(57)【要約】  通信エラーの増加や伝送レートの低下を抑えながら、小型で低発熱を実現可能な無接点受電回路および無接点電力伝送システムを提供する。無接点受電回路（１００）は、コイルアンテナ（１１）と整流回路（１２）と変圧回路（１３）と負荷変調回路（１４）とを備え、変圧回路（１３）に、入力平滑コンデンサ（Ｃ１）とＤＣ／ＤＣコンバータ（１５）と逆流防止用スイッチ（ＳＷ１）とを備える。コイルアンテナ（１１）は、近接電磁界に結合する。整流回路（１２）は、コイルアンテナ（１１）の出力電圧を整流する。変圧回路（１３）は、整流回路（１２）の出力電圧を変圧する。負荷変調回路（１４）は、信号送信時に負荷変調する。入力平滑コンデンサ（Ｃ１）は、入力電圧を平滑する。ＤＣ／ＤＣコンバータ（１５）は、入力平滑コンデンサ（Ｃ１）の出力電圧を変圧する。逆流防止用スイッチ（ＳＷ１）は、信号送信時に入力平滑コンデンサ（Ｃ１）からの電荷の逆流を防止する。
2010035546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無接点送電回路の近接電磁界に結合する受電部と、前記受電部の出力電圧を整流する整流部と、前記整流部の出力電圧を変圧して受電負荷に出力する変圧部と、前記無接点送電回路への信号送信時に、負荷変調することで回路全体のインピーダンスを変化させる負荷変調部と、を備え、
前記変圧部に、
前記整流部から出力され前記変圧部に入力された入力電圧を変圧するＤＣＤＣコンバータと、
前記入力電圧を平滑する入力平滑コンデンサと、
前記信号送信時に前記入力平滑コンデンサからの電荷の逆流を防止する逆流防止手段と、を備える、
無接点受電回路。
【請求項２】
前記負荷変調部に、前記整流部−変圧部間に第一端が接続される負荷変調用抵抗と、前記負荷変調用抵抗の第二端とグランドとの間に接続される負荷変調用スイッチと、前記整流部−変圧部間から動作電圧を取得して、前記負荷変調用スイッチの切り替えを行う信号処理部と、を設けた、請求項１に記載の無接点受電回路。
【請求項３】
前記負荷変調部−変圧部間とグランドとの間に接続される予備平滑コンデンサを設けた、請求項１または２に記載の無接点受電回路。
【請求項４】
前記変圧部−受電負荷間とグランドとの間に大容量キャパシタを設けた、請求項１〜３のいずれかに記載の無接点受電回路
【請求項５】
前記逆流防止手段は前記信号送信時に前記整流部−変圧部間の電気的接続を遮断する逆流防止用スイッチである、請求項１〜４のいずれかに記載の無接点受電回路。
【請求項６】
前記逆流防止手段は前記変圧部から前記整流部への電荷の逆流を防止する逆流防止ダイオードである、請求項１〜４のいずれかに記載の無接点受電回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の無接点受電回路、および、前記近接電磁界が励起し、前記近接電磁界の変化から前記無接点受電回路の送信信号を検出する無接点送電回路、を備える無接点電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、近接電磁界に結合することで無接点給電を受ける無接点受電回路、および、その無接点受電回路と近接電磁界を励起する無接点送電回路とを備える無接点電力伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無接点給電を利用するＲＦＩＤでは、無線タグ側に無接点受電回路が設けられる。無接点受電回路はリーダライタ等の近接電磁界に結合して電力を受け取り、内部回路を動作させる。このようなＲＦＩＤでは、無線タグの認証などのために無線タグからリーダライタへ負荷変調通信により信号を送信することがある（特許文献１参照）。【０００３】
図１は、負荷変調通信を利用する従来の無接点受電回路の概略構成例を説明する回路図である。【０００４】
