(57)【要約】本技術は、多数のバッテリセルから構成されたバッテリ装置を容易に管理することができる通信装置、通信方法、バッテリ装置、および電子機器に関する。トランス１７１には、バッテリ５１側のコイル１８１と、ＩＣチップ５３側のコイル１８２からなり、コイル１８１の巻数が少なく、コイル１８２の巻数が多いものを採用する。バッテリセル３１−３においては、トランス１７１のコイル１８１の巻数が少ない（抵抗が小さい）ので交流信号の損失を抑えることができる。コイル１８２の巻数が多い電圧発生部１５１にて高い電圧を発生し、ＩＣチップ５３に供給することができる。本発明は、例えば、多数のバッテリセルを内蔵する電子機器に適用できる。
2012114949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶している情報を前記電力線を介して出力する記憶素子と、
前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなり、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給する電圧発生部と
を備える通信装置。
【請求項２】
前記電力線を流れる電力が前記記憶素子に入力することを阻止する入力阻止部を
さらに備える請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第２のコイルとともに前記交流信号の周波数に対する直列共振回路を構成する第１のコンデンサを
さらに備える請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第１のコンデンサは、前記入力阻止部を兼ねる
請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記第１のコイルとともに前記交流信号の周波数に対する並列共振回路を構成する第２のコンデンサを
さらに備える請求項２に記載の通信装置。
【請求項６】
前記第２のコンデンサは、前記記憶素子に内蔵されている
請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
記憶素子と、
前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなる電圧発生部とを備える通信装置の通信方法において、
前記記憶素子により、電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶している情報を前記電力線を介して出力し、
前記電圧発生部により、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給する
ステップを含む通信方法。
【請求項８】
電力線を介して直流電力を出力するバッテリと、
前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子と、
前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなり、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給する電圧発生部と
を備えるバッテリ装置。
【請求項９】
前記バッテリ、前記記憶素子、および前記電圧発生部を含む複数のバッテリセルが直列接続されて構成される
請求項８に記載のバッテリ装置。
【請求項１０】
電力線を介して直流電力を出力するバッテリ、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子、および、前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなり、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給する電圧発生部を備えるバッテリ装置と、
前記バッテリ装置から供給される電力を利用して所定の処理を行う動作部と、
前記記憶素子と前記電力線を介して前記交流信号を通信することにより、前記バッテリ情報を取得し、取得したバッテリ情報に基づいて前記バッテリ装置から前記動作部に対する電力供給を制御する管理装置と
