(57)【要約】【課題】受電装置単体で異常を検出する。【解決手段】制御回路４００は、ワイヤレス送電装置からの電力信号を受信するワイヤレス受電装置３００に使用される。電力検出部４０２は、ワイヤレス受電装置３００が受信した受信電力ＰＲＸを検出する。制御部４０４は、ワイヤレス送電装置が送信すべき送信電力ＰＴＸを制御するための制御信号ＣＥを生成する。異常判定部４０６は、制御信号ＣＥが送信電力ＰＴＸの低下を指示していないのにかかわらず、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸが低下したとき、異常と判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス送電装置からの電力信号を受信するワイヤレス受電装置に使用される制御回路であって、
前記ワイヤレス受電装置が受信した受信電力を検出する電力検出部と、
前記ワイヤレス送電装置が送信すべき送信電力を制御するための制御信号を生成する制御部と、
前記電力検出部が検出した受信電力と、前記ワイヤレス受電装置の過去の状態とにもとづいて、異常の有無を判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記異常判定部は、前記制御信号が前記送信電力の低下を指示していないのにかかわらず、前記電力検出部が検出した受信電力が低下したとき、異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記異常判定部は、正常と判定される期間において前記電力検出部が過去に検出した前記受信電力にもとづいてしきい値を設定し、当該しきい値と、前記電力検出部が検出した現在の受信電力の比較結果にもとづいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項４】
前記異常判定部は、正常と判定される期間において前記電力検出部が過去に複数回もしくは所定期間にわたり検出した受信電力にもとづいて前記しきい値を設定することを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
【請求項５】
前記異常判定部は、正常時に検出された受信電力から、所定の許容差分を減じた値を、前記しきい値に設定することを特徴とする請求項３または４に記載の制御回路。
【請求項６】
前記異常判定部は、前記ワイヤレス受電装置が受信すべき受信電力の期待値を計算し、前記期待値と前記電力検出部が検出した現在の受信電力にもとづいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項７】
前記異常判定部は、前記電力検出部が検出した現在の受信電力と前記期待値の差分が所定の許容差分を超えたときに、異常と判定することを特徴とする請求項６に記載の制御回路。
【請求項８】
前記許容差分は、外部から設定可能であることを特徴とする請求項５または７に記載の制御回路。
【請求項９】
前記制御信号および前記受信電力の検出値を示すデータを前記ワイヤレス送電装置に送信する通信部をさらに備え、
前記通信部は、前記異常判定部が異常と判定したとき、前記ワイヤレス送電装置に給電停止を指示するデータを送信することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１０】
前記制御信号および前記受信電力の検出値を示すデータを前記ワイヤレス送電装置に送信する通信部をさらに備え、
前記異常判定部は、第１周期ごとに異常の有無を判定するよう構成され、
前記通信部は、前記第１周期より長い第２周期ごとに前記受信電力の検出値を示すデータを前記ワイヤレス送電装置に送信することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１１】
前記通信部は、前記異常判定部が異常と判定したとき、前記受信電力の検出値を示すデータを前記ワイヤレス送電装置に送信することを特徴とする請求項１０に記載の制御回路。
【請求項１２】
前記制御信号および前記受信電力の検出値を示すデータをワイヤレス送電装置に送信する通信部をさらに備え、
前記通信部は、前記異常判定部が異常と判定したとき、前記ワイヤレス送電装置による異物検出を促すデータを送信することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１３】
Ｑｉ規格に準拠したことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１４】
ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１５】
受信コイルを含み、前記電力信号を受信する受信アンテナと、
前記受信コイルに流れる電流を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力と接続され、整流電圧を発生させる平滑コンデンサと、
請求項１から１４のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項１６】
受信コイルを含み、前記電力信号を受信する受信アンテナと、
前記受信コイルに流れる電流を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力と接続され、整流電圧を発生させる平滑コンデンサと、
請求項１から１４のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１７】
ワイヤレス送電装置からの電力信号を受信するワイヤレス受電装置において異常を検出する方法であって、
前記ワイヤレス受電装置が受信した受信電力を検出するステップと、
前記ワイヤレス送電装置が送信すべき送信電力を制御するための制御信号を生成するステップと、
検出した受信電力と前記ワイヤレス送電装置の状態とにもとづいて、異常の有無を判定するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記判定するステップは、前記制御信号が前記送信電力の低下を指示していないのにかかわらず、検出した受信電力が低下したとき、異常と判定することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
正常と判定される期間において過去に検出された前記受信電力にもとづいて、しきい値を設定するステップをさらに備え、
前記判定するステップは、前記しきい値と、現在の受信電力の比較結果にもとづいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ワイヤレス受電装置が受信すべき受信電力の期待値を計算するステップをさらに備え、
