JP2006060909A - Noncontact power transmitter - Google Patents

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JP2006060909A JP2004239611A JP2004239611A JP2006060909A JP 2006060909 A JP2006060909 A JP 2006060909A JP 2004239611 A JP2004239611 A JP 2004239611A JP 2004239611 A JP2004239611 A JP 2004239611A JP 2006060909 A JP2006060909 A JP 2006060909A
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Inventor
Kota Onishi
幸太 大西
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Seiko Epson Corp
セイコーエプソン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noncontact power transmitter which can eliminate inconvenience that occurs when the user uses an object composed of two plane coils as a transformer for power transmission and can perform the communication for check of the other party of power transmission, using the transformer for power transmission. <P>SOLUTION: This power transmitter detects the foreign matter to a primary coil 12 which constitutes the transformer 3 for power transmission and detects the improper positioning of the primary coil 12 and a secondary coil 21, and informs the user of that effect by an indicator when there is detection of it. Moreover, this checks (certifies) by communication whether a transmitter 1 and a receiver 2 are regular ones or not, and the transmitter 1 does not start full-scale power transmission to the receiver 2 not until finish of its check. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、1次側から2次側に非接触方式で電力の伝送ができる非接触電力伝送装置に関するものである。 The present invention relates to non-contact power transmission apparatus capable transmit power in a non-contact manner from the primary side to the secondary side.

従来、この種の装置としては、1次側から2次側への電力伝送、および1次側と2次側との間の通信(信号の送受信)を、1つの電力伝送用トランスを用いて非接触で行うことができる充電式電気機器が知られている(例えば特許文献1)。 Conventionally, as this type of device, power transmission from the primary side to the secondary side, and the communication between the primary side and the secondary side (reception signal) using one of the power transmission transformer rechargeable electric device can be carried out in a non-contact are known (e.g. Patent Document 1).
ところで、この種の非接触電力伝送装置に使用される電力伝送用トランスは、1次コイルと2次コイルとからなり、この両コイルを平面状の平面コイルで形成することが可能である。 Incidentally, the power transmission transformer used in a non-contact power transmission apparatus of this kind is composed of a primary coil and a secondary coil, it is possible to form the two coils in planar planar coil. この場合には、使用時に、その2つの平面コイルを電磁結合させて電力伝送用トランスを形成するので、両者が電磁結合する際の位置の自由度が大きくなるという利点がある。 In this case, in use, so that two planar coils by electromagnetic coupling to form a power transmission transformer, there is an advantage that both increases the degree of freedom of position when the electromagnetic coupling.

しかし、電力伝送用トランスとしての使用時には、両平面コイルが電磁結合する際の位置の適正化、および電力伝送レベルの適正化を図る必要がある上に、1次側コイルと電磁結合するものが2次側コイル以外の金属等の異物であるか否かを判断できることが望まれる。 However, when used as a power transmission transformer, optimization of position when both planar coils are electromagnetically coupled, and on the need to achieve an appropriate power transmission levels, those electromagnetically coupled with the primary coil it is desirable that whether the foreign matters such as metal except for the secondary coil can be determined. また、電力伝送の相手先が適正であるか否かを確認できることが望まれる。 Further, it is desirable that the destination of the power transmission can be confirmed whether or not appropriate. しかし、特許文献1に記載の従来の装置では、これらの点について何ら考慮されていなかった。 However, in the conventional device described in Patent Document 1, it has not been considered at all these points.
特開2001−275266号公報 JP 2001-275266 JP

そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、電力伝送用トランスとして2つの平面コイルから構成するものを使用するときの不都合が解消可能であり、かつ、電力伝送の相手先の確認などのための通信をその電力伝送用トランスを用いて行うことが可能である非接触電力伝送装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an inconvenience can overcome when using the constitutes of two planar coil as a power transmission transformer, and the power transmission destination of such confirmation and to provide a non-contact power transmission apparatus can be performed using communication the power transmission transformer for.

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。 To achieve the object of the resolve present invention the above problem, the invention comprises a configuration as described below.
すなわち、第1の発明は、平面状の1次コイルを含む送電装置と、平面状の2次コイルを含む受電装置とからなり、前記1次コイルと前記2次コイルとを電磁的に結合させて、前記送電装置が前記受電装置に対して電力の伝送を行うようになっている非接触電力伝送装置であって、前記送電装置は、前記第1次コイルが前記2次コイルと電磁結合するときに、前記第1コイルに供給する交流を生成する送電手段と、前記受電装置に第1送信データを送信するときに、前記第1送信データに応じて前記送電手段の生成する交流の周波数を可変する周波数可変手段とを備え、前記受電装置は、前記2次コイルが前記1次コイルと電磁結合するときに、前記2次コイルに誘起される交流を直流に変換する受電手段と、前記受電手段に接続される負荷 That is, the first invention comprises a power transmitting device including a planar primary coil consists of a power receiving device including a planar secondary coil electromagnetically coupled with said secondary coil and said primary coil Te, the power transmission device is a non-contact power transmission apparatus adapted to perform transmission of power to the power receiving device, the power transmitting device, the first primary coil is electromagnetically coupled with the secondary coil when the power transmitting means for generating an alternating current supplied to the first coil, when sending the first transmission data to the receiving device, the frequency of the alternating current to be generated in the power transmitting means in response to the first transmission data and a variable frequency variable unit, the power receiving device, when the secondary coil is electromagnetically coupled with the primary coil, a power receiving means for converting the alternating current induced in the secondary coil into a direct current, the power receiving load connected to means あって、前記送電装置に第2送信データを送信するときに、前記第2送信データに応じて前記負荷の値が可変される可変負荷とを備えている。 There are, the when sending the second transmission data to the power transmission device, the value of the load in response to the second transmission data has a variable is the variable load.

第2の発明は、第1の発明において、前記送電装置は、前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記1次コイルの異物を検出する異物検出手段をさらに備え、前記受電装置は、前記1次コイルと前記2次コイルとを位置決めさせるときに、前記2次コイルの誘起電圧に基づき、その位置決めの状態を検出する位置検出手段をさらに備えている。 The second invention according to the first invention, the power transmitting device based on the induced voltage of the primary coil, further comprising a foreign matter detection means for detecting the foreign substance of the primary coil, the power receiving device, the 1 when to position and said secondary coil and the next coil, based on the induced voltage of the secondary coil, and further comprising a position detecting means for detecting the state of the positioning.
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記送電装置は、前記第1送信データとして、相手の受電装置を認証するための認証コードを少なくとも生成する第1送信データ生成手段をさらに備え、前記受電装置は、前記第2送信データとして、受電装置自身を識別するためのIDコードおよび前記位置検出手段の検出する位置決め状態に係る位置レベルデータのうちの少なくとも1つを生成する第2送信データ生成手段をさらに備えている。 The third invention is the first or second aspect, the power transmission device, as the first transmission data, further a first transmission data generating means for generating at least an authentication code for authenticating the receiving apparatus of the other party wherein the power receiving device, as the second transmission data, the second generating at least one of a position level data according to the positioning condition to be detected in the ID code and the position detection means for identifying the power receiving apparatus itself further comprising a transmission data generating unit.

第4の発明は、第3の発明において、前記送電装置は、前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記受電装置の受電部の過負荷を検出する過負荷検出手段と、前記受電装置の前記第2送信データ生成手段でIDコードが生成されて、そのIDコードにより前記可変負荷の値が可変されるときに、前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記IDコードが所定のIDコードと一致するか否かを判定するIDコード判定手段と、前記受電装置の前記第2送信データ生成手段で位置レベルデータが生成されて、その位置レベルデータにより前記可変負荷の値が可変するときに、前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記位置決めが適正か否を判定する位置決め判定手段と、をさらに備えている。 A fourth aspect based on the third aspect, the power transmitting device based on the induced voltage of the primary coil, and the overload detecting means for detecting an overload of the power receiving portion of the power receiving device, the said power receiving device ID code is generated by the second transmission data generating unit, when the value of the variable load by the ID code is variable, based on the induced voltage of the primary coil, matches the ID code and a predetermined ID code and whether the determined ID code determining means or the position level data in a second transmission data generating means is generated in the power receiving device, when the value of the variable load by its position level data is variable, the based on the induced voltage in the primary coil, further comprising a positioning determining means for determining whether the positioning proper.

第5の発明は、第4の発明において、前記受電装置は、前記送電装置の前記第1送信データ生成手段で前記認証コードが作成されて、前記周波数可変手段がその認証コードに従って前記送電手段の生成する交流の周波数を可変するときに、前記2次コイルの誘起電圧に基づき、前記認証コードが所定の認証コードと一致するか否かを判定する認証コード判定手段を、さらに備えている。 According to a fifth invention, in the fourth invention, the power receiving device, wherein the authentication code at the first transmission data generating means of the power transmitting device has been created, the variable frequency means of the transmission means in accordance with the authentication code the frequency of the alternating current to be generated when the variable, based on the induced voltage of the secondary coil, an authentication code determination means for determining whether the authentication code matches the predetermined authentication code includes further.

第6の発明は、第2乃至第5のうちのいずれかの発明において、前記送電装置は、前記異物検出手段、前記過負荷検出手段、前記IDコード判定手段、および前記位置決め判定手段のうち、前記異物検出手段が前記異物を検出したとき、前記過負荷検出手段が前記過負荷を検出したとき、前記IDコード判定手段が前記IDコードが一致しないことを判定したとき、または前記位置決め判定手段が前記位置決めが適正でないと判定したときには、前記送電手段による送電を停止するようになっている。 According to a sixth aspect, in any one of the of the second to fifth, the power transmission apparatus, the foreign substance detecting means, said overload detecting means, the ID code decision means, and of said positioning determination means, when the foreign substance detecting means detects the foreign substance when said overload detecting means detects said overload, when the ID code determining means determines that said ID codes do not match, or if the positioning determination means wherein when the positioning is determined not appropriate, is adapted to stop the power transmission by said transmission means.

第7の発明は、第2乃至第6のうちのいずれかの発明において、前記送電装置は、前記異物検出手段が前記異物を検出したとき、または前記IDコード判定手段の判定が前記IDコードが一致しないことを判定したときには、その旨を視覚または聴覚に訴えて警報する警報手段をさらに備え、前記受電装置は、前記位置検出手段の検出に基づいて前記1次コイルと前記2次コイルの位置決めが適正であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が前記位置決めが適正でないと判断したときには、その旨を視覚または聴覚に訴えて警報する警報手段とをさらに備えている。 According to a seventh invention, in any aspect of the second to sixth, wherein the power transmission device, when the foreign object detecting means detects the foreign substance, or the ID code determination of the ID code determination means when it is determined not to match, further comprising alarm means to alert complaining that to visual or auditory, the power receiving device, the positioning of the secondary coil and the primary coil based on the detection of the position detecting means a determination unit configured to determine whether it is appropriate, when said determination means determines that the positioning is not appropriate, further comprises a warning means for warning complained that effect to visual or auditory.

第8の発明は、第1乃至第7のうちのいずれかの発明において、前記1次コイルは、1次側コンデンサとで直列回路を形成するようになっている。 An eighth invention, in any one invention of the first to seventh, wherein the primary coil is adapted to form a series circuit with the primary side capacitor.
以上の構成からなる本発明によれば、電力伝送用トランスとして2つの平面コイルから構成するものを使用するときの不都合が解消可能となり、かつ、電力伝送の相手先の確認などのための通信をその電力伝送用トランスを用いて行うことが可能となる。 According to the present invention having the above configuration, inconvenience becomes possible eliminated when using the constitutes of two planar coil as a power transmission transformer, and a communication for such confirmation of the destination of the power transmission it is possible to perform using the power transmission transformer.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の非接触電力伝送装置の実施形態の全体の構成を示すブロック図である。 Figure 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the non-contact power transmission apparatus of the present invention.
(実施形態の概要) (Overview of the Embodiment)
この実施形態に係る非接触電力伝送装置は、図1に示すように、送電装置1と受電装置2とを備え、送電装置1から受電装置2への電力伝送、および送電装置1と受電装置2との間の各種の通信を、2つの平面コイルからなる1つの電力伝送用トランス3を用いて非接触で行うようにしたものである。 Non-contact power transmission apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 1, provided with a power transmitting device 1 and the power receiving device 2, the power transmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2, and the power transmitting device 1 and the power receiving device 2 various communication between, in which to perform a non-contact with one of the power transmission transformer 3 made of two planar coils.

