(57)【要約】【課題】新たな充電台、電池内蔵機器の状態を示す充電台からの通知方法を有する無接点給電方法を提供することにある。【解決手段】前記電池内蔵機器(50A)内の制御部(53)が電池(52)の満充電を検出するとき充電を停止し、前記電池内蔵機器(50A)に給電を継続する信号を、前記充電台(10A)に送信すると共に、前記電池内蔵機器(50A)内の前記制御部(53)が満充電の通知をし、前記充電台(10A)においては、前記電池内蔵機器(50A)は充電停止、給電継続の通知を通知する。【選択図】図２
2015080337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電コイル(11)を備える充電台(10A)に、受電コイル(51)を内蔵する電池内蔵機器(50A)をセットし、前記充電台(10A)の送電コイル(11)に前記電池内蔵機器(50A)の受電コイル(51)を電磁結合して、前記送電コイル(11)から前記受電コイル(51)に電磁誘導作用で電力搬送し、
前記充電台(10A)から前記電池内蔵機器(50A)に給電される電力で前記電池内蔵機器(50A)の電池(52)を充電し、
前記電池内蔵機器(50A)内の制御部(53)が電池(52)の満充電を検出するとき充電を停止し、前記電池内蔵機器(50A)に給電を継続する信号を、前記充電台(10A)に送信すると共に、
前記電池内蔵機器(50A)内の前記制御部(53)が満充電の通知をし、
前記充電台(10A)においては、前記電池内蔵機器(50A)は充電停止、給電継続の通知を通知する無接点給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無接点給電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無接点充電方法として、下記の特許文献に、以下の開示がある。充電台に電池内蔵機器を載せ、送電コイルと受電コイルとを電磁結合して、充電台から電池内蔵機器に電力を送って、電池内蔵機器の内蔵電池を充電する。そして、内部電池が充電される電池内蔵機器は、内蔵電池が満充電されたことを検出すると、充電を停止して、満充電信号を充電台に伝送する。充電台は、満充電信号を検出して送電コイル１１からの電力搬送を停止して充電を停止する。そして、充電台は、光源であるＬＥＤの発光状態を種々に変更して、内蔵電池５２の充電状態等（充電中状態、満充電状態）の表示を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO2012/141080
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の充電台は、電池内蔵機器の内蔵電池の充電状態等（充電中状態、満充電状態）の表示をできるものであった。
【０００５】
本発明は、新たな充電台、電池内蔵機器の状態を示す充電台からの通知方法を有する無接点給電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の充電方法は、送電コイル11を備える充電台10Aに、受電コイル51を内蔵する電池内蔵機器50Aをセットし、前記充電台10Aの送電コイル11に前記電池内蔵機器50Aの受電コイル51を電磁結合して、前記送電コイル11から前記受電コイル51に電磁誘導作用で電力搬送し、前記充電台10Aから前記電池内蔵機器50Aに給電される電力で前記電池内蔵機器50Aの電池52を充電し、前記電池内蔵機器50A内の制御部53が電池52の満充電を検出するとき充電を停止し、前記電池内蔵機器50Aに給電を継続する信号を、前記充電台10Aに送信すると共に、前記電池内蔵機器50A内の前記制御部53が満充電の通知をし、前記充電台10Aにおいては、前記電池内蔵機器(50A)は充電停止、給電継続の通知を通知する。
【発明の効果】
【０００７】
例えば、比較例においては、以下の方法がある。充電台、電池内蔵機器においては、電池内蔵機器においては満充電であることより、電池内蔵機器にて満充電の表示をするが、送電が継続されることになるので、充電状態の表示がされることになる。ここで、ユーザーは、電池内蔵機器が満充電表示であるのに、送電、充電が停止されないことより、混乱や、過充電の懸念、不安感を与える可能性がある。
【０００８】