受信部１０２はコイルアンテナからなり、リーダライタの近接電磁界に結合する。整流部１０３はダイオードからなり、受信部１０２に励起する電圧信号を整流する。Voltage Regulator１０４は整流部１０３に整流された電圧信号を規定電圧に整形・変圧する。電源部１０５は、Voltage Regulator１０４の出力を内部回路の動作電圧とする。ＤＡＴＡ受信部１０７はリーダライタからの受信信号を復調する。クロック生成部１０８はリーダライタからの受信信号に基づいてクロック信号を生成する。信号処理部１０９はリーダライタへの送信信号を生成する。負荷変調部１０６は信号処理部１０９の生成する送信信号に応じて負荷値を切り替える。この負荷値の切り替えにより、近接電磁界の給電状態が変化して、リーダライタ側でコイルアンテナの電圧レベルが変動する。したがってリーダライタでは、この電圧レベルの変化に基づいて無線タグからの送信信号を検出できる。この無線タグでは信号処理部の動作に必要な電力が給電されればよく、Voltage Regulator１０４から電源部１０５への給電量はｍＷオーダーである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８８７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ノートパソコンやモバイル機器の急速充電などに数Ｗ〜数十Ｗオーダーの給電量の無接点給電を利用する場合には、Voltage Regulatorを利用して変圧を行うと発熱量が大きくなり問題になる。【０００７】
発熱量を抑えながら変圧を行うには、Voltage Regulatorに替えてＤＣＤＣコンバータを利用すればよい。しかしながら、ＤＣＤＣコンバータでは入力される電圧信号のレベル変動が大きいと安定動作が困難になる。そのため、無接点受電回路にＤＣＤＣコンバータを利用するには、数十〜数百μＦオーダーの比較的大きな容量値のコンデンサにより、ＤＣＤＣコンバータに入力される電圧信号を平滑する必要がある。ところが、このような容量値のコンデンサを設けた構成で負荷変調通信を行うと、負荷変調の度にコンデンサが放電し、電圧信号に波形なまりが乗じて通信エラーの増加や伝送レートの低下が生じ問題となる。【０００８】
電圧信号の波形なまりを抑制するには、負荷変調部の抵抗を小さくして時定数を下げることが考えられるが、その場合、負荷変調用抵抗に流れる電流が大きくなり消費電力が大きくなってしまう。また、負荷変調用抵抗を並列に並べて時定数を下げることも考えられるが、その場合、大型化やコストアップの要因となってしまう。【０００９】
そこで、この発明の目的は、通信エラーの増加や伝送レートの低下を抑えながら、小型で低発熱を実現可能な無接点受電回路および無接点電力伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の無接点受電回路は、受電部と整流部と変圧部と負荷変調部とを備え、変圧部に、ＤＣＤＣコンバータと入力平滑コンデンサと逆流防止手段とを備える。受電部は、無接点送電回路の近接電磁界に結合する。整流部は、受電部の出力電圧を整流する。変圧部は、整流部の出力電圧を変圧して受電負荷に出力する。負荷変調部は、無接点送電回路への信号送信時に、負荷変調することで回路全体のインピーダンスを変化させる。ＤＣＤＣコンバータは、整流部から出力され変圧部に入力された入力電圧を変圧する。入力平滑コンデンサは、入力電圧を平滑する。逆流防止手段は、信号送信時に入力平滑コンデンサからの電荷の逆流を防止する。【００１１】
負荷変調通信による信号送信時に、仮に逆流防止手段がなければ入力平滑コンデンサの放電により信号波形がなまり負荷変調通信の障害となる。しかしながら、この構成では負荷変調部と入力平滑コンデンサとの間に逆流防止手段を設けることで、入力平滑コンデンサの放電を防止して負荷変調通信の波形なまりを抑える。負荷変調通信後には負荷変調や電荷の逆流遮断を行わずに、ＤＣＤＣコンバータを介した通常の電力伝送を行う。【００１２】
負荷変調部に負荷変調用抵抗と負荷変調用スイッチと信号処理部とを設けてもよい。負荷変調用抵抗は、整流部−変圧部間に第一端が接続される。負荷変調用スイッチは、負荷変調用抵抗の第二端とグランドとの間に接続される。信号処理部は、整流部−変圧部間から入力動作電圧を取得して、負荷変調用スイッチの切り替えを行う。【００１３】
負荷変調部−変圧部間とグランドとの間に設けられる予備平滑コンデンサを備えると好適である。【００１４】