また、この実施形態は、電力伝送用トランス3として2つの平面コイルから構成するものを使用するときに発生する各種の不都合、例えば電力伝送用トランス3を構成する1次コイル12における異物の存在、または1次コイル12と2次コイル21の位置決めの際の不具合などをユーザが容易に認識できるようにしたものである。 Further, this embodiment, the presence of foreign matter in the primary coil 12 constituting various disadvantages, for example, a power transmission transformer 3 that occurs when using the constitutes of two planar coils as a power transmission transformer 3, or the primary coil 12 and the like trouble during positioning of the secondary coil 21 in which the user has to be able to easily recognize.
さらに、この実施形態は、電力伝送に先立って、送電装置1と受電装置2とが正規のものであるか否かを互いに通信によって確認(認証)し合い、その確認の終了後に、はじめて送電装置1が受電装置2に対して本格的な電力伝送を開始するものである。 Further, this embodiment, prior to power transmission, the power transmitting device 1 and the power receiving device 2 mutually confirmed (authenticated) by communication with each other whether or not legitimate, after completion of the check, the first power transmitting device 1 is intended to initiate a full-scale power transmitted to the power receiving device 2 is.

さらにまた、この実施形態は、受電装置2が、受電装置2側の状態情報(2次電池の充電終了など)を検出するとともに、異常情報(受電装置2側の短絡、異物の挿入などによる異常)を検出して送電装置1側に送信し、これに基づいて送電装置1側が送電停止などの適切な処理を行うようにしたものである。 Furthermore, this embodiment, the power receiving device 2, detects the state information of the power receiving device 2 (such as completion of charging the secondary battery), abnormality information (short circuit power receiving device 2, the abnormality due to the insertion of foreign matter ) and it sends the detection to the power transmitting device 1 side, in which the power transmitting device 1 side is to take appropriate action, such as power transmission stop based on this.
(実施形態の詳細な構成) (Detailed construction of the embodiments)
送電装置1は、図1に示すように、送電部11と、1次コイル12と、1次電圧検出処理部13と、制御部14と、表示部15と、を備えている。 Power transmitting device 1, as shown in FIG. 1, the power transmission unit 11, the primary coil 12, a primary voltage detection processing unit 13, a control unit 14, a display unit 15, a.

送電部11は、電力伝送時には所定周波数からなる交流電圧を生成し、データ伝送時にはデータに応じて周波数の異なる交流電圧を生成して1次コイル12に供給するものであり、送電電圧生成部111と、ドライバ回路112、113と、1次側コンデンサC1、C2とから構成される。 The power transmission section 11, at the time of power transmission to generate an AC voltage of a predetermined frequency, during data transmission is to supply different AC voltages generated by the primary coil 12 a frequency according to the data, transmission voltage generation unit 111 When a driver circuit 112, and a primary-side capacitor C1, C2 Prefecture.
送電電圧生成部111は、発振回路1111と、送電タイマ1112と、リセット回路1113と、ドライバ制御回路1114と、を備えている。 Transmission voltage generating unit 111, an oscillation circuit 1111, a transmission timer 1112, a reset circuit 1113, and a, a driver control circuit 1114.

発振回路1111は、高周波のパルス(矩形波)を発生する回路であり、例えば水晶発振回路などからなる。 Oscillation circuit 1111 is a circuit for generating a high-frequency pulse (rectangular wave), for example made of crystal oscillating circuit. 送電タイマ1112は、制御部14からのスタート信号に基づいて起動し、設定時間になるとタイムアップ信号を出力するものである。 Transmission timer 1112 starts on the basis of a start signal from the control unit 14, and outputs a time-up signal becomes the set time.
リセット回路1113は、制御部14からの指示に基づき、ドライバ制御回路1114にリセット信号を出力する回路である。 Reset circuit 1113, based on an instruction from the control unit 14 is a circuit for outputting a reset signal to the driver control circuit 1114. ドライバ制御回路1114は、制御部14からの周波数設定指令信号などに基づき、発振回路1111の発生信号を所望の周波数のパルスに変換し、そのパルスをドライバ回路112、113に出力する回路である。 Driver control circuit 1114, based on such a frequency setting instruction signal from the control unit 14, the signal generated by the oscillation circuit 1111 is converted into a pulse of a desired frequency, a circuit for outputting the pulse to the driver circuit 112 and 113.

ドライバ回路112、113は、送電電圧発生部111からの出力パルスをそれぞれ増幅する回路である。 The driver circuit 112 and 113 is a circuit for amplifying the respective output pulses from the transmission voltage generation unit 111. ドライバ回路112の出力端子は、コンデンサC1を介して1次コイル12の一端側に接続されている。 An output terminal of the driver circuit 112 is connected to one end of the primary coil 12 via the capacitor C1. また、ドライバ回路113の出力端子は、コンデンサC2を介して1次コイル12の他端側に接続されている。 The output terminal of the driver circuit 113 is connected to the other end of the primary coil 12 via the capacitor C2. したがって、1次コイル12とコンデンサC1,C2とは直列回路を形成している。 Therefore, to form a series circuit with the primary coil 12 and the capacitor C1, C2. このため、その直列回路は、送電電圧発生部111からの出力電圧に基づいて、直列共振を起こすことができるようになっている。 Thus, the series circuit, on the basis of the output voltage from the transmission voltage generation unit 111, thereby making it possible to cause series resonance.

1次コイル12は、受電装置2側の2次コイル21と電磁結合して電力伝送用トランス3を形成するようになっている。 The primary coil 12 is adapted to form a power transmission transformer 3 by electromagnetic coupling and the secondary coil 21 of the power receiving device 2 side. 1次コイル12と2次コイル21とは、図1に示すように、例えば絶縁された単線を同一平面内で渦巻き状に巻いた平面コイルからなる。 The primary coil 12 and the secondary coil 21, as shown in FIG. 1, consists of a planar coil formed by spirally winding a single wire, for example insulated in the same plane. そして、1次コイル12と2次コイル21とは、電力伝送が必要なときには、その平面同士が重なるようにして両者が電磁的に結合して電力伝送用トランス3を形成でき、電力伝送が不要なときなどにはその両者を物理的に分離できるような構造になっている。 Then, the primary coil 12 and secondary coil 21, when power transmission is necessary, both coupled to electromagnetically can form a power transmission transformer 3 as the plane overlap each other, unnecessary power transmission It has a structure as can physically separate the both, such as when such.

換言すると、1次コイル12と2次コイル21とは、伝送電力が必要な場合には物理的に密着して使用でき、その一方、必要に応じて物理的に分離自在に構成されている。 In other words, the primary coil 12 and secondary coil 21, when the transmission power is required can be used in physical contact, while being configured to freely physically separated when necessary.
なお、上記の例では、1次コイル12と2次コイル21とは、単線を渦巻き状に巻いた平面コイルとしたが、単線を縒り線に代え、この縒り線を渦巻き状に巻いた平面コイルにするようにしても良い。 In the above example, 1 and the primary coil 12 and secondary coil 21 has a planar coil wound with a single wire spirally, replacing the single line stranded, planar coil wound with the twisted wire in a spiral shape it may be in.

ここで、縒り線とは、絶縁された複数(例えば7〜8本)の細い単線を縒り合わせたもの、またはその複数の細い単線を束ねたものであり、さらにこれらを絶縁物で被覆したものである。 Here, the twisted wire, that twisting thin single wire of a plurality of insulated (e.g., 7-8 lines), or a bundle of a plurality of thin single wire thereof and further coated with these with an insulating material it is.
1次電圧検出処理部13は、図1に示すように、1次電圧検出回路131と、ピーク検出回路132と、データ検出回路133と、金属/過負荷検出回路134とから構成される。 Primary voltage detection processing unit 13, as shown in FIG. 1, a primary voltage detection circuit 131, a peak detection circuit 132, a data detection circuit 133, and a metal / overload detection circuit 134.

1次電圧検出回路131は、1次コイル12の誘起電圧の一部を検出する回路であり、抵抗R1、抵抗R2、およびダイオードD1から構成される。 Primary voltage detection circuit 131 is a circuit for detecting a portion of the induced voltage in the primary coil 12, a resistor R1, resistor R2, and a diode D1. すなわち、1次電圧検出回路131は、1次コイル12の一端の電圧を抵抗R1と抵抗R2とで分圧し、この分圧電圧を検出電圧としてピーク検出回路132に供給するようになっている。 That is, the primary voltage detection circuit 131 divides a voltage at one end of the primary coil 12 by the resistor R1 and the resistor R2, and supplies the divided voltage to the peak detection circuit 132 as a detection voltage. 抵抗R2の両端には、ダイオードD1が接続されている。 At both ends of the resistor R2, the diode D1 is connected.

ピーク検出回路132は、1次電圧検出回路131の検出電圧のピーク値を検出する回路であり、その検出したピーク値をデータ検出回路133および金属/過負荷検出回路134にそれぞれ供給するようになっている。 Peak detection circuit 132 is a circuit for detecting a peak value of the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131, so as to supply respective peak values ​​thereof detected in the data detection circuit 133 and metal / overload detection circuit 134 ing. ピーク検出回路132は、制御部14からのホールドリセット信号によりホールドリセットされるようになっている。 Peak detection circuit 132 is adapted to be held reset by hold reset signal from the control unit 14.
データ検出回路133は、受電装置2から伝送されるデータを検出する回路であって、ピーク検出回路132の検出ピーク値を所定の基準値と比較し、この比較結果に応じて「1」または「0」の2値データを出力するようになっている。 Data detection circuit 133 is a circuit for detecting the data transmitted from the power receiving device 2, the detected peak value of the peak detection circuit 132 is compared with a predetermined reference value, in accordance with the comparison result "1" or " 0 "and outputs the binary data.

金属/過負荷検出回路134は、1次コイル12に電磁結合するものが2次コイル21以外の金属の検出、すなわち1次コイル12の異物の検出、および受電装置2の受電部22の過負荷状態を検出する回路である。 Metal / overload detection circuit 134, the primary coil 12 detected which electromagnetic coupling of a metal other than the secondary coil 21, ie the detection of the foreign matter of the primary coil 12, and the overload of the power receiving portion 22 of the power receiving device 2 a circuit for detecting a state. このため、金属/過負荷検出回路134は、その各検出の際に、ピーク検出回路132の検出ピーク値を異なる所定の第1基準値または第2基準値とそれぞれ比較し、この比較結果に応じて「1」または「0」の2値データを出力するようになっている。 Therefore, the metal / overload detection circuit 134, when the respective detection, respectively compares the first reference value or a second reference value to detect the peak value of a different predetermined peak detection circuit 132, according to the comparison result and it outputs the binary data of "1" or "0" Te.

制御部14は、後述のように、データ検出回路133および金属/過負荷検出回路134からの各データに基づいて各種の判定などを行い、その判定結果に基づいて各部を制御したり、表示部15の点灯制御を行うようになっている。 Control unit 14, as described below, performs various kinds of determination on the basis of the data from the data detection circuit 133 and metal / overload detection circuit 134, and controls each unit based on the determination result, the display unit and it performs lighting control of 15. また、制御部14は、マイクロコンピュータなどからなり、送電電圧生成部111からの出力クロック(出力電圧)の立ち下がりまたは立ち上がりに同期して動作するようになっている。 The control unit 14 is composed of a microcomputer or the like, adapted to operate in synchronization with the falling or rising edge of the output clock from the transmission voltage generation unit 111 (output voltage).

