(57)【要約】【課題】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、及び電子機器を提供する。【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、送電装置１０の送電シーケンスを制御する送電制御部３１と、受電装置４０に伝送する電力の大きさを可変に制御する電力制御部３２と、を含み、送電制御部３１は、送電装置１０から受電装置４０への通常送電の開始前に、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を開始し、電力制御部３２は、通常送電時の送電電力の大きさが仮送電時の送電電力の大きさに対して同一又は異なるように、通常送電時の送電電力を可変に制御する。【選択図】図２
2010011650.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、
前記送電装置の送電シーケンスを制御する送電制御部と、
前記受電装置に伝送する電力の大きさを可変に制御する電力制御部と、を含み、
前記送電制御部は、
前記送電装置から前記受電装置への通常送電の開始前に、前記送電装置と前記受電装置との間の情報通信のための仮送電を開始し、
前記電力制御部は、
前記通常送電時の送電電力の大きさが前記仮送電時の送電電力の大きさに対して同一又は異なるように、前記通常送電時の送電電力を可変に制御する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、
前記電力制御部は、
前記通常送電時の送電電力の大きさが前記仮送電時の送電電力以上の大きさとなるように、前記通常送電時の送電電力を可変に制御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、
前記送電装置は、
前記１次コイルを駆動する送電ドライバを有する送電部と、
前記送電部に駆動電圧を供給する電源回路を含み、
前記電力制御部は、
前記通常送電の開始前では、前記電源回路が初期駆動電圧となる第１の駆動電圧を前記送電部に供給し、
前記通常送電の開始後では、前記電源回路が前記第１の駆動電圧以上の大きさの第２の駆動電圧を前記送電部に供給するように制御することを特徴とする送電制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記制御部は、
前記通常送電の開始前に、前記受電装置から前記通常送電の伝送条件情報として、前記第２の駆動電圧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５】
請求項１において、
前記制御部は、
前記通常送電の開始前に前記受電装置から前記通常送電の伝送条件情報を受信し、
前記電力制御部は、
前記伝送条件情報に基づいて、前記通常送電における送電電力を可変に制御することを特徴とする送電制御装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記制御部は、
無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行うネゴシエーション処理部と、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行うセットアップ処理部と、をさらに含み、
前記セットアップ処理の際に、前記セットアップ処理部が前記受電装置から前記伝送条件情報を受信することを特徴とする送電制御装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記セットアップ処理部は、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件を設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記セットアップ処理部は、
前記受電装置が無接点電力伝送の前記伝送条件情報を送信した場合に、前記伝送条件情報を受信して、無接点電力伝送の伝送条件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１乃至８のいずれかにおいて、
前記電力制御部は、
前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始した後、前記受電装置の前記負荷が有するバッテリの満充電が検出された場合に、通常送電を停止することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９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１１】
請求項１０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１２】
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における送電制御方法であって、
前記送電装置から前記受電装置への通常送電の開始前に、前記送電装置と前記受電装置との間の情報通信のための仮送電を開始し、
前記通常送電時の送電電力の大きさが前記仮送電時の送電電力の大きさに対して同一又は異なるように、前記通常送電時の送電電力を可変に制御することを特徴とする送電制御方法。
【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、電子機器、及び送電制御方法等に関する。
【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の従来技術として特許文献１がある。この特許文献１では、受電装置（２次側）と送電装置（１次側）との間で認証コードを送受信することでＩＤ認証を実現し、異物等の挿入を検出している。また、特許文献２には、電気機器を家庭で同時に使用した場合にブレーカが落ちてしまう事態を防止するために、電気機器の使用電力情報を収集し、許容電力量の範囲内で電力を供給できるか否かを判断し、電力供給が可能と判断された電気機器の電力消費を許可する電力供給制御システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６０９０９号公報
