无线电力传输系统的制作方法
【专利摘要】供电天线(22)包括具有供电线圈(Lt)的第1谐振电路。受电天线(31)包括具有受电线圈(Lr)的第2谐振电路。供电天线(22)及受电天线(31)在彼此电磁耦合时具有分别与奇模谐振状态及偶模谐振状态对应的2个谐振频率，偶模谐振频率高于奇模谐振频率。无线供电装置(2)还具备：供电电路(21)，在无线供电装置(2)的控制电路(23)的控制下，根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给供电天线。无线供电装置(2)的控制电路(23)将由供电电路(21)产生的高频电力的频率设定为奇模谐振频率及偶模谐振频率中的任一个谐振频率。
【专利说明】无线电力传输系统
【技术领域】
[0001]本公开涉及谐振磁场耦合以非接触方式对电力进行电力传输的无线电力传输系统。本公开还涉及用在该无线电力传输系统中的无线供电装置及无线受电装置、该无线供电装置及无线受电装置的控制电路。
【背景技术】
[0002]专利文献I公开了在2个谐振电路间隔着空间传输能量的无线电力传输装置。在该无线电力传输装置中，经由在谐振电路周边的空间产生的谐振频率的振动能量分布(Evanescent Tail)而使2个谐振电路稱合,从而以无线(非接触)方式传输振动能量。
[0003]【在先技术文献】
[0004]【专利文献】
[0005]【专利文献I】美国专利申请公开第2008/0278264号说明书(图12及图14)
[0006]【专利文献2】JP专利第4743173号公报
[0007]【非专利文献】
[0008]【非专利文献I】粟井郁雄等“双螺旋型谐振器产生的电磁场及其向WPT系统的应用”、电子信息通信学会技术研究报告、2012年8月、WPT2012-20、PP.29-34。
[0009]【非专利文献2】细谷达也、“采用软开关技术的新的共振型无线供电系统的设计理论”、电子信息通信学会技术研究报告、2011年12月、WPT2011-22。
【发明内容】
[0010]-发明要解决的课题-
[0011]在无线电力传输系统中进行电力传输时，若在供电用谐振电路的线圈或受电用谐振电路的线圈的附近存在金属异物，则有可能在金属异物中产生涡电流而导致金属异物发热。为了安全使用无线电力传输系统，需要抑制金属异物的发热。
[0012]例如，专利文献2记载的无接点电力传输系统通过在检测到金属异物时停止电力传输来抑制金属异物的发热。
[0013]但是，在检测到金属异物时始终停止电力传输的无线电力传输系统中，若用户不去除金属异物，则无法再次开始电力传输。为了提高无线电力传输系统的可用性，期望在检测出金属异物时，能够在抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0014]本公开的目的在于解决以上的问题，提供一种无线电力传输系统，即使在供电用谐振电路的线圈或受电用谐振电路的线圈的附近存在金属异物，也无需立刻停止电力传输，能够在抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。此外，本公开的目的在于提供一种用于该无线电力传输系统中的无线供电装置及无线受电装置、以及该无线供电装置及无线受电装置的控制电路。
[0015]-用于解决问题的手段- [0016]根据本公开的无线供电装置的控制电路，[0017]在从具备供电天线的无线供电装置朝向受电天线传输高频电力的无线电力传输系统的上述无线供电装置的控制电路中，
[0018]上述供电天线包括具备供电线圈的第I谐振电路，
[0019]上述受电天线包括具备受电线圈的第2谐振电路，
[0020]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时，具有与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态分别对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0021]上述无线供电装置还具备:供电电路，在上述无线供电装置的控制电路的控制下，基于输入电力以可变的频率产生高频电力而提供给上述供电天线，
[0022]上述无线供电装置的控制电路将由上述供电电路产生的高频电力的频率设定为上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的任一个频率。
[0023]另外，该概括且特定性方式也可以通过系统、方法、计算机程序、以及系统、方法和计算机的任意组合来实现。
[0024]参照本说明书及附图能够知道本公开的实施方式的进一步的优点及利益。这些优点和/或利益并不是互相不可分的，可根据本说明书及附图的公开内容中的各种实施方式及结构要素而单独具有。
[0025]-发明效果-
[0026]根据本公开的无线供电装置的控制电路，即使在供电线圈或受电线圈的附近存在金属异物的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够在抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是表示第I实施方式的无线电力传输系统10的结构的框图。
[0028]图2是表示图1的供电天线22的结构的电路图。
[0029]图3是表示图1的受电天线31的结构的电路图。
[0030]图4是表示图2的供电天线22的变形例的供电天线22a的结构的电路图。
[0031]图5是表示图3的受电天线31的变形例的受电天线31a的结构的电路图。
[0032]图6是表示图1的供电天线22及受电天线31的安装例的立体图。
[0033]图7是表示图6的供电线圈Lt及受电线圈Lr的变形例的结构的立体图。
[0034]图8是表示图1的无线电力传输系统10的传输效率的频率特性的图表。
[0035]图9是表示在图1的无线电力传输系统10中供电天线22及受电天线31处于奇模谐振状态时的磁通分布的剖视图。
[0036]图10是表示在图1的无线电力传输系统10中供电天线22及受电天线31处于偶模谐振状态时的磁通分布的剖视图。
[0037]图11是表示由图1的无线供电装置2的控制电路23执行的第I电力传输处理的流程图。
[0038]图12是表示在图1的供电天线22的供电线圈Lt与受电天线31的受电线圈Lr之间在线圈的周边部存在金属异物时的无线电力传输系统10的动作的时序图。
[0039]图13是表示第I实施方式的第I变形例的无线电力传输系统1a的结构的框图。
[0040]图14是表示第I实施方式的第2变形例的无线电力传输系统1b的结构的框图。[0041]图15是表示第I实施方式的第3变形例的无线电力传输系统1c的结构的框图。
[0042]图16是表示第I实施方式的第4变形例的无线电力传输系统1d的结构的框图。
[0043]图17是表示第I实施方式的第5变形例的无线电力传输系统1e的结构的框图。
[0044]图18是表示由图17的无线供电装置2e的控制电路23e执行的第2电力传输处理的流程图。
[0045]图19是表示由图17的无线供电装置2e的控制电路23e执行的第3电力传输处理的流程图。
[0046]图20是表示第I实施方式的实施例的供电线圈Lt及受电线圈Lr的结构的剖视图。
[0047]图21是表示图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 1mm时的相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。
[0048]图22是表示图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 20mm时的相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。
[0049]图23是表示在图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr之间在线圈的中心部存在IcmX IcmX Imm的招制金属异物5,且以奇模的谐振频率fo继续传输了电力时的金属异物5的温度变化的图表。
[0050]图24是表示第2实施方式的无线电力传输系统1A的示意结构的框图。
[0051]图25是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第4电力传输处理的流程图。
[0052]图26是用于说明执行了图25的第4电力传输处理时的温度变化的示意图。
[0053]图27是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第5电力传输处理的流程图。
[0054]图28是用于说明执行了图27的第5电力传输处理时的温度变化的示意图。
[0055]图29是由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第6电力传输处理的流程图。
[0056]图30是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第7电力传输处理的流程图。
[0057]图31是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第8电力传输处理的流程图。
[0058]图32是表示第2实施方式的变形例的无线电力传输系统1Aa的示意结构的框图。
[0059]图33是表示图32的供电天线22Aa的结构的电路图。
[0060]图34是表不改变了图32的电容器CtAa的容量时的无线电力传输系统1Aa的传输效率的频率特性变化的示意图。
[0061]图35是表示由图32的无线供电装置2Aa的控制电路23Aa执行的第9电力传输处理的流程图。
[0062]图36是表示供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 20mm时的相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。
[0063]图37是表示供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 1mm时的相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。
[0064]图38是表示第3实施方式的无线电力传输系统1B的结构的框图。
[0065]图39是表示图38的供电天线22B的第I实施例的供电天线22Ba的结构的电路图。
[0066]图40是表示图38的供电天线22B的第2实施例的供电天线22Bb的结构的电路图。
[0067]图41是表示图38的受电天线31B的第I实施例的受电天线31Ba的结构的电路图。
[0068]图42是表示图38的受电天线31B的第2实施例的受电天线31Bb的结构的电路图。
[0069]图43是表示图38的供电天线22B及受电天线3IB的第3实施例的供电天线22Bc及受电天线3 IBc的结构的电路图。
[0070]图44是表示图39的供电天线22Ba及图41的受电天线31Ba的安装例的立体图。
[0071]图45是表示图39的供电天线22Ba中的谐振电容器Ctl的安装例的电路图。
[0072]图46是表示图40的供电天线22Bb中的供电线圈Lt2的第I安装例的立体图。
[0073]图47是表示图40的供电天线22Bb中的供电线圈Lt2的第2安装例的立体图。
[0074]图48是表示图43的供电天线22Bc及受电天线3 IBc的第I安装例的立体图。
[0075]图49是表示图43的供电天线22Bc及受电天线3 IBc的第2安装例的立体图。
[0076]图50是表示图38的无线电力传输系统1B的2个工作频带和各工作频带中的传输效率的频率特性的图表。
[0077]图51是表示由图38的无线供电装置2B的控制电路23B执行的第10电力传输处理的流程图。
[0078]图52是表示在图38的供电天线22B的供电线圈Lt与受电天线31B的受电线圈Lr之间在线圈的周边部存在金属异物时的无线电力传输系统1B的动作的时序图。
[0079]图53是表示第3实施方式的第I变形例的无线电力传输系统1Ba的结构的框图。
[0080]图54是表示示例性电池充电概况的图表。
[0081 ] 图55是表示第3实施方式的第2变形例的无线电力传输系统1Bb的结构的框图。
[0082]图56是表示由图55的无线供电装置2Bb的控制电路23Bb执行的第11电力传输处理的流程图。
[0083]图57是表示由图55的无线供电装置2Bb的控制电路23Bb执行的第12电力传输处理的流程图。
[0084]图58是表示第3实施方式的第3变形例的无线电力传输系统1Bc的结构的框图。
[0085]图59是表示图58的无线电力传输系统1Bc的2个工作频带和各工作频带中的传输效率的频率特性的图表。
[0086]图60是表不第3实施方式的第4变形例的无线电力传输系统1Bd的结构的框图。
[0087]图61是表示第3实施方式的第5变形例的无线电力传输系统1Be的结构的框图。
[0088]图62是表不第3实施方式的第6变形例的无线电力传输系统1Bf的结构的框图。
[0089]图63是表不第3实施方式的第7变形例的无线电力传输系统1Bg的结构的框图。
[0090]图64是表不第3实施方式的第8变形例的无线电力传输系统1Bh的结构的框图。[0091]图65是表示第4实施方式的无线电力传输系统1C的结构的框图。
[0092]图66是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第13电力传输处理的流程图。
[0093]图67是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第14电力传输处理的流程图。
[0094]图68是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第15电力传输处理的流程图。
[0095]图69是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第16电力传输处理的流程图。
[0096]图70是表示第4实施方式的第I变形例的无线电力传输系统1Ca的结构的框图。
[0097]图71是表示第4实施方式的第2变形例的无线电力传输系统1Cb的结构的框图。
[0098]图72是表示第4实施方式的第3变形例的无线电力传输系统1Cc的结构的框图。
[0099]图73是表示第5实施方式的无线电力传输系统的示意结构的立体图。
[0100]图74是表示第5实施方式的变形例的无线电力传输系统的示意结构的立体图。 【具体实施方式】
[0101]以下，参照附图来说明实施方式的无线电力传输系统。另外，在以下的各实施方式中，对相同的结构要素附加同一符号。此外，实施方式的无线电力传输系统并不限于以下公开的系统。
[0102]第I实施方式.[0103]图1是表不第I实施方式的无线电力传输系统10的结构的框图。无线电力传输系统10包括与电源装置I连接的无线供电装置2、及与负载装置4连接的受电天线31，从无线供电装置2的供电天线22向受电天线以无线方式传输高频电力。
[0104]电源装置I将来自商用交流电源的交流电力变换为直流电力后输出给无线电力传输系统10。取而代之，电源装置I也可以变换来自蓄电池等直流电源的直流电力的电压后将其输出给无线供电装置2。无线电力传输系统10在将来自电源装置I的直流电力变换为高频电力而进行电力传输之后，输出给负载装置4。以下，以负载装置4为移动电话的充电器的情况为例，说明无线电力传输系统10的结构及动作。
[0105]无线供电装置2构成为具备振荡电路21、供电天线22和控制电路23。振荡电路21以如下的供电电路的方式工作，即，该供电电路在控制电路23的控制下，基于所输入的直流电力以可变频率产生高频电力后将其提供给供电天线22。振荡电路21包括产生具有可变的传输频率ftr的脉冲串的脉冲产生器、和具有根据该脉冲串而工作的开关元件的D级放大器，产生具有传输频率ftr的高频电力。供电天线22包括LC谐振电路，受电天线31也包括LC谐振电路。受电天线31以电磁方式与供电天线22耦合。
[0106]图2是表示图1的供电天线22的结构的电路图。图3是表示图1的受电天线31的结构的电路图。如图2所示，供电天线22具备并联连接的谐振电容器Ct及供电线圈Lt，还包括具有谐振频率fT的LC并联谐振电路。另一方面，如图3所示，受电天线31具备串联连接的谐振电容器Cr及受电线圈Lr，还包括具有谐振频率fR的LC串联谐振电路。图6是表示图1的供电天线22及受电天线31的安装例的立体图。如图6所示，供电线圈Lt及受电线圈Lr例如是正方形的螺旋线圈。供电线圈Lt及受电线圈Lr实质上形成为平面状，以使具有规定间隔g而相互对置。在此，间隔g被设定为例如几厘米?几十厘米，以使供电线圈Lt和受电线圈Lr彼此电磁耦合。此外，图7是表示图6的供电线圈Lt及受电线圈Lr的变形例的结构的立体图。如图7所示，供电线圈Lt及受电线圈Lr例如也可以是圆形的螺旋线圈。
[0107]如图6及图7所示，供电线圈Lt及受电线圈Lr分别包括实质上在平面上缠绕的绕组，例如是正方形或其他形状的螺旋线圈。供电线圈Lt及受电线圈Lr分别具有中心部及周边部。在供电天线22及受电天线31彼此电磁耦合时，将供电线圈22设置为靠近受电线圈31，以使供电线圈Lt的中心部与受电线圈Lr的中心部相对置，且供电线圈Lt的周边部与受电线圈Lr的周边部相对置。在此，供电线圈Lt及受电线圈Lr的绕组只要是供电线圈Lt的中心部与受电线圈Lr的中心部对置且供电线圈Lt的周边部与受电线圈Lr的周边部对置即可，因此并不限于在平面上缠绕，也可以在曲面上缠绕或缠绕成其他任意形状。此夕卜，供电线圈Lt及受电线圈Lr的绕组只要缠绕成至少在一部分供电线圈Lt的中心部与受电线圈Lr的中心部对置且供电线圈Lt的周边部与受电线圈Lr的周边部对置即可。
[0108]图2的供电天线22是并联谐振电路，图3的受电天线31是串联谐振电路，但是供电天线及受电天线并不限于此。图4是表示图2的供电天线22的变形例的供电天线22a的结构的电路图。代替图2的供电天线22，也可以使用图4的供电天线22a。供电天线22a是具备了谐振电容器Ct和供电线圈Lt的串联谐振电路。此外，图5是表示图3的受电天线31的变形例的受电天线31a的结构的电路图。代替图3的受电天线31，也可以使用图5的受电天线31a。受电天线31a是具备了谐振电容器Cr和受电线圈Lr的并联谐振电路。此外，供电天线及受电天线也可以是分别利用了布线的寄生电容的自谐振电路。
[0109]也可以是供电天线22及受电天线31的一方具备被串联连接的线圈及电容器，另一方具备被并联连接的线圈及电容器。取而代之，可以是供电天线22及受电天线31两者具备被串联连接的线圈及电容器，也可以是供电天线22及受电天线31两者具备被并联连接的线圈及电容器。
[0110]此外，在图1中，受电天线31连接了负载装置4且供电天线22及受电天线31彼此电磁耦合时，设定成从振荡电路21的输出端子过渡至供电天线22的输入端子时的输出阻抗Ztl实质上等于从供电天线22的输入端子过渡至振荡电路21的输出端子时的输入阻抗Zt2。另外，供电天线22连接了振荡电路21且供电天线22及受电天线31彼此电磁耦合时，设定成从受电天线31的输出端子过渡至负载装置4时的输出阻抗Zrl实质上等于从负载装置4过渡至受电天线31的输出端子时的输入阻抗Zr2。另外，阻抗互相实质上相等意味着阻抗的绝对值间的差异的大小在大阻抗的绝对值的25%以下。通过这样设定，能够抑制电路模块间的高频能量的多重反射，实质上能够将综合传输效率最大化。
[0111]在图1中，振荡电路21根据具有传输频率ftr的脉冲串而对上述的D级放大器内的开关元件进行开关动作，将来自电源装置I的直流电压变换为高频电压后输出给供电天线22。在将供电天线22设置成靠近受电天线31以使两者电磁耦合时，以传输频率ftr经由供电天线22向受电天线31发送来自振荡电路21的高频电压，提供给负载装置4。即，通过供电天线22与受电天线31之间的谐振磁场耦合而以非接触方式传输来自电源装置I的电力。[0112]另外，供电天线22及受电天线31不是用于进行辐射电磁场的收发的通常的天线，而是如上所述那样，利用谐振电路的电磁场的近接分量(Evanescent Tail)的稱合而在2个物体间用于进行能量传输的结构要素。根据利用了谐振磁场的无线电力传输，不会发生向远方传播电磁波时产生的能量损耗(辐射损耗)，因此能够以极高的效率传输电力。在利用了这种谐振电磁场(近接场)的耦合的能量传输中，不仅损耗比利用了法拉第电磁感应法则的公知的无线电力传输少，而且例如能够在相隔了几米的2个谐振电路(天线)间高效地传输能量。另外，供电天线22的谐振频率fT和/或受电天线31的谐振频率fR无需与传输频率ftr完全一致。
[0113]图8是表不图1的无线电力传输系统10的传输效率的频率特性的图表。一般，具有电感L及电容C的LC谐振电路的谐振频率f根据f = I/ (2 Ji V (LC))而获得。另一方面，在多个谐振器电磁耦合的情况下，已知该谐振频率会分裂为与谐振器的数量相同的个数。在2个谐振器彼此电磁耦合而形成的系统中，系统的谐振频率分裂为所谓的偶模和奇模这样的2个频率(参照非专利文献I及2)。偶奇模谐振频率通常具有不同的值，可以认为低谐振频率fo的谐振状态(谐振模式)是奇模，高谐振频率fe的谐振状态(谐振模式)是偶模。在本说明书的包括供电天线22及受电天线31对的电磁空间内，供电线圈Lt靠近受电线圈Lr以使产生电磁耦合，产生奇模谐振频率为fo、比奇模谐振频率fo高的偶模谐振频率为fe这样的2个分离的谐振频率。
[0114]另外，2个谐振频率fo及fe依赖于供电天线22和与受电天线31的输入输出部连接的前后级电路的连接阻抗而变化，但是2个谐振器耦合而谐振频率分离成2个值是不变的。在本说明书中，供电天线22和受电天线31耦合时产生的分离为2个的谐振频率中，将低谐振频率fo的谐振模式定义为奇模，将高谐振频率fe的谐振模式定义为偶模。
[0115]如图8所示，一般，通过将传输频率ftr设定为谐振频率fo或fe，从而能够使传输效率最大化。无线供电装置2的控制电路23将由振荡电路21产生的高频电力的频率即传输频率ftr设定为奇模的谐振谐振频率fo及偶模谐振频率fe中的任一方。
[0116]图9是表示在图1的无线电力传输系统10中供电天线22及受电天线31处于奇模谐振状态时的磁通分布的剖视图。图10是表示在图1的无线电力传输系统10中供电天线22及受电天线31处于偶模谐振状态时的磁通分布的剖视图。图9及图10示意性表示图6的A1-A2线的剖面。此外，在图9及图10中，箭头表示磁通的主要朝向。图9中，传输频率ftr被设定为奇模谐振频率fo。图10中，传输频率ftr被设定为偶模谐振频率fe。图1的无线电力传输系统10基于随着作为传输频率ftr选择的频率而不同的磁场分布，收发天线间产生耦合。
[0117]供电天线22及受电天线31处于奇模谐振状态时，在供电线圈Lt的内部及受电线圈Lr的内部产生相同朝向(图9中是+Z方向)的磁场。在供电天线22及受电天线31处于偶模谐振状态时，在供电线圈Lt的内部及受电线圈Lr的内部产生相反朝向(在图9中，供电线圈Lt在+Z方向、受电线圈Lr在-Z方向)的磁场。在图9及图10中，供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部(点A)的磁通密度在处于偶模谐振状态时(ftr = fe)低于处于奇模谐振状态时(ftr = fo)的密度。另一方面，供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部(点B)的磁通密度在处于奇模谐振状态时低于处于偶模谐振状态时的密度。
[0118]在通过无线电力传输系统10进行电力传输时在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近混入了金属或磁性体等异物(以下记为金属异物)时，金属异物的表面的涡电流量随着在空间内分布的磁通密度高而增大。因此，金属异物的表面的发热量随着磁通密度高而增大。根据图9及图10可知，金属异物的发热量依赖于供电线圈Lt及受电线圈Lr与金属异物之间的相对位置关系而发生变化，而且依赖于无线电力传输系统10的传输模式(偶模及奇模)而发生变化。因此，在金属异物位于供电线圈Lt或受电线圈Lr的中心部时，通过将传输频率ftr设定为谐振频率fe来以偶模进行供电，从而能够抑制金属异物的发热。另一方面，在金属异物位于供电线圈Lt或受电线圈Lr的周边部时，通过将传输频率ftr设定为谐振频率f0来以奇模进行供电，从而能够抑制金属异物的发热。
[0119]如以上说明，在图1的无线电力传输系统10进行的谐振型无线电力传输中，存在实质上使传输效率最大化来确保良好的传输特性的2个传输模式(偶模及奇模)。此外，即使在不确定金属异物的位置的情况下，只要采用偶模及奇模中的任一个传输模式，就有可能比使用其余的传输模式进行传输的情况更能减轻金属异物的发热。
[0120]另外，在图1的无线电力传输系统10中，在供电线圈Lt及受电线圈Lr之间将金属异物配置在了线圈的中心部时，将传输频率ftr设定为谐振频率fo来以奇模进行电力传输，由此分析了金属异物的温度变化。如上所述，在供电线圈Lt及受电线圈Lr之间金属异物存在于线圈的中心部时，若以奇模进行供电，则与以偶模供电时相比，金属异物的发热量会更大。但是，即使以奇模供电，直到金属异物或无线电力传输系统10框体的温度变为规定的阈值温度(例如、45°C等考虑安全问题而设定的温度)为止需要数十分钟的时间。即，该时间比与传输频率ftr (例如几百kHz)对应的周期足够长。因此，存在金属异物时，即使在选择了在该金属异物的位置不能抑制发热的不恰当的传输模式的情况下，只要在金属异物的温度饱和之前将传输模式切换为另一个传输模式，就能够避免金属异物发热的危险。
