JP2011182538A - Charger and charging system - Google Patents

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悟史 篠田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charger and a charging system which carry out charging as securely as possible depending on the power supply capacity of a transmission system. <P>SOLUTION: A charge current control circuit 105 of a charger 100 has a high circuit resistance value R2 when a DC voltage V1 output from a rectifying circuit 102 is high, and has a low circuit resistance value R2 when the DC voltage V1 becomes low. A charge control unit 103 supplies an output current value Iout of a given constant current to a secondary battery 104 based on the DC voltage V1. When the circuit resistance value R2 of the charge current control circuit 105 is high, the charge control unit 103 supplies the output current value Iout as a high current value. When the circuit resistance value R2 of the charge current control circuit 105 becomes low, the charge control unit 103 supplies the output current value Iout as a low current value. By controlling the output current value Iout to be low in this manner, the DC voltage V1 is recovered to a given level and maintained so as to enable continuous charging. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、二次電池を備え、外部から供給される電力で当該二次電池を充電する充電装置、および当該充電装置を含む充電システムに関する。   The present invention relates to a charging device that includes a secondary battery and charges the secondary battery with electric power supplied from the outside, and a charging system including the charging device.

現在、各種の非接触型充電が多く実用化されている。非接触充電とは、従来一般的に行われていた電気的接点を用いて電力を供給するものではなく、電磁界結合等を用いて電力供給するものである。   At present, many types of non-contact charging are in practical use. The non-contact charging is not to supply power using an electrical contact that is generally performed in the past, but to supply power using electromagnetic coupling or the like.

このような非接触型充電のシステムでは、テーブル等に一次側コイルを備える送電装置を載置する。ユーザは、二次電池および二次側コイルを含む充電装置を備えた携帯端末を、前記送電装置に近接して載置する。これにより、一次側コイルと二次側コイルとが電磁界結合し、充電装置側へ電力が供給され、二次電池が充電される。   In such a contactless charging system, a power transmission device including a primary coil is placed on a table or the like. A user places a portable terminal provided with a charging device including a secondary battery and a secondary coil close to the power transmission device. Thereby, the primary side coil and the secondary side coil are electromagnetically coupled, power is supplied to the charging device side, and the secondary battery is charged.

ところで、このような非接触充電のシステムは、基本原理は同じであるが、それぞれのシステムによって仕様が異なっている。例えば、充電時の電流値がシステム毎に異なっている。   By the way, the basic principle of such a non-contact charging system is the same, but the specifications differ depending on each system. For example, the current value during charging varies from system to system.

そして、このような複数の非接触充電のシステムに対して、汎用的に充電を可能にする構成として、特許文献1や特許文献2の発明に示されてシステムがある。これらのシステムでは送電装置(一次側装置)が充電装置(二次側装置)の仕様を取得する。送電装置は、取得した充電装置の仕様に応じて供給電力量を切り替える。   And as a structure which enables charge in general with respect to such a plurality of non-contact charging systems, there are systems shown in the inventions of Patent Document 1 and Patent Document 2. In these systems, the power transmission device (primary device) acquires the specifications of the charging device (secondary device). The power transmission device switches the amount of supplied power according to the acquired specification of the charging device.

特開2008−206233号公報JP 2008-206233 A 特開2008−206327号公報JP 2008-206327 A

しかしながら、上述の特許文献1や特許文献2に示すような構成では、送電装置で、充電装置の仕様に応じた送電制御をしなければならず、送電装置の構成が複雑になり、高コストになってしまう。また、送電装置の給電能力を超える要求があった場合に、送電装置が対応できず、給電を停止してしまう。   However, in the configuration shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, the power transmission device must perform power transmission control according to the specifications of the charging device, which complicates the configuration of the power transmission device and increases costs. turn into. In addition, when there is a request for exceeding the power supply capability of the power transmission device, the power transmission device cannot respond and power supply is stopped.

図1は従来の構成の問題点を説明する為の図である。図1に示すように、例えば、充電装置が電流値1A、電力5Wで急速充電可能な構成である場合で、送電装置が電流値0.5A、電力2.5Wでしか対応できない場合、二次電池へ定電流を供給する充電制御回路の入力電圧が動作電圧以下まで低下してしまう。このため、送電装置から二次電池への給電が停止する。   FIG. 1 is a diagram for explaining the problems of the conventional configuration. As shown in FIG. 1, for example, when the charging device has a configuration capable of rapid charging with a current value of 1 A and power of 5 W, and the power transmission device can handle only with a current value of 0.5 A and power of 2.5 W, The input voltage of the charge control circuit that supplies a constant current to the battery is lowered to the operating voltage or less. For this reason, the electric power feeding from a power transmission apparatus to a secondary battery stops.

このような問題を鑑み、本発明は、送電装置の給電能力に応じて可能な限り確実に充電を行える充電装置および充電システムを実現することにある。   In view of such a problem, it is an object of the present invention to realize a charging device and a charging system that can perform charging as reliably as possible according to the power supply capability of the power transmission device.

この発明は、充電装置に関するものであり、当該充電装置は、受電部、充電制御部、および充電電流制御用回路を備える。受電部は、外部からの電力供給を受け、充電用電圧を発生する。充電制御部は、該充電用電圧に基づいて、二次電池へ定電流を供給する。充電電流制御用回路は、充電用電圧の電圧値に基づいて、充電制御部が供給する定電流の電流値を制御する。   The present invention relates to a charging device, and the charging device includes a power reception unit, a charging control unit, and a charging current control circuit. The power receiving unit receives power from the outside and generates a charging voltage. The charging control unit supplies a constant current to the secondary battery based on the charging voltage. The charging current control circuit controls the current value of the constant current supplied by the charging control unit based on the voltage value of the charging voltage.

この構成では、充電電流制御用回路により、二次電池へ供給される定電流の電流値を設定することで、充電用電圧の電圧値を可変に設定できる。例えば、二次電池への電流値が大きすぎて充電用電圧が低下した場合に、電流量を低くし、充電用電圧を回復することができる。これにより、充電制御回路が二次電池へ電流供給可能な最低の電圧レベルを、より確実に確保することができる。したがって、供給電力の能力不足等による充電停止が極力生じることなく、より確実に継続的な充電が可能となる。   In this configuration, the voltage value of the charging voltage can be variably set by setting the current value of the constant current supplied to the secondary battery by the charging current control circuit. For example, when the current value to the secondary battery is too large and the charging voltage decreases, the amount of current can be reduced and the charging voltage can be recovered. Thereby, the minimum voltage level which can supply an electric current to a secondary battery by a charge control circuit can be ensured more reliably. Therefore, continuous charging can be more reliably performed without causing charging stoppage due to insufficient power supply capacity.

また、この発明の充電装置の充電電流制御用回路は、定電流の電流値の基準となる分圧電圧を決定する回路である。充電電流制御用回路は、充電用電圧に基づいて分圧電圧を決定する回路の回路抵抗を可変とする回路構成からなる。   The charging current control circuit of the charging device according to the present invention is a circuit for determining a divided voltage that is a reference for the current value of the constant current. The charging current control circuit has a circuit configuration in which the circuit resistance of the circuit that determines the divided voltage based on the charging voltage is variable.