【特許文献２】特開平１０−９４１９９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、特許文献１の従来技術では、送電装置と受電装置とが１対１で対応している場合しか想定していなかった。即ち、送電装置は、受電装置から受信した装置ＩＤが適正なＩＤであるか否かしか判断しておらず、複数種類の受電装置が混在する場合には、適正な無接点電力伝送を実現できないという課題があった。特に、大きな電力量を要する受電装置と、送電装置との間で無接点電力伝送を行った場合に、通常送電開始前の送電装置と受電装置との間の情報通信の際に、高電力での送電によって、ＥＭＩノイズ等の発生を誘発する問題が発生した。
【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、電子機器、及び送電制御方法を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、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、前記送電装置の送電シーケンスを制御する送電制御部と、前記受電装置に伝送する電力の大きさを可変に制御する電力制御部と、を含み、前記送電制御部は、前記送電装置から前記受電装置への通常送電の開始前に、前記送電装置と前記受電装置との間の情報通信のための仮送電を開始し、前記電力制御部は、前記通常送電時の送電電力の大きさが前記仮送電時の送電電力の大きさに対して同一又は異なるように、前記通常送電時の送電電力を可変に制御する送電制御装置に関係する。
【０００７】
本発明によれば、電力制御部によって、送電装置から受電装置に通常送電する際の送電電力が、仮送電する際の送電電力に対して、可変になるように制御されるので、通常送電開始前の仮送電における情報通信の際に、ＥＭＩノイズ等が発生するのを抑制することができる。
【０００８】
また本発明では、前記電力制御部は、前記通常送電時の送電電力の大きさが前記仮送電時の送電電力以上の大きさとなるように、前記通常送電時の送電電力を可変に制御することとしてもよい。
【０００９】
このようにすれば、電力制御部によって、送電装置から受電装置に通常送電時の送電電力を仮送電時の送電電力以上の大きさとなるように、送電電力が可変に制御されるので、通常送電開始前の仮送電における情報通信の際に、ＥＭＩノイズ等が発生するのを抑制することができる。
【００１０】
また本発明では、前記送電装置は、前記１次コイルを駆動する送電ドライバを有する送電部と、前記送電部に駆動電圧を供給する電源回路を含み、前記電力制御部は、前記通常送電の開始前では、前記電源回路が初期駆動電圧となる第１の駆動電圧を前記送電部に供給し、前記通常送電の開始後では、前記電源回路が前記第１の駆動電圧以上の大きさの第２の駆動電圧を前記送電部に供給するように制御することとしてもよい。
【００１１】
このようにすれば、電力制御部によって、送電装置から受電装置に通常送電する際の送電ドライバの駆動電圧を仮送電する際の当該駆動電圧よりも大きくなるように可変に制御することによって、通常送電時の送電電力を仮送電時よりも大きくなるように可変に制御される。このため、様々なタイプの受電装置への送電電力を１つの送電装置によって可変に制御することができる。
【００１２】
また本発明では、前記制御部は、前記通常送電の開始前に、前記受電装置から前記通常送電の伝送条件情報として、前記第２の駆動電圧の情報を受信することとしてもよい。
【００１３】
このようにすれば、送電装置から受電装置に電力供給する際に、当該受電装置に好適な大きさの電力を供給することができる。
【００１４】
また本発明では、前記制御部は、前記通常送電の開始前に前記受電装置から前記通常送電の伝送条件情報を受信し、前記電力制御部は、前記伝送条件情報に基づいて、前記通常送電における送電電力を可変に制御することとしてもよい。
【００１５】
このようにすれば、送電装置から受電装置に電力供給する際に、当該受電装置の伝送条件に対応する好適な大きさの電力を送電装置から供給することができる。
【００１６】
また本発明では、前記制御部は、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行うネゴシエーション処理部と、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行うセットアップ処理部と、をさらに含み、前記セットアップ処理の際に、前記セットアップ処理部が前記受電装置から前記伝送条件情報を受信することとしてもよい。
【００１７】
このようにすれば、セットアップ処理の際に制御部のセットアップ処理部が受電装置から受信した伝送条件情報に基づいて、当該受電装置の伝送条件に対応する好適な大きさの電力を送電装置から供給することができる。
【００１８】
また本発明では、前記セットアップ処理部は、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件を設定してもよい。
【００１９】
このようにすれば、機器毎等に異なる伝送条件をセットアップ処理で設定して、無接点電力伝送を行うことが可能になる。
【００２０】
また本発明では、前記セットアップ処理部は、前記受電装置が無接点電力伝送の伝送条件情報を送信した場合に、前記伝送条件情報を受信して、無接点電力伝送の伝送条件を設定してもよい。
【００２１】
このようにすれば、受電側からの伝送条件情報に基づいて無接点電力伝送の伝送条件を設定できるため、例えば１次側と２次側の様々な組み合わせにおいても、適正な伝送条件を設定できる。
【００２２】
