(57)【要約】【課題】誤動作が生じるおそれを低減しつつ負荷への給電を開始することができる受電装置を得る。【解決手段】給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、直流電力の負荷への供給をオンオフする負荷接続部と、電力信号の給電電力を制御し、電力信号が可変の基準条件を満たしたときに負荷接続部をオンする制御部とを備える。【選択図】図６
2015080302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記直流電力の負荷への供給をオンオフする負荷接続部と、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記負荷接続部をオンする制御部と
を備えた受電装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電力信号に応じた第１の信号の信号値と、可変のしきい値との比較結果に基づいて、前記給電電力を制御する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項３】
前記電力信号は交流信号であり、
前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記第１の信号は、前記整流回路の出力電圧に応じた信号である
請求項２に記載の受電装置。
【請求項４】
前記電力信号は交流信号であり、
前記第１の信号は、前記電力信号の電圧または電流の振幅に応じた信号である
請求項２に記載の受電装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記電力信号の周波数を検出し、その周波数にも基づいて前記給電電力を制御する
請求項３に記載の受電装置。
【請求項６】
前記給電装置から、前記電力信号の周波数についての情報を取得する通信部をさらに備え、
前記制御部は、前記周波数にも基づいて前記給電電力を制御する
請求項３に記載の受電装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記しきい値を第１のしきい値に設定して、前記第１の信号の信号値を前記第１のしきい値に近づけるように前記給電電力を制御し、
前記第１の信号の信号値が前記第１のしきい値にほぼ到達した後に、前記しきい値を第２のしきい値に設定し、前記周波数が所定の周波数範囲内である場合において、前記第１の信号の信号値が前記第２のしきい値に到達しない範囲で前記給電電力を増大させる
請求項５に記載の受電装置。
【請求項８】
前記第１のしきい値は、起動直後の第１の信号の信号値に応じた値である
請求項７に記載の受電装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記周波数が所定の周波数範囲外である場合、または、前記第１の信号の信号値が前記第２のしきい値に到達した場合に、前記負荷接続部をオン状態にする
請求項７に記載の受電装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記しきい値を、起動直後の第１の信号の信号値に応じた第１のしきい値に設定して、前記第１の信号の信号値を前記第１のしきい値に近づけるように前記給電電力を制御する
請求項３に記載の受電装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第１の信号の信号値が前記第１のしきい値に到達した場合に、前記負荷接続部をオン状態にする
請求項１０に記載の受電装置。
【請求項１２】
前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、前記制御部が前記給電電力を制御することにより前記整流回路の出力電圧を調整する際の分解能電圧以上異なる
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１３】
前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、前記負荷接続部をオン状態にした後における、前記整流回路の出力電圧と前記直流電力の電圧との差電圧の最小値以上異なる
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１４】
前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、０．２５Ｖ以上異なる
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１５】
前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、前記負荷接続部をオン状態にした後の前記直流電力の電圧の５％以上異なる
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１６】
給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成し、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記直流電力の負荷への供給をオンする
受電制御方法。
【請求項１７】
給電装置と、
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記直流電力の負荷への供給をオンオフする負荷接続部と、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記負荷接続部をオンする制御部と
を有する
給電システム。
【請求項１８】
給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記直流電力に基づいて動作する負荷と、
前記直流電力の前記負荷への供給をオンオフする負荷接続部と、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記負荷接続部をオンする制御部と
を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ワイヤレスで給電装置から電力を受電する受電装置、そのような受電装置において用いられる受電制御方法、およびそのような受電装置を用いた給電システムならびに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば携帯電話機や携帯音楽プレーヤー等のＣＥ機器（Consumer Electronics Device：民生用電子機器）に対し、ワイヤレス給電（Wireless Power Transfer、Contact Free、非接触給電ともいう）を行う給電システムが注目を集めている。このような給電システムでは、例えば、給電トレー（給電装置）上に携帯電話機（受電装置）を置くことにより、携帯電話機を充電することができる。すなわち、このような給電システムでは、給電装置と受電装置とをケーブルなどで互いに接続することなく給電することができるようになっている。
【０００３】
このようなワイヤレス給電を行う方法としては、例えば、電磁誘導方式や、共鳴現象を利用した磁界共鳴方式（磁気共鳴方式ともいう）などがある。これらの方式では、給電装置の給電コイルと、受電装置の受電コイルとの磁気結合を利用して電力を伝送する。これらのうち、磁界共鳴方式は、電磁誘導方式に比べ、給電装置と受電装置とが離れていても電力を伝送することができ、また、給電装置と受電装置との位置合わせが不十分でも給電効率がさほど落ちないという利点を有する。
【０００４】
このような給電システムでは、しばしば、受電装置からみた負荷の状態に応じて、給電装置から受電装置への電力の供給が行われる。例えば、特許文献１には、磁界を用いて電力伝送を行う給電装置および給電システムが開示されている。この給電装置および給電システムは、様々な負荷に対応した適切な電力供給を図るものである。また、例えば、特許文献２には、磁界または電界を用いて電力伝送を行う給電装置および給電システムが開示されている。この給電装置および給電システムは、負荷状態によらずに適切な制御の実現を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０８５４２６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０２６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、受電装置は、負荷への給電を開始する際、誤動作が生じることなく給電を開始できることが望まれる。
【０００７】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、誤動作が生じるおそれを低減しつつ負荷への給電を開始することができる受電装置、受電制御方法、給電システム、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の受電装置は、電力生成部と、負荷接続部と、制御部とを備えている。電力生成部は、給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成するものである。負荷接続部は、直流電力の負荷への供給をオンオフするものである。制御部は、電力信号の給電電力を制御し、電力信号が可変の基準条件を満たしたときに負荷接続部をオンするものである。
【０００９】
本開示の受電制御方法は、給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成し、電力信号の給電電力を制御し、電力信号が可変の基準条件を満たしたときに直流電力の負荷への供給をオンするものである。
【００１０】
本開示の給電システムは、給電装置と、受電装置とを備えている。受電装置は、電力生成部と、負荷接続部と、制御部とを備えている。電力生成部は、給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成するものである。負荷接続部は、直流電力の負荷への供給をオンオフするものである。制御部は、電力信号の給電電力を制御し、電力信号が可変の基準条件を満たしたときに負荷接続部をオンするものである。
【００１１】
本開示の電子機器は、上記受電装置を備えたものであり、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機、モバイルバッテリ等の携帯端末装置などが該当する。
【００１２】
本開示の受電装置、受電制御方法、給電システム、および電子機器では、電力信号に基づいて直流電力が生成され、その直流電力の負荷への供給のオンオフが制御される。その際、電力信号が可変の基準条件を満たしたときに、負荷に対してその直流電力が供給される。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の受電装置、受電制御方法、給電システム、および電子機器によれば、電力信号が可変の基準条件を満たしたときに負荷接続部をオンするようにしたので、誤動作が生じるおそれを低減しつつ負荷への給電を開始することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の実施の形態に係る給電システムの一構成例を表す斜視図である。
【図２】図１に示した給電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図３】図１に示した給電システムにおける給電電力を説明する説明図である。
【図４】第１の実施の形態に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図５】図２に示した給電装置の一動作例を表すフローチャートである。
【図６】図４に示した受電装置の一動作例を表すフローチャートである。
【図７】図６に示した受電装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図８】図６に示した受電装置の一動作例を表す説明図である。
【図９】図４に示した受電装置の一動作例を表す他のタイミング波形図である。
【図１０】比較例に係る受電装置の一動作例を表すフローチャートである。
【図１１】図１０に示した受電装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１３】第１の実施の形態の他の変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１４】第１の実施の形態の他の変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１５】第１の実施の形態の他の変形例に係る受電装置の一動作例を表すフローチャートである。
【図１６】図１５に示した受電装置の一動作例を表す説明図である。
