(57)【要約】【課題】適正な無接点電力伝送を実行する。【解決手段】１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、受電装置４０の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの送電装置１０に設けられる送電制御装置２０であって、送電装置１０を制御する制御部２２を含み、制御部２２は、受電装置４０から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部３４と、受電側フィードバック情報に基づいて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部３２と、送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部３１と、を含む。【選択図】図２
2010104203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置を制御する送電制御装置であって、
前記送電制御装置を制御する制御部を含み、
前記制御部は、
前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記１次コイルと前記２次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、
前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、
を含むことを特徴とする送電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報により求まる前記受電装置の前記負荷の負荷値が前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記送電側伝送パラメータとして前記１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記受信処理部は、
前記送電装置の通常送電開始後に前記受電側フィードバック情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記受信処理部は、
通常送電開始後の定期認証期間に前記受電側フィードバック情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記受信処理部は、
前記送電装置の通常送電開始前に前記受電側フィードバック情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
通常送電開始前の前記受電側フィードバック情報に基づいて、通常送電開始後の前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記受信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも１つの情報を受信することを特徴とする送電制御装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報に基づき求められた前記負荷の負荷値が、前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記負荷値が前記最適負荷値より小さい場合には、前記１次コイルの駆動電圧を下げる制御及び前記１次コイルの駆動周波数を上げる制御の少なくとも一方を行うことを特徴とする送電制御装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記負荷値が前記最適負荷値より大きい場合には、前記１次コイルの駆動電圧を上げる制御及び前記１次コイルの駆動周波数を下げる制御の少なくとも一方を行うことを特徴とする送電制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記受電側フィードバック情報を前記送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、前記送電側伝送パラメータを設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記受信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、
前記変換処理テーブルは、
前記出力電圧及び前記負荷電流の情報に基づいて、前記１次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記受信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、
前記伝送パラメータ設定部は、
前記１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、
前記変換処理テーブルは、
前記負荷電流の情報に基づいて、前記１次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかにおいて、
受電側から受信した情報を記憶する記憶部を更に含み、
前記受信処理部は、
前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、前記記憶部に書き込むことを特徴とする送電制御装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記負荷値検出方式情報は、
前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第１の負荷値検出方式と、
前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷に流れる前記負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第２の負荷値検出方式と、
のいずれの検出方式であるかを特定するための情報であることを特徴とする送電制御装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の送電制御装置と、
交流電圧を生成して前記１次コイルに供給する送電部と、
前記送電部に駆動電圧を供給する電源回路と、を含むことを特徴とする送電装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１８】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送のシステムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、
前記受電制御装置を制御する制御部を含み、
前記制御部は、
前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、
前記負荷情報検出部で検出した負荷情報を、前記１次コイルと前記２次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを、前記送電制御装置において設定するための受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、
受電制御を行う受電制御部と、
を含むことを特徴とする受電制御装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記送信処理部は、
前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を送信することを特徴とする受電制御装置。
【請求項２０】
請求項１８又は１９において、
前記送信処理部は、
前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも１つの情報を前記送電装置に送信することを特徴とする受電制御装置。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０のいずれかにおいて、
前記負荷情報検出部は、
通常送電開始前における負荷状況を前記負荷情報として検出し、
前記送信処理部は、
前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信することを特徴とする受電制御装置。
【請求項２２】
請求項１８乃至２１のいずれかに記載の受電制御装置と、
前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部と、
を含むことを特徴とする受電装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の受電装置と、
前記受電装置により電力が供給される負荷と、
を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項２４】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、
前記送電装置を制御する送電制御装置は、
前記送電制御装置を制御する送電側制御部を含み、
前記送電側制御部は、
前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、
前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記１次コイルと前記２次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、
前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、
を含み、
前記受電装置を制御する受電制御装置は、
前記受電制御装置を制御する受電側制御部を含み、
前記受電側制御部は、
前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、
前記負荷情報検出部で検出した前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、
前記前記送電処理部の制御を行う受電制御部と、
を含むことを特徴とする無接点電力電送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、電子機器、及び無接点電力伝送システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器（例えば電話機の子機）の充電などが提案されている。
【０００３】
このような無接点電力伝送をしている従来技術として特許文献１がある。この特許文献１では、供給電力を安定させるために、送電側が送電側の波形デューティを受電側からのフィードバック情報に基づいて可変することによって、受電側への駆動電圧の出力を一定に保っている。
【特許文献１】特開２００７−３３６７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、受電側の負荷がバッテリ等の場合では、最適負荷の値が充電・放電により変動し、特許文献１の従来技術では、受電側の最適負荷を考慮したフィードバック制御が十分にされていなかった。