この構成では、充電電流制御用回路の具体的構成を示している。そして、この構成を用いることで、回路抵抗を可変とするだけの回路で、上述の制御が可能となる。すなわち、比較的簡素な回路構成で、上述の作用を得ることができる。   This configuration shows a specific configuration of the charging current control circuit. By using this configuration, the above-described control can be performed with a circuit that only makes the circuit resistance variable. That is, the above-described operation can be obtained with a relatively simple circuit configuration.

また、この発明の充電装置の充電電流制御用回路は、複数の抵抗素子とスイッチ素子とを備える。充電電流制御用回路は、スイッチ素子を充電用電圧に基づいてオンオフ制御することにより、回路抵抗の値を可変させる。   The charging current control circuit of the charging device according to the present invention includes a plurality of resistance elements and switching elements. The charging current control circuit varies the value of the circuit resistance by performing on / off control of the switch element based on the charging voltage.

この構成では、充電電流制御用回路のより具体的構成を示している。そして、この構成を用いることで、上述の制御を可能とする回路が、複数の抵抗素子とスイッチ素子とで構成されるので、より簡素な回路構成で、上述の作用が実現できる。   This configuration shows a more specific configuration of the charging current control circuit. By using this configuration, the circuit that enables the above-described control is configured by a plurality of resistance elements and switch elements, and thus the above-described operation can be realized with a simpler circuit configuration.

また、この発明の充電装置の充電電流制御用回路は、充電用電圧に基づいて抵抗値を変化させる可変抵抗素子を備える。   The charging current control circuit of the charging device according to the present invention includes a variable resistance element that changes the resistance value based on the charging voltage.

この構成では、可変抵抗素子を用いることで、より詳細に回路抵抗が設定可能になる。これにより、必要な充電用電圧が得られる最大の電流値に定電流を設定することができる。すなわち、可能な限り急速(高速)な充電が可能になる。   In this configuration, the circuit resistance can be set in more detail by using the variable resistance element. As a result, the constant current can be set to the maximum current value at which a necessary charging voltage can be obtained. That is, charging as fast (high speed) as possible becomes possible.

また、この発明の充電装置の受電部は外部結合用コイルを備える。   The power receiving unit of the charging device according to the present invention includes an external coupling coil.

この構成では、充電装置の具体的な構造例を示すものであり、外部結合用コイルを用いて電磁界結合により非接触充電する充電装置の場合を示している。   This configuration shows a specific structural example of the charging device, and shows a case of a charging device that performs non-contact charging by electromagnetic coupling using an external coupling coil.

また、この発明は、所定の電力を一次コイルから送電する送電装置と、該一次コイルに結合する二次コイルを備え、前記電力を受電して二次電池を充電する充電装置と、を備えた充電システムに関するものである。充電システムの充電装置は、二次コイルで得た供給電力から充電用電圧を発生する受電部と、充電用電圧に基づいて二次電池へ定電流を供給する充電制御部と、充電用電圧の電圧値に基づいて、充電制御部が供給する定電流の電流値を制御する充電電流制御用回路と、を備える。   In addition, the present invention includes a power transmission device that transmits predetermined power from a primary coil, and a charging device that includes a secondary coil coupled to the primary coil and receives the power to charge a secondary battery. It relates to a charging system. The charging device of the charging system includes a power receiving unit that generates a charging voltage from supply power obtained by the secondary coil, a charging control unit that supplies a constant current to the secondary battery based on the charging voltage, and a charging voltage A charging current control circuit that controls a current value of a constant current supplied by the charging control unit based on the voltage value.

この構成では、送電装置と充電装置とが非接触で電力伝送を行う非接触充電システムにおいて、充電装置側で、送信電力に応じて二次電池への供給電流の電流値を可変に制御できる。これにより、送電装置側で送信電力を変化させずとも、充電装置側で二次電池へ、より確実に継続的な充電が可能になる。すなわち、送電装置の仕様に応じて、より確実に充電が行われる。   With this configuration, in the contactless charging system in which the power transmission device and the charging device perform power transmission in a contactless manner, the current value of the supply current to the secondary battery can be variably controlled on the charging device side according to the transmission power. Thereby, even if it does not change transmission power by the power transmission apparatus side, the secondary battery can be more reliably continuously charged by the charging apparatus side. That is, charging is performed more reliably according to the specifications of the power transmission device.

また、この発明の充電システムにおける充電装置の充電電流制御用回路は、定電流の電流値の基準となる分圧電圧を決定する回路である。充電電流制御用回路は、充電用電圧に基づいて分圧電圧を決定する回路の回路抵抗を可変とする回路構成からなる。   In addition, the charging current control circuit of the charging device in the charging system of the present invention is a circuit that determines a divided voltage that is a reference for the current value of the constant current. The charging current control circuit has a circuit configuration in which the circuit resistance of the circuit that determines the divided voltage based on the charging voltage is variable.

また、この発明の充電システムにおける充電装置の充電電流制御用回路は、複数の抵抗素子とスイッチ素子とを備え、該スイッチ素子を充電用電圧に基づいてオンオフ制御することにより、回路抵抗の値を可変させる。   Further, the charging current control circuit of the charging device in the charging system of the present invention includes a plurality of resistance elements and switch elements, and the switch resistance is turned on and off based on the charging voltage, whereby the value of the circuit resistance is determined. Make it variable.

また、この発明の充電システムにおける充電装置の充電電流制御用回路は、充電用電圧に基づいて抵抗値を変化させる可変抵抗素子を備える。   The charging current control circuit of the charging device in the charging system of the present invention includes a variable resistance element that changes the resistance value based on the charging voltage.

これらの構成では、上述のように、充電システムにおける充電装置の充電電流制御用回路の具体的構成が示されている。   In these configurations, as described above, the specific configuration of the charging current control circuit of the charging device in the charging system is shown.

また、この発明の充電システムでは、送電装置が一次側認証制御部を備え、充電装置が二次側認証制御部を備える。二次側認証制御部は、一次側認証制御部との間での認証結果を前記充電電流制御用回路へ出力する。充電電流制御用回路は、認証結果と充電用電圧とに基づいて定電流値の制御を行う。   In the charging system of the present invention, the power transmission device includes a primary side authentication control unit, and the charging device includes a secondary side authentication control unit. The secondary side authentication control unit outputs an authentication result with the primary side authentication control unit to the charging current control circuit. The charging current control circuit controls the constant current value based on the authentication result and the charging voltage.

この構成では、上述の充電システムにおいて、認証処理を行う場合の具体例を示している。そして、この構成では、充電装置側で、認証結果をも加味して充電の仕様を決定することができる。例えば、認証結果が「OK」で、十分な充電用電圧が得られれば、急速充電を行い、認証結果が「OK」で、十分な充電用電圧が得られなければ、二次電池へ供給する電流を低下させて、充電(標準充電)を行う。また、認証結果が「NG」であれば、充電を停止したり、十分な充電用電圧が得られても標準充電を行う。このように、基本情報となる充電用電圧に対して付加的情報を加えて、充電仕様を可変に設定するもできる。   In this structure, the specific example in the case of performing an authentication process in the above-mentioned charging system is shown. In this configuration, the charging specification can be determined on the charging device side in consideration of the authentication result. For example, if the authentication result is “OK” and sufficient charging voltage is obtained, rapid charging is performed. If the authentication result is “OK” and sufficient charging voltage is not obtained, the battery is supplied to the secondary battery. Reduce the current to perform charging (standard charging). If the authentication result is “NG”, charging is stopped or standard charging is performed even if a sufficient charging voltage is obtained. As described above, the charging specification can be variably set by adding additional information to the charging voltage as basic information.