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信装置、通信方法、バッテリ装置、および電子機器に関し、特に、電力線を介して情報を通信するようにした通信装置、通信方法、バッテリ装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、さまざまな製品にバッテリ装置が使用されている。使用する電力が大きい場合、バッテリの容量も大きくする必要がある。このようなバッテリ装置の高容量化にともなって、安全性と信頼性の確保が望まれる。【０００３】
バッテリ装置が高容量化すると、その内部のバッテリセルの数も多くなり、価格も高くなる。そのため、ユーザがバッテリ装置を分解して内部のバッテリセルを安価なものに不正に交換してしまうおそれがある。【０００４】
本出願人は、バッテリ装置の内部にＩＣチップを持たせ、そのＩＣチップに識別番号を記憶させることを先に提案した（例えば、特許文献１）。これにより、バッテリ装置から識別番号を読み出し、読み出した識別番号に基づき認証処理を行うことで、不正なバッテリ装置を発見し、排除することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３２８９３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先に提案したバッテリ装置においては、バッテリ装置に電力供給用の端子とは別に情報端子を設け、そこから識別情報を読み出すようにしていた。【０００７】
その結果、例えばバッテリ装置の内部に収容されている個々のバッテリセルにＩＣチップを持たせ、それぞれから識別情報を読み出すためには、バッテリセルの数の分だけ情報端子を設ける必要が生じる。例えば電気自動車の場合、１００個以上のバッテリセルを直列に接続しなければならず、通信線を確保することが困難になる。また、バッテリ装置が大型化し、コストも高くなる。その結果、管理が容易なバッテリ装置を実現することが困難になる。【０００８】
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、多数のバッテリセルから構成されたバッテリ装置を容易に管理できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の第１の側面である通信装置は、電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶している情報を前記電力線を介して出力する記憶素子と、前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなり、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給する電圧発生部とを備える。【００１０】
本開示の第１の側面である通信装置は、前記電力線を流れる電力が前記記憶素子に入力することを阻止する入力阻止部をさらに備えることができる。【００１１】
本開示の第１の側面である通信装置は、前記第２のコイルとともに前記交流信号の周波数に対する直列共振回路を構成する第１のコンデンサをさらに備えることができる。【００１２】
前記第１のコンデンサは、前記入力阻止部を兼ねることができる。【００１３】
本開示の第１の側面である通信装置は、前記第１のコイルとともに前記交流信号の周波数に対する並列共振回路を構成する第２のコンデンサをさらに備えることができる。【００１４】
前記第２のコンデンサは、前記記憶素子に内蔵することができる。【００１５】
本開示の第１の側面である通信方法は、記憶素子と、前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなる電圧発生部とを備える通信装置の通信方法において、前記記憶素子により、電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶している情報を前記電力線を介して出力し、前記電圧発生部により、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給するステップを含む。【００１６】
本開示の第１の側面においては、記憶素子により、電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶している情報が電力線を介して出力される。また、電圧発生部により、電力線を介して授受される交流信号により発生した電圧が記憶素子に供給される。【００１７】
