(57)【要約】      （修正有）【課題】非接触により複数の携帯端末を同時に効率良く充電することができ、大型の情報端末装置をも充電できる給電システムを提供する。【解決手段】受電装置４０は、第１及び第２の受電ユニット５７Ａ及び５７Ｃを備え、第１及び第２の受電ユニット５７Ａ及び５７Ｃは、受電コイル４２Ａ、４２Ｃと、コンデンサと、受電回路５１Ａ、５１Ｃと、電源回路５３Ａ、５３Ｃ、無線通信部５５Ａ、５５Ｃとをそれぞれ備える。受電装置は、第１及び第２の受電ユニット５７Ａ及び５７Ｃの電源回路５３Ａ、５３Ｃから出力される直流電源を合成して駆動用の電源を出力する電源合成回路７０を有し、小電流により駆動用の電源を出力する場合には、第１又は第２の受電ユニット５７Ａ又は５７Ｃからの直流電源の選択により駆動用の電源を出力し、駆動用の電源の電流値の増大により、第１及び第２の受電ユニット５７Ａ及び５７Ｃからの直流電源により駆動用の電源を出力する。【選択図】図１０
0003186447.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
給電装置から受電装置に非接触により電力を供給する給電システムにおいて、
前記給電装置は、
少なくとも第１及び第２の給電ユニットを備え、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
前記受電装置に電力を送出する給電コイルと、
前記給電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電装置とのデータ通信に供する給電装置側の無線通信部と、
前記給電装置側の無線通信部の通信結果に基づいて、前記直列共振回路の駆動を制御する制御部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の給電ユニットに対応する第１及び第２の受電ユニットを備え、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記給電装置からの電力を受信する受電コイルと、
前記受電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電コイルに誘起される電力を整流して直流電源を出力する電源回路と、
前記受電コイルの端子間電圧を前記給電装置に通知する受電装置の無線通信部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路から出力される直流電源を合成して駆動用の電源を出力する電源合成回路を有し、
前記電源合成回路は、
小電流により前記駆動用の電源を出力する場合には、前記第１又は第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源の選択により前記駆動用の電源を出力し、
前記駆動用の電源の電流値の増大により、前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源により前記駆動用の電源を出力する
給電システム。
【請求項２】
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記直流電源の電流値の低下を、対応する第１及び第２の給電ユニットに通知し、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
対応する前記第１及び第２の受電ユニットからの電流値の低下の通知により、前記給電コイルの駆動を低減することにより、
前記電源合成回路における直流電源の選択に対応して、前記第１又は第２の給電ユニットにおける前記給電コイルの駆動を切り替える
請求項１に記載の給電システム。
【請求項３】
受電コイルを備えた受電装置に非接触により電力を供給する給電装置において、
少なくとも第１及び第２の給電ユニットを備え、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
前記受電装置に電力を送出する給電コイルと、
前記給電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電装置とのデータ通信に供する給電装置側の無線通信部と、
前記給電装置側の無線通信部の通信結果に基づいて、前記直列共振回路の駆動を制御する制御部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の給電ユニットに対応する第１及び第２の受電ユニットを備え、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記給電装置からの電力を受信する受電コイルと、
前記受電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電コイルに誘起される電力を整流して直流電源を出力する電源回路と、
前記受電コイルの端子間電圧を前記給電装置に通知する受電装置の無線通信部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路から出力される直流電源を合成して駆動用の電源を出力する電源合成回路を有し、
前記電源合成回路は、
小電流により前記駆動用の電源を出力する場合には、前記第１又は第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源の選択により前記駆動用の電源を出力し、
前記駆動用の電源の電流値の増大により、前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源により前記駆動用の電源を出力し、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記直流電源の電流値の低下を、対応する第１及び第２の給電ユニットに通知し、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
対応する前記第１及び第２の受電ユニットからの電流値の低下の通知により、前記給電コイルの駆動を低減することにより、
前記電源合成回路における直流電源の選択に対応して、前記第１又は第２の給電ユニットにおける前記給電コイルの駆動を切り替える
給電装置。
【請求項４】
非接触により給電装置から供給される電力を受信する受電装置において、
前記給電装置は、
