(57)【要約】【課題】効率的な送受電ができる送受電制御装置、送受電装置、電子機器及び制御方法等を提供すること。【解決手段】無接点電力伝送の送受電制御装置１２０は、無接点電力伝送の送電及び受電を行う送受電部１１０を制御する制御部１３０と、検出部１４０とを含み、制御部１３０は、待機状態では送受電部１１０の制御モードを受電モードに設定し、検出部１４０により相手装置からの送電要求が検出された場合に送受電部１１０の制御モードを送電モードに設定する。【選択図】図２
2011061893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無接点電力伝送の送受電制御装置であって、
前記無接点電力伝送の送電及び受電を行う送受電部を制御する制御部と、
検出部とを含み、
前記制御部は、待機状態では前記送受電部の制御モードを受電モードに設定し、前記検出部により相手装置からの送電要求が検出された場合に前記送受電部の前記制御モードを送電モードに設定することを特徴とする送受電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、前記送電要求が検出され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー電圧が所定電圧よりも高い場合に、前記送受電部の前記制御モードを前記送電モードに設定することを特徴とする送受電制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御部は、ホスト又は外部スイッチの切り換えにより送電が指示され、かつ、前記外部電源の接続が検出された場合又は前記バッテリー電圧が前記所定電圧よりも高い場合に、前記送受電部の前記制御モードを前記送電モードに設定することを特徴とする送受電制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記送受電部は、
第１の電源ノードと無接点電力伝送用コイルの一端側の第１のノードとの間に設けられる第１のトランジスターと、
前記第１のノードと第２の電源ノードとの間に設けられる第２のトランジスターと、
前記第１の電源ノードと前記無接点電力伝送用コイルの他端側の第２のノードとの間に設けられる第３のトランジスターと、
前記第２のノードと前記第２の電源ノードとの間に設けられる第４のトランジスターとを含み、
第１のコイル端ノードと前記第１のノードとの間、及び、第２のコイル端ノードと前記第２のノードとの間の少なくとも一方にキャパシターが設けられ、
前記制御部は、前記待機状態において、前記第１のトランジスター〜前記第４のトランジスターをオフ状態にして、前記第１のトランジスター〜前記第４のトランジスターの各トランジスターのボディーダイオードにより前記受電モードの整流動作を行うことを特徴とする送受電制御装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記制御部は、
前記第１のトランジスター及び前記第４のトランジスターをオン状態にし、前記第２のトランジスター及び前記第３のトランジスターをオフ状態にする動作と、
前記第１のトランジスター及び前記第４のトランジスターをオフ状態にし、前記第２のトランジスター及び前記第３のトランジスターをオン状態にする動作とを、
交互に繰り返す動作により前記送電モードの送電制御を行うことを特徴とする送受電制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記送受電部が送電及び受電を同時に行う送受電モードに設定された場合に、
前記制御部は、前記送受電部が第１の相手装置から受電した電力を第２の相手装置に送電する制御を行うことを特徴とする送受電制御装置。
【請求項７】
無接点電力伝送の送受電制御装置であって、
前記無接点電力伝送の送電及び受電を行う送受電部を制御する制御部と、
検出部とを含み、
前記制御部は、
待機状態において、前記送受電部の制御モードを受電モードに設定し、
ホスト又は外部スイッチの切り換えにより送電が指示され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー電圧が所定電圧よりも高い場合に、前記送受電部の前記制御モードを送電モードに設定することを特徴とする送受電制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の送受電制御装置と、
前記送受電部とを含む送受電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の送受電装置を含む電子機器。
【請求項１０】
無接点電力伝送の制御方法であって、
待機状態では、送受電部の制御モードを受電モードに設定し、
検出部により相手装置からの送電要求が検出された場合に、前記送受電部の前記制御モードを送電モードに設定して前記無接点電力伝送により相手装置へ電力を供給することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受電制御装置、送受電装置、電子機器及び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、携帯電話機など携帯機器への充電が提案されている。その中で、携帯機器相互間で無接点電力伝送ができれば、例えば外出時に携帯用コンピューターから携帯電話へ充電することなどができるから、きわめて便利である。
