(57)【要約】【課題】無接点電力伝送とＡＣアダプタの安全且つ効率的な使用を可能にする受電制御装置、受電装置及び電子機器を提供すること。【解決手段】無接点電力伝送システムの受電制御装置は、受電装置を制御する受電側の制御回路５２と、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５と電圧出力ノードＮＢ７との間に設けられ負荷への電力伝送時にオンになるトランジスタＴＢ１を、制御する出力保証回路５４を含む。出力保証回路５４は、負荷に電力を供給するＡＣアダプタ５２２の接続が検出された場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行うと共に、電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧よりも低い電圧である場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行い、電圧出力ノードＮＢ７から電源電圧生成ノードＮＢ５への電流の逆流を防止する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の電圧出力ノードから負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、
前記受電装置を制御する受電側制御回路と、
前記２次コイルの誘起電圧から生成される電源電圧の生成ノードと前記受電装置の前記電圧出力ノードとの間に設けられ前記負荷への電力伝送時にオンになる第１のトランジスタを、制御する出力保証回路とを含み、
前記出力保証回路は、
前記負荷に電力を供給するＡＣアダプタの接続が検出された場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行うと共に、前記電源電圧が動作下限電圧よりも低い電圧である場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行い、前記電圧出力ノードから前記電源電圧生成ノードへの電流の逆流を防止することを特徴とする受電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記電源電圧が所定電圧よりも高い電圧になった場合に、電圧検出信号をアクティブにする電圧検出回路を含み、
前記出力保証回路は、
少なくとも前記電圧検出信号がアクティブになるまで、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行うことを特徴とする受電制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記受電側制御回路は、
前記受電装置と前記送電装置との間のＩＤ認証が完了した場合に、認証完了信号をアクティブにし、
前記出力保証回路は、
少なくとも前記認証完了信号がアクティブになるまで、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行うことを特徴とする受電制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ＡＣアダプタの接続が検出された場合に、接続検出信号をアクティブにする接続検出回路を含み、
前記出力保証回路は、
前記接続検出信号がアクティブである場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行うことを特徴とする受電制御装置。
【請求項５】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の電圧出力ノードから負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、
前記受電装置を制御する受電側制御回路と、
前記２次コイルの誘起電圧から生成される電源電圧の生成ノードと前記受電装置の前記電圧出力ノードとの間に設けられ前記負荷への電力伝送時にオンになる第１のトランジスタを、制御する出力保証回路とを含み、
前記出力保証回路は、
前記電源電圧が動作下限電圧よりも低い電圧である場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行い、前記電圧出力ノードから前記電源電圧生成ノードへの電流の逆流を防止することを特徴とする受電制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第１のトランジスタは、そのソース及び基板に前記電圧出力ノードの電圧が供給され、そのソース、ゲート間にプルアップ抵抗が接続されるＰ型のトランジスタであり、
前記出力保証回路は、
前記第１のトランジスタのゲートに出力する信号をハイインピーダンス状態に設定することで、前記第１のトランジスタをオフにすることを特徴とする受電制御装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記出力保証回路は、
前記第１のトランジスタのゲートのノードと低電位側電源との間に設けられる出力保証用トランジスタと、
前記出力保証用トランジスタのゲートのノードと前記低電位側電源との間に設けられるプルダウン抵抗とを含むことを特徴とする受電制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記電源電圧生成ノードと前記第１のトランジスタとの間には、第２のトランジスタが設けられ、
前記受電側制御回路は、
前記負荷への電力伝送時には前記第２のトランジスタをオンにする制御を行うことを特徴とする受電制御装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２のトランジスタは、そのソース及び基板に前記電源電圧生成ノードの電圧が供給され、そのドレインが前記第１のトランジスタのドレインに接続されるＰ型トランジスタであることを特徴とする受電制御装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第２のトランジスタのソース、ゲート間には、第２のプルアップ抵抗とソフトスタート用のコンデンサとが設けられることを特徴とする受電制御装置。
【請求項１１】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の電圧出力ノードから負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、
前記受電装置を制御する受電側制御回路と、
前記負荷に電力を供給するＡＣアダプタの接続が検出された場合に、接続検出信号をアクティブにする接続検出回路とを含み、
前記受電側制御回路は、
前記接続検出信号がアクティブである場合には、前記送電装置の送電を停止させる制御を行うことを特徴とする受電制御装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記受電側制御回路は、
前記接続検出信号がアクティブである場合には、前記送電装置との間のＩＤ認証処理を行わないことで、前記送電装置の送電を停止させることを特徴とする受電制御装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、
前記受電側制御回路は、
前記接続検出信号がアクティブである場合には、ＡＣアダプタの接続が検出されたことを知らせるためのＡＣアダプタ接続コマンドを前記送電装置に対して送信することで、前記送電装置の送電を停止させることを特徴とする受電制御装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の受電制御装置と、
前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部と、
前記第１のトランジスタを有し、負荷への給電を制御する給電制御部とを含むことを特徴とする受電装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の受電装置と、
