(57)【要約】【課題】非接触給電を行う場合に、送電電力を大電力化した場合の発熱や効率の悪さなどを改善する端末装置を提供する。【解決手段】給電装置から非接触で送られる電力を受電する受電部と、電力を整流することにより電圧を取得する整流部と、整流部で取得された電圧が供給されるレギュレータと、レギュレータを制御する制御部とを備える。制御部は、整流部で取得された電圧に基づいて少なくとも1つの信号を生成し、生成した信号を給電装置へ送信する。【選択図】図１
2018029485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置から非接触で送られる電力を受電する受電部と、
前記電力を整流することにより電圧を取得する整流部と、
前記整流部で取得された前記電圧が供給されるレギュレータと、
前記レギュレータを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記電圧に基づいて少なくとも１つの信号を生成し、該信号を前記給電装置へ送信する
端末装置。
【請求項２】
更に、前記整流部で出力された電圧を検出する電圧検出部を備える
請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電圧検出部で検出された電圧が所定の電圧以上であると判断した場合、前記レギュレータへ停止指示を送信し、
電力供給停止を指示する情報を含む前記信号を前記給電装置へ送信する
請求項２に記載の端末装置。
【請求項４】
更に、前記受電部の近傍の温度を抽出する温度抽出部を備える
請求項１に記載の端末装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記温度抽出部が抽出した温度に基づいて、前記レギュレータ内の第１処理部と第２処理部のどちらを使用するかを判断し、指示を前記レギュレータへ送信する
請求項４に記載の端末装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記温度抽出部で抽出された温度が所定の温度以上であると判断した場合、前記レギュレータへ停止指示を送信し、
電力供給停止を指示する情報を含む前記信号を前記給電装置へ送信する
請求項４に記載の端末装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記給電装置から供給された前記電力に基づいて、前記レギュレータ内の第１処理部で調整するか、第２処理部で調整するか、前記レギュレータを停止するかを制御する
請求項１、３、５又は６のいずれか１項に記載の端末装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記温度抽出部で抽出した温度が所定の温度以上の場合、第１処理部から第２処理部へ変更する
請求項４に記載の端末装置。
【請求項９】
前記第１処理部と前記第２処理部が直列もしくは並列に接続されている
請求項７又は８に記載の端末装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１処理部で作動させ、前記第２処理部を介して、前記整流部からの前記電圧を出力する
請求項７又は８に記載の端末装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第２処理部で作動させ、前記第１処理部を介して、前記整流部からの前記電圧を出力する
請求項７又は８に記載の端末装置。
【請求項１２】
前記第１処理部は、ＬＤＯ処理部であり、前記第２処理部は、ＤＣ−ＤＣコンバータ処理部である
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の端末装置。
【請求項１３】
前記第１処理部は、ＤＣ−ＤＣコンバータ処理部であり、前記第２処理部は、ＬＤＯ処理部である
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電装置などの機器が、端末装置に対して、端子などを直接接続させない非接触状態で、電源を供給することが従来から行われている。
従来から行われている非接触電源伝送方式としては、電磁誘導方式が知られている。これは、電力を送信する側の機器に送電用コイルを配置し、受信側の端末装置側に受電用コイルを配置するものである。この電磁誘導方式では、送信側の機器の送電用コイルを配置した箇所と、受信側の機器の受電用コイルを配置した箇所とを近接させて、両コイル間を磁束結合して、非接触で電力を送る処理が行われる。
【０００３】
また、ある程度離れた距離の端末装置に対して非接触で効率よく電力を供給する方式として、磁界共鳴方式と称されるものが開発されている。これは、送電側装置と受電側装置のそれぞれに、コイルとコンデンサなどからなるＬＣ回路を設けて、双方の回路間で電場・磁場を共鳴させることで、ワイヤレスで電力を伝送するものである。
【０００４】
電磁誘導方式と磁界共鳴方式のいずれの場合でも、送電側装置が送電用コイルを備え、受電側装置が受電用コイルを備える。以下の本明細書で電磁誘導方式と述べた場合、磁界共鳴方式などの類似した他の非接触電源伝送方式も含む。
【０００５】
図１１は、従来の給電装置から端末装置に非接触で電磁誘導方式により給電を行う構成例を示す図である。
１次側機器である給電装置１０は、ＡＣ１００Ｖなどの交流電源１１をＡＣ−ＤＣコンバータ１２で直流低圧電源に変換する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１２で得られた直流低圧電源が、送電ドライバ１３に供給される。送電ドライバ１３には、コンデンサ１４と１次側コイル１５とが接続された送電回路が接続してあり、送電ドライバ１３から所定の周波数の送電電力が１次側コイル１５に供給される。
【０００６】
２次側機器である端末装置２０は、２次側コイル２１とコンデンサ２２とが整流部２３に接続してあり、１次側コイル１５からの電力を２次側コイル２１が受電する。
２次側コイル２１とコンデンサ２２との直列回路は、整流部２３に接続してあり、整流部２３が受電電源を整流して、所定電圧Ｖａの直流電源を得る。所定電圧Ｖａとしては、例えば５Ｖを若干越える程度の直流電力を得る。