【図１７】第１の実施の形態の他の変形例に係る給電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１８】第１の実施の形態の他の変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１９】第２の実施の形態に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２０】図１９に示した受電装置の一動作例を表すフローチャートである。
【図２１】図２０に示した受電装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図２２】第２の実施の形態の変形例に係る受電装置の一動作例を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、第１の実施の形態に係る給電システムの一構成例を表すものである。給電システム１は、ワイヤレスで電力を供給する給電システムである。なお、本開示の実施の形態に係る受電装置、受電制御方法、および電子機器は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。
【００１７】
給電システム１は、給電装置１０と、電子機器９０（この例では電子機器９０Ａ，９０Ｂ）とを備えている。給電装置１０は、この例ではトレー型の給電装置であり、この給電装置１０の給電面Ｓ１上に電子機器９０を置くことにより、各電子機器９０に内蔵された受電装置２０（後述）に対して、同時もしくは時分割的（順次）に給電を行い、各電子機器９０に内蔵された二次電池８２（後述）を充電することができるものである。
【００１８】
この給電装置１０の給電面Ｓ１（電子機器９０と接する側）には、後述する給電コイル１４（図示せず）が配置されており、電子機器９０の受電面（給電装置１０と接する側）には、後述する受電コイル２１（図示せず）が配置されている。給電装置１０は、これらの給電コイル１４および受電コイル２１を介して、磁気結合により、電子機器９０に対して電力を伝送する。その際、各電子機器９０の受電装置２０は、給電装置１０との間で、いわゆる負荷変調により通信を行い、給電装置１０に対して給電電力の増大や低減などを指示するようになっている。これにより、ユーザは、電子機器９０にＡＣ（Alternating Current）アダプタ等を直接接続することなく、二次電池８２（後述）を充電することができ、ユーザの利便性を高めることができるようになっている。
【００１９】
この例では、給電システム１は、２つの電子機器９０Ａ，９０Ｂに対して給電を行う。なお、この例では、電子機器９０Ａは携帯電話機であり、電子機器９０Ｂはデジタルカメラであるが、これに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラ、スマートフォン、モバイルバッテリ、パーソナルコンピュータ、タブレット、ファブレット、電子書籍リーダ、オーディオプレーヤ、オーディオレコーダ、スピーカ、ヘッドフォン、ヘッドマウントディスプレイ、アクセサリ、ゲーム機器、ウェアラブル機器、メガネ型機器、リスト装着型機器、医療用機器等の様々な携帯端末装置が利用可能である。給電面Ｓ１は、このように複数の電子機器９０に対して給電できるように、広く構成されることが望ましい。具体的には、給電装置１０の給電面Ｓ１の面積は、各電子機器９０の受電面の面積よりも広いことが望ましい。なお、これに限定されるものではなく、例えば、給電面Ｓ１の面積は、各電子機器９０の受電面の面積と同程度であってもよいし、各電子機器９０の受電面の面積よりも狭くてもよい。
【００２０】
この例では、給電装置１０はトレー型としたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、台型や、敷物のような形状（マット型）でもよい。また、この例では、この給電装置１０の給電面Ｓ１上に電子機器９０を置くようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、磁気結合による電力供給は、接触しているだけでなく近接していても行うことができるため、給電装置１０は、給電面Ｓ１のような平面を有している場合に限定されるものではない。具体的には、給電装置１０は、例えば、卓上ホルダやクレードルのようなスタンド型の給電装置であってもよい。また、給電装置１０は、家具、鞄、箱、袋などのように、電子機器９０を中に納めてその電子機器９０に対して給電を行う、収納型の給電装置であってもよい。
【００２１】
その他、給電装置１０は、複数の給電装置や、さまざまな種類の給電装置を一体化させたような構成であってもよい。また、給電装置１０は、他の電子機器や電気器具に内蔵されるように構成してもよいし、壁や床などに埋め込まれるように構成してもよい。また、電子機器９０は、受電装置２０に加えさらに給電装置１０と同様の機能を有し、他の受電装置に給電することができるように構成してもよい。
【００２２】
なお、この例では、給電システム１は、２つの電子機器９０Ａ，９０Ｂに対して給電を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、１つまたは３つ以上の電子機器９０に対して給電を行ってもよい。
【００２３】
図２は、給電装置１０の一構成例を表すものである。給電装置１０は、電力信号生成部１１と、インピーダンス整合回路１２と、給電コイル部１１４と、復調部１５と、給電制御部１６とを有している。
【００２４】
電力信号生成部１１は、給電制御部１６からの指示に基づいて、交流の電力信号Ｓｐ１を生成するものである。電力信号生成部１１には、プラグソケット（いわゆるコンセント）を介して交流電源が供給され、または、その他の電源装置から交流電源もしくは直流電源が供給され、電力信号Ｓｐ１を生成する。その際、電力信号生成部１１は、給電制御部１６からの指示に基づいて、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを変更することができるようになっている。なお、その他の電源装置としては、各種の外部電源装置や、電池などを利用した内部電源装置が挙げられる。また、太陽光や風力などのような自然エネルギー（再生可能エネルギー）を利用した電源装置であってもよい。
【００２５】
インピーダンス整合回路１２は、給電装置１０のインピーダンスと、電子機器９０の受電装置２０（後述）のインピーダンスとを整合させるものである。インピーダンス整合回路１２の一端には、電力信号Ｓｐ１が供給され、他端は給電コイル部１１４に接続されている。給電システム１では、このようにインピーダンス整合を行うことにより、給電装置１０から受電装置２０への給電効率を高めることができるようになっている。インピーダンス整合回路１２としては、回路定数が固定されたものを使用してもよいし、例えば可変キャパシタなどの可変素子を含み、回路定数を変更可能に構成したものを使用してもよい。なお、この例ではインピーダンス整合回路１２を設けたが、これに限定されるものではなく、これを設けなくても高い給電効率を実現できる場合には、このインピーダンス整合回路１２を省いてもよい。
【００２６】
給電コイル部１１４は、電子機器９０の受電装置２０に対して給電を行うものである。この給電コイル部１１４は、キャパシタ１３と、給電コイル１４とを有しており、キャパシタ１３および給電コイル１４がＬＣ共振回路を構成するようになっている。給電コイル部１１４は、インピーダンス整合回路１２の他端に接続され、電力信号生成部１１から、インピーダンス整合回路１２を介して電力信号Ｓｐ１が供給される。そして、給電コイル１４は、この電力信号Ｓｐ１に基づいて、アンペールの法則に従って電磁界を発生させる。給電システム１では、給電装置１０は、この電磁界を介して、電子機器９０の受電装置２０に対して給電を行うようになっている。
【００２７】
給電コイル１４としては、例えば、導電性の線材を巻いたものを用いることができる。この場合、線材としては、例えば、導電性の素線を複数本束ねた線材を使用することができる。具体的には、導電性の素線を２本束ねた線材を使用した、いわゆるバイファイラ巻きにより構成したコイルや、導電性の素線を３本束ねた線材を使用した、いわゆるトリファイラ巻きにより構成したコイルを用いることができる。また、導電性の素線を複数本束ねて撚った線材（いわゆるリッツ線）を使用してもよい。
【００２８】
また、このような導電性の線材を巻いたものの他、例えば、プリント配線板やフレキシブルプリント基板などに導電性のパターンを配置して形成した、いわゆるパターンコイルやパターンループと呼ばれるものを用いてもよい。パターンコイル等は、基板に導電性材料を印刷もしくは蒸着し、あるいは基板上において導電性の板金や導電性のシートなどを配置することによっても形成することができる。
【００２９】
その他、給電コイル１４は、例えば、スパイラル形状もしくは厚み方向に巻線が巻回しているヘリカル形状のコイルを用いてもよい。また、スパイラル形状のコイルを２層で折り返すように配置するα巻き形状や、さらなる多層のスパイラル形状を用いて構成してもよい。
【００３０】
なお、給電コイル１４の周囲には、磁束漏れを防ぐ目的で、磁性体や導電体などにより構成されるシールドを設けてもよい。この場合、シールドの構成を工夫することにより、給電効率を向上させることができる。また、給電コイル１４の周囲に、給電装置１０と電子機器９０との位置合わせを容易にすることを目的として磁石を設けてもよい。
【００３１】
給電コイル部１１４では、例えば、キャパシタ１３および給電コイル１４を直列に接続することにより、ＬＣ共振回路を構成することができる。給電システム１では、このＬＣ共振回路の共振周波数ｆ１が、電子機器９０の受電装置２０（後述）におけるＬＣ共振回路の共振周波数ｆ２と略一致または近い値になるように、キャパシタ１３の容量値や給電コイル１４のインダクタンス値が設計されている。また、例えば、可変容量キャパシタを用いることにより、キャパシタ１３の容量値を変更可能に構成してもよい。この場合には、共振周波数ｆ１を調整することができる。
【００３２】
なお、給電コイル部１１４は、このようにキャパシタ１３および給電コイル１４を直列接続する構成に限定されず、これらを並列接続する構成にしてもよいし、さらに他の素子を付加して、直列接続と並列接続とを組み合わせた構成にしてもよい。また、この例ではキャパシタ１３を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、これを省いてもよい。具体的には、キャパシタ１３を設けなくても、例えば、給電コイル１４におけるコイルの線間容量（寄生容量）や、給電コイル１４と受電コイル２１（後述）との間の容量などにより、所望の共振周波数ｆ１が得られる場合には、キャパシタ１３を省くことができる。また、キャパシタ１３を設けなくても高い給電効率を実現できる場合にも、キャパシタ１３を省くことができる。なお、この例では給電コイル１４を１つ設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、給電コイル１４を複数設け、それらのうちの使用する１または複数の給電コイルを選択できるように構成してもよい。
【００３３】
また、この例では、キャパシタ１３および給電コイル１４を用いてＬＣ共振回路を構成したが、これに限定されるものではなく、さらに他の素子を付加してもよいし、さらに他の共振回路を付加してもよい。
【００３４】
復調部１５は、給電装置１０が電子機器９０に対して給電を行っているときに、電子機器９０の受電装置２０（後述）がいわゆる負荷変調により送信した給電制御信号ＣＴＬを復調するものである。この給電制御信号ＣＴＬは、受電装置２０が、給電装置１０に対して、給電電力の増大要求や低減要求など、給電動作に必要な情報を含むものである。復調部１５の入力端子は、インピーダンス整合回路１２の一端などに接続され、給電制御信号ＣＴＬが電力信号Ｓｐ１に重畳されて復調部１５に供給される。復調部１５は、この信号から給電制御信号ＣＴＬを取り出して、その給電制御信号ＣＴＬを給電制御部１６に供給するようになっている。
【００３５】
給電制御部１６は、給電制御信号ＣＴＬに基づいて給電装置１０の給電動作を制御するものである。具体的には、給電制御部１６は、給電制御信号ＣＴＬに基づいて電力信号生成部１１を制御し、給電装置１０から電子機器９０の受電装置２０（後述）への給電電力を制御する。その際、給電制御部１６は、電力信号生成部１１が生成する電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを制御して、給電装置１０から受電装置２０への給電効率を変化させることにより、給電電力を制御するようになっている。
【００３６】
