(57)【要約】【課題】２つのチャンネルが共に間欠送電を行う場合において、チャンネル間の干渉を低減できる制御装置等を提供すること。【解決手段】制御装置２０は、制御回路２４を含む。送電ドライバー１８によって送電が行われる第１チャンネルにおいて、間欠送電による受電装置４０の着地検出又は取り去り検出が行われ、送電ドライバー１９によって送電を行う第２チャンネルにおいて、間欠送電による受電装置４１の着地検出又は取り去り検出が行われる。この場合に、制御回路２４は、第１チャンネルの間欠送電における第１駆動パルスと、第２チャンネルの間欠送電における第２駆動パルスとが重ならないように、第２駆動パルスの送信タイミングを制御する。【選択図】      図１
2020065389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の１次コイルを駆動することで第１受電装置に送電する第１送電ドライバーと、第２の１次コイルを駆動することで第２受電装置に送電する第２送電ドライバーと、を制御する制御装置であって、
制御回路を含み、
前記第１送電ドライバーによって送電が行われる第１チャンネルにおいて、間欠送電による前記第１受電装置の着地検出又は取り去り検出が行われ、前記第２送電ドライバーによって送電を行う第２チャンネルにおいて、間欠送電による前記第２受電装置の着地検出又は取り去り検出が行われる場合に、
前記制御回路は、
前記第１チャンネルの前記間欠送電における第１駆動パルスと、前記第２チャンネルの前記間欠送電における第２駆動パルスとが重ならないように、前記第２駆動パルスの送信タイミングを制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記制御回路は、
前記第１チャンネルにおける前記間欠送電及び前記第２チャンネルにおける前記間欠送電のステート制御において、前記第１チャンネルが、前記第１駆動パルスの出力ステートである第１出力ステートのとき、前記第１駆動パルスの出力終了を待って、前記第２チャンネルを、前記第２駆動パルスの出力ステートである第２出力ステートに遷移させることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置において、
前記制御回路は、
前記第２チャンネルが前記第２出力ステートの前の第２準備ステートであるとき、前記第１チャンネルのステートをモニターし、
前記モニターにおいて前記第１チャンネルが、前記第１出力ステートの前の第１準備ステート、又は前記第１出力ステートであるとき、前記第１出力ステートが終了するまで前記第２チャンネルを前記第２準備ステートで待機させた後、前記第２チャンネルを前記第２出力ステートに遷移させることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の制御装置において、
前記第１チャンネルにおける前記第１駆動パルスの出力終了タイミングから、前記第２チャンネルにおける前記第２駆動パルスの出力開始タイミングまでの期間の長さを記憶するレジスターを含むことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置において、
前記レジスターは、
前記間欠送電における駆動パルスの出力間隔情報と、前記駆動パルスの幅情報とを記憶することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置において、
前記第１チャンネルにおいて前記着地検出が行われ、かつ前記第２チャンネルにおける前記着地検出が行われる場合に、
前記制御回路は、
前記第１駆動パルスと前記第２駆動パルスとが重ならないように、前記第２駆動パルスの送信タイミングを制御することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の制御装置において、
前記制御回路は、
前記第１チャンネルにおいて、前記第１駆動パルスに対する応答として前記第１受電装置による負荷変調が検出されたとき、前記第１受電装置が着地したと判定し、
前記第２チャンネルにおいて、前記第２駆動パルスに対する応答として前記第２受電装置による負荷変調が検出されたとき、前記第２受電装置が着地したと判定することを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置において、
前記第１チャンネルにおいて前記取り去り検出が行われ、かつ前記第２チャンネルにおける前記取り去り検出が行われる場合に、
前記制御回路は、
前記第１駆動パルスと前記第２駆動パルスとが重ならないように、前記第２駆動パルスの送信タイミングを制御することを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の制御装置において、
前記制御回路は、
前記第１チャンネルにおいて、前記第１駆動パルスに対する応答として前記第１受電装置による負荷変調が検出されないとき、前記第１受電装置が取り去られたと判定し、
前記第２チャンネルにおいて、前記第２駆動パルスに対する応答として前記第２受電装置による負荷変調が検出されないとき、前記第２受電装置が取り去られたと判定することを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記第１の１次コイルと、
前記第１送電ドライバーと、
前記第２の１次コイルと、
前記第２送電ドライバーと、
を含むことを特徴とする送電装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の送電装置と、
前記第１受電装置と、
前記第２受電装置と、
を含むことを特徴とする無接点電力伝送システム。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の制御装置を含むことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、送電装置、無接点電力伝送システム及び電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導を利用することで、金属接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送が知られている。その適用例として、家庭用機器又は携帯端末、電気自動車などの電子機器への給電がある。
【０００３】
無接点電力伝送において、送電装置が複数のチャンネルを有しており、その複数のチャンネルにより複数の受電装置に送電する場合がある。１つのチャンネルは、１つの１次コイルから１つの受電装置の２次コイルに送電する経路のことである。このとき、送電装置の各チャンネルにおいて着地検出及び通常送電、取り去り検出などのステートの間でステート遷移が行われており、各チャンネルにおいて独立にステート遷移が制御される。このように各チャンネルにおいて独立にステート遷移が制御される場合、チャンネル間の干渉によって送電装置が適正に動作しなくなる可能性がある。チャンネル間の干渉とは、あるチャンネルの１次コイルと、それとは異なるチャンネルの２次コイルとが電磁的に結合する現象である。
【０００４】
例えば特許文献１には、チャンネル間の干渉を低減することで、送電装置と受電装置の間における通信又は電力伝送を適正に行う技術が開示されている。特許文献１では、第１チャンネル及び第２チャンネルの一方が通常送電を行い、且つ他方が間欠送電による着地検出又は取り去り検出を行っている場合、間欠送電の駆動位相と通常送電の駆動位相とを同相にする。これにより、チャンネル間の干渉を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−０７４７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１では、一方のチャンネルが通常送電を行い、他方のチャンネルが間欠送電を行う場合を想定している。しかしながら、２つのチャンネルが共に間欠送電により着地検出又は取り去り検出を行う場合において、チャンネル間の干渉によって送電装置が適正に動作しなくなる可能性があるという課題がある。