前記受電装置により電力が供給される負荷とを含むことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電制御装置、受電装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器（例えば電話機の子機）の充電などが提案されている。
【０００３】
無接点電力伝送の従来技術として特許文献１がある。この特許文献１では、受電装置（２次側）から送電装置（１次側）へのデータ送信を、いわゆる負荷変調により実現している。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１では、受電装置の電圧出力ノードからの電流の逆流防止に、一般的なダイオードを用いていた。このためダイオードの順方向電圧ＶＦに起因する電力ロスが大きいという課題があった。またこの特許文献１では、無接点電力伝送とＡＣアダプタの兼用時に起こり得る問題については、何ら考慮されていなかった。
【特許文献１】特開２００６−６０９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無接点電力伝送とＡＣアダプタの安全且つ効率的な使用を可能にする受電制御装置、受電装置及び電子機器を提供することにある。また本発明の他の目的は、電力ロスを最小限に抑えながら電流の逆流防止を実現できる受電制御装置、受電装置及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】
【０００６】
本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の電圧出力ノードから負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、前記受電装置を制御する受電側制御回路と、前記２次コイルの誘起電圧から生成される電源電圧の生成ノードと前記受電装置の前記電圧出力ノードとの間に設けられ前記負荷への電力伝送時にオンになる第１のトランジスタを、制御する出力保証回路とを含み、前記出力保証回路は、前記負荷に電力を供給するＡＣアダプタの接続が検出された場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行うと共に、前記電源電圧が動作下限電圧よりも低い電圧である場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行い、前記電圧出力ノードから前記電源電圧生成ノードへの電流の逆流を防止する受電制御装置に関係する。
【０００７】
本発明によれば、負荷への電力伝送時に、第１のトランジスタがオンになるため、少ない電力ロスでの負荷への電力供給が可能になる。一方、ＡＣアダプタの接続が検出された場合には、第１のトランジスタがオフになり、電圧出力ノードから電源電圧生成ノードへの電流の逆流が防止される。更に、電源電圧が動作下限電圧よりも低い場合にも第１のトランジスタがオフになり、電流の逆流が防止される。従って、電源電圧が動作下限電圧よりも低く、受電側制御回路が正常に動作していない場合にも、第１のトランジスタをオフにすることができ、ＡＣアダプタからの電流の逆流を防止できる。従って無接点電力伝送とＡＣアダプタの安全且つ効率的な使用が可能になる。
【０００８】
また本発明では、前記電源電圧が所定電圧よりも高い電圧になった場合に、電圧検出信号をアクティブにする電圧検出回路を含み、前記出力保証回路は、少なくとも前記電圧検出信号がアクティブになるまで、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行ってもよい。
【０００９】
このようすれば、電源電圧が所定電圧よりも低い場合に第１のトランジスタがオンになってしまう事態を防止できる。
【００１０】
また本発明では、前記受電側制御回路は、前記受電装置と前記送電装置との間のＩＤ認証が完了した場合に、認証完了信号をアクティブにし、前記出力保証回路は、少なくとも前記認証完了信号がアクティブになるまで、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行ってもよい。
【００１１】
このようすれば、ＩＤ認証が完了していないのに第１のトランジスタがオンになってしまう事態を防止できる。
【００１２】
また本発明では、前記ＡＣアダプタの接続が検出された場合に、接続検出信号をアクティブにする接続検出回路を含み、前記出力保証回路は、前記接続検出信号がアクティブである場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行うようにしてもよい。
【００１３】
このようにすれば、ＡＣアダプタが接続された場合には、第１のトランジスタをオフできるため、ＡＣアダプタからの電流の逆流を防止できる。
【００１４】
また本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の電圧出力ノードから負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、前記受電装置を制御する受電側制御回路と、前記２次コイルの誘起電圧から生成される電源電圧の生成ノードと前記受電装置の前記電圧出力ノードとの間に設けられ前記負荷への電力伝送時にオンになる第１のトランジスタを、制御する出力保証回路とを含み、前記出力保証回路は、前記電源電圧が動作下限電圧よりも低い電圧である場合に、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行い、前記電圧出力ノードから前記電源電圧生成ノードへの電流の逆流を防止する受電制御装置に関係する。
【００１５】
本発明によれば、負荷への電力伝送時に第１のトランジスタがオンになるため、少ない電力ロスでの負荷への電力供給が可能になる。一方、電源電圧が動作下限電圧よりも低い場合には、第１のトランジスタがオフになり、電圧出力ノードから電源電圧生成ノードへの電流の逆流が防止される。従って、電源電圧が動作下限電圧よりも低く、受電側制御回路が正常に動作していない場合にも、第１のトランジスタをオフにすることができ、電流の逆流を防止できる。
【００１６】
また本発明では、前記電源電圧が所定電圧よりも高い電圧になった場合に、電圧検出信号をアクティブにする電圧検出回路を含み、前記出力保証回路は、少なくとも前記電圧検出信号がアクティブになるまで、前記第１のトランジスタをオフにする設定を行ってもよい。
【００１７】
また本発明では、前記第１のトランジスタは、そのソース及び基板に前記電圧出力ノードの電圧が供給され、そのソース、ゲート間にプルアップ抵抗が接続されるＰ型のトランジスタであり、前記出力保証回路は、前記第１のトランジスタのゲートに出力する信号をハイインピーダンス状態に設定することで、前記第１のトランジスタをオフにしてもよい。
【００１８】
このようにすれば、第１のトランジスタのゲートとソースが、プルアップ抵抗により同電位になるため、第１のトランジスタを確実にオフにできる。
【００１９】
また本発明では、前記出力保証回路は、前記第１のトランジスタのゲートのノードと低電位側電源との間に設けられる出力保証用トランジスタと、前記出力保証用トランジスタのゲートのノードと前記低電位側電源との間に設けられるプルダウン抵抗とを含んでもよい。
【００２０】
このようにすれば、電源電圧が低い場合にも、出力保証用トランジスタのゲートのノードが、プルダウン抵抗により低電位側電源の電位に設定されるため、出力保証用トランジスタを確実にオフにできる。
【００２１】
また本発明では、前記電源電圧生成ノードと前記第１のトランジスタとの間には、第２のトランジスタが設けられ、前記受電側制御回路は、前記負荷への電力伝送時には前記第２のトランジスタをオンにする制御を行ってもよい。
【００２２】
このようにすれば、負荷への電力伝送時に、電源電圧生成ノードの電圧を電圧出力ノードに供給することが可能になる。
【００２３】
また本発明では、前記第２のトランジスタは、そのソース及び基板に前記電源電圧生成ノードの電圧が供給され、そのドレインが前記第１のトランジスタのドレインに接続されるＰ型トランジスタであってもよい。