仮に、予備平滑コンデンサが無く受電部等の寄生容量が小さければ、負荷変調通信時に信号波形にリンギングが発生することがある。そこで、容量値を適切に設定した予備平滑コンデンサを逆流防止手段よりも前段に設けることにより、負荷変調部から変圧部をみたインピーダンスを適切に調整して、リンギングを抑えることができる。【００１５】
変圧部−受電負荷部間とグランドとの間に大容量キャパシタを設けると好適である。これにより、負荷変調通信時にＤＣＤＣコンバータの出力レベルの変動を抑えることができる。【００１６】
逆流防止手段は負荷変調時に整流部−変圧部間の電気的接続を遮断する逆流防止用スイッチであってもよい。従来は、ＤＣＤＣコンバータの入力インピーダンスに応じて負荷変調用抵抗の値を設計する必要があり、ＤＣＤＣコンバータの入力インピーダンスが異なる製品ごとに、設計コストが掛かるという問題があったが、本構成では、ＤＣＤＣコンバータの入力インピーダンスによらずに、負荷変調用抵抗の値を設計できる。【００１７】
逆流防止手段は逆流防止用ダイオードであってもよい。この場合、逆流防止用スイッチのようにスイッチ制御を行う必要が無く、制御の簡易化が図れる。【００１８】
この発明の無接点電力伝送システムは、上述の無接点受電回路と、負荷変調により変化する給電状態で近接電磁界を生じさせ、給電状態の変化から受信信号を検出する無接点送電回路とを備えると好適である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、ＤＣＤＣコンバータの利用により大電力の無接点給電を行っても発熱が抑制できる。さらには、入力平滑コンデンサの利用によりＤＣＤＣコンバータの入力信号を安定化して、ＤＣＤＣコンバータを安定動作させられる。この場合、負荷変調部と入力平滑コンデンサとの間に逆流防止手段を設けることで、負荷変調通信時の波形なまりを抑えることができ、通信エラーの増加や伝送レートの低下を抑えられる。したがって、無接点受電回路の負荷変調用抵抗を小さくしたり並列に接続したりしなくてもよくなり、消費電力を抑制し、大型化やコストアップを防ぐことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来例の無接点受電回路の概略の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無接点受電回路と無接点送電回路とから構成される無接点電力伝送システムの概略の回路図である。
【図３】この無接点電力伝送システムの動作フローの一例を示す図である。
【図４】この無接点送電回路のコイルアンテナにおける電圧波形を示す波形図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る無接点受電回路と無接点送電回路とから構成される無接点電力伝送システムの概略の回路図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る無接点受電回路と無接点送電回路とから構成される無接点電力伝送システムの概略の回路図である。
【図７】この無接点送電回路のコイルアンテナにおける電圧波形を示す波形図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る無接点受電回路と無接点送電回路とから構成される無接点電力伝送システムの概略の回路図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る無接点受電回路と無接点送電回路とから構成される無接点電力伝送システムの概略の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
《第１の実施形態》
本発明の第１の実施形態に係る無接点受電回路について説明する。
図２は無接点電力伝送システム１の概略回路例を示す図である。
【００２２】
無接点電力伝送システム１は、無接点受電回路１００と無接点送電回路２００とを備える。
【００２３】
無接点送電回路２００は、コイルアンテナ２１、ドライバ回路２２、および一次信号処理部２３を備える。ドライバ回路２２はコイルアンテナ２１への給電を行う。コイルアンテナ２１はドライバ回路２２からの給電により近接電磁界を励起する。一次信号処理部２３は、近接電磁界の給電状態の変化による、コイルアンテナ２１における電圧レベルの変動に基づいて無接点受電回路１００からの送信信号を検出する。