【０００３】
この課題に対して例えば特許文献１には、送電と受電を切り換えて動作する送電・受電兼用装置が開示されている。しかしながらこの手法では、送電回路及び受電回路が別々に必要であること、待機時の消費電力の低減が難しいなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４３１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、効率的な送受電ができる送受電制御装置、送受電装置、電子機器及び制御方法等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、無接点電力伝送の送受電制御装置であって、前記無接点電力伝送の送電及び受電を行う送受電部を制御する制御部と、検出部とを含み、前記制御部は、待機状態では前記送受電部の制御モードを受電モードに設定し、前記検出部により相手装置からの送電要求が検出された場合に前記送受電部の前記制御モードを送電モードに設定する送受電制御装置に関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、待機状態（初期状態）では送受電部は受電モードに設定されるから、待機時の消費電力を低く抑えることができる。また、相手装置からの送電要求が検出された場合に送電モードに設定されるから、必要のない送電を避けることなどが可能になる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記制御部は、前記送電要求が検出され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー電圧が所定電圧よりも高い場合に、前記送受電部の前記制御モードを前記送電モードに設定してもよい。
【０００９】
このようにすれば、制御部は、外部電源が接続された場合、又はバッテリー残量が十分である場合を条件として、送電モードに設定することができるから、送電側のバッテリーが消耗して動作不能となる状況等を避けることができる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記制御部は、ホスト又は外部スイッチの切り換えにより送電が指示され、かつ、前記外部電源の接続が検出された場合又は前記バッテリー電圧が前記所定電圧よりも高い場合に、前記送受電部の前記制御モードを前記送電モードに設定してもよい。
【００１１】
このようにすれば、必要のない送電を避けることができ、さらに外部電源が接続された場合、又はバッテリー残量が十分である場合を条件として、送電モードに設定することができるから、送電側のバッテリーが消耗して動作不能となる状況等を避けることができる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記送受電部は、第１の電源ノードと無接点電力伝送用コイルの一端側の第１のノードとの間に設けられる第１のトランジスターと、前記第１のノードと第２の電源ノードとの間に設けられる第２のトランジスターと、前記第１の電源ノードと前記無接点電力伝送用コイルの他端側の第２のノードとの間に設けられる第３のトランジスターと、前記第２のノードと前記第２の電源ノードとの間に設けられる第４のトランジスターとを含み、第１のコイル端ノードと前記第１のノードとの間、及び、第２のコイル端ノードと前記第２のノードとの間の少なくとも一方にキャパシターが設けられ、前記制御部は、前記待機状態において、前記第１のトランジスター〜前記第４のトランジスターをオフ状態にして、前記第１のトランジスター〜前記第４のトランジスターの各トランジスターのボディーダイオードにより前記受電モードの整流動作を行ってもよい。
【００１３】
このようにすれば、送受電部の各トランジスターをオフにした状態でボディーダイオードを利用して整流動作を実現できるから、受電モードにおける消費電力を低減できる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記制御部は、前記第１のトランジスター及び前記第４のトランジスターをオン状態にし、前記第２のトランジスター及び前記第３のトランジスターをオフ状態にする動作と、前記第１のトランジスター及び前記第４のトランジスターをオフ状態にし、前記第２のトランジスター及び前記第３のトランジスターをオン状態にする動作とを、交互に繰り返す動作により前記送電モードの送電制御を行ってもよい。
【００１５】
このようにすれば、送受電部の各トランジスターのオン・オフを制御することで、受電制御及び送電制御の両方を行うことが可能になる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記送受電部が送電及び受電を同時に行う送受電モードに設定された場合に、前記制御部は、前記送受電部が第１の相手装置から受電した電力を第２の相手装置に送電する制御を行ってもよい。
【００１７】