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、適正な無接点電力伝送を実行できる送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、及び電子機器を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置を制御する送電制御装置であって、前記送電制御装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記１次コイルと前記２次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、を含む送電制御装置に関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、受電側から受信した受電側フィードバック情報に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定し、この送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行うので、受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報により求まる前記受電装置の前記負荷の負荷値が前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
【０００９】
このようにすれば、伝送パラメータ設定部が受電側フィードバック情報に基づいて求めた受電装置の負荷の負荷値を最適負荷値に近づくように、送電側伝送パラメータを設定するので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記送電側伝送パラメータとして前記１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を設定することとしてもよい。
【００１１】
このようにすれば、１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることによって、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記送電装置の通常送電開始後に前記受電側フィードバック情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
【００１３】
このようにすれば、通常送電開始後に２次側の負荷が変化しても、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、通常送電開始後の定期認証期間に前記受電側フィードバック情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
【００１５】
このようにすれば、通常送電開始後の定期認証期間における負荷変動による信号送信を利用して受電側から送信された受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定するので、より受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記送電装置の通常送電開始前に前記受電側フィードバック情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、通常送電開始前の前記受電側フィードバック情報に基づいて、通常送電開始後の前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
【００１７】
このようにすれば、通常送電開始後に受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも１つの情報を受信することとしてもよい。
【００１９】
このようにすれば、受電側の負荷への出力電圧及び負荷に流れる負荷電流の情報の変化に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報に基づき求められた前記負荷の負荷値が、前記最適負荷値に近づくように、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
【００２１】
このように、伝送パラメータ設定部が受電側フィードバック情報に基づいて求めた受電装置の負荷の負荷値を最適負荷値に近づくように、送電側伝送パラメータを設定することによって、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記負荷値が前記最適負荷値より小さい場合には、前記１次コイルの駆動電圧を下げる制御及び前記１次コイルの駆動周波数を上げる制御の少なくとも一方を行うこととしてもよい。
【００２３】
このように、負荷値が最適負荷値より小さい場合には、１次コイルの駆動電圧を下げる制御及び１次コイルの駆動周波数を上げる制御の少なくとも一方を行うことによって、負荷値を最適負荷値に近づけられるので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００２４】
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記負荷値が前記最適負荷値より大きい場合には、前記１次コイルの駆動電圧を上げる制御及び前記１次コイルの駆動周波数を下げる制御の少なくとも一方を行うこととしてもよい。
【００２５】
このように、負荷値が最適負荷値より大きい場合には、１次コイルの駆動電圧を上げる制御及び１次コイルの駆動周波数を下げる制御の少なくとも一方を行うことによって、負荷値を最適負荷値に近づけられるので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００２６】
また本発明の一態様では、前記伝送パラメータ設定部は、前記受電側フィードバック情報を前記送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、前記送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
【００２７】
このように、変換処理テーブルによって受電側フィードバック情報から送電側伝送パラメータを可変するので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００２８】
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、前記変換処理テーブルは、前記出力電圧及び前記負荷電流の情報に基づいて、前記１次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することとしてもよい。
【００２９】
このようにすれば、変換処理テーブルによって出力電圧及び負荷電流の情報に基づいて、１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を可変するので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００３０】
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷に流れる負荷電流の情報を受信し、前記伝送パラメータ設定部は、前記１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を前記送電側伝送パラメータとして設定し、前記変換処理テーブルは、前記負荷電流の情報に基づいて、前記１次コイルの前記駆動電圧及び前記駆動周波数の少なくとも一方を出力することとしてもよい。
【００３１】
このようにすれば、変換処理テーブルによって負荷電流の情報に基づいて、１次コイルの駆動電圧及び駆動周波数の少なくとも一方を可変するので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。
【００３２】
また本発明の一態様では、前記受信処理部は、受電側から受信した情報を記憶する記憶部を更に含み、前記受信処理部は、前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、前記記憶部に書き込むこととしてもよい。
【００３３】
このようにすれば、送電側は、受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御が実現できるようになる。
【００３４】
また本発明の一態様では、前記負荷値検出方式情報は、前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷への出力電圧及び前記負荷に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第１の負荷値検出方式と、前記受電側フィードバック情報として受信した受電側の前記負荷に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の前記負荷値を検出する第２の負荷値検出方式と、のいずれの検出方式であるかを特定するための情報であることとしてもよい。
【００３５】
このようにすれば、送電側は、受電側の負荷値検出方式の各方式に対応した適正なフィードバック制御が実現できるようになる。
【００３６】
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の送電制御装置と、交流電圧を生成して前記１次コイルに供給する送電部と、前記送電部に駆動電圧を供給する電源回路と、を含む送電装置に関係する。
【００３７】
また本発明の他の態様は、上記に記載の送電装置を含む電子機器に関係する。
【００３８】
また本発明の他の態様は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送のシステムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、前記受電制御装置を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、前記負荷情報検出部で検出した負荷情報を前記１次コイルと前記２次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを、前記送電制御装置において設定するための受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、受電制御を行う受電制御部と、を含む受電制御装置に関係する。
【００３９】
本発明の他の態様によれば、送電側に送信した受電側フィードバック情報に基づいて、送電側が電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定し、この送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行うので、受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【００４０】
また本発明の他の態様では、前記送信処理部は、前記負荷の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷情報を検出する負荷値検出方式情報を送信することとしてもよい。
