(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路と当該インバータ回路の出力電圧が印加される一次側コイルとを備えた給電装置と、前記一次側コイルから非接触で供給された電力を受電する二次側コイルとバッテリーと負荷とを備えて、前記二次側コイルに供給された前記電力または前記バッテリーによって前記負荷を動作させるとともに、前記電力によって前記バッテリーを充電する受電装置と、を備える充放電制御装置であって、
前記受電装置が備える整流回路の出力電圧が所定電圧値よりも低下したことを検出する整流電圧低下検出手段と、
前記インバータ回路に流れる電流が所定電流値を超過した場合に、前記整流電圧低下検出手段が、前記整流回路の出力電圧が前記所定電圧値よりも低下したことを検出したことを条件に、前記所定電流値からの超過量に応じて前記インバータ回路の前記出力電圧を低下させる制御を行う過放電抑制制御手段と、を有する、
ことを特徴とする充放電制御装置。
【請求項２】
インバータ回路と当該インバータ回路の出力電圧が印加される一次側コイルとを備えた給電装置と、前記一次側コイルから非接触で供給された電力を受電する二次側コイルとバッテリーと負荷とを備えて、前記二次側コイルに供給された前記電力または前記バッテリーによって前記負荷を動作させるとともに、前記電力によって前記バッテリーを充電する受電装置と、を備える充放電制御装置であって、
前記受電装置が備える整流回路の出力電圧が所定電圧値よりも低下したことを検出する整流電圧低下検出手段と、
前記バッテリーに流れる電流が所定電流値を超過した場合に、前記整流電圧低下検出手段が、前記整流回路の出力電圧が前記所定電圧値よりも低下したことを検出したことを条件に、前記所定電流値からの超過量に応じて前記バッテリーを充電するために前記バッテリーに印加する電圧を低下させる制御を行う過放電抑制制御手段と、を有する、
ことを特徴とする充放電制御装置。
【請求項３】
前記整流電圧低下検出手段は、前記整流回路の前記出力電圧が前記所定電圧値を下回ったことを条件に整流電圧低下検出信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充放電制御装置。
【請求項４】
前記二次側コイルは、磁界共振方式によって前記一次側コイルから電力を供給される、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項５】
インバータ回路と当該インバータ回路の出力電圧が印加される一次側コイルとを備えた給電装置と、前記一次側コイルから非接触で供給された電力を受電する二次側コイルとバッテリーと負荷とを備えて、前記二次側コイルに供給された前記電力または前記バッテリーによって前記負荷を動作させるとともに、前記電力によって前記バッテリーを充電する受電装置と、を備える充放電制御装置が行う充放電制御方法であって、
前記受電装置が備える整流回路の出力電圧が所定電圧値よりも低下したことを検出する整流電圧低下検出ステップと、
前記インバータ回路に流れる電流が所定電流値を超過した場合に、前記整流電圧低下検出ステップにおいて、前記整流回路の前記出力電圧が前記所定電圧値よりも低下したことが検出されたことを条件に、前記所定電流値からの超過量に応じて前記インバータ回路の前記出力電圧を低下させる制御を行う過放電抑制制御ステップと、を有する
ことを特徴とする充放電制御方法。
【請求項６】
インバータ回路と当該インバータ回路の出力電圧が印加される一次側コイルとを備えた給電装置と、前記一次側コイルから非接触で供給された電力を受電する二次側コイルとバッテリーと負荷とを備えて、前記二次側コイルに供給された前記電力または前記バッテリーによって前記負荷を動作させるとともに、前記電力によって前記バッテリーを充電する受電装置と、を備える充放電制御装置が行う充放電制御方法であって、
前記受電装置が備える整流回路の出力電圧が所定電圧値よりも低下したことを検出する整流電圧低下検出ステップと、
前記バッテリーに流れる電流が所定電流値を超過した場合に、前記整流電圧低下検出ステップにおいて、前記整流回路の前記出力電圧が前記所定電圧値よりも低下したことが検出されたことを条件に、前記所定電流値からの超過量に応じて前記バッテリーを充電するために前記バッテリーに印加する電圧を低下させる制御を行う過放電抑制制御ステップと、を有する
ことを特徴とする充放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、充放電制御装置および充放電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源ケーブルを使用せずに、装置に電力を供給する非接触給電システムが実用化している。非接触給電システムは、給電装置上に設置されたＰＣ（Personal  Computer）、ＰＯＳ（Point  of  Sales）端末、および印字装置をはじめとする周辺機器などの受電装置に対して、給電装置から非接触で電力を供給するものである。
【０００３】
この非接触給電システムは、例えば、給電装置および受電装置に設けられたコイルを互いに接近させたときに、コイル間に発生する磁界の共振（Resonance）現象を利用して給電装置から受電装置に電力を供給する。
【０００４】
このような非接触給電システムにあっては、電力の伝送効率を安定させるために、受電装置に設けた整流回路の出力電圧を給電装置にフィードバックすることによって、給電装置側に対する入力電圧を制御する構成を用いていた。
【０００５】
