(57)【要約】【課題】新規な非接触式充電システムを提供する。【解決手段】この非接型充電システムは、非接型充電器Ａのパッドに載置された携帯端末，バッテリ・パックＢ，或いは異物を検出し、この検出によりバッテリ・パックＢの充電状態を効果的に監視し制御すると共に、パッドに載置された異物が、誘導加熱により加熱されるようなことを防止する。さらに、携帯端末またはバッテリ・パックＢの充電中にマイナスイオンを発生させ、端末のバクテリアを消毒し、端末の周囲空気を新鮮に維持する。【選択図】図１
2007514400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給される非接触式充電器（Ａ）から誘導起電力を発生させ、この誘導起電力により充電されるバッテリ・パック（Ｂ）を有し、
前記非接触式充電器（Ａ）は、
交流（AC）電力によって引き起こされる電磁波を阻止するために、電力入力端子に接続された電磁波フィルタ（100）と、
電磁波が阻止された前記交流（AC）電力を、直流（DC）電力に整流する一次側整流回路（110）と、
その回路中に存在するトランジスタがオンしている間に、一次側整流回路（110）から伝送される電力を蓄積し、前記回路中のトランジスタがオフしている場合に、ゲート駆動部（160），中央演算処理装置（180）およびイオン発生器（182）に入力電圧を印加すると共に、直列共振型コンバータ（120）に駆動電圧を印加する前記フライバック・コンバータ（110’）と、
前記フライバック・コンバータ（110’）と前記直列共振型コンバータ（120）との間に介在し、前記バッテリ・パック（Ｂ）が接近する結果として発生する電流変化を検出し、この電流変化に従って比較電流を出力する電流検出器（170）と、
前記電流検出器（170）から入力される比較電流を使用して、前記バッテリ・パック（Ｂ）の接近を検出すると共に、前記バッテリ・パック（Ｂ）が接近したか否かだけではなく、異常動作が発生したり、或いは、非接触式充電パッドに載置された異物の温度が所定の温度を超えたりした場合に、ゲート駆動部（160）のスイッチングを停止するために、温度保護回路（183）の電流によっても、ゲート駆動部（160）を制御する中央演算処理装置（180）と、
前記中央演算処理装置（180）の制御の下で、ゲート信号を出力するゲート駆動部（160）と、
前記ゲート駆動部（160）から入力されるゲート信号に応じて、一次鉄心部（130）に印加される電圧および電流の各波形を調整する直列共振型コンバータ（120）と、
前記直列共振型コンバータ（120）によりスイッチングされ、前記誘導起電力を発生する一次鉄心部（130）と、
から構成されることを特徴とする非接触式充電システム。
【請求項２】
前記ゲート駆動部（160）は、前記直列共振型コンバータ（120）に設けられている２個のスイッチング・デバイスを、前記中央演算処理装置（180）の制御の下で出力される前記ゲート信号に応じて、交互にターンオンさせることで、各々の前記スイッチング・デバイスに接続されている充放電用の並列コンデンサを経由して、入力電圧および入力電流の各波形を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の非接触式充電システム。
【請求項３】
前記電流検出器（170）は、前記フライバック・コンバータ（110’）の出力端子と前記直列共振型コンバータ（120）の入力端子に、その両端を接続した抵抗が接続され、前記抵抗の両端から出力される信号が入力される差動増幅器（171）と、前記差動増幅器（171）の出力端子に接続される比較器／低周波フィルタ（172）とを備え、前記電流検出器170は、前記差動増幅器（171）の出力電圧を所定の基準電圧と比較することにより電流変化を検出し、電流変化に応じた比較電流にフィルタを掛けて、この比較電流を出力するものであることを特徴とする請求項１記載の非接触式充電システム。
【請求項４】
前記中央演算処理装置（180）は、塵埃・臭気センサ（181）からのフィードバック情報を処理し、イオン発生器（182）の動作モードを切換えるものであることを特徴とする請求項１記載の非接触式充電システム。
【請求項５】