【００２４】
また本発明では、前記第２のトランジスタのソース、ゲート間には、第２のプルアップ抵抗とソフトスタート用のコンデンサとが設けられてもよい。
【００２５】
このようにすれば、第２のトランジスタがオンになった際の突入電流の悪影響を低減できる。
【００２６】
また本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の電圧出力ノードから負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、前記受電装置を制御する受電側制御回路と、前記負荷に電力を供給するＡＣアダプタの接続が検出された場合に、接続検出信号をアクティブにする接続検出回路とを含み、前記受電側制御回路は、前記接続検出信号がアクティブである場合には、前記送電装置の送電を停止させる制御を行う受電制御装置に関係する。
【００２７】
本発明によれば、ＡＣアダプタが接続されたか否かが接続検出回路により検出される。そしてＡＣアダプタの接続が検出されると、送電装置から受電装置への送電が停止される。従って、無接点電力伝送よりもＡＣアダプタの方を優先させることができ、ＡＣアダプタが接続されているのにもかかわらず無接点電力伝送が行われてしまう事態を防止でき、無駄な電力の消費を防止できる。
【００２８】
また本発明では、前記受電側制御回路は、前記接続検出信号がアクティブである場合には、前記送電装置との間のＩＤ認証処理を行わないことで、前記送電装置の送電を停止させてもよい。
【００２９】
このようにすれば、ＩＤ認証のシーケンスを上手く利用して送電装置の送電を停止させることができ、無駄な電力の消費を防止できる。
【００３０】
また本発明では、前記受電側制御回路は、前記接続検出信号がアクティブである場合には、ＡＣアダプタの接続が検出されたことを知らせるためのＡＣアダプタ接続コマンドを前記送電装置に対して送信することで、前記送電装置の送電を停止させてもよい。
【００３１】
このようにすれば、通常の電力伝送が開始された後であっても、ＡＣアダプタ接続コマンドを用いて送電装置の送電を停止できる。
【００３２】
また本発明は、上記のいずれかに記載の受電制御装置と、前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部と、前記第１のトランジスタを有し、負荷への給電を制御する給電制御部とを含む受電装置に関係する。
【００３３】
また本発明は、上記に記載の受電装置と、前記受電装置により電力が供給される負荷とを含む電子機器に関係する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３５】
１．電子機器
図１（Ａ）に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の１つである充電器５００（クレードル）は送電装置１０を有する。また電子機器の１つである携帯電話機５１０は受電装置４０を有する。また携帯電話機５１０は、ＬＣＤなどの表示部５１２、ボタン等で構成される操作部５１４、マイク５１６（音入力部）、スピーカ５１８（音出力部）、アンテナ５２０を有する。
【００３６】
充電器５００にはＡＣアダプタ５０２を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、携帯電話機５１０のバッテリを充電したり、携帯電話機５１０内のデバイスを動作させることができる。
【００３７】
なお本実施形態が適用される電子機器は携帯電話機５１０に限定されない。例えば腕時計、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピュータ、ハンディターミナル、携帯情報端末、或いは電動自転車などの種々の電子機器に適用できる。
【００３８】
図１（Ｂ）に模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電装置１０側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電装置４０側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。
【００３９】
２．送電装置、受電装置
図２に本実施形態の送電装置１０、送電制御装置２０、受電装置４０、受電制御装置５０の構成例を示す。図１（Ａ）の充電器５００などの送電側の電子機器は、少なくとも図２の送電装置１０を含む。また携帯電話機５１０などの受電側の電子機器は、少なくとも受電装置４０と負荷９０（本負荷）を含む。そして図２の構成により、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、受電装置４０の電圧出力ノードＮＢ７から負荷９０に対して電力（電圧ＶＯＵＴ）を供給する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。
【００４０】
送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、電圧検出回路１４、表示部１６、送電制御装置２０を含むことができる。なお送電装置１０や送電制御装置２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば表示部、電圧検出回路）を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４１】
送電部１２は、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。具体的には図３（Ａ）に示すように、例えばデータ「１」を受電装置４０に対して送信する場合には、周波数ｆ１の交流電圧を生成し、データ「０」を送信する場合には、周波数ｆ２の交流電圧を生成する。この送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバと、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバと、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのコンデンサを含むことができる。
【００４２】
そして送電部１２が含む第１、第２の送電ドライバの各々は、例えばパワーＭＯＳトランジスタにより構成されるインバータ回路（バッファ回路）であり、送電制御装置２０のドライバ制御回路２６により制御される。
【００４３】
１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば電力伝送が必要なときには、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、充電器５００の上に携帯電話機５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と携帯電話機５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。
【００４４】
電圧検出回路１４は１次コイルＬ１の誘起電圧を検出する回路であり、例えば抵抗ＲＡ１、ＲＡ２や、ＲＡ１とＲＡ２の接続ノードＮＡ３とＧＮＤ（広義には低電位側電源）との間に設けられるダイオードＤＡ１を含む。具体的には、１次コイルＬ１の誘起電圧を抵抗ＲＡ１、ＲＡ２で分圧することで得られた信号ＰＨＩＮが、送電制御装置２０の波形検出回路２８に入力される。
【００４５】
表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示するものであり、例えばＬＥＤやＬＣＤなどにより実現される。
【００４６】
送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、制御回路２２（送電側）、発振回路２４、ドライバ制御回路２６、波形検出回路２８を含むことができる。
【００４７】