しかしながら、給電側の一次側コイルと受電側の二次側コイル間のギャップの変動や、受電側に接続された負荷の変動によっては、給電装置が備えるインバータが出力する電流、および受電装置が備えるバッテリーの放電電流が急激に変化することがある。このような電流の急激な変化が発生すると、非接触給電システムには過放電や過充電が発生して、場合によっては、非接触給電システムが動作を停止する瞬停を起こすおそれがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、給電装置が備えるインバータ回路が出力する電流、および受電装置が備えるバッテリーに流れる電流の急激な変化を抑制することによって、非接触給電システムの過放電・過充電を確実に防止することが可能な充放電制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の充放電制御装置は、給電装置と、受電装置と、整流電圧低下検出手段と、過放電抑制制御手段と、を備える。給電装置は、インバータ回路と当該インバータ回路の出力電圧が印加される一次側コイルとを備える。受電装置は、一次側コイルから非接触で供給された電力を受電する二次側コイルとバッテリーと負荷とを備えて、二次側コイルに供給された電力またはバッテリーによって負荷を動作させるとともに、供給された電力によってバッテリーを充電する。整流電圧低下検出手段は、受電装置が備える整流回路の出力電圧が所定電圧値よりも低下したことを検出する。過放電抑制制御手段は、インバータ回路に流れる電流が所定電流値を超過した場合に、整流電圧低下検出手段が、整流回路の出力電圧が所定電圧値よりも低下したことを検出したことを条件に、所定電流値からの超過量に応じてインバータ回路の出力電圧を低下させる制御を行う。また、過放電抑制制御手段は、バッテリーに流れる電流が所定電流値を超過した場合に、整流電圧低下検出手段が、整流回路の出力電圧が所定電圧値よりも低下したことを検出したことを条件に、所定電流値からの超過量に応じてバッテリーを充電するためにバッテリーに印加する電圧を低下させる制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる非接触給電システムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、非接触給電システムのハードウェアの概略構成を示すハードウェアブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態にかかる充放電制御装置の主要な回路構成を示す図である。
【図４】図４は、整流電圧低下検出信号の一例を示す図である。
【図５】図５は、過放電抑制制御回路の制御構成を示すブロック線図である。
【図６】図６は、第１の実施形態において、整流回路の出力電圧が制御されている様子の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、充放電制御装置が行う制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態にかかる充放電制御装置の主要な回路構成を示す図である。
【図９】図９は、過放電抑制制御回路の制御構成を示すブロック線図である。
【図１０】図１０は、充放電制御装置が行う制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、第１の実施形態にかかる充放電制御装置について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、第１の実施形態の充放電制御装置を用いた非接触給電システム１の全体構成を示す図である。非接触給電システム１は、給電装置を備えたＰＯＳ端末２と、受電装置を備えた、周辺機器である印字装置３、スキャナ４、表示器５と、紙幣及び硬貨の釣銭機６とを備える。
【００１１】
ＰＯＳ端末２と印字装置３、スキャナ４、表示器５および釣銭機６とは、それぞれ、無線通信路Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４を介して、ＰＯＳ端末２と各周辺機器との間で制御情報等のやり取りを行う。具体的には、ＰＯＳ端末２と各周辺機器との間は、例えば、ＮＦＣ（Near  Field  Communication）と呼ばれる近距離無線通信、またはブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信によって、それぞれ接続されている。
【００１２】
ＰＯＳ端末２は、店舗において販売する商品の売上登録処理および決済処理を実行する。売上登録処理とは、入力された商品コードに基づいて当該商品の商品名や価格等の商品情報を表示し記憶する処理をいう。決済処理とは、売上登録処理した商品情報に基づいて、取引に係る合計金額の表示、および顧客から預かった預り金に基づいて決済を行い、レシートを発行する処理をいう。
【００１３】
印字装置３は、レシート用紙等の所定の用紙に、ＰＯＳ端末２から送信された、取引された商品の商品情報や決済情報を、レシートやジャーナルとして印字するプリンタである。印字装置３は、印字部としてサーマルヘッドを具備した印字部を備えている。サーマルヘッドは、ライン状に設置した発熱素子を発熱させて、用紙である感熱紙に熱を伝達する。感熱紙は、サーマルヘッドに対向して設けられたプラテン等によって搬送されながら、サーマルヘッドから伝達された熱によって発色する。このようにして印字装置３は、印字部を制御して用紙に印字を行う。
【００１４】
スキャナ４は、バーコード等にコード化された商品コードを光学的に読み取るコードスキャナである。表示器５は、ＰＯＳ端末２を操作するオペレータ、または商品を購入した顧客向けに、各種情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示装置である。釣銭機６は、入金された貨幣を収納するとともに、ＰＯＳ端末２からの命令（出金コマンド）に基づいて貨幣（釣銭）を自動的に出金する自動釣銭機である。なお、これらの周辺機器は例示したものであり、非接触給電システム１は、上述以外の周辺機器を備えていてもよい。また、非接触給電システム１は、周辺機器を一台以上備えていればよい。