前記判定するステップは、前記期待値と検出された現在の受信電力にもとづいて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記判定するステップは、検出された現在の受信電力と前記期待値の差分が所定の許容差分を超えたときに、異常と判定することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス給電技術に関し、特に異物検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に電力を供給するために、無接点電力伝送（非接触給電、ワイヤレス給電ともいう）が普及し始めている。異なるメーカーの製品間の相互利用を促進するために、ＷＰＣ（Wireless Power Consortium）が組織され、ＷＰＣにより国際標準規格であるＱｉ（チー）規格が策定された。
【０００３】
Ｑｉ規格にもとづいたワイヤレス給電は、送信コイルと受信コイル間の電磁誘導を利用したものである。給電システムは、送信コイルを有する給電装置と、受信コイルを有する受電端末で構成される。
【０００４】
図１は、Ｑｉ規格に準拠したワイヤレス給電システム１０の構成を示す図である。給電システム１０は、送電装置２０（ＴＸ、Power Transmitter）と受電装置３０（ＲＸ、Power Receiver）と、を備える。受電装置３０は、携帯電話端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器、タブレット端末などの電子機器に搭載される。
【０００５】
送電装置２０は、送信コイル（１次コイル）２２、ドライバ２４、コントローラ２６、復調器２８を備える。ドライバ２４は、Ｈブリッジ回路（フルブリッジ回路）あるいはハーフブリッジ回路を含み、送信コイル２２に駆動信号Ｓ１、具体的にはパルス信号を印加し、送信コイル２２に流れる駆動電流により、送信コイル２２に電磁界の電力信号Ｓ２を発生させる。コントローラ２６は、送電装置２０全体を統括的に制御するものであり、具体的には、ドライバ２４のスイッチング周波数、あるいはスイッチングのデューティ比を制御することにより、送信電力を変化させる。
【０００６】
Ｑｉ規格では、送電装置２０と受電装置３０の間で通信プロトコルが定められており、受電装置３０から送電装置２０に対して、制御信号Ｓ３による情報の伝達が可能となっている。この制御信号Ｓ３は、後方散乱変調（Backscatter modulation）を利用して、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調された形で、受信コイル３２（２次コイル）から送信コイル２２に送信される。この制御信号Ｓ３には、たとえば、受電装置３０に対する電力供給量を制御する電力制御データ（パケットともいう）、受電装置３０の固有の情報を示すデータなどが含まれる。復調器２８は、送信コイル２２の電流あるいは電圧に含まれる制御信号Ｓ３を復調する。コントローラ２６は、復調された制御信号Ｓ３に含まれる電力制御データにもとづいて、ドライバ２４を制御する。
【０００７】
受電装置３０は、受信コイル３２、整流回路３４、平滑コンデンサ３６、変調器３８、負荷４０、コントローラ４２、電源回路４４を備える。受信コイル３２は、送信コイル２２からの電力信号Ｓ２を受信するとともに、制御信号Ｓ３を送信コイル２２に対して送信する。整流回路３４および平滑コンデンサ３６は、電力信号Ｓ２に応じて受信コイル３２に誘起される電流Ｓ４を整流・平滑化し、直流電圧に変換する。
【０００８】
電源回路４４は、送電装置２０から供給された電力を利用して図示しない二次電池を充電し、あるいは直流電圧ＶＲＥＣＴを昇圧あるいは降圧し、コントローラ４２やその他の負荷４０に供給する。
【０００９】
コントローラ４２は、負荷４０に供給される電力をモニタし、それに応じて、送電装置２０からの電力供給量を制御する電力制御データを生成する。変調器３８は、電力制御データを含む制御信号Ｓ３を変調し、受信コイル３２のコイル電流を変調することにより、送信コイル２２のコイル電流およびコイル電圧を変調する。
【００１０】
この給電システム１０では、送電装置２０と受電端末（電子機器）は、比較的自由な空間に配置されるため、送信コイル２２と受信コイル３２の間、あるいはその近傍に、金属片などの導電性の異物（Foreign Object）が置かれる状況が生じうる。この状態でワイヤレス給電が行われると、異物に電流が流れ、電力損失が発生してしまう。また異物が発熱するという問題がある。かかる状況に鑑みて、ＷＰＣ１．１（System Description Wireless Power Transfer Volume I: Low Power Part 1: Interface Definition Version 1.1）仕様において、異物検出（ＦＯＤ：Foreign Object Detection）が策定された。
【００１１】
このＦＯＤでは、送電装置２００が送出した電力と、受電装置３００が受信した電力と、が比較され、それらの間に許容値を超える不一致が発生した場合に、異物が存在するものと判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１３−３８８５４号公報
【特許文献２】特許第５０７１５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、単体で異常を検出可能な受電装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のある態様は、ワイヤレス送電装置からの電力信号を受信するワイヤレス受電装置に使用される制御回路に関する。制御回路は、ワイヤレス受電装置が受信した受信電力を検出する電力検出部と、ワイヤレス送電装置が送信すべき送信電力を制御するための制御信号を生成する制御部と、電力検出部が検出した受信電力と、ワイヤレス受電装置の過去の状態とにもとづいて、異常の有無を判定する異常判定部と、を備える。
【００１５】
ワイヤレス送電装置が送信する送信電力は、ワイヤレス受電装置から送信される制御信号（コントロールエラーパケット）にもとづいて変化するため、受電装置は、自身が受信すべき電力がどの程度であるのかを知っているといえる。したがって、自らの過去の状態と、実際に受信した電力を考慮することにより、異常を検出することができる。この態様によれば、送電装置において測定された送信電力と受電装置での受信電力とを比較することなく、受電装置単体の精度で異常を検出できる。
【００１６】
異常判定部は、制御信号が送信電力の低下を指示していないのにかかわらず、電力検出部が検出した受信電力が低下したとき、異常と判定してもよい。
受電装置において送信電力の低下を指示していないのにかかわらず、電力検出部が検出した受信電力が低下したときには、新たな異物が挿入や、コイルの位置ずれなど、何らかの異常が発生したものとみなすことができる。
これは、異常判定部は、制御信号が送信電力の増加を指示しているにもかかわらず、電力検出部が検出した受信電力が増加しないとき、異常と判定する、と表現することもできる。
【００１７】
ある態様において、異常判定部は、正常と判定される期間において電力検出部が過去に検出した受信電力にもとづいてしきい値を設定し、当該しきい値と、電力検出部が検出した現在の受信電力の比較結果にもとづいて、異常の有無を判定してもよい。