【０００７】
即ち、着地検出及び取り去り検出において、受電装置は、間欠送電の駆動パルスに対する応答として負荷変調を行い、送電装置は、その負荷変調に基づいて着地又は取り去りを検出する。このため、一方のチャンネルにおける負荷変調が他方のチャンネルに影響を与えることで、その他方のチャンネルにおいて着地又は取り去りが誤検出される可能性がある。このような誤検出は、２つのチャンネルにおける間欠送電の駆動パルスが重なった場合に発生するが、上記のように各チャンネルにおいて独立にステート遷移が制御されているため、２つのチャンネルにおける間欠送電の駆動パルスが重なってしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、第１の１次コイルを駆動することで第１受電装置に送電する第１送電ドライバーと、第２の１次コイルを駆動することで第２受電装置に送電する第２送電ドライバーと、を制御する制御装置であって、制御回路を含み、前記第１送電ドライバーによって送電が行われる第１チャンネルにおいて、間欠送電による前記第１受電装置の着地検出又は取り去り検出が行われ、前記第２送電ドライバーによって送電を行う第２チャンネルにおいて、間欠送電による前記第２受電装置の着地検出又は取り去り検出が行われる場合に、前記制御回路は、前記第１チャンネルの前記間欠送電における第１駆動パルスと、前記第２チャンネルの前記間欠送電における第２駆動パルスとが重ならないように、前記第２駆動パルスの送信タイミングを制御する制御装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】無接点電力伝送システムの構成例。
【図２】無接点電力伝送システムの一例。
【図３】無接点電力伝送システムの第１動作例の説明図。
【図４】第１動作例における波形図。
【図５】無接点電力伝送システムの第２動作例の説明図。
【図６】第１動作例における波形図。
【図７】送電ドライバーに供給される電源電圧の波形図。
【図８】第２チャンネルが着地検出を行う場合におけるステート制御のフロチャート。
【図９】第２チャンネルが取り去り検出を行う場合におけるステート制御のフロチャート。
【図１０】受電装置の詳細な構成例。
【図１１】無接点電力伝送システムの動作シーケンスの概要を説明する図。
【図１２】バッテリー温度異常によるオーバーオール動作において取り去り検出を行う場合の波形例。
【図１３】バッテリー満充電後の再充電待ちにおいて取り去り検出を行う場合の波形例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１１】
１．無接点電力伝送システム
【００１２】
図１は、無接点電力伝送システム２００の構成例である。無接点電力伝送システム２００は、送電装置１０と、第１受電装置である受電装置４０と、第２受電装置である受電装置４１と、を含む。なお、本実施形態の送電装置及び受電装置、無接点電力伝送システムは図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。例えば、以下では送電装置が２つの受電装置に対して送電可能な場合を例に説明するが、送電装置が３つ以上の受電装置に対して送電可能であってもよい。
【００１３】
送電装置１０は、送電側制御装置である制御装置２０と、送電回路１２と、第１の１次コイルである１次コイルＬ１Ａと、第２の１次コイルである１次コイルＬ１Ｂと、を含む。送電装置１０は、１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂと２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂの電磁的結合により受電装置４０、４１に対して電力を伝送する装置である。送電装置１０の制御装置２０は、送電側制御回路である制御回路２４と、第１通信回路である通信回路３０と、第２通信回路である３３と、を含む。制御装置２０は例えば集積回路装置などである。送電回路１２は、第１送電ドライバーである送電ドライバー１８と、第２送電ドライバーである送電ドライバー１９と、第１電源電圧制御回路である電源電圧制御回路１４と、第２電源電圧制御回路である電源電圧制御回路１５と、を含む。
【００１４】
受電装置４０は、第１受電側制御装置である制御装置５０と、第１受電コイルである２次コイルＬ２Ａと、を含む。受電装置４１は、第２受電側制御装置である制御装置５１と、第２受電コイルである２次コイルＬ２Ｂと、を含む。制御装置５０、５１は例えば集積回路装置である。受電装置４０、４１は、上記の電磁的結合により送電装置１０から送電される電力を受電し、その受電した電力を例えばバッテリーや回路へ供給する装置である。受電装置４０の制御装置５０は、第１受電回路である受電回路５２と、第１受電側通信回路である通信回路４６と、を含む。受電装置４１の制御装置５１は、第２受電回路である受電回路５５と、第２受電側通信回路である通信回路４７と、を含む。
【００１５】
受電回路５２は、１次コイルＬ１Ａ及び２次コイルＬ２Ａを介して送電ドライバー１８から送電された電力を受電する。受電回路５５は、１次コイルＬ１Ｂ及び２次コイルＬ２Ｂを介して送電ドライバー１９から送電された電力を受電する。具体的には、送電電力が２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂに受信されることで、２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂに交流の起電力が発生する。そして受電回路５２、５５は、２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂからの交流信号を整流することで、整流電圧ＶＣＣＡ、ＶＣＣＢを出力する。整流電圧ＶＣＣＡ、ＶＣＣＢを受電電圧とも呼ぶ。受電回路５２、５５は整流回路により構成される。
【００１６】
通信回路４６、４７は、負荷変調により受電装置４０、４１から送電装置１０へ通信データを送信する。負荷変調は、２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂの出力負荷を変動させることにより、１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂに流れる電流の振幅を変調する手法である。送電側の通信回路３０、３３は、電源から送電ドライバー１８、１９に流れる電流を検出することで、受電装置４０、４１からの通信データを受信する。
【００１７】
電源電圧制御回路１４、１５は、送電ドライバー１８、１９の電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢを生成する。送電ドライバー１８は、電源電圧ＶＨＡにより動作するバッファー回路であり、そのバッファー回路は、制御回路２４からの第１送信信号をバッファリングすることで１次コイルＬ１Ａを駆動する。同様に送電ドライバー１９は、電源電圧ＶＨＢにより動作するバッファー回路であり、そのバッファー回路は、制御回路２４からの第２送信信号をバッファリングすることで１次コイルＬ１Ｂを駆動する。第１、第２送信信号は、例えば所定周波数の矩形波信号である。電源電圧制御回路１４、１５が生成する電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢの電圧値は、制御回路２４によって制御される。電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢが制御されることで、送電ドライバー１８、１９が出力する駆動信号の電圧振幅が制御される。これにより、１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂからの送電電力が制御される。電源電圧制御回路１４、１５は、電源から供給される電源電圧を電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢに変換するＤＣＤＣコンバーターである。電源から電源電圧制御回路１４、１５を介して送電ドライバー１８、１９に流れる電流は、負荷変調によって変調されている。通信回路３０、３３は、この電流の変調を２値化により復調することで、受電装置４０、４１からの通信データを受信する。例えば、通信回路３０、３３は、電源と電源電圧制御回路１４、１５との間に接続される抵抗と、その抵抗の両端の電圧差を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力を２値化するコンパレーターと、を含む。