少なくとも第１及び第２の給電ユニットを備え、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
前記受電装置に電力を送出する給電コイルと、
前記給電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電装置とのデータ通信に供する給電装置側の無線通信部と、
前記給電装置側の無線通信部の通信結果に基づいて、前記直列共振回路の駆動を制御する制御部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の給電ユニットに対応する第１及び第２の受電ユニットを備え、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記給電装置からの電力を受信する受電コイルと、
前記受電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電コイルに誘起される電力を整流して直流電源を出力する電源回路と、
前記受電コイルの端子間電圧を前記給電装置に通知する受電装置の無線通信部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路から出力される直流電源を合成して駆動用の電源を出力する電源合成回路を有し、
前記電源合成回路は、
小電流により前記駆動用の電源を出力する場合には、前記第１又は第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源の選択により前記駆動用の電源を出力し、
前記駆動用の電源の電流値の増大により、前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源により前記駆動用の電源を出力する
受電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、非接触により携帯端末等に電源を供給する給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触により各種の機器に電源を供給する方法が提案されている。このような方法のうちの１つは電磁誘導を利用した給電方法であり、例えば特開２００８−２９５２３１号公報にはこの方法により携帯端末を充電する工夫が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９５２３１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの種の給電方法を利用して、非接触により複数の携帯端末を同時に効率良く充電することができれば、便利であると考えられる。またさらに大型の情報端末装置をも充電することができれば、便利であると考えられる。
【０００５】
本考案は以上の点を考慮してなされたものであり、非接触により複数の携帯端末を同時に効率良く充電することができ、さらには大型の情報端末装置をも充電することができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
係る課題を解決するために本考案は、以下のように構成される。
【０００７】
（１）  給電装置から受電装置に非接触により電力を供給する給電システムにおいて、
前記給電装置は、
少なくとも第１及び第２の給電ユニットを備え、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
前記受電装置に電力を送出する給電コイルと、
前記給電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電装置とのデータ通信に供する給電装置側の無線通信部と、
前記給電装置側の無線通信部の通信結果に基づいて、前記直列共振回路の駆動を制御する制御部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の給電ユニットに対応する第１及び第２の受電ユニットを備え、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記給電装置からの電力を受信する受電コイルと、
前記受電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電コイルに誘起される電力を整流して直流電源を出力する電源回路と、
前記受電コイルの端子間電圧を前記給電装置に通知する受電装置の無線通信部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路から出力される直流電源を合成して駆動用の電源を出力する電源合成回路を有し、
前記電源合成回路は、
小電流により前記駆動用の電源を出力する場合には、前記第１又は第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源の選択により前記駆動用の電源を出力し、
前記駆動用の電源の電流値の増大により、前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源により前記駆動用の電源を出力する。
【０００８】
（１）によれば、受電ユニットから受電コイルの端子間電圧を給電装置に通知するようにして、受電装置とのデータ通信の通信結果に基づいて、直列共振回路の駆動を制御することにより、第１及び第２の給電ユニットに対応する構成をそれぞれ備えている携帯端末を同時並列的にかつ効率良く充電することがきる。また受電装置では、この第１及び第２の給電ユニットに係る２系統により電力の供給を受けて充電することができ、これにより大型の情報端末装置をも充電することができる。またこの充電において、満充電に近づいて充電電流が低減した場合には、系統数を１系統に切り替えて無駄な電力消費を防止することができる。
【０００９】
（２）  （１）において、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記直流電源の電流値の低下を、対応する第１及び第２の給電ユニットに通知し、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
対応する前記第１及び第２の受電ユニットからの電流値の低下の通知により、前記給電コイルの駆動を低減することにより、
前記電源合成回路における直流電源の選択に対応して、前記第１又は第２の給電ユニットにおける前記給電コイルの駆動を切り替える。
【００１０】
