CN101640439A - 输电/受电控制装置、输电/受电装置、电子设备及无接点电力传输方法 - Google Patents

输电/受电控制装置、输电/受电装置、电子设备及无接点电力传输方法 Download PDF

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CN101640439A CN200910158984A CN200910158984A CN101640439A CN 101640439 A CN101640439 A CN 101640439A CN 200910158984 A CN200910158984 A CN 200910158984A CN 200910158984 A CN200910158984 A CN 200910158984A CN 101640439 A CN101640439 A CN 101640439A
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神山正之
大西幸太
盐崎伸敬
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Abstract

本发明提供了可实现适当通信模式的输电/受电控制装置、输电/受电装置、电子设备及无接点电力传输方法等。其中,设置在无接点电力传输系统的输电装置中的输电控制装置包括控制部,控制部包括认证处理部和指令处理部。在开始由输电装置向受电装置的正常输电之前,认证处理部进行受电装置的认证处理,当在开始正常输电后,发生了向在输电装置和受电装置间进行通信的通信模式转移的转移事件的情况下,指令处理部转移至指令分支阶段,而不转移至认证处理的阶段,指令处理部在指令分支阶段中进行通信模式的指令处理。

Description

输电/受电控制装置、输电/受电装置、电子设备及无接点电力传输方法
技术领域
本发明涉及输电控制装置、输电装置、受电控制装置、受电装置、电子设备以及无接点电力传输方法等。
背景技术
近年来,利用电磁感应、即使没有金属部分的接点也可进行电力传输的无接点电力传输(非接触电力传输)备受瞩目,作为该无接点电力传输的适用例,提出了便携式电话机和家用设备(例如、电话机的子机)的充电等。
作为这样的无接点电力传输的现有技术存在有专利文献1。在该专利文献1中,通过在输电侧(原级侧)和受电侧(次级侧)之间发送/接收认证码,实现ID认证,从而检测异物等的插入。
但是,在专利文献1的现有技术中,虽然为了在输电侧和受电侧间实现适当的无接点电力传输而进行了认证码的通信,但未设想到输电侧和受电侧间的通信模式、以及每次充电开始前都最好进行的满充电检测后的受电侧的替换对策、和取决于输电侧及受电侧的位置关系的次级侧受电电力电平确认。
专利文献1:日本特开2006-60909号公报
发明内容
根据本发明的几个方面,可提供能够实现适当通信模式的输电控制装置、输电装置、受电控制装置、受电装置、电子设备以及无接点电力传输方法等。
本发明的一个方面涉及一种输电控制装置,设置在无接点电力传输系统的输电装置中,在上述输电控制装置中,上述输电控制装置包括:控制部,用于进行上述输电控制装置的控制,上述控制部包括认证处理部和指令处理部,上述认证处理部在开始由上述输电装置向受电装置的正常输电之前,进行上述受电装置的认证处理,上述指令处理部在开始上述正常输电后,发生了向在上述输电装置和上述受电装置间进行通信的通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令分支阶段,而不转移至上述认证处理的阶段,上述指令处理部在上述指令分支阶段中进行上述通信模式的指令处理。
根据本发明的一个方面,在向受电装置开始正常输电前执行认证处理。接着,在开始正常输电后,在发生了向通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令阶段,执行通信模式的指令处理,而不转移至该认证处理的阶段。因此,能够实现适当的通信模式。
此外,在本发明的一个方面中,上述控制部也可以包括输电控制部,上述输电控制部在检测到受电侧电子设备被去除的情况下、检测到异物的情况下、或者检测到上述受电装置的负载所具有的电池的满充电的情况下,停止上述正常输电,上述认证处理部在停止上述正常输电后的临时输电期间进行上述认证处理,上述认证处理部在上述临时输电期间的上述认证处理的阶段后,转移至上述指令分支阶段。
这样,若检测到去除、异物、满充电,则停止正常输电,并在停止正常输电后的临时输电期间进行认证处理,转移至指令分支阶段。由此,通过认证处理,可检测出受电侧的替换等。
此外,在本发明的一个方面中,上述输电控制装置也可以包括用于与输电侧主机进行通信的主机接口,上述指令处理部在由上述输电侧主机经由上述主机接口对受电侧主机发布了通信请求指令的情况下,转移至上述指令分支阶段,进行上述通信模式的指令处理。
这样,根据输电侧主机发布的通信请求指令转移至通信模式,从而能够执行通信模式的指令处理。
此外,在本发明的一个方面中,上述指令处理部也可以在接收到上述受电侧主机发布的通信中断指令的情况下,转移至上述指令分支阶段,进行上述通信模式的指令处理。
这样,随着受电侧主机发布的中断指令的接收而转移至通信模式,从而能够执行通信模式的指令处理。
此外,在本发明的一个方面中,上述指令处理部也可以在上述通信模式的指令处理结束之后返回到上述指令分支阶段。
这样,在结束了通信模式的指令处理之后返回至指令分支阶段,从而能够执行其他指令的处理。进而,这时对诸如在来自受电侧(次级侧)的充电应答指令附加取决于原线圈和次级线圈位置关系的受电电力电平信息,从而在通信后或满充电后的再充电开始时出现了位置偏移的情况下,能够中止电力传输的恢复,避免了由传输不好而引起的不必要的麻烦。
此外,在本发明的一个方面中,上述指令处理部也可以在转移至上述通信模式的情况下,将无接点电力传输的传输条件和通信条件中至少一种条件设定为与上述正常输电用的条件不同的上述通信模式用的条件。
这样,能够在正常输电用传输条件和通信条件之外另行设置通信模式用的传输条件和通信条件,所以能够提高通信的可靠性等。
此外,在本发明的一个方面中,上述控制部也可以在检测到上述负载所具有的电池的满充电且上述正常输电停止了的情况下,转移至满充电检测后的待机阶段,上述控制部包括再充电确认处理部,上述再充电确认处理部在上述满充电检测后的待机阶段中定期执行上述电池的再充电确认处理。
这样,在检测到满充电后停止输电,从而能够定期执行电池的再充电确认处理,可以实现节电等。
此外,在本发明的一个方面中,上述认证处理部也可以在用于再充电确认的临时输电期间执行上述认证处理,其中,在上述满充电检测后的待机阶段中定期执行上述再充电确认,上述认证处理部在上述临时输电期间的上述认证处理后转移至上述指令分支阶段。
这样,通过再充电确认用的临时输电而使受电侧通电,从而能够执行再充电确认处理。
此外,在本发明的一个方面中,上述再充电确认处理部也可以在从上述满充电检测后的待机阶段转移至上述认证处理的阶段时,将再充电确认标志设为启用状态。
这样,如果将再充电确认标志设为启用状态,则在认证处理阶段后的指令分支阶段中能够使用该再充电确认标志转移至再充电确认处理。
此外,在本发明的一个方面中,上述再充电确认处理部也可以当在上述再充电确认处理中判断上述电池需要再充电且开始上述正常输电的情况下,将上述再充电确认标志设为复位状态。
这样,如果将再充电确认标志设为复位状态,则可以在指令分支阶段中转移至正常输电模式等。
此外,在本发明的一个方面中,上述再充电确认处理部也可以在上述再充电确认处理中对上述受电装置发送再充电确认指令,上述再充电确认处理部在从上述受电装置接收到告知上述电池的充电状态的应答指令的情况下,基于上述应答指令,判断上述电池是否需要再充电。
这样,能够使用来自受电装置的应答指令对电池的充电状态进行确认。
本发明的另一方面涉及一种输电装置,上述输电装置包括:上述任一方面所述的输电控制装置;以及输电部,用于生成交流电压并提供给原线圈。
本发明的另一方面涉及一种电子设备,上述电子设备包括上述的输电装置。
本发明的另一方面涉及一种受电控制装置,设置在无接点电力传输系统的受电装置中,在上述受电控制装置中,上述受电控制装置包括:控制部,用于进行上述受电控制装置的控制,上述控制部包括认证处理部和指令处理部,上述认证处理部在开始由输电装置向上述受电装置的正常输电之前,进行上述输电装置的认证处理,上述指令处理部在开始上述正常输电后,发生了向在上述输电装置和上述受电装置间进行通信的通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令分支阶段,而不转移至上述认证处理的阶段,上述指令处理部在上述指令分支阶段中进行上述通信模式的指令处理。
根据本发明的另一方面,在输电装置开始正常输电之前执行认证处理。接着,在开始正常输电后,在发生了向通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令阶段,执行通信模式的指令处理,而不转移至该认证处理的阶段。因此,能够实现适当的通信模式。
此外,在本发明的另一方面中,上述受电控制装置也可以包括用于与受电侧主机进行通信的主机接口,上述指令处理部在由上述受电侧主机经由上述主机接口对输电侧主机发布了通信请求指令的情况下,转移至上述指令分支阶段,进行上述通信模式的指令处理。
这样,根据受电侧主机发布的通信请求指令而转移至通信模式,从而可执行通信模式的指令处理。
此外,在本发明的另一方面中,上述指令处理部也可以在接收到上述输电侧主机发布的用于通信请求的中断指令的情况下,转移至上述指令分支阶段,进行上述通信模式的指令处理。
这样,通过接收输电侧主机发布的中断指令而转移至通信模式,从而可执行通信模式的指令处理。
此外,在本发明的另一方面中,上述控制部也可以包括再充电确认处理部,上述输电装置在检测到上述受电装置的负载所具有的电池满充电而停止了上述正常输电的情况下,转移至上述满充电检测后的待机阶段,上述再充电确认处理部在上述满充电检测后的待机阶段中从上述输电装置接收到再充电确认指令的情况下,将告知上述电池的充电状态的应答指令发送给上述输电装置。
这样,通过针对从输电装置接收到的再充电确认指令而发送告知电池充电状态的应答指令,从而可将电池的充电状态通知给输电侧。
此外,在本发明的另一方面中,上述再充电确认处理部也可以在上述满充电检测后的待机阶段中上述输电装置定期执行了再充电确认用的临时输电的情况下,在上述再充电确认用的临时输电期间进行上述再充电确认指令的接收和上述应答指令的发送。