前記一次鉄心部（130）は、中央開口部（132）を形成した板状鉄心部材（131）の周囲に、コイル（一次コイル１と一次コイル２）が巻回されることを特徴とする請求項１記載の非接触式充電システム。
【請求項６】
前記板状鉄心部材（131）は、多角形，円形または楕円形に形成され、アモルファス金属材料片またはフェライト材料片が取り付けられていることを特徴とする請求項５記載の非接触式充電システム。
【請求項７】
前記コイル（一次コイル１と一次コイル２）は、前記板状鉄心部材（131）の周囲を直列または並列に巻回されていることを特徴とする請求項５記載の非接触式充電システム。
【請求項８】
前記バッテリ・パック（Ｂ）は、
前記一次鉄心部（130）を経由して電力を誘導するように構成された二次鉄心部（210）と、
この誘導電力を整流するために、前記二次鉄心部210のコイル（ニ次コイル１）に接続された二次側整流回路（200）と、
前記二次側整流回路（200）により整流された電力を燃料計（230ｂ）に供給し、前記二次側整流回路（200）の出力に応じて無線ICタグ（RFID）制御器に電圧を加える充電調整回路（230ａ）を備えると共に、前記充電調整回路（230ａ）から供給された電力を、保護回路（240）を経由して前記バッテリ（BAT）に供給し、前記バッテリ（BAT）の充電状態を監視しながら、充電状態情報を生成し、定期的に情報を記録する前記燃料計（210ｂ）を備えた充電制御器（230）と、
前記充電制御器（230）と前記バッテリ（BAT）間に接続され、前記バッテリ（BAT）の充電状態に応じて、充電すべきか放電すべきかを制御する保護回路（240）と、から構成されることを特徴とする請求項１記載の非接触式充電システム。
【請求項９】
フィルム状のシールド板（260）が、前記バッテリ・パック（BAT）の前記二次鉄心部（210）とバッテリ・ケース（250）との間に介在し、前記保護回路（240）がシールド部材（241）により囲まれていることを特徴とする請求項８記載の非接触式充電システム。
【請求項１０】
前記二次側整流回路（200）により整流された電力を使用して、前記バッテリ（BAT）の充放電を制御する充電制御機能と、前記バッテリ（BAT）の前記充電状態を監視しながら前記充電状態情報を生成し、この生成された情報を定期的に記録する燃料計機能との両方を行なうために、最適化された回路を統合して前記充電制御器230が形成されることを特徴とする請求項８記載の非接触式充電システム。
【請求項１１】
前記二次鉄心部210を有する前記バッテリ・パック（Ｂ）が、前記非接触式充電器Ａに載置されたその瞬間の電力を検出すると、一定期間前記スイッチ（Ｑ３）をオフ状態に維持することにより無負荷状態を維持可能にし、さらに、この無負荷状態が前記一定期間維持された後、前記スイッチ（Ｑ３）をオン状態に維持することにより、無負荷状態から負荷状態への切換えを可能にし、この結果、前記二次鉄心部（210）を有する前記バッテリ・パック（Ｂ）が前記非接触式充電器（Ａ）に載置されたことを、負荷の状態変化により前記一次コイルに通知すると同時に、前記充電制御器（230）に電力を供給する異物検出器（220）を備えたことを特徴とする請求項８記載の非接触式充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、接触点の無い充電式システムに関し、とりわけ、非接触式充電器パッドに載置されている携帯端末，バッテリ・パック，或いは異物を検出して、その検出結果により、充電状態を効果的に監視し制御することにより、パッド上に載置されているこうした異物が誘導加熱により加熱されるのを防止すると共に、携帯端末やバッテリ・パックの充電中にマイナスイオンを発生させることにより、端末のバクテリアを破壊して、付近の周囲の空気を新鮮に維持する、接触点の無い充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、通信および情報処理技術の発展につれて、持ち運びに便利な携帯電話などの携帯装置の利用が、次第に増大しつつある。技術の進歩につれて、効率の改善された新型端末が、頻繁に大衆化しつつある。
【０００３】
このような携帯装置を充電する場合、外部に対して接触端子を露出させることに起因する接触型の充電方式における問題を解決するために、接触充電方式、或いは、電気的接触なしに磁気結合を使用して蓄電池を充電する非接触充電方式が、使用されつつある。