【００１８】
制御回路２４はレジスター２９を含む。レジスター２９は、制御装置２０の動作を設定するための設定情報を記憶する。後述するように、例えば駆動パルスの幅情報などがレジスター２９に設定される。例えば、制御装置２０は不図示のインターフェース回路を含み、制御装置２０の外部に設けられた処理装置がインターフェース回路を介してレジスター２９に設定情報を書き込む。
【００１９】
なお、受電側の電子機器５１０、５１２としては種々の機器を想定できる。例えば補聴器、ワイヤレスヘッドホン、腕時計、生体情報の測定装置、携帯情報端末、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピューター、ハンディターミナル、車載用機器、ハイブリッド車、電気自動車、電動バイク、或いは電動自転車などの種々の電子機器を想定できる。電子機器５１０、５１２の組み合わせとしては、同種の電子機器であってもよいし、異種の電子機器であってもよい。例えば、電子機器５１０、５１２は、右耳用と左耳用の補聴器である。或いは、電子機器５１０、５１２は、右耳用と左耳用のワイヤレスヘッドホンである。或いは、電子機器５１０、５１２の一方は腕時計又は生体情報の測定装置であり、他方は携帯情報端末である。例えば受電装置は、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばモーターやエンジン等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。
【００２０】
図２は、無接点電力伝送システム２００の一例である。なお図２において、受電側の電子機器５１０、５１２として補聴器又はイヤフォン等の小型機器を想定している。但し、これに限定されず、上述した種々の機器を受電側の電子機器５１０、５１２にできる。
【００２１】
無接点電力伝送システム２００は、送電側電子機器である充電器５００と、第１受電側電子機器である電子機器５１０と、第２受電側電子機器である電子機器５１２と、を含む。充電器５００は、１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂと、制御装置２０と、送電回路１２と、を含む。即ち充電器５００は送電装置１０を含む。電子機器５１０、５１２は、２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂと、制御装置５０、５１と、を含む。即ち電子機器５１０、５１２は受電装置４０、４１を含む。電子機器５１０、５１２としては、補聴器又はイヤフォン等の一対の電子機器を想定できる。なお、本発明における送電装置１０の制御装置２０を含む電子機器は、図２の例において充電器５００に対応する。送電側電子機器である充電器５００の構成は図２に限定されない。例えば充電器５００は３以上の電子機器に対して充電可能であってもよいし、或いは充電器５００は、配置部５２０、５２２としての凹部を有していなくてもよい。
【００２２】
充電器５００には、１次コイルＬ１Ａからの電力信号で充電される電子機器５１０を配置するための配置部５２０と、１次コイルＬ１Ｂからの電力信号で充電される電子機器５１２を配置するための配置部５２２と、が設けられている。
【００２３】
具体的には、電子機器５１０、５１２を差し込むための２つの凹部が、充電器５００の筐体に横並びに設けられており、その２つの凹部が配置部５２０、５２２に相当する。凹部に対して電子機器５１０、５１２を差し込む方向を第１方向ＤＲ１とする場合、その第１方向ＤＲ１に交差する第２方向ＤＲ２側の凹部の壁に１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂが設けられる。電子機器５１０、５１２には２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂが設けられる。１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂは、例えば平面コイルであり、電子機器５１０、５１２を凹部に差し込んだ場合に、１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂと２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂが向かい合うようになっている。即ち、１次コイルＬ１Ａ、Ｌ１Ｂ、２次コイルＬ２Ａ、Ｌ２Ｂの軸が第２方向ＤＲ２に平行になっている。なおコイルの軸は第２方向ＤＲ２に略平行であればよい。
【００２４】
以下では、送電装置１０と受電装置４０の間において１次コイルＬ１Ａ及び２次コイルＬ２Ａを介して送電及び通信などが行われる経路を、第１チャンネルと呼ぶ。また送電装置１０と受電装置４１の間において、１次コイルＬ１Ｂ及び２次コイルＬ２Ｂを介して送電及び通信などが行われる経路を、第２チャンネルと呼ぶ。
【００２５】
図２の無接点電力伝送システム２００において、異なるチャンネル間における不要なコイル間の結合を抑制する観点からは、充電器５００の配置部５２０、５２２が離れていることが望ましい。しかしながら、充電器５００の小型化等の要求から配置部５２０、５２２が近くに配置することも多い。例えば、電子機器５１０、５１２が補聴器やイヤフォン等の小型機器である場合、配置部５２０、５２２が非常に近くなることが想定される。このような場合、第２チャンネルの１次コイルＬ１Ｂと第１チャンネルの２次コイルＬ２Ａとが近くなるため、これらのコイルが電磁的に結合しやすくなる。或いは第１チャンネルの１次コイルＬ１Ａと第２チャンネルの２次コイルＬ２Ｂとが近くなるため、これらのコイルが電磁的に結合しやすくなる。
【００２６】
具体的には、一方のチャンネルの受電装置が充電器５００に着地しており、他方のチャンネルの受電装置が充電器５００から取り去られている場合に、上記のような結合が生じやすい。即ち、受電装置が取り去られている側のチャンネルの１次コイルは結合相手が存在しないことから、もう一方の異なるチャンネルの２次コイルと結合しやすい状態となっている。このため、受電装置が取り去られている側のチャンネルが、受電装置が着地している側のチャンネルにおける負荷変調の影響を受けて、誤動作する可能性がある。以下、誤動作が起きる状況の例と共に、その誤動作を防ぐことが可能な本実施形態の動作を説明する。
【００２７】
２．本実施形態の動作
【００２８】
図３は、無接点電力伝送システム２００の第１動作例の説明図である。図３では、第１チャンネル及び第２チャンネルの双方が着地検出を行っており、第１チャンネル側の電子機器５１０が非着地状態から着地状態へ移動し、第２チャンネル側の電子機器５１２が非着地状態となっている。第２チャンネル側の１次コイルＬ１Ｂは、本来、第２チャンネルの２次コイルＬ２Ｂと結合する。しかし、２次コイルＬ２Ｂが存在しないため、第２チャンネル側の１次コイルＬ１Ｂは、第１チャンネル側の２次コイルＬ２Ａと結合しやすい状態となっている。
【００２９】
図４は、第１動作例における波形図である。なお、第２チャンネルについては、本実施形態の動作を適用しなかった場合の波形を「ＶＨＢ（従来）」として示す。
【００３０】