制御回路２２（制御部）は送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものであり、例えばゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。具体的には制御回路２２は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、或いは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００４８】
発振回路２４は例えば水晶発振回路により構成され、１次側のクロックを生成する。ドライバ制御回路２６は、発振回路２４で生成されたクロックや制御回路２２からの周波数設定信号などに基づいて、所望の周波数の制御信号を生成し、送電部１２の第１、第２の送電ドライバに出力して、第１、第２の送電ドライバを制御する。
【００４９】
波形検出回路２８は、１次コイルＬ１の一端の誘起電圧に相当する信号ＰＨＩＮの波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば受電装置４０の負荷変調部４６が、送電装置１０に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形が図３（Ｂ）のように変化する。具体的には、データ「０」を送信するために負荷変調部４６が負荷を低くすると、信号波形の振幅（ピーク電圧）が小さくなり、データ「１」を送信するために負荷を高くすると、信号波形の振幅が大きくなる。従って、波形検出回路２８は、誘起電圧の信号波形のピークホールド処理などを行って、ピーク電圧がしきい値電圧を超えたか否かを判断することで、受電装置４０からのデータが「０」なのか「１」なのかを判断できる。なお波形検出の手法は図３（Ａ）、図３（Ｂ）の手法に限定されない。例えば、受電側の負荷が高くなったか低くなったかを、ピーク電圧以外の物理量を用いて判断してもよい。
【００５０】
受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、受電部４２、負荷変調部４６、給電制御部４８、受電制御装置５０を含むことができる。なお受電装置４０や受電制御装置５０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００５１】
受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部４２が有する整流回路４３により行われる。この整流回路４３は、ダイオードＤＢ１〜ＤＢ４を含む。ダイオードＤＢ１は、２次コイルＬ２の一端のノードＮＢ１と直流電圧ＶＤＣの生成ノードＮＢ３との間に設けられ、ＤＢ２は、ノードＮＢ３と２次コイルＬ２の他端のノードＮＢ２との間に設けられ、ＤＢ３は、ノードＮＢ２とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられ、ＤＢ４は、ノードＮＢ４とＮＢ１との間に設けられる。
【００５２】
受電部４２の抵抗ＲＢ１、ＲＢ２はノードＮＢ１とＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ１、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ１、ＲＢ２により分圧することで得られた信号ＣＣＭＰＩが、受電制御装置５０の周波数検出回路６０に入力される。
【００５３】
受電部４２のコンデンサＣＢ１及び抵抗ＲＢ４、ＲＢ５は、直流電圧ＶＤＣのノードＮＢ３とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ３、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ４、ＲＢ５により分圧することで得られた信号ＡＤＩＮが、受電制御装置５０の位置検出回路５６に入力される。
【００５４】
負荷変調部４６は負荷変調処理を行う。具体的には受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させて、図３（Ｂ）に示すように１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために負荷変調部４６は、ノードＮＢ３、ＮＢ４の間に直列に設けられた抵抗ＲＢ３、トランジスタＴＢ３（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）を含む。このトランジスタＴＢ３は受電制御装置５０の制御回路５２からの信号Ｐ３Ｑによりオン・オフ制御される。そしてトランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行う際には、給電制御部４８のトランジスタＴＢ１、ＴＢ２はオフにされ、負荷９０が受電装置４０に電気的に接続されない状態になる。
【００５５】
例えば図３（Ｂ）のように、データ「０」を送信するために２次側を低負荷（インピーダンス大）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＬレベルになってトランジスタＴＢ３がオフになる。これにより負荷変調部４６の負荷はほぼ無限大（無負荷）になる。一方、データ「１」を送信するために２次側を高負荷（インピーダンス小）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＨレベルになってトランジスタＴＢ３がオンになる。これにより負荷変調部４６の負荷は、抵抗ＲＢ３（高負荷）になる。
【００５６】
給電制御部４８は負荷９０への電力の給電を制御する。レギュレータ４９は、整流回路４３での変換で得られた直流電圧ＶＤＣの電圧レベルを調整して、電源電圧ＶＤ５（例えば５Ｖ）を生成する。受電制御装置５０は、例えばこの電源電圧ＶＤ５が供給されて動作する。
【００５７】
トランジスタＴＢ２（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ）は、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５（レギュレター４９の出力ノード）とトランジスタＴＢ１（ノードＮＢ６）との間に設けられ、受電制御装置５０の制御回路５２からの信号Ｐ１Ｑにより制御される。具体的にはトランジスタＴＢ２は、ＩＤ認証が完了（確立）して通常の電力伝送を行う場合にはオンになり、負荷変調の場合等にはオフになる。なお電源電圧生成ノードＮＢ５とトランジスタＴＢ２のゲートのノードＮＢ８との間にはプルアップ抵抗ＲＵ２が設けられる。
【００５８】
トランジスタＴＢ１（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ）は、トランジスタＴＢ２（ノードＮＢ６）とＶＯＵＴの電圧出力ノードＮＢ７との間に設けられ、出力保証回路５４からの信号Ｐ４Ｑにより制御される。具体的には、ＩＤ認証が完了して通常の電力伝送を行う場合にはオンになる。一方、ＡＣアダプタの接続が検出されたり、電源電圧ＶＤ５が受電制御装置５０（制御回路５２）の動作下限電圧よりも小さい場合等に、オフになる。なお電圧出力ノードＮＢ７とトランジスタＴＢ１のゲートのノードＮＢ９との間にはプルアップ抵抗ＲＵ１が設けられる。
【００５９】
受電制御装置５０は、受電装置４０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この受電制御装置５０は、２次コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧ＶＤ５により動作することができる。また受電制御装置５０は、制御回路５２（受電側）、出力保証回路５４、位置検出回路５６、発振回路５８、周波数検出回路６０、満充電検出回路６２を含むことができる。
【００６０】
制御回路５２（制御部）は受電装置４０や受電制御装置５０の制御を行うものであり、例えばゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。具体的には制御回路５２は、ＩＤ認証、位置検出、周波数検出、負荷変調、或いは満充電検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００６１】