[0121]图11是表示由图1的无线供电装置2的控制电路23执行的第I电力传输处理的流程图。首先，在步骤SlOl中，控制电路23将传输频率ftr设定为偶模谐振频率fe，开始电力传输。接着，在步骤S102中，控制电路23判断是否经过了规定偶模的连续工作时间Pe，若为“是”则进入步骤S103，而若为“否”则返回步骤S102的处理。在步骤S103中，控制电路23将传输频率ftr设定为奇模谐振频率fo，开始电力传输。然后，在步骤S104中，控制电路23判断是否经过了规定奇模的连续工作时间Po，若为“是”则返回步骤S101，而若为“否”则返回步骤S104的处理。
[0122]S卩，根据图11的电力传输处理，无线供电装置2的控制电路23交替地反复将传输频率ftr设定为与连续工作时间Pe相应的偶模谐振频率fe的时间区间(偶模传输模式的时间区间)、和将传输频率ftr设定为与连续工作时间Po相应的奇模谐振频率fo的时间区间(奇模传输模式的时间区间)。
[0123]在此，在图11中，偶模的连续工作时间Pe例如在供电线圈Lt及受电线圈Lr以偶模耦合的条件下继续进行电力传输时，在金属异物存在于金属异物的发热量变最大的位置处的情况下被设定为短于以下时间，即金属异物的温度变成规定的阈值温度Tth为止的时间。即，偶模的连续工作时间Pe例如被设定为短于以偶模谐振频率传输高频电力且异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近时异物的温度变成阈值温度Tth为止的最短时间。此外，奇模的连续工作时间Po例如在供电线圈Lt及受电线圈Lr以奇模耦合的条件下继续进行电力传输时，当金属异物存在于金属异物的发热量变最大的位置的情况下被设定为以下时间，即短于金属异物的温度变成阈值温度Tth为止的时间。即，奇模的连续工作时间Po例如在以奇模谐振频率传输高频电力且异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近时被设定为短于异物的温度变成阈值温度Tth为止的最短时间。在此，连续工作时间Pe及Po例如基于最大电力传输时的异物的发热实验或数值仿真的结果而预先设定。
[0124]图12是表示在图1的供电天线22的供电线圈Lt与受电天线31的受电线圈Lr之间金属异物存在于线圈的周边部时的无线电力传输系统10的动作的时序图。若在供电线圈Lt及受电线圈Lr之间金属异物存在于线圈的周边部,则如上所述,将传输频率ftr设定为谐振频率f0时能够抑制金属异物的发热(参照图9)。在图12中，温度Te是在偶模下连续供电时的金属异物的饱和温度，温度To是在奇模下连续供电时的金属异物的饱和温度。此外，阈值温度Tth是考虑安全问题等而预先设定的异物温度的上限值。现有技术中的无线电力传输系统在Te > Tth时，测量金属异物的温度，在温度到达阈值温度Tth之前停止供电，从而确保了安全性。
[0125]在图12中，若从金属异物的发热量小的奇模下的电力传输切换到金属异物的发热量大的偶模下的电力传输，则金属异物的温度从室温开始上升，变得高于温度To。但是，偶模的连续工作时间Pe被设定为短于偶模下的金属异物的温度饱和为止的时间，因此金属异物的温度不会上升至温度Te。其结果，金属异物的温度不会到达Te，能够继续进行电力传输。另外，例如，通过将偶模的连续工作时间Pe设定为短于到达阈值温度Tth为止的时间，从而不会使金属异物的温度上升至阈值温度Tth，能够继续进行电力传输。
[0126]在谐振磁场耦合型的无线电力传输系统中，由于周围混入的金属异物的位置不明确，因此存在偶模及奇模的传输都是发热量小的传输模式的可能性，相反也存在偶模及奇模的传输都是发热量大的传输模式的可能性。在现有技术的无线电力传输系统中，存在不是在发热量小的传输模式下进行电力传输而是在发热量大的传输模式下继续进行电力传输的风险。其结果，金属异物的温度上升至阈值温度Tth以上，需要停止无线电力传输系统的动作。但是，根据图1的无线电力传输系统10，在直到金属异物的温度饱和为止的长时间内，不是以同一传输模式进行电力传输，而是在奇模的连续工作时间Po的时间区间与偶模的连续工作时间Pe的时间区间之间交替地切换传输模式来继续进行电力传输。因此，在金属异物的温度饱和至显著高的温度之前切换到发热量小的传输模式，能够减轻因发热量大的传输模式引起的发热危险，也能够避免这种危险。即，即使在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近存在金属异物，也无需立刻停止电力传输，能够在抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。此外，根据图1的无线电力传输系统10，与在偶模及奇模中仅通过有发热量大的可能性的传输模式进行间歇性动作的现有技术的无线电力传输系统相比，原理上能够增大提供给负载装置4的电能。
[0127]另外，在图11的电力传输处理中，在切换传输模式时，也可以追加比连续工作时间Po及Pe短的无线电力传输的停止时间。
[0128]此外，图6及图7的供电线圈Lt及受电线圈Lr是一层正方形或圆形螺旋线圈，但是供电线圈Lt及受电线圈Lr的形状并不限于此。供电线圈Lt及受电线圈Lr的各形状也可以是长方形或椭圆等其他形状。此外，供电线圈Lt及受电线圈Lr的缠绕方法也可以是螺旋状或螺线管状等其他方法。此外，供电线圈Lt及受电线圈Lr中的至少一方也可以被缠绕为多层。另外，供电线圈Lt及受电线圈Lr的各匝数至少是I匝即可。匝数为I匝时成为具有环状结构的线圈。此外，在匝数为2匝以上的情况下，各线圈不一定是由一层导电体图案构成，可以具有串联连接了被层叠的多个导电体图案的结构。
[0129]另外，图1的无线电力传输系统10中的供电线圈Lt及受电线圈Lr例如由具有良好的导电率的铜或银等导电体形成。高频电流集中流过导电体的表面，因此为了提高传输效率，可以用高导电率材料覆盖导电体的表面。此外，为了避免形成供电线圈Lt及受电线圈Lr的多个布线间的无用耦合，可以用磁性体镀覆布线导体的表面。此外，若使用在导电体的截面中央具有空洞的导电体来形成供电线圈Lt及受电线圈Lr，则能够使供电天线22及受电天线31变轻。另外，若使用利兹线等具有并联布线结构的导体来形成供电线圈Lt及受电线圈Lr，则能够降低每单位长度的导体损耗，因此能够提高谐振电路的Q值，能够实现更高传输效率下的电力传输。
[0130]此外，为了抑制制造成本，也可以使用喷墨打印技术而统一形成布线。此外，也可以在供电线圈Lt和/或受电线圈Lr周围配置磁性体。此外，通过使用具有空心螺旋结构的电感器，能够将供电线圈Lt与受电线圈Lr之间的耦合系数设定为期望值。
[0131]在图6及图7中，图示了供电线圈Lt及受电线圈Lr都是朝向相同方向(顺时针)缠绕的结果，但是也可以互不相同的方向(顺时针及逆时针)上缠绕供电线圈Lt及受电线圈Lr。此外，也可以将供电线圈Lt及受电线圈Lr都缠绕成逆时针。
[0132]此外，期望供电线圈Lt及受电线圈Lr的尺寸及形状相同，但是可以具有不同的尺寸或形状，也可以是即使具有相同的尺寸及形状但具有不同的电特性。
[0133]此外，一般，为了防止无用辐射，有时在供电线圈Lt及受电线圈Lr上设置保护物，即使在存在这种保护物的环境下，也不会影响图1的无线电力传输系统10的动作。
[0134]此外，谐振电容器Ct及Cr例如可利用具有芯片形状或导线形状的所有类型的电容器。例如，也可以使隔着空气的2布线间的电容作为谐振电容器Ct及Cr。此外，在由MIM电容器构成谐振电容器Ct及Cr的情况下，能够使用公知的半导体工艺或多层基板工艺来形成损耗比较低的电容电路。
[0135]此外，在图1的无线电力传输系统10中，传输频率ftr例如被设定为50Hz?300GHz、20kHz ?1GHz、20kHz ?20MHz、20kHz ?IMHz。此外，传输频率 ftr 被设定为6.78MHz及13.56MHz等ISM带。此外，传输频率ftr可以设定为263kHz为止的范围以使2倍高频波不会与AM广播发生干扰，也可以设定为175kHz为止的范围以使3倍高频波不会与AM广播发生干扰，还可以设定为105kHz为止的范围以使5倍高频波不会与AM广播发生干扰。
[0136]此外，在图1的无线电力传输系统10中，使用D级放大器构成了振荡电路21，但是振荡电路21的结构并不限于此。可以使用E级放大器或F级放大器等能够实现高效率且低失真特性的放大器来构成振荡电路21，也可以使用Doherty放大器来构成振荡电路21。此夕卜，也可以在产生包括失真分量的输出信号的开关元件的后级配置低通滤波器或带通滤波器，从而高效地生成正弦波。在此，低通滤波器或带通滤波器起到匹配电路的作用。另外，振荡电路21也可以是将来自电源装置I的直流电压变换为高频电压的变频电路。只要振荡电路21将所输入的直流电力变换为高频能量而输出到供电天线22即可。
[0137]另外，无线电力传输系统10的传输效率依赖于供电天线22与受电天线31间的间隔g(天线间隔)，而且依赖于构成供电天线22及受电天线31的电路元件的损耗的大小。另外，“天线间隔”实质上是供电天线22与受电天线31之间的间隔g。天线间隔可基于供电天线22及受电天线31的配置区域的大小来评价。在此，供电天线22及受电天线31的配置区域的大小对应于尺寸相对小的天线的配置区域的大小，在构成天线的线圈的外形为圆形的情况下是线圈的直径，在外形为正方形的情况下是线圈的一边的长度，在外形为长方形的情况下是线圈的短边的长度。
[0138]此外，供电天线22及受电天线31的各谐振电路的Q值依赖于所要求的传输效率，而且依赖于供电线圈Lt与受电线圈Lr之间的耦合系数的值。在此，Q值例如被设定为100以上、200以上、500以上或1000以上。另外，为了实现高的Q值，如上所述那样采用利兹线是有效的。
[0139]另外，在图1的无线电力传输系统10中，电源装置I将来自商用交流电源的交流电力变换为直流电力后输出给了无线电力传输系统10，但是电源装置I的构成并不限于此，也可以是将来自输出规定频率的交流电压的交流电源或太阳能电池等直流电源的电力变换为直流电力后提供给无线供电装置2。
[0140]此外，可以在振荡电路21与供电天线22之间连接匹配电路，也可以在受电天线31与负载装置4之间连接匹配电路。
[0141]另外，无线供电装置2的控制电路23也可以构成为与振荡电路21 —体的集成电路。
[0142]图13是表示第I实施方式的第I变形例的无线电力传输系统1a的结构的框图。无线电力传输系统1a包括与电源装置I连接的无线供电装置2a、和与负载装置4a连接的受电天线31。无线供电装置2a代替图1的控制电路23而具备控制电路23a。负载装置4a向无线供电装置2a的控制电路23a发送通知所需的电压及电流的请求信号。
[0143]根据负载装置4a消耗的电力的变化，从无线供电装置2a的供电天线22应向受电天线31传输的电力的大小发生变化。在本变形例中，无线供电装置2a的控制电路23a基于输出到负载装置4a的电压及电流，在偶模谐振频率fe的附近或奇模谐振频率fo的附近调整传输频率ftr，以使输出到负载装置4a的电压及电流变成期望的电压及电流。在此，偶模谐振频率fe附近的频率范围是频率(fe-Afe)至频率(fe+Afe)的频率范围，Afe例如被设定为偶模谐振频率fe的5 %。此外，奇模谐振频率fo附近的频率范围是频率(fo-Afo)至频率(fo+Afo)的频率范围，Af0例如被设定为奇模谐振频率fo的5%。
[0144]另外，在本变形例中，无线供电装置2a的控制电路23a也可以基于输入到供电天线22的电压及电流，在偶模谐振频率fe的附近或奇模谐振频率fo的附近调整传输频率ftr,以使输出到负载装置4a的电压及电流变成期望的电压及电流。
[0145]图14是表示第I实施方式的第2变形例的无线电力传输系统1b的结构的框图。无线电力传输系统1b包括与发电装置Ib连接的无线供电装置2b、和与负载装置4连接的受电天线31。发电装置Ib例如是太阳能电池等电源装置。此时，从发电装置Ib输出的电力随着太阳能电池接受到的太阳光的量而发生变化。无线供电装置2b代替图1的控制电路23而具备控制电路23b。无线供电装置2b的控制电路23b基于发电装置Ib的输出电压及输出电流，在奇模谐振频率fo的附近或偶模谐振频率fe的附近调整传输频率ftr，以使从发电装置Ib获得最大电力。
[0146]另外，在其他变形例及其他实施方式中，无线供电装置的控制电路在电力传输中也可以基于传输效率、输出电压或输出电流，在偶模谐振频率fe的附近或奇模谐振频率fo的附近调整传输频率ftr，以使从电源装置获得最大电力。
[0147]图15是表示第I实施方式的第3变形例的无线电力传输系统1c的结构的框图。在图1的无线电力传输系统10中，受电天线31与负载装置4直接连接，但是无线电力传输系统的构成并不限于此。图15的无线电力传输系统1c包括与电源装置I连接的无线供电装置2、和与负载装置4连接的无线受电装置3，从无线供电装置2向无线受电装置3电力传输高频电力。在图15中，无线受电装置3具备受电天线31及整流电路32。图15的受电天线31的构成与图1的无线电力传输系统10的受电天线31相同。整流电路32起到将经由供电天线22及受电天线31从无线供电装置2发送的高频电力变换为直流的输出电力后提供给负载装置4的受电电路的作用。供电天线22与振荡电路21连接且供电天线22及受电天线31彼此电磁耦合时，从受电天线31的输出端子过渡到整流电路32时的输出阻抗Zrl被设定为实质上等于从整流电路32过渡到受电天线31时的输出端子的输入阻抗Zr2。在图15的无线电力传输系统1c中，即使在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近存在金属异物，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0148]图16是表示第I实施方式的第4变形例的无线电力传输系统1d的结构的框图。无线电力传输系统1d包括与电源装置I连接的无线供电装置2、和与负载装置4连接的无线受电装置3d。图16的无线受电装置3d代替图15的无线受电装置3c的整流电路32而具备变频电路32d。变频电路32d将经由供电天线22及受电天线31从无线供电装置2发送的高频电力变换为负载装置4所需的频率的交流电力后提供给负载装置4。
[0149]图17是表示第I实施方式的第5变形例的无线电力传输系统1e的结构的框图。无线电力传输系统1e包括与电源装置I连接的无线供电装置2e、和与负载装置4连接的无线受电装置3e。无线供电装置2e代替图1的控制电路23而具备控制电路23e。无线供电装置2e还具备检测因供电线圈Lt附近的异物引起的异常状态(例如，金属异物中产生涡电流而导致金属异物发热引起的异常的温度上升)而通知控制电路23e的传感器24。无线受电装置3e代替图15的无线受电装置3的结构而具备监控电路33及传感器34。传感器34检测因受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态(例如，金属异物中产生涡电流而导致金属异物发热引起的异常的温度上升)而通知监控电路33，监控电路33向无线供电装置2e的控制电路23e通知检测结果。传感器24及34包括例如测量供电线圈Lr或受电线圈Lt附近的温度的温度传感器、红外相机或摄像元件等检测单元。
[0150]图18是表示由图17的无线供电装置2e的控制电路23e执行的第2电力传输处理的流程图。图18的步骤Slll?S114与图11的步骤SlOl?S104相同，在步骤S114中为“是”时，进入步骤SI 15。在步骤SI 15中，控制电路23e判断通过传感器24或34是否检测到了异物引起的异常状态，若为“是”，则控制成在步骤S116中停止电力传输，结束电力传输处理，而若为“否”，则返回到步骤S111。具体而言，控制电路23e例如在检测到供电线圈Lr或受电线圈Lt附近的温度在规定的阈值温度(例如阈值Tc = 90°C)以上的情况时、或检测到该温度的上升率在规定的阈值以上的情况时，判断为检测到了异物引起的异常状态。
[0151]根据第2电力传输处理，及时在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近存在金属异物，也无需立刻停止电力传输，在检测到异物引起的异常状态之前，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0152]另外，在图18中，步骤SI 14之后执行了步骤SI 15及SI 16的各处理，但是步骤顺序并不限于此，也可以在步骤Slll~S114之间的任意时刻执行步骤SI 15及SI 16。
[0153]图19是表示由图17的无线供电装置2e的控制电路23e执行的第3电力传输处理的流程图。图19的步骤S121~S125、S128与图18的步骤Slll~S115、S116相同，在步骤S125中为“是”时，进入步骤S126。在步骤S126中，控制电路23e将奇模的连续工作时间Po设定成短规定奇模的减少时间△ Po，将偶模的连续工作时间Pe设定成短规定偶模的减少时间APe。然后，在步骤S127中，判断连续工作时间Po或Pe是否在规定的最短动作时间Pmin以下，若为“是”，则在步骤S128中控制成停止电力传输，结束电力传输处理，而若为“否”，则返回步骤S121。在此，奇模的减少时间Λ Po被设定为例如奇模的连续工作时间Po的5%，偶模的减少时间APe被设定为例如偶模的连续工作时间Pe的5 %。
[0154]金属异物的发热在偶模下的传输及奇模下的传输中，在发热量大的传输模式下进行电力传输的期间内的发热是支配性的。因此，通过缩短发热量大的传输模式的连续工作时间，从而具有能够将金属异物的温度抑制成使其小于阈值温度Tth的可能性。根据图19的第3电力传输处理，即使检测到金属异物，由于缩短连续工作时间Pe及Po，因此无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时能够使电力传输持续时间比图18的第2电力传输处理长。
[0155]另外，在偶模下的传输及 奇模下的传输中能够预先掌握在哪个传输模式下发热量会变大时，可通过仅缩短发热量大的传输模式的连续工作时间来进一步抑制发热。
[0156]接着，参照图20~图23，说明图1的无线电力传输系统10的仿真结果。
[0157]图20是表示第I实施方式的实施例的供电线圈Lt及受电线圈Lr的结构的剖视图。使用有限元法进行了仿真。如图20所示，将平面的一层结构的圆形螺旋线圈用作供电线圈Lt及受电线圈Lr，将供电线圈Lt及受电线圈Lr的匝数设定为8匝，将外径设定为40mm，将内径d2设定为1mm或20mm。在XY面上平行地将供电线圈Lt及受电线圈Lr设定成具有Z方向上的间隔g = 5mm。此外，将谐振频率fo设定为106kHz，将谐振频率fe设定为162.6kHz。另外，作为金属异物5，在供电线圈Lt与受电线圈Lr之间设置来2mm X 2mm X 0.2mm 的招片。
[0158]此外，受电天线31与负载装置4连接且供电天线22及受电天线31彼此电磁耦合时，从振荡电路21的输出端子过渡到供电天线22的输入端子时的输出阻抗Ztl被设定为实质上等于从供电天线22的输入端子过渡到振荡电路21的输出端子时的输入阻抗Zt2。另外，供电天线22与振荡电路21连接且供电天线22及受电天线31彼此电磁耦合时，从受电天线31的输出端子过渡到负载装置4时的输出阻抗Zrl被设定为实质上等于从负载装置4过渡到受电天线31的输出端子时的输入阻抗Zr2。其结果，将传输频率ftr设定为谐振频率fo及fe中的哪一个，都能够实现90%以上的良好的传输效率。即，将传输频率ftr设定为谐振频率fo及fe中的哪一个，都能够在输入输出电压、电流及效率方面进行同等的电力传输。
[0159]在金属异物5的表面上产生的润电流与金属异物5的面积成正比。此外，金属异物5的发热量原理上与在金属异物5的表面产生的涡电流的平方成正比，因此将表面电流密度的最大值的平方作为发热量的指标来评价。[0160]图21是表示图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 1mm时相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。设相对于供电线圈Lt的输入电力为1W。在图21中，表示了将传输频率ftr设定为谐振频率fo或fe时的金属异物5的位置与金属异物5的表面电流密度的最大值之间的关系。此外，一并表示了金属异物5的位置、与在各位置处选择了能够抑制发热量的传输模式时与选择其他传输模式时相比可降低的发热量的比例之间的关系。如图21所不,在供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部内(中心部)存在金属异物5时，可知通过将传输频率ftr设定为偶模谐振频率fe能够降低发热量。另一方面，在金属异物5远离供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部而存在于供电线圈Lt的绕组及受电线圈Lr的绕组之间(周边部)时，可知通过将传输频率ftr设定为奇模谐振频率fo能够降低发热量。
[0161]图22是表示图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 20mm时的相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。在图22中，与图21相同，在金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部内(中心部)时,可知通过将传输频率ftr设定为偶模谐振频率fe能够降低发热量。另一方面，在金属异物5远离供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部而存在于供电线圈Lt的绕组及受电线圈Lr的绕组之间(周边部)时，可知通过将传输频率ftr设定为奇模谐振频率fo能够降低发热量。
[0162]因此，根据图21及图22可知，不依赖于供电线圈Lt及受电线圈Lr的结构，(I)在金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部的情况下,传输频率ftr为谐振频率fe时的发热量小于传输频率ftr为谐振频率fo时的发热量，而且(2)在金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部的情况下,传输频率ftr为谐振频率fo时的发热量小于传输频率ftr为谐振频率fe时的发热量。另外，在2个频率fo及fe下，阻抗及传输效率都几乎相同，不会对传输特性产生影响。由以上的结果可知，在无线电力传输系统10中，存在能够确保良好的传输特性的2个传输模式(偶模及奇模)，通过选择哪个传输模式，能够与金属异物5的位置无关地抑制发热。
[0163]图23是表示在图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr之间在线圈的中心部存在IcmX IcmX Imm的招制金属异物5,并以奇模谐振频率fo继续传输了电力时的金属异物5的温度变化的图表。将相对于供电线圈Lt的输入电力设定为3W。如图23所示，可知金属异物5的温度不会在传输开始后立刻饱和，直到饱和为止需要几十分钟以上。具体而言，金属异物5的温度从传输开始后在30分钟内从室温上升了 35度，在20分钟内上升了 30度，在15分钟内上升了 28度，在10分钟内上升了 25度，在5分钟内上升了 20度，在3分钟内上升了 15度，在90秒内上升了 10度，在45秒内仅上升了 5度。因此，例如，在60秒间的经过时间内会到达传输频率ftr被设定为谐振频率fo时的传输周期的636万倍。因此，金属异物5或靠近金属异物5的框体的温度到达规定的阈值温度Tth(例如45°C )为止所需的时间是:即使选择了金属异物5的发热严重的“错误的传输模式”，与传输能量的周期相比而言极长的时间。因此，例如，图23中，阈值温度Tth为45°C时，只要将奇模的连续工作时间Po设定为小于5分钟即可。
[0164]此外，在2个传输模式之间，预先知道了存在金属异物5时的金属异物5的温度上升率的最大值互不相同的情况时，通过将谐振频率fo下的连续工作时间Po和谐振频率fe下的连续工作时间Pe设定为互不相同的值，从而可提高能够避免发热危险的可能性。例如，以图21的情况为例的话，传输频率ftr被设定为谐振频率fo时(奇模)的表面电流密度可到1220mA/m，但是传输频率ftr被设定为谐振频率fe时(偶模)的表面电流密度最大也只到了 840mA/m这样的值。因此，传输频率ftr被设定为谐振频率fe时的发热量只有传输频率ftr被设定为谐振频率fo时的47%。因此，即使将偶模的连续工作时间Pe设定为奇模的连续工作时间Po的I倍以上且小于2.1倍，在偶模下工作时的发热量的累计值也不会超过在奇模下工作时产生的发热量累计值的最大值。另外，若考虑来自金属异物5的自然散热，则有时也将偶模的连续工作时间Pe设定为奇模的连续工作时间Po的2.1倍以上。
[0165]第2实施方式.[0166]图24是表示第2实施方式的无线电力传输系统1A的示意结构的框图。无线电力传输系统1A包括与电源装置I连接的无线供电装置2A、和与负载装置4连接的无线受电装置3A，从无线供电装置2A向无线受电装置3A电力传输高频电力。