この発明によれば、供給される電力に応じて、充電装置が二次電池への供給電流の電流値を可変に制御できるので、送電装置の給電能力に応じて可能な限り確実に充電を行うことができる。   According to the present invention, since the charging device can variably control the current value of the supply current to the secondary battery according to the supplied power, charging is performed as reliably as possible according to the power supply capability of the power transmission device. be able to.

従来の構成の問題点を説明する為の図である。It is a figure for demonstrating the problem of the conventional structure. 第1の実施形態に係る非接触充電システム900の主要構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures of the non-contact charging system 900 which concerns on 1st Embodiment. 充電制御回路103と充電電流制御用回路105とからなる構成部の具体的回路図である。3 is a specific circuit diagram of a component including a charge control circuit 103 and a charge current control circuit 105. FIG. 第1の実施形態の充電装置100の充電フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the charge flow of the charging device 100 of 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る非接触充電システム900Aの主要構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures of the non-contact charge system 900A which concerns on 2nd Embodiment. 本実施形態の論理制御部154Aの真理値表である。It is a truth table of the logic control part 154A of this embodiment. 第3の実施形態に係る非接触充電システム900Bの主要構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures of the non-contact charging system 900B which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態の充電装置100Bの充電フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the charge flow of the charging device 100B of 3rd Embodiment.

本発明の第1の実施形態に係る非接触充電システムについて、図を参照して説明する。図2は、本実施形態に係る非接触充電システム900の主要構成を示すブロック図である。   A non-contact charging system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of the non-contact charging system 900 according to the present embodiment.

非接触充電システム900は、送電装置200と受電装置100とを備える。具体的には、例えば送電装置200は、テーブル上に固定的に設置される充電台等に内蔵されている。一方、受電装置100は携帯端末等に内蔵されている。   The non-contact charging system 900 includes a power transmission device 200 and a power reception device 100. Specifically, for example, the power transmission device 200 is built in a charging stand or the like fixedly installed on a table. On the other hand, the power receiving apparatus 100 is built in a portable terminal or the like.

送電装置200は、送信側ドライバ回路202と一次側アンテナコイル201とを備える。送信側ドライバ回路202には、ACアダプタ300が接続されている。送信側ドライバ回路202は、ACアダプタ300から電力を受けて駆動する。送信側ドライバ回路202は、受電装置100を備える携帯端末に対して給電と通信とを行うための一次側信号を発生し、一次側アンテナコイル201に一次側電流を流す。なお、一次側信号は各種仕様があり、既知であるので、説明は省略する。   The power transmission device 200 includes a transmission side driver circuit 202 and a primary side antenna coil 201. An AC adapter 300 is connected to the transmission side driver circuit 202. The transmission side driver circuit 202 is driven by receiving power from the AC adapter 300. The transmission-side driver circuit 202 generates a primary-side signal for performing power feeding and communication with respect to a mobile terminal including the power receiving device 100 and causes a primary-side current to flow through the primary-side antenna coil 201. Since the primary side signal has various specifications and is known, the description is omitted.

受電装置100は、二次側アンテナコイル101、整流回路102、充電制御回路103、二次電池104、充電電流制御用回路105を備える。   The power receiving apparatus 100 includes a secondary antenna coil 101, a rectifier circuit 102, a charging control circuit 103, a secondary battery 104, and a charging current control circuit 105.

受電装置100を備える携帯端末を、送電装置200を備える充電台上に載置すると、受電装置100の二次側アンテナコイル101と、送電装置200の一次側アンテナコイル201とが近接する。この状態で、一次側アンテナコイル201に一次側電流が流れると、一次側アンテナコイル201と二次側アンテナコイル101とが電磁界結合し、一次側電流と結合度とに応じた二次側電流が、二次側アンテナコイル101に励起される。二次側アンテナコイル101で励起した二次側電流は、整流回路102に入力される。   When a portable terminal including the power receiving device 100 is placed on a charging stand including the power transmitting device 200, the secondary side antenna coil 101 of the power receiving device 100 and the primary side antenna coil 201 of the power transmitting device 200 approach each other. In this state, when the primary side current flows through the primary side antenna coil 201, the primary side antenna coil 201 and the secondary side antenna coil 101 are electromagnetically coupled, and the secondary side current according to the primary side current and the degree of coupling. Is excited by the secondary antenna coil 101. The secondary current excited by the secondary antenna coil 101 is input to the rectifier circuit 102.

整流回路102は、二次側電流に基づく交流電圧を整流、平滑し、直流電圧V1を充電制御回路103へ出力する。この充電制御回路103へ出力される直流電圧が「充電用電圧」に相当する。この直流電圧V1は、充電電流制御用回路105にも与えられる。   The rectifier circuit 102 rectifies and smoothes the AC voltage based on the secondary side current, and outputs the DC voltage V <b> 1 to the charge control circuit 103. The DC voltage output to the charging control circuit 103 corresponds to “charging voltage”. The DC voltage V1 is also applied to the charging current control circuit 105.

充電電流制御用回路105は、固定抵抗R2a,R2bとスイッチ153とを備え、直流電圧値に応じてスイッチ153がオンオフすることで、回路抵抗値が変化する。すなわち、スイッチ153がオンならば、固定抵抗R2a,R2bからなる抵抗並列回路となり、当該抵抗並列回路の合成抵抗値が充電電流制御用回路105の回路抵抗値となる。一方、スイッチ153がオフならば、固定抵抗R2aのみの回路となり、当該固定抵抗R2aの抵抗値が充電電流制御用回路105の回路抵抗値となる。これにより、充電電流制御用回路105は、直流電圧V1の電圧レベルに応じて回路抵抗値が変化する。例えば、具体的には後述するが、直流電圧V1の値が高ければ回路抵抗値が高く維持され、直流電圧V1の値が低くなれば回路抵抗値が低くなるように機能する。   The charging current control circuit 105 includes fixed resistors R2a and R2b and a switch 153, and the circuit resistance value changes when the switch 153 is turned on / off according to the DC voltage value. That is, if the switch 153 is turned on, a resistor parallel circuit composed of the fixed resistors R2a and R2b is formed, and the combined resistance value of the resistor parallel circuit becomes the circuit resistance value of the charging current control circuit 105. On the other hand, if the switch 153 is off, the circuit includes only the fixed resistor R2a, and the resistance value of the fixed resistor R2a becomes the circuit resistance value of the charging current control circuit 105. Thereby, the circuit resistance value of the charging current control circuit 105 changes according to the voltage level of the DC voltage V1. For example, as will be described in detail later, the circuit resistance value is maintained high when the value of the DC voltage V1 is high, and the circuit resistance value functions when the value of the DC voltage V1 is low.

充電制御回路103は、入力される直流電圧V1を利用し、二次電池104へ所望の定電流からなる出力電流値Ioutが流れるように、定電流制御を行う。充電制御回路103は、充電電流制御用回路105の回路抵抗値に基づいて出力電流Ioutの電流値を決定する。ここで、充電電流制御用回路105は、上述のように直流電圧V1に応じて回路抵抗値が変化する。したがって、充電制御回路103は、直流電圧V1の変化に応じて出力電流Ioutを可変にすることになる。   The charge control circuit 103 performs constant current control using the input DC voltage V <b> 1 so that an output current value Iout composed of a desired constant current flows to the secondary battery 104. The charging control circuit 103 determines the current value of the output current Iout based on the circuit resistance value of the charging current control circuit 105. Here, the circuit resistance value of the charging current control circuit 105 changes according to the DC voltage V1 as described above. Therefore, the charging control circuit 103 makes the output current Iout variable according to the change of the DC voltage V1.