本開示の第２の側面であるバッテリ装置は、電力線を介して直流電力を出力するバッテリと、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子と、前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなり、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給する電圧発生部とを備える。【００１８】
前記バッテリ、前記記憶素子、および前記電圧発生部を含む複数のバッテリセルが直列接続されて構成することができる。【００１９】
本開示の第２の側面においては、バッテリにより、電力線を介して直流電力が出力され、記憶素子により、電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶している情報が電力線を介して出力される。また、電圧発生部により、電力線を介して授受される交流信号により発生した電圧が記憶素子に供給される。  【００２０】
本開示の第３の側面である電子機器は、電力線を介して直流電力を出力するバッテリ、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子、および、前記記憶素子と並列に接続され、前記記憶素子側の第１のコイルの自己インダクタンスＬ１が前記電力線側の第２のコイルの自己インダクタンスＬ２よりも大きいトランスからなり、前記電力線を介して授受される前記交流信号により発生した電圧を前記記憶素子に供給する電圧発生部を備えるバッテリ装置と、前記バッテリ装置から供給される電力を利用して所定の処理を行う動作部と、前記記憶素子と前記電力線を介して前記交流信号を通信することにより、前記バッテリ情報を取得し、取得したバッテリ情報に基づいて前記バッテリ装置から前記動作部に対する電力供給を制御する管理装置とを備える。【００２１】
本開示の第３の側面においては、バッテリにより、電力線を介して直流電力が出力され、記憶素子により、電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶している情報が電力線を介して出力される。また、電圧発生部により、電力線を介して授受される交流信号により発生した電圧が記憶素子に供給される。さらに管理装置により、記憶素子と電力線を介して交流信号を通信することにより、バッテリ情報が取得され、取得されたバッテリ情報に基づいてバッテリ装置から動作部に対する電力供給が制御される。
【発明の効果】
【００２２】
本開示の第１の側面によれば、管理が容易な電子機器を実現することができる。【００２３】
本開示の第２の側面によれば、管理が容易なバッテリ装置を実現することができる。【００２４】
本開示の第３の側面によれば、多数のバッテリセルから構成されたバッテリ装置の管理が容易な電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を適用した電子機器の原理的構成を示すブロック図である。
【図２】バッテリセルの第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】バッテリセルの第２の構成例を示すブロック図である。
【図４】バッテリセルの第３の構成例を示すブロック図である。
【図５】バッテリセルの第３の構成例を簡略化して示すブロック図である。
【図６】本発明を適用した電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明を適用した電子機器とテーブルタップの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。
【００２７】
＜１．原理の説明＞
［電子機器の原理的構成］
図１は、実施の形態である電子機器の原理的構成を示している。この電子機器１は、バッテリ装置１１、ローパスフィルタ１２、動作部１３、ハイパスフィルタ１４、および管理装置１５から構成される。
【００２８】
バッテリ装置１１は、内部に１個以上のバッテリセル（図２のバッテリセル３１−１など）を内蔵し、電力線１７，１８を介して直流電圧・直流電流、すなわち直流電力を動作部１３に供給する。動作部１３は、ローパスフィルタ１２を介するバッテリ装置１１からの直流電力の供給を受け、各種の動作を実行する。例えば、この電子機器１を電気自動車（EV）とみなした場合、動作部１３は、タイヤを回転駆動するモータなどに相当する。バッテリ装置１１は、例えばバッテリパックとして構成することができる。