本発明においては、電池内蔵機器５０Ａが満充電となり、充電台１０Ａの送電が停止されるときの充電台１０Ａの通知（表示）と、電池内蔵機器５０Ａが満充電となるものの、これへの駆動電力を継続するときの充電台１０Ａの通知（表示）を異ならせることにするので、ユーザーへの、上述の混乱や過充電の懸念、不安感を与えることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例にかかる無接点給電方法で電力搬送する給電台と携帯機器のブロック図である。
【図２】本発明の実施例のフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための無接点給電方法を例示するものであって、本発明は無接点給電方法を以下の方法や回路構成に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１１】
図１は、本発明の無接点給電方法で電力搬送する給電台と携帯機器を示すブロック図である。この図は、給電台１０の上に携帯機器５０を載せて、給電台１０から携帯機器５０に給電する状態を示している。以下の実施例は、給電台１０を充電台１０Ａとし、携帯機器５０を電池内蔵機器５０Ａとして、充電台１０Ａから電池内蔵機器５０Ａに給電して、電池内蔵機器５０Ａの電池５２を充電する状態を示している。
【００１２】
図１の携帯機器５０は電池内蔵機器５０Ａで、この携帯機器５０は、給電台１０の送電コイル１１に電磁結合される受電コイル５１を内蔵している。受電コイル５１に誘導される受電電力で電池５２を充電する。したがって、図１の携帯機器５０は、電池５２と、受電コイル５１と、この受電コイル５１に誘導される交流を直流に変換する整流回路５６と、整流回路５６から出力される直流で電池５２を充電する。電池５２の充電電流を検出する電流検出回路５７と、電流検出回路５７で検出される検出電流値、電池電圧値等が入力されるマイコンを含む制御部５３を備えている。
【００１３】
制御部５３は、入力された電流値、電池電圧値等の電池情報を、２進法の情報として伝送できるように、給電台１０に伝送する伝送回路５４とを備える。また、制御部５３は、電流値、電池電圧値を検出して、これらの値を、電池５２がリチウムイオン電池であるならば、最大電圧値、最大電流値に規制される定電圧定電流充電となるように増減要求信号を伝送回路５４より出力する。
【００１４】
また、制御部５３は、満充電を検出したときに、電池５２への充電を停止するスイッチ５８を制御し、また、電池充電、後述する負荷Lへの電力供給を制御するスイッチ５９を制御する。
【００１５】
図１は、携帯機器５０を電池内蔵機器５０Ａとして、受電電力で、電池５２を充電すると共に、携帯機器５０（例えば、スマートフォン、タブレット型パーソナルコンピュータ）の負荷Lを駆動する。
【００１６】
制御部５３は、電池５２の満充電を検出して、満充電信号を伝送回路５４を介して給電台１０に伝送する。給電台１０は、伝送回路５４から伝送される満充電信号を受信回路１４で検出する。満充電信号を検出すると、受信回路１４から2進法の信号を、マイコンを含む1次側制御部１３が、判別し、交流電源１２を制御して、送電コイル１１への電力供給を停止させる。
【００１７】
伝送回路５４は、携帯機器５０から給電台１０に、給電台１０の出力を増加又は減少するための増加要求信号と減少要求信号、電池５２の充電電流、電池５２の電圧、電池５２の満充電信号、ＩＤ信号などの種々の伝送信号を伝送する。伝送回路５４は、受電コイル５１の負荷インピーダンスを変化させて、送電コイル１１に種々の伝送信号を伝送する。
この伝送回路５４は、図示しないが、受電コイル５１に変調回路を接続している。変調回路は、コンデンサーや抵抗等の負荷とスイッチング素子とを直列に接続して、スイッチング素子のオンオフを制御して種々の伝送信号を給電台１０に伝送する。
【００１８】
給電台１０の受信回路１４は、送電コイル１１のインピーダンス変化、電圧変化、電流変化等を検出して、伝送回路５４から伝送される伝送信号を検出する。受電コイル５１の負荷インピーダンスが変化すると、これに電磁結合している送電コイル１１のインピーダンスや電圧や電流が変化するので、受信回路１４は、これ等の変化を検出して、携帯機器５０の伝送信号を検出することができる。
【００１９】
ただし、伝送回路は、搬送波を変調して伝送する回路、すなわち送信機とすることもできる。この伝送回路から伝送される伝送信号の受信回路は、搬送波を受信して、伝送信号を検出する受信器である。伝送回路と受信回路とは、携帯機器から給電台に伝送信号を伝送できる全ての回路構成とすることができる。