[0167]无线供电装置2A具备供电电路21A、供电天线22、控制电路23A及传感器24。无线供电装置2A的供电天线22的结构与图2的供电天线22或图4的供电天线22a相同。供电电路21A与电源装置I连接，在控制电路23A的控制下，利用脉宽调制根据输入电力而生成可变频率(例如100~200kHz等)的输出电压(高频电力)，并将其提供给供电天线22。在供电天线22被设置成靠近无线受电装置3A的受电天线31以便产生电磁耦合时，供电电路21A在规定的频率下经由供电天线22向无线受电装置3A供电。控制电路23A控制供电电路21A的供电的开始及停止，而且控制供电电路21A的输出电压的频率。传感器24检测供电天线22的供电线圈Lt附近的异物引起的异常状态(例如，在金属异物中产生涡电流而导致金属异物发热引起的异常的温度上升)，并通知控制电路23A。传感器24例如包括温度传感器。
[0168]无线受电装置3A具备受电天线31、受电电路32A、监控电路33A及传感器34。无线受电装置3A的受电天线31的构成与图3的受电天线31或图5的受电天线31a相同。受电电路32A经由受电天线31接受从无线供电装置2A发送的电力，并将其提供给负载装置4。受电电路32A在不需要向负载装置4供电时(例如，断开了负载装置4的电源时或负载装置4为充电电池的时候完成了充电时)，将请求电力传输的停止的信号经由受电天线31及供电天线22而发送给无线供电装置2A的控制电路23A。传感器34检测受电天线31的受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态，并通知监控电路33A。传感器34例如包括温度传感器。监控电路33A在通过传感器34检测到异常状态时，将表示异常状态的产生的信号经由受电天线31及供电天线22发送给无线供电装置2A的控制电路23A。
[0169]说明传感器24、34为温度传感器的情况。为了推测会导致金属异物发热的供电线圈或受电线圈附近的异物的温度，需要至少I个温度推测单元。为了推测温度，可使用各种温度推测单元。例如，可使用利用热敏电阻等温度传感器来直接测量温度的方法、以及测量无线供电装置2A及无线受电装置3A间的传输效率后计算出损耗电力并根据损耗电力推测发热的异物的温度的方法。在这种情况下，能够测量发热的异物的温度的上升曲线，因此能够在规定时间内预测继续进行电力传输后的温度。此外，也可以使用如下方法:在开始电力传输前测量供电天线22或受电天线31的阻抗，根据其测量结果推测异物的位置等，基于事先通过 仿真或实验等而得到的表示异物的位置与供电电力之间的关系的数据，推测异物的发热量。此时，具有能够比使用温度传感器的方法更快速地测量的效果。此外，在供电天线22及受电天线31之间进行通信时，也可以将进行通信时的误码率作为指标。这是因为，在供电线圈及受电线圈之间存在异物时接收电力会下降，因此接收电力与噪声电力之比(Signal to Noise Rat1:SNR)会下降,结果,误码率会增加。也可以根据误码率逆推SNR，并由此计算出损耗电力，根据损耗电力来推测发热量。以上，用于推测金属异物的温度的方法有很多种，作为基本的方法，可通过温度传感器直接测量异物的温度或者根据电特性或通信特性的测量结果而计算出损耗电力够根据损耗电力来推测，从而能够获得异物的温度。通过这些方法，能够得到选定最佳的高频电力的频率的基准。
[0170]为了从无线受电装置3A的受电电路32A或监控电路33A经由受电天线31及供电天线22向无线供电装置2A的控制电路23A发送信号，可以使用NFC(Near FieldCommunicat1n)，或者也可以使用其他被调制(振幅调制或相位调制)的无线信号。此外，为了从无线受电装置3A的受电电路32A或监控电路33A向无线供电装置2A的控制电路23A发送信号，也可以使用与受电天线31及供电天线22分开而在无线受电装置3A及无线供电装置2A中分别设置的天线。
[0171]从无线供电装置2A向无线受电装置3A供电时，将供电天线22及受电天线31设置成彼此靠近，以使进行互相电磁耦合。
[0172]例如，供电天线及受电天线中的一方具备串联连接的线圈及电容器，另一方具备并联连接的线圈及电容器。因此，可以使用图2的供电天线22及图5的接收天线31a的组合、或图3的供电天线22a及图4的接收天线31的组合。
[0173]以下，说明图24的无线电力传输系统10A中的电力传输处理。
[0174]图25是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第4电力传输处理的流程图。第4电力传输处理表示检测到金属异物时停止电力传输的比较例。在图25的步骤S201中，控制电路23A指示供电电路21A使其开始电力传输。在步骤S202中，控制电路23A判断是否在无线供电装置2A中检测到异物引起的异常状态。例如，如上所述，异物引起的异常状态是在金属异物中产生涡电流而导致金属异物发热的异常的温度上升，当由传感器24检测出的供电线圈Lt附近的温度变为例如阈值Tc = 900C以上时，控制电路23A判断是异常状态。步骤S202在“是”时进入步骤S205，在“否”时进入步骤S203。在步骤S203中，控制电路23A基于从无线受电装置3A的监控电路33A接收到的信号，判断在无线受电装置3A中是否检测到异物引起的异常状态。例如，当由传感器34检测出的受电线圈Lr附近的温度变为例如阈值Tc = 900C以上时，控制电路23A判断是异常状态。步骤S203在“是”时进入步骤S205，在“否”时进入步骤S204。在步骤S204中，控制电路23A判断是否结束了电力传输。例如，在从无线受电装置3A的受电电路32A接收到请求电力传输停止的信号时、或者通过其他传感器(未图示)检测到已去除无线受电装置3A时，结束电力传输。步骤S204在“是”时进入步骤S205，在“否”时进入步骤S202。在步骤S205中，控制电路23A指示供电电路21A使其结束电力传输。
[0175]图26是用于说明执行了图25的第4电力传输处理时的温度变化的示意图。在供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的温度变成阈值Tc以上时停止电力传输，从而能够抑制金属异物的过度发热。但是，在第4电力传输处理中，若用户不去除金属异物，则无法再次开始电力传输。
[0176]图27是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第5电力传输处理的流程图。控制电路23A在通过供电电路21A以奇模谐振频率fo及偶模谐振频率fe中的任一个频率产生高频电力并从无线供电装置2A向无线受电装置3A传输了高频电力时、且产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态时，将由供电电路21A产生的高频电力的频率变更为奇模谐振频率fo及偶模谐振频率fe中的另一个频率。详细而言，在图27的步骤S211中，控制电路23A指示供电电路21A，将传输频率ftr设定为奇模谐振频率fο后开始电力传输。在步骤S212中，控制电路23A判断在无线供电装置2A中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S214，若为“否”则进入步骤S213。在步骤S213中，控制电路23A判断在无线受电装置3A中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S214，若为“否”则进入步骤S215。在步骤S214中，控制电路23A指示供电电路21A，将传输频率ftr设定为偶模谐振频率fe后开始电力传输。若变更传输频率ftr，则供电线圈Lt及受电线圈Lr的附近磁场的分布发生变化，因此金属异物中产生的涡电流的大小会发生变化。控制电路23A在变更由供电电路21A产生的高频电力的频率(传输频率ftr)之后，产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态时(即，未消除异常状态时)，使供电电路2IA停止供电。详细而言，在步骤S215中，控制电路23A判断是否在无线供电装置2A中检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S218，若为“否”则进入步骤S216。在步骤S216中，控制电路23A判断是否在无线受电装置3A中检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S218，若为“否”则进入步骤S217。在步骤S217中，判断是否结束电力传输，若为“是”则进入步骤S218，若为“否”则返回步骤S215。在步骤S218中，控制电路23A指示供电电路2IA使其结束电力传输。
[0177]图28是用于说明执行了图27的第5电力传输处理时的温度变化的示意图。根据第5电力传输处理，即使在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近检测到金属异物的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0178]图28示意性表示了检测到异物引起的异常状态时暂时停止电力传输的情况，但是也可以不必停止电力传输，而是立刻将传输频率ftr从奇模谐振频率fo变更为偶模谐振频率fe。
[0179]控制电路23A判断为产生了异物引起的异常状态的阈值Tc并不限于90°C，也可以是其他温度。此外，对无线供电装置2A及无线受电装置3A也可以分别使用不同的阈值Tc。
[0180]此外，控制电路23A判断为产生了异物引起的异常状态时也可以代替供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的温度而使用电力的传输效率、或使用温度和电力的传输效率。此时，无线供电装置2A的控制电路23A从供电电路21A获得供电电力的信息。无线受电装置3A的监控电路33A从受电电路32A获得表示受电电力的大小的信息，经由受电天线31及供电天线22向无线供电装置2A的控制电路23A发送包括该信息在内的信号。控制电路23A在从无线供电装置2A向无线受电装置3A供电时的传输效率变成规定的阈值以下时(例如，变成30%时或者设计值为90%时变成70%时)，判断为产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态。
[0181]此外，为了简化电力传输处理，控制电路23A也可以省略判断是否在无线受电装置3A中检测到异物引起的异常状态的步骤S223及S226。
[0182]图29是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第6电力传输处理的流程图。在第5电力传输处理中，将传输频率ftr最初设定为奇模谐振频率fo来开始电力传输(步骤S211)，检测到异物引起的异常状态时，变更为偶模谐振频率fe (步骤S214)。另一方面，在第6电力传输处理中，最初将传输频率ftr设定为偶模谐振频率fe来开始电力传输(步骤S221)，在检测到异物引起的异常状态时，变更为奇模谐振频率fo (步骤S224)。图29的步骤S221?S228除了步骤S221及S224外与图27的步骤S211?S218相同。根据第6电力传输处理，与第5电力传输处理相同，即使在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近检测到金属异物的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0183]图30是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第7电力传输处理的流程图。
[0184]图24的传感器24及34中的至少一方可以除了温度传感器外还包括检测供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物位置的位置传感器。例如，在电动汽车等中，可以假设在供电线圈Lt及受电线圈Lr之间进入了铁螺钉或铝箔等各种异物，因此也可以使用位置传感器预先确定这种异物的位置。位置传感器例如包括光学传感器、毫米波雷达、磁性传感器等。作为位置传感器而使用磁性传感器的情况下，预先测量不存在金属异物时的磁场分布并存储，通过检测相对于该存储的磁场分布的变化来检测金属异物的位置。
[0185]在第7电力传输处理中，在开始电力传输之前检测异物，根据检测出的异物的位置来选择传输频率ftr。参照图9及图10而说明的那样，对于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部(点A)的磁通密度而言，处于偶模谐振状态时(ftr = fe)的密度低于处于奇模谐振状态时(ftr = fo)的密度。另一方面，对于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部(点B)的磁通密度而言，处于奇模谐振状态时的密度低于处于偶模谐振状态时的密度。因此，为了抑制金属异物的发热，在异物存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部(点A)的情况下，以偶模谐振频率fe开始电力传输，而异物存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部(点B)的情况下，以奇模谐振频率fo开始电力传输。
[0186]控制电路23A在供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部检测到异物时，通过供电电路21A以偶模谐振频率fe产生高频电力开始从无线供电装置2A向无线受电装置3A的高频电力的传输，在供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部检测到异物时，通过供电电路21A以奇模谐振频率fo产生高频电力开始从无线供电装置2A向无线受电装置3A的高频电力的传输。在图30的步骤S231中，控制电路23A判断是否检测到异物，在异物存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部时、或者未检测到异物时，进入步骤S232，在异物存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部时，进入步骤S233。在步骤S232中，控制电路23A指示供电电路21A，将传输频率ftr设定为奇模谐振频率fo来开始电力传输。在步骤S233中，控制电路23A指示供电电路21A，将传输频率ftr设定为偶模谐振频率fe来开始电力传输。接着，在步骤S234中，控制电路23A判断是否在无线供电装置2A中检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S237，若为“否”则进入步骤S235。在步骤S235中，控制电路23A判断是否在无线受电装置3A中检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S237，若为“否”则进入步骤S236。在步骤S236中，控制电路23A判断是否结束电力传输，若为“是”则进入步骤S237，若为“否”则进入步骤S234。在步骤S237中，控制电路23A指示供电电路2IA使其开始电力传输。[0187]根据第7电力传输处理，即使在开始电力传输之前在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近检测到金属异物的情况下，也能够抑制金属异物的发热的同时开始电力传输。
[0188]图31是表示由图24的无线供电装置2A的控制电路23A执行的第8电力传输处理的流程图。也可以组合第7电力传输处理和第5及第6电力传输处理。在供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部检测到异物时，控制电路23A通过供电电路21A以偶模谐振频率fe产生高频电力来开始从无线供电装置2A向无线受电装置3A的高频电力的传输，在供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部检测到异物时，控制电路23A通过供电电路21A以奇模谐振频率fo产生高频电力来开始从无线供电装置2A向无线受电装置3A的高频电力的传输。在步骤S241中，控制电路23A判断是否检测到异物，在供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部存在异物时或者未检测到异物时，进入步骤S242，在供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部存在异物时，进入步骤S243。在步骤S242中，控制电路23A执行图27的第5电力传输处理。在步骤S243中，控制电路23A执行图29的第6电力传输处理。
[0189]根据第8电力传输处理，即使在开始电力传输前在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近检测到金属异物的情况下，也能够抑制金属异物的发热的同时开始电力传输，并且即使在产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0190]图32是表示第2实施方式的变形例的无线电力传输系统1Aa的示意结构的框图。图32的无线电力传输系统1Aa包括与电源装置I连接的无线供电装置2Aa、和与负载装置4连接的无线受电装置3A。无线供电装置2Aa代替图24的无线供电装置2A的供电天线22及控制电路23A而具备供电天线22Aa及控制电路23Aa。图33是表示图32的供电天线22Aa的结构的电路图。供电天线22Aa具备供电线圈Lt和包括可变电容的电容器CtAa。控制电路23Aa除了进行与图24的控制电路23A相同的动作外还控制电容器CtAa的电容。
[0191]图34是表示改变了图32的电容器CtAa的电容时的无线电力传输系统1Aa的传输效率的频率特性的变化的示意图。电容器CtAa对应于多个电容，与供电线圈Lt 一起构成多个LC谐振器。多个LC谐振器都具有奇模谐振频率及偶模谐振频率。因此，例如，如图34所示，在电容器CtAa具有第I电容时，LC谐振器具有谐振频率fo及fe，在电容器CtAa具有第2电容时，LC谐振器具有谐振频率fo’及fe，。例如，若构成为将谐振频率fe，设置成等于谐振频率fo，则无需变更由供电电路21A产生的高频电力的频率(传输频率ftr)，通过改变电容器CtAa的电容，能够在偶模(图4)与奇模(图5)的传输模式间进行切换。
[0192]图35是表示由图32的无线供电装置2Aa的控制电路23Aa执行的第9电力传输处理的流程图。详细而言，在图35的步骤S251中，控制电路23Aa指示供电电路21A使其开始电力传输。该步骤例如是图27的步骤S214或图29的步骤S224。在步骤S252中，控制电路23Aa判断是否在无线供电装置2Aa中检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S254，若为“否”则进入步骤S253。在步骤S253中，控制电路23Aa判断在无线受电装置3A中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S254，若为“否”则进入步骤S256。在步骤S254中，控制电路23Aa变更电容器CtAa的电容。在步骤S255中，控制电路23Aa指示供电电路21A，使其以与对应于变更后的电容的LC谐振器的变更后的谐振频率相等的频率开始电力传输。在步骤S256中，控制电路23Aa判断是否在无线供电装置2Aa中检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S259，若为“否”则进入步骤S257。在步骤S257中，控制电路23Aa判断是否在无线受电装置3A中检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S259，若为“否”则进入步骤S258。在步骤S258中，判断是否结束电力传输，若为“是”则进入步骤S259，若为“否”则返回步骤S256。在步骤S259中，控制电路23Aa指示供电电路21A使其结束电力传输。
[0193]电容器CtAa也可以具有不同的3个以上的电容。此时，控制电路23Aa在供电电路21A以与多个奇模谐振频率及多个偶模谐振频率中的任一个频率相等的频率产生高频电力，从无线供电装置2Aa向无线受电装置3A传输了高频电力时，且产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态时，将供电电路21A的传输频率ftr变更为多个奇模谐振频率及多个偶模谐振频率中的其他频率。在以多个奇模谐振频率及多个偶模谐振频率中的所有频率试着进行高频电力的传输之后，产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态时，控制电路23Aa使供电电路2IA停止高频电力的传输。
[0194]根据第9电力传输处理，即使在供电线圈Lt或受电线圈Lr附近检测到金属异物的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0195]此外,供电电路21A生成的输出电压的频率并不限于100~200kHz，也可以使用200kHz以上或10kHz以下的频率。
[0196]接着，参照图36~图37，说明图24的无线电力传输系统1A的仿真结果。
[0197]在仿真中，使用了图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr。作为金属异物5，在供电线圈Lt及受电线圈Lr之间设置了 2X5X0.2mm的铝片。
[0198]图36是表示供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 20mm时的相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。图37是表示供电线圈Lt及受电线圈Lr的内径d2 = 1mm时的相对于金属异物5的位置的直流电流密度的图表。图表的横轴表示供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心O至金属异物5的距离dl。图表的纵轴表示表面电流密度，该值乘以金属异物5的面 积(2X5mm2)而得到的值是全表面电流量。根据图36及图37可知，不依赖于供电线圈Lt及受电线圈Lr的结构，(I)在金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部的情况下，偶模谐振频率fe下的发热量小于奇模谐振频率fo下的发热量，并且(2)在金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部的情况下，奇模谐振频率fo下的发热量小于偶模谐振频率fe下的发热量。另外，在2个频率fo及fe下，阻抗及效率两者都几乎相等，不会影响传输特性。从以上的结果可知，在金属异物5的发热成为问题的情况下，根据该金属异物5的位置而选择最佳的频率，其结果，在将金属异物5的发热降低至不成问题的程度时无需停止电力传输，能够继续进行电力传输。
[0199]第3实施方式.[0200]图38是表示第3实施方式的无线电力传输系统1B的结构的框图。无线电力传输系统1B包括与电源装置I连接的无线供电装置2B、和与负载装置4连接的无线受电装置3B，从无线供电装置2B向无线受电装置3B电力传输高频电力。
[0201]在图38中，无线供电装置2B具备振荡电路21B、供电天线22B和控制电路23B。振荡电路21B起到根据所输入的直流电力而产生高频电力并将其输出给供电天线22B的供电电路的作用。振荡电路21B包括产生具有预先确定的传输频率ftr的脉冲串的脉冲产生器、和具有根据该脉冲串而工作的开关元件的D级放大器，产生具有传输频率ftr的高频电力。供电天线22B包括具有至少包含可变电感值及可变电容值中的至少一方的LC谐振电路。无线供电装置2B的控制电路23B至少改变供电天线22B的电感值及电容值中的至少一方。
[0202]在图38中，无线受电装置3B具备受电天线31B、整流电路32和控制电路33B。受电天线3IB包括至少具有可变电感值及可变电容值中的一方的LC谐振电路。受电天线3IB与供电天线22B电磁耦合。无线受电装置3B的控制电路33B在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下，改变受电天线31B的电感值及电容值中的至少一方。整流电路32起到将经由供电天线22B及受电天线31B从无线供电装置2B发送的高频电力变换为直流输出电力并将其提供给负载装置4的受电电路的作用。
[0203]无线供电装置2B的控制电路23B将改变了受电天线31B的电感值及电容值的至少一方的控制信号例如经由供电天线22B及受电天线31B而发送到无线受电装置3B的控制电路33B。无线供电装置2B的控制电路23B也可以经由不同于供电天线22B及受电天线31B的通信路径(未图示)，将控制信号发送到无线受电装置3B的控制电路33B。