第１チャンネルの着地検出において、送電装置１０から受電装置４０に対して間欠送電が行われる。即ち、送電期間ＴＳＡ１において電源電圧制御回路１４が電源電圧ＶＨＡを上昇させることで、送電ドライバー１８から１次コイルＬ１Ａに駆動信号が印加される。一方、間欠期間ＴＫＡ１においては送電ドライバー１８から１次コイルＬ１Ａに駆動信号が印加されない。送電期間ＴＳＡ１と間欠期間ＴＫＡ１が一定間隔で繰り返されることで、間欠送電が行われる。送電期間ＴＳＡ１における駆動信号を駆動パルスと呼ぶ。また第１チャンネルの間欠送電における駆動パルスを第１駆動パルスと呼ぶ。
【００３１】
送電期間ＴＳＡ１において送電装置１０から受電装置４０に送電されると、受電装置４０の整流電圧ＶＣＣＡが上昇する。受電装置４０を送電装置１０に着地させるために、受電装置４０を送電装置１０に近づけると、１次コイルＬ１Ａと２次コイルＬ２Ａの距離が近づくので、整流電圧ＶＣＣＡは高くなる。そして図４のＣ１に示すように、整流電圧ＶＣＣＡがしきい値電圧より高くなったとき、Ｃ２に示すように受電装置４０の通信回路４６が負荷変調を開始する。送電装置１０の通信回路３０は、この負荷変調による通信データを受信し、制御回路２４は、その通信データに基づいて、受電装置４０が着地したと判断する。そしてＣ３に示すように、制御回路２４は着地検出のステートから通常送電のステートへ遷移し、受電装置４０に対して通常送電を行う。通常送電は、連続的な送電である。即ち、送電ドライバー１８が１次コイルＬ１Ａを連続的に駆動している状態である。
【００３２】
第２チャンネルの着地検出においても同様に、送電期間において電源電圧制御回路１５が電源電圧ＶＨＢを上昇させることで、送電ドライバー１９から１次コイルＬ１Ｂに駆動パルスが印加される。これが一定間隔で繰り返されることで、間欠送電が行われる。この第２チャンネルの間欠送電における駆動パルスを第２駆動パルスと呼ぶ。
【００３３】
例えば、受電装置４０、４１が送電装置１０から取り去られたとき、送電装置１０は着地検出のステートに遷移するが、受電装置４０、４１が取り去られるタイミングは任意である。このため、第１チャンネルが着地検出のステートに遷移するタイミングと、第２チャンネルが着地検出のステートに遷移するタイミングとは、任意の関係となっており、駆動パルスの出力タイミングもチャンネル間で任意の関係となる。このため図４のＣ４に示すように、本実施形態の動作を適用しなかった場合には、第１チャンネルの駆動パルスと第２チャンネルの駆動パルスとが重なる場合がある。
【００３４】
このときＣ５に示すように、第１チャンネル側で着地があった場合、第２チャンネルの送電期間において、第１チャンネルの負荷変調が開始されることになる。このように第２チャンネルの送電期間において第１チャンネルの負荷変調が開始されると、その負荷変調がコイル結合によって第２チャンネルの通信回路３３に受信される可能性がある。上述したように、間欠送電における駆動パルスの送電期間において着地検出が行われるので、第２チャンネルの送電期間において負荷変調が通信回路３３に受信された場合、制御回路２４は第２チャンネルの受電装置４１が着地したと誤判定する。そうするとＣ６の点線に示すように、誤って第２チャンネルを通常送電のステートに遷移させてしまう。即ち、実際には受電装置４１が着地していないにも関わらず、第２チャンネルの１次コイルＬ１Ｂから通常送電を行ってしまう。
【００３５】
そこで本実施形態では、送電装置１０の制御回路２４は、第１チャンネルの間欠送電における第１駆動パルスと、第２チャンネルの間欠送電における第２駆動パルスとが重ならないように、第２駆動パルスの送信タイミングを制御する。具体的には、制御回路２４は、第２駆動パルスを本来の送信タイミングよりも遅らせることで、第２駆動パルスを第１駆動パルスよりも後にシフトさせる。
【００３６】
即ちＣ７に示すように、制御回路２４は、第２チャンネルの送電期間ＴＳＢ１を第１チャンネルの送電期間ＴＳＡ１よりも後にシフトさせ、第２チャンネルの送電期間ＴＳＢ１が第１チャンネルの間欠期間ＴＫＡ１内となるようにする。また、このシフトにより、第１チャンネルの送電期間ＴＳＡ１が第２チャンネルの間欠期間ＴＫＢ１内となる。これにより、着地検出が行われる送電期間が、第１チャンネルと第２チャンネルの間で重ならなくなるので、着地の誤検出を防ぐことができる。図３及び図４の例では、第２チャンネルの着地検出期間である送電期間において、第１チャンネルの着地検出における負荷変調が行われなくなるので、第２チャンネルにおける着地の誤検出が防止される。
【００３７】
なお通常送電において負荷変調が継続的に行われるので、Ｃ８に示すように、第２チャンネルにおけるシフト後の駆動パルスが、第１チャンネルの通常送電における負荷変調に重なる。しかしながら、着地検出における通信データと通常送電における通信データの内容を異ならせることで、誤検出を防ぐことが可能である。即ち、Ｃ８の送電期間において第２チャンネルの通信回路３３が受信するのは通常送電における通信データとなるので、制御回路２４は、その通信データの内容によって着地ではないと判断できる。
【００３８】
以上の図３及び図４では第２チャンネルの第２駆動パルスをシフトさせる場合を説明したが、制御回路２４は、第１チャンネルの第１駆動パルスをシフトさせる制御を行ってもよい。具体的には、制御回路２４は、先に駆動パルスを送信し始めたチャンネルを優先し、後から駆動パルスを送信し始めるチャンネルの駆動パルスをシフトさせる制御を行う。
【００３９】
図５は、無接点電力伝送システム２００の第２動作例の説明図である。図５では、第１チャンネル及び第２チャンネルの双方が取り去り検出を行っており、第１チャンネル側の電子機器５１０が着地状態となっており、第２チャンネル側の電子機器５１２が取り去られようとしている。第２チャンネル側の電子機器５１２が取り去られた後において、本来の結合相手である２次コイルＬ２Ｂが存在しないので、第２チャンネル側の１次コイルＬ１Ｂは、第１チャンネル側の２次コイルＬ２Ａと結合しやすい状態となっている。
【００４０】
図６は、第２動作例における波形図である。なお、第２チャンネルについては、本実施形態の動作を適用しなかった場合の波形を「ＶＨＢ（従来）」などと示す。
【００４１】
第１チャンネルの取り去り検出において、送電装置１０から受電装置４０に対して間欠送電が行われる。即ち、送電期間ＴＳＡ２において電源電圧制御回路１４が電源電圧ＶＨＡを上昇させることで、送電ドライバー１８から１次コイルＬ１Ａに駆動信号が印加される。一方、間欠期間ＴＫＡ２においては送電ドライバー１８から１次コイルＬ１Ａに駆動信号が印加されない。取り去り検出においても、第１チャンネルの間欠送電における駆動パルスを第１駆動パルスと呼ぶ。なお、間欠期間ＴＫＡ２の長さは、着地検出における間欠期間ＴＫＡ１の長さと異なってもよい。
【００４２】
送電期間ＴＳＡ２において送電装置１０から受電装置４０に送電されると、受電装置４０の整流電圧ＶＣＣＡが上昇する。図６のＢ１に示すように、整流電圧ＶＣＣＡがしきい値電圧より高い場合、受電装置４０の通信回路４６が負荷変調を行う。送電装置１０の通信回路３０は、この負荷変調による通信データを受信し、制御回路２４は、その通信データに基づいて、受電装置４０が取り去られていないと判断する。
【００４３】
第２チャンネルの取り去り検出においても同様に、送電期間において電源電圧制御回路１５が電源電圧ＶＨＢを上昇させることで、送電ドライバー１９から１次コイルＬ１Ｂに駆動パルスが印加される。これが一定間隔で繰り返されることで、間欠送電が行われる。取り去り検出においても、第２チャンネルの間欠送電における駆動パルスを第２駆動パルスと呼ぶ。
【００４４】
例えば、受電装置４０、４１のバッテリーが満充電となったとき、送電装置１０は取り去り検出のステートに遷移するが、受電装置４０、４１においてバッテリーが満充電となるタイミングは任意である。このため、第１チャンネルが取り去り検出のステートに遷移するタイミングと、第２チャンネルが取り去り検出のステートに遷移するタイミングとは、任意の関係となっており、駆動パルスの出力タイミングもチャンネル間で任意の関係となる。このため図６のＢ２に示すように、本実施形態の動作を適用しなかった場合には、第１チャンネルの駆動パルスと第２チャンネルの駆動パルスとが重なる場合がある。
【００４５】