【００２４】
無接点受電回路１００は、コイルアンテナ１１、整流回路１２、変圧回路１３、および負荷変調回路１４を備える。コイルアンテナ１１は本発明の受電部であり、一次側のコイルアンテナ２１の近接電磁界に結合する。整流回路１２は本発明の整流部であり、コイルアンテナ１１から出力される高周波信号を整流する。変圧回路１３は本発明の変圧部であり、逆流防止用スイッチＳＷ１と入力平滑コンデンサＣ１とＤＣＤＣコンバータ１５とを備える。逆流防止用スイッチＳＷ１はリレースイッチやＦＥＴスイッチであり、二次信号処理部１６から入力される制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。逆流防止用スイッチＳＷ１は入力平滑コンデンサＣ１と負荷変調回路１４の負荷変調用抵抗Ｒ１との接続端Ａに設けられていればよい。第１の実施形態においては逆流防止用スイッチＳＷ１は入力平滑コンデンサＣ１の接続端Ｂと負荷変調回路１４の負荷変調抵抗Ｒ１の接続端Ａとの間に設けられている。入力平滑コンデンサＣ１は逆流防止用スイッチＳＷ１−ＤＣＤＣコンバータ１５間とグランドとの間に設けられ、ＤＣＤＣコンバータ１５の入力電圧を平滑化する。ＤＣＤＣコンバータ１５は、入力電圧を変圧（昇圧または降圧）して受電負荷ＲＬに出力する。受電負荷ＲＬは例えば充電池を含む回路であり、変圧回路１３からの出力電圧により充電池を充電し、充電池の起電圧を動作電圧として動作する。
【００２５】
負荷変調回路１４は本発明の負荷変調部であり、負荷変調用抵抗Ｒ１と負荷変調用スイッチＱ１と二次信号処理部１６とを備え、負荷変調通信時に無接点受電回路１００全体のインピーダンスを変化させる。負荷変調用抵抗Ｒ１は、整流回路１２−変圧回路１３間の接続点Ａに第一端が接続される。負荷変調用スイッチＱ１は、負荷変調用抵抗Ｒ１の第二端とグランドとの間に接続される。二次信号処理部１６は、整流回路１２−変圧回路１３間から入力動作電圧を取得して、負荷変調用スイッチＱ１の切り替えを行う。
【００２６】
この無接点電力伝送システム１は、負荷変調通信モードと電力伝送モードとを切り替えながら動作する。無接点送電回路２００は、電力伝送モードでの動作時に一定の時間間隔で負荷変調通信モードに動作を切り替え、コイルアンテナ２１に給電する電圧を電力伝送モード時よりも抑える。一方、無接点受電回路１００は、二次信号処理部１６が入力動作電圧を検出し、負荷変調通信モードでの電圧なのか電力伝送モードでの電圧なのかを判定し、モードに応じて動作する。
【００２７】
図３は、無接点受電回路１００の動作フローの一例を示す図である。
【００２８】
無接点受電回路１００では、二次信号処理部１６の入力動作電圧の電圧レベルが規定値よりも低ければ、負荷変調通信モードであると判定し、二次信号処理部１６が逆流防止用スイッチＳＷ１をＯＦＦする（Ｓ１）。したがって、負荷変調回路１４および整流回路１２と入力平滑コンデンサＣ１との間が電気的に分離され、入力平滑コンデンサＣ１からの電荷の逆流が防止される。
【００２９】
次に、二次信号処理部１６が、二次側端末固有の識別符号などを生成し、その識別符号を送信符号として負荷変調用スイッチＱ１をＯＮ／ＯＦＦ制御して負荷変調通信を実施し、識別符合を無接点送電回路２００側に送信する（Ｓ２）。負荷変調用スイッチＱ１のＯＮ／ＯＦＦ制御により、無接点受電回路１００全体としてのインピーダンスが変化し、コイルアンテナ２１からコイルアンテナ１１への給電状態が変わり、無接点送電回路２００のコイルアンテナ２１における電圧レベルが無接点受電回路１００からの送信信号に応じて変化する。したがって、無接点送電回路２００の一次信号処理部２３では、無接点受電回路１００からの送信信号を検出できる。
【００３０】
この識別符号が無接点送電回路２００側で認証されれば、無接点送電回路２００は電力伝送モードでの動作を開始し、コイルアンテナ２１へ給電する電圧を高める。これにより、無接点受電回路１００では二次信号処理部１６の入力動作電圧の電圧レベルが規定値よりも高くなり、二次信号処理部１６が逆流防止用スイッチＳＷ１および負荷変調用スイッチＱ１をＯＮする（Ｓ３）。
【００３１】