具体的には、充電制御回路103と充電電流制御用回路105とを以下の構成にすることにより、出力電流Ioutを可変に設定する。図3は、充電制御回路103と充電電流制御用回路105とからなる構成部の具体的回路図である。   Specifically, the output current Iout is variably set by configuring the charging control circuit 103 and the charging current control circuit 105 as follows. FIG. 3 is a specific circuit diagram of a component composed of the charge control circuit 103 and the charge current control circuit 105.

充電制御回路103は、pnp型トランジスタQ1、オペアンプOP1,OP2、固定抵抗Rb,Rs,R1、リファレンス電圧入力端を備える。pnp型トランジスタQ1のエミッタには、直流電圧V1が印加される。pnp型トランジスタQ1のコレクタは、オペアンプOP1の非反転入力端子に接続している。オペアンプOP1の反転入力端子は、二次電池104に接続している。オペアンプOP1の非反転入力端子と反転入力端子との間には、固定抵抗Rsが接続している。   The charge control circuit 103 includes a pnp transistor Q1, operational amplifiers OP1 and OP2, fixed resistors Rb, Rs, and R1, and a reference voltage input terminal. A DC voltage V1 is applied to the emitter of the pnp transistor Q1. The collector of the pnp transistor Q1 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. The inverting input terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the secondary battery 104. A fixed resistor Rs is connected between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1.

オペアンプOP1の出力端子は、オペアンプOP2の非反転入力端子に接続している。オペアンプOP2の反転入力端子は、固定抵抗R1と充電電流制御用回路105との接続点に接続している。抵抗器R1の充電電流制御用回路105側と反対側の端子には、リファレンス電圧入力端が接続している。オペアンプOP2の出力端子は、固定抵抗Rbを介してpnp型トランジスタQ1のベースに接続している。   The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2. An inverting input terminal of the operational amplifier OP2 is connected to a connection point between the fixed resistor R1 and the charging current control circuit 105. A reference voltage input terminal is connected to a terminal of the resistor R1 opposite to the charging current control circuit 105 side. The output terminal of the operational amplifier OP2 is connected to the base of the pnp transistor Q1 through the fixed resistor Rb.

充電電流制御用回路105は、固定抵抗R2a、固定抵抗R2b、およびスイッチ153を備える。スイッチ153は、反転論理部154、サンプルホールド部155、および、FETからなる半導体スイッチ素子Q2を備える。半導体スイッチ素子Q2はソース接地され、ドレインが固定抵抗R2bに接続している。この固定抵抗R2bと半導体スイッチ素子Q2との直列回路は、固定抵抗R2aに並列接続している。この並列回路のグランド側と反対の端子は、充電制御回路103の固定抵抗R1に接続している。   The charging current control circuit 105 includes a fixed resistor R2a, a fixed resistor R2b, and a switch 153. The switch 153 includes an inversion logic unit 154, a sample hold unit 155, and a semiconductor switch element Q2 including an FET. The semiconductor switch element Q2 has a source grounded, and a drain connected to the fixed resistor R2b. A series circuit of the fixed resistor R2b and the semiconductor switch element Q2 is connected in parallel to the fixed resistor R2a. The terminal opposite to the ground side of the parallel circuit is connected to the fixed resistor R1 of the charging control circuit 103.

半導体スイッチ素子Q2のゲートには、サンプルホールド部155が接続し、サンプルホールド部155には、反転論理部154が接続している。反転論理部154には、直流電圧V1が印加される。   A sample hold unit 155 is connected to the gate of the semiconductor switch element Q2, and an inversion logic unit 154 is connected to the sample hold unit 155. A DC voltage V1 is applied to the inverting logic unit 154.

まず、充電電流制御用回路105が抵抗器R2であるとして、充電制御回路103の動作について説明する。所定の直流電圧V1が印加されており、出力電流Ioutが所望とする電流値(リファレンス電圧Vrefと充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2とによって決まる目標電流値)よりも増加した場合、固定抵抗Rsに生じる電圧ΔVが増加する。電圧ΔVが増加すると、オペアンプOP2の非反転入力端子と反転入力端子との間の電位差が大きくなり、オペアンプOP1の出力電圧Vso1が増加する。   First, the operation of the charging control circuit 103 will be described assuming that the charging current control circuit 105 is the resistor R2. When a predetermined DC voltage V1 is applied and the output current Iout increases beyond a desired current value (a target current value determined by the reference voltage Vref and the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105), it is fixed. The voltage ΔV generated in the resistor Rs increases. When the voltage ΔV increases, the potential difference between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP2 increases, and the output voltage Vso1 of the operational amplifier OP1 increases.

オペアンプOP2の反転入力端子には、固定抵抗R1と抵抗器R2(充電電流制御用回路105)とのリファレンス電圧Vrefに対する分圧電圧が印加される。すなわち、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2に応じた分圧電圧が印加される。   A divided voltage with respect to the reference voltage Vref of the fixed resistor R1 and the resistor R2 (charging current control circuit 105) is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2. That is, a divided voltage corresponding to the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 is applied.

オペアンプOP2は、オペアンプOP1の出力電圧Vso1と充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2に応じた分圧電圧とで差動し、出力電圧Vso2を出力する。したがって、オペアンプOP1の出力電圧Vso1が増加すると、オペアンプOP2の出力電圧Vso2も増加する。   The operational amplifier OP2 performs a differential between the output voltage Vso1 of the operational amplifier OP1 and the divided voltage corresponding to the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105, and outputs the output voltage Vso2. Therefore, when the output voltage Vso1 of the operational amplifier OP1 increases, the output voltage Vso2 of the operational amplifier OP2 also increases.

オペアンプOP2の出力電圧Vso2が増加すると、pnp型トランジスタQ1のベース電流が減少し、pnp型トランジスタQ1のエミッタコレクタ間電圧Vce1が増加する。pnp型トランジスタQ1のエミッタコレクタ間電圧Vce1が増加すると、オペアンプOP1の非反転入力端子の電位が低下し、出力電流Ioutも低下する。   When the output voltage Vso2 of the operational amplifier OP2 increases, the base current of the pnp transistor Q1 decreases and the emitter-collector voltage Vce1 of the pnp transistor Q1 increases. When the emitter-collector voltage Vce1 of the pnp transistor Q1 increases, the potential of the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1 decreases and the output current Iout also decreases.

なお、説明は省略するが、出力電流Ioutが目標電流値よりも低下すると、充電制御回路103は、上述とは逆に出力電流Ioutを増加させるように動作する。これにより、出力電流Ioutは、目標電流値で一定になるように保持される。この処理で制御される出力電流値Ioutは、以下のように表せる。   Although explanation is omitted, when the output current Iout is lower than the target current value, the charging control circuit 103 operates to increase the output current Iout contrary to the above. Thus, the output current Iout is held so as to be constant at the target current value. The output current value Iout controlled by this process can be expressed as follows.

なお、上式において、Gは、トランジスタQ1、オペアンプOP1,OP2によって決まる充電制御回路103のループゲインである。   In the above equation, G is a loop gain of the charge control circuit 103 determined by the transistor Q1 and the operational amplifiers OP1 and OP2.