【０００４】
このような非接触式充電器に対応する技術に関連して、出願済みの韓国公開特許２００２−００３５２４２号公報（特許文献１），発明の名称「誘導結合を使用する携帯装置用蓄電池の非接触式充電装置」のように、バッテリ・パックと磁性体鉄心を使用した充電装置との間で、無線通信により充電を行なう方式や、出願済みの韓国公開特許２００２−００５７４６９号公報（特許文献２），発明の名称「鉄心の無い超薄型プリント回路基板変圧器とプリント回路基板変圧器を使用する非接触式充電装置」のように、プリント回路基板上に配線を形成した変圧器を利用して、磁性体鉄心における問題を解決する方式が、それまで提案されている。
【０００５】
非接触式充電機能を有する無線式充電パッドを構築する本願出願人の提案した技術は、携帯装置のバッテリ・パックを、非接触式充電機能を有する無線式充電パッド上に載置することで、「無線ICタグ技術を使用する無線充電式パッドとバッテリ・パック」（出願済みの韓国特許出願２００４−４８２８６号）を通して、非接触式充電の実行を可能にするように構築されている。
【特許文献１】韓国公開特許２００２−００３５２４２号公報
【特許文献２】韓国公開特許２００２−００５７４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非接触式充電パッド上に携帯装置やバッテリ・パックが載置されるのを検出する場合、従来は読み取りアンテナを経由して、外部へ無線周波数（RF）搬送波信号を発信し、帰還信号が存在するか否かを検出する方式に依存している。この結果、バッテリ・パックの検出と、当該検出による充電状態の監視と制御の実行が、制限されるという問題がある。
【０００７】
さらに、バッテリ・パックや携帯装置以外の、硬貨，金属ペン，一個の鋏など（以後、異物と称する）が、非接触式充電パッド上に載置されると、電力伝送が連続的に行われ、その結果、非接触式充電パッド上に載置された異物が誘導加熱によりにより加熱されるという問題が起きる。
【０００８】
さらには、非接触式充電パッドは、充電端末の機能、或いは、バッテリ・パックの機能を有するのみであるので、その効率が低下するという問題が発生する。
【０００９】
従って、本発明は、従来技術で起きる上記各問題に留意して、非接触式充電パッドに載置された携帯端末，バッテリ・パック，或いは異物を、種類によって検出し、この検出結果により充電状態を監視および制御し、パッドに載置された異物が高温に熱せられることを防止する非接触式充電システムを提供することを、その目的とする。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は、接触式充電パッドに端末の消毒機能を提供し、マイナスイオンを非接触式充電パッドから発生させて、端末の衛生的な使用を可能にし、端末の近傍周辺にある空気を新鮮に維持するような、非接触式充電システムを提供することにある。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、非接触式充電パッドに備えた一次鉄心部の中心部が貫通される構造になっていて、その結果、一次鉄心部の構造が簡単になり、制限された場所での充電が可能であり、従って利用効率が向上するような、非接触式充電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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、電力を供給される非接触式充電器（Ａ）から誘導起電力を発生させ、この誘導起電力により充電されるバッテリ・パック（Ｂ）を有する非接触式充電システムを提供するもので、前記非接触式充電器（Ａ）は、交流（AC）電力によって引き起こされる電磁波を阻止するために、電力入力端子に接続された電磁波フィルタ（100）と、電磁波が阻止された前記交流（AC）電力を、直流（DC）電力に整流する一次側整流回路（110）と、その回路中に存在するトランジスタがオンしている間に、一次側整流回路（110）から伝送される電力を蓄積し、前記回路中のトランジスタがオフしている場合に、ゲート駆動部（160），中央演算処理装置