JP2009027781A - 受電制御装置、受電装置、無接点電力伝送システム、充電制御装置、バッテリ装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】無接点電力伝送システムにおいて、受電制御装置がバッテリの充電制御に直接関与できるようにする。
【解決手段】受電装置（４０）に設けられる受電制御装置（５０）は、受電装置（４０）の動作を制御する受電側制御回路（５２）と、バッテリ（９４）への電力供給を制御する電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を、前記充電制御装置（９２）に供給するための電力供給制御信号出力端子（ＴＢ１）と、を含む。受電側制御回路（５２）は、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を電力供給制御信号出力端子（ＴＢ１）から出力するタイミングを制御する。充電制御装置９２の動作は電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって強制的に制御される。
【選択図】図９

Description

本発明は、受電制御装置、受電装置、無接点電力伝送システム、充電制御装置、バッテリ装置および電子機器に関する。

近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器（例えば電話機の子機や時計）の充電などが提案されている。

１次コイルと２次コイルを用いた無接点電力伝送装置は、例えば、特許文献１に記載されている。また、２次電池（リチウムイオン電池等）の充電装置の回路構成は、例えば、特許文献２に記載されている。
特開２００６−６０９０９号公報 特開２００６−１６６６１９号公報

従来の無接点電力伝送装置では、受電側の制御回路は、受電機能およびバッテリ（電池パック等）への給電制御機能を有するにとどまり、バッテリの充電電流（および充電電圧）制御は、専用の充電制御回路が行っている。

この構成では、バッテリの充電電流（充電電圧）制御に関して、無接点電力伝送システムは積極的に関与することができず、実現できる機能に制約が生じる。

また、無接点電力伝送装置では、安全性および信頼性の向上のために、異物対策が重要である。すなわち、金属異物が存在する環境下で送電を行う場合には、異常発熱が生じる危険性があり、この場合には、送電を停止しなければならない。但し、金属異物の大きさは、小、中程度のものもあれば、大きなもの（例えば薄い板状で、１次側機器と２次側機器を完全に遮断するようなもの）もあり、どのような異物に対しても安全対策が採られるのが望ましい。

従来の無接点電力伝送装置では、送電中に、例えば薄い板状の金属異物が１次側機器と２次側機器を完全に遮断するような形態で挿入された場合に、１次側装置が、その金属異物を２次側機器と誤認して給電を継続してしまう現象が生じ得る。本明細書では、このような誤認による給電継続状態を「乗っ取り状態」と表現する。従来技術では、乗っ取り状態の検出が困難である。

本発明はこのような考察に基づいてなされたものである。本発明の少なくとも一つの実施形態では、無接点電力伝送システム（受電側制御回路）が、バッテリの充電電流（充電電圧）制御に積極的に関与することが可能となる。また、本発明の少なくとも一つの実施形態では、受電側（２次側）機器が間欠的な負荷変調を実行することにより、乗っ取り状態を検出することが可能となり、かつ、この際に、バッテリの負荷状態を強制的に軽減することによって、乗っ取り状態の検出の精度を向上させることができる。

（１）本発明の受電制御装置の一態様は、送電装置から受電装置に対して、電磁結合された１次コイルおよび２次コイルを経由して無接点で電力を伝送し、前記受電装置がバッテリ装置に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける、前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、前記受電装置の動作を制御する受電側制御回路と、前記バッテリへの電力供給を制御する電力供給制御信号を、前記充電制御装置に供給するための電力供給制御信号出力端子と、を含み、前記受電側制御回路は、前記電力供給制御信号を前記電力供給制御信号出力端子から出力するタイミングを制御する。

受電制御装置（受電装置の動作を制御するＩＣ等）は、バッテリの充電を制御する充電制御装置（例えば充電制御ＩＣ）に対して、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を出力することができ、これによって、受電制御装置が、バッテリの充電動作に積極的に関与することが可能となる。電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）は、受電制御装置に設けられた電力供給制御信号出力端子から出力され、その出力タイミングは、受電側制御回路によって
制御される。この機能をもつことによって、従来にない新規な動作が可能となる。

例えば、充電制御装置が正常に動作しない場合に、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって充電制御装置の給電機能を外部からコントロールし、充電電流を調整することができる。また、送電装置から受電装置にバッテリ制御指令を発出し、これに基づいて、受電制御装置が電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によってバッテリへの給電をコントロールすることができる。また、例えば、消耗が激しいバッテリの充電を行う場合に、その初期段階において、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって充電電流を増大させ、充電期間を短縮するようなこともできる。

また、受電装置が、負荷変調によって送電装置に信号を送信する際、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を用いて、バッテリの充電電流を絞る（低減あるいは停止する）ことによって、バッテリ装置への充電が負荷変調による通信を妨害しないようにすることができる。この機能を利用すれば、乗っ取り状態（例えば、薄い板状の金属異物が１次コイルと２次コイルとの間に挿入されて、両コイルが遮断されるような状態）を、送電装置側で確実に検出することができるようになる。

本発明の受電制御装置は、負荷としての充電制御装置を介してバッテリへの給電を制御するため、自身で給電制限等をする手段をもつ必要がなく、余分な回路の追加が不要であり、最小限の回路構成で実現可能である。

また、バッテリ（２次電池等）に最も近い位置にある充電制御装置を介して給電を制御するため、高精度の給電制御を実現できる。充電制御装置のもつ充電制御機能（充電電流の調整機能や負帰還制御機能等）を利用すれば、より高精度の充電制御を簡単に実現することができる。

（２）本発明の受電制御装置の他の態様では、前記バッテリ装置は、バッテリと、前記バッテリの充電を制御する充電制御装置と、を有し、前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号は、前記バッテリの充電電流を調整するための電流調整用抵抗の抵抗値を制御して、前記バッテリの充電電流を調整する。

電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ信号）によるバッテリの給電制御の一例を示したものである。本態様では、電流調整用抵抗の抵抗値を、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ信号）によって制御する。簡単な構成で、バッテリへの給電を外部から制御することができる。電流調整用抵抗は、内部抵抗（例えば、充電制御ＩＣに内蔵される抵抗）であってもよく、外付け抵抗（例えば、充電制御ＩＣの抵抗接続端子に外付けされる抵抗）であってもよい。

（３）本発明の受電制御装置の他の態様では、前記電流調整用抵抗は外付け抵抗であり、かつ、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値を切り換えるための制御素子が設けられ、前記電力供給制御信号は、前記制御素子の動作を制御して、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値を調整する。

電流調整用抵抗を外付け抵抗とし、その抵抗値を制御素子によって制御するものである。この構成によれば、充電制御装置に含まれる充電制御ＩＣの内部回路構成は何ら変更することなく、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ信号）によるバッテリの給電制御を実現できるという利点がある。また、例えば、充電電流を多段階に切り換えるといった制御を行う場合も、外付け回路の構成を工夫するだけでよく、実現が容易である。

（４）本発明の受電制御装置の他の態様では、前記バッテリ装置は、バッテリと、前記バッテリの充電を制御する充電制御装置と、を有し、前記充電制御装置は、負帰還制御回路によって、前記バッテリの前記充電電流または充電電圧が所望値になるように制御し、前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号は、前記充電制御装置における前記負帰還制御回路の動作を制御して、前記充電電流を調整する。

電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって、充電制御装置が有する負帰還制御回路の動作を制御し、バッテリの充電電流を強制的に制御するものである。負帰還制御を利用するため、充電電流の電流量を高精度に制御することができ、微調整も可能である。

（５）本発明の受電制御装置の他の態様では、前記バッテリ装置は、バッテリと、前記バッテリの充電を制御する充電制御装置と、を有し、前記充電制御装置は、前記バッテリへの電力供給経路に設けられた電力供給調整回路を有し、前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号は、前記電力供給調整回路の動作を制御して、前記充電電流を調整する。

本態様では、充電制御装置の給電経路に電力供給調整回路を設け、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって、電力供給調整回路を動作させて、例えば、電力供給を絞る（低減するあるいは一時的に停止させる）ようにしたものである。給電経路における給電を直接的に制御するため、複雑な制御が不要であり、内部回路も複雑化しないという利点がある。

（６）本発明の受電制御装置の他の態様では、前記送電装置からみた負荷を変調する負荷変調部をさらに有し、前記受電側制御回路は、前記充電制御装置を経由して前記バッテリに給電しているときに、前記負荷変調部を動作させて、前記送電装置からみた前記受電装置側の負荷を間欠的に変化させると共に、前記送電装置からみた前記受電装置側の負荷を間欠的に変化させる期間において、前記電力供給制御信号を前記電力供給制御信号出力端子から出力して、前記バッテリへの供給電力を低減または停止させる。

受電装置の間欠的な負荷変調に同期させて、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によってバッテリへの電力供給を低減または停止させるものである。受電装置側が間欠的（例えば周期的あるいは定期的）に負荷変調を行う。送電側でその間欠的な負荷変動が検出できなければ、乗っ取り状態（金属異物によって乗っ取られた状態）であると判定することができる。但し、例えば、バッテリの負荷が重い状態である（充電電流を多く流している状態）の場合には、間欠的な負荷変調による変動分が１次側で検出しにくくなる。よって、負荷変調期間において、強制的なバッテリの負荷軽減を実行することによって、１次側で負荷変調信号を確実に受信できるようになる。強制的な負荷軽減処理は、バッテリの負荷が重いときのみ行ってもよく、負荷変調期間に同期させて必ず行うようにしてもよい。また、負荷軽減の態様としては、バッテリの充電電流の低減／一時的な停止のいずれの態様であってもよい。

（７）本発明の受電制御装置の他の態様では、前記受電側制御回路は、前記電力供給制御信号の出力によって、前記バッテリへの供給電力が低減または停止された状態となる負荷軽減期間を作成すると共に、前記負荷軽減期間の途中において、前記負荷変調部を動作させて負荷変調を実行する。

電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって負荷軽減期間が作成され、その負荷軽減期間の途中（一部の期間）において、負荷変調を実行するものである。負荷軽減期間では、バッテリの負荷が軽減されているため、負荷変調によって１次側からみた負荷を重くした場合に、その変化を１次側にて確実に検出することができる。

（８）本発明の受電装置は、前記２次コイルの誘電電圧を直流電圧に変換する受電部と、本発明の受電制御装置と、前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号を、前記充電制御装置に出力するための出力端子と、を含む。

受電装置（本発明の受電制御装置を搭載する）の構成を明らかとしたものである。受電制御装置がＩＣである場合、受電装置は、例えば、そのＩＣを搭載したモジュールとして実現することができる。受電装置も、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を出力するための端子を有している。

（９）本発明の電子機器は、本発明の受電装置と、前記受電装置から電力が供給される前記充電制御装置および前記バッテリと、を含む。

本発明の受電装置は、バッテリを直接的に制御する機能を有し、従来にない多様な動作を実現することができる。よって、この受電装置を搭載する電子機器も高機能であり、かつ小型であり、信頼性や安全性に優れる。

（１０）本発明の無接点電力伝送システムは、送電装置と、１次コイルと、２次コイルと、本発明の受電制御装置を含む受電装置と、前記充電制御装置および前記バッテリと、を有する。

本発明によって、充電制御装置およびバッテリ（負荷）の充電状態を直接的に制御可能な、新規な無接点電力伝送システムが実現される。

（１１）本発明の充電制御装置の一態様では、無接点電力伝送システムの受電装置からの電力供給を受け、バッテリの充電を制御する充電制御装置であって、前記電力供給制御信号によって、前記充電制御装置の動作が強制的に制御される。

新規な本発明の無接点電力伝送システムに適応した充電制御装置の構成を明らかとしたものである。すなわち、充電制御装置は、電力供給制御信号を入力するための電力供給制御信号入力端子を有している。

（１２）本発明の充電制御装置の他の態様では、前前記電力供給制御信号によって、記バッテリの充電電流を調整するための電流調整用抵抗の抵抗値が制御される。

電流調整用抵抗によって、バッテリの充電電流量（給電量）をプログラムすることができる。この機能を積極的に利用して、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって、外部から給電を強制的に制御できるようにしたものである。