【０００７】
整流部２３で得られた直流電源が、レギュレータ２４に供給され、一定の電圧（例えば５Ｖ）に定電圧化する。このレギュレータ２４で得られた定電圧の直流電源が充電制御部２５に供給され、充電制御部２５の制御で２次電池２６の充電が行われる。
【０００８】
このような非接触給電システムを構成した場合、２次側機器のレギュレータ２４は、通常、ＬＤＯ（Low Drop Out：低ドロップアウト）と称される、入力電圧と出力電圧との差が比較的小さい場合に適用されるシリーズレギュレータが使用される。レギュレータ２４としてＬＤＯを使用することで、受電電力が５Ｗ程度の低電力用として、ある程度効率の高いシステムを組むことができる。
【０００９】
ところで、非接触で電力伝送を行う場合において、伝送電力の大電力化に対する要望がある。すなわち、現在実用化されている非接触給電システムでは、端末装置での受電電力が１Ｗ〜５Ｗ程度の比較的小さな電力である。これに対して、電磁誘導方式による非接触伝送で、端末装置が１０Ｗや１５Ｗのような、より大きな受電電力を得るようにする要望がある。
【００１０】
ここで、図１１に示す構成で大電力の受電を行うようにした場合、ＬＤＯを使用したレギュレータ２４では、大電流が流れるためコイルの損失が大きいという問題がある。
【００１１】
比較的大きな電力や高い電圧を扱うレギュレータとしては、いわゆるＤＣ−ＤＣコンバータと称されるスイッチングレギュレータが知られている。
特許文献１には、電源装置において、ＬＤＯを使用したレギュレータと、スイッチングレギュレータとを併用する点についての記載がある。この特許文献１には、重負荷時にはスイッチングレギュレータを使用して、軽負荷時にはＬＤＯによるレギュレータを使用する点についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１８３８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来、特許文献１などに記載のように、ＡＣアダプタなどの電源装置においては、ＬＤＯを使用したレギュレータとスイッチングレギュレータとを併用する場合に、入力電源の電圧を検出して２つのレギュレータを切り替えるようにしている。
ここで、図１１に示すような非接触給電システムの２次側機器のレギュレータには、同様の構成を適用することはできない。すなわち、図１１に示す非接触給電システムを構成した場合、端末装置２０内のレギュレータ２４の入力電圧Ｖａはほぼ一定であり、受電電力が増えたときには、電流が増えるだけである。したがって、入力電圧の検出によってレギュレータを切り替える構成は適用できない。
【００１４】
ここで、受電電力の変化によって、受電用コイルが発熱する例を、図１２の表を参照して説明する。
図１２の例では、受電電力が５Ｗ，１０Ｗ，１５Ｗの３つの例を示す。いずれの例でも整流部２３が５Ｖに整流するとき、電流値は、受電電力５Ｗのとき１Ａ、受電電力５Ｗのとき２Ａ、受電電力５Ｗのとき３Ａになる。２次側コイル２１の抵抗値は、２次側コイル２１の断面積で決まるため、どの電力でも一定である。図１２の例では、２次側コイル２１の抵抗値を０．４Ωとした。２次側コイル２１の電力損失は、Ｑ＝Ｉ２Ｒの式より、電流の２乗と抵抗値の積で決まり、電流が増えるほど損失電力が増える。ここで、２次側電力損失と温度との変換式を２０℃／０．６Ｗとしたとき、各受電電力での２次側コイル２１の発熱温度は、図１２に示すように変化する。すなわち、受電電力が５Ｗのとき約１３℃になり、１０Ｗのとき約５３℃になり、１５Ｗのとき約１２０℃になる。
【００１５】
なお、図１２において、２次側電力損失と温度との変換式を２０℃／０．６Ｗとしたのは、非接触給電用のコイルを備えた２種類の端末装置の温度特性を実測した結果に基づく。すなわち、図１３に示すように、ある型式の端末装置の温度特性Ｔ１と、別の型式の端末装置の温度特性Ｔ２を測定したとき、それぞれ損失電力の変化にほぼ直線的に温度が上昇する特性が得られた。これら特性Ｔ１，Ｔ２を直線近似した特性から、２０℃／０．６Ｗの変換式を得た。
【００１６】
ところで、発熱とは別の問題として、２次側の機器がスイッチングレギュレータを使用した場合、小電力での給電を受ける際の効率に問題がある。すなわち、図１４は、受電電力と受電周波数との関係を示す図であり、特性Ｗ１はＬＤＯを使用したレギュレータの場合で、特性Ｗ２はスイッチングレギュレータの場合である。この特性Ｗ１，Ｗ２を比較すると判るように、例えばＬＤＯを使用した特性Ｗ１の場合には、特定の周波数帯域の近傍で受電電力が高くなる。一方、スイッチングレギュレータを使用した特性Ｗ２の場合には、特性Ｗ１で受電電力が高い周波数帯域では、受電電力が低くなってしまう。
【００１７】
このように、２次側の機器が備えるレギュレータの方式によって、適切な搬送周波数が変化し、レギュレータの方式の選定が簡単にはできないという問題がある。
【００１８】
本開示の目的は、非接触給電システムを組む場合において、送電電力を大電力化した場合の発熱や効率の悪さなどの問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本開示の端末装置は、
給電装置から非接触で送られる電力を受電する受電部と、
前記電力を整流することにより電圧を取得する整流部と、
前記整流部で取得された前記電圧が供給されるレギュレータと、
前記レギュレータを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記電圧に基づいて少なくとも１つの信号を生成し、該信号を前記給電装置へ送信する。
【００２０】
本開示によると、給電装置から送電される電力を受電する端末装置が備えるレギュレータが適切な変圧動作を行うように設定される。
【発明の効果】
【００２１】
本開示によると、適切な変換方式と入力電力が設定でき、適正に受電できる状態になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示の一実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】本開示の一実施の形態による受電電力の変化例による特性図である。