図３は、給電システム１における給電電力の一例を表すものである。横軸は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを示し、縦軸は給電装置１０から受電装置２０への給電電力を示す。この例では、給電電力は周波数ｆ０で最も高くなるように設計されており、電力信号生成部１１は、この例では、この周波数ｆ０よりも高い周波数ｆｐ（例えば周波数ｆｐ１）の電力信号Ｓｐ１を生成する。例えば、受電装置２０から給電電力の増大要求があった場合には、給電制御部１６は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを下げるように、電力信号生成部１１を制御する。これにより、給電システム１では、図３に示したように給電装置１０から受電装置２０への給電電力が増加する。また、例えば、受電装置２０から給電電力の低減要求があった場合には、給電制御部１６は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを高くするように、電力信号生成部１１を制御する。これにより、給電システム１では、図３に示したように給電装置１０から受電装置２０への給電電力が低下するようになっている。
【００３７】
図４は、電子機器９０の一構成例を表すものである。電子機器９０は、受電装置２０と、負荷８０とを有している。受電装置２０は、受電コイル部１２１と、インピーダンス整合回路２４と、整流回路２５と、レギュレータ２６と、負荷接続部２７と、受電制御部２８と、変調部２９とを有している。負荷８０は、充電制御部８１と、二次電池８２と、電子回路８３とを有している。
【００３８】
受電コイル部１２１は、給電装置１０から電力を受けとるものである。この受電コイル部１２１は、受電コイル２１と、キャパシタ２２とを有しており、受電コイル２１およびキャパシタ２２がＬＣ共振回路を構成するようになっている。受電コイル２１は、給電装置１０の給電コイル１４が生成した電磁界に基づいて、電磁誘導の法則に従って、その磁束の変化に応じた誘導電圧を発生させるものである。この例では、受電コイル２１を１つ設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、受電コイル２１を複数設け、それらのうちの使用する１または複数の受電コイルを選択できるように構成してもよい。
【００３９】
受電コイル２１としては、給電装置１０の給電コイル１４と同様に、様々な構成のものを使用可能である。すなわち、受電コイル２１としては、例えば、導電性の線材を巻いたものや、プリント配線板やフレキシブルプリント基板などに導電性のパターンを配置して形成した、いわゆるパターンコイルやパターンループと呼ばれるものなどが使用可能である。また、例えば、スパイラル形状もしくは厚み方向に巻線が巻回しているヘリカル形状のコイルを用いてもよいし、スパイラル形状のコイルを２層で折り返すように配置するα巻き形状や、さらなる多層のスパイラル形状を用いて構成してもよい。なお、受電コイル２１の周囲には、給電装置１０の給電コイル１４の場合と同様、磁束漏れを防ぐ目的で、磁性体や導電体などにより構成されるシールドを設けてもよい。また、受電コイル２１の周囲に、給電装置１０と電子機器９０との位置合わせを容易にすることを目的として磁石を設けてもよい。
【００４０】
受電コイル部１２１は、インピーダンス整合回路２４の一端などに接続され、このインピーダンス整合回路２４には、給電コイル１４の両端間の誘導電圧に応じた電圧を有する交流の電力信号Ｓｐ２が供給される。すなわち、この電力信号Ｓｐ２は、給電装置１０における電力信号Ｓｐ１に対応するものである。つまり、例えば、電力信号Ｓｐ２の周波数は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐと同じである。受電装置２０は、この電力信号Ｓｐ２に基づいて所望の電圧を有する直流電力を生成し、負荷８０に供給するようになっている。
【００４１】
受電コイル部１２１では、例えば、受電コイル２１およびキャパシタ２２を直列に接続することにより、ＬＣ共振回路を構成することができる。給電システム１では、このＬＣ共振回路の共振周波数ｆ２が、給電装置１０におけるＬＣ共振回路の共振周波数ｆ１と略一致または近い値になるように、キャパシタ２２の容量値や受電コイル２１のインダクタンス値が設計されている。また、例えば、可変容量キャパシタを用いることにより、キャパシタ２２の容量値を変更可能に構成してもよい。この場合には、共振周波数ｆ２を調整することができる。
【００４２】
なお、受電コイル部１２１は、このように受電コイル２１およびキャパシタ２２を直列接続する構成に限定されず、これらを並列接続する構成にしてもよいし、さらに他の素子を付加して、直列接続と並列接続とを組み合わせた構成にしてもよい。例えば、さらにキャパシタ２３を設け、受電コイル２１とキャパシタ２２を直列接続し、キャパシタ２３を、その直列接続された受電コイル２１およびキャパシタ２２と並列に接続してもよい。なお、この例ではキャパシタ２２を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、これを省いてもよい。具体的には、キャパシタ２２を設けなくても、例えば、受電コイル２１におけるコイルの線間容量（寄生容量）や、受電コイル２１と給電コイル１４との間の容量などにより、所望の共振周波数ｆ２が得られる場合には、キャパシタ２２を省くことができる。また、キャパシタ２２を設けなくても高い給電効率を実現できる場合にも、キャパシタ２２を省くことができる。
【００４３】
また、この例では、受電コイル２１およびキャパシタ２２を用いてＬＣ共振回路を構成したが、これに限定されるものではなく、さらに他の素子を付加してもよいし、さらに他の共振回路を付加してもよい。
【００４４】
インピーダンス整合回路２４は、受電装置２０のインピーダンスと、給電装置１０のインピーダンスとを整合させるものである。インピーダンス整合回路２４の一端は、受電コイル部１２１に接続され、他端は整流回路２５の入力端子に接続されている。給電システム１では、このようにインピーダンス整合を行うことにより、給電装置１０から受電装置２０への給電効率を高めることができるようになっている。インピーダンス整合回路２４としては、回路定数が固定されたものを使用してもよいし、例えば可変キャパシタなどの可変素子を含み、回路定数を変更可能に構成したものを使用してもよい。なお、この例ではインピーダンス整合回路２４を設けたが、これに限定されるものではなく、これを設けなくても高い給電効率を実現できる場合には、このインピーダンス整合回路２４を省いてもよい。
【００４５】
整流回路２５は、インピーダンス整合回路２４から供給された交流信号を整流して、電圧Ｖrectを有する直流信号を生成するものである。また、整流回路２５は、受電制御部２８からの指示に基づいて、動作をオンオフすることができるようになっている。
【００４６】
レギュレータ２６は、整流回路２５から供給された直流信号に基づいて、負荷８０に供給するための、安定した所望の電圧Ｖregを有する直流電力を生成するものである。また、レギュレータ２６は、受電制御部２８からの指示に基づいて、動作をオンオフすることができるようになっている。
【００４７】
負荷接続部２７は、受電制御部２８からの指示に基づいて、レギュレータ２６と負荷８０との間の接続を行うものである。具体的には、負荷接続部２７は、受電制御部２８から、負荷８０を接続するべき旨の指示を受けると、接続状態になる。これにより、受電装置２０は、負荷８０への直流電力の供給を行う。また、負荷接続部２７は、受電制御部２８から、負荷８０を切り離すべき旨の指示を受けると、非接続状態になる。これにより、受電装置２０は、負荷８０への直流電力の供給を遮断するようになっている。
【００４８】
受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２および整流回路２５の出力電圧Ｖrectに基づいて、受電装置２０の動作を制御するものである。具体的には、受電制御部２８は、後述するように、電力信号Ｓｐ２の交流電圧に基づいてその周波数ｆｐを取得し、その電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐおよび整流回路２５の出力電圧Ｖrectに基づいて給電制御信号ＣＴＬを生成するとともに、整流回路２５、レギュレータ２６、および負荷接続部２７の動作を制御する。例えば、受電制御部２８は、給電装置１０から受電装置２０に対して給電が開始されたときに整流回路２５およびレギュレータ２６の動作を開始させる。そしてその後、受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐおよび電圧Ｖrectに基づいて、給電制御信号ＣＴＬを介して給電装置１０に対して給電電力の増大要求や低減要求などを行い、所定の条件を満たしたときに、負荷接続部２７に対して負荷８０を接続すべき旨の指示を行う。そして、受電制御部２８は、二次電池８２が充分に充電されたときに、例えば、整流回路２５およびレギュレータ２６の動作を停止させたり、負荷接続部２７に対して負荷８０を切り離すべき旨の指示を行うことができるようになっている。
【００４９】
受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得する際、例えば、電力信号Ｓｐ２のうちの基本波成分と、高調波成分やノイズ成分とを分離し、その基本波成分のみを抽出し、その基本波成分に基づいて周波数ｆｐを取得するようにしてもよい。また、受電制御部２８は、例えば、電力信号Ｓｐ２の実数成分と虚数成分との分離を行い、これらに基づいて周波数ｆｐを取得するようにしてもよい。また、受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐおよび電圧Ｖrectを取得する際、例えば、周波数ｆｐおよび電圧Ｖrectを複数回取得し、平均化処理やノイズ除去などを行うようにしてもよい。また、受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐだけでなく、電力信号Ｓｐ２のデューティ比、位相、振幅などの情報をさらに取得するようにしてもよい。
【００５０】
変調部２９は、給電装置１０が電子機器９０（受電装置２０）に対して給電を行う際に、いわゆる負荷変調により、受電制御部２８から供給された給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信するものである。この例では、変調部２９は、負荷変調により、給電装置１０との間で通信を行うものとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、負荷変調以外の変調方式により変調を行うようにしてもよい。また、変調部２９は、給電装置１０に対して給電制御信号ＣＴＬを送信するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、給電動作と関係のないデータをも送信するようにしてもよい。
【００５１】
この例では、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電制御信号ＣＴＬを送信する変調部２９を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、通信コイルやアンテナと、これらを介して給電装置１０に対して給電制御信号ＣＴＬを送信する通信部とを設けてもよい。この場合、この通信部は、例えば、給電動作と関係のないデータの送信または受信をも行うようにしてもよい。
【００５２】
負荷８０において、充電制御部８１は、受電装置２０から供給される直流電力に基づいて、二次電池８２への充電を制御するものである。この充電制御部８１は、この例では、二次電池８２だけでなく、電子回路８３に対しても電力を供給することができるようになっている。二次電池８２は、受電装置２０から供給された直流電力を蓄えるものであり、例えばリチウムイオン電池などの充電池を用いて構成されるものである。電子回路８３は、二次電池８２や充電制御部８１から電力の供給を受けて、電子機器９０の機能を実現するための動作を行うものである。
【００５３】
なお、この例では、受電制御部２８と充電制御部８１とを別体として設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、受電制御部２８が充電制御部８１の機能を有するように一体として構成してもよい。また、例えば、受電制御部２８が充電制御部８１の機能の一部を有するように構成してもよいし、充電制御部８１が受電制御部２８の機能の一部を有するように構成してもよい。
【００５４】
ここで、インピーダンス整合回路２４、整流回路２５、およびレギュレータ２６は、本開示における「電力生成部」の一具体例に対応する。受電制御部２８は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。電圧Ｖrectは、本開示における「第１の信号」の一具体例に対応する。