（180）およびイオン発生器（182）に入力電圧を印加すると共に、直列共振型コンバータ（120）に駆動電圧を印加する前記フライバック・コンバータ（110’）と、前記フライバック・コンバータ（110’）と前記直列共振型コンバータ（120）との間に介在し、前記バッテリ・パック（Ｂ）が接近する結果として発生する電流変化を検出し、この電流変化に従って比較電流を出力する電流検出器（170）と、前記電流検出器（170）から入力される比較電流を使用して、前記バッテリ・パック（Ｂ）の接近を検出すると共に、前記バッテリ・パック（Ｂ）が接近したか否かだけではなく、異常動作が発生したり、或いは、非接触式充電パッドに載置された異物の温度が所定の温度を超えたりした場合に、ゲート駆動部（160）のスイッチングを停止するために、温度保護回路（183）の電流によっても、ゲート駆動部（160）を制御する中央演算処理装置（180）と、前記中央演算処理装置（180）の制御の下で、ゲート信号を出力するゲート駆動部（160）と、前記ゲート駆動部（160）から入力されるゲート信号に応じて、一次鉄心部（130）に印加される電圧および電流の各波形を調整する直列共振型コンバータ（120）と、前記直列共振型コンバータ（120）によりスイッチングされ、前記誘導起電力を発生する一次鉄心部（130）と、から構成される。
【００１３】
前記ゲート駆動部（160）は、前記直列共振型コンバータ（120）に設けられている２個のスイッチング・デバイスを、前記中央演算処理装置（180）の制御の下で出力される前記ゲート信号に応じて、交互にターンオンさせることで、各々の前記スイッチング・デバイスに接続されている充放電用の並列コンデンサを経由して、入力電圧および入力電流の各波形を調整する。
【００１４】
前記電流検出器（170）は、前記フライバック・コンバータ（110’）の出力端子と前記直列共振型コンバータ（120）の入力端子に、その両端を接続した抵抗が接続され、前記抵抗の両端から出力される信号が入力される差動増幅器（171）と、前記差動増幅器（171）の出力端子に接続される比較器／低周波フィルタ（172）とを備え、前記電流検出器170は、前記差動増幅器（171）の出力電圧を所定の基準電圧と比較することにより電流変化を検出し、電流変化に応じた比較電流にフィルタを掛けて、この比較電流を出力する。
【００１５】
前記中央演算処理装置（180）は、塵埃・臭気センサ（181）からのフィードバック情報を処理し、イオン発生器（182）の動作モードを切換える。
【００１６】
前記一次鉄心部（130）は、中央開口部（132）を形成した板状鉄心部材（131）の周囲に、コイル（一次コイル１と一次コイル２）が巻回されるように構成される。
【００１７】
前記板状鉄心部材（131）は、多角形，円形または楕円形に形成され、アモルファス金属材料片またはフェライト材料片が取り付けられている。
【００１８】
前記コイル（一次コイル１と一次コイル２）は、前記板状鉄心部材（131）の周囲を直列または並列に巻回されている。
【００１９】
前記バッテリ・パック（Ｂ）は、前記一次鉄心部（130）を経由して電力を誘導するように構成された二次鉄心部（210）と、この誘導電力を整流するために、前記二次鉄心部210のコイル（ニ次コイル１）に接続された二次側整流回路（200）と、前記二次側整流回路（200）により整流された電力を燃料計（230ｂ）に供給し、前記二次側整流回路（200）の出力に応じて無線ICタグ（RFID）制御器に電圧を加える充電調整回路（230ａ）を備えると共に、前記充電調整回路（230ａ）から供給された電力を、保護回路（240）を経由して前記バッテリ（BAT）に供給し、前記バッテリ（BAT）の充電状態を監視しながら、充電状態情報を生成し、定期的に情報を記録する前記燃料計（210ｂ）を備えた充電制御器（230）と、前記充電制御器（230）と前記バッテリ（BAT）間に接続され、前記バッテリ（BAT）の充電状態に応じて、充電すべきか放電すべきかを制御する保護回路（240）と、から構成される。
【００２０】
フィルム状のシールド板（260）が、前記バッテリ・パック（BAT）の前記二次鉄心部（210）とバッテリ・ケース（250）との間に介在し、前記保護回路（240）がシールド部材（241）により囲まれている。