【図３】本開示の一実施の形態によるレギュレータの構成例（例１）を示すブロック図である。
【図４】図３の例のレギュレータの動作状態を示す図である。
【図５】本開示の一実施の形態によるレギュレータの構成例（例２）を示すブロック図である。
【図６】本開示の一実施の形態によるレギュレータの構成例（例３）を示すブロック図である。
【図７】本開示の一実施の形態による動作例（１次側から通信する例）を示すフローチャートである。
【図８】本開示の一実施の形態による動作例（２次側から通信する例）を示すフローチャートである。
【図９】本開示の一実施の形態による動作（変形例１：温度により制御する例）を示すフローチャートである。
【図１０】本開示の一実施の形態による動作（変形例２：効率により制御する例）を示すフローチャートである。
【図１１】従来のシステム構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１の例による受電電力の変化例による特性図である。
【図１３】従来の端末装置の発熱例を示す特性図である。
【図１４】レギュレータの方式ごとの受電電力の例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示の実施の形態に係る非接触給電システム、端末装置、非接触給電装置および非接触給電方法の例を、図面を参照しながら、以下の順で説明する。
１．給電装置と端末装置の構成例（図１〜図２）
２．レギュレータの例（例１：図３〜図４）
３．レギュレータの例（例２：図５）
４．レギュレータの例（例３：図６）
５．給電処理例（例１：図７）
６．給電処理例（例２：図８）
７．給電処理の変形例（変形例１：図９）
８．給電処理の変形例（変形例２：図１０）
９．その他の変形例
【００２４】
［１．給電装置と端末装置の構成例］
図１は、本開示の一実施の形態の例に係る非接触給電システムの構成例を示す図である。
本開示の非接触給電システムは、１次側機器である給電装置１００と、２次側機器である端末装置（受電装置）２００で構成され、電磁誘導方式により非接触で電力を給電する。給電装置１００は、商用交流電源などの供給を受けて、端末装置２００に電源を非接触で給電する装置である。端末装置２００は、給電装置１００から供給される電源で作動する負荷回路を備える。あるいは端末装置２００は、給電装置１００から供給される電源で充電される２次電池を備えるようにしてもよい。端末装置２００は、例えば携帯電話端末装置やポータブルオーディオ再生装置など、各種端末装置（電子機器）に適用可能である。
【００２５】
１次側機器である給電装置１００は、ＡＣ１００Ｖなどの交流電源１０１をＡＣ−ＤＣコンバータ１０２で直流低圧電源に変換する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１０２で得られた直流低圧電源が、送電ドライバ１０３に供給される。交流電源１０１を使用するのは１つの例であり、例えば直流電源を入力電源として使用してもよい。
送電ドライバ１０３には、コンデンサ１０５と１次側コイル１０６とが接続された送電回路が接続してあり、送電ドライバ１０３から所定の周波数の送電電力が１次側コイル１０６に供給される。
【００２６】
給電装置１００は、給電処理を制御する制御部（１次側制御部）１０４を備え、制御部１０４が、送電ドライバ１０３から１次側コイル１０６に供給される送電電力を制御する。本実施の形態の例の給電装置１００は、送電電力を複数段階に可変設定できるようにしてあり、制御部１０４が、その複数段階のいずれかの送電電力値を設定する。送電電力を設定する具体例については後述する。
【００２７】
また給電装置１００は、通信部１０７を備え、通信部１０７が端末装置２００と双方向に通信を行う。この通信部１０７による通信は、例えば、送電ドライバ１０３から１次側コイル１０６に供給される送電電力に、伝送信号を重畳して行う。具体的には、１次側コイル１０６に供給される送電電力の周波数を搬送波として利用して、ＡＳＫ（amplitude shift keying）などで情報を変調して伝送する。端末装置２００側から通信部１０７への情報の伝送についても、同様の方法で行われる。あるいは、端末装置２００側から通信部１０７への情報の伝送については、送電電力の周波数とは別の副搬送波を利用した伝送でもよい。近接したコイル間で、非接触により電力と共に情報を双方向で伝送する方式については、既に非接触ＩＣカードとリーダとの間での通信などで各種方式のものが実用化されており、本開示の例ではいずれの方式を適用してもよい。
【００２８】
次に、２次側機器である端末装置２００について説明する。
端末装置２００は、２次側コイル２０１とコンデンサ２０２とが整流部２０３に接続してあり、１次側コイル１０６からの電力を２次側コイル２０１が受電する。電磁誘導方式の場合、通常は１次側コイル１０６と２次側コイル２０１は近接した位置に配置される。整流部２０３は、２次側コイル２０１が受電した所定周波数の電源を整流して直流電源を得る。
【００２９】
そして、整流部２０３で得られた直流電源が、レギュレータ２１０に供給される。レギュレータ２１０は、入力電源の電圧を、所定電圧に変換する電圧変換器であり、レギュレータ２１０で得られた所定電圧の直流電源が、負荷回路２０４に供給される。なお、負荷回路２０４の代わりに２次電池を充電するようにしてもよい。
【００３０】
本開示の例のレギュレータ２１０は、受電電力の変換動作を複数の方式で行う構成である。図１の例では、レギュレータ２１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２の２つの方式の変換回路を備える。
ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１は、スイッチングレギュレータと称され、入力電源をスイッチング素子で比較的高速にスイッチングし、そのスイッチングされた電源を整流および平滑化して、所望の電圧の直流電源とする回路である。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１は、入力電圧の可変範囲が広い。
【００３１】