【００４１】
このようにすれば、受電側は、送電側から受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御が実現されるようになる。
【００４２】
また本発明の他の態様では、前記送信処理部は、前記受電側フィードバック情報として、受電側の前記負荷への出力電圧の情報及び前記負荷に流れる負荷電流の情報のうちの少なくとも１つの情報を前記送電装置に送信することとしてもよい。
【００４３】
このようにすれば、受電側の負荷への出力電圧及び負荷に流れる負荷電流の情報を受電側フィードバック情報として受信した送電装置が当該情報の変化に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【００４４】
また本発明の他の態様では、前記負荷情報検出部は、通常送電開始前における負荷状況を前記負荷情報として検出し、前記送信処理部は、前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信することとしてもよい。
【００４５】
このようにすれば、通常送電開始直後における送電電力量を最適化することができるようになる。
【００４６】
また本発明の他の態様は、上記に記載の受電制御装置と、前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部と、を含む受電装置に関係する。
【００４７】
また本発明の他の態様は、上記に記載の受電装置と、前記受電装置により電力が供給される負荷と、を含む電子機器に関係する。
【００４８】
また本発明の他の態様は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、前記送電装置を制御する送電制御装置は、前記送電制御装置を制御する送電側制御部を含み、前記送電側制御部は、前記受電装置から受電側フィードバック情報を受信する受信処理部と、前記受電側フィードバック情報に基づいて、前記１次コイルと前記２次コイルの組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定する伝送パラメータ設定部と、前記送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う送電制御部と、を含み、前記受電装置を制御する受電制御装置は、前記受電制御装置を制御する受電側制御部を含み、前記受電側制御部は、前記負荷の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する負荷情報検出部と、前記負荷情報検出部で検出した前記負荷情報を前記受電側フィードバック情報として前記送電装置に送信する送信処理部と、前記前記送電処理部の制御を行う受電制御部と、を含む無接点電力電送システムに関係する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
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。
【００５０】
１．電子機器
図１（Ａ）に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の１つである充電器５００（クレードル）は、送電装置１０を有する。また、電子機器の１つである携帯電話機５１０は、受電装置４０を有する。また、携帯電話機５１０は、ＬＣＤなどの表示部５１２、ボタン等で構成される操作部５１４、マイク５１６（音入力部）、スピーカ５１８（音出力部）、アンテナ５２０を有する。
【００５１】
充電器５００には、ＡＣアダプタ５０２を介して電力が供給され、この電力が無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、携帯電話機５１０のバッテリを充電したり、携帯電話機５１０内のデバイスを動作させることができる。
【００５２】
なお、本実施形態が適用される電子機器は、携帯電話機５１０に限定されない。例えば、腕時計、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、ハンディターミナル、携帯情報端末、電動自転車、或いはＩＣカードなどの種々の電子機器に適用できる。
【００５３】
図１（Ｂ）に模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電装置１０側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電装置４０側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。
【００５４】
なお、図１（Ｂ）では、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２は、平面上でスパイラル状にコイル線を巻くことで形成された例えば空芯の平面コイルになっている。しかしながら、本実施形態のコイルは、これに限定されず、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて電力を伝送できるものであれば、その形状・構造等は問わない。
【００５５】
例えば、図１（Ｃ）では、磁性体コアに対してＸ軸回りでコイル線をスパイラル状に巻くことで１次コイルＬ１が形成されている。携帯電話機５１０に設けられた２次コイルＬ２も同様である。本実施形態では、図１（Ｃ）のようなコイルにも適用可能である。なお、図１（Ｃ）の場合に、１次コイルＬ１や２次コイルＬ２として、Ｘ軸回りにコイル線を巻いたコイルに加えて、Ｙ軸周りにコイル線を巻いたコイルを組み合わせてもよい。
【００５６】
２．送電装置、受電装置
図２に本実施形態の無接点電力伝送システムに含まれる送電装置１０、送電制御装置２０、受電装置４０、受電制御装置５０の構成例を示す。図１（Ａ）の充電器５００などの送電側の電子機器は、図２の送電装置１０を含む。また、携帯電話機５１０などの受電側の電子機器は、受電装置４０と負荷９０（本負荷）を含むことができる。そして、図２の構成により、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて、送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、負荷９０に対して電力を供給する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。
【００５７】
送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、電源回路１８、及び送電制御装置２０を含むことができる。なお、送電装置１０や送電制御装置２０は、図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば１次コイル）を省略したり、他の構成要素（例えば波形モニタ回路）を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００５８】
送電部１２は、電源回路１８から供給される駆動電圧ＶＦから交流電圧を生成して１次コイルＬ１に供給する。具体的には、電力伝送時には、所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時には、データに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。この送電部１２は、例えば、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバと、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバと、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのコンデンサを含むことができる。そして、送電部１２が含む第１、第２の送電ドライバの各々は、例えば、パワーＭＯＳトランジスタにより構成されるインバータ回路（バッファ回路）であり、送電制御装置２０により制御される。
【００５９】
１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば、電力伝送が必要なときには、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、充電器５００の上に携帯電話機５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と携帯電話機５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。
【００６０】
電源回路１８は、例えば、外部の商用ＡＣ電源等の電源から得た交流電圧を所定の大きさの直流電圧に変換し、当該電源からの供給電圧に基づいて送電部１２に駆動電圧ＶＦを供給する。
【００６１】
送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、制御部２２、記憶部２３、負荷状態検出回路３０を含むことができる。なお、これらの構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの変形実施も可能である。
【００６２】
制御部２２（送電側）は、送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものである。この制御部２２は、例えばゲートアレイなどのＡＳＩＣ回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部２２は、送電部１２を用いた送電の制御を行ったり、記憶部２３の記憶制御を行ったり、負荷状態検出回路３０の制御を行ったりする送電制御装置２０を制御する。具体的には、送電制御装置２０を制御することによって、電力伝送、負荷状態検出（データ検出、異物検出、取り去り検出等）、周波数変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００６３】
記憶部２３（レジスタ部）は、各種の情報を記憶するものであり、例えば、ＲＡＭやＤフリップフロップ、或いはフラッシュメモリやマスクＲＯＭなどの不揮発性メモリにより実現できる。
【００６４】
負荷状態検出回路３０（波形検出回路）は、受電側（受電装置又は異物）の負荷状態を検出する。この負荷状態の検出は、１次コイルＬ１の誘起電圧信号（コイル端信号）の波形変化を検出することで実現できる。例えば、受電側（２次側）の負荷状態（負荷電流）が変化すると、誘起電圧信号の波形が変化する。負荷状態検出回路３０は、このような波形の変化を検出して、検出結果（検出結果情報）を制御部２２に出力する。そして、制御部２２は、負荷状態検出回路３０での負荷状態の検出情報に基づいて、受電側（２次側）の負荷状態（負荷変動、負荷の高低）を判定する。
【００６５】