このときＢ３に示すように、第２チャンネルの受電装置４１が取り去られたとする。そうするとＢ４に示すように、駆動パルスの送電期間において整流電圧ＶＣＣＢが上昇しなくなるので、Ｂ５に示すように受電装置４１の通信回路４７は負荷変調を行わない。送電期間において送電装置１０の通信回路３３が負荷変調を検出しなかった場合、制御回路２４は受電装置４１が取り去られたと判定し、第２チャンネルを着地検出のステートに遷移させる。しかし、第２チャンネルの１次コイルＬ１Ｂが第１チャンネルの２次コイルＬ２Ａと結合してしまった場合、第１チャンネルの負荷変調が第２チャンネルの通信回路４７により受信される可能性がある。通信回路４７が負荷変調を受信してしまった場合、制御回路２４は受電装置４１が取り去られていないと誤判定する。即ち、実際には受電装置４１が取り去られたにも関わらず、制御回路２４が第２チャンネルを着地検出のステートに遷移させず、誤って取り去り検出のステートのまま維持してしまう。
【００４６】
そこで本実施形態では、送電装置１０の制御回路２４は、第１チャンネルの間欠送電における第１駆動パルスと、第２チャンネルの間欠送電における第２駆動パルスとが重ならないように、第２駆動パルスの送信タイミングをシフトする制御を行う。
【００４７】
即ちＢ６に示すように、制御回路２４は、第２チャンネルの送電期間ＴＳＢ２を第１チャンネルの送電期間ＴＳＡ２よりも後にシフトさせ、第２チャンネルの送電期間ＴＳＢ２が第１チャンネルの間欠期間ＴＫＡ２内となるようにする。また、このシフトにより、第１チャンネルの送電期間ＴＳＡ２が第２チャンネルの間欠期間ＴＫＢ２内となる。これにより、取り去り検出が行われる送電期間が、第１チャンネルと第２チャンネルの間で重ならなくなるので、取り去りの誤検出を防ぐことができる。図５及び図６の例では、第２チャンネルの取り去り検出期間である送電期間において、第１チャンネルの取り去り検出における負荷変調が行われなくなるので、第２チャンネルにおける取り去りの誤検出が防止される。
【００４８】
以上の図５及び図６では第２チャンネルの第２駆動パルスをシフトさせる場合を説明したが、着地検出の場合と同様に、制御回路２４は、第１チャンネルの第１駆動パルスをシフトさせる制御を行ってもよい。
【００４９】
なお第１動作例及び第２動作例では、第１チャンネル及び第２チャンネルの双方が着地検出の場合、又は双方が取り去り検出の場合を説明したが、これに限定されず、第１チャンネル及び第２チャンネルの双方が間欠送電を行っている場合であれば本実施形態の手法を適用できる。即ち、第１チャンネルが着地検出を行い、且つ第２チャンネルが取り去り検出を行う場合、及び第１チャンネルが取り去り検出を行い、且つ第２チャンネルが着地検出を行う場合においても、一方のチャンネルにおける負荷変調が他方のチャンネルに影響を与えることで他方のチャンネルにおいて誤検出が生じるおそれがある。これらの場合にも本実施形態の手法を適用することで、誤検出を防ぐことが可能である。
【００５０】
３．処理フロー
【００５１】
図７〜図９を用いて、送電装置１０が行うステート制御について説明する。以下では第２チャンネルの駆動パルスをシフトする例に説明するが、第１チャンネルの駆動パルスをシフトする場合のステート制御も同様である。
【００５２】
図７には、第１チャンネルの送電ドライバー１８に供給される電源電圧ＶＨＡの波形と、第２チャンネルの送電ドライバー１９に供給される電源電圧ＶＨＢの波形とを示す。第１チャンネルは、第１準備ステートである準備ステートＳＡ１、及び第１出力ステートである出力ステートＳＡ２、第１間欠ステートである間欠ステートＳＡ３の間を遷移する。第２チャンネルは、第２準備ステートである準備ステートＳＢ１及び第２出力ステートである出力ステートＳＢ２、第２間欠ステートである間欠ステートＳＢ３の間を遷移する。
【００５３】
出力ステートＳＡ２、ＳＢ２は、制御回路２４が送電ドライバー１８、１９から駆動パルスを出力させるステートである。準備ステートＳＡ１、ＳＢ１は、間欠ステートＳＡ３、ＳＢ３後、且つ出力ステートＳＡ２、ＳＢ２前のステートである。間欠ステートＳＡ３、ＳＢ３は、制御回路２４が送電ドライバー１８、１９から送電しないステートである。なお間欠期間は、間欠ステートＳＡ３、ＳＢ３の期間と、準備ステートＳＡ１、ＳＢ１の期間とを合わせた期間となる。
【００５４】
出力ステートＳＡ２、ＳＢ２で出力される駆動パルスは、３段の階段波形である。階段波形において、１段目の電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢより２段目の電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢが高く、２段目の電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢより３段目の電源電圧ＶＨＡ、ＶＨＢが高い。なお階段波形の段数は３段に限定されない。また、駆動パルスは階段波形に限定されず矩形波であってもよい。出力ステートＳＡ２、ＳＢ２の期間は、駆動パルスの幅であり、（階段波形の段数）×（１段の期間）となる。
【００５５】
以下、図７を共通に用いて、着地検出及び取り去り検出におけるステート制御を説明するが、各ステートに対応した期間の長さは、着地検出と取り去り検出とで異なっていてもよい。例えば、間欠ステートＳＡ３、ＳＢ３に対応した間欠期間の長さは、着地検出と取り去り検出とで異なっていてもよい。
【００５６】
図８は、第２チャンネルが着地検出を行う場合において、図７の波形を生成するステート制御のフロチャートである。第１チャンネルは着地検出又は取り去り検出を行っているとする。
【００５７】
ステップＳ１に示すように、第２チャンネルが準備ステートＳＢ１となる。ステップＳ２に示すように、準備ステートＳＢ１において制御回路２４は第１チャンネルのステートをモニターし、そのモニター結果に基づいて、出力ステートＳＢ２に遷移するか否かを判断する。第１チャンネルが準備ステートＳＡ１又は出力ステートＳＡ２でないときには、ステップＳ３に示すように、制御回路２４は所定のウェイト期間ＷＴだけウェイトした後に、第２チャンネルを出力ステートＳＡ２に遷移させる。この場合、準備ステートＳＡ１の期間はウェイト期間ＷＴと同じである。
【００５８】
ステップＳ２において、第１チャンネルが準備ステートＳＡ１又は出力ステートＳＡ２であるときには、第１チャンネルが準備ステートＳＡ１又は出力ステートＳＡ２ではないステートに遷移するまで、制御回路２４はステップＳ２におけるモニターを続ける。即ち、制御回路２４は、第１チャンネルの出力ステートＳＡ２が終了するまで第２チャンネルを準備ステートＳＢ１で待機させる。第１チャンネルが準備ステートＳＡ１又は出力ステートＳＡ２ではないステートに遷移したとき、ステップＳ３に示すように、制御回路２４は所定のウェイト期間ＷＴだけウェイトした後に、第２チャンネルを出力ステートＳＡ２に遷移させる。即ち、制御回路２４は、第１チャンネルにおける駆動パルスの出力終了を待って、第２チャンネルを出力ステートに遷移させる。
【００５９】
ステップＳ４に示すように、制御回路２４は、出力ステートＳＢ２において送電ドライバー１９に駆動パルスを出力させると共に、着地検出を行う。制御回路２４は、受電装置４１からの負荷変調が通信回路３３により受信されなかった場合、受電装置４１が着地していないと判断し、ステップＳ５に示すように第２チャンネルを間欠ステートＳＢ３へ遷移させる。制御回路２４は、間欠ステートＳＢ３が終了した後、第２チャンネルをステップＳ１の準備ステートＳＢ１へ遷移させる。ステップＳ４において受電装置４１からの負荷変調が通信回路３３により受信された場合、制御回路２４は、受電装置４１が着地したと判断し、第２チャンネルの着地検出を終了して通常送電へ遷移させる。
【００６０】
図９は、第２チャンネルが取り去り検出を行う場合において、図７の波形を生成するステート制御のフロチャートである。第１チャンネルは着地検出又は取り去り検出を行っているとする。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１５は図８のステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ５と同様であるため、説明を省略する。