（２）によれば、受電装置側における系統数の切り替えに連動して、給電装置側でも給電ユニットの動作を切り替えることができ、一段と無駄な電力消費を低減することができる。
【００１１】
（３）  受電コイルを備えた受電装置に非接触により電力を供給する給電装置において、
少なくとも第１及び第２の給電ユニットを備え、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
前記受電装置に電力を送出する給電コイルと、
前記給電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電装置とのデータ通信に供する給電装置側の無線通信部と、
前記給電装置側の無線通信部の通信結果に基づいて、前記直列共振回路の駆動を制御する制御部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の給電ユニットに対応する第１及び第２の受電ユニットを備え、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記給電装置からの電力を受信する受電コイルと、
前記受電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電コイルに誘起される電力を整流して直流電源を出力する電源回路と、
前記受電コイルの端子間電圧を前記給電装置に通知する受電装置の無線通信部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路から出力される直流電源を合成して駆動用の電源を出力する電源合成回路を有し、
前記電源合成回路は、
小電流により前記駆動用の電源を出力する場合には、前記第１又は第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源の選択により前記駆動用の電源を出力し、
前記駆動用の電源の電流値の増大により、前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源により前記駆動用の電源を出力し、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記直流電源の電流値の低下を、対応する第１及び第２の給電ユニットに通知し、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
対応する前記第１及び第２の受電ユニットからの電流値の低下の通知により、前記給電コイルの駆動を低減することにより、
前記電源合成回路における直流電源の選択に対応して、前記第１又は第２の給電ユニットにおける前記給電コイルの駆動を切り替える。
【００１２】
（３）によれば、受電ユニットから受電コイルの端子間電圧を給電装置に通知するようにして、データ通信結果に基づいて、直列共振回路の駆動を制御することにより、第１及び第２の給電ユニットに対応する構成をそれぞれ備えている携帯端末を同時並列的にかつ効率良く充電することがきる。また受電装置では、この第１及び第２の給電ユニットに係る２系統により電力の供給を受けて充電することができ、これにより大型の情報端末装置をも充電することができる。またこの充電において、満充電に近づいて充電電流が低減した場合には、系統数を１系統に切り替えて無駄な電力消費を防止することができる。また給電装置では、受電装置における系統数の切り替えに連動して、給電ユニットの動作を切り替えることができ、一段と無駄な電力消費を低減することができる。
【００１３】
（４）  非接触により給電装置から供給される電力を受信する受電装置において、
前記給電装置は、
少なくとも第１及び第２の給電ユニットを備え、
前記第１及び第２の給電ユニットは、
前記受電装置に電力を送出する給電コイルと、
前記給電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電装置とのデータ通信に供する給電装置側の無線通信部と、
前記給電装置側の無線通信部の通信結果に基づいて、前記直列共振回路の駆動を制御する制御部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の給電ユニットに対応する第１及び第２の受電ユニットを備え、
前記第１及び第２の受電ユニットは、
前記給電装置からの電力を受信する受電コイルと、
前記受電コイルと直列共振回路を構成するコンデンサと、
前記受電コイルに誘起される電力を整流して直流電源を出力する電源回路と、
前記受電コイルの端子間電圧を前記給電装置に通知する受電装置の無線通信部とをそれぞれ備え、
前記受電装置は、
前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路から出力される直流電源を合成して駆動用の電源を出力する電源合成回路を有し、
前記電源合成回路は、
小電流により前記駆動用の電源を出力する場合には、前記第１又は第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源の選択により前記駆動用の電源を出力し、
前記駆動用の電源の電流値の増大により、前記第１及び第２の受電ユニットの前記電源回路からの直流電源により前記駆動用の電源を出力する。
【００１４】
（４）によれば、受電ユニットから受電コイルの端子間電圧を給電装置に通知するようにして、データ通信結果に基づいて、直列共振回路の駆動を制御することにより、第１及び第２の給電ユニットに対応する構成をそれぞれ備えている携帯端末を同時並列的にかつ効率良く充電することがきる。また受電装置では、この第１及び第２の給電ユニットに係る２系統により電力の供給を受けて充電することができ、これにより大型の情報端末装置をも充電することができる。またこの充電において、満充電に近づいて充電電流が低減した場合には、系統数を１系統に切り替えて無駄な電力消費を防止することができる。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、非接触により複数の携帯端末を同時に効率良く充電することができ、さらには大型の情報端末装置をも充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の第１実施形態の給電システムに係る給電装置を示す図である。
【図２】図１の給電装置の分解斜視図である。
【図３】受電装置を示す図である。