这样,通过再充电确认用的临时输电而被通电,从而可执行再充电确认指令的接收和应答指令的发送等指令处理。
此外,本发明的另一方面涉及一种受电装置,上述受电装置包括上述任一方面所述的受电控制装置;以及受电部,用于将次级线圈的感应电压转换成直流电压。
此外,本发明的另一方面涉及一种电子设备,上述电子设备包括:上述受电装置;以及由上述受电装置供电的负载。
此外,本发明的其他方面涉及一种无接点电力传输方法,在上述无接点电力传输方法中,使原线圈与次级线圈电磁耦合,以从输电装置向受电装置传输电力,从而对上述受电装置的负载供电,上述无接点电力传输方法包括:在开始由上述输电装置向上述受电装置的正常输电之前,进行上述受电装置的认证处理;在开始上述正常输电后,发生了向在上述输电装置和上述受电装置间进行通信的通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令分支阶段,而不转移至上述认证处理的阶段;以及在上述指令分支阶段中进行上述通信模式的指令处理。
此外,在本发明的其他方面中,也可以在检测到受电侧电子设备被去除的情况下、检测到异物的情况下、或者检测到上述负载所具有的电池的满充电的情况下,停止上述正常输电,在停止上述正常输电后进行临时输电,在上述临时输电的期间进行上述认证处理;在上述临时输电的期间的上述认证处理的阶段后,转移至上述指令分支阶段。
此外,在本发明的其他方面中,也可以在转移至上述通信模式的情况下,将无接点电力传输的传输条件和通信条件中至少一种条件设定为与上述正常输电用的条件不同的上述通信模式用的条件。
此外,在本发明的其他方面中,也可以在检测到上述负载所具有的电池的满充电且上述正常输电停止的情况下,转移至满充电检测后的待机阶段,在上述满充电检测后的待机阶段中定期执行上述电池的再充电确认处理。
此外,在本发明的其他方面中,也可以在上述电池的再充电确认处理中,在从上述受电装置接收到上述电池的充电状态的情况下,基于上述充电状态判断上述电池是否需要再充电。
附图说明
图1(A)、图1(B)、图1(C)是无接点电力传输的说明图;
图2示出了本实施方式的输电装置、输电控制装置、受电装置、受电控制装置的构成例;
图3(A)、图3(B)是基于频率调制、负载调制的数据传送的说明图;
图4是用于说明本实施方式的动作概要的流程图;
图5(A)~图5(C)是本实施方式的动作说明图;
图6(A)~图6(C)是本实施方式的动作说明图;
图7(A)~图7(C)是本实施方式的动作说明图;
图8(A)~图8(C)是本实施方式的动作说明图;
图9(A)~图9(C)是本实施方式的动作说明图;
图10是无接点电力传输的处理顺序的说明图;
图11是无接点电力传输的处理顺序的说明图;
图12示出本实施方式的输电装置、输电控制装置、受电装置、受电控制装置的详细构成例;
图13是用于说明本实施方式的动作的流程图;
图14是用于说明本实施方式的动作的流程图;以及
图15是用于说明本实施方式的动作的流程图。
具体实施方式
以下,对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外,以下说明的本实施方式并不用于不当地限定本发明的保护范围所记载的本发明内容,而且,本实施方式中说明的全部构成作为本发明的解决方法并不一定是必须的。
1.电子设备
图1(A)示出了适用本实施方式的无接点电力传输方法的电子设备的例子。作为电子设备之一的充电器500(支架)包括输电装置10。此外,作为电子设备之一的便携式电话机510包括受电装置40。此外,便携式电话机510包括LCD等显示部512、由按钮等构成的操作部514、麦克风516(声音输入部)、扬声器518(声音输出部)、天线520。
通过AC适配器502向充电器500供电,该电力是通过无接点电力传输,由输电装置10向受电装置40输电。由此,可对便携式电话机510的电池进行充电、或使便携式电话机510内的器件进行动作。
此外,适用本实施方式的电子设备并不仅限于便携式电话机510。例如,可适用于手表、无绳电话器、电动剃刀、电动牙刷、腕式计算机(wrist computer)、手持终端(handheld terminal)、便携式信息终端、电动自行车、或IC卡等各种电子设备。
如图1(B)示意性所示,通过使设置在输电装置10侧的原线圈L1(输电线圈)与设置在受电装置40侧的次级线圈L2(受电线圈)电磁耦合,以形成电力传输变压器,从而可实现由输电装置10向受电装置40的电力传输。由此,可实现非接触方式的电力传输。
此外,图1(B)中的原线圈L1、次级线圈L2是通过在平面上将线圈线卷绕成螺旋状而形成的、例如空芯的平面线圈。但是,本实施方式的线圈不仅限于此,只要可以使原线圈L1和次级线圈L2电磁耦合并进行电力传输,则不论其形状和结构等。
例如,在图1(C)中,通过以相对于磁体磁芯(magnetic substancecore)绕X轴旋转的方式将线圈线卷绕成螺旋状,从而形成原线圈L1。设置在便携式电话机510中的次级线圈L2也按同样方法形成。在本实施方式中,也可适用如图1(C)所示的线圈。此外,在图1(C)所示的情况下,作为原线圈L1和次级线圈L2,除了绕X轴卷绕线圈线的线圈以外,也可以组合绕Y轴卷绕线圈线的线圈。
2.构成
图2示出了本实施方式的输电装置10、输电控制装置20、受电装置40、受电控制装置50的构成例。图1(A)中的充电器500等输电侧的电子设备包括图2的输电装置10和输电侧的主机2。此外,便携式电话机510等受电侧的电子设备可包括受电装置40、负载90(本负载)和受电侧的主机4。这些主机(主处理机)2、4可由诸如CPU、应用处理器、ASIC电路等实现,其进行诸如输电侧或受电侧的电子设备的整体控制处理等各种处理。而且,通过图2的构成,可实现无接点电力传输(非接触电力传输)系统,该无接点电力传输系统是例如使原线圈L1与次级线圈L2电磁耦合,由输电装置10向受电装置40传输电力,并对负载90供电的系统。
输电装置10(输电组件、原级组件)可包括原线圈L1、输电部12、输电控制装置20。此外,输电装置10和输电控制装置20不仅限于图2的构成,可以进行省略其构成要素的一部分、或增加其他的构成要素(例如波形监控器电路)、或变更连接关系等的各种变形实施。例如,也可以将输电部12内置于输电控制装置20中。
原线圈L 1(输电侧线圈)与次级线圈L2(受电侧线圈)电磁耦合而形成电力传输用变压器(transformer)。例如,在需要传输电力时,如图1(A)、图1(B)所示,将便携式电话机510放置于充电器500上,形成使原线圈L1的磁通通过次级线圈L2的状态。另一方面,在不需要传输电力时,使充电器500与便携式电话机510物理地分离,形成使原线圈L1的磁通不通过次级线圈L2的状态。
输电部12在进行电力传输时生成规定频率的交流电压,在进行数据传送时,根据数据生成频率不同的交流电压,并供给原线圈L1。该输电部12可包括驱动原线圈L1的一端的第一输电驱动器、驱动原线圈L1另一端的第二输电驱动器、与原线圈L1一起构成谐振电路的至少一个电容器。而且,输电部12所包括的第一输电驱动器、第二输电驱动器分别为例如由功率MOS晶体管构成的倒相电路(缓冲电路),并被输电控制装置20所控制。
图2中,由输电侧向受电侧的数据通信通过频率调制而实现,由受电侧向输电侧的数据通信通过负载调制而实现。
具体而言,如图3(A)所示,输电部12在向受电侧发送诸如数据“1”的情况下,生成频率f1的交流电压,在发送数据“0”的情况下,生成频率f2的交流电压。接着,受电侧的检测电路59通过检测该频率的变化,从而判明数据“1”、数据“0”。由此,可以实现由输电侧向受电侧的基于频率调制的数据通信。
另一方面,受电侧的负载调制部46根据所发送的数据,使受电侧的负载可变动地发生变化,并如图3(B)所示,使原线圈L1的感应电压的信号波形发生改变。例如,在向输电侧发送数据“1”的情况下,使受电侧处于高负载状态,在发送数据“0”的情况下,使受电侧处于低负载状态。接着,输电侧的负载状态检测电路30检测该受电侧的负载状态的变化,从而判明数据“1”、数据“0”。由此,实现由受电侧向输电侧的基于负载调制的数据通信。
此外,虽然在图3(A)、图3(B)中通过频率调制来实现由输电侧向受电侧的数据通信,通过负载调制来实现由受电侧向输电侧的数据通信,但也可以采用除此之外的调制方式和其他方式。
输电控制装置20是对输电装置10进行各种控制的装置,输电控制装置20可通过集成电路装置(IC)、微型计算机及其程序等来实现。该输电控制装置20可包括控制部22、寄存器部23、主机I/F(接口)27、负载状态检测电路30。此外,还可实施省略这些构成要素的一部分(例如主机I/F、负载状态检测电路)、或增加其他构成要素等的变形。
控制部22(输电侧)用于进行输电控制装置20和输电装置10的控制。该控制部22例如可通过门阵列(gate array)等的ASIC电路来实现、或通过微型计算机以及在微型计算机上动作的程序等来实现。该控制部22对使用了输电部12的输电进行控制、或进行寄存器部23的控制、或控制负载状态检测电路30。
控制部22包括认证处理部100、指令处理部101、输电控制部102、通信处理部104、检测判断部106、定期认证判断部108、再充电确认处理部109。
认证处理部100进行认证处理。例如,通过后述的协商处理等进行受电侧的认证信息(诸如受电侧的规格/线圈/系统信息)和输电侧的认证信息(诸如输电侧的规格/线圈/系统信息)的核对处理,认证受电装置40是否是合适的装置。指令处理部101进行与输电侧或受电侧所发布的指令有关的处理。输电控制部102进行输电控制。例如,进行与无接点电力传输的输电(正常输电、临时输电)有关的顺序控制和电力控制等。通信处理部104进行输电装置10和受电装置40之间的通信处理。例如,进行通过频率调制等向受电侧发送数据的处理、和通过负载解调等从受电侧接收数据的处理的控制。检测判断部106在例如负载状态检测电路30进行了受电侧的负载状态的检测的情况下,根据其检测信息,进行异物检测、去除检测等的检测判断。定期认证判断部108在正常输电开始后受电侧进行了诸如定期认证的情况下,进行是否执行了适当的定期认证的判断处理。再充电确认处理部109进行满充电检测后的再充电确认处理。
寄存器部23(存储部)通过诸如RAM和D触发器等实现,输电侧的主机2可经由主机I/F27对寄存器部23进行存取(写入、读出)。该寄存器部23包括信息寄存器110、状态寄存器112、指令寄存器114、中断寄存器116、数据寄存器118。此外,存储在寄存器部23中的信息也可以存储在闪存或Mask ROM(掩模只读存储器)等永久性存储器中。