[0204]在图38的无线电力传输系统1B中，供电天线22B及受电天线3IB彼此电磁耦合时，供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统具有包含与奇模谐振状态及偶模谐振状态分别对应的2个谐振频率的工作频带(参照图8)。在此，偶模谐振频率fe可以比奇模谐振频率fo高。无线电力传输系统1B的传输效率可通过将传输频率ftr设定为谐振频率fo或fe来实现最大化。供电天线22B及受电天线31B彼此电磁稱合而形成的系统的工作频带与无线供电装置2B的电路常数(例如，供电天线22B的电感值及电容值)及无线受电装置3B的电路常数(例如，受电天线31B的电感值及电容值)相关联。无线供电装置2B的控制电路23B设定无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数的至少一方，以便将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方。
[0205]参照图39?图49，说明供电天线22B及受电天线31B详细结构，此外说明设定无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数的方法。
[0206]图39是表示图38的供电天线22B的第I实施例的供电天线22Ba的结构的电路图。图39的供电天线22Ba是包括串联连接的供电线圈Ltl及谐振电容器Ctl且具有谐振频率fT的LC串联谐振电路。谐振电容器Ctl具有在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下发生变化的电容值。图40是表示图38的供电天线22B的第2实施例的供电天线22Bb的结构的电路图。图40的供电天线22Bb是包括串联连接的供电线圈Lt2及谐振电容器Ct2且具有谐振频率fT的LC串联谐振电路。供电线圈Lt2具有在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下发生变化的电感。
[0207]图41是表示图38的受电天线31B的第I实施例的受电天线31Ba的结构的电路图。图41的受电天线31Ba是具备并联连接的受电线圈Lrl及谐振电容器Crl且具有谐振频率fR的LC并联谐振电路。谐振电容器Crl具有在无线受电装置3B的控制电路33B的控制下发生变化的电容值。图42是表示图38的受电天线31B的第2实施例的受电天线3IBb的结构的电路图。图42的受电天线31Bb是具备并联连接的受电线圈Lr2及谐振电容器Cr2且具有谐振频率fR的LC并联谐振电路。受电线圈Lr2具有在无线受电装置3B的控制电路33B的控制下发生变化的电感。
[0208]无线供电装置2B的控制电路23B改变供电天线22B (22Ba、22Bb)的电感或电容值，从而供电天线22B的谐振频率fT发生变化。同样地，无线受电装置3B的控制电路33B改变受电天线31B(31Ba、31Bb)的电感或电容值，从而受电天线31B的谐振频率fR发生变化。供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合时，若供电天线22B的谐振频率fT或受电天线31B的谐振频率fR发生变化，则供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合形成的系统的工作频带及谐振频率(奇模谐振频率及偶模谐振频率)也发生变化。因此，无线供电装置2B的控制电路23B通过改变供电天线22B及受电天线3IB的电感值及电容值的任一方，从而能够将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方。
[0209]在图39?图42中，供电天线22B是LC串联谐振电路，受电天线3IB是LC并联谐振电路，但是供电天线22B及受电天线31B的结构并不限于此。作为供电天线22B，也可以使用图41或图42的LC并联谐振电路。此外，作为受电天线3IB，也可以使用图39或图40的LC串联谐振电路。供电天线22B及受电天线3IB可以是图39或图40的LC串联谐振电路，也可以是图41或图42的LC并联谐振电路。
[0210]供电天线22B可以具有可变电感值及可变电容值。此时，无线供电装置2B的控制电路23B改变供电天线22B的电感值及电容值。此外，受电天线31B也可以具有可变电感值及可变电容值。此时，无线受电装置3B的控制电路33B在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下，改变受电天线3IB的电感值及电容值。
[0211]此外，供电天线22B及受电天线31B可以是分别利用了布线的寄生电容的自谐振电路。
[0212]图43是表示图38的供电天线22B及受电天线3IB的第3实施例的供电天线22Bc及受电天线31Bc的结构的电路图。无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数并不限定供电天线22B及受电天线31B的电感值及电容值。在图43中，无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数包括供电天线22B及受电天线31B间的耦合系数k。图43的供电天线22B具备供电线圈Lt3及谐振电容器Ct3。图43的受电天线3IB具备受电线圈Lr3及谐振电容器Cr3。代替改变供电天线22B及受电天线3IB的电感值及电容值，也可以改变供电天线22B及受电天线3IB间的耦合系数本身，从而无线供电装置2B的控制电路23B能够将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方。
[0213]图44是表示图39的供电天线22Ba及图41的受电天线31Ba的安装例的立体图。图44的供电天线22Ba及受电天线3 IBa除了谐振电容器具有可变电容值之外，其他结构与图6的供电天线22及受电天线31相同。
[0214]图45是表示图39的供电天线22Ba中的谐振电容器Ctl的安装例的电路图。谐振电容器Ctl具有可变电容。谐振电容器Ctl具有并联连接的多个电容器C1、C2的电容的合成电容。多个电容器Cl、C2中的至少一方(在图45中是电容器C2)串联连接了在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下工作的高频开关SWl。在图45的状态下，高频开关SWl被断开，因此电容器C2的电容对合成电容没有贡献。若接通高频开关SWl，则合成电容发生变化。图41的谐振电容器Crl的结构也与图45的谐振电容器Ctl相同。
[0215]谐振电容器Ctl、Crl的电容值也可以通过其他方法来改变。例如,作为谐振电容器Ctl或者构成谐振电容器Ctl的多个电容器中的一部分，也可以使用具有随着施加电压变化的电容值的元件。
[0216]图46是表示图40的供电天线22Bb中的供电线圈Lt2的第I安装例的立体图。图47是表示图40的供电天线22Bb中的供电线圈Lt2的第2安装例的立体图。供电线圈Lt2具有可变电感。图46的供电线圈Lt2中，若将端子G、SI连接到振荡电路21B，则其匝数Nt变为6，通过将端子SI切换到端子S2，其匝数变为5，供电线圈Lt2的电感发生变化。图47的供电线圈Lt2具备绕组LtO、和靠近绕组LtO配置的任意形状的电极El。在电极El与GND端子之间，连接了在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下工作的高频开关SW2。电极El例如可以相对于供电线圈Lt2而配置在与受电线圈(+Z侧)相反的方向(-Z侧)上。通过高频开关SW2控制绕组LtO及电极El间的寄生电容，结果，供电线圈Lt2的电感发生了变化。图42的受电线圈Lr2的结构也与图46或图47的供电线圈Ltl相同。
[0217]另外，供电线圈Lt2及受电线圈Lr2的电感也可以通过其他方法来改变。
[0218]图48是表示图43的供电天线22Bc及受电天线3IBc的第I安装例的立体图。在图48的安装例中，在供电天线22Bc与受电天线31Bc之间的空间内插入了电极E2。电极E2经由在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下工作的高频开关SW3，与GND端子连接。若接通或断开高频开关SW3，则电极E2的电位发生较大的变化。其结果，能够在大范围内改变供电线圈Lt3及受电线圈Lr3的耦合状态，因此能够在较大范围内改变供电天线22Bc及受电天线3 IBc间的耦合系数。
[0219]图49是表示图43的供电天线22Bc及受电天线3IBc的第2安装例的立体图。在图49的安装例中，在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下，用物理方式移动供电天线22Bc的位置。如图49所示，也可以代替Z方向而朝向其他方向移动供电天线22Bc，可以使其倾斜，也可以使其旋转。由于供电天线22Bc及受电天线31Bc的相对配置关系发生变化，因此能够使耦合系数最佳化。此外，也可以代替用物理方式移动供电天线22Bc的位置，在无线供电装置2B的控制电路23B的控制下用物理方式移动受电天线31Bc的位置。
[0220]以下，参照图50?图52，说明图38的无线电力传输系统1B的动作。
[0221]如参照图8?图10说明的那样，供电天线22B及受电天线3IB在彼此电磁耦合时，具有与奇模谐振状态及偶模谐振状态分别对应的2个谐振频率。对于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部(点A)的磁通密度而言，处于偶模谐振状态时的密度低于处于奇模谐振状态时的密度。另一方面，对于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部(点B)的磁通密度而言，处于奇模谐振状态时的密度低于处于偶模谐振状态时的密度。
[0222]为了提高无线电力传输系统1B的传输效率，需要加强供电天线22B及受电天线31B间的耦合。但是，一般谐振频率为f0的2个谐振器以耦合系数k进行了耦合时，偶模谐振频率fe及奇模谐振频率fo的关系是k= (fe2_fo2) + (fe2+fo2)。即，耦合系数k越大，谐振频率fe及f0之差就会扩大。
[0223]另一方面，为了避免无线电力传输系统1B与已知通信系统之间的干扰，无线电力传输系统1B可占有的频带是有限的。图38的无线电力传输系统1B通过改变无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数中的至少一方，从而在有限的频率范围内能够将偶模传输模式及奇模传输模式着两者有效利用于电力传输中。以下，说明将偶模传输模式及奇模传输模式这两者有效利用于电力传输中的方法、和通过导入而得到的新的效果。[0224]图50是表示图38的无线电力传输系统1B的2个工作频带和各工作频带下的传输效率的频率特性的图表。无线供电装置2B的控制电路23B通过设定无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数中的至少一方，从而将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方。如上所述，耦合系数k越大则越能够进行高效率的电力传输，但是偶模谐振频率fe及奇模谐振频率fo之差会扩大。另一方面，为了避免无线电力传输系统1B与已知通信系统之间的干扰，无线电力传输系统1B可占有的频带有限。例如，如图50所示，可利用的频带具有下限频率Π及上限频率f2。因此，无线电力传输系统1B通过使用不同的第I及第2工作频带，从而能够在满足频带限制的同时利用偶模及奇模这两个传输模式。第I工作频带的偶模谐振频率fel被设定成高于第2工作频带的偶模谐振频率fe2，第I工作频带的奇模谐振频率fol被设定成高于第2工作频带的奇模谐振频率fo2。在第I工作频带的偶模谐振频率fel及第2工作频带的奇模谐振频率fo2都处于可利用的频带范围外时，当仅使用第I及第2工作频带中的一方的情况下，不允许为了避免金属异物的加热而切换偶模及奇模。但是，在无线电力传输系统1B中，无线供电装置2B使用第I工作频带时，在第I工作频带的奇模谐振频率fol下向无线受电装置3B发送电力，使用第2工作频带时，在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下向无线受电装置3B发送电力。在图50的例子中，第I工作频带的奇模谐振频率fol与第2工作频带的偶模谐振频率fe2相同。此时，无线供电装置2B的振荡电路21B产生具有与谐振频率fol及fe2相等的传输频率ftr的高频电力。由此，无线电力传输系统10B能够在满足频带限制的同时使用偶模及奇模这两个传输模式来进行高效率的电力传输。
[0225]图51是表示由图38的无线供电装置2B的控制电路23B执行的第10电力传输处理的流程图。首先，在步骤S301中，控制电路23B设定无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数中的至少一方，从而将供电天线22B及受电天线3IB彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I工作频带，开始电力传输。此时，由于传输频率ftr等于第I工作频带的奇模谐振频率f ο I，因此传输模式是奇模。接着，在步骤S302中，控制电路23B判断是否经过了奇模的连续工作时间Po，若为“是”则进入步骤S303，而若为“否”则反复执行进入步骤S302的处理。在步骤S303中，控制电路23B设定无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数中的至少一方，从而将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第2工作频带，继续进行电力传输。此时，传输频率ftr等于第2工作频带的偶模谐振频率fel，因此传输模式是偶模。然后，在步骤S304中，控制电路23B判断是否经过了偶模的连续工作时间Pe，若为“是”则返回步骤S301，而若为“否”则返回执行步骤S304的处理。由此，根据图51的电力传输处理，无线供电装置2B的控制电路23B交替地反复将供电天线22B及受电天线3IB彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带经过奇模的连续工作时间Po而设定为第I工作频带的第I时间区间、和将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带经由偶模的连续工作时间Pe而设定为第2工作频带的第2时间区间。
[0226]在第10电力传输处理中，奇模的连续工作时间Po及偶模的连续工作时间Pe与在第I电力传输处理(图11)中说明过的动作时间相同。
[0227]图52是表示在图38的供电天线22B的供电线圈Lt与受电天线31B的受电线圈Lr之间在线圈的周边部存在金属异物时的无线电力传输系统1B的动作的时序图。在金属异物存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部时，如上所述，若将传输模式设定为奇模，就能够抑制金属异物的发热(参照图9)。在图52中，温度Te是在偶模下连续传输来电力时的金属异物的饱和温度，温度To是在奇模下连续传输了电力时的金属异物的饱和温度。此外，阈值温度Tth是考虑安全上的原因等而预先设定的异物温度的上限值。现有技术的无线电力传输系统在Te > Tth时，测量金属异物的温度，在温度到达阈值温度Tth之前停止供电，从而确保了安全性。
[0228]在图52中，若从金属异物的发热量小的奇模下的电力传输切换到金属异物的发热量大的偶模下的电力传输，则金属异物的温度会从室温开始上升，会变成高于温度To。但是，偶模的连续工作时间Pe被设定成比偶模下的金属异物的温度饱和为止的时间短，因此金属异物的温度不会上升至温度Te。其结果，能够继续进行电力传输，而金属异物的温度也不会到达Te。另外，例如、通过设定偶模的连续工作时间Pe短于到达阈值温度Tth为止的时间，则能够继续进行电力传输，而金属异物的温度也不会上升至阈值温度Tth。
[0229]另外，在图51的电力传输处理中，进行传输模式的切换时，也可以追加比连续工作时间Po及Pe短的无线电力传输的停止时间。
[0230]如以上说明，根据图38的无线电力传输系统10B，即使在金属异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0231]另外，在图38中，在供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合时，从振荡电路21B的输出端子过渡到供电天线22B的输入端子时的输出阻抗Ztl被设定成实质上等于从供电天线22B的输入端子过渡到振荡电路21B的输出端子时的输入阻抗Zt2。另外，供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合时，从受电天线31B的输出端子过渡到整流电路32时的输出阻抗Zr2被设定成实质上等于从整流电路32过渡到受电天线31B的输出端子时的输入阻抗Zr I。此时，无线供电装置2B连接着电源装置I，无线受电装置3B连接着负载装置4。
[0232]此外，可以在振荡电路21B与供电天线22B之间连接匹配电路，也可以在受电天线31B与整流电路32之间连接匹配电路。
[0233]无线受电装置3B也可以代替整流电路32而具备变频电路。变频电路将经由供电天线22B及受电天线31B从无线供电装置2B发送的高频电力变换为负载装置4所需频率的交流电力后提供给负载装置4。
[0234]图38的供电天线22B的供电线圈及受电天线31B的受电线圈(图39?图44、图46?图49所示的供电线圈Ltl?Lt3及受电线圈Lrl?Lr3)与图1的供电天线22的供电线圈及受电天线31的受电线圈相同，可以具有各种形状、尺寸、缠绕方法、层数、匝数、结构、材料、形成方法等。
[0235]图38的供电天线22B及受电天线31B的谐振电容器(图39?图45、图48?图49所示的谐振电容器Ctl?Ct3、Crl?Cr3)与图1的供电天线22及受电天线31的谐振电容器相同，可以具有各种形状、结构、制造方法等。
[0236]图38的振荡电路21B与图1的振荡电路21相同，可以使用各种放大器、滤波器等电路而构成。[0237]图53是表示第3实施方式的第I变形例的无线电力传输系统1Ba的结构的框图。无线电力传输系统1Ba包括与电源装置I连接的无线供电装置2Ba、和与负载装置4Ba连接的无线受电装置3Ba。无线供电装置2Ba代替图38的控制电路23B而具备控制电路23Ba。负载装置4Ba将通知所需的电压及电流的请求信号经由无线受电装置3Ba而发送给无线供电装置2Ba的控制电路23Ba。
[0238]无线受电装置3Ba例如经由供电天线22B及受电天线31B，向无线供电装置2Ba的控制电路23Ba发送请求信号。无线受电装置3Ba也可以经由不同于供电天线22B及受电天线31B的通信路径(未图示)，向无线供电装置2Ba的控制电路23Ba发送请求信号。
[0239]在谐振磁场耦合型的无线电力传输系统中，混入到供电线圈或受电线圈的周边的金属异物因分布在供电线圈或受电线圈周边空间的磁场，在金属异物上有电流流过，从而金属异物被加热。因此，在金属异物的位置相同时，根据来自负载装置4Ba的请求，流过供电线圈及受电线圈的电流变最大，磁场的强度变最大时，金属异物的发热量达到最大。从负载装置4Ba向无线供电装置2Ba的控制电路23Ba请求了以最大电流供给电力时，执行图51的电力传输处理，交替地反复第I时间区间和第2时间区间。
[0240]图54是表示例示性的电池充电概况的图表。负载装置4Ba例如以最大电流开始电池的充电，充电电压从OV增大至期望电压时，在维持期望电压的同时逐渐减少电流。仅在以最大电流供给电力时执行图51的电力传输处理，从而能够避免金属异物的最严重的发热。
[0241]在图53的无线电力传输系统1Ba中，最大电流传输时的传输频率ftr例如被设定围 50Hz ?300GHz、20kHz ?1GHz、20kHz ?20MHz、20kHz ?IMHz。此外，最大电流传输时的传输频率ftr也可以被设定为6.78MHz或13.56MHz等ISM频带。此外，最大电流传输时的传输频率ftr可以为了 2倍高频波不与AM广播产生干扰而设定为263kHz为止的范围，也可以为了 3倍高频波不与AM广播产生干扰而设定为175kHz为止的范围，也可以为了5倍高频波不与AM广播产生干扰而设定为105kHz为止的范围。
[0242]图55是表示第3实施方式的第2变形例的无线电力传输系统1Bb的结构的框图。无线电力传输系统1Bb包括与电源装置I连接的无线供电装置2Bb、和与负载装置4连接的无线受电装置3Bb。无线供电装置2Bb代替图38的控制电路23B而具备控制电路23Bb。无线供电装置2Bb还具备传感器24，该传感器24检测供电线圈Lt附近的异物引起的异常状态(例如，金属异物中产生涡电流而导致金属异物发热引起的异常的温度上升)而通知给控制电路23Bb。无线受电装置3Bb代替图38的控制电路33B而具备控制电路33Bb。无线受电装置3Bb还具备传感器34，该传感器34检测受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态(例如，金属异物中产生涡电流而导致金属异物发热引起的异常的温度上升)而通知给控制电路33Bb。传感器24、34例如包括测量供电线圈Lr或受电线圈Lt的附近温度的温度传感器、红外相机或摄像元件等检测单元。
[0243]无线受电装置3Bb的控制电路33Bb例如经由供电天线22B及受电天线31B向无线供电装置2Bb的控制电路23Bb通知由传感器34检测出的异常状态。无线受电装置3Bb的控制电路33Bb也可以经由不同于供电天线22B及受电天线31B的通信路径(未图示)而向无线供电装置2Bb的控制电路23Bb通知由传感器34检测出的异常状态。
[0244]图56是表示由图55的无线供电装置2Bb的控制电路23Bb执行的第11电力传输处理的流程图。图56的步骤S311~S314与图51的步骤S301~S304相同，在步骤S314中若为“是”，则进入步骤S315。在步骤S315中，控制电路23Bb判断是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则在步骤S316中进行控制来停止电力传输，结束电力传输处理，而若为“否”则返回步骤S311。具体而言，控制电路23Bb例如在检测到供电线圈Lr或受电线圈Lt附近的温度为规定的阈值温度(例如阈值Tc = 900C )以上、或检测到该温度的上升率未规定的阈值以上时，判断为检测到了异物引起的异常状态。
[0245]根据第11电力传输处理，即使金属异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近，也无需立刻停止电力传输，在检测异物引起的异常状态之前，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0246]另外，在图56中，步骤S314之后执行了步骤S315及S316的各处理，但是步骤的顺序并不限于此，步骤S315及S316也可以在步骤S311~S314之间的任意时刻执行。
[0247]图57是表示由图55的无线供电装置2Bb的控制电路23Bb执行的第12电力传输处理的流程图。图57的步骤S321~S325、S328与图56的步骤S311~S315、S316相同，在步骤S325中，若为“是”，则进入步骤S326。在步骤S326中，控制电路23Bb将奇模的连续工作时间Po设定成短规定的奇模的减少时间△ Po，将偶模的连续工作时间Pe设定成短规定的偶模的减少时间APe。然后，在步骤S327中，判断连续工作时间Po或Pe是否在规定的最短动作时间Pmin以下，若为“是”则在步骤S328中进行控制来停止电力传输，结束电力传输处理，而若为“否”则返回步骤S321。在此，奇模的减少时间AP0例如被设定为连续工作时间Po的5%，偶模的减少时间APe例如被设定为连续工作时间Pe的5%。
[0248]金属异物的发热重，偶模下的传输及奇模下的传输中在发热量大的传输模式下进行电力传输的期间内的发热占主导地位。因此，通过缩短发热量大的传输模式的连续工作时间，从而有可能将金 属异物的温度抑制成使其小于阈值温度Tth。根据图57的第12电力传输处理，即使检测到金属异物，由于缩短连续工作时间Pe及Po，因此无需立刻停止电力传输，能够在抑制金属异物的发热的同时将电力传输继续进行得比图56的第11电力传输处理还长。
[0249]另外，在能够预先掌握偶模下的传输及奇模下的传输中在哪个传输模式下发热量会变大时，通过仅缩短发热量大的传输模式的连续工作时间，还能够进一步抑制发热。