（１３）本発明の充電制御装置の他の態様では、前記電流調整用抵抗は外付け抵抗であり、かつ、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値を切り換えるための制御素子が設けられ、前記電力供給制御信号によって、前記制御素子の動作が制御されて、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値が調整される。

電流調整用抵抗を外付け抵抗とし、その抵抗値を制御素子によって制御するものである。この構成によれば、充電制御装置に含まれる充電制御ＩＣの内部回路構成は何ら変更することなく、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ信号）によるバッテリの給電制御を実現できるという利点がある。また、例えば、充電電流を多段階に切り換えるといった制御を行う場合も、外付け回路の構成を工夫するだけでよく、実現が容易である。

（１４）本発明の充電制御装置の他の態様では、負帰還制御回路を有し、前記負帰還制御回路は、前記バッテリに供給する電流または電圧が所望値になるように制御し、前記電力供給制御信号によって、前記充電制御装置における前記負帰還制御回路の動作が制御される。

電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって、充電制御装置が有する負帰還制御回路の動作を制御し、バッテリの充電電流を強制的に制御するものである。負帰還制御を利用するため、充電電流の電流量を高精度に制御することができ、微調整も可能である。

（１５）本発明の充電制御装置の他の態様では、前記バッテリへの電力供給経路に設けられた電力供給調整回路を有し、前記電力供給制御信号によって、前記電力供給調整回路の動作が制御される。

本態様の充電制御装置では、給電経路に電力供給調整回路を設け、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって、バッテリへの供給電力を強制的に低減あるいは停止させる。給電経路における給電を直接的に制御するため、複雑な制御が不要であり、内部回路も複雑化しないという利点がある。

（１６）本発明のバッテリ装置は、本発明の充電制御装置と、前記充電制御装置によって充電が制御されるバッテリと、を含む。

充電制御装置およびバッテリ（２次電池等）の双方を含むバッテリ装置である。このバッテリ装置としては、例えば、充電制御ＩＣ付きの２次電池パックがある。また、バッテリ自体が充電制御機能をもつスマートバッテリも含まれる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（第１の実施形態）
まず、本発明が適用される好適な電子機器の例、ならびに、無接点電力伝送技術の原理について説明する。

（電子機器の例と無接点電力伝送の原理）
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例ならびに誘導トランスを用いた無接点電力伝送の原理を説明するための図である。
図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるように、送電側電子機器である充電器（クレードル）５００は、送電装置（送電側制御回路（送電側制御ＩＣ）を含む送電モジュール等）１０を有する。

また、この充電器（クレードル）５００は、送電開始または送電停止の契機（きっかけ、トリガ）を与えるスイッチ（ＳＷ）と、充電器の送電時（動作時）に点灯する表示部（ＬＥＤ等）１６と、を有する。但し、スイッチ（ＳＷ）を設けない場合もあり得る。

図１（Ａ）の充電器（クレードル）５００では、スイッチ（ＳＷ）は、受電側電子機器（携帯電話機）５１０が搭載される領域外に設けられている。携帯電話機５１０の充電を希望するユーザは、指でスイッチ（ＳＷ）を押下し、これを契機（きっかけ）として、送電装置１０からの送電（位置検出やＩＤ認証を行うための仮送電：後述）が開始される。また、送電（仮送電ならびに本送電を含む）中において、スイッチ（ＳＷ）が押下されると、送電は強制的に停止される。

スイッチ（ＳＷ）としては、例えば機械式のモメンタリスイッチを使用することができる。但し、これに限定されるものではなく、リレースイッチやマグネット式のスイッチ等、各種のスイッチを使用することができる。

また、図１（Ｂ）の充電器（クレードル）５００では、スイッチ（ＳＷ）は、受電側電子機器（携帯電話機）５１０が搭載される領域内に設けられている。よって、携帯電話機５１０が充電器（クレードル）５００上に載置されると、充電器（クレードル）５００の自重によってスイッチ（ＳＷ）は自動的に押下（オン）される。これを契機（きっかけ）として、充電器（クレードル）５００からの送電（位置検出やＩＤ認証を行うための仮送電：後述）が開始される。

また、送電（仮送電ならびに本送電を含む）中において、スイッチ（ＳＷ）が再度、押下されると（例えば、携帯電話機５１０が持ち上げられた後、着地することによってスイッチ（ＳＷ）が再押下されるような場合）、送電は強制的に停止される。

図１（Ｂ）の場合も、図１（Ａ）と同様に、スイッチ（ＳＷ）は送電開始の契機（きっかけ）を与えるという役割をしており、携帯電話機５１０の存在を検出するために用いられているのではない（携帯電話機５１０の取り去りは、１次コイルの誘起電圧に基づいて判定されるのが基本である：後述）。但し、このことは、スイッチ（ＳＷ）が、携帯電話機５１０の存在を検出する機能を兼ねることを排除するものではない。

受電側電子機器である携帯電話機５１０は、受電装置（受電側制御回路（受電側制御ＩＣ）を含む送電モジュール等）４０を有する。この携帯電話機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。

充電器５００にはＡＣアダプタ５０２を介して電力が供給される。この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、携帯電話機５１０のバッテリを充電したり、携帯電話機５１０内のデバイスを動作させたりすることができる。

図１（Ｃ）に模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電装置１０側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電装置４０側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。

なお、スイッチ（ＳＷ）は必須というものではなく、携帯電話機（受電側機器）５１０のセットを何らかの方法で検出することができれば、設ける必要はない。

また、本実施形態が適用される電子機器は携帯電話機５１０に限定されない。例えば腕時計、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピュータ、ハンディターミナル、携帯情報端末、あるいは電動自転車などの種々の電子機器に適用できる。

特に好適な電子機器の例としては、携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なパーソナルコンピュータ端末を含む）や時計（ウオッチ）があげられる。本発明の受電装置は、構成が簡単で小型であるため携帯端末等への搭載も可能であり、低損失であるために、例えば、電子機器における２次電池の充電時間を短縮することが可能であり、また、発熱が低減されることから、電子機器の安全面からみた信頼性も向上する。

特に、携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なパーソナルコンピュータ端末を含む）は、高負荷時の充電電流量が大きく、発熱の問題も顕在化しやすい。また、時計（ウオッチ）は小型化かつ低消費電力性が厳しく求められる機器であり、電池の充電時の低損失性が重要である。よって、これらの機器は、本発明が有する低損失かつ低発熱という特性を十分に活かすことが可能な機器といえる。

（受電装置による負荷の制御）
本発明では、受電装置（１次側からの電力供給を受ける２次側の装置：例えばモジュール装置）が、電池パック等におけるバッテリ（２次電池等）への電力供給を積極的に制御する。以下、この点について説明する。

図２は、受電装置による負荷の給電制御について説明するための図である。送電装置１０は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）を経由して受電装置４０に無接点で電力を伝送する。受電装置４０は、送電装置１０から送られてくる電力によって動作し、充電制御装置（電力を消費するため、それ自体が負荷となる）に対する給電を実行する。

充電制御装置９２は、例えば、バッテリ９４の充電を制御するための専用のＩＣである。充電制御装置９２とバッテリ９４は、別個の（独立した）部品であってもよく、あるいは、バッテリ装置９０として一体的に設けられるものであってもよい。

以下の説明では、バッテリ装置９０内に、充電制御装置９２とバッテリ９４が設けられる場合を想定する（但しこれに限定されるものではない）。バッテリ装置９０全体が負荷となるため、以下の説明では、負荷９０という場合がある。

図２に示されるように、受電装置（例えばモジュール装置）４０は、負荷９０に対して電源（ＶＤＤ，ＶＳＳ）を供給するパワー端子（ＴＡ１，ＴＡ２）と、負荷９０からの充電検出用信号（ＬＥＤＲ）を受ける端子（ＴＡ３）と、負荷９０に対して電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を供給するための出力端子（ＴＡ４）と、を有する。

また、受電装置４０に内蔵される受電制御装置（ＩＣ）５０は、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を出力する電力供給制御信号出力端子（ＴＢ１）と、充電検出信号（ＬＥＤＲ）を受ける端子（ＴＢ２）と、を有する。

負荷（バッテリ装置）９０は、受電装置４０の端子（ＴＡ１〜ＴＡ４）の各々に対応して設けられた４つのノード（ＴＡ５〜ＴＡ６）と、バッテリ（２次電池等）９４と、充電制御装置９２（例えば、電流制御手段９３を内蔵する）と、を有する。

電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）は、例えば、充電制御装置９２に設けられる電流制御手段９３の動作を制御し、これによって、バッテリ９４への電力供給（充電電流（Ｉｌｏａｄ）の供給）が強制的に制御される。電流制御手段９３の構成や動作については、図１１〜図１４を用いて後述する。なお、電流制御手段９３は、充電制御装置９２に含まれる充電制御ＩＣの内部に設けられてもよく、外付けの調整手段として、充電制御ＩＣの外部に設けられてもよい。

受電装置４０が、負荷９０におけるバッテリへの給電機能を強制的に制御できるため、従来にない多様な動作が実現される。例えば、以下のような新規な動作が可能となる。
（１）例えば、バッテリ９４の充電制御装置９２が正常に動作しない場合に、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって充電制御装置９２の給電機能（すなわち、電流制御手段９３の動作）を外部からコントロールし、充電電流を調整することができる。
（２）送電装置１０から受電装置４０にバッテリ制御指令を発出し、負荷９０におけるバッテリ９４への給電をコントロールすることができる。
（３）電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を積極的に活用することによって通常の充電動作とは異なる特殊な充電形態を実現できる。例えば、消耗が激しいバッテリ９４の充電を行う場合に、その初期段階において、受電電流を増大させる等して、充電期間を短縮することができる。
（４）受電装置４０が、負荷変調によって送電装置１０に信号を送信する際、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）を用いて、バッテリ９４の充電電流（Ｉｌｏａｄ）を絞る（低減あるいは停止する）ことによって、バッテリへの充電が負荷変調による通信を妨害しないようにすることができる。
（５）上記（４）の機能を利用すれば、乗っ取り状態（例えば、薄い板状の金属異物が１次コイルと２次コイルとの間に挿入されて、両コイルが遮断されるような状態）を、送電装置１０側で確実に検出することができるようになる。
（６）負荷９０に設けられる充電制御装置９２を介してバッテリへの給電を制御するため、余分な回路の追加が不要であり、最小限の回路構成で実現可能である。
（７）バッテリ（２次電池等）９４に最も近い位置にある充電制御装置９２を介して給電を制御するため、高精度の給電制御を実現できる。充電制御装置９２のもつ充電制御機能（充電電流の負帰還制御機能等）を利用すれば、より高精度の充電制御を簡単に実現することができる。

（送電装置および受電装置の構成の具体例）
図３は、送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図である。

図示されるように、送電装置１０は、送電制御装置２０と、送電部１２と、波形モニタ回路１４と、を有する。また、送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、発振回路２４と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路２８と、を有する。

また、受電装置４０には、受電部４０と、負荷変調部４６と、給電制御部４８とが設けられている。また、負荷（バッテリ装置）９０は、充電制御装置９２とバッテリ（２次電池）９４が含まれる。以下、具体的に説明する。

充電器５００などの送電側の電子機器は、少なくとも図２に示される送電装置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。

送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、波形モニタ回路１４、表示部１６、送電制御装置２０を含むことができる。なお、送電装置１０や送電制御装置２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば表示部、波形モニタ回路）を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

送電部１２は、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、１次側機器と２次側機器との間の情報伝送の原理を説明するための図である。１次側から２次側への情報伝達には周波数変調が利用される。また、２次側から１次側への情報伝達には負荷変調が利用される。

図４（Ａ）に示されるように、例えば、データ「１」を送電装置１０から受電装置４０に対して送信する場合には、周波数ｆ１の交流電圧を生成し、データ「０」を送信する場合には、周波数ｆ２の交流電圧を生成する。また、図４（Ｂ）に示すように、受電装置４０は、負荷変調によって低負荷状態／高負荷状態を切り換えることができ、これによって、「０」，「１」を１次側（送電装置１０）に送信することができる。