信息寄存器110是用于存储无接点电力传输的传输条件和通信条件等信息的寄存器。存储诸如驱动频率、驱动电压的参数以及用于受电侧的负载状态的检测的参数(阈值)等。状态寄存器112是用于主机2确认输电状态和通信状态等各种状态的寄存器。指令寄存器114是用于主机2写入各种指令的寄存器。中断寄存器116是用于各种中断的寄存器,其包括例如用于设置各中断的启用(enable)/禁用(disable)的寄存器、用于向主机2通知中断主因的寄存器。数据寄存器118是用于缓存发送给充电侧的发送数据以及来自受电侧的接收数据的寄存器。
主机I/F 27是用于与输电侧的主机2进行通信的接口,图2中,主机I/F 27通过I2C(Inter Integrated Circuit,内部集成电路)实现通信。在此,主机2是安装于输电侧的电子设备(充电器)中的CPU等。
I2C是用于在同一基板内等的配置为近距离的多个装置间进行数据交换的通信方式,在多个装置间,将SDA(serial data,串行数据)和SCL(serial clock,串行时钟)的两条信号线共用为总线进行通信。具体而言,以一个装置为中心(master,主机),将作为从动(slave)装置的多个装置总线连接于其上,从而实现通信。从动侧可使用XINT(external interrupt,外部中断)相对于主机实现中断。或者,也可以提出来自I2C总线上的中断请求。此外,主机·主机I/F间的通信方式并不限于I2C,也可以采用基于与I2C同样思想的通信方式以及通常的串行接口、并行接口的通信方式。
负载状态检测电路30(波形检测电路)检测受电侧(受电装置或异物)的负载状态。通过检测原线圈L1的感应电压信号(线圈端信号)的波形变化来实现该负载状态的检测。例如,如果受电侧(次级侧)的负载状态(负载电流)发生变化,感应电压信号的波形将发生变化。负载状态检测电路30检测该波形的变化,并将检测结果(检测结果信息)输出至控制部22。然后,控制部22基于在负载状态检测电路30中检测出的负载状态信息,判断受电侧(次级侧)的负载状态(负载变化、负载的高低)。
受电装置40(受电组件、次级组件)可包括次级线圈L2、受电部42、负载调制部46、供电控制部48、受电控制装置50。此外,受电装置40和受电控制装置50不仅限定于图2的构成,可以实施省略其构成要素的一部分(例如负载调制部)、或追加其他的构成要素、或变更连接关系等的各种变形。例如,也可以将受电部42、负载调制部46、供电控制部48中的任一个内置于受电控制装置50中。
受电部42将次级线圈L2的交流感应电压转换成直流电压。该转换通过受电部42具有的整流电路等来实现。
负载调制部46进行负载调制处理。具体而言,在从受电侧向输电侧发送数据的情况下,对应所发送的数据,使负载调制部46(次级侧)上的负载可变动地发生变化,并如图3(B)所示,使原线圈L1的感应电压的信号波形发生改变。
供电控制部48控制对负载90的供电。即、进行接通(ON)或断开(OFF)对负载90供电的控制。具体来讲,调整来自受电部42(整流电路)的直流电压的电平,生成电源电压并提供给负载90,从而对负载90的电池94进行充电。此外,负载90也可以不包括电池94。
受电控制装置50是进行受电装置40的各种控制的装置,可通过集成电路装置(IC)、或微型计算机及其程序等来实现。该受电控制装置50可基于根据次级线圈L2的感应电压而生成的电源电压来进行动作。该受电控制装置50可包括控制部52、寄存器部53、主机I/F 57、检测电路59。另外,受电控制装置50可以实施省略其构成要素的一部分(例如主机I/F、检测电路)、或追加其他构成要素等的各种变形。
控制部52(受电侧)用于控制受电装置40和受电控制装置50。该控制部52例如可通过门阵列等的ASIC电路来实现、或通过微型计算机以及在微型计算机上动作的程序等来实现。该控制部52用于进行负载调制部46和供电控制部48的控制、或寄存器部53的控制。
控制部52包括认证处理部120、指令处理部121、受电控制部122、通信处理部124、检测判断部126、定期认证控制部128、再充电确认处理部129。
认证处理部120进行认证处理。例如,通过协商处理等进行受电侧的认证信息和输电侧的认证信息的核对处理,认证输电装置10是否是合适的装置。指令处理部121进行与受电侧或输电侧所发布的指令有关的处理。受电控制部122进行受电控制。例如,进行与无接点电力传输的受电有关的顺序控制。通信处理部124例如对通过负载调制向输电侧发送数据的处理、和通过频率解调从输电侧接收数据的处理进行控制。检测判断部126在检测电路59进行了位置检测、频率检测的情况下,根据该检测信息进行检测判断。定期认证控制部128控制正常输电开始后进行的定期认证。例如,为了检测由所谓异物所导致的侵占状态,而在正常输电开始后定期(间歇)地使受电侧的负载状态发生变化。再充电确认处理部129进行满充电检测后的再充电确认处理。
寄存器部53(存储部)通过诸如RAM和D触发器等实现,受电侧的主机4可经由主机I/F 57对寄存器部53进行存取。该寄存器部53包括信息寄存器130、状态寄存器132、指令寄存器134、中断寄存器136、数据寄存器138。此外,存储在寄存器部53中的信息也可以存储在闪存或Mask ROM(掩模只读存储器)等永久性存储器中。
信息寄存器130、状态寄存器132、指令寄存器134、中断寄存器136、数据寄存器138的功能与输电侧的寄存器大致相同,故省去其说明。
主机I/F 57是用于通过诸如I2C等与受电侧的主机4进行通信的接口。在此,主机4是安装于受电侧的电子设备中的CPU或应用处理器等。检测电路59进行原线圈L1和次级线圈L2的位置关系的检测、和由输电侧向受电侧的数据通信时线圈驱动频率的检测等。
输电侧的认证处理部100包括协商处理部37、创立(set up)处理部38,受电侧的认证处理部120也可包括协商处理部67、创立处理部68。
协商处理部37、67用于进行无接点电力传输的协商处理。即、在输电侧和受电侧之间,进行关于无接点电力传输的基本设定(规格、线圈、系统、安全功能等)的信息交换。此外,创立处理部38、68基于协商处理的结果进行无接点电力传输的创立处理。即、在基于协商处理而进行了无接点电力传输的认证处理之后,在输电侧和受电侧之间,进行相对于各个设备和应用(application)而不同的创立信息的信息交换。此外,指令处理部101、121在创立处理之后,进行无接点电力传输的指令处理。即、进行基本的指令或在创立处理中可对应的指令的发布和执行等。
具体来讲,输电侧的协商处理部37用于进行与受电装置40之间能否实现信息通信的确认处理、已通信的信息是否妥当的确认处理、受电侧的负载状态是否适当的确认处理。更具体地来说,协商处理部37在与受电装置40之间,进行规格信息、线圈信息以及表示负载状态检测方式的系统信息的核对处理。
创立处理部38基于协商处理的结果设定无接点电力传输的传输条件。具体来讲,在受电装置40发送了无接点电力传输的传输条件信息的情况下,接收该传输条件信息,设定无接点电力传输的传输条件。即、一旦受电装置40发送线圈的驱动电压和驱动频率等正常输电所需的传输条件信息,则基于该传输条件信息,设定驱动电压和驱动频率等的传输条件。并且,在受电装置40发送了通信条件信息的情况下,接收该通信条件信息,设定通信条件。即、一旦受电装置40发送指定通信方式和通信参数等的通信条件信息,则基于该通信条件信息设定通信条件。并且,创立处理部38在与输电装置10之间进行对应于各设备或应用程序而不同的创立信息的信息交换。
指令处理部101在创立处理后进行诸如正常输电开始指令、电池94的满充电检测指令(满充电通知指令)、电池94的再充电确认指令等各种指令的处理。即、进行这些指令的发布和执行。
受电侧的协商处理部67进行与输电装置10之间能否实现信息通信的确认处理、已通信的信息是否妥当的确认处理。即、在将规格/线圈/系统信息发送至输电侧,并从输电侧接收到规格/线圈/系统信息后,确认输电侧的规格/线圈/系统信息与受电侧的规格/线圈/系统信息是否匹配(一致)。
创立处理部68基于协商处理的结果,将无接点电力传输的传输条件信息和通信条件信息发送给输电装置10。即、发送线圈的驱动电压和驱动频率等正常输电所需的传输条件信息。并且,发送通信方式和通信参数等通信条件信息。此外,在与输电装置10之间,进行对应于各设备和应用程序而不同的创立信息的信息交换。
指令处理部121在创立处理后进行正常输电开始指令、电池94的满充电检测指令、电池94的再充电确认指令、通信指令等各种指令的处理。即、进行这些指令的发布和执行。
图4示出了说明本实施方式的动作概要的流程图。
接通电源后,输电侧开始临时输电(步骤S201、S202)。由此,受电侧通电并通电复位(步骤S211、S212)。接着,输电侧和受电侧通过认证信息的交换等进行认证处理(步骤S203、S213)。
认证处理后,输电侧和受电侧转移到指令分支的阶段(执行分支后的指令的处理的期间、模式)(步骤S204、S214)。接着,若输电侧开始正常输电,则受电侧开始对负载供电(步骤S205、S215)。
正常输电开始后,输电侧进行受电侧电子设备的去除检测和异物检测(步骤S206)。随后,如果检测到去除或异物,则停止对受电侧输电。于是,进行临时输电,并转移至认证处理的阶段(执行认证处理的期间、模式)(步骤S202、S203)。
在没有检测到去除或异物的情况下,输电侧判断是否发生了向通信模式转移的转移事件,如果发生了该事件,则转移至指令分支阶段(指令分支模式)(步骤S207、S204)。接着,执行通信模式的指令处理(步骤S208),通信模式结束后,返回至指令分支的阶段。
另一方面,受电侧在正常输电开始后判断是否发生了向通信模式转移的转移事件,如果发生了该事件,则转移至指令分支阶段(步骤S216、S214)。于是,执行通信模式的指令处理(步骤S218)。
接着,受电侧检测负载90的电池94的满充电,并在检测到满充电的情况下,向输电侧发送满充电检测指令,以通知检测到满充电(步骤S217、S219)。
另一方面,当输电侧从受电侧接收到满充电检测指令时,停止对受电侧供电。于是,开始临时输电,并转移至认证处理的阶段(认证处理模式)(步骤S202、S203)。
如图4所示,本实施方式中,输电侧的认证处理部100在正常输电开始前进行受电装置40的认证处理(步骤S203)。并且,正常输电开始后,在向在输电装置10(输电侧主机2)和受电装置40(受电侧主机4)之间进行通信的通信模式转移的转移事件发生的情况下,指令处理部101转移至指令分支阶段,并进行通信模式的指令处理,而不转移至认证处理的阶段(步骤S207、S204、S208)。接着,结束通信模式后,回到指令分支阶段。