このようにすれば、送受電モードに設定された送受電制御装置を含む電子機器を介して、第１の相手装置（電子機器）から第２の相手装置（電子機器）へ無接点電力伝送を行うことが可能になる。
【００１８】
本発明の他の態様は、無接点電力伝送の送受電制御装置であって、前記無接点電力伝送の送電及び受電を行う送受電部を制御する制御部と、検出部とを含み、前記制御部は、待機状態において、前記送受電部の制御モードを受電モードに設定し、ホスト又は外部スイッチの切り換えにより送電が指示され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー電圧が所定電圧よりも高い場合に、前記送受電部の前記制御モードを送電モードに設定する送受電制御装置に関係する。
【００１９】
本発明の他の態様は、上記に記載の送受電制御装置と、前記送受電部とを含む送受電装置に関係する。
【００２０】
本発明の他の態様は、上記に記載の送受電装置を含む電子機器に関係する。
【００２１】
本発明の他の態様は、無接点電力伝送の制御方法であって、待機状態では、送受電部の制御モードを受電モードに設定し、検出部により相手装置からの送電要求が検出された場合に、前記送受電部の前記制御モードを送電モードに設定して前記無接点電力伝送により相手装置へ電力を供給する制御方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（Ａ）は電子機器の例であり、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は無接点電力伝送の説明図。
【図２】送受電装置及び送受電制御装置の基本的な構成例。
【図３】送受電装置及び送受電部の詳細な構成例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、送受電装置及び送受電制御装置の一例。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、送受電装置を含む電子機器の例。
【図６】送受電装置の動作フローの一例。
【図７】送受電装置の動作フローの一例。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
１．電子機器
図１（Ａ）に本実施形態の電子機器の例を示す。第１の電子機器３００は、送受電装置１００を有する。また第２の電子機器４００は、送受電装置２００を有する。また第２の電子機器４００は、例えば携帯機器などであって、ＬＣＤなどの表示部４０１、ボタン等で構成される操作部４０２を有する。
【００２５】
本実施形態の送受電装置１００、２００は、後述するように、無接点電力伝送の送電装置として動作すると共に、受電装置としても動作する。例えば、第１の電子機器３００の送受電装置１００を送電装置として動作させ、第２の電子機器４００の送受電装置２００を受電装置として動作させることで、第２の電子機器４００のバッテリーを充電することができる。このとき第１の電子機器３００は、例えばＡＣアダプター３０１等を用いて外部電源から電力の供給を受けてもよいし、また第１の電子機器３００がバッテリーを内蔵し、そのバッテリー残量が十分である場合には、そのバッテリーの電力を使用してもよい。
【００２６】
このように本実施形態の送受電装置によれば、１つの電子機器が送電側としても、また受電側としても機能するから、例えば２つの携帯機器（電子機器）を持参して外出した際に、一方の携帯機器のバッテリーが消耗した場合に、他方の携帯機器のバッテリーから無接点電力伝送により容易に充電することができる。
【００２７】
なお本実施形態が適用される電子機器としては、例えば携帯電話機、腕時計、コードレス電話器、ノートＰＣ（Personal Computer）、ハンディターミナル、携帯情報端末などの種々の電子機器を想定できる。
【００２８】
図１（Ｂ）に模式的に示すように、送受電装置１００、２００の間の電力伝送は、送受電装置１００側に設けられたコイルＬ１と、送受電装置２００側に設けられたコイルＬ２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。
【００２９】
なお、図１（Ｂ）ではコイルＬ１、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、コイルＬ１、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。
【００３０】
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コイルＬ１が形成されている。電子機器４００に設けられたコイル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、コイルＬ１やコイル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。
【００３１】
２．送受電装置及び送受電制御装置
図２に本実施形態の送受電装置及び送受電制御装置の基本的な構成例を示す。送受電装置１００は、送受電部１１０及び送受電制御装置１２０を含む。さらに送受電制御装置１２０は、制御部１３０及び検出部１４０を含む。
【００３２】
電子機器３００は、送受電装置１００を含み、さらに充放電制御装置３１０、バッテリー３２０、外部電源端子３３０、ホスト３４０、スイッチＳＡ１、ＳＢ１を含む。