また本発明では、前記電力制御部は、前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始した後、前記受電装置の前記負荷が有するバッテリの満充電が検出された場合に、通常送電を停止してもよい。
【００２３】
このようにすれば、満充電検出後に受電側への通常送電が停止するため、満充電検出後に無駄な電力が消費されてしまう事態を防止できる。
【００２４】
また本発明は、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。
【００２５】
さらに本発明は、上記に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器に関係する。
【００２６】
また本発明は、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における送電制御方法であって、前記送電装置から前記受電装置への通常送電の開始前に、前記送電装置と前記受電装置との間の情報通信のための仮送電を開始し、前記通常送電時の送電電力の大きさが前記仮送電時の送電電力の大きさに対して同一又は異なるように、前記通常送電時の送電電力を可変に制御する送電制御方法に関係する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
２．送電装置、受電装置
図２に本実施形態の送電装置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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
そして、本実施形態では、送電側の制御部２２は、送電装置の送電シーケンスを制御する送電制御部３１と、受電装置４０に伝送する電力の大きさを可変に制御する電力制御部３２と、を含むことを特徴とする。送電制御部３１は、送電装置１０から受電装置４０への通常送電の開始前に、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を開始し、電力制御部３２は、仮送電での送電電力以上の大きさとなるように、通常送電での送電電力を可変に制御する。すなわち、制御部２２の送電制御部３１及び電力制御部３２によって、送電装置１０から受電装置４０に通常送電する際の送電電力を仮送電する際の送電電力に対して、可変するように制御される。
【００５０】
具体的には、制御部２２では、送電制御部３１が送電装置１０から受電装置４０への送電実行の決定と言った送電シーケンスの制御を行い、送電制御部３１で送電を開始したら、電力制御部３２で受電装置４０に伝送する電力の大きさを可変に制御する。その際に、電力制御部３２は、通常送電の開始前では、電源回路１８が初期駆動電圧となる第１の駆動電圧ＶＦ１（例えば５Ｖ）を送電部１２に供給し、通常送電の開始後では、電源回路１８が第１の駆動電圧ＶＦ１よりも大きい第２の駆動電圧ＶＦ２（例えば３０Ｖ）を送電部１２に供給するように制御する。
【００５１】
このようにして、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。
【００５２】
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、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。
【００５３】
このため、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の通常送電を行うマルチ充電を実現するためには、第１の駆動電圧ＶＦ１は、少なくとも送電装置１０が受電装置４０との間の情報通信をするのに、必要最小限の大きさの駆動電圧であることが好ましい。なぜならば、送電側では、送電前において、受電側の伝送条件を知る前の最初の段階では、通常送電において、受電側から要求される供給電力がわからない状態である。仮に、受電側が０．５Ｗ等の低電力用の受電装置の場合では、情報通信等のインターフェース部には、０．５Ｗ等の低電力用の耐圧性のみを具備する部品を使用しており、この場合に、例えば、送電側から受電側に１５Ｗの電力を供給すると、受電側の当該インターフェース部等の部品が破損等してしまい、不具合が生じるおそれがある。
【００５４】
また、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、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、当該情報の送信を行っている。このため、例えば１５Ｗの電力量の受電装置４０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うおそれがある。
【００５５】
このため、１つの送電装置で各電力対応の受電装置に通常送電を行うマルチ充電を実現するには、仮送電時に送電部１２に供給される第１の駆動電圧ＶＦ１が送電側と受電側との間の情報通信に必要最小限の大きさの駆動電圧であることが望まれる。すなわち、本実施形態では、送電制御装置２０の制御部２２は、伝送条件情報の情報交換等の情報通信時には、当該情報通信に必要最小限の電力を供給する仮送電を行い、通常送電時には、各受電装置４０の電力に対応する駆動電圧ＶＦを送電部１２に供給するように、電源回路１８を制御する。
【００５６】
また、送電装置１０から受電装置４０に電力供給する際に、当該受電装置４０の通常送電に必要な伝送条件に対応する好適な大きさの電力を供給するために、送電装置１０から受電装置４０に電力供給する際に、当該伝送条件に対応する好適な大きさの電力を送電装置１０から供給する。具体的には、制御部２２は、通常送電の開始前に、受電装置４０からの通常送電の伝送条件情報として、受電装置４０に通常送電する際に必要とされる１次コイルＬ１の駆動電圧である第２の駆動電圧ＶＦ２の情報を受信する。そして、当該第２の駆動電圧ＶＦ２の情報に基づいて、制御部２２は、電源回路１８から送電部１２へ供給する駆動電圧を調整することによって、送電電力を可変に制御する。このとき、受電装置４０から受信した伝送条件情報の内容は、負荷状態検出回路３０の検出結果に基づいて判断される。なお、上記の伝送条件情報として、受電装置４０に通常送電する際の１次コイルＬ１の駆動電圧の他に、駆動周波数等の通常送電に必要な伝送条件情報を受信してもよい。