同样,受电侧的认证处理部120在正常输电开始前进行输电装置10的认证处理(步骤S213)。并且,正常输电开始后,在转移至通信模式的转移事件发生的情况下,指令处理部121转移至指令分支阶段,并进行通信模式的指令处理,而不转移至认证处理的阶段(步骤S216、S214、S218)。
输电控制部102在检测到受电侧的电子设备的去除或异物的情况下(步骤S206)、或者在检测到电池94的满充电的情况下(步骤S209),停止正常输电。接着,认证处理部100在正常输电停止后的临时输电期间进行认证处理(步骤S203),并在认证处理的阶段后转移至指令分支阶段(步骤S204)。受电侧也在检测出去除或异物、或者检测到满充电的情况下,停止正常的输电而被断电(步骤S211)。随后,通过临时输电而被通电复位,进行认证处理(步骤S212、S213),并在认证处理阶段后转移至指令分支阶段(步骤S214)。
这样,在本实施方式中,基本进行以下所述的阶段转化:如果检测到去除、异物、满充电等的事件发生,则暂时停止输电,借助临时输电进行认证处理(协商、创立处理),然后转移至指令分支阶段。这样一来,即使在诸如检测到满充电等后将受电侧的设备替换为异物等的情况下,由于执行了认证处理,因而也能够提高安全性和可靠性。
但是,一旦输电因检测到去除、异物、满充电等而停止,则受电侧的电源断电,从而会出现存储在受电侧的寄存器部53中的数据或指令消失的情况。例如,为了输电侧和受电侧间的通信,主机4写入指令寄存器134中的指令以及写入数据寄存器138中的数据也会在停止输电后消失。因此,存在降低通信模式的便利性方面的担忧。
关于这点,在本实施方式中,对于通信模式采用与去除、异物、满充电检测不同的转化阶段。即、虽然在发生检测到去除、异物、满充电的事件时停止输电并转移至认证处理的阶段(步骤S202、S203、S212、S213),但在发生向通信模式转移的事件时,在不停止输电的状态下转移至指令分支阶段,并执行通信模式的指令处理(步骤S204、S208、S214、S218)。
这样一来,在发生向通信模式转移的事件时,为了使输电不停止,而使受电侧不被断电,存储在受电侧的寄存器部53中的数据和指令不消失。因此,能够防止导致通信模式的便利性降低这样的情况。即、能够实现受电侧的防止替换对策和适当的通信模式的并存。
此外,在诸如输电侧的主机2经由主机I/F 27对受电侧的主机4发布了通信请求指令的情况下、或者在输电装置10接收到受电侧的主机4发布的通信中断指令等情况下发生向通信模式转移的事件。
并且,指令处理部101、121在转移至通信模式的情况下,将无接点电力传输的传输条件和通信条件中至少一个设定为与正常输电用条件不同的通信模式用条件。例如,一旦开始正常输电,则以正常输电用的传输条件进行无接点电力传输。接着,如果在正常输电开始后从正常输电的模式(充电模式)转移至通信模式,则从正常输电用的传输条件和通信条件转换为通信模式用的传输条件和通信条件。值得说明的是,通信条件诸如是通信方式(脉冲宽度检测方式、电流检测方式、振幅检测方式等)和通信参数(调频的频率和负载调制的阈值等)。
具体而言,在转移至了通信模式的情况下,将原线圈L1的驱动频率(f1、f2)切换为通信模式用的驱动频率。或者,也可以将原线圈L1的驱动电压(VF)切换为通信模式用的驱动电压。并且,也可以将数据检测或异物检测用的负载状态检测用参数(阈值)切换为通信模式用的参数。
即、在正常输电模式(充电模式)下,将传输条件和通信条件设定为能够实现诸如最高传输效率的输电的传输条件和通信条件。另一方面,在通信模式下,优选无需提高输电的传输效率,而设定为不会发生数据传送错误等的传输条件和通信条件。
因此,在通信模式下切换为相比于输电的传输效率更优先通信可靠性的传输条件和通信条件。例如,降低驱动频率、或降低驱动电压。或者,改变作为通信参数的阈值、或将通信方式更改为其它方式。这样一来,能够减少数据传送错误等,并能提高通信的可靠性。
此外,通信模式用的通信条件和传输条件可以是诸如正常输电开始前的临时输电期间内的通信条件和传输条件。即、对于指令(通信中断请求、满充电检测、再充电确认等的指令)而言,因其在正常输电期间被通信,所以使用从受电侧接收到的通信条件、传输条件信息进行通信。另一方面,在通信应用数据的通信模式下,因可停止对负载90的供电,所以无需使用从受电侧接收到的通信条件、传输条件信息,而使用能够实现更安全可靠通信的默认设置的初始通信条件、传输条件信息。即、在通信模式下,使用相比于输电的传输效率更优先通信可靠性的临时输电期间内的通信条件和传输条件。
在检测到电池94的满充电并停止了正常输电的情况下,再充电确认处理部109转移至满充电检测后的待机阶段(满充电检测后待机的期间、模式),并在该满充电检测后的待机阶段,定期(间歇)地执行电池94的再充电确认处理。接着,认证处理部100在满充电检测后的待机阶段中定期执行的再充电确认用的临时输电期间执行认证处理,然后转移至指令分支阶段。
通过这样地在满充电检测后停止正常输电,从而可以实现节电。并且,由于在停止正常输电后也定期执行再充电确认处理,因而能够定期确认电池94的电压下降情况,是否需要再次充电。并且,由于是在再充电确认处理前进行认证处理,所以即使当满充电检测后发生了受电侧设备的替换,也能对此情况进行检测。
具体而言,输电侧的再充电确认处理部109当从满充电检测后的待机阶段(待机模式)转移至认证处理阶段时,将再充电确认标志设为启用(set)状态(=1)。接着,从认证处理阶段经指令分支阶段转移至再充电确认处理阶段后,对受电装置40发送再充电确认指令。
这样,在从检测到满充电后的待机阶段转移至认证处理阶段时,通过将再充电确认标志设置为启用状态,从而能够在认证处理后的指令分支中为再充电确认的指令处理进行适当分支。并且,通过在再充电确认处理中对受电装置40发送再充电确认指令,从而可使受电侧执行再充电确认处理。
接着,如果再充电确认处理部109从受电装置40接收到告知电池94的充电状态(是否需要再充电、或电池电压等)的应答指令,则再充电确认处理部109基于该应答指令判断电池94是否需要再充电。并且,当判断电池94需要再充电并开始正常输电时,将再充电确认标志设为复位(reset)状态(=0)。另一方面,当判断电池94不需要再充电时,返回至满充电检测后的待机阶段。
如果像这样地基于发自受电装置40的应答指令来判断是否需要再充电,则能够恰当地判断是否需要再充电。并且,通过在判断为需要再充电时将再充电确认标志设为复位状态,从而不用再次返回到临时输电并进行认证处理,然后在指令分支时再次转移至再充电确认处理的阶段(执行再充电确认处理的期间、模式),能够转移至正常输电(充电)模式。并且,通过在判断为不需要再充电时返回至满充电检测后的待机阶段,从而诸如能够在规定时间后再次执行电池94的再充电确认处理。
另一方面,受电侧的再充电确认处理部129在正常输电因检测到电池94的满充电而停止,并从已转移至满充电检测后的待机阶段的输电装置10接收到再充电确认指令时,将告知电池94的充电状态的应答指令发送给输电装置10。该应答指令既可以是仅告知是否需要再充电的指令,也可以是告知电池电压等的指令。并且,在输电装置10在满充电检测后的待机阶段定期地进行了再充电确认用的临时输电的情况下,受电侧的再充电确认处理部129在该再充电确认用的临时输电期间进行再充电确认指令的接收和应答指令的发送。
这样一来,在满充电检测后,仅仅是在接收再充电确认指令和发送应答指令的再充电确认用的临时输电期间受电侧被通电,因而能实现节电。
此外,图2中,通过在输电侧和受电侧设有主机I/F 27、57,从而可实现输电侧主机2、受电侧主机4间的通信。即、在此之前的无接点电力传输系统中,输电侧和受电侧间只能对ID认证信息进行通信。对此,根据图2所示的结构,利用无接点电力传输,可在充电器等输电侧设备和便携式电话机等受电侧设备间对应用数据进行通信。因此,能够有效活用充电期间等来在设备间通信数据,从而能大幅度地提高用户的方便性。
具体而言,图2中,用于请求输电侧主机2和受电侧主机4间通信的通信请求指令经由主机I/F 27由主机2写入寄存器部23。在这种情况下,输电侧的控制部22转移至在主机2、4间进行通信的通信模式,并向受电装置40发送该通信请求指令。
另一方面,一旦受电侧的控制部52从输电装置10接收到用于请求主机2、4间的通信的通信请求指令,则受电侧的控制部52转移至通信模式。例如,当从输电侧接收到通信请求指令时,通知主机4接收到该指令,同时受电侧的动作模式也转移至通信模式。由此,建立主机2、4间的通信。
在此,作为通信请求指令,诸如存在OUT传送指令和IN传送指令。OUT传送指令是用于请求从输电侧的主机2向受电侧的主机4传送数据的指令。一旦该OUT传送指令被写入寄存器部23的指令寄存器114,则控制部22向受电装置40发送该OUT传送指令。接着,在确认了从受电侧发回ACK指令后,用于指示数据传送的数据传送指令(DATA0、DATA1)被写入指令寄存器114,对应的数据被写入数据寄存器118,则向受电装置40发送该数据传送指令及数据。
另一方面,IN传送指令是用于请求从受电侧的主机4向输电侧的主机2传送数据的指令。一旦该IN传送指令被写入指令寄存器114,则控制部22向受电装置40发送该IN传送指令。接着,在从受电装置40接收到了数据传送指令和数据的情况下,将接收到的数据写入数据寄存器118。并且,利用中断寄存器116通知主机2接收到了数据传送指令。
此外,在图2中,当接收到了受电侧的主机4发布的用于请求通信的中断指令时,也转移至通信模式。具体来讲,一旦主机4发布用于请求通信的中断指令(INT),则由中断寄存器116通知主机2接收到该指令,同时动作模式转移至通信模式。这样,不仅是来自输电侧的主机2的通信请求,即使是来自受电侧的主机4的通信请求也可以使动作模式转移至通信模式。并且,受电侧的寄存器部53也包括指令寄存器134,由受电侧的主机4发布的指令写入到指令寄存器134中。并且,一旦针对输电侧的主机2的用于请求通信的中断指令(INT)被受电侧的主机4写入指令寄存器134,则受电侧的控制部52转移至通信模式。
3.动作
下面,使用图2和图5(A)至图9(C)对本实施方式的动作进行说明。
首先,如图5(A)所示,输电装置10在开始正常输电之前,开始临时输电(位置检测用输电)。通过该临时输电,对受电装置40提供电源电压,使受电装置40通电。然后,受电装置40判断例如原线圈L1和次级线圈L2的位置关系是否适当。