受信電力と送信電力の比較にもとづく異物検出では、送信電力、受信電力それぞれの絶対量に対して高い精度が要求される。これに対して、この態様では、受信電力の相対量に対してのみ高い精度が得られれば足りるため、設計が格段に容易となる。
【００１８】
異常判定部は、正常と判定される期間において電力検出部が過去に複数回もしくは所定期間にわたり検出した受信電力にもとづいてしきい値を設定してもよい。
これにより、ノイズなどの影響を除去でき、安定した異常検出が実現できる。
【００１９】
異常判定部は、正常と判定される期間に検出された受信電力から、所定の許容差分を減じた値を、しきい値に設定してもよい。
これによれば、正常時に検出された受信電力と、電力検出部が検出した現在の受信電力の差分が、許容差分を超えると、異常と判定することができ、許容差分に応じて、異常検出の感度を調節できる。
【００２０】
異常判定部は、ワイヤレス受電装置が受信すべき受信電力の期待値を計算し、期待値と電力検出部が検出した現在の受信電力にもとづいて、異常の有無を判定してもよい。
【００２１】
異常判定部は、電力検出部が検出した現在の受信電力と期待値の差分が所定の許容差分を超えたときに、異常と判定してもよい。
【００２２】
許容差分は、外部から設定可能であってもよい。
【００２３】
制御回路は、制御信号および受信電力の検出値を示すデータをワイヤレス送電装置に送信する通信部をさらに備えてもよい。通信部は、異常判定部が異常と判定したとき、ワイヤレス送電装置に給電停止を指示するデータを送信してもよい。
【００２４】
制御回路は、制御信号および受信電力の検出値を示すデータをワイヤレス送電装置に送信する通信部をさらに備えてもよい。異常判定部は、第１周期ごとに異常の有無を判定するよう構成されてもよい。通信部は、第１周期より長い第２周期ごとに受信電力の検出値を示すデータをワイヤレス送電装置に送信するよう構成されてもよい。
これにより、ワイヤレス送電装置において、第２周期ごとに、受信電力の検出値を示すデータと、ワイヤレス送電装置において測定された送信電力の比較にもとづく異物検出が可能となる。つまり、ワイヤレス受電装置における異常検出と、ワイヤレス送電装置における異物検出を併用することができる。
【００２５】
通信部は、異常判定部が異常と判定したとき、受信電力の検出値を示すデータをワイヤレス送電装置に送信してもよい。
これにより、ワイヤレス受電装置における異常検出をトリガとして、ワイヤレス送電装置における異物検出を開始できるため、異物検出の速度を早めることができ、および／または、その精度を高めることができる。
【００２６】
制御回路は、制御信号および受信電力の検出値を示すデータをワイヤレス送電装置に送信する通信部をさらに備えてもよい。通信部は、異常判定部が異常と判定したとき、ワイヤレス送電装置による異物検出を促すデータを送信してもよい。
【００２７】
制御回路は、Ｑｉ規格に準拠してもよい。
【００２８】
制御回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのＩＣ（Integrated Circuit）として集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
【００２９】
本発明の別の態様は、ワイヤレス受電装置に関する。ワイヤレス受電装置は、受信コイルを含み、電力信号を受信する受信アンテナと、受信コイルに流れる電流を整流する整流回路と、整流回路の出力と接続され、整流電圧ＶＲＥＣＴを発生させる平滑コンデンサと、上述のいずれかの制御回路と、を備える。
【００３０】
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、受信コイルを含み、電力信号を受信する受信アンテナと、受信コイルに流れる電流を整流する整流回路と、整流回路の出力と接続され、整流電圧ＶＲＥＣＴを発生させる平滑コンデンサと、上述のいずれかの制御回路と、を備える。
【００３１】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のある態様によれば、受電装置単体で異常を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】Ｑｉ規格に準拠したワイヤレス給電システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係るワイヤレス給電システムの構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係るワイヤレス給電システム受電装置を備える電子機器のブロック図である。
【図４】Ｑｉ規格における電力送信を示すフローチャート（状態遷移図）である。
【図５】パワートランスファフェーズにおける受電装置の動作波形図である。
【図６】パワートランスファフェーズにおける受電装置の動作波形図である。
【図７】図７（ａ）は、実施の形態に係る給電システム全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートであり、図７（ｂ）は、異常検出の判定条件を示す図である。
【図８】送電装置による異物検出と、異常判定部による異常判定と、を示すタイムチャートである。
【図９】第１の変形例に係る給電システム全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートである。
【図１０】第２の変形例に係る給電システム全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートである。
【図１１】第５の変形例に係る給電システム全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートである。
【図１２】第５の変形例における、送電装置による異物検出（ＦＯＤ＠ＴＸ）と、異常判定部による異常判定（ＦＯＤ＠ＲＸ）と、を示すタイムチャートである。
【図１３】第６の変形例に係る送電装置のフローチャートである。
【図１４】実施の形態に係る受電装置を備える電子機器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００３５】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００３６】
図２は、実施の形態に係るワイヤレス給電システムの構成を示す図である。給電システム１００は、送電装置２００（ＴＸ、Power Transmitter）と受電装置３００（ＲＸ、Power Receiver）と、を備える。受電装置３００は、携帯電話端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器、タブレット端末などの電子機器に搭載される。
【００３７】
