JP2010187495A - Noncontact power supply system, power supply apparatus, and power-receiving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給電装置から受電装置に対し、電磁誘導を利用して非接触で電力を供給することが可能な非接触給電システムに関し、特に、受電装置が、受電開始時に、給電装置の供給可能な電力量を含む給電装置が備える性能に関する情報、または給電装置が備える機能に関する情報を取得する為の技術に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power supply system capable of supplying electric power from a power supply device to a power reception device in a non-contact manner using electromagnetic induction. In particular, the power reception device can supply the power supply device at the start of power reception. The present invention relates to a technique for acquiring information related to the performance of a power supply apparatus including a large amount of power, or information related to functions provided in the power supply apparatus.
従来、電気かみそりや電動歯ブラシ等の小型の電気装置への給電に電磁誘導を利用した非接触給電が行われている。その際に、受電装置への出力電力を必要最小限に抑制して、消費電力と発熱量の低減化を図る発明が特許文献1に開示されている。 Conventionally, non-contact power feeding using electromagnetic induction has been performed for power feeding to small electric devices such as an electric razor and an electric toothbrush. At that time, Patent Document 1 discloses an invention that reduces power consumption and heat generation by suppressing output power to a power receiving apparatus to a necessary minimum.
図12は、特許文献1に開示されている従来の非接触給電装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional non-contact power feeding device disclosed in Patent Document 1. In FIG.
図12において、非接触給電装置は、電源供給手段1201、インバータ1202、給電コイル1203および電流制限回路1204で構成される。
In FIG. 12, the non-contact power supply apparatus includes a
給電方法としては、電源供給手段1201が出力した直流電流を、インバータ1202が交流電流に変換し、インバータ1202が変換した交流電流を、給電コイル1203を介して電磁誘導で受電装置(図示せず)に給電する。その際、受電装置が使用する電力量により受電装置側の負荷が変動するが、それに合わせて電源供給手段1201から出力される電流値、すなわち電圧値も変化する。この電源供給手段1201の出力電圧値を監視し、監視している出力電圧値の変動に応じて、電流制限回路1204が電源供給手段1201の出力電流値を適切に調整することにより、受電装置の負荷に適した電力を供給できるようにしたものである。
しかしながら、特許文献1に開示されている従来の方法においては、次に示すような新たな課題が発生する。すなわち、近年、非接触給電による給電量の増加に伴って、給電装置に対して、様々な装置に受電装置が実装されて使用される多様な利用形態が期待されつつあるが、その際、受電装置が必要とする電力は受電装置により大きく異なり、場合によっては、給電装置が、受電装置に対して受電装置が必要とする電力を供給できないという事態も発生する。この様な事態が発生すると、受電装置は、電力不足のために満足な動作を行えず、動作不安定に陥ることになる。このような場合、受電装置は、給電装置の給電能力に合わせて、機能や性能を落として消費電力を抑制することで対応する解決方法が考えられるが、特許文献1に開示されている従来の方法、すなわち、給電装置が受電装置の負荷に合わせて供給電力を最適化する従来の方法においては、受電装置は給電装置の給電可能な電力量を把握することができず、どこまで機能や性能を落として良いのかを判断することができないという課題を有していた。 However, in the conventional method disclosed in Patent Document 1, the following new problem occurs. In other words, in recent years, with the increase in the amount of power supplied by non-contact power feeding, various usage forms in which power receiving devices are mounted and used in various devices are being expected for power feeding devices. The power required by the device varies greatly depending on the power receiving device. In some cases, the power feeding device may not be able to supply the power required by the power receiving device to the power receiving device. When such a situation occurs, the power receiving apparatus cannot perform a satisfactory operation due to power shortage, resulting in unstable operation. In such a case, the power receiving apparatus can be considered a corresponding solution by suppressing the power consumption by reducing the function and performance in accordance with the power supply capability of the power supply apparatus. In the conventional method in which the power supply device optimizes the supply power according to the load of the power receiving device, the power receiving device cannot grasp the amount of power that can be supplied by the power supply device, There was a problem that it was not possible to judge whether it was possible to drop it.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、給電装置が、給電を開始する段階において、給電可能な電力量に関する情報を受電装置に対して通知する機能を備え、受電装置が必要とする電力を給電装置が供給できない場合であっても、受電装置は、給電装置の給電可能な電力量を把握して、その給電可能な電力量に応じた消費電力になるように受電装置内の消費電力を削減するために、抑制すべき機能や性能を判断することが可能な非接触給電システム、並びに給電装置および受電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and has a function of notifying the power receiving device of information regarding the amount of power that can be supplied when the power feeding device starts power feeding. Even if the power supply device cannot supply the required power, the power reception device grasps the amount of power that can be supplied by the power supply device, and the power reception device so that the power consumption corresponds to the amount of power that can be supplied. It is an object of the present invention to provide a non-contact power feeding system, a power feeding device, and a power receiving device capable of determining functions and performance to be suppressed in order to reduce power consumption.
上記目的を達成するために、本願の第1の発明の非接触給電システムは、給電装置から受電装置に対して電磁誘導の活用による非接触給電が可能な非接触給電システムであって、前記給電装置は、前記受電装置に対して供給する電力を出力する電力供給手段と、前記電力供給手段から出力される電力により前記受電装置が備える非接触受電手段を励磁し、前記受電装置に対して非接触で電力を供給する非接触給電手段と、前記受電装置に対して、前記給電装置に関する所定の情報を包含する第1の電力波形を有する電力を含む複数の電力波形を有する電力を供給できるように、前記非接触給電手段から供給される電力を制御するとともに、前記受電装置が前記所定の情報を取得したことを確認すると、前記受電装置に対して第2の電力波形を有する電力を供給する電力供給制御手段と、前記受電装置が前記所定の情報を取得したか否かを確認する所定情報取得確認手段と、を備え、前記受電装置は、前記非接触給電手段によって励磁され、非接触で電力を受電する非接触受電手段と、前記非接触受電手段で受電した電力から、前記第1の電力波形を有する電力を検出して前記所定の情報を取得し、前記所定の情報を取得した際に、前記給電装置に対して前記所定の情報を取得したことを通知するとともに、前記受電装置内への電力供給を制御する所定情報取得・電力制御手段と、前記第2の電力波形を有する電力の電力受給時に、前記所定情報取得・電力制御手段において取得した前記所定の情報に応じて、前記受電装置における性能および/または機能を制御する装置制御手段と、を備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a contactless power feeding system according to a first aspect of the present invention is a contactless power feeding system capable of contactless power feeding by utilizing electromagnetic induction from a power feeding device to a power receiving device. The apparatus excites a power supply unit that outputs power to be supplied to the power reception device, and a non-contact power reception unit included in the power reception device by the power output from the power supply unit. Contactless power supply means for supplying power by contact and power having a plurality of power waveforms including power having a first power waveform including predetermined information about the power supply device can be supplied to the power receiving device. In addition, when controlling the power supplied from the non-contact power feeding means and confirming that the power receiving apparatus has acquired the predetermined information, a second power waveform is applied to the power receiving apparatus. Power supply control means for supplying electric power to be performed, and predetermined information acquisition confirmation means for confirming whether or not the power receiving apparatus has acquired the predetermined information, wherein the power receiving apparatus is excited by the non-contact power feeding means. And detecting the power having the first power waveform from the power received by the contactless power receiving means, the power received by the contactless power receiving means, and acquiring the predetermined information, When the information is acquired, the power supply device is notified that the predetermined information has been acquired, and predetermined information acquisition / power control means for controlling power supply to the power receiving device; Device control means for controlling performance and / or function of the power receiving device according to the predetermined information acquired by the predetermined information acquisition / power control means at the time of power reception of power having a power waveform; It is characterized in further comprising a.
また、本願の第2の発明の非接触給電システムは、本願の第1の発明の非接触給電システムにおいて、前記所定の情報は、前記給電装置が供給可能な電力量を含む前記給電装置が備える性能に関する情報、または前記給電装置が備える機能に関する情報、または前記給電装置の装置ID(IDentification)に関する情報であることを特徴とするものである。 Further, the non-contact power feeding system of the second invention of the present application is the non-contact power feeding system of the first invention of the present application, wherein the predetermined information includes the power amount that can be supplied by the power feeding device. It is the information regarding performance, the information regarding the function with which the said electric power feeder is provided, or the information regarding apparatus ID (IDentification) of the said electric power feeder.