【００６１】
ステップＳ１４に示すように、制御回路２４は、出力ステートＳＢ２において送電ドライバー１９に駆動パルスを出力させると共に、取り去り検出を行う。制御回路２４は、受電装置４１からの負荷変調が通信回路３３により受信された場合、受電装置４１が取り去られていないと判断し、ステップＳ５に示すように第２チャンネルを間欠ステートＳＢ３へ遷移させる。制御回路２４は、間欠ステートＳＢ３が終了した後、第２チャンネルをステップＳ１の準備ステートＳＢ１へ遷移させる。ステップＳ４において受電装置４１からの負荷変調が通信回路３３により受信されなかった場合、制御回路２４は、受電装置４１が取り去られたと判断し、第２チャンネルの取り去り検出を終了して着地検出へ遷移させる。
【００６２】
以上のようなステート制御を行うことで、間欠送電による着地検出及び取り去り検出において、第１チャンネルの駆動パルスと第２チャンネルの駆動パルスが重ならないように、駆動パルスをシフトさせることができる。これにより、異なるチャンネル間でコイルが結合してしまった場合であっても、チャンネル間の干渉を防ぐことができ、着地の誤検出及び取り去りの誤検出を防止できる。
【００６３】
なお、制御回路２４は、レジスター２９に記憶される情報に基づいて各ステートの期間の長さを設定する。レジスター２９には、ウェイト期間ＷＴ及び、駆動パルスの出力間隔、駆動パルスの幅情報が記憶される。
【００６４】
ウェイト期間ＷＴは、第１チャンネルにおける駆動パルスの出力終了タイミングから、第２チャンネルにおける駆動パルスの出力開始タイミングまでの期間である。即ち、ウェイト期間ＷＴは、第１チャンネルの出力ステートＳＡ２が終了してから、第２チャンネルが出力ステートＳＢ２に遷移するまでの期間である。
【００６５】
駆動パルスの出力間隔情報は、駆動パルスの出力間隔を指定する情報であり、駆動パルスの出力間隔そのものでなくてもよい。具体的には、間欠ステートＳＢ３の期間の長さが出力間隔情報としてレジスター２９に記憶される。実際の出力間隔は、間欠ステートＳＢ３の期間とウェイト期間ＷＴの長さを加算したものとなる。
【００６６】
駆動パルスの幅情報は、駆動パルスの時間幅を指定する情報であり、駆動パルスの時間幅そのものでなくてもよい。具体的には、階段波形の段数及び１段の期間の長さが幅情報としてレジスター２９に記憶される。上述したように駆動パルスの幅は（階段波形の段数）×（１段の期間）となる。駆動パルスの時間幅は出力ステートＳＢ２の長さに相当する。
【００６７】
駆動パルスの出力開始から、次の駆動パルスの出力開始までの時間であるパルス周期は、上記のパラメーターによって決まる。上記のパラメーターは、パルス周期が所定期間を超えないように設定される。具体的には、受電側の取り去り検出において、取り去りが行われたと判断されてからバッテリーの放電を開始するまでの期間を超えないように、上記のパルス周期が設定される。例えば、受電装置が整流電圧を保持するキャパシターを含む。間欠送電の送電期間においてキャパシターが整流電圧を保持し、間欠期間においてキャパシターが保持電圧を放電する。キャパシターの保持電圧が、放電開始を判断するためのしきい値電圧を下回った場合、受電装置はバッテリーの放電を開始する。この放電開始までの時間が所定期間に相当する。パルス周期が所定期間より短い場合には、キャパシターの保持電圧がしきい値電圧を下回らないので、放電が開始されない。
【００６８】
４．受電装置
【００６９】
図１０は、受電装置４０の詳細な構成例である。なお受電装置４１も同様の構成である。受電装置４０は、２次コイルＬ２Ａと制御装置５０とを含む。制御装置５０は、受電回路５２と通信回路４６と、受電側制御回路である制御回路５４と、検出回路６４と、電力供給回路５７と、を含む。
【００７０】
受電回路５２は、複数のトランジスターやダイオードなどにより構成される整流回路５３を含む。整流回路５３は、２次コイルＬ２Ａの交流の起電圧を直流の整流電圧ＶＣＣＡに変換して、出力する。
【００７１】
通信回路４６は、整流回路５３の出力負荷を変調する負荷変調回路である。通信回路４６は電流源ＩＳとスイッチ素子ＳＷを有する。スイッチ素子ＳＷはトランジスターで構成される。電流源ＩＳとスイッチ素子ＳＷは、例えば整流電圧ＶＣＣＡのノードＮＶＣとグランドのノードとの間に直列に設けられる。そして、制御回路５４からの制御信号に基づいてスイッチ素子ＳＷがオン又はオフになることで、電流源ＩＳの電流がノードＮＶＣからグランドＧＮＤに流れたり、流れなかったりする。これにより、負荷変調が実現される。なお、通信回路４６は図１０の構成に限定されず、例えば電流源ＩＳの代わりとして抵抗を用いるなどの種々の変形実施が可能である。
【００７２】
電力供給回路５７は、受電回路５２が受電した電力に基づいて、負荷８０に対して電力を供給する。具体的には、負荷８０はバッテリー９０と電力供給対象１００とを含む。電力供給対象１００は、電力供給回路５７から供給された電力を消費するものであり、例えばＣＰＵ等の処理装置、或いは種々の電子回路である。電力供給回路５７は、バッテリー９０を充電する充電回路と、バッテリー９０を放電することで電力供給対象１００へ電力を供給する放電回路とを含む。放電回路は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴを出力電圧ＶＯＵＴへ変換するＤＣＤＣコンバーターである。バッテリー９０は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池である。
【００７３】
検出回路６４は、整流電圧ＶＣＣＡ及びバッテリー電圧ＶＢＡＴを検出し、その検出結果を制御回路５４へ出力する。検出回路６４は、例えば、整流電圧ＶＣＣＡ及びバッテリー電圧ＶＢＡＴをデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路である。
【００７４】
制御回路５４は、受電側の制御装置５０の各部に対して各種の制御処理を実行する。例えば、制御回路２４は、検出回路６４からの検出結果に基づいて種々の制御を行う。図４の着地検出を例にとると、Ｃ１に示すように整流電圧ＶＣＣＡがしきい値電圧より高くなったとき、制御回路２４は通信回路４６に負荷変調を開始させる。制御回路５４は、ゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。
【００７５】
５．無接点電力伝送システムの動作シーケンス
【００７６】
次に無接点電力伝送システム２００の動作シーケンスの一例について説明する。図１１は動作シーケンスの概要を説明する図である。なお、以下では送電装置１０と受電装置４０の動作シーケンスを例に説明するが、送電装置１０と受電装置４１の動作シーケンスも同様である。送電装置１０と受電装置４０、４１との間の動作シーケンスは、それぞれ独立に制御されている。但し、間欠送電における駆動パルスの出力タイミングは上述の手法で制御されている。
【００７７】
図１１のＡ１では、受電装置４０を有する電子機器５１０が、送電装置１０を有する充電器５００に上に置かれておらず、取り去り状態になっている。この場合にはスタンバイステートとなる。このスタンバイステートでは、送電装置１０の送電回路１２は、着地検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の着地を検出する状態になる。またスタンバイステートでは、受電装置４０において電力供給対象１００への放電動作がオンになっている。これにより、処理装置等の電力供給対象１００は、バッテリー９０からの電力が供給されて動作可能になる。
【００７８】