【００２１】
前記二次側整流回路（200）により整流された電力を使用して、前記バッテリ（BAT）の充放電を制御する充電制御機能と、前記バッテリ（BAT）の前記充電状態を監視しながら前記充電状態情報を生成し、この生成された情報を定期的に記録する燃料計機能との両方を行なうために、最適化された回路を統合して前記充電制御器230が形成される。
【００２２】
異物検出器（220）は、前記二次鉄心部210を有する前記バッテリ・パック（Ｂ）が、前記非接触式充電器Ａに載置されたその瞬間の電力を検出すると、一定期間前記スイッチ（Ｑ３）をオフ状態に維持することにより無負荷状態を維持可能にし、さらに、この無負荷状態が前記一定期間維持された後、前記スイッチ（Ｑ３）をオン状態に維持することにより、無負荷状態から負荷状態への切換えを可能にし、この結果、前記二次鉄心部（210）を有する前記バッテリ・パック（Ｂ）が前記非接触式充電器（Ａ）に載置されたことを、負荷の状態変化により前記一次コイルに通知すると同時に、前記充電制御器（230）に電力を供給する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、非接触式充電器パッドに載置された携帯端末，バッテリ・パック，或いは異物を検出し、この検出によりバッテリの充電状態を効果的に監視し制御する構成を加えた結果、回路全体の効率が向上し、誘導加熱によって異物が加熱されることを防止できる。
【００２４】
さらに、端末を消毒する機能が非接触式充電器パッドに提供され、またこの非接触式充電器パッドからマイナスイオンが生成される結果、端末を衛生的に使用することができ、端末の近傍周辺にある空気を新鮮に維持できる。
【００２５】
さらにまた、非接触式充電器パッドが有する一次鉄心部は、その中心部分が貫通して形成され、その結果、一次鉄心部の構造が簡単になり、制限された場所での充電が可能になって、利用効率が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明の説明に関連した周知の機能と構造の詳細な説明が、本発明の趣旨を不明瞭にする要因となる場合には、この詳細な説明は省略する。
【００２７】
図１は、本発明による非接触式充電システムの構造を示すブロック図である。
【００２８】
本発明によるこの非接触式充電システムは、電力の供給を受ける非接触式充電器Ａから誘導起電力発生させ、この誘導起電力により充電されるバッテリ・パックＢを有する。
【００２９】
図１に示すように、非接触式充電器Ａは、無線充電パッドの電力入力端子に接続される電磁波フィルタ100を使用して、交流（AC）電力（110Ｖまたは220Ｖ）によって引き起こされる電磁波を阻止すると共に、電磁波が阻止された前記AC電力を、一次整流回路110が整流して、直流電力を作り出す。フライバック・コンバータ110’はトランジスタを有し、その回路中に存在するトランジスタがオンしている間に、一次側整流回路110から伝送される電力を蓄積する。これと対照的に、当該回路中のトランジスタがオフしている場合に、フライバック・コンバータ110’は、ゲート駆動部160，中央演算処理装置180およびイオン発生器182に入力電圧を印加すると共に、直列共振型コンバータ120に駆動電圧を印加する。
【００３０】
電流検出器170は、フライバック・コンバータ110’と直列共振型コンバータ120との間に介在し、バッテリ・パックＢの接近により発生する電流変化を検出し、この電流変化に対応した比較電流を出力する。
【００３１】
この目的のために、電流検出器170は、フライバック・コンバータ110’の出力端子と直列共振型コンバータ120の入力端子に、その両端を接続した抵抗が接続され、さらにこの抵抗の両端から出力される信号が入力される差動増幅器171と、差動増幅器171の出力端子に接続される比較器／低周波フィルタ172とを有している。電流検出器170は、差動増幅器171の出力電圧を所定の基準電圧と比較することにより電流変化を検出し、その電流の変化量に応じた比較電流にフィルタを掛けて、その結果を出力する。
【００３２】
