此存在电源111可输出的电压的最大值。此外，由于电源111的输出为交流电压，因此其最大值例如是交流电压的有效值或波高值的最大值。

[0190] 使用图9来说明本实施方式的控制方法。首先，受电侧检测部153检测负载功率，并向受电侧控制部157发送该负载功率的值。然后，受电侧控制部157控制受电侧通信部155以便向送电装置101发送负载功率的值。

[0191] 于是，送电侧通信部147从受电测通信部155接收负载功率的值，并将其发送给送电侧控制部149(步骤S401)。送电侧控制部149判断负载功率是否与期望值一致(步骤S402)。

[0192] 在向负载125输入了期望电力时(步骤S402，是)，送电侧控制部149不变更电源111的频率以及电压大小。

[0193] 在没有向负载125输入期望电力时(步骤S402，否)，送电侧控制部149判断电源111的电压大小是否为最大值(步骤S403)。在电源111的电压大小不是最大值时(步骤S403，否)，送电侧控制部149变更电源111的电压大小以使负载功率接近于期望值(步骤S404)。即，直到负载功率与期望值一致为止，或者直到电压的大小成为最大值为止，重复步骤S401～S404。

[0194] 例如，在负载功率小于期望值时，送电侧控制部149通过慢慢增大电源111的电压大小，使得负载功率接近期望值。但是，即使电源111的电压大小成为最大值(步骤S403，是)，也会有负载功率未达到期望值的情况。

[0195] 此时，送电侧控制部149变更电源111的频率(步骤S405)。送电侧控制部149通过频率的变更，使负载功率进一步接近期望值。即，送电侧控制部149重复步骤S401、S402、S403、S405，缓缓地变更频率，使负载功率进一步接近期望值。关于频率的变更，与第一实施方式相同，例如能够使用式(23)来实现。

[0196] 如此，在本实施方式中，送电侧控制部149只在电源111的电压大小为最大值时变更电源111的频率。由于在电源111的电压为最大值的状况下变更频率，因此负载功率通过变更后的频率成为可达成的功率的最大值。即，由于无法通过变更电压的大小使负载功率进一步变大，因此送电侧控制部149通过变更频率来增大负载功率使其接近期望值。不需要按顺序切换电源111的电压大小的控制和电源111的频率的控制，在电压大小的控制之后只进行频率的控制，因此能够将送电侧控制部149的控制处理简化。

[0197] 基于各附图和实施方式说明了本公开，但是希望本领域技术人员注意的是基于本公开容易进行各种变形或修正。因此，希望留意这些变形或修正包含在本公开的范围内。

[0198] 在以上本公开的实施方式的说明中，作为式(24)成立的情况对负载125的阻抗的变动进行了说明，但是本公开并不限于该状态。例如，有时送电线圈113、受电线圈121以及元件123中的至少一个部件的阻抗发生变化。特别是，送电线圈以及受电线圈的电感L1和L2根据线圈的发热或送电线圈受电线圈间的相对位置关系而改变。

[0199] 因此，在供电前预先测定的初始值L1以及L2与供电过程中的实际值L1r以及L2r之间产生偏差。因此，在为了满足式(5)的关系式，使用初始值L1以及L2来设计非接触供电系统时，在供电过程中的实际值L1r以及L2r与线圈电流之间的关系中，如式(29)那样产生误差ε。即，在不是式(5)而是式(29)成立时负载功率成为期望值。此外，虽然接受了送电线圈113以及受电线圈121的电感L1和L2的变化，但是当元件123的阻抗jZS2i进行了变化时，电流I1以及I2发生变化，式(29)成立。

[0200] [数20]

[0201]

[0202] 另外，在上述的本公开的实施方式的说明中，说明了由送电侧控制部149进行最佳传递条件是否成立的判断(步骤S103)，但是本公开并不限于该状态。例如，通过送电装置101向受电装置103发送送电状况信息，受电侧控制部157能够判断最佳传递条件的成立。

[0203] 另外，在上述的本公开的实施方式的说明中，说明了由送电侧控制部149进行负载功率与期望值的比较(步骤S202以及S302)，但是本公开并不限于该状态。例如，受电装置103具有存储部，在存储部存储有期望值时，受电侧控制部157能够比较负载功率与期望值。
然后，受电侧控制部157根据比较结果，能够控制受电侧通信部155以便向送电装置发送变更电源111的频率的指示。

[0204] 另外，在上述的本公开的实施方式的说明中，以非接触供电系统内的电压和电流为正弦波为前提，但是当这些电压和电流不是正弦波而包含多个频率成分时，本公开能够适用于基本波成分。

[0205] 另外，在送电线圈、受电线圈以及各元件中存在电阻成分时，能够忽略电阻成分而视为理想的电感(线圈)和电容量来应用本公开。并且，在存在非接触供电系统内的配线的电阻成分以及电抗成分时，能够通过忽略这些电阻成分以及电抗成分来应用本公开。

[0206] 另外，在上述的本公开的实施方式的说明中，例如，阈值“以上”或“不足”阈值的这样的表述的技术思想所表示的内容未必是严格的含义，根据送电装置的规格，包括以下情况的含义：包含成为基准值的情况或不包含成为基准值的情况。例如，阈值“以上”不仅是指比较对象为阈值以上的情况，还蕴含超过了阈值的情况。另外，例如“不足”阈值不仅是指比较对象不足阈值的情况，还蕴含为阈值以下的情况。