図３の送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバと、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバと、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのコンデンサを含むことができる。そして、送電部１２が含む第１、第２の送電ドライバの各々は、例えば、パワーＭＯＳトランジスタにより構成されるインバータ回路（あるいはバッファ回路）であり、送電制御装置２０のドライバ制御回路２６により制御される。

１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば、電力伝送が必要なときには、図１に示すように、充電器５００の上に携帯電話機５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と携帯電話機５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。

１次コイルＬ１と２次コイルＬ２としては、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を用いることができる。但し、単線を縒り線に代え、この縒り線（絶縁された複数の細い単線を縒り合わせたもの）を渦巻き状に巻いた平面コイルを用いてもよい。

波形モニタ回路１４は、１次コイルＬ１の誘起電圧を検出する回路であり、例えば、抵抗ＲＡ１、ＲＡ２や、ＲＡ１とＲＡ２の接続ノードＮＡ３とＧＮＤ（広義には低電位側電源）との間に設けられるダイオードＤＡ１を含む。具体的には、１次コイルの誘起電圧を抵抗ＲＡ１、ＲＡ２で分圧することによって得られた信号ＰＨＩＮが、送電制御装置２０の波形検出回路２８に入力される。

表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示するものであり、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＣＤ（液晶表示装置）などにより実現される。

送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、発振回路２４と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路２８と、を含む。

また、送電側制御回路２２は、送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。

具体的には、送電側制御回路２２は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、あるいは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。上述のとおり、送電側制御回路２２は、例えば、スイッチ（ＳＷ）のオンを契機として、受電装置４０に対する、位置検出やＩＤ認証用の仮送電を開始する。

発振回路２４は、例えば、水晶発振回路により構成され、１次側のクロックを生成する。ドライバ制御回路２６は、発振回路２４で生成されたクロックや制御回路２２からの周波数設定信号などに基づいて、所望の周波数の制御信号を生成し、送電部１２の送電ドライバ（不図示）に出力し、その送電ドライバの動作を制御する。

波形検出回路２８は、１次コイルＬ１の一端の誘起電圧に相当する信号ＰＨＩＮの波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば、受電装置４０の負荷変調部４６が、送電装置１０に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形が、それに対応して変化する。

具体的には、図４（Ｂ）に示すように、データ「０」を送信するために、受電装置４０の負荷変調部４６が負荷を低くすると、信号波形の振幅（ピーク電圧）が小さくなり、データ「１」を送信するために負荷を高くすると、信号波形の振幅が大きくなる。したがって、波形検出回路２８は、誘起電圧の信号波形のピークホールド処理などを行って、ピーク電圧がしきい値電圧を超えたか否かを判断することで、受電装置４０からのデータが「０」なのか「１」なのかを判断できる。なお、波形検出の手法は、上述の手法に限定されない。例えば、受電側の負荷が高くなったか低くなったかを、ピーク電圧以外の物理量（電流と電圧の位相差や、電圧波形に基づいて生成されるパルスのパルス幅等）を用いて判断してもよい。

受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、受電部４２、負荷変調部４６、給電制御部４８、受電制御装置５０を含むことができる。なお、受電装置４０や受電制御装置５０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部４２が有する整流回路４３により行われる。この整流回路４３は、ダイオードＤＢ１〜ＤＢ４を含む。ダイオードＤＢ１は、２次コイルＬ２の一端のノードＮＢ１と直流電圧ＶＤＣの生成ノードＮＢ３との間に設けられ、ＤＢ２は、ノードＮＢ３と２次コイルＬ２の他端のノードＮＢ２との間に設けられ、ＤＢ３は、ノードＮＢ２とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられ、ＤＢ４は、ノードＮＢ４とＮＢ１との間に設けられる。

受電部４２の抵抗ＲＢ１、ＲＢ２はノードＮＢ１とＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ１、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ１、ＲＢ２により分圧することで得られた信号ＣＣＭＰＩが、受電制御装置５０の周波数検出回路６０に入力される。

受電部４２のコンデンサＣＢ１及び抵抗ＲＢ４、ＲＢ５は、直流電圧ＶＤＣのノードＮＢ３とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ３、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ４、ＲＢ５により分圧して得られる分圧電圧ＶＤ４は、信号線ＬＰ２を経由して、受電側制御回路５２および位置検出回路５６に入力される。位置検出回路５６に関しては、その分圧電圧ＶＤ４が、周波数検出のための信号入力（ＡＤＩＮ）となる。

負荷変調部４６は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させ、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために負荷変調部４６は、ノードＮＢ３、ＮＢ４の間に直列に設けられた抵抗ＲＢ３、トランジスタＴＢ３（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）を含む。

このトランジスタＴＢ３は、受電制御装置５０の受電側制御回路５２から信号線ＬＰ３を経由して与えられる制御信号Ｐ３Ｑによりオン・オフ制御される。本送電が開始される前の認証ステージにおいて、トランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行って送電装置に信号を送信する際には、給電制御部４８のトランジスタＴＢ１、ＴＢ２はオフにされ、負荷９０が受電装置４０に電気的に接続されない状態になる。

例えば、データ「０」を送信するために２次側を低負荷（インピーダンス大）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＬレベルになってトランジスタＴＢ３がオフになる。これにより負荷変調部４６の負荷はほぼ無限大（無負荷）になる。一方、データ「１」を送信するために２次側を高負荷（インピーダンス小）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＨレベルになってトランジスタＴＢ３がオンになる。これにより負荷変調部４６の負荷は、抵抗ＲＢ３（高負荷）になる。

給電制御部４８は、負荷９０への電力の給電を制御する。レギュレータ（ＬＤＯ）４９は、整流回路４３での変換で得られた直流電圧ＶＤＣの電圧レベルを調整して、電源電圧ＶＤ５（例えば５Ｖ）を生成する。受電制御装置５０は、例えばこの電源電圧ＶＤ５が供給されて動作する。

また、レギュレータ（ＬＤＯ）４９の入力端と出力端との間には、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）からなるスイッチ回路が設けられている。このスイッチ回路としてのＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）をオンすることによって、レギュレータ（ＬＤＯ）４９をバイパスする経路が形成される。例えば、高負荷時（例えば、消耗が激しい２次電池の充電の初期においては、ほぼ一定の大電流を定常的に流すことが必要となり、このようなときが高負荷時に該当する）においては、レギュレータ４９自体の等価インピーダンスによって電力ロスが増大し、発熱も増大することから、レギュレータを迂回して、バイパス経路を経由して電流を負荷に供給するようにする。

スイッチ回路としてのＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のオン／オフを制御するために、パイパス制御回路として機能するＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）およびプルアップ抵抗Ｒ８が設けられている。

受電側制御回路５２から、信号線ＬＰ４を介して、ハイレベルの制御信号がＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートに与えられると、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオンする。すると、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のゲートがローレベルになり、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）がオンしてレギュレータ（ＬＤＯ）４９をバイパスする経路が形成される。一方、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオフ状態のときは、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のゲートは、プルアップ抵抗Ｒ８を介してハイレベルに維持されるため、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）はオフし、バイパス経路は形成されない。

ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のオン／オフは、受電制御装置５０に含まれる受電制御回路５２によって制御される。

また、トランジスタＴＢ２（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ）は、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５（レギュレター４９の出力ノード）とトランジスタＴＢ１（ノードＮＢ６）との間に設けられ、受電制御装置５０の制御回路５２からの信号Ｐ１Ｑにより制御される。具体的には、トランジスタＴＢ２は、ＩＤ認証が完了（確立）して通常の電力伝送（すなわち、本送電）を行う場合にはオン状態となる。

なお、電源電圧生成ノードＮＢ５とトランジスタＴＢ２のゲートのノードＮＢ８との間にはプルアップ抵抗ＲＵ２が設けられる。

受電制御装置５０は、受電装置４０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この受電制御装置５０は、２次コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧ＶＤ５により動作することができる。また、受電制御装置５０は、制御回路５２（受電側）、位置検出回路５６、発振回路５８、周波数検出回路６０、満充電検出回路６２を含むことができる。

受電側制御回路５２は、受電装置４０や受電制御装置５０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。この受電側制御回路５２は、シリーズレギュレータ（ＬＤＯ）４９の出力端の定電圧（ＶＤ５）を電源として動作する。この電源電圧（ＶＤ５）は、電源供給線ＬＰ１を経由して、受電側制御回路５２に与えられる。

この受電側制御回路５２は、具体的には、ＩＤ認証、位置検出、周波数検出、満充電検出、認証用の通信のための負荷変調、異物挿入検出を可能とするための通信のための負荷変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。

位置検出回路５６は、２次コイルＬ２の誘起電圧の波形に相当する信号ＡＤＩＮの波形を監視して、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断する。

具体的には、信号ＡＤＩＮをコンパレータで２値に変換して、位置関係が適正であるか否かを判断する。

発振回路５８は、例えばＣＲ発振回路により構成され、２次側のクロックを生成する。周波数検出回路６０は、信号ＣＣＭＰＩの周波数（ｆ１、ｆ２）を検出して、送電装置１０からの送信データが「１」なのか「０」なのかを判断する。

満充電検出回路６２（充電検出回路）は、負荷９０のバッテリ９４が、満充電状態（充電状態）になったか否かを検出する回路である。具体的には満充電検出回路６２は、例えば、充電状態の表示に使用されるＬＥＤのオン・オフを検出することによって、満充電状態を検出する。すなわち、所定時間（例えば５秒）連続でＬＥＤが消灯した場合に、バッテリ９４が満充電状態（充電完了）であると判断する。

また、負荷９０内の充電制御装置９２も、ＬＥＤの点灯状態に基づいて満充電状態を検出することができる。

また、負荷９０は、バッテリ９４の充電制御等を行う充電制御装置９２を含む。充電制御装置９２は、発光装置（ＬＥＤ）の点灯状態に基づいて満充電状態を検出することができる。この充電制御装置９２（充電制御ＩＣ）は集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ９４自体に充電制御装置９２の機能を持たせてもよい。この場合、バッテリ９４自体が、本明細書における負荷装置９０に該当する。

図２で説明したように、受電装置４０は、４つの端子（ＴＡ１〜ＴＢ１）を有する。また、負荷９０も同様に、４つの端子（ＴＡ５〜ＴＡ８）を有する。受電制御装置５０は、２つの端子（ＩＣＵＴＸ信号の出力端子ＴＢ１，ＬＥＤＲ信号の入力端子ＴＢ２）を有する。

なお、負荷９０は、２次電池に限定されるものではない。例えば、所定の回路が動作することによって、その回路が負荷となる場合もあり得る。次に、乗っ取り状態の検出（乗っ取り発熱対策）について具体的に説明する。

（乗っ取り発熱対策）
機器の認証が完了して本送電が開始された後に、１次コイルと２次コイルとの間に大面積の異物が挿入される場合があり得る。小中程度の金属異物の存在は、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧を監視することによって検出することができる。

但し、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、１次側機器と２次側機器との間に、１次コイルと２次コイルを遮断するような大面積の金属異物（例えば、薄い金属板）が挿入された場合、１次側からの送電エネルギは、その金属異物で消費される（つまり、その金属異物が負荷となる）ことから、１次側からみると、バッテリ（２次側機器）が常に存在しているようにみえる。よって、例えば、２次側機器が取り去られても、１次コイルの誘起電圧に基づく取り去り検出ができない場合が生じ得、この場合には、２次側機器がないにもかかわらず、１次側からの送電が継続され、金属異物が高温度に達してしまう。

このように、大面積の金属異物が、本来の２次側機器に取って代わってしまう現象を、本明細書では「乗っ取り状態」といい、また、乗っ取り状態による発熱現象を「乗っ取り発熱」ということにする。

無接点電力伝送システムの安全性、信頼性を実用レベルにまで高めるためには、このような「乗っ取り発熱」に対しても十分な対策を施す必要がある。

異物が挿入される場合としては、偶発的になされる場合と、悪意をもってなされる場合とが想定される。異物が挿入されると、発熱が生じて、火傷、機器の損傷や破壊の危険性が生じるため、無接点電力伝送システムでは、異物挿入に対する安全対策の徹底が求められる。以下、乗っ取り発熱対策について、具体的に説明する。