(式1)からも分かるように、充電制御回路103の出力電流値Ioutは、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2に応じて決定される。すなわち、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2を適宜設定することで、出力電流値Ioutを可変に制御することができる。   As can be seen from (Equation 1), the output current value Iout of the charging control circuit 103 is determined according to the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105. In other words, the output current value Iout can be variably controlled by appropriately setting the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105.

次に、この充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2の決定動作について説明する。反転論理部154には、直流電圧V1が入力される。反転論理部154は、直流電圧V1が閾値Vcqよりも大きければLowレベル信号を発生し、直流電圧V1が閾値Vcq以下であればHiレベル信号を発生する。   Next, the determination operation of the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 will be described. A DC voltage V <b> 1 is input to the inverting logic unit 154. The inverting logic unit 154 generates a Low level signal if the DC voltage V1 is greater than the threshold value Vcq, and generates a Hi level signal if the DC voltage V1 is less than or equal to the threshold value Vcq.

サンプルホールド部155は、Lowレベル信号からHiレベル信号に遷移すると、当該Hiレベルを維持する。半導体スイッチ素子Q2は、Lowレベル信号でオフ制御され、Hiレベル信号でオン制御される。   When the sample hold unit 155 transits from the Low level signal to the Hi level signal, the sample hold unit 155 maintains the Hi level. The semiconductor switch element Q2 is off-controlled by the Low level signal and on-controlled by the Hi level signal.

半導体スイッチ素子Q2がオン制御されると、固定抵抗R2a,R2bの並列回路となり、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2は、固定抵抗R2aと、固定抵抗R2bの並列抵抗値となる。   When the semiconductor switch element Q2 is controlled to be turned on, it becomes a parallel circuit of the fixed resistors R2a and R2b, and the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 becomes the parallel resistance value of the fixed resistor R2a and the fixed resistor R2b.

R2(on)=R2a*R2b/(R2a+R2b) −(式2)
一方、半導体スイッチ素子156がオフ制御されると、充電制御回路103から見れば固定抵抗R2aのみの回路となり、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2は、固定抵抗R2aの抵抗値となる。
R2 (on) = R2a * R2b / (R2a + R2b) − (Formula 2)
On the other hand, when the semiconductor switch element 156 is controlled to be off, the circuit is only a fixed resistor R2a when viewed from the charge control circuit 103, and the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 is the resistance value of the fixed resistor R2a.

R2(off)=R2a −(式3)
これにより、充電電流制御用回路105は、直流電圧V1が閾値cqより高ければ固定抵抗R2aと、固定抵抗R2bの並列抵抗値を有する抵抗器として作用し、直流電圧V1が閾値Vcq以下であれば固定抵抗R2aの抵抗値を有する抵抗器として作用する。すなわち、直流電圧V1によって、抵抗値が変化する可変抵抗器となる。
R2 (off) = R2a − (Formula 3)
Thereby, the charging current control circuit 105 acts as a resistor having a parallel resistance value of the fixed resistance R2a and the fixed resistance R2b if the DC voltage V1 is higher than the threshold value cq, and if the DC voltage V1 is equal to or lower than the threshold value Vcq. It acts as a resistor having the resistance value of the fixed resistor R2a. That is, a variable resistor whose resistance value is changed by the DC voltage V1 is obtained.

ここで、固定抵抗R2aと、固定抵抗R2bの並列抵抗値(式2に基づく抵抗値)が、固定抵抗R2aよりも低くなるように設定する。   Here, the parallel resistance value (resistance value based on Formula 2) of the fixed resistor R2a and the fixed resistor R2b is set to be lower than that of the fixed resistor R2a.

これにより、直流電圧V1が閾値Vcqよりも高ければ、充電制御回路103の分圧電圧は相対的に高くなり、直流電圧V1が閾値Vcq以下であれば、充電制御回路103の分圧電圧は相対的に低くなる。したがって、直流電圧V1が閾値Vcqよりも高ければ、出力電流値Ioutを高く制御でき、直流電圧V1が閾値Vcq以下であれば、出力電流値Ioutを低く制御できる。   Thus, if the DC voltage V1 is higher than the threshold value Vcq, the divided voltage of the charge control circuit 103 is relatively high. If the DC voltage V1 is equal to or less than the threshold value Vcq, the divided voltage of the charge control circuit 103 is relatively high. Lower. Therefore, if the DC voltage V1 is higher than the threshold value Vcq, the output current value Iout can be controlled to be high, and if the DC voltage V1 is equal to or less than the threshold value Vcq, the output current value Iout can be controlled to be low.

このような回路構成とすることで、具体的に、次のような制御を行うことができる。なお、以下では、1.0A、5.0Wの急速充電と、0.5A、5.0Wの標準充電を選択的に行う場合について示す。なお、具体的な数値は記載していないが、高い分圧電圧の場合に1.0Aの出力電流値Ioutとなり、低い分圧電圧の場合に0.5Aの出力電流値Ioutとなるように、(式1)から、リファレンス電圧Vref、固定抵抗Rs,R1、固定抵抗R2a,R2b、ゲインGが設定されている。   With such a circuit configuration, the following control can be specifically performed. In addition, below, it shows about the case where the quick charge of 1.0A and 5.0W and the standard charge of 0.5A and 5.0W are selectively performed. Although specific numerical values are not described, the output current value Iout is 1.0 A when the divided voltage is high, and the output current value Iout is 0.5 A when the divided voltage is low. From (Equation 1), the reference voltage Vref, fixed resistors Rs and R1, fixed resistors R2a and R2b, and gain G are set.

まず、送電装置200が急速充電可能な場合には、直流電圧V1を印加して、出力電流値1.0Aの設定がされていても、直流電圧V1は低下しない。したがって、充電電流制御用回路105の半導体スイッチ素子Q2はオフ状態のままで変化せず、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2も変わらない。これにより、高い分圧電圧が維持される。これにより、継続的に急速充電を行うことができる。   First, when the power transmission device 200 can be rapidly charged, the DC voltage V1 does not decrease even when the DC voltage V1 is applied and the output current value is set to 1.0A. Accordingly, the semiconductor switch element Q2 of the charging current control circuit 105 remains unchanged in the OFF state, and the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 does not change. Thereby, a high divided voltage is maintained. Thereby, rapid charge can be performed continuously.

一方、送電装置200が急速充電の能力を有さない場合、すなわち、0.5A,5Wの充電能力しかない場合、初期状態で出力電流値Ioutを1.0Aで設定しているので、直流電圧V1が低下していく。   On the other hand, when the power transmission device 200 does not have the capability of rapid charging, that is, when it has only the charging capability of 0.5 A and 5 W, the output current value Iout is set at 1.0 A in the initial state, so the DC voltage V1 decreases.

直流電圧V1が低下し、閾値Vcq以下に達すると、半導体スイッチ素子Q2はオン状態になり、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2は低くなる。これにより、充電制御回路103の分圧電圧が低下し、出力電流Ioutが低下する。この結果、出力電流値Ioutを0.5Aにした状態で継続的に充電(標準充電)を行うことができる。   When the DC voltage V1 decreases and reaches the threshold value Vcq or less, the semiconductor switch element Q2 is turned on, and the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 decreases. As a result, the divided voltage of the charging control circuit 103 decreases, and the output current Iout decreases. As a result, charging (standard charging) can be performed continuously with the output current value Iout set to 0.5 A.