送電装置２００は、送信コイル（１次コイル）２０２、ドライバ２０４、コントローラ２０６、復調器２０８を備える。ドライバ２０４は、Ｈブリッジ回路（フルブリッジ回路）あるいはハーフブリッジ回路を含み、送信コイル２０２に駆動信号Ｓ１、具体的にはパルス信号を印加し、送信コイル２０２に流れる駆動電流により、送信コイル２０２に電磁界の電力信号Ｓ２を発生させる。コントローラ２０６は、送電装置２００全体を統括的に制御するものであり、具体的には、ドライバ２０４のスイッチング周波数、あるいはスイッチングのデューティ比を制御することにより、送信電力を変化させる。
【００３８】
Ｑｉ規格では、送電装置２００と受電装置３００の間で通信プロトコルが定められており、受電装置３００から送電装置２００に対して、制御信号Ｓ３による情報の伝達が可能となっている。この制御信号Ｓ３は、後方散乱変調（Backscatter modulation）を利用して、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調された形で、受信コイル３０２（２次コイル）から送信コイル２０２に送信される。この制御信号Ｓ３には、たとえば、受電装置３００に対する電力供給量を制御する電力制御データ（パケットともいう）、受電装置３００の固有の情報を示すデータなどが含まれる。復調器２０８は、送信コイル２０２の電流あるいは電圧に含まれる制御信号Ｓ３を復調する。コントローラ２０６は、復調された制御信号Ｓ３に含まれる電力制御データにもとづいて、ドライバ２０４を制御する。
【００３９】
受電装置３００は、受信コイル３０２、整流回路３０４、平滑コンデンサ３０６、変調器３０８、負荷３１０、制御回路４００、電源回路３１４を備える。受信コイル３０２は、送信コイル２０２からの電力信号Ｓ２を受信するとともに、制御信号Ｓ３を送信コイル２０２に対して送信する。整流回路３０４および平滑コンデンサ３０６は、電力信号Ｓ２に応じて受信コイル３０２に誘起される電流Ｓ４を整流・平滑化し、直流電圧に変換する。
【００４０】
電源回路３１４は、送電装置２００から供給された電力を利用して図示しない二次電池を充電し、あるいは直流電圧ＶＲＥＣＴを昇圧あるいは降圧し、制御回路４００やその他の負荷３１０に供給する。
【００４１】
制御回路４００は、負荷３１０に供給される電力をモニタし、それに応じて、送電装置２００からの電力供給量を制御する電力制御データを生成する。変調器３０８は、電力制御データを含む制御信号Ｓ３を変調し、受信コイル３０２のコイル電流を変調することにより、送信コイル２０２のコイル電流およびコイル電圧を変調する。
【００４２】
この給電システム１００では、送電装置２００と受電端末（電子機器）は、比較的自由な空間に配置されるため、送信コイル２０２と受信コイル３０２の間、あるいはその近傍に、金属片などの導電性の異物（Foreign Object）が置かれる状況が生じうる。この状態でワイヤレス給電が行われると、異物に電流が流れ、電力損失が発生してしまう。また異物が発熱するという問題がある。かかる状況に鑑みて、ＷＰＣ１．１（（System Description Wireless Power Transfer Volume I: Low Power Part 1: Interface Definition Version 1.1）仕様おいて、異物検出（ＦＯＤ：Foreign Object Detection）が策定された。
【００４３】
このＦＯＤでは、送電装置２００が送出した電力と、受電装置３００が受信した電力と、が比較され、それらの間に許容値を超える不一致が発生した場合に、異物が存在するものと判定される。本実施形態の受電装置３００は、さらに他の判断基準で異物検出を行うことができる。
【００４４】
図３は、実施の形態に係る受電装置３００を備える電子機器５００のブロック図である。受電装置３００は、送電装置２００からの電力信号Ｓ２を受信し、そのエネルギーを平滑コンデンサ３０６に蓄え、負荷５０２に供給する。負荷５０２は、電源回路５０４、二次電池５０６、各種プロセッサ５０８を含む。
【００４５】
受電装置３００は、受信コイル３０２、平滑コンデンサ３０６、変調器３０８、および制御回路４００を備える。図３の受電装置３００は、図２に示すＱｉ規格に準拠した給電システム１００に使用される。
【００４６】
受信コイル３０２は、送信コイル２０２からの電力信号Ｓ２を受信するとともに、制御信号Ｓ３を送信コイル２０２に対して送信する。整流回路３０４および平滑コンデンサ３０６は、電力信号Ｓ２に応じて受信コイル３０２に誘起される電流Ｓ４を整流・平滑化し、直流電圧ＶＲＥＣＴに変換する。
【００４７】
電源回路５０４は、送電装置２００から供給された電力を利用して二次電池５０６を充電する充電回路、および／または直流電圧ＶＲＥＣＴを昇圧あるいは降圧し、プロセッサ５０８に供給するＤＣ／ＤＣコンバータを含む。
【００４８】
制御回路４００は、電力検出部４０２、制御部４０４、異常判定部４０６、通信部４０８を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化される。
【００４９】
電力検出部４０２は、ワイヤレス受電装置３００が受信した受信電力ＰＲＸを検出する。受信電力ＰＲＸの検出アルゴリズムは特に限定されるものではないが、たとえば以下の式（１）にもとづいて、受信電力ＰＲＸを検出してもよい。
ＰＲＸ＝ＶＲＥＣＴ×ＩＬＯＡＤ＋ＲＯＮ×ＩＬＯＡＤ２＋ＶＤＤ×ＩＤＤ
【００５０】
右辺第１項ＶＲＥＣＴ×ＩＬＯＡＤは、負荷５０２の消費電力であり、ＩＬＯＡＤは、平滑コンデンサ３０６から電源回路５０４に流れる電流である。
右辺第２項ＲＯＮ×ＩＬＯＡＤ２は、電力損失である。ＲＯＮは所定の定数であり、インピーダンスのディメンジョンを有する。
右辺第３項ＶＤＤ×ＩＤＤは、制御回路４００の消費電力である。本実施の形態では、制御回路４００の電源端子ＶＤＤには、直流電圧ＶＲＥＣＴが供給され、つまり制御回路４００は整流電圧ＶＲＥＣＴを電源として動作する。この場合、ＶＤＤ＝ＶＲＥＣＴとなる。ＩＤＤは、制御回路４００の電源端子ＶＤＤに流れる電流である。
電力検出部４０２は、電力検出の結果を制御部４０４に出力する。
【００５１】
制御部４０４は、直流電圧ＶＲＥＣＴの目標値（デザイヤドポイントＤＰともいう）を設定する。また制御部４０４は、ワイヤレス送電装置２００が送信すべき送信電力ＰＴＸを制御するための制御信号（コントロールエラーパケットという）ＣＥを生成する。たとえば、制御部４０４は、平滑コンデンサ３０６に生ずる直流電圧ＶＲＥＣＴとその目標値の誤差にもとづいて、制御信号ＣＥを生成してもよい。たとえば、（i）直流電圧ＶＲＥＣＴが目標値に安定化されるとき、制御信号ＣＥはゼロであり、（ii）直流電圧ＶＲＥＣＴが目標値を上回ると、制御信号ＣＥは送信電力ＰＴＸの低下を指示する差分に応じた負の値をとり、直流電圧ＶＲＥＣＴが目標値を下回ると、制御信号ＣＥは送信電力ＰＴＸの増大を指示する差分に応じた正の値をとる。なお、正負の定め方は逆であってもよい。
また制御部４０４は、電力検出のコントロール信号（イネーブル）を電力検出部４０２に出力している。
【００５２】