これにより、整流信号が逆流防止用スイッチＳＷ１を介して伝達され、入力平滑コンデンサＣ１で平滑化される。そして、ＤＣＤＣコンバータ１５が変圧動作を行い、規定直流電圧が受電負荷ＲＬに給電され、充電池の充電等がなされる。（Ｓ４）。
【００３２】
以上の動作フローにより、無接点電力伝送システム１は負荷変調通信モードと電力伝送モードとを切り替えて動作する。
【００３３】
図４は、第１の実施形態に係る電力伝送システムでの、コイルアンテナ２１の電圧レベルの変動を、従来例と比較して説明する図である。
【００３４】
図４（Ａ）は、逆流防止用スイッチＳＷ１を設けない従来構成でのコイルアンテナ２１の電圧レベルの変動を示し、図４（Ｂ）は、逆流防止用スイッチＳＷ１を設ける本構成例でのコイルアンテナ２１の電圧レベルの変動を示す。ここでは、負荷変調用スイッチＱ１のＯＮ／ＯＦＦ制御をデューティー比0.5として実施し、負荷変調のデータレートを2kbps、負荷変調用抵抗Ｒ１を20Ω、入力平滑コンデンサＣ１を50μFとした例を示している。
【００３５】
図４（Ａ）に示す従来例では、逆流防止用スイッチＳＷ１を設けていないために電圧波形に波形なまりが生じ、ハイレベルの電圧値とローレベルの電圧値との比である変調度は約6.0％となった。一方、図４（Ｂ）に示す本構成例では、逆流防止用スイッチＳＷ１を設けて負荷変調部−変圧部間の電気的接続を遮断しているため、負荷変調用スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御に伴う変調度は約27.1％となり、波形なまりを相当程度抑制できた。
【００３６】
このように、本実施形態の無接点受電回路を用いれば、ＤＣＤＣコンバータと大容量の入力平滑コンデンサとを採用しても、電圧波形の波形なまりを抑制でき、そのため、通信エラーや伝送レートの低下を抑制できる。
【００３７】
また、一般的な無接点受電回路では、単位時間あたりの伝送電力値を変更する場合、ＤＣＤＣコンバータの設計変更が必要となる。従来の回路構成の場合、ＤＣＤＣコンバータの入力インピーダンスが変更されると、その都度、負荷変調回路の再設計が必要であった。しかしながら本実施形態の回路構成では、逆流防止スイッチによりDCDCコンバータの入力インピーダンスの影響を負荷変調回路側で受けなくなるため、単位時間あたりの伝送電力値を変更する場合でも、負荷変調回路の再設計が不要となるメリットもある。
【００３８】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態に係る無接点受電回路について説明する。
この第２の実施形態は、逆流防止手段として逆流防止用スイッチに替えて逆流防止用ダイオードを採用した点で、第１の実施形態と相違する。以下では、第１の実施形態と同様な構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して説明を省く。
【００３９】
図５は無接点受電回路３００と無接点送電回路２００とによって構成される無接点電力伝送システムの概略回路例を示す図である。
【００４０】
無接点受電回路３００は、コイルアンテナ１１、整流回路１２、変圧回路３３、および負荷変調回路１４を備える。変圧回路３３は本発明の変圧部であり、逆流防止用ダイオードＤ１と入力平滑コンデンサＣ１とＤＣＤＣコンバータ１５とを備える。この構成では、逆流防止用ダイオードＤ１の整流作用により、負荷変調通信モード時であっても入力平滑コンデンサＣ１からの電荷の逆流を防止できる。
【００４１】
負荷変調通信モード時には、負荷変調用スイッチＱ１のＯＮ／ＯＦＦ制御により、入力平滑コンデンサＣ１からは電荷が逆流しようとするが、この逆流電荷は逆流防止用ダイオードＤ１によりブロックされ、負荷変調回路１４に伝達されることが無い。したがって、負荷変調用スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御に伴う変調度が高まり、波形なまりを相当程度抑制できる。
【００４２】
