JP2010252517A - 受電装置、電子機器および無接点電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 無接点電力伝送システムの受電装置は、第1の2次コイルL21によって受電した電力を給電対象の負荷に供給する負荷電力供給部42と、第2の2次コイルL22によって受電した電力が供給されて動作し、負荷電力供給部42を制御する受電制御装置50と、を含む。
【選択図】 図1
Description
図3は、本発明の受電装置の他の構成を示す図である。図3では、負荷変調部46が、第2の整流部53の一端ノードNA2に接続されている(他端ノードであるNA1に接続されてもよい)。
図4(A),図4(B)は、2次コイルユニットの構成例を説明するための図である。図4(A)に示される2次コイルユニットを用いると、2次コイル(L21およびL22)の組み立てやハンドリングを容易化することができ、また、2次コイルが配線基板(例えば、フレキシブルプリント配線基板)によって保護されることから、2次コイルの安全性や信頼性も向上する。
図6は、無接点電力伝送システムの構成(受電装置において同期整流を採用した構成)の一例を示す図である。図6の受電装置では、第1の整流部および第2の整流部の各々において同期整流が実行される。
図7は、無接点電力伝送システムの構成(受電装置において同期整流を採用した構成)の他の例を示す図である。図7では、図6における第2の同期整流部100が、ダイオード整流部101(4つのダイオードDB1〜DB4を有する)に置き換えられている。その他の構成は、図6に示される回路構成と同じである。第2の整流部(つまり、ダイオード整流部101)は、受電制御装置50の電源電圧を出力できればよく、また、負荷90への給電に関与する第1の整流部(つまり、第1の同期整流部45)に比べて、素子耐圧が問題とならない場合もあると考えられる。このような場合には、第2の整流部において同期整流方式を採用しないで、ダイオード整流方式を採用することによって、タイミング制御回路51の負担が軽減され、回路の専有面積の削減効果を得ることもできる。上述のとおり、ダイオード整流部101をICチップに含めることができれば、回路の占有面積のさらなる削減が可能である。例えば、整流出力電圧が小さい場合には、同期整流方式を用いると、例えば、MOSトランジスターのスイッチングロスが顕在化する場合があり、このような場合には、本実施形態の回路構成を用いることが好ましい。
本実施形態では、第4の実施形態における受電装置(第1の同期整流部45および第2の同期整流部100を有し、かつ、第2の2次コイルL22に接続した負荷変調部46によって負荷変調を行う回路構成)をさらに発展させ、図6における負荷変調素子RB3をなくし、かつ第2の同期整流部100を構成する同期整流素子(M1〜M4)の少なくとも一つを負荷変調用のスイッチング素子としても使用する。
本実施形態では、無接点電力伝送システムおよび電子機器の構成と動作の一例について説明する。
42 負荷電力供給部、43 第1の整流部、45 第1の同期整流部、
53 第2の整流部、46 負荷変調部、50 受電制御装置、
90 給電対象の負荷、RB3 負荷変調素子としての抵抗、
100 第2の同期整流部、M5 負荷変調用のスイッチング素子、
CB1 第1の平滑コンデンサー、CB2 第2の平滑コンデンサー
Claims (17)
- 無接点電力伝送システムの受電装置であって、
第1の2次コイルによって受電した電力を、給電対象の負荷に供給する負荷電力供給部と、
第2の2次コイルによって受電した電力が供給されて動作し、前記負荷電力供給部を制御する受電制御装置と、
を含むことを特徴とする受電装置。 - 請求項1記載の受電装置であって、
前記第1の2次コイルの一端ノードおよび他端ノードに接続され、前記第1の2次コイルの誘起電圧を整流する第1整流部と、
前記第1整流部の出力ノードに接続される第1平滑コンデンサーと、
前記第1の2次コイルの一端ノードまたは他端ノードに接続され、前記受電制御装置によって動作が制御される、前記受電装置の負荷を変調するための負荷変調部と、
を有することを特徴とする受電装置。 - 請求項1記載の受電装置であって、
前記第2の2次コイルの一端ノードおよび他端ノードに接続され、前記第2の2次コイルの誘起電圧を整流する第2整流部と、
前記第2整流部の出力ノードに接続される第2平滑コンデンサーと、
前記第2の2次コイルの一端ノードまたは他端ノードに接続され、前記受電制御装置によって動作が制御される、前記受電装置の負荷を変調するための負荷変調部と、