【００２９】
ローパスフィルタ１２は、バッテリ装置１１と動作部１３との間の電力線１７，１８上に配置され、直流電力で動作するブロックである動作部１３に直流電力を供給可能にする。またローパスフィルタ１２は、管理装置１５が発生し、電力線１７，１８を介して伝達される交流信号を遮断し、直流電力で動作する動作部１３に交流信号が入力され、動作部１３が故障することを防止する。
【００３０】
ハイパスフィルタ１４は、管理装置１５が発生する交流信号を通過して、電力線１７，１８を介してバッテリ装置１１に供給させる。また、ハイパスフィルタ１４は、電力線１７，１８を介して伝達される直流電力を遮断し、交流電力で動作する管理装置１５が、直流電力により故障することを防止する。
【００３１】
管理装置１５は、電力線１７，１８を介して交流信号をバッテリ装置１１と通信することによりバッテリ装置１１を管理する。管理装置１５は、生成部２１、変調部２２、送信部２３、復調部２４、判定部２５、および処理部２６の機能ブロックを有している。
【００３２】
生成部２１は、バッテリ装置１１のＩＣチップ５３（図２）に対するコマンドを生成する。変調部２２は、生成されたコマンドにより搬送波を変調し、交流信号として出力する。搬送波としては、例えば周波数ｆが13.56MHzである高周波信号（ＲＦ信号とも称する）が用いられる。なお、交流信号の周波数ｆは、13.56MHzに限定されるものではなく任意の周波数を用いることも可能である。送信部２３は、交流信号を電力線１７，１８に出力する。
【００３３】
復調部２４は、バッテリ装置１１のＩＣチップ５３が返信情報に基づいて搬送波を負荷変調した交流信号の反射波を復調する。判定部２５は、復調される返信情報に基づいて各種の判定処理を行う。処理部２６は、判定結果に基づいて各種の処理を実行する。
【００３４】
＜２．第１の実施の形態＞
［バッテリセルの第１の構成例］
次に、バッテリ装置１１の構成例について説明する。上述したように、バッテリ装置１１は、１個以上のバッテリセルから構成される。図２は、バッテリ装置１１を構成するバッテリセルの第１の構成例を示している。
【００３５】
このバッテリセル３１−１は、バッテリ５１、直流阻止部５２、およびＩＣチップ５３により構成されている。
【００３６】
バッテリ５１は、正の端子４１から電力線１７に正の電圧を、負の端子４２から電力線１８に負の電圧を、それぞれ出力する。バッテリ５１は、充電が可能な２次バッテリである。すなわち電力線１７，１８は、充電時または放電時に、直流電流・直流電圧の供給経路になる。
【００３７】
直流阻止部５２は、管理装置１５から電力線１７，１８を介して供給される交流信号をＩＣチップ５３に供給する機能を有する。また、直流阻止部５２は、電力線１７からの直流電力がＩＣチップ５３に入力することを遮断する。これにより、ＩＣチップ５３が直流電力の流入によって故障することを防止する。直流阻止部５２は、容量Ｃ１のコンデンサ６１により構成される。コンデンサ６１は、正の端子４１と、ＩＣチップ５３の正の電圧供給点８３の間に配置されている。
【００３８】
記憶素子としてのＩＣチップ５３は、各種の規格に基づくＩＣチップ、タグなどの電子タグにより構成することができる。例えばRFID(Radio Frequency Identification)、Mifare,FeliCa,NFC(Near Field Communication)（いずれも商標）等の規格は勿論、これらの規格に基づかない独自の構成の電子タグを用意することもできる。記憶素子は、交流信号により、少なくとも内部に記憶する情報を読み出し出力する機能を有し、さらに供給された情報を記憶する機能を有するのが好ましい。パッシブタイプとアクティブタイプのいずれでもよい。
【００３９】
図２の場合、ＩＣチップ５３は、共振部７１、検波部７２、負荷変調部７３、電圧レギュレータ７４、電源部７５、データ受信部７６、クロック生成部７７、および信号処理部７８から構成される。
【００４０】
共振部７１は、自己インダクタンスがＬ１１のコイル８１と、容量がＣ１１のコンデンサ８２が並列共振回路とされている。コイル８１とコンデンサ８２の一方の接続点は、正の電圧供給点８３であり、他方の接続点は負の電圧供給点８４である。自己インダクタンスＬ１１と容量Ｃ１１の値は、その共振周波数が13.56MHzとなるように設定されている。すなわち、コイル８１を有する共振部７１は、周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号が無線通信される場合にアンテナとして機能するとともに、電磁誘導により交流の誘起電圧を発生する機能を有している。