通信部４０８は、デザイヤドポイントＤＰ、コントロールエラーパケットＣＥを含むパケットを生成し、変調器３０８および受信コイル３０２を介して、送電装置２００に送信する。送電装置２００は、受信したデザイヤドポイントＤＰ、コントロールエラーパケットＣＥにもとづいて送信電力ＰＴＸを調節する。
【００５３】
また通信部４０８は、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸを示すパケットを生成し、変調器３０８および受信コイル３０２を介して送電装置２００に送信する。
【００５４】
送電装置２００は、現在自分が受電装置３００に送信している電力ＰＴＸを知っている。したがって、送電装置２００は、送信電力ＰＴＸと受信電力ＰＲＸの関係にもとづいて、異物の有無、あるいはコイルの位置ずれなどの異常を検出できる。
【００５５】
送電装置２００における異常検出に加えて、受電装置３００はそれ単体の精度で異常を検出可能に構成される。例えば、送電装置２００の送信電力ＰＴＸと受電装置３００での受信電力ＰＲＸとを比較することなく、異常を検出可能である。このため、送電装置２００の精度と受電装置３００の精度との両方を考慮する必要がない。自らの過去の状態と、実際に受信した電力を考慮することにより、受電装置３００はそれ単体の精度で異常を検出可能である。
異常判定部４０６は、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸと、ワイヤレス受電装置３００の過去の状態と、にもとづいて、異常の有無を判定する。
【００５６】
本実施の形態において、異常判定部４０６は、送信電力ＰＴＸを指示する制御信号ＣＥと、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸを受ける。異常判定部４０６は、制御信号ＣＥが送信電力ＰＴＸの低下を指示していないのにかかわらず、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸが低下したとき、異常と判定する。異常判定部４０６は、異常と判定すると、異常検出信号Ｓ５をアサート（たとえばハイレベル）する。通信部４０８は、この異常検出信号Ｓ５を受け、送電装置２００に通知してもよい。
【００５７】
以上が受電装置３００の構成である。続いて給電システム１００の動作を説明する。
図４は、Ｑｉ規格における電力送信を示すフローチャート（状態遷移図）である。以下の５つのフェーズが規定されているものとする。
φ１  セレクション（selection）フェーズ
φ２  ピング（ping）フェーズ
φ３  認証・設定（identification & configuration）フェーズ
φ４  ネゴシエーション（negotiation）フェーズ
φ５  パワートランスファ（power transfer）フェーズ
【００５８】
セレクションフェーズφ１では、受電装置３００の検出が行われる。受電装置３００が検出されると、ピングフェーズφ２に遷移する。ピングフェーズφ２では、送電装置２００はデジタルピング（Digital Ping）を実行し、受電装置３００からの応答を待つ。デジタルピングでは、送信電力が一定に維持される。
【００５９】
続く認証・設定フェーズφ３において、送電装置２００は受電装置３００を特定し、送信電力などを設定する。
【００６０】
ネゴシエーションフェーズφ４では、送信電力などが再設定（reconfigure）される。パワートランスファフェーズφ５では、設定された情報にもとづき、電力伝送が行われる。
【００６１】
実施の形態に係る受電装置３００において、異常判定部４０６による異常判定は、パワートランスファフェーズφ５において実行することができる。図５および図６は、パワートランスファフェーズφ５における受電装置３００の動作波形図である。
【００６２】
図５には、正常時の動作波形を示す。時刻ｔ０以前、安定した電力伝送により、直流電圧ＶＲＥＣＴはその目標値（デザイヤドポイントＤＰ）に維持されている。時刻ｔ１に、電源回路５０４に流れる負荷電流ＩＬＯＡＤが増大すると、直流電圧ＶＲＥＣＴは低下する。直流電圧ＶＲＥＣＴの低下に応答して、送信電力ＰＴＸを指示するコントロールエラーパケットＣＥが増大する。これに応答して、送電装置２００は送信電力ＰＴＸを増大させる。送信電力ＰＴＸの増大にともない、電力検出部４０２が検出する受信電力ＰＲＸも増大する。
【００６３】
続いて図６を参照し、異常時の動作を説明する。
時刻ｔ１以前、安定した電力伝送により、直流電圧ＶＲＥＣＴはその目標値（デザイヤドポイントＤＰ）に維持されている。
【００６４】
時刻ｔ１に、異物が挿入される。異物が挿入されると、送信電力ＰＴＸの一部が異物に供給されるため、受電装置３００の受信電力ＰＲＸが低下する。この状態では、コントロールエラーパケットＣＥは、送信電力ＰＴＸの低下を指示していない。したがって現在の受信電力ＰＲＸ（ｔ２）が、前回の受信電力ＰＲＸ（ｔ１）より小さくなると、異常判定部４０６によって、異常検出信号Ｓ５がアサートされる。
【００６５】
図６には、参考として、異常検出信号Ｓ５がアサートされた後に、エラー処理を行わずに、電力伝送を継続した場合の波形が破線で示される。時刻ｔ１に異物が挿入されると、受信電力ＰＲＸが低下する。このとき、受電装置３００の負荷電力が不変であれば、直流電力ＶＲＥＣＴは低下していく。これに応答してコントロールエラーパケットＣＥが増大し、送信電力ＰＴＸが増大する。送信電力ＰＴＸが増大すると、異物に供給される電力が増大するため、異物のさらなる発熱を引き起こす。
【００６６】
そこで異常検出信号Ｓ５がアサートされた場合、送電装置２００と受電装置３００は、所定のエラー処理を行ってもよい。以下、エラー処理を例示する。
【００６７】
たとえばＱｉ規格では、エラー処理のために、いくつかのＥＰＴ（End of Power Transfer）パケットが定義されている。この場合、通信部４０８は、異常検出信号Ｓ５のアサート状態を示すＥＰＴを、送電装置２００に送信してもよい。送電装置２００は、異常検出信号Ｓ５のアサートを示すＥＰＴを受信すると、給電を停止し、所定時間の経過の後に、アナログピングフェーズ、あるいはデジタルピングフェーズから再開してもよい。あるいは送電装置２００は、異常検出信号Ｓ５のアサートを示すＥＰＴを受信すると、ネゴシエーションフェーズから再開してもよい。つまり異常検出信号Ｓ５のアサート状態を示すＥＰＴは、送電装置２００の給電停止を指示するデータと把握される。
【００６８】
またこれらのエラー処理に加えて、あるいはそれに代えて、受電装置３００あるいは送電装置２００は、ユーザに対して、異常の発生（異物の挿入）を通知してもよい。通知には、音声を利用しても良いし、ＬＥＤなどの点灯手段を利用しても良いし、ディスプレイパネルなどの表示手段を備える場合、それを利用してもよい。通知を受けたユーザは、この通知にもとづいて、異物を除去することができる。
【００６９】
図７（ａ）は、給電システム１００全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートであり、図７（ｂ）は、異常検出の判定条件を示す図である。