図１１のＡ２に示すように、電子機器５１０が充電器５００に上に置かれ、着地が検出されると、通信チェック＆充電ステートになる。この通信チェック＆充電ステートでは、送電装置１０の送電回路１２は、連続送電である通常送電を行う。この際に、電力伝送の状態などに応じて電力が可変に変化する電力制御を行いながら、通常送電を行う。またバッテリー９０の充電状態に基づく制御も行われる。電力伝送の状態は、例えば１次コイルＬ１Ａと２次コイルＬ２Ａの間の位置関係などにより決まる状態であり、例えば受電回路５２の整流電圧ＶＣＣＡなどの情報に基づいて判断できる。バッテリー９０の充電状態は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴなどの情報に基づいて判断できる。
【００７９】
また通信チェック＆充電ステートでは、受電装置４０において充電動作がオンになり、受電回路５２が受電した電力に基づいてバッテリー９０の充電が行われる。また受電装置４０において放電動作がオフになり、バッテリー９０からの電力が、電力供給対象１００に供給されなくなる。また通信チェック＆充電ステートでは、通信回路４６の負荷変調により、通信データが送電側に送信される。通信データは、例えば電力伝送状態情報又は、充電状態情報、温度などの情報を含む。電力伝送状態情報は整流電圧ＶＣＣＡの情報などである。充電状態情報は、バッテリーでん有るＶＢＡＴ又は各種のステータスフラグなどの情報である。
【００８０】
図１１のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、満充電スタンバイステートになる。この満充電スタンバイステートでは、送電回路１２は、例えば取り去り検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の取り去りを検出する状態になる。また受電装置４０において放電動作はオフのままである。
【００８１】
図１１のＡ４に示すように電子機器５１０の取り去りが検出されると、Ａ５に示すように電子機器５１０が使用状態になり、受電装置４０において放電動作がオンになり、バッテリー９０からの電力が電力供給回路５７を介して電力供給対象１００に供給される。これにより、処理装置等の電力供給対象１００が動作し、ユーザーが電子機器５１０を通常に使用できる状態となる。
【００８２】
以上のように、一連の動作シーケンス内において間欠送電による着地検出及び取り去り検出が行われる。本実施形態の送電装置１０は、これらの着地検出及び取り去り検出において、駆動パルスの出力タイミングがチャンネル間で重ならないように、駆動パルスをシフトさせる制御を行っている。以下、着地検出又は取り去り検出を含むステート遷移における波形の一例を示す。なお、以下のステート遷移の例に限らず、動作シーケンス内の着地検出又は取り去り検出に本実施形態の手法を適用できる。
【００８３】
図１２は、バッテリー温度異常によるオーバーオール動作において取り去り検出を行う場合の波形例である。
【００８４】
受電装置４０の制御回路５４は、バッテリー９０の温度検出情報を取得し、その温度検出情報を通信回路４６の負荷変調により送電装置１０へ送信する。送電装置１０の制御回路２４は、受信された温度検出情報に基づいて受電装置４０への送電を制御する。
【００８５】
制御回路２４は、通常送電においてバッテリー９０の温度がしきい値Ｔｔｈを超えたとき、通常送電を停止すると共にオーバーオール動作へ移行する。制御回路２４は、オーバーオール動作において、所定時間が経過するまで通常送電を停止した後、再び通常送電を行うことで受電装置４０から温度検出情報を受信する。そして制御回路２４は、受信された温度検出情報に基づいて、バッテリー９０の温度がしきい値Ｔｔｈを超えているか否かを判定する。制御回路２４は、バッテリー９０の温度がしきい値Ｔｔｈを超えていない場合には、オーバーオール動作から通常送電へ復帰させる。
【００８６】
オーバーオール動作において、制御回路２４は取り去り検出を行う。制御回路２４は、オーバーオール動作中の取り去り検出において、受電装置４０が取り去られたと判断した場合には、着地検出に遷移する。これらの取り去り検出及び着地検出において、本実施形態における駆動パルスのシフト制御が行われる。
【００８７】
図１３は、バッテリー満充電後の再充電待ちにおいて取り去り検出を行う場合の波形例である。
【００８８】
受電装置４０の制御回路５４は、検出回路６４からバッテリー電圧ＶＢＡＴの検出情報を取得する。制御回路５４は、バッテリー電圧ＶＢＡＴの検出情報に基づいて充電ステートを制御する。制御回路５４は、充電ステートの情報を通信回路４６の負荷変調により送電装置１０へ送信する。送電装置１０の制御回路２４は、受信された充電ステートの情報に基づいて受電装置４０への送電を制御する。
【００８９】
制御回路５４は、バッテリー電圧ＶＢＡＴが、満充電を示すしきい値電圧を超えた場合にバッテリー電圧ＶＢＡＴの充電を停止し、満充電を示す充電ステートの情報を送電装置１０へ送信する。送電装置１０の制御回路２４は、満充電を示す充電ステートの情報を受信したとき、通常送電から再充電待ちへ移行する。制御回路２４は、再充電待ちにおいて、所定時間が経過するまで通常送電を停止した後、再充電チェックへ移行する。制御回路２４は、再充電チェックにおいて、通常送電を行うことで受電装置４０から充電ステートの情報を受信する。受電装置４０の制御回路５４は、再充電チェックの通常送電が行われたとき、バッテリー電圧ＶＢＡＴが、再充電のしきい値電圧Ｖｔｈより低いか否かを判定する。制御回路５４は、バッテリー電圧ＶＢＡＴがしきい値電圧Ｖｔｈ以上である場合には、充電を停止したままにする。この場合、送電装置１０の制御回路２４は、再び再充電待ちへ移行する。一方、制御回路５４は、バッテリー電圧ＶＢＡＴがしきい値電圧Ｖｔｈより低い場合には、充電を再開する。この場合、送電装置１０の制御回路２４は、通常送電へ移行する。
【００９０】
再充電待ちにおいて、制御回路２４は取り去り検出を行う。制御回路２４は、再充電待ちの取り去り検出において、受電装置４０が取り去られていない判断した場合には、所定時間の経過後に再充電チェックへ移行する。一方、制御回路２４は、受電装置４０が取り去られたと判断した場合には、着地検出に遷移する。これらの取り去り検出及び着地検出において、本実施形態における駆動パルスのシフト制御が行われる。
【００９１】
以上に説明したように本実施形態の制御装置は、第１送電ドライバーと第２送電ドライバーとを制御する。第１送電ドライバーは、第１の１次コイルを駆動することで第１受電装置に送電する。第２送電ドライバーは、第２の１次コイルを駆動することで第２受電装置に送電する。制御装置は制御回路を含む。第１送電ドライバーによって送電が行われる第１チャンネルにおいて、間欠送電による第１受電装置の着地検出又は取り去り検出が行われる。また第２送電ドライバーによって送電を行う第２チャンネルにおいて、間欠送電による第２受電装置の着地検出又は取り去り検出が行われる。この場合に、制御回路は、第１チャンネルの間欠送電における第１駆動パルスと、第２チャンネルの間欠送電における第２駆動パルスとが重ならないように、第２駆動パルスの送信タイミングを制御する。
【００９２】
本実施形態によれば、第１チャンネルと第２チャンネルが共に間欠送電を行う場合において、第１チャンネルの第１駆動パルスと第２チャンネルの第２駆動パルスとが重ならなくなる。これにより、コイルの結合によってチャンネル間で干渉が生じる場合であっても、その干渉の原因である駆動パルスが重ならなくなる。これにより、着地又は取り去りの誤検出を防ぐことができる。
【００９３】
また本実施形態では、制御回路は、第１チャンネルにおける間欠送電及び第２チャンネルにおける間欠送電のステート制御において、第１チャンネルが、第１駆動パルスの出力ステートである第１出力ステートのとき、第１駆動パルスの出力終了を待って、第２チャンネルを、第２駆動パルスの出力ステートである第２出力ステートに遷移させてもよい。
【００９４】
このようにすれば、第１チャンネルにおいて第１駆動パルスの出力ステートが終了した後に、第２チャンネルが第２駆動パルスの出力ステートに遷移する。これにより、第１チャンネルの第１駆動パルスと第２チャンネルの第２駆動パルスとが重なっていた場合に、第２チャンネルの駆動パルスが第１チャンネルの駆動パルスの後にシフトされる。即ち、第１チャンネルの第１駆動パルスと第２チャンネルの第２駆動パルスとが重ならなくなる。