受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、受電部４２、負荷変調部４６、負荷情報検出回路（電圧／電流検出回路）４７、給電制御部４８、受電制御装置５０を含むことができる。なお、受電装置４０や受電制御装置５０は、図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば２次コイル）を省略したり、他の構成要素（例えば負荷変調部）を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００６６】
受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は、受電部４２が有する整流回路などにより実現できる。
【００６７】
負荷変調部４６は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させて、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。
【００６８】
給電制御部４８は、負荷９０への電力の給電を制御する。即ち、負荷９０への電力の給電をオンにしたり、オフにする制御を行う。具体的には、受電部４２（整流回路）からの直流電圧のレベルを調整して、電源電圧を生成して、負荷９０に供給し、負荷９０のバッテリ９４を充電する。なお、負荷９０はバッテリ９４を含まないものであってもよい。
【００６９】
負荷情報検出回路（電圧／電流検出回路）４７は、例えばＡ／Ｄコンバータ等から構成され、受電装置４０の負荷９０の負荷値を求めるための情報である負荷情報を検出する。本実施形態では、負荷情報検出回路４７は、負荷情報として受電装置４０の負荷９０への出力電圧即ち２次側負荷電圧の情報と、負荷９０に流れる負荷電流即ち２次側負荷電流の情報を検出する。負荷情報検出回路４７で検出された負荷情報は、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置２０に設定するための受電側フィードバック情報として、送電装置１０に送信される。なお、図２に示す例では、受電部４２と給電制御部４８との間に設けられているが、受電側の負荷９０の負荷値を決定する負荷情報として、２次側負荷電圧及び２次側負荷電流の少なくとも１つを検出できる部位に設置されていればよいので、例えば給電制御部４８と負荷９０との間に設けることも可能である。
【００７０】
受電制御装置５０は、受電装置４０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この受電制御装置５０は、２次コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧により動作することができる。また受電制御装置５０は、制御部５２、記憶部５３を含むことができる。
【００７１】
制御部５２（受電側）は、受電装置４０や受電制御装置５０の制御を行うものである。この制御部５２は、例えばゲートアレイなどのＡＳＩＣ回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部５２は、給電制御部４８の制御を行ったり、記憶部５３の記憶制御を行う受電制御装置５０を制御する。具体的には、受電制御装置５０を制御することによって、位置検出、周波数検出、負荷変調、或いは満充電検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００７２】
記憶部５３（レジスタ部）は、各種の情報を記憶するものであり、例えばＲＡＭやＤフリップフロップ或いはフラッシュメモリやマスクＲＯＭなどの不揮発性メモリにより実現できる。
【００７３】
検出回路５９は、送電装置１０から受電装置４０に適正に電力伝送を行うために、例えば、受電部４２において、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断したり、受電部４２が送電側から受信した信号の周波数（ｆ１、ｆ２）を検出する。
【００７４】
そして、本実施形態では、送電側の制御部２２は、受信処理部３４と、送信処理部３３と、伝送パラメータ設定部３２と、送電制御部３１と、を含むことを特徴とする。
【００７５】
受信処理部３４は、受電装置４０からの各種情報の受信処理をし、本実施形態では、受電装置４０から受電側フィードバック情報を受信する。また、受信処理部３４は、受電側フィードバック情報により負荷９０の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、当該負荷値検出方式情報を記憶部２３に書き込む。送信処理部３３は、受電装置４０に各種情報の送信処理をする。
【００７６】
伝送パラメータ設定部３２は、受電側フィードバック情報に基づいて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Ｘaを得るための送電側伝送パラメータを設定する。本実施形態では、伝送パラメータ設定部３２は、受電側フィードバック情報を送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、送電側伝送パラメータを設定する。なお、伝送パラメータ設定部３２の変換処理テーブルの詳細については、後述する。
【００７７】
送電制御部３１は、受信処理部３４が受信した各種情報に基づいて送電制御を行う。本実施形態では、送電制御部３１は、送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う。
【００７８】
これに対して、受電側の制御部５２は、受信処理部６４と、送信処理部６５と、受電制御部６６と、負荷情報検出部５４と、を含む。
【００７９】
受信処理部６４は、送電装置１０からの各種情報の受信処理をする。送信処理部６５は、送電装置１０に各種情報の送信処理をする。本実施形態では、送信処理部６５は、負荷情報検出部５４で検出された負荷情報を、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Ｘaを得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置２０において設定するための受電側フィードバック情報として、送電装置１０に送信する。また、送信処理部６５は、受電側フィードバック情報により負荷９０の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を送電側に送信する。
【００８０】
受電制御部６６は、受電制御を行う。負荷情報検出部５４は、負荷９０の負荷値を求めるための負荷情報を検出する。本実施形態では、負荷情報検出部５４は、負荷情報検出回路４７で検出された負荷９０（バッテリ９４）への出力電圧の情報及び負荷９０に流れる負荷電流の情報の少なくともいずれか一方の情報を負荷情報として検出する。また、通常送電開始直後における送電電力量を最適化できるようにするために、負荷情報検出部５４は、通常送電開始前におけるバッテリ９４の状態等の負荷状況を負荷情報として検出して、送信処理部６５が当該負荷情報を受電側フィードバック情報として送電装置１０に送信するようにしてもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、通常送電開始後に２次側の負荷９０の値Ｘが変化しても、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持するために、伝送パラメータ設定部３２は、受電側フィードバック情報により求まる受電装置４０の負荷値Ｘが最適負荷値Ｘaに近づくように、送電側伝送パラメータを設定する。具体的には、伝送パラメータ設定部３２は、送電側伝送パラメータとして１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を設定する。換言すると、伝送パラメータ設定部３２は、受信処理部３４が受信した受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定する。
【００８２】
また、図２に示す無接点電力伝送システムでは、送電装置１０の受信処理部３４は、通常送電開始後の定期認証期間に受電側フィードバック情報を受信し、伝送パラメータ設定部３２が当該受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定する。すなわち、本実施形態では、送電制御装置２０は、通常送電開始後の定期認証期間に受信した受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータとして１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖinを設定する。
【００８３】
なお、本実施形態では、送電装置１０は、受電側からフィードバック情報を受信する際に、送電側に設けられる負荷状態検出回路３０に依存する負荷変調方式によって実行されるが、当該フィードバック情報の受信方法は、非接触方式で情報の送受信を実行する方式であれば、負荷変調方式に限定されない。即ち、微弱無線やＲＦ−ＩＤ等の他の通信手段を使用した常時的なフィードバック方式でも、受電側からフィードバック情報を受信できる。例えば、図３に示すように、受電側及び送電側にそれぞれＲＦ−ＩＤタグ４１、１１を設けて常時通信をし、これらのＲＦ−ＩＤタグ４１、１１を介して、送電側が受電側からフィードバック情報を受信して、送電側が当該フィードバック情報に基づいて、電力の伝送効率が最大効率ηmaxとなるように、伝送パラメータを設定するようにしてもよい。
【００８４】
３．無接点電力伝送の動作
さて、無接点電力伝送が普及すると、受電側の２次コイルとして様々なタイプのものが市場に出回ることが予想される。即ち、受電側である携帯電話機等の電気機器の外形・サイズは様々であるため、これに応じて、電子機器の受電装置に内蔵される２次コイルの外形・サイズも様々なものになる。また各電子機器が必要とする無接点電力伝送の電力量（ワット数）や出力電圧も様々であるため、これに応じて２次コイルのインダクタンス等も様々なものになる。
【００８５】
このため、図４（Ａ）に示すように、１つの送電装置１０で０．５Ｗや、２．５Ｗ、１５Ｗ等の異なる電力量を要する受電装置４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）の通常送電を行うマルチ充電を実現するに際しては、送電装置１０は、受電側から当該受電装置４０への通常送電の際に１次コイルＬ１の駆動電圧ＶＦ等と言った通常送電の際に必要な伝送条件情報を受信する。そして、受信した当該伝送条件情報に基づいて、受電側がどの電力量の受電装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃであるかを判定した後に、各受電装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに対応する電力量を受電側に通常送電する。
【００８６】
本実施形態では、受電側から送電側に上記伝送条件情報等の各種情報を送信するに際して、図４（Ｂ）に示すように、送信データに応じて受電側からの負荷を可変に変化させる負荷変調方式によって所定周波数の搬送波が伝送される。すなわち、受電側からの伝送条件情報等の各種情報が含まれる送信信号に相当する成分が搬送波に重畳され、当該送信信号が送電側に送信される。
【００８７】