【００５７】
このように、本実施形態では、制御部２２が送電装置１０から受電装置４０に仮送電する際の送電電力を送電側と受電側との間の情報通信に必要最小限の大きさとし、通常送電を開始したら、当該送電電力が増大するように、送電電力を可変に制御する。このため、通常送電開始前の仮送電における情報通信の際に、受電装置４０からＥＭＩノイズが発生するのを抑制することができる。また、制御部２２が送電装置１０から受電装置４０に通常送電する際の送電ドライバの駆動電圧を仮送電する際の当該駆動電圧よりも大きくなるように調整することによって、通常送電時の送電電力を仮送電時よりも大きくなるように可変に制御される。このため、駆動電圧が異なる受電装置４０への送電電力を１つの送電装置１０によって可変に制御することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、送電装置１０は、受電側から伝送条件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、当該伝送条件情報の受信方法は、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。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、これらのＲＦ−ＩＤタグ４１、１１を介して、伝送条件情報を送電側が受電側から受信するようにしてもよい。
【００５９】
また本実施形態では、送電側の制御部２２は、ネゴシエーション処理部３７、セットアップ処理部３８、コマンド処理部３９を含む。また受電側の制御部５２も、ネゴシエーション処理部６７、セットアップ処理部６８、コマンド処理部６９を含む。なお、コマンド処理部３９、６９を設けない構成としてもよい。
【００６０】
ネゴシエーション処理部３７、６７は、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行う。即ち、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を行う。そして、セットアップ処理部３８、６８は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行う。即ち、ネゴシエーション処理により無接点電力伝送の基本的な設定が行われた後、送電側と受電側との間で、機器やアプリケーション毎に異なるセットアップ情報の情報交換を行う。そして、コマンド処理部３９、６９は、セットアップ処理の後に、無接点電力伝送のコマンド処理を行う。即ち、基本的なコマンドやセットアップ処理で対応可能になったコマンドの発行や実行などを行う。なお、セットアップ処理後に、コマンド処理を経ることなく、通常送電を開始してもよい。例えば、明示的なコマンドの発行がなくても、セットアップ処理の後に通常送電を開始してもよい。
【００６１】
具体的には、送電側のネゴシエーション処理部３７は、受電装置４０との間で情報の通信が可能か否かの確認処理や、通信した情報が妥当か否かの確認処理や、受電側の負荷状態が適正か否かの確認処理を行う。即ち、受電側から適正に情報を受信できたか否かや、受電側から受信した情報が想定される適正な情報であるか否かや、受電側は異物ではなく適正な受電装置（負荷）であるか否かを、このネゴシエーション処理において確認する。なお、受電側の負荷状態が適正か否かの確認処理をネゴシエーション処理において行わないようにしてもよい。
【００６２】
更に具体的には、ネゴシエーション処理部３７は、受電装置４０との間で、規格情報やコイル情報や負荷状態検出方式を示すシステム情報の照合処理を行う。即ち受電側から受信した規格／コイル／システム情報を、送電側の規格／コイル／システム情報と照合し、規格／コイル／システムが適合（一致）しているか否かを確認する。
【００６３】
セットアップ処理部３８は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件を設定する。具体的には、受電装置４０が無接点電力伝送の伝送条件情報を送信した場合に、その伝送条件情報を受信して、無接点電力伝送の伝送条件を設定する。即ち、受電装置４０が、コイルの駆動電圧や駆動周波数等の通常送電に必要な伝送条件情報を送信すると、その伝送条件情報に基づいて、駆動電圧や駆動周波数等の伝送条件を設定する。また、受電装置４０との間で、機器やアプリケーション毎に異なるセットアップ情報の情報交換を行う。
【００６４】
コマンド処理部３９は、セットアップ処理の後に、例えば、通常送電開始コマンドや、バッテリ９４の満充電検出コマンド（満充電通知コマンド）や、バッテリ９４の再充電確認コマンドなどの各種コマンドの処理を行う。即ち、これらのコマンドの発行や実行を行う。なお、コマンドとしては、少なくとも通常送電開始コマンドが用意されていればよく、その他のコマンドは、オプションのコマンドとして扱うことができる。
【００６５】
制御部２２は、送電装置１０から受電装置４０への通常送電を開始した後に、受電装置４０から送電停止要求があった場合に、通常送電を開始する。例えば、通常送電開始後に、バッテリ９４の満充電が検出された場合に、通常送電を停止する。具体的には、受電側がバッテリ９４の満充電を検出して満充電検出コマンドを送信し、その満充電検出コマンドを受信すると、通常送電開始コマンドで開始した通常送電を停止する。
【００６６】
そして、制御部２２は、満充電検出により通常送電を停止した場合には、満充電検出後の待機フェーズに移行する。即ち、バッテリ９４の満充電が検出された後、バッテリ９４の再充電が必要になるまで待機する。この時、受電装置４０は、送電側からの通常送電が停止したことで、電源電圧が供給されなくなり、リセット状態になる。