この第２の実施形態によれば、逆流防止手段として逆流防止用ダイオードを用いることによって、二次信号処理部１６での制御を行うこと無く入力平滑コンデンサＣ１からの逆流電荷を防止でき、制御の簡易化が図れる。なお、ダイオードに替えてバリスタを用いても同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、二次信号処理部の動作電圧を逆流防止用ダイオードＤ１の前段で取得する構成例を示した。しかしながら、逆流防止用ダイオードＤ１を用いる場合には、負荷変調通信モード時にも逆流防止用ダイオードＤ１の後段に電力が流れるため、逆流防止用ダイオードＤ１の後段から二次信号処理部の動作電圧を取得するようにすることが可能になる。
【００４４】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態に係る無接点受電回路について説明する。
この第３の実施形態は、逆流防止用スイッチＳＷ１の前段に予備平滑コンデンサＣ２を設ける点で、第１の実施形態と相違する。以下では、第１の実施形態と同様な構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して説明を省く。
【００４５】
図６は、無接点受電回路４００と無接点送電回路２００とによって構成される無接点電力伝送システムの概略回路例を示す図である。
【００４６】
無接点受電回路４００は、コイルアンテナ１１、整流回路１２、変圧回路１３、負荷変調回路１４、および予備平滑コンデンサＣ２を備える。
【００４７】
予備平滑コンデンサＣ２は負荷変調回路１４−変圧回路１３間とグランドとの間に設けられる。この構成では、電力伝送モード時に、半波整流信号が予備平滑コンデンサＣ２および入力平滑コンデンサＣ１で平滑されて、ＤＣＤＣコンバータ１５に入力される。一方、負荷変調通信モード時には、逆流防止用スイッチＳＷ１はＯＦＦされ、予備平滑コンデンサＣ２と入力平滑コンデンサＣ１との間が電気的に分離される。これにより、入力平滑コンデンサＣ１からの電荷の逆流は防止される。一方、予備平滑コンデンサＣ２からは電荷が逆流することになる。そこで、予備平滑コンデンサＣ２の容量値は入力平滑コンデンサＣ１の容量値よりも十分に小さくして逆流する電荷量を抑え、波形なまりを招来することがないようにする。
【００４８】
このように入力平滑コンデンサＣ１だけでなく、予備平滑コンデンサＣ２も設けることにより、電圧波形を微調整することが可能になる。
【００４９】
図７は、第３の実施形態に係る電力伝送システムでの、コイルアンテナ２１の電圧レベルの変動を、第１の実施形態の構成例と比較して説明する図である。
【００５０】
図７（Ａ）は、予備平滑コンデンサＣ２を設けない比較例でのコイルアンテナ２１の電圧レベルの変動を示し、図７（Ｂ）は、予備平滑コンデンサＣ２を設けた本構成例でのコイルアンテナ２１の電圧レベルの変動を示す。ここでは、負荷変調用スイッチＱ１のＯＮ／ＯＦＦ制御をデューティー比0.5として実施し、負荷変調のデータレートを2kbps、負荷変調用抵抗Ｒ１を20Ωとした例を示している。
【００５１】
図７（Ａ）に示す比較構成例では、予備平滑コンデンサＣ２を設けずに入力平滑コンデンサＣ１を50μＦとして設けている。このため、過渡応答により電圧波形の立下りにリンギングが生じている。一方、図７（Ｂ）に示す本構成例では、予備平滑コンデンサＣ２を0.5μＦとして設け、入力平滑コンデンサＣ１を49.5μＦとして設けている。このため、電圧波形の立下りのリンギングをなくすことができている。
【００５２】
なお、本実施形態では、予備平滑コンデンサＣ２と入力平滑コンデンサＣ１の２つのコンデンサを並列に設けるようにしたが、それ以上の数の複数のコンデンサを並列に接続するようにしても、本発明は好適に実施できる。
【００５３】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態に係る無接点受電回路について説明する。
この第４の実施形態は、ＤＣＤＣコンバータの後段に、大容量キャパシタを設ける点で、第１の実施形態と相違する。以下では、第１の実施形態と同様な構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して説明を省く。
【００５４】
図８は、無接点受電回路５００と無接点送電回路２００とによって構成される無接点電力伝送システムの概略回路例を示す図である。
