(57)【要約】【課題】２次電池の満充電後に再充電動作を行う場合に、受電装置側の負担を極力軽減できる非接触電力伝送装置を提供【解決手段】この発明は、送電装置１および受電装置２からなり、１次コイル１６と２次コイル２１とを電磁的に結合させて、送電装置１が受電装置２に対して電力の伝送を行うようになっている。送電装置１は、２次電池２６の満充電後に再充電動作させる際に、所定のタイミングごとに１次コイル１６を駆動させ、その駆動開始から所定時間経過後に１次コイル１６に流れる電流を検出し、その検出電流に基づいて以後の１次コイル１６の駆動動作を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルを含む送電装置と、２次コイルを含む受電装置とからなり、前記１次コイルと前記２次コイルとを電磁的に結合させて、前記送電装置が前記受電装置に対して電力の伝送を行うようになっている非接触電力伝送装置であって、
前記送電装置は、
前記１次コイルに給電する給電手段と、
前記１次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記受電装置の２次電池の満充電後に再充電動作させる際に、所定のタイミングで前記給電手段の給電動作を開始させ、その給電動作の開始後に前記電流検出手段の検出電流を取り込み、この取り込んだ検出電流に基づいて前記給電手段の以後の所定動作を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
１次コイルを含む送電装置と、２次コイルを含む受電装置とからなり、前記１次コイルと前記２次コイルとを電磁的に結合させて、前記送電装置が前記受電装置に対して電力の伝送を行うようになっている非接触電力伝送装置であって、
前記送電装置は、
前記１次コイルに給電する給電手段と、
前記１次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記受電装置の２次電池の満充電後に再充電動作させる際に、所定のタイミングごとに前記給電手段の給電動作を開始させ、その動作開始から所定時間経過後に前記電流検出手段の検出電流を取り込み、この取り込んだ検出電流に基づいて前記給電手段の以後の所定動作を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記検出電流を所定値と比較し、前記検出電流が所定値以下の場合には前記給電手段の給電動作を停止させ、前記検出電流が所定値以上の場合には前記給電手段の給電動作を継続させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項４】
１次コイルを含む送電装置を備えた非接触電力伝送装置であって、
前記送電装置は、
前記１次コイルに給電する給電手段と、
前記１次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記給電手段の給電を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記給電手段の給電開始後に、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記給電手段の所定の給電制御を行うことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項５】
前記制御手段による所定の給電制御は、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記送電装置に対応する受電装置からの電流要求を間接的に判断し、この判断に従って前記受電装置に対して行う所定の給電制御であることを特徴とする請求項４に記載の非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導を利用して、１次側の送電装置から２次側の受電装置に非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の非接触電力伝送装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
この特許文献１に記載の装置（以下、従来装置）は、電磁誘導によって本体部から負荷部へ電力を伝達供給する電源装置において、２次電池（蓄電池）の満充電を検出して２次コイルの出力負荷を変更させ、この負荷変化を２次コイルを介して１次コイルに現れる電圧変化から電源側で検出し、スイッチング素子の発振動作を停止させるようにしたものである。このため、従来装置は、非接触方式の充電装置であっても、満充電後における電源部の発振動作を確実に停止でき、発熱や電源ロスなどの問題がなくなる。