【００６７】
そして、制御部２２は、満充電検出後の待機フェーズにおいて、バッテリの再充電確認を行う。即ち、例えば所定期間毎に仮送電を行って受電装置４０のリセット状態を解除し、再充電確認コマンドを発行して、バッテリ９４の再充電が必要か否かを確認する。この時、満充電検出後の待機フェーズでは、再充電確認フラグをクリアせずにセット状態に維持する。即ち、再充電確認フラグをセット状態にすることで、ネゴシエーションフェーズ、セットアップフェーズの後のコマンド分岐において、再充電確認コマンドを実行できるようになる。
【００６８】
一方、制御部２２は、満充電検出後の待機フェーズにおいて、受電側電子機器の取り去りが検出されると、取り去り検出後の待機フェーズに移行し、この場合には、再充電確認フラグをクリアする。そして、取り去り検出後の待機フェーズにおいて、受電側の電子機器の着地（充電器への電子機器の設置）が検出されると、ネゴシエーション処理のフェーズに移行する。そして、例えばセットアップ処理等のフェーズを経て、通常送電が開始される。
【００６９】
受電側のネゴシエーション処理部６７は、送電装置１０との間で情報の通信が可能か否かの確認処理や、通信した情報が妥当か否かの確認処理を行う。具体的には、規格情報、コイル情報、負荷状態検出方式を示すシステム情報の照合処理を行う。即ち、規格／コイル／システム情報を送電側に送信し、送電側から規格／コイル／システム情報を受信すると、送電側の規格／コイル／システム情報と受電側の規格／コイル／システムとが適合（一致）しているか否かを確認する。
【００７０】
セットアップ処理部６８は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件情報を送電装置１０に送信する。即ち、コイルの駆動電圧や駆動周波数等の通常送電に必要な伝送条件情報を送信する。また、送電装置１０との間で、機器やアプリケーション毎に異なるセットアップ情報の情報交換を行う。
【００７１】
コマンド処理部６９は、セットアップ処理の後に、通常送電開始コマンドや、バッテリ９４の満充電検出コマンドや、バッテリ９４の再充電確認コマンドなどの各種コマンドの処理を行う。即ち、これらのコマンドの発行や実行を行う。なお制御部５２は、セットアップ処理の後に、送電装置１０から受電装置４０への通常送電が開始した場合に、コマンド処理を経ることなく、負荷９０に対する電力供給を開始してもよい。例えば明示的なコマンドの発行がなくても、セットアップ処理の後に負荷９０への電力供給を開始してもよい。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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（電力制御部３２）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。
【００７７】
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に送信する。
【００７８】
その後、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、図６（Ａ）に示すように、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。すると、制御部２２の電力制御部３２は、図６（Ｂ）に示すように、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、送電装置１０から受電装置４０に通常送電が開始される。なお、本実施形態の送電装置１０による仮送電、及び通常送電の動作の詳細については後述する。
【００７９】
このように、本実施形態では、ＥＭＩを抑制するために、送電装置１０から受電装置４０に通常送電する際の送電電力を仮送電する際の送電電力よりも大きくなるように、制御部２２が送電電力を可変に制御する。そして、送電装置１０から受電装置４０に電力供給する際に、当該受電装置４０の駆動電圧ＶＦに対応する好適な大きさの電力を供給することができる。
【００８０】
４．無接点電力伝送の処理シーケンス
図７に、本実施形態により実現される無接点電力伝送の処理シーケンスの概略を模式的に示す。
【００８１】
この処理シーケンスでは、リセット状態の後に、待機フェーズに移行する。ここで、リセット状態では、送電側（１次）や受電側（２次）が保持していた各種フラグはクリアされる。ここでフラグは、送電装置や受電装置の状態（送電状態、満充電状態、再充電確認状態等）を表すものであり、これらの装置の記憶部（レジスタ）に保持される。
【００８２】
待機フェーズでは、送電側（１次）は、受電側（２次）の停止時（送電停止時）の最終状態を保持する。例えばバッテリの満充電が検出されると、送電側及び受電側は満充電検出後の待機フェーズに移行する。この場合、バッテリ電圧の低下を検出して、再充電を行う必要があるため、送電側は、送電停止の要因が満充電検出であることを記憶する。具体的には、再充電確認フラグをクリアせずにセット状態に維持し、再充電が必要か否かを定期的に確認する。
【００８３】
なお、待機フェーズでは、送電側から受電側への送電が停止するため、受電側は、電源電圧が供給されずに停止状態になるが、送電側は、電源電圧が供給されて動作状態になっている。このように、待機フェーズで受電側が動作を停止することで低消費電力化が図れ、この時に送電側が各種状態のフラグをクリアせずに保持することで、送電側は、待機フェーズの後、そのフラグを利用して各種処理を実行できる。
【００８４】
送電側や受電側は、待機フェーズの後にネゴシエーションフェーズに移行する。このネゴシエーションフェーズでは、規格／コイル／システムの一致確認や、安全上の情報交換などが行われるネゴシエーション処理が実行される。具体的には、送電側と受電側は、規格／コイル／システム情報の情報交換を行い、規格／コイル／システムがお互いに適合するか否かを確認する。また、例えば受電側が送電側に、異物検出等のための安全しきい値情報を送信し、安全上の情報交換を行う。このネゴシエーション処理では、送電側と受電側の間で情報の通信が可能か否かの確認や、通信した情報が妥当か否かの確認や、受電側の負荷状態の適否（異物の非検出）の確認等が行われることになる。