【００１５】
ＰＯＳ端末２は、平面状の上面部が設けられた非接触給電器３０ａ（給電装置）の上に設置されている。非接触給電器３０ａには、電源ケーブル３１を介して商用電源（図示せず）が供給されている。
【００１６】
印字装置３、スキャナ４、表示器５および釣銭機６は、それぞれ、平面状の上面部が設けられた非接触受電器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ（受電装置）の上に設置されている。非接触受電器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、それぞれ、非接触給電器３０ａから機械的な接続のない非接触状態で電力の供給を受ける。すなわち、非接触給電器３０ａは、非接触受電器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに対して、それぞれ、無線電力伝送路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を介して電力を供給する。
【００１７】
印字装置３、スキャナ４、表示器５および釣銭機６は、それぞれ、非接触受電器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが受電した電力によって、各周辺機器を駆動するとともに、各周辺機器が備える後述するバッテリーの充電を行う。
【００１８】
非接触給電器３０ａは、電磁誘導方式、磁界共振方式またはその他の方式によって、機械的な接続のない非接触状態で、非接触給電器３０ａに近接して設置された非接触受電器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに電力を供給する。本実施形態では、磁界共振方式を利用して電力を供給するものとして説明する。磁界共振方式を用いることによって、非接触給電器３０ａと非接触受電器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄとが数センチメートルから２メートル程度離れていても、電力を供給することができる。
【００１９】
磁界共振方式とは、共振現象を利用して、非接触で電力を供給する方式である。共振現象とは、同じ周波数で振動する物体を近づけて置き、一方の物体を振動させると他方の物体に振動が伝わる現象である。以下、磁界共振方式の原理について、その概要を説明する。
【００２０】
磁界共振方式では、電力を供給する送電側（非接触給電器３０ａ側）と、電力の供給を受ける受電側（非接触受電器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ側）とに、振動させる物体として同一の共振周波数を有するコイル（より正確には、コイルとコンデンサを備えたＬＣ回路）を備える。送電側の一次側コイルは、交流電流が供給されると振動した磁界を生じる。この時、受電側の二次側コイルは、送電側の一次側コイルと共振周波数が一致しているため、受電側の二次側コイルの周辺にも磁界を生じる。これによって、受電側の二次側コイルは、送電側と機械的な接続のない非接触状態であっても、受電側の二次側コイル内を流れる誘導電流を生じさせる。従って、送電側の一次側コイルは、受電側の二次側コイルに非接触で電力を供給することができる。二次側コイルは非接触で一次側コイルから電力を受給する。そして、磁界共振方式は、送電側の一次側コイルと受電側の二次側コイルの距離（ギャップ）が長い場合であっても、伝送ロスが少ない高い伝送効率を得ることができる。磁界共振方式を用いた非接触給電について、詳しくは後述する。
【００２１】
（非接触給電システムのハードウェア構成の説明）
次に、図２を用いて、非接触給電システム１のハードウェア構成について説明する。図２は、非接触給電システム１のハードウェアの概略構成を示すハードウェアブロック図である。なお、図２は、図１に示した非接触給電システム１のうち、ＰＯＳ端末２と、印字装置３およびスキャナ４と、を接続した際のハードウェアの概略構成を示している。他の周辺機器である表示器５および釣銭機６が接続された場合であっても構成は変わらない。
【００２２】
図２に示すように、非接触給電システム１は、マザーボード１０と、印字装置３と、スキャナ４と、を備えて、充放電制御装置１００ａを構成している。マザーボード１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ１２と、ＲＯＭ１３と、メモリ部１４と、コントローラ１７と、を備える。ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ１２と、ＲＯＭ１３と、メモリ部１４と、コントローラ１７と、はデータバス１６を介して、互いに接続されている。非接触給電システム１は、さらに、非接触給電器３０ａと、充放電制御情報通信部４２ａ，４２ｂと、を備える。
【００２３】
ＣＰＵ１１は、後述する制御プログラムＰに従って動作することにより、充放電制御装置１００ａの全体の動きを制御する。
【００２４】
ＲＡＭ１２は、主記憶装置であり、ＣＰＵ１１が動作を行う際に、各種データを実行可能な形式に展開する。ＲＯＭ１３は、各種データを記憶する。メモリ部１４は、電源を切っても記憶内容が保持されるＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成されて、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムＰ等の情報を記憶している。
【００２５】