【特許文献１】特開平６−３３９２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来装置では、２次電池の満充電後に、その２次電池の再充電を行って充電状態を一定に保持することについて十分な考慮されていない。また、この場合に、受電装置側の負担を極力軽減できることが望まれる。
そこで、本発明の目的は、２次電池の満充電後に再充電動作などの充電を行う場合に、受電装置側の負担を極力軽減できる非接触電力伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
第１の発明は、１次コイルを含む送電装置と、２次コイルを含む受電装置とからなり、前記１次コイルと前記２次コイルとを電磁的に結合させて、前記送電装置が前記受電装置に対して電力の伝送を行うようになっている非接触電力伝送装置であって、前記送電装置は、前記１次コイルに給電する給電手段と、前記１次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記受電装置の２次電池の満充電後に再充電動作させる際に、所定のタイミングで前記給電手段の給電動作を開始させ、その給電動作の開始後に前記電流検出手段の検出電流を取り込み、この取り込んだ検出電流に基づいて前記給電手段の以後の所定動作を制御する制御手段と、を備えている。
【０００５】
第２の発明は、１次コイルを含む送電装置と、２次コイルを含む受電装置とからなり、前記１次コイルと前記２次コイルとを電磁的に結合させて、前記送電装置が前記受電装置に対して電力の伝送を行うようになっている非接触電力伝送装置であって、前記送電装置は、前記１次コイルに給電する給電手段と、前記１次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記受電装置の２次電池の満充電後に再充電動作させる際に、所定のタイミングごとに前記給電手段の給電動作を開始させ、その動作開始から所定時間経過後に前記電流検出手段の検出電流を取り込み、この取り込んだ検出電流に基づいて前記給電手段の以後の所定動作を制御する制御手段と、を備えている。
【０００６】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記制御手段は、前記検出電流を所定値と比較し、前記検出電流が所定値以下の場合には前記給電手段の給電動作を停止させ、前記検出電流が所定値以上の場合には前記給電手段の給電動作を継続させる。
第４の発明は、１次コイルを含む送電装置を備えた非接触電力伝送装置であって、前記送電装置は、前記１次コイルに給電する給電手段と、前記１次コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記給電手段の給電を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記給電手段の給電開始後に、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記給電手段の所定の給電制御を行うようになっている。
【０００７】
第５の発明は、第４の発明において、前記制御手段による所定の給電制御は、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記送電装置に対応する受電装置からの電流要求を間接的に判断し、この判断に従って前記受電装置に対して行う所定の給電制御である。
このような本発明によれば、２次電池の満充電後に再充電動作を行う場合に、受電装置側の負担を極力軽減できる。
【０００８】
また、本発明によれば、制御手段は、電流検出手段の検出電流に基づいて給電制御を行うので、受電装置側からの積極的（能動的）な給電要求がなくても送電装置側が能動的に給電制御を行うことができる。
さらに、本発明によれば、２次電池の満充電後の再充電制御のみならず、受電装置側の急な電流要求に対して柔軟に対応することができ、これによって送電装置はその電流要求に対して適切な送電ができ、消費電流量を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の非接触電力伝送装置の実施形態の構成について、図１を参照して説明する。
この実施形態に係る発明は、例えば携帯電話などに搭載（適用）され、図１に示すように、電磁誘導を利用して、１次側の送電装置１から２次側の受電装置２に対して非接触で電力を伝送して、２次電池２６を充電できるようにしたものである。