【００４１】
ただし、本実施の形態の場合、周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号は、無線通信されず、有線（電力線１７，１８）を介して管理装置１５から供給される。そこで、共振部７１、少なくともそのコイル８１は省略するようにしてもよい。これにより、付近の金属の影響等による誤動作が抑制される。この場合、電力線１７，１８を介して入力される交流信号は、検波部７２に直接入力される。共振部７１を省略しない場合には、共振部７１は、周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号が入力されるとこれに共振し、電圧供給点８３，８４から電圧を発生する。
【００４２】
検波部７２は、例えばダイオード９１により構成される。この場合、ダイオード９１は、そのアノードが正の電圧供給点８３に接続され、そのカソードが、負荷変調部７３の抵抗１０１の一端に接続されている。ダイオード９１は、正の電圧供給点８３からの交流の誘起電圧を直流の誘起電圧に整流し、リーダライタ２９１−１１から送信されてきた交流信号（搬送波）が含む信号を復調する。抵抗１０１とともに負荷変調部７３を構成するFET(Field Effect Transistor)１０２の一端は抵抗１０１の他端と接続されている。なお、スイッチング素子としてのFET１０２は、ｐチャネルでも、ｎチャネルでもよい。またバイポーラトランジスタを用いることも可能である。
【００４３】
電圧レギュレータ７４は、ダイオード９１により整流された電圧を平滑、定電圧化し、電源部７５に供給する。電源部７５は、発生された電力をデータ受信部７６、クロック生成部７７、信号処理部７８等に分配する。
【００４４】
データ受信部７６は、ダイオード９１より出力された半波整流電圧から低周波成分を抽出（振幅復調）して増幅し、高レベルと低レベルの２値化されたデータ信号を生成し、信号処理部７８に供給する。クロック生成部７７は、電圧供給点８３から供給される交流信号から矩形のクロック信号を生成し、信号処理部７８に供給する。
【００４５】
信号処理部７８は、クロック信号に同期してデータ信号を読み取る。そして信号処理部７８は、内蔵する記憶部１１１に記憶されているバッテリ情報に基づいて、高レベルと低レベルの２値化された応答信号を生成し、FET１０２のゲートに出力する。FET１０２は応答信号によりオンまたはオフされる。
【００４６】
これにより電圧供給点８３，８４からみたインピーダンスを変化させる負荷変調が行われる。なお、バッテリ情報には、少なくともバッテリセル３１−１の識別情報が含まれる。さらに、バッテリ情報には、バッテリセル３１−１の仕様情報、履歴情報、課金情報なども含むことができる。またさらに、ＩＣチップ５３にバッテリ５１の状態（温度、電圧など）を検出する機能を設け、検出結果をバッテリ情報に含めるようにしてもよい。
【００４７】
［バッテリセルの第２の構成例］
図３は、バッテリ装置１１を構成するバッテリセルの第２の構成例を示している。このバッテリセル３１−２は、図２に示された第１の構成例に対して、電圧供給点８３，８４の間に電圧発生部１５１を追加したものである。その他の構成要素については、第１の構成例と同様であるので、その説明は省略する。
【００４８】
電圧発生部１５１は、自己インダクタンスがＬ２１のコイル１６１により構成される。コイル１６１は、電力線１７，１８とコンデンサ６１を介して管理装置１５からの交流信号が入力された場合に電圧を発生する。発生された電圧は、電圧供給点８３，８４に供給される。コイル１６１の自己インダクタンスＬ２１とコンデンサ６１の容量Ｃ１は、コイル１６１とコンデンサ６１が周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号に対して共振する直列共振回路を構成するように次式（１）の関係を満たすものが用いられる。
２πｆ＝１／√（Ｌ２１・Ｃ１）                            （１）
【００４９】
第２の構成例の場合、共振部７１と電圧発生部１５１の両方で電圧が発生されるので、第１の構成例に比べて、より確実に電圧を発生することができる。したがって、バッテリ装置１１を直列に接続された複数のバッテリセル３１で構成し、各バッテリセル３１と電力線１７，１８を介して交流信号を通信する場合には、第１の構成例よりも第２の構成例の方が有利である。