出力保証回路５４は、低電圧時（０Ｖ時）の受電装置４０の出力を保証する回路である。即ちトランジスタＴＢ１を制御し、ＡＣアダプタの接続が検出されたり電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧よりも小さい場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行い、電圧出力ノードＮＢ７から受電装置４０側への電流の逆流を防止する。
【００６２】
位置検出回路５６は、２次コイルＬ２の誘起電圧の波形に相当する信号ＡＤＩＮの波形を監視して、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断する。具体的には信号ＡＤＩＮをコンパレータで２値に変換して、位置関係が適正であるか否かを判断する。
【００６３】
発振回路５８は、例えばＣＲ発振回路により構成され、２次側のクロックを生成する。周波数検出回路６０は、信号ＣＣＭＰＩの周波数（ｆ１、ｆ２）を検出して、図３（Ａ）に示すように、送電装置１０からの送信データが「１」なのか「０」なのかを判断する。
【００６４】
満充電検出回路６２（充電検出回路）は、負荷９０のバッテリ９４が、満充電状態（充電状態）になったか否かを検出する回路である。具体的には満充電検出回路６２は、例えば充電状態の表示に使用されるＬＥＤＲのオン・オフを検出することで、満充電状態を検出する。即ち所定時間（例えば５秒）連続でＬＥＤＲが消灯した場合に、バッテリ９４が満充電状態（充電完了）であると判断する。
【００６５】
負荷９０は、バッテリ９４の充電制御等を行う充電制御装置９２を含む。この充電制御装置９２（充電制御ＩＣ）は集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ９４自体に充電制御装置９２の機能を持たせてもよい。
【００６６】
３．出力保証回路
図４（Ａ）において、携帯電話機５１０（広義には電子機器、携帯機器）は受電装置４０を内蔵しており、充電器５００（広義には電子機器）との間の無接点電力伝送により、バッテリの充電が可能になっている。一方、携帯電話機５１０には、ＡＣアダプタ５２２（広義には外部電源供給装置）の接続端子も設けられており、このＡＣアダプタ５２２を接続することで、バッテリの充電を行うこともできる。
【００６７】
図４（Ａ）のように無接点電力伝送とＡＣアダプタ５２２の兼用が可能になれば、外出先において充電器５００を所持していない場合にも、コンパクトなＡＣアダプタ５２２を用いて携帯電話機５１０を充電でき、利便性を向上できる。
【００６８】
しかしながら、携帯電話機５１０を充電器５００に置いた状態でＡＣアダプタ５２２を携帯電話機５１０に接続したり、ＡＣアダプタ５２２を接続した状態で、携帯電話機５１０を充電器５００の上に置くと、ＡＣアダプタ５２２側から受電装置４０側に電流が逆流する問題があることが判明した。またＡＣアダプタ５２２が接続されているのに、無接点電力伝送を行うのは、電力の無駄であるという問題もある。
【００６９】
また図４（Ｂ）に示すように、ＡＣアダプタ５２２側からの電流の逆流を防止するために、電圧出力ノードＮＢ７とノードＮＢ６との間に、一般的なディスクリートのダイオードＤＤ４を設ける手法も考えられる。しかしながら、この手法によると、通常の電力伝送の場合に、ダイオードＤＤ４の順方向電圧ＶＦの分だけ電圧ドロップが生じるため、電力のロスが大きいという問題がある。
【００７０】
そこで本実施形態では、ＡＣアダプタ５２２の接続が検出された場合には、無接点電力伝送よりもＡＣアダプタ５２２の方を優先し、ＡＣアダプタ５２２により負荷に電力を供給する手法を採用している。またＡＣアダプタ５２２からの電流の逆流を、通常のダイオードではなくて、トランジスタ（寄生ダイオード）により防止する手法を採用している。
【００７１】
図５に給電制御部４８等の構成例を示す。制御回路５２は、コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧ＶＤ５が供給され、受電装置４０を制御する。
【００７２】
第１のトランジスタＴＢ１は、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５と受電装置４０の電圧出力ノードＮＢ７との間に設けられ、負荷９０への電力伝送時にオンになるトランジスタである。具体的にはトランジスタＴＢ１は、そのソース及び基板（サブストレート）に電圧出力ノードＮＢ７の電圧ＶＯＵＴが供給され、そのソース、ゲート間にプルアップ抵抗ＲＵ１が接続されるＰ型のトランジスタである。
【００７３】
第２のトランジスタＴＢ２は、電源電圧生成ノードＮＢ５とトランジスタＴＢ１との間に設けられ、負荷９０への電力伝送時にオンになるトランジスタである。具体的には、トランジスタＴＢ２は、そのソース及び基板に電源電圧生成ノードＮＢ５の電圧ＶＤ５が供給され、そのドレインがトランジスタＴＢ１のドレインに接続されるＰ型のトランジスタである。またトランジスタＴＢ２のソース、ゲート間には、第２のプルアップ抵抗ＲＵ２が設けられる。そして受電側の制御回路５２は、負荷９０への電力伝送時には、信号Ｐ１ＱをＬレベルにして、トランジスタＴＢ２をオンにする制御を行う。一方、負荷変調期間等のＩＤ認証完了前の期間においては、信号Ｐ１ＱをＨレベルにして、トランジスタＴＢ２をオフにする制御を行う。
【００７４】
出力保証回路５４は、信号Ｐ４Ｑの設定を行って、トランジスタＴＢ１を制御する。具体的には、負荷９０に電力を供給するＡＣアダプタ５２２の接続が検出された場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行う。更に電源電圧ＶＤ５が制御回路５２等の回路の動作下限電圧（例えば１．５Ｖ）よりも低い電圧である場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行う。これにより、ＡＣアダプタ５２２からの電流が、ＶＯＵＴの電圧出力ノードＮＢ７からＶＤ５の電源電圧生成ノードＮＢ５に逆流するのが防止される。なお、動作下限電圧（最小動作電圧）は、回路の正常な動作を保証できる電圧（インバータ回路等が正常に動作する電圧）であり、例えばＰ型トランジスタのしきい値電圧とＮ型トランジスタのしきい値電圧の和に相当する電圧である。
【００７５】
例えば図６にＰ型のトランジスタＴＢ１のデバイス断面図を示す。トランジスタＴＢ１のソース４０４（Ｐ型不純物領域）及び基板４００（Ｎ型ウェル）には、電圧ＶＯＵＴが供給される。具体的には基板４００はＮ型不純物領域４０２を介して電圧ＶＯＵＴの電位に設定される。またトランジスタＴＢ１のドレインにはノードＮＢ６が接続される。なお「基板」はトランジスタが形成される領域であり、本実施形態では図６のようにＰ型ウェル（Ｐ型基板）に形成されたＮ型ウェルなども「基板」と呼ぶ。
【００７６】
図６のような接続にすることで、トランジスタＴＢ１のドレイン４０６と基板４００との間に寄生のダイオードＤＤ１が形成される。そしてこのダイオードＤＤ１は、ノードＮＢ６からＮＢ７へと向かう方向を順方向とするダイオードである。従って、ノードＮＢ７に電源電圧を出力するＡＣアダプタ５２２が接続された場合に、この寄生のダイオードＤＤ１により、ＡＣアダプタ５２２からの電流がノードＮＢ６側に逆流するのを防止できる。
【００７７】
またトランジスタＴＢ１は、通常の電力伝送時には信号Ｐ４ＱがＬレベルになることでオンになる。この時、ノードＮＢ６からＮＢ７への電流は、寄生のダイオードＤＤ１ではなくトランジスタＴＢ１のチャネルを介して流れる。従って、図４（Ｂ）の場合とは異なり、ダイオードの順方向電圧ＶＦによる電圧ドロップはないため、トランジスタＴＢ１での電力ロスを最小限に抑えることが可能になる。
【００７８】
即ち図５では、電圧出力ノードＮＢ７に電力を供給するＡＣアダプタ５２２の接続が検出されると、出力保証回路５４（制御回路５２）の制御により、トランジスタＴＢ１がオフになる。具体的には制御回路５２（接続検出回路）からの信号に基づいて、信号Ｐ４Ｑがハイインピーダンス状態になり、トランジスタＴＢ１がオフになる。これにより、トランジスタＴＢ１の寄生のダイオードＤＤ１が逆流防止用のダイオードとして機能し、ＡＣアダプタ５２２から受電装置４０側への電流の逆流が防止される。これによりＡＣアダプタ５２２からの電圧が電源電圧生成ノードＶＤ５に伝達されて、誤動作等が生じる事態を防止できる。