[0207] 另外，在上述的本公开的实施方式的说明中，说明了与送电线圈113以及受电线圈121串联连接了具有虚数阻抗的元件115以及123，但是本公开并不限于该状态。例如，即使是图10或图11所示那样的电路结构，也能够通过与上述的本公开的实施方式相同的控制方法来变更频率。

[0208] 图10的非接触供电系统200具备送电装置201、受电装置203。送电装置201包括从电源211输入交流电力的送电线圈213、元件(送电侧串联元件)215、元件(送电侧并联元件)217。受电装置203包括受电线圈221、元件(受电侧串联元件)223、元件(受电侧并联元件)
227。由于这些结构要素211、213、215、221、223、225分别与送电装置101以及受电装置103的结构要素111、113、115、121、123、125相同，因此省略重复的说明。

[0209] 元件217与送电线圈213并联连接，且与元件215相比连接在送电线圈侧，并具有虚数阻抗jZP1i。即，元件217在比元件215接近送电线圈213的位置与送电线圈213并联连接，并具有虚数阻抗jZP1i。换句话说该连接关系，元件215与送电线圈213串联连接，且相比元件217连接在电源侧。另外，元件227与受电线圈221并联连接，且相比元件223连接在受电线圈侧，并具有虚数阻抗jZP2i。即，元件227在比元件223接近受电线圈221的位置与受电线圈221并联连接，并具有虚数阻抗jZP2i。元件217以及227例如通过电感器(电抗器、线圈)或电容器等电抗元件、或它们的组合的多个元件来实现。

[0210] 如果建立图10的电路方程式，则成为式(30)。

[0211] [数21]

[0212]

[0213] 在决定或控制了非接触供电系统200的各参数以使式(5)成立时，如果求出从元件217观察受电侧时的阻抗Z1(包含元件217的阻抗)则成为式(31)，成为不包含耦合系数k的形式。

[0214] [数22]

[0215]

[0216] 在此，当决定了送电侧并联元件217以及受电侧并列元件227的阻抗值以使式(32)成立时，根据式(31)以及式(32)，式(33)成立。

[0217] [数23]

[0218]

[0219]

[0220] 因此，从电源211观察受电侧时的阻抗ZS(不包括电源211的阻抗)成为式(34)。

[0221] [数24]

[0222]

[0223] 在根据式(34)，式(5)以及式(32)成立时，从电源211观察受电侧时的阻抗ZS不取决于耦合系数，通过与上述的本公开的实施方式的式(9)相同的形式来表现。因此，在频率以及耦合系数为某个值时，如果决定了元件217、223、以及227的阻抗以使式(5)以及式(32)成立，则能够应用与上述的本公开的实施方式相同的频率变更控制。

[0224] 另外，图11的非接触供电系统300具备送电装置301、受电装置303。送电装置301包括从电源311输入交流电力的送电线圈313、元件315、元件317、元件(送电侧串联元件)319。受电装置303包括受电线圈321、元件323、元件327、元件(受电侧串联元件)329。由于这些结构要素311、313、315、317、321、323、325、327分别与送电装置201以及受电装置203的结构要素211、213、215、217、221、223、225、227相同，因此省略说明。

[0225] 元件319与送电线圈313串联，并相比元件317连接在送电线圈侧，并具有虚数阻抗jZS1i-2。即，元件319在比元件317接近送电线圈313的位置与送电线圈313串联连接，并具有虚数阻抗jZS1i-2。元件329与受电线圈321串联，相比受电侧并联元件327连接在受电线圈侧，并具有虚数阻抗jZS2i-2。元件329在比元件327接近受电线圈321的位置与受电线圈321串联连接，并具有虚数阻抗jZS2i-2。与图1以及图10的情况相同，如果解算电路方程式，则在式(5)、式(32)以及式(35)成立时，式(9)(或式(34))成立。因此，在频率以及耦合系数为某个值时，如果决定了元件317、319、323、327以及329的阻抗以使式(5)、式(32)以及式(35)成立，则能够应用与上述的本公开的实施方式相同的频率变更控制。

[0226] [数25]

[0227]

[0228] 产业上的可利用性

[0229] 通过本公开，提供了一种非接触供电系统，在耦合系数发生了变化时，能够抑制从电源观察受电侧时的阻抗的变动。

[0230] 符号的说明

[0231] 100：非接触供电系统

[0232] 101：送电装置

[0233] 103：受电装置

[0234] 111：电源

[0235] 113：送电线圈

[0236] 115：元件

[0237] 121：受电线圈

[0238] 123：元件(受电侧串联元件)

[0239] 125：负载

[0240] 141：交流电力输出部

[0241] 143：送电部

[0242] 145：送电侧检测部

[0243] 147：送电侧通信部

[0244] 148：存储部

[0245] 149：送电侧控制部

[0246] 151：受电部

[0247] 153：受电侧检测部

[0248] 155：受电侧通信部

[0249] 157：受电侧控制部。