(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無接点電力伝送により受電装置に送電電力を伝送する送電装置に使用される制御装置であって、
前記受電装置に前記送電電力を伝送する送電部を制御する制御部と、
前記受電装置が送信した通信データを受信する通信処理を行う通信部と、
を含み、
前記制御部は、
前記通信データに基づいて、前記送電装置から前記受電装置へ伝送する前記送電電力の大きさを設定するための送電電力設定値の情報を取得し、
前記送電電力設定値とターゲット値との差分値が第１の所定値よりも大きい場合には、第１の電力幅で前記送電電力を制御し、
前記送電電力設定値と前記ターゲット値との前記差分値が、前記第１の所定値以下で第２の所定値よりも大きい場合には、第１の期間において、前記第１の電力幅よりも小さい第２の電力幅で前記送電電力を制御し、
前記送電電力設定値と前記ターゲット値との前記差分値が前記第２の所定値以下である場合には、前記第１の期間よりも長い第２の期間において、前記第２の電力幅分で前記送電電力を変化させることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記送電部は、
送電ドライバーを含み、
前記制御部は、
前記送電ドライバーに電源として供給される駆動電圧を変化させることで前記送電電力を制御することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
少なくとも前記第１の電力幅が可変に設定されて記憶される記憶部を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記制御部は、
第１のターゲット値が第２のターゲット値よりも大きい場合に、
前記送電電力設定値が前記第１のターゲット値よりも大きい場合には、前記送電電力を下げ、
前記送電電力設定値が前記第２のターゲット値よりも小さい場合には、前記送電電力を上げ、
前記送電電力設定値が前記第１のターゲット値以上で、かつ前記第２のターゲット値以下である場合には、前記送電電力を変化させないことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
無接点電力伝送により受電装置に送電電力を伝送する送電装置に使用される制御装置であって、
前記受電装置に前記送電電力を伝送する送電部を制御する制御部と、
前記受電装置が送信した通信データを受信する通信処理を行う通信部と、
を含み、
前記制御部は、
前記通信データに基づいて送電電力設定値の情報を取得し、前記送電電力設定値とターゲット値との差分値が所定値よりも大きい場合には、第１の期間において所定の電力幅で前記送電電力を変化させ、
前記送電電力設定値と前記ターゲット値との前記差分値が前記所定値以下である場合には、前記第１の期間よりも長い第２の期間において、前記所定の電力幅で前記送電電力を変化させることを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする送電装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の制御装置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、制御装置、送電装置及び電子機器等に関係する。
【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、家庭用機器や携帯端末や電気自動車などの電子機器の充電が提案されている。
【０００３】
無接点電力伝送の従来技術としては例えば特許文献１に開示される技術がある。特許文献１においては、受電機器が受電した受電電力値に基づいて、送電機器が送電電力値を制御する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０８９１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
送電装置における送電電力の変化と、受電装置における受電電力の変化には、タイムラグが存在する。そのため、送電電力の変化による影響が受電電力に表れる前に、受電装置が変化前の受電電力の情報を送電装置に送信してしまうことがある。この場合には、送電装置が、通知された変化前の受電電力に基づいて、受電電力がまだターゲット値に近付いていないと判断し、送電電力をさらに変化させ、結果的に受電電力がターゲット値を通り過ぎてしまう場合がある。そのため、受電電力がターゲット値の上下に振幅して、ターゲット値に収束するのに時間がかかったり、いつまでもターゲット値に収束しなかったりする場合がある。
【０００６】
また、送電電力の変動量と受電電力の変動量の関係は、電磁誘導の伝送能力や、送電装置と受電装置の位置関係によっても異なるため、安定した制御が難しい。
【０００７】
本発明の幾つかの態様によれば、受電装置における受電電力がターゲット値に近付くまでの時間を短縮することができる制御装置、送電装置及び電子機器等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、無接点電力伝送により受電装置に電力を伝送する送電装置に使用される制御装置であって、前記受電装置に電力を伝送する送電部を制御する制御部と、前記受電装置が送信した通信データを受信する通信処理を行う通信部と、を含み、前記制御部は、前記通信データに基づいて、前記送電装置から前記受電装置へ伝送する電力の大きさを設定するための送電電力設定値の情報を取得し、前記送電電力設定値とターゲット値との差が大きいほど大きな電力幅で前記送電部の送電電力を制御する制御装置に関係する。
【０００９】
本発明の一態様では、送電電力設定値とターゲット値との差が大きいほど大きな電力幅で送電部の送電電力を制御する。送電電力が大きくなればなるほど、受電装置における受電電力も大きくなる。よって、受電装置における受電電力がターゲット値に近付くまでの時間を短縮することが可能になる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記通信データに基づいて、前記受電装置の受電部の出力電圧の情報を前記送電電力設定値の情報として取得し、前記ターゲット値であるターゲット電圧と、前記受電部の前記出力電圧との差が大きいほど大きな前記電力幅で前記送電部の前記送電電力を制御してもよい。
【００１１】
これにより、受電部の出力電圧がターゲット電圧に近付くまでの時間を短縮すること等が可能になる。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記送電部は、送電ドライバーを含み、前記制御部は、前記送電ドライバーに電源として供給される駆動電圧を変化させることで前記送電電力を制御してもよい。
【００１３】
これにより、送電部の駆動電圧を制御して、受電部の出力電圧をターゲット電圧に近付けること等が可能になる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記送電電力設定値と前記ターゲット値との差分値が第１の所定値よりも大きい場合には、第１の電力幅で前記送電電力を制御し、前記送電電力設定値と前記ターゲット値との前記差分値が、前記第１の所定値以下で第２の所定値よりも大きい場合には、前記第１の電力幅よりも小さい第２の電力幅で前記送電電力を制御してもよい。
【００１５】
これにより、送電電力設定値とターゲット値との差分値が、第１の所定値以下になるまでにかかる時間を短縮すること等が可能になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記送電電力設定値と前記ターゲット値との前記差分値が、前記第１の所定値以下で前記第２の所定値よりも大きい場合には、第１の期間において前記第２の電力幅分の前記送電電力を変化させ、前記送電電力設定値と前記ターゲット値との前記差分値が前記第２の所定値以下である場合には、前記第１の期間よりも長い第２の期間において、前記第２の電力幅分の前記送電電力を変化させてもよい。
【００１７】
これにより、送電装置の製造コストの増加を抑制しつつ、送電電力設定値とターゲット値との差分値が、第２の所定値以下である場合に、第１の期間当たりに変動する電力幅をより小さくすること等が可能になる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、少なくとも前記第１の電力幅が可変に設定されて記憶される記憶部を含んでもよい。
【００１９】
これにより、例えば送電装置や受電装置の種類に応じて、送電電力を変動させる際の電力幅を可変に設定すること等が可能になる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、第１のターゲット値が第２のターゲット値よりも大きい場合に、前記送電電力設定値が前記第１のターゲット値よりも大きい場合には、前記送電電力を下げ、前記送電電力設定値が前記第２のターゲット値よりも小さい場合には、前記送電電力を上げ、前記送電電力設定値が前記第１のターゲット値以上で、かつ前記第２のターゲット値以下である場合には、前記送電電力を変化させてもよい。
【００２１】
これにより、送電電力を、第１のターゲット値以上、第２のターゲット値以下のレベルに保つこと等が可能になる。
【００２２】
また、本発明の他の態様では、無接点電力伝送により受電装置に電力を伝送する送電装置に使用される制御装置であって、前記受電装置に電力を伝送する送電部を制御する制御部と、前記受電装置が送信した通信データを受信する通信処理を行う通信部と、を含み、前記制御部は、前記通信データに基づいて送電電力設定値の情報を取得し、前記送電電力設定値とターゲット値との差分値が所定値よりも大きい場合には、第１の期間において所定の電力幅で送電電力を変化させ、前記送電電力設定値と前記ターゲット値との前記差分値が前記所定値以下である場合には、前記第１の期間よりも長い第２の期間において、前記所定の電力幅で前記送電電力を変化させる制御装置に関係する。
【００２３】
また、本発明の他の態様では、無接点電力伝送により受電装置に電力を伝送する送電装置に使用される制御装置であって、前記受電装置に電力を伝送する送電部を制御する制御部と、前記受電装置から受信した通信データを処理する通信部と、を含み、前記制御部は、前記通信データに基づいて、前記受電装置の受電部の出力電圧と、前記出力電圧のターゲット値であるターゲット電圧とを比較し、前記出力電圧と前記ターゲット電圧の差分値が第１の電位差である場合には、第１の電力幅で送電電力を変化させ、前記出力電圧と前記ターゲット電圧の前記差分値が前記第１の電位差よりも大きい第２の電位差である場合には、前記第１の電力幅よりも大きい第２の電力幅で前記送電電力を変化させる制御装置に関係する。
【００２４】
また、本発明の他の態様では、前記制御装置を含む送電装置に関係する。
【００２５】
また、本発明の他の態様では、前記制御装置を含む電子機器に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本実施形態の無接点電力伝送システムの説明図。
【図１Ｂ】１次コイルと２次コイルの電力伝送トランスの説明図。
【図２】本実施形態の制御装置、送電装置、受電装置の構成例。
【図３】本実施形態の制御装置、送電装置、受電装置の詳細な構成例。
【図４】電圧変動幅が固定である場合の送電電圧制御の説明図。
【図５】電圧変動幅が可変である場合の送電電圧制御の説明図。
【図６】制御部の詳細な構成例。
【図７】制御部の他の詳細な構成例。
【図８】駆動電圧制御値の更新結果の説明図。
【図９】電源電圧設定部と電源電圧制御部の詳細な構成例。
【図１０】電源電圧設定部のさらに詳細な構成例。
【図１１】無接点電力伝送システムの動作シーケンスの一例の説明図。
【図１２】着地検出時の動作シーケンスを説明する信号波形図。
【図１３】取り去り時の動作シーケンスを説明する信号波形図。
【図１４】取り去り時の動作シーケンスを説明する信号波形図。
【図１５Ａ】整流電圧を一定に保つ電力制御手法の説明図。
【図１５Ｂ】整流電圧を一定に保つ電力制御手法の他の説明図。
【図１６】負荷変調による通信手法の説明図。
【図１７】受電側の通信構成の説明図。
【図１８】本実施形態の通信手法の説明図。
【図１９Ａ】通信データのフォーマットの説明図。
【図１９Ｂ】通信データのフォーマットの他の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下で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い。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２８】
１．無接点電力伝送システム
図１Ａに本実施形態の無接点電力伝送システムの一例を示す。充電器５００（電子機器の１つ）は送電装置１０を有する。電子機器５１０は受電装置４０を有する。また電子機器５１０は、操作用のスイッチ部５１４（広義には操作部）やバッテリー９０を有する。なお図１Ａではバッテリー９０を模式的に示しているが、このバッテリー９０は実際には電子機器５１０に内蔵されている。図１Ａの送電装置１０と受電装置４０により本実施形態の無接点電力伝送システムが構成される。