中央演算処理装置180は、電流検出器170から入力される比較電流を使用して、バッテリ・パックＢの接近を検出するものであるが、ここではバッテリ・パックＢが接近したか否かだけではなく、異常動作が発生したり、或いは非接触式充電パッドに載置された異物の温度が所定温度を超えたりした場合に、ゲート駆動部160のスイッチングを停止するために、温度保護回路183からの電流によっても、ゲート駆動部160を制御する。さらに、中央演算処理装置180は、塵埃・臭気センサ181からのフィードバック情報を決定し、イオン発生器182の動作モードを切換える機能を有する。
【００３３】
ゲート駆動部160は、中央演算処理装置180の制御の下でゲート信号を出力し、直列共振型コンバータ120は、ゲート駆動部160から入力されるゲート信号に応答して、一次鉄心部130に印加される電圧および電流の各波形を調整する。
【００３４】
この目的のために、ゲート駆動部160は、直列共振型コンバータ120に設けられている２個のスイッチング・デバイスを、中央演算処理装置180の制御により出力されるゲート信号に応じて、交互にターンオンさせることができ、また、各々のスイッチンッグ・デバイスに接続された充放電用の並列コンデンサにより、入力電圧および入力電流の各波形を調整可能にする。
【００３５】
直列共振型コンバータ120は、ゲート信号により一次鉄心部130に印加される電圧および電流の波形を調整するように構成されている。一次鉄心部130は、直列共振型コンバータ120によりスイッチングされ、その結果、誘導起電力を発生する。
【００３６】
図２と図３は、本発明の非接触式充電システムに配置される一次鉄心部を示す斜視図であり、また図４，図５および図６は、本発明の非接触式充電システムに配置される一次鉄心部の使用時を示す斜視図である。
【００３７】
図示のごとく、一次鉄心部130には、中央開口部132を形成した板状鉄心部材131の周囲に、一次コイル１と一次コイル２が巻回されると共に、この板状鉄心部材131は、高透磁率（＞80,000）と連続した特性を有するコバルトＣｏ，鉄Ｆｅ，ニッケルＮｉ，ボロンＢ，或いはシリコンＳｉのようなアモルファス金属材料片またはフェライト材料片が取り付けられている。この板状鉄心部材131は、多角形に形成されているが、多角形状の他に円形または楕円形に形成されてもよい。中央開口部132は、使用される材料の分量を減少すると共に、熱放射面積を最大にすることが可能である機能が設けられるように構成される。
【００３８】
一次コイル１と一次コイル２は、直列または並列に板状鉄心部材131に巻回され、好ましくは単一線，ペア線，リッツ線または銅箔が用いられる。一次コイル１と一次コイル２との開始点は、同一方向にコイルを巻くことで形成され、一次コイル１と一次コイル２の終端は、それぞれインダクタンス値Ｌｒ，Ｌｒ’と合致して、２個の直列共振型コンバータを使用して切換えられるように構成される。
【００３９】
この場合、スイッチング駆動により、信号Ｑ１の位相と信号Ｑ２の位相を調整して、ＬＣ共振を発生させ、その結果、二次コイルにエネルギーを蓄積する。
【００４０】
さらに、各コイルである一次コイル１と一次コイル２のスイッチング・パターンを交互に発生させることで、図７に示す磁界を360°回転させ、単一方向に巻回された二次コイルの位置に関係なく誘導エネルギーを蓄積することが可能になる。
【００４１】
ところで、図４および図５に示す構造を有する一次鉄心部130が、回路134の一方または両方に置かれて使用された場合、複数の携帯端末や複数のバッテリ・パックを同時に充電でき、効率向上が可能となる。
【００４２】
さらには、図６に示すように、一次鉄心部130，130’は、回路134の一方側に、直列に（連続して）または並列に（並んで）置くことができる。
【００４３】
バッテリ・パックＢでは、図１に示すように、一次コイルから発生した電力が、二次鉄心部210のコイルであるニ次コイル１を経由して、共振コンデンサＣｓを通過する間に共振が誘導され、その共振により発生するAC正弦波が、二次側整流回路200により直流（DC）に整流される。
【００４４】
二次側整流回路200により整流される電力は異物検出器220へ供給され、その供給された電力が、異物検出器220の出力に応じて充電調整回路230ａに与えられる。
【００４５】