【００５０】
上述したように、第２の構成例においては、コイル１６１とコンデンサ６１が周波数ｆの交流信号に対する直列共振回路となるように構成される。なお、コイル１６１の自己インダクタンスＬ２１を大きくすれば、電圧発生部１５１にて高い電圧を発生させることができるので、ＩＣチップ５３による交流信号の読み取り感度を向上させるために、自己インダクタンスＬ２１を大きくすることが望ましい。
【００５１】
しかしながら、自己インダクタンスＬ２１を大きくした場合、すなわち、コイル１６１の巻数を増加した場合、コイル１６１の抵抗が増してしまい、交流信号がコイル１６１を通る際の損失が増加する。この損失は、バッテリ装置１１が１個乃至数個程度のバッテリセル３１−２により構成されている場合には実用上問題ない。しかしながら、多数のバッテリセル３１−２が多段に接続されてバッテリ装置１１が構成されている場合には、各バッテリセル３１−２におけるＩＣチップ５３の交流信号の読み取り感度の低下の要因となってしまうので何らかの対策を講じなければならない。
【００５２】
なお、管理装置１５からの送信出力を上げれば、交流信号が損失したとしてもＩＣチップ５３による読み取り感度の低下は抑えることが可能ではある。しがしながら、管理装置１５が多数のバッテリセル３１−２と高い頻度で通信する用途を考慮すると、それに要する電力消費量が増加してしまい、本来、動作部１３に供給するためのバッテリ装置１１の電力を浪費してしまうことになる。
【００５３】
したがって、交流信号の送信出力を上げることなく、ＩＣチップ５３に対して高い電圧を供給しつつ、交流信号の損失を防ぐ仕組みが必要である。
【００５４】
［バッテリセルの第３の構成例］
図４は、上記仕組みを備えたバッテリセル３１の第３の構成例を示している。このバッテリセル３１−３は、第２の構成例であるバッテリセル３１−２の電圧発生部１５１がコイル１６１で構成されることに対して、電圧発生部１５１が巻数の非対称なトランス１７１で構成される。電圧発生部１５１以外の部位については、第２の構成例であるバッテリセル３１−２と同様であるので、その説明は省略する。
【００５５】
トランス１７１には、バッテリ５１側のコイル１８１（自己インダクタンスＬ３１）と、ＩＣチップ５３側のコイル１８２（自己インダクタンスＬ３２）からなり、コイル１８１の巻数が少なく（自己インダクタンスＬ３１が小さく）、コイル１８２の巻数の方が多い（自己インダクタンスＬ３２の方が自己インダクタンスＬ３１よりも大きい）ものを採用する。
【００５６】
コンデンサ６１を介してトランス１７１のコイル１８１に交流信号が交流信号が入力されると、電磁結合しているコイル１８２に電圧が誘起され、電圧供給点８３，８４に供給される。
【００５７】
バッテリセル３１−３においては、トランス１７１のコイル１８１の巻数が少ない（抵抗が小さい）ので交流信号の損失を抑えることができる。したがって、バッテリセル３１−３を多段に接続した場合でも、各バッテリセル３１−３に損失の少ない交流信号を伝達することができる。また、コイル１８２の巻数が多い（自己インダクタンスＬ３２が大きい）ので、電圧発生部１５１にて高い電圧を発生し、ＩＣチップ５３に供給することができる。
【００５８】
なお、トランス１７１のバッテリ５１側のコイル１８１の自己インダクタンスＬ３１と、ＩＣチップ５３側のコイル１８２の自己インダクタンスＬ３２は、以下のように決定する。ただし、上述したように、周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号が無線通信される場合にアンテナとして機能するコイル８１は省略することが可能であるため、ここではコイル８１を省略し、コンデンサ８２を含むＩＣチップ５３内部の総合的なキャパシタンスとコイル１８２によって共振回路を形成する方法について説明する。
【００５９】
図５は、図４に示されたバッテリセル３１−３を簡略化して示している。ただし、ＩＣチップ５３に並列して図示されるコンデンサ１９１（容量Ｃ２）は、ＩＣチップ５３の内部の総合的なキャパシタンスを、説明の便宜上、ＩＣチップ５３から分離して示したものである。
【００６０】
バッテリ５１側のコイル１８１の自己インダクタンスＬ３１については、コンデンサ６１（容量Ｃ１）とコイル１８１が、周波数ｆの交流信号に対する直列共振回路となるよう、次式（２）を満たすように決定される。
