无线电力传输装置、无线电力传输装置的发热控制方法以及无线电力传输装置的制造方法 |
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| 申请号 | CN201480034211.5 | 申请日 | 2014-01-30 | 公开(公告)号 | CN105308830A | 公开(公告)日 | 2016-02-03 |
| 申请人 | 日东电工株式会社; | 发明人 | 畑中武蔵; 津田尚; | ||||
| 摘要 | 涉及使 磁场 变化来从供电模 块 (2)对连接有被供电设备(10)的受电模块(3)供给电 力 的无线电力传输装置(1)的发热控制方法，该被供电设备(10)包括能够以恒定 电流 -恒定 电压 充电方式充电的锂离子二次 电池 (9)，在该方法中，通过调整供电模块(2)和受电模块(3)所具有的线圈间的耦合系数的值来调整恒定电压充电时的无线电力传输装置(1)的输入阻抗(Zin)的值相对于充电时间的变化量即负载变动特性，从而能够控制无线电力传输装置的发热。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种无线电力传输装置的发热控制方法，该无线电力传输装置使磁场变化来从供电模块对受电模块供给电力，该受电模块连接有包括能够以恒定电流-恒定电压充电方式充电的二次电池的被供电设备，该无线电力传输装置的发热控制方法的特征在于，通过调整所述供电模块和所述受电模块所具有的线圈间的耦合系数的值，来调整所述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性。 |
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| 说明书全文 | 无线电力传输装置、无线电力传输装置的发热控制方法以及无线电力传输装置的制造方法 技术领域[0001] 本发明涉及一种能够控制无线电力传输装置的发热的无线电力传输装置、无线电力传输装置的发热控制方法以及无线电力传输装置的制造方法。 背景技术[0002] 近年来，笔记本型PC、平板型PC、数码相机、移动电话、便携式游戏机、耳机型音乐播放器、无线式头戴型耳机、助听器、记录器等人可携带使用的便携式的电子设备正快速普及。而且，这些便携式的电子设备的大部分中搭载有充电电池，需要定期充电。为了简化对该电子设备的充电电池的充电作业，通过在供电装置与搭载于电子设备的受电装置之间利用无线传输电力的供电技术(使磁场变化来进行电力传输的无线电力传输技术)来对充电电池进行充电的设备正不断增加。 [0003] 例如，作为无线电力传输技术，能够列举利用线圈间的电磁感应来进行电力传输的技术(例如参照专利文献1)、通过利用供电装置和受电装置所具备的谐振器(线圈)间的谐振现象(磁场谐振态)使磁场耦合来进行电力传输的技术(例如参照专利文献2)。 [0004] 另外，关于对充电电池(例如锂离子二次电池等)进行充电的方式，已知有恒定电流-恒定电压充电方式。而且，在通过利用上述无线方式进行电力传输的无线电力传输装置以恒定电流-恒定电压充电方式对锂离子二次电池进行充电的情况下，在从恒定电流充电转变为恒定电压充电时，供给至充电电池的电流值衰减，包括充电电池在内的被供电设备(包括充电电池、稳定电路、充电电路等)的负载阻抗的值上升。 [0005] 于是，包括被供电设备在内的无线电力传输装置整体的输入阻抗也发生变动，但是只要能够使进行该恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量增大，就能够使无线电力传输装置的输入电流值相对于规定的充电时间的变化量增大来抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的过剩的输入电力，从而能够抑制无线电力传输装置的过度发热。即，为了抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的过度发热，要求能够调整恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性。 [0006] 关于该方面，为了能够调整负载变动特性，考虑个别地设置阻抗匹配器。 [0007] 专利文献1：日本专利第4624768号公报 [0008] 专利文献2：日本特开2010-239769号公报 发明内容[0009] 发明要解决的问题 [0010] 然而，对于要求便携性、小型化、低成本化的便携电子设备而言，个别地设置阻抗匹配器会发生导致零件个数增多的不良状况。 [0011] 换言之，期望不对无线电力传输装置(供电装置和受电装置)追加新的设备地调整负载变动特性。 [0012] 因此，本发明的目的在于提供一种不追加新的设备就能够调整从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性从而能够控制无线电力传输装置的发热的发热控制方法等。 [0013] 用于解决问题的方案 [0014] 用于解决上述问题的本发明是一种无线电力传输装置的发热控制方法，该无线电力传输装置使磁场变化来从供电模块对受电模块供给电力，该受电模块连接有包括能够以恒定电流-恒定电压充电方式充电的二次电池的被供电设备，该无线电力传输装置的发热控制方法的特征在于， [0015] 通过调整上述供电模块和上述受电模块所具有的线圈间的耦合系数的值，来调整上述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性。 [0016] 根据上述方法，在使用使磁场变化来供给电力的无线电力传输装置对能够以恒定电流-恒定电压充电方式充电的二次电池进行充电的情况下，能够通过改变供电模块和受电模块所具有的线圈间的耦合系数的值来调整从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性。 [0017] 由此，如果增大负载变动特性，则从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于规定的充电时间的变化量变大，因此无线电力传输装置的输入电流值相对于上述规定的充电时间的变化量变大。而且，如果增大无线电力传输装置的输入电流值的变化量，则能够抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的过剩的输入电力，从而能够抑制无线电力传输装置(供电模块和受电模块)的过度发热。 [0018] 相反地，如果减小负载变动特性，则从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于规定的充电时间的变化量变小，因此无线电力传输装置的输入电流值相对于上述规定的充电时间的变化量变小。而且，如果减小无线电力传输装置的输入电流值的变化量，则能够抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时无线电力传输装置(供电模块和受电模块)的温度在短时间内急剧变化。 [0019] 另外，用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置的发热控制方法，该无线电力传输装置利用谐振现象来从至少具备供电线圈和供电谐振器的供电模块对受电模块供给电力，该受电模块至少具备受电谐振器和受电线圈，且连接有包括能够以恒定电流-恒定电压充电方式充电的二次电池的被供电设备，该无线电力传输装置的发热控制方法的特征在于， [0020] 通过调整上述供电线圈与上述供电谐振器之间的耦合系数、上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的耦合系数以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的耦合系数中的至少一个，来调整上述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性。 [0021] 根据上述方法，在使用利用谐振现象来供给电力的无线电力传输装置对能够以恒定电流-恒定电压充电方式充电的二次电池进行充电的情况下，能够通过改变供电线圈与供电谐振器之间的耦合系数、供电谐振器与受电谐振器之间的耦合系数以及受电谐振器与受电线圈之间的耦合系数中的至少一个来调整从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置相对于充电时间的输入阻抗值的变化量即负载变动特性。 [0022] 由此，如果增大负载变动特性，则从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于规定的充电时间的变化量变大，因此无线电力传输装置的输入电流值相对于上述规定的充电时间的变化量变大。而且，如果增大无线电力传输装置的输入电流值的变化量，则能够抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的过剩的输入电力，从而能够抑制无线电力传输装置(供电线圈、供电谐振器、受电谐振器、受电线圈)的过度发热。 [0023] 相反地，如果减小负载变动特性，则从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于规定的充电时间的变化量变小，因此无线电力传输装置的输入电流值相对于上述规定的充电时间的变化量变小。而且，如果减小无线电力传输装置的输入电流值的变化量，则能够抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时无线电力传输装置(供电线圈、供电谐振器、受电谐振器、受电线圈)的温度在短时间内急剧变化。 [0024] 另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述无线电力传输装置的发热控制方法中，通过增大上述供电线圈与上述供电谐振器之间的耦合系数来增大上述负载变动特性。 [0025] 根据上述方法，能够通过增大供电线圈与供电谐振器之间的耦合系数来增大负载变动特性。 [0026] 另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述无线电力传输装置的发热控制方法中，通过增大上述受电谐振器与上述受电线圈之间的耦合系数来增大上述负载变动特性。 [0027] 根据上述方法，能够通过增大受电谐振器与受电线圈之间的耦合系数来增大负载变动特性。 [0028] 另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述无线电力传输装置的发热控制方法中，通过增大上述供电线圈与上述供电谐振器之间的耦合系数以及上述受电谐振器与上述受电线圈之间的耦合系数，来增大上述负载变动特性。 [0029] 根据上述方法，能够通过增大供电线圈与供电谐振器之间的耦合系数以及受电谐振器与受电线圈之间的耦合系数来增大负载变动特性。 [0030] 另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述无线电力传输装置的发热控制方法中，通过改变上述供电线圈与上述供电谐振器之间的距离、上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的距离、上述受电谐振器与上述受电线圈之间的距离来分别调整上述供电线圈与上述供电谐振器之间的耦合系数、上述供电谐振器与上述受电谐振器之间的耦合系数、上述受电谐振器与上述受电线圈之间的耦合系数的值。 [0031] 根据上述方法，能够通过改变供电线圈与供电谐振器之间的距离来改变供电线圈与供电谐振器之间的耦合系数的值，能够通过改变供电谐振器与受电谐振器之间的距离来改变供电谐振器与受电谐振器之间的耦合系数的值，能够通过改变受电谐振器与受电线圈之间的距离来改变受电谐振器与受电线圈之间的耦合系数的值。由此，通过物理地改变供电线圈与供电谐振器之间的距离、供电谐振器与受电谐振器之间的距离以及受电谐振器与受电线圈之间的距离这样的简单作业，能够改变各个线圈间的耦合系数的值。即，通过物理地改变供电线圈与供电谐振器之间的距离、供电谐振器与受电谐振器之间的距离以及受电谐振器与受电线圈之间的距离这样的简单作业，能够调整负载变动特性。 [0032] 另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述无线电力传输装置的发热控制方法中，通过以使相对于供给至上述供电模块的电力的驱动频率的传输特性的值具有在低于上述供电模块和受电模块的谐振频率的驱动频带以及高于上述谐振频率的驱动频带分别具有波峰的双峰性的特性的方式设定构成上述供电模块和上述受电模块的可变的参数，来调整上述驱动频率，由此能够调整上述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值的增减倾向。 [0033] 根据上述方法，能够通过以具有双峰性的特性的方式设定无线电力传输装置，来通过调整供给至被设定为具有双峰性的特性的无线电力传输装置的电力的驱动频率来设定恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值的增减倾向并调整该无线电力传输装置的输入电流的增减倾向，进而能够控制无线电力传输装置的发热。 [0034] 另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述无线电力传输装置的发热控制方法中，将供给至上述供电模块的电力的上述驱动频率设定在与在低于上述供电模块和受电模块的上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值对应的频带、或与在高于上述供电模块和受电模块的上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值对应的频带来进行调整，以使上述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值成为增加倾向。 [0035] 根据上述方法，能够通过将供给至供电模块的电力的驱动频率设定在与在低于供电模块和受电模块的谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值对应的频带、或与在高于供电模块和受电模块的谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值对应的频带来进行调整，以使恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值成为增加倾向。由此，能够使恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入电流减少，从而使无线电力传输装置的发热减少。 [0036] 另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述无线电力传输装置的发热控制方法中，将供给至上述供电模块的电力的上述驱动频率设定在与在低于上述供电模块和受电模块的上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值以及在高于上述谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值之间的谷间对应的频带来进行调整，以维持上述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值或使上述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值成为降低倾向。 [0037] 根据上述方法，能够通过将供给至供电模块的电力的驱动频率设定为与在低于供电模块和受电模块的谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值以及在高于谐振频率的驱动频带出现的传输特性的峰值之间的谷间对应的频带来进行调整，以维持恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值或使恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值成为降低倾向。由此，能够维持恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入电流或使恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入电流增加。 [0038] 另外，用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置，其特征在于，通过上述无线电力传输装置的发热控制方法而被调整。 [0039] 根据上述结构，能够通过调整供电模块和受电模块所具有的线圈间的耦合系数的值来实现无线电力传输装置的发热的控制。即，不增加无线电力传输装置的零件个数就能够控制无线电力传输装置的发热。 [0040] 另外，用于解决上述问题的发明之一是一种无线电力传输装置的制造方法，该无线电力传输装置使磁场变化来从供电模块对受电模块供给电力，该受电模块连接有包括能够以恒定电流-恒定电压充电方式充电的二次电池的被供电设备，该无线电力传输装置的制造方法的特征在于，包括以下工序： [0041] 通过调整上述供电模块和上述受电模块所具有的线圈间的耦合系数的值，来调整上述恒定电压充电时的该无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性。 [0042] 根据上述方法，能够制造如下无线电力传输装置，该无线电力传输装置能够通过调整供电模块和受电模块所具有的线圈间的耦合系数的值来实现无线电力传输装置的发热的控制。即，能够制造不增加无线电力传输装置的零件个数就能够控制无线电力传输装置的发热的无线电力传输装置。 [0043] 发明的效果 [0044] 能够提供一种不追加新的设备就能够调整从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的无线电力传输装置的输入阻抗值相对于充电时间的变化量即负载变动特性从而能够控制无线电力传输装置的发热的发热控制方法等。附图说明 [0045] 图1是无线电力传输装置的概要说明图。 [0046] 图2是无线电力传输装置的等效电路的说明图。 [0047] 图3是表示锂离子二次电池的充电特性的图表。 [0048] 图4是表示传输特性“S21”相对于驱动频率的关系的说明图。 [0049] 图5是表示输入阻抗Zin相对于驱动频率的关系的曲线图。 [0050] 图6是表示测定实验1-1的测定结果的图表。 [0051] 图7是表示测定实验1-2的测定结果的图表。 [0052] 图8是表示测定实验1-3的测定结果的图表。 [0053] 图9是表示测定实验2-1以及测定实验2-2的测定结果的图表。 [0054] 图10是表示测定实验2-3以及测定实验2-4的测定结果的图表。 [0055] 图11是表示测定实验2-5的测定结果的图表。 [0056] 图12是测定实验2-5的供电线圈的表面温度的测定结果。 [0057] 图13是表示无线电力传输中的线圈间距离与耦合系数的关系的曲线图。 [0058] 图14是说明无线电力传输装置的制造方法的说明图。 [0059] 图15是说明包括无线电力传输装置的无线式头戴型耳机以及充电器的设计方法的流程图。 具体实施方式[0060] (实施方式) [0061] 下面，对本发明所涉及的无线电力传输装置、无线电力传输装置的发热控制方法以及无线电力传输装置的制造方法的实施方式进行说明。首先，对本实施方式中使用的无线电力传输装置1进行说明。 [0062] (无线电力传输装置1的结构) [0063] 如图1所示，无线电力传输装置1包括具备供电线圈21和供电谐振器22的供电模块2以及具备受电线圈31和受电谐振器32的受电模块3。而且，在供电模块2的供电线圈21上连接有具备将供给至供电模块2的电力的驱动频率设定为规定的值的振荡电路的交流电源6，在受电模块3的受电线圈31上经由用于使接收到的交流电力整流化的稳定电路7和用于防止过充电的充电电路8而连接有锂离子二次电池9。此外，在本实施方式中，稳定电路7、充电电路8以及锂离子二次电池9相当于被供电设备10。 [0064] 供电线圈21发挥通过电磁感应将从交流电源6获得的电力供给至供电谐振器22的作用。如图2所示，该供电线圈21构成为以电阻器R1、线圈L1以及电容器C1为要素的RLC电路。此外，线圈L1部分使用铜线材(带绝缘覆膜)，并将线圈直径设定为15mmφ。另外，将构成供电线圈21的电路元件所具有的合计阻抗设为Z1，在本实施方式中，将构成供电线圈21的以电阻器R1、线圈L1以及电容器C1为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z1。另外，将供电线圈21中流通的电流设为I1。此外，电流I1的含义与输入到无线电力传输装置1的输入电流Iin的含义相同。 [0065] 受电线圈31发挥如下作用：通过电磁感应来接收作为磁场能量从供电谐振器22传输至受电谐振器32的电力，并将该电力经由稳定电路7和充电电路8供给至锂离子二次电池9。该受电线圈31与供电线圈21同样地，如图2所示那样构成为以电阻器R4、线圈L4以及电容器C4为要素的RLC电路。此外，线圈L4部分使用铜线材(带绝缘覆膜)，并设定为线圈直径为11mmφ。另外，将构成受电线圈31的电路元件所具有的合计阻抗设为Z4，在本实施方式中，将构成受电线圈31的以电阻器R4、线圈L4以及电容器C4为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z4。另外，将连接于受电线圈31的被供电设备10的合计阻抗设为ZL。另外，将受电线圈31中流通的电流设为I4。此外，虽然将被供电设备10的合计阻抗设为ZL，但为了方便起见，也可以置换为RL。 [0066] 如图2所示，供电谐振器22构成为以电阻器R2、线圈L2以及电容器C2为要素的RLC电路。另外，如图2所示，受电谐振器32构成为以电阻器R3、线圈L3以及电容器C3为要素的RLC电路。而且，供电谐振器22和受电谐振器32分别成为谐振电路，发挥产生磁场谐振态的作用。在此，磁场谐振态(谐振现象)是指两个以上的线圈在谐振频率下谐振。另外，将构成供电谐振器22的电路元件所具有的合计阻抗设为Z2，在本实施方式中，将构成供电谐振器22的以电阻器R2、线圈L2以及电容器C2为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z2。另外，将构成受电谐振器32的电路元件所具有的合计阻抗设为Z3，在本实施方式中，将构成受电谐振器32的以电阻器R3、线圈L3以及电容器C3为要素的RLC电路(电路元件)所具有的合计的阻抗设为Z3。另外，将流过供电谐振器22的电流设为I2，将流过受电谐振器32的电流设为I3。 [0067] 另外，在供电谐振器22和受电谐振器32中的作为谐振电路的RLC电路中，当将电感设为L、将电容器容量设为C时，由(式1)决定的f为谐振频率。而且，本实施方式中的供电线圈21、供电谐振器22、受电线圈31以及受电谐振器32的谐振频率设为970kMHz。 [0068] ···(式1) [0069] 另外，供电谐振器22使用由铜线材(带绝缘覆膜)构成的线圈直径为15mmφ的螺线管型的线圈。另外，受电谐振器32使用由铜线材(带绝缘覆膜)构成的线圈直径为11mmφ的螺线管型的线圈。另外，使供电谐振器22和受电谐振器32的谐振频率一致。此外，供电谐振器22和受电谐振器32只要是使用线圈的谐振器即可，可以是螺旋型、螺线管型等的线圈。 [0070] 另外，将供电线圈21与供电谐振器22之间的距离设为d12，将供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离设为d23，将受电谐振器32与受电线圈31之间的距离设为d34(参照图1)。 [0071] 另外，如图2所示，将供电线圈21的线圈L1与供电谐振器22的线圈L2之间的互感设为M12，将供电谐振器22的线圈L2与受电谐振器32的线圈L3之间的互感设为M23，将受电谐振器32的线圈L3与受电线圈31的线圈L4之间的互感设为M34。另外，在无线电力传输装置1中，将线圈L1与线圈L2之间的耦合系数表述为k12，将线圈L2与线圈L3之间的耦合系数表述为k23，将线圈L3与线圈L4之间的耦合系数表述为k34。 [0072] 此外，期望的是，将供电线圈21的RLC电路的R1、L1、C1、供电谐振器22的RLC电路的R2、L2、C2、受电谐振器32的RLC电路的R3、L3、C3、受电线圈31的RLC电路的R4、L4、C4的电阻值、电感、电容器容量以及耦合系数k12、k23、k34作为在设计、制造阶段等中可变更的参数，以满足后述的(式4)的关系式的方式进行设定。 [0073] 此外，如果表示上述结构的无线电力传输装置1(包括稳定电路7、充电电路8以及锂离子二次电池9)的电路图，则如图1的下图所示。在该图中，将无线电力传输装置1整体替换为一个输入阻抗Zin来进行表示，将施加于无线电力传输装置1的电压设为电压Vin，将输入到无线电力传输装置1的电流设为Iin。 [0074] 并且，如果为了更详细地表示无线电力传输装置1的输入阻抗Zin而利用等效电路表示无线电力传输装置1的结构，则如图2所示。而且，根据图2的等效电路，无线电力传输装置1的输入阻抗Zin能够如(式2)那样表述。 [0075] [0076] [0077] (kij是Li与Lj之间的耦合系数) [0078] ···(式2) [0079] 而且，本实施方式中的无线电力传输装置1的供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32以及受电线圈31的阻抗Z1、Z2、Z3、Z4、ZL分别能够如(式3)那样表述。 [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] ZL＝RL [0085] ···(式3) [0086] 接着，如果将(式3)导入(式2)，则成为(式4)。 [0087] [0088] ···(式4) [0089] 根据上述无线电力传输装置1，在使供电谐振器22的谐振频率与受电谐振器32的谐振频率一致的情况下，能够在供电谐振器22与受电谐振器32之间产生磁场谐振态。当在供电谐振器22与受电谐振器32谐振的状态下产生磁场谐振态时，能够将电力作为磁场能量从供电谐振器22传输至受电谐振器32。而且，将由受电谐振器32接收的电力经由受电线圈31、稳定电路7以及充电电路8供给至锂离子二次电池9来进行充电。 [0090] (无线电力传输装置的发热控制方法) [0091] 基于上述无线电力传输装置1的结构来说明无线电力传输装置1的发热控制方法。 [0092] 首先，对基于使用本实施方式所涉及的无线电力传输装置1对作为电力的供电目标的锂离子二次电池9进行充电时的充电特性的、无线电力传输装置1的温度上升的机制及其应对方法进行说明。 [0093] 在本实施方式中，作为被供给电力的被供电设备10之一，使用了锂离子二次电池9。而且，一般地，使用恒定电流-恒定电压充电方式对锂离子二次电池9进行充电。在利用该恒定电流-恒定电压充电方式进行的锂离子二次电池9的充电中，如图3的锂离子二次电池9的充电特性所示，在从开始充电起的一段期间，对锂离子二次电池9以恒定电流(Ich)方式进行充电(CC：恒定电流)。而且，在以恒定电流方式进行充电的期间，施加于锂离子二次电池9的电压(Vch)上升至规定的上限电压(在本实施方式中为4.2V)。当电压(Vch)上升至上限电压时，在保持为此上限电压不变的状态下以恒定电压方式进行充电(CV：恒定电压)。当以恒定电压(CV)方式进行充电时，输入到锂离子二次电池9的电流值(Ich)逐渐衰减，在达到规定的电流值或经过规定时间后完成充电。 [0094] 而且，随着输入到锂离子二次电池9的电流值(Ich)衰减，包括锂离子二次电池9在内的被供电设备10的负载阻抗的值上升。 [0095] 这样，包括被供电设备10在内的无线电力传输装置1整体的输入阻抗Zin也发生变动。 [0096] 在此，如果设为对无线电力传输装置1施加电压Vin并使电流Iin流动t秒(sec)，则能够根据(式5)求出无线电力传输装置1中产生的热能J(发热量)(焦耳定律)。 [0097] J＝Iin×Vin×t(sec) [0098] ···(式5) [0099] 而且，如果用基于电压Vin和输入阻抗Zin的关系式来表示电流Iin，则如(式6)所示(参照图1)。 [0100] [0101] ···(式6) [0102] 而且，如本实施方式那样，由交流电源6施加于无线电力传输装置1的电压Vin保持为固定(在本实施方式中为有效值5V)，因此，如果将(式6)代入(式5)，则由(式7)的关系式表示。 [0103] [0104] ···(式7) [0105] 而且，如果无线电力传输装置1中产生的热能J变大，则会导致构成无线电力传输装置1的电子零件的寿命缩短，因此要求抑制无线电力传输装置1中产生的热能J。 [0106] 根据上述(式7)可知，如果能够增大恒定电压充电时的输入阻抗Zin的值，则对无线电力传输装置1输入的输入电流Iin的值也会变小(参照式6)，因此能够抑制从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时的无线电力传输装置1的发热量(无线电力传输装置1中产生的热能J)，从而能够抑制无线电力传输装置1的温度上升。 [0107] 并且，可知如果能够增大恒定电压充电时(CV)的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量即负载变动特性，则能够增大无线电力传输装置1的输入电流Iin相对于规定的充电时间的变化量来抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的过剩的输入电力，从而能够抑制无线电力传输装置1的过度发热。 [0108] 相反地，可知如果能够减小恒定电压充电时(CV)的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量即负载变动特性，则能够减小无线电力传输装置1的输入电流Iin相对于规定的充电时间的变化量，从而能够抑制无线电力传输装置1的温度在短时间内急剧变化。 [0109] (恒定电压充电时的输入阻抗Zin的增减倾向的设定) [0110] 在本实施方式中，在使用无线电力传输装置1对锂离子二次电池9进行恒定电流-恒定电压充电的情况下，为了增大恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值，以后述的无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”具有双峰性的性质的方式设定供电线圈21的RLC电路的R1、L1、C1、供电谐振器22的RLC电路的R2、L2、C2、受电谐振器32的RLC电路的R3、L3、C3、受电线圈31的RLC电路的R4、L4、C4的电阻值、电感、电容器容量、以及耦合系数k12、k23、k34等构成供电模块2和受电模块3的可变更的参数。而且，使无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”具有双峰性的性质，并且调整供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率，由此设定恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗值的增减倾向，从而抑制无线电力传输装置1的发热量。 [0111] (测定实验1-1～1-3) [0112] 利用测定实验1-1～1-3对如下情况进行说明：在将无线电力传输装置1的相对于供给至所述无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”设定为具有双峰性的性质的情况下，通过调整供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率而恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗值表现出何种增减倾向。 [0113] 在测定实验1-1～1-3中使用的无线电力传输装置1中，供电线圈21构成为以电阻器R1、线圈L1、电容器C1为要素的RLC电路，线圈L1部分将线圈直径设定为15mmφ。同样地，受电线圈31构成为以电阻器R4、线圈L4、电容器C4为要素的RLC电路，线圈L4部分将线圈直径设定为11mmφ。另外，供电谐振器22构成为以电阻器R2、线圈L2以及电容器C2为要素的RLC电路，线圈L2部分使用线圈直径为15mmφ的螺线管型的线圈。另外，受电谐振器32构成为以电阻器R3、线圈L3以及电容器C3为要素的RLC电路，线圈L3部分使用线圈直径为11mmφ的螺线管型的线圈。而且，将测定实验1-1～1-3中使用的无线电力传输装置1中的R1、R2、R3、R4的值分别设定为0.65Ω、0.65Ω、2.47Ω、2.0Ω。另外，将L1、L2、L3、L4的值分别设定为3.1μH、3.1μH、18.4μH、12.5μH。另外，将耦合系数k12、k23、k34分别设定为0.46、0.20、0.52。另外，供电谐振器22和受电谐振器32的谐振频率是970kHz。 [0114] 而且，在测定实验1-1～1-3中，通过上述结构将无线电力传输装置1设定为双峰性的性质，并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率改变为后述的同相谐振模式(fL)、反相谐振模式(fH)以及谐振频率(f0)这三个状态(参照图4、图5)，来测定对锂离子二次电池9进行充电(供电)时的电流Iin以及输入阻抗Zin。此外，在测定实验1-1～1-3中，测定从交流电源6施加于无线电力传输装置1的输入电压Vin＝5V时的相对于充电时间(Charging Time(min))的电流Iin以及输入阻抗Zin。 [0115] (双峰性的性质) [0116] 在此，在本测定实验中，在无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”具有双峰性的性质的前提下进行了测定。而且，传输特性“S21”表示在无线电力传输装置1上连接网络分析仪(安捷伦科技股份有限公司制造的E5061B等)而测量出的信号，以分贝表示，数值越大则意味着电力传输效率越高。而且，无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”根据供电模块2和受电模块3之间的基于磁场的结合程度(磁场耦合)的强度而分为具有单峰性的性质的传输特性和具有双峰性的性质的传输特性。而且，单峰性是指相对于驱动频率的传输特性“S21”的波峰为一个且该波峰在谐振频带(f0)出现(参照图 4的虚线51)。另一方面，双峰性是指相对于驱动频率的传输特性“S21”的波峰有两个且这两个波峰在低于谐振频率的驱动频带(fL)和高于谐振频率的驱动频带(fH)出现(参照图 4的实线52)。如果更详细地定义双峰性，则是指在所述网络分析仪上连接无线电力传输装置1而测量出的反射特性“S11”具有两个波峰的状态。因而，在即使相对于驱动频率的传输特性“S21”的波峰看似为一个但测量出的反射特性“S11”具有两个波峰的情况下，也设为具有双峰性的性质。此外，电力传输效率是指受电模块3所接收的电力相对于供给至供电模块2的电力的比率。 [0117] 在具有上述单峰性的性质的无线电力传输装置1中，如图4的虚线51所示，在驱动频率为谐振频率f0时，传输特性“S21”最大化(电力传输效率最大化)。 [0118] 另一方面，在具有双峰性的性质的无线电力传输装置1中，如图4的实线52所示，传输特性“S21”在低于谐振频率f0的驱动频带(fL)与高于谐振频率f0的驱动频带(fH)最大化。 [0119] 此外，一般地，如果供电谐振器与受电谐振器之间的距离相同，则双峰性的传输特性“S21”的最大值(在fL或fH时的传输特性“S21”的值)成为比单峰性的传输特性“S21”的最大值(在f0时的传输特性“S21”的值)低的值(参照图4的曲线图)。 [0120] 具体地说，在将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况(同相谐振模式)下，供电谐振器22和受电谐振器32为相同相位且成为谐振状态，供电谐振器22中流通的电流的方向与受电谐振器32中流通的电流的方向成为相同方向。其结果，如图4的曲线图所示，虽然未达到以电力传输效率的最大化为目的的一般的无线电力传输装置的传输特性“S21”(虚线51)，但即使在使驱动频率与供电模块2所具备的供电谐振器22和受电模块3所具备的受电谐振器32所具有的谐振频率不一致的情况下，也能够将传输特性“S21”的值设为比较高的值。在此，将供电模块2的线圈(供电谐振器22)中流通的电流的方向与受电模块3的线圈(受电谐振器32)中流通的电流的方向成为相同方向的谐振状态称为同相谐振模式。 [0121] 另外，在上述同相谐振模式下，产生于供电谐振器22的外周侧的磁场与产生于受电谐振器32的外周侧的磁场相互抵消，由此在供电谐振器22和受电谐振器32的外周侧，磁场所产生的影响减小，从而能够形成具有比供电谐振器22和受电谐振器32的外周侧以外的磁场强度(例如供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧的磁场强度)小的磁场强度的磁场空间。而且，在该磁场空间收纳有期望减小磁场影响的稳定电路7、充电电路8、锂离子二次电池9等的情况下，能够减少或防止对于稳定电路7、充电电路8、锂离子二次电池9等产生由磁场引起的涡电流，从而能够抑制发热所导致的不良影响。 [0122] 另一方面，在将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况(反相谐振模式)下，供电谐振器22和受电谐振器32为相反相位且成为谐振状态，供电谐振器22中流通的电流的方向与受电谐振器32中流通的电流的方向成为相反方向。