表示部15は、第1表示器151、第2表示器152、第3表示器153、および第4表示器154を備え、これらは以下のような機能を持っている。 Display unit 15, the first display 151, second display 152, a third display 153, and a fourth indicator 154, they have the following functions.
第1表示器151は、送電装置1が電力伝送中であることを示すものであり、電力伝送中には青色で点灯するようになっている。 The first display 151, the power transmitting device 1 is intended to indicate that the power transmission or during power transmission is adapted to light up in blue. 第2表示器152は、1次コイル12と2次コイル21とが電力伝送用トランス3を形成するときに、その両コイルの位置合わせ(位置決め)が適正である場合に、その旨を緑色で点灯するようになっている。 The second indicator 152, when the primary coil 12 and the secondary coil 21 forms a power transmission transformer 3, in which case the alignment of the two coils (positioning) is appropriate, to that effect in green It is adapted to light up.

第3表示器153は、後述のように送電装置1が受電装置2からIDコードを受信し、その受信IDコードが所定のIDコードと一致する場合に、その旨を黄色で点灯するようになっている。 The third indicator 153, the power transmission device 1 receives the ID code from the power receiving device 2 as will be described later, if the received ID code matches the predetermined ID code, is the fact to be amber ing. 第4表示器154は、金属/過負荷検出回路134が異物または過負荷を検出したときに、その旨を赤色で点灯するようになっている。 The fourth indicator 154, when the metal / overload detection circuit 134 detects a foreign object or overload, so as to light the fact in red.
受電装置2は、図1に示すように、2次コイル21と、受電部22と、可変負荷部23と、受電制御部24と、クロック生成部25と、受電電圧検出処理部26と、リセット回路27と、制御部28と、表示部29と、を備えている。 The power receiving device 2, as shown in FIG. 1, the secondary coil 21, and the power receiving unit 22, a variable load 23, and the power receiving control unit 24, a clock generator 25, and the receiving voltage detection processing unit 26, a reset It includes a circuit 27, a control unit 28, a display unit 29, a.

2次コイル21は、上記のように平面コイルからなり、平面コイルからなる1次コイル12との間で電力伝送用コイル3を構成するものである。 Secondary coil 21 is made flat coil as described above, it constitutes a power transmission coil 3 between the primary coil 12 made of the planar coil. 受電部22は、2次コイル21の誘起電圧から直流電圧を生成する整流回路221と、この整流回路221の出力端子とグランドとの間に接続されるコンデンサC3とからなる。 Receiver 22 includes a rectifier circuit 221 for generating a DC voltage from the induced voltage in the secondary coil 21, a capacitor C3 Metropolitan connected between the output terminal and the ground of the rectifier circuit 221.
可変負荷部23は、受電装置2側から送電装置1側に対して所望のデータを送信する場合に、送電データに応じて受電部22の負荷を可変させてその受電部22の出力電圧を変動させるものである。 Variable load 23, when transmitting desired data to the power transmission apparatus 1 from the power receiving device 2 side, varies the output voltage of the power receiving portion 22 by varying the load of the power receiving portion 22 in accordance with the transmission data it is intended to be. このため、可変負荷部23は、図1に示すように、抵抗RtとMOSトランジスタQ1との直列回路からなり、この直列回路が整流回路221の出力端子とグランドとの間に接続されている。 Thus, the variable load 23, as shown in FIG. 1, consists of a series circuit of a resistor Rt and the MOS transistor Q1, the series circuit is connected between the output terminal and the ground of the rectifier circuit 221.

MOSトランジスタQ1のゲートには、制御部28から上記の送電データに応じたオンオフ信号が印加され、これによりMOSトランジスタQ1がオンオフ制御されて、抵抗Rtがグランドに接続されたりグランドから離れて受電部22の出力電圧が変動する。 The gate of the MOS transistor Q1 is applied off signal from the control unit 28 according to the above transmission data, thereby MOS transistor Q1 is on-off control, power receiving unit resistor Rt is away from the ground or connected to ground output voltage of 22 varies. このときには、受電制御部24のMOSトランジスタQ2は、制御部28によりオフになっている。 At this time, MOS transistor Q2 of the power reception control unit 24 is turned off by the control unit 28.

受電制御部24は、負荷抵抗RLへの電力供給または充電可能な2次電池(図示せず)の充電の際に、その電力供給などの制御を行うものであり、図1に示すようにMOSトランジスタQ2、抵抗R3、およびダイオードD2からなる。 Power reception control unit 24, during the charge of the power supply or a rechargeable secondary battery to the load resistor RL (not shown), which performs control such that the power supply, MOS as shown in FIG. 1 transistor Q2, resistors R3, and a diode D2. MOSトランジスタQ2のゲートには制御部28からのオンオフ信号が印加され、これによりMOSトランジスタQ2がオンオフ制御され、オン時に受電部22の出力電圧が負荷抵抗RLに供給されるようになっている。 MOS transistor Q2 of the gate is applied on-off signal from the control unit 28, thereby MOS transistor Q2 is on-off controlled, the output voltage of the power receiving unit 22 is adapted to be supplied to the load resistor RL at the time of ON.

クロック生成部25は、2次コイル21の誘起電圧の一部を検出する2次電圧検出回路251と、その2次電圧検出回路251の検出電圧を所定の基準値と比較し、この比較結果に基づいてクロック信号を生成するクロック生成回路252とからなる。 The clock generator 25, the secondary voltage detector circuit 251 for detecting a portion of the induced voltage in the secondary coil 21, compares the detected voltage of the secondary voltage detector circuit 251 with a predetermined reference value, the comparison result based consisting clock generation circuit 252 for generating a clock signal.
2次電圧検出回路251は、抵抗R4、抵抗R5、およびダイオードD3から構成される。 Secondary voltage detection circuit 251, a resistor R4, resistor R5, and a diode D3. すなわち、2次コイル21の誘起電圧を抵抗R4と抵抗R5とで分圧し、この分圧電圧を検出電圧としてクロック生成回路252に供給するようになっている。 That is, dividing the induced voltage in the secondary coil 21 by the resistor R4 and the resistor R5, and supplies the divided voltage to the clock generation circuit 252 as a detection voltage. 抵抗R5の両端には、ダイオードD3が接続されている。 At both ends of the resistor R5, diode D3 is connected. クロック生成回路252の生成するクロックは、制御部28に供給されるようになっている。 Generated clock of the clock generation circuit 252, are supplied to the control unit 28.

データ検出処理部26は、図1に示すように、位置検出回路261と、データ検出回路262とから構成される。 Data detection processing unit 26, as shown in FIG. 1, a position detecting circuit 261, and a data detection circuit 262 Prefecture.
位置検出回路261は、1次コイル12と2次コイル21との位置合わせを検出する回路であって、受電部22の出力電圧を所定の基準値と比較し、この比較結果に応じて「1」または「0」の2値データを出力するようになっている。 Position detecting circuit 261 is a circuit for detecting the alignment of the primary coil 12 and secondary coil 21, the output voltage of the power receiving portion 22 with a predetermined reference value, "1 in accordance with the comparison result "or and it outputs the binary data of" 0 ".

データ検出回路262は、送電装置1から受電装置2に対して伝送されるデータを検出する回路であって、受電部22の出力電圧を所定の基準値と比較し、この比較結果に応じて「1」または「0」の2値データを出力するようになっている。 Data detection circuit 262 is a circuit for detecting the data to be transmitted to the power receiving device 2 from the power transmission apparatus 1 compares the output voltage of the power receiving portion 22 with a predetermined reference value, in accordance with the comparison result of " and it outputs the binary data 1 "or" 0 ".
リセット回路27は、受電部22の出力電圧に基づいてリセット信号を生成し、この生成したリセット信号を制御部28に出力するようになっている。 Reset circuit 27 generates a reset signal on the basis of the output voltage of the power receiving unit 22, and outputs a reset signal the generator to the control unit 28.

制御部28は、後述のように、位置検出回路261およびデータ検出回路262からの各出力に基づいて各種の判定などを行い、その判定結果に基づいて各部を制御したり、表示部29の点灯制御を行うようになっている。 Control unit 28, as described below, performs various kinds of judgment based on the output from the position detection circuit 261 and the data detection circuit 262, and controls each unit based on the determination result, the lighting of the display section 29 It is adapted to perform control. また、制御部28は、ストップ信号を受け取ると、後述のように所定の制御を停止するようになっている。 The control unit 28 receives the stop signal, so as to stop the predetermined control as will be described later. さらに、制御部28は、マイクロコンピュータなどからなり、クロック生成回路252の生成するクロックの立ち下がりまたは立ち上がりに同期して動作するようになっている。 Further, the control unit 28 is composed of a microcomputer or the like, adapted to operate in synchronization with the falling or rising edge of the clock generated by the clock generation circuit 252.

表示部29は、第1表示器291と第2表示器292とを備え、これらは以下のような機能を持っている。 Display unit 29 includes a first display unit 291 and a second indicator 292, they have the following functions.
第1表示器291は、受電装置2が送電装置1からの電力を受電中であることを示すものであり、受電中には青色で点灯するようになっている。 The first indicator 291, which indicates that the power receiving device 2 is in receiving power from the power transmitting device 1 is adapted to light up in blue while receiving. 第2表示器292は、1次コイル12と2次コイル21とが電力伝送用トランス3を形成するときに、その両コイルの位置合わせが適正である場合に、その旨を緑色で点灯するようになっている。 The second display 292, when the primary coil 12 and the secondary coil 21 forms a power transmission transformer 3, when the alignment of the two coils is proper, so as to light up to that effect in green It has become.
(送電装置の具体的な構成) (Specific configuration of the power transmission device)
次に、図1に示す送電装置1のより具体的な構成について、図2を参照しながら説明する。 Next, a more detailed structure of the power transmission apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

図2に示す送電装置1は、図1に示す送電装置1をさらに具体化したものであるので、同一構成要素には同一符号を付し、具体化された部分について主に説明する。 Power transmitting apparatus 1 shown in FIG. 2, because is a further embodies the power transmission apparatus 1 shown in FIG. 1 denote the same components will be mainly described embodying portion.
図2に示すように、送電装置1は、直流電源4からの電力により動作し、各部には直流電源4からの電圧が印加されるようになっている。 As shown in FIG. 2, the power transmitting device 1 is operated by electric power from the DC power supply 4, the respective units so that the voltage from the DC power source 4 is applied.
図2に示す送電部11は、ASIC回路111Aにより集積回路化されている。 Transmitting unit 11 shown in FIG. 2 is an integrated circuit by ASIC circuit 111A. すなわち、送電部11は、図1に示す構成要素のうち、コンデンサC1,C2を除く部分がIC回路111Aからなる。 That is, the power transmission section 11, the components shown in FIG. 1, portions except the capacitors C1, C2 is an IC circuit 111A.

図2に示すピーク検出回路132は、オペアンプ(演算増幅器)OP1、OP2と、抵抗R11,R12,R13と、ダイオードD11と、コンデンサC11と、MOSトランジスタQ11とから構成される。 Peak detection circuit 132 shown in FIG. 2, an operational amplifier (operational amplifier) ​​OP1, OP2, and resistors R11, R12, R13, a diode D11, a capacitor C11, composed of MOS transistors Q11 Prefecture.
すなわち、オペアンプOP1は、一方の端子に1次電圧検出回路131の検出電圧が印加され、他方の端子にオペアンプOP2の出力電圧が抵抗R13を介して印加され、出力端子が抵抗R11およびダイオードD11を介してオペアンプOP2の一方の入力端子に接続されている。 That is, the operational amplifier OP1 is the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131 to the one terminal is applied, the output voltage of the operational amplifier OP2 is applied via a resistor R13 to the other terminal, an output terminal resistor R11 and diode D11 through and is connected to one input terminal of the operational amplifier OP2.

オペアンプOP2は、一方の入力端子がコンデンサC11を介してグランドに接続され、他方の入力端子が自己の出力端子に接続されている。 Operational amplifier OP2 has one input terminal connected to the ground through a capacitor C11, the other input terminal is connected to its own output terminal. コンデンサC11の両端には、抵抗R12とMOSトランジスタQ11とを直列に接続した直列回路が並列に接続されている。 The both ends of the capacitor C11, a series circuit of a resistor R12 and MOS transistor Q11 connected in series are connected in parallel. さらに、オペアンプOP2の出力電圧は、データ検出回路133および金属/過負荷検出回路134にそれぞれ供給されるようになっている。 Furthermore, the output voltage of the operational amplifier OP2 is adapted to be supplied to the data detection circuit 133 and metal / overload detection circuit 134.