図５（Ａ），図５（Ｂ）は、本送電開始後の異物挿入（乗っ取り状態）について説明するための、無接点電力伝送システムを構成する電子機器の断面図である。

図５（Ａ）では、クレードル５００（送電装置１０を備える電子機器）上の所定位置に、携帯電話端末５１０（受電装置４０を備える電子機器）がセットされており、この状態で、１次コイルと２次コイルを経由して、クレードル（充電台）５００から携帯電話端末５１０に無接点電力伝送がなされ、携帯電話端末５１０に内蔵される２次電池（例えば電池パック）の充電が行われている。

図５（Ｂ）では、本送電時において、悪意により、クレードル（充電台）５００と携帯電話端末５１０との間に、薄い板状の金属の異物（導電性の異物）ＡＲが差し込まれる。異物ＡＲが挿入されると、１次側の機器（クレードル５００）から２次側の機器（携帯電話端末５１０）に供給される電力のほとんどは、異物（ＡＲ）において消費され（すなわち、送電電力の乗っ取りが生じ）、異物ＡＲが発熱する危険性が高くなる。そこで、図５（Ｂ）のような状態となったときには、１次側の機器（クレードル５００）に含まれる送電装置１０が異物ＡＲの挿入を検出して、本送電をただちに停止する必要がある。

しかし、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧に基づく金属異物の検出方法では、図５（Ｂ）のような乗っ取り状態を十分に把握することはむずかしい。

例えば、受電装置側の負荷が大きいときは、１次コイル（Ｌ１）に誘起される電圧の振幅が増大し、受電装置側の負荷が小さくなれば、１次コイル（Ｌ１）に誘起される電圧の振幅は小さくなる。携帯電話端末５１０の２次電池が正常に充電されれば、時間経過と共に、受電装置４０側の負荷は徐々に減少していくはずである。ここで、突然、受電装置４０側の負荷が増大したとすると、送電装置１０は、受電装置４０側の負荷変動を監視しているため、負荷が急に増大したことは検知できる。しかし、その負荷の増大が、バッテリ（携帯電話端末の２次電池）に起因して生じたものなのか、携帯電話端末５１０とクレードル５００との間の位置ずれに起因するものなのか、あるいは、異物挿入に起因するものなのかを判定することができない。よって、送電装置１０が、単に、受電装置４０側の負荷変動を検出するという手法では、異物挿入を検出することができない。

そこで、本実施形態では、本送電中において、バッテリ（２次電池等）への電力供給を継続させつつ、受電装置４０が、送電装置１０からみた負荷を間欠的に意図的に変化させ（定期負荷変調動作）、送電装置１０に対して情報を発信する。

この間欠的な負荷変化による情報を、送電装置１０が所定タイミングで検出できた場合には、以下のことが証明される。
（１）受電装置４０側の機器（携帯電話機５１０）が送電装置１０側の機器（クレードル５００）上に正確にセットされている。
（２）受電装置４０側の機器（携帯電話端末５１０の２次電池を含む）は正常に動作している。
（３）異物ＡＲが挿入されていない。

一方、本送電時において異物ＡＲが挿入されると、受電装置４０から発信される情報は、その異物ＡＲに阻害されて送電装置１０に到達しなくなる。すなわち、送電装置１０では、受電装置側の間欠的な負荷変化(例えば、定期的な負荷変化)を検出することができなくなる。上述の（１）〜（３）が確認された後に、間欠的な負荷変化が検出されなくなることの要因としては、上述の（３）の要因が最も疑われる。つまり、異物ＡＲが挿入されたために、間欠的な負荷変化を検出できなくなったと判定することが可能である。

図６（Ａ），図６（Ｂ）は、異物挿入を検出可能とするために、受電装置側の負荷を間欠的に変化させる場合の具体的な態様を説明するための図である。

図６（Ａ）では、受電装置側の負荷の間欠的な変化の様子を、２次電流（２次コイルＬ２に流れる電流）の変化によって表している。図示されるように、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５・・・において、間欠的に受電装置側の負荷が変化している。

具体的には、図６（Ａ）では、周期Ｔ３で負荷が変化している。また、例えば時刻ｔ１を起点とした期間Ｔ２では、負荷が軽くなり、その後の期間Ｔ１では負荷が重くなる。このような周期的な変化が、周期Ｔ３で繰り返される。

図６（Ｂ）は、２次負荷電流の変化に対する１次コイル電圧（一次コイルの一端の誘起電圧）の変化を示している。上述のとおり、期間Ｔ１は２次側の負荷が重く、期間Ｔ２では負荷が軽い。この２次側の負荷の変化に応じて、１次コイル（Ｌ１）の一端の誘起電圧（１次コイル電圧）の振幅（ピーク値）が変化する。すなわち、負荷が重い期間Ｔ１では振幅が大きく、負荷が軽い期間Ｔ２では振幅が小さくなる。したがって、送電装置１０では、波形モニタ回路１４（図３参照）によって、例えば、１次コイル電圧のピーク検出を行うことによって、受電装置４０側の負荷変動を検出することができる。但し、負荷変動の検出方法はこの方法に限定されるものではなく、例えば、１次コイル電圧や１次コイル電流の位相を検出してもよい。

負荷変調は、例えば、トランジスタのスイッチングによって簡単に行うことができ、また、１次コイルのピーク電圧の検出等は、アナログやデジタルの基本的な回路を用いて精度良く行うことができ、機器への負担が少なく、実現が容易である。また、実装面積の抑制やコスト面でも有利である。

このように、本送電時において、受電装置４０が、間欠的（かつ周期的）な負荷変調による情報発信を行い、送電装置１０がその負荷変動を検出するという新規な方式を採用することによって、特別な構成を付加することなく、簡単な方法でもって異物挿入を高精度に検出することができる。

（異物挿入検出の具体例）
図７は、図２に示される無接点電力伝送システムの中から、異物挿入（乗っ取り状態）の検出に関係する構成を抜き出して示す回路図である。図７において、図２と共通する部分は同じ参照符号を付してある。また、図７において、異物挿入検出において重要な役割を果たす部分は太線で示している。

図７に示される受電装置４０において注目すべき回路構成は、負荷変調部４６を構成する負荷変調用トランジスタＴＢ３、給電制御部４８を構成する給電制御トランジスタＴＢ２、両トランジスタ（ＴＢ２，ＴＢ３）のオン／オフを制御する受電制御回路５２である。また、シリーズレギュレータ（ＬＤＯ）４９の入力端および出力端の電圧が、信号線ＬＰ２およびＬＰ１を経由して受電制御回路５２に入力されており、ＬＤＯ４９の両端電圧を監視することによって、負荷９０に含まれるバッテリ（２次電池）９４の負荷状態（負荷の軽重）を検出できるようになっている。

また、送電装置１０では、波形検出回路２８によって１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧のピーク値（振幅）等の波形が検出され、また、送電制御回路２２によって受電装置４０側の負荷変動が検出される。

図７において、受電装置４０は、本送電（認証後の連続送電）中に負荷変調を行い、送電装置１０に対して、異物検出用パターンＰＴ１を送信し、送電装置１０の送電側制御回路２２は、本送電中に受電装置４０側の負荷変化を監視し（連続的監視でも間欠的監視でもよい）、その異物検出パターンＰＴ１が受信できくなったときに、異物ＡＲが挿入されたと判定して、本送電を停止する。

（異物検出パターンＰＴ１の具体的な態様）
図８（Ａ），図８（Ｂ）は異物検出を可能とするための負荷変調の好適かつ具体的な態様を説明するための図であり、（Ａ）は負荷変調のタイミング例を示す図であり、（Ｂ）は送電装置によって検出される受電装置側の負荷変動の様子を具体的に示す図である。

図８（Ａ）に示されるように、異物検出を可能とするための負荷変調は、例えば、１０秒（１０ｓｅｃ）周期で周期的（定期的）に行われる。

また、時刻ｔ１〜ｔ６および時刻ｔ７〜ｔ１２が、異物検出を可能とするための負荷変調が実行される期間である。時刻ｔ１〜ｔ６まで（時刻ｔ７〜ｔ１２まで）が０．５秒（０．５ｓｅｃ）であり、０．５秒を５等分した０．１秒（１００ｍｓｅｃ）を単位として、負荷の軽重が切換えられる。

図８（Ａ）において、太線の双方の矢印で示される期間は負荷が重い期間である。すなわち、時刻ｔ１〜ｔ２，時刻ｔ３〜ｔ４，時刻ｔ５〜ｔ６，時刻ｔ７〜ｔ８，時刻ｔ９〜ｔ１０，時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の各期間において負荷が重くなる。負荷が重くなる期間がＴＡである。

一方、時刻ｔ２〜ｔ３，時刻ｔ４〜ｔ５，時刻ｔ８〜ｔ９，時刻ｔ１０〜ｔ１１の各期間において負荷が軽くなる。負荷が軽くなる期間がＴＢである。

図８（Ａ）では、明らかなように、本送電中における受電装置側の負荷の間欠的な変化が周期的（すなわち１周期毎）に実行され、かつ、１周期内において、負荷が、所定間隔で複数回、間欠的に変化する。

周期的な負荷変化とすることによって、送電装置１０と受電装置４０とが同期を確保しつつ負荷変化による情報の授受を行うことができる（すなわち、送電装置１０側で、受電装置４０側の負荷が変化するタイミングを容易に知ることができる）。

また、１周期内において、所定間隔で複数回、間欠的に負荷を変化させることによって、送電装置１０側にて負荷変動を検出するときに、単なるノイズなのか正規の信号なのかの判定をし易くなり、異物検出の精度を高めることができる。つまり、１周期において、１回しか負荷が変化しない場合は、送電装置１０側からみた負荷の変化が偶発的なものなのか、負荷変調によるものなのかを判別しにくくなる場合がある。これに対して、１周期内において複数回の負荷変化が生じるのであれば、その変化は負荷変調によるものであると簡単に判別することができる。
また、図８（Ａ）では、１周期内（例えば時刻ｔ１〜ｔ７）のうちの部分的な期間（時刻ｔ１〜ｔ６）においてのみ、負荷を所定間隔で複数回、間欠的に変化させている。つまり、１周期（１０ｓｅｃ）の前半の初期期間（最初の０，５ｓｅｃ）に、負荷変調を集中的に行う。このような形式の負荷変調を行う理由は、以下のとおりである。

すなわち、本送電中における負荷変化（負荷変調）は、バッテリ９４への電力供給に影響を与えることがあるため、あまり頻繁に行うのは好ましくない。よって、例えば、負荷変調の１周期的をある程度、長くする（このように、周期を少々長くとっても異物検出の点では何も問題はない）。

そして、その１周期の中の部分的な期間においてのみ、所定間隔で複数回、間欠的に負荷を変化させる。部分的な期間に限定するのは、負荷変化の間隔が大きく開いてしまうと、時間経過に伴ってバッテリの負荷状況が変わったり、周囲の条件が変わったりして、結果的に、送電装置による、受電装置側における間欠的な負荷変化の検出に好ましくない影響を与えることがあることを考慮したものである。つまり、例えば、１周期を長くとっておき（図８（Ａ）では１０ｓｅｃ）、そしてその長い１周期内の、部分的な短い期間（図７（Ａ）では０．５ｓｅｃ）において集中的に、複数回（図８（Ａ）では５回）の間欠的な負荷変調を行う。

このような形式の負荷変調を実行することによって、バッテリ９４への電力供給（例えば、電池パックの充電）に与える影響を最小限に抑えつつ、送電装置１０側における高い異物（ＡＲ）の検出精度を実現することができる。

図８（Ｂ）は、送電装置からみた受電装置側の負荷に対応した、送電装置１０における１次コイル（Ｌ１）の一端の誘起電圧の振幅変化の一例を示している。但し、図８（Ｂ）では、前半の１周期における負荷変調期（ｔ１〜ｔ６）と、後半の１周期における負荷変調期（ｔ７〜ｔ１２）では、バッテリ９４の負荷状態が変化しており、後半の周期においてバッテリ９４の負荷状態は重くなり、これによって、１次コイル電圧のピーク値が増大する。