【００７９】
また図５では、制御回路５２は、無接点電力伝送により生成された電源電圧ＶＤ５により動作する。そしてこの無接点電力伝送は常に行われるわけではなく、例えば図４（Ａ）において携帯電話機５１０を充電器５００から離すと、無接点電力伝送は終了し、電源電圧ＶＤ５が制御回路５２に供給されなくなる。従って、図５の出力保証回路５４を設けずに、制御回路５２からの信号だけでトランジスタＴＢ１のオン・オフ制御を行うと、電源電圧ＶＤ５が供給されていない時に、トランジスタＴＢ１をオフにできず、逆流を防止できないという問題がある。即ち図４（Ａ）において、ＡＣアダプタ５２２を接続したまま携帯電話機５１０を充電器５００から離すと、トランジスタＴＢ１をオフにできないため、ＡＣアダプタ５２２からの電流が電源電圧生成ノードＮＢ５側に逆流してしまう。この結果、ノードＮＢ５に意図しない電圧が現れ、システムの誤動作を招くおそれがある。
【００８０】
この点、図５では、出力保証回路５４は、電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧よりも低い電圧である場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行う。
【００８１】
具体的には出力保証回路５４は、トランジスタＴＢ１のゲートに出力する信号Ｐ４Ｑをハイインピーダンス状態に設定する。こうすることで、プルアップ抵抗ＲＵ１によりノードＮＢ７とＮＢ９が同電位になり、トランジスタＴＢ１がオフになる。従って、電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧よりも低い場合にも、ダイオードＤＤ１によりＡＣアダプタ５２２からの電流の逆流を防止できる。
【００８２】
一方、通常の電力伝送時には、トランジスタＴＢ１をオンにすることで、ダイオードによる電圧ドロップの無い効率の良い電力伝送が実現される。従って、本実施形態によれば、無接点電力伝送とＡＣアダプタを安全且つ効率的に使用できるようになる。
【００８３】
４．詳細な構成例
図７に出力保証回路５４や制御回路５２の詳細な構成例を示し、図８（Ａ）、図８（Ｂ）にこれらの回路の動作を説明するための信号波形例を示す。
【００８４】
図７の出力保証回路５４は、トランジスタＴＢ１のゲートのノードＮＢ９とＧＮＤ（低電位側電源）との間に設けられる出力保証用のトランジスタＴＤ１（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）や、トランジスタＴＤ１のゲートのノードＮＤ１とＧＮＤとの間に設けられるプルダウン抵抗ＲＤＷを含み、Ｎ型のオープン・ドレインのトランジスタを構成している。
【００８５】
この出力保証回路５４によれば、電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧よりも低くなり、制御回路５２からの信号ＣＮＴが不定状態である場合にも、プルダウン抵抗ＲＤＷによりノードＮＤ１がＧＮＤレベル（例えば０Ｖ）に設定される。これにより、トランジスタＴＤ１がオフになり、信号Ｐ４Ｑがハイインピーダンス（ＨＩＺ）状態に設定されるため、プルアップ抵抗ＲＵ１によりノードＮＢ７とＮＢ９が同電位になる。この結果、トランジスタＴＢ１がオフになり、電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧よりも低い場合でも、電流の逆流を防止できるようになる。
【００８６】
電圧検出回路７２（低電圧検出回路）は電源電圧の検出処理を行う。具体的には図８（Ａ）のＡ１に示すように、電源電圧ＶＤ５が所定電圧（動作下限電圧）よりも高い電圧になった場合に、電圧検出信号ＸＶＤＥＴをアクティブ（Ｌレベル）にする。なおＸＶＤＥＴの「Ｘ」は負論理を意味する。そして出力保証回路５４は、少なくとも電圧検出信号ＸＶＤＥＴがアクティブになるまで、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行う。即ちトランジスタＴＤ１をオフにして、信号Ｐ４Ｑをハイインピーダンス状態に設定する。
【００８７】
制御回路５２は、図８（Ａ）のＡ２に示すように、送電装置１０と受電装置４０との間のＩＤ認証が完了（確立）した場合に、認証完了信号ＸＩＤＣＭＰをアクティブ（Ｌレベル）にする。なおＸＩＤＣＭＰの「Ｘ」は負論理を意味する。そして出力保証回路５４は、少なくとも認証完了信号ＸＩＤＣＭＰがアクティブになるまで、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行う。
【００８８】
接続検出回路７４はＡＣアダプタ５２２の接続検出処理を行う。具体的には図８（Ｂ）のＢ１に示すように、ＡＣアダプタ５２２の接続が検出された場合に、接続検出信号ＡＣＤＥＴをアクティブ（Ｈレベル）にする。そして出力保証回路５４は、接続検出信号ＡＣＤＥＴがアクティブである場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行う。
【００８９】
具体的には、制御回路５２にはノア回路ＮＯＲＤ（広義には論理ゲート）が設けられ、このＮＯＲＤは、信号ＸＶＤＥＴ、ＸＩＤＣＭＰ、ＡＣＤＥＴが入力され、信号ＣＮＴを出力保証回路５４に出力する。そして信号ＸＶＤＥＴ、ＸＩＤＣＭＰのいずれかがＨレベル（非アクティブ）である場合には、信号ＣＮＴがＬレベル（非アクティブ）になり、トランジスタＴＤ１がオフになる。これによりトランジスタＴＢ１がオフになり、電流の逆流が防止される。
【００９０】
一方、信号ＸＶＤＥＴ、ＸＩＤＣＭＰが共にＬレベル（アクティブ）であり、信号ＡＣＤＥＴがＬレベル（非アクティブ）である場合に、図８（Ａ）のＡ３に示すように信号ＣＮＴがＨレベル（アクティブ）になる。即ち信号ＸＶＤＥＴ、ＸＩＤＣＭＰ、ＡＣＤＥＴの全てがＬレベルである場合に、信号ＣＮＴがＨレベルになり、トランジスタＴＤ１がオンになる。これにより信号Ｐ４ＱがＬレベルになり、トランジスタＴＢ１がオンになり、無接点電力伝送による通常の電力伝送が可能になる。
【００９１】
また図８（Ｂ）のＢ１に示すように、ＡＣアダプタ５２２の接続が検出されて信号ＡＣＤＥＴがＨレベル（アクティブ）になると、Ｂ２に示すように無条件に信号ＣＮＴがＬレベル（非アクティブ）になり、トランジスタＴＤ１がオフになる。これによりトランジスタＴＢ１がオフになり、ＡＣアダプタ５２２からの電流の逆流が防止される。
【００９２】
図７の構成によれば、電源電圧ＶＤ５が低いためノア回路ＮＯＲＤが正常に動作せず、信号ＣＮＴが不定状態である場合にも、プルダウン抵抗ＲＤＷによりトランジスタＴＤ１がオフになり、トランジスタＴＢ１がオフになるため、電流の逆流を防止できる。また電源電圧ＶＤ５が正常に立ち上がり、ＩＤ認証が完了して、信号ＸＶＤＥＴ、ＸＩＤＣＭＰがＬレベルになると、トランジスタＴＤ１、ＴＢ１がオンになり、通常の電力伝送を開始できる。一方、ＡＣアダプタ５２２の接続が検出されると、無条件で信号ＣＮＴがＬレベルになり、トランジスタＴＤ１、ＴＢ１がオフになるため、ＡＣアダプタ５２２からの電流の逆流を即座に防止できる。
【００９３】
なお本実施形態の出力保証回路５４や制御回路５２等の構成は、図７に限定されず、種々の変形実施が可能である。即ち出力保証回路５４は、少なくとも、電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧（所定電圧）よりも低い電圧である場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行い、電圧生成ノードＮＢ７からの電流の逆流を防止する回路であればよい。或いは、送電装置１０と受電装置４０との間のＩＤ認証が完了するまで、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行い、電圧生成ノードＮＢ７からの電流の逆流を防止する回路であればよい。例えば電圧検出回路７２を設けなかったり、接続検出回路７４を設けない変形実施も可能である。また出力保証回路５４の構成要素を変更したり、他の構成要素を追加する変形実施も可能である。