以上のように、本実施形態の構成および処理を用いることで、送電装置200側に急速充電の能力があれば急速充電が可能であり、送電装置200側に急速充電の能力が無く、標準充電の能力しかなければ標準充電で充電可能な充電装置100を実現できる。すなわち、送電装置200側の仕様に応じて、より確実に充電可能な充電装置100を実現できる。   As described above, by using the configuration and processing of the present embodiment, rapid charging is possible if the power transmission device 200 has the capability of rapid charging, and the power transmission device 200 has no capability of rapid charging, so standard charging is possible. If there is no ability, a charging device 100 that can be charged by standard charging can be realized. That is, the charging device 100 that can be more reliably charged can be realized according to the specifications on the power transmission device 200 side.

このような処理を、図4のフローを用いてより分かりやすく説明する。図4は本実施形態の充電装置100の充電フローを示すフローチャートである。   Such processing will be described in an easy-to-understand manner using the flow of FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a charging flow of the charging apparatus 100 of the present embodiment.

まず、充電装置100が送電装置200近傍に載置されると、電磁界結合により、送電装置100から電力供給され、充電装置100は、充電を開始する(S101)。この際、充電装置100は、急速充電仕様(高い電流値(例えば1.0A)の仕様)で充電を開始する。充電装置100は、直流電圧V1が閾値レベルVcqよりも高いレベルを継続的に維持すれば(S102:Yes)、そのまま急速充電仕様で充電を継続する(S103)。一方、充電装置100は、直流電圧V1が低下し、閾値レベルVcq以下になれば(S102:No)、上述のような充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2を低下させることで、充電電流低下制御を行う(S104)。   First, when the charging device 100 is placed in the vicinity of the power transmission device 200, electric power is supplied from the power transmission device 100 by electromagnetic coupling, and the charging device 100 starts charging (S101). At this time, the charging device 100 starts charging with a quick charge specification (specification of a high current value (for example, 1.0 A)). If the DC voltage V1 is continuously maintained at a level higher than the threshold level Vcq (S102: Yes), the charging apparatus 100 continues charging with the quick charging specification as it is (S103). On the other hand, when the DC voltage V1 decreases and becomes equal to or lower than the threshold level Vcq (S102: No), the charging apparatus 100 decreases the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 as described above, thereby reducing the charging current. Lowering control is performed (S104).

充電装置100は、この充電電流低下制御後に、さらに継続的に直流電圧V1を検出し続け、直流電圧V1が閾値レベルVcqよりも高いレベルを継続的に維持すれば(S141:Yes)、そのまま標準充電仕様(低い電流値(例えば0.5A)の仕様)で充電を継続する(S105)。一方、さらに直流電圧が閾値レベルVcq以下に低下すれば(S141:Yes)、充電制御を停止し、スタンバイモードとなる(S142)。なお、スタンバイモードでは、送電装置200側から電力供給されていても充電制御部103を駆動するための電力が足りず、必然的に充電は停止するが、充電装置100から送電装置200へ送電停止の情報を送信し、送電装置200で送電停止してもよい。また、充電装置100が備えられた携帯端末に、送電装置100の不適合を示す情報を出力し、携帯端末の表示画面に当該情報を表示させてもよい。   After the charging current reduction control, the charging device 100 continues to detect the DC voltage V1 continuously, and if the DC voltage V1 is continuously maintained at a level higher than the threshold level Vcq (S141: Yes), the standard as it is. Charging is continued with a charging specification (a specification with a low current value (for example, 0.5 A)) (S105). On the other hand, if the DC voltage further falls below the threshold level Vcq (S141: Yes), the charging control is stopped and the standby mode is set (S142). In the standby mode, even if power is supplied from the power transmission device 200 side, there is not enough power to drive the charging control unit 103, and charging is inevitably stopped, but power transmission from the charging device 100 to the power transmission device 200 is stopped. May be transmitted, and the power transmission apparatus 200 may stop power transmission. In addition, information indicating incompatibility of the power transmission device 100 may be output to the mobile terminal provided with the charging device 100 and the information may be displayed on the display screen of the mobile terminal.

次に、第2の実施形態にかかる非接触充電システムについて、図を参照して説明する。図5は本実施形態に係る非接触の充電システム900Aの主要構成を示すブロック図である。本実施形態の充電システム900Aは、第1の実施形態に示した充電システム900に対して、送電装置200Aと充電装置100Aのそれぞれに認証制御部203,106をさらに設けるとともに、充電装置100Aの充電電流制御用回路105Aの構成が異なるものである。   Next, the non-contact charging system according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram showing a main configuration of a contactless charging system 900A according to the present embodiment. The charging system 900A of the present embodiment is further provided with authentication control units 203 and 106 in the power transmission device 200A and the charging device 100A, respectively, and charging of the charging device 100A with respect to the charging system 900 shown in the first embodiment. The configuration of the current control circuit 105A is different.

認証制御部203は一次側アンテナコイル201に接続し、認証制御部106は二次側アンテナコイル101に接続している。これら認証制御部203,106は、一次側アンテナコイル201と二次側アンテナコイル101とを介して、認証情報の送受信を行う。これにより、充電装置100Aが認証されたものかどうかの判別を行う。   The authentication control unit 203 is connected to the primary side antenna coil 201, and the authentication control unit 106 is connected to the secondary side antenna coil 101. These authentication control units 203 and 106 transmit and receive authentication information via the primary side antenna coil 201 and the secondary side antenna coil 101. Thus, it is determined whether or not the charging device 100A is authenticated.

充電装置100Aの認証制御部106は、認証OKであればHiレベルの認証データREScを出力し、認証NGであればLowレベルの認証データREScを出力する。出力された認証データREScは、充電電流制御用回路105Aのスイッチ153Aの論理制御部154Aに入力される。論理制御部154Aには、直流電圧V1も入力される。   The authentication control unit 106 of the charging apparatus 100A outputs Hi-level authentication data RESc if the authentication is OK, and outputs Low-level authentication data RESc if the authentication is NG. The output authentication data RESc is input to the logic control unit 154A of the switch 153A of the charging current control circuit 105A. The DC voltage V1 is also input to the logic control unit 154A.

論理制御部154Aは、直流電圧V1と認証データREScとに基づいて、図6に示す真理値表に則したゲート制御信号Xoを生成する。図6は、論理制御部154Aの真理値表である。図6に示すように、直流電圧V1と認証データREScとがともにHiレベルの時にのみ、ゲート制御信号XoはLowレベルになる。一方、直流電圧V1と認証データREScの少なくとも一つがLowレベルであれば、ゲート制御信号XoはHiレベルになる。論理制御部154Aのゲート制御信号Xoは、サンプルホールド部155へ出力される。   The logic control unit 154A generates a gate control signal Xo in accordance with the truth table shown in FIG. 6 based on the DC voltage V1 and the authentication data RESc. FIG. 6 is a truth table of the logic control unit 154A. As shown in FIG. 6, the gate control signal Xo is at a low level only when both the DC voltage V1 and the authentication data RESc are at a high level. On the other hand, if at least one of the DC voltage V1 and the authentication data RESc is at a low level, the gate control signal Xo is at a high level. The gate control signal Xo of the logic control unit 154A is output to the sample hold unit 155.