【００５５】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の給電システム１の動作および作用について説明する。
【００５６】
（全体動作概要）
まず、図１〜４を参照して、給電システム１の全体動作概要を説明する。給電装置１０では、電力信号生成部１１は、給電制御部１６からの指示に基づいて、交流の電力信号Ｓｐ１を生成する。インピーダンス整合回路１２は、給電装置１０のインピーダンスと、受電装置２０のインピーダンスとを整合させる。給電コイル部１１４の給電コイル１４は、インピーダンス整合回路１２を介して供給された電力信号Ｓｐ１に基づいて電磁界を発生させる。復調部１５は、受電装置２０がいわゆる負荷変調により送信した給電制御信号ＣＴＬを復調する。給電制御部１６は、給電制御信号ＣＴＬに基づいて給電装置１０の給電動作を制御する。
【００５７】
電子機器９０では、受電コイル部１２１の受電コイル２１は、給電コイル１４が生成した電磁界に基づいて、その磁束の変化に応じた誘導電圧を発生させ、受電コイル部１２１は、電力信号Ｓｐ１に対応した電力信号Ｓｐ２を出力する。インピーダンス整合回路２４は、受電装置２０のインピーダンスと、給電装置１０のインピーダンスとを整合させる。整流回路２５は、インピーダンス整合回路２４から供給された交流信号を整流して、電圧Ｖrectを有する直流信号を生成する。レギュレータ２６は、整流回路２５から供給された直流信号に基づいて、負荷８０に供給するための、安定した所望の電圧Ｖregを有する直流電力を生成する。負荷接続部２７は、受電制御部２８からの指示に基づいて、レギュレータ２６と負荷８０との間の接続を行う。受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２の交流電圧に基づいてその周波数ｆｐを取得し、その周波数ｆｐおよび電圧Ｖrectに基づいて給電制御信号ＣＴＬを生成し、給電装置１０に対して給電電力の増大要求や低減要求などを行うとともに、負荷接続部２７等の動作を制御する。変調部２９は、給電装置１０が受電装置２０に対して給電を行う際に、いわゆる負荷変調により、受電制御部２８から供給された給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信する。
【００５８】
負荷８０において、充電制御部８１は、受電装置２０から供給される直流電力に基づいて、二次電池８２への充電を制御する。二次電池８２は、受電装置２０から供給された直流電力を蓄える。電子回路８３は、二次電池８２などから電力の供給を受けて、電子機器９０の機能を実現するための動作を行う。
【００５９】
（詳細動作）
給電装置１０は、給電コイル１４と受電コイル２１との間の磁気結合を利用して、電子機器９０の受電装置２０に対して電力を伝送する。その際、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電電力の増大や低減などを指示し、所定の条件を満たしたときに、負荷８０に対して直流電力の供給を開始する。以下に、給電装置１０および受電装置２０の動作について詳細に説明する。
【００６０】
図５は、給電装置１０における給電開始時の動作のフローチャートを表すものである。給電装置１０は、受電装置２０に対して給電を開始し、受電装置２０からの指示に応じて給電電力を調整する。以下に詳細について説明する。
【００６１】
まず、ユーザが、給電装置１０の給電面Ｓ１上に電子機器９０を配置すると、給電装置１０は、受電装置２０に対して、電力の供給を開始する（ステップＳ１）。具体的には、給電装置１０の給電制御部１６が、給電面Ｓ１上に電子機器９０を配置されたことを検出し、電力信号生成部１１に電力信号Ｓｐ１を生成させる。その際、電力信号生成部１１は、例えば、小さい給電電力を実現できるような周波数ｆｐの電力信号Ｓｐ１を生成することが望ましい。または、例えば、様々な周波数ｆｐの電力信号Ｓｐ１を時分割的に生成してもよい。
【００６２】
電子機器９０では、受電装置２０の受電制御部２８が、給電装置１０から電力を供給されていることを検出し、必要に応じて、給電電力の増大要求または低減要求を示す給電制御信号ＣＴＬを生成し、変調部２９が、この給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に送信する。
【００６３】
給電装置１０では、復調部１５が、この給電制御信号ＣＴＬを復調する。そして、給電制御部１６は、給電制御信号ＣＴＬが給電電力の増大要求を示すものであるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００６４】
ステップＳ２において、給電制御信号ＣＴＬが給電電力の増大要求を示す場合には、給電装置１０は給電電力を増大させる（ステップＳ３）。具体的には、給電制御部１６は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを下げるように、電力信号生成部１１を制御する。これにより、給電システム１では、図３に示したように給電電力が増加する。そしてその後、ステップＳ２に戻る。
【００６５】
ステップＳ２において、給電制御信号ＣＴＬが給電電力の増加要求を示すものではない場合には、給電制御部１６は、給電制御信号ＣＴＬが給電電力の低減要求を示すものであるか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００６６】
ステップＳ４において、給電制御信号ＣＴＬが給電電力の低減要求を示す場合には、給電装置１０は給電電力を低減させる（ステップＳ５）。具体的には、給電制御部１６は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを高くするように、電力信号生成部１１を制御する。これにより、給電システム１では、図３に示したように給電電力が低下する。そしてその後、ステップＳ２に戻る。
【００６７】
以上により、このフローは終了する。給電装置１０は、このようなフローにより、受電装置２０に対して給電を開始する。次に、給電装置１０がこのように給電を開始したときの、受電装置２０の動作を説明する。
【００６８】
図６は、給電開始時における受電装置２０の動作のフローチャートを表すものである。図７は、整流回路２５の出力電圧Ｖrectのタイミング波形図を表すものである。図７に示したように、タイミングｔ０において、ユーザが、給電装置１０の給電面Ｓ１上に電子機器９０を配置し、給電装置１０が受電装置２０に対して給電を開始すると、受電装置２０では、受電制御部２８が、整流回路２５およびレギュレータ２６の動作を開始させ、整流回路２５の出力電圧Ｖrectが上昇する。このとき、負荷接続部２７はまだ非接続状態である。その後、受電装置２０では、タイミングｔ１以降において、給電装置１０に対して、給電制御信号ＣＴＬを介して給電電力の増大や低減などを指示し、以下に示すように、所定の条件を満たしたときに、負荷８０に対して直流電力の供給を開始する。
【００６９】
まず、受電制御部２８は、整流回路２５の出力電圧Ｖrectが、あらかじめ設定された目標電圧Ｖtarget1に近い（Ｖrect≒Ｖtarget1）か否かを判断する（ステップＳ１１）。具体的には、受電制御部２８は、電圧Ｖrectが、目標電圧Ｖtarget1を含む所定の電圧範囲内にあるか否かを判断する。この電圧範囲は、電圧Ｖrectの検出精度や、サンプリング周波数などにより定まるものである。
【００７０】
ステップＳ１１において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1から離れている場合には、受電制御部２８は、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1よりも低い（Ｖrect＜Ｖtarget1）か否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００７１】
ステップＳ１２において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1よりも低い場合には、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電電力の増大を要求する（ステップＳ１３）。具体的には、受電制御部２８は、給電電力の増大要求を示す給電制御信号ＣＴＬを生成し、変調部２９が、負荷変調により、この給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に送信する。これに応じて、給電装置１０は給電電力を増大させる。そしてその後、ステップＳ１１に戻る。
【００７２】
また、ステップＳ１２において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1よりも高い場合には、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電電力の低減を要求する（ステップＳ１４）。具体的には、受電制御部２８は、給電電力の低減要求を示す給電制御信号ＣＴＬを生成し、変調部２９が、負荷変調により、この給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に送信する。これに応じて、給電装置１０は給電電力を低減させる。そしてその後、ステップＳ１１に戻る。
【００７３】
これらのステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返すことにより、受電装置２０では、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に近くなる。
【００７４】
図７の例では、タイミングｔ１〜ｔ２の期間において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1よりも低いので（ステップＳ１１，Ｓ１２）、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電電力の増大を要求し（ステップＳ１３）、これに応じて、整流回路２５の出力電圧Ｖrectが上昇する。そして、ステップＳ１１〜Ｓ１３を繰り返すことにより、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に向かって徐々に上昇していく。そして、タイミングｔ２において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1とほぼ等しくなる。
【００７５】
ステップＳ１１において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に近い場合には、受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐが、あらかじめ設定された所定の周波数しきい値ｆth以下（ｆｐ≦ｆth）であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以下である場合には、ステップＳ１８に進む。
【００７６】
ステップＳ１５において、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆthよりも大きい場合には、受電制御部２８は、次に、電圧Ｖrectが、あらかじめ設定された制限電圧Ｖlim以上（Ｖrect≧Ｖlim）であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlim以上である場合には、ステップＳ１８に進む。また、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlimよりも低い場合には、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電電力の増大を要求する（ステップＳ１７）。これに応じて、給電装置１０は給電電力を増大させる。そしてその後、ステップＳ１５に戻る。
【００７７】
図８は、受電装置２０におけるステップＳ１５〜Ｓ１７の動作を表すものである。周波数ｆｐが周波数しきい値ｆthよりも大きく（ステップＳ１５）、かつ、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlimよりも低い（ステップＳ１６）場合には、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電電力の増大を要求する（ステップＳ１７）。この要求に応じて、給電装置１０の給電制御部１６は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを下げるように、電力信号生成部１１を制御する。このステップＳ１５〜Ｓ１７を繰り返すことにより、図８に示したように、周波数ｆｐは、周波数しきい値ｆthに向かって徐々に低下していき、また、給電電力が上昇するため、電圧Ｖrectは、制限電圧Ｖlimに向かって徐々に上昇していく。このようにして、受電制御部２８は、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以下になるか（ステップＳ１５）、もしくは、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlim以上になる（ステップＳ１６）まで、給電電力の増大を要求し続ける（ステップＳ１７）。
