JP2008237007A - 送電制御装置、送電装置、電子機器及び無接点電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無接点電力伝送システムの送電装置に設けられる送電制御装置は、1次コイルL1の駆動周波数を規定する駆動クロックDRCKを生成する駆動クロック生成回路25と、駆動クロックDRCKに基づいてドライバ制御信号を生成し、送電ドライバに対して出力するドライバ制御回路26と、1次コイルL1の誘起電圧信号の波形整形信号WFQを出力する波形整形回路32と、波形整形信号WFQと駆動クロックDRCKを受け、波形整形信号WFQのパルス幅情報を検出するパルス幅検出回路33と、検出されたパルス幅情報に基づいて、2次側の負荷変動を検出する制御回路を含む。
【選択図】図9
Description
図1(A)に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の1つである充電器500(クレードル)は送電装置10を有する。また電子機器の1つである携帯電話機510は受電装置40を有する。また携帯電話機510は、LCDなどの表示部512、ボタン等で構成される操作部514、マイク516(音入力部)、スピーカ518(音出力部)、アンテナ520を有する。
図2に本実施形態の送電装置10、送電制御装置20、受電装置40、受電制御装置50の構成例を示す。図1(A)の充電器500などの送電側の電子機器は、少なくとも図2の送電装置10を含む。また携帯電話機510などの受電側の電子機器は、少なくとも受電装置40と負荷90(本負荷)を含む。そして図2の構成により、1次コイルL1と2次コイルL2を電磁的に結合させて送電装置10から受電装置40に対して電力を伝送し、受電装置40の電圧出力ノードNB7から負荷90に対して電力(電圧VOUT)を供給する無接点電力伝送(非接触電力伝送)システムが実現される。
図5に本実施形態の送電制御装置20の具体的な構成例を示す。なお本実施形態の送電制御装置20は図5の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えばラッチ回路、電圧検出回路、波形整形回路)を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
図14に本実施形態の変形例を示す。この変形例では、誘起電圧信号のパルス幅検出に加えて、振幅検出も行っている。図14が図5と異なる点は、振幅検出回路28、A/D変換回路29、ラッチ回路30などが追加された点である。なお変形例の構成は図14に限定されず、例えばA/D変換回路29やラッチ回路30、34などの構成要素を省略してもよく、例えばA/D変換回路29の代わりに、ピーク電圧としきい値電圧を比較する複数のコンパレータを設けてもよい。
図14の構成によればパルス幅検出と振幅検出を併用することで負荷変動の検出精度を高めることができる。
10 送電装置、12 送電部、14 電圧検出回路、16 表示部、
20 送電制御装置、22 制御回路(送電側)、24 発振回路、
25 駆動クロック生成回路、26 ドライバ制御回路、28 振幅検出回路、
29 A/D変換回路、30 ラッチ回路、32 波形整形回路、
33 パルス幅検出回路、34 ラッチ回路、40 受電装置、42 受電部、
43 整流回路、46 負荷変調部、48 給電制御部、50 受電制御装置、
52 制御回路(受電側)、54 出力保証回路、56 位置検出回路、
58 発振回路、60 周波数検出回路、62 満充電検出回路、90 負荷、
92 充電制御装置、94 バッテリ、100 しきい値テーブル、102 カウンタ、
110 サンプルホールド回路、112 逐次比較レジスタ、114 D/A変換回路、
120 イネーブル信号生成回路、122 カウンタ、124 カウント値保持回路、
126 出力回路、130 比較回路
Claims (17)
- 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
前記1次コイルの駆動周波数を規定する駆動クロックを生成する駆動クロック生成回路と、
前記駆動クロックに基づいてドライバ制御信号を生成し、前記1次コイルを駆動する送電ドライバに対して出力するドライバ制御回路と、
前記1次コイルの誘起電圧信号を波形整形し、波形整形信号を出力する波形整形回路と、
前記波形整形信号と前記駆動クロックを受け、前記波形整形信号のパルス幅情報を検出するパルス幅検出回路と、
検出されたパルス幅情報に基づいて、2次側の負荷変動を検出する制御回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1において、
前記制御回路は、
検出されたパルス幅情報に基づいて、前記受電装置が負荷変調により送信したデータを検出することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記パルス幅検出回路は、
前記駆動クロックが非アクティブの電圧レベルからアクティブの電圧レベルに変化する第1のポイントから、前記波形整形信号がアクティブの電圧レベルから非アクティブの電圧レベルに変化する第2のポイントまでの期間であるパルス幅期間を計測することで、パルス幅情報を検出することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項3において、
前記パルス幅検出回路は、
前記パルス幅期間においてカウント値のインクリメント又はデクリメントを行い、得られたカウント値に基づいて前記パルス幅期間の長さを計測するカウンタを含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項4において、