【図４】給電装置の内部構造を示す斜視図である。
【図５】ノート型パソコンに適用される受電装置を示す図である。
【図６】図３の受電装置のブロック図である。
【図７】図６の受電装置における制御回路の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図１の受電装置のブロック図図である。
【図９】図９の給電装置における制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図５の受電装置のブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
以下、本考案の実施形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１８】
〔第１実施形態〕
〔全体構成〕
図１は、本考案の第１実施形態に係る給電システムに係る給電装置を示す図である。この給電システム１は、給電装置２から非接触で供給される電源によりスマートフォンによる携帯端末３を充電する。
【００１９】
ここで給電装置２は、図２に分解斜視図により示すように、略矩形形状によるケース４に充電に供する電気的な構成を収納して本体部５が形成され、この本体部５の長手方向、両端部に設けられた断面矩形形状による長穴に、透明板材による脚部６Ａ、６Ｂの中央突起を差し込むことにより、本体部５と脚部６Ａ、６Ｂとが一体化される。またこのように一体化して本体部５より突出する脚部６Ａ、６Ｂの中央突起を、透明板材による上板７に設けられた矩形形状による長穴に挿入することにより、本体部５及び脚部６Ａ、６Ｂに、上板７が一体化されて作製される。これにより給電装置２は、電気的な構成を収納するケース４を構造体として有効に利用して脚部６Ａ、６Ｂ、上板７を一体化し、これにより簡易に組み立てることができる。給電装置２は、このようにして組み立てられてなる上板７が、充電に供する各種の携帯端末３を載置する載置部に割り当てられる。
【００２０】
給電装置２は、本体部５の側方に設けられたコネクタ１１にＡＣアダプターを介して商用電源の供給を受け、側方に設けられた電源スイッチ１２の操作により電源ランプ１３が点灯して動作を開始する。この状態で上板７の上の所定位置に、携帯端末３が載置されると、当該携帯端末３に非接触により受電用の電源を供給して携帯端末３を充電する。また発光ダイオードによる表示部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３で充電状態を表示する。給電装置２は、ケース３の上面の凹条により３つのマーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３がそれぞれ矩形形状により形成され、これら３つのマーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３を上板７を介して見て取ることができるように構成される。これにより給電装置２は、各マーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３を目印に、携帯端末３を載置することにより、小型の携帯端末３を最大で３台、同時に充電することができるように構成される。
【００２１】
これに対して携帯端末３は、スマートフォン等の情報処理端末であり、内蔵のバッテリーによる電源により携帯して使用する情報処理端末である。携帯端末３は、側方及び背面の一部を覆うカバーの形状による受電装置２４が設けられる。受電装置２４は、給電装置２からの電力を受信して携帯端末３にこの電力を供給する装置であり、内側に設けられたコネクタにより携帯端末３に接続されて、受信した電力を携帯端末３に供給する。また受電装置２４は、給電装置２における給電の制御に必要な情報を給電装置２に送信する。
【００２２】
これによりこの給電システム１では、携帯機器が対応する構成を備えている場合には複数台の携帯機器を同時並列的に充電することができるものの、例えば後述するノート型パソコンについては、充電可能な台数が１台に制限される。
【００２３】
図３は、この受電装置２４の内部構造を示す斜視図である。受電装置２４は、携帯端末３に着脱可能に構成され、背面側に受電コイル２５が設けられる。ここで受電コイル２５は、給電装置２からの電力を受信するコイルである。受電コイル２５は、リッツ線によるマグネットワイヤにより扁平の円盤形状又は楕円形状により形成される。受電装置２４は、携帯端末３の下側端に対応する部位に配線基板２６が設けられ、この配線基板２６に設けられたコネクタ２７を介して携帯端末３に接続される。受電装置２４は、この配線基板２６に、受電コイル２５が接続され、さらにこの受電コイル２５による受電の処理に必要な各種の処理回路、発光ダイオード２８等が設けられる。しかして受電装置２４には、この発光ダイオード２８による表示部２４Ａが設けられ（図１）、この表示部２４Ａにより携帯端末３に対する充電動作の状態を表示する。
【００２４】
なおこの図１及び図３に示す例では、携帯端末３の側方及び背面の一部を覆うカバー形状による受電装置２４が示されているものの、この実施形態では、この受電装置２４の他に、携帯端末３の表面及び裏面をそれぞれ覆うシート材を、携帯端末３の厚みによるシート材により接続した形状による受電装置も用意されている。このシート材による受電装置の場合、使用する携帯端末３の厚みが多少異なる場合でも、この厚みの変化に柔軟に対応して使用することができる。
【００２５】
図４は、給電装置２の内部構造を示す図である。給電装置２は、ケース４の内側に配線基板３１が設けられる。この配線基板３１には、表示部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に係る発光ダイオード、電源ランプ１３に係る発光ダイオード、コネクタ１１、電源スイッチ１２が実装される。さらに配線基板３１には、マーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３に対応する部位に給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが設けられ、この給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに係る構成が実装される。ここで給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、受電コイル２５と同様に、リッツ線によるマグネットワイヤを巻き線した扁平の円盤形状は楕円形状により形成される。