【００２９】
充電器５００には、電源アダプター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に伝送（送電）される。これにより、電子機器５１０のバッテリー９０を充電し、電子機器５１０内のデバイスを動作させることができる。
【００３０】
なお充電器５００の電源は、ＵＳＢ（ＵＳＢケーブル）による電源であってもよい。また、本実施形態が適用される電子機器５１０としては種々の機器を想定できる。例えば補聴器、腕時計、生体情報の測定装置（脈波等を測定するウェアラブル機器）、携帯情報端末（スマートフォン、携帯電話機等）、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ー、ハンディターミナル、車載用機器、ハイブリッド車、電気自動車、電動バイク、或いは電動自転車などの種々の電子機器を想定できる。例えば本実施形態の制御装置（受電装置等）は、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばモーターやエンジン等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器（車載機器）を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。
【００３１】
図１Ｂ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、送電側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電側に設けられた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などで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。なお無接点電力伝送の方式としては、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式等の種々の方式を採用できる。
【００３２】
２．送電装置、受電装置、制御装置の構成
図２に本実施形態の制御装置２０、５０及びこれを含む送電装置１０、受電装置４０の構成例を示す。なお、これらの各装置の構成は図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（例えば報知部）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。
【００３３】
図１Ａの充電器５００などの送電側の電子機器は送電装置１０を含む。また受電側の電子機器５１０は受電装置４０と負荷８０を含む。負荷８０は、バッテリー９０、電力供給対象１００を含むことができる。電力供給対象１００は、例えば処理部（ＤＳＰ等）などの各種のデバイスである。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。
【００３４】
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、制御装置２０を含む。送電部１２は、電力伝送時において所定周波数の交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。送電部１２は、１次コイルＬ１を駆動する送電ドライバーや、送電ドライバーに電源を供給する電源回路（例えば電源電圧制御部）や、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのキャパシター（コンデンサー）を含むことができる。
【００３５】
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、前述した図１Ａ、図１Ｂに示すように、充電器５００の上に電子機器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と電子機器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。
【００３６】
本実施形態の制御装置２０は、送電装置１０と受電装置４０とを有する無接点電力伝送システムにおける送電側の制御装置である。制御装置２０は、送電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。制御装置２０は、制御部２４、通信部３０を含む。また制御装置２０は、記憶部２３を含むことができる。なお送電部１２を制御装置２０に内蔵させるなどの変形実施も可能である。
【００３７】
制御部２４は、送電側の制御装置２０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部２４は、受電装置４０に電力を送電する送電部１２や通信部３０の制御を行う。具体的には制御部２４は、電力伝送、通信処理等に必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。この制御部２４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。
【００３８】
通信部３０は、受電装置４０との間での通信データの通信処理を行う。例えば通信部３０は、受電装置４０からの通信データを検出して受信するための処理（通信処理）を行う。
【００３９】
記憶部２３は、各種の情報を記憶する。記憶部２３は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリーにより実現できるが、これに限定されるものではない。例えば記憶部２３は、不揮発性メモリーにより実現してもよい。或いは、ヒューズ素子を用いた回路等により記憶部２３を実現してもよい。
【００４０】
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、制御装置５０を含む。制御装置５０は、受電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、通信部４６（負荷変調部５６）、電力供給部５７を含む。また制御装置５０は、記憶部４８を含むことができる。なお、受電部５２を制御装置５０の外部に設けるなどの変形実施も可能である。
【００４１】
受電部５２は、送電装置１０からの電力を受電する。具体的には受電部５２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流の整流電圧（ＶＣＣ）に変換して、出力する。
【００４２】
電力供給部５７は、受電部５２が受電した電力に基づいて、負荷８０に対して電力を供給する。例えば受電部５２が受電した電力を供給して、バッテリー９０を充電する。或いはバッテリー９０からの電力や、受電部５２が受電した電力を、電力供給対象１００に供給する。電力供給部５７は電力供給スイッチ４２を含む。電力供給スイッチ４２は、受電部５２が受電した電力を、負荷８０に供給するスイッチ（スイッチ素子、スイッチ回路）である。例えば電力供給スイッチ４２は、受電部５２が受電した電力を、負荷８０であるバッテリー９０に供給して、バッテリー９０を充電する。
【００４３】
制御部５４は、受電側の制御装置５０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部５４は、通信部４６（負荷変調部５６）、電力供給部５７の制御を行う。また受電部５２や記憶部４８の制御を行うこともできる。制御部５４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。
【００４４】
通信部４６は、送電装置１０に対して通信データを送信する通信を行う。或いは送電装置１０から通信データを受信する通信を行ってもよい。例えば通信部４６が負荷変調部５６を有する場合には、通信部４６の通信は、例えば負荷変調部５６が負荷変調を行うことにより実現できる。例えば負荷変調部５６は電流源を有し、この電流源を用いて負荷変調を行う。但し、通信部４６の通信方式は負荷変調には限定されない。例えば通信部４６は、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２を用いて負荷変調以外の方式で通信を行ってもよい。或いは、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２とは別のコイルを設け、この別のコイルを用いて負荷変調やそれ以外の通信方式で通信を行ってもよい。或いはＲＦなどの近接無線通信で通信を行ってもよい。
【００４５】
記憶部４８は、各種の情報を記憶する。記憶部４８は例えば不揮発性メモリーにより実現できるが、これに限定されるものではない。例えば不揮発性メモリー以外のメモリー（例えばＲＯＭ）により記憶部４８を実現してもよい。或いは、ヒューズ素子を用いた回路等により記憶部４８を実現してもよい。
【００４６】
負荷８０は、バッテリー９０と、バッテリー９０の電力供給対象１００を含む。但し、これらのいずれか一方が設けられない変形実施も可能である。
【００４７】
バッテリー９０は例えば充電可能な二次電池であり、例えばリチウム電池（リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等）、ニッケル電池（ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等）などである。電力供給対象１００は、例えば、処理部（ＤＳＰ、マイコン）などのデバイス（集積回路装置）であり、受電装置４０を内蔵する電子機器５１０（図１Ａ）に設けられ、例えばバッテリー９０の電力供給対象となるデバイスである。なお、受電部５２が受電した電力を直接に電力供給対象１００に供給してもよい。
【００４８】
３．送電装置、受電装置、制御装置の詳細な構成例
図３に本実施形態の制御装置２０、５０及びこれを含む送電装置１０、受電装置４０の詳細な構成例を示す。なお図３において図２と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００４９】
図３では、送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバーＤＲ１と、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバーＤＲ２と、電源電圧制御部１４を含む。送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の各々は、例えばパワーＭＯＳトランジスターにより構成されるインバーター回路（バッファー回路）などにより実現される。これらの送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２は、制御装置２０のドライバー制御回路２２により制御（駆動）される。即ち、制御部２４は、ドライバー制御回路２２を介して送電部１２を制御する。
【００５０】
電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の電源電圧ＶＤＲＶを制御する。例えば制御部２４は、受電側から受信した通信データ（送電電力設定用情報）を電源電圧設定部２６に通知する。そして、電源電圧設定部２６が、送電電力設定用情報に基づいて、電源電圧制御部１４を制御する。これにより、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶが制御されて、例えば送電電力の可変制御等が実現される。この電源電圧制御部１４は、例えばＤＣＤＣコンバーターなどにより実現できる。例えば電源電圧制御部１４は、電源からの電源電圧（例えば５Ｖ）の昇圧動作を行って、送電ドライバー用の電源電圧ＶＤＲＶ（例えば６Ｖ〜１５Ｖ）を生成して、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する。具体的には、送電装置１０から受電装置４０への送電電力を高くする場合には、電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する電源電圧ＶＤＲＶを高くし、送電電力を低くする場合には、電源電圧ＶＤＲＶを低くする。
【００５１】
報知部１６（表示部）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、光や音や画像などを用いて報知（表示）するものであり、例えばＬＥＤやブザーやＬＣＤなどにより実現できる。
【００５２】