また、本願の第3の発明の非接触給電システムは、本願の第1の発明または第2の発明の非接触給電システムにおいて、前記第1の電力波形を所定の周期で発生するパルス状の電力波形とし、前記受電装置に対して、前記所定の情報を前記パルス状の電力波形のパルス幅に対応づけて通知する、または、前記所定の情報を前記パルス状の電力波形のパルス数に対応付けて通知することを特徴とするものである。 The contactless power supply system of the third invention of the present application is the contactless power supply system of the first invention or the second invention of the present application, in which the pulsed power that generates the first power waveform at a predetermined cycle is provided. The waveform is notified and the predetermined information is notified to the power receiving apparatus in association with the pulse width of the pulse-shaped power waveform, or the predetermined information is associated with the number of pulses of the pulse-shaped power waveform. Notification.
また、本願の第4の発明の非接触給電システムは、本願の第3の発明の非接触給電システムにおいて、前記所定情報取得・電力制御手段は、所定の周期で発生するパルス状の電力波形を有する前記第1の電力波形を有する電力を検出し、前記パルス状の電力波形のパルス幅、または、パルス数を計測することにより前記所定の情報を取得することを特徴とするものである。 The contactless power supply system according to a fourth aspect of the present invention is the contactless power supply system according to the third aspect of the present invention, wherein the predetermined information acquisition / power control means generates a pulsed power waveform generated at a predetermined cycle. The predetermined information is obtained by detecting power having the first power waveform and measuring the pulse width or the number of pulses of the pulsed power waveform.
また、本願の第5の発明の非接触給電システムは、本願の第1の発明乃至第4の発明のいずれかの非接触給電システムにおいて、前記所定情報取得・電力制御手段は、前記所定の情報を取得したことを前記受電装置の負荷を変化させることにより、前記給電装置に対して通知することを特徴とするものである。 The contactless power feeding system according to a fifth aspect of the present invention is the contactless power feeding system according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the predetermined information acquisition / power control means is the predetermined information. The power supply device is notified by changing the load of the power receiving device.
また、本願の第6の発明の非接触給電システムは、本願の第1の発明乃至第5の発明のいずれかの非接触給電システムにおいて、前記所定情報取得・電力制御手段は、前記給電装置から前記第2の電力波形を有する電力以外の電力を受電している場合においては、前記受電装置内に対する電力供給範囲を予め定めた特定の範囲に限定することを特徴とするものである。 The contactless power supply system according to a sixth aspect of the present invention is the contactless power supply system according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the predetermined information acquisition / power control means is supplied from the power supply apparatus. In the case where power other than the power having the second power waveform is received, the power supply range to the power receiving device is limited to a predetermined range.
また、本願の第7の発明の非接触給電システムは、本願の第1の発明乃至第5の発明のいずれかの非接触給電システムにおいて、前記所定情報取得確認手段は、前記受電装置に対して供給する前記第1の電力波形の変化を検知することにより、前記受電装置が前記所定の情報を取得したか否かを確認することを特徴とするものである。 The contactless power feeding system according to a seventh aspect of the present invention is the contactless power feeding system according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the predetermined information acquisition confirming means is connected to the power receiving device. It is characterized in that whether or not the power receiving apparatus has acquired the predetermined information is detected by detecting a change in the first power waveform to be supplied.
また、本願の第8の発明の非接触給電システムは、本願の第1の発明乃至第7の発明のいずれかの非接触給電システムにおいて、前記給電装置は、前記受電装置を検出するための受電装置検出手段をさらに備えるとともに、前記電力供給制御手段が、前記第1の電力波形を有する電力および前記第2の電力波形を有する電力に加えて、第3の電力波形を有する電力を前記受電装置に対して供給できるように、前記非接触給電手段から前記受電装置に対して供給される電力を制御する機能をさらに備え、前記電力供給制御手段は、前記受電装置に対して、前記第1の電力波形を有する電力の供給に先立って、前記第3の電力波形を有する電力を供給するように制御し、前記受電装置検出手段が前記第3の電力波形の変化を検知することにより、前記受電装置が受電可能状態に設置されたことを検出することを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a non-contact power feeding system according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the power feeding device receives power for detecting the power receiving device. In addition to device detection means, the power supply control means supplies power having a third power waveform in addition to power having the first power waveform and power having the second power waveform to the power receiving device. A function of controlling power supplied from the non-contact power feeding means to the power receiving device, wherein the power supply control means controls the power receiving device with respect to the first power supply. Prior to supplying power having a power waveform, control is performed so as to supply power having the third power waveform, and the power receiving device detection means detects a change in the third power waveform, It is characterized in that to detect that the serial power receiving apparatus is installed in the power receiving enabling state.
また、本願の第9の発明の非接触給電システムは、本願の第8の発明の非接触給電システムにおいて、前記受電装置検出手段が、前記受電装置が受電可能状態に設置されたことを検出すると、前記電力供給制御手段は、前記非接触給電手段から前記受電装置に対して供給される電力を、前記第3の電力波形を有する電力に替えて前記第1の電力波形を有する電力を供給するように制御することを特徴とするものである。 The contactless power feeding system of the ninth invention of the present application is the contactless power feeding system of the eighth invention of the present application, wherein the power receiving device detecting means detects that the power receiving device is installed in a power receivable state. The power supply control means supplies the power having the first power waveform in place of the power having the third power waveform instead of the power supplied from the contactless power feeding means to the power receiving device. It is characterized by controlling as follows.
また、本願の第10の発明の非接触給電システムは、本願の第1または第5の発明の非接触給電システムにおいて、前記第3の波形を有する電力として前記第1の波形を有する電力を用いることを特徴とするものである。 The contactless power feeding system of the tenth invention of the present application uses the power having the first waveform as the power having the third waveform in the contactless power feeding system of the first or fifth invention of the present application. It is characterized by this.
また、本願の第11の発明の給電装置は、非接触受電手段を備える受電装置に対して、電磁誘導の活用による非接触給電が可能な給電装置であって、前記受電装置に対して供給する電力を出力する電力供給手段と、前記電力供給手段から出力される電力により前記受電装置が備える前記非接触受電手段を励磁し、前記受電装置に対して非接触で電力を供給する非接触給電手段と、前記受電装置に対して、前記給電装置に関する所定の情報を包含する第1の電力波形を有する電力を含む複数の電力波形を有する電力を供給できるように、前記非接触給電手段から供給される電力を制御するとともに、前記受電装置が前記所定の情報を取得したことを確認すると、前記受電装置に対して第2の電力波形を有する電力を供給する電力供給制御手段と、前記受電装置が前記所定の情報を取得したか否かを確認する所定情報取得確認手段と、を備えていることを特徴とするものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a power feeding device capable of performing non-contact power feeding by utilizing electromagnetic induction to a power receiving device provided with a non-contact power receiving means, which supplies the power receiving device. Power supply means for outputting electric power, and non-contact power supply means for exciting the non-contact power receiving means included in the power receiving device with the power output from the power supply means, and supplying power to the power receiving device in a contactless manner And the power receiving device is supplied from the non-contact power feeding means so that power having a plurality of power waveforms including a power having a first power waveform including predetermined information about the power feeding device can be supplied. Power supply control means for supplying power having a second power waveform to the power receiving device when confirming that the power receiving device has acquired the predetermined information. Is characterized in that the power receiving device is provided with a predetermined information acquisition confirmation means for confirming whether or not acquired the predetermined information.
また、本願の第12の発明の給電装置は、本願の第11の発明の給電装置において、前記所定の情報は、前記給電装置が供給可能な電力量を含む前記給電装置が備える性能に関する情報、または前記給電装置が備える機能に関する情報、または前記給電装置の装置ID(IDentification)に関する情報であることを特徴とするものである。 Further, the power supply device of the twelfth invention of the present application is the power supply device of the eleventh invention of the present application, wherein the predetermined information includes information on the performance of the power supply device including the amount of power that can be supplied by the power supply device, Or it is the information regarding the function with which the said electric power feeder is provided, or the information regarding apparatus ID (IDentification) of the said electric power feeder.