【００７８】
次に、受電制御部２８は、負荷接続部２７に対して負荷８０を接続すべき旨の指示を行い、負荷接続部２７は、接続状態になる（ステップＳ１８）。これにより、受電装置２０は、直流電力を負荷８０に対して供給し始める。
【００７９】
図７の例では、タイミングｔ２〜ｔ３の期間において、受電装置２０は、図示していないが周波数ｆｐが周波数しきい値ｆthよりも大きく（ステップＳ１５）、また、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlimよりも低いので（ステップＳ１６）、受電装置２０は、給電装置１０に対して給電電力の増大を要求し（ステップＳ１７）、これに応じて、整流回路２５の出力電圧Ｖrectが上昇する。そして、ステップＳ１５〜Ｓ１７を繰り返すことにより、電圧Ｖrectが徐々に上昇していく。その後、タイミングｔ３において、電圧Ｖrectがある電圧Ｖ１になったときに周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以下になり（ステップＳ１５）、受電装置２０は、直流電力を負荷８０に対して供給し始める。
【００８０】
このとき、整流回路２５の出力電圧Ｖrectは、負荷８０を接続した直後に電圧Ｖ１から低下する。この電圧降下量Ｖdropは以下のように表すことができる。
Ｖdrop  ≒  Ｚ2・Ｉload  ・・・（１）
Ｚ2  ＝  Ｒ2＋ｊω（Ｌ2−Ｍ）＋１／ｊωＣ2  ・・・（２）
ω  ＝  ２πｆｐ  ・・・（３）
ここで、Ｚ2は、受電装置２０のＬＣ共振回路のインピーダンスであり、Ｉloadは整流回路２５から見た負荷電流値である。また、Ｒ2は、受電装置２０のＬＣ共振回路の直列抵抗値であり、Ｌ2は受電装置２０のＬＣ共振回路の自己インダクタンスであり、Ｍは受電装置２０のＬＣ共振回路と給電装置１０のＬＣ共振回路の相互インダクタンスであり、Ｃ2は受電装置２０のＬＣ共振回路の静電容量である。
【００８１】
受電装置２０では、このように負荷８０を接続した直後に電圧Ｖrectが低下しても、その電圧Ｖrectが、受電装置２０の動作に必要な電圧である遮断電圧Ｖｂよりも高くすることができるため、受電装置２０は、引き続き動作を行うことができる。これにより、受電装置２０では、後述する比較例の場合に比べて、誤動作が生じるおそれを低減することができる。
【００８２】
以上の例では、図７のタイミングｔ３において、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以下になる場合を想定したが、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆthよりも常に高い場合には、破線で示したように、タイミングｔ４において、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlim以上になり（ステップＳ１６）、受電装置２０は、直流電力を負荷８０に対して供給し始める。
【００８３】
その後、受電制御部２８は、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget2を保つように、給電装置１０に対して、給電制御信号ＣＴＬを介して給電電力の増大や低減などを指示する。
【００８４】
以上により、このフローは終了する。受電装置２０は、このようなフローにより、負荷８０に対して直流電力の供給を開始する。次に、二次電池８２に対する充電が完了するまでの、受電装置２０の動作を説明する。
【００８５】
図９は、電圧Ｖrectのタイミング波形図を表すものである。図７と同様に、タイミングｔ１０において、ユーザが、給電装置１０の給電面Ｓ１上に電子機器９０を配置すると、電圧Ｖrectが上昇する。そして、タイミングｔ１１において、受電装置２０は給電装置１０と通信を行い、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に向かって上昇する。そして、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に到達した後、タイミングｔ１２において、受電装置２０は負荷８０に対して直流電力の供給を開始する。これにより、負荷８０の充電制御部８１は、二次電池８２に対する充電を開始する。
【００８６】
受電制御部２８は、タイミングｔ１２〜ｔ１３の期間において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget2を保つように、給電装置１０に対して、給電制御信号ＣＴＬを介して給電電力の増大や低減などを指示する。すなわち、受電装置２０は、このタイミングｔ１２〜ｔ１３の期間において、いわゆるＣＣ（Constant Current）充電を行う。
【００８７】
次に、受電制御部２８は、タイミングｔ１３〜ｔ１４の期間において、電圧Ｖrectが徐々に上昇するように、給電装置１０に対して、給電制御信号ＣＴＬを介して給電電力の増大や低減などを指示する。このとき、受電制御部２８は、目標電圧Ｖtarget2を徐々に高めていくことにより、電圧Ｖrectが徐々に上昇させる。すなわち、受電装置２０は、このタイミングｔ１３〜ｔ１４の期間において、いわゆるＣＶ（Constant Voltage）充電を行う。
【００８８】
このように、受電装置２０では、二次電池８２における充電量が少ない場合（タイミングｔ１２〜ｔ１３の期間）には、負荷電流Ｉloadが大きく重い負荷であるため、受電制御部２８は目標電圧Ｖtarget2を低めに設定する。また、二次電池８２における充電量が多い場合（タイミングｔ１３〜ｔ１４の期間）には、負荷電流が小さく軽い負荷であるため、負荷電流Ｉloadに応じて目標電圧Ｖtarget2を徐々に高くするように設定する。
【００８９】
そして、タイミングｔ１４において、二次電池８２に対する充電が完了する。
【００９０】
（比較例）
次に、比較例と対比して、本実施の形態の作用を説明する。本比較例は、受電制御部２８の動作が、本実施の形態とは異なるものである。すなわち、本実施の形態（図４，６など）では、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐおよび整流回路２５の出力電圧Ｖrectを取得する受電装置２０を構成したが、これに代えて、本比較例では、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得せず、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを取得する受電制御部２８Ｒを用いて受電装置２０Ｒを構成している。その他の構成は、本実施の形態（図１）と同様である。
【００９１】
図１０は、給電開始時における受電装置２０Ｒの動作のフローチャートを表すものである。この受電装置２０Ｒでは、本実施の形態に係る受電装置２０と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを目標電圧Ｖtarget1に近づける。そして、ステップＳ１１において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に近い場合には、受電制御部２８Ｒは、負荷接続部２７を接続状態にする（ステップＳ１８）。すなわち、本実施の本実施の形態に係る受電装置２０では、ステップＳ１１において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に近い（Ｖrect≒Ｖtarget1）場合には、次にステップＳ１５〜Ｓ１７において、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐなどに基づいて動作を行うようにしたが、本比較例に係る受電装置２０Ｒでは、このステップＳ１５〜Ｓ１７を行わずに負荷接続部２７を接続状態にするものである。
【００９２】
図１１は、本比較例に係る受電装置２０Ｒにおける、電圧Ｖrectのタイミング波形図を表すものである。本実施の形態の場合（図９）と同様に、タイミングｔ２０において、ユーザが、給電装置１０の給電面Ｓ１上に電子機器を配置すると、電圧Ｖrectが上昇する。なお、この例では、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1よりも高い電圧になっている。そして、タイミングｔ２１において、受電装置２０Ｒが給電装置１０と通信を行い、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に向かって低下する。そして、タイミングｔ２２において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に到達し、受電装置２０Ｒは負荷８０を接続する。
【００９３】
このとき、電圧Ｖrectは、負荷８０の接続に応じて、受電装置２０Ｒの動作に必要な電圧である遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧に低下している。これにより、受電装置２０は、引き続き動作を行うことができず、受電制御部２８Ｒは、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget2を保つように、給電装置１０に対して、給電電力の増大や低減などを指示することができなくなってしまう。
【００９４】
一方、本実施の形態に係る受電装置２０では、図６，７に示したように、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを目標電圧Ｖtarget1に近づけた後に、ステップＳ１５〜Ｓ１７において、電圧Ｖrectをさらに高い電圧Ｖ１にまで上昇させるようにしたので、その後の負荷８０の接続に応じて電圧Ｖrectが低下しても、電圧Ｖrectが遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧にまで低下するおそれを低減することができ、誤動作が生じるおそれを低減し安定して動作可能な給電システムを実現することができる。
【００９５】
負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１は、図６，７に示したように、目標電圧Ｖtarget1以上であり、制限電圧Ｖlim以下となる。この電圧Ｖ１は、この受電装置２０に給電する給電装置の仕様の違いによって異なることとなる。すなわち、例えば、給電装置１０と同様の構成を有する給電装置であっても、給電電力範囲、給電電力を調整する際の最小変化量（分解能）、電力信号生成部１１、インピーダンス整合回路１２、給電コイル部１１４などの各ブロックの構成が異なるものもある。また、給電装置１０は、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを変更することにより供給電力を変更できるように構成したが、一般に給電装置には、例えば、電力信号Ｓｐ１の電圧振幅やデューティ比などを変更することにより供給電力を変更するものもある。このように、仕様の少なくとも一部が異なる様々な給電装置を用いることが想定されるため、電圧Ｖ１は、その仕様の違いによって異なった電圧値になりえる。また、電圧Ｖ１は、給電動作時において、このような給電装置と受電装置２０との相対的な配置関係によって異なることともある。言い換えれば、受電装置２０では、給電装置の仕様や、給電時の配置関係によって、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１を変更できるように構成されている。
【００９６】
その際、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１のとりえる電圧範囲は、電圧Ｖ１を意図的に設定できる程度に広いことが望ましい。すなわち、給電システム１では、図７に示したように、タイミングｔ１〜ｔ２の期間において、受電装置２０が給電装置１０に対して給電電力の増大要求や低減要求を行い、給電装置１０が、その要求に応じて給電電力を変化させ、電圧Ｖrectが変化する。このとき、電圧Ｖrectは、給電装置１０が例えば複数回にわたり給電電力を変化させることにより、複数回にわたり少しずつ変化する。よって、給電システム１では、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１のとりえる電圧範囲が、電圧Ｖrectの最小変化量よりも大きいことが望まれる。これにより、電圧Ｖ１を、電圧Ｖrectの最小変化量（分解能）を超えて、意図的に設定することができる。