また、この実施形態に係る発明は、送電装置１が、受電装置２の２次電池２６の満充電後に再充電動作を行う場合に、所定のタイミングで送電動作（１次コイル１６に対する給電動作）を開始し、この送電動作の開始後に１次コイル１６に流れる電流を検出し、この検出電流に基づいて以後の送電制御を行うようにした。
【００１０】
次に、この実施形態の具体的な構成について説明する。
送電装置１は、図１に示すように、発振回路１１と、駆動クロック生成回路１２と、ドライバ制御回路１３と、ドライバ回路１４ａ、１４ｂと、キャパシタ（コンデンサ）１５ａ、１５ｂと、１次コイル１６と、電流検出回路１７と、制御回路１８と、を備えている。
【００１１】
ここで、発振回路１１、駆動クロック生成回路１２、ドライバ制御回路１３、およびドライバ回路１４ａ、１４ｂなどが、１次コイル１６に所定の電力を供給する給電手段を構成する。また、制御回路１８が、その給電手段の給電を制御する。
発振回路１１は、例えば、所望の周波数からなるパルスを発生する回路である。この発振回路１１の発振動作の制御は、制御回路１８が行うようになっている。
【００１２】
駆動クロック生成回路１２は、発振回路１１の出力に基づいて所定の周波数の駆動クロックを生成する回路であり、その周波数の制御は制御回路が行うようになっている。
ドライバ制御回路１３は、駆動クロック生成回路１２が生成する駆動クロックに基づいてドライバ回路１４ａ、１４ｂを動作する信号を生成し、この生成信号をドライバ回路１４ａ、１４ｂに出力する。ドライバ回路１４ａ、１４ｂは、キャパシタ１５ａ、１５ｂと１次コイル１６とからなる直列共振回路を駆動する回路である。
【００１３】
１次コイル１６は、受電装置２側の２次コイル２１と電磁結合し、電磁誘導作用によって１次コイル１６側から２次コイル２１側に向けて電力を伝送できるようになっている。すなわち、１次コイル１６と２次コイル２１とは、物理的に分離自在なトランスを構成するようになっている。
電流検出回路１７は、１次コイル１６に流れる電流を検出する回路である。この検出電流は、制御回路１８に入力される。制御回路１８は、電流検出回路１７の検出電流に基づいて、後述のように各部の制御によって所定の給電制御を行う回路である。
【００１４】
受電装置２は、送電装置１から送出される電力を受け取り、その電力で２次電池２６を充電する装置である。
このために、受電装置２は、図１に示すように、２次コイル２１と、整流回路２２と、平滑用コンデンサ２３と、レギュレータ２４と、モニタ回路２５と、２次電池２６と、を備えている。
【００１５】
２次コイル２１は、送電装置１側の１次コイル１６と電磁結合して電圧を誘起するようになっている。１次コイル１６と２次コイル２１とは、いずれも、同一の平面内で巻線を巻き状に巻いた平面状の平面コイルからなり、その平面同士を対向して接近させて電磁誘導作用を起こすようになっている。
整流回路２２は、２次コイル２１の誘起電圧を整流する。平滑用コンデンサ２３は、整流回路２２からの出力電圧を平滑化する。その平滑化電圧は、レギュレータ２４に供給されるようになっている。
【００１６】
レギュレータ２４は、上記の平滑化電圧に基づいて、所望の安定化された電圧を生成し、この生成電圧はモニタ回路２５および２次電池２６にそれぞれ供給される。２次電池２６には、負荷２７が接続されるようになっている。
モニタ回路２５は、レギュレータ２４からの出力電圧によって動作し、２次電池２６の電圧や電流を監視するようになっている。
【００１７】
次に、このような構成からなる実施形態の動作例について、図１および図２を参照して説明する。
まず、受電装置１の２次電池２６を満充電する場合について説明する。
この場合には、送電装置１の１次コイル１６と受電装置２の２次コイル２１とを接近させる。これにより、受電装置２側にある程度の電力が供給されると、モニタ回路２５が動作するとともに、２次電池２６の充電が開始される。その充電期間中は、モニタ回路２５は、２次電池２６の充電電圧と充電電流をそれぞれ監視する。その後、モニタ回路２５は、２次電池２６の充電電圧と充電電流がそれぞれ所定値になると、２次電池２６が満充電であると判断し、その旨を表示器（図示せず）などによってユーザに通知する。
【００１８】
一方、送電装置１側では、送電中に、電流検出回路１７が検出する１次コイル１６に流れる電流が制御回路１８に取り込まれる。その電流検出回路１７の検出電流は、受電装置２が２次電池２６を充電中には所定値以上となり、２次電池２６の満充電後は所定値以下となる。そこで、制御回路１８は、その電流検出回路１７の検出電流が所定値以下、つまり、２次電池２６が満充電になったときに、送電装置１の送電動作（１次コイル１６に対する給電動作）を停止させる。このように、２次電池２６が満充電になると、送電装置１は送電動作を停止する。
【００１９】