【００９５】
また本実施形態では、制御回路は、第２チャンネルが第２出力ステートの前の第２準備ステートであるとき、第１チャンネルのステートをモニターする。そして制御回路は、モニターにおいて第１チャンネルが、第１出力ステートの前の第１準備ステート、又は第１出力ステートであるとき、第１出力ステートが終了するまで第２チャンネルを第２準備ステートで待機させた後、第２チャンネルを第２出力ステートに遷移させる。
【００９６】
このようにすれば、第２チャンネルの準備ステートにおいて第１チャンネルのステートがモニターされることで、第２チャンネルの駆動パルスが出力される前に、第１チャンネルにおいて駆動パルスが出力されているか否かを判断できる。そして、第１チャンネルが準備ステート又は出力ステートである場合に、その出力ステートが終了してから第２チャンネルが出力ステートに遷移される。これにより、第１チャンネルの第１駆動パルスと第２チャンネルの第２駆動パルスとが重なっていた場合に、第２チャンネルの駆動パルスが第１チャンネルの駆動パルスの後にシフトされる。即ち、第１チャンネルの第１駆動パルスと第２チャンネルの第２駆動パルスとが重ならなくなる。
【００９７】
また本実施形態では、第１チャンネルにおける第１駆動パルスの出力終了タイミングから、第２チャンネルにおける第２駆動パルスの出力開始タイミングまでの期間の長さを記憶するレジスターを含んでもよい。
【００９８】
このようにすれば、レジスターに記憶される期間の長さをウェイト期間の長さとして、制御回路が、第２チャンネルにおける駆動パルスの出力開始タイミングをウェイトできる。即ち、制御回路は、第１チャンネルの出力ステートが終了するまで第２チャンネルを準備ステートで待機させた後、レジスターに記憶されるウェイト期間だけウェイトする。そして、制御回路は、そのウェイトが終了した後に、第２チャンネルを第２出力ステートに遷移させる。これにより、第１チャンネルの第１駆動パルスと第２チャンネルの第２駆動パルスとがウェイト期間だけ離れるので、第１チャンネルの第１駆動パルスと第２チャンネルの第２駆動パルスとが確実に重ならないようにできる。
【００９９】
また本実施形態では、レジスターは、間欠送電における駆動パルスの出力間隔情報と、駆動パルスの幅情報とを記憶してもよい。
【０１００】
このようにすれば、取り去り検出における駆動パルスのパルス周期が所定期間を超えないように、駆動パルスの出力間隔情報と駆動パルスの幅情報とを設定できるようになる。これにより、取り去り検出において受電装置が間欠送電を受電している間、即ち受電装置が取り去られていない間は、バッテリーからの放電が行われないようにできる。
【０１０１】
また本実施形態では、第１チャンネルにおいて着地検出が行われ、かつ第２チャンネルにおける着地検出が行われる場合に、制御回路は、第１駆動パルスと第２駆動パルスとが重ならないように、第２駆動パルスの送信タイミングを制御してもよい。
【０１０２】
このようにすれば、第１チャンネル及び第２チャンネルの双方が、間欠送電による着地検出を行っている場合に、第１駆動パルスと第２駆動パルスとが重ならないようにできる。これにより、第１チャンネル及び第２チャンネルにおける着地の誤検出を防止できる。
【０１０３】
また本実施形態では、制御回路は、第１チャンネルにおいて、第１駆動パルスに対する応答として第１受電装置による負荷変調が検出されたとき、第１受電装置が着地したと判定してもよい。また制御回路は、第２チャンネルにおいて、第２駆動パルスに対する応答として第２受電装置による負荷変調が検出されたとき、第２受電装置が着地したと判定してもよい。
【０１０４】
本実施形態によれば、第１チャンネルの駆動パルスと第２チャンネルの駆動パルスが重ならないので、一方のチャンネルで駆動パルスに対する負荷変調が行われたとき、他方のチャンネルでは駆動パルスが出力されていない。これにより、負荷変調によるチャンネル間干渉が発生しなくなるので、着地の誤検出を防止できる。
【０１０５】
また本実施形態では、第１チャンネルにおいて取り去り検出が行われ、かつ第２チャンネルにおける取り去り検出が行われる場合に、制御回路は、第１駆動パルスと第２駆動パルスとが重ならないように、第２駆動パルスの送信タイミングを制御してもよい。
【０１０６】
このようにすれば、第１チャンネル及び第２チャンネルの双方が、間欠送電による取り去り検出を行っている場合に、第１駆動パルスと第２駆動パルスとが重ならないようにできる。これにより、第１チャンネル及び第２チャンネルにおける取り去りの誤検出を防止できる。
【０１０７】
また本実施形態では、制御回路は、第１チャンネルにおいて、第１駆動パルスに対する応答として第１受電装置による負荷変調が検出されないとき、第１受電装置が取り去られたと判定してもよい。また制御回路は、第２チャンネルにおいて、第２駆動パルスに対する応答として第２受電装置による負荷変調が検出されないとき、第２受電装置が取り去られたと判定してもよい。
【０１０８】
本実施形態によれば、第１チャンネルの駆動パルスと第２チャンネルの駆動パルスが重ならないので、一方のチャンネルで駆動パルスに対する負荷変調が行われたとき、他方のチャンネルでは駆動パルスが出力されていない。これにより、負荷変調によるチャンネル間干渉が発生しなくなるので、取り去りの誤検出を防止できる。
【０１０９】
また本実施形態の送電装置は、上記に記載の制御装置と、第１の１次コイルと、第１送電ドライバーと、第２の１次コイルと、第２送電ドライバーと、を含む。
【０１１０】
また本実施形態の無接点電力伝送システムは、上記に記載の送電装置と、第１受電装置と、第２受電装置と、を含む。
【０１１１】
また本実施形態の電子機器は、上記に記載の制御装置を含む。
【０１１２】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また制御装置、送電回路、送電装置、受電装置、無接点電力伝送システム、電子機器の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…送電装置、１２…送電回路、１４，１５…電源電圧制御回路、１８，１９…送電ドライバー、２０…制御装置、２４…制御回路、２９…レジスター、３０，３３…通信回路、４０，４１…受電装置、４６，４７…通信回路、５０，５１…制御装置、５２…受電回路、５３…整流回路、５４…制御回路、５５…受電回路、５７…電力供給回路、６４…検出回路、８０…負荷、９０…バッテリー、１００…電力供給対象、２００…無接点電力伝送システム、５００…充電器、５１０，５１２…電子機器、５２０，５２２…配置部、Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ…１次コイル、Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ…２次コイル、ＳＡ１…準備ステート、ＳＡ２…出力ステート、ＳＡ３…間欠ステート、ＳＢ１…準備ステート、ＳＢ２…出力ステート、ＳＢ３…間欠ステート、ＶＣＣＡ，ＶＣＣＢ…整流電圧、ＶＨＡ，ＶＨＢ…電源電圧
ＷＴ…ウェイト期間
【図１】
2020065389.tif 000003
【図２】
2020065389.tif 000004
【図３】
2020065389.tif 000005
【図４】
2020065389.tif 000006
【図５】
2020065389.tif 000007
【図６】
2020065389.tif 000008
【図７】
2020065389.tif 000009
【図８】
2020065389.tif 000010
【図９】
2020065389.tif 000011
【図１０】
2020065389.tif 000012
【図１１】
2020065389.tif 000013
【図１２】
2020065389.tif 000014
【図１３】
2020065389.tif 000015