データ検出回路133は、図2に示すように、2のコンパレータ1331、1332、および可変抵抗器VR1、VR2などからなり、これらがウインドウコンパレータを構成している。 Data detection circuit 133, as shown in FIG. 2, consists including second comparator 1331 and 1332, and the variable resistor VR1, VR2, they constitute a window comparator.
さらに詳述すると、コンパレータ1331は、一方の入力端子がオペアンプOP2の出力端子に接続され、他方の入力端子には可変抵抗器VR1で可変できる高電位の基準電圧が印加され、出力端子がコンパレータ1332の出力端子に接続されている。 In more detail, the comparator 1331 is connected to the output terminal of the one input terminal operational amplifier OP2, the other input terminal a reference voltage of the high potential can be varied by the variable resistor VR1 is applied, an output terminal the comparator 1332 It is connected to the output terminal. また、コンパレータ1332は、一方の入力端子がオペアンプOP2の出力端子に接続され、他方の入力端子には可変抵抗器VR2で可変できる低電位の基準電圧が印加され、出力端子がコンパレータ1331の出力端子に接続されている。 The comparator 1332 has one input terminal connected to an output terminal of the operational amplifier OP2, the other input terminal a reference voltage of the low potential can be varied by the variable resistor VR2 is applied, an output terminal an output terminal of the comparator 1331 It is connected to the.

従って、コンパレータ1331、1332の他方の各入力端子には、可変自在な高電位と低電位の基準電圧がそれぞれ印加され、例えば、入力電圧がその両基準電圧の間に属する場合には出力データとして「1」が出力され、その両電位の間に属しない場合には出力データとして「0」が出力される。 Therefore, to the other input terminals of the comparators 1331 and 1332, variable reference voltage of freely high potential and the low potential is applied, respectively, for example, when the input voltage belongs between the two reference voltages as output data "1" is output, "0" is output as the output data. If not belong between the two potentials.
金属/過負荷検出回路134は、図2に示すように、コンパレータ1341および可変抵抗器VR3などからなる。 Metal / overload detection circuit 134, as shown in FIG. 2, and the like comparator 1341 and a variable resistor VR3. すなわち、コンパレータ1341は、一方の入力端子がオペアンプOP2の出力端子に接続され、他方の入力端子には可変抵抗器VR3で可変できる基準電圧が印加され、出力端子が制御部14に接続されている。 That is, the comparator 1341 has one input terminal connected to an output terminal of the operational amplifier OP2, the other input terminal a reference voltage can be varied by the variable resistor VR3 is applied, an output terminal connected to the control unit 14 .

制御部14は、マイクロコンピュータなどから構成され、ASIC回路111Aが生成して1次コイル12に供給するパルスと同じ周波数のパルスをクロック信号として取り込み、そのクロック信号に同期して動作するようになっている。 Control unit 14 is constituted by a microcomputer, ASIC circuit 111A takes in the pulse of the same frequency pulse and supplies the generated by the primary coil 12 as a clock signal, so as to operate in synchronism with the clock signal ing.
表示部15の各表示器151〜154は、青色、緑色、黄色、および赤色で発光する発光ダイオードからなる。 Each indicator 151-154 of the display unit 15, a light emitting diode emitting blue, green, yellow, and red.
(受電装置の具体的な構成) (Specific configuration of the power receiving device)
次に、図1に示す受電装置2のより具体的な構成について、図3を参照しながら説明する。 Next, a more detailed structure of the power receiving device 2 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

図3に示す受電装置2は、図1に示す受電装置2をさらに具体化したものであるので、同一構成要素には同一符号を付し、具体化された部分について主に説明する。 The power receiving device 2 shown in FIG. 3, so is a further embodies the power receiving device 2 shown in FIG. 1 denote the same components will be mainly described embodying portion.
図3に示すように、受電装置2は、レギュレータ30A,30Bを含んでいる。 As shown in FIG. 3, the power receiving device 2 includes regulators 30A, the 30B. そして、レギュレータ30Aは、受電部22の出力電圧を安定化させ、この安定化させた電圧を電源電圧として制御部28などに供給するようにしている。 Then, the regulator 30A stabilizes the output voltage of the power receiving portion 22, so that supplying the stabilized voltage was like the control unit 28 as a power supply voltage. また、レギュレータ30Bは受電制御部24に含まれ、受電部22の出力電圧を安定化させ、この安定化電圧を負荷抵抗RLに供給するようになっている。 Further, the regulator 30B is included in the power reception control unit 24, to stabilize the output voltage of the power receiving unit 22, and supplies the stabilized voltage to a load resistor RL.

クロック生成部25のクロック生成回路252は、図3に示すように、コンパレータ2521および可変抵抗器VR4などからなる。 The clock generation circuit 252 of the clock generator 25, as shown in FIG. 3, and the like comparator 2521 and the variable resistor VR4. すなわち、コンパレータ2521は、一方の入力端子に2次電圧検出回路251の検出電圧が印加され、他方の入力端子に可変抵抗器VR4で可変できる基準電圧が印加され、出力端子が制御部28に接続されている。 That is, the comparator 2521 is the detection voltage of the one input terminal to the secondary voltage detector circuit 251 is applied, the variable can reference voltage is applied by the variable resistor VR4 to the other input terminal, connecting the output terminal to the control unit 28 It is.
位置検出回路261は、図3に示すように、コンパレータ2611および可変抵抗器VR5などからなる。 Position detection circuit 261, as shown in FIG. 3, and the like comparator 2611 and a variable resistor VR5. すなわち、コンパレータ2611は、一方の入力端子に受電部22の出力電圧が印加され、他方の入力端子に基準電圧が可変抵抗器VR5を介して印加され、出力端子が制御部28に接続されている。 That is, the comparator 2611, the output voltage of the power receiving unit 22 to the one input terminal is applied, the reference voltage to the other input terminal is applied through a variable resistor VR5, the output terminal is connected to the control unit 28 .

データ検出回路262は、図3に示すように、2のコンパレータ2621、2622、および可変抵抗器VR6、VR7などからなり、これらがウインドウコンパレータを構成している。 Data detection circuit 262, as shown in FIG. 3 consists like second comparator 2621,2622, and variable resistor VR6, VR7, it constitutes a window comparator.
さらに詳述すると、コンパレータ2621は、一方の入力端子に受電部22の出力電圧が印加され、他方の入力端子には可変抵抗器VR6で可変できる高電位の基準電圧が印加され、出力端子がコンパレータ2622の出力端子および制御部28にそれぞれ接続されている。 In more detail, the comparator 2621 is the output voltage of the power receiving unit 22 to one input terminal applied to the other input terminal a reference voltage of the high potential can be varied by the variable resistor VR6 is applied, an output terminal comparator It is connected to the output terminal and the control unit 28 of the 2622. また、コンパレータ2622は、一方の入力端子に受電部22の出力電圧が印加され、他方の入力端子には可変抵抗器VR7で可変できる低電位の基準電圧が印加され、出力端子がコンパレータ2621の出力端子および制御部28にそれぞれ接続されている。 The comparator 2622 is the output voltage of the power receiving unit 22 to one input terminal applied to the other input terminal a reference voltage of the low potential can be varied by the variable resistor VR7 is applied, the output terminal is the output of the comparator 2621 It is connected to terminals and the control unit 28.

従って、コンパレータ2621、2622の他方の各入力端子には、可変自在な高電位と低電位の基準電圧がそれぞれ印加され、例えば、入力電圧(受電部22の出力電圧)がその両電位の間に属する場合には出力データとして「1」が出力され、その両電位の間に属しない場合には出力データとして「0」が出力される。 Therefore, to the other input terminals of the comparators 2621,2622, reference voltage of the variable freely high potential and the low potential is applied, respectively, for example, the input voltage (output voltage of the power receiving unit 22) during the two potential if it belongs is "1" is output as the output data, "0" is output as the output data. If not belong between the two potentials.
制御部28は、マイクロコンピュータなどから構成され、クロック生成部25の生成するクロック信号により、送電装置1側の制御部14と同期して動作できるようになっている。 Control unit 28 is constituted by a microcomputer, by a clock signal generated by the clock generator 25, so that it operates in synchronization with the control unit 14 of the power transmitting device 1 side. 制御部28には停止スイッチSW1が接続され、その停止スイッチSW1がオンすると制御部28にストップ信号が供給されるようになっている。 The control unit 28 is adapted to stop the switch SW1 is connected, the stop signal is supplied to a control unit 28 that the stop switch SW1 is turned on.

表示部29の各表示器291、292は、青色、緑色で発光する発光ダイオードからなる。 Each indicator 291, 292 of the display unit 29, a light emitting diode emitting blue, green.
(実施形態の動作例) (Operation of Embodiment)
次に、このような構成からなる実施形態の動作の一例について、図面を参照して説明する。 Next, an example of the operation of the embodiment having such a configuration will be described with reference to the drawings. まず、送電装置1側の動作について、図4のステップS1〜S6を参照しながら説明する。 First, the operation of the power transmitting device 1 side will be described with reference to step S1~S6 in FIG.

送電装置1の電源を投入すると(ステップS1)、その電源の投入に基づいてマイクロコンピュータからなる制御部14がリセットされ(ステップS2)、制御部14の出力ポートが初期状態となる。 When power is applied to the power transmitting device 1 (step S1), the a control unit 14 comprising a microcomputer based on the power cycle is reset (step S2), the output port of the control unit 14 is the initial state.
制御部14のリセットが終了すると、制御部14から送電電圧生成部111に供給されるスタート信号が「L」レベルとなり、送電電圧生成部111の生成電圧の出力が所定時間(例えば300mS)だけ停止する。 When the reset of the control unit 14 is completed, the start signal supplied from the control unit 14 to the transmission voltage generation unit 111 becomes "L" level, stops the output of the generation voltage of the power transmission voltage generating unit 111 by a predetermined time (e.g., 300 mS) to. すなわち、送電装置1は、直ちに送電を行わずに所定時間だけ送電を待機する(ステップS3)。 That is, the power transmission apparatus 1 waits for the transmission for a predetermined time without immediately performing the transmission (step S3).

その待機が終了して、制御部14から送電電圧生成部111に供給されるスタート信号が「H」レベルになると、送電タイマ1112が起動を開始すると同時に、送電装置1は受電装置2に対して本来の送電が可能であるか否かを確認するために一時的な送電を開始する(ステップS4)。 The standby is completed, the start signal supplied from the control unit 14 to the transmission voltage generation unit 111 becomes "H" level, and at the same time the transmission timer 1112 starts the activation, the power transmitting device 1 for the power receiving device 2 original transmission starts temporary power transmission in order to confirm whether or not it is possible (step S4). このときには、送電電圧生成部111は、送電電圧として例えば周波数が444〔kHz〕のパルスを生成して出力する。 At this time, the transmission voltage generating unit 111, for example, the frequency as the transmission voltage generates and outputs a pulse of 444 [kHz].

このように送電装置1が一時的な送電を開始したときに、送電装置1の1次コイル12に受電装置2の2次コイル21が電磁結合されておらず、1次コイル12の上に金属などの異物が置かれている場合が考えられる。 When such a power transmission device 1 starts temporary power transmission, the secondary coil 21 of the power transmission device 1 of the primary coil 12 to the power receiving device 2 is not electromagnetically coupled, metal on the primary coil 12 considered is a case where foreign matter such as is placed.
そこで、ステップS5では、制御部14が、1次電圧検出回路131の検出電圧に基づいて得られる金属/過負荷検出回路134の出力に基づき、1次コイル12にとって好ましくない金属(異物)が検知されたか否かを判定する。 Therefore, in step S5, the control unit 14 based on the output of the primary voltage detection circuit 131 of the detection voltage based metal / overload detection circuit 134 obtained it is not preferable to take the primary coil 12 metal (foreign matter) is detected determines whether the. この金属検知の判定の方法については、後述する。 The method of determination of the metal detection will be described later.