[0250]图58是表示第3实施方式的第3变形例的无线电力传输系统1Bc的结构的框图。无线电力传输系统1Bc包括与电源装置I连接的无线供电装置2Bc、和与负载装置4连接的无线受电装置3B。无线供电装置2Bc代替图38的振荡电路21B而具备频率控制电路25及振荡电路26，代替图38的控制电路23B而具备控制电路23Bc。频率控制电路25及振荡电路26在无线供电装置的控制电路23Bc的控制下以可变频率产生高频电力。振荡电路26包括产生具有可变的传输频率ftr的脉冲串的脉冲产生器、和具有根据该脉冲串工作的开关元件的D级放大器，产生具有可变的传输频率ftr的高频电力。频率控制电路25控制振荡电路26的脉冲产生器，使其产生具有规定的传输频率ftr的脉冲串。振荡电路26根据具有传输频率ftr的脉冲串而对D级放大器内的开关元件进行开关动作，将来自电源装置I的直流电压变换为高频电压后输出给供电天线22B。传输频率ftr在I次电力传输(例如I个电池的充电)的时间内可以是固定的，也可以在I次电力传输的时间内(例如，为了使充电特性最佳化)改变传输频率ftr。[0251]图59是表示图58的无线电力传输系统1Bc的2个工作频带和各工作频带下的传输效率的频率特性的图表。在图50的图表中，第I工作频带的奇模谐振频率fol与第2工作频带的偶模谐振频率fe2相同，但是如图59所示，并不限于这2个谐振频率始终一致。其中，在图59的图表中，第I工作频带的奇模谐振频率fol及第2工作频带的偶模谐振频率fe2在可利用的频带范围内。因此，无线供电装置2Bc的控制电路23Bc在使用第I工作频带时，以在第I工作频带的奇模谐振频率fol下产生高频电力的方式控制振荡电路26，在使用第2工作频带时，以在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下产生高频电力的方式控制振荡电路26。由此，无线电力传输系统1Bc能够在满足频带的限制的同时使用偶模及奇模这两个传输模式来进行高效的电力传输。
[0252]在图59的图表中，第I及第2工作频带的一部分重叠，但是第I工作频带的奇模谐振频率fol及第2工作频带的偶模谐振频率fe2只要在可利用的频带范围内，第I及第2工作频带可以不重叠。此时，例如，第I工作频带的奇模谐振频率fol可以高于第2工作频带的偶模谐振频率fe2。
[0253]无线供电装置2Bc的控制电路23Bc也可以与振荡电路26及频率控制电路25中的至少一方构成一体的集成电路。
[0254]图60是表示第3实施方式的第4变形例的无线电力传输系统1Bd的结构的框图。无线电力传输系统1Bd包括与电源装置I连接的无线供电装置2Bd、和与负载装置4Bd连接的无线受电装置3Bd。无线供电装置2Bd代替图58的控制电路23Bc而具备控制电路23Bd。负载装置4Bd将通知所需的电压及电流的请求信号经由无线受电装置3Bd而发送给无线供电装置2Bd的控制电路23Bd。
[0255]图60的无线电力传输系统1Bd中，随着负载装置4Bd消耗的电力的变化,应从供电天线22B向受电天线31B传输的电力的大小发生变化。频率控制电路25在无线供电装置2Bd的控制电路23Bd的控制下，基于负载装置4Bd请求的电压及电流，在第I工作频带的奇模谐振频率fol的附近或第2工作频带的偶模谐振频率fe2的附近调整传输频率ftr，以使输出到负载装置4Bd的电压及电流成为期望的电压及电流。在此，谐振频率fol附近的频率范围是频率(fol-Λ fol)至频率(fol+Λ fol)的频率范围，Λ fol例如被设定围谐振频率fol的5%。此外，谐振频率fe2附近的频率范围是频率(fe2_Afe2)至频率(fe2+Afe2)的频率范围，Λ fe2例如被设定为谐振频率fe2的5%。
[0256]另外，无线供电装置2Bd的控制电路23Bd也可以基于输出到供电天线22B的电压及电流，在谐振频率fe2的附近或谐振频率fol的附近调整传输频率ftr，以使输出给负载装置4Bd的电压及电流变成期望的电压及电流。
[0257]图61是表示第3实施方式的第5变形例的无线电力传输系统1Be的结构的框图。无线电力传输系统1Be包括与电源装置IBe连接的无线供电装置2Be、和与负载装置4连接的无线受电装置3B。电源装置IBe例如是太阳能电池等发电装置。此时，从电源装置IBe输出的电力随着太阳能电池接受到的太阳光的量而发生变化。无线供电装置2Be代替图58的控制电路23Bc而具备控制电路23Be。无线供电装置2Be的控制电路23Be基于电源装置IBe的输出电压及输出电流，在第I工作频带的奇模谐振频率fol的附近或第2工作频带的偶模谐振频率fe2的附近调整传输频率ftr，以使从电源装置IBe获得最大电力。
[0258]另外，无线供电装置2Be的控制电路23Be也可以在电力传输途中基于传输效率、输出电压或输出电流，在谐振频率fe2的附近或谐振频率fol的附近调整传输频率ftr，以使从电源装置IBe获得最大电力。
[0259]无线电力传输系统1BcUlOBe能够在满足频带限制的同时，使用偶模及奇模这两个传输模式进行高效的电力传输。另外，无线电力传输系统1BcUlOBe能够控制高频电力的频率，以使输出给负载装置的电压及电流变成期望的电压及电流或从电源装置获得最大电力。
[0260]图62是表示第3实施方式的第6变形例的无线电力传输系统1Bf的结构的框图。无线电力传输系统1Bf包括与电源装置I连接的无线供电装置2Bf、和与负载装置4连接的无线受电装置3Bf。无线供电装置2Bf代替图38的供电天线22B而具备具有恒定的电感值及电容值的供电天线22。无线供电装置2Bf还具备在振荡电路2IB及供电天线22之间降低电力反射的匹配电路27，代替图38的控制电路23B而具备控制电路23Bf。匹配电路27具有可变电感值及可变电容值中的至少一方。无线供电装置2Bf的控制电路23Bf改变匹配电路27的电感值及电容值中的至少一方。无线受电装置3Bf代替图38的受电天线31B而具备具有恒定的电感值及电容值的受电天线31。无线受电装置3Bf还具备在受电天线31及整流电路32之间降低电力反射的匹配电路35，代替图38的控制电路33B而具备控制电路33Bf。匹配电路35具有可变电感值及可变电容值的至少一方。无线受电装置3Bf的控制电路33Bf在无线供电装置2Bf的控制电路23Bf的控制下改变匹配电路35的电感值及电容值中的至少一方。
[0261]如参照图39?图49说明的那样，无线供电装置的电路常数及无线受电装置的电路常数并不限于供电天线22B及受电天线31B的电感、电容值或耦合系数，也可以是其他电路常数。图62的无线电力传输系统1Bf还在无线供电装置2Bf中具备匹配电路27，还在无线受电装置3Bf中具备匹配电路35，无线供电装置2Bf的控制电路23Bf设定匹配电路27的电路常数及匹配电路35的电路常数的至少一方，以便将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方。
[0262]无线供电装置2Bf的控制电路23Bf也可以以将供电天线22B及受电天线3IB彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方的方式，设定供电天线22B及受电天线31B的电感、电容值或耦合系数且设定匹配电路27及匹配电路35的电感或电容值。
[0263]图63是表示第3实施方式的第7变形例的无线电力传输系统1Bg的结构的框图。无线电力传输系统1Bg包括与电源装置I连接的无线供电装置2Bg、和与负载装置4连接的无线受电装置3Bg。在图38?图62的无线电力传输系统中，无线受电装置的控制电路在无线供电装置的控制电路的控制下工作。但是相反，无线供电装置的控制电路也可以在无线受电装置的控制电路的控制下工作。
[0264]无线供电装置2Bg代替图38的控制电路23B而具备控制电路23Bg。无线受电装置3Bg代替图38的控制电路33B而具备控制电路33Bg。无线供电装置2Bg的控制电路23Bg在无线受电装置3Bg的控制电路33Bg的控制下工作。无线受电装置3Bg的控制电路33Bg执行图51的电力传输处理，以将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方的方式，设定无线供电装置2Bg的电路常数及无线受电装置3Bg的电路常数的至少一方。[0265]图64是表示第3实施方式的第8变形例的无线电力传输系统1Bh的结构的框图。无线电力传输系统1Bh包括与电源装置I连接的无线供电装置2Bh、和与负载装置4连接的无线受电装置3。无线受电装置3也可以是不具备改变其电路常数的功能的现有技术中的无线受电装置。
[0266]无线供电装置2Bh代替图38的控制电路23B而具备控制电路23Bh。无线受电装置3代替图38的受电天线31B及控制电路33B而具备具有恒定的电感值及电容值的受电天线31。无线供电装置2Bh的控制电路23Bh执行图51的电力传输处理，以将供电天线22B及受电天线31B彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方的方式，仅设定无线供电装置2Bh的电路常数。
[0267]根据图58、图60?图64的无线电力传输系统1Bc?10Bh，与图38的无线电力传输系统1B相同，即使在金属异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0268]接着，说明图28的无线电力传输系统1B的仿真结果。
[0269]使用有限要素法对图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr进行了仿真。作为无线供电装置的电路常数，变更供电天线的谐振电容器的电容值，来将供电线圈Lt及受电线圈Lr彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方。在第I工作频带下，奇模谐振频率fol是106kHz，偶模谐振频率fel是162.6kHz。此外，在第2工作频带下，奇模谐振频率fo2是91kHz，偶模谐振频率fe2是125kHz。另外，作为金属异物5，在供电线圈Lt与受电线圈Lr之间设置了 2mmX2mmX0.2mm的招片。
[0270]此外，在受电天线3IB连接了负载装置4时，从振荡电路2IB的输出端子过渡到供电天线22B的输入端子时的输出阻抗Ztl被设定成实质上等于从供电天线22B的输入端子过渡到振荡电路21B时的输出端子的输入阻抗Zt2。另外，在供电天线22B连接了振荡电路21B时，从受电天线31B的输出端子过渡到负载装置4时的输出阻抗Zr2被设定成实质上等于从负载装置4过渡到受电天线31B的输出端子时的输入阻抗Zrl。其结果、在将传输频率ftr设定为奇模谐振频率fol时、以及变更电路常数后将传输频率ftr设定为偶模谐振频率fe2时，能够实现90%以上的良好的传输效率。
[0271]传输模式的条件为“ftr = fol”时，供电天线及受电天线彼此电磁耦合而形成的系统具有第I工作频带，在奇模谐振状态下以奇模谐振频率fol传输电力。另一方面，在传输模式的条件为“ftr = fe2”时，供电天线及受电天线彼此电磁耦合而形成的系统具有第2工作频带，在偶模谐振状态下，以偶模谐振频率fe2传输电力。
[0272]在金属异物5的表面上产生的涡电流与金属异物5的面积成正比。此外，金属异物5的发热量原理上与金属异物5的表面上产生的涡电流的平方成正比，因此将表面电流密度的最大值的平方作为发热量的指标来进行了评价。
[0273]图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr具有内径d2 = 1mm时,在第I工作频带的奇模谐振频率fol及第2工作频带的偶模谐振频率fe2下进行了电力传输。将对供电线圈Lt的输入电力设为1W。在第I工作频带的奇模谐振频率fol下进行了电力传输时，得到了与图21的“ftr = fo”的情况相同的结果。在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下进行了电力传输时，获得了与图21的“ftr = fe”的情况相同的结果。参照图21可知，在金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部内(中心部)时，通过以偶模谐振状态传输电力，能够降低发热量。另一方面，在金属异物5远离供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部而存在于供电线圈Lt的绕组及受电线圈Lr的绕组之间(周边部)时，可通过以奇模谐振状态传输电力来降低发热量。
[0274]同样，在图20的供电线圈Lt及受电线圈Lr具有内径d2 = 20mm时，在第I工作频带的奇模谐振频率fol及第2工作频带的偶模谐振频率fe2下进行了电力传输。在第I工作频带的奇模谐振频率fol下进行了电力传输时，得到了与图22的“ftr = fo”的情况相同的结果。在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下进行了电力传输时，得到了与图22的“ftr = fe”的情况相同的结果。参照图22可知，在金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部内(中心部)时，通过以偶模谐振状态传输电力能够降低发热量。另一方面，在金属异物5远离供电线圈Lt及受电线圈Lr的开口部而存在于供电线圈Lt的绕组及受电线圈Lr的绕组之间(周边部)时，通过以奇模谐振状态传输电力，可降低发热量。
[0275]因此，可知，不依赖于供电线圈Lt及受电线圈Lr的结构，(I)金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部的情况下，偶模时的发热量小于奇模时的发热量，而且
(2)金属异物5存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部的情况下，奇模时的发热量小于偶模时的发热量。另外，在2个传输模式下，阻抗及传输效率几乎相等，不会影响传输特性。根据以上的结果可知，在无线电力传输系统1B中，存在能够确保良好的传输特性的2个传输模式(偶模及奇模)，通过选择任一个传输模式，能够与金属异物5的位置无关地抑制发热。
[0276]在本说明书中，说明了供电天线22B及受电天线3IB即2个谐振器彼此电磁耦合的系统，即具有2个传输模式(偶模及奇模)的系统，但是也可以采用3个以上的谐振器彼此电磁耦合的系统。此 时，供电天线22B、受电天线31B及追加的谐振器彼此电磁耦合而形成的系统具有包含与3个以上的传输模式的谐振状态分别对应的3个以上的谐振频率的工作频带。此时，相对于金属异物的配置位置而切换发热量不同的3个以上的传输模式，从而能够进一步抑制金属异物的发热。在可利用的频带有限的情况下，为了切换传输模式，也可以使用3个以上的工作频带。在此，与电力传输所使用的传输模式对应的谐振频率在任一工作频带下都包含可利用的频带。例如，无线供电装置2B的控制电路23B(或无线受电装置3Bg的控制电路33Bg)以改变供电天线22B、受电天线3IB及追加的谐振器彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带及谐振频率的方式设定无线供电装置2B的电路常数及无线受电装置3B的电路常数的至少一方。
[0277]第4实施方式.[0278]图65是表示第4实施方式的无线电力传输系统1C的结构的框图。无线电力传输系统1C包括与电源装置I连接的无线供电装置2C、和与负载装置4连接的无线受电装置3C，从无线供电装置2C向无线受电装置3C电力传输高频电力。图65的无线电力传输系统1C具有组合了第2及第3实施方式的结构。
[0279]在图65中，无线供电装置2C具备振荡电路21C、供电天线22C、控制电路23C及传感器24。图65的振荡电路2IC的结构与图38的振荡电路2IB相同，产生具有传输频率ftr的高频电力。图65的供电天线22C的结构与图38的供电天线22B相同，包括至少具有可变电感值及可变电容值中的一方的LC谐振电路。无线供电装置2C的控制电路23C改变供电天线22C的电感值及电容值的至少一方。无线供电装置2C的控制电路23C控制供电电路21C的供电的开始及停止。图65的传感器24的结构与图24的传感器24相同。传感器24例如包括温度传感器。
[0280]在图38中，无线受电装置3C具备受电天线31C、整流电路32、控制电路33C及传感器34。图65的受电天线31C的结构与图38的受电天线31B相同，包括具有可变电感值及可变电容值的至少一方的LC谐振电路。受电天线3IC与供电天线22C电磁耦合。无线受电装置3C的控制电路33C在无线供电装置2C的控制电路23C的控制下改变受电天线31C的电感值及电容值中的至少一方。图65的整流电路32的结构与图38的整流电路32相同。
[0281]无线供电装置2C的控制电路23C以将供电天线22C及受电天线3IC彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方的方式，设定无线供电装置2C的电路常数及无线受电装置3C的电路常数的至少一方。无线供电装置2C在彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C具有第I工作频带时，在第I工作频带的奇模谐振频率fol下向无线受电装置3C发送电力，在彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C具有第2工作频带时，在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下向无线受电装置3C传输电力。无线供电装置2C的控制电路23C在将无线供电装置2C的电路常数设定成将彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C的工作频带设为第I及第2工作频带中的一方，且产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态时，以将彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C的工作频带设定为第I及第2工作频带中的另一方的方式设定无线供电装置的电路常数。
[0282]图66是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第13电力传输处理的流程图。详细而言，在图66的步骤S401中，控制电路23C设定无线供电装置2C的电路常数及无线受电装置3C的电路常数的至少一方，从而将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I工作频带，开始电力传输。此时，传输频率ftr等于第I工作频带的奇模谐振频率fol，因此传输模式是奇模。在步骤S402中，控制电路23C判断在无线供电装置2C中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S404，若为“否”则进入步骤S403。在步骤S403中，控制电路23C判断在无线受电装置3C中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S404，若为“否”则进入步骤S405。在步骤S404中，控制电路23C设定无线供电装置2C的电路常数及无线受电装置3C的电路常数的至少一方，从而将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第2工作频带，继续进行电力传输。此时，传输频率ftr等于第2工作频带的偶模谐振频率feI，因此传输模式是偶模。控制电路23C变更供电天线22C及受电天线3IC彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带之后，在产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态时(即，未消除异常状态时)，停止向供电电路21C供电。详细而言，在步骤S405中，控制电路23C判断在无线供电装置2C中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S408，若为“否”则进入步骤S406。在步骤S406中，控制电路23C判断在无线受电装置3C中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S408，若为“否”则进入步骤S407。在步骤S407中，判断是否结束电力传输，若为“是”则进入步骤S408，若为“否”则进入步骤S405。在步骤S408中，控制电路23C指示供电电路21C，使其结束电力传输。[0283]根据第13电力传输处理，即使在金属异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0284]图67是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第14电力传输处理的流程图。在第13电力传输处理中，将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带最初设定为第I工作频带来开始电力传输(步骤S401)，检测到异物引起的异常状态时，变更到第2工作频带(步骤S404)。另一方面，在第14电力传输处理中，也可以将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带最初设定为第2工作频带来开始电力传输(步骤S411)，检测到异物引起的异常状态时，变更到第I工作频带(步骤S414)。图67的步骤S411?S418除了步骤S411及S414外与图66的步骤S401?S408相同。根据第14电力传输处理,与第13电力传输处理相同，即使在金属异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0285]图68是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第15电力传输处理的流程图。控制电路23C在检测到在供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部存在异物时，以将彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C的工作频带设定为第2工作频带的方式设定无线供电装置2C的电路常数，由供电电路21C在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下产生高频电力，开始从无线供电装置2C向无线受电装置3C传输高频电力。控制电路23C在供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部检测到异物时，以将彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C的工作频带设定为第I工作频带的方式设定无线供电装置2C的电路常数，由供电电路21C在第I工作频带的奇模谐振频率fol下产生高频电力，开始从无线供电装置2C向无线受电装置3C传输高频电力。在图68的步骤S421中，控制电路23C判断是否检测到异物，在供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部存在异物时或未检测到异物时，进入步骤S422，在供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部存在异物时，进入步骤S423。在步骤S422中，控制电路23C设定无线供电装置2C的电路常数及无线受电装置3C的电路常数的至少一方，从而将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I工作频带，开始电力传输。此时，传输频率ftr等于第I工作频带的奇模谐振频率fol，因此传输模式是奇模。在步骤S423中，在步骤S404中，控制电路23C设定无线供电装置2C的电路常数及无线受电装置3C的电路常数的至少一方，从而将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第2工作频带，继续进行电力传输。此时，传输频率ftr等于第2工作频带的偶模谐振频率fel，因此传输模式是偶模。接着，在步骤S424中，控制电路23C判断在无线供电装置2C中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S427，若为“否”则进入步骤S425。在步骤S425中，控制电路23C判断在无线受电装置3C中是否检测到异物引起的异常状态，若为“是”则进入步骤S427，若为“否”则进入步骤S426。在步骤S426中，控制电路23C判断是否结束电力传输，若为“是”则进入步骤S427，若为“否”则返回步骤S424。在步骤S427中，控制电路23C指示供电电路21C，使其结束电力传输。
[0286]根据第15电力传输处理，即使在开始电力传输之前在供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近检测到了金属异物，也能够抑制金属异物的发热的同时开始电力传输。[0287]图69是表示由图65的无线供电装置2C的控制电路23C执行的第16电力传输处理的流程图。也可以组合第15电力传输处理和第14及第15电力传输处理。在供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部检测到异物时，控制电路23C以将彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C的工作频带设定为第2工作频带的方式设定无线供电装置2C的电路常数，由供电电路21C在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下产生高频电力，开始从无线供电装置2C向无线受电装置3C传输高频电力。在供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部检测到异物时，控制电路23C以将彼此电磁耦合的供电天线22C及受电天线31C的工作频带设定为第I工作频带的方式设定无线供电装置2C的电路常数，由供电电路21C在第I工作频带的奇模谐振频率fol下产生高频电力，开始从无线供电装置2C向无线受电装置3C传输高频电力。在步骤S431中，控制电路23C判断是否检测到异物，在异物存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的周边部或未检测到异物时，进入步骤S432，在异物存在于供电线圈Lt及受电线圈Lr的中心部时，进入步骤S433。在步骤S432中，控制电路23C执行图66的第13电力传输处理。在步骤S433中，控制电路23C执行图67的第14电力传输处理。