図８（Ｂ）の時刻ｔ１〜ｔ６において、負荷が重くなる期間ＴＡにおける１次コイル電圧と、負荷が軽くなる期間ＴＢにおける１次コイル電圧との差はΔＶ１である。この１次コイル電圧の振幅差ΔＶ１から、送電装置１０の送電側制御回路２２は、受電装置４０側の負荷変化を検出することが可能である。

しかし、後半の負荷変調期間（時刻ｔ７〜ｔ１２）では、バッテリ９４の負荷状態が重くなり、バッテリ９４の充電電流（Ｉｌｏａｄ）が増大しているため、充電電流（Ｉｌｏａｄ）に対する負荷変調に伴う変調電流（Ｉｍｏｄ）の割合が小さくなり、変調電流（Ｉｍｏｄ）のオン／オフによる１次コイル電圧の差分はΔＶ２（ΔＶ２＜ΔＶ１）に縮小してしまう。つまり、変調電流（Ｉｍｏｄ）がバッテリ９４の充電電流（Ｉｌｏａｄ）に埋没してしまう形となる。したがって、バッテリ９４が重いときは、軽いときに比べて、送電装置１０側における負荷変化の検出が難しくなるのは否めない。

そこで、本実施形態では、バッテリ９４への電力供給を強制的に減少させてバッテリ９４の負荷状態を軽減し、１次側にて、負荷変調による負荷変化を検出し易くする。以下、バッテリの軽減措置について説明する。

（バッテリの負荷状態を強制的に軽減する処理）
本発明では、本送電中において、バッテリ９４への送電を停止することなく負荷変調を行うため、その負荷変調による送電装置１０側への信号の送信は、常に、バッテリ９４への給電状況（つまり、バッテリの負荷状態）による影響を受ける。

上述のとおり、バッテリ９４（電池パック等）に大量の充電電流を供給しているときに、負荷変調のために小さな電流をオン／オフしても、そのオン／オフ電流（Ｉｍｏｄ）の電流量は、バッテリ９４の充電電流（Ｉｌｏａｄ）の電流量に比べて小さいために、送電装置１０側では、負荷変調による負荷変化の様子を検出することがむずかしくなる（つまり、ノイズなのか負荷変調による信号なのかの検出がしにくくなる）のは否めない。一方、バッテリ９４に供給する電流が少ないとき（バッテリが軽いとき）は、負荷変調によるオン／オフ電流（Ｉｍｏｄ）の相対的な割合が増えて、送電装置１０からは、そのオン／オフによる負荷変化を把握し易くなる。

したがって、例えば、本送電中において、受電装置４０自身がバッテリ９４の負荷状態を監視し、異物検出を可能とするための負荷変調を行うときに、バッテリ９４が重いとき（つまり、電流を大量にバッテリ９４に供給している）ときは、バッテリ９４への電力供給を強制的に低下させる措置を取ることができる。

バッテリ９４への電力供給を絞ると、そのバッテリ９４の負荷状態が見かけ上、軽減されたことになり、送電装置１０側では、負荷変調による信号を検出し易くなり、したがって、バッテリ９４が重い状態のときでも、異物検出精度は所望のレベルに維持される。また、強制的なバッテリ９４の軽減を行った場合でも、バッテリ９４には、少なくとも、必要な最小限の電力は常に与えられており、バッテリ９４側の電子回路（充電制御装置９２）が動作できなくなるといった問題は生じない。

また、異物挿入を検出可能とするための負荷変調は、上述のとおり間欠的に行われ、かつ、その負荷変調は、バッテリ９４への電力供給に与える影響を考慮して適切な間隔で実行されるものであり、強制的な負荷軽減が行われたからといって、バッテリ９４への電力伝送に特段の悪影響は生じない。例えば、電池パックの充電時間が極端に長くなるような弊害は決して生じない。

このように、受電装置４０側でバッテリ９４の状態を監視し、異物挿入を検出可能とするための負荷変調時に、必要ならばバッテリ９４の負荷状態の強制的な軽減も併せて実行することによって、バッテリ９４が重いときであっても、送電装置１０側における負荷変化の検出精度を所望レベルに維持することができる。

なお、バッテリ９４の負荷状態に関わらず、一律に負荷軽減処理を実行することもできる。このようにすれば、バッテリの負荷状態の監視を行う必要がなくなり、受電側制御回路５２の負担が軽減される。

図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は、バッテリの負荷軽減動作を説明するための図である。具体的には図９（Ａ）はバッテリが軽い状態を示す図であり、図９（Ｂ）は、バッテリが重い状態を示す図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示される状態における１次コイル電圧の変化の様子を示す図であり、（Ｄ）は、給電制御トランジスタを連続的にオン／オフさせたり、半オン状態させたりしてバッテリの軽減を行っている状態を示す図であり、（Ｅ）は、（Ｄ）に示される状態における１次コイル電圧の変化の様子を示す図である。

図９（Ａ）の場合は、バッテリ９４が軽い（つまり、バッテリの充電電流Ｉｌｏａｄは小さい）ため、受電装置４０側で、バッテリの軽減動作を行わなくても、送電装置１０側にて、負荷変調による負荷変化を十分に検出することができる。よって、給電制御トランジスタＴＢ２は、常にオン状態である。負荷変調トランジスタＴＢ３は間欠的にオン／オフされ、これによって、負荷変調が実行される。

図９（Ｂ）では、バッテリ９４が重い（つまり、バッテリの充電電流Ｉｌｏａｄは大きい）ため、変調電流（Ｉｍｏｄ）のオン／オフによる電流変化が見えにくくなる。図９（Ｃ）に示すように、バッテリが軽い状態から重い状態に変化すると、１次コイル電圧の振幅の変化分がΔＶ１からΔＶ２に縮小し、負荷変調による負荷変化を検出しづらくなる。

そこで、図９（Ｄ）では、負荷変調の際に、併せてバッテリの軽減動作も行う。すなわち、図９（Ｄ）では、給電制御トランジスタＴＢ２を連続的にオン／オフする、あるいは、半オン状態とするという動作を実行する。

すなわち、給電経路に介在する給電制御トランジスタＴＢ２を連続的にオン／オフさせ、電力供給を間欠的に行うというデジタル的な手法によって、バッテリ９４への電力供給を強制的に絞ることができる。トランジスタを連続的にスイッチングさせることは、デジタル回路では通常行われる動作であり、実現が容易である。また、スイッチング周波数を選択することによって、バッテリへの給電電力をどの程度、削減するのかを精度良く制御することができるという利点がある。

また、アナログ的な手法を採用し、給電制御トランジスタ（ＰＭＯＳトランジスタ）のゲートに、完全オン時の電圧と完全オフ時の電圧の中間の電圧を供給し、そのＰＭＯＳトランジスタを、いわゆる半オン状態とすることによっても、バッテリ９４に供給する電力を絞ることができる。ゲート電圧を制御することによって、給電制御トランジスタ（ＰＭＯＳトランジスタ）のオン抵抗を微調整することができるという利点がある。

図９（Ｅ）において、バッテリの強制的な軽減によって、バッテリが重い状態の１次コイル電圧の振幅は、Ｖ１０からＶ２０に変化する。図中、“Ｘ”は、バッテリ９４の強制的な軽減量を示している。バッテリ９４の強制的な軽減によって、１次コイル電圧の振幅の変化分は、ΔＶ２（図９（Ｃ）参照）からΔＶ３（ΔＶ３＞ΔＶ２）に拡大し、送電装置１０では、負荷変調による受電装置４０側の負荷変化を検出し易くなる。

このように、負荷変調と共に、バッテリ軽減動作を併せて実行することによって、バッテリが重いときでも、送電装置側で負荷変化を確実に検出することが可能となる。

（負荷変調および負荷軽減のタイミング）
図１０（Ａ），図１０（Ｂ）は、負荷変調および負荷軽減のタイミングについて説明するための図である。

図１０（Ａ）に示すように、受電制御装置５０内の受電側制御回路５２は、負荷変調信号（ＬＰ３）によって、受電装置４０に設けられる負荷変調部４６を動作させて負荷変調を実行させ、これと並行して、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって充電制御装置９２の動作を制御して、バッテリ９４の負荷状態の軽減処理を実行する。

図１０（Ｂ）に示すように、間欠的な負荷変調は、周期ＴＸで定期的（周期的）に行われる。負荷変調期間ＴＸの前半期間（時刻ｔ２０〜ｔ２３，ｔ２４〜ｔ２７）において、電力制御信号（ＩＣＵＴＸ）はローレベルとなる。これにより、充電制御装置９２の動作が強制的に制御され、バッテリ９４への充電電流の低減あるいは一時的な停止が実現される。

充電電流を低減する（オフにはしない）制御では、バッテリ９４への充電が継続されるために充電時間の延長を最小限にとどめることができる。また、充電制御装置９２に内蔵されるＣＰＵがリセットされることがないため、充電制御装置９２の通常動作を維持できるという利点がある。

一方、充電電流を一時的に停止する制御では、バッテリの充電が一時的に停止されることになるため、充電時間はやや長くなるものの、負荷変調信号に対するバッテリ充電の影響がまったく無くなり、送電装置１０（１次側）からみた負荷変動の検出が、より容易化されるという利点がある。

充電時間や充電制御装置９２内のＣＰＵのリセットを防止できる効果を考慮すると、負荷軽減時において、給電を完全にオフさせるよりも、ＣＰＵが動作可能な最低限度の給電を継続させる方が好ましいといえる（但し、これに限定されるものではない）。

負荷変調期間の前半期間（時刻ｔ２０〜ｔ２３，ｔ２４〜ｔ２７）は、「負荷軽減期間」ということができる。後半期間（ｔ２３〜ｔ２４，ｔ２７〜ｔ２８）は「通常動作期間」となる。

図１０（Ｂ）に示すように、負荷軽減期間の途中の期間（時刻ｔ２１〜ｔ２２，時刻ｔ２５〜ｔ２６）において、負荷変調信号ＬＰ３がアクティブとなり、負荷変調が実行される。図７の負荷変調用トランジスタＴＢ３がオンすると、変調電流（Ｉｍｏｄ）が流れて見かけ上、１次側からみた負荷が重くなり、負荷変調用トランジスタＴＢ３がオフすると、低負荷（あるいは無負荷）状態に戻る。

すなわち、１次側からみた負荷が、軽，重、軽の変化を示すことになり、この特徴的な負荷変動を１次側で検出し、定期的な負荷変動が検出できないときには、異物挿入による乗っ取り状態が発生したと判定して送電を停止する。負荷軽減が行われることによって、１次側で負荷変動を検出し易くなる。

（充電制御装置の内部構成と動作）
以下、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によってバッテリの充電を制御する場合の具体的な態様について、図１１〜図１４を用いて説明する。以下、電流調整抵抗を調整する例、負帰還制御を利用する例ならびに給電経路における給電を直接的に制御する例、の順に説明する。

（１）電流調整抵抗（例えば外付け抵抗）を、ＩＣＵＴＸ信号で調整する例
図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、バッテリの充電制御の一例（電流調整抵抗を用いる例）を説明するための図である。図１１（Ａ）は、充電制御装置９２に含まれる充電器（充電制御ＩＣ）９１および電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）等の接続状態を示している。また、図１１（Ｂ）は、バッテリ９４（例えば、リチウムイオン電池）の充電特性を示している。

図１１（Ａ）に示されるように、充電器（充電制御ＩＣ）９１は、６つの端子を有している。１番端子は、受電装置４０からの供給される電圧（Ｖｉｎ）を受ける電源端子である。

２番端子は、バッテリ９４の充電状態を検出するための端子である。３番端子は、イネーブル信号（ＥＮ）が入力される端子である。

４番端子は、バッテリ９４を充電するための端子である。５番端子は、外付けの電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）が接続される端子である。なお、電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）が充電器（充電制御ＩＣ）９１の内部に設けられてもよい。６番端子は、接地（グランド）端子である。