【００８５】
ネゴシエーション処理において、規格／コイル／システムが不一致であると判定されたり、異物が検出されたり、機器の取り去りが検出されたり、タイムアウトエラーになると、リセット状態に移行し、各種フラグがクリアされる。一方、通信エラー等の場合には例えば待機フェーズに移行し、フラグのクリアは行われない。
【００８６】
送電側や受電側は、ネゴシエーションフェーズの後、セットアップフェーズに移行する。このセットアップフェーズでは、対応機能の情報やアプリケーション別の設定情報などのセットアップ情報が転送されるセットアップ処理が実行される。例えば、ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件の設定が行われる。具体的には、受電側がコイルの駆動電圧や駆動周波数等の伝送条件情報を送電側に送信すると、送電側は、受信した伝送条件情報に基づいてコイルの駆動電圧や駆動周波数等の通常送電のための伝送条件を設定する。また、対応機能についての情報交換や、上位のアプリケーション毎に異なる設定情報の交換も、このセットアップ処理で行われる。具体的には、コマンドフェーズにおいて送電側、受電側が発行・実行可能なコマンドの種類や、定期認証機能等の付加的な対応機能についての情報交換は、このセットアップ処理において実行される。これにより、電子機器の種類（携帯電話機、オーディオ機器等）や機種などのアプリケーションに応じて異なる設定情報の交換が可能になる。
【００８７】
セットアップ処理において、機器の取り去りが検出されたり、タイムアウトエラーになると、リセット状態に移行する。一方、通信エラー等の場合には、待機フェーズに移行する。
【００８８】
送電側や受電側は、セットアップフェーズの後、コマンドフェーズに移行する。このコマンドフェーズでは、セットアップ処理で得た情報に基づいてコマンド処理が行われる。即ち、対応コマンド（対応可能であることがセットアップ処理で確認されたコマンド）の発行又は実行が行われる。コマンド処理で実行されるコマンドとしては、例えば、通常送電（充電）開始コマンド、満充電検出（通知）コマンド、再充電確認コマンド、受電側割り込みコマンド、送電停止要求コマンドなどが考えられる。
【００８９】
例えば、ネゴシエーション処理、セットアップ処理により通常送電の準備が整い、送電側が通常送電（充電）開始コマンドを受電側に送信（発行）し、それを受信した受電側が応答コマンドを送電側に送信すると、通常送電が開始する。そして、通常送電の開始後、受電側において満充電が検出されると、受電側は、満充電検出コマンドを送電側に送信する。
【００９０】
この満充電検出のように伝送継続が必要ない場合には、満充電検出後の待機フェーズに移行する。そして、再度、ネゴシエーション処理、セットアップ処理を経て、送電側は、再充電確認コマンドを受電側に送信する。これにより受電側は、バッテリ電圧をチェックして、再充電が必要か否かを判定する。そして、再充電が必要な場合には、再充電確認フラグがリセットされ、送電側が通常送電開始コマンドを発行することで、通常送電が再開される。一方、再充電が必要ではない場合には、再充電確認フラグがセット状態に維持されて、満充電検出後の待機フェーズに戻る。
【００９１】
なお、コマンド処理において、何らかの異常が検出されたり、異物が検出されたり、取り去りが検出されるとリセット状態に移行する。
【００９２】
また、ネゴシエーションフェーズにおいて、送電側と受電側で情報交換されて適合性が判断されるシステム情報は、送電側や受電側での負荷状態の検出方式を示す情報である。ここで負荷状態の検出方式としては、パルス幅検出方式（位相検出方式）、電流検出方式、ピーク電圧検出方式、或いはこれらの方式を組み合わせた方式などがある。システム情報は、送電側や受電側が、これらの方式のいずれを採用しているのかを示す情報になる。
【００９３】
さらに、ネゴシエーションフェーズにおいて受電側が送電側に送信する異物しきい値は、安全上のしきい値情報である。この異物しきい値は、例えば受電側が記憶しており、通常送電開始前に受電側から送電側に送信される。そして、送電側は、この異物しきい値に基づいて、通常送電開始前の異物検出である１次異物検出を行う。例えば、受電側の負荷状態をパルス幅検出方式で検出する場合には、異物しきい値として、パルス幅のカウント値のしきい値が受電側から送電側に送信され、送電側は、このカウント値のしきい値に基づいて、パルス幅検出方式による１次異物検出を行う。
【００９４】
以上の本実施形態の処理シーケンスによれば、例えば規格／コイル／システムの適合性の判断や、安全上の最低限の情報交換は、ネゴシエーション処理において行われる。そして、このネゴシエーション処理において、通信が可能な事や通信情報の妥当性が判断されると共に、受電側の負荷状態の適否が判断される。
【００９５】
そして、セットアップ処理においては、通常送電のために必要な伝送条件の設定等が実行される。例えばコイルの駆動電圧や駆動周波数が設定される。また、より上位のアプリケーション毎に必要な設定情報の交換が、セットアップ処理において実行される。
【００９６】
そして、このようなセットアップ処理、ネゴシエーション処理を経た後に、コマンドフェーズに移行して、コマンド処理が行われる。即ちネゴシエーション処理において対応可能になったことが確認されたコマンドの発行や実行がコマンド処理において行われる。
【００９７】
このようにすれば、システムの適合性や安全性の確保に必要な最低限の情報交換はネゴシエーション処理において実行されると共に、アプリケーション毎に異なるセットアップ情報の交換はセットアップ処理において実行される。
【００９８】