[0288]根据第16电力传输处理，即使在开始电力传输之前检测到金属异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近的情况下，能够抑制金属异物的发热的同时开始电力传输，而且即使在产生了供电线圈Lt或受电线圈Lr附近的异物引起的异常状态的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0289]图70是表示第4实施方式的第I变形例的无线电力传输系统1Ca的结构的框图。无线电力传输系统1Ca包括与电源装置I连接的无线供电装置2Ca、和与负载装置4连接的无线受电装置3C。无线供电装置2Ca代替图65的振荡电路21C而具备频率控制电路25及振荡电路26，代替图65的控制电路23C而具备控制电路23Ca。图70的频率控制电路25及振荡电路26的结构与图58的频率控制电路25及振荡电路26相同。
[0290]如参照图59所说明的那样，第I工作频带的奇模谐振频率fol并不限于始终与第2工作频带的偶模谐振频率fe2—致。无线供电装置2Ca的控制电路23Ca在使用第I工作频带，以在第I工作频带的奇模谐振频率fol下产生高频电力的方式控制振荡电路26，在使用第2工作频带时，以在第2工作频带的偶模谐振频率fe2下产生高频电力的方式控制振荡电路26。由此，无线电力传输系统1Ca能够在满足频带限制的同时，使用偶模及奇模这两个传输模式来进行高效率的电力传输。
[0291]图71是表示第4实施方式的第2变形例的无线电力传输系统1Cb的结构的框图。无线电力传输系统1Cb包括与电源装置I连接的无线供电装置2Cb、和与负载装置4连接的无线受电装置3Cb。无线供电装置的控制电路也可以在无线受电装置的控制电路的控制下工作。无线供电装置2Cb代替图65的控制电路23C而具备控制电路23Cb。无线受电装置3Cb代替图38的控制电路33C而具备控制电路33Cb。无线供电装置2Cb的控制电路23Cb在无线受电装置3Cb的控制电路33Cb的控制下工作。无线受电装置3Cb的控制电路33Cb执行图66的电力传输处理，以将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一个的方式，设定无线供电装置2Cb的电路常数及无线受电装置3Cb的电路常数的至少一方。
[0292]图72是表示第4实施方式的第3变形例的无线电力传输系统1Cc的结构的框图。无线电力传输系统1Cc包括与电源装置I连接的无线供电装置2Cc、和与负载装置4连接的无线受电装置3。无线受电装置3也可以是不具有改变其电路常数的功能的现有技术中的无线受电装置。无线供电装置2Cc代替图65的控制电路23C而具备控制电路23Cc。无线受电装置3代替图65的受电天线31C及控制电路33C而具备具有恒定的电感值及电容值的受电天线31。无线供电装置2Cc的控制电路23Cc执行图66的电力传输处理，以将供电天线22C及受电天线31C彼此电磁耦合而形成的系统的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一方的方式，仅设定无线供电装置2Cc的电路常数。
[0293]根据图70~图72的无线电力传输系统1Ca~1Cc,与图65的无线电力传输系统1C相同，即使在金属异物存在于供电线圈Lt或受电线圈Lr的附近的情况下，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0294]第5实施方式.[0295]图73是表示第5实施方式的无线电力传输系统的示意结构的立体图。图73的无线电力传输系统包括具有第I~第4实施方式的电源装置及无线供电装置的供电装置20、和具有第I~第4实施方式的无线受电装置及负载装置的受电装置30。供电装置20也可以例如向构成为智能手机或其他移动电话的受电装置30进行充电或供电。图74是表示第5实施方式的变形例的无线电力传输系统的示意结构的立体图。供电装置20也可以例如向构成为平板终端装置或其他信息终端装置的受电装置30a进行充电或供电。在供电装置20上放置了受电装置30或30a时，供电装置20的控制电路执行第I~第12电力传输处理中的任一个处理。
[0296]在本说明书中，作为任一个实施方式的变形例而说明的构成也可适用于其他实施方式。 [0297]本说明书公开的内容可作为无线供电装置的控制电路、无线受电装置的控制电路、无线供电装置、无线受电装置或无线电力传输系统来实施。
[0298]本公开的无线供电装置及无线受电装置的控制电路、无线供电装置、无线受电装置以及无线电力传输系统具备如下结构。
[0299]根据第I方式的无线供电装置的控制电路，
[0300]是从具备了供电天线的无线供电装置朝向受电天线传输高频电力的无线电力传输系统中的无线供电装置的控制电路，
[0301]上述供电天线包括具有供电线圈的第I谐振电路，
[0302]上述受电天线包括具有受电线圈的第2谐振电路，
[0303]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0304]上述无线供电装置还具备:供电电路，其在上述无线供电装置的控制电路的控制下，根据输入电力以可变频率产生高频电力来提供给上述供电天线，
[0305]上述无线供电装置的控制电路将由上述供电电路产生的高频电力的频率设定为上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的任一个频率。
[0306]根据第2方式的无线供电装置的控制电路，在第I方式的无线供电装置的控制电路中，
[0307]上述无线供电装置的控制电路交替地反复将由上述供电电路产生的高频电力的频率在规定的第I连续工作时间内设定为上述奇模的谐振频率的第I时间区间、和将由上述供电电路产生的高频电力的频率在规定的第2连续工作时间内设定为上述偶模的谐振频率的第2时间区间。
[0308]根据第3方式的无线供电装置的控制电路，在第2方式的无线供电装置的控制电路中，
[0309]将上述第I连续工作时间设定为比以上述奇模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈的附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成规定的阈值温度为止的最短时间短，
[0310]将上述第2连续工作时间设定为比以上述偶模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈的附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成上述阈值温度为止的最短时间短。
[0311]根据第4方式的无线供电装置的控制电路，在第3方式的无线供电装置的控制电路中，
[0312]上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的传感器而检测到上述异常状态时，缩短上述第I及第2连续工作时间。
[0313]根据第5方式的无线供电装置的控制电路，在第I?第3方式中任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0314]上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的传感器而检测到上述异常状态时，停止上述高频电力的传输。
[0315]根据第6方式的无线供电装置，具备:
[0316]第I?第5方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路；
[0317]包括具有供电线圈的第I谐振电路的供电天线；和
[0318]在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路。
[0319]根据第7方式的无线供电装置，在第6方式的无线供电装置中，
[0320]从上述供电电路的输出端子过渡到上述供电天线的输入端子时的输出阻抗被设定为实质上等于从上述供电天线的输入端子过渡到上述供电电路的输出端子时的输入阻抗。
[0321]根据第8方式的无线电力传输系统,具备:
[0322]第6或第7方式的无线供电装置；和
[0323]包括具有受电线圈的第2谐振电路的受电天线。
[0324]根据第9方式的无线电力传输系统,在第8方式的无线电力传输系统中，
[0325]上述受电天线与负载装置连接，
[0326]从上述受电天线的输出端子过渡到上述负载装置时的输出阻抗被设定为实质上等于从上述负载装置过渡到上述受电天线的输出端子时的输入阻抗。
[0327]根据第10方式的无线供电装置的控制电路，
[0328]是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，[0329]上述无线供电装置具备供电天线，该供电天线包括具有供电线圈的第I谐振电路，
[0330]上述无线受电装置具备受电天线，该受电天线包括具有受电线圈的第2谐振电路，
[0331]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0332]上述无线供电装置还具备:
[0333]供电电路，在上述无线供电装置的控制电路的控制下，根据输入电力以可变频率产生高频电力来提供给上述供电天线；和
[0334]至少I个传感器，检测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态，
[0335]上述无线供电装置的控制电路在由上述供电电路以上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的一方产生高频电力而从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力时，且在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，将由上述供电电路产生的高频电力的频率变更为上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的另一个谐振频率。
[0336]根据第11方式的无线供电装置的控制电路，在第10方式的无线供电装置的控制电路中，
[0337]上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0338]上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0339]将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置，
[0340]对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度，
[0341]对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度。
[0342]根据第12方式的无线供电装置的控制电路，在第11方式的无线供电装置的控制电路中，
[0343]上述至少I个传感器包括对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的位置进行检测的位置传感器，
[0344]上述无线供电装置的控制电路在上述供电线圈及上述受电线圈的中心部检测到了异物时，由上述供电电路以上述偶模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力，在上述供电线圈及上述受电线圈的周边部检测到了异物时，由上述供电电路以上述奇模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力。
[0345]根据第13方式的无线供电装置的控制电路，在第10?第12方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0346]上述无线供电装置的控制电路在变更由上述供电电路产生的高频电力的频率之后，在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
[0347]根据第14方式的无线供电装置的控制电路，
[0348]是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，
[0349]上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，而其中的第I谐振电路包括供电线圈，上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，其具有中心部及周边部，
[0350]上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，而该第2谐振电路包括受电线圈，上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0351]将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置，
[0352]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0353]对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度，
[0354]对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度，
[0355]上述无线供电装置还具备:
[0356]在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；和
[0357]对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的至少I个传感器，
[0358]上述至少I个传感器包括对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的位置进行检测的位置传感器，
[0359]上述无线供电装置的控制电路在上述供电线圈及上述受电线圈的中心部检测到异物时，由上述供电电路以上述偶模的谐振频率产生高频电力来开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力，在上述供电线圈及上述受电线圈的周边部检测到异物时，由上述供电电路以上述奇模的谐振频率产生高频电力来开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力。
[0360]根据第15方式的无线供电装置的控制电路，在第14方式的无线供电装置的控制电路中，
[0361 ] 上述无线供电装置的控制电路在传输上述高频电力时，在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
[0362]第16方式的无线供电装置的控制电路，在第10?第12、或第14方式的无线供电装置的控制电路中，
[0363]上述第I谐振电路包括具有在上述无线供电装置的控制电路的控制下发生变化的多个电容的电容器，上述电容器与上述多个电容对应地与上述供电线圈一起构成多个谐振器，
[0364]上述多个谐振器中的每一个谐振器具有上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振
频率，
[0365]上述无线供电装置的控制电路在上述供电电路以上述多个奇模的谐振频率及上述多个偶模的谐振频率中的任一个频率产生高频电力而从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力时，且在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，将由上述供电电路产生的高频电力的频率变更为上述多个奇模的谐振频率及上述多个偶模的谐振频率中的其他频率。
[0366]根据第17方式的无线供电装置的控制电路，在第16方式的无线供电装置的控制电路中，
[0367]上述无线供电装置的控制电路在试着以上述多个奇模的谐振频率及上述多个偶模的谐振频率中的所有频率进行上述高频电力的传输之后，在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
[0368]根据第18方式的无线供电装置的控制电路，在第10?第17方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0369]上述至少I个传感器包括检测上述供电线圈附近的温度的温度传感器，
[0370]上述无线供电装置的控制电路在上述供电线圈附近的温度变成规定的第I阈值以上时，判断为产生了上述供电线圈附近的异物引起的异常状态。
[0371]根据第19方式的无线供电装置的控制电路，在第10?第18方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0372]上述无线受电装置还具备检测上述受电线圈附近的温度的温度传感器，
[0373]上述无线供电装置的控制电路在上述受电线圈附近的温度变成规定的第I阈值以上时，判断为产生了上述受电线圈附近的异物引起的异常状态。
[0374]根据第20方式的无线供电装置的控制电路，在第10?第19方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0375]上述无线供电装置的控制电路在从上述供电装置向上述无线受电装置传输高频电力时的传输效率变成规定的第2阈值以下时，判断为产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态。
[0376]根据第21方式的无线供电装置，具备:
[0377]第10?第19方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路；
[0378]包括具有供电线圈的第I谐振电路的供电天线；
[0379]在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；和
[0380]检测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态的至少I个传感器。
[0381]根据第22方式的无线电力传输系统，包括:
[0382]第21方式的无线供电装置；和
[0383]具备受电天线的无线受电装置，该受电天线具备包括受电线圈的第2谐振电路。
[0384]根据第23方式的无线供电装置的控制电路，
[0385]是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，
[0386]上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，该第I谐振电路包括供电线圈；
[0387]上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈，
[0388]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0389]上述无线供电装置还包括:
[0390]在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；和
[0391]推测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的温度的至少I个温度推测单元，
[0392]上述无线供电装置的控制电路在由上述供电电路以上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的一方产生高频电力并从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力时，且在上述供电线圈或受电线圈附近的异物的推测温度变成了规定的第I阈值以上时，将由上述供电电路产生的高频电力的频率变更为上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的另一方。
[0393]根据第24方式的无线供电装置，具备:
[0394]第23方式的无线供电装置的控制电路；
[0395]包括具有供电线圈的第I谐振电路的供电天线；
[0396]在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；和
[0397]推测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的温度的至少I个温度推测单元。
[0398]根据第25方式的无线电力传输系统,包括:
[0399]第24方式的无线供电装置；和
[0400]具备包括第2谐振电路的受电天线的无线受电装置，该第2谐振电路包括受电线圈。
[0401]根据第26方式的无线供电装置的控制电路，
[0402]是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，
[0403]上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，该第I谐振电路包括供电线圈，[0404]上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈，
[0405]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有包括分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率的工作频带，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0406]上述无线供电装置的控制电路设定与上述工作频带相关联的上述无线供电装置的电路常数，以使将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一个，
[0407]上述第I工作频带的偶模的谐振频率被设定为比上述第2工作频带的偶模的谐振频率高，上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为比上述第2工作频带的奇模的谐振
频率高。
[0408]根据第27方式的无线供电装置的控制电路，在第26方式的无线供电装置的控制电路中，
[0409]上述供电天线具有可变电感值及可变电容值中的至少一方，
[0410]上述无线供电装置的电路常数包括上述供电天线的电感值及电容值中的至少一方。
[0411]根据第28方式的无线供电装置的控制电路，在第26方式的无线供电装置的控制电路中，
[0412]上述无线供电装置还具备:匹配电路，与上述供电天线连接，具有可变电感值及可变电容值中的至少一方，
[0413]上述无线供电装置的电路常数包括上述匹配电路的电感值及电容值中的至少一方。
[0414]根据第29方式的无线供电装置的控制电路，在第26方式的无线供电装置的控制电路中，
[0415]上述无线供电装置的电路常数包括上述供电天线及上述受电天线之间的耦合系数。
[0416]根据第30方式的无线供电装置的控制电路，在第26?第29方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0417]上述无线受电装置还具备:上述无线受电装置的控制电路，在上述无线供电装置的控制电路的控制下，设定与彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带相关联的上述无线受电装置的电路常数，
[0418]上述无线供电装置的控制电路设定上述无线供电装置的电路常数及上述无线受电装置的电路常数中的至少一方，以使将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为上述第I及第2工作频带中的任一方。
[0419]根据第31方式的无线供电装置的控制电路，在第30方式的无线供电装置的控制电路中，
[0420]上述受电天线具有可变电感值及可变电容值中的至少一方，
[0421]上述无线受电装置的电路常数包括上述受电天线的电感值及电容值中的至少一方。[0422]根据第32方式的无线供电装置的控制电路，在第30方式的无线供电装置的控制电路中，
[0423]上述无线受电装置还具备:匹配电路，与上述受电天线连接，具有可变电感值及可变电容值中的至少一方，
[0424]上述无线受电装置的电路常数包括上述匹配电路的电感值及电容值中的至少一方。
[0425]根据第33方式的无线供电装置的控制电路，在第30方式的无线供电装置的控制电路中，
[0426]上述无线受电装置的电路常数包括上述供电天线及上述受电天线间的耦合系数。