また、本願の第13の発明の給電装置は、本願の第11または第12の発明の給電装置において、前記第1の電力波形を所定の周期で発生するパルス状の電力波形とし、前記受電装置に対して、前記所定の情報を前記パルス状の電力波形のパルス幅に対応づけて通知する、または、前記所定の情報を前記パルス状の電力波形のパルス数に対応付けて通知することを特徴とするものである。 A power supply device according to a thirteenth aspect of the present invention is the power supply device according to the eleventh or twelfth aspect of the present invention, wherein the first power waveform is a pulsed power waveform generated at a predetermined cycle, and the power receiving device The predetermined information is notified in association with the pulse width of the pulse-shaped power waveform, or the predetermined information is notified in association with the number of pulses of the pulse-shaped power waveform. It is what.
また、本願の第14の発明の給電装置は、本願の第11乃至第13の発明のいずれかの給電装置において、前記所定情報取得確認手段は、前記受電装置に対して供給する前記第1の電力波形の変化を検知することにより、前記受電装置が前記所定の情報を取得したか否かを確認することを特徴とするものである。 According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the power feeding device according to any one of the eleventh to thirteenth aspects of the present invention, wherein the predetermined information acquisition confirmation means supplies the first power supplied to the power receiving device. By detecting a change in the power waveform, it is confirmed whether or not the power receiving apparatus has acquired the predetermined information.
また、本願の第15の発明の給電装置は、本願の第11乃至第14の発明のいずれかの給電装置において、前記受電装置を検出するための受電装置検出手段をさらに備えるとともに、前記電力供給制御手段が、前記第1の電力波形を有する電力および前記第2の電力波形を有する電力に加えて、第3の電力波形を有する電力を前記受電装置に対して供給できるように、前記非接触給電手段から前記受電装置に対して供給される電力を制御する機能をさらに備え、前記電力供給制御手段は、前記受電装置に対して、前記第1の電力波形を有する電力の供給に先立って前記第3の電力波形を有する電力を供給するように制御し、前記受電装置検出手段が前記第3の電力波形の変化を検知することにより、前記受電装置が受電可能状態に設置されたことを検出することを特徴とするものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the power feeding device according to any one of the eleventh to fourteenth aspects of the present invention, the power feeding device further includes a power receiving device detecting means for detecting the power receiving device. The non-contact so that the control means can supply the power having the third power waveform to the power receiving apparatus in addition to the power having the first power waveform and the power having the second power waveform. The power supply unit further includes a function of controlling power supplied from the power supply unit to the power receiving device, and the power supply control unit is configured to supply the power having the first power waveform to the power receiving device prior to the power supply. Control is performed to supply power having a third power waveform, and the power receiving device detecting means detects a change in the third power waveform, whereby the power receiving device is installed in a power receivable state. It is characterized in that detecting and.
また、本願の第16の発明の給電装置は、本願の第15の発明の給電装置において、前記受電装置検出手段が、前記受電装置が受電可能状態に設置されたことを検出すると、前記電力供給制御手段は、前記非接触給電手段から前記受電装置に対して供給される電力を、前記第3の電力波形を有する電力に替えて前記第1の電力波形を有する電力を供給するように制御することを特徴とするものである。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the power feeding apparatus according to the fifteenth aspect of the present invention, when the power receiving device detecting means detects that the power receiving device is installed in a power receivable state, the power supply device The control means controls the power supplied from the non-contact power supply means to the power receiving device so as to supply the power having the first power waveform instead of the power having the third power waveform. It is characterized by this.
また、本願の第17の発明の給電装置は、本願の第15または第16の発明の給電装置において、前記第3の波形を有する電力として前記第1の波形を有する電力を用いることを特徴とするものである。 According to a seventeenth invention of the present application, in the power feeding device of the fifteenth or sixteenth invention of the present application, the power having the first waveform is used as the power having the third waveform. To do.
また、本願の第18の発明の受電装置は、非接触給電手段を備える給電装置から、電磁誘導の活用による非接触受電が可能な受電装置であって、前記非接触給電手段によって励磁され、非接触で電力を受電する非接触受電手段と、前記非接触受電手段で受電した電力から第1の電力波形を有する電力を検出し、前記第1の電力波形を有する電力に包含されている前記給電装置に関する所定の情報を取得し、前記所定の情報を取得した際に、前記所定の情報を取得したことを、前記給電装置に対し前記非接触受電手段を介して通知するとともに、前記受電装置内への電力供給を制御する所定情報取得・電力制御手段と、前記所定情報取得・通知手段が前記給電装置に対して前記所定の情報を取得したことを通知した後に、前記給電装置から前記第1の電力波形を有する電力に替えて供給される第2の電力波形を有する電力の受給時に、前記所定情報取得・電力制御手段において取得した前記所定の情報に応じて、前記受電装置における性能および/または機能を制御する装置制御手段と、を備えることを特徴とするものである。 The power receiving device according to the eighteenth aspect of the present invention is a power receiving device capable of non-contact power reception by utilizing electromagnetic induction from a power supply device including a non-contact power supply means, and is excited by the non-contact power supply means. Non-contact power receiving means for receiving power by contact, and the power feeding included in the power having the first power waveform by detecting power having a first power waveform from the power received by the non-contact power receiving means When the predetermined information about the device is acquired and the predetermined information is acquired, the power receiving device is notified of the acquisition of the predetermined information via the non-contact power receiving means, and the power receiving device Predetermined information acquisition / power control means for controlling power supply to the power supply, and after the predetermined information acquisition / notification means notifies the power supply apparatus that the predetermined information has been acquired, Performance of the power receiving device according to the predetermined information acquired by the predetermined information acquisition / power control means when receiving the power having the second power waveform supplied instead of the power having the first power waveform, and And / or device control means for controlling the function.
また、本願の第19の発明の受電装置は、本願の第18の発明の受電装置において、前記所定の情報は、前記給電装置が供給可能な電力量を含む前記給電装置が備える性能に関する情報、または前記給電装置が備える機能に関する情報、または前記給電装置の装置ID(IDentification)に関する情報であることを特徴とするものである。 Further, the power receiving device of the nineteenth invention of the present application is the power receiving device of the eighteenth invention of the present application, wherein the predetermined information includes information on the performance of the power feeding device including the amount of power that can be supplied by the power feeding device, Or it is the information regarding the function with which the said electric power feeder is provided, or the information regarding apparatus ID (IDentification) of the said electric power feeder.
また、本願の第20の発明の受電装置は、本願の第18または第19の発明の受電装置において、前記所定情報取得・電力制御手段は、所定の周期で発生するパルス状の電力波形を形成する前記第1の電力波形を有する電力を検出し、前記第1の電力波形のパルス幅、または、パルス数を計測することにより前記所定の情報を取得することを特徴とするものである。 The power receiving device of the twentieth invention of the present application is the power receiving device of the eighteenth or nineteenth invention of the present application, wherein the predetermined information acquisition / power control means forms a pulsed power waveform generated at a predetermined cycle. The power having the first power waveform is detected, and the predetermined information is obtained by measuring the pulse width or the number of pulses of the first power waveform.
また、本願の第21の発明の受電装置は、本願の第18乃至第20の発明のいずれかの受電装置において、前記所定情報取得・電力制御手段は、前記所定の情報を取得したことを、前記受電装置の負荷を変化させることにより、前記給電装置に対して通知することを特徴とするものである。 The power receiving device of the twenty-first invention of the present application is the power receiving device of any of the eighteenth to twentieth inventions of the present application, wherein the predetermined information acquisition / power control means acquires the predetermined information. The power feeding device is notified by changing the load of the power receiving device.
また、本願の第22の発明の受電装置は、本願の第18乃至第21の発明のいずれかの受電装置において、前記所定情報取得・電力制御手段は、前記給電装置から前記第2の電力波形を有する電力以外の電力を受電している場合においては、前記受電装置内に対する電力供給範囲を予め定めた特定の範囲に限定することを特徴とするものである。 The power receiving device according to a twenty-second aspect of the present invention is the power receiving device according to any one of the eighteenth to twenty-first aspects of the present invention, wherein the predetermined information acquisition / power control means receives the second power waveform from the power feeding device. When power other than the power having power is received, the power supply range for the power receiving apparatus is limited to a predetermined range.