ＬＤＯ（Low Drop Out：低ドロップアウト）２１２は、トランジスタ素子での電圧降下量を制御して、所望の電圧の直流電源とするシリーズレギュレータである。ＬＤＯ２１２は、入力電圧の可変範囲が狭く、出力電圧より若干高い程度の入力電圧であるとき、効率のよい電圧変換が行われる。
【００３２】
レギュレータ２１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２のいずれか一方の回路を使用して入力電源の電圧を、安定した一定電圧に変換する。このレギュレータ２１０が変換動作に使用する回路は、受電を制御する制御部（２次側制御部）２０５からの指示で決まる。本開示の例の場合には、入力電圧が比較的高い電圧であるとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１を使用し、入力電圧が比較的低い電圧であるとき、ＬＤＯ２１２を使用する。この制御部２０５の制御によるＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２の選択動作の詳細については後述する。
【００３３】
また端末装置２００は、通信部２０６を備え、給電装置１００側の通信部１０７と双方向に通信を行う。この通信部２０６が通信を行うために、２次側コイル２０１とコンデンサ２０２との直列回路が、通信部２０６に接続してあり、給電装置１００から供給される電源に重畳された信号を検出して、通信部１０７から伝送された信号の受信を行う。また、通信部２０６から送信する信号が、２次側コイル２０１とコンデンサ２０２との直列回路に供給される。
また端末装置２００は、温度センサ２０７を備え、２次側コイル２０１の近傍の温度を計測する。温度センサ２０７が計測した温度のデータが、制御部２０５に供給される。
【００３４】
本開示の非接触給電システムは、給電装置１００から端末装置２００に給電する場合に、５Ｗで給電を行う場合と、１０Ｗで給電を行う場合と、１５Ｗで給電を行う場合との、少なくとも３段階に給電電力を設定できる。そして、端末装置２００でその給電電力の受電を行う場合に、給電電力に対応したレギュレータ２１０での入力電圧Ｖｘを設定し、その入力電圧Ｖｘの受電電力を、レギュレータ２１０が一定電圧に変換して出力する。そのレギュレータ２１０での入力電圧Ｖｘの設定は、制御部２０５の制御で行われる。このとき、制御部２０５は、上述したようにＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２のいずれか適切な方を使用して変換動作を行うように制御する。
【００３５】
図２は、給電電力と、端末装置２００での受電電圧（つまりレギュレータ２１０での入力電圧Ｖｘ）と、損失電力や発熱の例を示す図である。発熱する条件は、従来例として示した図１２と同じ条件である。
この図２では、５Ｗ給電と１０Ｗ給電と１５Ｗ給電の３つの例を示す。
給電装置１００が５Ｗ，１０Ｗ，１５Ｗの各例で給電を行うとき、この例では、レギュレータ２１０での入力電圧Ｖｘ（２次側電圧）を、それぞれ５Ｖ，１０Ｖ，１５Ｖに設定し、端末装置２００で得られる２次側電流をいずれの場合も約１Ａにする。
【００３６】
２次側コイル２０１の抵抗値はいずれの例でも同じであり、２次側電流がいずれの給電電力のときも１Ａであるため、２次側損失電力は、いずれの電力の場合も０．４Ｗになる。したがって、２次側コイル２０１の発熱温度についても、いずれの電力の場合も約１３℃になる。なお、図２に示す発熱温度は、図１２の例で設定した条件（２０℃／０．６Ｗ）で算出したものである。
【００３７】
［２．レギュレータの例（例１）］
次に、レギュレータ２１０の具体的な構成の例を説明する。ここでは、例１，例２，例３の３つの例を説明する。
【００３８】
図３は、例１のレギュレータ２１０の構成を示す図である。
図３に示す構成では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２とを直列に接続する。図３の例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１の後段にＬＤＯ２１２を接続したが、逆の接続順序でもよい。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２は、いずれか一方だけが作動するようにする。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２の内の停止した側は、入力信号をそのまま出力する。
【００３９】
図４は、図３の例のレギュレータ２１０の動作状態を示す図である。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１を使用する際には、図４Ａに示すように、制御部２０５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１を作動させて、ＬＤＯ２１２を通過させる。このようにすることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１で変換された電源が、レギュレータ２１０の出力部に得られる。
【００４０】
また、ＬＤＯ２１２を使用する際には、図４Ｂに示すように、制御部２０５は、ＬＤＯ２１２を作動させて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１を通過させる。このようにすることで、ＬＤＯ２１２で変換された電源が、レギュレータ２１０の出力部に得られる。
【００４１】
［３．レギュレータの例（例２）］
図５は、例２のレギュレータ２１０の構成を示す図である。
図５に示す構成では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２とを並列に接続する。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２のいずれか一方だけが作動するように、制御部２０５が作動する側を制御する。
【００４２】
［４．レギュレータの例（例３）］
図６は、例３のレギュレータ２１０の構成を示す図である。