【００３３】
図２には、電子機器３００の相手装置である電子機器４００の基本的な構成例も示す。電子機器４００は、送受電装置２００を含み、さらに充放電制御装置４１０、バッテリー４２０、外部電源端子４３０、ホスト４４０、スイッチＳＡ２、ＳＢ２を含む。送受電装置２００は、送受電部２１０及び送受電制御装置２２０を含む。さらに送受電制御装置２２０は、制御部２３０及び検出部２４０を含む。
【００３４】
なお、本実施形態の電子機器、送受電装置及び送受電制御装置は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００３５】
送受電部１１０は、無接点電力伝送の送電及び受電を行う。具体的には、送電時には交流電圧を生成してコイルＬ１に供給し、受電時にはコイルＬ１の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。
【００３６】
制御部１３０は、送受電部１１０の制御モードを設定して送受電部１１０を制御する。また、制御部１３０は、無接点電力伝送に必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。例えば制御部１３０は、相手装置（もう一方の電子機器４００）からの認証情報に基づく認証処理の結果に基づいて相手装置への送電を許可するか否かを判断する。この認証情報は、例えばコイルについての情報を含み、この情報に基づいて送電側コイルと受電側コイルとが適合するか否かが判断される。この制御部１３０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ー及びマイクロコンピューター上で動作するプログラムなどにより実現できる。
【００３７】
検出部１４０は、相手装置からの送電要求、バッテリー３２０の電圧、外部電源の接続、相手装置の着地、相手装置の取り去りなどを検出する。
【００３８】
制御部１３０による制御モードの設定は以下のように行われる。制御部１３０は、待機状態では送受電部１１０の制御モードを受電モードに設定し、検出部１４０により相手装置からの送電要求が検出された場合に送受電部１１０の制御モードを送電モードに設定する。
【００３９】
また、制御部１３０は、上記の送電要求が検出され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー３２０の電圧が所定電圧よりも高い場合に、送受電部１１０の制御モードを送電モードに設定してもよい。この所定電圧は、バッテリーの電力を用いて相手装置へ送電が可能な電圧の範囲であればよい。
【００４０】
また、制御部１３０は、ホスト３４０又は外部スイッチの切り換えにより送電が指示され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー３２０の電圧が所定電圧よりも高い場合に、送受電部１１０の制御モードを送電モードに設定してもよい。
【００４１】
また、制御部１３０は、外部電源の接続が検出された場合には、スイッチＳＢ１をオンにし、スイッチＳＡ１をオフにする。一方、外部電源の接続が検出されない場合には、スイッチＳＢ１をオフにし、スイッチＳＡ１をオンにする。
【００４２】
電子機器４００に含まれる送受電装置２００及び送受電制御装置２２０の動作は、上述したものと同様である。制御部２３０は、待機状態では送受電部２１０の制御モードを受電モードに設定し、検出部１４０により相手装置からの送電要求が検出された場合に送受電部２１０の制御モードを送電モードに設定する。
【００４３】
また、制御部２３０は、上記の送電要求が検出され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー４２０の電圧が所定電圧よりも高い場合に、送受電部２１０の制御モードを送電モードに設定してもよい。
【００４４】
また、制御部２３０は、ホスト４４０又は外部スイッチの切り換えにより送電が指示され、かつ、外部電源の接続が検出された場合又はバッテリー４２０の電圧が所定電圧よりも高い場合に、送受電部２１０の制御モードを送電モードに設定してもよい。
【００４５】
また、制御部２３０は、外部電源の接続が検出された場合には、スイッチＳＢ２をオンにし、スイッチＳＡ２をオフにする。一方、外部電源の接続が検出されない場合には、スイッチＳＢ２をオフにし、スイッチＳＡ２をオンにする。
【００４６】
図２に示す送受電装置１００、２００について、制御モードの設定がどのように行われるか具体的に説明する。例えば、電子機器３００が送電側、電子機器４００が受電側に設定される場合について以下に説明する。
【００４７】
初期状態あるいは待機状態では、２つの電子機器３００、４００は共に受電モードに設定される。この受電モードではコイルＬ１、Ｌ２を介した電力伝送は行われないから、待機時の電力消費を低く抑えることができる。
【００４８】
電子機器３００を送電モードに設定する方法の１つは、電子機器４００（相手装置）が電子機器３００へ送電要求を送信することである。この送電要求の送信は、例えばホスト４４０の指示又は外部スイッチＳＲ２による指示に基づいて、制御部２３０が制御信号ＣＮ２により送受電部２１０を制御することで行われる。