本発明の非接触給電システムによれば、受電装置が給電装置の給電可能な電力量に関する情報などを取得できたことを確認した後に給電装置が給電を開始するので、受電装置は、受電を開始する時点で給電装置から受電可能な電力量などの情報を把握することができ、把握した受電可能な電力量などの情報に応じて、受電装置における性能や機能などを抑制することにより、電力不足による動作不安定の原因を回避することなどが可能となる。 According to the non-contact power feeding system of the present invention, the power receiving device starts power feeding after confirming that the power receiving device has acquired information on the amount of power that can be fed by the power feeding device. It is possible to grasp information such as the amount of power that can be received from the power supply device at the time of powering, and to reduce the power and performance by suppressing the performance and functions of the power receiving device according to the information such as the amount of power that can be received It is possible to avoid the cause of unstable operation due to the above.
さらに、給電装置から受電装置への給電可能な電力量などの情報を通知する方法として、予め定めた周期で間欠的に送信する電力パルスのパルス幅などを活用し、受電装置から給電装置に対して受電可能な電力量などの情報取得が完了したことを通知する方法として、受電装置の負荷増大による給電装置が給電する電力量の変動を検知する方法を用いることで、給電装置が備える非接触給電手段および受電装置が備える非接触受電手段以外の特別な通信手段を有することなく、給電装置から受電装置への給電可能な電力量などの情報伝達とその確認が可能となる。 Furthermore, as a method of notifying information such as the amount of power that can be supplied from the power feeding device to the power receiving device, the pulse width of the power pulse that is intermittently transmitted at a predetermined cycle is used, and the power receiving device sends the information to the power feeding device. As a method for notifying that the acquisition of information such as the amount of power that can be received is completed, a method for detecting fluctuations in the amount of power supplied by the power supply device due to an increase in the load of the power reception device is used. It is possible to transmit and confirm information such as the amount of power that can be supplied from the power supply apparatus to the power reception apparatus without having any special communication means other than the contactless power reception means included in the power supply means and the power reception apparatus.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る非接触給電システムの構成の一例を示す概略図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the non-contact power feeding system according to Embodiment 1 of the present invention.
図1において、非接触給電システムは、受電装置101と給電装置103とで構成されている。受電装置101は、電磁誘導による非接触受電を実現する為の受電コイル102を具備しており、給電装置103は、電磁誘導による非接触給電を実現する為の給電コイル104を具備している。なお、使用形態としては、使用者が受電装置101を給電装置103の上に設置すると、給電装置103は、受電装置101が受電可能状態に設置されたことを検知し、受電装置101に対して自動的に給電を開始する。
In FIG. 1, the non-contact power feeding system includes a
次に、図2を用いて、本発明の実施の形態1における給電装置103の構成について説明する。なお、図2は、本発明の実施の形態1における給電装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration of
図2において、給電装置103は、電力供給手段201、電流測定手段202、非接触給電手段203、電力供給制御手段204および給電コイル104で構成されている。なお、特許請求の範囲に記載の非接触給電手段は、非接触給電手段203と給電コイル104を包含するものであってもかまわない。また、特許請求の範囲に記載の所定情報取得確認手段は、電力供給手段201、電流測定手段202および電力供給制御手段204により構成される。
In FIG. 2, the
電力供給手段201から供給(出力)された電力は、電力供給制御手段204により制御されて非接触給電手段203に出力され、非接触給電手段203は、電力供給制御手段204から入力された電力を、給電コイル104を介して受電装置101に非接触給電を行う。その際、電流測定手段202は、電力供給手段201から電力供給制御手段204へ出力される電流値を測定して負荷の変動を検知し、負荷の変動を検知した旨を電力供給制御手段204に通知する。
The power supplied (output) from the power supply unit 201 is controlled by the power
本発明の実施の形態1において、電流測定手段202が負荷の変動を検知する目的の一つは、受電装置101の検出であり、他の一つは、受電装置101から給電装置103に対して発信される、給電装置103から送信された供給可能な電力量に関する情報を取得したことを通知する情報取得完了通知の検出である。このことについては後ほど詳述する。
In the first embodiment of the present invention, one of the purposes for the
次に、図3を用いて、本発明の実施の形態1における給電装置103が受電装置101を検出してから実際に給電を開始するまでの手順について説明する。なお、図3は、本発明の実施の形態1における給電装置が、受電装置を検出してから実際に給電を開始するまでの手順を示す図である。
Next, a procedure from when the
図3において、まず、給電装置103は、受電装置101が給電装置103の上に設置されているか否かを判定する受電装置検知モード(S301)に入る。電磁誘導を用いた非接触給電においては、受電装置101が給電装置103の上に受電可能状態で設置されることにより、電磁誘導が働いて負荷が増大する。負荷が増大すると、図2に示す電力供給手段201から出力される電流の量が増大するので、この電流量の増大を検知することにより、受電装置101が給電装置103の上に設置されたことを検知、すなわち、受電装置101が受電可能状態に設置されたと判定する。
In FIG. 3, first, the
具体的には、電力供給制御手段204が、予め定めた周期で定期的にパルス状の電力(電力パルス)を非接触給電手段203を介して給電コイル104に出力し、電流測定手段202が、受電装置101が給電装置103の上に設置されたことにより発生する負荷変動を検知して電力供給制御手段204に通知することにより、電力供給制御手段204は受電装置101が受電可能状態に設置されたこと認知し、次のステップである電力認証モード(S302)に移行する。
Specifically, the power
ステップS302の電力認証モードにおいては、電力供給制御手段204は、ステップS301の受電装置検知モードにおける場合とは異なる電力パルスを予め定めた周期で定期的に出力する(ここでは10回出力するものとする)。その際、電力供給制御手段204は、給電装置103が給電可能な電力量に関する情報を電力パルスの出力時間、すなわち、電力パルスのパルス幅に変換して非接触給電手段203を介して給電コイル104に出力する。この供給可能な電力量に関する情報を通知する為の電力パルスを、以後、電力認証パルスと称することにする。
In the power authentication mode in step S302, the power
受電装置101は、給電装置103から電力認証パルスを受け取り、電力認証パルスのパルス幅から給電可能な電力量に関する情報を取得した段階で、給電装置103に対して負荷を増大させる。給電装置103の電流測定手段202は、この受電装置101の負荷の増大を、電源供給手段201から出力される電流量の増大により検知し、受電装置101が給電可能な電力量に関する情報取得を完了したと判断して電力供給制御手段204に伝え、次のステップである給電モード(S303)に移行する。ステップS303の給電モードに移行すると、給電装置103の電力供給制御手段204は、受電装置101に対して電力供給を開始する。
The
一方、給電装置103が受電装置101に対して電力認証パルスを10回出力したにも関わらず、電流測定手段202が負荷の増大を検知できない場合には、電力認証が失敗したと判断してステップS301の受電装置検知モードに移行し、ステップS302の電力認証モードにおいて電流測定手段202が負荷の増大を検知するまで、ステップS301〜ステップS302のモードを繰り返す。
On the other hand, if the