如图5(B)所示,当判断L1和L2的位置关系适当时,在输电侧和受电侧之间在维持临时传输条件下进行认证处理。具体来讲,诸如进行后述的协商处理和创立处理。通过这些处理,将传输条件和通信条件等各种信息设定在信息寄存器110、130中。
输电侧和受电侧间的认证处理恰当地结束后,诸如从受电侧向输电侧发送开始帧(start frame)。由此,如图5(C)所示,输电侧开始对受电侧的正常输电,使负载90的电池94的充电等开始。当这样地开始正常输电时,接收来自输电侧的主机2的通信请求。
例如在图6(A)中,输电侧的主机2发布OUT传送或IN传送的通信请求指令,该通信请求指令经由主机I/F 27而被写入寄存器部23(指令寄存器)。由此,输电侧转移至通信模式(图4的步骤S207)。具体而言,将传输条件和通信条件从正常输电用的条件切换为通信模式用的条件。并且,关闭定期认证的判断处理。并且,转移至指令分支阶段,进行通信模式的指令处理(步骤S204、S208)。输电侧在该通信模式的指令处理中,将OUT传送或IN传送的通信请求指令(指令包)借助无接点电力传输(频率调制)发送给受电侧。
受电侧在接收到通信请求指令时转移至通信模式(步骤S216)。具体而言,将传输条件和通信条件从正常输电用的条件切换为通信模式用的条件。并且,断开对负载90供电,关闭定期认证的送出处理。这样,由于断开了对负载90的供电,从而能够防止在通信模式下因负载90的变动而给用于数据通信的负载调制带来坏的影响。随后,转移至指令分支阶段,进行通信模式的指令处理(步骤S214、S218)。
另一方面,在图6(B)中,受电侧的主机4发布用于请求与输电侧的主机2通信的通信中断指令,该通信中断指令经由主机I/F57被写入寄存器部53(指令寄存器)。由此,受电侧转移至通信模式(步骤S216)。具体而言,切换为正常输电用条件,关闭对负载的供电和定期认证,并转移至指令分支阶段,进行通信模式的指令处理(步骤S214、S218)。受电侧在该指令处理中将通信中断指令借助无接点电力传输(负载调制)发送给输电侧。
输电侧在接收到通信中断指令时转移至通信模式(步骤S207)。具体而言,进行通信模式用的条件的切换以及关闭定期认证判断,并转移至指令分支阶段,进行通信模式的指令处理(步骤S204、S208)。
如图6(C)所示,通信模式结束后,输电侧返回到指令分支阶段,并发送正常输电指令,等待从受电侧送回正常输电应答指令,从而开始正常输电,转移至正常输电(充电)模式。正常输电开始后,受电侧也转移至正常输电模式。
如图7(A)所示,一旦检测到去除了受电侧电子设备、或者检测到异物,则输电侧停止输电(步骤S206)。由此,受电侧变为断电状态。接着,如图7(B)所示,输电侧开始临时输电并进行认证处理,然后转移至指令分支阶段(步骤S202、S203、S204)。开始临时输电后,通电复位的受电侧执行认证处理,然后转移至指令分支阶段(步骤S212、S213、S214)。此外,在保持去除受电侧电子设备、或保持插入有异物的情况下,转移至检测到去除后的待机阶段,并进行受电侧电子设备的放置检测。
并且,如图7(C)所示,在检测到电池94的满充电时,受电侧向输电侧发送满充电检测指令(满充电通知指令)(步骤S219)。如图8(A)所示,输电侧在接收到该满充电检测指令时(步骤S209),转移至检测到满充电后的待机阶段。并且,停止对受电侧输电,从而受电侧断电,可以实现节电。
如图8(B)所示,输电侧在检测到该满充电后的待机阶段中将再充电确认标志设为1,定期执行再充电确认用的临时输电。由此,输电侧及受电侧执行认证处理,然后转移至指令分支阶段。通过这样地执行认证处理,从而能够在检测到满充电后的待机模式下检测受电侧被替换的情况。
在图8(B)中,由于再充电确认标志被设为1,所以在指令分支阶段中转移至再充电确认处理。接着,如图8(C)所示,输电侧向受电侧发送再充电确认指令。于是,受电侧确认电池94的充电电压,并向输电侧发送用于告知确认结果(是否需要再充电、或充电电压)的应答指令。并且,输电侧基于应答指令判断电池94是否需要再充电。
如图9(A)所示,一旦输电侧判断为需要再充电,则将再充电确认标志设为0,发送用于电池94的再充电的正常输电指令,并等待从受电侧发回正常输电应答指令,以开始正常输电。由于将再充电确认标志设为0,所以不会在指令分支阶段中转移至再充电确认处理。
在输电侧判断为不需要再充电的情况下,不将再充电确认标志复位为0而返回至图8(A)的检测到满充电后的待机模式。接着,反复执行图8(A)至图8(C)的处理直至判断为需要再充电。
另外,如图9(B)所示,当输电侧在检测到满充电后的待机模式下检测到受电侧电子设备被去除时,如图9(C)所示,输电侧将再充电确认标志设为0,并转移至检测到去除后的待机阶段,等待再次放置受电侧电子设备。
4.无接点电力传输的处理顺序
可以预测到如果无接点电力传输普及,则作为受电侧的次级线圈会有各种类型的线圈在市场上销售。即、因为作为受电侧的便携式电话机等电子设备的外形和尺寸多种多样,所以内置于电子设备的受电装置的次级线圈的外形和尺寸也变得多种多样。此外,各电子设备所需无接点电力传输的电量(瓦数)和输出电压也多种多样,由此,次级线圈的电感等也变得多种多样。
另一方面,在无接点电力传输中,即使原线圈与次级线圈的形状和尺寸等不完全匹配,也会发生传输电力的情况。关于这一点,在使用有线电缆进行充电时,虽然通过改善电缆连接器的形状等,从而可防止此类情况发生,但在无接点电力传输中,很难实施这样的方法。
并且,当前,各制造商均以单独的方式实现无接点电力传输。
然而,为了实现无接点电力传输的普及并确保随之而来的安全性,优选能实现高通用性的无接点电力传输的处理顺序。
图10示出了通过本实施方式实现的无接点电力传输的处理顺序的概略的模式图。
在该处理顺序中,在复位状态之后,将进入待机阶段。这里,在复位状态下,由输电侧(原级)和受电侧(次级)所保持的各种标志将被清除(clear)。这里,标志用于表示输电装置和受电装置的状态(输电状态、满充电状态和再充电确认状态等),其由这些装置的寄存器部所保持。
在待机阶段中,输电侧(原级)保持受电侧(次级)停止时(停止输电时)的最终状态。例如,如果检测出了电池的满充电,则输电侧以及受电侧将转移至检测到满充电后的待机阶段。在这种情况下,由于检测出电池电压降低,需要进行再次充电,因此,输电侧存储停止输电的主要原因是检测出了满充电。具体来讲,是不清除再充电确认标志而将其维持在设置状态,并定期确认是否需要再充电。
此外,在待机阶段中,由于停止了从输电侧向受电侧输电,因此,受电侧未提供有电源电压而处于停止状态,但输电侧提供有电源电压而处于动作状态。这样,通过在待机阶段中受电侧停止动作,可实现低功耗化,此时,输电侧不清除各种状态的标志而保持该标志,从而输电侧可以在待机阶段之后,利用该标志执行各种处理。
输电侧和受电侧在待机阶段之后转移至协商阶段。在该协商阶段,执行进行规格/线圈/系统的匹配确认、以及安全方面(safety)的信息交换等协商处理。具体来讲,输电侧和受电侧进行规格/线圈/系统信息的信息交换,确认规格/线圈/系统是否彼此适合。此外,例如,由受电侧向输电侧发送用于检测异物等的安全阈值信息,并进行安全方面的信息交换。在该协商处理中,确认输电侧和受电侧之间能否进行信息通信、确认已通信的信息是否妥当、以及确认受电侧负载状态是否适当(未检测出异物)等。
在协商处理中,在判断为规格/线圈/系统不匹配、或检测出异物、或检测出去除了设备、或出现超时错误时,转移至复位状态,各种标志将被清除。另一方面,在出现通信错误等的情况下,例如转移至待机阶段,而不清除标志。
输电侧和受电侧在协商阶段之后转移至创立阶段。在该创立阶段执行创立处理,该创立处理是指传送对应功能的信息和各应用的设定信息等创立信息。例如,基于协商处理的结果,进行认证处理,指定传输条件。具体来讲,当由受电侧向输电侧发送线圈的驱动电压和驱动频率等传输条件信息时,输电侧基于接收到的传输条件信息,设定线圈的驱动电压和驱动频率等用于正常输电的传输条件。此外,在该创立处理中还进行关于对应功能的信息交换和对应于各上位的应用而不同的设定信息的交换。具体来讲,可在该创立处理中执行以下信息交换:正常输电开始后用于检测受电侧的负载状态的阈值信息(例如、用于数据通信、用于异物检测的阈值信息)、与输电侧、受电侧在指令阶段可发布、执行的指令的种类以及通信功能、定期认证功能等的附加对应功能有关的信息的交换。由此,可根据电子设备的种类(便携式电话机、音频设备等)或机型等的应用,进行不同设定信息的交换。
在创立处理中,当检测出设备被去除、或出现超时错误时,转移至复位状态。另一方面,在出现通信错误等的情况下,转移至待机阶段。
输电侧和受电侧在创立阶段之后转移至指令阶段。在该指令阶段,基于在创立处理中获取的信息进行指令处理。即、发布或执行对应指令(在创立处理中确认的可对应的指令)。作为在指令处理中所执行的指令,例如可以考虑正常输电(充电)开始指令、满充电检测(通知)指令、再充电确认指令、通信指令、受电侧中断指令、输电停止请求指令等。
例如,通过协商处理、创立处理做好正常输电的准备,由输电侧将正常输电(充电)开始指令发送(发布)给受电侧,在接收到该指令的受电侧将应答指令发送给输电侧后,开始正常输电。此外,正常输电开始后,如果在受电侧检测出满充电,则受电侧将满充电检测指令发送给输电侧。
在像该检测到满充电这样的不需要继续传输的情况下,转移至检测到满充电后的待机阶段。然后,再次经过协商处理、创立处理,输电侧将再充电确认指令发送给受电侧。由此,受电侧检查电池电压,以判断是否需要再充电。然后,在需要再充电的情况下,复位再充电确认标志,转移至协商阶段,并在进行了认证处理和创立处理之后,输电侧发布正常输电开始指令,从而再次开始正常输电。另一方面,在不需要再次充电的情况下,再充电确认标志维持在设置状态,并返回至检测到满充电后的待机阶段。
此外,当在指令处理中检测出某种异常、或检测出异物、或检测出电子设备被去除时,转移至复位状态。
使用图11更具体地对本实施方式的处理顺序进行说明。在F1所示的检测出电子设备被去除后的待机阶段中,例如,每k1秒进行一次放置检查。然后,如F2所示,如果检测出放置(设置)了电子设备,则执行协商处理、创立处理。然后,如F3所示,正常结束协商处理、创立处理,并在指令处理中发布了正常输电开始指令后,开始正常输电,并开始电子设备的充电。然后,如F4所示,如果检测出了满充电,则电子设备的LED熄灭,如F5所示,转移至检测到满充电后的待机阶段。
在检测到满充电后的待机阶段中,例如,每k3秒进行一次电子设备去除检测,并且,每k3×j秒进行一次再充电确认。然后,在检测到满充电后的待机阶段中,如F6所示,如果检测出了电子设备被去除,则转移至检测到去除后的待机阶段。另一方面,在检测到满充电后的待机阶段中,如F7所示,如果通过再充电确认判断为需要再次充电,则进行协商处理、创立处理,再次开始正常输电,并对电池进行再充电。此外,如F8所示,如果在正常输电过程中检测出电子设备被去除,则转移至检测到去除后的待机阶段。