コントローラ１７は、ＣＰＵ１１が出力した各種命令を、充放電制御装置１００ａの各部に伝達する。また、コントローラ１７は、充放電制御装置１００ａの各部から受け取った情報をＣＰＵ１１に伝達する。
【００２６】
非接触給電器３０ａは、給電装置の一例である。非接触給電器３０ａは、後述する非接触受電器３２ａと近接して設置されることによって、非接触電力伝送部４０ａを構成する。また、非接触給電器３０ａは、後述する非接触受電器３２ｂと近接して設置されることによって、非接触電力伝送部４０ｂを構成する。
【００２７】
充放電制御情報通信部４２ａは、マザーボード１０と、印字装置３と、の間で充放電制御を行うために必要な情報の通信を行う。また、充放電制御情報通信部４２ｂは、マザーボード１０と、スキャナ４と、の間で充放電制御を行うために必要な情報の通信を行う。
【００２８】
印字装置３は、非接触受電器３２ａと、充放電制御回路６０ａと、負荷７０ａと、バッテリー８０と、を備える。
【００２９】
非接触受電器３２ａは、受電装置の一例である。非接触受電器３２ａは、前述した非接触給電器３０ａと近接して設置されることによって、非接触電力伝送部４０ａを構成する。非接触受電器３２ａは、非接触給電器３０ａから非接触状態で電力の供給を受ける。
【００３０】
充放電制御回路６０ａは、後述するバッテリー８０の充電状態および放電状態を制御する。
【００３１】
負荷７０ａは、印字装置３の構成物の中で、電力を消費する部位である。例えば、図２に非図示の、プラテンローラを回転させてラベル用紙を搬送するモータ、印刷動作を行う印字部、印字に必要な情報を表示する表示部等が該当する。
【００３２】
バッテリー８０は、負荷７０ａを駆動するための電力を蓄える。また、バッテリー８０は、負荷７０ａに対して電力を供給して、負荷７０ａを駆動する。
【００３３】
スキャナ４は、非接触受電器３２ｂと、充放電制御回路６０ａと、負荷７０ｂと、バッテリー８０と、を備える。
【００３４】
非接触受電器３２ｂは、前述した非接触受電器３２ａと同じユニットである。
【００３５】
充放電制御回路６０ａとバッテリー８０は、ともに前述した通りである。
【００３６】
負荷７０ｂは、スキャナ４の構成物の中で、電力を消費する部位である。例えば、図２に非図示の、バーコードを読み取るためのレーザ光を発生する発振器、フォトダイオードで構成される受光回路の電源等が該当する。
【００３７】
（非接触給電システムの回路構成の説明）
次に、図３を用いて、非接触給電システム１を構成する充放電制御装置１００ａの回路構成について説明する。図３は、充放電制御装置１００ａの主要な回路構成を示す図である。なお、図３は、一例として非接触給電器３０ａと周辺機器である印字装置３とを備えた充放電制御装置１００ａの回路構成を示す図である。印字装置３以外の周辺機器が接続された場合であっても、回路構成は変わらないため、以降の説明は図３を用いて行う。
【００３８】
図３において、充放電制御装置１００ａは、非接触給電器３０ａと、印字装置３と、を備える。非接触給電器３０ａと、印字装置３と、は近接して設置されている。
【００３９】
非接触給電器３０ａは、直流電源Ｖと、インバータ回路２０と、電流検出回路２２と、一次側コイルＬ１とコンデンサＣ１と、過放電抑制制御回路２４と、受信回路２６と、を備える。非接触給電器３０ａは、後述する非接触受電器３２ａとともに、前述した非接触電力伝送部４０ａを構成する。
【００４０】
インバータ回路２０は、直流電源Ｖが出力した直流電圧を交流電圧に変換する。なお、直流電源Ｖは、商用電源である例えば１００ボルトの交流を、図３に図示しないコンバーターによって直流に変換したものである。インバータ回路２０は、まず、直流電源Ｖが出力した直流電圧を、半導体スイッチを用いて高速でＯＮ−ＯＦＦする（チョッパ操作）ことによってパルス波に変換する。そして、インバータ回路２０は、変換したパルス波がパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse  Width  Modulation）された信号であるとして、パルス幅に応じた波高値を有する電圧波形に変換する。最初に生成するパルス波を、パルス幅が正弦波状に変化する波形となるように生成することによって、そのパルス波形から変換された電圧波形は正弦波状となる。これによって、直流電源Ｖが出力する直流電圧を、任意の周波数、任意の波高値を有する交流電圧に変換することができる。その結果、図３に示すインバータ回路２０から出力電圧Ｅ１が出力されるものとする。なお、インバータ回路２０は、半導体スイッチと、インダクタ、リアクトル等の電力蓄積要素と、から構成されている。一般的によく知られた回路構成として、フルブリッジ回路、ハーフブリッジ回路、一石共振型回路等があるが、その回路構成は問わない。
【００４１】
電流検出回路２２は、インバータ回路２０の出力電圧Ｅ１によって非接触給電器３０ａに流れる電流Ｉ１の大きさを検出する。
【００４２】
一次側コイルＬ１とコンデンサＣ１とは、図３に示すように、非接触給電器３０ａが形成する電気回路に並列に接続される。このとき、非接触給電器３０ａが形成する電気回路に周波数ｆ（角周波数ω（ω＝２πｆ））の交流電圧を印加すると、一次側コイルＬ１とコンデンサＣ１とが形成するＬＣ回路は、式１で示す周波数ｆ０を印加したときに共振現象を呈する。この周波数ｆ０を共振周波数と呼ぶ。
ｆ０＝１／２π（Ｌ１Ｃ１）１／２        （式１）
【００４３】
なお、共振周波数ｆ０は、角周波数ω０で表すと、式２のようになる。
ω０＝１／（Ｌ１Ｃ１）１／２            （式２）
【００４４】
印字装置３が備える後述する非接触受電器３２ａも、同様のＬＣ回路を備えている。そして、非接触受電器３２ａが備えるＬＣ回路の共振周波数と、非接触給電器３０ａが備える前述したＬＣ回路の共振周波数ｆ０と、が等しいときに、非接触給電器３０ａから非接触受電器３２ａに対して電力が伝送される。詳しくは後述する。