送電側の制御装置２０は、ドライバー制御回路２２、制御部２４、電源電圧設定部２６、通信部３０、クロック生成回路３７、発振回路３８を含む。ドライバー制御回路２２（プリドライバー）は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を制御する。例えばドライバー制御回路２２は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を構成するトランジスターのゲートに対して制御信号（駆動信号）を出力し、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２により１次コイルＬ１を駆動させる。発振回路３８は、例えば水晶発振回路などにより構成され、１次側のクロック信号を生成する。クロック生成回路３７は、送電周波数（駆動周波数）を規定する駆動クロック信号等を生成する。そしてドライバー制御回路２２は、この駆動クロック信号や制御部２４からの制御信号などに基づいて、所与の周波数（送電周波数）の制御信号を生成し、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に出力して、制御する。なお、本実施形態は図３に示す構成例に限定されず、例えば電源電圧設定部２６が送電部１２に含まれたり、電源電圧制御部１４が制御装置２０に含まれるなど、種々の変形実施が可能である。
【００５３】
受電側の制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、負荷変調部５６、電力供給部５７、不揮発性メモリー６２、検出部６４を含む。
【００５４】
受電部５２は、複数のトランジスターやダイオードなどにより構成される整流回路５３を含む。整流回路５３は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流の整流電圧ＶＣＣに変換して、出力する。
【００５５】
負荷変調部５６（広義には通信部）は負荷変調を行う。例えば負荷変調部５６は電流源ＩＳを有し、この電流源ＩＳを用いて負荷変調を行う。具体的には、負荷変調部５６は電流源ＩＳ（定電流源）とスイッチ素子ＳＷを有する。電流源ＩＳとスイッチ素子ＳＷは、例えば整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとＧＮＤ（広義には低電位側電源）のノードとの間に直列に設けられる。そして、例えば制御部５４からの制御信号に基づいてスイッチ素子ＳＷがオン又はオフにされ、ノードＮＶＣからＧＮＤに流れる電流源ＩＳの電流（定電流）をオン又はオフにすることで、負荷変調が実現される。
【００５６】
なお、ノードＮＶＣにはキャパシターＣＭの一端が接続される。このキャパシターＣＭは例えば制御装置５０の外付け部品として設けられる。またスイッチ素子ＳＷはＭＯＳのトランジスターなどにより実現できる。このスイッチ素子ＳＷは、電流源ＩＳの回路を構成するトランジスターとして設けられるものであってもよい。また負荷変調部５６は図３の構成に限定されず、例えば電流源ＩＳの代わりとして抵抗を用いるなどの種々の変形実施が可能である。
【００５７】
電力供給部５７は充電部５８と放電部６０を含む。充電部５８は、受電した電力に基づいて、バッテリー９０の充電（充電制御）を行う。例えば充電部５８は、受電部５２からの整流電圧ＶＣＣ（広義には直流電圧）に基づく電圧が供給されて、バッテリー９０を充電する。この充電部５８は、電力供給スイッチ４２とＣＣ充電回路５９を含むことができる。ＣＣ充電回路５９は、バッテリー９０のＣＣ（Constant-Current）充電を行う回路である。
【００５８】
放電部６０はバッテリー９０の放電動作を行う。例えば放電部６０は、バッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する。例えば放電部６０は、バッテリー９０からのバッテリー電圧ＶＢＡＴが供給され、出力電圧ＶＯＵＴを電力供給対象１００に供給する。この放電部６０はチャージポンプ回路６１を含むことができる。チャージポンプ回路６１は、バッテリー電圧ＶＢＡＴを降圧（例えば１／３降圧）して、出力電圧ＶＯＵＴ（ＶＢＡＴ／３）を電力供給対象１００に対して供給する。この放電部６０（チャージポンプ回路）は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴを電源電圧として動作する。
【００５９】
不揮発性メモリー６２（広義には記憶部）は、各種の情報を記憶する不揮発性のメモリーデバイスである。この不揮発性メモリー６２は例えば受電装置４０のステータス情報等の各種の情報を記憶する。不揮発性メモリー６２としては、例えばＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。ＥＥＰＲＯＭとしては例えばＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）型のメモリーを用いることができる。例えばＭＯＮＯＳ型のメモリーを用いたフラッシュメモリーを用いることができる。或いはＥＥＰＲＯＭとして、フローティングゲート型などの他のタイプのメモリーを用いてもよい。
【００６０】
検出部６４は各種の検出処理を行う。例えば検出部６４は、整流電圧ＶＣＣやバッテリー電圧ＶＢＡＴ等を監視して、各種の検出処理を実行する。具体的には検出部６４はＡ／Ｄ変換回路６５を有し、整流電圧ＶＣＣやバッテリー電圧ＶＢＡＴに基づく電圧や、不図示の温度検出部からの温度検出電圧などを、Ａ／Ｄ変換回路６５によりＡ／Ｄ変換し、得られたデジタルのＡ／Ｄ変換値を用いて検出処理を実行する。検出部６４が行う検出処理としては、過放電、過電圧、過電流、或いは温度異常（高温、低温）の検出処理を想定できる。
【００６１】
そして図３では、負荷変調部５６は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧（ＶＳＴ）よりも高くなって着地が検出された場合に、負荷変調を開始し、取り去りが検出された場合に、負荷変調を停止する。具体的には負荷変調部５６は、図１Ａに示すように電子機器５１０の着地が検出された場合に、負荷変調を開始する。送電装置１０（制御部２４）は、例えば受電装置４０（負荷変調部５６）が負荷変調を開始したことを条件に、送電部１２による通常送電を開始させる。そして電子機器５１０の取り去りが検出された場合に、負荷変調部５６は負荷変調を停止する。送電装置１０（制御部２４）は、負荷変調が継続されている間は、送電部１２による通常送電を継続させる。即ち、負荷変調が非検出となった場合に、通常送電を停止させ、例えば着地検出用の間欠送電を送電部１２に行わせる。この場合に受電側の制御部５４は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣに基づいて、着地検出、取り去り検出を行うことができる。
【００６２】
また図３では、図２に示す通信部４６が、負荷変調により通信データを送信する負荷変調部５６により実現されている。具体的には、負荷変調部５６は、送電装置１０（制御装置２０）に送信する通信データ（通信データのビット）の第１の論理レベル（例えば「１」）については、第１の負荷状態と第２の負荷状態で構成される負荷変調パターンが第１のパターン（第１のビットパターン）となる負荷変調を行う。一方、送電装置１０に送信する通信データ（通信データのビット）の第２の論理レベル（例えば「０」）については、負荷変調パターンが第１のパターンとは異なる第２のパターン（第２のビットパターン）となる負荷変調を行う。
【００６３】
一方、送電側の通信部３０は、負荷変調パターンが第１のパターンである場合には、第１の論理レベルの通信データであると判断し、負荷変調パターンが第２のパターンである場合には、第２の論理レベルの通信データであると判断する。
【００６４】
ここで第１のパターンは、例えば第１の負荷状態の期間の幅が第２のパターンに比べて長くなるパターンである。例えば通信部３０は、第１のパターンにおける第１の負荷状態の期間内に設定された第１のサンプリングポイントから、所与のサンプリング間隔で負荷変調パターンのサンプリングを行って、所与のビット数（例えば１６ビット、６４ビット）の通信データを取り込む。
【００６５】
このような負荷変調パターンを用いた手法によれば、負荷変調による負荷変動についての検出感度や検出のノイズ耐性の向上を図れる。これにより、通信開始電圧（負荷変調開始電圧）である第１の電圧を低い電圧に設定することが可能になる。この結果、広い距離範囲で着地を検出して、通信を開始し、バッテリー９０の充電のための制御（例えば送電電力制御）を送電側に行わせることが可能になる。
【００６６】
また電力供給部５７は、受電部５２が受電した電力に基づいて、バッテリー９０を充電する充電部５８と、バッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する放電部６０を含む。
【００６７】
そして制御部５４（放電系の制御部）は、着地が検出された場合に、放電部６０の放電動作を停止する。即ち図１Ａにおいて電子機器５１０の着地が検出された場合に、放電部６０の放電動作（ＶＯＵＴの供給）を停止して、バッテリー９０の電力が電力供給対象１００に放電されないようにする。そして制御部５４は、取り去り期間（電子機器５１０が取り去られている期間）において、電力供給部５７の放電部６０に放電動作を行わせる。この放電動作により、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給されるようになる。
【００６８】
４．送電電力の制御
本実施形態では、送電側は受電側からの通信データに基づいて送電制御を行う手法を採用している。具体的には、制御部２４は、通常送電の期間では、通信データが含む送電電力設定用情報に基づき可変に変化する電源電圧（駆動電圧）ＶＤＲＶを、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させる。これにより、送電部１２の送電電力が、送電電力設定用情報に基づき可変に制御されるようになる。そして、受電装置４０における受電電力が、送電電力に応じて変化する。
【００６９】
さらに、本実施形態では、受電装置４０における整流電圧ＶＣＣ（受電電力）がターゲット電圧（ターゲット値）に近付くまでの時間（許容される電圧範囲で安定するまでの時間）を短縮することを可能にする。
【００７０】
具体的に本実施形態では、整流電圧ＶＣＣとターゲット電圧との差が大きければ大きい程、大きな電圧幅で送電電圧ＶＨを変化させる。すなわち、制御部２４は、通信データに基づいて送電電力設定値の情報を取得し、送電電力設定値とターゲット値との差が大きいほど大きな電力幅で送電部１２の送電電力を制御する。
【００７１】
ここで、送電電力設定値の情報とは、例えば整流電圧ＶＣＣ（受電部５２の出力電圧）の情報である。すなわち、制御部２４は、通信データに基づいて、受電装置４０の受電部５２の出力電圧（整流電圧ＶＣＣ）の情報を送電電力設定値の情報として取得し、ターゲット値であるターゲット電圧と、受電部５２の出力電圧との差が大きいほど大きな電力幅で送電部１２の送電電力を制御する。大きな電力幅で送電電圧ＶＨを制御した方が、整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧に近付くスピードが速くなる。
【００７２】
よって、受電装置４０における受電電力がターゲット値に近付くまでの時間を短縮することが可能になる。具体的には後述する図５に示す例のように、受電装置４０における整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧に近付くまでの時間を短縮すること等が可能になる。
【００７３】
ここで、図４を用いて比較例について説明する。図４のグラフでは、左側の縦軸が送電電圧（送電電力）ＶＨ（Ｖ）及び受電装置４０における整流電圧（受電電力）ＶＣＣ（Ｖ）の大きさを表す。そして、右側の縦軸が、駆動電圧ＶＤＲＶを変化させるために、制御部２４から電源電圧設定部２６に入力される駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌの大きさを表し、横軸が時間（ｓ）を表す。駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌは、駆動電圧ＶＤＲＶの電圧レベルを表す値であり、所与のステップ幅で上下させることができる。例えば、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌが、８ビットで表される値である場合には、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌは、０〜２５５までの整数値を取ることができ、１ずつ変動させることができる。そして、０〜２５５の各値が、駆動電圧ＶＤＲＶの各値に対応付けられている。なお、１回の送電電圧制御において、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを変化させる単位をステップ幅と呼び、図４の場合にはステップ幅が１に固定されている。すなわち、送電電圧ＶＨを上げる場合には、１回の送電電圧制御において、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌに＋１を加算し、送電電圧ＶＨを下げる場合には、１回の送電電圧制御において、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌに−１を加算する。この場合に、整流電圧ＶＣＣのターゲット電圧として、第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈ（Ｖ）と第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌ（Ｖ）の２つを設け、整流電圧ＶＣＣがｔａｒｇｅｔ＿Ｈとｔａｒｇｅｔ＿Ｌの間で安定するように、送電電圧ＶＨを制御する。