前記パルス幅検出回路は、
前記波形整形信号と前記駆動クロックを受け、前記パルス幅期間においてアクティブになるイネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路を含み、
前記カウンタは、
前記イネーブル信号がアクティブである場合に、カウント値のインクリメント又はデクリメントを行うことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項5において、
前記イネーブル信号生成回路は、
そのクロック端子に前記駆動クロックが入力され、そのデータ端子に高電位側電源又は低電位側電源の電圧が入力され、前記波形整形信号がアクティブである場合にリセット又はセットされるフリップフロップ回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項6において、
前記波形整形回路は、
その非反転入力端子に1次コイルの誘起電圧信号が入力され、その反転入力端子に所与の設定電圧が入力されるコンパレータを含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項4乃至7のいずれかにおいて、
前記パルス幅検出回路は、
前記カウンタからのカウント値を保持するカウント値保持回路と、
前記カウント値保持回路に今回保持されたカウント値と前回に保持されたカウント値を比較し、大きい方のカウント値を出力する出力回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項4乃至7のいずれかにおいて、
前記パルス幅検出回路は、
前記カウンタからのカウント値を保持するカウント値保持回路と、
前記カウント値保持回路に保持された複数のカウント値の平均値を出力する出力回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記1次コイルの誘起電圧信号の振幅情報を検出する振幅検出回路と、
検出された前記振幅情報のA/D変換を行うA/D変換回路と、
前記A/D変換回路からのデータをラッチする第1のラッチ回路と、
前記パルス幅検出回路からのデータをラッチする第2のラッチ回路を含み、
前記第2のラッチ回路は、
前記第1のラッチ回路のラッチタイミングと同期したタイミングで、前記パルス幅検出回路からのデータをラッチすることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至10のいずれかに記載の送電制御装置と、
交流電圧を生成して前記1次コイルに供給する送電部とを含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項11に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 送電装置と受電装置を含み、1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて前記送電装置から前記受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、
前記受電装置は、
前記2次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部と、
前記受電装置から前記送電装置にデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷を可変に変化させる負荷変調部を含み、
前記送電装置は、
前記1次コイルの駆動周波数を規定する駆動クロックを生成する駆動クロック生成回路と、
前記駆動クロックに基づいてドライバ制御信号を生成し、前記1次コイルを駆動する送電ドライバに対して出力するドライバ制御回路と、
前記1次コイルの誘起電圧信号を波形整形し、波形整形信号を出力する波形整形回路と、
前記波形整形信号と前記駆動クロックを受け、前記波形整形信号のパルス幅情報を検出するパルス幅検出回路と、
検出されたパルス幅情報に基づいて、2次側の負荷変動を検出する制御回路を含むことを特徴とする無接点電力伝送システム。 - 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
前記1次コイルの駆動周波数を規定する駆動クロックを生成する駆動クロック生成回路と、
前記駆動クロックに基づいてドライバ制御信号を生成し、前記1次コイルを駆動する送電ドライバに対して出力するドライバ制御回路と、
前記1次コイルの誘起電圧信号を波形整形し、波形整形信号を出力する波形整形回路と、
前記波形整形信号と前記駆動クロックを受け、前記波形整形信号のパルス幅情報を検出するパルス幅検出回路と、
検出されたパルス幅情報に基づいて、前記送電制御装置を制御する制御回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項14に記載の送電制御装置と、
交流電圧を生成して前記1次コイルに供給する送電部とを含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項15に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 送電装置と受電装置を含み、1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、
前記送電装置は請求項15に記載の送電装置であることを特徴とする無接点電力伝送システム。
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