【００２６】
図５は、ノート型パソコンに適用される受電装置を示す図である。この受電装置４０は、ノート型パソコンの表示画面を囲むように額縁が作製されてなる収納部にノート型パソコンを収納可能に構成され、さらにこの額縁の部位を覆い隠すように、蓋部４１が設けられる。受電装置４０は、ノート型パソコンを収納する部位の裏面側に、マーカーＭ１及びＭ３に対応する受電コイル４２Ａ、４２Ｃが収納される。さらにこの受電コイル４２Ａ、４２Ｃに係る種々の構成を実装した配線基板が収納され、さらには受電コイル４２Ａ、４２Ｃで受電した電力をノート型パソコンに供給するコネクタ４３等が設けられる。
【００２７】
図６は、受電装置２４の構成を示すブロック図である。ここで携帯端末３では、コネクタ２７を介して受電装置２４から充電用電源の供給を受け、制御部による充放電制御により、内蔵の二次電池を充電し、またこの二次電池の電力により動作する。なおこの制御部による充放電制御は、二次電池の端子電圧等の監視により、二次電池の過充電、過放電を防止する制御である。これにより携帯端末３では、二次電池の満充電により二次電池への電力の供給が停止制御されて充電を終了することになる。これによりこの給電システム１では、コネクタ２７を介して流出する充電電流により、さらにはコネクタ２７の端子電圧により、携帯端末３における充電処理の完了を検出することができる。これにより受電装置２４では、この検出原理により携帯端末３における充電処理の完了を検出して給電装置２に通知する。
【００２８】
すなわち受電装置２４では、受電コイル２５に誘起される電力により携帯端末３の充電用電源を作製する受電ユニット５７を備え、この受電ユニット５７の受電回路５１に受電コイル２５の両端が接続される。ここで受電回路５１は、受電コイル２５と直列共振回路を構成するコンデンサが設けられており、受電コイル２５の端子電圧を整流して制御回路５２、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５３は、制御回路５２の制御により動作を開始し、受電回路５１からの出力電圧を携帯端末３の充電に必要な電圧に変換して出力する。受電装置２４は、このＤＣ−ＤＣコンバータ５３の出力電圧を、充電状態キープ回路５４を介してコネクタ２７に出力する。ここで充電状態キープ回路５４は、出力電圧のリップル等を抑圧して携帯端末３における充電状態を継続する平滑コンデンサ等により構成される。
【００２９】
また受電装置２４では、受電回路５１の出力によりデータ通信回路５５及び制御回路５２の動作用電源が生成され、これにより給電装置２に載置されると、データ通信回路５５及び制御回路５２が動作を開始するように構成される。データ通信回路５５は、制御回路５２の制御により、制御回路５２から出力される送信データを変調して受電コイル２５を駆動し、これにより受電コイル２５をアンテナとして利用して所望の送信データを給電装置２に送出する。ここでこの送信データは、給電装置２との認証に供する識別情報、コネクタ２７を介して検出される出力電圧及び充電電流、受電回路５１で検出される受電コイル２５の端子電圧（振幅値）等である。これにより受電装置２４では、給電装置２側で、コネクタ２７を介して検出される出力電圧及び充電電流により携帯端末３の充電状況を把握できるように構成され、また受電コイル２５の端子電圧により電力伝送の効率を確認できるように構成される。また認証に供する識別情報により給電装置２で対応する受電装置２４の載置を確認できるように構成される。またデータ通信回路５５は、制御回路５２の制御により動作を切り替え、給電装置２から送出された各種のデータを受信して制御回路５２に出力し、これにより制御回路５２において、認証結果、給電装置２に置ける動作モードの切り替え等を把握できるように構成される。
【００３０】
制御回路５２は、この受電装置２４の動作を制御するコンピュータであり、所定の処理手順に従って各部の動作を制御することにより、給電装置２からの電力により携帯端末３を充電する。
【００３１】
図７は、この制御回路５２の制御による受電装置４０の動作を示すフローチャートである。受電装置２４は、受電回路５１から電源の供給が開始されると動作を開始してデータ通信回路５５の動作を立ち上げ（ステップＳＰ１−ＳＰ２）、送信データを送出して給電装置２を呼び出す（ステップＳＰ３）。ここで給電装置２から応答が得られると受電装置２４に固有の識別コードである識別情報を認証用のデータとして、データ通信回路５５から給電装置２に通知し、これにより認証の処理を行う（ステップＳＰ４）。
【００３２】
ここで正しく認証処理できた場合、給電システム１では、給電装置２において対応する給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの駆動が切り替えられ、これにより携帯端末３への電力の供給に十分な電力の供給が給電装置２から開始される。制御回路５２は、これにより正しく認証処理できた場合にはＤＣ−ＤＣコンバータ５３の動作を立ち上げて携帯端末３への充電用電力の供給を開始する（ステップＳＰ５）。またこのようにして電力の供給を開始すると、受電コイル２５の端子電圧、充電電圧、充電電流を一定の時間間隔で検出し、検出結果をデータ通信回路５５から給電装置２に通知し、これにより給電装置２で各種の調整処理を実行し、さらには携帯端末３の充電状況を監視できるようにする（ステップＳＰ６）。
【００３３】
このようにして一連の処理を実行するようにして、制御回路５２は、正しく認証処理できなかった場合には、発光ダイオード（ＬＥＤ）２８を赤色により点滅表示する。なおこのように正しく認証処理できない場合は、携帯端末３を載置した給電装置が、この給電システム１に係る給電装置２は異なるシステムに係るものである場合等である。これに対して正しく認証処理され、充電用電源の供給を開始すると、発光ダイオード（ＬＥＤ）２８を赤色により点灯させる。
【００３４】