【００４５】
過放電抑制制御回路２４は、過放電抑制制御手段の一例である。過放電抑制制御回路２４は、インバータ回路２０の過放電を抑制する制御を行う。詳しくは後述する。
【００４６】
受信回路２６は、非接触受電器３２ａ側から、後述する整流電圧低下検出信号Ｅ０を受信する。受信回路２６は、後述する送信回路５３とともに、前述した充放電制御情報通信部４２ａを構成する。
【００４７】
印字装置３は、非接触受電器３２ａと、整流電圧低下検出回路５２と、送信回路５３と、ＤＣ／ＤＣ変換回路５４と、充放電制御回路６０ａと、負荷７０ａと、バッテリー８０と、を備える。
【００４８】
非接触受電器３２ａは、前述した非接触給電器３０ａから電力を受電する。非接触受電器３２ａは、二次側コイルＬ２とコンデンサＣ２と、整流回路５０と、を備える。
【００４９】
二次側コイルＬ２とコンデンサＣ２とは、図３に示すように、非接触受電器３２ａが形成する電気回路に並列に接続される。ここで、二次側コイルＬ２とコンデンサＣ２とが、式３の条件を満たすときに、非接触受電器３２ａは、前述した非接触給電器３０ａから電力を受電する。
１／２π（Ｌ１Ｃ１）１／２＝１／２π（Ｌ２Ｃ２）１／２        （式３）
【００５０】
なお、式３の条件は近似的なものであって、厳密には、一次側コイルＬ１と二次側コイルＬ２の結合度合を表す結合係数等も考慮して、適切な電力伝送条件が決定される。
【００５１】
整流回路５０は、例えばダイオードを使用したブリッジ回路で構成されており、非接触受電器３２ａが受電した交流電圧を直流電圧に変換する。
【００５２】
整流電圧低下検出回路５２は、整流電圧低下検出手段の一例である。整流電圧低下検出回路５２は、非接触受電器３２ａが出力する直流電圧を測定して、測定された直流電圧が所定電圧値を下回ったことを検出する。具体的には、図４に示すように、整流電圧低下検出回路５２は、整流回路５０の出力電圧である直流電圧Ｅ２を検出する。そして、整流電圧低下検出回路５２は、直流電圧Ｅ２が所定電圧値である電圧閾値Ｅｔｈを下回ったことを検出したことを条件に、整流電圧低下検出信号Ｅ０を出力する。整流電圧低下検出信号Ｅ０は、図４に示すように、直流電圧Ｅ２が電圧閾値Ｅｔｈを下回ったときに「１」を出力して、それ以外のときに「０」を出力する信号である。図４に示す例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２に亘って、整流回路５０の出力電圧である直流電圧Ｅ２が電圧閾値Ｅｔｈを下回っているため、整流電圧低下検出信号Ｅ０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２に亘って「１」を出力する。
【００５３】
なお、整流回路５０の出力電圧である直流電圧Ｅ２は、一次側コイルＬ１と二次側コイルＬ２の間のギャップの変動や負荷７０ａの変動に伴って低下する。直流電圧Ｅ２が低下した際、二次側コイルＬ２は直流リアクトルのような動作を行い、直流電圧Ｅ２は、二次側コイルＬ２のインダクタンスに応じた時間変化率で低下する。したがって、具体的な電圧閾値Ｅｔｈの値は、直流電圧Ｅ２の時間変化率と負荷７０ａが許容する電圧低下時間とを考慮して設定すればよい。
【００５４】
送信回路５３は、整流電圧低下検出回路５２が出力した整流電圧低下検出信号Ｅ０を、無線通信によって、非接触給電器３０ａが備える受信回路２６に送信する。
【００５５】
ＤＣ／ＤＣ変換回路５４は、直流電圧Ｅ２を、後述する負荷７０ａに適した直流電圧に変換して負荷７０ａに電力を供給する。
【００５６】
充放電制御回路６０ａは、端子Ｗ１、Ｗ２の間に接続されて、後述するバッテリー８０に対する充電動作と、バッテリー８０の放電動作と、を制御する。
【００５７】
負荷７０ａは、印字装置３が備える電力消費を伴う構成部位である。前述したように、モータ、印字部、表示部等が該当する。
【００５８】
バッテリー８０は、充電、放電、蓄電が可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン電池である。バッテリー８０は、前述した充放電制御回路６０ａによって制御されて、非接触受電器３２ａが受電した電力によって充電されるとともに、負荷７０ａに対する電力の供給を行う。
【００５９】
（インバータの過放電抑制制御の説明）
次に、図５を用いて、充放電制御装置１００ａが行う、インバータ回路２０の過放電抑制制御について説明する。図５は、過放電抑制制御回路２４の制御構成を示すブロック線図である。
【００６０】
過放電抑制制御回路２４は、図５に示すように、電流リミッタ２４ａと、電流調整器２４ｂと、積算器２４ｃと、加算器２４ｄと、加算器２４ｅと、積算器２４ｆと、を備える。
【００６１】
電流リミッタ２４ａは、非接触給電器３０ａに流れる電流Ｉ１（図３）が所定電流値以上にならないように、予め設定した閾値、例えば、電流閾値Ｉｔｈ１でリミットをかける（図７のステップＳ１４参照）。すなわち、電流閾値Ｉｔｈ１が所定電流値となる。
【００６２】
電流調整器２４ｂは、電流Ｉ１と、電流リミッタ２４ａの出力と、の偏差である電流超過量ΔＩ１が０になるように電流を調整する。
【００６３】
積算器２４ｃ、２４ｆは、入力された２つの信号を積算する。そして、積算器２４ｃ、２４ｆは、積算した信号を出力する。
【００６４】
加算器２４ｄ、２４ｅは、入力された２つの信号を加算する。そして、加算器２４ｄ、２４ｅは、加算した信号を出力する。
【００６５】
以下、過放電抑制制御回路２４が行う制御の流れについて、順を追って説明する。まず、インバータ回路２０（図３）が出力する出力電圧Ｅ１に応じて非接触給電器３０ａに流れる電流Ｉ１が、電流リミッタ２４ａに入力される。電流リミッタ２４ａは、電流Ｉ１を、予め設定された電流閾値Ｉｔｈ１と比較して、Ｉ１＞Ｉｔｈ１のときは、リミット値として電流閾値Ｉｔｈ１に相当する電流Ｉ１を出力する。一方、Ｉ１≦Ｉｔｈ１のときは、電流Ｉ１をそのまま出力する。