を有することを特徴とする受電装置。 - 請求項2または請求項3記載の受電装置であって、
前記負荷変調部は、負荷変調素子としての抵抗と、スイッチング素子と、を含み、前記スイッチング素子のスイッチングは、前記受電装置から、前記第2の2次コイルおよび1次コイルを経由して送電装置に送信されるデータに基づいて生成される負荷変調信号によって制御されることを特徴とする受電装置。 - 請求項2〜請求項4のいずれかに記載の受電装置であって、
前記第1整流部または前記第2整流部は、複数の同期整流素子を含み、全波整流を行う同期整流部であることを特徴とする受電装置。 - 請求項1記載の受電装置であって、
前記第2整流部は、複数の同期整流素子を含み、全波整流を行う同期整流部であり、
前記第2整流部における前記複数の同期整流素子のうちの少なくとも1つの同期整流素子は、前記同期整流部のタイミング制御信号と、前記受電装置から、前記第2の2次コイルおよび1次コイルを経由して送電装置に送信されるデータに基づいて生成される負荷変調信号とに基づいて制御されることを特徴とする受電装置。 - 請求項6記載の受電装置であって、
前記タイミング制御信号が非アクティブレベルのときに、前記負荷変調信号がアクティブレベルとなることを特徴とする受電装置。 - 請求項6または請求項7記載の受電装置であって、
前記第2整流部は、前記第2整流部の出力ノードから出力される高電位電源電圧と低電位電源電圧との間に直列に接続された、高電位電源電圧側の第1整流素子および低電位電源電圧側の第2整流素子と、高電位電源電圧側の第3整流素子および低電位電源電圧側の第4整流素子と、を含むブリッジ回路であり、
少なくとも前記第2整流素子および前記第4整流素子は同期整流素子で構成され、
前記第2整流素子または前記第4整流素子のオン/オフが、前記タイミング制御信号と前記負荷変調信号とによって制御されることを特徴とする受電装置。 - 請求項2〜請求項8のいずれかに記載の受電装置であって、
前記負荷電力供給部は、通常送電期間において、前記第1の2次コイルによって受電した電力を給電対象の負荷に供給し、
かつ、前記受電装置は、前記通常送電期間において負荷変調を実行する場合には、前記給電対象の負荷への給電を停止することなく前記負荷変調を実行する、ことを特徴とする受電装置。 - 請求項1〜請求項9のいずれかに記載の受電装置であって、
1次コイルと前記第1の2次コイルとの結合度をK1とし、前記1次コイルと前記第2の2次コイルとの結合度をK2とした場合に、K1>K2であることを特徴とする受電装置。 - 請求項10記載の受電装置であって、
前記第1の2次コイルの巻線数をn1とし、前記第2の2次コイルの巻線数をn2とした場合、n1>n2に設定されることを特徴とする受電装置。 - 請求項10記載の受電装置であって、
1次コイルと前記第1の2次コイルとの距離をd1とし、前記1次コイルと前記第2の2次コイルとの距離をd2とした場合に、d1<d2に設定されることを特徴とする受電装置。 - 請求項10〜請求項12のいずれかに記載の受電装置であって、
前記2次コイルは、
前記第1の2次コイルおよび第2の2次コイルのいずれか一方のコイルパターンと、前記一方の配線パターンに接続される第1の引き出し配線パターンと、前記第1の引き出し配線パターンに接続される少なくとも一つの第1のパッドと、前記第1の2次コイルおよび第2の2次コイルのいずれか他方に接続される第2の引き出し配線パターンと、前記第2の引き出し配線パターンに接続される少なくとも一つの第2のパッドと、が形成された配線基板と、
前記配線基板に配置され、前記第2の引き出し配線パターンに接続される、前記第1の2次コイルおよび第2の2次コイルのいずれか他方と、
を有することを特徴とする受電装置。 - 請求項13記載の受電装置であって、
前記配線基板における前記第1の2次コイルおよび第2の2次コイルのいずれか一方のコイルパターンは、前記第2の2次コイルのコイルパターンであることを特徴とする受電装置。 - 請求項1〜請求項14のいずれかに記載の受電装置であって、
前記第1の2次コイルおよび前記第2の2次コイルを含む2次コイルを、さらに
有することを特徴とする受電装置。 - 請求項1〜請求項15のいずれかに記載の受電装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 送電装置と、請求項1〜請求項15のいずれかに記載の受電装置と、を含むことを特徴とする無接点電力伝送システム。
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