【００４９】
具体的には、制御部２３０は、制御信号ＣＮ２により送受電部２１０に含まれる複数のトランジスターをオン・オフすることでコイルＬ２の両端に交流電圧を生成し、電磁結合により電子機器３００のコイルＬ１に交流電圧を生成する。さらに制御部２３０は、制御信号ＣＮ２により上記交流信号に周波数変調、振幅変調等を行うことで、送電要求信号を送信することができる。この場合は送電要求信号を送信するための電力が消費されるが、電力伝送をするわけではないから電力消費を低く抑えることができる。
【００５０】
このようにして、電子機器３００の検出部１４０がコイルＬ１からの送電要求信号ＲＱ１を検出すると、それに基づいて制御部１３０は制御モードを送電モードに設定する。あるいは、制御部１３０は、送電要求信号ＲＱ１が検出され、かつ、外部電源端子３３０からの電圧ＶＸ１が検出された場合又はバッテリー３２０の電圧ＶＢ１が所定電圧よりも高い場合に、制御モードを送電モードに設定する。このようにすれば、外部電源が接続された場合、又はバッテリー残量が十分である場合を条件として、送電モードに設定することができるから、送電側電子機器のバッテリーが消耗して動作不能となる状況を避けることができる。
【００５１】
また、電子機器３００を送電モードに設定する別の方法は、送電側電子機器３００自身のホスト３４０又は外部スイッチＳＴ１により送電を指示することである。具体的には、ホスト３４０又は外部スイッチＳＴ１が制御部１３０に送電を指示し、それに基づいて制御部１３０が制御モードを送電モードに設定する。このとき外部電源端子３３０からの電圧ＶＸ１が検出された場合又はバッテリー３２０の電圧ＶＢ１が所定電圧よりも高い場合に、制御モードを送電モードに設定する。このようにすれば、外部電源が接続された場合、又はバッテリー残量が十分である場合を条件として、送電モードに設定することができるから、送電側電子機器のバッテリーが消耗して動作不能となる状況を避けることができる。
【００５２】
送電モードにおける送電処理は、制御部１３０が制御信号ＣＮ１により送受電部１１０に含まれる複数のトランジスターをオン・オフすることで行う。
【００５３】
以上は、電子機器３００が送電側、電子機器４００が受電側に設定される場合について説明したが、その逆の場合、すなわち電子機器３００が受電側、電子機器４００が送電側に設定される場合も上記と同様である。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の送受電装置によれば、１つの電子機器が送電側としても、また受電側としても機能するから、例えば２つの携帯機器（電子機器）を持参して外出した際に、一方の携帯機器のバッテリーが消耗した場合に、他方の携帯機器のバッテリーから無接点電力伝送により容易に充電することができる。また、外部電源が利用できる場合は、外部電源から無接点電力伝送により充電することもできる。
【００５５】
また、本実施形態の送受電装置によれば、電子機器は、初期状態（待機状態）では受電モード（受電側）に設定され、相手装置（別の電子機器）からの送電要求、あるいはホスト又は外部スイッチの指示があった場合に送電モード（送電側）に設定される。このようにすることで、待機時の電力消費を低く抑えることができると共に、不必要な送電を避けることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態の送受電装置によれば、電子機器は、外部電源の接続が検出された場合、又はバッテリーの電圧が所定電圧よりも高い場合を条件として、送電モード（送電側）に設定される。このようにすることで、送電側電子機器のバッテリーが消耗して動作不能となる状況を避けることができる。
【００５７】
なお、本実施形態の送受電装置では、相手装置からの送電要求により送電モードに設定する機能をもたない構成とすることもできる。この構成では、ホスト又は外部スイッチの切り換えにより送電が指示された場合に送電モードに設定する。
【００５８】
図３に本実施形態の送受電装置及び送受電部の詳細な構成例を示す。送受電部１１０は、第１〜第４のトランジスターＴ１〜Ｔ４を含む。
【００５９】
第１のトランジスターＴ１は、高電位側電源ノードＶＤＤ（広義には第１の電源ノード）と無接点電力伝送用コイルＬ１の一端側の第１のノードＮ１との間に設けられる。第２のトランジスターＴ２は、第１のノードＮ１と低電位側電源ノードＶＳＳ（広義には第２の電源ノード）との間に設けられる。第３のトランジスターＴ３は、高電位側電源ノードＶＤＤ（広義には第１の電源ノード）と無接点電力伝送用コイルＬ１の他端側の第２のノードＮ２との間に設けられる。第４のトランジスターは、第２のノードＮ２と低電位側電源ノードＶＳＳ（広義には第２の電源ノード）との間に設けられる。
【００６０】
さらに送受電部１１０は、第５のトランジスターＴ５を含んでもよい。第５のトランジスターＴ５は、第１のノードＮ１又は第２のノードＮ２と低電位側電源ノードＶＳＳ（広義には第２の電源ノード）との間に設けられる。この第５のトランジスターＴ５は、受電モードにおいて負荷変調を行うためのものである。この負荷変調は、受電側から送電側へ認証情報、電力伝送条件等を送信するために用いられる。
【００６１】