[0427]根据第34方式的无线供电装置的控制电路，在第26?第33方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0428]上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0429]上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0430]将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置，
[0431]对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度，
[0432]对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度。
[0433]根据第35方式的无线供电装置的控制电路，在第26?第34方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0434]上述无线供电装置的控制电路交替地反复将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带在第I连续工作时间内设定为上述第I工作频带的第I时间区间、和将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带在第2连续工作时间内设定为上述第2工作频带的第2时间区间。
[0435]根据第36方式的无线供电装置的控制电路，在第35方式的无线供电装置的控制电路中，
[0436]上述无线受电装置与从上述无线受电装置接受电力的供给的负载装置连接，
[0437]上述无线供电装置的控制电路在由上述负载装置请求了以最大电流供给电力时，交替地反复上述第I时间区间和上述第2时间区间。
[0438]根据第37方式的无线供电装置的控制电路，在第35或第36方式的无线供电装置的控制电路中，
[0439]上述第I连续工作时间被设定为，比以上述奇模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成规定的阈值温度为止的最短时间短，
[0440]上述第2连续工作时间被设定为，比以上述偶模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成上述阈值温度为止的最短时间短。
[0441]根据第38方式的无线供电装置的控制电路，在第37方式的无线供电装置的控制电路中，
[0442]上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的传感器而检测到上述异常状态时，缩短上述第I及第2连续工作时间。
[0443]根据第39方式的无线供电装置的控制电路，在第26?第37方式中的任一个方式的无线供电装置的控制电路中，
[0444]上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的传感器而检测到上述异常状态时，停止上述高频电力的传输。
[0445]根据第40方式的无线供电装置，
[0446]是具备根据输入电力产生高频电力的供电电路、供电天线和第26?第39方式的任一个方式的无线供电装置的控制电路的无线供电装置，
[0447]上述无线供电装置在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第I工作频带时，以上述第I工作频带的奇模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力，在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第2工作频带时，以上述第2工作频带的偶模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力。
[0448]根据第41方式的无线供电装置，在第40方式的无线供电装置中，
[0449]上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为与上述第2工作频带的偶模谐振频率相同。
[0450]根据第42方式的无线供电装置，在第40或第41方式的无线供电装置中，
[0451 ] 上述供电电路在上述无线供电装置的控制电路的控制下，以可变频率产生高频电力，
[0452]上述无线供电装置的控制电路在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第I工作频带时，控制上述供电电路使其以上述第I工作频带的奇模的谐振频率产生高频电力，在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第2工作频带时，控制上述供电电路使其以上述第2工作频带的偶模的谐振频率产生高频电力。
[0453]根据第43方式的无线供电装置，在第42方式的无线供电装置中，
[0454]上述无线供电装置与向上述供电电路提供上述输入电力的电源装置连接，
[0455]上述无线供电装置的控制电路基于上述电源装置的输出电压及输出电流，控制上述供电电路以调整上述高频电力的频率。
[0456]根据第44方式的无线供电装置，在第42或第43方式的无线供电装置中，
[0457]上述无线受电装置与从上述无线受电装置接受电力供给的负载装置连接，
[0458]上述无线供电装置的控制电路基于由上述负载装置请求的电压及电流，控制上述供电电路以调整上述高频电力的频率。[0459]根据第45方式的无线供电装置，在第40?第44方式的任一个方式的的无线供电装置中，
[0460]从上述供电电路的输出端子过渡到上述供电天线的输入端子时的输出阻抗被设定为实质上等于从上述供电天线的输入端子过渡到上述供电电路的输出端子时的输入阻抗。
[0461]根据第46方式的无线受电装置的控制电路，
[0462]是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线受电装置的控制电路，
[0463]上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，该第I谐振电路包括供电线圈，
[0464]上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈，
[0465]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有包括分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率的工作频带，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0466]上述无线受电装置的控制电路设定与上述工作频带相关联的上述无线受电装置的电路常数，以便将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一个，
[0467]上述第I工作频带的偶模的谐振频率被设定为高于上述第2工作频带的偶模的谐振频率，上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为高于上述第2工作频带的奇模的谐振频率。
[0468]根据第47方式的无线受电装置的控制电路，在第46方式的无线受电装置的控制电路中，
[0469]上述无线供电装置还具备:上述无线供电装置的控制电路，在上述无线受电装置的控制电路的控制下，设定与彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带相关联的上述无线供电装置的电路常数，
[0470]上述无线受电装置的控制电路以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为上述第I及第2工作频带中的任一个的方式，设定上述无线供电装置的电路常数及上述无线受电装置的电路常数中的至少一方，
[0471]根据第48方式的无线受电装置，具备受电天线、向负载装置提供输出电力的受电电路、和第46或第47方式的无线受电装置的控制电路。
[0472]根据第49方式的无线受电装置，在第48方式的无线受电装置中，
[0473]从上述受电天线的输出端子过渡到上述受电电路的输出阻抗被设定为实质上等于从上述受电电路过渡到上述受电天线的输出端子的输入阻抗。
[0474]根据第50方式的无线受电力传输系统，具备第40?第45方式中的任一个方式的无线供电装置和第48或第49方式的无线受电装置。
[0475]根据第51方式的无线供电装置，
[0476]是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统的无线供电装置，[0477]上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，该第I谐振电路包括供电线圈，
[0478]上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈，
[0479]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0480]上述无线供电装置还具备:
[0481]根据输入电力产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；
[0482]对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的至少I个传感器；和
[0483]上述无线供电装置的控制电路，
[0484]上述无线供电装置的控制电路以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一个频道的方式，设定与上述工作频带相关联的上述无线供电装置的电路常数，
[0485]上述第I工作频带的偶模的谐振频率被设定为高于上述第2工作频带的偶模的谐振频率，上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为高于上述第2工作频带的奇模的谐振频率，
[0486]上述无线供电装置在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第I工作频带时，以上述第I工作频带的奇模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力，在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第2工作频带时，以上述第2工作频带的偶模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力，
[0487]上述无线供电装置的控制电路在以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的一方的方式设定了上述无线供电装置的电路常数、且产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的另一方的方式设定上述无线供电装置的电路常数。
[0488]根据第52方式的无线供电装置，在第51方式的无线供电装置中，
[0489]上述无线受电装置还具备:上述无线受电装置的控制电路，在上述无线供电装置的控制电路的控制下，设定与彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带相关联的上述无线受电装置的电路常数，
[0490]上述无线供电装置的控制电路以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为上述第I及第2工作频带中的任一方的方式，设定上述无线供电装置的电路常数及上述无线受电装置的电路常数的至少一方。
[0491]根据第53方式的无线供电装置，在第51或第52方式的无线供电装置中，
[0492]上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为与上述第2工作频带的偶模的谐振频率相同。
[0493]根据第54方式的无线供电装置，在第51?第53方式中的任一个方式的无线供电装置中，
[0494]上述供电电路在上述无线供电装置的控制电路的控制下以可变频率产生高频电力，
[0495]上述无线供电装置的控制电路在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第I工作频带时，控制上述供电电路，使其以上述第I工作频带的奇模的谐振频率产生高频电力，在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第2工作频带时，控制上述供电电路，使其以上述第2工作频带的偶模谐振频率产生高频电力。
[0496]根据第55方式的无线供电装置,在第51?第54方式中的任一个方式的无线供电装置中，
[0497]上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0498]上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0499]将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，且上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置，
[0500]对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度，
[0501]对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模谐的振状态时的磁通密度，
[0502]上述至少I个传感器包括对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的位置进行检测的位置传感器，
[0503]上述无线供电装置的控制电路，
[0504]在上述供电线圈及上述受电线圈的中心部检测到异物时，以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第2工作频带的方式设定上述无线供电装置的电路常数，由上述供电电路以上述第2工作频带的偶模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力，
[0505]在上述供电线圈及上述受电线圈的周边部检测到异物时，以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I工作频带的方式设定上述无线供电装置的电路常数，由上述供电电路以上述第I工作频带的奇模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力。
[0506]根据第56方式的无线供电装置,在第51?第55方式中的任一个方式的无线供电装置中，
[0507]上述无线供电装置的控制电路在变更上述无线供电装置的电路常数之后，当产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
[0508]根据第57方式的无线供电装置，在第51方式的无线供电装置中，
[0509]在从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统的无线供电装置中，[0510]上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，而该第I谐振电路包括供电线圈，上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0511]上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，而该第2谐振电路包括受电线圈，上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部，
[0512]将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，且上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置，
[0513]上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率，
[0514]对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度低与上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度，
[0515]对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的磁通密度，
[0516]上述无线供电装置还具备:
[0517]根据输入电力产生高频电力来提供给上述供电天线的供电电路；
[0518]对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的至少I个传感器；和
[0519]上述无线供电装置的控制电路，
[0520]上述至少I个传感器包括对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的位置进行检测的位置传感器，
[0521]上述无线供电装置的控制电路以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一个的方式设定与上述工作频带相关联的上述无线供电装置的电路常数，
[0522]上述第I工作频带的偶模的谐振频率被设定成高于上述第2工作频带的偶模的谐振频率，上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定成高于上述第2工作频带的奇模的谐振频率，
[0523]上述无线供电装置在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第I工作频带时，以上述第I工作频带的奇模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力，在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第2工作频带时，以上述第2工作频带的偶模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力，
[0524]上述无线供电装置的控制电路，
[0525]在上述供电线圈及上述受电线圈的中心部检测到异物时，以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第2工作频带的方式设定上述无线供电装置的电路常数，由上述供电电路以上述第2工作频带的偶模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向传输上述无线受电装置，[0526]在上述供电线圈及上述受电线圈的周边部检测到异物时，以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I工作频带的方式设定上述无线供电装置的电路常数，由上述供电电路以上述第I工作频带的奇模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力。
[0527]根据第58方式的无线供电装置，在第57方式的无线供电装置中，
[0528]上述无线供电装置的控制电路在传输上述高频电力时，在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
[0529]根据第59方式的无线电力传输系统,包括
[0530]第51?第58方式中的任一个方式的无线供电装置；和
[0531 ] 具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈。
[0532]本公开方式的无线供电装置及无线受电装置的控制电路、无线供电装置、无线受电装置以及无线电力传输系统具有以下的特征。
[0533]即使在金属异物等异物存在于供电线圈或受电线圈的附近，也无需立刻停止电力传输，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0534]能够抑制成异物的温度小于阈值温度。
[0535]在将传输模式设定为偶模及奇模中的一个传输模式时，即使异物的温度上升，由于切换为另一个传输模式，因此能够降低异物的温度。
[0536]即使检测到金属异物，也无需立刻停止电力传输，通过缩短连续工作时间，能够在抑制金属异物的发热的同时，进一步延长电力传输时间。
[0537]在设置了至少I个传感器的情况下，即使金属异物存在于供电线圈或受电线圈的附近，也无需立刻停止电力传输，在检测出异物引起的异常状态之前，能够抑制金属异物的发热的同时继续进行电力传输。
[0538]能够实质上使无线电力传输系统中的传输效率最大化。
[0539]无线电力传输系统至少改变无线供电装置的电路常数及无线受电装置的电路常数中的至少一方，从而能够确保高传输效率的同时，选择使供电天线及受电天线耦合的谐振模式。
[0540]如上所述，虽然详细说明了本公开的实施方式，但是本公开的实施方式并不限于此，本领域的技术人员当然能够在权利要求书所记载的技术范围内能够实现多个变形例及修正例。
[0541]-工业上的可用性-
[0542]本公开的无线供电装置及无线受电装置的控制电路、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统能够适用于使用充电电池的电子设备、电动摩托、电动自行车或电动车的充电系统中。此外，本公开的无线供电装置及无线受电装置的控制电路、无线供电装置、无线受电装置和无线电力传输系统能够适用于AV设备及家用电器等各种设备的供电系统中。在此，AV设备例如包括智能手机、平板终端装置、电视及膝上型个人计算机，家用电器例如包括洗衣机、冰箱及空调机。
[0543]本公开的无线供电装置及无线受电装置的控制电路、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统例如如图73及图74所示，能够用于智能手机或平板终端装置的充电或供电中。[0544]-符号说明-
[0545]l，lb，lBe…电源装置、
[0546]2,2a ~2b, 2e, 2A, 2Aa, 2B, 2Ba ~2Bh，30.无线供电装置、
[0547]3，3d, 3e, 3A, 3B, 3Ba ~3Bb, 3Bd, 3Bf，3Bg, 30.无线受电装置、
[0548]4，4a，4Ba，4Bd …负载装置、
[0549]10，1a ~10d, 10A, 1Aa, 10B, 1Ba ~1Bh, 1Ca ~1Cc…无线电力传输系统、
[0550]21，21B，21C，26 …振荡电路、
[0551]21A…供电电路、
[0552]22，22a, 22Aa, 22B, 22Ba, 220.供电天线、
[0553]23，23a ~23b, 23e, 23A, 23Aa, 23B, 23Ba ~23Bh, 23C, 23Ca ~23Cc…无线供电装置的控制电路、
[0554]24…传感器、
[0555]25…频率控制电路、
[0556]27…匹配电路、
[0557]31，31a，31B，31Ba ~31Bc，31C…受电天线、
[0558]32…整流电路、
[0559]32d…变频电路、
[0560]32A…受电电路、
[0561]33、33A…监控电路、
[0562]33B, 33Bb, 33Bf，33Bg, 33C，33Cb…无线受电装置的控制电路、
[0563]34…传感器、
[0564]35…匹配电路、
[0565]5…金属异物、
[0566]Cl、C2…电容器、
[0567]Ct, CtAa, Ctl ~Ct3, Crl ~Cr3…谐振电容器、
[0568]E1，E2 …电极、
[0569]G、S1、S2 …端子、
[0570]Lr, Lrl ~Lr3...受电线圈、
[0571]Lt，Ltl~Lt3…供电线圈、
[0572]LtO …绕组、
[0573]Sffl~SW3…高频开关。
【权利要求】
1.一种无线供电装置的控制电路，是从具备供电天线的无线供电装置朝向受电天线传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，其中， 上述供电天线包括具有供电线圈的第I谐振电路， 上述受电天线包括具有受电线圈的第2谐振电路， 上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率， 上述无线供电装置还具备:供电电路，其在上述无线供电装置的控制电路的控制下，根据输入电力以可变频率产生高频电力来提供给上述供电天线， 上述无线供电装置的控制电路将由上述供电电路产生的高频电力的频率设定为上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的任一个。