送電装置２００、受電装置３００それぞれの動作フローを説明する。
【００７０】
（１）  送電装置２００（ＴＸ）のフロー
受電装置３００から送信されるコントロールエラーパケットＣＥにもとづいて、ＰＩＤ制御により送信電力を決定し（Ｓ２００）、決定された送信電力となるように送信電力が制御され（Ｓ２０２）、受電装置３００に送信される（Ｓ２０４）。
【００７１】
また送電装置２００は、受電装置３００において測定された受信電力ＰＲＸを示すデータを受信する。そして、受信電力ＰＲＸと自らが送信している送信電力ＰＴＸを比較し、それらの差分｜ＰＴＸ−ＰＲＸ｜が所定のしきい値ΔＰと比較される（Ｓ２０６）。比較の結果、差分がしきい値ΔＰより小さい場合（Ｓ２０６のＮ）、ステップＳ２０４における送信が許可される。差分がしきい値ΔＰよりも大きい場合（Ｓ２０６のＹ）、送電が停止される（Ｓ２０８）。
【００７２】
（２）  受電装置３００（ＲＸ）のフロー
受電装置３００は、送電装置２００からの電力を受信する（Ｓ３００）。そして受電装置３００内のいくつかのノードや経路の電圧や電流を測定して入出力電力を測定し（Ｓ３０２）、測定結果を利用して、デザイヤドポイントＤＰおよび受信電力ＰＲＸを算出する（Ｓ３０４）。
【００７３】
続いて、ＣＥ（コントロールエラー）値および受信電力ＰＲＸにもとづいて、異常判定が行われる（Ｓ３０６）。すなわち、ＣＥ値が０または正、つまり受信電力ＰＲＸの維持もしくは増大を指示しているにもかかわらず、実際の受信電力ＰＲＸが減少したときには異常と判定される（Ｓ３０６のＹ）。
【００７４】
図７（ｂ）には、ステップＳ３０６における判定条件が示される。判定は、ＣＥ値と、受信電力の前回の値ＰＲＸ＿ＰＲＥと現在の値ＰＲＸ＿ＣＵＲの差分ΔＰＲＸ＝ＰＲＸ＿ＣＵＲ−ＰＲＸ＿ＰＲＥにもとづいて行われる。異常判定部４０６は、制御信号ＣＥが送信電力ＰＴＸの低下を指示していない（すなわちＣＥ値が正または０）にもかかわらず、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸが低下した（すなわちΔＰＲＸ＜０）とき、異常と判定する。または、これを、異常判定部４０６は、制御信号ＣＥが送信電力の増加を指示しているにもかかわらず、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸが増加しないとき、異常と判定する、と表現することもできる。差分ΔＰＲＸが正（＋）のときは正常である。差分ΔＰＲＸがゼロの場合、ＣＥ値が正であれば異常、ＣＥ値が０または負であれば正常である。
【００７５】
差分ΔＰＲＸが負（−）のときは、ＣＥ値が正または０であれば異常、ＣＥ値が負であれば正常である。より詳細には、受信電力ＰＲＸの検出にあたっては、検出精度が存在し、いくらかの誤差は生じてしまう。そこで検出誤差を考慮した閾値ΔＴＨを設定し、それとの大小関係により異常判定してもよい。例えば、ＣＥ値が正か０のときにΔＰＲＸ＜ΔＴＨであれば異常、と判定してもよい。また、ＣＥ値が負の場合でも、差分がＣＥ値から想定される値ΔＥＸよりも小さい（ΔＰＲＸ＜ΔＥＸ）場合には、異常と判定することができる。なお、差分ΔＰＲＸが負（−）であっても、例えばΔＥＸ＜ΔＰＲＸ＜０であれば、ＣＥ値が負の場合を正常として取り扱ってもよい。また、比較にあたっては、過去ｎ回の受信電力ＰＲＸの平均値としてＰＡＶ＝（ＰＲＸ１＋ＰＲＸ２＋…＋ＰＲＸｎ）／ｎを用いて、／ΔＰＲＸ／ＰＡＶと、それに応じてＣＥ値から想定される値Δ’ＥＸとを比較してもよい。
【００７６】
ステップＳ３０６において異常と判定された場合（Ｓ３０６のＹ）、電力送信終了パケット（End Power transfer packet）を送信する（Ｓ３０８）。ステップＳ３０６において正常と判定された場合（Ｓ３０６のＮ）、デザイヤドポイントＤＰからＣＥ値を決定し（Ｓ３１０）、ＣＥパケットおよび受信電力ＰＲＸを示すパケットを送電装置２００に送信する（Ｓ３１２、Ｓ３１４）。なお、電力送信終了パケットの送信（Ｓ３０８）の後は、受電装置３００および電力送信終了パケットを受信した送電装置２００は、ともに図４に示すセレクションフェーズφ１に移行する。ここで、ステップＳ３０６において異常と判定された場合に、電力送信終了パケットの所定のビットをオン（１）にするようにしてもよい。そして、電力送信終了パケットの所定のビットがオンであることを検出した送電装置２００が、異物検出処理を行うようにしてもよい。この検出処理の一例として、Ｑ値（Quality Factor）の測定を挙げることができる。異物が存在する場合にはＱ値が減少するため、異物が存在しない場合のＱ値と比較して、異物の有無を高精度に検出することができる。
【００７７】
図８は、送電装置２００による異物検出（ＦＯＤ＠ＴＸ）と、異常判定部４０６による異常判定（ＦＯＤ＠ＲＸ）と、を示すタイムチャートである。
異常判定部４０６は、第１周期Ｔ１ごとに異常の有無を判定する。つまり図７のステップＳ３０６は、第１周期Ｔ１ごとに行われる。一方、送電装置２００による従来のＦＯＤは、第１周期Ｔ１より長い第２周期Ｔ２ごとに行われる。つまり、図７のステップＳ２０６およびステップＳ３１４は、第２周期Ｔ２ごとに行われる。第１周期Ｔ１は、制御信号ＣＥの生成周期と同程度であってもよく、たとえば１０〜３０ｍｓである。一方、第２周期Ｔ２は、１．５〜４ｓである。
【００７８】
以上が受電装置３００および給電システム１００全体の動作である。続いて、受電装置３００により奏される効果を説明する。
【００７９】
実施の形態に係る受電装置３００では、送信電力を指示する制御信号ＣＥと、受信電力ＰＲＸにもとづいて、異常を検出することとした。ワイヤレス送電装置２００が送信する送信電力ＰＴＸは、ワイヤレス受電装置３００から送信される制御信号（コントロールエラーパケット）ＣＥにもとづいて変化する。したがって、受電装置３００が送信電力ＰＴＸの低下を指示していないのにかかわらず、電力検出部４０２が検出した受信電力ＰＲＸが低下したときには、新たな異物が挿入や、コイルの位置ずれなど、何らかの異常が発生したものとみなすことができる。すなわち制御回路４００によれば、送電装置２００において測定される送信電力を参照せずに、受電装置３００単体で異常を検出できる。
【００８０】
また、それに加えて、受信電力ＰＲＸを示すデータを送電装置２００に送信することにより、送電装置２００においても、送信電力ＰＴＸと受信電力ＰＲＸの比較結果にもとづくＦＯＤが可能となる。さらに第１周期Ｔ１を第２周期Ｔ２より短くすることで、従来よりも高速に、異常判定が可能となる。
【００８１】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００８２】
（第１の変形例）
実施の形態では、異常判定部４０６は、直前に検出された受信電力ＰＲＸと現在の受信電力ＰＲＸの比較結果にもとづいて異常判定する場合を説明したが本発明はそれには限定されない。
第１の変形例では、過去に検出された受信電力ＰＲＸにもとづいて、しきい値ＰＴＨを設定し、しきい値ＰＴＨと現在の受信電力ＰＲＸの比較結果にもとづいて異常の有無を判定する。