次に、２次電池２６の満充電後において、２次電池２６を再充電する場合の再充電動作について、その概要を説明する。
この場合には、送電装置１は、受電装置２の２次電池２６の満充電後に、所定のタイミングごとに送電動作を開始し、その動作開始から所定時間経過後に１次コイル１６に流れる電流を検出する。そして、その検出電流を所定値と比較し、検出電流が所定値以下の場合には再充電が不要と判断して送電動作を停止し、検出電流が所定値以上の場合には再充電が必要と判断して送電動作を継続させる。
【００２０】
次に、上記の再充電制御について、図２のフローチャートを参照して詳述する。
制御回路１８は、１次コイル１６の駆動を開始させ（ステップＳ１）、その駆動から一定時間を経過すると（ステップＳ２）、電流検出回路１７の検出電流を取り込む（ステップＳ３）。
ここで、１次コイル１６に一定時間にわたって給電するのは、１次コイル１６に２次コイル２１が接近している場合に、受電装置２に一定の電力を供給してモニタ回路２５などの動作を一定時間、確保するためである。
【００２１】
制御回路１８は、その検出電流が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定の結果、その検出電流が所定値以下で肯定判定の場合には、１次コイル１６の駆動を停止する（ステップＳ５）。これは、受電装置２側の吸い込み電流が小さくて２次電池２６の再充電が不要で、送電が不要のためである。この場合には、所定時間の経過後に（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻る。
【００２２】
一方、その検出電流が所定値以下ではなく否定判定の場合には、１次コイル１６の駆動を継続して再充電を開始する（ステップＳ７）。これは、受電装置２側の吸い込み電流が大きくて２次電池２６の再充電が必要で、送電が必要のためである。この場合には、制御回路１８は、電流検出回路１７の検出電流を取り込み、この取り込んだ検出電流に基づいて満充電か否かを判定する（ステップＳ８）。
その後、２次電池２６が満充電になると、１次コイル１６の駆動が停止される（ステップＳ９）。そして、所定時間の経過後に（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻る。
【００２３】
以上のように、この実施形態では、受電装置２の２次電池２６の満充電後に行う再充電動作において、所定のタイミング毎に送電動作を開始し、この送電動作の開始後に１次コイル１６に流れる電流を検出し、この検出電流に基づいて以後の送電制御を行うようにした。
このため、この実施形態によれば、受電装置２側の再充電動作時の負担を極力軽減することができる。また、この実施形態によれば、特に、２次電池２６の満充電後に、１次コイル１６と２次コイル２１とを接近して使用する場合に、その２次電池２６の再充電を適切に行って充電状態を一定に保持できる。
【００２４】
上記の実施形態では、受電装置２の２次電池２６の満充電後に制御回路１８が行う再充電制御について説明した。しかし、制御回路１８は、そのような再充電制御のみならず、給電開始後に、電流検出回路１７の検出電流に基づいて所定の給電制御を行うことも可能である。
ここで、制御回路１８が行う所定の給電制御とは、給電開始後に、電流検出回路１７の検出電流に基づいて受電装置２からの電流要求を間接的に判断し、この判断に従って受電装置に２に対して行う所定の給電制御である。
【００２５】
このような制御によれば、受電装置２側の急な電流要求に対して柔軟に対応することができ、これによって送電装置１の制御回路１８はその電流要求に対して適切な送電ができ、消費電流量を軽減できる。
また、これまでに述べた実施形態では、制御回路１８が電流検出回路１７の検出電流に基づいて給電制御を行うので、受電装置２側からの積極的（能動的）な給電要求がなくても送電装置１側が能動的に給電制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】その実施形態の動作例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１、・・・送電装置、２・・・受電装置、１１・・・発振回路、１２・・・駆動クロック生成回路、１３・・・ドライバ制御回路、１４ａ、１４ｂ・・・ドライバ回路、１５ａ、１５ｂ・・・キャパシタ、１６・・・１次コイル、１７・・・電流検出回路、１８・・・制御回路、２６・・・２次電池
【図１】
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【図２】
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