２πｆ＝１／√（Ｌ３１・Ｃ１）                            （２）
【００６１】
一方、ＩＣチップ５３側のコイル１８２の自己インダクタンスＬ３２については、コンデンサ１９１（容量Ｃ２）とコイル１８２が、周波数ｆの交流信号に対する並列共振回路となるよう、次式（３）を満たすように決定される。
２πｆ＝１／√（Ｌ３２・Ｃ２）                            （３）
【００６２】
なお上述したコイル１８１の自己インダクタンスＬ３１とコイル１８２の自己インダクタンスＬ３２は理想値であり、必ずしも既製品のパーツとしてそのようなトランスが存在するわけではない。そのような場合、既製品のパーツの中から理想値にできるだけ近いものを利用すればよい。
【００６３】
以上説明した第３の構成例であるバッテリセル３１−３によれば、交流信号の送信出力を上げることなく、ＩＣチップ５３に対して高い電圧を供給しつつ、交流信号の損失を防ぐことができる。この結果、バッテリ装置１１に内蔵されるバッテリセル３１−３の数が増加しても、各バッテリセル３１−３のバッテリ情報の取りこぼしを防止することができる。
【００６４】
＜３．第２の実施の形態＞
［電子機器の構成］
次に、上述したバッテリ装置１１を採用した電子機器について説明する。
【００６５】
図６は、バッテリ装置１１を採用した電子機器の構成例を示すブロック図である。この電子機器２０１は、バッテリ装置１１からの電力に基づいて動作する機器であり、例えばパーソナルコンピュータ、電気自動車等が想定される。
【００６６】
電子機器２０１は、バッテリ装置１１−１１、ローパスフィルタ１２−１１、動作部１３−１１、ハイパスフィルタ１４−１１、管理装置１５−１１、およびスイッチ２５１から構成される。
【００６７】
バッテリ装置１１−１１は、端子２４１−１１，２４２−１１と多数のバッテリセル３１−３から構成される。なお、同図においては、図示の都合上、直列に接続されている４個のバッテリセル３１−３１乃至３１−３４のみを示している。なお、バッテリセルを並列にも接続したり、さらに数を増やして高容量化したりしてもよい。
【００６８】
端子２４１−１１，２４２−１１は、放電電流（充電時においては充電電流）が流れる端子である。
【００６９】
バッテリセル３１−３１は、図５に示されたバッテリセル３１の第３の構成例と同様に構成されている。すなわち、バッテリセル３１−３１は、バッテリ５１−１１、直流阻止部５２としてのコンデンサ６１−１１、電圧発生部１５１としてのトランス１７１−１１、およびＩＣチップ５３−１１を有し、端子４１−１１，４２−１１から直流電力を出力する。さらに、バッテリセル３１−３１には、ＩＣチップ５３-１１と並行に接続されたコンデンサ１９１１９１−１１（容量Ｃ２）が存在する。ただし、コンデンサ１９１−１１は、図５と同様、ＩＣチップ５３−１１の内部の総合的なキャパシタンスを、説明の便宜上、ＩＣチップ５３−１１から分離して示したものである。
【００７０】
その他のバッテリセル３１−３ｉ（ｉ＝２，３，４）も、バッテリセル３１−３１と同様に構成されている。
【００７１】
バッテリセル３１−３１の正の端子４１−１１は、バッテリ装置１１−１１の正の端子２４１−１１に接続され、バッテリセル３１−３１の負の端子４２−１１には、バッテリセル３１−３２の正の端子４１−１２に接続されている。以下同様に、バッテリセル３１−３２の負の端子４２−１２には、バッテリセル３１−３３の正の端子４１−１３が接続され、バッテリセル３１−３３の負の端子４２−１２には、バッテリセル３１−３４の正の端子４１−１４が接続される。バッテリセル３１−３４の負の端子４２−１４には、バッテリ装置１１−１１の負の端子２４２−１１が接続されている。
【００７２】
バッテリセル３１−３１乃至３１−４４のＩＣチップ５３−１１乃至５３−１４は、それぞれ自身の識別情報を含むバッテリ情報を記憶している。
【００７３】
直流の放電電流は、負の電力線１８−１１、端子２４２−１１、端子４２−１４、バッテリ５１−１４、端子４１−１４，４２−１３、バッテリ５１−１３、端子４１−１３，４２−１２、バッテリ５１−１２、端子４１−１２，４２−１１、バッテリ５１−１１、端子４１−１１，２４１−１１、正の電力線１７−１１の経路で流れる。
【００７４】