図６に示す構成は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２とが、回路を共用化したものである。
図６に示すように、レギュレータ２１０の入力端子２１０ａと接地電位部との間には、２つのトランジスタＱ１，Ｑ２が接続される。２つのトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御部２０５によりオン・オフが制御される。そして、両トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点が、コイルＬ１を介してレギュレータ２１０の出力端子２１０ｂに接続される。コイルＬ１と出力端子２１０ｂとの接続点には、平滑用のコンデンサＣ１の一端が接続される。
【００４３】
トランジスタＱ１，Ｑ２とコイルＬ１の接続点と、接地電位部との間には、電圧検出用の抵抗器Ｒ１，Ｒ２の直列回路が接続される。また、コイルＬ１と出力端子２１０ｂとの接続点と、接地電位部との間には、電圧検出用の抵抗器Ｒ３，Ｒ４の直列回路が接続される。制御部２０５は、抵抗器Ｒ１，Ｒ２の接続点の電圧と、抵抗器Ｒ３，Ｒ４の接続点の電圧を検出する。
【００４４】
この図６に示す構成で、レギュレータ２１０をＤＣ−ＤＣコンバータ２１１として使用する場合、制御部２０５は、２つのトランジスタＱ１，Ｑ２を高速でオン・オフさせて、スイッチング動作を行う。このとき、制御部２０５は、抵抗器Ｒ３，Ｒ４の接続点の電圧から、平滑用のコンデンサＣ１に充電された電圧をモニタし、その検出される電圧が適正になるように、２つのトランジスタＱ１，Ｑ２のスイッチング状態を制御する。
【００４５】
また、図６に示す構成で、レギュレータ２１０をＬＤＯ２１２として使用する場合、トランジスタＱ１を電圧制御素子となるように制御する。トランジスタＱ２は、制御部２０５がオープン状態に設定する。このとき、制御部２０５は、抵抗器Ｒ１，Ｒ２の接続点の電圧を検出して、その電圧が適正になるように、トランジスタＱ１での電圧降下量を制御する。
【００４６】
［５．給電処理例（例１）］
次に、給電装置１００と端末装置２００との間で行われる給電処理例について説明する。ここでは、給電装置１００からの通信で処理を行う例１（図７）と、端末装置２００からの通信で処理を行う例２（図８）との２つの例を説明する。いずれの例の場合でも、給電装置１００の１次側コイル１０６と、端末装置２００の２次側コイル２０１は、電力伝送が可能な状態に近接している状態である。
【００４７】
図７は、例１の給電処理例を示すフローチャートである。
図７に従って処理を説明すると、まず、１次側機器である給電装置１００の制御部１０４は、送電ドライバ１０３から１次側コイル１０６への送電電力の供給を開始する（ステップＳ１１）。このときには、起動時用の比較的低い電力を設定する。すなわち、制御部１０４は、上述した５Ｗや１５Ｗのような電力よりも低い電力を設定する。この起動時用の低電力は、１次側の通信部１０７と２次側の通信部２０６との間の通信が可能な電力であればよい。あるいは、制御部１０４は、上述した複数段階に設定可能な電力の内の最も小さな電力である５Ｗを、起動時用の送信電力に設定してもよい。
【００４８】
このようにして電力伝送を開始することで、２次側機器である端末装置２００の通信部２０６や制御部２０５が起動する（ステップＳ１２）。この起動したときには、端末装置２００の通信部２０６から給電装置１００の通信部１０７に、起動したことを示す信号を伝送するようにしてもよい。
【００４９】
そして、２次側機器が起動すると、給電装置１００の制御部１０４は、端末装置２００の負荷回路２０４が必要とする負荷電力を確認する信号を、通信部１０７から送信する（ステップＳ１３）。この負荷電力を確認する信号を端末装置２００の通信部２０６が受信すると、制御部２０５は、通信部２０６から負荷電力を示す情報を返送し、給電装置１００の制御部１０４が伝送された情報から負荷電力を確認する。
【００５０】
そして、制御部１０４は、確認した負荷電力に対応した送信電力を決定する（ステップＳ１４）。例えば制御部１０４は、負荷電力と同じか、または負荷電力よりも大きな送信電力を選択する。
このとき、制御部１０４は、決定した送信電力の情報を、通信部１０７から端末装置２００に伝送してもよい。
【００５１】
端末装置２００の制御部２０５は、通信部２０６が受信した情報から、送信電力が閾値ＴＨｘ以上か閾値ＴＨｘ未満かを判断する。
ここで、送信電力が閾値ＴＨｘ以上である場合、制御部２０５は、レギュレータ２１０としてＤＣ−ＤＣコンバータ２１１を使用することを指示する（ステップＳ１５）。
また、送信電力が閾値ＴＨｘ未満である場合には、制御部２０５は、レギュレータ２１０としてＬＤＯ２１２を使用することを指示する（ステップＳ１６）。なお、レギュレータ２１０の入力電圧は、たとえば送信電力に基づいて適正に設定する。１例として電流を一定としたい場合、制御部２０５は、図２に示すように、送信電力５Ｗ，１０Ｗ，１５Ｗに対応して、入力電圧５Ｖ，１０Ｖ，１５Ｖのいずれかを設定する。
【００５２】
そして、給電装置１００の制御部１０４は、ステップＳ１４で決定した送信電力での給電を開始する（ステップＳ１７）。
このように図７のフローチャートの処理によると、給電装置１００から指示した送信電力に基づいて、端末装置２００内のレギュレータ２１０が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２のいずれか適切な方を使用して電圧変換を行うようになる。
【００５３】
［６．給電処理例（例２）］
図８は、例２の給電処理例を示すフローチャートである。
図８に従って処理を説明すると、まず、１次側機器である給電装置１００の制御部１０４は、送電ドライバ１０３から１次側コイル１０６への送電電力の供給を開始する（ステップＳ２１）。このときには、図７のフローチャートのステップＳ１１での処理と同様に、起動時用の比較的低い電力を設定する。
【００５４】
このようにして電力伝送を開始することで、２次側機器である端末装置２００の通信部２０６や制御部２０５が起動する（ステップＳ２２）。
【００５５】