其结果，如图4的曲线图所示，虽然未达到以电力传输效率的最大化为目的的一般的无线电力传输装置的传输特性“S21”(虚线51)，但是即使在使驱动频率与供电模块2所具备的供电谐振器22和受电模块3所具备的受电谐振器32所具有的谐振频率不一致的情况下，也能够将传输特性“S21”的值设为比较高的值。在此，将供电模块2的线圈(供电谐振器22)中流通的电流的方向与受电模块3的线圈(受电谐振器32)中流通的电流的方向成为相反方向的谐振状态称为反相谐振模式。 [0123] 另外，在上述反相谐振模式下，产生于供电谐振器22的内周侧的磁场与产生于受电谐振器32的内周侧的磁场相互抵消，由此在供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧，磁场所产生的影响减小，从而能够形成具有比供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧以外的磁场强度(例如供电谐振器22和受电谐振器32的外周侧的磁场强度)小的磁场强度的磁场空间。而且，在该磁场空间收纳有期望减小磁场影响的稳定电路7、充电电路8、锂离子二次电池9等的情况下，能够减小或防止对于稳定电路7、充电电路8、锂离子二次电池9等产生由磁场引起的涡电流，从而能够抑制发热所导致的不良影响。另外，通过该反相谐振模式而形成的磁场空间形成于供电谐振器22和受电谐振器32的内周侧，因此通过将稳定电路7、充电电路8、锂离子二次电池9等电子部件组装到该空间内，能够实现无线电力传输装置1自身的小型化、提高设计自由度。 [0124] 另外，在如上述那样无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”具有双峰性的性质的情况下，在将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为同相谐振模式(fL)或反相谐振模式(fH)时，如图5所示，能够在将电力传输效率维持为较高的值的状态下实现无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值的最大化(参照实线55)。另外，在将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为谐振频率(f0)时，如图5所示，能够实现无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值的最小化(参照实线55)。而且，在本测定实验1-1～1-3中，在使供给至供电模块2的交流电力的驱动频率为同相谐振模式(fL)、反相谐振模式(fH)以及谐振频率(f0)这三个状态下测定对锂离子二次电池9进行充电(供电)时的电流Iin和输入阻抗Zin。 [0125] 此外，在本实施方式中，如果无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”具有双峰性的性质，则供电线圈21的RLC电路的R1、L1、C1、供电谐振器22的RLC电路的R2、L2、C2、受电谐振器32的RLC电路的R3、L3、C3、受电线圈31的RLC电路的R4、L4、C4的电阻值、电感、电容器容量、以及耦合系数k12、k23、k34等构成供电模块2和受电模块3的可变更的参数的设定、组合是设计事项，能够自由设定。 [0126] (测定实验1-1：将驱动频率设定为同相谐振模式的情况) [0127] 在测定实验1-1中，测定将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况(同相谐振模式：fL＝870kHz)下的相对于充电时间(Charging Time(min))的输入电流Iin和输入阻抗Zin，并在图6中示出其测定结果。此外，输入电压Vin为5V(固定)。 [0128] 根据图6的测定结果可知，从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起，输入阻抗Zin的值成为增加倾向。而且，可知随着输入阻抗Zin的值成为增加倾向，输入电流Iin的值成为减少倾向(参照式6)。 [0129] 根据上述测定实验1-1，在将无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”设定为具有双峰性的性质并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的低频侧的波峰附近的频率fL的情况下，能够使输入阻抗Zin的值在从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起成为增加倾向。由此可知，能够使恒定电压充电时(CV)的无线电力传输装置1的输入电流Iin减少，从而能够使无线电力传输装置1的发热减少。 [0130] (测定实验1-2：将驱动频率设定为反相谐振模式的情况) [0131] 在测定实验1-2中，测定将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况(反相谐振模式：fH＝1070kHz)下的相对于充电时间(Charging Time(min))的输入电流Iin和输入阻抗Zin，并在中图7示出其测定结果。此外，输入电压Vin为5V(固定)。 [0132] 根据图7的测定结果可知，从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起，输入阻抗Zin的值成为增加倾向。而且，可知随着输入阻抗Zin的值成为增加倾向，输入电流Iin的值成为减少倾向(参照式6)。 [0133] 根据上述测定实验1-2，在将无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”设定为具有双峰性的性质并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的高频侧的波峰附近的频率fH的情况下，能够使输入阻抗Zin的值在从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起成为增加倾向。由此可知，能够使恒定电压充电时(CV)的无线电力传输装置1的输入电流Iin减少，从而能够使无线电力传输装置1的发热减少。 [0134] (测定实验1-3：将驱动频率设定为谐振频率的情况) [0135] 在测定实验1-3中，测定将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的谐振频率f0的情况(谐振频率：f0＝970kHz)下的相对于充电时间(Charging Time(min))的输入电流Iin和输入阻抗Zin，并在图8中示出其测定结果。此外，输入电压Vin为5V(固定)。 [0136] 根据图8的测定结果可知，从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起，输入阻抗Zin的值成为减少倾向。而且，可知随着输入阻抗Zin的值成为减少倾向，输入电流Iin的值成为增加倾向(参照式6)。 [0137] 根据上述测定实验1-3，在将无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”设定为具有双峰性的性质并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为双峰性的谐振频率f0的情况下，能够使输入阻抗Zin的值在从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起成为减少倾向。 [0138] 根据上述测定实验1-1～1-3可知，在将无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”设定为具有双峰性的性质的情况下，通过调整供给至供电模块2的交流电力的驱动频率，能够设定恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值的增减倾向，并且能够调整无线电力传输装置1的输入电流Iin的增减倾向，从而能够控制无线电力传输装置1的发热。此外，根据上述测定实验1-1～1-3，如果将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为同相谐振模式fL与谐振频率f0之间或谐振频率f0与反相谐振模式fH之间的规定值，则也能够将恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值维持为固定值。 [0139] 并且，能够通过将供给至供电模块2的电力的驱动频率设定在与在低于供电模块2和受电模块3的谐振频率(f0)的驱动频带出现的传输特性的峰值(fL)对应的频带来进行调整，以使恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值成为增加倾向。由此，能够使恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入电流Iin减少，从而能够使无线电力传输装置1的发热减少。 [0140] 另外，能够通过将供给至供电模块2的电力的驱动频率设定在与在高于供电模块2和受电模块3的谐振频率(f0)的驱动频带出现的传输特性的峰值(fH)对应的频带来进行调整，以使恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值成为增加倾向。由此，能够使恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入电流Iin减少，从而能够使无线电力传输装置1的发热减少。 [0141] 另外，能够通过将供给至供电模块2的电力的驱动频率设定在与在低于供电模块2和受电模块3的谐振频率(f0)的驱动频带出现的传输特性的峰值(fL)以及在高于谐振频率(f0)的驱动频带出现的传输特性的峰值(fH)之间的谷间对应的频带来进行调整，以维持恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值或使恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值成为降低倾向。由此，能够维持或增加恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入电流Iin。 [0142] (负载变动特性的设定) [0143] 接着，例如，在如上述测定实验1-1那样将恒定电压充电时(CV)的无线电力传输装置1的输入阻抗值的增减倾向设定为增加倾向的情况下，只要能够增大恒定电压充电时(CV)的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量即负载变动特性，就能够增大无线电力传输装置1的输入电流Iin相对于规定的充电时间的变化量，从而能够抑制从恒定电流充电转变为恒定电压充电时的过剩的输入电力，从而能够具有适应性地抑制无线电力传输装置1的过度发热。 [0144] 在此，负载变动特性是指恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量，该负载变动特性是将X轴设为恒定电压充电时(CV)的充电时间、将Y轴设为输入阻抗Zin值的情况下(参照图6的输入阻抗Zin)的相对于X轴的规定的变化量(ΔX)的Y轴的规定的变化量(ΔY)，表示斜度(此外，负载变动特性以绝对值进行评价)。因而，当负载变动特性变大时，恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量变大，斜度变陡。即，当增大负载变动特性时，能够在短时间内减少输入到无线电力传输装置1的输入电流Iin，能够抑制从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时的过剩的输入电力，从而能够具有适应性地抑制无线电力传输装置1的过度发热。 [0145] (利用耦合系数来调整负载变动特性) [0146] 在本实施方式中，通过改变耦合系数k12、k23、k34来调整所述负载变动特性。而且，利用测定实验2-1～2-5来说明通过如何改变耦合系数k12、k23、k34而负载变动特性如何改变。 [0147] (测定实验2-1) [0148] 将测定实验2-1中使用的无线电力传输装置1中的R1、R2、R3、R4的值分别设定为0.65Ω、0.65Ω、2.47Ω、2.0Ω。另外，将L1、L2、L3、L4的值分别设定为3.1μH、3.1μH、18.4μH、12.5μH。另外，供电谐振器22和受电谐振器32的谐振频率是970kHz。 [0149] 而且，在测定实验2-1中，根据上述结构，将无线电力传输装置1设定为双峰性的性质，并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为反相谐振模式(fH)。而且，将耦合系数k23、k34分别固定为0.20、0.52，然后测定将耦合系数k12设为0.3的情况和将耦合系数k12设为0.46的情况下的对锂离子二次电池9进行充电(供电)时的输入阻抗Zin。此外，在测定实验2-1中，测定从交流电源6施加于无线电力传输装置1的输入电压Vin＝ 5V时的相对于充电时间(Charging Time(min))的输入阻抗Zin。 [0150] 根据图9的测定实验2-1的测定结果，在将耦合系数k12设为0.3的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为10Ω，与此相对，在将耦合系数k12设为0.46的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为20Ω。因而，可知将耦合系数k12设为0.46的情况下的负载变动特性比将耦合系数k12设为0.3的情况下的负载变动特性大。 [0151] (测定实验2-2) [0152] 测定实验2-2中使用的无线电力传输装置1与测定实验2-1相同。而且，在测定实验2-2中，将无线电力传输装置1设定为双峰性的性质，并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为供电谐振器22和受电谐振器32所具有的谐振频率(f0)。而且，将耦合系数k23、k34分别固定为0.20、0.52，然后测定将耦合系数k12设为0.3的情况和将耦合系数k12设为0.46的情况下的对锂离子二次电池9进行充电(供电)时的输入阻抗Zin。此外，在测定实验2-2中，通过将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为供电谐振器22和受电谐振器32所具有的谐振频率(f0)，来使输入阻抗Zin的值在从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起成为减少倾向。 [0153] 根据图9的测定实验2-2的测定结果，在将耦合系数k12设为0.3的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为3Ω，与此相对，在将耦合系数k12设为0.46的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为6Ω。因而，可知将耦合系数k12设为0.46的情况下的负载变动特性比将耦合系数k12设为0.3的情况下的负载变动特性大。此外，该情况下的恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin相对于充电时间的值的变化量即斜度为负(-)，但由于如上所述以绝对值来评价负载变动特性，因此评价为测定实验2-2的情况下的负载变动特性也大。 [0154] (测定实验2-3) [0155] 测定实验2-3中使用的无线电力传输装置1与测定实验2-1相同。而且，在测定实验2-2中，将无线电力传输装置1设定为双峰性的性质，并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为反相谐振模式(fH)。而且，将耦合系数k12、k23分别固定为0.46、0.20，然后测定将耦合系数k34设为0.25的情况和将耦合系数k34设为0.52的情况下的对锂离子二次电池9进行充电(供电)时的输入阻抗Zin。 [0156] 根据图10的测定实验2-3的测定结果，在将耦合系数k34设为0.25的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为15Ω，与此相对，在将耦合系数k34设为0.52的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为20Ω。因而，可知将耦合系数k34设为0.52的情况下的负载变动特性比将耦合系数k34设为0.25的情况下的负载变动特性大。 [0157] (测定实验2-4) [0158] 测定实验2-4中使用的无线电力传输装置1与测定实验2-1相同。而且，在测定实验2-4中，将无线电力传输装置1设定为双峰性的性质，并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为供电谐振器22和受电谐振器32所具有的谐振频率(f0)。而且，将耦合系数k12、k23分别固定为0.46、0.20，然后测定将耦合系数k34设为0.25的情况和将耦合系数k34设为0.52的情况下的对锂离子二次电池9进行充电(供电)时的输入阻抗Zin。此外，在测定实验2-4中，与测定实验2-2同样地，通过将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为供电谐振器22和受电谐振器32所具有的谐振频率(f0)，来使输入阻抗Zin的值在从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)起成为减少倾向。 [0159] 根据图10的测定实验2-4的测定结果，在将耦合系数k34设为0.25的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为1.5Ω，与此相对，在将耦合系数k34设为0.52的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为6Ω。因而，可知将耦合系数k34设为0.52的情况下的负载变动特性比将耦合系数k34设为0.25的情况下的负载变动特性大。 [0160] (测定实验2-5) [0161] 将测定实验2-5中使用的无线电力传输装置1中的R1、R2、R3、R4的值分别设定为0.7Ω、0.7Ω、2.5Ω、2.0Ω。另外，将L1、L2、L3、L4的值分别设定为3.1μH、3.1μH、18.4μH、 12.5μH。另外，将C1、C2、C3、C4的值分别设定为8.7nF、8.7nF、1.5nF、2.3nF。另外，供电谐振器22和受电谐振器32的谐振频率是970kHz。 [0162] 而且，在测定实验2-5中，根据上述结构，将无线电力传输装置1设定为双峰性的性质，并且将供给至供电模块2的交流电力的驱动频率设定为反相谐振模式(fH)。