【００６６】
次に、加算器２４ｅは、電流Ｉ１から電流リミッタ２４ａが出力した電流値を差し引く演算を行う。この演算によって、電流Ｉ１の電流閾値Ｉｔｈ１に対する超過量である電流超過量ΔＩ１が算出される。
【００６７】
電流調整器２４ｂは、電流超過量ΔＩ１が０になるように電流Ｉ１を調整するための電圧調整値Ｅｒ１を出力する。
【００６８】
積算器２４ｆは、前述した整流電圧低下検出信号Ｅ０と、前述した電圧調整値Ｅｒ１とを積算する。整流電圧低下検出信号Ｅ０は、直流電圧Ｅ２（図３）が電圧閾値Ｅｔｈを下回ったときに「１」を出力して、それ以外のときに「０」を出力するため、積算器２４ｆは、直流電圧Ｅ２が低下した期間において電圧調整値Ｅｒ１を出力する。一方、直流電圧Ｅ２が低下していない期間については、積算器２４ｆは「０」を出力する。
【００６９】
積算器２４ｃは、インバータ回路２０の出力電圧の指令値である電圧指令値Ｅ１ｒｅｆと、正弦波Ｓと、を積算して、正弦波電圧波形の指令値を出力する。
【００７０】
加算器２４ｄは、正弦波電圧波形の指令値と、電圧調整値Ｅｒ１と、を加算してインバータ回路２０の出力電圧指令値である出力電圧Ｅ１を出力する。
【００７１】
図６は、第１の実施形態において、実際にインバータ出力電圧を制御することによって、整流回路の出力電圧が制御されている様子の一例を示すグラフである。図６は、整流回路５０の出力電圧である直流電圧Ｅ２が、時刻ｔ１において定格電圧Ｅｒｅｆから３０％まで低下した際に、整流電圧低下検出信号Ｅ０が出力されて、インバータ出力電圧の制御が開始された様子を示す。
【００７２】
インバータ出力電圧の制御が開始されると、インバータの出力電圧が上昇する。そして、インバータの出力電圧の上昇に伴って、非接触受電器３２ａに伝送された電力によって、図６に示すように、整流回路５０の出力電圧である直流電圧Ｅ２が、定格電圧Ｅｒｅｆに向かって上昇する。そして、直流電圧Ｅ２が定格電圧Ｅｒｅｆに達する。
【００７３】
（インバータの過放電抑制制御の流れの説明）
次に、図７を用いて、充放電制御装置１００ａが行う、インバータ回路２０の過放電抑制制御の流れについて説明する。図７は、充放電制御装置１００ａが行う制御の流れを示すフローチャートである。
【００７４】
コントローラ１７（図２）は、周辺機器が接続されたかを判定する（ステップＳ１０）。周辺機器が接続されたとき（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）はステップＳ１２に進み、それ以外のとき（ステップＳ１０；Ｎｏ）はステップＳ１０を繰り返す。
【００７５】
電流検出回路２２は、インバータ回路２０が出力して非接触給電器３０ａに流れる電流Ｉ１の大きさを測定する（ステップＳ１２）。
【００７６】
過放電抑制制御回路２４は、電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ１を超えているかを判定する（ステップＳ１４）。電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ１を超えているとき（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）はステップＳ１６に進み、それ以外のとき（ステップＳ１４；Ｎｏ）は、ステップＳ１２に戻る。
【００７７】
整流電圧低下検出回路５２は、整流回路５０が出力する直流電圧Ｅ２に基づいて、整流電圧低下検出信号Ｅ０を生成する（ステップＳ１６）。なお、フローチャートには図示しないが、生成された整流電圧低下検出信号Ｅ０は、送信回路５３および受信回路２６を介して、過放電抑制制御回路２４に送られる。
【００７８】
過放電抑制制御回路２４は、整流電圧低下検出信号Ｅ０が０であるかを判定する（ステップＳ１８）。整流電圧低下検出信号Ｅ０が０であるとき（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）はステップＳ２０に進み、それ以外のとき（ステップＳ１８；Ｎｏ）はステップＳ１２に戻る。
【００７９】
過放電抑制制御回路２４は、電流調整器２４ｂが出力した電圧調整値Ｅｒ１に基づいて、電圧指令値Ｅ１ｒｅｆを調整して、インバータ回路２０の出力電圧Ｅ１を決定する（ステップＳ２０）。
【００８０】
コントローラ１７（図２）は、周辺機器の接続が解除されたかを判定する（ステップＳ２２）。周辺機器の接続が解除されたとき（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）は図７の処理を終了し、それ以外のとき（ステップＳ２２；Ｎｏ）は、ステップＳ１２に戻る。
【００８１】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照して、第２の実施形態にかかる充放電制御装置について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００８２】
図８は、第２の実施形態である、非接触給電システム１を構成する充放電制御装置１００ｂの主要な回路構成を示す図である。なお、図８は、一例として非接触給電器３０ｂと周辺機器である印字装置３ｂとを備えた充放電制御装置１００ｂの回路構成を示す図である。印字装置３ｂ以外の周辺機器が接続された場合であっても、回路構成は変わらないため、以降の説明は図８を用いて行う。
【００８３】
図８において、充放電制御装置１００ｂは、非接触給電器３０ｂと、印字装置３ｂと、を備える。非接触給電器３０ｂと、印字装置３ｂと、は近接して設置されている。