そして、２次側機器が起動すると、端末装置２００の制御部２０５は、給電装置１００の送信電力を確認する信号を、通信部２０６から送信する（ステップＳ２３）。この送信電力を確認する信号を給電装置１００の通信部１０７が受信すると、制御部１０４は、通信部１０７から送信電力を示す情報を返送し、端末装置２００の制御部２０５が伝送された情報から送信電力を確認する。
【００５６】
そして、制御部２０５は、確認した送信電力に対応した負荷電力を決定する（ステップＳ２４）。すなわち、提示された送信電力を越えない範囲で、負荷回路２０４が消費する負荷電力を決定する。
そして、制御部２０５は、決定した負荷電力が閾値ＴＨｘ以上か閾値ＴＨｘ未満かを判断する。
ここで、負荷電力が閾値ＴＨｘ以上である場合、制御部２０５は、レギュレータ２１０としてＤＣ−ＤＣコンバータ２１１を使用することを指示する（ステップＳ２５）。
また、負荷電力が閾値ＴＨｘ未満である場合には、制御部２０５は、レギュレータ２１０がＬＤＯ２１２を使用することを指示する（ステップＳ２６）。なお、この例の場合にも、レギュレータ２１０の入力電圧は、たとえば送信電力に基づいて適正に設定する。１例として電流を一定としたい場合、制御部２０５は、図２に示すように、送信電力５Ｗ，１０Ｗ，１５Ｗに対応して、入力電圧５Ｖ，１０Ｖ，１５Ｖのいずれかを設定する。
【００５７】
そして、給電装置１００の制御部１０４は、ステップＳ２３で通知した送信電力での給電を開始する（ステップＳ２７）。
このように図８のフローチャートの処理によると、端末装置２００内で設定した負荷電力に対応して、レギュレータ２１０が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２のいずれか適切な方を使用して電圧変換を行うようになる。
【００５８】
これら図７および図８のフローチャートに示すように、送電電力または負荷電力に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２のいずれを使用して電圧変換を行うのかが選択される。このため、小電力の伝送時と大電力の伝送時のいずれでも効率の良い非接触給電が行えると共に、大電力伝送時の２次側コイル２０１の発熱を抑止することができる。
【００５９】
［７．給電処理の変形例（変形例１）］
図９は、給電処理の変形例１を示すフローチャートである。
図７および図８のフローチャートでは、給電開始時にレギュレータ２１０の設定を行うようにした。これに対して、この変形例１では、端末装置２００の制御部２０５が、温度センサ２０７が検出した温度に基づいて、レギュレータ２１０の設定を行うようにした例である。
【００６０】
すなわち、まず端末装置２００の制御部２０５は、受電電力が閾値ＴＨｘ未満であると仮定して、ＬＤＯ２１２を使用することをレギュレータ２１０に指示する（ステップＳ３１）。そして、給電装置１００が送電を開始した後（ステップＳ３２）、端末装置２００の制御部２０５は、予め決められたＸ秒間の受電を行い（ステップＳ３３）、給電が完了したか否かの判断を行う（ステップＳ３４）。ここでのＸ秒間は、例えば６０秒程度の時間とする。
【００６１】
ステップＳ３４で給電が完了したと判断したときには、制御部２０５は、受電を完了する処理を行う（ステップＳ３５）。
そして、ステップＳ３４で給電が続いていると判断したときには、制御部２０５は、温度センサ２０７が検出した温度が、予め決められた閾値の温度α℃以上か否かを判断する（ステップＳ３６）。ここで温度α℃以上でないと判断したときには、制御部２０５は、ステップＳ３３の処理に戻る。
【００６２】
ステップＳ３６で温度α℃以上であると判断したときには、制御部２０５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１を使用することをレギュレータ２１０に指示すると共に、レギュレータ２１０の入力電圧を１０Ｖなどの高い電圧に変更する（ステップＳ３７）。このレギュレータ２１０の設定変更後、制御部２０５は、給電される電力を正常に受電できているか否かを判断し（ステップＳ３８）、その判断で正常に受電できていない場合には異常状態であるとして給電処理を停止する（ステップＳ３９）。
【００６３】
ステップＳ３８で正常に受電できていると判断した場合、制御部２０５は、予め決められたＸ秒間の受電を行い（ステップＳ４０）、給電が完了したか否かの判断を行う（ステップＳ４１）。
【００６４】
ステップＳ４１で給電が完了したと判断したときには、制御部２０５は、受電を完了する処理を行う（ステップＳ４２）。
そして、ステップＳ４１で給電が続いていると判断したときには、制御部２０５は、温度センサ２０７が検出した温度が、予め決められた閾値の温度α℃以上か否かを判断する（ステップＳ４３）。ここで温度α℃以上でないと判断したときには、制御部２０５は、ステップＳ４０の処理に戻る。
ステップＳ４０で温度α℃以上であると判断したときには、制御部２０５は、異常状態であるとして給電処理を停止する（ステップＳ４４）。
【００６５】
この図９のフローチャートに示すように、２次側コイル２０１の付近の温度が予め決めた閾値の温度α℃以上であるか否かの判断で、制御部２０５がレギュレータ２１０での変換方式を決めるようにしたことで、適切な変換方式と入力電力が設定できるようになる。すなわち、２次側コイル２０１がほとんど発熱しない状態では、制御部２０５は、適正な非接触給電が行われていると判断して、最初に設定した条件での受電を行う。そして、２次側コイル２０１がある程度発熱した状態では、給電電力が大きい状態であると判断して、制御部２０５が、変換方式や入力電圧を変更することで、適正に受電できる状態になる。
【００６６】
なお、この図９のフローチャートに示す処理は、単独で行うようにしてもよいが、例えば図７または図８のフローチャートに示す給電開始時の処理を行って、給電を開始した後に、制御部２０５が、この図９のフローチャートに示す処理を行うようにしてもよい。
【００６７】
［８．給電処理の変形例（変形例２）］
図１０は、給電処理の変形例２を示すフローチャートである。
この変形例２では、端末装置２００の制御部２０５が、給電電力の受電効率を判断して、レギュレータ２１０の設定を行うようにした例である。
【００６８】