【００７４】
具体的に図４の例では、送電装置１０の通信部３０が、受電装置４０から送信された通信データを受信して、通信データを制御部２４に出力する。そして、制御部２４が、取得した通信データに含まれる整流電圧ＶＣＣの情報を特定する。さらに、制御部２４は、図４のＰｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌの系列データの丸印で示す各タイミングにおいて、整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧に近付くように、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを決定して、電源電圧設定部２６に出力する。次に、電源電圧制御部１４が送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に出力する駆動電圧ＶＤＲＶを、電源電圧設定部２６が、取得した駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌに基づいて設定する。そして、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２が、駆動電圧ＶＤＲＶに対応する送電電圧ＶＨで、受電装置４０に対して送電を行う。このように、制御部２４は、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に電源として供給される駆動電圧ＶＤＲＶを変化させることで送電電圧ＶＨを制御する。
【００７５】
これにより、送電部１２の駆動電圧ＶＤＲＶを制御して、整流電圧ＶＣＣ（受電部５２の出力電圧）をターゲット電圧に近付けること等が可能になる。
【００７６】
また、前述したように、図４の例では、送電電圧ＶＨ（または駆動電圧ＶＤＲＶ）を上げる場合にも、下げる場合にも、一度に変化させる駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅は同じ値（＝１）であり、これに対応して送電電圧ＶＨ（または駆動電圧ＶＤＲＶ）の電圧変動幅（電力変動幅）も一定である。なお、以下では、一度の電圧変動制御において変動させる電圧幅（電力幅）のことを、電圧変動幅（電力変動幅）と呼ぶ。
【００７７】
そのため、図４に示すように、同じ電圧幅で送電電圧ＶＨを変化させる場合には、整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧から離れている場合に、整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧に近付くまでに時間がかかってしまう。
【００７８】
そこで前述したように、図５の例では、整流電圧ＶＣＣとターゲット電圧との差が大きければ大きい程、大きな電圧幅で送電電圧ＶＨを変化させる。
【００７９】
例えば、制御部２４は、送電電力設定値とターゲット値との差分値（絶対値）が第１の所定値よりも大きい場合には、第１の電力幅で送電電力を制御し、送電電力設定値とターゲット値との差分値（絶対値）が、第１の所定値以下で第２の所定値よりも大きい場合には、第１の電力幅よりも小さい第２の電力幅で送電電力を制御する。
【００８０】
具体例を図５に示す。図５の例では、制御部２４が、送電電力設定値の情報である整流電圧ＶＣＣと、ターゲット値である第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈとの差分値が、第１の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｈよりも大きいと判定した場合には、１回の電圧変動制御につき、第１の電力幅で送電電圧ＶＨを変動させる。この場合、制御部２４は、一度の電圧制御において、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを第１のステップ幅で変動させる。例えば図５の例では、第１のステップ幅は４であり、前述した図４の例におけるステップ幅（＝１）よりも大きい。これにより、送電電圧ＶＨが、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅に合わせて、図４の例よりも大きく変動する。その結果、図４の例に比べて、整流電圧ＶＣＣと第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈとの差分値が、第１の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｈになるまでにかかる時間を短縮できる。
【００８１】
そして、図５の例において、制御部２４は、整流電圧ＶＣＣと第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈとの差分値（絶対値）が、第１の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｈ以下で第２の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｌよりも大きい場合には、第２の電力幅で送電電力を制御する。この場合、制御部２４は、一度の電圧変動制御において、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを第２のステップ幅で変動させる。例えば図５の例では、第２のステップ幅は図４の例と同じ１である。また、第２の電力幅は、前述した第１の電力幅よりも小さい電力幅であり、例えば図４と同じ電力幅である。これにより、後述するように、整流電圧ＶＣＣが第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈ及び第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌよりも小さくなってしまうことを防ぐことができる。
【００８２】
また、前述したように、送電装置１０における送電電力の変化と、受電装置４０における受電電力の変化には、タイムラグが存在する。そのため、送電電力の変化に基づく影響（電力変動）が受電電力（例えば図３の整流電圧ＶＣＣ）に表れる前に、受電装置が変化前の受電電力の情報を送電装置１０に送信してしまうことがある。この場合には、例えば送電装置１０が、通知された電力変動前の受電電力に基づいて、受電電力がまだターゲット電圧に近付いていないと判断し、送電電力をさらに変化させ、結果的に受電電力がターゲット電圧を通り過ぎてしまう場合がある。
【００８３】
ここで、もう一度、図４の説明に戻る。前述したように図４の例において、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅は、１で固定されている。そのため、整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧に近付いた場合には、前述した送電電圧の変動と受電電圧の変動間のタイムロスが原因で、図４のＰ１に示すように、整流電圧ＶＣＣがｔａｒｇｅｔ＿Ｌを下回ったり、図４のＰ２に示すように、ｔａｒｇｅｔ＿Ｈを上回ったりすることがある。この場合には、ｔａｒｇｅｔ＿Ｈとｔａｒｇｅｔ＿Ｌの間で整流電圧ＶＣＣが安定するのに時間がかかったり、整流電圧ＶＣＣがいつまでもｔａｒｇｅｔ＿Ｈとｔａｒｇｅｔ＿Ｌの間の値に収束しなかったりする場合がある。
【００８４】
これに対し、整流電圧ＶＣＣが一度ターゲット電圧に近付いた後に、ターゲット電圧からこれまでとは逆方向へと離れてしまわないように、整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧に近づいた場合には、送電電圧ＶＨの電圧変動幅を小さくすることが考えられる。例えば図４の例においては、Ｐ３付近から、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを小さくするステップ幅を−１から−０．５や−０．２５等にすれば、送電電圧ＶＨの変動幅も小さくなるようにも思われる。しかし、本実施形態における電源電圧設定部２６は、後述する図１０に示すような構成で実現されている。そのため、図５を用いて前述した例のように、送電電圧ＶＨの電圧変動幅を大きくする分には問題はないが、電圧変動幅をより小さくする電圧変動制御にも対応可能にするためには、電源電圧設定部２６の製造コストが増大してしまう場合がある。
【００８５】
そこで、本実施形態では、送電装置１０の製造コストの増大を抑制しつつ、受電装置４０における整流電圧ＶＣＣがターゲット電圧付近で安定するまでの時間を短縮可能にする。
【００８６】
具体的には、制御部２４は、送電電力設定値とターゲット値との差分値（絶対値）が、第１の所定値以下で第２の所定値よりも大きい場合には、第１の期間において第２の電力幅分の送電電力を変化させ、送電電力設定値とターゲット値との差分値が第２の所定値以下である場合には、第１の期間よりも長い第２の期間において、第２の電力幅分の送電電力を変化させる。
【００８７】
具体例を図５に示す。図５の例では、制御部２４は、整流電圧ＶＣＣと第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈとの差分値が、第１の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｈ以下で第２の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｌよりも大きい場合（例えば図５のＰ４で示す期間）に、第１の期間ＴＭ１において、前述した第２の電力幅で送電電圧ＶＨを変化させる。この場合の制御部２４の動作については前述した通りである。
【００８８】
これに対して、制御部２４は、整流電圧ＶＣＣと第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈとの差分値が、第２の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｌ以下である場合（例えば図５のＰ５で示す期間）には、第２の期間ＴＭ２において、前述した第２の電力幅で送電電圧ＶＨを変化させる。図５に示すように、第２の期間ＴＭ２は、第１の期間ＴＭ１よりも長い期間である。この場合、制御部２４は、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを変動させる期間を、第１の期間ＴＭ１から第２の期間ＴＭ２に変更する。
【００８９】
より具体的に言えば、図５のＰ５で示す期間では、第１の期間ＴＭ１の（約）４倍の長さの第２の期間ＴＭ２が経過する度に、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌをステップ幅１で上げるか、下げるか、または変更しないかを、制御部２４が決定していると言える。よって、第１の期間ＴＭ１当たりで見れば、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを（約）１／４のステップ幅で変動させることになる。なお、本制御の実現方法については、図６〜図１０を用いて後述する。
【００９０】
このように、整流電圧ＶＣＣと第１のターゲット電圧との差分値が、第２の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｌ以下である場合に、第１の期間ＴＭ１当たりの電圧変動幅をより小さくすること等が可能になる。また、前述したように、電源電圧制御部１４が出力する駆動電圧ＶＤＲＶの電圧変動幅自体を小さくしている訳ではないため、電源電圧設定部２６の製造コストの増大も抑制することができ、かつ、疑似的に第１の期間ＴＭ１当たりの送電電圧ＶＨの電圧変動幅を小さくすることができる。
【００９１】
なお、図５の例では、第１の電力幅と第２の電力幅の切り替え処理と、送電電力を変動させる期間（第１の期間と第２の期間）の切り替え処理の両方を行っているが、本実施形態はそれに限定されず、少なくとも一方の処理だけを行ってもよい。例えば、送電電力の電力変動幅は一定で、送電電力を変動させる期間のみを変更してもよい。また、本実施形態は、前述したように、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅自体を小さくする手法も採用することができる。
【００９２】