【００８４】
非接触給電器３０ｂは、直流電源Ｖと、インバータ回路２０と、一次側コイルＬ１とコンデンサＣ１と、を備える。各構成要素の概要は、第１の実施形態で説明した通りであるため、説明は省略する。
【００８５】
印字装置３ｂは、非接触受電器３２ａと、整流電圧低下検出回路５２と、電流検出回路５６と、ＤＣ／ＤＣ変換回路５４と、過放電抑制制御回路５８と、充放電制御回路６０ｂと、負荷７０ａと、バッテリー８０と、を備える。
【００８６】
電流検出回路５６は、充放電制御回路６０ｂの両端に印加される印加電圧Ｅ３によって、端子Ｗ１と端子Ｗ２の間に流れる電流Ｉ２の大きさを検出する。
【００８７】
過放電抑制制御回路５８は、整流電圧低下検出回路５２が出力する整流電圧低下検出信号Ｅ０と、電流検出回路５６が検出した電流Ｉ２の大きさと、に基づいて充放電制御回路６０ｂの過放電を抑制する制御を行う。詳しくは後述する。
【００８８】
印字装置３ｂが備える、その他の構成要素の概要は、第１の実施形態で説明した通りであるため、説明は省略する。
【００８９】
（インバータの過放電抑制制御の説明）
次に、図９を用いて、充放電制御装置１００ｂが行う、充放電制御回路６０ｂの過放電抑制制御について説明する。図９は、過放電抑制制御回路５８の制御構成を示すブロック線図である。
【００９０】
過放電抑制制御回路５８は、図９に示すように、電流リミッタ５８ａと、電流調整器５８ｂと、加算器５８ｃと、加算器５８ｄと、積算器５８ｅと、を備える。
【００９１】
電流リミッタ５８ａは、充放電制御回路６０ｂの両端に印加される印加電圧Ｅ３によって、端子Ｗ１と端子Ｗ２の間に流れる電流Ｉ２（図８）が所定電流値以上にならないように、予め設定した閾値、例えば、電流閾値Ｉｔｈ２でリミットをかける（図１０のステップＳ３４参照）。すなわち、電流閾値Ｉｔｈ２が所定電流値となる。
【００９２】
電流調整器５８ｂは、電流Ｉ２と、電流リミッタ５８ａの出力と、の偏差が０になるように電流を調整する。
【００９３】
積算器５８ｅは、入力された２つの信号を積算する。そして、積算器５８ｅは、積算した信号を出力する。
【００９４】
加算器５８ｃ、５８ｄは、入力された２つの信号を加算する。そして、加算器５８ｃ、５８ｄは、加算した信号を出力する。
【００９５】
以下、過放電抑制制御回路５８が行う制御の流れについて、順を追って説明する。まず、充放電制御回路６０ｂ（図８）の両端に印加される印加電圧Ｅ３によって、端子Ｗ１と端子Ｗ２の間に流れる電流Ｉ２が、電流リミッタ５８ａに入力される。電流リミッタ５８ａは、電流Ｉ２を、予め設定された電流閾値Ｉｔｈ２と比較して、Ｉ２＞Ｉｔｈ２のときは、リミット値として電流閾値Ｉｔｈ２に相当する電流Ｉ２を出力する。一方、Ｉ２≦Ｉｔｈ２のときは、電流Ｉ２をそのまま出力する。
【００９６】
次に、加算器５８ｄは、電流Ｉ２から電流リミッタ５８ａが出力した電流値を差し引く演算を行う。この演算によって、電流Ｉ２の電流閾値Ｉｔｈ２に対する超過量である電流超過量ΔＩ２が算出される。
【００９７】
電流調整器５８ｂは、電流超過量ΔＩ２が０になるように電流Ｉ２を調整するための電圧指令値Ｅｒ２を出力する。
【００９８】
積算器５８ｅは、前述した整流電圧低下検出信号Ｅ０と、前述した電圧指令値Ｅｒ２とを積算する。整流電圧低下検出信号Ｅ０の内容は前述した通りである。したがって、積算器５８ｅは、直流電圧Ｅ２が低下した期間において、電圧指令値Ｅｒ２を出力する。一方、直流電圧Ｅ２が低下していない期間については、積算器５８ｅは「０」を出力する。
【００９９】
加算器５８ｃは、充放電制御回路６０ｂに印加する電圧指令値Ｅ３ｒｅｆと、前述した電圧指令値Ｅｒ２と、を加算して、実際に充放電制御回路６０ｂに印加する印加電圧Ｅ３を出力する。
【０１００】
（充放電回路の過放電抑制制御の流れの説明）
次に、図１０を用いて、充放電制御装置１００ｂが行う、充放電制御回路６０ｂの過放電抑制制御の流れについて説明する。図１０は、充放電制御装置１００ｂが行う制御の流れを示すフローチャートである。
【０１０１】
コントローラ１７（図２）は、周辺機器が接続されたかを判定する（ステップＳ３０）。周辺機器が接続されたとき（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）はステップＳ３２に進み、それ以外のとき（ステップＳ３０；Ｎｏ）はステップＳ３０を繰り返す。
【０１０２】
電流検出回路５６は、充放電制御回路６０ｂの両端に印加される印加電圧Ｅ３によって、端子Ｗ１と端子Ｗ２の間に流れる電流Ｉ２の大きさを測定する（ステップＳ３２）。
【０１０３】
過放電抑制制御回路５８は、電流Ｉ２が電流閾値Ｉｔｈ２を超えているかを判定する（ステップＳ３４）。電流Ｉ２が電流閾値Ｉｔｈ２を超えているとき（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）はステップＳ３６に進み、それ以外のとき（ステップＳ３４；Ｎｏ）は、ステップＳ３２に戻る。
【０１０４】
整流電圧低下検出回路５２は、整流回路５０が出力する直流電圧Ｅ２に基づいて、整流電圧低下検出信号Ｅ０を生成する（ステップＳ３６）。
【０１０５】
過放電抑制制御回路５８は、整流電圧低下検出信号Ｅ０が０であるかを判定する（ステップＳ３８）。整流電圧低下検出信号Ｅ０が０であるとき（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）はステップＳ４０に進み、それ以外のときはステップＳ３２に戻る。
【０１０６】
過放電抑制制御回路５８は、電流調整器５８ｂが出力した電圧調整値Ｅｒ２に基づいて、電圧指令値Ｅ３ｒｅｆを調整して、充放電制御回路６０ｂに印加する印加電圧Ｅ３を決定する（ステップＳ４０）。
【０１０７】