次に、図4および図5を用いて、以上のステップS301〜ステップS303において、給電装置103から受電装置101に対して出力される電力パターンの経時変化について説明する。なお、図4は、本発明の実施の形態1に係る給電装置の受電装置検知モードにおける給電装置が受電装置に対して出力する電力パターンの経時変化を示す図であり、図5は、本発明の実施の形態1に係る給電装置の電力認証モードから給電モードに移行するまでの給電装置が受電装置に対して出力する電力パターンの経時変化を示す図である。
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the temporal change of the power pattern output from the
図4において、縦軸は給電装置103が電力パルスを出力する際の電流、横軸は経過時間を示す。ステップS301の受電装置検知モードにおいては、給電装置103は、予め定めた周期で定期的に受電装置検知用の出力電流i1の電力パルスa(特許請求の範囲に記載の第3の電力波形を有する電力)を出力する。受電装置101が給電装置103の上に設置されると、電磁誘導が働いて負荷が増加する為に電力パルスの電流は増大し、図4に示すように、電力パルスは電力パルスaから電力パルスb(出力電流i2)に変化する。電流測定手段202が、この変化を検知して電力供給制御手段204に通知することにより、電力供給制御手段204が、受電装置101が給電手段103の上に受電可能状態に設置された判断し、ステップS302の電力認証モードに移行する。
In FIG. 4, the vertical axis represents current when the
図5において、縦軸は給電装置103が電力パルスを出力する際の電流、横軸は経過時間を示す。ステップS302の電力認証モードにおいては、給電装置103は、予め定めた周期で定期的に出力電流i3の電力認証パルスc(特許請求の範囲に記載の第1の電力波形を有する電力)を出力する。給電装置103は、電力供給手段201が供給可能な電力量に関する情報を、給電装置103が出力する電力認証パルスcの出力時間t、すなわち、電力認証パルスcのパルス幅の大きさで通知する。本発明の実施の形態1においては、1W(ワット)に対応する電力認証パルスcの出力時間tを10ミリ秒と規定する。例えば、給電装置103が4.1Wの電力を受電装置101に対して給電可能であれば、電力認証パルスcの出力時間tは41ミリ秒となる。
In FIG. 5, the vertical axis represents current when the
給電装置103は、受電装置101に対して、予め定めた周期で定期的に電力認証パルスcを10回出力し、受電装置101は、その10回の電力認証パルスcを受け取る中で、供給可能な電力量に関する情報を取得した段階で負荷を増大させる。受電装置101の負荷が増大すると、電力認証パルスc(出力電流i3)の電流量が増大して電力認証パルスd(出力電流i4)に変化するが、電流測定手段202は、この変化を検知することにより、受電装置101が給電装置103からの供給可能な電力量に関する情報を取得したと判断してその旨を電力供給制御手段204に伝える。
The
電力供給制御手段204は、電流測定手段202から受電装置101が給電装置103の供給可能な電力量に関する情報の取得を完了した旨の通知を受け取ると、給電モード(S303)に移行し、出力電流i5の連続的な電力(特許請求の範囲に記載の第2の電力波形を有する電力)を給電する。一方、給電装置103が、受電装置101に対して電力認証パルスcを10回出力しても、受電装置101の負荷が増大しなければ、電力認証が失敗したと判断して、ステップS301の受電装置検知モードに移行し、受電装置101を検知することからやり直す。
When the power
なお、受電装置101は、供給可能な電力量に関する情報を取得した段階で負荷を増大させるとしたが、供給可能な電力量の情報を取得した段階で負荷を低減させてもかまわない。この場合は、図5に示す電力認証パルスdの出力電流i4は、電力認証パルスcの出力電流i3よりも小さな値となる。
Although the
また、ステップS301の受電装置検知モードにおいて用いる電力パルスaは、ステップS302の電力認証モードにおいて用いる電力認証パルスcとは異なる電力パルスとしたが、ステップS301の受電装置検知モードにおいて、ステップS302の電力認証モードにおけると同様に、電力認証パルスcを用いるようにしてもかまわない。 The power pulse a used in the power receiving device detection mode in step S301 is a power pulse different from the power authentication pulse c used in the power authentication mode in step S302. However, in the power receiving device detection mode in step S301, the power in step S302 is used. As in the authentication mode, the power authentication pulse c may be used.
次に、図6を用いて、本発明の実施の形態1に係る電力供給制御手段204の電力認証モードS302における動作について説明する。なお、図6は、本発明の実施の形態1に係る電力供給制御手段の電力認証モードにおける処理フローを示す図である。
Next, the operation in the power authentication mode S302 of the power
図6において、電力供給制御手段204は、電力認証の開始(S601)とともに、電力認証パルスcを出力し(S602)、受電装置101の負荷が増大したか否かを判定する(S603)。
In FIG. 6, the power
ステップS603において、負荷が増大したと判定された場合(ステップS603においてYESの場合)には、受電装置101が給電装置103の給電可能な電力量に関する情報を取得したと認識し、給電モード(S303)に移行して電力認証処理を終了する(S605)。
If it is determined in step S603 that the load has increased (YES in step S603), the
一方、ステップS603において負荷が増大していないと判定された場合(ステップS603においてNOの場合)には、受電装置101に対して電力認証パルスを10回出力したか否かの判定を行う。ステップS606において10回出力していないと判定された場合(ステップS606においてNOの場合)には、ステップS602に移行し、引き続き電力認証パルスcを出力して処理を繰り返す。ステップS606において10回出力したと判定された場合(ステップS606においてYESの場合)には、電力認証が失敗したと判断して受電装置検知モード(S301)に移行して電力認証処理を終了する(S605)。
On the other hand, if it is determined in step S603 that the load has not increased (NO in step S603), it is determined whether the power authentication pulse has been output 10 times to the
次に、図7を用いて、本発明の実施の形態1における受電装置101の構成について説明する。なお、図7は、本発明の実施の形態1における受電装置の構成を示すブロック図である。
Next, the configuration of
図7において、受電装置101は、受電コイル102、非接触受電手段710、所定情報取得・電力制御手段720、装置制御手段730および表示手段740で構成される。また、所定情報取得・電力制御手段720は、電力測定手段721、電源制御手段722、電力値格納手段723および負荷制御手段724で構成される。なお、特許請求の範囲に記載の非接触受電手段は、受電コイル102および非接触受電手段710で構成される手段である。
In FIG. 7, the
受電コイル102は、給電装置103から入力される電磁波を受信して非接触受電手段710に出力し、非接触受電手段710は、入力された電磁波の電力への変換を行い、所定情報取得・電力制御手段720は、給電装置103から電力認証パルスcに乗せて送信される給電可能な電力量に関する情報などの所定の情報を取得して、給電装置103に対して所定の情報を取得したことを通知するとともに、給電装置103から供給される電力を、供給される電力パターンの違いに応じて受電装置101内に供給する場合の供給範囲、すなわち電力供給範囲の制御を行い、装置制御手段730は、受電装置101全体の機能、性能などの制御を行い、表示手段740は、受電装置101における表示処理を行う。
The
また、所定情報取得・電力制御手段720を構成する負荷制御手段724は、消費電力を変動させて受電装置101における負荷制御を行い、電力測定手段721は、給電装置103から電力認証パルスcを供給された際に、電力認証パルスcの出力時間tの測定を行い、その測定値を給電装置103が給電可能な電力量に関する情報として電力値格納手段723に出力する。
Further, the load control unit 724 constituting the predetermined information acquisition /
電力値格納手段723は、電力測定手段721から受け取った電力認証パルスcの出力時間tの測定値を保存するとともに、その測定値を所定の取り決めに基づいて電力値に換算する。本発明の実施の形態1においては、すでに述べたように、1W(ワット)に対応する電力認証パルスcの出力時間tを、仮に10ミリ秒とする所定の取り決めを示したので、受電装置101の電力値格納手段723は、例えば、電力認証パルスcの出力時間tが41ミリ秒の場合には、出力時間tの測定値である41ミリを上記の所定の取り決めに基づいて電力値に換算し、給電装置103の給電可能な電力量(電力値)は4.1Wであると認識する。
The power
なお、ここでは、電力値格納手段723が出力時間tの測定値を電力値に換算するとしたが、これに限るものではなく、例えば、電源制御手段722あるいは装置制御手段730が換算するようにしてもかまわない。
Here, the power
電力値格納手段723は、電力測定手段721から入力される測定値を保持し、後述する所定の条件に基づいて電力認証を行うとともに、電力認証を完了した後に、負荷制御手段724に対しては電力認証完了通知を出力し、装置制御手段730に対しては給電装置103の給電可能な電力量に関する情報を通知し、そして電源制御手段722に対しては給電開始を指示する給電開始指示を出力する。電源制御手段722は、電力値格納手段723からの給電開始指示の有無に基づいて、受電装置101内への電力供給範囲の制御を行う。すなわち、電源制御手段722は、電力値格納手段723からの給電開始指示を受け取るまでは、非接触受電手段710および所定情報取得・電力制御手段720内のみに電力を供給し、電力値格納手段723からの給電開始指示を受け取ると、所定情報取得・通知手段720を含む受電装置全体に電力を供給するように電力供給範囲の制御を行う。
The power
このように電力供給範囲を制御することにより、給電装置103から供給される電力が、図3に示す受電装置検知モード(S301)や電力認証モード(S302)における間欠的な電力パルスである場合に、電力の供給を必要最小限の範囲に制限することができるので、上記の所定情報の取得および所定情報取得完了通知の動作の信頼性を高めることができる。