またこのようにして充電の処理を開始して、充電電流の監視により満充電が検出されると（ステップＳＰ７）、発光ダイオード２８を消灯させる。またこの場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の動作を停止制御すると共に、充電処理の終了を給電装置２に通知し、給電装置２への動作状況（受電コイルの端子電圧、充電電圧、充電電流）の通知を停止する。なお制御回路５２は、受電コイルの端子電圧、充電電圧、充電電流で異常が検出されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３の動作を停止制御すると共に、給電装置２に異常を通知する。またこの場合、正しく認証処理できなかった場合と同様に発光ダイオード２８を駆動する。これによりこの給電システム１では、受電装置２４のコネクタ２７における端子間の短絡事故等を検出し、この事故による損傷を有効に回避する。
【００３５】
図８は、給電装置２の構成を示すブロック図である。給電装置２において、給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、同一構成による給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃにそれぞれ設けられる。なおこれにより以下においては、給電ユニット６０Ａについてのみ詳細構成を説明し、他の給電ユニット６０Ｂ、６０Ｃについては、重複した説明を省略する。ここで給電ユニット６０Ａにおいて、駆動回路６３Ａは、給電コイル３２Ａと共に直列共振回路を構成するコンデンサを備え、この直列回路を一定の時間間隔で、一定時間の間、電源に接続する。これにより給電ユニット６０Ａは、正弦波状の共振電流によりこの直列共振回路に係る給電コイル３２Ａを駆動し、この給電コイル３２Ａと対応する受電コイルとの電磁誘導により充電用の電源を送出する。
【００３６】
ここで以下において、直列共振回路の電源への接続に係る一定の時間間隔の逆数を駆動周波数と定義する。またこの一定の時間間隔の一周期に対して、直列共振回路を電源に接続する期間の比率をデューティーと呼ぶ。駆動回路６３Ａは、駆動周波数、デューティー、直列共振回路を接続する電源電圧を、制御回路６２Ａの制御により可変して直列共振回路を駆動する。
【００３７】
データ通信回路６１Ａは、受電装置２４のデータ通信回路５５に対応する構成であり、制御回路６２Ａの制御により受電装置２４との間で各種のデータを送受し、また送受に係るデータを制御回路６２Ａとの間で送受する。
【００３８】
制御回路６２Ａは、給電ユニット６０Ａの動作を制御するコンピュータであり、制御部６５の制御により動作モードを切り替える。ここでこの動作モードのうちのアイドリングモードでは、受電装置２４において受電回路５１、制御回路５２、データ通信回路５５についてのみ駆動可能な小さな電力により電力を送出するように、低い電源電圧による直列共振回路の駆動を駆動回路６３Ａに指示し、これによりこのアイドリングモードにおいては、無駄な電力の消費を回避して、対応する載置位置に携帯端末３が載置されると、この携帯端末３に係る受電回路５１、制御回路５２、データ通信回路５５の動作を立ち上げて認証処理を実行できるようにする。
【００３９】
これに対して充電モードでは、高い電源電圧により直列共振回路を駆動するように駆動回路６３Ａの動作を制御した状態で、データ通信回路６１Ａを介して得られる受電装置２４からの通知に基づいて、受電装置２４の受電コイル２５の端子電圧が最大値になるように、いわゆる山登り法により駆動周波数を可変するように駆動回路６３Ａに駆動周波数の変更を指示し、これにより最も伝送効率の良い駆動周波数により電力を送出する。
【００４０】
また制御回路６２Ａは、この充電モードにおいて、給電コイル３２Ａのピーク電流を監視し、このピーク電流値が一定電流値を超えないように、デューティーを可変し、これにより給電コイル３２Ａの異常発熱等を防止する。しかしてこのようにデューティーを可変制御することにより、例えばショートリングとして機能する車のキー等の金属部材が上板７の上に置かれている場合であって、この金属部材の異常発熱を防止して、さらには給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの異常発熱を防止して、安全を図ることができる。
【００４１】
また制御回路６２Ａは、この充電モードにおいて、データ通信回路６１Ａを介して検出される受電装置２４における充電電圧、充電電流、受電コイルの端子電圧を制御部６５に通知する。またこれら受電装置２４における充電電圧、充電電流、受電コイルの端子電圧の異常により、アイドリングモードに動作を切り替え、さらにこれらの異常、動作モードの切り替えを制御部６５に通知する。
【００４２】
これらによりこの給電装置２では、各給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃをそれぞれ給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃにより駆動して、３台の携帯端末を同時並列的にかつそれぞれ効率良く充電できるように構成される。
【００４３】
すなわちそれぞれ駆動周波数、デューティーを可変して給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを駆動することにより、給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに対してそれぞれ充電に供する携帯端末の載置位置が種々に異なる場合であっても、さらには充電対象が異なる場合であっても、それぞれ最も給電効率の良い条件により、給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの異常を有効に回避して給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃからの電力により複数の携帯端末を同時並列的に充電することができる。また給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃをそれぞれ個別に駆動することにより、１台、又は２台の携帯端末だけ充電する場合でも、無駄な電力消費を有効に回避することができる。また３つの給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのうちの、特定の給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの上に、車のキー等の金属片が載置された場合でも、この金属片の加熱を有効に回避して、他の給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃで携帯端末を充電することができる。