此外,协商阶段中传送的系统信息是表示输电侧和受电侧的负载状态检测方式的信息。这里,作为负载状态的检测方式,存在脉冲宽度检测方式(相位检测方式)、电流检测方式、峰值电压检测方式、或将这些方式相组合的方式等。系统信息是表示输电侧和受电侧是否采用了这些方式中的任一方式的信息。
异物阈值是安全方面的阈值信息。该异物阈值例如由受电侧存储,在正常输电开始前,由受电侧发送至输电侧。然后,输电侧基于该异物阈值,进行正常输电开始前的异物检测、即初次(first)异物检测。例如,在以脉冲宽度检测方式检测受电侧的负载状态的情况下,将脉冲宽度的计数值的阈值作为异物阈值从受电侧发送至输电侧,输电侧基于该计数值的阈值,进行基于脉冲宽度检测方式的初次异物检测。这样,在本实施方式中,用于检测正常输电开始前的受电侧负载状态的阈值信息在协商处理中由受电侧发送至输电侧。另一方面,用于检测正常输电开始后的受电侧负载状态的阈值信息在诸如创立处理中由受电侧发送至输电侧。
根据以上的本实施方式的处理顺序,在协商处理中进行诸如规格/线圈/系统的匹配性判断、以及安全方面的最低限度的信息交换。然后,在该协商处理中,判断可以进行通信的情况、以及通信信息的妥当性,并且,判断受电侧的负载状态适当与否。
接着,在创立处理中,执行正常输电所需的传输条件的设定等。例如,设定线圈的驱动电压和驱动频率。并且,在创立处理中执行正常输电开始后用于检测负载状态的阈值信息的传送、附加的对应功能的信息交换、以及对应于更上位的各个应用所需的设定信息的交换。
经过此类创立处理、协商处理之后,转移至指令阶段,进行指令处理。即、在指令处理中进行在协商处理和创立处理中被确认为可对应的指令的发布和执行。
由此,在协商处理中执行确保系统匹配性和安全性所需的最低限度的信息交换,并且,在创立处理中执行对应于各个应用而不同的创立信息的交换。因此,由于当输电侧和受电侧不匹配时,在协商处理中被排除,因此,对于信息量多的设定信息,则可以不进行传送。由此,在协商处理中仅传送最小限度的信息即可,可减少传送信息量,因此,可在短期间内结束协商阶段,可使处理提高效率。
此外,通过协商处理,输电侧以及受电侧的各设备可实现最低限度的无接点电力传输,各设备的功能扩展可通过创立信息的交换来实现。因此,各设备通过协商处理进行无接点电力传输的系统所需的最小限度的设定,通过创立处理可实现系统的最优化,因此,可实现灵活的系统构建。
此外,输电侧从受电侧接收阈值信息和系统信息,并仅通过设定接收到的阈值信息和系统信息,即可实现无接点电力传输和异物检测,因此,可简化输电侧的处理。在这种情况下,通过由受电侧将适当组合的线圈信息和阈值信息发送至输电侧,可实现适当且安全的无接点电力传输。
5.详细的构成例
图12示出了本实施方式的详细构成例。此外,下面对图2中已经说明的构成要素标注了相同的符号,并适当地省略对其的说明。
波形监控器电路14基于原线圈L1的线圈端信号CSG生成波形监控器用感应电压信号PHIN。例如、原线圈L1的感应电压信号、即线圈端信号CSG或超过了输电控制装置20的IC的最大额定电压,或成为了负电压。波形监控器电路14接收这样的线圈端信号CSG,通过输电控制装置20的负载状态检测电路30生成可检测波形的信号、即波形监控器用感应电压信号PHIN,并输出至输电控制装置20的例如波形监控器用端子。显示部16使用颜色或图像等显示无接点电力传输系统的各种状态(电力传输中、ID认证等)。
振荡电路24生成原级侧的时钟。驱动时钟生成电路25生成用于规定驱动频率的驱动时钟。驱动器控制电路26基于来自驱动时钟生成电路25的驱动时钟和来自控制部22的频率设定信号等,生成期望频率的控制信号,并输出至输电部12的第一输电驱动器、第二输电驱动器,以控制第一输电驱动器、第二输电驱动器。
负载状态检测电路30对感应电压信号PHIN进行波形整形,生成波形整形信号。例如,在信号PHIN超过规定的阈值电压的情况下,生成有效(例如H电平)的方形波(矩形波)的波形整形信号(脉冲信号)。然后,负载状态检测电路30基于波形整形信号和驱动时钟,检测波形整形信号的脉冲宽度信息(脉冲宽度期间)。具体来讲,接收波形整形信号以及来自驱动时钟生成电路25的驱动时钟,并通过检测波形整形信号的脉冲宽度信息,从而检测感应电压信号PHIN的脉冲宽度信息。
值得强调的是,作为负载状态检测电路30,并不仅限于采用脉冲宽度检测方法(相位检测方法),也可采用电流检测方法或峰值电压检测方法等各种方法。
控制部22(输电控制装置)基于负载状态检测电路30中的检测结果,判断受电侧(次级侧)的负载状态(负载变化、负载的高低)。例如,控制部22基于由负载状态检测电路30(脉冲宽度检测电路)检测出的脉冲宽度信息,判断受电侧的负载状态,并进行诸如数据(负载)检测、异物(金属)检测、去除(装卸)检测等。即,作为感应电压信号的脉冲宽度信息的脉冲宽度期间根据受电侧的负载状态的变化而变化。控制部22基于该脉冲宽度期间(通过计算脉冲宽度期间所得到的计数值),可检测出受电侧的负载变动。
受电部42将次级线圈L2的交流感应电压转换成直流电压。该转换通过受电部42具有的整流电路43来进行。
负载调制部46进行负载调制处理。具体来讲,在受电装置40向输电装置10发送期望的数据的情况下,根据发送数据使负载调制部46(次级侧)的负载可变地变化,使原线圈L1的感应电压的信号波形发生变化。因此,负载调制部46包括在节点NB3、NB4之间串联设置的电阻RB3、晶体管TB3(N型CMOS晶体管)。该晶体管TB3根据来自受电控制装置50的控制部52的信号P3Q而被进行导通(ON)、截止(OFF)控制。然后,在对晶体管TB3进行导通、截止控制并进行负载调制时,供电控制部48的晶体管TB2截止,负载90处于不与受电装置40电连接的状态。
供电控制部48控制对负载90的供电。调节器49对在整流电路43中转换获得的直流电压VDC的电压电平进行调整,生成电源电压VD5(例如5V)。受电控制装置50例如被提供有该电源电压VD5而进行动作。
晶体管TB2(P型CMOS晶体管、供电晶体管)根据来自受电控制装置50的控制部52的信号P1Q而被控制。具体来讲,晶体管TB2在协商处理和创立处理期间截止,在开始正常输电后导通。
位置检测电路56判断原线圈L1与次级线圈L2的位置关系是否适当。振荡电路58生成次级侧的时钟。频率检测电路60检测信号CCMPI的频率(f1、f2)。满充电检测电路62检测负载90的电池94(蓄电池)是否处于满充电状态(充电状态)。
负载90可包括用于进行电池94的充电控制等的充电控制装置92。该充电控制装置92(充电控制IC)可通过集成电路装置等来实现。此外,也可如智能电池那样,使电池94自身具备充电控制装置92的功能。
6.详细的动作例
下面,使用图13至图15的流程图,对输电侧和受电侧的详细动作进行说明。图13的左列是输电侧处理流程,右列是受电侧处理流程。
如图13所示,输电侧在被接通电源通电的情况下,例如在k1秒的等待之后(步骤S1),进行正常输电开始前的临时输电(步骤S2)。该临时输电是用于进行放置检测和位置检测等的临时电力传输。即,进行用于检测电子设备是否设置在充电器上、以及在已经设置的情况下检测是否被设置在适当的位置上的电力传输。该临时输电中的驱动频率(来自驱动时钟生成电路的驱动时钟的频率)被设定为例如f1。
通过来自于输电侧的临时输电,受电侧进行通电(步骤S22),并且受电控制装置50通电复位。然后,受电控制装置50将信号P1Q设定为H电平,由此,供电控制部48的晶体管TB2(供电晶体管)截止(步骤S23),与负载90之间的电连接断开。
然后,受电侧使用位置检测电路56,判断原线圈L1和次级线圈L2的位置关系(位置电平),获取作为位置关系信息的位置电平信息(步骤S24)。
接着,受电侧不管位置关系是否适当,生成协商帧并发送给输电侧(步骤S25)。具体来讲,通过负载调制发送协商帧。该协商帧诸如可包括受电侧的寄存器部53中存储的规格信息、线圈信息等匹配码和系统信息(负载状态检测方式)、阈值信息(负载状态检测用阈值)等硬件信息。并且,在协商帧中附加有在步骤S24中获取的位置电平信息(位置关系信息)。
输电侧在接收到协商帧(步骤S4)后,进行协商帧的验证(步骤S5)。具体来讲,判断输电侧的寄存器部23所存储的规格/线圈/系统信息和从受电侧接收到的规格/线圈/系统信息是否为适当范围的组合。并且,还基于附加在协商帧中的位置电平信息,判断原线圈L1和次级线圈L2的位置关系。并且,在判断为是适当的协商帧的情况下,进行异物检测(步骤S6)。
具体来讲,输电侧将驱动频率设定为异物检测用频率f3。然后,基于从受电侧接收到的阈值信息(安全阈值信息),进行正常输电开始前的初次异物检测,判断受电侧的负载状态是否适当。例如使异物检测启动信号为有效,对负载状态检测电路30指示异物检测开始。可通过对例如来自于负载状态检测电路30的负载状态检测信息(脉冲宽度信息)和从受电侧接收到的负载状态检测用的阈值(META)进行比较来实现该异物检测。此外,输电侧在异物检测期间结束后,使驱动频率恢复为频率f1。
此外,在步骤S5中判断为协商帧不适当、或在步骤S6中判断为检测出异物的情况下,输电侧停止输电,并返回步骤S1。
然后,输电侧创建协商帧并发送至受电侧(步骤S7)。该协商帧诸如包括输电侧的寄存器部23所存储的规格信息、线圈信息、系统信息。
受电侧在接收到协商帧(步骤S26)后,进行协商帧的验证(步骤S27)。具体来讲,判断受电侧的寄存器部53所存储的规格/线圈/系统信息与从输电侧接收到的规格/线圈/系统信息是否为适当范围的组合。并且,再次判断原线圈L1和次级线圈L2的位置关系,获取位置电平信息。并且,在判断为是适当的协商帧的情况下,生成创立帧(set up frame),并发送给输电侧(步骤S28)。该创立帧包括通信条件信息、传输条件信息、对应功能信息等、和位置电平信息等。这里,通信条件信息是通信方式、通信参数等。传输条件信息为原线圈的驱动电压或驱动频率等。并且,对应功能信息是表示对应于各应用而附加的功能的信息等。此外,在创立帧不适当的情况下,则返回步骤S21。
输电侧在接收到创立帧(步骤S8)后,进行创立帧的验证(步骤S9)。在来自于受电侧的创立帧适当的情况下,则创建输电侧的创立帧,并发送至受电侧(步骤S10)。另一方面,在创立帧不适当的情况下,则停止输电,并返回步骤S1。