また、制御部２４は、第１のターゲット値が第２のターゲット値よりも大きい場合において、送電電力設定値が第１のターゲット値よりも大きい場合には、送電電力を下げ、送電電力設定値が第２のターゲット値よりも小さい場合には、送電電力を上げ、送電電力設定値が第１のターゲット値以上で、かつ第２のターゲット値以下である場合には、送電電力を変化させない。例えば、図５の例では、第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈは、第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌよりも大きい。そして、制御部２４は、整流電圧ＶＣＣが第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈよりも大きい場合には、送電電圧を下げ、整流電圧ＶＣＣが第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌよりも小さい場合には、送電電圧ＶＨを上げる。さらに、制御部２４は、整流電圧ＶＣＣが、第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈ以上で、かつ第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌ以下である場合には、送電電圧ＶＨを変化させない。
【００９３】
これにより、送電電圧ＶＨを、第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈ以上で、かつ、第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌ以下のレベルに保つこと等が可能になる。なお、前述した図５の説明では、整流電圧ＶＣＣが第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈ以上である場合について例示したが、整流電圧ＶＣＣが第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌ以下である場合には、第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈを第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌに置き換えて前述した処理を行うことが可能である。
【００９４】
次に、上記のような処理を行う場合の制御部２４、電源電圧設定部２６、電源電圧制御部１４の詳細な構成について、図６〜図１０を用いて説明する。まず、制御部２４等の構成例を図６に示す。
【００９５】
図６に示すように、制御部２４は、データ比較回路２４１と、変化量設定回路２４２と、変化時間設定回路２４３と、データ設定回路２４４とを含む。そして記憶部２３は、判定パラメーター設定レジスター２３１を含む。判定パラメーター設定レジスター２３１は、少なくとも、可変に設定される第１の電力幅を記憶する。図６の例では、判定パラメーター設定レジスター２３１は、前述した第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈと、第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌと、第１の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｈと、第２の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｌと、第１の電力幅ＳＴＥＰＨと、第２の電力幅ＳＴＥＰＬと、を記憶している。なお、第１の電力幅ＳＴＥＰＨと第２の電力幅ＳＴＥＰＬは、例えば送電電圧ＶＨの電圧変動幅であってもよいし、駆動電圧ＶＤＲＶの電圧変動幅であってもよいし、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅であってもよい。これにより、例えば送電装置１０や受電装置４０の種類に応じて、送電電力を変動させる際の電力幅を可変に設定すること等が可能になる。
【００９６】
データ比較回路２４１は、通信部３０から、受電装置４０における整流電圧ＶＣＣの情報を取得し、判定パラメーター設定レジスター２３１から、第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈの情報と、第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌの情報を取得する。そして、データ比較回路２４１は、整流電圧ＶＣＣと第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈを比較する処理と、整流電圧ＶＣＣと第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌとを比較する処理を行い、整流電圧ＶＣＣと第１のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｈとの差分値ΔＶＨと、整流電圧ＶＣＣと第２のターゲット電圧ｔａｒｇｅｔ＿Ｌとの差分値ΔＶＬを、変化量設定回路２４２に出力する。
【００９７】
変化量設定回路２４２及び変化時間設定回路２４３は、判定パラメーター設定レジスター２３１から、第１の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｈと、第２の所定値ＪＵＤＧＥ＿Ｌと、第１の電力幅ＳＴＥＰＨと、第２の電力幅ＳＴＥＰＬの各種情報を取得する。さらに、変化量設定回路２４２は、データ比較回路２４１から、前述した差分値ΔＶＨ、ΔＶＬを取得する。そして、変化量設定回路２４２は、前述したように、取得した各種情報に基づいて、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅ΔＤＡを決定して、データ設定回路２４４に出力する。また、変化時間設定回路２４３は、取得した各種情報に基づいて、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを変動させる期間ｔｉｍｅ（例えば、前述した図５の第１の期間ＴＭ１及び第２の期間ＴＭ２）を決定し、データ設定回路２４４に出力する。
【００９８】
データ設定回路２４４は、変化量設定回路２４２から取得したステップ幅ΔＤＡに基づいて、例えば８ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［７：０］）を特定する。そして、データ設定回路２４４は、変化時間設定回路２４３から取得した出力期間ｔｉｍｅで、８ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［７：０］）を、電源電圧設定部２６に出力する。なお、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌの出力期間は、固定であってもよい。また、以下の説明において、ＤＡ［ｉ：ｊ］は、ｎビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのうち、下からｉ番目のビットからｊ番目のビットまでのビット列であることを表し（ｉ、ｊ、ｎは、０≦ｊ＜ｉ＜ｎの整数）、ＤＡ［ｉ］は駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのｉ番目のビットを表すものとする。ステップ幅ΔＤＡについても同様である。
【００９９】
また他にも、制御部２４は、図７に示すような構成であってもよい。具体的には、図７の制御部２４は、データ比較回路２４１と、変化量設定回路２４２と、データ設定回路２４４と、を含む。図７に示す制御部２４は、変化時間設定回路２４３を含まない点と、データ設定回路２４４に駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌの通常の出力期間ＴＩＭＥ（固定値）が入力される点が、図６の制御部２４と異なる。
【０１００】
この場合、例えばデータ設定回路２４４が、１１ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［１０：０］）を設定し、例えば変化量設定回路２４２が、１１ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅ΔＤＡ［１０：０］を設定する。この場合には、１１ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［１０：０］）のうち、上位８ビット（ＤＡ［１０：３］）が、前述した例のように、０〜２５５の整数値を表すものとし、下位３ビットＤＡ［２：０］が、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌの小数部分を表すものとする。駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのステップ幅ΔＤＡ［１０：０］についても同様である。そして、データ設定回路２４４は、１１ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［１０：０］）のうち、上位８ビット（ＤＡ［１０：３］）だけを電源電圧設定部２６に出力する。
【０１０１】
ここで、より具体的な処理の流れの一例を図５及び図８を用いて説明する。図８には、図５のＰ４及びＰ５における駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［１０：０］）と、そのステップ幅ΔＤＡ［１０：０］の制御結果を示す。まず、図５のＰ４で示す期間では、変化量設定回路２４２がステップ幅ΔＤＡ［１０：０］を１に設定し、出力期間ＴＩＭＥ毎に、ステップ幅ΔＤＡ［１０：０］＝１をデータ設定回路２４４に出力する。そして、データ設定回路２４４は、取得したステップ幅ΔＤＡ［１０：０］に基づいて、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［１０：０］）を更新し、その上位８ビット（ΔＤＡ［１０：３］）を電源電圧設定回路２６に対して、出力期間ＴＩＭＥ毎に逐次出力する。例えば図８の例では、ＤＡ［１０：０］が、２２から２１、２０、１９と更新されている。その後、図５のＰ５で示す期間に移行すると、変化量設定回路２４２は、ステップ幅ΔＤＡ［１０：０］を０．２５（二進法表記で００００  ００００  ０１０）に設定して出力する。この際にも、データ設定回路２４４は、取得したステップ幅ΔＤＡ［１０：０］に基づいて、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを更新し続ける。ただし前述したように、データ設定回路２４４が電源電圧設定回路２６に出力するのは、１１ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［１０：０］）のうち、上位８ビット（ＤＡ［１０：２］）だけである。そのため、所与の出力期間ＴＩＭＥの（約）４倍に相当する期間において、同じ値の駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［１０：２］＝１８）が出力されることになる。言い換えれば、所与の出力期間ＴＩＭＥ当たりのステップ幅が（約）１／４になったとも言える。
【０１０２】
その他にも例えばステップ幅ΔＤＡ［１０：０］＝０．５（二進法表記で００００  ００００  １００）にすれば、所与の出力期間ＴＩＭＥの（約）２倍に相当する期間において、同じ値のＤＡ［１０：２］が出力されることになるし、ステップ幅ΔＤＡ［１０：０］＝０．１２５（二進法表記で００００  ００００  ００１）にすれば、所与の出力期間ＴＩＭＥの（約）８倍に相当する期間において、同じ値のＤＡ［１０：２］が出力されることになる。
【０１０３】
これにより、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌを、元の出力期間ＴＩＭＥ当たりにおいて、疑似的に±１／２ずつ、または±１／４ずつ、もしくは±１／８ずつ変更した場合と、同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態において、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌのビット数は、８ビットに限定されず、また、そのステップ幅のビット数も、１１ビットには限定されない。
【０１０４】
次に、電源電圧設定部２６と電源電圧制御部１４の詳細な構成例を、図９及び図１０に示す。
【０１０５】
電源電圧設定部２６は、図９に示すような抵抗分割回路であり、第１の出力端子ＡＯＵＴ（第１の出力ノード）とノードＮ１との間に設けられる抵抗ＲＡと、ノードＮ１とグランドＧＮＤとの間に設けられる可変抵抗ＲＢと、を含む。ノードＮ１は、第２の出力端子ＶＦＢ（第２の出力ノード）に接続されている。
【０１０６】
