JP2011083094A - 非接触充電器 - Google Patents

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Abstract

【課題】充電中に故意に小さな金属を部分的に送信部と受電部に挿入した場合、電磁誘導により金属が発熱する課題があり、本課題を対策する安全な非接触充電器を提供することを目的とする。
【解決手段】非接触充電器で二次電池の充電電流と充電電圧から充電電力値を算出し、電力送信部に送り、電力送信部は電力送信部が送った電力値と充電電力値を比較し、比較した値が所定値以内であれば充電を継続し、所定外であれば、金属等の異物挿入ありと判断し充電を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は非接触充電器、特に金属挿入による発熱に対する安全制御に関する。
従来の非接触充電器は充電開始時に受電部から送信部へ所定のパターン信号やＩＤ信号を送り、送信部で所定のパターン信号やＩＤ信号を検知したことに限り送信部の出力を強磁界に維持を行ったり、受電部から送信部で受け取った信号に連動させて送信部の出力制御を可変することが知られている。
従来の非接触充電器を図３に示す。図３において電源本体３１２は機器本体３２０に一次コイル３１４から出力コイル３１６に電力を送る。機器応答手段３２６は負荷３１８の状態を検出し、機器検知手段３２８に信号を送る。
機器検知手段３２８は、機器応答手段３２６から送られてきた信号をもとに一次側発信部３１０に信号を送る。
これらにより負荷３１８の状態に応じて一次側発信部３１０を制御する機能を有していた（例えば特許文献１参照）。
また、非接触充電で充電開始時に二次電池に電力を送るスイッチを所定のパターンで ＯＮ／ＯＦＦさせ、電力送信部は送受信のコイルを通して電流変化や電圧変化を検出し、所定のパターンを検出したときに限り電力送信の出力を強制磁界に維持するものがある（特許文献２）。
特許第３３９２１０３号公報 特開２００１−３４１６９号公報
しかしながら、前記従来の非接触充電器では、受電部から送信部へは所定信号を送り、信号が正しいことを判別したり、充電部からの信号に対応する制御行うため、充電中に故意に小さな金属を部分的に送信部と受電部の間に挿入した場合、検出が出来ない課題を有していた。
前記従来の課題を解決するために、本発明の非接触充電器は、電磁誘導結合されたコイルを介して、電力を伝送する送信部と電力を受電するする受電部と受電した電力で二次電池を充電する充電部と充電部に接続され充電される二次電池があり、前記充電部は充電時の電池電圧と充電電流より、電力値を積算し、積算値を前記送信部に送信し、送信部は送信部自身が送信した電力値と比較を行い、比較した電力値が所定内の場合は電力の送信を継続し、電力値が所定外の時は送信を停止又受電部と充電部の制御回路に必要な小さな電力量を送信するとものである。
本発明の金属挿入による発熱に対する安全制御を用いることによって、より安全な非接触充電器となる。
本発明によると、充電中に故意に小さな金属を部分的に送信部と受電部の間に挿入した場合でも、異常検出ができ、より安全な非接触充電器を得ることができる。
本発明の実施の形態１に示す非接触充電器のブロック図 本発明の実施の形態２に示す非接触充電器のブロック図 従来の非接触充電器のブロック図
以下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。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における非接触充電器のブロック図である。図１において送信部１０１から受信部１０２に電力が送られる。送信部１０１はインバータ回路１０３、制御回路１０４、電力送信コイル１０５、信号受信コイル１０６、電源入力端子１０７で構成され、電源入力端子１０７に供給される電力をインバータ１０３をとおして電力送信コイル１０５を駆動する。
制御回路１０４はインバータ１０３にドライブ信号を送り電力送信コイル１０５を駆動する。また制御回路１０４はインバータの入力電圧Ｖｉと入力電流Ｉｉを検出し、同時に受信部１０２から信号受信コイル１０６に送られる信号を検出する。
受信部１０２は、電力受信コイル１０８、平滑回路１０９、信号送信コイル１１０で構成され、送信部１０１より送られた電力を電力受信コイル１０８で受電し、平滑回路１０９で平滑をする。
充電部１１１は受信部１０２と二次電池１１２と接続され、二次電池電圧Ｖｂと充電電流Ｉｂとを検出し積算により電力値に変換し、電力値はパルス値に変換され、受信部１０２の信号送信コイル１１０に信号を送る。
信号送信コイル１１０は送信部１０１の信号受信コイル１０６に信号を送る。
同図を用いて、本実施の形態における安全制御に関する制御を詳細に説明する。制御回路１０４はインバータ回路１０３の入力で電圧Ｖｉと電流Ｉｉとを検出し、積算により送電部１０１から送信される電力値を算出する。
また、信号受信コイル１０６から送られるパルス信号を電力値に変換を行う。インバータ回路１０３の入力の電力値と受信部１０２から送られてきた充電部１１１の電力値を比較し、送られてきた電力値が所定内の時は、正常と判断する。
逆に送られてきた電力値が所定外のときは、別なところに電力が奪われたと判断し、異常であると判定し、電力送信を停止又受電部と充電部の制御回路に必要な小さな電力量を送信するする。
このとき所定値は電力伝送の効率や回路ロスも考慮し決定する。これにより、充電中に金属が挿入されたことを精度よく判定するという特有の効果を有する。
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における非接触充電器のブロック図である。
実施の形態１との共通部の説明は省略し、相違点を説明する。実施の形態１の信号受信コイル１０６と信号送信コイル１１０は省略し、その代わりに受信部１０２の出力に直列接続されてスイッチ１１３と抵抗１１４と接続する。
スイッチ１１３は充電部１１１からのパルス信号によりＯＮ／ＯＦＦする。送信部１０１の制御回路１０４は電力送信コイル１０５の電圧Ｖ１又は電力送信コイル１０５に流れる電流Ｉ１を検出し、電圧又は電流変化を検出する。本構成により充電部１１１で検出されて電力値をパルス変換し、スイッチ１１３にパルス信号を送ることで、制御回路１０４は電力送信コイル１０５の電圧Ｖ１又は電流Ｉ１の位相変化を検出し充電の電力値を検知することが出来る。
本発明にかかる非接触充電器は、充電中に故意に小さな金属を部分的に送信部と受電部に挿入した場合でも金属を検出可能になるので、携帯機器に内蔵されて二次電池を非接触充電する場合に有効である。
１０１ 送信部
１０２ 受信部
１０３ インバータ回路
１０４ 制御回路
１０５ 電力送信コイル
１０６ 信号受信コイル
１０７ 電源入力端子
１０８ 電力受信コイル
１０９ 平滑回路
１１０ 信号送信コイル
１１１ 充電部
１１２ 二次電池
１１３ スイッチ
１１４ 抵抗
３１０ 一次側発信部
３１２ 電源本体
３１４ 一次コイル
３１６ 出力コイル
３１８ 負荷
３２０ 機器本体
３２２ 検知信号
３２４ 応答信号
３２６ 機器応答手段
３２８ 機器検知手段
３３０ 制御信号