【００９７】
また、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１のとりえる電圧幅は、負荷８０の接続後における整流回路２５の出力電圧Ｖrectとレギュレータ２６の出力電圧Ｖregとの電圧差（Ｖrect−Ｖreg）の最小値よりも大きいことが望ましい。より具体的には、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１のとりえる電圧幅は、目標電圧Ｖtarget2の設定範囲における最小値と、負荷８０の接続後におけるレギュレータ２６の出力電圧Ｖregとの電圧差よりも大きいことが望ましい。なお、この電圧差は、製造ばらつきや温度変化などの様々な要素を考慮して設計されるものである。よって、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１のとりえる電圧幅もまた、これらの様々な要素を考慮して定める必要がある。具体的には、レギュレータ２６の出力電圧Ｖregは、例えば５Ｖにすることができ、目標電圧Ｖtarget2の最小値は、これらの様々な要素を考慮して例えば５．２Ｖにすることができる。よって、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１のとりえる電圧幅は、例えば０．２５Ｖ（＞０．２Ｖ＝５．２Ｖ−５．０Ｖ）以上にすることができる。言い換えれば、負荷８０の接続直前における電圧Ｖ１のとりえる電圧幅は、レギュレータ２６の出力電圧Ｖreg（例えば５Ｖ）の５％以上にすることができる。
【００９８】
また、受電装置２０では、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを目標電圧Ｖtarget1に近づけた後に、ステップＳ１５において、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以下（ｆｐ≦ｆth）である場合に、負荷８０を接続するようにした。すなわち、受電装置２０は、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆthよりも大きい場合には、周波数ｆｐを下げるように制御している。これにより、式（１）〜（３）に示したようにインピーダンスＺ2を小さくすることができ、電圧降下量Ｖdropを小さくすることができる。その結果、負荷８０の接続直後において電圧Ｖrectが遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧にまで低下するおそれを低減することができ、誤動作が生じるおそれを低減し安定して動作可能な給電システムを実現することができる。
【００９９】
また、受電装置２０では、このように誤動作が生じるおそれを低減することができるため、大きな負荷電流に対応する給電システムを構築することができる。すなわち、式（１）〜（３）に示したように、電圧降下量Ｖdropは、負荷電流Ｉloadが増加するほど大きくなるため、負荷電流Ｉloadが大きいほど、負荷８０の接続直後の電圧Ｖrectが低くなる。受電装置２０では、上述したように、負荷８０の接続直前において、電圧Ｖrectを高くするとともに周波数ｆｐを低くするようにしたので、負荷電流Ｉloadが大きい場合でも、負荷８０の接続直後において電圧Ｖrectが遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧にまで低下するおそれを低減することができる。
【０１００】
また、受電装置２０では、このように誤動作が生じるおそれを低減することができるため、受電コイル２１の設計自由度を高めることができる。すなわち、式（１）〜（３）に示したように、電圧降下量Ｖdropは、受電装置２０のＬＣ共振回路の直列抵抗値Ｒ2や、自己インダクタンスＬ2などにより影響を受ける。受電装置２０では、上述したように、負荷８０の接続直前において、電圧Ｖrectを高くするとともに周波数ｆｐを低くするようにしたので、例えば、直列抵抗値Ｒ2や自己インダクタンスＬ2がやや大きい場合でも、負荷８０の接続直後において電圧Ｖrectが遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧にまで低下するおそれを低減することができる。すなわち、受電コイル２１に対する制約が緩和されるため、受電コイル２１の設計自由度を高めることができる。このように設計自由度が高まることにより、コイルの寸法、コイル周辺での発熱、コストなどを考慮した設計がより自由に行えるようになる。
【０１０１】
また、受電装置２０では、このように誤動作が生じるおそれを低減することができるため、様々な仕様の給電装置から電力の供給を受けることができ、給電装置の互換性を高めることができる。すなわち、受電装置２０では、上述したように、負荷８０の接続直前において、電圧Ｖrectを高くするとともに周波数ｆｐを低くするようにしたので、様々な仕様の給電装置を用いても、負荷８０の接続直後において電圧Ｖrectが遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧にまで低下するおそれを低減することができる。
【０１０２】
また、受電装置２０では、このように誤動作が生じるおそれを低減することができるため、給電時における、給電装置１０と受電装置２０（電子機器９０）との相対的な配置関係についての許容範囲を広くすることができる。すなわち、式（１）〜（３）に示したように、電圧降下量Ｖdropは、相互インダクタンスＭにより影響を受ける。受電装置２０では、上述したように、負荷８０の接続直前において、電圧Ｖrectを高くするとともに周波数ｆｐを低くするようにしたので、相互インダクタンスＭによらず、負荷８０の接続直後において電圧Ｖrectが遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧にまで低下するおそれを低減することができる。すなわち、相互インダクタンスＭに対する制約が緩和されるため、給電装置１０と受電装置２０（電子機器９０）との相対的な配置関係についての許容範囲を広くすることができる。
【０１０３】
［効果］
以上のように本実施の形態では、負荷８０の接続直前において、電圧Ｖrectを高くするとともに周波数ｆｐを低くするようにしたので、誤動作が生じるおそれを低減し安定して動作可能な給電システムを実現することができる。また、これにより、大きな負荷電流に対応する給電システムを構築することができ、受電コイルの設計自由度を高めることができる。さらに、様々な仕様の給電装置から電力の供給を受けることができるため、給電装置の互換性を高めることができ、また、給電時における、給電装置と受電装置（電子機器）との相対的な配置関係についての許容範囲を広くすることができる。
【０１０４】
［変形例１−１］
上記実施の形態では、整流回路２５の出力信号をそのままレギュレータ２６に供給したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１２に示す受電装置２０Ａのように、入力信号を平滑化する平滑化回路２５Ａを設け、整流回路２５の出力信号を平滑化し、その平滑化された信号をレギュレータ２６に供給してもよい。この場合において、受電制御部２８は、上記実施の形態の場合と同様に、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを取得してもよいし、図１２に示したように、この電圧Ｖrectの代わりに例えば平滑化回路２５Ａの出力電圧を取得してもよい。
【０１０５】
［変形例１−２］
上記実施の形態では、受電制御部２８は、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを取得したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばレギュレータ２６の出力電圧など、整流回路２５より後ろに配置された様々な回路における電圧を取得してもよい。この場合でも、その出力電圧に基づいて動作を制御することにより、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。また、例えば、整流回路２５の出力電圧Ｖrectの代わりに、整流回路２５より前に配置された様々な回路における交流信号の電圧振幅や電流振幅を取得してもよい。具体的には、電力信号Ｓｐ２の電圧振幅や電流振幅、インピーダンス整合回路２４の出力信号の電圧振幅や電流振幅を取得することができる。この場合でも、その電圧振幅や電流振幅に基づいて動作を制御することにより、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
［変形例１−３］
上記実施の形態では、受電制御部２８は、電力信号Ｓｐ２の交流電圧に基づいて電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得したが、これに限定されるものではない。例えば、図１３に示す受電装置２０Ｂのように、インピーダンス整合回路２４の入力電流（交流電流）を検出する電流検出部２３Ｂを設け、この交流電流に基づいて電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得してもよい。電流検出部２３Ｂとしては、例えば、シャント抵抗を用いることが可能である。この場合には、このシャント抵抗の両端間の電圧を測定することにより、シャント抵抗に流れる電流を得ることができる。また、例えば、電流トランスを用いてもよい。
【０１０７】
電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得する方法はこれらに限定されるものではなく、整流回路２５より前に配置された様々な回路における交流信号に基づいて周波数ｆｐを取得することが可能である。例えば、図１４に示す受電装置２０Ｃのように、受電コイル２１に現れる交流電圧に基づいて電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得してもよいし、受電コイル２１に流れる交流電流を検出する電流検出部２１Ｃを設け、この交流電流に基づいて電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得してもよい。また、複数の手法を組み合わせて、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐを取得してもよい。
【０１０８】
［変形例１−４］
上記実施の形態では、周波数しきい値ｆthを１つ設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、複数の周波数しきい値ｆthを設け、より細かい制御を行うようにしてもよい。
【０１０９】
［変形例１−５］
上記実施の形態では、図３に示したように、周波数ｆ０よりも高い周波数ｆｐの電力信号Ｓｐ１を生成する電力信号生成部１１を用いて給電装置１０を構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、周波数ｆ０よりも低い周波数ｆｐの電力信号Ｓｐ１を生成する電力信号生成部１１Ｄを用いて給電装置１０Ｄを構成してもよい。この場合の受電装置２０Ｄの動作について、以下に説明する。
【０１１０】
図１５は、給電開始時における受電装置２０Ｄの動作のフローチャートを表すものである。この受電装置２０Ｄでは、上記実施の形態に係る受電装置２０と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを目標電圧Ｖtarget1に近づける。そして、ステップＳ１１において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に近い場合には、受電装置２０Ｄの受電制御部２８Ｄは、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐが、あらかじめ設定された所定の周波数しきい値ｆth以上（ｆｐ≧ｆth）であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。すなわち、上記実施の形態に係る受電装置２０では、図６に示したように、ステップＳ１５において、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以下（ｆｐ≦ｆth）であるか否かを判断したが、本変形例に係る受電装置２０Ｄでは、図１５に示したように、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以上（ｆｐ≧ｆth）であるか否かを判断する。