なお、図３では第１〜第５のトランジスターＴ１〜Ｔ５はＮ型トランジスターで構成しているが、Ｐ型トランジスターで構成することもできる。
【００６２】
制御部１３０は、制御信号ＣＮＴ１〜ＣＮＴ５により、送受電部１１０の第１〜第５のトランジスターＴ１〜Ｔ５の各ゲートを制御する。
【００６３】
図３では、コイルＬ１の第１のコイル端ノードＮＣ１と第１のノードＮ１との間にキャパシターＣＡが設けられている。ただし、コイルＬ１の第２のコイル端ノードＮＣ２と第２のノードＮ２との間にキャパシターＣＡを設けてもよいし、また両方に設けてもよい。すなわち、キャパシターＣＡは、ＮＣ１とＮ１との間、及びＮＣ２とＮ２との間の少なくとも一方に設ければよい。
【００６４】
なお、本実施形態の送受電装置及び送受電制御装置は図３の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００６５】
図３を用いて、受電モードにおける送受電部１１０の動作を説明する。制御部１３０は、待機状態において、第１〜第４のトランジスターＴ１〜Ｔ４をオフ状態にして、第１〜第４のトランジスターＴ１〜Ｔ４の各トランジスターのボディーダイオードＤ１〜Ｄ４により受電モードの整流動作を行う。
【００６６】
具体的には、以下の整流動作を行う。例えば、コイルＬ１に誘起された交流電圧によって、第１のコイル端ノードＮＣ１が高電位になり、第２のコイル端ノードＮＣ２が低電位になる場合には、ＮＣ１からキャパシターＣＡ及びボディーダイオードＤ１を通って高電位側電源ノードＶＤＤに電流が流れ、また低電位側電源ノードＶＳＳからボディーダイオードＤ４を通ってＮＣ２へ電流が戻る。その結果、ＶＤＤとＶＳＳとの間に設けられた平滑用キャパシターＣＢが充電される。
【００６７】
逆に、第１のコイル端ノードＮＣ１が低電位になり、第２のコイル端ノードＮＣ２が高電位になる場合には、ＮＣ２からボディーダイオードＤ３を通って高電位側電源ノードＶＤＤに電流が流れ、また低電位側電源ノードＶＳＳからボディーダイオードＤ２及びキャパシターＣＡを通ってＮＣ２へ電流が戻る。その結果、平滑用キャパシターＣＢがさらに充電される。
【００６８】
このような整流動作を繰り返すことにより、平滑用キャパシターＣＢに十分な直流電圧が発生するから、これを電子機器の電源又はバッテリーの充電に用いることができる。なお、図３には示していないが、レギュレーターを用いることで上記直流電圧をさらに安定化することができる。
【００６９】
次に、図３を用いて送電モードにおける送受電部１１０の動作を説明する。制御部１３０は、第１のトランジスターＴ１及び第４のトランジスターＴ４をオン状態にし、第２のトランジスターＴ２及び第３のトランジスターＴ３をオフ状態にする動作と、第１のトランジスターＴ１及び第４のトランジスターＴ４をオフ状態にし、第２のトランジスターＴ２及び第３のトランジスターＴ３をオン状態にする動作とを、交互に繰り返す動作により送電モードの送電制御を行う。
【００７０】
具体的には、例えば第１、第４のトランジスターＴ１、Ｔ４をオン状態にし、第２、第３のトランジスターＴ２、Ｔ３をオフ状態にした場合には、高電位側電源ノードＶＤＤからＴ１を通ってコイルＬ１へ、さらにＬ１からＴ４を通って低電位側電源ノードＶＳＳへ電流が流れる。一方、第１、第４のトランジスターＴ１、Ｔ４をオフ状態にし、第２、第３のトランジスターＴ２、Ｔ３をオン状態にした場合には、高電位側電源ノードＶＤＤからＴ３を通ってコイルＬ１へ、さらにＬ１からＴ２を通って低電位側電源ノードＶＳＳへ電流が流れる。この場合のＬ１を流れる電流の向きは、前者の場合の逆になる。したがって、これら２つの動作を交互に繰り返すことにより、コイルＬ１を交流電圧で駆動することができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の送受電装置及び送受電制御装置によれば、送受電部に含まれる複数のトランジスターのオン・オフを制御することにより、送受電部は送電動作及び受電動作の２つの動作を行うことができる。
【００７２】
３．送受電装置及び送受電制御装置の適用例
図４（Ａ）、図４（Ｂ）には、本実施形態の送受電装置及び送受電制御装置の一例を示す。図４（Ａ）に示す構成例は、送受電部１１０ｂが送電及び受電を同時に行う送受電モードに設定されることができるものである。２つのコイルＬＡ、ＬＢを含み、ＬＡを送電側にＬＢを受電側に設定することができ、またその逆の設定もできる。制御部１３０ｂは、制御信号ＣＮＡにより送受電部１１０ｂのＬＡ側を制御し、また制御信号ＣＮＢにより送受電部１１０ｂのＬＢ側を制御することができる。
【００７３】
このようにすることで、例えばコイルＬＡを受電側にコイルＬＢを送電側に設定した場合には、ＬＡで受電した電力をＬＢにより送電することができる。
【００７４】
図４（Ｂ）には、送受電モードに設定された送受電装置１００ｂを含む電子機器３００ｂと、送電モードに設定された送受電装置１００ａを含む第１の相手装置（電子機器）３００ａと、受電モードに設定された送受電装置１００ｃを含む第２の相手装置（電子機器）３００ｃとを示す。送受電モードに設定された電子機器３００ｂでは、制御部１３０ｂは、送受電部１１０ｂが第１の相手装置３００ａから受電した電力を第２の相手装置３００ｃに送電する制御を行う。
【００７５】