充電器（充電制御ＩＣ）９１の５番端子とグランドとの間には、電流調整用抵抗（外付け抵抗）Ｒ１９が接続されている。また、充電器（充電制御ＩＣ）９１の５番端子とグランドとの間には、電流調整用抵抗（外付け抵抗）Ｒ１７と、制御素子（充電電流制御素子）としてのＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１５）とが直列に接続されている。

制御素子（充電電流制御素子）としてのＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１５）は、例えばスイッチング素子として機能し、そのゲートが、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって駆動され、これによって、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１５）はオン／オフ駆動される。

ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１５）がオンすると、オンすると、２本の電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）は、５番端子とグランドとの間に並列接続されることになる。並列接続された電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）の合成抵抗の抵抗値は、電流調整抵抗Ｒ１９単独の抵抗値よりも小さい。

ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１５）がオフすると、電流調整抵抗Ｒ１７は無効化され、電流調整抵抗Ｒ１９のみが有効となる。

電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）の抵抗値が大きくなるとバッテリ９４への充電電流は絞られ（低減され）、その抵抗値が小さくなると充電電流は増大する。すなわち、例えば、電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）は、バッテリの充電電流を決定するカレントミラーの基準電流の電流量を調整する機能をもつ。したがって、電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）の抵抗値が大きくなれば基準電流が小さくなり、バッテリの充電電流（Ｉｌｏａｄ）は強制的に削減され、給電が制限されることになる。

電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）が非アクティブ（Ｈレベル）のときは、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１５）がオンし、２本の電流調整抵抗（Ｒ１９，Ｒ１７）は、５番端子とグランドとの間に並列接続されているが、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）がアクティブ（Ｌレベル）になると、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１５）がオフし、電流調整抵抗（Ｒ１９）のみが５番端子に接続された状態となり、結果的に、電流調整抵抗の抵抗値が増大する。よって、バッテリ９４への充電電流（Ｉｌｏａｄ）は強制的に削減される。

電流調整抵抗の抵抗値を電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）で制御する構成を採用することによって、簡単な回路でもって、バッテリ９４への電力供給を外部から制御することが可能となる。

電流調整用抵抗を外付け抵抗とし（但し、これに限定されるものではない）、その抵抗値を制御素子（スイッチ素子等）によって制御する構成を採用することによって、充電制御装置９２に含まれる充電器（充電制御ＩＣ）９１の内部回路構成は何ら変更することなく、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ信号）によるバッテリの給電制御を実現できるという利点がある。また、制御素子（Ｍ１５）の数を増やす等の工夫をすれば、例えば、充電電流を多段階に切り換えるといった制御も簡単に実現することができる。

なお、充電器（充電制御ＩＣ）９１は、図１１（Ｂ）に示されるように、充電初期においては定電流モードでの充電を実行し、その後、定電圧モードに移行する。

図１２は、図１１の充電器（充電制御ＩＣ）の、要部の内部回路構成例を示す回路図である。図１２において、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１００）はカレントミラーの基準側トランジスタであり、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ２００）はカレントミラーの出力側トランジスタである。

カレントミラー比は、例えば１：２０５に設定される。すなわち、カレントミラーの基準電流をＩＸとし、出力電流（バッテリの充電電流）をＩＢＡＴとしたとき、ＩＢＡＴ＝２０５・ＩＸとなる。

カレントミラーの基準電流ＩＸの電流量は、上述のとおり、電流調整抵抗（ＣＲＲ：Ｒ１９，Ｒ１７）の抵抗値によってプログラム（調整）することができる。よって、力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって電流調整抵抗（ＣＲＲ）の抵抗値を可変に調整すれば、結果的に充電電流ＩＢＡＴ（Ｉｌｏａｄ）を調整（低減、増大、停止）させることができる。

以上が図１２の回路の基本的な充電動作である。但し、図１１（Ｂ）に示すように、定電流モード／定電圧モードの自動切換えを行う必要があり、このために、充電器（充電制御ＩＣ）９１では、回路Ｗ１，回路Ｗ２および回路Ｗ３が設けられている。

なお、定電流源ＩＳは、カレントミラーを構成するトランジスタ（Ｍ１００，Ｍ２００）のゲートをプルダウンできるようにするために設けられており、接地された抵抗に置き換えることもできる。また、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ１６０）は、充電イネーブルトランジスタである。

回路Ｗ１は、定電流充電を実現するための負帰還回路であり、回路Ｗ２は、定電圧充電を実現するための負帰還回路であり、回路Ｗ３は、カレントミラーを構成するトランジスタ（Ｍ１００，Ｍ２００）のドレイン（ノードＹ３，Ｙ４）の電位を等しくためのイコライザである。

回路Ｗ１のコンパレータＣＭＰ１０は、カレントミラーの基準側ノードＹ１が第１の基準電位ＶＲＥＦＡに等しくなるように、ダイオードＤ１００を経由してカレントミラーを構成するトランジスタ（Ｍ１００，Ｍ２００）のゲートをバイアスする。カレントミラーの基準電流ＩＸ＝ＶＲＥＦＡ／ＣＲＲ（電流調整用抵抗の抵抗値）となり、基準電流ＩＸは定電流となる。よって、充電電流ＩＢＡＴ（Ｉｌｏａｄ）は定電流化される。

同様に、回路Ｗ２のコンパレータＣＭＰ２０は、カレントミラーの出力側ノードＹ２が第２の基準電位ＶＲＥＦＢに等しくなるように、ダイオードＤ２００を経由してカレントミラーを構成するトランジスタ（Ｍ１００，Ｍ２００）のゲートをバイアスする。この場合、充電電圧ＶＢＡＴ＝ＶＲＥＦＢ（１＋Ｒ３００／Ｒ４００）となり、充電電圧は定電圧化される。

回路Ｗ１および回路Ｗ２のいずれか有効となるかは、バッテリ９４の正極の電位によって自動的に決まる。すなわち、バッテリ９４の正極の電位が低いとき（充電初期）には、回路Ｗ２におけるコンパレータＣＭＰ２０の出力は低下し、よってダイオードＤ２００は逆バイアスされてオフする。一方、回路Ｗ１のダイオードＤ１００は順バイアスされ、回路Ｗ１によって、カレントミラーを構成するトランジスタ（Ｍ１００，Ｍ２００）のゲートがバイアスされることになる。

バッテリ９４の正極の電位が上昇すると、回路Ｗ２のダイオードＤ２００が順バイアスされ、回路Ｗ２によって、カレントミラーを構成するトランジスタ（Ｍ１００，Ｍ２００）のゲートがバイアスされる。このとき、回路Ｗ１のダイオードＤ１は逆バイアスされ、回路Ｗ１は無効化される。すなわち、バッテリ９４の正極の電位が所定レベル（ＶＲＥＦＢにより定まる所定電位）まで上昇すると、定電流モードから定電圧モードに自動的に切り換わる。

なお、定電流モード／定電圧モードのいずれの場合でも、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって、カレントミラーの基準電流ＩＸが例えば大幅に削減されれば、充電電流（ＩＢＡＴ，Ｉｌｏａｄ）も減少し、結果的に、バッテリの負荷状態は、外部からの制御によって強制的に低減されることになる。

（充電器（充電制御ＩＣ）の負帰還制御回路を利用してバッテリの充電を制御する例）
図１３は、充電制御装置９２の具体的な内部構成と動作の一例を説明するための回路図である。

図１３の充電制御装置９２では、定電流制御（あるいは定電圧制御）のための負帰還制御回路の基準電圧（Ｖｒｅｆ）を、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）にて調整して、充電電流（負荷電流）を低減（あるいは増大）させる

図１３のバッテリ９４は、２次電池ＱＰと、充電電流の検出抵抗（電流／電圧変換抵抗）Ｒ１６と、を有する。

また、図１３の充電制御装置（ＩＣ）９２は、電力供給制御回路９９として機能するＰＭＯＳトランジスタ（充電電流調整素子）Ｍ１０と、コンパレータＣＰ１と、基準電圧生成回路９７と、を有する。なお、通常は、高精度の制御のためにＣＰＵを有しているが、図１３では記載を省略している。

コンパレータＣＰ１の反転端子には基準電圧（Ｖｒｅｆ）が供給され、非反転端子には、抵抗Ｒ１６の両端電圧が供給される。コンパレータＣＰ１の出力信号により、ＰＭＯＳトランジスタ９９のゲートが駆動され、これにより、バッテリ９４に供給される電流（充電電流）の電流量が調整される。この場合、負帰還制御によって、抵抗Ｒ１６の両端電圧が基準電圧Ｖｒｅｆに等しくなるように制御されることから、抵抗Ｒ１６を流れる電流（充電電流）が、基準電圧Ｖｒｅｆに対応する電流になるように負帰還制御がなされることになる。

コンパレータＣＰ１の非反転端子に、２次電池ＱＰの正極の電圧を供給すれば、２次電池ＱＰへの充電電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆになるように調整することができる（但し、この構成は、図示していない）。

基準電圧生成回路９７は、ツェナーダイオードＤ１０と、分圧抵抗Ｒ１２，Ｒ１３と、基準電圧を調整するための抵抗Ｒ１４およびＰＭＯＳトランジスタＭ１２と、を有する。

抵抗Ｒ１０およびツェナーダイオードＤ１０は定電圧回路を構成し、ツェナーダイオードＤ１０のカソード電圧が抵抗Ｒ１２，Ｒ１３で分圧され、この分圧された電圧が、コンパレータＣＰ１の反転端子に入力される基準電圧（Ｖｒｅｆ）となる。

例えば、受電制御装置５０（受電側制御回路５２）からの電圧供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）がローベルであると、ＮＭＯＳトランジスタＭ１２はオフする。したがって、ツェナーダイオードＤ１０のカソード電圧を抵抗Ｒ１２，Ｒ１３で分圧した電圧がそのまま基準電圧（Ｖｒｅｆ）となる。

一方、電圧供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）がハイレベルであると、ＮＭＯＳトランジスタＭ１２はオンする。すると、抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１３が並列に接続されることになり、抵抗Ｒ１４とＲ１３の合成抵抗（その抵抗値は抵抗Ｒ１３の抵抗値よりも小さい）と、抵抗Ｒ１２とが直列に接続されることになる。したがって、基準電圧Ｖｒｅｆの電圧レベルは低下し、これに伴って、バッテリ９４への充電電流Ｉｌｏａｄは低減され（電流オフも含む）、これによって負荷軽減が行われることになる。

以上の動作は一例であり、これに限定されるものではない。負帰還制御を用いた充電電流Ｉｌｏａｄの制御の態様には種々のものが考えられ、充電電流の低減のみならず、増大も行うことができる。基準電圧の電圧レベルを多段階に変化させてもよい。

上述の例では、コンパレータＣＰ１の基準電圧（Ｖｒｅｆ）を調整しているが、基準電圧はそのままで、コンパレータＣＰ１の非反転端子に入力される電圧（制御対象の電圧）自体を、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ信号）によって変化させるようにしてもよい。

図１３の充電制御装置９２では、ＩＣＵＴＸ信号によって負帰還制御回路の動作を制御して充電電流を増減（調整）するため、充電電流量の制御を高精度に行うことができる。また、充電制御装置９２には、本来、定電流制御や定電圧制御のために負帰還制御回路が設けられており、この回路を有効利用しているため、回路負担が軽減され、実現が容易である。

（充電経路に電力供給調整回路（電流制限素子等））を設けて充電電流を制御する例）
図１４は、充電制御装置９２の具体的な内部構成と動作の他の例を説明するための回路図である。

図１４の充電制御装置９２では、電力供給経路に電力供給調整回路１０１として機能するＰＭＯＳトランジスタＭ１４（電流制限素子）を設け、このＰＭＯＳトランジスタＭ１４の動作を、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）によって制御する構成を採用している。

例えば、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）がハイレベルのとき（通常動作時）は、インバータＩＮＶ１によって反転された信号がＰＭＯＳトランジスタＭ１４のゲートに与えられ、ＰＭＯＳトランジスタＭ１４は完全にオンして、バッテリ９４に充電電流Ｉｌｏａｄを供給している。