2.根据权利要求1所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路交替地反复第I时间区间和第2时间区间，上述第I时间区间是将由上述供电电路产生的高频电力的频率在规定的第I连续工作时间设定为上述奇模谐的振频率的时间区间，上述第2时间区间是将由上述供电电路产生的高频电力的频率在规定的第2连续工作时间内设定为上述偶模的谐振频率的时间区间。
3.根据权利要求2所述的无线供电装置的控制电路，其中， 将上述第I连续工作时间设定为比以上述奇模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈的附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成规定的阈值温度为止的最短时间短， 将上述第2连续工作时间设定为比以上述偶模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈的附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成上述阈值温度为止的最短时间短。
4.根据权利要求3所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的传感器而检测到上述异常状态时，缩短上述第I及第2连续工作时间。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的传感器而检测到上述异常状态时，停止上述高频电力的传输。
6.一种无线供电装置，具备: 根据权利要求1~5中任一项所述的无线供电装置的控制电路； 包括具有线圈的第I谐振电路的天线；和 在上述无线装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述天线的电路。
7.根据权利要求6所述的无线供电装置，其中， 从上述供电电路的输出端子过渡到上述供电天线的输入端子时的输出阻抗被设定为实质上等于从上述供电天线的输入端子过渡到上述供电电路的输出端子时的输入阻抗。
8.一种无线电力传输系统，具备: 根据权利要求6或7所述的无线装置；和包括具有受电线圈的第2谐振电路的受电天线。
9.根据权利要求8所述的无线电力传输系统，其中， 上述受电天线与负载装置连接， 从上述受电天线的输出端子过渡到上述负载装置时的输出阻抗被设定为实质上等于从上述负载装置过渡到上述受电天线的输出端子时的输入阻抗。
10.一种无线供电装置的控制电路，是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置具备供电天线，该供电天线包括具有供电线圈的第I谐振电路，上述无线受电装置具备受电天线，该受电天线包括具有受电线圈的第2谐振电路，上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率， 上述无线供电装置还具备: 供电电路，在上述无线供电装置的控制电路的控制下，根据输入电力以可变频率产生高频电力来提供给上述供电天线；和 至少I个传感器， 检测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态， 上述无线供电装置的控制电路在由上述供电电路以上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的一方产生高频电力而从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力时，且在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，将由上述供电电路产生的高频电力的频率变更为上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的另一个。
11.根据权利要求10所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部， 上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部， 将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置， 对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的上述中心部的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的上述中心部的磁通密度， 对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的上述周边部的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的上述周边部的磁通密度。
12.根据权利要求11所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述至少I个传感器包括对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的位置进行检测的位置传感器， 上述无线供电装置的控制电路在上述供电线圈及上述受电线圈的中心部检测到了异物时，由上述供电电路以上述偶模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力，在上述供电线圈及上述受电线圈的周边部检测到了异物时，由上述供电电路以上述奇模的谐振频率产生高频电力而开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在变更由上述供电电路产生的高频电力的频率之后，在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
14.一种无线供电装置的控制电路，是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，而其中的第I谐振电路包括供电线圈，上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部， 上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，而该第2谐振电路包括受电线圈，上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部， 将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线 圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置， 上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率， 对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的上述中心部的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的上述中心部的磁通密度， 对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的上述周边部的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的周边部的磁通密度， 上述无线供电装置还具备: 供电电路，在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线；和 至少I个传感器，对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测， 上述至少I个传感器包括对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的位置进行检测的位置传感器， 上述无线供电装置的控制电路在上述供电线圈及上述受电线圈的中心部检测到异物时，由上述供电电路以上述偶模的谐振频率产生高频电力来开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力，在上述供电线圈及上述受电线圈的周边部检测到异物时，由上述供电电路以上述奇模的谐振频率产生高频电力来开始从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力。
15.根据权利要求14所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在传输上述高频电力时，且在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
16.根据权利要求10~12、或14中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述第I谐振电路包括具有在上述无线供电装置的控制电路的控制下发生变化的多个电容的电容器，上述电容器与上述多个电容对应地与上述供电线圈一起构成多个谐振器， 上述多个谐振器中的每一个谐振器具有上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率，上述无线供电装置的控制电路在上述供电电路以上述多个奇模的谐振频率及上述多个偶模的谐振频率中的任一个频率产生高频电力而从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力时，且在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，将由上述供电电路产生的高频电力的频率变更为上述多个奇模的谐振频率及上述多个偶模的谐振频率中的其他频率。
17.根据权利要求16所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在试着以上述多个奇模的谐振频率及上述多个偶模的谐振频率中的所有频率进行上述高频电力的传输之后，在产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态时，停止上述高频电力的传输。
18.根据权利要求10~17中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述至少I个传感器 包括检测上述供电线圈附近的温度的温度传感器， 上述无线供电装置的控制电路在上述供电线圈附近的温度变成规定的第I阈值以上时，判断为产生了上述供电线圈附近的异物引起的异常状态。
19.根据权利要求10~18中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线受电装置还具备检测上述受电线圈附近的温度的温度传感器， 上述无线供电装置的控制电路在上述受电线圈附近的温度变成规定的第I阈值以上时，判断为产生了上述受电线圈附近的异物引起的异常状态。
20.根据权利要求10~19中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在从上述供电装置向上述无线受电装置传输高频电力时的传输效率变成规定的第2阈值以下时，判断为产生了上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态。
21.一种无线供电装置，具备: 权利要求10~19中任一项所述的无线供电装置的控制电路； 包括具有供电线圈的第I谐振电路的供电天线；和 在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；和 检测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态的至少I个传感器。
22.—种无线电力传输系统,具备: 权利要求21所述的无线装置；和 具备受电天线的无线受电装置，该受电天线具备包括受电线圈的第2谐振电路。
23.一种无线供电装置的控制电路，是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，该第I谐振电路包括供电线圈； 上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈，上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率， 上述无线供电装置还包括: 在上述无线供电装置的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；和 推测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的温度的至少I个温度推测单元， 上述无线供电装置的控制电路在由上述供电电路以上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的一方产生高频电力并从上述无线供电装置向上述无线受电装置传输上述高频电力时，且在上述供电线圈或受电线圈附近的异物的推测温度变成了规定的第I阈值以上时，将由上述供电电路产生的高频电力的频率变更为上述奇模的谐振频率及上述偶模的谐振频率中的另一方。
24.一种无线供电装置，具备: 权利要求23所述的无线供电装置的控制电路； 包括具有供电线圈的第I谐振电路的供电天线； 在上述无线供电装置 的控制电路的控制下根据输入电力以可变频率产生高频电力而提供给上述供电天线的供电电路；和 推测上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物的温度的至少I个温度推测单元。
25.—种无线电力传输系统,具备: 权利要求24所述的无线装置；和 具备包括第2谐振电路的受电天线的无线受电装置，该第2谐振电路包括受电线圈。
26.一种无线供电装置的控制电路，是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线供电装置的控制电路，其中，上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，该第I谐振电路包括供电线圈，上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈，上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有包括分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率的工作频带，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率， 上述无线供电装置的控制电路设定与上述工作频带相关联的上述无线供电装置的电路常数，以使将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一个， 上述第I工作频带的偶模的谐振频率被设定为比上述第2工作频带的偶模的谐振频率高，上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为比上述第2工作频带的奇模的谐振频率闻。
27.根据权利要求26所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述供电天线具有可变电感值及可变电容值中的至少一方， 上述无线供电装置的电路常数包括上述供电天线的电感值及电容值中的至少一方。
28.根据权利要求26所述的无线供电装置的控制电路，其中，上述无线供电装置还具备:匹配电路，与上述供电天线连接，具有可变电感值及可变电容值中的至少一方， 上述无线供电装置的电路常数包括上述匹配电路的电感值及电容值中的至少一方。
29.根据权利要求26所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的电路常数包括上述供电天线及上述受电天线之间的耦合系数。
30.根据权利要求26~29中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线受电装置还具备:上述无线受电装置的控制电路，在上述无线供电装置的控制电路的控制下，设定与彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带相关联的上述无线受电装置的电路常数， 上述无线供电装置的控制电路设定上述无线供电装置的电路常数及上述无线受电装置的电路常数中的至少一方，以使将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为上述第I及第2工作频带中的任一方。
31.根据权利要求30所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述受电天线具有可变电感值及可变电容值中的至少一方， 上述无线受电装置的电路常数包括上述受电天线的电感值及电容值中的至少一方。
32.根据权利要求30所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线受电装置还具备匹配电路，其与上述受电天线连接，具有可变电感值及可变电容值中的至少一方， 上述无线受电装置的电路常数包括上述匹配电路的电感值及电容值中的至少一方。
33.根据权利要求30所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线受电装置的电路常数包括上述供电天线及上述受电天线间的耦合系数。
34.根据权利要求26~33中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述供电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部， 上述受电线圈的至少一部分包括实质上在平面上缠绕的绕组，且具有中心部及周边部， 将上述供电线圈靠近上述受电线圈而设置，以使上述供电天线及上述受电天线彼此电磁耦合时，上述供电线圈的中心部与上述受电线圈的中心部对置，上述供电线圈的周边部与上述受电线圈的周边部对置， 对于上述供电线圈及上述受电线圈的中心部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的上述中心部的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的上述中心部的磁通密度， 对于上述供电线圈及上述受电线圈的周边部的磁通密度而言，上述供电天线及上述受电天线处于上述奇模的谐振状态时的上述周边部的磁通密度低于上述供电天线及上述受电天线处于上述偶模的谐振状态时的上述周边部的磁通密度。
35.根据权利要求26~34中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上 述无线供电装置的控制电路交替地反复第I时间区间和第2时间区间，上述第I时间区间是将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带在第I连续工作时间内设定为上述第I工作频带的时间区间，上述第2时间区间是将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带在第2连续工作时间内设定为上述第2工作频带的时间区间。
36.根据权利要求35所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线受电装置与从上述无线受电装置接受电力的供给的负载装置连接， 上述无线供电装置的控制电路在由上述负载装置请求了以最大电流供给电力时，交替地反复上述第I时间区间和上述第2时间区间。
37.根据权利要求35或36所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述第I连续工作时间被设定为，比以上述奇模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成规定的阈值温度为止的最短时间短， 上述第2连续工作时间被设定为，比以上述偶模的谐振频率传输高频电力且在上述供电线圈或上述受电线圈附近存在异物时的、直到上述异物的温度变成上述阈值温度为止的最短时间短。
38.根据权利要求37所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测 的传感器而检测到上述异常状态时，缩短上述第I及第2连续工作时间。
39.根据权利要求26~37中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置的控制电路在使用对上述供电线圈或上述受电线圈附近的异物引起的异常状态进行检测的传感器而检测到上述异常状态时，停止上述高频电力的传输。
40.一种无线供电装置，具备:根据输入电力产生高频电力的供电电路、天线和根据权利要求26~39中任一项所述的无线供电装置的控制电路，其中， 上述无线供电装置在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第I工作频带时，以上述第I工作频带的奇模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力，在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第2工作频带时，以上述第2工作频带的偶模的谐振频率向上述无线受电装置发送电力。
41.根据权利要求40所述的无线供电装置，其中， 上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为与上述第2工作频带的偶模的谐振频率相同。
42.根据权利要求40或41所述的无线供电装置，其中， 上述供电电路在上述无线供电装置的控制电路的控制下，以可变频率产生高频电力， 上述无线供电装置的控制电路在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第I工作频带时，按照以上述第I工作频带的奇模的谐振频率产生高频电力的方式控制上述供电电路，在彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线具有上述第2工作频带时，按照以上述第2工作频带的偶模的谐振频率产生高频电力的方式控制上述供电电路。
43.根据权利要求42所述的无线供电装置，其中， 上述无线供电装置与向上述供电电路提供上述输入电力的电源装置连接， 上述无线供电装置的控制电路基于上述电源装置的输出电压及输出电流，控制上述供电电路以调整上述高频电力的频率。
44.根据权利要求42或43所述的无线供电装置，其中， 上述无线受电装置与从上述无线受电装置接受电力供给的负载装置连接， 上述无线供电装置的控制电路基于由上述负载装置请求的电压及电流，控制上述供电电路以调整上述高频电力的频率。
45.根据权利要求40~44中任一项所述的无线供电装置，其中， 从上述供电电路的输出端子过渡到上述供电天线的输入端子时的输出阻抗被设定为实质上等于从上述供电天线的输入端子过渡到上述供电电路的输出端子时的输入阻抗。
46.一种无线受电装置的控制电路，是从无线供电装置向无线受电装置传输高频电力的无线电力传输系统中的上述无线受电装置的控制电路，其中，上述无线供电装置具备包括第I谐振电路的供电天线，该第I谐振电路包括供电线圈，上述无线受电装置具备包括第2谐振电路的受电天线，该第2谐振电路包括受电线圈，上述供电天线及上述受电天线在彼此电磁耦合时具有包括分别与奇模的谐振状态及偶模的谐振状态对应的2个谐振频率在内的工作频带，上述偶模的谐振频率高于上述奇模的谐振频率， 上述无线受电装置的控制电路设定与上述工作频带相关联的上述无线受电装置的电路常数，以便将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为第I及第2工作频带中的任一个， 上述第I工作频带的偶模的谐振频率被设定为高于上述第2工作频带的偶模的谐振频率，上述第I工作频带的奇模的谐振频率被设定为高于上述第2工作频带的奇模的谐振频率。
47.根据权利要求46所述的无线受电装置的控制电路， 上述无线供电装置还具备:上述无线供电装置的控制电路，在上述无线受电装置的控制电路的控制下，设定与彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带相关联的上述无线供电装置的电路常数， 上述无线受电装置的控制电路以将彼此电磁耦合的上述供电天线及上述受电天线的工作频带设定为上述第I及第2工作频带中的任一个的方式，设定上述无线供电装置的电路常数及上述无线受电装置的电路常数中的至少一方。
48.一种无线受电装置，具备: 受电天线； 向负载装置提供输出电力的受电电路；和 权利要求46或47所述的无线受电装置的控制电路。
49.根据权利要求48所述的无线受电装置，其中， 从上述受电天线的输出端子过渡到上述受电电路时的输出阻抗被设定为实质上等于从上述受电电路过渡到上述受电天线的输出端子时的输入阻抗。
50.一种无线电力传输系统,具备: 权利要求40~45中任一项所述的无线装置；和 权利要求48或49所述的无线受电装置。
【文档编号】H02J17/00GK104040834SQ201380004567
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】菅野浩, 浅沼健一 申请人:松下电器产业株式会社