【００８３】
異常判定部４０６は、正常と判定される期間において、電力検出部４０２が過去に複数回もしくは所定期間にわたり検出した受信電力ＰＲＸにもとづいて、しきい値ＰＴＨを設定する。異常判定部４０６は、過去の受信電力ＰＲＸの平均値にもとづいて、しきい値ＰＴＨを設定する。平均は、単純平均、重み付け平均、移動平均などを用いることができる。
【００８４】
たとえば過去ｎ回の単純平均とする場合は、直近の値をＰＲＸ１、その前をＰＲＸ２、さらにその前をＰＲＸ３、…、として保持しておき、以下の式にもとづいてしきい値ＰＴＨを設定できる。
ＰＴＨ＝（ＰＲＸ１＋ＰＲＸ２＋…＋ＰＲＸｎ）／ｎ
たとえばｎは３程度に設定することができる。
【００８５】
重み付け平均の場合には、以下の式にもとづいてしきい値ＰＴＨを設定してもよい。
ＰＴＨ＝（Ａ１・ＰＲＸ１＋Ａ２・ＰＲＸ２＋…＋Ａｎ・ＰＲＸｎ）
Ａは、以下の関係を満たすよう定義された重み付け係数である。
Ａ１＋Ａ２＋…＋Ａｎ＝１
Ａ１≧Ａ２≧…≧Ａｎ≧０
【００８６】
重み付け係数Ａ１〜Ａｎを線形加重にして線形加重移動平均としてもよいし、重み付け係数を指数関数として指数関数的に重みを減少させる指数加重移動平均としてもよい。
【００８７】
より好ましくは、異常判定部４０６は、正常と判定される期間に検出された受信電力ＰＲＸから、所定の許容差分ΔＰを減じた値を、しきい値ＰＴＸに設定してもよい。この場合、正常時に検出された受信電力ＰＲＸと、電力検出部が検出した現在の受信電力ＰＲＸの差分が、許容差分ΔＰを超えると、異常と判定されることになる。
【００８８】
許容差分ΔＰは、数百ｍＷのオーダー、たとえば２５０ｍＷ程度としてもよい。またこの許容差分ΔＰは、制御回路４００の外部から電子機器５００の設計者が設定可能とすることが好ましい。設定手段は特に限定されず、シリアルデータ通信による設定、ＲＯＭの書き換えによる設定、設定ピンに対する電圧設定、などを利用することができる。
【００８９】
図９は、第１の変形例に係る給電システム全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートである。
【００９０】
図９と図７（ａ）は、送信側（ＴＸ）については同様であるので、受信側（ＲＸ）の相違点のみを説明する。
この変形例において、ステップ３０６ａでは、過去の状態にもとづいて設定されるしきい値ＰＴＨと、現在の受信電力ＰＲＸの比較結果にもとづいて、異常の有無が判定される。比較の結果、ＰＴＨ＞ＰＲＸであれば異常と判定される（Ｓ３０６ａのＹ）。
【００９１】
比較の結果、ＰＴＨ＜ＰＲＸであれば正常と判定される（Ｓ３０６ａのＮ）。そして、測定された受信電力ＰＲＸにもとづいて、新たなしきい値ＰＴＨを計算し、その値を更新する（Ｓ３０９）。
【００９２】
以上が第１の変形例の動作である。続いてこの変形例により奏される効果を説明する。
この変形例では、異常判定部４０６は、正常と判定される期間において電力検出部が過去に検出した受信電力ＰＲＸにもとづいてしきい値ＰＴＨを設定し、当該しきい値ＰＴＨと、電力検出部４０２が検出した現在の受信電力ＰＲＸの比較結果にもとづいて、異常の有無を判定することとした。
受信電力ＰＲＸと送信電力ＰＴＸの比較にもとづく異物検出では、受信電力ＰＲＸの絶対量の検出に高い精度が要求される。これに対して、しきい値ＰＴＨを検出された受信電力ＰＲＸにもとづいて設定するため、電力検出部４０２は、必ずしも受信電力ＰＲＸの絶対量を高精度で検出する必要はなく、受信電力ＰＲＸの相対量を高精度で検出できれば足りる。このことは、コイルの結合係数などを無視しうることを意味しており、ひいては電力検出部４０２を簡略化できることを意味する。
より詳細には次の通りである。電力Ｐは電圧Ｖと電流Ｉの積である。ここで電圧Ｖは、例えば抵抗分割してＡＤＣ（Analog Digital Converter）で読み取る。また電流は、電流センス用のアンプを使用して電圧変換してから、ＡＤＣで読み取る。その値は、ＡＤＣ読み取り値をy、電圧または電流をｘ、装置に依存する所定の係数（a：傾き、b：オフセット）を用いてy=ax+bで表すことができる。相対誤差であれば、読み取り値を引き算するため、オフセットをキャンセルすることができる。このため、検出精度は傾きaに応じたものになり、電力に依らずに一定の精度で検出できる。一方、絶対値の場合は傾き、オフセットの影響がそのまま検出精度に直結する。例えば電力が小さいときはオフセットの影響が強く、電力が大きくなるにつれて傾きのずれの影響が大きくなる。
【００９３】
また異常判定部４０６は、正常と判定される期間において電力検出部４０２が過去に複数回もしくは所定期間にわたり検出した受信電力ＰＲＸにもとづいてしきい値ＰＴＨを設定することとした。
これにより、ノイズなどの影響を除去でき、安定した異常検出が実現できる。
【００９４】
また異常判定部４０６は、正常と判定される期間に検出された受信電力から、所定の許容差分ΔＰを減じた値を、しきい値ＰＴＨに設定することとした。これにより、許容差分ΔＰに応じて異常検出の感度を調節できる。特に許容差分ΔＰを制御回路４００の外部から設定可能とすることにより、制御回路４００が実装される電子機器５００ごとに最適な許容差分ΔＰを設定することができる。
【００９５】
図７（ａ）の異常判定は、第１の変形例において、ΔＰ＝０とし、しきい値ＰＴＨを直前に測定された受信電力ＰＲＸに設定したものと把握することもできる。
【００９６】
（第２の変形例）
この変形例では、過去に測定された受信電力ＰＲＸとは無関係に、現在、受電装置３００が受信すべき受信電力の期待値ＰＥＸにもとづいて、異常判定を行う。期待値ＰＥＸには、受電装置３００の過去の状態が反映されている点で、実施の形態や第１の変形例と共通している。
【００９７】
受信電力の期待値ＰＥＸは、整流電圧ＶＲＥＣＴの期待値、負荷電流ＩＬＯＡＤの期待値等にもとづいて推定することが可能である。
ＰＥＸ＝ＶＤＰ×ＩＬＯＡＤ＋ＶＤＤ×ＩＤＤ
ＶＤＰは、整流電圧ＶＲＥＣＴの期待値、すなわちデザイヤドポイントＤＰに相当する。
右辺第２項のＶＤＤ×ＩＤＤは、制御回路４００自身の消費電力である。
【００９８】
図１０は、第２の変形例に係る給電システム１００全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートである。送信側は図７のそれと同様であるため、受信側の相違点のみを説明する。
【００９９】
この変形例では、予め計算された期待値ＰＥＸと現在の受信電力ＰＲＸにもとづいて、異常の有無が判定される（Ｓ３０６ｂ）。より具体的には、期待値ＰＥＸと現在の受信電力ＰＲＸの差分ＰＥＸ−ＰＲＸを算出し、差分ＰＥＸ−ＰＲＸを許容差分ΔＰと比較することにより異常の有無を判定してもよい。
そして、｜ＰＥＸ−ＰＲＸ｜＞ΔＰのとき（Ｓ３０６ｂのＹ）、異常と判定して、電力送信終了パケット（End Power transfer packet）を送信する（Ｓ３０８）。
【０１００】