この場合、異物検出器220は、二次モジュールである二次鉄心部210を有するバッテリ・パックＢが、非接触式充電器Ａに載置されたその瞬間の電力を検出すると、所定の時間（数10ミリ秒）スイッチＱ３をオフ状態に維持することにより、無負荷状態（電流検出器の電流が無負荷基準値より小さい状態）に維持される。この無負荷状態の後、所定の時間が経過した時、異物検出器220は、スイッチＱ３をオン状態に維持することにより、負荷状態（電流検出器の電流が無負荷基準値より大きい状態）に切換えられて、二次鉄心部210を有するバッテリ・パックＢが、非接触式充電器Ａに載置されたことを、負荷の状態変化により一次コイルに通知すると同時に、電力を充電制御器230に与える。
【００４６】
その後、充電が完了すると、電流検出器170の電流が、無負荷状態の前記基準値よりも小さくなると同時に、二次鉄心部210が再び無負荷状態に陥り、その結果、満充電状態が、発光ダイオード（LED）または液晶表示器（LCD）により表示される。
【００４７】
充電制御器230は、充電調整回路230ａと燃料計230ｂとを有し、充電調整機能と燃料計機能を行なう。充電調整回路230ａは、二次側整流回路200により整流された電力を燃料計230ｂに供給し、二次側整流回路200の出力に応じて、RFID制御ユニット（図示せず）に電圧を与える。燃料計230ｂは、充電調整回路230ａからを供給された電力を、保護回路240を経由してバッテリBATに供給し、バッテリBATの充電状態を監視しながら、充電状態情報を生成し、RFID制御ユニット（図示せず）にこの充電状態情報を定期的に記録する。保護装置は、充電制御器230とバッテリBATとの間に接続され、バッテリBATを充電すべきか放電すべきかの状態に応じて、バッテリBATの充電と放電を調整する。
【００４８】
RFID制御ユニット（図示せず）では、バッテリBATのRFID情報が記憶され、同時に、前記充電状態情報が定期的に記録される。RFID搬送波を受信すると、RFID制御ユニットは、記憶されたRFIDとバッテリBATの充電状態情報を含むRFIDデータを生成し、RFID搬送波に応じてRFID搬送波データを変調し、タグ・アンテナを経由してその変調されたRFIDデータを無線で伝送する。バッテリBATは、保護回路240の調整に応じて充電される。
【００４９】
ここでの充電制御器230は、二次側整流回路200により整流された電力を使用して、バッテリBATの充放電を制御する充電制御機能と、バッテリBATの充電状態を監視しながら充電状態情報を生成し、この生成された情報を定期的に記録する燃料（充電量）計機能との両方を行なうために、最適化された回路を一体化して形成される。
【００５０】
図８は、本発明による非接触式充電システムに設けられるバッテリ・パックＢの構成を示す斜視図である。図８に示すように、バッテリ・パックＢの構造は、フィルム状のシールド板260が、二次鉄心部210とバッテリ・ケース250との間に介在し、これにより電磁界の誘導により発生する誘導起電力が原因で、バッテリBATの温度が上昇することを防止し、従って、バッテリ・パックBの安定性を高めるように構築されており、さらにまた、誘導起電力に原因する電磁界の干渉を減少させて、十分な起電力を発生させ、充電速度を向上するようにも構築されている。
【００５１】
さらに、電磁界を阻止可能なシールド部材241が、保護回路240を囲むように設けられている場合、保護回路240の内部に設けられている種々の部品への影響が防止される。シールド部材241は、保護回路240を囲むように箱状に形成されている。保護回路240の全体は、モールド成形されるのが好ましい。
【００５２】
図９は、二次鉄心部を有するバッテリ・パックが、本発明による非接触式充電システムに載置される場合に実行されるアルゴリズムの説明図である。図１０は、金属製の異物が、本発明による非接触式充電システムに載置される場合に実行されるアルゴリズムの説明図である。また図１１は、本発明による非接触式充電システムのアルゴリズムと状態の説明図である。
【００５３】
先ず、異物検出器220は、バッテリ・パックＢが無線充電パッド上に載置された瞬間の電力を検出すると、一定期間スイッチＱ３をオフ状態に維持することにより、無負荷状態の維持を可能にする。
【００５４】