【００４４】
またこのように給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを個別に駆動することにより、例えばノート型コンピュータのように充電電流の大きな情報端末については、これら３つの給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの全てを使用して、又はこれら３つの給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの２つを使用して、３系統又は２系統により充電用の電源を供給することができる。またこの場合、後述する受電装置側の工夫により、充電の経過により充電電流が減少した場合には、充電に供する系統数を低減させて無駄な電力消費を防止することもできる。
【００４５】
すなわち制御部６５は、この給電装置２の動作を制御するコンピュータであり、図９は、この制御部６５の処理手順を示すフローチャートである。制御部６５は、この図９に示す処理手順を給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ毎に実行する。
【００４６】
この処理手順において、制御部６５は、電源スイッチ１２の操作により動作を立ち上げると、給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃをアイドリングモードに設定し（ステップＳＰ１２）、これによりマーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３の何れかを目標に携帯端末３が載置された場合、この携帯端末３に係る受電装置２４において、受電回路５１等が動作を立ち上げることができるようにする。
【００４７】
これによりマーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３の何れかを目標にして携帯端末３が載置されると、この携帯端末３に係る受電装置２４からの呼び出しが受信され、この呼び出しが対応する給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの制御回路６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃから通知される（ステップＳＰ１３）。この通知により制御部６５は、対応する受電ユニットの制御回路６２Ａを介して載置された受電装置２４に係る認証用データを取得して認証処理を実行する（ステップＳＰ１４）。
【００４８】
ここでこの載置された受電装置が、この給電装置２に対応する受電装置である場合、正しく認証が得られることにより、制御部６５は、この認証処理に係る給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの制御回路６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃに充電モードへの動作モードの切り替えを指示する（ステップＳＰ１５−ＳＰ１６）。なお正しく認証できない場合、他の携帯端末が載置された場合等であることにより、制御部６５は、アイドリングモードを維持する。
【００４９】
またこのように動作モードを充電モードに切り替えて、対応する制御回路６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃから通知される充電電圧、充電電流より満充電が検出されると、充電モードをアイドリングモードに切り替えるように指示する（ステップＳＰ１７−ＳＰ１２）。また満充電が検出される前に、受電装置２４との間のデータ通信（充電電圧、充電電流の通知）が途絶えると、この場合、満充電になる前にユーザが携帯端末を取り去った場合であることにより、充電モードをアイドリングモードに切り替えるように指示する（ステップＳＰ１８−ＳＰ１２）。
【００５０】
このようにししてアイドリングモード、充電モードにより給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの動作を制御するようにして、充電モードにおいては、表示部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に係る対応する発光ダイオードを赤色により発光させ、満充電となるとこの赤色の発光を緑色の発光に切り替える。また充電モードにおいて、給電ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの制御回路６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃから充電モードの中止が通知されると、この赤色による発光を、赤色による点滅に切り替える。また各給電コイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに配置した温度センサ６７により異常な温度上昇が検出されると、この場合も、アイドリングモードに動作を切り替え、赤色による発光ダイオードＬ１、Ｌ２、Ｌ３の発光を、赤色による点滅に切り替える。
【００５１】
図１０は、ノート型パソコンに適用される受電装置を示すブロック図である。この受電装置４０は、受電コイル４２Ａ、４２Ｃによりそれぞれ受電ユニット５７Ａ、５７Ｃが構成される。ここで受電ユニット５７Ａ、５７Ｃは、受電装置２４に係る受電ユニット５７と同一に構成される。すなわち受電ユニット５７Ａ、５７Ｃは、受電コイル４２Ａ、４２Ｃとそれぞれ直列共振回路を構成するコンデンサを備え、さらに受電コイル４２Ａ、４２Ｃに誘起される電力により直流電源を生成する受電回路５１Ａ、５１Ｃ、この受電回路５１Ａ、５１Ｃによる電源により動作を開始して受電ユニット５７Ａ、５７Ｃに係る各部の動作を制御する制御回路５２Ａ、５２Ｃ、給電装置２とのデータ通信に供するデータ通信回路５５Ａ、５５Ｃ、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３Ａ、５３Ｃを備える。これによりこのノート型パソコンに係る受電装置４０では、２系統により動作用電源を生成できるように構成される。
【００５２】
この受電装置４０において、電源合成回路７０は、受電ユニット５７Ａ、５７Ｃから出力される充電用電源を受け、１方の受電ユニット５７Ｃからの充電用電源については、直接コネクタ４３の対応する端子に出力する。これに対して残りの受電ユニット５７Ａからの充電用電源については、順方向接続によるダイオード７１を介して受電ユニット５７Ｃからの充電用電源に接続する。