一方、ステップS4において送電装置1が一時的な送電を開始したときに、送電装置1側の1次コイル12と受電装置2側の2次コイル21とが接近して電磁結合し、両コイル12、21が電力伝送用トランス3を形成する場合には、受電装置2の受電部22は電力を受電する。 On the other hand, when the power transmitting device 1 starts temporary power transmission in step S4, the primary coil 12 of the power transmitting device 1 side and the secondary coil 21 of the power receiving device 2 is electromagnetically coupled with close, the coils 12 , 21 in the case of forming a power transmission transformer 3, the power receiving unit 22 of the power receiving device 2 receives power.
このため、その受電に基づき、マイクロコンピュータからなる制御部28はリセットされ(ステップS13)、制御部28の出力ポートが初期状態となる。 Therefore, based on the power receiving, the control unit 28 comprising a microcomputer is reset (step S13), and the output port of the control unit 28 is the initial state. また、このときには、制御部28は、MOSトランジスタQ1をオンにし、MOSトランジスタQ2をオフにするので、受電部22の負荷は可変負荷部23の抵抗Rtとなる。 Further, at this time, the control unit 28, the MOS transistor Q1 is turned on, so turning off the MOS transistor Q2, the load of the power receiving unit 22 is a resistor Rt of the variable load 23. この場合に、受電部22の負荷が正常ではなく、過負荷であることが考えられる。 In this case, the load is not the normal power receiving portion 22, is considered to be overloaded.

そこで、ステップS5では、制御部14が、1次電圧検出回路131の検出電圧に基づいて得られる金属/過負荷検出回路134の検出出力に基づき、受電部22の負荷が過負荷であることを検知(検出)したか否かを判定する。 Therefore, in step S5, the control unit 14 based on the detection output of the primary voltage metal obtained based on the detection voltage of the detection circuit 131 / overload detection circuit 134, the load of the power receiving portion 22 is overloaded determines whether the detected (detection). この過負荷検知の判定方法については、後述する。 This for the determination method of overload detection, described later.
以上のようにステップS5において、金属検知があったことが判定され、または過負荷検知があったことが判定された場合にはステップS6に進み、制御部14は表示部15の発光ダイオード154に電流を流すので、発光ダイオード154は赤色を点灯(発光)する。 In step S5, as described above, it is determined that there was a metal detection, or when overload that detection was a is determined, the process proceeds to step S6, the light emitting diode 154 of the control unit 14 display unit 15 since electric current, light emitting diode 154 is lit red (emission). 一方、ステップS5において、金属検知または過負荷検知があると判定されない場合にはステップS7に進み、制御部14はデータ検出回路133からの出力データの取りこみを開始する。 On the other hand, in step S5, if it is not determined that there is a metal detection or overload detection proceeds to step S7, the control unit 14 starts the uptake of output data from the data detection circuit 133.

次に、受電装置2側の動作について、図4のステップS13〜S18を参照して説明する。 Next, the operation of the power receiving device 2 side will be described with reference to steps S13~S18 in FIG.
上記のように、ステップS4で送電装置1の送電が開始されたときに、受電装置2が受電可能であれば、マイクロコンピュータからなる制御部28はリセットされ(ステップS13)、制御部28の出力ポートが初期状態となる。 As described above, when the power transmission of the power transmission apparatus 1 is started in step S4, the power receiving device 2 is powered as long as the control unit 28 comprising a microcomputer is reset (step S13), and the output of the control unit 28 port is the initial state.

その後、制御部28のリセットが解除されると(ステップS14:Yes)、次のステップS15に進む。 Thereafter, when the reset of the control unit 28 is released (step S14: Yes), the process proceeds to the next step S15. ステップS15では、制御部28が、位置検出回路261の検出出力(位置レベル)に基づき、1次コイル12と2次コイル21との位置合わせが適正か否を判定する。 In step S15, the control unit 28 based on the detection output of the position detection circuit 261 (position level), and determines the alignment of the primary coil 12 and secondary coil 21 a not proper or. この両コイルの位置合わせの判定方法については、後述する。 Method for determining the alignment of the two coils will be described later.
この判定の結果、1次コイル12と2次コイル21との位置合わせが適正であると判定された場合には、その旨を表示するために、制御部28は表示部29の発光ダイオード292に電流を流すので、発光ダイオード292は緑色を点灯(発光)する(ステップS16)。 If the result of this determination is that the alignment between the primary coil 12 and secondary coil 21 is determined to be appropriate, in order to display to that effect, the control unit 28 to the light emitting diode 292 of the display unit 29 since electric current, light emitting diode 292 is lighted green (emission) (step S16). 一方、その位置合わせが適正でないと判定された場合には、次のステップS17に進む。 On the other hand, if the alignment is determined not to be appropriate, the process proceeds to the next step S17.

ステップS17では、制御部28が、例えば次のような24ビットのコード生成を行うすなわち、以下のようなデータ(位置レベルデータおよびIDコード)を送電装置1に対して送信するために、以下のようなコード(符号)の生成を行う。 In step S17, the control unit 28, for example, i.e. for 24-bit code generation, such as the following, in order to transmit the data (position level data and ID code) as follows for the power transmission device 1, the following and it generates the code (code), as.
その24ビットのコードは、8ビットからなるスタートコード、位置検出回路261の出力データである4ビットの位置レベルデータ、4ビットからなり受電装置2自身を識別するためのIDコード、および8ビットからなるエラーコードから構成される。 Its 24-bit code, the start code consisting of 8 bits, the position level data of 4 bits which is output data of the position detection circuit 261, ID code for identifying the power receiving device 2 itself consists of 4 bits, and 8 bits It consists of an error code to be.

制御部28は、その生成した24ビットのコードを送電装置1に対して送信するために、受電制御部24のMOSトランジスタQ2をオフにさせ、そのコードの「0」または「1」に対応させて、可変負荷部23のMOSトランジスタQ1をオンオフさせる(ステップS18)。 Controller 28, to transmit 24-bit code thus generated to the power transmission apparatus 1, to turn off the MOS transistor Q2 of the power reception control unit 24, to correspond to "0" or "1" of the code Te, turning on and off the MOS transistor Q1 of the variable load 23 (step S18). この結果、可変負荷部23の負荷は、MOSトランジスタQ1がオンの場合には抵抗Rtとなり、それがオフの場合には無負荷となり、大きく変動する。 As a result, the load of variable load 23 becomes resistance Rt when the MOS transistor Q1 is turned on, it is unloaded in the case of off, it varies greatly.

その後、制御部28は、MOSトランジスタQ1をオン、MOSトランジスタQ2をオフにし、データ検出回路262が送電装置1からデータが伝送されるのを待機する(図5のステップS26) Thereafter, the control unit 28 turns on the MOS transistor Q1, the MOS transistor Q2 is turned off, the data detection circuit 262 is the data from the power transmitting device 1 is waiting to be transmitted (step S26 in FIG. 5)
次に、送電装置1側の動作について、図4のステップS7〜S12を参照しながら説明する。 Next, the operation of the power transmitting device 1 side will be described with reference to step S7~S12 in FIG.

上記のように、受電装置2側の可変負荷部23で大幅な負荷の変動が発生すると、その変動に応じて、送電装置1側の1次電圧検出回路131の検出電圧が大きく変動する。 As described above, the variation of substantial load is generated by the variable load 23 of the power receiving device 2, in accordance with the fluctuation, detecting the voltage of the power transmitting device 1 side primary voltage detection circuit 131 greatly fluctuates. その検出電圧の変動は、受電装置2で生成されるコードに対応する。 Variation of the detection voltage corresponds to the code generated by the power receiving device 2. このため、1次電圧検出回路131の検出電圧、その検出電圧のピーク検出回路132によるピーク値の検出、およびそのピーク値のデータ検出回路133による2値化は、受電装置2で生成されたコードを受信することに相当する。 Therefore, the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131, the detection of the peak value by the peak detection circuit 132 of the detection voltage, and binarization by the data detection circuit 133 of the peak value, the generated code in the power receiving device 2 It is equivalent to receiving.

従って、ステップS7では、制御部14は、1次電圧検出回路131の検出電圧に基づき、受電装置2からのコードを受信する。 Therefore, in step S7, the control unit 14 based on the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131, it receives the code from the power receiving device 2. このように制御部14が、1次電圧検出回路131の検出電圧に基づき、コードを受信できる原理については後述する。 Thus the control unit 14 based on the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131 will be described later principle can receive code.
次に、ステップS8では、その受信コード中からスタートコードおよびエラーコードの抽出の有無をそれぞれ判定する。 Next, it is determined in step S8, whether the extraction of the start code and error code in the received code, respectively. この判定の結果、両コードが抽出されない場合にはステップS3に戻り、制御部14は、送電電圧生成部111に対して送電の停止を指示する。 The result of this determination, the flow returns to step S3, if both codes are not extracted, the control unit 14 instructs the stop of the power transmission to the power transmission voltage generation unit 111. 一方、両コードが抽出された場合には、次のステップS9に進む。 On the other hand, if both code is extracted, the process proceeds to the next step S9.

ステップS9では、制御部14は、上記の受信コードに含まれる位置レベルデータに基づき、両コイルの位置合わせが適正か否を判定する。 In step S9, the control unit 14 based on the position level data included in the reception code, it determines the proper or not alignment of both coils. この判定の結果、その位置合わせが適正でない場合にはステップS3に戻り、制御部14は送電を停止させる。 The result of this determination, the process returns to step S3 in which case the alignment is not proper, the control unit 14 stops the power transmission.
一方、その位置合わせが適正である場合には、次のステップS10に進む。 On the other hand, when the alignment is proper, the process proceeds to the next step S10. ステップS10では、その位置合わせが適正である旨を表示するために、制御部14は表示部15の発光ダイオード152に電流を流すので、発光ダイオード152は緑色を点灯する。 In step S10, in order to display that the alignment is correct, the control unit 14 so current flows in the light emitting diode 152 of the display unit 15, the light emitting diode 152 is lighted green.

次に、ステップS11では、制御部14は、上記の受信コードに含まれるIDコードが所定のIDコードと一致するか否かを判定する。 Next, in step S11, the control unit 14, the ID code included in the reception code determines whether matches a predetermined ID code. この判定の結果、両IDコードが一致しない場合にはステップS3に戻り、制御部14は送電を停止させる。 As a result of the determination, the process returns to step S3 when both ID codes do not match, the control unit 14 stops the power transmission. 一方、その両IDコードが一致する場合には、その旨を表示するために、制御部14は表示部15の発光ダイオード153に電流を流すので、発光ダイオード153は黄色を点灯する(ステップS12)。 On the other hand, if the two ID codes match, in order to display to that effect, the control unit 14 so current flows in the light emitting diode 153 of the display unit 15, the light emitting diode 153 is lighted yellow (step S12) .

次に、図5に示すステップS19では、制御部14が、ストップフラグが立っているか否かを判定し、ストップフラグが立っている場合にはステップS3に戻り、送電装置1の送電を停止させ、ストップフラグが立っていない場合には次のステップS20に進む。 Next, in step S19 shown in FIG. 5, the control unit 14 determines whether the stop flag is set, when the stop flag is set back to step S3, it stops the power transmission of the power transmission apparatus 1 , it proceeds to the next step S20 if the stop flag is not set.
ここで、ストップフラグは、送電装置1側で何らかの異常が生じて送電を停止する必要がある場合に、セットされるものである。 Here, the stop flag when some abnormality in the power transmitting device 1 side it is necessary to stop the power transmission occurs, are those set.