このように、受電側から送電側に負荷変調方式で各種情報通信をする際に、１５Ｗの電力量の受電装置４０Ｃから１５Ｗの高電力で負荷変調による信号の送受信を実行すると、ＥＭＩノイズが発生してしまい、受電装置４０Ｃの誤作動等の不具合を誘発することが懸念される。
【００８８】
このため、本実施形態では、送電側から受電側への通常送電を開始前の段階では、図５（Ａ）に示すように、受電側の電力量の大きさに関係なく、まず電源回路１８が初期駆動電圧となる第１の駆動電圧ＶＦ１を送電部１２に供給するように、送電制御装置２０の制御部２２を制御して仮送電が行われる。このとき、当該第１の駆動電圧ＶＦ１によって、１次側コイルＬ１を駆動する際に供給される電力量は、各種情報通信に必要最小限の電力量が受電側に供給される。このようにして、送電装置１０から受電装置４０への通常送電の開始前には、送電装置１０と受電装置４０との間の情報通信のための仮送電が開始される。
【００８９】
仮送電が開始されると、図５（Ｂ）に示すように、通常送電を要求する受電側から受電装置４０に通常送電をする際に必要とされる１次コイルの駆動電圧となる第２の駆動電圧ＶＦ２等の伝送条件情報を始めとする各種情報が送信される。すると、送電側は、当該伝送条件情報等を受信すると、当該受信した旨の情報を当該伝送条件情報の送信元となる受電装置４０に送信し、送信元となる受電側が送電側から送信された情報を許諾すると、当該受電装置４０から送電装置１０にスタートフレームを送信する。このように、通常送電開始前の仮送電は、送電側と受電側との間の伝送条件情報等の情報通信の他に、送電側と受電側の間で、無接点電力伝送の基本的な設定（規格、コイル、システム、安全機能等）についての情報交換や、受電側の位置検出等の使用目的で行われる。
【００９０】
その後、制御部２２は、伝送条件情報に対応する駆動電圧であり、仮送電時における第１の駆動電圧ＶＦ１より大きい駆動電圧である第２の駆動電圧ＶＦ２を電源回路１８から送電部１２に供給するように制御する。そして、送電制御装置２０は、電源回路１８から送電部１２に第２の駆動電圧ＶＦ２を供給するように制御することによって、当該第２の駆動電圧ＶＦ２で第１のコイルＬ１を駆動して、図５（Ｃ）に示すように、送電装置１０から受電装置４０への通常送電が開始される。
【００９１】
このように、通常送電開始前には、仮送電として情報交換に必要な低ワットの電力を受電装置４０に供給し、通常送電を開始してからは、受電装置４０に最適な大きさの電力に増大する。この通常送電開始前の仮送電は、送電側と受電側との間の伝送条件情報等の情報通信の他に、送電側と受電側の間で、無接点電力伝送の基本的な設定（規格、コイル、システム、安全機能等）についての情報交換や、受電側の位置検出等の使用目的で行われる。なお、本実施形態では、第１の駆動電圧ＶＦ１よりも第２の駆動電圧ＶＦ２が大きくなるように制御されているが、第１の駆動電圧ＶＦ１よりも第２の駆動電圧ＶＦ２が小さくなるように制御したり、第１の駆動電圧ＶＦ１と第２の駆動電圧ＶＦ２が同一となるように制御してもよい。
【００９２】
また、図４（Ａ）に示すように、送電装置１０での電力供給先となる受電装置４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）は、その機種によって負荷９０（バッテリ９４）の負荷値の検出方式が異なる。すなわち、本実施形態では、送電装置１０の受信処理部３４が受信した受電側フィードバック情報により負荷９０の負荷値の検出方式として、第１の負荷値検出方式と、第２の負荷値検出方式がある。第１の負荷値検出方式は、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷９０への出力電圧及び負荷９０に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。これに対して、第２の負荷値検出方式は、２次側負荷電圧Ｖ2ndが所定の一定値となる場合に、その一定値となる２次側負荷電圧Ｖ2ndと、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷９０に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。
【００９３】
このように、受電装置４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）によって負荷９０の負荷値検出方式が異なるため、本実施形態では、送電側の受信処理部３４は、受電側フィードバック情報により負荷９０の負荷値の検出方式を特定するための情報である負荷値検出方式情報を受信して、当該情報を記憶部２３に書き込む。すなわち、図５（Ｂ）に示す送電側と受電側の情報通信の際に、送電側は、受電側から負荷値検出方式情報を受信してから、受電側の負荷値検出方式の各方式に対応した電力伝送を行うことによって、送電側は、受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御が実現できるようになる。
【００９４】
また、通常送電を開始後には、例えば２次側の接続負荷（負荷９０のバッテリ９４）が充電式等の場合には、刻々とその負荷の値Ｘが変化する。このため、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせのときの負荷９０の値である負荷値Ｘが変化すると、図６ように、その際の電力伝送の効率ηも変化する。なお、ここでは、負荷（負荷値Ｘ）は、以下の式（１）に示すように、２次側負荷抵抗Ｒ2ndの逆数、すなわち（２次側負荷電圧Ｖ2nd÷２次側負荷電流Ｉ2nd）の逆数で定義される。
負荷値Ｘ＝１／Ｒ2nd＝１／（２次側負荷電圧Ｖ2nd÷２次側負荷電流Ｉ2nd）・・(１)
【００９５】
電力伝送の効率ηが最大となる最大効率ηmaxのときの負荷値Ｘを最適負荷値Ｘaとすると、最適負荷Ｘaは、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせや駆動周波数で決まる定数である。このため、電力伝送の効率ηを最大効率ηmaxに維持するには、最適負荷値Ｘaが一定の値となるように維持すること、すなわち、（２次側負荷電圧Ｖ2nd÷２次側負荷電流Ｉ2nd）の逆数、換言すると２次側負荷電圧Ｖ2ndと２次側負荷電流Ｉ2ndとの比が一定に維持されるようにすればよいことが分かる。
【００９６】
そこで、本実施形態では、送電側が負荷９０の負荷値検出方式として第１の負荷値検出方式を受信した場合には、図７（Ａ）に示すように、送電装置１０の通常送電開始後にフィードバック情報（受電側フィードバック情報）として、受電側の負荷９０への出力電圧である２次側負荷電圧Ｖ2nd及び負荷９０に流れる負荷電流である２次側負荷電流Ｉ2ndの情報を受信する。そして、送電装置１０の伝送パラメータ設定部３２は、受電側フィードバック情報（２次側負荷電圧Ｖ2nd、２次側負荷電流Ｉ2nd）に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Ｘaを得るための伝送パラメータ（送電側伝送パラメータ）を設定して、図７（Ｂ）に示すように、１次側から２次側への伝送電力を調整する。また、送電側が負荷９０の負荷値の検出方式として第２の負荷値検出方式を受信した場合には、図７（Ａ）に示すように、送電装置１０の通常送電開始後にフィードバック情報として、受電側の負荷９０に流れる負荷電流である２次側負荷電流Ｉ2ndの情報を受信する。そして、送電装置１０の伝送パラメータ設定部３２は、一定の値となる２次側負荷電圧Ｖ2ndと受電側フィードバック情報（２次側負荷電流Ｉ2nd）に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値Ｘaを得るための伝送パラメータ（送電側伝送パラメータ）を設定して、図７（Ｂ）に示すように、１次側から２次側への伝送電力を調整する。
【００９７】
本実施形態では、１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を伝送パラメータとして伝送電力を調整している。このように、通常送電開始後に２次側の負荷９０が変化しても、伝送パラメータ設定部３２が１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖinを調整することによって伝送電力を調整するので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持できるようになる。
【００９８】
また、本実施形態では、伝送パラメータ設定部３２は、受電側フィードバック情報を送電側伝送パラメータに変換処理する変換処理テーブルによって、送電側伝送パラメータを設定している。すなわち、送電制御装置２０は、受電側のフィードバック情報を送電制御情報となる伝送パラメータに変換処理するテーブルを保持し、最適負荷という観点で変換処理テーブルを決定することを特徴としている。
【００９９】
具体的には、受信処理部３４は、負荷９０の負荷値検出方式として第１の負荷値検出方式を受信した場合には、受電側フィードバック情報として、２次側負荷電圧Ｖ2nd及び２次側負荷電流Ｉ2ndの情報を受信する。そして、伝送パラメータ設定部３２となる変換処理テーブルは、受電側フィードバック情報となる２次側負荷電圧Ｖ2nd及び２次側負荷電流Ｉ2ndの情報に基づいて、１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとして設定して出力する。また、受信処理部３４が負荷９０の負荷値検出方式として第２の負荷値検出方式を受信した場合には、受電側フィードバック情報として、２次側負荷電流Ｉ2ndの情報を受信する。そして、伝送パラメータ設定部３２となる変換処理テーブルは、所定の一定値となる２次側負荷電圧Ｖ2ndと受電側フィードバック情報となる２次側負荷電流Ｉ2ndの情報に基づいて、１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとして設定して出力する。このように、変換処理テーブルによって受電側フィードバック情報から送電側伝送パラメータを可変するので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。変換処理テーブルは、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２と磁性材料の組み合わせによって決まる最適負荷値Ｘaをベースに決定される。
【０１００】
なお、伝送パラメータ設定部３２の変換処理テーブルは、各受電側フィードバック情報に対応した送電側伝送パラメータを算出するプログラム等のソフトウェアをインストールすることによって、実現されるものとしてもいい。また、当該変換処理テーブルは、ＬＵＴ（Lookup Table）回路によって各受電側フィードバック情報に対応した送電側伝送パラメータを予め記憶するＲＯＭ、または当該ＲＯＭと同等の機能を実現するロジック回路により構成してもよい。
【０１０１】
次に、本実施形態の伝送パラメータ設定部３２となる変換処理テーブルの動作について、図面を用いて説明する。図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、送電側の受信処理部３４が負荷９０の負荷値検出方式として、第１の負荷値検出方式を受信した場合の変換処理テーブルの動作、図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、送電側の受信処理部３４が負荷９０の負荷値検出方式として、第２の負荷値検出方式を受信した場合の変換処理テーブルの動作について説明する。