その後、異物検出器220は、この一定期間、電流検出器170の電流が無負荷基準値よりも小さくなる状態を維持し、それから、スイッチＱ３をオン状態に維持することにより、この無負荷状態を、負荷状態に切換えることを可能にする。この時、電流検出器170の電流が、無負荷基準値より大きくなり、その結果、異物検出器220は、二次鉄心部210を有するバッテリ・パックＢが非接触式充電器Ａに載置されたことを、負荷の状態変化を通じて一次コイルに通知し、同時に、充電制御器230に電力を供給する。
【００５５】
その後、充電が完了した時に、電流検出器170の電流が、無負荷状態の基準値よりも小さな値になると同時に、二次鉄心部210が無負荷状態になり、その結果、満充電状態がLEDまたはLCDにより表示される。
【００５６】
ところで一方では、充電制御器230に電力が供給され、臭気センサ181からフィードバックされる情報を中央演算処理装置180が決定できるようにすることで、イオン発生器182の動作モードを切換え、その結果、イオン発生器182により発生する多数のイオンが、無線充電パッドの周囲領域に拡散される。従って、バッテリ・パックのバクテリアが破壊され、同時に、無線充電パッドの近傍周辺にある空気が清浄化される。
【００５７】
さらに、スイッチＱ３が一定期間オフ状態に維持されると共に、バッテリ・パックＢが無線充電パッドに載置された時点での瞬時電力を検出することにより、無負荷状態が維持され、基準値未満の電流が供給されると、この電流は電流検出器170と温度保護回路183との電流が与えられる中央演算処理装置180により阻止される。その結果、過熱による破壊が防止される。
【００５８】
上記の本発明は、本発明の基本的構想から逸脱することなく、当業者の要望に従って、種々な修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による非接触式充電システムの構造を示すブロック図である。
【図２】本発明による非接触式充電システムに設置される一次鉄心部を示す斜視図である。
【図３】本発明による非接触式充電システムに設置される一次鉄心部を示す斜視図である。
【図４】本発明による非接触式充電システムに設置される一次鉄心部の利用法を示す斜視図である。
【図５】本発明による非接触式充電システムに設置される一次鉄心部の利用法を示す斜視図である。
【図６】本発明による非接触式充電システムに設置される一次鉄心部の利用法を示す斜視図である。
【図７】本発明による非接触式充電システムに設けられる直列型共振型コンバータの各動作モードに応じた磁界の回転方向を示す図である。
【図８】本発明による非接触式充電システムに設けられるバッテリ・パックの構造を示す斜視図である。
【図９】本発明による非接触式充電システムに、二次鉄心部を含むバッテリ・パックが載置される場合に実行されるアルゴリズムの説明図である。
【図１０】本発明による非接触式充電システムに、金属製の異物が載置された場合に実行されるアルゴリズムの説明図である。
【図１１】本発明による非接触式充電システムのアルゴリズムと状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
100  電磁波フィルタ
110  一次整流回路
110’  フライバック・コンバータ
120  直列共振型コンバータ
130  一次鉄心部
131  板状鉄心部材
160  ゲート駆動部
170  電流検出器
171  差動増幅器
172  比較器／低周波フィルタ
180  中央演算処理装置
181  塵埃・臭気センサ
182  イオン発生器
183  温度保護回路
200  二次側整流回路
210  二次鉄心部
210b  燃料計
220  異物検出器
230  充電制御器
230ａ  充電調整回路
240  保護回路
241  シールド部材
250  バッテリ・ケース
260  シールド板
Ａ  非接触式充電器
Ｂ  バッテリ・パック
Ｑ３  スイッチ
BAT  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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【国際調査報告】
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