交流信号は、正の電力線１７−１１、端子２４１−１１，４１−１１を介してバッテリセル３１−３１に入力される。バッテリセル３１−３１内に入力した周波数ｆの交流信号は、コンデンサ６１−１１を介してトランス１７１−１１に流れ、ＩＣチップ５３−１１にも共振された交流信号が入力される。
【００７５】
バッテリセル３１−３１を通過した交流信号は、バッテリセル３１−３２，３１−４３，３１−４４を流れ、端子２４２−１１から出力される。勿論、交流信号は、上述した経路の逆の経路でも流れる。
【００７６】
ローパスフィルタ１２−１１は、電力線１７−１１，１８−１１にそれぞれ挿入されているコイル２６１−１１，２６２−１１と、電力線１７−１１，１８−１１の間に接続されたコンデンサ２６３−１１とにより構成されている。
【００７７】
ハイパスフィルタ１４−１１は、電力線１７−１１から分岐された正の線路に挿入されたコンデンサ２７１−１１と、電力線１８−１１から分岐された負の線路に挿入されたコンデンサ２７２−１１とにより構成されている。
【００７８】
管理装置１５−１１は、リーダライタ２９１−１１とコントローラ２９２−１１とから構成されている。リーダライタ２９１−１１は、バッテリセル３１−３１乃至３１−３４のＩＣチップ５３−１１乃至５３−１４との間で周波数ｆの交流信号を通信する。コントローラ２９２−１１は、リーダライタ２９１−１１およびスイッチ２５１を制御する。
【００７９】
具体的には、コントローラ２９２−１１は、リーダライタ２９１−１１によって取得されたバッテリセル３１−３１乃至３１−３４のバッテリ情報に基づいて、バッテリセル３１−３１乃至３１−３４の認証処理を行い、バッテリセル３１−３１乃至３１−３４が正規品と判定できた場合のみ、スイッチ２５１をオンとさせる。反対に、バッテリセル３１−３１乃至３１−３４が正規品と判定できない場合、スイッチ２５１をオフとさせる。
【００８０】
以上説明した電子機器２０１によれば、管理装置１５による交流信号の送信出力を上げることなく、各ＩＣチップ５３による交流信号の読み取り感度を向上させることができる。また、動作部１３−１１に対しては、バッテリセル３１−３１乃至３１−３４が正規である場合のみ、バッテリ装置１１−１１からの電力が供給されるようにすることができる。
【００８１】
以上に説明した第１および第２の実施の形態は、バッテリ装置１１（のバッテリセル３１）の認証を行うものであるが、本発明はバッテリ装置１１の認証のみならず、バッテリを内蔵せずにＡＣ電力で駆動する電子機器の認証にも適用することができる。
【００８２】
＜４．第３の実施の形態＞
［電子機器とテーブルタップの構成］
図７は、第３の実施の形態である、ＡＣ電力で駆動する電子機器とＡＣ電力を供給するテーブルタップとの構成例を示している。
【００８３】
このテーブルタップ３０１は、ローパスフィルタ１２−１、ハイパスフィルタ１４、スイッチ２５１、リーダライタ２９１、およびコントローラ２９２を有している。この電子機器３５１は、ローパスフィルタ１２−２、動作部１３、コンデンサ６１、ＩＣチップ５３、トランス１７１、コンデンサ１９１、およびコンセントプラグ３５２を有している。なお、これらの構成要素は、図６に示された電子機器２０１の対応する構成要素と同一の符号を付しているので、それぞれの説明は省略する。
【００８４】
図７に示された第３の実施の形態においては、テーブルタップ３０１に電子機器３５１のコンセントプラグ３５２が差し込まれると電子機器３５１の認証が行われる。この第３の実施の形態には、例えば、テーブルタップ３０１を店舗、ホテル、公共の場などに設置するようにし、認証された電子機器３５１に対してのみＡＣ電力を供給したり、供給した電力量に応じて電子機器のユーザに課金したりするサービスに利用することが考えられる。
【００８５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１  電子機器，  １１  バッテリ装置，  １２  ローパスフィルタ，  １３  動作部，  １４  ハイパスフィルタ，  ３１  バッテリセル，  ５１  バッテリ，  ５２  直流阻止部，  ５３  ＩＣチップ，  １５１  電圧発生部，  １７１  トランス，  １８１，１８２  コイル，  ２０１  電子機器，  ２５１  スイッチ，  ３０１  テーブルタップ，  ３５１  電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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