そして、電源電圧制御部１４は、図９に示すように、入力電圧ＶＩＮが入力される入力端子ＴＩＮと、抵抗ＲＣと、インダクターＬａ（コイル）と、ダイオードＤ１と、キャパシターＣ１（コンデンサー）と、昇圧ＤＣＤＣコンバーターＣＶと、Ｎ型トランジスター（ｎＭＯＳ）ｎＭと、出力端子ＴＯＵＴと、により構成されている。抵抗ＲＣは、入力端子ＴＩＮとノードＮ２との間に設けられ、インダクターＬａは、ノードＮ２とノードＮ３との間に設けられている。また、ダイオードＤ１は、アノードがノードＮ３に接続され、カソードがノードＮ４に接続されている。キャパシターＣ１は、ノードＮ４とグランドＧＮＤとの間に設けられている。そして、昇圧ＤＣＤＣコンバーターＣＶは、ＶＤＤ端子と、ＡＤＪ端子と、ＶＯ端子と、ＧＣ端子とを有し、ＶＤＤ端子がノードＮ２に接続され、ＡＤＪ端子が電源電圧設定部２６の出力端子ＶＦＢに接続され、ＶＯ端子が電源電圧設定部２６の出力端子ＡＯＵＴとノードＮ４に接続され、ＧＣ端子がＮ型トランジスターｎＭのゲートに接続されている。Ｎ型トランジスターｎＭは、ドレインがノードＮ３に接続され、ソースがグランドＧＮＤに接続されている。そして、出力端子ＴＯＵＴは、図３の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に接続され、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を駆動する駆動電圧ＶＤＲＶが出力される。
【０１０７】
図９に示すような回路において、駆動電圧ＶＤＲＶは、下式（１）により表すことができる。なお、（１）式において、ＶＡＤＪは、昇圧ＤＣＤＣコンバーターＣＶのＡＤＪ端子における電圧であり、ＲＲＡは抵抗ＲＡの抵抗値であり、ＲＲＢは可変抵抗ＲＢの抵抗値である。
【０１０８】
ＶＤＲＶ＝ＶＡＤＪ×（ＲＲＡ＋ＲＲＢ）／ＲＲＢ  …  （１）
そして、この場合に、図９の構成の電源電圧制御部１４が、ＡＤＪ端子における電圧ＶＡＤＪを一定に保つ動作をする。具体的には、昇圧ＤＣＤＣコンバーターＣＶは、例えばＧＣ端子からＮ型トランジスターｎＭのオンオフ信号を出力する。そして、昇圧ＤＣＤＣコンバーターＣＶは、オンオフ信号の変調制御（例えばＰＷＭ：Pulse Width Modulation）を行うことにより、昇圧ＤＣＤＣコンバーターＣＶは、ＡＤＪ端子における電圧ＶＡＤＪが基準電圧Ｖｒｅｆ（一定値）となるように、駆動電圧ＶＤＲＶを制御する。一例として、昇圧ＤＣＤＣコンバーターＣＶは、例えば三角波生成回路と、エラー増幅アンプと、ＰＷＭ信号出力回路とにより構成される。三角波生成回路は三角波を生成し、エラー増幅アンプは、電圧ＶＡＤＪと基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差を増幅する。ＰＷＭ信号出力回路は、三角波生成回路により生成された三角波と、エラー増幅アンプの出力とを比較して、ＰＷＭ信号を出力する。
【０１０９】
また、図９の例において、抵抗ＲＡの抵抗値ＲＲＡも一定である。従って、駆動電圧ＶＤＲＶは、上式（１）に従い、可変抵抗ＲＢの抵抗値ＲＲＢによって決定される。
【０１１０】
ここで、電源電圧設定部２６のさらに具体的な構成例を図１０に示す。図１０に示す電源電圧設定部２６は、図９の抵抗ＲＡに相当する抵抗Ｒ１と、ベースとなる抵抗Ｒ２と、８つの調整用の抵抗ＲＡ０〜ＲＡ７と、８つのＮ型トランジスターｎＭ０〜ｎＭ７とにより構成されている。抵抗ＲＡ０〜ＲＡ７の各抵抗は、Ｎ型トランジスターｎＭ０〜ｎＭ７の各Ｎ型トランジスターと直列回路（ＤＣ０〜ＤＣ７）を構成しており、各直列回路（ＤＣ０〜ＤＣ７）が、抵抗Ｒ２と並列に接続されている。そして、抵抗Ｒ２と、直列回路ＤＣ０〜ＤＣ７とにより、図９の可変抵抗ＲＢが実現されている。
【０１１１】
具体的に、図１０の電源電圧設定部２６における接続関係を説明すると、抵抗Ｒ１は、出力端子ＡＯＵＴと出力端子ＶＦＢとの間に設けられている。抵抗Ｒ２は、出力端子ＶＦＢとグランドＧＮＤとの間に設けられ、抵抗Ｒ１と直列に接続されている。そして、抵抗ＲＡ０は、一端が出力端子ＶＦＢに接続されており、他端がＮ型トランジスターｎＭ０のドレインに接続されている。Ｎ型トランジスターｎＭ０は、ソースがグランドＧＮＤに接続され、ゲートが図６の制御部２４のデータ設定回路２４４に接続されている。他の直列回路ＤＣ１〜ＤＣ７についても同様である。
【０１１２】
この場合に、例えば図６に示すように、変化時間設定回路２４３において設定される出力期間ｔｉｍｅの間隔で、データ設定回路２４４から電源電圧設定部２６に８ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［７：０］）が入力される場合について説明する。一例として、Ｎ型トランジスターｎＭ０のゲートには、図６のデータ設定回路２４４から、８ビットの駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［７：０］）の０ビット目（最下位ビット）に対応する信号ＤＡ［０］が入力される。この時、信号ＤＡ［０］の値（論理レベル）が１である場合には、データ設定回路２４４がＨレベルの電圧をＮ型トランジスターｎＭ０のゲートに印加し、信号ＤＡ［０］の値（論理レベル）が０である場合には、データ設定回路２４４がＬレベルの電圧をＮ型トランジスターｎＭ０のゲートに印加する。そして、ＤＡ［０］の信号レベルがＨレベルである場合には、Ｎ型トランジスターｎＭ０がオン状態になり、可変抵抗ＲＢの抵抗値ＲＲＢが抵抗ＲＡ０の抵抗値ＲＲＡ０に応じて変化する。一方、ＤＡ［０］の信号レベルがＬである場合には、Ｎ型トランジスターｎＭ０がオフ状態となる。他の直列回路ＤＣ１〜ＤＣ７についても同様である。
【０１１３】
そのため例えば、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［７：０］）として、００００  ０００１（二進法表記）が電源電圧設定部２６に入力された場合には、Ｎ型トランジスターｎＭ０がオン状態になり、Ｎ型トランジスターｎＭ１〜ｎＭ７がオフ状態になる。従って、可変抵抗ＲＢの抵抗値ＲＲＢは、下式（２）で示す値になる。
【０１１４】
ＲＲＢ＝１／（１／ＲＲ２＋１／ＲＲＡ０））  …  （２）
また、例えば、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＡ［７：０］）として、００００  ０１０１（二進法表記）が電源電圧設定部２６に入力された場合には、Ｎ型トランジスターｎＭ０とｎＭ２がオン状態になり、Ｎ型トランジスターｎＭ１、ｎＭ３〜ｎＭ７がオフ状態になる。従って、可変抵抗ＲＢの抵抗値ＲＲＢは、下式（３）で示す値になる。
【０１１５】
ＲＲＢ＝１／（１／ＲＲ２＋１／ＲＲＡ０＋１／ＲＲＡ２））  …  （３）
以上のように、駆動電圧制御値Ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌの値を用いて、可変抵抗ＲＢの抵抗値を制御することにより、駆動電圧ＶＤＲＶを可変に制御することが可能になる。
【０１１６】
５．無接点電力伝送システムの動作シーケンス
次に本実施形態の無接点電力伝送システムの全体の動作シーケンスの一例について説明する。図１１は動作シーケンスの概要を説明する図である。
【０１１７】
図１１のＡ１では、受電装置４０を有する電子機器５１０が、送電装置１０を有する充電器５００の上に置かれておらず、取り去り状態になっている。この場合にはスタンバイステートとなる。このスタンバイステートでは、送電装置１０の送電部１２は、着地検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の着地を検出する状態になる。またスタンバイステートでは、受電装置４０では、電力供給対象１００への放電動作がオンになっており、電力供給対象１００への電力供給がイネーブルになっている。これにより、処理部等の電力供給対象１００は、バッテリー９０からの電力が供給されて動作可能になる。
【０１１８】
図１１のＡ２に示すように、電子機器５１０が充電器５００の上に置かれ、着地が検出されると、通信チェック＆充電ステートになる。この通信チェック＆充電ステートでは、送電装置１０の送電部１２は、連続送電である通常送電を行う。この際に、電力伝送の状態などに応じて電力が可変に変化する電力制御を行いながら、通常送電を行う。またバッテリー９０の充電状態に基づく制御も行われる。電力伝送の状態は、例えば１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の位置関係（コイル間距離等）などにより決まる状態であり、例えば受電部５２の整流電圧ＶＣＣなどの情報に基づいて判断できる。バッテリー９０の充電状態は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴなどの情報に基づいて判断できる。
【０１１９】
また通信チェック＆充電ステートでは、受電装置４０の充電部５８の充電動作がオンになり、受電部５２が受電した電力に基づいてバッテリー９０の充電が行われる。また放電部６０の放電動作がオフになり、バッテリー９０からの電力が、電力供給対象１００に供給されなくなる。また通信チェック＆充電ステートでは、負荷変調部５６の負荷変調により、通信データが送電側に送信される。例えば送電電力設定用情報（ＶＣＣ等）や、充電状態情報（ＶＢＡＴや各種のステータスフラグ等）や、温度などの情報を含む通信データが、通常送電期間中の常時の負荷変調により、受電側から送電側に送信される。
【０１２０】
図１１のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、満充電スタンバイステートになる。この満充電スタンバイステートでは、送電部１２は、例えば取り去り検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の取り去りを検出する状態になる。また放電部６０の放電動作はオフのままとなり、電力供給対象１００への電力供給もディスエーブルのままとなる。
【０１２１】
そして、図１１のＡ４に示すように電子機器５１０の取り去りが検出されると、Ａ５に示すように電子機器５１０が使用状態になり、受電側の放電動作がオンになる。具体的には、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給される。これにより、バッテリー９０からの電力が供給されて、処理部等の電力供給対象１００が動作し、ユーザーが電子機器５１０を通常に使用できる状態となる。
【０１２２】
以上のように本実施形態では図１１のＡ１に示すように、電子機器５１０の着地が検出されると、通常送電が行われ、この通常送電期間において常時の負荷変調が行われる。また着地が検出されると、放電部６０の放電動作が停止する。そして、この常時の負荷変調では、送電側の電力制御のための情報や受電側のステータスを表す情報を含む通信データが、受電側から送電側に送信される。例えば電力制御のための情報（送電電力設定用情報）を通信することで、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係等に応じた最適な電力制御を実現できる。また受電側のステータスを表す情報を通信することで、最適で安全な充電環境を実現できる。そして本実施形態では、負荷変調が継続している間は、通常送電も継続され、放電部６０の放電動作もオフのままになる。
【０１２３】
また本実施形態では図１１のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われる。そしてＡ４、Ａ５に示すように、取り去りが検出されて、取り去り期間になると、放電部６０の放電動作が行われる。これによりバッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されて、電子機器５１０の通常動作が可能になる。なお、着地検出や取り去り検出は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣに基づいて行われる。
【０１２４】
このように本実施形態では、電子機器５１０のバッテリー９０の充電期間（通常送電期間）においては、電力供給対象１００への放電動作がオフになるため、充電期間において電力供給対象１００により無駄に電力が消費されてしまう事態を抑制できる。
【０１２５】
そして、電子機器５１０の取り去りが検出されると、通常送電から間欠送電に切り替わると共に、電力供給対象１００への放電動作がオンになる。このように放電動作がオンになることで、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになり、処理部（ＤＳＰ）等の電力供給対象１００の通常動作が可能になる。このようにすることで、例えば電子機器５１０が充電器５００の上に置かれる充電期間においては動作しないようなタイプの電子機器５１０（例えば、補聴器、ウェアラブル機器等のユーザーが装着する電子機器）において、好適な無接点電力伝送の動作シーケンスを実現できる。
【０１２６】
図１２、図１３、図１４は本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの詳細を説明するための信号波形図である。
【０１２７】