By controlling the power supply range in this way, when the power supplied from the
次に、図7を用いて、以上のように構成された受電装置101の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、受電装置101が給電装置103の上に受電可能状態で設置されることにより、給電装置103は、図3に示すステップS302の電力認証モードに移行して電力認証パルスcを出力する。受電装置101においては、給電装置103から出力された電力認証パルスcを、受電コイル102を介して非接触受電手段710で受信して電力に変換し、非接触受電手段710において起電された電力は電源制御手段722に供給され、電源制御手段722は、非接触受電手段710から供給された電力を所定情報取得・電力制御手段720全体に供給する。
First, when the
所定情報取得・電力制御手段720において、電力を供給された電力測定手段721は、電力認証パルスの出力時間tを測定し、その測定値を電力値格納手段723に出力する。電力値格納手段723は、3回分の測定値を保持する記憶装置を有し、10回入力される電力認証パルスcに対応するそれぞれの測定値の中で、3回連続して同じ測定値であった段階で、その連続した測定値が給電装置103の供給可能な電力量に関する情報であると判定し、負荷制御手段724に対して、電力認証が完了したことを通知する電力認証完了通知を出力した上で、電源制御手段722に対して給電を開始するように指示する給電開始指示を出力する。
In the predetermined information acquisition / power control means 720, the power measurement means 721 supplied with power measures the output time t of the power authentication pulse and outputs the measured value to the power value storage means 723. The power value storage means 723 has a storage device that holds measurement values for three times, and among the measurement values corresponding to the power authentication pulse c inputted ten times, the same measurement value is given three times in succession. At a certain stage, it is determined that the continuous measurement value is information related to the amount of power that can be supplied by the
負荷制御手段724は、電力値格納手段723から電力認証完了通知を受け取ると、負荷を増加させ、すなわち、消費電力を増加させ、給電装置103から次に入力される電力認証パルスcにおいて受電装置101が消費する電流を増大させることによって、給電装置103に対して電力認証が完了したことを通知する。電源制御手段722は、電力値格納手段723から給電開始指示を受け取ると、所定情報取得・電力制御手段720、装置制御手段730および表示手段740を含む受電装置101全体に電力を供給する。
When receiving the power authentication completion notification from the power
給電装置103は、受電装置101からの電力認証完了通知を受けると、図3に示すステップS303の給電モードに移行し、図5の「給電モード」に示すように、パルス状ではなく連続的な電力(特許請求の範囲に記載の第2の電力波形を有する電力)の供給を開始する。給電装置103から給電された電力は、電源制御手段722を介して受電装置101全体に給電される。給電された装置制御手段730は、起電時に電力値格納手段723から、給電装置103が給電可能な電力量に関する情報を取得し、取得した電力量に関する情報を基にして、受電装置101の消費電力が給電装置103の給電可能な電力量を超えないように受電装置101の機能や性能を制限する。例えば、表示手段740が発光する表示の輝度抑制や、装置制御手段730の動作周波数を低周波数に落とす等の制御を行う。
Upon receiving the power authentication completion notification from the
ここで、図3に示すステップS302の電力認証における電力認証パルスcの出力時間t以外の期間で、受電装置101の動作において生じる課題と、その解決方法について説明する。
Here, a problem that occurs in the operation of the
ステップS302の電力認証モードにおいて、電力認証パルスcの出力(出力時間t)が終了したタイミングで、給電装置103から受電装置101への電力供給が途絶えてしまうが、受電装置101は、蓄電機能を有する回路を具備していない為に、電力認証パルスcの出力時間tを測定した値(測定値)が保持できなくなってしまうという課題が発生する。
In the power authentication mode of step S302, the power supply from the
上記課題を解決する為の電力値格納手段723の構成について、図8を用いて説明する。なお、図8は、本発明の実施の形態1における電力値格納手段の構成を示すブロック図である。 The configuration of the power value storage means 723 for solving the above problem will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the power value storage means in Embodiment 1 of the present invention.
図8において、電力値格納手段723は、メモリ制御手段801、不揮発メモリ手段802、不揮発メモリ手段803および不揮発メモリ手段804で構成される。
In FIG. 8, the power
メモリ制御手段801は、電力測定手段721から入力される電力認証パルスcの出力時間tの測定値を、不揮発メモリ手段802〜不揮発メモリ手段804へ書き込むときの書込み制御、および装置制御手段730からの指示に基づいて、不揮発メモリ手段802内に格納された電力認証パルスcの出力時間tの測定値を読み出すときの読出し制御、および装置制御手段730への出力を制御する出力制御などの制御を実行するとともに、電力認証が完了した段階で負荷制御手段724へ電力認証完了通知を出力する。
The
不揮発メモリ手段802〜不揮発メモリ手段804は、メモリ制御手段801から入力される電力認証パルスcの出力時間tの測定値を、メモリ制御手段801の制御に基づき記録および出力を行い、電力供給が途絶えた場合においても記録した測定値を保持する。
ここで、図9を用いて、不揮発メモリ手段802〜不揮発メモリ手段804のメモリ領域について説明する。なお、図9は、本発明の実施の形態1における不揮発メモリ手段のメモリ領域を示す図である。
The
Here, the memory area of the non-volatile memory means 802 to the non-volatile memory means 804 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing a memory area of the nonvolatile memory means in the first embodiment of the present invention.
図9において、不揮発メモリ手段802〜不揮発メモリ手段804の各々のメモリ領域は、領域A(イ)と領域B(ロ)に分かれており、領域A(イ)には、不揮発メモリ手段に測定値が記録されたか否かを示す記録フラグが記録され、領域B(ロ)には、電力認証パルスcの出力時間tの測定値が記録される。 In FIG. 9, each of the memory areas of the non-volatile memory means 802 to the non-volatile memory means 804 is divided into an area A (A) and an area B (B). Is recorded, and a measurement value of the output time t of the power authentication pulse c is recorded in the region B (b).
次に、図8及び図9を参照しながら、以上のように構成された電力値格納手段723の動作について説明する。
Next, the operation of the power
メモリ制御手段801は、電力測定手段721から電力認証パルスcが最初に入力された段階で、不揮発メモリ手段802のメモリ領域A(イ)を参照し、測定値が記録されていないことを確認した上で、電力認証パルスcの出力時間tの測定値をメモリ領域B(ロ)に記録するとともに、領域A(イ)に測定値が領域B(ロ)に記録されたことを示す記録フラグを記録する。
When the power authentication pulse c is first input from the
次に電力認証パルスパルスcが入力された場合には、不揮発メモリ手段802の記録フラグは立てられている為、メモリ制御手段801は、不揮発メモリ手段802に記録したのと同様に、不揮発メモリ手段803のメモリ領域(ロ)に2回目の電力認証パルスcの出力時間tの測定値を記録するとともに、測定値が領域B(ロ)に記録されたことを示す記録フラグを不揮発メモリ手段803の領域A(イ)に記録する。 Next, when the power authentication pulse pulse c is inputted, since the recording flag of the nonvolatile memory means 802 is set, the memory control means 801 is the same as that recorded in the nonvolatile memory means 802. The measurement value of the output time t of the second power authentication pulse c is recorded in the memory area 803 (b), and a recording flag indicating that the measurement value is recorded in the area B (b) is recorded in the nonvolatile memory means 803. Record in area A (A).