【０１１１】
図１６は、受電装置２０ＤにおけるステップＳ２５，Ｓ１６，Ｓ１７の動作を表すものである。周波数ｆｐが周波数しきい値ｆthよりも小さく（ステップＳ２５）、かつ、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlimよりも低い（ステップＳ１６）場合には、受電装置２０Ｄは、給電装置１０Ｄに対して給電電力の増大を要求する（ステップＳ１７）。この要求に応じて、給電装置１０Ｄの給電制御部１６Ｄは、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを高くするように、電力信号生成部１１Ｄを制御する。このステップＳ２５，Ｓ１６，Ｓ１７を繰り返すことにより、図１６に示したように、周波数ｆｐは、周波数しきい値ｆthに向かって徐々に上昇していき、また、給電電力が上昇するため、電圧Ｖrectは、制限電圧Ｖlimに向かって徐々に上昇していく。このようにして、受電制御部２８Ｄは、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以上になるか（ステップＳ２５）、もしくは、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlim以上になる（ステップＳ１６）まで、給電電力の増大を要求し続ける（ステップＳ１７）。
【０１１２】
このように構成しても、負荷８０の接続直前における電圧Ｖrectを高くすることができるため、その後の負荷８０の接続に応じて電圧Ｖrectが低下しても、電圧Ｖrectが遮断電圧Ｖｂよりも低い電圧にまで低下するおそれを低減することができ、誤動作が生じるおそれを低減し安定して動作可能な給電システムを実現することができる。
【０１１３】
［変形例１−６］
上記実施の形態では、受電装置２０が給電装置１０に対して給電制御信号ＣＴＬを供給したが、これに限定されるものではなく、さらに、給電装置が受電装置に対して給電動作に関するデータを送信できるように構成してもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
【０１１４】
図１７は、本変形例に係る給電装置１０Ｄを表すものである。図１８は、本変形例に係る受電装置２０Ｄを表すものである。給電装置１０Ｄは、通信部１５Ｄを有している。通信部１５Ｄは、上記実施の形態に係る復調部１５の機能に加えて、受電装置２０Ｄに対して、周波数ｆｐについてのデータを送信する機能をも有するものである。受電装置２０Ｄは、通信部２９Ｄと、受電制御部２８Ｄとを有している。通信部２９Ｄは、上記実施の形態に係る変調部２９の機能に加えて、給電装置１０Ｄの通信部１５Ｄから、周波数ｆｐについてのデータを受信し、その受信結果を受電制御部２８Ｄに通知する機能をも有するものである。受電制御部２８Ｄは、上記実施の形態に係る受電制御部２８と同様に、整流回路２５の出力電圧Ｖrectに基づいて、受電装置２０Ｄの動作を制御するものである。その際、この受電制御部２８Ｄは、受電制御部２８と異なり、電力信号Ｓｐ２の交流電圧に基づいてその周波数ｆｐを取得する代わりに、通信部２９Ｄからの通知に基づいて周波数ｆｐを取得するようになっている。このように構成しても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
なお、この例では、給電装置１０Ｄに、復調部１５の機能と周波数ｆｐについてのデータを送信する機能の両方を有する通信部１５Ｄを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、復調部１５と、周波数ｆｐについてのデータを送信するブロックとを、別々に設けてもよい。同様に、この例では、受電装置２０Ｄに、変調部２９の機能と周波数ｆｐについてのデータを受信する機能の両方を有する通信部２９Ｄを設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、変調部２９と、周波数ｆｐについてのデータを受信するブロックとを、別々に設けてもよい。また、通信部１５Ｄおよび通信部２９Ｄは、給電動作を制御するためのデータだけでなく、給電動作と関係のないデータなどをやり取りするようにしてもよい。
【０１１６】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る給電システム２について説明する。上記第１の実施の形態では、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを変更することにより給電電力を変更したが、本実施の形態では、電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを変更することにより給電電力を変更している。なお、上記第１の実施の形態に係る給電システム１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。給電システム２は、図１に示したように、給電装置３０と、受電装置４０を有する電子機器１００を備えている。
【０１１７】
図２に示したように、給電装置３０は、電力信号生成部３１と、給電制御部３６とを有している。電力信号生成部３１は、給電制御部３６からの指示に基づいて、交流の電力信号Ｓｐ１を生成するものである。その際、電力信号生成部３１は、給電制御部３６からの指示に基づいて、電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを変更することができるようになっている。
【０１１８】
給電制御部３６は、給電制御信号ＣＴＬに基づいて給電装置３０の給電動作を制御するものである。その際、給電制御部３６は、電力信号生成部３１が生成する電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを制御して、給電電力を制御する。具体的には、例えば、受電装置４０から給電電力の増大要求があった場合には、給電制御部３６は、電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを大きくするように、電力信号生成部３１を制御する。これにより、給電システム２では、給電装置３０から受電装置４０への給電電力が増加する。また、例えば、受電装置４０から給電電力の低減要求があった場合には、給電制御部３６は、電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを小さくするように、電力信号生成部３１を制御する。これにより、給電システム２では、給電装置３０から受電装置４０への給電電力が低下するようになっている。
【０１１９】
図１９は、受電装置４０の一構成例を表すものである。受電装置４０は、受電制御部４８を有している。受電制御部４８は、整流回路２５の出力電圧Ｖrectに基づいて、受電装置４０の動作を制御するものである。具体的には、受電制御部４８は、整流回路２５の出力電圧Ｖrectに基づいて給電制御信号ＣＴＬを生成するとともに、整流回路２５、レギュレータ２６、および負荷接続部２７の動作を制御するようになっている。
【０１２０】
次に、給電装置３０が給電を開始したときの、受電装置４０の動作を説明する。
【０１２１】
図２０は、給電開始時における受電装置４０の動作のフローチャートを表すものである。図２１は、整流回路２５の出力電圧Ｖrectのタイミング波形図を表すものである。図２１に示したように、タイミングｔ３０において、ユーザが、給電装置３０の給電面Ｓ１上に電子機器１００を配置し、給電装置３０が受電装置４０に対して給電を開始すると、受電装置４０では、受電制御部４８が、整流回路２５およびレギュレータ２６の動作を開始させ、整流回路２５の出力電圧Ｖrectが上昇する。その際、給電装置３０における電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐに応じて、変化直後（起動直後）の電圧Ｖrectの値が異なる。すなわち、起動直後において、例えば、給電装置３０が小さな電圧振幅Ａｐの電力信号Ｓｐ１を生成した場合には、実線で示したように、電圧Ｖrectはある電圧にまで上昇し、例えば、給電装置３０が大きな電圧振幅Ａｐの電力信号Ｓｐ１を生成した場合には、破線で示したように、電圧Ｖrectはより高い電圧に上昇する。このとき、負荷接続部２７はまだ非接続状態である。その後、受電装置４０では、タイミングｔ３１以降において、給電装置３０に対して、給電制御信号ＣＴＬを介して給電電力の増大や低減などを指示し、以下に示すように、所定の条件を満たしたときに、負荷８０に対して直流電力の供給を開始する。
【０１２２】
まず、受電制御部４８は、この起動直後における整流回路２５の出力電圧Ｖrectを電圧Ｖrect0として取得し（ステップＳ３１）、この電圧Ｖrect0が、あらかじめ設定された電圧しきい値Ｖthよりも低い（Ｖrect0＜Ｖth）か否かを判断する（ステップＳ３２）。
【０１２３】
ステップＳ３１において、電圧Ｖrect0が電圧しきい値Ｖthよりも低い場合には、受電制御部４８は、目標電圧Ｖtarget1を電圧Ｖlowに設定する（ステップＳ３３）。また、ステップＳ３１において、電圧Ｖrect0が電圧しきい値Ｖth以上である場合には、受電制御部４８は、目標電圧Ｖtarget1を電圧Ｖhighに設定する（ステップＳ３４）。
【０１２４】
なお、電圧Ｖhighと電圧Ｖlowとの電圧差（Ｖhigh−Ｖlow）は、上記第１の実施の形態に係る受電装置２０と同様に設定することができる。すなわち、例えば、レギュレータ２６の出力電圧Ｖregを５Ｖに設定し、目標電圧Ｖtarget2の最小値を５．２Ｖに設定したときは、電圧Ｖhighと電圧Ｖlowとの電圧差を例えば０．２５Ｖ以上にすることができる。言い換えれば、電圧Ｖhighと電圧Ｖlowとの電圧差を、レギュレータ２６の出力電圧Ｖreg（例えば５Ｖ）の５％以上にすることができる。
【０１２５】
その後、この受電装置４０では、第１の実施の形態に係る受電装置２０と同様に、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを目標電圧Ｖtarget1（電圧Ｖlowまたは電圧Ｖhigh）に近づける。そして、ステップＳ１１において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に近い場合には、受電制御部４０は、負荷接続部２７を接続状態にする（ステップＳ１８）。
【０１２６】
図２１の例では、タイミングｔ３１〜ｔ３２の期間において、起動直後の電圧Ｖrectが低いケース（実線）については、その電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1（電圧Ｖlow）よりも低いので（ステップＳ１１，Ｓ１２）、受電装置４０は、給電装置３０に対して給電電力の増大を要求し（ステップＳ１３）、これに応じて、整流回路２５の出力電圧Ｖrectが上昇する。また、起動直後の電圧Ｖrectが高いケース（破線）については、その電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1（電圧Ｖhigh）よりも高いので（ステップＳ１１，Ｓ１２）、受電装置４０は、給電装置３０に対して給電電力の低減を要求し（ステップＳ１４）、これに応じて、整流回路２５の出力電圧Ｖrectが低下する。そして、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４を繰り返すことにより、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1に向かって徐々に近づいていく。そして、タイミングｔ３２において、電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget1とほぼ等しくなり、受電装置４０は、直流電力を負荷８０に対して供給し始める。
【０１２７】
以上により、このフローは終了する。受電装置４０は、このようなフローにより、負荷８０に対して直流電力の供給を開始する。
【０１２８】
このように、受電装置４０では、目標電圧Ｖtarget1を選択可能に構成したので、誤動作が生じるおそれを低減することができ、安定して動作可能な給電システムを実現することができる。すなわち、受電装置４０では、起動直後において、例えば、給電装置３０が大きな電圧振幅Ａｐの電力信号Ｓｐ１を生成した場合には、目標電圧Ｖtarget1を高い電圧Ｖhighに設定することができる。これにより、負荷８０を接続した直後に電圧Ｖrectが低下しても、その電圧Ｖrectが、受電装置４０の動作に必要な電圧である遮断電圧Ｖｂよりも高くすることができるため、受電装置４０は、引き続き動作を行うことができる。これにより、受電装置４０では、誤動作が生じるおそれを低減することができ、安定して動作可能な給電システムを実現することができる。