従って、送電側と受電側が適合しない場合には、ネゴシエーション処理において除外されるため、情報量が多いセットアップ情報については、転送しなくても済むようになる。これにより、ネゴシエーション処理では、最小限の情報だけを転送すれば済み、転送情報量を少なくできるため、短期間でネゴシエーションフェーズを終了でき、処理を効率化できる。
【００９９】
また、送電側及び受電側の各機器は、ネゴシエーション処理により、最低限の無接点電力伝送が可能になり、機器毎の機能拡張は、セットアップ情報の交換で実現できる。従って、各機器は、ネゴシエーション処理で無接点電力伝送のシステムに必要な最小限の設定を行い、セットアップ処理でシステムの最適化が可能になるため、柔軟なシステム構築を実現できる。
【０１００】
また、送電側は、受電側からしきい値情報やシステム情報を受信し、受信したしきい値情報やシステム情報を設定するだけで、無接点電力伝送や異物検出を実現できるため、送電側の処理を簡素化できる。この場合に、受電側が、適正な組み合わせのコイル情報としきい値情報を送電側に送信することで、適正且つ安全な無接点電力伝送を実現できる。
【０１０１】
５．詳細な構成例
図８に本実施形態の詳細な構成例を示す。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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
図８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。
【０１１４】
具体的には、図９（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。
【０１１５】
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９（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。
【０１１６】
なお図９（Ａ）、図９（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。
【０１１７】
６．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１０、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【０１１８】
送電側は、電源投入されてパワーオンすると、例えばｋ１秒のウェイト後に（ステップＳ１）、通常送電開始前の仮送電を行う（ステップＳ２）。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。この仮送電における駆動周波数（駆動クロック生成回路からの駆動クロックの周波数）は、例えばｆ１に設定される。
【０１１９】
送電側からの仮送電により、受電側がパワーオンして（ステップＳ２２）、受電制御装置５０のリセットが解除される。すると、受電制御装置５０は、図８の信号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がオフになり（ステップＳ２３）、負荷９０との間の電気的な接続が遮断される。
【０１２０】
次に受電側は、位置検出回路５６を用いて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係（位置レベル）が適正か否かを判断する（ステップＳ２４）。そして、位置関係が適正ではない場合には、例えばｋ２秒の期間の間、ウェイトする（ステップＳ２１）。
【０１２１】
一方、位置関係が適正である場合には、受電側は、ネゴシエーションフレームを生成して送電側に送信する（ステップＳ２５）。具体的には図９（Ｂ）で説明した負荷変調によりネゴシエーションフレームを送信する。このネゴシエーションフレームは、例えば受電側の記憶部５３に記憶された規格情報、コイル情報などの一致コードやシステム情報（負荷状態検出方式）、しきい値情報（負荷状態検出用のしきい値）などのハード情報を含む。
【０１２２】
送電側は、ネゴシエーションフレームを受信すると（ステップＳ４）、ネゴシエーションフレームの検証を行う（ステップＳ５）。具体的には、送電側の記憶部２３に記憶された規格／コイル／システム情報と、受電側から受信した規格／コイル／システム情報とが一致するか否かを判断する。そして、適正なネゴシエーションフレームであると判定されると、異物検出を行う（ステップＳ６）。
【０１２３】
具体的には、送電側は、駆動周波数を異物検出用周波数ｆ３に設定する。そして受電側から受信したしきい値情報（安全しきい値情報）に基づいて、通常送電開始前の１次異物検出を行い、受電側の負荷状態が適正か否かを判断する。例えば、異物検出イネーブル信号をアクティブにして、負荷状態検出回路３０に対して異物検出の開始を指示する。この異物検出は、例えば負荷状態検出回路３０からの負荷状態検出情報（パルス幅情報）と、受電側から受信した負荷状態検出用のしきい値（ＭＥＴＡ）とを比較することで実現される。そして送電側は、異物検出期間が終了すると、駆動周波数を通常送電用周波数ｆ１に戻す。
【０１２４】
なお、送電側は、ステップＳ５でネゴシエーションフレームが適正ではないと判断されたり、ステップＳ６で異物が検出されたと判断されると、送電を停止して、ステップＳ１に戻る。
【０１２５】
次に、送電側は、ネゴシエーションフレームを作成して受電側に送信する（ステップＳ７）。このネゴシエーションフレームは、例えば送電側の記憶部２３に記憶された規格情報、コイル情報、システム情報を含む。
【０１２６】
受電側は、ネゴシエーションフレームを受信すると（ステップＳ２６）、ネゴシエーションフレームの検証を行う（ステップＳ２７）。具体的には、受電側の記憶部５３に記憶された規格／コイル／システム情報と、送電側から受信した規格／コイル／システム情報とが一致するか否かを判断する。そして、適正なネゴシエーションフレームであると判定されると、セットアップフレームを生成して、送電側に送信する（ステップＳ２８）。このセットアップフレームは、伝送条件情報や対応機能情報などのパラメータデータを含む。ここで伝送条件情報は、１次コイルの駆動電圧や駆動周波数などである。また、対応機能情報は、アプリケーション毎に付加された機能を表す情報などである。なお、セットアップフレームが適正でない場合には、ステップＳ２１に戻る。