Claims (3)

  1. 電磁誘導で結合されたコイルを介して、電力を送信する送信部と電力を受電するする受電部と受電した電力で二次電池を充電する充電部と前記充電部に接続され充電される二次電池があり、前記充電部は充電時の電池電圧と充電電流より、電力値を積算し、積算値を前記送信部に送信し、前記送信部は前記送信部自身が送信した電力値と比較を行い、比較した電力値の差が規定値内の場合では電力の送信を継続し、電力値が所定外の時は送信を停止又は受電部と充電部の制御回路に必要な小さな電力量を送信することを特徴とする非接触充電器。
  2. 前記電力送信する送信部と電力を受電する受電部のコイルとは別に磁気結合した信号用のコイルを有し、前記充電器で積算された電力量をパルス信号に変換し、前記信号用のコイルを通して送信部に充電部の電力値を送信することを特徴とする請求項１の記載の非接触充電器。
  3. 前記充電器で積算された電力量をパルス信号に変換し、受電部の出力にＯＮ／ＯＦＦ可能な負荷回路を接続し、負荷回路のＯＮ／ＯＦＦでは前記パルス信号に連動してＯＮ／ＯＦＦさせ、送信部のコイルの両端電圧又は電流の位相変化を検出し、送信部は充電部の電力値を検知することを特徴とする請求項１の非接触充電器。
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