【００９４】
図９（Ａ）に電圧検出回路７２の構成例を示す。この電圧検出回路７２は、電源電圧ＶＤ５とＧＮＤの間に直列に設けられた抵抗ＲＥ１、ＲＥ２と、ＶＤ５とＧＮＤの間に直列に設けられた電流源ＩＳ１、Ｎ型のトランジスタＴＥ１を含む。そして抵抗ＲＥ１、ＲＥ２の接続ノードＮＥ１がトランジスタＴＥ１のゲートに接続され、電流源ＩＳ１、トランジスタＴＥ１の接続ノードＮＥ２から電圧検出信号ＸＶＤＥＴが出力される。図９（Ａ）では、電源電圧ＶＤ５が、動作下限電圧として設定された所定電圧（例えば１．５Ｖ）よりも低い場合には、トランジスタＴＥ１がオフになるため、信号ＸＶＤＥＴがＶＤ５のレベルになる。一方、電源電圧ＶＤ５が、所定電圧（例えば１．５Ｖ）よりも高い場合には、トランジスタＴＥ１がオンになるため、信号ＸＶＤＥＴがＬレベルになる。
【００９５】
図９（Ｂ）に接続検出回路７４の構成例を示す。この接続検出回路７４は、ＡＣアダプタ５２２の電圧ＶＡＣの出力ノードとＧＮＤとの間に直列に設けられた抵抗ＲＥ３、ＲＥ４と、オペアンプＯＰＥ（コンパレータ）を含む。オペアンプＯＰＥの非反転入力端子には抵抗ＲＥ３とＲＥ４の接続ノードＮＥ３が接続され、反転入力端子には基準電圧ＶＲＥＦが入力される。図９（Ｂ）では、ＡＣアダプタ５２２の出力電圧ＶＡＣが所定電圧（例えば４．０〜４．５Ｖ）よりも高くなり、ノードＮＥ３の電圧が基準電圧ＶＲＥＦよりも高くなると、オペアンプＯＰＥの出力である接続検出信号ＡＣＤＥＴがＨレベルになる。
【００９６】
５．第１の変形例
次に本実施形態の第１の変形例を説明する。例えば図１０ではＡＣアダプタ５２２の接続検出回路７４は設けられているが、図５のトランジスタＴＢ１や出力保証回路５４は設けられておらず、その代わりにダイオードＤＤ４が設けられている。このダイオードＤＤ４は、ノードＮＢ６からＮＢ７への方向を順方向とするダイオードであり、ＡＣアダプタ５２２が接続された場合の電流の逆流を防止する。このようなダイオードＤＤ４を設けると、通常の電力伝送時に順方向電圧ＶＦによる電圧ドロップがあり、電力効率は悪化するが、出力保証回路５４を設けなくても済むという利点がある。
【００９７】
そして図１０では、接続検出回路７４は、負荷９０に電力を供給するＡＣアダプタ５２２の接続が検出された場合に、接続検出信号ＡＣＤＥＴをアクティブにする。そして受電側の制御回路５２は、接続検出信号ＡＣＤＥＴがアクティブである場合には、送電装置１０の送電を停止させる制御を行う。このようにすることで、ＡＣアダプタ５２２が接続された場合に、無接点電力伝送が停止するため、無駄な電力が消費されるのを防止できる。
【００９８】
即ちＡＣアダプタ５２２が接続された場合には、ＡＣアダプタ５２２からの出力電圧ＶＡＣによりバッテリ９４の充電等を行えば十分であり、無接点電力伝送を行うと、送電側で無駄に電力が消費される事態が生じる。この点、ＡＣアダプタ５２２の接続検出時に、無接点電力伝送による送電装置１０の送電を停止すれば、このような事態を防止できる。
【００９９】
送電装置１０の送電の停止は例えば以下のような手法により実現できる。例えば第１の手法では、受電側の制御回路５２が、接続検出信号ＡＣＤＥＴがアクティブである場合に、送電装置１０との間のＩＤ認証処理を行わないようにして、送電装置１０の送電を停止させる。
【０１００】
具体的にはＡＣアダプタ５２２が接続されていない場合には、受電制御装置５０は、送電装置１０からの位置検出用の送電等によりリセットが解除されると、ＩＤ認証処理を行う。即ち、自身のＩＤを知らせる認証フレームを送電装置１０に送信する。そして送電装置１０から許諾フレームを受信すると、ＩＤ認証処理が完了する。その後、電力伝送のスタートフレームを送電装置１０に送信し、これにより通常の電力伝送が開始する。
【０１０１】
一方、接続検出回路７４によりＡＣアダプタ５２２の接続が検出されると、受電制御装置５０は、リセット解除後にＩＤ認証処理を行わないようにする。このようにすれば、送電装置５０は、受電側の電子機器を異物等と判断するため、通常の電力伝送を行わないようになる。これによりＡＣアダプタ５２２の接続時に、無駄な無接点電力伝送が行われるのを防止できる。
【０１０２】
また第２の手法では、接続検出信号ＡＣＤＥＴがアクティブである場合に、受電側の制御回路５２が、ＡＣアダプタ接続コマンド（接続フラグ）を送電装置１０に対して送信することで、送電装置１０の送電を停止させる。このＡＣアダプタ接続コマンドは、ＡＣアダプタ５２２の接続が検出されたことを送電装置１０側に知らせるためのコマンド（フレーム）である。
【０１０３】
具体的には例えば図４（Ａ）のように携帯電話機５１０が充電器５００の上に置かれ、ＩＤ認証が完了して通常の電力伝送が行われた状態で、ＡＣアダプタ５２２が携帯電話機５１０に接続される場合がある。このような場合には、ＩＤ認証は既に完了しているため、前述の第１の手法では送電装置１０の送電を停止できない。
【０１０４】
この点、第２の手法では、このようなＡＣアダプタ５２２の接続を常に監視し、接続が検出された場合に割り込みを発生して、ＡＣアダプタ接続コマンドを送電装置１０に送信する。具体的には例えば負荷変調部４６の負荷変調によりＡＣアダプタ接続コマンドを送信する。このようにすれば、通常の電力伝送が行われている状態でＡＣアダプタ５２２が接続された場合にも、直ぐに送電装置１０の送電を停止できるようになり、無駄な無接点電力伝送が続行されるのを防止できる。即ちＡＣアダプタ５２２の接続後は、送電装置１０による無接点電力伝送を停止し、ＡＣアダプタ５２２からの電力によりバッテリ９４を充電するようにする。
【０１０５】
なお第１の変形例による送電装置の送電停止手法は、図１０の構成の回路のみならず、図５〜図９（Ｂ）等で説明した構成の回路でも実現できる。例えば図７の構成の回路に適用した場合には、ＡＣアダプタ５２２の接続検出時に、トランジスタＴＢ１をオフにして逆流を防止すると共に、ＩＤ認証処理を行わないようにしたりＡＣアダプタ接続コマンドを送信することで、送電装置１０の送電を停止すればよい。
【０１０６】
６．第２の変形例
次に本実施形態の第２の変形例を説明する。この第２の変形例では図５のトランジスタＴＢ１、ＴＢ２の機能を１つのトランジスタで実現する。即ち図５では、ＡＣアダプタ５２２からの電流の逆流防止と負荷９０への給電制御のために、２つのトランジスタＴＢ１、ＴＢ２を用いているが、これを１つのトランジスタだけで実現する。
【０１０７】
例えばＡＣアダプタ５２２からの電流の逆流を防止する場合には、図１１（Ａ）に示すように、Ｐ型のトランジスタＴＦの基板を、ＶＯＵＴの電圧出力ノードＮＢ７側に接続する。即ちスイッチ手段ＳＷ１をオンにすると共にスイッチ手段ＳＷ２をオフにして、ＶＯＵＴの電圧を基板に供給する。そして信号ＰＱによりトランジスタＴＦをオフにする。このようにすれば、図６で説明したようにノードＮＢ７、ＮＢ５の間に寄生のダイオードＤＤ１が形成され、このダイオードＤＤ１により、ノードＮＢ７からＮＢ５への電流の逆流を防止できる。即ちトランジスタＴＦを図５のトランジスタＴＢ１として機能させることができる。なおこの場合に信号ＰＱについても出力保証回路５４により制御することが望ましい。
【０１０８】
一方、通常の電力伝送を行う場合には、図１１（Ｂ）に示すように、トランジスタＴＦの基板を、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５側に接続する。即ちスイッチ手段ＳＷ２をオンにすると共にスイッチ手段ＳＷ１をオフにして、ＶＤ５の電圧を基板に供給する。そして信号ＰＱによりトランジスタＴＦをオンにする。このようにすれば、通常の電力伝送が可能になる。即ちトランジスタＴＦを図５のトランジスタＴＢ２として機能させることができる。
【０１０９】
７．第３の変形例
次に本実施形態の第３の変形例を説明する。この第３の変形例では給電制御用のトランジスタがオンするときの突入電流を低減し、ソフトスタートを実現する。
【０１１０】