コントローラ１７（図２）は、周辺機器の接続が解除されたかを判定する（ステップＳ４２）。周辺機器の接続が解除されたとき（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）は図１０の処理を終了し、それ以外のとき（ステップＳ４２；Ｎｏ）は、ステップＳ３２に戻る。
【０１０８】
以上説明したように、実施形態の充放電制御装置１００ａ、１００ｂによれば、整流電圧低下検出回路５２（整流電圧低下検出手段）が整流回路５０の出力電圧である直流電圧Ｅ２が電圧閾値Ｅｔｈ（所定電圧値）よりも低下したことを検出したことを条件に、過放電抑制制御回路２４（過放電抑制制御手段）がインバータ回路２０の過放電を抑制する制御を行うか、もしくは、過放電抑制制御回路５８（過放電抑制制御手段）がバッテリー８０の過放電を抑制する制御を行う。したがって、非接触給電器３０ａ、３０ｂ（給電装置）が備えるインバータ回路２０が出力する電流Ｉ１、および非接触受電器３２ａ（受電装置）が備えるバッテリー８０が出力する電流Ｉ２の急激な変化を抑制することができるため、非接触給電システム１の過放電・過充電を確実に防止することができる。
【０１０９】
また、実施形態の充放電制御装置１００ａ、１００ｂによれば、整流電圧低下検出回路５２（整流電圧低下検出手段）は、整流回路５０の出力電圧である直流電圧Ｅ２が電圧閾値Ｅｔｈ（所定電圧値）を下回ったことを条件に整流電圧低下検出信号Ｅ０を出力する。したがって、整流回路５０の出力電圧の低下を確実に検出することができる。
【０１１０】
そして、実施形態の充放電制御装置１００ａ、１００ｂによれば、二次側コイルＬ２は、磁界共振方式によって一次側コイルＬ１から電力を供給される。したがって、非接触給電器３０ａ、３０ｂ（給電装置）から非接触受電器３２ａ（受電装置）に対して、非接触で安定した電力の供給を行うことができる。
【０１１１】
さらに、実施形態の充放電制御装置１００ａによれば、過放電抑制制御回路２４（過放電抑制制御手段）は、インバータ回路２０が出力する電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ１（所定電流値）を超過したことを条件に、電流閾値Ｉｔｈ１からの超過量に応じて、インバータ回路２０の出力電圧Ｅ１を低下させる制御を行う。したがって、非接触給電システム１の過放電・過充電を確実に防止することができるとともに、非接触給電システム１の瞬停を防止することができる。
【０１１２】
また、実施形態の充放電制御装置１００ｂによれば、過放電抑制制御回路５８（過放電抑制制御手段）は、バッテリー８０が出力する電流Ｉ２が電流閾値Ｉｔｈ２（所定電流値）を超過したことを条件に、電流閾値Ｉｔｈ２からの超過量に応じて、バッテリー８０を充電するために充放電制御回路６０ｂ、すなわちバッテリー８０に印加する印加電圧Ｅ３を低下させる制御を行う。したがって、非接触給電システム１の過放電・過充電を確実に防止することができるとともに、非接触給電システム１の瞬停を防止することができる。
【０１１３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【０１１４】
例えば、第１の実施形態では、インバータ回路２０が出力する電流Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈ１を超過したことを条件に、電流閾値Ｉｔｈ１からの超過量に応じて、インバータ回路２０の出力電圧Ｅ１を低下させる制御を行う例について説明し、第２の実施形態では、バッテリー８０が出力する電流Ｉ２が電流閾値Ｉｔｈ２を超過したことを条件に、電流閾値Ｉｔｈ２からの超過量に応じて、バッテリー８０を充電するためにバッテリー８０に印加する印加電圧Ｅ３を低下させる制御を行う例について説明したが、これは、インバータ回路２０が出力する電流Ｉ１の制御と、バッテリー８０に印加する印加電圧Ｅ３の制御と、を同時に行う構成にしてもよい。
【０１１５】
また、第１の実施形態では、非接触給電器３０ａ（給電装置）はマザーボード１０に内蔵した構成として説明したが、非接触給電器３０ａは、マザーボード１０から独立させた構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
２０            インバータ回路
２２、５６      電流検出回路
２４、５８      過放電抑制制御回路（過放電抑制制御手段）
３０ａ、３０ｂ  非接触給電器（給電装置）
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  非接触受電器（受電装置）
５０            整流回路
５２            整流電圧低下検出回路（整流電圧低下検出手段）
６０ａ、６０ｂ  充放電制御回路
７０ａ、７０ｂ  負荷
８０            バッテリー
Ｃ１、Ｃ２      コンデンサ
Ｅ０            整流電圧低下検出信号
Ｌ１            一次側コイル
Ｌ２            二次側コイル
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１７】
【特許文献１】特開２０１４−１８００７１号公報
【図１】
0006801986.tif 000002
【図２】
0006801986.tif 000003
【図３】
0006801986.tif 000004
【図４】
0006801986.tif 000005
【図５】
0006801986.tif 000006
【図６】
0006801986.tif 000007
【図７】
0006801986.tif 000008
【図８】
0006801986.tif 000009
【図９】
0006801986.tif 000010
【図１０】
0006801986.tif 000011