【０１２７】
送電側は、セットアップフレームを受信すると（ステップＳ８）、セットアップフレームの検証を行う（ステップＳ９）。そして、受電側からのセットアップフレームが適正である場合には、送電側のセットアップフレームを作成して、受電側に送信する（ステップＳ１０）。一方、セットアップフレームが適正ではない場合には、送電を停止してステップＳ１に戻る。
【０１２８】
受電側は、セットアップフレームを受信すると（ステップＳ２９）、セットアップフレームの検証を行う（ステップＳ３０）。そしてセットアップフレームが適正である場合には、スタートフレームを作成して、送電側に送信する（ステップＳ３１）。一方、セットアップフレームが適正ではない場合にはステップＳ２１に戻る。
【０１２９】
スタートフレームが送信されると、送電側及び受電側はコマンド分岐に移行する（ステップＳ４１、Ｓ６１）。即ち、コマンド判定が行われて、各種フラグに応じたコマンドの処理に分岐する。
【０１３０】
具体的には、優先的な処理が必要なコマンド（例えば割り込みコマンド等）が存在しない場合には、送電側は、通常送電（充電）の開始コマンドを受電側に送信する（ステップＳ４２）。受電側は、通常送電開始コマンドを受信すると（ステップＳ６２）、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正か否かを判断し（ステップＳ６３）、適正である場合には応答コマンドを送電側に送信する（ステップＳ６４）。
【０１３１】
送電側は、応答コマンドを受信すると（ステップＳ４３）、各種パラメータを通常送電用パラメータに切り替える（ステップＳ４４）。具体的には、伝送条件や負荷状態検出用のパラメータを、セットアップ処理で設定されたパラメータに切り替える。そして、定期認証をオンにして（ステップＳ４５）、通常送電を開始する（ステップＳ４６）。
【０１３２】
受電側は、応答コマンドを送信すると（ステップＳ６４）、給電制御部４８のトランジスタＴＢ２をオンにして（ステップＳ６５）、負荷９０への電力供給を開始する。また定期認証をオンにして、定期的な負荷変調を行う（ステップＳ６６）。具体的には、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。
【０１３３】
送電側は、通常送電が開始した後、定期的な負荷変調による定期認証期間において、大面積の金属異物等による乗っ取り状態の検出を行う（ステップＳ４７）。また、取り去り検出、異物検出を行う（ステップＳ４８、Ｓ４９）。定期認証において乗っ取りが検出されたり、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Ｓ１に戻る。
【０１３４】
受電側は、通常送電が開始した後、バッテリ９４が満充電になったか否かを検出する（ステップＳ６７）。そして、満充電が検出されると、トランジスタＴＢ２をオフにして（ステップＳ６８）、負荷９０への電力供給を停止する。また、定期認証をオフにする（ステップＳ６９）。そして、満充電の検出を通知する満充電検出コマンド（セーブフレーム）を送電側に送信し（ステップＳ７０）、ｋ３秒のウェイト期間の後（ステップＳ７１）、ステップＳ７０の処理を繰り返す。
【０１３５】
送電側は、満充電検出コマンド（セーブフレーム）を受信すると、定期認証をオフにして、送電を停止する（ステップＳ５１、Ｓ５２）。
【０１３６】
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】
【０１３７】
【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）は本実施形態の動作の説明図。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は本実施形態の動作の説明図。
【図７】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８】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９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は周波数変調、負荷変調によるデータ転送の説明図。
【図１０】本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【０１３８】
Ｌ１  １次コイル、Ｌ２  ２次コイル、
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  電力制御部、
３７  ネゴシエーション処理部、３８  セットアップ処理部、３９  コマンド処理部、
４０  受電装置、４２  受電部、４３  整流回路、４６  負荷変調部、
４８  給電制御部、５０  受電制御装置、５２  制御部（受電側）、５３  記憶部、
５６  位置検出回路、５８  発振回路、６０  周波数検出回路、６２  満充電検出回路、
６７  ネゴシエーション処理部、６８  セットアップ処理部、６９  コマンド処理部、
９０  負荷、９２  充電制御装置、９４  バッテリ
【図１】
2010011650.tif 000003
【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】
2010011650.tif 000009
【図８】
2010011650.tif 000010
【図９】
2010011650.tif 000011
【図１０】
2010011650.tif 000012
【図１１】
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