受电侧在接收到创立帧(步骤S29)后,进行创立帧的验证(步骤S30)。在创立帧适当的情况下,则创建开始帧并发送至输电侧(步骤S31)。另一方面,在创立帧不适当的情况下,则返回步骤S21。
在发送开始帧后,输电侧以及受电侧转移至指令分支。即,进行指令判断,并分支为对应各种标志的指令的处理。
图14是表示指令分支后的输电侧的处理的流程图。如图14所示,在步骤S41的指令分支中,如果不存在需要优先处理的其他指令(通信请求、中断、停止输电、再充电确认标志=1等),则输电侧将正常输电(充电)的开始指令发送至受电侧(步骤S42)。接着,在从受电侧接收到正常输电开始指令的应答指令时,基于附加在接收到的应答指令中的位置电平信息,确认原线圈L1和次级线圈L2的位置关系(步骤S43)。于是,将传输条件和通信条件切换为正常输电用条件(步骤S44)。具体而言,切换为在创立处理中设定的传输条件和通信条件。随后,启动定期认证(步骤S45),开始正常输电(步骤S46)。
开始正常输电后,输电侧在基于定期的负载调制的定期认证期间,检测基于大面积金属异物等的侵占状态(步骤S47)。并且,进行去除检测和异物检测(步骤S48、S49)。如果在定期认证中检测出侵占、去除或异物,则停止输电,返回步骤S1。
接着,输电侧判断是否从受电侧的主机4接收到输电停止指令(STOP指令)(步骤S50)。并且,判断是否从受电侧的主机4接收到中断指令(INT指令)(步骤S51)。进而,判断是否有来自输电侧的主机2的主机通信请求(OUT、IN传送指令)(步骤S52)。
并且,在不存在这些指令的接收或请求的情况下,输电侧判断从受电侧是否接收到满充电检测指令(save frame,保存帧)(步骤S53)。如果没有接收到,返回步骤S47。另一方面,如果接收到,则关闭定期认证,停止输电(步骤S54、S55)。随后,转移至检测到满充电后的待机阶段(步骤S56)。
在检测到满充电后的待机阶段中,例如每k3秒进行一次去除检测(步骤S57)。然后,如果检测出了去除,则将再充电确认标志复位为0(步骤S60),停止输电并返回步骤S1。
此外,在检测到满充电后的待机阶段中,例如每k3×j秒进行一次再充电确认,将再充电确认标志设为1(步骤S58、S59),并停止输电,返回步骤S1。
如果在步骤S59中将再充电确认标志设为了1,则在返回步骤S1后进行协商处理、创立处理。接着,在步骤S41的指令分支中,由于再充电确认标志为1,所以转移至再充电确认模式的处理。
具体而言,输电侧将再充电确认指令发送给受电侧(步骤S61)。随后,如果从受电侧接收到针对再充电确认指令的应答指令(步骤S62),则基于与该应答指令一同接收的电池电压的核对结果,判断电池94是否需要再充电(步骤S63)。接着,在判断为需要再充电的情况下,停止用于再充电确认的输电(临时输电)(步骤S64),将再充电确认标志设为0,并返回步骤S1。另一方面,在判断为不需要再充电的情况下,停止用于再充电确认的输电(步骤S65),并从再充电确认模式返回至检测到满充电后的待机模式(步骤S56至步骤S58)。
如果在步骤S50、S51中判断接收到了输电停止指令或中断指令、或者在步骤S52中判断有来自主机2的通信请求,则输电侧将无接点电力传输的传输条件和通信条件从正常输电用条件切换为通信模式用条件(临时输电时的条件)(步骤S66)。例如,切换驱动频率或驱动电压,或切换用于检测受电侧负载状态的阈值参数。随后,转移至步骤S41的指令分支。
例如,当在步骤S52中判断存在来自于输电侧主机2的通信请求时,在步骤S41的指令分支中,分支为基于主机请求的通信模式的处理。在基于该主机请求的通信模式下,将主机2发布的通信请求指令、即OUT传送指令或IN传送指令发送给受电侧(步骤S67)。接着,等待来自于受电侧的应答,并判断是否超时(步骤S68)。若超时,则返回步骤S41。另一方面,若没有超时,则基于主机2、4间的商定执行任意的通信顺序(步骤S69)。随后,判断是否达到所需的数据量(步骤S70),若达到所需数据量,则将正常输电开始指令(充电开始指令)设置在指令寄存器114中(步骤S71),并返回步骤S41。由此,可从通信模式返回至正常输电模式(充电模式)。
此外,当在步骤S51中判断接收到来自受电侧的中断指令(INT指令)时,在步骤S41的指令分支中,分支为基于受电侧的中断指令的通信模式的处理。在基于来自受电侧的中断指令的通信模式下,首先判断现阶段是否可以通信(步骤S72),若不可以通信,则转移至步骤S71。另一方面,若可以通信,则将ACK指令设置在指令寄存器114中,并发送给受电侧(步骤S73,S74)。随后,转移至步骤S68至步骤S70的通信模式的处理。
此外,当在步骤S50中判断从受电侧接收到输电停止指令(STOP指令)时,在步骤S41的指令分支中,分支为输电停止指令的处理。接着,停止对受电侧输电(步骤S76),例如每k4秒进行一次去除检测(步骤S77、S78)。并且,若检测到去除,则转移至步骤S60,返回步骤S1。此外,在用于对连续充电时间进行计时的L计时器存在超时的情况下(步骤S75),也转移至步骤S76并停止输电。
以上所述的本实施方式中,一旦发生向通信模式转移的事件,则输电侧切换为通信模式用条件,并转移至指令分支(步骤S51、S52、S66、S41)。随后,进行通信模式用指令处理,并在结束通信模式之后回到指令分支(步骤S67至S71)。另一方面,在检测到去除或异物或满充电时,停止输电(步骤S48、S49、S53)。接着,在临时输电后执行协商处理、创立处理等认证处理(步骤S1至S10),并转移至指令分支。此外,一旦检测到满充电,则转移至检测到满充电后的待机阶段(步骤S56至S58)。接着,在检测到满充电后的待机阶段中定期执行再充电确认处理(步骤S59至S65)。
图15是表示指令分支后受电侧的处理的流程图。如图15所示,如果在步骤S81的指令分支中不存在需要优先处理的其他指令(通信请求、中断、输电停止等),且从输电侧接收到了正常输电开始指令(步骤S82),则受电侧再次判断原线圈L 1和次级线圈L2的位置关系,并获取作为位置关系信息的位置电平信息(步骤S83)。接着,向输电侧发送附加有位置电平信息的应答指令(步骤S84)。
发送完应答指令后,受电侧将供电控制部48的晶体管TB2导通(步骤S85),开始对负载90供电。并且,启动定期认证,执行定期的负载调制(步骤S86)。具体而言,在定期认证期间,按规定形式(pattern)将负载调制部46的晶体管TB3导通、截止。
接着,受电侧判断是否存在来自受电侧主机4的输电停止请求(STOP指令)(步骤S87)。并且,判断是否存在来自受电侧主机4的中断请求(INT指令)(步骤S88)。进而,判断是否接收到来自输电侧主机2的通信请求指令(OUT、IN传送指令)(步骤S89)。
接着,在没有接收到这些请求或指令的情况下,受电侧检测电池94是否处于满充电(步骤S90)。若没有检测到满充电,则返回步骤S87。另一方面,一旦检测到满充电,则使晶体管TB2截止(步骤S91),停止对负载90供电。并且,关闭定期认证(步骤S92)。随后,将用于通知检测到满充电的满充电检测指令(保存帧)发送给输电侧(步骤S93),并在k5秒的等待期间后(步骤S94)返回至步骤S93,反复执行处理。
一旦输电侧开始了用于再充电确认的输电(临时输电),则受电侧通电复位,执行协商、创立处理。随后,在接收到输电侧发送的再充电确认指令(参照步骤S61)时,在步骤S81的指令分支中转移至再充电确认模式的处理。
具体而言,受电侧检查电池电压(步骤S95),并向输电侧发送针对再充电确认指令的应答指令以及电池电压的检查结果(步骤S96)。接着,在停止再充电确认用的输电后断电。
并且,当在步骤S87、S88中判断存在来自主机4的输电停止请求或中断请求、或在步骤S89中判断接收到通信请求指令的情况下,受电侧使供电用晶体管TB2截止,同时关闭定期认证(步骤S97)。随后,将传输条件和通信条件切换为通信模式用的条件(步骤S98),并转移至步骤S81的指令分支。
例如,当在步骤S89中判断从输电侧接收到通信请求指令(OUT、IN传送指令)时,在步骤S81的指令分支中,分支为基于来自于输电侧的通信请求的通信模式的处理。随后,执行基于主机2、4间的商定的任意通信顺序(步骤S102)。接着,判断是否达到所需的数据量(步骤S103),若达到所需数据量,则判断是否接收到输电侧发送的正常输电开始指令(参照步骤S71)(步骤S104)。在接收到的情况下,转移至步骤S83,从通信模式返回至正常输电模式(充电模式)。
此外,当在步骤S88中判断存在来自受电侧主机4的中断请求时,在步骤S81的指令分支中,分支为基于受电侧的中断请求的通信模式的处理。在基于该受电侧的中断请求的通信模式下,发送通信请求指令(INT指令)给输电侧(步骤S99)。然后,判断是否从输电侧接收到正常输电开始指令(步骤S100),在没有接收到的情况下,判断是否接收到ACK指令(参照步骤S74)(步骤S101)。并且,在接收到的情况下,转移至步骤S102、S103的通信模式的处理。
此外,当在步骤S87中判断存在来自受电侧主机4的输电停止请求时,在步骤S81的指令分支中,分支为基于输电停止请求的处理。接着,将输电停止指令发送给输电侧(步骤S105),在输电停止后断电。
上述的本实施方式中,一旦发生向通信模式转移的事件,则受电侧切换为通信模式用条件,并转移至指令分支(步骤S88、S89、S97、S98、S81)。接着,进行用于通信模式的指令处理,并在结束通信模式之后回到指令分支(步骤S99至S104)。并且,在输电侧转移至检测到满充电后的待机阶段,并执行了定期临时输电后,受电侧在该临时输电期间进行再充电确认处理(步骤S95、S96)。
以上,虽然对本实施方式进行了详细说明,但是,本领域技术人员可以很容易地理解可以有很多实质上未脱离本发明的新内容以及效果的变形。因此,这样的变形例均包括在本发明的范围内。例如,在说明书或附图中,和更加广义或同义的不同用语一起至少被记载过一次的用语,在说明书或附图的任何地方,均可以转换为该不同的用语。此外,本实施方式以及变形例的所有的组合均包括在本发明的范围内。此外,输电控制装置、输电装置、受电控制装置、受电装置的构成和动作、转移至通信模式的处理、通信模式的指令处理、检测到满充电后的处理、通信处理、主机接口处理等并不仅限于在本实施方式说明的内容,可以有各种变形实施。
附图标志说明
L1    原线圈                       L2    次级线圈
2     主机(输电侧)                 4     主机(受电侧)
10    输电装置                     12    输电部