図5のステップS20では、制御部14が、例えば次のような24ビットのコード生成を行う。 In step S20 of FIG. 5, the control unit 14 performs the 24-bit code generation, such as for example the following. この24ビットのコードは、8ビットからなるスタートコード、8ビットからなり相手の受電装置2が正規のものであるかをどうかを確認するための認証コード、および8ビットからなるエラーコードから構成される。 This 24-bit code, the start code consisting of 8 bits, is constructed from the error code consisting of the authentication code, and 8 bits for consists of 8-bit power receiving device 2 of the other party to see if whether legitimate that.
次に、図5のステップS21では、制御部14は、その生成した24ビットのコードを受電装置2に対して送信するために、そのコードの「0」および「1」に対応させて、送電電圧生成部111の発生するパルスの周波数を変化させる。 Next, in step S21 in FIG. 5, the control unit 14, to send the 24-bit code that generated for the power receiving device 2, corresponding to "0" and "1" of the code, the transmission varying the frequency of the generated pulse voltage generator 111. すなわち、制御部14は、そのコードの「0」および「1」に対応させて、送電電圧生成部111の発生するパルスの周波数を例えばf1〔Hz〕とf2〔Hz〕に変化させる。 That is, the control unit 14, so as to correspond to "0" and "1" of the code, to change the frequency of the generated pulses of transmission voltage generating unit 111, for example, f1 [Hz] and f2 [Hz].

ここで、送電装置1において、コンデンサC1、C2および1次コイル12は直列接続されて直列回路を形成し、この直列回路は固有の共振周波数を有している。 Here, the power transmission device 1, the capacitors C1, C2 and the primary coil 12 is connected in series to form a series circuit, the series circuit has a natural resonance frequency. 一方、送電電圧生成部111の発生するパルスの周波数は、生成コードの「0」および「1」に対応して変化する。 On the other hand, the frequency of the generated pulses of transmission voltage generation unit 111 is changed in correspondence to the "0" and "1" in the generated code. このため、1次コイル12の誘起電圧の大きさは、その周波数の変動に従って大幅に変動する。 Therefore, the magnitude of the induced voltage in the primary coil 12 varies greatly according to variation of that frequency.

このようにして、ステップS21において、送電装置1によるコードの送信が終了すると、送電装置1は本格的な送電を開始する(ステップS22)。 Thus, in step S21, the transmission of the code by the power transmission device 1 is completed, the power transmitting device 1 starts in earnest transmission (step S22). この送電が開始されると、送電中であることを示すために、制御部14は、発光ダイオード151を青色に点灯させる。 When the power transmission starts, to indicate that it is in the power transmission, the control unit 14 lights the light emitting diodes 151 in blue.
次に、受電装置2側の動作について、図5のステップS27〜S31を参照して説明する。 Next, the operation of the power receiving device 2 side will be described with reference to steps S27~S31 in FIG.

上記のように、ステップS21で送電装置1からコードの送信が開始されたときに、受電部22の受電電圧が大きく変動し、この変動はそのコードの「0」および「1」にそれぞれ対応する。 As described above, when the transmission from the power transmitting device 1 code is started in step S21, receiving voltage of the power receiving portion 22 greatly fluctuates, this fluctuation respectively corresponding to "0" and "1" of the code . そこで、データ検出回路262は、その受電部22の受電電圧に基づいてそのコードの「0」と「1」に対応する2値データを制御部28に出力する。 Therefore, the data detection circuit 262 outputs the binary data corresponding to "1" and "0" of the code based on the receiving voltage of the power receiving unit 22 to the control unit 28.
従って、制御部28は、送電装置1からのコードを受信することになる(ステップS27)。 Accordingly, the control unit 28 will receive a code from the power transmitting device 1 (step S27). このように制御部28が、データ検出回路262の検出に基づき、送信装置1からのコードを受信できる原理については後述する。 Thus the control unit 28 based on the detection of the data detection circuit 262 will be described later principle can receive the code from the transmitter 1.

次に、ステップS28では、制御部28が、その受信したコード中から抽出された認証コードが所定の認証コードと一致するか否かを判定する。 Then it determines, in step S28, the control unit 28, whether the authentication code extracted from the received in the code matches the predetermined authorization code. この判定の結果、両認証コードが一致する場合にはステップS29に進み、その両認証コードが一致しない場合にはステップSS31に進む。 The result of this determination, if both authentication codes match the flow proceeds to step S29, the flow proceeds to step SS31 if the two authentication codes do not match.
ステップS29では、受電装置2が本格的な受電を開始する。 In step S29, the power receiving device 2 starts a full-scale power reception. すなわち、制御部28が、MOSトランジスタQ1をオフ、MOSトランジスタQ2をオンとするので、受電部22の受電電圧(出力電圧)は負荷抵抗RLに供給される。 That is, the control section 28, turns off the MOS transistor Q1, so that the MOS transistor Q2 on and receiving voltage (output voltage) of the power receiving unit 22 is supplied to the load resistor RL. このときには、受電装置2が受電中である旨を表示するために、制御部28は表示部29の発光ダイオード291に電流を流すので、発光ダイオード292は青色を点灯する。 In this case, in order to display that the power receiving device 2 is in the power receiving, the control unit 28 so current flows in the light emitting diode 291 of the display unit 29, the light emitting diode 292 to light blue.

次のステップS30では、制御部28が、ストップフラグが立ったか否かを判定し、ストップフラグが立った場合にはステップS31に進む。 In the next step S30, the control unit 28 determines whether the stop flag is set, the process proceeds to step S31 if the stop flag is set. ここで、ストップフラグは、受電装置2側で何らかの異常が検出されたとき、または負荷抵抗RLや2次電池(図示せず)に対する電力伝送の必要がなくなったときなどにセットされるものである。 Here, the stop flag, when any abnormality is detected in the power receiving device 2 side, or is intended to be set, for example, when no longer needed for power transmission to the load resistor RL and a secondary battery (not shown) .
ステップS31では、ストップフラグを送信するために、制御部28が、例えば次のような24ビットのコード生成を行う。 In step S31, in order to send a stop flag, the control unit 28 performs the 24-bit code generation, such as for example the following. この24ビットのコードは、8ビットからなるスタートコード、8ビットからなるストップフラグのコード、および8ビットからなるエラーコードから構成される。 This 24-bit code, the start code consisting of 8 bits, the code of the stop flag of 8 bits, and a error code consisting of 8 bits.

そして、制御部28は、その生成した24ビットのコードを送電装置1に対して送信するために、受電制御部24のMOSトランジスタQ2をオフにさせ、そのコードを用いて可変負荷部23のMOSトランジスタQ1をオンオフさせる。 Then, the control unit 28, to send the 24-bit code thus generated to the power transmission apparatus 1, to turn off the MOS transistor Q2 of the power reception control unit 24, MOS variable load part 23 by using the code turning on and off the transistor Q1.
次に、送電装置1側の動作について、図5のステップS23、S24を参照して説明する。 Next, the operation of the power transmitting device 1 side is described with reference to step S23, S24 in FIG.

上記のように、受電装置2側からストップフラグのコードを含む24ビットのコードが送信されると、送電装置1側の制御部14は、上記と同様に、1次電圧検出回路131の検出電圧に基づき、24ビットのコードを受信する。 As described above, when the 24-bit code including a code of the stop flag is transmitted from the power receiving device 2, the control unit 14 of the power transmitting device 1 side, like the above, the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131 based on, it receives the 24-bit code.
そして、ステップS23では、その受信コード中からスタートコードおよびエラーコードの抽出の有無をそれぞれ判定する。 It is determined in step S23, the presence or absence of the extraction of the start code and error code in the received code, respectively. この判定の結果、両コードが抽出されない場合にはステップS22に戻り、制御部14は送電装置1の送電を開始させる。 As a result of the determination, the process returns to step S22 if the two codes are not extracted, the control unit 14 initiates the transmission of the power transmission apparatus 1. 一方、両コードが抽出された場合には、次のステップS24に進む。 On the other hand, if both code is extracted, the process proceeds to the next step S24.

ステップS24では、制御部14が、上記の受信コードの中からストップフラグの抽出の有無を判定する。 In step S24, it determines the control unit 14, whether the extraction stop flag from among the reception code. この判定の結果、ストップフラグが抽出されない場合にはステップS22に戻り、制御部14は送電を開始させる。 If the result of this determination is that the stop flag is not extracted returns to step S22, the control unit 14 initiates the transmission. 一方、ストップフラグが抽出された場合にはステップS3に戻り、制御部14は送電装置1の送電を停止させる。 On the other hand, when the stop flag is extracted returns to step S3, the control unit 14 stops the power transmission of the power transmission apparatus 1.
(異物の判定方法) (Method of determining the foreign matter)
次に、図4のステップS5において制御部14が行う異物検知の判定の方法について、図6を参照して説明する。 Next, a method of determining foreign object detection control section 14 is performed in step S5 in FIG. 4 will be described with reference to FIG.

図2の送電装置1において、1次コイル12上に異物として金属が置かれている場合に、1次電圧検出回路131の抵抗R1および抵抗R2の直列回路の両端の電圧を測定すると、例えば図6(a)〜(e)に示すような結果が得られた。 In the power transmission device 1 of FIG. 2, when the metal is placed as a foreign object on the primary coil 12, when measuring the voltage across a series circuit of resistors R1 and R2 of the primary voltage detection circuit 131, for example, FIG. 6 (a) ~ results shown in (e) was obtained.
ここで、測定条件は、送電装置1の送電電圧の周波数がf1〔Hz〕、抵抗R1,R2の抵抗値が120〔kΩ〕、51〔kΩ〕とした。 Here, measurement conditions, the frequency of the transmission voltage of the power transmission device 1 is f1 [Hz], the resistance values ​​of the resistors R1, R2 are set to 120 [kΩ], 51 [kΩ].

図6(a)〜(e)は、それぞれ、1次コイルと異物(斜線で示す)との位置関係、およびその位置関係に対応する測定電圧を示し、例えば(a)は2次コイル上に異物が重なっている場合であり、(e)は1次コイル上およびその近傍に異物がない場合である。 FIG 6 (a) ~ (e), respectively, the positional relationship between the primary coil and the foreign substance (indicated by hatching), and shows the measurement voltage corresponding to the positional relationship, for example, (a) on the secondary coil a case where foreign matters are overlapped, is the case (e) there is no foreign material on or near the primary coil.
図6(a)〜(e)を比較すると、(e)に示すように1次コイル上およびその近傍に異物がない場合の測定電圧に比べて、(a)〜(d)に示すように1次コイル上に異物がある場合の測定電圧は大きくなることがわかる。 Comparing FIG. 6 (a) ~ (e), as compared to the measured voltage in the absence of foreign substance 1 on the primary coil and its vicinity (e), the as shown in (a) ~ (d) measured voltage when there is a foreign matter is found to be larger on the primary coil.

従って、この例では、測定電圧のピーク値が20〔V〕以上の場合に、1次コイル上に異物があることを判定できる。 Thus, in this example, when the peak value of the measured voltage is above 20 V, it can be determined that there is a foreign object on the primary coil. このため、送電装置1では、1次電圧検出回路131の検出電圧に基づいて、制御部14は金属の検知を判定できる。 Therefore, the power transmitting device 1, based on the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131, the control unit 14 can determine the detection of metal.
(過負荷検知の判定方法・送電装置のデータ受信の方法) (Method of receiving data overload detection judgment method, transmission apparatus)
次に、図4のステップS5において制御部14が行う過負荷検知の判定の方法、および図4のステップS7において制御部14が行うデータ受信の方法について、図7を参照して説明する。 Next, the method of determination of the overload detection control unit 14 is performed in step S5 in FIG. 4, and the control unit 14 about how data reception performed in step S7 in FIG. 4 will be described with reference to FIG.

図2の送電装置1が図3の受電装置2に対して電力を送電する場合において、受電装置2の可変負荷部23の抵抗Rtの値を変化させ、この変化に応じて、1次電圧検出回路131の抵抗R1の両端の電圧を測定すると、例えば図7(a)〜(c)に示すような結果が得られた。 In the case where the power transmission device 1 of FIG. 2 is transmitting power to the power receiving device 2 of FIG. 3, the value of resistance Rt of the variable load 23 of the power receiving device 2 is varied, depending on this change, the primary voltage detection When measuring the voltage across the resistor R1 in the circuit 131, for example, FIG. 7 (a) ~ results shown in (c) was obtained. また、その各測定電圧に対応するピーク検出回路132の検出電圧を測定すると、図7(d)〜(f)に示すような結果が得られた。 Also, when measuring the detection voltage of the peak detection circuit 132 corresponding to the respective measured voltage, FIG. 7 (d) ~ results shown in (f) was obtained.