【００５３】
ここで受電ユニット５７Ａ、５７Ｃに係るＤＣ−ＤＣコンバータ５３Ａ、５３Ｃは、一定の基準電流より出力電流が増大すると、徐々に定格電圧から出力電圧が低下する電圧低下制御方式（いわゆるへの字特性である）により構成される。これにより受電装置４０では、コネクタ４３に供給する充電電流が受電ユニット５７Ａの定格電流以下の場合には、受電ユニット５７ＣのＤＣ−ＤＣコンバータ５３Ｃからの出力電圧によっては、ダイオード７１がオン動作しないように、ダイオード７１の両端電圧が維持され、この場合１系統によりノート型パソコンに充電用電源を供給する。
【００５４】
これに対してコネクタ４３に供給する充電電流が受電ユニット５７Ｃの定格電流より増大すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ５３Ｃの出力電圧の電圧降下によりダイオード７１がオン動作し、これによりこの場合、２系統によりノート型パソコンに充電用電源を供給する。
【００５５】
これにより受電装置４０は、２系統によりノート型パソコンに充電用電源を供給するようにして、消費電力の大きな機器についても充分に充電用電源を供給できるようにする。またこのように２系統により充電用電源を供給するようにして、満受電に近づいて必要な電力が低減した場合は、これら２系統のうちの１系統からの電源の供給を停止制御し、これにより無駄な電力消費を低減する。
【００５６】
しかしてこのようにして電源の供給を停止してなる受電ユニット５７Ａおいては、制御回路５２Ａの制御によりＤＣ−ＤＣコンバータ５３Ａの動作が停止制御され、さらにこの電源の供給停止を給電装置２に通知することにより、給電装置２では、対応する給電ユニット６０Ｃが動作モードを充電モードからアイドリングモードに切り替え、これらによりこの給電システム１では、無駄な電力消費を低減することができる。
【００５７】
以上の構成によれば、給電装置に複数の給電ユニットを設けるようにして、各給電ユニットでそれぞれ対応する受電コイルへの電力伝送を制御することにより、非接触により複数の携帯端末を同時に効率良く充電することができる。またこのように給電装置を構成して、ノート型パソコンに適用される受電装置では、複数の受電ユニットを設けることにより、複数系統により非接触で電力供給を受けることができるように構成され、これにより
大型の情報端末装置についても十分に充電することができる。
【００５８】
また電源合成回路７０を介して２系統の電源を１系統にまとめて出力するようにして、電流の減少により系統数を低減することにより、無駄な電力消費を有効に回避して効率良く電源を伝送することができる。またこの系統数の低減に対応するように、給電装置側でも系統数を低減することにより、一段と無駄な電力消費を防止することができる。
【００５９】
〔他の実施形態〕
以上、本考案の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本考案は、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更し、さらには従来構成と組み合わせることができる。
【００６０】
すなわち上述の実施形態では、携帯端末と別体に受電装置を構成し、携帯端末に受電装置を接続して使用する場合について述べたが、本考案はこれに限らず、携帯端末を受電装置と一体に構成してもよい。
【００６１】
また上述の実施形態では、給電コイル、受電コイルを介して受電装置と給電装置との間でデータ通信する場合について述べたが、本考案はこれに限らず、別途、アンテナを設けてデータ通信するように構成してもよい。
【００６２】
また上述の実施形態では、スマートフォン、ノートパソコンによる携帯端末において二次電池を充電する場合について述べたが、本考案はこれに限らず、例えば電子スチルカメラ、ビデオカメラ等の携帯機器を充電する場合等に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  給電システム
２  給電装置
３  携帯端末
４  ケース
５  本体部
６Ａ、６Ｂ  脚部
７  上板
１１、２７、４３  コネクタ
１２  電源スイッチ
１３  電源ランプ
２４、４０  受電装置 
２４Ａ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  表示部
２５、４２Ａ、４２Ｃ  受電コイル
２６  配線基板
２８  発光ダイオード
３１  配線基板
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ  給電コイル
４１  蓋部
５１、５１Ａ、５１Ｃ  受電回路
５２、５２Ａ、５２Ｃ、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ  制御回路
５３、５３Ａ、５３Ｃ  ＤＣ−ＤＣコンバータ
５４  充電状態キープ回路
５５、５５Ａ、５５Ｃ  データ通信回路
５７、５７Ａ、５７Ｃ  受電ユニット
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ  給電ユニット
６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ  データ通信回路
６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃ  駆動回路
６５  制御部
６７  温度センサ
７０  電源合成回路
７１  ダイオード
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３  マーカー
【図１】
0003186447.tif 000003
【図２】
0003186447.tif 000004
【図３】
0003186447.tif 000005
【図４】
0003186447.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003186447.tif 000008
【図７】
0003186447.tif 000009
【図８】
0003186447.tif 000010
【図９】
0003186447.tif 000011
【図１０】
0003186447.tif 000012