図１２のＢ１は、図１１のＡ１のスタンバイステートであり、着地検出用の間欠送電が行われている。即ち、期間ＴＬ１の間隔毎に期間ＴＬ２の間隔の送電が行われる。ＴＬ１の間隔は例えば３秒であり、ＴＬ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。そして図１２のＢ２、Ｂ３では、整流電圧ＶＣＣは電圧ＶＳＴ以下（第１の電圧以下）であるため、負荷変調による通信は行われない。
【０１２８】
一方、Ｂ４では整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴ（例えば４．５Ｖ）を超えたため、Ｂ５に示すように負荷変調部５６が負荷変調を開始する。即ち、Ｂ２、Ｂ３ではＬ１、Ｌ２のコイルが十分には電磁的結合状態になっていないが、Ｂ４ではＬ１、Ｌ２のコイルが図１Ｂに示すように適正な電磁的結合状態になっている。このため、整流電圧ＶＣＣが上昇して、電圧ＶＳＴを超え、Ｂ５に示すように負荷変調が開始する。そして、この負荷変調により、Ｂ６に示すような通信データが送電側に送信される。このＢ５の負荷変調は、Ｂ７に示す着地検出用の間欠送電により整流電圧ＶＣＣが上昇したことにより開始している。
【０１２９】
具体的には、受電側は、着地検出用のダミーデータ（例えば６４ビットの「０」）を送信する。送電側は、このダミーデータを検出（例えば８ビットの「０」の検出）することで、受電側の着地を検出して、Ｂ７に示すように通常送電（連続送電）を開始する。
【０１３０】
次に受電側は、ＩＤ情報や整流電圧ＶＣＣの情報を送信する。ＩＤ情報の送信に対して送電側が応答を行うことで、簡易的な認証処理が実現される。
【０１３１】
また送電側は、整流電圧ＶＣＣの情報である送電電力設定用情報を受信して、前述したような送電電力の制御を行う。この送電側の送電電力の制御により、Ｂ８に示すように整流電圧ＶＣＣが上昇する。そしてＢ９に示すように、ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬ（第２の電圧）を超えると、バッテリー９０への充電が開始する。
【０１３２】
このように本実施形態では、負荷変調（通信）を開始する電圧ＶＳＴを低く設定できる。これにより送電側の駆動電圧が高く設定されることによる耐圧異常等の不具合の発生を抑制できる。そして、開始した負荷変調により、送電電力設定用情報（ＶＣＣ）を送電側に送信することで、送電側の送電電力の制御が行われ、この送電電力の制御により、Ｂ８に示すように整流電圧ＶＣＣが上昇する。そして、整流電圧ＶＣＣが上昇して、Ｂ９に示すように充電可能電圧である電圧ＶＣＣＬを超えると、バッテリー９０の充電が開始するようになる。従って、広い距離範囲での着地検出と、耐圧異常等の不具合の発生の抑制とを、両立して実現できるようになる。
【０１３３】
図１３のＣ１では、バッテリー９０の充電が行われる通常送電期間において、電子機器５１０が取り去られている。このＣ１の取り去りは、Ｃ２、Ｃ３に示すように、バッテリー９０の満充電前（満充電フラグ＝Ｌレベル）の取り去りである。
【０１３４】
このように電子機器５１０の取り去りが行われると、送電側の電力が受電側に伝達されなくなり、整流電圧ＶＣＣが低下する。そしてＣ４に示すように例えばＶＣＣ＜３．１Ｖになると、Ｃ５に示すように負荷変調部５６による負荷変調が停止する。負荷変調が停止すると、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。
【０１３５】
また、整流電圧ＶＣＣが低下し、判定電圧である例えば３．１Ｖを下回ると、不図示の受電側のスタートキャパシターの放電が開始する。このスタートキャパシターは、受電側の放電動作の起動用（起動期間の計測用）のキャパシターであり、例えば受電側の制御装置５０の外付け部品として設けられる。そして、整流電圧ＶＣＣが判定電圧（３．１Ｖ）を下回ってから、起動期間ＴＳＴが経過すると、Ｃ８に示すように放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。また送電部１２は、通常送電を停止した後、Ｃ９に示すように、着地検出用の間欠送電を行うようになる。
【０１３６】
なお本実施形態では受電側の制御部５４として、充電系の制御部と、放電系の制御部が設けられている。充電系の制御部は、受電部５２の整流電圧ＶＣＣ（出力電圧）による電源電圧が供給されて動作する。一方、放電系の制御部や放電部６０は、バッテリー電圧ＶＢＡＴによる電源電圧が供給されて動作する。そしてスタートキャパシターの充放電の制御や、放電部６０の放電動作の制御（オン・オフ制御）は、放電系の制御部が行うことになる。
【０１３７】
図１４のＤ１では、満充電フラグがアクティブレベルであるＨレベルになっており、バッテリー９０の満充電が検出されている。このように満充電が検出されると、Ｄ２に示すように満充電後の取り去り検出用の間欠送電が行われる。即ち、期間ＴＲ１の間隔毎に期間ＴＲ２の間隔の送電が行われる。ＴＲ１の間隔は例えば１．５秒であり、ＴＲ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔は、着地検出用の間欠送電の期間ＴＬ１の間隔に比べて、短くなっている。
【０１３８】
この取り去り検出用の間欠送電により、図１４のＤ３、Ｄ４に示すように整流電圧がＶＣＣ＞ＶＳＴとなり、Ｄ５、Ｄ６に示すように負荷変調が行われる。送電側は、この負荷変調（空の通信データ等）を検出することで、電子機器５１０が未だ取り去られていないことを検出できる。
【０１３９】
そして、前述のスタートキャパシターにより設定されるＤ７に示す起動期間ＴＳＴの間隔（例えば３秒より長い）に比べて、取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔（例えば１．５秒）は短い。従って、電子機器５１０が取り去られていない状態では、スタートキャパシターの電圧（充電電圧）は、放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回らず、Ｄ８に示すように放電動作のオフからオンへの切り替わりは行われない。
【０１４０】
一方、Ｄ９では、電子機器５１０が取り去られている。そして、Ｄ４に示す取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ２の終了後に、Ｄ１０に示すように、整流電圧ＶＣＣは判定電圧である３．１Ｖを下回るため、Ｄ７に示す起動期間ＴＳＴの計測がスタートする。そしてＤ１１では、スタートキャパシターの電圧が放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回っており、起動期間ＴＳＴの経過が検出されている。これにより、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。またＤ１２に示すように、電子機器５１０の着地検出用の間欠送電が行われるようになる。
【０１４１】
以上のように本実施形態では、図１２のＢ５に示すように受電装置４０が負荷変調を開始したことを条件に、Ｂ７に示すように送電部１２による通常送電が開始する。そしてＢ５の負荷変調が継続されている間は、Ｂ７に示す通常送電は継続する。具体的には図１３のＣ５に示すように負荷変調が非検出となった場合に、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。そしてＣ９に示すように送電部１２による着地検出用の間欠送電が行われるようになる。
【０１４２】
このように本実施形態では、負荷変調の開始を条件に通常送電を開始し、負荷変調が継続されている間は通常送電を継続し、負荷変調が非検出になると通常送電を停止するという動作シーケンスを採用している。このようにすれば、シンプルで簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信を実現できるようになる。また、通常送電期間中において、常時の負荷変調による通信を行うことで、電力伝送の状態等に応じた効率的な無接点電力伝送も実現できるようになる。
【０１４３】
６．送電電力の制御の一例
本実施形態では、制御部２４は、着地検出用、取り去り検出用の間欠送電の期間では、着地検出用、取り去り検出用の電源電圧ＶＤＲＶを、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させる。
【０１４４】
ここで、着地検出用、取り去り検出用の電源電圧は、前述した図１２、図１３、図１４の１次コイル駆動電圧の信号波形において、高電位側の電圧レベルに対応する電圧である。これらの着地検出用の電源電圧と取り去り検出用の電源電圧は同じ電圧であってもよいし、異なる電圧であってもよい。例えば、取り去り検出用の電源電圧を、着地検出用の電源電圧よりも高い電圧に設定してもよい。取り去り検出用の電源電圧を高い電圧に設定することで、電子機器５１０が実際には取り去られていないのに、取り去られたと誤検出されるような事態の発生を抑制できる。
【０１４５】
或いは制御部２４は、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧として、可変の電圧を、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させてもよい。
【０１４６】
着検出用の電源電圧として、例えば６Ｖ、９Ｖというように２種類の電源電圧を用意することで、広い範囲での着地検知が可能となる。例えばＬ１、Ｌ２のコイル間が近い場合に、いきなり高い電圧（例えば９Ｖ）の電源電圧を印加すると、受電側（２次側）の耐圧を超えてしまい、問題が生じる可能性がある。一方、低い電圧（例えば６Ｖ）の電源電圧では、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が遠い場合などに、適切な着地検出等を実現できなくなるという問題がある。
【０１４７】
この点、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧を可変に制御すれば、上記の問題を解決できる。例えば着地検出用又は取り去り検出用の間欠送電において、送電期間（ＴＬ２、ＴＲ２）の前半期間で、例えば６Ｖの電圧で駆動した後に、当該送電期間（ＴＬ２、ＴＲ２）の後半の期間で、９Ｖ（ＴＬ２＝５０ｍｓｅｃ）の電圧で駆動する。こうすることで、より広い範囲の着地が可能になる。この場合に、例えば６Ｖから９Ｖというように、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧等を徐々に上昇させる制御を行ってもよい。
【０１４８】
また、図１５Ａには、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離を近づけた場合の例を示している。この場合には９Ｖの電源電圧ＶＤＲＶでの着地検出が行われた後、コイル間の距離が近づくにつれて、電源電圧ＶＤＲＶが徐々に低下する制御が行われる。即ち、電源電圧制御部１４は、制御部２４の制御の下で、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶを低下させる制御を行う。つまり、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが一定になるように電源電圧ＶＤＲＶが制御される。これにより、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が近づいた場合にも、受電装置４０の受電電力が一定になるような電力制御が行われ、最適で安定した電力制御を実現できる。
【０１４９】
次に、図１５Ｂには、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離を離した場合の例を示している。この場合には、コイル間の距離が離れるにつれて、電源電圧ＶＤＲＶが徐々に上昇する制御が行われる。即ち、電源電圧制御部１４は、制御部２４の制御の下で、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶを上昇させる制御を行う。つまり、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが一定になるように電源電圧ＶＤＲＶが制御される。これにより、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が離れた場合にも、受電装置４０の受電電力が一定になるような電力制御が行われ、最適で安定した電力制御を実現できるようになる。
【０１５０】
７．通信手法
次に図１６を用いて、負荷変調による通信手法を説明する。例えば本実施形態では、受電装置４０が負荷変調を行うことにより、前述した送電電力設定用情報を送電装置１０の制御装置２０に送信し、送電装置１０の制御装置２０が送電電力設定用情報を受信する。
【０１５１】
この場合、図１６に示すように、送電側では、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２が、電源電圧制御部１４から供給された電源電圧ＶＤＲＶに基づいて動作して、１次コイルＬ１を駆動する。
【０１５２】