14    波形监控器电路          16    显示部
20    输电控制装置            22    控制部(输电侧)
23    寄存器部                24    振荡电路
25    驱动时钟生成电路        26    驱动器控制电路
27    主机I/F
30    负载状态检测电路        37    协商处理部
38    创立处理部
40    受电装置                42    受电部
43    整流电路                46    负载调制部
48    供电控制部              50    受电控制装置
52    控制部(受电侧)          53    寄存器部
56    位置检测电路
57    主机I/F                 58    振荡电路
59    检测电路
60    频率检测电路            62    满充电检测电路
67    协商处理部              68    创立处理部
90    负载                    92    充电控制装置
94    电池                      100   认证处理部
101   指令处理部                102   输电控制部
104   通信处理部                106   检测判断部
108   定期认证判断部            109   再充电确认处理部
110   信息寄存器                112   状态寄存器
114   指令寄存器                116   中断寄存器
118   数据寄存器                120   认证处理部
121   指令处理部                122   受电控制部
124   通信处理部                126   检测判断部
128   定期认证控制部            129   再充电确认处理部
130   信息寄存器                132   状态寄存器
134   指令寄存器                136   中断寄存器
138   数据寄存器

Claims (25)

1.一种输电控制装置,设置在无接点电力传输系统的输电装置中,所述输电控制装置的特征在于,
所述输电控制装置包括:控制部,用于进行所述输电控制装置的控制,
所述控制部包括认证处理部和指令处理部,
所述认证处理部在开始由所述输电装置向受电装置的正常输电之前,进行所述受电装置的认证处理,
所述指令处理部在开始所述正常输电后,发生了向在所述输电装置和所述受电装置间进行通信的通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令分支阶段,而不转移至所述认证处理的阶段,
所述指令处理部在所述指令分支阶段中进行所述通信模式的指令处理。
2.根据权利要求1所述的输电控制装置,其特征在于,
所述控制部包括输电控制部,所述输电控制部在检测到受电侧电子设备被去除的情况下、检测到异物的情况下、或者检测到所述受电装置的负载所具有的电池的满充电的情况下,停止所述正常输电,
所述认证处理部在停止所述正常输电后的临时输电期间进行所述认证处理,
所述认证处理部在所述临时输电期间的所述认证处理的阶段后,转移至所述指令分支阶段。
3.根据权利要求1或2所述的输电控制装置,其特征在于,
所述输电控制装置包括用于与输电侧主机进行通信的主机接口,
所述指令处理部在由所述输电侧主机经由所述主机接口对受电侧主机发布了通信请求指令的情况下,转移至所述指令分支阶段,进行所述通信模式的指令处理。
4.根据权利要求3所述的输电控制装置,其特征在于,
所述指令处理部在接收到所述受电侧主机发布的通信中断指令的情况下,转移至所述指令分支阶段,进行所述通信模式的指令处理。
5.根据权利要求3或4所述的输电控制装置,其特征在于,
所述指令处理部在所述通信模式的指令处理结束之后返回到所述指令分支阶段。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的输电控制装置,其特征在于,
所述指令处理部在转移至所述通信模式的情况下,将无接点电力传输的传输条件和通信条件中至少一种条件设定为与所述正常输电用的条件不同的所述通信模式用的条件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的输电控制装置,其特征在于,
所述控制部在检测到所述负载所具有的电池的满充电且所述正常输电已停止的情况下,转移至满充电检测后的待机阶段,
所述控制部包括再充电确认处理部,所述再充电确认处理部在所述满充电检测后的待机阶段中定期执行所述电池的再充电确认处理。
8.根据权利要求7所述的输电控制装置,其特征在于,
所述认证处理部在用于再充电确认的临时输电期间执行所述认证处理,其中,在所述满充电检测后的待机阶段中定期执行所述再充电确认,
所述认证处理部在所述临时输电期间的所述认证处理后转移至所述指令分支阶段。
9.根据权利要求8所述的输电控制装置,其特征在于,
所述再充电确认处理部在从所述满充电检测后的待机阶段转移至所述认证处理的阶段时,将再充电确认标志设为启用状态。
10.根据权利要求9所述的输电控制装置,其特征在于,
所述再充电确认处理部当在所述再充电确认处理中判断所述电池需要再充电且开始所述正常输电的情况下,将所述再充电确认标志设为复位状态。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的输电控制装置,其特征在于,
所述再充电确认处理部在所述再充电确认处理中对所述受电装置发送再充电确认指令,
所述再充电确认处理部在从所述受电装置接收到告知所述电池的充电状态的应答指令的情况下,基于所述应答指令,判断所述电池是否需要再充电。
12.一种输电装置,其特征在于,包括:
根据权利要求1至11中任一项所述的输电控制装置;以及
输电部,用于生成交流电压并提供给原线圈。
13.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括根据权利要求12所述的输电装置。
14.一种受电控制装置,设置在无接点电力传输系统的受电装置中,所述受电控制装置的特征在于,
所述受电控制装置包括:控制部,用于进行所述受电控制装置的控制,
所述控制部包括认证处理部和指令处理部,
所述认证处理部在开始由输电装置向所述受电装置的正常输电之前,进行所述输电装置的认证处理,
所述指令处理部在开始所述正常输电后,发生了向在所述输电装置和所述受电装置间进行通信的通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令分支阶段,而不转移至所述认证处理的阶段,
所述指令处理部在所述指令分支阶段中进行所述通信模式的指令处理。
15.根据权利要求14所述的受电控制装置,其特征在于,
所述受电控制装置包括用于与受电侧主机进行通信的主机接口,
所述指令处理部在由所述受电侧主机经由所述主机接口对输电侧主机发布了通信请求指令的情况下,转移至所述指令分支阶段,进行所述通信模式的指令处理。
16.根据权利要求15所述的受电控制装置,其特征在于,
所述指令处理部在接收到所述输电侧主机发布的用于通信请求的中断指令的情况下,转移至所述指令分支阶段,进行所述通信模式的指令处理。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的受电控制装置,其特征在于,
所述控制部包括再充电确认处理部,
所述输电装置在检测到所述受电装置的负载所具有的电池满充电而停止了所述正常输电的情况下,转移至所述满充电检测后的待机阶段,
所述再充电确认处理部在所述满充电检测后的待机阶段中从所述输电装置接收到再充电确认指令的情况下,将告知所述电池的充电状态的应答指令发送给所述输电装置。
18.根据权利要求17所述的受电控制装置,其特征在于,
所述再充电确认处理部在所述满充电检测后的待机阶段中所述输电装置定期执行了再充电确认用的临时输电的情况下,在所述再充电确认用的临时输电期间进行所述再充电确认指令的接收和所述应答指令的发送。
19.一种受电装置,其特征在于,包括:
根据权利要求14至18中任一项所述的受电控制装置;以及
受电部,用于将次级线圈的感应电压转换成直流电压。
20.一种电子设备,其特征在于,包括:
根据权利要求19所述的受电装置;以及
负载,由所述受电装置供电。
21.一种无接点电力传输方法,在所述无接点电力传输方法中,使原线圈与次级线圈电磁耦合,以从输电装置向受电装置传输电力,从而对所述受电装置的负载供电,所述无接点电力传输方法的特征在于,包括:
在开始由所述输电装置向所述受电装置的正常输电之前,进行所述受电装置的认证处理;
在开始所述正常输电后,发生了向在所述输电装置和所述受电装置间进行通信的通信模式转移的转移事件的情况下,转移至指令分支阶段,而不转移至所述认证处理的阶段;以及
在所述指令分支阶段中进行所述通信模式的指令处理。
22.根据权利要求21所述的无接点电力传输方法,其特征在于,
在检测到受电侧电子设备被去除的情况下、检测到异物的情况下、或者检测到所述负载所具有的电池的满充电的情况下,停止所述正常输电,
在停止所述正常输电后进行临时输电,
在所述临时输电的期间进行所述认证处理;
在所述临时输电的期间的所述认证处理的阶段后,转移至所述指令分支阶段。
23.根据权利要求21或22所述的无接点电力传输方法,其特征在于,
在转移至所述通信模式的情况下,将无接点电力传输的传输条件和通信条件中至少一种条件设定为与所述正常输电用的条件不同的所述通信模式用的条件。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的无接点电力传输方法,其特征在于,
在检测到所述负载所具有的电池的满充电且所述正常输电停止的情况下,转移至满充电检测后的待机阶段,
在所述满充电检测后的待机阶段中定期执行所述电池的再充电确认处理。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的无接点电力传输方法,其特征在于,
在所述电池的再充电确认处理中,在从所述受电装置接收到所述电池的充电状态的情况下,基于所述充电状态判断所述电池是否需要再充电。
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