ここで、電力供給制御信号（ＩＣＵＴＸ）がローレベルとなると（負荷軽減時）、ＰＭＯＳトランジスタＭ１４は、半オン状態（完全オフと完全オンの中間の導通状態）あるいはオフ状態となり、これによって、充電電流Ｉｌｏａｄが低減され、低負荷状態あるいは無負荷状態が実現される。本態様では、回路構成が複雑化しないという利点がある。

また、図１４の充電制御装置９２は、図１３と同様の負帰還制御回路を有しており、通常動作時においては、図１３の場合と同様に、高精度の充電電流の制御が可能である。

（第２の実施形態）
本実施形態では、図１および図２に示される無接点電力伝送システムの一連のシーケンスについて説明する。

（無接点電力伝送システムの一連の動作）
図１５は、送電装置の動作の一例の概要を示すフロー図である。太い点線で囲んで示されるように、送電装置１０の動作は、送電前の「送電対象の確認（ステップＳＡ）」と、「送電中（送電前を含む）における送電環境の確認（ステップＳＢ）」に大別される。

上述のとおり、送電装置１０は、スイッチ（ＳＷ）のオンを契機として仮送電を開始する（ステップＳ１，Ｓ２）。

次に、受電側機器（５１０）のセット位置が適正であるかを確認し（ステップＳ３）、受電側機器５１０（受電装置４０）のＩＤ認証を実行して、適切な送電対象であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ＩＤ認証の際、複数回の再トライを許容することによって、偶発的なＩＤ認証ミスによって、ユーザが、スイッチ（ＳＷ）の再オンを余儀なくされることが防止され、ユーザの利便性が向上する。

位置検出またはＩＤ認証に失敗すると（ステップＳ５）、仮送電を停止してスイッチオン待ちの初期状態（つまりステップＳ１を待つ状態）に戻る。

なお、位置検出は、図２の受電装置４０内の位置検出回路５６が、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧信号の波形モニタ信号（ＰＨＩＮ）または２次コイル（Ｌ２）の誘起電圧を整流して得られる直流電圧（ＡＤＩＮ）に基づいて判定する。

図２１は、位置検出の原理を説明するための図である。図２１に示すように、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置関係に応じて、ＰＨＩＮの波形（波高）ならびにＡＤＩＮの電圧レベルが変化する。

例えば、ＡＤＩＮに基づいて位置検出を行う場合、受電側機器のセット位置が不適のときは、所定レベル（Ｖ３レベル）の直流電圧（ＡＤＩＮ）が得られないことから位置不適と判定され、その位置検出結果は、例えば、受電側から送電側に負荷変調を用いて伝達することができる。また、仮送電を受けてから所定時間内にＩＤ認証情報を送電側に送信しないことで、位置不適合を併せて伝達するようにしてもよい。

図１５に戻って説明を続ける。図１５において、ＩＤ認証後に、本送電（充電送電）を開始する（ステップＳ６）。本送電中には、金属異物検出（ステップＳ７）、定期負荷変動検出による乗っ取り状態の検出を実行し（ステップＳ８，Ｓ９）、また、受電側機器の取り去り（リーブ）検出を実行し（ステップＳ１０）、さらにスイッチの強制オフ検出（ステップＳ１１）、満充電通知（送電停止要求）検出を実行する（ステップＳ１２）。いずれかの検出が確認されると（ステップＳ１３）、本送電をオフして（ステップＳ１４）、初期状態（ステップＳ１を待つ状態）に戻る。

金属異物検出（ステップＳ７）ならびに取り去り検出（ステップＳ１０）は、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧信号の波形変化に基づいて検出することができる。図２２（Ａ）〜図２２（Ｆ）は、金属異物（導電性異物）検出の原理を説明するための図である。図２２（Ｂ）〜（Ｆ）は、１次コイルと金属異物（小中程度の導電性異物）ＭＥＴとの相対位置に応じて、図２２（Ａ）に示される１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧信号（Ｖ（ＮＡ２））がどのように変化するかを示している。図示されるように、金属異物（ＭＥＴ）がまったく無い状態（図２２（Ｆ））と、金属異物（ＭＥＴ）が存在する状態（図２２（Ｂ）〜（Ｅ））とでは、Ｖ（ＮＡ２）の波形（振幅）は明らかに異なる。よって、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧信号Ｖ（ＮＡ２）の波形を波形モニタ回路１４（図２参照）によってモニタすることによって、金属異物（ＭＥＴ）を検出することができる。なお、「波形をモニタする」ことには、振幅をモニタする場合の他、例えば、電流と電圧の位相をモニタする場合等も含まれる。

図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）は、取り去り検出の原理を説明するための図である。図２３（Ａ）に示すように、受電側機器５１０がセットされているときは、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧信号Ｖ（ＮＡ２）の波形は、図２３（Ｂ）に示すようになる。一方、図２３（Ｃ）に示すように、受電側機器５１０が取り去られたとき（リーブ時）には、１次コイルと２次コイル間の結合が外れることで、結合によって生じていた相互インダクタンス分がなくなり１次コイルのインダクタンス分だけが共振するようになり、その結果、共振周波数が高くなり、伝送周波数に近づくため送電コイルに電流が流れやすくなるため、送電側からは高負荷に見える（誘起電圧が上昇する）。すなわち、１次コイルの誘起電圧信号の波形に変化が生じる。

すなわち、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧信号Ｖ（ＮＡ２）の波形は、図２３（Ｄ）に示すようになり、その波形（振幅）は明らかに、図２３（Ｂ）の波形とは区別される。よって、１次コイル（Ｌ１）の誘起電圧信号Ｖ（ＮＡ２）の波形を波形モニタ回路１４（図３参照）によってモニタすることによって、取り去り（リーブ）を検出することができる。よって、この原理を利用して、簡単な構成の回路でもって受電側機器の取り去りを検出することができる。本送電中において受電側機器の取り去り（リーブ）検出を行うことによって、無駄な電力伝送が生じない。よって、低消費電力化ならびに安全性や信頼性の向上を図ることができる。

（送電側制御回路の構成の一例）
図１６は、送電側制御回路の構成の一例を示す回路図である。図示されるように、送電側制御回路２２は、ロジック回路１００を有する。

ロジック回路１００は、スイッチＳＷのオン／オフに伴って生じるノイズを除去するノイズ除去回路１０２と、現在の状態が送電状態であるか、あるいは初期状態であるかを記憶するためのフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）１０４と、位置検出部１０６と、ＩＤ認証部１０８と、取り去り検出部１１０と、異物検出部１１２（乗っ取り状態検出部１１４を含む）と、満充電通通知（送電停止要求）検出部１１６と、各部の検出結果に基づいて、送電のオン／オフを制御する送電制御部１１８と、を有する。

（無接点電力伝送システムの基本シーケンス例）
図１７は、無接点電力伝送システムの基本シーケンス例を示す図である。左側に示されるように、送電側電子機器（送電側機器）５００にはスイッチＳＷが設けられている。ユーザは、受電側電子機器（受電側機器）５１０を所定位置にセットしてスイッチＳＷを押下する。これによって生じるエッジ（例えばネガティブエッジＮＴ）をトリガ（契機）として、送電装置１０からの仮送電が開始され（Ｓ２０）、位置検出がなされ（ステップＳ２１）、位置が不適ならば仮送電が停止される（ステップＳ２２）。

受電側機器５１０のセット位置が適切ならば、ＩＤ認証が実行される（ステップＳ２３）。すなわち、ＩＤ認証情報（メーカ情報、機器ＩＤ番号、定格情報等）が受電側機器から送電側機器に送信される。偶発的にＩＤ認証が不可になる場合もあり得ることから、ユーザの利便性を考慮して（何度もスイッチＳＷを再オンする手間を省くために）、所定回数（例えば３回）の再トライを許容し、連続して失敗した場合（ＮＧの場合）にＩＤ認証失敗と判定することが好ましい（ステップＳ２４）。

ＩＤ認証後に、送電装置１０は、受電装置４０に対して本送電を開始する（ステップＳ２６）。本送電期間中において、スイッチ（ＳＷ）の押下（強制オフ）が検出されると（ステップＳ２７）、本送電が停止されて初期状態に戻る（ステップＳ２８）。

また、上述のとおり、取り去り検出（ステップＳ２９），金属異物検出（ステップＳ３０），２次側の定期負荷認証（２次側負荷軽減処理を含む：ステップＳ３１）、乗っ取り状態検出（ステップＳ３２）が実行され、いずれかが検出されたときには、本送電が停止される（ステップＳ３３）。なお、２次側における定期負荷認証に伴う負荷軽減とは、バッテリ（バッテリ等）が重い状態で負荷変調をしても、１次側でその変調信号をうまく受信できない場合があるため、負荷変調をするときにバッテリへの給電を絞り（あるいは停止させ）、バッテリの負荷状態を見かけ上、強制的に軽減させる処理のことである。

図１７において、受電装置４０は、満充電を検出すると満充電通知（セーブフレーム：送電停止要求フレーム）を作成して送電側に送信する（ステップＳ３４）。送電装置１０は、満充電通知（送電停止要求フレーム）を検出すると（ステップＳ３５）、本送電をオフして初期状態に戻る（ステップＳ３６）。

図１８は、図１７のシーケンスを実行する無接点電力伝送システムの状態遷移を示す状態遷移図である。図示されるように、システムの状態は、初期状態（アイドル状態：ＳＴ１），位置検出状態（ＳＴ２）、ＩＤ認証状態（ＳＴ３），送電（本送電）状態（ＳＴ４）、定期負荷認証状態（ＳＴ５）（ならびに負荷軽減状態ＳＴ６）の状態に大別される。

スイッチオン（Ｑ１）によってＳＴ１からＳＴ２に遷移し、位置検出ＮＧのときに、ＳＴ１に戻る（Ｑ２）。位置検出ＯＫならばＳＴ３に遷移し（Ｑ３）、ＩＤ認証が複数回連続して失敗するかをウオッチングし（Ｑ４）、連続してＮＧならば（Ｑ５）ＳＴ１に戻る。ＩＤ認証ＯＫならば（Ｑ６）、ＳＴ４に遷移する。

本送電状態では、ＳＷオフ検出（Ｑ７），取り去り検出（Ｑ１２），金属検出（Ｑ１０），乗っ取り状態検出（Ｑ１７），満充電検出（Ｑ１４）が実行され、いずれかが検出されると初期状態に復帰する（Ｑ８，Ｑ９，Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ１５）。

図１７の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムでは、スイッチのオンを契機として送電を開始し、それまでは一切の送電を行わないため低消費電力化、安全性の向上を図ることができる。また、満充電通知（送電停止要求）を受信すると送電を停止して初期状態（スイッチオン待ち状態）に戻るため、ここでも無駄な送電は一切、生じず、低消費電力化、安全性の向上が図られる。

また、ＩＤ認証を本送電の条件とすることから、不適切な機器に送電が行われることがなく、信頼性および安全性が向上する。

また、本送電中において、各種の検出動作（取り去り検出，金属異物検出，２次側の定期負荷認証に基づく乗っ取り状態検出、満充電検出））が実行され、いずれかが検出されたときには、本送電が速やかに停止されて初期状態に戻るため、不必要な送電は一切、生じず、異物に対しても万全の対策が施されることになるため、極めて高い信頼性（安全性）をもつシステムが実現される。

図１９および図２０は、図１７の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図である。図１９および図２０において、左側には１次側の動作フローが示され、右側に２次側の動作フローが示される。

図１９に示されるように、スイッチＳＷがオンされると（ステップＳ４０）、送電側から仮送電が開始され（例えば伝送周波数はｆ１である：ステップＳ４１）、タイマによるカウントが開始される（ステップＳ４２）。

受電側では、仮送電を受けると、停止状態（ステップＳ６０）からパワーオン状態に移行し（ステップＳ６１）、位置レベルの判定（位置検出）が実行される。位置レベルＮＧならば、初期状態（ステップＳ６０）に戻り、ＯＫならば、ＩＤ認証フレームの作成（Ｓ６３）、ＩＤ認証フレームの送信（ステップＳ６４）が実行される。