同様に、3回目の測定値を不揮発メモリ手段804に記録し、不揮発メモリ手段802〜不揮発メモリ手段804に記録された3つの測定値が同じ値である場合には、メモリ制御手段801は、その測定値が、給電装置103の給電可能な電力量に関する情報であると認識し、負荷制御手段724に対しては電力認証完了通知を、電源制御手段722に対しては給電開始指示をそれぞれ出力する。
Similarly, when the third measurement value is recorded in the nonvolatile memory means 804 and the three measurement values recorded in the nonvolatile memory means 802 to 804 are the same value, the memory control means 801 Recognizing that the measured value is information related to the amount of power that can be supplied by the
給電装置103は、メモリ制御手段801から電力認証完了通知を受け取った負荷制御手段724が増大させる受電装置101の負荷の増大(変化)から、受電装置101が電力認証を完了したことを検知して電力供給を開始し、メモリ制御手段801から給電開始指示を受け取った電源制御手段722が、受電装置101全体へ電力を供給することにより、装置制御手段730が起電し、装置制御手段730からメモリ制御手段801に対して読出し要求が入力されると、メモリ制御手段801は、不揮発メモリ手段802に記録されている測定値(給電装置103が給電可能な電力量に関する情報)を装置制御手段730に出力する。
The
以上のように構成することにより、電力認証パルスcが入力されている期間に、電力認証パルスcの出力時間tの測定および不揮発メモリ手段への記録を行うことで、電力認証パルスcの入力が終了して電力供給が途絶えた場合でも、測定した電力認証パルスcの出力時間tの測定値を保持することが可能となる。 By configuring as described above, the input of the power authentication pulse c is performed by measuring the output time t of the power authentication pulse c and recording it in the nonvolatile memory means during the period when the power authentication pulse c is input. Even when the power supply is interrupted after the completion, the measured value of the output time t of the measured power authentication pulse c can be held.
次に、図10を用いて、受電装置101が、給電装置103から出力される電力認証パルスcを検出してから受電を開始するまでの手順について説明する。なお、図10は、本発明の実施の形態1における受電装置が給電装置から出力される電力認証パルスを検出してから受電を開始するまでの手順を示す図である。
Next, a procedure from when the
図10において、まず、受電装置101は、受電検知モード(S1001)の状態にあり、給電装置103の上に設置されると給電装置103により受電可能状態になったことを検知され、電力認証モード(S1002)に移行する。
In FIG. 10, first, the
ステップS1002の電力認証モードにおいて、給電装置103から電力認証パルスcが入力される毎に電力認証パルスcの出力時間tをカウンタ値として測定し、その測定値を電力値格納手段723にて保持する。電力値格納手段723に3回連続して同じ測定値が入力/保持されると、受電装置101は、その測定値を給電装置103の給電可能な電力値に関する情報と判定して、受電装置101の負荷を増大させる。給電装置103は、受電装置101の負荷増大を検知することにより、受電装置101が電力認証を完了したと判断して給電を開始し、受電装置101は、受電モード(S1003)に移行して給電装置103からの受電を開始する。
In the power authentication mode of step S1002, every time the power authentication pulse c is input from the
次に、図11を用いて、本発明の実施の形態1に係る受電装置101の電力認証モード(S1002)における処理の流れを説明する。なお、図11は、本発明の実施の形態1に係る受電装置の電力認証モードにおける処理フローを示す図である。
Next, the flow of processing in the power authentication mode (S1002) of the
図11において、給電装置103から電力認証パルスcが入力されて電力認証が開始される(S1101)と、電力認証パルスcの出力時間tの測定および測定値の保持を行い(S1102)、3回測定したか否か、すなわち、3つの測定値を保持したか否かを判定する(S1103)。ステップS1103において、測定回数が3回未満であると判定された場合(ステップS1103においてNOの場合)は、ステップS1102に戻って、引き続き電力認証パルスcの出力時間tの測定および測定値の保持を測定回数が3回に達するまで行い、測定回数が3回に達したと判定された場合(ステップS1103においてYESの場合)は、3回の測定値が同じ値であるか否かを判定する(S1104)。
In FIG. 11, when the power authentication pulse c is input from the
ステップS1104において、3回の測定値が同じであると判定された場合(ステップS1104においてYESの場合)には、その測定値を給電装置103の給電可能な電力値に関する情報であると認証し、電力認証の完了を給電装置103に通知する為に、電力認証完了通知を負荷制御手段724に出力して受電装置101の負荷を変更(増大)させ(S1105)、電力認証の処理を終了する(S1106)。
If it is determined in step S1104 that the three measurement values are the same (in the case of YES in step S1104), the measurement value is authenticated as information relating to the power value that can be supplied by the
一方、ステップS1104において、3回の測定値が同じ値でないと判定された場合(ステップS1104においてNOの場合)には、電力認証を失敗したと判断し、保持した3回の測定値を破棄して、すなわち、3つの不揮発メモリ手段802〜804のメモリ初期化を行って(S1107)ステップS1102に戻り、ステップS1104においてYESの判定がなされるまでステップS1102〜ステップS1104の処理を繰り返し実行する。
On the other hand, if it is determined in step S1104 that the three measured values are not the same value (NO in step S1104), it is determined that the power authentication has failed, and the retained three measured values are discarded. That is, the memory initialization of the three
以上のように構成することにより、給電装置103は、受電装置101が給電装置103の給電可能な電力量に関する情報を取得できたことを確認した後に給電を開始するので、受電装置101は、受電を開始する時点で給電装置103から受電可能な電力量を把握することができ、把握した受電可能な電力量に応じて、受電装置101における機能や性能を抑制することにより、電力不足による動作不安定の原因を回避することが可能となる。
With the configuration described above, the
さらに、給電装置103から受電装置101への給電可能な電力量の通知方法として、予め定めた周期で間欠的に送信する電力パルスのパルス幅を活用し、受電装置101から給電装置103への電力認証完了の通知方法として、受電装置101の負荷増大による給電装置103が給電する電力量の変動を検知する方法を用いることで、非接触給電手段203および非接触受電手段710以外の特別な通信手段を有することなく、給電装置103から受電装置101への給電可能な電力量の情報伝達とその確認、すなわち、電力認証が可能となる。
Further, as a method of notifying the amount of power that can be supplied from the
なお、本発明の実施の形態1においては、給電装置103が受電装置101に給電可能な電力量に関する情報を通知する方法として、給電装置103が間欠的に出力する電力認証パルスの出力時間t、すなわち、電力認証パルスのパルス幅としたが、これに限るものではなく、例えば、給電装置103が間欠的に出力する電力認証パルスの数としても良い。
In the first embodiment of the present invention, as a method for notifying the
また、本発明の実施の形態1においては、給電装置103が図3に示すステップS302の電力認証モードにおいて、出力する電力認証パルスcの数を最大10回としたが、これに限るものではなく、例えば、N(Nは2以上の整数)回であってもかまわない。更に、受電装置101が電力認証として確認する電力認証パルスcの出力時間tを測定する回数(給電装置103の給電可能な電力値の情報であると判定するための同じ測定値が連続して入力される回数)を3回としたが、これに限るものではなく、例えば、M(Mは1以上の整数でかつM<N)回であってもかまわない。
In the first embodiment of the present invention, the number of power authentication pulses c output by the
また、本発明の実施の形態1においては、給電装置103が給電を開始する前に受電装置101に対して通知する情報を、給電装置103の供給可能な電力量に関する情報としたが、これに限るものではなく、例えば、給電装置103の性能、機能および機器ID(IDentification)/装置IDなど、給電装置103に関する所定の情報であってもかまわない。
In Embodiment 1 of the present invention, the information notified to the
本発明は、給電装置から受電装置に対して非接触で給電を開始する際に、給電装置の性能や機能や機器IDなど、給電装置に関する所定の情報を、予め給電装置から受電装置に通知することができる電磁波を用いた非接触給電システム、並びに給電装置及び受電装置に有用である。 In the present invention, when power feeding starts from a power feeding device to a power receiving device in a non-contact manner, predetermined information related to the power feeding device such as the performance, function, and device ID of the power feeding device is notified from the power feeding device to the power receiving device in advance. It is useful for a non-contact power feeding system using electromagnetic waves, a power feeding device, and a power receiving device.