【０１０２】
まず、負荷９０の負荷値検出方式として、第１の負荷値検出方式情報を送電側が受信して負荷値検出方式が第１の負荷値検出方式で負荷値を検出する場合について説明する。第１の負荷値検出方式では、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷９０への出力電圧及び負荷９０に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。このとき、負荷値Ｘ（図６に示すＸc）が最適負荷値Ｘaより大きい場合には、負荷Ｘaのときの２次側負荷電圧Ｖ2ndをＶa、２次側負荷電流Ｉ2ndをＩaとし、負荷Ｘcのときの２次側負荷電圧Ｖ2ndをＶc、２次側負荷電流Ｉ2ndをＩcとすると、Ｖa＞Ｖc又はＩa＜Ｉcの少なくとも何れかが成立する。２次側負荷電圧、２次側負荷電流の比で表わされる負荷は、Ｘc＞Ｘaなので、負荷値Ｘc＝１／（Ｖc／Ｉc）におけるＶcとＩcとの比を最適負荷値Ｘa＝１／（Ｖa／Ｉa）におけるＶaとＩaとの比に近づけるために、伝送パラメータ設定部３２の変換処理テーブルは、図８（Ａ）に示すように、Ｖcを上げる制御、すなわち１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖinを上げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Ｘaに近づけるためには、１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数ｆinを下げる制御を行っても良い。
【０１０３】
反対に、負荷値Ｘ（図６に示すＸb）が最適負荷値Ｘaより小さい場合には、負荷Ｘaのときの２次側負荷電圧Ｖ2ndをＶa、２次側負荷電流Ｉ2ndをＩaとし、負荷Ｘbのときの２次側負荷電圧Ｖ2ndをＶb、２次側負荷電流Ｉ2ndをＩbとすると、Ｖa＜Ｖb又はＩa＞Ｉbの少なくとも何れかが成立する。２次側負荷電圧、２次側負荷電流の比で表わされる負荷は、Ｘb＜Ｘaなので、負荷値Ｘb＝１／（Ｖb／Ｉb）におけるＶbとＩbとの比を最適負荷値Ｘa＝１／（Ｖa／Ｉa）におけるＶaとＩaとの比に近づけるために、伝送パラメータ設定部３２の変換処理テーブルは、図８（Ｂ）に示すように、Ｖbを下げる制御、すなわち１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖinを下げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Ｘaに近づけるためには、１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数ｆinを上げる制御を行っても良い。
【０１０４】
これに対して、負荷９０の負荷値検出方式として、第２の負荷値検出方式情報を送電側が受信して負荷値検出方式が第２の負荷値検出方式で負荷値を検出する場合では、給電制御部４８から負荷９０への出力電圧は受電装置４０の機種によって定まる所定の一定値となる。このため、当該所定の一定値となる負荷９０への出力電圧の情報と、受電側フィードバック情報として受信した受電側の負荷９０に流れる負荷電流の情報に基づいて受電側の負荷値を検出する。
【０１０５】
このとき、負荷値Ｘ（図６に示すＸc）が最適負荷値Ｘaより大きい場合には、負荷値Ｘの値の大きさに関わらず、２次側負荷電圧Ｖ2ndは所定の一定値Ｖcon（本実施形態では例えば４．０Ｖとする。）となる。これに対して、負荷Ｘaのときの２次側負荷電流Ｉ2ndをＩaとし、負荷Ｘcのときの２次側負荷電流Ｉ2ndをＩcとすると、２次側負荷電圧Ｖ2ndが所定の一定値Ｖconとなることより、Ｉa＜Ｉcが成立する。第２の負荷値検出方式では、２次側負荷電圧Ｖ2ndは所定の一定値Ｖconとなるので、受電側から受信した負荷電流情報がＩcのときの最適なＶinは、伝送パラメータ設定部３２に予め記憶された変換処理テーブルから判断されて、最適なＶinを送電パラメータとして１次側から２次側への電力伝送の制御を変更する。このようにして、伝送パラメータ設定部３２の変換処理テーブルは、図９（Ａ）に示すように、出力電流Ｉcを上げる制御、すなわち１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖinを上げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Ｘaに近づけるためには、１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数ｆinを下げる制御を行っても良い。また、伝送パラメータ設定部３２には、予め複数の変換処理テーブルが記憶され、これらの変換処理テーブルの中から、所望の変換処理テーブルを選択するようにしてもよい。
【０１０６】
反対に、負荷値Ｘ（図６に示すＸb）が最適負荷値Ｘaより小さい場合には、負荷Ｘaの２次側負荷電流Ｉ2ndをＩaとし、負荷Ｘbのときの２次側負荷電流Ｉ2ndをＩbとすると、２次側負荷電圧Ｖ2ndが所定の一定値Ｖconとなることより、Ｉa＞Ｉbが成立する。第２の負荷値検出方式では、２次側負荷電圧Ｖ2ndは所定の一定値Ｖconとなるので、受電側から受信した負荷電流情報がＩbのときの最適なＶinは、伝送パラメータ設定部３２に予め記憶された変換処理テーブルから判断されて、最適なＶinを送電パラメータとして１次側から２次側への電力伝送の制御を変更する。このようにして、伝送パラメータ設定部３２の変換処理テーブルは、図９（Ｂ）に示すように、出力電流Ｉbを下げる制御、すなわち１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖinを下げる制御を行う。なお、このとき、最大効率ηmaxとなる最適負荷値Ｘaに近づけるためには、１次コイルＬ１の駆動電圧Ｖin及び駆動周波数ｆinの少なくとも一方を送電側伝送パラメータとすることができるので、１次側から２次側への電力伝送を最大効率ηmaxに維持するために、駆動周波数ｆinを上げる制御を行っても良い。
【０１０７】
このように、本実施形態では、伝送パラメータ設定部３２は、受電側フィードバック情報となる２次側負荷電圧Ｖ2nd、２次側負荷電流Ｉ2ndに基づいて求められた受電装置４０の負荷値Ｘが、最適負荷値Ｘaに近づくように、送電側伝送パラメータを設定して、伝送電力を調整している。すなわち、送電装置１０を制御する送電制御装置２０は、送電側が受信した受電側のフィードバック情報に基づいて、受電側の負荷値Ｘが受電側への電力伝送を最大効率ηmaxとする最適負荷値Ｘaになるように送電制御を行う。
【０１０８】
また、本実施形態では、２次側負荷電圧Ｖ2nd、２次側負荷電流Ｉ2ndと言った受電側のフィードバック情報の変化に対応した適正な電力伝送をして、１次側から２次側への電力伝送を最大効率に維持できるようになる。このため、２次側の接続負荷が充電式のバッテリ９４等の場合に、２次側接続負荷の大きさが刻々と変化する場合でも、受電側からのフィードバック情報に基づいて１次側からの駆動電圧Ｖinや駆動周波数ｆinを制御することによって、当該変化に対応して負荷Ｘを最適負荷値Ｘaとなるように調整できる。それによって、本実施形態の無接点電力伝送システムでは、２次側に送電中に２次側の負荷９０が時間と共に変動しても、当該変動に対応して、１次側から２次側へ電力を伝送する際の伝送効率を常に最大効率ηmaxに維持できるようになる。
【０１０９】
以上説明した本実施形態の無接点電力伝送システムでは、送電装置１０の通常送電開始後に、受信処理部３４が受電側フィードバック情報を受信して、伝送パラメータ設定部３２が当該フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定しているが、通常送電開始前に、受信処理部３４が受電側フィードバック情報を受信してもよい。すなわち、送電側の受信処理部３４が通常送電開始前に受電側フィードバック情報を受信し、伝送パラメータ設定部３２が通常送電開始前の受電側フィードバック情報に基づいて、通常送電開始後の送電側伝送パラメータを設定することとしてもよい。
【０１１０】
この他の実施形態では、送電側から受電側への通常送電開始前の段階で、まず、図１０（Ａ）に示すように、受電側の電力量の大きさに関係なく、まず電源回路１８が初期駆動電圧となる第１の駆動電圧ＶＦ１を送電部１２に供給するように、送電制御装置２０の制御部２２を制御して仮送電が行われる。そして、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係の判定等が行われる。
【０１１１】
仮送電が開始されると、図１０（Ｂ）に示すように、通常送電をする際に必要とされる１次コイルの駆動電圧となる第２の駆動電圧ＶＦ２等の伝送条件情報を始めとする各種情報が受電側から送電側に送信される。その際に、当該他の実施形態では、負荷値検出方式情報とフィードバック情報が受電側から送電側に送信される。送電側は、当該伝送条件情報等を受信すると、当該受信した旨の情報を当該伝送条件情報の送信元となる受電装置４０に送信する。そして、受電装置４０が送電装置１０にスタートフレームを送信する。このように、通常送電開始前の仮送電は、送電側と受電側との間の伝送条件情報等の情報通信の他に、送電側と受電側の間で、無接点電力伝送の基本的な設定（規格、コイル、システム、安全機能等）についての情報交換や、受電側の位置検出等の使用目的で行われる。
【０１１２】
その後、制御部２２は、伝送条件情報に対応する駆動電圧であり、仮送電時における第１の駆動電圧ＶＦ１より大きい駆動電圧である第２の駆動電圧ＶＦ２を電源回路１８から送電部１２に供給するように制御する。そして、送電制御装置２０は、電源回路１８から送電部１２に第２の駆動電圧ＶＦ２を供給するように制御することによって、当該第２の駆動電圧ＶＦ２で第１のコイルＬ１を駆動して、図１０（Ｃ）に示すように、送電装置１０から受電装置４０への通常送電が開始される。なお、このとき、通常送電開始直後における送電電力量を最適化できるようにするために、受電制御装置５０の負荷情報検出部５４は、通常送電開始前における負荷９０のバッテリ９４の状態等の負荷状況を負荷情報として検出し、送信処理部６５が当該負荷情報を受電側フィードバック情報として送電装置１０に送信することとしてもよい。
【０１１３】
このように、送電装置１０の通常送電開始前に受信処理部３４で受電側フィードバック情報を受信し、通常送電開始前の受電側フィードバック情報に基づいて、伝送パラメータ設定部３２が通常送電開始後の送電側伝送パラメータを設定することによって、通常送電開始後に受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【０１１４】
４．詳細な構成例
図１１に本実施形態の詳細な構成例を示す。図１１に示す構成例では、受電側フィードバック情報により受電側の負荷９０の負荷値の検出方式として、第１の負荷値検出方式が採用される場合の無接点電力伝送システムについて説明している。なお、以下では、図２で説明した構成要素については同符号を付し、適宜、その説明については省略する。