サンプルホールド部155は、ゲート制御信号XoがLowレベルからHiレベルに遷移すると、当該Hiレベルを維持する。半導体スイッチ素子Q2は、Lowレベルでオフ制御され、Hiレベルでオン制御される。   When the gate control signal Xo transitions from the Low level to the Hi level, the sample hold unit 155 maintains the Hi level. The semiconductor switch element Q2 is off-controlled at the Low level and on-controlled at the Hi level.

このような構成および処理を用いることで、認証がOKで且つ送電装置200A側に急速充電能力がある場合にのみ、充電装置100Aは急速充電を行うようにすることができる。すなわち、予め送電装置200Aに許可された充電装置100Aのみを急速充電するようにできる。なお、本実施形態では、認証がNGの場合にも標準充電できるように論理制御部154Aで制御しているが、認証がNGの場合には、認証制御部106から送電装置200Aに対して、送電停止の制御を行ってもよい。これにより、認証されていない充電装置を充電しないようにすることもできる。   By using such a configuration and processing, the charging device 100A can perform quick charging only when the authentication is OK and the power transmission device 200A has a quick charging capability. That is, it is possible to rapidly charge only the charging device 100A that is previously permitted to the power transmission device 200A. In this embodiment, control is performed by the logic control unit 154A so that standard charging can be performed even when the authentication is NG. However, when the authentication is NG, the authentication control unit 106 transmits power to the power transmission device 200A. You may control transmission stop. Thereby, it is also possible not to charge a charging device that is not authenticated.

次に、第3の実施形態に係る充電システムについて、図を参照して説明する。図7は本実施形態の非接触充電システム900Bの主要構成を示すブロック図である。本実施形態の非接触充電システム900Bは、第2の実施形態の非接触充電システム900Aに対して、充電電流制御用回路105Bが異なる。   Next, a charging system according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing the main configuration of the contactless charging system 900B of the present embodiment. The contactless charging system 900B of the present embodiment is different from the contactless charging system 900A of the second embodiment in a charging current control circuit 105B.

本実施形態の充電装置100Bの充電電流制御用回路105Bは、固定抵抗R2aと半導体スイッチ素子Q2Aとの直列回路を備える。半導体スイッチ素子Q2Aのゲートには、ゲート電圧制御部157からのゲート制御信号X1が入力される。   The charging current control circuit 105B of the charging device 100B of this embodiment includes a series circuit of a fixed resistor R2a and a semiconductor switch element Q2A. The gate control signal X1 from the gate voltage control unit 157 is input to the gate of the semiconductor switch element Q2A.

ゲート電圧制御部157には、認証制御部106からの認証データREScと、直流電圧V1とが入力される。ゲート電圧制御部157は、認証データREScが認証OKを示す場合に限り、直流電圧V1をモニタリングしながらゲート制御信号X1を出力する。具体的には、充電初期にはゲート制御信号X1を最低値とし、直流電圧V1が閾値Vcq以下になれば、ゲート制御信号X1を当該最低値から段階的に高くしていく。そして、直流電圧V1が継続的に閾値Vcqよりも大きくなれば、この時点でのレベルにゲート制御信号X1を固定する。なお、本実施形態では、認証データを利用しているが、第1の実施形態と同様に、直流電圧V1のみで、ゲート制御信号X1を生成してもよい。   The gate voltage control unit 157 receives the authentication data RESc from the authentication control unit 106 and the DC voltage V1. The gate voltage control unit 157 outputs the gate control signal X1 while monitoring the DC voltage V1 only when the authentication data RESc indicates authentication OK. Specifically, at the beginning of charging, the gate control signal X1 is set to the lowest value, and when the DC voltage V1 becomes equal to or lower than the threshold value Vcq, the gate control signal X1 is gradually increased from the lowest value. If the DC voltage V1 continuously becomes larger than the threshold value Vcq, the gate control signal X1 is fixed to the level at this time. In this embodiment, authentication data is used. However, as in the first embodiment, the gate control signal X1 may be generated using only the DC voltage V1.

半導体スイッチ素子Q2Aは、与えられたゲート制御信号X1の電圧レベルに応じた可変抵抗として作用する。これにより、充電電流制御用回路105の回路抵抗値R2を連続的に変化させることができる。具体的には、回路抵抗値R2は、ゲート制御信号X1が最低値の時に最大の抵抗値となる。そして、回路抵抗値R2は、ゲート制御信号X1が高くなるにつれて低くなる。これにより、上述の充電制御回路103の構成および処理から、徐々に出力電流値Ioutは、低下していく。そして、直流電圧V1が安定し、ゲート制御信号X1が固定されると、当該レベルに応じた回路抵抗値R2となる。これにより、当該固定された回路抵抗値R2に応じた出力電流値Ioutに安定する。   The semiconductor switch element Q2A acts as a variable resistor according to the voltage level of the given gate control signal X1. Thereby, the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105 can be continuously changed. Specifically, the circuit resistance value R2 becomes the maximum resistance value when the gate control signal X1 is the minimum value. The circuit resistance value R2 decreases as the gate control signal X1 increases. As a result, the output current value Iout gradually decreases from the configuration and processing of the charge control circuit 103 described above. When the DC voltage V1 is stabilized and the gate control signal X1 is fixed, the circuit resistance value R2 corresponding to the level is obtained. As a result, the output current value Iout corresponding to the fixed circuit resistance value R2 is stabilized.

これにより、直流電圧V1が所定値で維持できる最大電流値となるように、出力電流値Ioutを制御することができる。   Thereby, the output current value Iout can be controlled so that the DC voltage V1 becomes a maximum current value that can be maintained at a predetermined value.

このような処理を、図8のフローを用いてより分かりやすく説明する。図8は本実施形態の充電装置100Bの充電フローを示すフローチャートである。   Such processing will be described in an easy-to-understand manner using the flow of FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a charging flow of the charging apparatus 100B of the present embodiment.

まず、充電装置100Bが送電装置200A近傍に載置されると、電磁界結合により、送電装置100Aから電力供給され、充電装置100Bは、充電を開始する(S301)。この際、充電装置100Bは、自装置が制御可能な最速の充電仕様(最大電流値の仕様)で充電を開始する。充電装置100Bは、直流電圧V1が閾値レベルVcqよりも高いレベルを継続的に維持すれば(S302:Yes)、そのままの仕様(最速の充電仕様)で充電を継続する(S303)。   First, when charging device 100B is placed in the vicinity of power transmission device 200A, power is supplied from power transmission device 100A by electromagnetic field coupling, and charging device 100B starts charging (S301). At this time, the charging device 100B starts charging with the fastest charging specification (specification of the maximum current value) that can be controlled by the own device. If the DC voltage V1 is continuously maintained at a level higher than the threshold level Vcq (S302: Yes), the charging device 100B continues charging with the same specifications (fastest charging specifications) (S303).

一方、充電装置100Bは、直流電圧V1が低下し、閾値レベルVcq以下になり(S302:No)、且つ、ゲート制御信号X1のレベルVgs2がオン制御閾値Vonthに達していなければ(S304:Yes)、充電電流制御用回路105Bの回路抵抗値R2を低下させることで、充電電流低下制御を行う(S305→S302)。   On the other hand, in the charging apparatus 100B, if the DC voltage V1 decreases and becomes equal to or lower than the threshold level Vcq (S302: No), and the level Vgs2 of the gate control signal X1 does not reach the on-control threshold Vonth (S304: Yes). Then, the charging current reduction control is performed by reducing the circuit resistance value R2 of the charging current control circuit 105B (S305 → S302).