このようにすれば、送受電モードに設定された送受電制御装置を含む電子機器を介して、第１の相手装置（電子機器）から第２の相手装置（電子機器）へ無接点電力伝送を行うことができる。その結果、例えば第１の電子機器のコイル規格と第２の電子機器のコイル規格とが適合せず、無接点電力伝送が行えない場合であっても、送受電モードに設定された電子機器を介することで電力伝送を可能にすることができる。
【００７６】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に、本実施形態の送受電装置を含む電子機器の例を示す。図５（Ａ）には、送受電コイルＬ１を１つ含む電子機器３００を示す。この送受電コイルＬ１は、例えば上述した図２及び図３に示したコイルＬ１であって、制御部による制御モードの切り換えによって受電コイルとして動作し、あるいは送電コイルとして動作する。
【００７７】
図５（Ｂ）には、２つの送受電コイルＬＡ、ＬＢを含む電子機器３００を示す。これらの送受電コイルＬＡ、ＬＢは、例えば図４（Ａ）に示したコイルＬＡ、ＬＢであって、一方が送電コイルとして動作し、同時に他方が受電コイルとして動作することができる。
【００７８】
図５（Ｃ）には、送電コイルＬＣ及び受電コイルＬＤを含む電子機器３００を示す。送電コイルＬＣは送電動作を行い、受電コイルＬＤは受電動作を行う。これら２つのコイルＬＣ、ＬＤは同時に動作してもよいし、別々に動作してもよい。
【００７９】
なお、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）では、２つのコイルが向かい合う面に設けられているが、隣接する面に設けてもよいし、同一の面に設けてもよい。
【００８０】
４．送受電装置の動作フロー
図６、図７に、本実施形態の送受電装置の動作フローの一例を示す。図６には、待機状態（初期状態）から受電処理又は送電処理へ分岐するまでのフローの一例を示す。図７には、受電処理又は送電処理へ分岐してから送受電が開始されるまでのフローの一例を示す。これらの動作フローの制御処理は、送受電制御装置の制御部により行われる。
【００８１】
図６を用いて、待機状態から受電処理又は送電処理へ分岐するまでのフローを説明する。
【００８２】
待機状態（初期状態）では、最初に送受電部の制御モードは受電モードに設定される（Ｓ１）。受電モードでは電力伝送は行われず、整流動作が行われる。ここで例えばホストの指示又は外部スイッチによる指示があった場合は、相手装置に送電要求をする（Ｓ２、Ｓ３）。この送電要求は、送受電部の複数のトランジスターを制御することで交流電圧を生成し、さらに周波数変調、振幅変調等を行うことで送電要求信号を送信する。送電要求を送信した後、受電処理に移行する（Ｓ６）。
【００８３】
一方、相手装置に送電要求をしない場合は、相手装置からの送電要求があるかどうかを判断する。コイル起電すなわちコイルに誘起された電圧が検出され（Ｓ４）、さらに相手装置からの送電要求信号が検出された場合には（Ｓ５）、外部電源が接続されたか（Ｓ９）、又はバッテリー電圧が所定電圧より高いか（Ｓ１０）が判断される。この条件が満たされた場合は、送電モードに設定され（Ｓ１１）、送電処理に移行する（Ｓ１２）。
【００８４】
コイル起電が検出されても（Ｓ４）、相手装置からの送電要求信号が検出されない場合は（Ｓ５）、受電処理に移行する（Ｓ６）。
【００８５】
また、コイル起電が検出されない場合であっても、外部スイッチによる送電指示（Ｓ７）又はホストからの送電指示（Ｓ８）がある場合で、さらに外部電源が接続されたか（Ｓ９）、又はバッテリー電圧が所定電圧より高いか（Ｓ１０）の条件が満たされた場合は、送電モードに設定され（Ｓ１１）、送電処理に移行する（Ｓ１２）。
【００８６】
外部電源の接続（Ｓ９）又はバッテリー電圧（Ｓ１０）のいずれの条件も満たされない場合は、送電エラーに設定される（Ｓ１３）。
【００８７】
以上のように、本実施形態の送受電装置によれば、送受電部は、待機状態では受電モードに設定され、相手装置からの送電要求を検出した場合、及びホスト又は外部スイッチによる送電指示があった場合に送電モードに設定される。このようにすることで、不要な送電を避けることができ、その結果、電子機器の消費電力を低く抑えることができる。
【００８８】
次に、図７を用いて、送電処理又は受電処理へ分岐してから送受電が開始されるまでのフローを説明する。送電処理へ分岐（Ｓ１２）した場合は、所定の時間が経過していないかどうか判断（Ｓ１４）される。所定の時間が経過していない場合は、相手装置が着地したかどうか、すなわち、相手装置が電力伝送可能な所定の位置にセットされたかどうか判断（Ｓ１５）される。ここで相手装置の着地が検出された場合は、認証送電が開始される（Ｓ１６）。
【００８９】
受電処理へ分岐（Ｓ６）した場合は、送電側の認証送電を受けてＩＤ送信を行う（Ｓ２２）。ここで送電側と受電側との間で、無接点電力伝送のためのネゴシエーション処理が行われる。
【００９０】
このネゴシエーション処理では、送電側と受電側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。
【００９１】
具体的には、ネゴシエーション処理は、送電側と受電側との間で、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。