すなわち、まず端末装置２００の制御部２０５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１またはＬＤＯ２１２のいずれか一方を選択して変換動作を行うことをレギュレータ２１０に指示する（ステップＳ５１）。そして、給電装置１００が送電を開始した後（ステップＳ５２）、端末装置２００の制御部２０５は、予め決められたＸ秒間の受電を行い（ステップＳ５３）、現在の給電電力の受電効率が、予め決められたβ％以上か否かを判断する（ステップＳ５４）。この受電効率は、制御部２０５が算出する。例えば、給電装置１００から送電電力の情報を制御部２０５が取得し、さらに端末装置２００で受電した電力を制御部２０５が計測し、これらの受電電力と給電電力とを使用した制御部２０５での演算で、受電効率を得る。
【００６９】
ステップＳ５４で受電効率がβ％以上でないと判断した場合には、制御部２０５は、レギュレータ２１０の変換方式を別の方式に切り替える指示を行う（ステップＳ５５）。このとき、入力電圧の設定が必要な場合には、入力電圧についても切り替える。
その後、給電が完了したか否かの判断を行う（ステップＳ５６）。ステップＳ５６で給電が完了したと判断したときには、制御部２０５は、受電を完了する処理を行う（ステップＳ５７）。
そして、ステップＳ５６で給電が続いていると判断したときには、制御部２０５は、予め決められたＸ秒間の受電を行い（ステップＳ５８）、現在の給電電力の受電効率が、予め決められたβ％以上か否かを判断する（ステップＳ５９）。
【００７０】
ここで、受電効率がβ％以上であると判断した場合には、制御部２０５は、ステップＳ５８の処理に戻る。
また、ステップＳ５９で、受電効率がβ％以上でないと判断した場合には、制御部２０５は、レギュレータ２１０をいずれの設定にしても適正な状態で受電できないと判断して、給電を終了する処理を行う（ステップＳ６０）。
【００７１】
この図１０のフローチャートに示すように、実際の受電効率に基づいて、制御部２０５がレギュレータ２１０での変換方式を切り替えるようにしたことで、適切な変換方式と入力電力が設定できるようになる。
【００７２】
なお、この図１０のフローチャートに示す処理は単独で行うようにしてもよいが、例えば図７または図８のフローチャートに示す給電開始時の処理を行って、給電を開始した後に、制御部２０５が、この図１０のフローチャートに示す処理を行うようにしてもよい。
あるいは、制御部２０５が、図９のフローチャートに示す温度に基づいた選択処理と、図１０のフローチャートに示す効率に基づいた選択処理を併用するようにしてもよい。
【００７３】
［９．その他の変形例］
上述した実施の形態の例では、レギュレータ２１０として、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１１とＬＤＯ２１２を備えるようにした。これに対して、その他の変換方式が異なる２種類のレギュレータを備えるようにして、送電電力や負荷電力などに基づいて、２種類のレギュレータを切り替えるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態では、給電電力を図２に示すように３段階に変化する例を示した。これに対して、２段階あるいは４段階以上に給電電力を変化させるようにしてもよい。また、図２に示した給電電力と電圧や電流との関係は一例を示したものであり、その他の給電電力や電圧，電流を設定するようにしてもよい。
【００７４】
また、上述した実施の形態の例では、給電装置１００から端末装置２００に、送電電力の情報を伝送するようにした。これに対して、送電電力の代わりに、レギュレータの変換方式や入力電圧などを指示する情報を伝送するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態の例では、給電装置１００の通信部１０７と、端末装置２００の通信部２０６は、給電電力に伝送信号を重畳して通信を行うようにした。これに対して、電力を給電する系とは別の無線伝送路または有線伝送路を使用して、通信を行うようにしてもよい。
【００７５】
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
給電装置と、前記給電装置から給電を受ける受電装置とを備え、
前記給電装置は、
１次側コイルと、
前記１次側コイルに送電電力を供給するドライバと、
前記ドライバが供給する送電電力を複数段階に制御する１次側制御部と、
前記１次側コイルから給電される電力を受電する側と通信を行う１次側通信部とを備え、
前記受電装置は、
前記１次側コイルから送出される電力を受電する２次側コイルと、
前記２次側コイルに得られる受電電力を整流する整流部と、
前記整流部が整流した受電電力を所定電圧の電力に変換すると共に、その変換動作を複数の方式で行うレギュレータと、
前記１次側通信部と通信を行う２次側通信部と、
前記２次側通信部が前記１次側通信部から受信した情報に基づいて、前記レギュレータが行う変圧動作の方式を制御する２次側制御部とを備える
非接触給電システム。
（２）
前記１次側制御部が決定した送信電力の情報が、前記１次側通信部から前記２次側通信部に伝送されたとき、前記２次側制御部は、前記レギュレータが行う変換動作の方式を、その伝送された送信電力に適した方式に決定する
前記（１）記載の非接触給電システム。
（３）
前記１次側通信部と前記２次側通信部との通信は、前記１次側コイルから前記２次側コイルに送電される電力に伝送信号を重畳する通信であり、
前記１次側コイルから前記２次側コイルへの電力伝送を、起動時用の小さな電力で行いながら、送電電力の情報を前記１次側通信部から前記２次側通信部に送信した後、前記１次側制御部は前記送電電力の情報で示した送電電力を設定する
前記（１）または（２）記載の非接触給電システム。
（４）
前記１次側制御部は、前記２次側通信部から前記１次側通信部に伝送された情報に基づいて、送信電力を決定する
前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
（５）
前記１次側通信部と前記２次側通信部との通信は、前記１次側コイルから前記２次側コイルに送電される電力に伝送信号を重畳する通信であり、