【００２０】
電流検出回路５７は、電池５２の充電電流を検出する。図２の電流検出回路５７は、電池５２と直列に接続している電流検出抵抗５７Ａと、この電流検出抵抗５７Ａの両端の電圧を増幅する差動アンプ５７Ｂとを備えており、差動アンプ５７Ｂの出力から電池５２の充電電流を検出する。電池５２の充電電流は整流回路５６の出力、すなわち受電コイル５１に誘導される電力の出力となる。したがって、電池５２の充電電流は、整流回路５６の出力電流を検出して検出することができ、また、受電コイル５１の出力を検出して検出することもできる。
【００２１】
給電台１０は、ケース２０の上面に、携帯機器５０を一定の位置にセットして載せる上面プレート２１を設けて、この上面プレート２１の内側に送電コイル１１を配置している。送電コイル１１は、交流電源１２を接続して、交流電源１２を1次側制御部１３で制御している。
【００２２】
1次側制御部１３は、携帯機器５０から伝送される増減要求信号で交流電源１２を
制御して、送電コイル１１に供給する電力を調整する。1次側制御部１３は、受信回
路１４から入力される増加要求信号で送電コイル１１に出力する電力を増加し、減少要求信号で送電コイル１１への出力を小さくして、携帯機器５０から要求された要求電力を給電する。すなわち、交流電源１２の最大出力を出力電力閾値に制限する。
【００２３】
送電コイル１１は、上面プレート２１と平行な面で渦巻き状に巻いてなる平面コイルで、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。この送電コイル１１は、上面プレート２１に直交する交流磁束を上面プレート２１の上方に放射する。送電コイル１１は、交流電源１２から交流電力が供給されて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。送電コイル１１は、磁性材からなるコア（図示せず）に線材を巻いてインダクタンスを大きくできる。コアのある送電コイルは、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を受電コイルに伝送できる。ただ、送電コイルは、必ずしもコアを設ける必要はなく、空芯コイルとすることもできる。空芯コイルは軽いので、送電コイルを上面プレートの内面で移動させる構造にあっては、移動機構を簡単にできる。送電コイル１１は、受電コイル５１の外径にほぼ等しくして、受電コイル５１に効率よく電力搬送する。
【００２４】
交流電源１２は、たとえば、２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電力を送電コイル１１に供給する。送電コイル１１を受電コイル５１に接近するように移動させる給電台１０は、交流電源１２を、可撓性のリード線を介して送電コイル１１に接続している。交流電源１２は、発振回路と、この発振回路から出力される交流を電力増幅するパワーアンプと備える。
【００２５】
給電台１０は、送電コイル１１を受電コイル５１に接近させた状態で、交流電源１２で送電コイル１１に交流電力を供給する。送電コイル１１の交流電力は、受電コイル５１に搬送されて、電池５２を充電する。給電台１０は、電池５２が満充電されると、携帯機器５０から伝送される満充電信号で送電コイル１１への電力供給を停止して、電池５２の充電を停止する。
【００２６】
ここで、具体的には、電池５２がリチウムイオン電池の場合には、充電制御回路５３は、電池５２を定電圧・定電流充電する。給電台１０は、携帯機器５０の電池５２の電圧、電流等の電池情報により、例えば、最大４．２Ｖで充電する場合、電池電圧が４．２Ｖ以下のときは所定の定電流となるように、受信回路１４が受信する増減要求信号に基づいてコントロール回路１３が交流電源１２を制御して、送電コイル１１への出力を調整（詳細には、出力アップ要求と、出力ダウン要求が交互に出る）する。送電コイル１１への出力が調整されて、充電される電池電圧が４．２Ｖとなると、給電台１０は、電池電圧を４．２Ｖに維持できるように、受信回路１４が受信する増減要求信号に基づいてコントロール回路１３が交流電源１２を制御して、送電コイル１１への出力を調整（詳細には、出力アップ要求と、出力ダウン要求が交互に出る）する。
【００２７】