【０１１５】
波形モニタ回路１４（整流回路）は、１次コイルＬ１のコイル端信号ＣＳＧに基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号ＰＨＩＮを生成する。例えば１次コイルＬ１の誘起電圧信号であるコイル端信号ＣＳＧは、送電制御装置２０のＩＣの最大定格電圧を超えてしまったり、負の電圧になったりする。波形モニタ回路１４は、このようなコイル端信号ＣＳＧを受け、送電制御装置２０の負荷状態検出回路３０により波形検出が可能な信号である波形モニタ用の誘起電圧信号ＰＨＩＮを生成して、送電制御装置２０の例えば波形モニタ用端子に出力する。表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示する。
【０１１６】
発振回路２４は１次側のクロックを生成する。駆動クロック生成回路２５は、駆動周波数を規定する駆動クロックを生成する。ドライバ制御回路２６は、駆動クロック生成回路２５からの駆動クロックや制御部２２からの周波数設定信号などに基づいて、所望の周波数の制御信号を生成し、送電部１２の第１、第２の送電ドライバに出力して、第１、第２の送電ドライバを制御する。
【０１１７】
負荷状態検出回路３０は、誘起電圧信号ＰＨＩＮを波形整形し、波形整形信号を生成する。例えば信号ＰＨＩＮが所与のしきい値電圧を超えた場合にアクティブ（例えばＨレベル）になる方形波（矩形波）の波形整形信号（パルス信号）を生成する。そして負荷状態検出回路３０は、波形整形信号と駆動クロックに基づいて、波形整形信号のパルス幅情報（パルス幅期間）を検出する。具体的には、波形整形信号と、駆動クロック生成回路２５からの駆動クロックを受け、波形整形信号のパルス幅情報を検出することで、誘起電圧信号ＰＨＩＮのパルス幅情報を検出する。
【０１１８】
なお、負荷状態検出回路３０としては、パルス幅検出手法（位相検出手法）には限定されず、電流検出手法やピーク電圧検出手法などの種々の手法を採用できる。
【０１１９】
制御部２２（送電制御装置）は、負荷状態検出回路３０での検出結果に基づいて、受電側（２次側）の負荷状態（負荷変動、負荷の高低）を判断する。例えば、制御部２２は、負荷状態検出回路３０（パルス幅検出回路）で検出されたパルス幅情報に基づいて、受電側の負荷状態を判断し、例えば、データ（負荷）検出、異物（金属）検出、取り去り（着脱）検出などを行う。即ち、誘起電圧信号のパルス幅情報であるパルス幅期間は、受電側の負荷状態の変化に応じて変化する。制御部２２は、このパルス幅期間（パルス幅期間の計測により得られたカウント値）に基づいて受電側の負荷変動を検知できる。
【０１２０】
受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は、受電部４２が有する整流回路４３により行われる。
【０１２１】
負荷変調部４６は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させて、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために、負荷変調部４６は、ノードＮＢ３、ＮＢ４の間に直列に設けられた抵抗ＲＢ３、トランジスタＴＢ３（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）を含む。このトランジスタＴＢ３は、受電制御装置５０の制御部５２からの信号Ｐ３Ｑによりオン・オフ制御される。そして、トランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行う際には、給電制御部４８のトランジスタＴＢ２はオフにされ、負荷９０が受電装置４０に電気的に接続されない状態になる。
【０１２２】
負荷情報検出回路（電圧／電流検出回路）４７は、例えばＡ／Ｄコンバータ等から構成され、負荷９０への出力電圧（２次側負荷電圧）を検出する電圧検出回路４７ｖと、受電装置４０から負荷９０に流れる負荷電流（２次側負荷電流）を検出する電流検出回路４７ａとを含む。電圧検出回路４７ｖ、電流検出回路４７ａで検出された電圧情報、電流情報は、それぞれ受電制御装置５０の負荷情報検出部５４を介して制御部５２に送信される。このように、負荷情報検出回路（電圧／電流検出回路）４７は、負荷９０への出力電圧及び負荷９０に流れる負荷電流の情報を検出して、かかる検出信号を受電制御装置５０の制御部５２に送信する。そして、制御部５２は、負荷変調部４６のトランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行うことによって、これらの情報を受電側フィードバック情報として送電装置１０に送信する。このようにして、本実施形態では、負荷情報検出回路４７で検出された受電側フィードバック情報に基づいて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置２０に設定する。
【０１２３】
給電制御部４８は負荷９０への電力の給電を制御する。レギュレータ４９は、整流回路４３での変換で得られた直流電圧ＶＤＣの電圧レベルを調整して、電源電圧ＶＤ５（例えば５Ｖ）を生成する。受電制御装置５０は、例えばこの電源電圧ＶＤ５が供給されて動作する。
【０１２４】
トランジスタＴＢ２（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ、給電トランジスタ）は、受電制御装置５０の制御部５２からの信号Ｐ１Ｑにより制御される。具体的には、トランジスタＴＢ２は、ネゴシエーション処理やセットアップ処理の間はオフになり、通常送電開始後はオンになる。
【０１２５】
位置検出回路５６は、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断する。発振回路５８は、２次側のクロックを生成する。周波数検出回路６０は、信号ＣＣＭＰＩの周波数（ｆ１、ｆ２）を検出する。満充電検出回路６２は、負荷９０のバッテリ９４（２次電池）が、満充電状態（充電状態）になったか否かを検出する。
【０１２６】
負荷９０は、バッテリ９４の充電制御等を行う充電制御装置９２を含むことができる。この充電制御装置９２（充電制御ＩＣ）は、集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ９４自体に充電制御装置９２の機能を持たせてもよい。
【０１２７】
次に、本実施形態の詳細な構成例として、受電側フィードバック情報により受電側の負荷９０の負荷値の検出方式として、第２の負荷値検出方式が採用される場合の無接点電力伝送システムについて図１２を用いて説明する。なお、以下では、図２で説明した構成要素については同符号を付し、適宜、その説明については省略する。
【０１２８】
受電側の負荷９０の負荷値検出方式として、第２の負荷値検出方式が採用される場合では、第１の負荷値検出方式の受電装置４０とは、負荷情報検出回路４７の構成及び設置場所が異なる。すなわち、第１の負荷値検出方式を採用する受電装置４０では、図１１に示すように、負荷情報検出回路４７が負荷変調部４６と給電制御部４８との間に設けられているが、第２の負荷値検出方式を採用する受電装置４０では、図１２に示すように、負荷情報検出回路４７が給電制御部４８と負荷９０との間に設けられている。このため、給電制御装置４８のレギュレータ４９を経てから出力される給電制御装置４８の出力電圧は、所定の一定値となるので、第２の負荷値検出方式を採用する受電装置４０は、負荷情報検出回路４７には、受電装置４０から負荷９０に流れる負荷電流（２次側負荷電流）を検出する電流検出回路４７ａのみを含む構成となっている。
【０１２９】
第２の負荷値検出方式を採用する受電装置４０では、電流検出回路４７ａで検出された電流情報が受電制御装置５０の負荷情報検出部５４を介して制御部５２に送信される。このように、負荷情報検出回路４７は、負荷９０に流れる負荷電流の情報を検出して、かかる検出信号を受電制御装置５０の制御部５２に送信する。そして、制御部５２は、負荷変調部４６のトランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行うことによって、負荷電流の情報を受電側フィードバック情報として送電装置１０に送信する。このようにして、本実施形態では、負荷情報検出回路４７で検出された受電側フィードバック情報に基づいて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の組み合わせにおける電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを送電制御装置２０に設定する。
【０１３０】
前述した図１１及び図１２では、送電側から受電側へのデータ通信は周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信は、負荷変調により実現している。
【０１３１】
具体的には、図１３（Ａ）に示すように、送電部１２は、例えばデータ「１」を受電側に対して送信する場合には、周波数ｆ１の交流電圧を生成し、データ「０」を送信する場合には、周波数ｆ２の交流電圧を生成する。そして、受電側の周波数検出回路６０が、この周波数の変化を検出することで、データ「１」、「０」を判別する。これにより、送電側から受電側への周波数変調によるデータ通信が実現される。
【０１３２】
一方、受電側の負荷変調部４６は、送信するデータに応じて受電側の負荷を可変に変化させて、図１３（Ｂ）に示すように、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。例えばデータ「１」を送電側に対して送信する場合には、受電側を高負荷状態にし、データ「０」を送信する場合には、受電側を低負荷状態にする。そして、送電側の負荷状態検出回路３０が、この受電側の負荷状態の変化を検出することで、データ「１」、「０」を判別する。これにより、受電側から送電側への負荷変調によるデータ通信が実現される。
【０１３３】
なお図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）では、送電側から受電側へのデータ通信を周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信を負荷変調により実現しているが、これ以外の変調方式や他の方式を採用してもよい。
【０１３４】
５．送電側及び受電側の動作の詳細
次に、送電側と受電側の動作の詳細について図１４のフローチャートを用いて説明する。図１４は、左列が送電側処理フローであり、右列が受電側処理フローである。
【０１３５】
送電側は、電源投入されてパワーオンすると、所定時間のウェイト後（ステップＳ２０１）、通常送電開始前の仮送電を行う（ステップＳ２０２）。この仮送電は、着地検出、位置検出等のための一時的な電力伝送である。即ち、電子機器が充電器に対して置かれたか否か、置かれた場合には適正な位置に置かれたか否かを検出するための電力伝送を行う。
【０１３６】
送電側からの仮送電により、受電側が停止状態（ステップＳ２２１）からパワーオンして（ステップＳ２２２）、受電制御装置５０がパワーオンリセットされる。すると、受電制御装置５０は、信号Ｐ１ＱをＨレベルに設定し、これにより給電制御部４８のトランジスタＴＢ２（給電トランジスタ）がオフになり（ステップＳ２２３）、負荷９０との間の電気的な接続が遮断される。