前記１次側コイルから前記２次側コイルへの電力伝送を、起動時用の小さな電力で行いながら、負荷電力の情報を前記２次側通信部から前記１次側通信部に送信した後、前記２次側制御部は前記負荷電力の情報で示した送電電力を設定する
前記（１）または（２）記載の非接触給電システム。
（６）
前記２次側制御部は、前記２次側通信部から前記１次側通信部に伝送された情報に基づいて、負荷電力を決定する
前記（１）、（２）、（５）のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
（７）
前記受電装置は、前記２次側コイルの近傍の温度を検出する温度センサを備え、
前記２次側制御部は、前記温度センサが検出した温度に基づいて、前記レギュレータが行う変圧動作の方式を制御する
前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
（８）
前記２次側制御部は、送電電力を受電する効率に基づいて、前記レギュレータが行う変圧動作の方式を制御する
前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
（９）
前記レギュレータは、シリーズレギュレータと、スイッチングレギュレータの２つのレギュレータを備える
前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
（１０）
給電装置の１次側コイルから送出される電力を受電する２次側コイルと、
前記２次側コイルに得られる受電電力を整流する整流部と、
前記整流部が整流した受電電力を所定電圧の電力に変換すると共に、その変換動作を複数の方式で行うレギュレータと、
前記給電装置と通信を行う通信部と、
前記通信部で受信した情報に基づいて、前記レギュレータが行う変圧動作の方式を制御する制御部とを備える
端末装置。
（１１）
前記給電装置が決定した送信電力の情報が、前記通信部に伝送されたとき、前記制御部は、前記レギュレータが行う変換動作の方式を、その伝送された送信電力に適した方式に決定する
前記（１０）記載の端末装置。
（１２）
前記通信部での通信は、前記１次側コイルから前記２次側コイルに送電される電力に伝送信号を重畳する通信であり、
前記通信部による通信で、負荷電力を給電装置に通知する
前記（１０）または（１１）記載の端末装置。
（１３）
前記２次側コイルの近傍の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサが検出した温度に基づいて、前記レギュレータが行う変圧動作の方式を制御する
前記（１０）〜（１２）のいずれか１項に記載の端末装置。
（１４）
前記制御部は、送電電力を受電する効率に基づいて、前記レギュレータが行う変圧動作の方式を制御する
前記（１０）〜（１３）のいずれか１項に記載の端末装置。
（１５）
前記レギュレータは、シリーズレギュレータと、スイッチングレギュレータの２つのレギュレータを備える
前記（１０）〜（１４）のいずれか１項に記載の端末装置。
（１６）
１次側コイルと、
前記１次側コイルに送電電力を供給するドライバと、
前記１次側コイルから給電される電力を受電する側の装置と通信を行う通信部と、
前記ドライバが前記１次側コイルに供給する送電電力を複数段階に制御し、前記通信部が受信した情報に基づいて送信電力を決定する制御部とを備えた
非接触給電装置。
（１７）
前記通信部による通信は、前記１次側コイルから送電される電力に伝送信号を重畳する通信であり、
前記１次側コイルからの電力伝送を、起動時用の小さな電力で行いながら、前記送電電力の情報を前記通信部から送信した後、前記制御部は前記送電電力の情報で示した送電電力を設定する
前記（１６）記載の非接触給電装置。
（１８）
１次側コイルを備えた給電装置から２次側コイルを備えた受電装置に非接触給電を行う場合に、
前記２次側コイルが受電した電力を所定電圧の電力に変換するレギュレータを、複数の方式の変換動作で行うようにし、
前記給電装置と前記受電装置との通信で得た情報に基づいて、前記レギュレータが行う変圧動作の方式を設定する
非接触給電方法。
【００７６】
さらに、本発明の請求項に記載した構成や処理は、上述した実施の形態の例に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の改変、組み合わせ、他の実施の形態例が生じうることは、当業者にとって当然のことと理解される。
【符号の説明】
【００７７】
１０…給電装置、１１…交流電源、１２…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１３…送電ドライバ、１４…コンデンサ、１５…１次側コイル、２０…端末装置、２１…２次側コイル、２２…コンデンサ、２３…整流部、２４…レギュレータ、２５…充電制御部、２６…２次電池、１００…給電装置、１０１…交流電源、１０２…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１０３…送電ドライバ、１０４…１次側制御部、１０５…コンデンサ、１０６…１次側コイル、１０７…１次側通信部、２００…端末装置、２０１…２次側コイル、２０２…コンデンサ、２０３…整流部、２０４…負荷回路、２０５…２次側制御部、２０６…２次側通信部、２０７…温度センサ、２１０…レギュレータ、２１１…ＤＣ−ＤＣコンバータ、２１２…ＬＤＯ
【図１】
2018029485.tif 000003
【図２】
2018029485.tif 000004
【図３】
2018029485.tif 000005
【図４】
2018029485.tif 000006
【図５】
2018029485.tif 000007
【図６】
2018029485.tif 000008
【図７】
2018029485.tif 000009
【図８】
2018029485.tif 000010
【図９】
2018029485.tif 000011
【図１０】
2018029485.tif 000012
【図１１】
2018029485.tif 000013
【図１２】
2018029485.tif 000014
【図１３】
2018029485.tif 000015
【図１４】
2018029485.tif 000016