ここで、測定条件は、送電装置1の送電電圧の周波数がf1〔Hz〕、抵抗R1,R2の抵抗値が120〔kΩ〕、51〔kΩ〕とした。 Here, measurement conditions, the frequency of the transmission voltage of the power transmission device 1 is f1 [Hz], the resistance values ​​of the resistors R1, R2 are set to 120 [kΩ], 51 [kΩ].
図7において、(a)(d)は可変負荷部23の負荷である抵抗Rtが接続されていない場合、(b)(e)はその抵抗Rtが25.38〔Ω〕の場合、(c)(f)はその抵抗Rtが6.25〔Ω〕の場合である。 7, the case of (a) (d) if the load is a resistance Rt of the variable load 23 is not connected, (b) (e) is the resistance Rt is 25.38 [Ω], (c ) (f) is the resistance Rt is the case of 6.25 [Ω].

これらを比較すると、(c)(f)に示す場合が過負荷の状態であり、測定電圧が他の場合に比べて大きくなる。 Comparing these, the case shown in (c) (f) a state of overload, the measured voltage is larger than in other cases. 従って、この例では、ピーク検出回路132の検出値が3〔V〕以上の場合に、過負荷であることを判定できる。 Thus, in this example, the detection value of the peak detection circuit 132 in the case of more than 3 V, it can be determined that it is overloaded. このため、送電装置1では、1次電圧検出回路131の検出電圧に基づいて、制御部14は過負荷の検知を判定できる。 Therefore, the power transmitting device 1, based on the detection voltage of the primary voltage detection circuit 131, the control unit 14 can determine the detection of the overload.
一方、(a)(d)は可変負荷部23の負荷である抵抗Rtが接続されていない場合、(b)(e)はその抵抗Rtが25.38〔Ω〕の場合であり、このような2つの状態は、図2に示す可変負荷部23のMOSトランジスタQ1をオンオフ制御することにより実現できる。 On the other hand, (a) (d) if the load is a resistance Rt of the variable load 23 is not connected, the case of (b) (e) is its resistance Rt 25.38 [Ω], this two states can be realized by turning on and off the MOS transistor Q1 of the variable load section 23 shown in FIG. 従って、この例では、ピーク検出回路132の検出値が2.2〔V〕〜2.6〔V〕のときに、データ検出回路133が「H」レベルを出力するようにすれば、制御部14は受電装置からのコードを受信できる。 Thus, in this example, when the detected value of the peak detection circuit 132 is 2.2 [V] to 2.6 [V], if such data detection circuit 133 outputs "H" level, the control unit 14 can receive the code from the power receiving device.
(コイルの位置合わせの判定方法) (Method for determining the alignment of the coil)
次に、図4のステップS15において、制御部28が行う1次コイル12と2次コイル21との位置合わせの判定の方法について、図8を参照して説明する。 Next, in step S15 in FIG. 4, the method of determining the alignment between the primary coil 12 and secondary coil 21 of the control unit 28 performs will be described with reference to FIG.

図1に示す1次コイル12と2次コイル21との配置位置の関係を変え、この各配置位置に対応する、2次コイル21の誘起電圧および受電部22の出力電圧とを測定すると、図8に示すような結果が得られた。 Changing the relation of positions of the primary coil 12 shown in FIG. 1 and the secondary coil 21, corresponding to the respective position, when measuring the induced voltage and the output voltage of the power receiving portion 22 of the secondary coil 21, FIG. results as shown in 8 was obtained.
ここで、測定条件は、送電装置1の送電電圧の周波数がf1〔kHz〕、抵抗R4,R5の抵抗値が51〔kΩ〕、27〔kΩ〕、受電部22の負荷である抵抗Rtの抵抗値が25.38〔Ω〕とした。 Here, measurement conditions, the frequency of the transmission voltage of the power transmission device 1 is f1 [kHz], the resistance value is 51 resistors R4, R5 [kΩ], 27 [kΩ], the resistance of the load at which the resistance Rt of the power receiving portion 22 value was 25.38 [Ω].

図8において、下側のパルス状の波形が2次コイル21の誘起電圧を示し、上側の整流波形が受電部22の出力電圧を示す。 8, pulse waveform on the lower side indicates the induced voltage in the secondary coil 21, the upper rectification waveform illustrating the output voltage of the power receiving unit 22. また、(a)は1次コイル12と2次コイル21との位置合わせが正常の場合であり、(b)(c)は図示ように両コイルの位置がずれた状態にある場合である。 Further, (a) is the case alignment between the primary coil 12 and secondary coil 21 is normal, a case in (b) (c) is being shifted the position of the coils in the figure so. これらを比較すると、(b)(c)が異常な場合であり、正常な(a)の場合に比べて測定電圧が小さくなる。 Comparing these, (b) (c) is a case of abnormal measurement voltage is smaller than that of a normal (a).

従って、この例では、受電部22の出力電圧が6.5〔V〕以上の場合に、両コイルの位置合わせが適正であることを判定できる。 Thus, in this example, the output voltage of the power receiving unit 22 in the case of more than 6.5 V, it can be determined that the alignment of the coils is proper. このため、受電装置2では、位置検出回路261の出力に基づいて、制御部28は両コイルの位置合わせが適正か否かを判定することができる。 Therefore, the power receiving device 2, based on the output of the position detection circuit 261, the control unit 28 may be aligned in both coils to determine whether proper or not.
(受電装置のデータ受信の方法) (Method of data reception of the power receiving device)
次に、図5のステップS27において制御部28が行うデータ受信の方法について、図9を参照して説明する。 Next, a method of data reception by the control unit 28 is performed in step S27 of FIG. 5 will be described with reference to FIG.

図2の送電装置1が図3の受電装置2に対して電力を送電する場合において、制御部14が、コード「0」および「1」に対応させて、送電電圧生成部111が出力するパルスの周波数を例えばf1〔Hz〕とf2〔Hz〕とに変化(周波数変調)させ、この周波数変調に応じた受電装置2の受電部22の出力電圧を測定すると、図9に示すような結果が得られた。 In the case where the power transmission device 1 of FIG. 2 is transmitting power to the power receiving device 2 of FIG. 3, pulse control unit 14, corresponding to the code "0" and "1", and outputs the transmission voltage generation unit 111 varying the frequency and the example f1 [Hz] and f2 [Hz] of the (frequency modulation), and measuring the output voltage of the power receiving unit 22 of the power receiving device 2 in accordance with the frequency modulation, the results shown in FIG. 9 obtained.

図9において、上側の波形は受電部22の出力電圧を示し、下側の波形は周波数変調させる際のコード「0」または「1」の長さを決めるためのWAKEUP信号である。 9, the upper waveform shows the output voltage of the power receiving unit 22, the lower waveform is the WAKEUP signal to determine the length of the code "0" or "1" at the time of a frequency modulated. そして、(a)はそのWAKEUP信号の周波数がf1/32〔Hz〕の場合、(b)はf1/64〔Hz〕の場合、(c)はf1/128〔Hz〕の場合である。 Then, a case of (a) if the frequency of the WAKEUP signal is f1 / 32 [Hz], (b) in the case of f1 / 64 [Hz], (c) is f1 / 128 [Hz].
これらの結果によれば、(b)の周波数は「0」または「1」の判定ができる受電電圧の違いが得られているため最適であり、この例では受電部22の出力電圧が7.0〔V〕〜8.5〔V〕のときに、データ検出回路262が「H」レベルを出力するようにすれば、制御部28は送電装置1からのコードを受信できる。 According to these results, the frequency of (b) is optimal because it is obtained differences in the receiving voltage that can determine "0" or "1", the output voltage of the power receiving portion 22 in this example is 7. when 0 [V] to 8.5 [V], if such data detection circuit 262 outputs "H" level, the control unit 28 can receive the code from the power transmitting device 1.

以上説明したように、この実施形態によれば、電力伝送用トランス3として2つの平面コイルから構成するものを使用するときに発生する各種の不都合、例えば電力伝送用トランス3を構成する1次コイル12に対する異物の存在、および1次コイル12と2次コイルの位置決めの際の不具合などをユーザが容易に認識できる。 As described above, according to this embodiment, the primary coil constituting various inconveniences that occur, for example, a power transmission transformer 3 when using what constitutes two planar coils as a power transmission transformer 3 the presence of foreign matter against 12, and the primary coil 12 and the like trouble during positioning of the secondary coil user can easily recognize.
また、この実施形態によれば、電力伝送に先立って、送電装置1と受電装置2とが正規のものであるか否かを互いに通信によって確認(認証)し、その確認の終了後に、はじめて送電装置1が受電装置2に対して本格的な電力伝送を開始するようにした。 Further, according to this embodiment, prior to power transmission, and verified by communicating with each other and the power transmitting device 1 and the power receiving device 2 whether or not the normal (authentication), after the end of the confirmation, the first transmission device 1 so as to start a full-scale power transmitted to the power receiving device 2. このため、送電装置1は、受電装置2が信頼できるものである場合にのみ電力伝送を行うことができる。 Therefore, the power transmitting device 1 can perform power transmission only when the power receiving device 2 is reliable.

さらに、この実施形態によれば、受電装置2が、受電装置側の状態情報(2次電池の充電終了など)を検出するとともに、異常情報(受電装置2側の短絡、異物の挿入などによる異常)を検出し、その検出を送電装置1側に送信すると、これに基づいて送電装置1側が送電停止などの適切な処理ができる。 Furthermore, according to this embodiment, the power receiving device 2 detects the state information of the power receiving apparatus (such as a completion of charging the secondary battery), abnormality information (short circuit power receiving device 2, the abnormality due to the insertion of foreign matter ) detects and transmits the detection to the power transmitting device 1 side, the power transmission apparatus 1 can appropriate processing such as power transmission stop based on this. このため、電力伝送の際の信頼性や安全性が向上する。 This improves the reliability and safety when the power transmission.
(実施形態の変形例) (Modification of Embodiment)
なお、上記の実施形態では、1次コイル12や2次コイル21の誘起電圧を検出してデータ処理を行うようにした。 In the above embodiments, and to perform data processing by detecting the induced voltage in the primary coil 12 and secondary coil 21. しかし、これに代えて、1次コイル12や2次コイル21に流れる電流をセンス抵抗などを用いて検出し、この検出電流に基づいてデータ処理をするようにしても良い。 However, instead of this, the current flowing through the primary coil 12 and secondary coil 21 is detected by using a sense resistor may be a data processing based on the detected current.

また、上記の実施形態では、送電装置1がコード(データ)を受電装置2に送信する場合に、送電電圧生成部111の出力をコードに応じて周波数変調するようにしたが、この周波数変調に加えてそのコードに応じて振幅を変化させるようにしても良い。 Further, in the above embodiment, when the power transmitting device 1 transmits the code (data) to the power receiving device 2 has been adapted to frequency modulation in accordance with the encoding output of the transmission voltage generation unit 111, in this frequency modulation in addition it may be to vary the amplitude in accordance with the code.
さらに、上記の実施形態では、受電装置2が送電装置1側に送信するデータは、送電を停止させるためのデータ、1次コイル12と2次コイル21の位置合わせにかかる位置レベルコード、およびIDコードとしたが、これに加えて、伝送電力のレベルを変更するデータ、送電装置1の上記以外の所定の制御を行うためのデータなどを送信するようにしても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the data receiving apparatus 2 is transmitted to the power transmitting device 1 side, data for stopping the power transmission, the primary coil 12 and the position level code according to the alignment of the secondary coil 21, and ID Although the code, in addition to this, the data for changing the level of the transmission power, etc. may be transmitted to data for performing a predetermined control other than the power transmission apparatus 1 described above.