例えば図１２（Ａ）において、通常の電力伝送の開始時に、給電制御用のトランジスタＴＢ２がオンになると、ノードＮＢ５からＮＢ６への突入電流が発生する。そしてこのような突入電流が発生すると、図１２（Ｂ）に示すように電源電圧ＶＤ５にサージが乗り、受電制御装置５０がリセットされてしまうおそれがある。そして受電制御装置５０がリセットされると、せっかくＩＤ認証が完了して電力伝送を開始したのに、リセット状態にシーケンスのステートが戻ってしまい、ＩＤ認証のやり直しになってしまう。
【０１１１】
このため図１２（Ａ）では、第２のトランジスタＴＢ２のソース、ゲート間において、第２のプルアップ抵抗ＲＵ２に並列にソフトスタート用のコンデンサＣＳＦを設けている。このようにすれば、通常の電力伝送が開始し、トランジスタＴＢ２がオンになった場合に、コンデンサＣＳＦにより、図１２（Ｂ）のようなＶＤ５の急峻な電圧変化を緩和できる。従って、受電制御装置５０がリセットされてしまう事態を防止でき、無接点電力伝送の安定した動作を実現できる。
【０１１２】
なおソフトスタートを実現する手法は、ソフトスタート用のコンデンサＣＳＦを設ける手法に限定されない。例えばトランジスタＴＢ２をオンにする際に、信号Ｐ１Ｑの電圧レベルを、ＨレベルからＬレベルにゆっくりと変化させる手法を採用してもよい。
【０１１３】
８．動作
次に、本実施形態における送電側と受電側の動作の概要について図１３〜図１５のフローチャートを用いて説明する。
【０１１４】
送電側は、電源投入されてパワーオンすると（ステップＳ１）、位置検出用の一時的な電力伝送を行う（ステップＳ２）。この電力伝送により、受電側の電源電圧が立ち上がり、受電制御装置５０のリセットが解除される（ステップＳ１１）。すると受電側は、信号Ｐ１ＱをＨレベルに設定し、信号Ｐ４Ｑをハイインピーダンス状態に設定する（ステップＳ１２）。これによりトランジスタＴＢ２、ＴＢ１が共にオフになり、負荷９０との間の電気的な接続が遮断される。
【０１１５】
次に、受電側は、位置検出回路５６を用いて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正か否かを判断する（ステップＳ１３）。そして位置関係が適正である場合には、受電側はＩＤの認証処理を開始し、認証フレームを送電側に送信する（ステップＳ１４）。具体的には図３（Ｂ）で説明した負荷変調により認証フレームのデータを送信する。
【０１１６】
送電側は、認証フレームを受信すると、ＩＤが一致するか否かなどの判断処理を行う（ステップＳ３）。そしてＩＤ認証を許諾する場合には、許諾フレームを受電側に送信する（ステップＳ４）。具体的には図３（Ａ）で説明した周波数変調によりデータを送信する。
【０１１７】
受電側は、許諾フレームを受信し、その内容がＯＫである場合には、無接点電力伝送を開始するためのスタートフレームを送電側に送信する（ステップＳ１５、Ｓ１６）。一方、送電側は、スタートフレームを受信し、その内容がＯＫである場合には、通常の電力伝送を開始する（ステップＳ５、Ｓ６）。そして受電側は信号Ｐ１Ｑ、Ｐ４ＱをＬレベルに設定する（ステップＳ１７）。これによりトランジスタＴＢ２、ＴＢ１が共にオンになるため、負荷９０に対する電力伝送が可能になり、負荷への電力供給（ＶＯＵＴの出力）が開始する（ステップＳ１８）。
【０１１８】
図１４、図１５は、ＡＣアダプタ接続検出時の送電停止手法を説明するフローチャートである。図１４に示すように、リセットが解除されて、信号Ｐ１ＱをＨレベル、信号Ｐ４Ｑをハイインピーダンス状態に設定した後（ステップＳ１１、Ｓ１２）、ＡＣアダプタ５２２が接続されたか否かが検出される（ステップＳ１２−２）。そしてＡＣアダプタの接続が検出された場合には、所定時間をウェイトした後（ステップＳ１２−３）、ステップＳ１２に戻る。このようにすれば、ＡＣアダプタ５２２の接続が検出された場合には、ステップＳ１４の認証フレームの送信は行われず、ＩＤ認証が行われないようになる。従って、ＡＣアダプタ５２２の接続検出時に、送電側からの送電が停止するため、無駄な無接点電力伝送が行われる事態を防止できる。
【０１１９】
図１５は、例えば通常の電力伝送状態において常に行われる処理である。即ちこの状態で、受電側においてＡＣアダプタの接続が検出されると（ステップＳ３１）、ＡＣアダプタ接続の割り込みが発生する（ステップＳ３２）。すると受電側は、ＡＣアダプタ接続コマンドを負荷変調により送電側に送信する（ステップＳ３３）。送電側は、このＡＣアダプタ接続コマンドを受信すると（ステップＳ２１）、待機モードに移行して、送電を停止する（ステップＳ２２）。これにより、例えば図４（Ａ）において、携帯電話機５１０が充電器５００の上に置かれた状態でＡＣアダプタ５２２が接続された場合にも、無接点電力伝送を停止することができ、無駄な電力の消費を防止できる。
【０１２０】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（外部電源供給装置、低電位側電源、電子機器等）と共に記載された用語（ＡＣアダプタ、ＧＮＤ、携帯電話機・充電器等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また受電制御装置、出力保証回路、制御回路の構成・動作や、ＡＣアダプタ接続検出時の送電手法も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は無接点電力伝送の説明図。
【図２】本実施形態の受電装置、受電制御装置等の構成例。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は周波数変調、負荷変調によるデータ転送の説明図。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）はＡＣアダプタの接続時の問題の説明図。
【図５】出力保証回路、制御回路等の構成例。
【図６】トランジスタのデバイス断面図。
【図７】出力保証回路、制御回路等の詳細な構成例。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は本実施形態の動作を説明する信号波形例。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は電圧検出回路、接続検出回路の構成例。
【図１０】本実施形態の第１の変形例の説明図。
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は本実施形態の第２の変形例の説明図。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は本実施形態の第３の変形例の説明図。
【図１３】本実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図１４】本実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図１５】本実施形態の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【０１２２】
Ｌ１  １次コイル、Ｌ２  ２次コイル、ＴＢ１、ＴＢ２、第１、第２のトランジスタ、
ＲＵ１、ＲＵ２  プルアップ抵抗、ＴＤ１  出力保証用トランジスタ、
ＲＤＷ  プルダウン抵抗、
１０  送電装置、１２  送電部、１４  電圧検出回路、１６  表示部、
２０  送電制御装置、２２  制御回路（送電側）、２４  発振回路、
２６  ドライバ制御回路、２８  波形検出回路、４０  受電装置、４２  受電部、
４３  整流回路、４６  負荷変調部、４８  給電制御部、５０  受電制御装置、
５２  制御回路（受電側）、５４  出力保証回路、５６  位置検出回路、
５８  発振回路、６０  周波数検出回路、６２  満充電検出回路、７２  電圧検出回路、
７４  接続検出回路、９０  負荷、９２  充電制御装置、９４  バッテリ
【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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