【００５５】
無接点受電回路５００は、コイルアンテナ１１、整流回路１２、変圧回路５３、および負荷変調回路１４を備える。変圧回路５３は本発明の変圧部であり、逆流防止用スイッチＳＷ１と入力平滑コンデンサＣ１とＤＣＤＣコンバータ１５と大容量キャパシタＣ３とを備える。大容量キャパシタＣ３はＤＣＤＣコンバータ１５−受電負荷ＲＬ間とグランドとの間に設けられる。
【００５６】
逆流防止用スイッチＳＷ１により、負荷変調通信モード時に負荷変調回路１４とＤＣＤＣコンバータ１５との間を遮断する場合、負荷変調通信モード中にＤＣＤＣコンバータ１５への電力供給が停止する。ここでは、負荷変調通信モード中であっても、受電負荷ＲＬへの給電が確保されるようにするため、大容量キャパシタＣ３として容量数万μＦである電気二重層キャパシタ等を採用する。これにより電力伝送モード時に大容量キャパシタＣ３をチャージし、負荷変調通信モード時にＤＣＤＣコンバータ１５への給電が停止しても、大容量キャパシタＣ３から受電負荷ＲＬへの給電を確保することが可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態では逆流防止手段として逆流防止用スイッチＳＷ１を採用する例を示したが、逆流防止用ダイオードＤ１を採用する場合にも大容量キャパシタＣ３を設けると好適である。この場合には、負荷変調通信モード中のＤＣＤＣコンバータ１５への給電が不安定になるため、大容量キャパシタＣ３を設けることにより、負荷変調通信モード中の受電負荷ＲＬへの給電を安定化させることが可能になる。
【００５８】
《第５の実施形態》
次に、本発明の第５の実施形態に係る無接点受電回路について説明する。
この第５の実施形態は、ＤＣＤＣコンバータの後段に、受電負荷遮断用のスイッチを設ける点で、第１の実施形態と相違する。以下では、第１の実施形態と同様な構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して説明を省く。
【００５９】
図９は、無接点受電回路６００と無接点送電回路２００とによって構成される無接点電力伝送システムの概略回路例を示す図である。
【００６０】
無接点受電回路６００は、コイルアンテナ１１、整流回路１２、変圧回路６３、および負荷変調回路１４を備える。変圧回路６３は本発明の変圧部であり、逆流防止用スイッチＳＷ１と入力平滑コンデンサＣ１とＤＣＤＣコンバータ１５と受電負荷遮断用スイッチＱ２とを備える。
【００６１】
受電負荷遮断用スイッチＱ２により、受電負荷ＲＬと無接点受電回路６００との間を遮断することを可能とすることにより、充電池の起電力が無接点受電回路６００で消費されることを抑制できる。受電負荷ＲＬにおける充電池の非充電時、すなわち、電力伝送モード以外のときに、この受電負荷遮断用スイッチＱ２をＯＦＦすることにより、二次側端末の消費電力を抑制可能になる。
【００６２】
以上の各実施形態で示したように本発明は実施できるが、その他にも各実施形態の構成を組み合わせるようにしても良い。例えば、第１の実施形態の構成に、第３〜第５の実施形態の特徴構成を適宜組み合わせるようにしても良いし、第２の実施形態の構成に、第３〜第５の実施形態の特徴構成を適宜組み合わせるようにしても良い。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、本発明の範囲には特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１…無接点電力伝送システム
１１…コイルアンテナ
１２…整流回路
１３…変圧回路
１４…負荷変調回路
１５…ＤＣＤＣコンバータ
１６…二次信号処理部
１００…無接点受電回路
２００…無接点送電回路
Ｃ１…入力平滑コンデンサ
Ｑ１…負荷変調用スイッチ
Ｒ１…負荷変調用抵抗
ＲＬ…受電負荷
ＳＷ１…逆流防止用スイッチ
【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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【国際調査報告】
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