【００９２】
このように本実施形態におけるネゴシエーション処理は、送電側と受電側との間で情報の通信が可能か否かの確認処理、通信した情報が妥当か否かの確認処理、受電側の負荷状態が適正か否かの確認処理、送電側と受電側との間における規格情報又はコイル情報の照合処理、及び負荷状態検出方式を示す送電側のシステム情報と受電側のシステム情報の照合処理等の少なくとも１つである。
【００９３】
上記のネゴシエーション処理の結果、送電側及び受電側の双方でＩＤ認証がされた場合は（Ｓ１７、Ｓ２３）、受電側が電力伝送条件についての情報を送信する（Ｓ２４）。ここで送電側と受電側との間で、無接点電力伝送の伝送条件を設定するためのセットアップ処理が行われる。
【００９４】
このセットアップ処理では、受電側が無接点電力伝送の伝送条件情報を送信した場合に、送電側が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、受電側が、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、送電側が駆動電圧や駆動周波数等の伝送条件を設定する。また、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。
【００９５】
このように本実施形態におけるセットアップ処理は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて電力の伝送条件を設定する処理、及び送電側と受電側との間の対応機能について情報交換を行う処理等の少なくとも１つである。
【００９６】
上記のセットアップ処理において、電力伝送条件が満足されると判断（Ｓ１８、Ｓ２５）された場合は、送電側は送電条件を設定し（Ｓ１９）、受電側は受電条件を設定して（Ｓ２７）、送電及び受電を開始する（Ｓ２０、Ｓ２７）。ここで送電側と受電側との間で、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。
【００９７】
一方、ＩＤ認証がされない場合（Ｓ１７、Ｓ２３）、又は電力伝送条件が満足されない場合（Ｓ１８、Ｓ２５）は、送電側は認証送電を停止し（Ｓ２１）、受電側はタイマー待ち（Ｓ２８）の後、待機状態に戻る。
【００９８】
上記のコマンド処理は、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、バッテリーの満充電検出コマンド（満充電通知コマンド）や、バッテリー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。
【００９９】
本実施形態におけるコマンド処理は、ネゴシエーション処理及びセットアップ処理のうちの少なくとも１つにより、対応が可能になったことが確認されたコマンドの発行及びコマンドの実行の少なくとも１つを行う処理である。
【０１００】
また、コマンドは、通常送電を開始するコマンド、負荷が有するバッテリーの満充電を検出するコマンド、及びバッテリーの再充電が必要か否かを確認するコマンド等の少なくとも１つである。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態の送受電装置によれば、１つの電子機器が送電側としても、また受電側としても機能することができる。また、送電側と受電側との間でネゴシエーション処理及びセットアップ処理を行うことができるから、安全にかつ効率的に無接点電力伝送による送受電を行うことができる。
【０１０２】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及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。したがって、このような変形例は全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、より広義又は同義な異なる用語（第１の電源ノード、第２の電源ノード等）と共に記載された用語（ＶＤＤ、ＶＳＳ等）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。また送受電制御装置、送受電装置、電子機器の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００、２００  送受電装置、１１０、２１０  送受電部、
１２０、２２０  送受電制御装置、１３０、２３０  制御部、１４０、２４０  検出部、３００、４００  電子機器、３１０、４１０  充放電制御装置、
３２０、４２０  バッテリー、３３０、４３０  外部電源端子、
３４０、４４０  ホスト、３０１  ＡＣアダプター、４０１  表示部、４０２  操作部、
Ｌ１、Ｌ２  コイル、ＣＮ１、ＣＮ２  制御信号、ＲＱ１、ＲＱ２  送電要求信号、
ＳＡ１、ＳＢ１、ＳＡ２、ＳＢ２  スイッチ、
ＳＴ１、ＳＲ１、ＳＴ２、ＳＲ２  外部スイッチ
【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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