101 受電装置
102 受電コイル
103 給電装置
104 給電コイル
201 電力供給手段
202 電流測定手段
203 非接触給電手段
204 電力供給制御手段
710 非接触受電手段
720 所定情報取得・電力制御手段
721 電力測定手段
722 電源制御手段
723 電力値格納手段
724 負荷制御手段
730 装置制御手段
740 表示手段
801 メモリ制御手段
802 不揮発メモリ手段
803 不揮発メモリ手段
804 不揮発メモリ手段
1201 電源供給手段
1202 インバータ
1203 給電コイル
1204 電流制限回路
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記給電装置は、
前記受電装置に対して供給する電力を出力する電力供給手段と、
前記電力供給手段から出力される電力により前記受電装置が備える非接触受電手段を励磁し、前記受電装置に対して非接触で電力を供給する非接触給電手段と、
前記受電装置に対して、前記給電装置に関する所定の情報を包含する第1の電力波形を有する電力を含む複数の電力波形を有する電力を供給できるように、前記非接触給電手段から供給される電力を制御するとともに、前記受電装置が前記所定の情報を取得したことを確認すると、前記受電装置に対して第2の電力波形を有する電力を供給する電力供給制御手段と、
前記受電装置が前記所定の情報を取得したか否かを確認する所定情報取得確認手段と、
を備え、
前記受電装置は、
前記非接触給電手段によって励磁され、非接触で電力を受電する非接触受電手段と、
前記非接触受電手段で受電した電力から、前記第1の電力波形を有する電力を検出して前記所定の情報を取得し、前記所定の情報を取得した際に、前記給電装置に対して前記所定の情報を取得したことを通知するとともに、前記受電装置内への電力供給を制御する所定情報取得・電力制御手段と、
前記第2の電力波形を有する電力の電力受給時に、前記所定情報取得・電力制御手段において取得した前記所定の情報に応じて、前記受電装置における性能および/または機能を制御する装置制御手段と、
を備えることを特徴とする非接触給電システム。 A non-contact power feeding system capable of non-contact power feeding by utilizing electromagnetic induction from a power feeding device to a power receiving device,
The power supply device
Power supply means for outputting power to be supplied to the power receiving device;
A non-contact power feeding means for exciting the non-contact power receiving means included in the power receiving device by the power output from the power supply means, and supplying the non-contact power to the power receiving device;
The power supplied from the non-contact power supply means so that the power receiving device can be supplied with power having a plurality of power waveforms including power having a first power waveform including predetermined information related to the power feeding device. And confirming that the power receiving device has acquired the predetermined information, power supply control means for supplying power having a second power waveform to the power receiving device;
Predetermined information acquisition confirmation means for confirming whether the power receiving apparatus has acquired the predetermined information;
With
The power receiving device is:
Non-contact power receiving means that is excited by the non-contact power supply means and receives power in a non-contact manner;
The power having the first power waveform is detected from the power received by the non-contact power receiving means to acquire the predetermined information, and when the predetermined information is acquired, the predetermined power is supplied to the power supply device. A predetermined information acquisition / power control means for controlling the power supply to the power receiving device,
Device control means for controlling the performance and / or function of the power receiving device according to the predetermined information acquired by the predetermined information acquisition / power control means when receiving the power having the second power waveform;
A non-contact power feeding system comprising:
前記電力供給制御手段は、前記受電装置に対して、前記第1の電力波形を有する電力の供給に先立って、前記第3の電力波形を有する電力を供給するように制御し、前記受電装置検出手段が前記第3の電力波形の変化を検知することにより、前記受電装置が受電可能状態に設置されたことを検出することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の非接触給電システム。 The power feeding device further includes a power receiving device detecting unit for detecting the power receiving device, and the power supply control unit adds the power having the first power waveform and the power having the second power waveform. And a function of controlling the power supplied from the non-contact power feeding means to the power receiving device so that the power having the third power waveform can be supplied to the power receiving device.
The power supply control means controls the power receiving device to supply power having the third power waveform prior to supply of power having the first power waveform, and detects the power receiving device. The contactless power feeding according to any one of claims 1 to 7, wherein the means detects that the power receiving device is installed in a power receivable state by detecting a change in the third power waveform. system.
前記受電装置に対して供給する電力を出力する電力供給手段と、
前記電力供給手段から出力される電力により前記受電装置が備える前記非接触受電手段を励磁し、前記受電装置に対して非接触で電力を供給する非接触給電手段と、
前記受電装置に対して、前記給電装置に関する所定の情報を包含する第1の電力波形を有する電力を含む複数の電力波形を有する電力を供給できるように、前記非接触給電手段から供給される電力を制御するとともに、前記受電装置が前記所定の情報を取得したことを確認すると、前記受電装置に対して第2の電力波形を有する電力を供給する電力供給制御手段と、
前記受電装置が前記所定の情報を取得したか否かを確認する所定情報取得確認手段と、
を備えていることを特徴とする給電装置。 A power feeding device capable of non-contact power feeding by utilizing electromagnetic induction for a power receiving device including a non-contact power receiving means,
Power supply means for outputting power to be supplied to the power receiving device;
Non-contact power feeding means for exciting the non-contact power receiving means included in the power receiving device with the power output from the power supply means, and supplying the contactless power to the power receiving device;
The power supplied from the non-contact power supply means so that the power receiving device can be supplied with power having a plurality of power waveforms including power having a first power waveform including predetermined information related to the power feeding device. And confirming that the power receiving device has acquired the predetermined information, power supply control means for supplying power having a second power waveform to the power receiving device;
Predetermined information acquisition confirmation means for confirming whether the power receiving apparatus has acquired the predetermined information;
A power supply apparatus comprising:
前記電力供給制御手段は、前記受電装置に対して、前記第1の電力波形を有する電力の供給に先立って前記第3の電力波形を有する電力を供給するように制御し、前記受電装置検出手段が前記第3の電力波形の変化を検知することにより、前記受電装置が受電可能状態に設置されたことを検出することを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の給電装置。 In addition to power receiving device detecting means for detecting the power receiving device, the power supply control means includes a third power in addition to the power having the first power waveform and the power having the second power waveform. A function of controlling power supplied from the non-contact power feeding means to the power receiving device so that power having a power waveform can be supplied to the power receiving device;
The power supply control means controls the power receiving apparatus to supply power having the third power waveform prior to supplying power having the first power waveform, and the power receiving apparatus detection means The power feeding device according to claim 11, wherein the power feeding device detects that the power receiving device is installed in a power receivable state by detecting a change in the third power waveform.
前記非接触給電手段によって励磁され、非接触で電力を受電する非接触受電手段と、
前記非接触受電手段で受電した電力から第1の電力波形を有する電力を検出し、前記第1の電力波形を有する電力に包含されている前記給電装置に関する所定の情報を取得し、前記所定の情報を取得した際に、前記所定の情報を取得したことを、前記給電装置に対し前記非接触受電手段を介して通知するとともに、前記受電装置内への電力供給を制御する所定情報取得・電力制御手段と、
前記所定情報取得・通知手段が前記給電装置に対して前記所定の情報を取得したことを通知した後に、前記給電装置から前記第1の電力波形を有する電力に替えて供給される第2の電力波形を有する電力の受給時に、前記所定情報取得・電力制御手段において取得した前記所定の情報に応じて、前記受電装置における性能および/または機能を制御する装置制御手段と、
を備えることを特徴とする受電装置。 A power receiving device capable of non-contact power reception by utilizing electromagnetic induction from a power supply device including a non-contact power supply means,
Non-contact power receiving means that is excited by the non-contact power supply means and receives power in a non-contact manner;
The power having the first power waveform is detected from the power received by the non-contact power receiving means, the predetermined information regarding the power feeding device included in the power having the first power waveform is acquired, and the predetermined When the information is acquired, the predetermined information is acquired and the power is supplied to the power feeding device via the non-contact power receiving means, and the predetermined information acquisition / power for controlling the power supply to the power receiving device is obtained. Control means;
The second power supplied from the power supply device instead of the power having the first power waveform after the predetermined information acquisition / notification means notifies the power supply device that the predetermined information has been acquired. Device control means for controlling performance and / or function of the power receiving device according to the predetermined information acquired by the predetermined information acquisition / power control means at the time of receiving power having a waveform;
A power receiving device comprising:
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