送電側では、ＩＤ認証フレームの受信処理（ステップＳ４４）ならびにタイムアウト判定（ステップＳ４３）を行い、ＩＤ認証フレームを所定時間内に受信できない場合には、送電を停止する（ステップＳ５１）。

一方、ＩＤ認証フレームを所定時間内に受信できた場合には、フレーム認証処理を実行し（ステップＳ４５）、認証ＯＫならば許諾フレームを受電側に送信し（ステップＳ４７）、認証ＮＧの場合には送電を停止する（ステップＳ５１）。

受電側は、送電側からの許諾フレームを検証し（ステップＳ６５）、ステートフレームを送電側に送信する（ステップＳ６６）。

送電側では、スタートフレームを検証し（ステップＳ４８）、定期負荷変動（乗っ取り状態検出用）の検出をオンさせ（ステップＳ４９）、充電送電（本送電）を開始する（ステップＳ５０）。

受電側では、充電送電（本送電）を受けて、バッテリ（例えばバッテリ）の充電を開始する（ステップＳ６７）。

続いて、図２０を用いて、その後のフローを説明する。送電側では、取り去り、金属異物、乗っ取り状態、スイッチオフの各検出を実行しつつ（ステップＳ７０）、受電側からの満充電通知（送電停止要求）を待つ（ステップＳ７１）。

受電側では、バッテリの充電を行いつつ、乗っ取り検出のための定期負荷変調を実行し（ステップＳ８０）、また、バッテリの満充電を検出する（ステップＳ８１）。満充電が検出されると、送電側に、満充電通知フレーム（セーブフレーム：送電停止要求）を送信する（ステップＳ８２）。

送電側では、受電側からの満充電通知フレーム（セーブフレーム：送電停止要求）を受信すると、定期負荷変動検出をオフして（ステップＳ７２）、送電を停止する（ステップＳ７３）。

このような動作を行う本実施形態の無接点電力伝送システムでは、以下の主要な効果を得ることができる。但し、下記効果は同時に得られるとは限らない。
（１）スイッチのオンを契機として送電を開始し、それまでは一切の送電を行わないため低消費電力化、安全性の向上を図ることができる。
（２）スイッチの利用形態としては、例えば、２次側機器をセットした後にユーザがスイッチをオンする場合と、スイッチをオンしてから２次側機器をセットする場合とがある。いずれの場合も、ユーザによるスイッチオン（つまり、ユーザによる充電開始の明確な意思表示）を送電（仮送電を含む）の条件とするため、ユーザの知らないうちに不意打ち的に送電が開始されることがなく、ユーザの安心感が高まる。また、２次側機器をセットすると、その自重でスイッチがオンする場合もあり得る。この場合には、ユーザのスイッチオンの手間を省くことができる。
（３）満充電通知（送電停止要求）を受信すると送電を停止して初期状態（スイッチオン待ち状態）に戻るため、ここでも無駄な送電は一切、生じず、低消費電力化、安全性の向上が図られる。
（４）ＩＤ認証を本送電の条件とすることから、不適切な機器に送電が行われることがなく、信頼性および安全性が向上する。
（５）本送電中において、各種の検出動作（取り去り検出，金属異物検出，２次側の定期負荷認証に基づく乗っ取り状態検出、満充電検出））が実行され、いずれかが検出されたときには、本送電が速やかに停止されて初期状態に戻るため、不必要な送電は一切、生じず、異物に対しても万全の対策が施されることになるため、極めて高い信頼性（安全性）をもつシステムが実現される。

以上、本発明を、実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲において多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。

従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（低電位側電源、電子機器等）と共に記載された用語（ＧＮＤ、携帯電話機・充電器等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態および変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。

また、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成ならびに動作や、１次側における２次側の負荷検出の手法も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

本発明は、低消費電力かつ高信頼度の無接点電力伝送システムを提供するという効果を奏し、したがって、特に、送電制御装置（送電制御ＩＣ）、送電装置（ＩＣモジュール等）、無接点電力伝送システム、および電子機器（携帯端末および充電器等）として有用である。なお、「携帯端末」には、携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なコンピュータ端末が含まれる。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例ならびに誘導トランスを用いた無接点電力伝送の原理を説明するための図 受電装置による負荷の給電制御について説明するための図 送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図 図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、１次側機器と２次側機器との間の情報伝送の原理を説明するための図 図５（Ａ），図５（Ｂ）は、本送電開始後の異物挿入（乗っ取り状態）について説明するための、無接点電力伝送システムを構成する電子機器の断面図 図６（Ａ），図６（Ｂ）は、異物挿入を検出可能とするために、受電装置側の負荷を間欠的に変化させる場合の具体的な態様を説明するための図 乗っ取り状態検出機能をもつ無接点電力伝送システムの構成の概要を示す回路図 図８（Ａ），図８（Ｂ）は異物検出を可能とするための負荷変調の好適かつ具体的な態様を説明するための図 図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は、バッテリの負荷軽減動作を説明するための図 図１０（Ａ），図１０（Ｂ）は、負荷変調および負荷軽減のタイミングについて説明するための図 図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、バッテリの充電制御の一例（電流調整抵抗を用いる例）を説明するための図 図１１（Ａ）の充電器（充電制御ＩＣ）の、要部の内部回路構成例を示す回路図 充電制御装置の具体的な内部構成および動作の一例を説明するための回路図 充電制御装置の具体的な内部構成および動作の他の例を説明するための回路図 送電装置の動作の一例の概要を示すフロー図 送電側制御回路の構成の一例を示す回路図 無接点電力伝送システムの基本シーケンス例を示す図 図１７のシーケンスを実行する無接点電力伝送システムの状態遷移を示す状態遷移図 図１７の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図 図１７の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図 位置検出の原理を説明するための図 図２２（Ａ）〜図２２（Ｆ）は、金属異物（導電性異物）検出の原理を説明するための図 図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）は、取り去り検出の原理を説明するための図

符号の説明

Ｌ１ １次コイル、Ｌ２ ２次コイル、１０ 送電装置、１２ 送電部、１４ 波形モニタ回路、１６ 表示部、２０ 送電制御装置、２２ 送電側制御回路、２３ 周波数変調部、２４ 発振回路、２６ ドライバ制御回路、２８ 波形検出回路、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 受電側制御回路、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 ２次側機器の負荷、９２ 充電制御装置（充電制御ＩＣ）、９４ バッテリ（例えば、２次電池）、
ＬＥＤ 電池残量や電池の状態のインジケータとしての発光装置、
ＬＥＤＲ 充電検出信号、ＩＣＵＴＸ 電力供給制御信号、
ＴＢ１ 受電制御装置（ＩＣ）のＩＣＵＴＸ信号出力端子（出力ノード）、
ＴＡ４ 受電装置（モジュール）のＩＣＵＴＸ信号出力端子（出力ノード）

Claims (16)

1. 送電装置から受電装置に対して、電磁結合された１次コイルおよび２次コイルを経由して無接点で電力を伝送し、前記受電装置がバッテリ装置に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける、前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、
   前記受電装置の動作を制御する受電側制御回路と、
   前記バッテリ装置への電力供給を制御する電力供給制御信号を、前記充電制御装置に供給するための電力供給制御信号出力端子と、を含み、
   前記受電側制御回路は、前記電力供給制御信号を前記電力供給制御信号出力端子から出力するタイミングを制御する、
   ことを特徴とする受電制御装置。
2. 請求項１記載の受電制御装置であって、
   前記バッテリ装置は、バッテリと、前記バッテリの充電を制御する充電制御装置と、を有し、
   前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号は、前記バッテリの充電電流を調整するための電流調整用抵抗の抵抗値を制御して前記バッテリの充電電流を調整する、
   ことを特徴とする受電制御装置。
3. 請求項２記載の受電制御装置であって、
   前記電流調整用抵抗は外付け抵抗であり、かつ、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値を切り換えるための制御素子が設けられ、
   前記電力供給制御信号は、前記制御素子の動作を制御して、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値を調整する、
   ことを特徴とする受電制御装置。
4. 請求項１記載の受電制御装置であって、
   前記バッテリ装置は、バッテリと、前記バッテリの充電を制御する充電制御装置と、を有し、
   前記充電制御装置は、負帰還制御回路によって、前記バッテリの前記充電電流または充電電圧が所望値になるように制御し、
   前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号は、前記充電制御装置における前記負帰還制御回路の動作を制御して、前記充電電流を調整する、
   ことを特徴とする受電制御装置。
5. 請求項１記載の受電制御装置であって、
   前記バッテリ装置は、バッテリと、前記バッテリの充電を制御する充電制御装置と、を有し、
   前記充電制御装置は、前記バッテリへの電力供給経路に設けられた電力供給調整回路を有し、
   前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号は、前記電力供給調整回路の動作を制御して、前記充電電流を調整する、
   ことを特徴とする受電制御装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか記載の受電制御装置であって、
   前記送電装置からみた負荷を変調する負荷変調部をさらに有し、
   前記受電側制御回路は、
   前記充電制御装置を経由して前記バッテリに給電しているときに、前記負荷変調部を動作させて、前記送電装置からみた前記受電装置側の負荷を間欠的に変化させると共に、
   前記送電装置からみた前記受電装置側の負荷を間欠的に変化させる期間において、前記電力供給制御信号を前記電力供給制御信号出力端子から出力して、前記バッテリへの供給電力を低減または停止させる、
   ことを特徴とする受電制御装置。
7. 請求項６記載の受電制御装置であって、
   前記受電側制御回路は、
   前記電力供給制御信号の出力によって、前記バッテリへの供給電力が低減または停止された状態となる負荷軽減期間を作成すると共に、
   前記負荷軽減期間の途中において、前記負荷変調部を動作させて負荷変調を実行する、
   ことを特徴とする受電制御装置。
8. 前記２次コイルの誘電電圧を直流電圧に変換する受電部と、
   請求項１〜請求項７のいずれか記載の受電制御装置と、
   前記受電制御装置から出力される前記電力供給制御信号を、前記充電制御装置に出力するための出力端子と、
   を含むことを特徴とする受電装置。
9. 請求項８記載の受電装置と、前記受電装置から電力が供給される前記充電制御装置および前記バッテリと、を含むことを特徴とする電子機器。
10. 送電装置と、
    １次コイルと、
    ２次コイルと、
    請求項１〜請求項７のいずれか記載の受電制御装置を含む受電装置と、
    前記充電制御装置および前記バッテリと、
    を有することを特徴とする無接点電力伝送システム。
11. 無接点電力伝送システムの受電装置からの電力供給を受け、バッテリの充電を制御する充電制御装置であって、
    前記受電装置からの電力供給制御信号によって、前記充電制御装置の動作が制御される、
    ことを特徴とする充電制御装置。
12. 請求項１１記載の充電制御装置であって、
    前記電力供給制御信号によって、前記バッテリの充電電流を調整するための電流調整用抵抗の抵抗値が制御される、
    ことを特徴とする充電制御装置。
13. 請求項１２記載の充電制御装置であって、
    前記電流調整用抵抗は外付け抵抗であり、かつ、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値を切り換えるための制御素子が設けられ、
    前記電力供給制御信号によって、前記制御素子の動作が制御されて、前記外付け抵抗としての前記電流調整用抵抗の抵抗値が調整される、
    ことを特徴とする充電制御装置。
14. 請求項１１記載の充電制御装置であって、
    負帰還制御回路を有し、前記負帰還制御回路は、前記バッテリに供給する電流または電圧が所望値になるように制御し、
    前記電力供給制御信号によって、前記充電制御装置における前記負帰還制御回路の動作が制御される、
    ことを特徴とする充電制御装置。
15. 請求項１１記載の充電制御装置であって、
    前記バッテリへの電力供給経路に設けられた電力供給調整回路を有し、
    前記電力供給制御信号によって、前記電力供給調整回路の動作が制御される、
    ことを特徴とする充電制御装置。
16. 請求項１１〜請求項１４のいずれか記載の充電制御装置と、前記充電制御装置によって充電が制御されるバッテリと、を含むバッテリ装置。

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