また、充電台１０Ａにおいては、情報を送信できるように、上記伝送回路５４と同じような構造の１次側伝送回路１５を備えている。そして、情報を受信できるように、上記受信回路１４と同じような構造の２次側受信回路５５を備えている。
【００２８】
図２を用いて、本実施例における充電台１０Ａの動作、通知方法を説明する。ステップＳ１においては、電池内蔵機器５０Ａの伝送回路５４より、ＩＤ情報を充電台１０Ａに送信し、受信回路１４からの信号にて、１次側制御部１３は、ＩＤ情報を認証する。また、充電台１０Ａの1次側伝送回路１５より、充電台１０ＡのＩＤ情報を、電池内蔵機器５０Ａに送信し、２次側受信回路５４からの信号にて、制御部５３は、充電台１０ＡのＩＤ情報を認証する。これにより、ステップＳ１にて、相互に認証を行う。
【００２９】
ステップＳ２においては、充電が開始され、制御部５３、伝送回路５４からの増減要求信号に基づいて充電台１０Ａは、送電を行う。
【００３０】
ステップＳ３の充電中においては、電池内蔵機器４０の通知（表示）は、充電中と通知（表示）される。また、充電台１０Ａにおいては、充電中と通知（表示）される。
【００３１】
ステップ４においては、制御部５３にて、電池５２が満充電かどうかが判定され、満充電でない場合は、ステップＳ２に戻って、充電が継続される。また、満充電である場合は、ステップ５において、制御部５３、伝送回路５４より、満充電の情報が、1次側に送信される。
【００３２】
ステップＳ６において、電池内蔵機器４０の制御部５３は、電池５２は満充電になり充電を停止しているが、電池内蔵機器４０が駆動を継続することを検出し（例えば、電池内蔵機器４０が駆動状態で少ないながらも継続して電力を消費していることを検出）、動作電力の要求信号を、１次側に送信し、１次側より、電力の送信を継続する（ステップＳ６´、ステップＳ７）。ここで、電池内蔵機器４０においては満充電であることより、満充電又は充電終了の通知（表示）をする。また、充電台１０Ａにおいては、充電終了及び送電継続の通知（表示）をする。
【００３３】
比較例として、以下の方法がある。充電台、電池内蔵機器においては、電池内蔵機器においては満充電であることより、電池内蔵機器にて満充電の表示をするが、送電が継続さ
れることになるので、充電状態の表示がされることになる。ここで、ユーザーは、電池内蔵機器が満充電表示であるのに、送電、充電が停止されないことより、混乱や、過充電の懸念、不安感を与える可能性がある。
【００３４】
本実施例においては、電池内蔵機器５０Ａが満充電となり、充電台１０Ａの送電が停止されるときの充電台１０Ａの通知（表示）と、電池内蔵機器５０Ａが満充電となるものの、これへの駆動電力を継続するときの充電台１０Ａの通知（表示）を異ならせることにするので、ユーザーへの、上述の混乱や過充電の懸念、不安感を与えることがなくなる。
【００３５】
充電台１０Ａの通知部Ｌ１、電池内蔵機器５０Ａは、以下のものが採用できる。視覚情報・聴覚情報・触覚情報・嗅覚情報あるいはその組み合わせの情報などを、通知することができる。上述の異なる表示としては、異なる点滅間隔で充電ランプの点滅表示とすること、異なる色や位置の充電ランプを点灯もしくは点滅させること等を利用することができる。
【００３６】
また、通知するデバイスとしては、液晶、有機ELディスプレイ、LEDなどの表示デバイスを利用できる。また、通知するデバイスとしては、音声情報、音、音楽などによる通知のデバイス、振動デバイス等による振動パターンの通知のデバイス、触覚による通知のデバイス、香りによる通知のデバイス等を利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
Ｌ…負荷
Ｌ１…通知部
１０…給電台                    １０Ａ…充電台
１１…送電コイル
１２…交流電源
１３…１次側制御部     
１４…受信回路
１５…１次側伝送回路
１６…移動機構
２０…ケース
２１…上面プレート
２２…位置決め部機構
２３…嵌入凹部
３０…異物
５０…携帯機器                  ５０Ａ…電池内蔵機器
５１…受電コイル
５２…電池
５３…制御部    充電制御回路
５４…伝送回路
５５…2次側受信回路
５６…整流回路
５７…電流検出回路              ５７Ａ…電流検出抵抗
５７Ｂ…差動アンプ
Ｌ２…通知部
５８…スイッチ
５９…スイッチ
【図１】
2015080337.tif 000003
【図２】
2015080337.tif 000004