而且，将耦合系数k23固定为0.20，然后测定将耦合系数k12设为0.38且将耦合系数k34设为0.37的情况和将耦合系数k12设为0.46且将耦合系数k34设为0.52的情况下的对锂离子二次电池9进行充电(供电)时的输入阻抗Zin以及输入电流Iin(I1)。此外，在测定实验2-5中，也测定从交流电源6施加于无线电力传输装置1的输入电压Vin＝5V时的相对于充电时间(ChargingTime(min))的输入阻抗Zin以及输入电流Iin。 [0163] 根据图11的测定实验2-5的输入阻抗Zin的测定结果，在将耦合系数k12设为0.38且将耦合系数k34设为0.37的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为12Ω(41Ω-29Ω)，在将耦合系数k12设为0.46且将耦合系数k34设为0.52的情况下，恒定电压充电时(CV)的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量大致为17Ω(47Ω-30Ω)。因而，可知将耦合系数k12设为0.46且将耦合系数k34设为0.52的情况下的负载变动特性比将耦合系数k12设为0.38且将耦合系数k34设为0.37的情况下的负载变动特性大。 [0164] 另外，根据图11的测定实验2-5的输入电流Iin的测定结果，在将耦合系数k12设为0.38且将耦合系数k34设为0.37的情况下，恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入电流Iin相对于充电时间的变化量大致为0.050A(0.170A-0.120A)，与此相对，在将耦合系数k12设为0.46且将耦合系数k34设为0.52的情况下，恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入电流Iin相对于充电时间的变化量大致为0.058A(0.164A-0.106A)。因而，可知在将耦合系数k12设为0.46且将耦合系数k34设为0.52的情况下，相比于将耦合系数k12设为0.38且将耦合系数k34设为0.37的情况，恒定电压充电时的无线电力传输装置1的输入电流Iin相对于充电时间的变化量大。 [0165] 并且，在本测定实验2-5中，测定将耦合系数k12设为0.38且将耦合系数k34设为0.37的情况和将耦合系数k12设为0.46且将耦合系数k34设为0.52的情况下的恒定电流-恒定电压充电时的供电线圈21的表面温度。在图12中示出其测定值以及将测定值图表化而得到的图。 [0166] 根据图12的供电线圈21的表面温度的测定结果，在将耦合系数k12设为0.38、将耦合系数k34设为0.37的情况下，从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时(充电时间30分钟与40分钟之间)的供电线圈21的表面温度约为39.4℃，从转变为恒定电压充电(CV)起经过约40分钟时(充电时间80分钟)的供电线圈21的表面温度约为39.2℃。即，供电线圈21的表面温度仅下降了0.2℃(39.4-39.2℃)。 [0167] 另一方面，在将耦合系数k12设为0.46、将耦合系数k34设为0.52的情况下，从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时(充电时间30分钟与40分钟之间)的供电线圈21的表面温度约为39.1℃，从转变为恒定电压充电(CV)起经过约40分钟时(充电时间80分钟)的供电线圈21的表面温度约为37.6℃。即，供电线圈21的表面温度也下降了1.5℃(39.1-37.6℃)。 [0168] 可知当像这样将耦合系数k12以及耦合系数k34的值设定得大时，负载变动特性变大，无线电力传输装置1的输入电流Iin相对于充电时间的变化量也变大，能够抑制从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时的过剩的输入电力，从而能够进一步抑制无线电力传输装置1(本测定实验2-5中为供电线圈21)的发热。 [0169] (耦合系数的调整方法) [0170] 接着，对作为用于调整所述负载变动特性的参数的耦合系数的调整方法进行说明。 [0171] 如图13所示，在无线电力传输中，线圈间的距离与耦合系数k的关系为当线圈与线圈之间的距离缩短(变短)时，耦合系数k的值存在变高的倾向。当将该关系应用于本实施方式的无线电力传输装置1时，通过分别缩短供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12、供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23、受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够增大供电线圈21(线圈L1)与供电谐振器22(线圈L2)之间的耦合系数k12、供电谐振器22(线圈L2)与受电谐振器32(线圈L3)之间的耦合系数k23、受电谐振器32(线圈L3)与受电线圈31(线圈L4)之间的耦合系数k34。相反地，通过分别延长供电线圈 21与供电谐振器22之间的距离d12、供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23、受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够降低供电线圈21(线圈L1)与供电谐振器 22(线圈L2)之间的耦合系数k12、供电谐振器22(线圈L2)与受电谐振器32(线圈L3)之间的耦合系数k23、受电谐振器32(线圈L3)与受电线圈31(线圈L4)之间的耦合系数k34。 [0172] 根据上述耦合系数的调整方法以及利用耦合系数来调整负载变动特性的测定实验2-1～2-5，在将供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23以及受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34固定了的情况下，通过缩短供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12，能够增大供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12的值，通过增大耦合系数k12的值，能够增大负载变动特性。相反地，通过延长供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12，能够减小供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12的值，通过减小耦合系数k12的值，能够减小负载变动特性。 [0173] 另外，在将供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12以及供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23固定了的情况下，通过缩短受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够增大受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34的值，通过增大耦合系数k34的值，能够增大负载变动特性。相反地，通过延长受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够减小受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34的值，通过减小耦合系数k34的值，能够减小负载变动特性。 [0174] 另外，在将供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23固定了的情况下，通过缩短供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12以及受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够增大供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12的值以及受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34的值，通过增大耦合系数k12以及耦合系数k34的值，能够增大负载变动特性。相反地，通过延长供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12以及受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34，能够减小供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12的值以及受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34的值，通过减小耦合系数k12以及耦合系数k34的值，能够减小负载变动特性。 [0175] 根据上述方法，在使用利用谐振现象供给电力的无线电力传输装置1对能够以恒定电流-恒定电压充电方式充电的锂离子二次电池9进行充电的情况下，能够通过改变供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12、供电谐振器22与受电谐振器32之间的耦合系数k23以及受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34中的至少一个来调整从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于充电时间的变化量即负载变动特性。由此，如果增大负载变动特性，则从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于规定的充电时间的变化量变大，因此无线电力传输装置1的输入电流Iin的值相对于规定的充电时间的变化量变大。而且，如果增大无线电力传输装置1的输入电流Iin的值的变化量，则能够抑制从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时的过剩的输入电力，从而能够抑制无线电力传输装置1(供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32、受电线圈31)的过度发热。 [0176] 相反地，如果减小负载变动特性，则从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时的无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的值相对于规定的充电时间的变化量变小，因此无线电力传输装置1的输入电流Iin的值相对于规定的充电时间的变化量变小。而且，如果减小无线电力传输装置1的输入电流Iin的值的变化量，则能够抑制从恒定电流充电(CC)转变为恒定电压充电(CV)时无线电力传输装置1(供电线圈21、供电谐振器22、受电谐振器32、受电线圈31)的温度在短时间内急剧变化。 [0177] 另外，根据上述方法，能够通过增大供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12来增大负载变动特性。 [0178] 另外，根据上述方法，能够通过增大受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34来增大负载变动特性。 [0179] 另外，根据上述方法，能够通过增大供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12以及受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34来增大负载变动特性。 [0180] 根据上述方法，能够通过改变供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12来改变供电线圈21与供电谐振器22之间的耦合系数k12的值，能够通过改变供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23来改变供电谐振器22与受电谐振器32之间的耦合系数k23的值，能够通过改变受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34来改变受电谐振器32与受电线圈31之间的耦合系数k34的值。由此，通过物理地改变供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12、供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23以及受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34这样的简单作业，就能够改变各线圈间的耦合系数的值。即，通过物理地改变线圈间的距离这样的简单作业，就能够调整负载变动特性。 [0181] (制造方法) [0182] 接着，参照图14和图15，对作为制造无线电力传输装置1的一个工序的设计方法(设计工序)进行说明。在本说明中，以具备耳机扬声器部200a的无线式头戴型耳机200以及充电器201为例对作为搭载无线电力传输装置1的便携式设备进行说明(参照图14)。 [0183] 通过本设计方法设计出的无线电力传输装置1在图14所示的无线式头戴型耳机200以及充电器201中分别作为受电模块3(受电线圈31、受电谐振器32)以及供电模块 2(供电线圈21、供电谐振器22)而搭载。另外，在图14中，为了便于说明而将稳定电路7、充电电路8以及锂离子二次电池9记载于受电模块3之外，但实际上配置于受电线圈31以及螺线管状的受电谐振器32的线圈内周侧。即，以在无线式头戴型耳机200中搭载受电模块3、稳定电路7、充电电路8以及锂离子二次电池9、在充电器201中搭载供电模块2并在供电模块2的供电线圈21上连接有交流电源6的状态使用。 [0184] (设计方法) [0185] 首先，如图15所示，根据锂离子二次电池9的容量和锂离子二次电池9的充电所需的充电电流，来决定受电模块3所接收的受电电量(S1)。 [0186] 接着，决定供电模块2与受电模块3之间的距离(S2)。该距离是将内置有受电模块3的无线式头戴型耳机200载置于内置有供电模块2的充电器201时的供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23，使用形态为充电中的状态。更详细地说，供电谐振器22与受电谐振器32之间的距离d23是考虑无线式头戴型耳机200和充电器201的形状、构造而决定的。 [0187] 另外，基于无线式头戴型耳机200的大小、形状、构造来决定受电模块3中的受电线圈31和受电谐振器32的线圈直径(S3)。 [0188] 另外，基于充电器201的大小、形状、构造来决定供电模块2的供电线圈21和供电谐振器22的线圈直径(S4)。 [0189] 通过经过上述S2～S4的过程来决定无线电力传输装置1的供电谐振器22(线圈L2)与受电谐振器32(线圈L3)之间的耦合系数k23和电力传输效率。 [0190] 根据通过上述S1决定的受电模块3所接收的受电电量以及经过S2～S4的过程而决定的电力传输效率，来决定向供电模块2供电所需的最低限度的供电电量(S5)。 [0191] 然后，基于上述受电模块3所接收的受电电量、电力传输效率以及向供电模块2供电所需的最低限度的供电电量，来决定无线电力传输装置1的输入阻抗Zin的设计值的范围(S6)。 [0192] 另外，决定使无线电力传输装置1的相对于供给至无线电力传输装置1的电力的驱动频率的传输特性“S21”具有上述的双峰性的性质的设计值的范围(S7)。 [0193] 然后，以满足通过S6以及S7决定的输入阻抗Zin、具有双峰性的性质的设计值以及期望的负载变动特性的方式，决定与供电线圈21和供电谐振器22以及受电谐振器32和受电线圈31相关的最终的参数(S8)。在此，作为与供电线圈21和供电谐振器22以及受电谐振器32和受电线圈31相关的参数，能够列举供电线圈21的RLC电路的R1、L1、C1、供电谐振器22的RLC电路的R2、L2、C2、受电谐振器32的RLC电路的R3、L3、C3、受电线圈31的RLC电路的R4、L4、C4的电阻值、电感、电容器容量、耦合系数k12、k23、k34、还有供电线圈21与供电谐振器22之间的距离d12、受电谐振器32与受电线圈31之间的距离d34等。 [0194] 根据包含上述设计方法的无线电力传输装置1的制造方法，能够制造如下无线电力传输装置1，该无线电力传输装置1能够通过调整供电模块2和受电模块3所具有的线圈间的耦合系数的值来实现无线电力传输装置1的发热的控制。即，能够制造不增加无线电力传输装置1的零件个数就能够控制无线电力传输装置1的发热的无线电力传输装置1。 [0195] (其它实施方式) [0196] 在所述制造方法的说明中，例示无线式头戴型耳机200进行说了明，但只要是具备二次电池的设备即可，也能够使用于平板型PC、数码相机、移动电话、耳机型音乐播放器、助听器、集音器等。 [0197] 另外，在上述说明中，例示通过利用供电模块2和受电模块3所具备的谐振器(线圈)间的谐振现象(磁场谐振态)使磁场耦合来进行电力传输的无线电力传输装置1进行了说明，但也能够应用于利用线圈间的电磁感应来进行电力传输的无线电力传输装置1。 [0198] 另外，在上述说明中，假定将无线电力传输装置1搭载于便携式的电子设备的情况进行了说明，但用途并不限于这些小型设备，通过根据所需电量来变更规格，例如也能够搭载于相对大型的电动汽车(EV)的无线充电系统、更小型的医疗用的无线式胃内相机等。 [0199] 在以上的详细说明中，为了能够更容易地理解本发明而以特征部分为中心进行了说明，但本发明并不限定于以上的详细说明所记载的实施方式、实施例，也能够应用于其它实施方式、实施例，应尽可能广范地解释其应用范围。另外，本说明书中使用的用语以及语法用于准确地对本发明进行说明，而非用于限制本发明的解释。另外，本领域技术人员能够根据本说明书所记载的发明的概念而容易地推想出包含于本发明的概念的其它结构、系统、方法等。因而，权利要求书的记载应理解为在不脱离本发明的技术思想的范围内包含等效的结构。另外，为了充分理解本发明的目的和本发明的效果，期望充分参考已经公开的文献等。 [0200] 附图标记说明 [0201] 1：无线电力传输装置；2：供电模块；3：受电模块；6：交流电源；7：稳定电路；8：充电电路；9：锂离子二次电池；10：被供电设备；21：供电线圈；22：供电谐振器；31：受电线圈；32：受电谐振器；200：无线式头戴型耳机；201：充电器。 |
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