【０１３７】
次に受電側は、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係（位置レベル）の判断等を行った後、ＩＤ認証フレームを作成して送電側に送信する（ステップＳ２２４）。なお、本実施形態では、ステップＳ２２４において、受電側から負荷値検出方式情報が送信側に送信される。
【０１３８】
送電側は、ＩＤ認証フレームを受信すると（ステップＳ２０４）、ＩＤ認証フレームに基づいて受電側の認証処理を行って認証が成立したか否かの判定をする（ステップＳ２０５）。また受信した負荷値検出方式情報に基づいて、例えば図８（Ａ）と図８（Ｂ）の変換処理テーブルのいずれを使用するかを切り替える。
【０１３９】
ステップＳ２０５で認証が成立しなかった場合には、送電を停止してステップＳ２０１に戻る。一方、認証が成立した場合には、ＩＤ認証フレームの応答フレームを受電側に送信する（ステップＳ２０６）。
【０１４０】
受電側は、送電側から応答フレームを受信すると（ステップＳ２２５）、送電側から受信した応答フレームに基づいて送電側の認証処理を行って認証が成立したか否かの判定をする（ステップＳ２２６）。ステップＳ２２６で認証が成立すると、スタートフレームを送電側に送信する（ステップＳ２２７）。一方、認証が成立しなかった場合には、スタートフレームが送電側に送信されない結果、送電側がタイムアウトになって送電を停止し、これにより受電側は停止状態になる（ステップＳ２２１）。
【０１４１】
その後、送電側は、スタートフレームを受信すると（ステップＳ２０７）、定期認証をオンにして（ステップＳ２０８）、通常送電（本格送電）を開始する（ステップＳ２０９）。なお、本実施形態では、送電側は、通常送電開始前に負荷値検出方式情報を受信して、当該負荷値検出方式情報を記憶部２３に書き込む。従って、受電側の負荷値検出方式に対応した適正なフィードバック制御を実現できる。
【０１４２】
受電側は、送電側が通常送電が開始すると受電を開始して、トランジスタＴＢ２をオンにして、負荷９０に対する給電を行う（ステップＳ２２８）。これにより、例えばバッテリ９４の充電が行われる。また、受電側は、通常送電の開始後、定期認証をオンにする（ステップＳ２２９）。そして、定期認証期間か否かを判断し（ステップＳ２３０）、定期認証期間である場合には、定期的な負荷変調を行って、定期認証データとしてフィードバック情報を送電側に送信する（ステップＳ２３１）。具体的には、図１０の負荷変調部４６のトランジスタＴＢ３を、定期認証期間において、所定のパターンでオン・オフすることで、フィードバック情報を送信する。本実施形態では、送電側は、このフィードバック情報に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定し、この送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行う。このため、受電側の負荷が変動しても、受電側フィードバック情報に対応した適正な電力伝送ができるようになる。
【０１４３】
受電側は、フィードバック情報を送電側に送信した後に、バッテリ９４が満充電になったか否かを判断し（ステップＳ２３２）、満充電が検出された場合には、トランジスタＴＢ２をオフにして、負荷９０への給電を停止する（ステップＳ２３３）。また、定期認証もオフにする（ステップＳ２３４）。そして、満充電の検出を知らせる満充電検出コマンド（セーブフレーム）を送電側に送信する（ステップＳ２３５）。
【０１４４】
一方、送電側は、通常送電を開始した後に定期認証が成立したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。そして、定期認証が成立しなかった場合には、送電を停止して、ステップＳ２０１に戻る。一方、送電側は、ステップＳ２１０で定期認証の成立を検出すると、取り去り検出、異物検出を行い（ステップＳ２１２、Ｓ２１３）、取り去りや異物が検出されると、送電を停止して、ステップＳ２０１に戻る。
【０１４５】
次に、送電側は、受電側からの満充電検出コマンド（セーブフレーム）を受信したか否かを判断する（ステップＳ２１３）。そして、満充電検出コマンドを受信した場合には、定期認証をオフにし（ステップＳ２１４）、送電を停止して、ステップＳ２０１に戻る。
【０１４６】
６．定期認証
次に定期認証について説明する。定期認証は、通常送電期間の各定期認証期間において、受電側の負荷を間欠的に変動させ、その間欠的な負荷変動を送電側において検出することで、いわゆる異物による乗っ取り状態を検出するものである。
【０１４７】
即ち、ネゴシエーション処理やセットアップ処理が完了して通常送電（本格送電）が開始した後、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の間に、例えば大面積の金属異物が挿入される場合がある。小中程度の面積の金属異物は、１次コイルＬ１の誘起電圧信号をモニタすることで検出できる。しかしながら、大面積の金属異物が挿入されると、その金属異物は、送電側にとって本負荷と同じ負荷のように見えてしまう。従って、ネゴシエーション処理等が完了していることからも、送電側は、その金属異物を負荷と見なして、送電を続行し、送電側からの送電エネルギーがその金属異物において消費され続けてしまう。これにより、金属異物が高温度になってしまうなどの問題が生じる。このように、大面積の金属の異物等が本来の受電側の機器に取って代わってしまい、その異物に電力が送電され続ける現象を、本実施形態では「乗っ取り状態」と呼ぶこととする。
【０１４８】
このような乗っ取り状態を検出するために、図１５では、定期認証期間ＴＡにおいて受電側の負荷を間欠的に変動させる。具体的には負荷変調信号Ｐ３Ｑを間欠的に変化させて、負荷変調部４６のトランジスタＴＢ３を間欠的にオン・オフさせる。そしてトランジスタＴＢ３がオンになると受電側が相対的に高負荷（インピーダンス小）になり、トランジスタＴＢ３がオフになると受電側が相対的に低負荷（高インピーダンス大）になる。送電側の負荷状態検出回路３０は、この受電側の間欠的な負荷変動を検出する。例えば、コイル端信号のパルス幅期間の変化を検出することで、受電側の負荷変動を検出する。
【０１４９】
そして本実施形態では、この定期認証期間において、受電側から送電側に、伝送パラメータを設定するためのフィードバック情報を送信している。すなわち、受信処理部３４は、通常送電開始後の定期認証期間に受電側フィードバック情報を受信し、伝送パラメータ設定部３２は、受電側フィードバック情報に基づいて、送電側伝送パラメータを設定している。
【０１５０】
このようにすれば、通常送電開始後に負荷９０のバッテリ９４の負荷値が放電／充電の際に刻々と変化する場合でも、定期認証期間ＴＡにおける負荷変動による信号送信を利用して、受電側から送電側にフィードバック情報を送信することができる。このため、送電装置１０は、受電側から受信した受電側フィードバック情報に基づいて、電力伝送の効率が最大となる最適負荷値を得るための送電側伝送パラメータを設定できる。そして、送電装置１０は、当該送電側伝送パラメータに基づいて送電制御を行って、最大効率を維持した適正な電力伝送ができるようになる。
【０１５１】
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。また送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成・動作や、しきい値情報を用いた負荷状態の判定手法、システム情報の照合手法、ネゴシーエーション・セットアップ・コマンド処理の手法、負荷状態の検出手法等も、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。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は無接点電力伝送の説明図。
【図２】本実施形態の送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の構成例。
【図３】他の実施形態の送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の構成例。
【図４】図４（Ａ）は１つの送電装置による複数の受電装置への通常送電の動作説明図、図４（Ｂ）は本実施形態の負荷変調によるデータ転送の説明図。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図６】本実施形態の無接点電力伝送の処理シーケンスの説明図。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は本実施形態の動作の説明図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は本実施形態の変換処理テーブルの動作の説明図。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は本実施形態の変換処理テーブルの動作の説明図。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）は他の実施形態の動作の説明図。
【図１１】本実施形態の送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の詳細な構成例。
【図１２】他の実施形態の送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の詳細な構成例。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は周波数変調、負荷変調によるデータ転送の説明図。
【図１４】本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１５】定期認証を説明するための図。
【符号の説明】
【０１５３】
Ｌ１  １次コイル、Ｌ２  ２次コイル、ｆ１  第１の周波数、ｆ２  第２の周波数、
ＶＦ  駆動電圧、ＶＦ１  第１の駆動電圧、ＶＦ２  第２の駆動電圧
１０  送電装置、１２  送電部、１４  波形モニタ回路、１８  電源回路、
２０  送電制御装置、２２  制御部（送電側）、２３  記憶部、２４  発振回路、
２５  駆動クロック生成回路、２６  ドライバ制御回路、３０  負荷状態検出回路、
３１  送電制御部、３２  伝送パラメータ設定部、３３  送信処理部、
３４  受信処理部、４０  受電装置、４２  受電部、４３  整流回路、
４６  負荷変調部、４７  負荷情報検出回路、４８  給電制御部、
５０  受電制御装置、５２  制御部（受電側）、５３  記憶部、５４  負荷情報検出部、
５６  位置検出回路、５８  発振回路、５９  検出回路、６０  周波数検出回路、
６２  満充電検出回路、６４  受信処理部、６５  送信処理部、６６  受電制御部、
９０  負荷、９２  充電制御装置、９４  バッテリ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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