また、上記の実施形態では、例えば送信装置1が所定のデータを送信する際に、制御部14が伝送コードを作成するが、この伝送コードを2ビット以上、「1」および「0」が連続しないようにするのが好ましい。 Further, in the above embodiment, for example, when the transmitting apparatus 1 transmits a predetermined data, the control unit 14 creates a transmission code, the transmission code 2 bits or more, "1" and "0" is continuously it is preferable to so as not to. このようにすれば、精度の悪い発振器を用いてもデータの伝送が可能である。 In this way, it is possible to transmit data even with poor accuracy oscillator.
また、上記の実施形態では、金属検知のときなどには表示部15でその旨の表示させて視覚に訴えるようにしたが、ブザーなどの音により聴覚に訴えるようにしても良い。 Further, in the above embodiments, such as when the metal detection was as visually appealing to display to that effect on the display unit 15, may be appeal hearing by the sound such as a buzzer.

本発明の実施形態の全体の構成を示すブロック図である。 The overall configuration of an embodiment of the present invention is a block diagram showing. 図1に示す送電装置をより具体化した図である。 It is a more embodying FIG power transmission device shown in FIG. 図1に示す受電装置をより具体化した図である。 Is a diagram which is a more specific version of the power receiving device shown in FIG. 本発明の実施形態の動作例を説明するフローチャートである。 Is a flowchart illustrating an exemplary operation of an embodiment of the present invention. 図4の続きのフローチャートである。 It is a continuation of the flowchart of FIG. 1次コイルに異物として金属が置かれている場合に、その異物の位置に対応する1次電圧検出回路の電圧測定の一例を示す図である。 When the metal is placed as a foreign object in the primary coil is a diagram showing an example of the voltage measurement of the primary voltage detection circuit corresponding to the position of the foreign matter. 受電装置の可変負荷部の抵抗の値を変化させ、この変化に応じて、送電装置側の1次電圧検出回路の電圧測定の一例を示す図である。 The value of resistance of the variable load of the power reception device is changed, in response to this change is a diagram showing an example of the voltage measurement of the primary voltage detection circuit of the power transmitting device. 1次コイルと2次コイルとの配置位置の関係を変え、この各配置位置に対応する、2次コイルの誘起電圧および受電部の出力電圧の各測定例を示す図である。 Changing the relation of positions of the primary coil and the secondary coil, corresponding to the respective position is a diagram showing each example of measurement of the induced voltage and the output voltage of the power receiving portion of the secondary coil. 送電装置の送電電圧生成部が出力するパルスの周波数をf1〔Hz〕とf2〔Hz〕とに変化させ、この周波数変調に応じた受電装置の受電部の出力電圧の測定例を示す図である。 The frequency of the pulse transmission voltage generating unit outputs a power transmission device is changed to the f1 [Hz] and f2 [Hz] is a diagram showing an example of measurement of the output voltage of the power receiving unit of the power receiving apparatus in accordance with the frequency-modulated .

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1・・・送電装置、2・・・受電装置、3・・・電力伝送用トランス、11・・・送電部、12・・・1次コイル、13・・・1次電圧検出処理部、14・・・制御部、15・・・表示部、21・・・2次コイル、22・・・受電部、23・・・可変負荷部、24・・・受電制御部、26・・・受電電圧検出処理部、28・・・制御部、29・・・表示部、111・・・送電電圧生成部、131・・・1次電圧検出回路、133・・・データ検出回路、134・・・金属/過負荷検出回路、261・・・位置検出回路、262・・・データ検出回路。 1 ... power transmission apparatus, 2 ... power receiving device, 3 ... power transmission transformer, 11 ... transmission unit, 12 ... primary coil, 13 ... primary voltage detection processing unit, 14 ... controller, 15 ... display unit, 21 ... secondary coil, 22 ... receiving unit, 23 ... variable load unit, 24 ... power reception control unit, 26 ... receiving voltage detection processing unit, 28 ... control unit, 29 ... display unit, 111 ... transmission voltage generation unit, 131 ... primary voltage detection circuit, 133 ... data detecting circuit, 134 ... metal / overload detection circuit, 261 ... position detecting circuit, 262 ... data detection circuit.

Claims (8)

  1. 平面状の1次コイルを含む送電装置と、平面状の2次コイルを含む受電装置とからなり、前記1次コイルと前記2次コイルとを電磁的に結合させて、前記送電装置が前記受電装置に対して電力の伝送を行うようになっている非接触電力伝送装置であって、 A power transmitting device including a planar primary coil consists of a power receiving device including a planar secondary coil, electromagnetically coupled to form with said primary coil and said secondary coil, the power transmitting device is the receiving a non-contact power transmission apparatus adapted to perform the transmission of power to the device,
    前記送電装置は、 The power transmission device,
    前記第1次コイルが前記2次コイルと電磁結合するときに、前記第1コイルに供給する交流を生成する送電手段と、 When the primary coil is electromagnetically coupled with the secondary coil, the power transmitting means for generating an alternating current supplied to the first coil,
    前記受電装置に第1送信データを送信するときに、前記第1送信データに応じて前記送電手段の生成する交流の周波数を可変する周波数可変手段とを備え、 When sending a first transmission data to the receiving device, and a frequency varying means for varying the frequency of the alternating current to be generated in the power transmitting means in response to the first transmission data,
    前記受電装置は、 The power receiving device,
    前記2次コイルが前記1次コイルと電磁結合するときに、前記2次コイルに誘起される交流を直流に変換する受電手段と、 When the secondary coil is electromagnetically coupled with the primary coil, a power receiving means for converting the alternating current induced in the secondary coil into a direct current,
    前記受電手段に接続される負荷であって、前記送電装置に第2送信データを送信するときに、前記第2送信データに応じて前記負荷の値が可変される可変負荷と、 A load connected to the power receiving means, when transmitting the second transmission data to the power transmitting device, a variable load value of the load is varied in response to the second transmission data,
    を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。 Non-contact power transmission apparatus characterized in that it comprises.
  2. 前記送電装置は、 The power transmission device,
    前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記1次コイルの異物を検出する異物検出手段をさらに備え、 Based on the induced voltage of the primary coil, further comprising a foreign matter detection means for detecting the foreign substance of the primary coil,
    前記受電装置は、 The power receiving device,
    前記1次コイルと前記2次コイルとを位置決めさせるときに、前記2次コイルの誘起電圧に基づき、その位置決めの状態を検出する位置検出手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の非接触電力伝送装置。 When to position and said secondary coil and said primary coil based on said induced voltage in the secondary coil, to claim 1, characterized by further comprising a position detecting means for detecting the state of the positioning non-contact power transmission apparatus according.
  3. 前記送電装置は、 The power transmission device,
    前記第1送信データとして、相手の受電装置を認証するための認証コードを少なくとも生成する第1送信データ生成手段をさらに備え、 As the first transmission data, further comprising a first transmission data generating means for generating at least an authentication code for authenticating the receiving apparatus of the other party,
    前記受電装置は、 The power receiving device,
    前記第2送信データとして、受電装置自身を識別するためのIDコードおよび前記位置検出手段の検出する位置決め状態に係る位置レベルデータのうちの少なくとも1つを生成する第2送信データ生成手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の非接触電力伝送装置。 As the second transmission data, further comprising a second transmission data generating means for generating at least one of a position level data according to the detected positioning state of the ID code and the position detection means for identifying the power receiving apparatus itself non-contact power transmission apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that is.
  4. 前記送電装置は、 The power transmission device,
    前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記受電装置の受電部の過負荷を検出する過負荷検出手段と、 Based on the induced voltage of the primary coil, and the overload detecting means for detecting an overload of the power receiving portion of the power receiving device,
    前記受電装置の前記第2送信データ生成手段でIDコードが生成されて、そのIDコードにより前記可変負荷の値が可変されるときに、前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記IDコードが所定のIDコードと一致するか否かを判定するIDコード判定手段と、 ID code by the second transmission data generating means is generated in the power receiving device, when the value of the variable load is varied by the ID code, on the basis of the induced voltage of the primary coil, the ID code is given ID code determining means for determining whether matches the ID code,
    前記受電装置の前記第2送信データ生成手段で位置レベルデータが生成されて、その位置レベルデータにより前記可変負荷の値が可変するときに、前記1次コイルの誘起電圧に基づき、前記位置決めが適正か否を判定する位置決め判定手段と、 The position level data in a second transmission data generating means is generated in the power receiving device, when the value of the variable load by its position level data is variable, based on the induced voltage of the primary coil, the positioning proper and determining the positioning determination means as to whether or not,
    をさらに備えていることを特徴とする請求項3に記載の非接触電力伝送装置。 Non-contact power transmission apparatus according to claim 3, characterized in that it further comprises a.
  5. 前記受電装置は、 The power receiving device,
    前記送電装置の前記第1送信データ生成手段で前記認証コードが作成されて、前記周波数可変手段がその認証コードに従って前記送電手段の生成する交流の周波数を可変するときに、前記2次コイルの誘起電圧に基づき、前記認証コードが所定の認証コードと一致するか否かを判定する認証コード判定手段を、さらに備えていることを特徴とする請求項4に記載の非接触電力伝送装置。 The power transmitting said authentication code in said first transmission data generating means is the creation of device, the when the frequency varying means is to vary the frequency of the alternating current generated by the said transmission means in accordance with the authentication code, inducing the secondary coil based on the voltage, the non-contact power transmission device according to claim 4, wherein the authentication code, characterized in that the authentication code determining means for determining whether or not matching the predetermined authentication code includes further.
  6. 前記送電装置は、 The power transmission device,
    前記異物検出手段、前記過負荷検出手段、前記IDコード判定手段、および前記位置決め判定手段のうち、前記異物検出手段が前記異物を検出したとき、前記過負荷検出手段が前記過負荷を検出したとき、前記IDコード判定手段が前記IDコードが一致しないことを判定したとき、または前記位置決め判定手段が前記位置決めが適正でないと判定したときには、前記送電手段による送電を停止するようになっていること特徴とする請求項2乃至請求項5のうちのいずれか1の請求項に記載の非接触電力伝送装置。 The foreign substance detecting means, said overload detecting means, the ID code decision means, and of said positioning determining means, when the foreign object detecting means detects the foreign object, when the overload detection means detects said overload , when the ID code determining means determines that said ID codes do not match, or the when the positioning determination means determines that the positioning is not appropriate, characterized by being adapted to stop the power transmission by said transmission means non-contact power transmission device according to any one of claims of claims 2 to 5 and.
  7. 前記送電装置は、 The power transmission device,
    前記異物検出手段が前記異物を検出したとき、または前記IDコード判定手段の判定が前記IDコードが一致しないことを判定したときには、その旨を視覚または聴覚に訴えて警報する警報手段をさらに備え、 When the foreign substance detecting means detects the foreign substance, or when the determination of the ID code determination means determines that said ID codes do not match, further including an alarm means to alert complaining that to visual or auditory,
    前記受電装置は、 The power receiving device,
    前記位置検出手段の検出に基づいて前記1次コイルと前記2次コイルの位置決めが適正であるか否かを判定する判定手段と、 A determination unit configured to determine whether the positioning of the secondary coil and the primary coil is appropriate based on the detection of the position detecting means,
    前記判定手段が前記位置決めが適正でないと判断したときには、その旨を視覚または聴覚に訴えて警報する警報手段とをさらに備えていること特徴とする請求項2乃至請求項6のうちのいずれか1の請求項に記載の非接触電力伝送装置。 Wherein when the determining means determines that the positioning is not appropriate, any of the claims 2 to 6, characterized by further comprising a warning means for warning complained that effect to visual or auditory 1 non-contact power transmission device according to claims.
  8. 前記1次コイルは、1次側コンデンサとで直列回路を形成するようになっていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のうちのいずれか1の請求項に記載の非接触電力伝送装置。 The primary coil, the contactless power transmission according to any one of claims of claims 1 to 7, characterized in that so as to form a series circuit with the primary side capacitor apparatus.
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