【０１２９】
また、受電装置４０では、目標電圧Ｖtarget1を選択可能に構成したので、様々な仕様の給電装置から電力の供給を受けることができ、給電装置の互換性を高めることができる。具体的には、仮に、電圧Ｖrect0に応じて目標電圧Ｖtarget1を設定せずに、目標電圧Ｖtarget1を高い電圧Ｖhighに一律に設定した場合には、大きな電圧振幅Ａｐの電力信号Ｓｐ１を生成することができない給電装置３０を用いることができないおそれがある。そのような給電装置３０が電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを最大に設定しても、受電装置４０において電圧Ｖrectが電圧Ｖhighに到達しないおそれがあるからである。一方、受電装置３０では、目標電圧Ｖtarget1を選択可能に構成したので、起動直後の電圧Ｖrect（電圧Ｖrect0）が低い場合には、目標電圧Ｖtarget1を低い電圧Ｖlowに設定することができるため、様々な仕様の給電装置から電力の供給を受けることができ、給電装置の互換性を高めることができる。
【０１３０】
以上のように本実施の形態では、目標電圧を選択可能に構成したので、誤動作が生じるおそれを低減することができ、安定して動作可能な給電システムを実現することができるとともに、様々な仕様の給電装置から電力の供給を受けることができ、給電装置の互換性を高めることができる。
【０１３１】
［変形例２−１］
上記実施の形態では、２つの電圧Ｖlow，Ｖhighのうちの一方を目標電圧Ｖtarget1として設定したが、これに限定されるものではなく、３つ以上の電圧のうちの１つを目標電圧Ｖtarget1として設定するようにしてもよい。
【０１３２】
［変形例２−２］
上記実施の形態では、受電制御部４８は、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを取得したが、これに限定されるものではなく、さらに、上記第１の実施の形態に係る受電制御部２８と同様に、電力信号Ｓｐ２の周波数ｆｐをも取得してもよい。これにより、電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを変更することにより給電電力を調整する給電装置３０に加え、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを変更することにより給電電力を調整する給電装置１０をも用いることができるため、より様々な仕様の給電装置から電力の供給を受けることができ、給電装置の互換性を高めることができる。以下に、本変形例に係る受電装置５０について、詳細に説明する。
【０１３３】
図２２は、給電開始時における受電装置５０の動作のフローチャートを表すものである。この受電装置５０では、まず、第２の実施の形態に係る受電装置４０と同様に、ステップＳ３１〜Ｓ３４において、起動直後における整流回路２５の出力電圧Ｖrect（電圧Ｖrect0）に基づいて、目標電圧Ｖtarget1を電圧Ｖlowまたは電圧Ｖhighに設定し、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、整流回路２５の出力電圧Ｖrectを目標電圧Ｖtarget1（電圧Ｖlowまたは電圧Ｖhigh）に近づける。その後、第１の実施の形態に係る受電装置２０と同様に、ステップＳ１５〜Ｓ１７において、周波数ｆｐが周波数しきい値ｆth以下になるか、もしくは、電圧Ｖrectが制限電圧Ｖlim以上になるまで、給電電力を増大させる。
【０１３４】
［変形例２−３］
上記実施の形態に係る給電システム２に、上記第１の実施の形態の各変形例を適用してもよい。
【０１３５】
以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【０１３６】
例えば、上記の各実施の形態では、受電装置２０等を電子機器９０等に適用したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、電気自動車など、電子機器以外のものに適用してもよい。
【０１３７】
また、例えば、上記第１の実施の形態等では、電力信号Ｓｐ１の周波数ｆｐを変更することにより給電電力を変更し、第２の実施の形態では、電力信号Ｓｐ１の電圧振幅Ａｐを変更することにより給電電力を変更したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、デューティ比を変更することにより給電電力を変更してもよい。
【０１３８】
また、例えば、上記の各実施の形態において、例えば、給電装置１０等に、図２に示したもの以外の電子回路や電子部品などを追加してもよいし、受電装置２０等に、図４に示したもの以外の電子回路や電子部品などを追加してもよい。具体的には、例えば、給電状態、受電状態、充電状態などを表示する表示部や、給電装置１０等と受電装置２０等との間などで通信を行う通信部、給電装置１０等の上に電子機器９０等が配置されているか否かを検出する検出部、給電装置１０等や受電装置２０等に関連する電気信号を測定するブロック、給電装置１０等と受電装置２０等との間に混入した異物などを検出するブロックなどをさらに備えてもよい。また、例えば、受電装置２０等において、給電装置１０等の給電コイル１４の配設位置を検出するブロックを備えてもよい。これにより、給電装置１０等の外観からは識別しにくい給電コイル１４の配設位置を取得することができるため、給電装置１０等の給電コイル１４に対する受電装置２０等の受電コイル２１の位置合わせを容易にすることができる。同様に、例えば、給電装置１０等において、受電装置２０等の受電コイル２１の配設位置を検出するブロックを備えてもよい。また、給電装置１０等の内部において、給電コイル１４を物理的に移動させるブロックを備えてもよい。
【０１３９】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０１４０】
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
【０１４１】
（１）給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記直流電力の負荷への供給をオンオフする負荷接続部と、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記負荷接続部をオンする制御部と
を備えた受電装置。
【０１４２】
（２）前記制御部は、前記電力信号に応じた第１の信号の信号値と、可変のしきい値との比較結果に基づいて、前記給電電力を制御する
前記（１）に記載の受電装置。
【０１４３】
（３）前記電力信号は交流信号であり、
前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記第１の信号は、前記整流回路の出力電圧に応じた信号である
前記（２）に記載の受電装置。
【０１４４】
（４）前記電力信号は交流信号であり、
前記第１の信号は、前記電力信号の電圧または電流の振幅に応じた信号である
前記（２）に記載の受電装置。
【０１４５】
（５）前記制御部は、前記電力信号の周波数を検出し、その周波数にも基づいて前記給電電力を制御する
前記（３）または（４）に記載の受電装置。
【０１４６】
（６）前記給電装置から、前記電力信号の周波数についての情報を取得する通信部をさらに備え、
前記制御部は、前記周波数にも基づいて前記給電電力を制御する
前記（３）または（４）に記載の受電装置。
【０１４７】
（７）前記制御部は、
前記しきい値を第１のしきい値に設定して、前記第１の信号の信号値を前記第１のしきい値に近づけるように前記給電電力を制御し、
前記第１の信号の信号値が前記第１のしきい値にほぼ到達した後に、前記しきい値を第２のしきい値に設定し、前記周波数が所定の周波数範囲内である場合において、前記第１の信号の信号値が前記第２のしきい値に到達しない範囲で前記給電電力を増大させる
前記（５）または（６）に記載の受電装置。
【０１４８】
（８）前記第１のしきい値は、起動直後の第１の信号の信号値に応じた値である
前記（７）に記載の受電装置。
【０１４９】
（９）前記制御部は、前記周波数が所定の周波数範囲外である場合、または、前記第１の信号の信号値が前記第２のしきい値に到達した場合に、前記負荷接続部をオン状態にする
前記（７）または（８）に記載の受電装置。
【０１５０】
（１０）前記制御部は、前記しきい値を、起動直後の第１の信号の信号値に応じた第１のしきい値に設定して、前記第１の信号の信号値を前記第１のしきい値に近づけるように前記給電電力を制御する
前記（３）または（４）に記載の受電装置。
【０１５１】
（１１）前記制御部は、前記第１の信号の信号値が前記第１のしきい値に到達した場合に、前記負荷接続部をオン状態にする
前記（１０）に記載の受電装置。
【０１５２】
（１２）前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、前記制御部が前記給電電力を制御することにより前記整流回路の出力電圧を調整する際の分解能電圧以上異なる
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の受電装置。
【０１５３】
（１３）前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、前記負荷接続部をオン状態にした後における、前記整流回路の出力電圧と前記直流電力の電圧との差電圧の最小値以上異なる
前記（１）から（１２）のいずれかに記載の受電装置。
【０１５４】
（１４）前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、０．２５Ｖ以上異なる
前記（１）から（１３）のいずれかに記載の受電装置。
【０１５５】
（１５）前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を含み、
前記負荷接続部をオン状態にする直前の前記整流回路の出力電圧は、給電装置の種類、もしくは給電時における前記給電装置と前記受電装置との相対的な配置により、前記負荷接続部をオン状態にした後の前記直流電力の電圧の５％以上異なる
前記（１）から（１４）のいずれかに記載の受電装置。
【０１５６】
（１６）給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成し、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記直流電力の負荷への供給をオンする
受電制御方法。
【０１５７】
（１７）給電装置と、
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記直流電力の負荷への供給をオンオフする負荷接続部と、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記負荷接続部をオンする制御部と
を有する
給電システム。
【０１５８】
（１８）給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記直流電力に基づいて動作する負荷と、
前記直流電力の前記負荷への供給をオンオフする負荷接続部と、
前記電力信号の給電電力を制御し、前記電力信号が可変の基準条件を満たしたときに前記負荷接続部をオンする制御部と
を備えた電子機器。
【符号の説明】
【０１５９】
１，２…給電システム、１０，１０Ｄ，３０…給電装置、１１，３１…電力信号生成部、１２…インピーダンス整合回路、１３…キャパシタ、１４…給電コイル、１５…復調部、１５Ｄ…通信部、１６，３６…給電制御部、２０，２０Ａ〜２０Ｄ，４０，５０…受電装置、２１…受電コイル、２１Ｃ，２３Ｂ…電流検出部、２２…キャパシタ、２４…インピーダンス整合回路、２５…整流回路、２５Ａ…平滑化回路、２６…レギュレータ、２７…負荷接続部、２８，２８Ｂ〜２８Ｄ，４８…受電制御部、２９…変調部、２９Ｄ…通信部、８０…負荷、８１…充電制御部、８２…二次電池、８３…電子回路、９０，１００…電子機器、１１４…給電コイル部、１２１…受電コイル部、ＣＴＬ…給電制御信号、ｆｐ…周波数、ｆth…周波数しきい値、Ｓｐ１，Ｓｐ２…電力信号、Ｓ１…給電面、Ｖｂ…遮断電圧、Ｖhigh，Ｖlow，Ｖrect，Ｖrect0，Ｖreg，Ｖ１…電圧、Ｖlim…制限電圧、Ｖtarget1，Ｖtarget2…目標電圧。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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