一方、受電側（２次側）では、２次コイルＬ２のコイル端電圧を受電部５２の整流回路５３が整流し、ノードＮＶＣに整流電圧ＶＣＣが出力される。なお、１次コイルＬ１とキャパシターＣＡ１により送電側の共振回路が構成され、２次コイルＬ２とキャパシターＣＡ２により受電側の共振回路が構成されている。
【０１５３】
受電側では、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン・オフさせることで、電流源ＩＳの電流ＩＤ２をノードＮＶＣからＧＮＤ側に間欠的に流して、受電側の負荷状態（受電側の電位）を変動させる。
【０１５４】
送電側では、負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源ラインに設けられたセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動する。例えば送電側の電源（例えば図１Ａの電源アダプター５０２等の電源装置）と電源電圧制御部１４との間に、電源に流れる電流を検出するためのセンス抵抗ＲＣＳが設けられている。電源電圧制御部１４は、このセンス抵抗ＲＣＳを介して電源から電源電圧が供給される。そして負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源からセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動し、通信部３０が、この電流変動を検出する。そして通信部３０は、検出結果に基づいて、負荷変調により送信される通信データの検出処理を行う。
【０１５５】
図１７は、受電側の通信構成を説明する図である。受電部５２は、２次コイルＬ２のコイル端信号を整形することで、送電信号波形に対応する矩形波信号を抽出して、通信データ生成部４３に供給する。通信データ生成部４３は制御部５４に設けられており、送電周波数測定部４４を含む。送電周波数測定部４４は、送電信号波形に対応する矩形波信号の周期を、発振回路４５で生成されたクロック信号を用いてカウントすることで、送電周波数を測定する。そして通信データ生成部４３は、測定された送電周波数に基づいて、通信データを送信するための制御信号ＣＳＷを生成して、負荷変調部５６に出力する。そして、制御信号ＣＳＷにより例えばスイッチ素子ＳＷのオン・オフ制御を行って、通信データに対応する負荷変調を負荷変調部５６に行わせる。
【０１５６】
負荷変調部５６は、例えば第１の負荷状態、第２の負荷状態というように、受電側の負荷状態（負荷変調による負荷）を変化させることで、負荷変調を行う。第１の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオンになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が高負荷（インピーダンス小）になる状態である。第２の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオフになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が低負荷（インピーダンス大）になる状態である。
【０１５７】
そして、例えば第１の負荷状態を、通信データの論理レベル「１」（第１の論理レベル）に対応させ、第２の負荷状態を、通信データの論理レベル「０」（第２の論理レベル）に対応させて、受電側から送電側への通信データの送信を行う。即ち、通信データのビットの論理レベルが「１」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオンにし、通信データのビットの論理レベルが「０」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオフにすることで、所定のビット数の通信データを送信する。
【０１５８】
また、図１８に示すように、通信データの各ビットの論理レベル「１」（データ１）と、論理レベル「０」（データ０）を、負荷変調パターンを用いて、受電側から送信し、送電側において検出してもよい。この場合、受電側の負荷変調部５６は、送電装置１０に送信する通信データの第１の論理レベル「１」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１となる負荷変調を行う。一方、通信データの第２の論理レベル「０」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２となる負荷変調を行う。
【０１５９】
そして送電側の通信部３０（復調部）は、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１である場合には、第１の論理レベル「１」の通信データであると判断する。一方、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２である場合には、第２の論理レベル「０」の通信データであると判断する。
【０１６０】
ここで負荷変調パターンは、第１の負荷状態と第２の負荷状態で構成されるパターンである。第１の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば高負荷になる状態である。具体的には、図１８において、第１の負荷状態の期間ＴＭ１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになって、電流源ＩＳの電流がノードＮＶＣからＧＮＤ側に流れる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＨレベル（ビット＝１）に対応する期間である。
【０１６１】
一方、第２の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば低負荷になる状態である。具体的には、図１８において第２の負荷状態の期間ＴＭ２は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＬレベル（ビット＝０）に対応する期間である。
【０１６２】
そして図１８において、第１のパターンＰＴ１は、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が第２のパターンＰＴ２に比べて長くなるパターンとなっている。このように第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第２のパターンＰＴ２に比べて長い第１のパターンＰＴ１については、論理レベル「１」であると判断される。一方、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１のパターンＰＴ１に比べて短い第２のパターンＰＴ２については、論理レベル「０」であると判断される。
【０１６３】
図１８に示すように、第１のパターンＰＴ１は、例えば（１１１０）のビットパターンに対応するパターンである。第２のパターンＰＴ２は、例えば（１０１０）のビットパターンに対応するパターンである。これらのビットパターンにおいて、ビット＝１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになる状態に対応し、ビット＝０は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる状態に対応する。
【０１６４】
これにより、ノイズが多いような状況においても、通信データの適正な検出が可能になる。
【０１６５】
次に、図１９Ａ、図１９Ｂに、本実施形態で用いられる通信データのフォーマットの例を示す。
【０１６６】
図１９Ａでは、通信データは６４ビットで構成され、この６４ビットで１つのパケットが構成される。一番目の１６ビットは００００ｈとなっている。例えば受電側の負荷変調を検出して送電側が通常送電（或いは間欠送電）を開始する場合に、通信部３０の電流検出回路等が動作して、通信データを適正に検出できるようになるまでに、ある程度の時間が必要になる。このため、一番目の１６ビットには、ダミー（空）のデータである００００ｈを設定する。送電側は、この１番目の１６ビットの００００ｈの通信期間において、例えばビット同期のために必要な種々の処理を行うことになる。
【０１６７】
次の２番目の１６ビットには、データコードと、整流電圧（ＶＣＣ）の情報が設定される。データコードは、図１９Ｂに示すように、次の３番目の１６ビットで通信されるデータを特定するためのコードである。整流電圧（ＶＣＣ）は、前述したように、送電装置１０の送電電力設定用情報として用いられる。
【０１６８】
３番目の１６ビットには、データコードでの設定に従って、温度、バッテリー電圧、バッテリー電流、ステータスフラグ、サイクル回数、ＩＣ番号・充電実行・オフスタート、或いはＩＤなどの情報が設定される。温度は例えばバッテリー温度などである。バッテリー電圧、バッテリー電流は、バッテリー９０の充電状態を表す情報である。ステータスフラグは、例えば温度エラー（高温異常、低温異常）、バッテリーエラー（１．０Ｖ以下のバッテリー電圧）、過電圧エラー、タイマーエラー、満充電（ノーマルエンド）などの受電側のステータスを表す情報である。サイクル回数（サイクルタイム）は充電回数を表す情報である。ＩＣ番号は、制御装置のＩＣを特定するための番号である。充電実行のフラグ（ＣＧＯ）は、認証した送電側が適正であり、送電側からの送電電力に基づいて充電を実行することを示すフラグである。４番目の１６ビットにはＣＲＣの情報が設定される。
【０１６９】
なお本実施形態の通信手法は、図１８〜図１９Ｂ等で説明した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１８では第１のパターンＰＴ１に論理レベル「１」を対応づけ、第２のパターンＰＴ２に論理レベル「０」を対応づけているが、この対応づけは逆であってもよい。また、図１８の第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は負荷変調パターンの一例であり、本実施形態の負荷変調パターンはこれに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１８では、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は同じ長さに設定されているが、異なる長さに設定してもよい。また図１８では、ビットパターン（１１１０）の第１のパターンＰＴ１と、ビットパターン（１０１０）の第２のパターンＰＴ２を用いているが、これらとは異なったビットパターンの第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２を採用してもよい。例えば第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は、少なくとも第１の負荷状態の期間ＴＭ１（或いは第２の負荷状態の期間ＴＭ２）の長さが異なるパターンであればよく、図１８とは異なる種々のパターンを採用できる。また、通信データのフォーマットや通信処理も本実施形態で説明した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。
【０１７０】
以上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と共に記載された用語は、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、制御装置、送電装置及び電子機器の構成、動作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。
【符号の説明】
【０１７１】
１０…送電装置、１２…送電部、１４…電源電圧制御部、１６…報知部、２０…制御装置、
２２…ドライバー制御回路、２３…記憶部、２４…制御部、２６…電源電圧設定部、
３０…通信部、３７…クロック生成回路、３８…発振回路、４０…受電装置、
４２…電力供給スイッチ、４３…通信データ生成部、４４…送電周波数測定部、
４５…発振回路、４６…通信部、４８…記憶部、５０…制御装置、５２…受電部、
５３…整流回路、５４…制御部、５６…負荷変調部、５７…電力供給部、５８…充電部、
５９…ＣＣ充電回路、６０…放電部、６１…チャージポンプ回路、
６２…不揮発性メモリー、６４…検出部、６５…Ａ／Ｄ変換回路、８０…負荷、
９０…バッテリー、１００…電力供給対象、２３１…判定パラメーター設定レジスター、
２４１…データ比較回路、２４２…変化量設定回路、２４３…変化時間設定回路、
２４４…データ設定回路、５００…充電器、５０２…電源アダプター、５１０…電子機器、
５１４…スイッチ部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0006705198.tif 000003
【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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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