｜ＰＥＸ−ＰＲＸ｜＜ΔＰのとき（Ｓ３０６ｂのＮ）には正常と判定し、デザイヤドポイントＤＰからＣＥ値を決定する（Ｓ３１０）。また、デザイヤドポイントＤＰおよび負荷電流ＩＯＵＴにもとづいて、受信電力の期待値ＰＥＸを計算し、その値を更新する。
【０１０１】
第２の変形例の異常判定は、計算された期待値ＰＥＸにもとづいて、２つのしきい値ＰＥＸ＋ΔＰ、ＰＥＸ−ΔＰを設定し、受信電力ＰＲＸを２つのしきい値ＰＥＸ±ΔＰと比較しているものと把握することも可能である。
【０１０２】
この変形例では、電力検出部４０２に要求される絶対的な検出精度が高くなるが、受電装置３００単体で異常を検出できるという実施の形態と同様の利点を享受できる。
【０１０３】
（第３の変形例）
異物の挿入に代えて、コイルの位置ずれが発生した場合にも、送信コイルと受信コイルの結合係数Ｋが低下するため、やはり電力検出部４０２が測定する受信電力ＰＲＸは低下する。したがって実施の形態に係る受電装置３００は、コイルの位置ずれにともなう異常検出にも利用することができる。
【０１０４】
（第４の変形例）
実施の形態では、式（１）にしたがって受信電力ＰＰＲを検出することとしたが本発明はそれには限定されない。制御回路４００の消費電力が無視しうる場合、ＶＤＤ×ＩＤＤの項は省略してもよい。あるいは、熱的な損失が無視しうる場合、ＲＯＮ×ＩＬＯＡＤ２の項は省略してもよい。あるいは、全く異なる手法により、消費電力を取得してもよい。
【０１０５】
（第５の変形例）
実施の形態（図７）あるいは第１の変形例（図９）、第２の変形例（図１０）では、異常判定部４０６において異常を判定したときに、ＥＰＴを送信して、給電を停止する場合を説明したが本発明はそれには限定されない。
【０１０６】
図１１は、第５の変形例に係る給電システム全体のパワートランスファフェーズにおけるフローチャートである。
第２周期Ｔ２が経過するごとに（Ｓ３２２のＹ）、入出力電力が測定される（Ｓ３０２）。そして測定された受信電力ＰＲＸが送電装置２００に送信される（Ｓ３１４）。また、第２周期Ｔ２の間（Ｓ３２２のＮ）、第１周期Ｔ１が経過するのを待機し（Ｓ３２０のＮ）、第１期間Ｔ１が経過するたびに（Ｓ３２０のＹ）、入出力電力が測定される（Ｓ３０２）。そして測定結果にもとづいて異常判定が行われる（Ｓ３０６）。ステップＳ３０６における異常判定の方法は、図７、図９、図１０のいずれであってもよい。ステップＳ３０６において異常が判定された場合（Ｓ３０６のＹ）、ＥＰＴを送信する代わりに、受信電力ＰＲＸの検出値を示すパケット（データ）を送電装置２００に送信する（Ｓ３１４）。これを受けて送電装置２００は、受信電力ＰＲＸの検出値を示すデータと、送電装置２００において測定された送信電力ＰＴＸの比較にもとづく異物検出を速やかに行う（Ｓ２０６）。
【０１０７】
異常判定の結果、正常であれば（Ｓ３０６のＮ）、デザイヤドポイントＤＰからＣＥ値を決定し（Ｓ３１０）、ＣＥパケットを送電装置２００に送信する（Ｓ３１２）。
【０１０８】
図１２は、第５の変形例における、送電装置による異物検出（ＦＯＤ＠ＴＸ）と、異常判定部による異常判定（ＦＯＤ＠ＲＸ）と、を示すタイムチャートである。送電装置２００では、基本的には所定の時間間隔Ｔ２（ｔ０、ｔ１、…）ごとに異物検出が行われる。一方、受電装置３００では、時間間隔Ｔ１ごとに異物検出が行われる。受電装置３００において、時刻ｔ２において異常と判定されると、直ちに送電装置２００による異物検出が行われる。これにより、時刻ｔ１を待つことなく、受電装置３００により異常が判定されると直ちに送電装置２００によって異物を検出することが可能となる。
【０１０９】
（第６の変形例）
異常判定部４０６において異常を判定したときの処理には、別の変形例もありえる。図１３は、第６の変形例に係る送電装置２００のフローチャートである。送電装置２００は、その起動（Ｓ４００）直後、第１のテストモードとなり、異物の有無を判定する（Ｓ４０２）。ここでの異物の検出は、送電装置２００単体で可能な手法であることが望まれ、たとえば送電装置２００が、その送信アンテナのＱ値や共振周波数を測定することにより、異物を検出してもよい。
【０１１０】
ステップＳ４０２において正常と判定されると、認証・設定（identification & configuration）フェーズφ３となる（Ｓ４０４）。続いてネゴシエーションフェーズφ４となる（Ｓ４０６）。送電装置２００と受電装置３００のリンクが確立した後に、第２のテストモードとなり、異物の有無が再判定される（Ｓ４０８）。ここでの異物の検出は、送電装置２００単体で行ってもよいし、受電装置３００からの情報を利用して行ってもよい。その結果、正常であれば、パワートランスファフェーズφ５に移行する（Ｓ４１０）。パワートランスファフェーズφ５中の異物検出（Ｓ４１２）については上述した通りである。
【０１１１】
受電装置３００において異常判定がなされた場合（Ｓ５００）には、図１３に一点鎖線Ｓ５０２で示すように、パワートランスファフェーズにおける異物検出処理（ステップＳ４１２）に割り込んでもよい。これは、図１２に示した動作に対応する。
あるいは、一点鎖線Ｓ５０４に示すように、第１テストモードに戻って認証・設定フェーズφ３を再度やり直してもよい。あるいは、一点鎖線Ｓ５０６に示すように、第２テストモードに戻ってネゴシエーションフェーズから再開してもよい。
【０１１２】
実施の形態では、Ｑｉ規格に準拠するワイヤレス送電装置について説明したが、本発明はそれに限定されず、Ｑｉ規格と類似するシステムに使用される受電装置３００や、将来策定されるであろう規格に準拠する受電装置３００にも適用しうる。
【０１１３】
（第７の変形例）
制御回路４００が集積化されるＩＣには、変調器３０８や電源回路５０４の一部がさらに集積化されてもよい。
【０１１４】
最後に、電子機器の具体例を説明する。図１４は、実施の形態に係る受電装置３００を備える電子機器５００を示す図である。図１４の電子機器５００は、スマートホン、タブレットＰＣや携帯型ゲーム機、携帯型オーディオプレイヤであり、筐体５０１の内部には、電源回路５０４、二次電池５０６、プロセッサ５０８、ディスプレイ装置５１０および上述の受電装置３００が内蔵される。プロセッサ５０８は、無線（ＲＦ）部、ベースバンドプロセッサ、アプリケーションプロセッサ、オーディオプロセッサ等を含んでもよい。
【０１１５】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【０１１６】
１００…給電システム、２００，ＴＸ…送電装置、２０２…送信コイル、２０４…ドライバ、２０６…コントローラ、２０８…復調器、３００，ＲＸ…受電装置、３０２…受信コイル、３０４…整流回路、３０６…平滑コンデンサ、３０８…変調器、４００…制御回路、４０２…電力検出部、４０４…制御部、４０６…異常判定部、４０８…通信部、Ｓ１…駆動信号、５００…電子機器、５０１…筐体、５０２…負荷、５０４…電源回路、５０６…二次電池、５０８…プロセッサ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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