充電装置100Bは、この充電電流低下制御後に、さらに継続的に直流電圧V1を検出し続け、直流電圧V1が閾値レベルVcqよりも高いレベルを継続的に維持すれば(S302:Yes)、一段階の充電電流低下制御後の状態で充電を継続する(S303)。   If the charging device 100B continues to detect the DC voltage V1 continuously after the charging current reduction control and the DC voltage V1 is continuously maintained at a level higher than the threshold level Vcq (S302: Yes), one step is performed. The charging is continued in the state after the charging current lowering control (S303).

一方、直流電圧がさらに閾値レベルVcq以下に低下し(S302:No)、且つ、ゲート制御信号X1のレベルVgs2がオン制御閾値Vonthに達していなければ(S304:Yes)、さらに充電電流を低下させる制御を行う(S305→S302)。   On the other hand, if the DC voltage further decreases to the threshold level Vcq or less (S302: No), and the level Vgs2 of the gate control signal X1 does not reach the on-control threshold Vonth (S304: Yes), the charging current is further decreased. Control is performed (S305 → S302).

充電装置100Bは、このような充電電流の低下制御を、直流電圧V1が閾値Vcq以上で継続的に維持されるまで、連続的に実行する。これにより、充電可能な最大電流値で継続的に充電ができるように、制御することができる。   The charging device 100B continuously executes such a charging current reduction control until the DC voltage V1 is continuously maintained at the threshold value Vcq or higher. Thereby, it can control so that it can charge continuously with the maximum electric current value which can be charged.

ただし、ゲート制御信号X1のレベルVgs2がオン制御閾値Vonthに達すると(S304:No)、これ以上の電流低下制御はできないので、充電制御を停止し、スタンバイモードとなる(S306)。スタンバイモードでは、第1の実施形態と同様の処理を行う。   However, when the level Vgs2 of the gate control signal X1 reaches the on-control threshold value Vonth (S304: No), since no further current reduction control is possible, the charge control is stopped and the standby mode is set (S306). In the standby mode, the same processing as in the first embodiment is performed.

以上のような構成および処理を用いることで、送電装置の送電能力に応じて可能な限り高い電流値で、確実に充電することができる。   By using the configuration and processing as described above, it is possible to reliably charge with a current value as high as possible according to the power transmission capability of the power transmission device.

なお、上述の各実施形態では、非接触充電システムを例に説明しているが、当該技術を接触型の充電システムに適用することもできる。   In each of the above-described embodiments, the contactless charging system has been described as an example, but the technology can also be applied to a contact-type charging system.

また、上述の実施形態では、半導体スイッチ素子Q2,Q2Aを可変抵抗とする例を示したが、電子ボリューム等の、制御信号の印加により抵抗が可変する可変抵抗素子として機能する他の素子を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the semiconductor switch elements Q2 and Q2A are shown as variable resistors. However, other elements that function as variable resistor elements whose resistance is variable by application of a control signal, such as an electronic volume, are used. May be.

また、上述の実施形態では、整流平滑後の直流電圧V1を検出して利用する例を示したが、整流前や整流後で平滑前の電圧値を検出して利用してもよい。この場合、整流後であれば、所定時間長の電圧レベルを検出し、これらの電圧レベルを平均処理すればよい。また整流前であれば、絶対値化した後に電圧レベルの平均処理を行えばよい。   In the above-described embodiment, an example in which the DC voltage V1 after rectification and smoothing is detected and used has been described. However, the voltage value before smoothing after rectification or after rectification may be detected and used. In this case, after rectification, a voltage level having a predetermined time length may be detected, and these voltage levels may be averaged. Further, before the rectification, the voltage level may be averaged after the absolute value is obtained.

また、上述の説明では、サンプルホールド部155のリセットタイミングについて、詳細を記載していないが、例えば、充電が新規に開始されるタイミングや、予め設定した時間間隔にリセットを行うことができる。これにより、例えば、標準充電仕様に切り替わった後に、急速充電が可能な状況となった場合でも、急速充電仕様で充電が可能になる。具体的な例であれば、標準充電仕様の送電装置で充電していたが、急速充電仕様の送電装置に換えた場合や、急速充電仕様であっても充電装置の載置の仕方が悪く、標準充電仕様でした充電できなかった状況から、充電装置を置き直し、急速充電が可能になった場合などに対応できる。   In the above description, the reset timing of the sample hold unit 155 is not described in detail. For example, the reset can be performed at a timing when charging is newly started or at a preset time interval. As a result, for example, even if the quick charging is possible after switching to the standard charging specification, the charging can be performed with the quick charging specification. If it is a specific example, it was charged with a power transmission device with a standard charging specification, but when it was replaced with a power transmission device with a quick charging specification, or even with a quick charging specification, the way of placing the charging device was bad, It is possible to deal with cases where quick charging is possible by replacing the charging device from the situation where charging was not possible with the standard charging specification.

900,900A,900B−充電システム、100,100A,100B−充電装置、101−二次側アンテナコイル、102−整流回路、103−充電制御回路、104−二次電池、105,105A,105B−充電電流制御用回路、153−スイッチ、154−反転論理部、155−サンプルホールド部、106−認証制御部、200,200A−送電装置、200−一次側アンテナコイル、202−送信側ドライバ回路、203−認証制御部、300−ACアダプタ、R1,R2a,R2b,Rs,Rb−固定抵抗、Q2,Q2A−半導体スイッチ素子 900, 900A, 900B-charging system, 100, 100A, 100B-charging device, 101-secondary antenna coil, 102-rectifier circuit, 103-charging control circuit, 104-secondary battery, 105, 105A, 105B-charging Current control circuit, 153-switch, 154-inverting logic unit, 155-sample hold unit, 106-authentication control unit, 200, 200A-power transmission device, 200-primary side antenna coil, 202-transmission side driver circuit, 203- Authentication control unit, 300-AC adapter, R1, R2a, R2b, Rs, Rb—fixed resistor, Q2, Q2A—semiconductor switch element

Claims (10)

外部からの電力供給を受け、充電用電圧を発生する受電部と、
該充電用電圧に基づいて、二次電池へ定電流を供給する充電制御部と、
前記充電用電圧の電圧値に基づいて、前記充電制御部が供給する前記定電流の電流値を制御する充電電流制御用回路と、
を備えた、充電装置。
A power receiving unit that receives an external power supply and generates a charging voltage;
A charge controller for supplying a constant current to the secondary battery based on the charging voltage;
A charging current control circuit for controlling a current value of the constant current supplied by the charging control unit based on a voltage value of the charging voltage;
A charging device comprising:
前記充電電流制御用回路は、前記定電流の電流値の基準となる分圧電圧を決定する回路であり、
前記充電用電圧に基づいて該分圧電圧を決定する回路の回路抵抗を可変とする回路構成からなる、請求項1に記載の充電装置。
The charging current control circuit is a circuit that determines a divided voltage that serves as a reference for the current value of the constant current,
The charging device according to claim 1, comprising a circuit configuration in which a circuit resistance of a circuit that determines the divided voltage based on the charging voltage is variable.
前記充電電流制御用回路は、複数の抵抗素子とスイッチ素子とを備え、該スイッチ素子を前記充電用電圧に基づいてオンオフ制御することにより、前記回路抵抗の値を可変させる請求項2に記載の充電装置。   3. The circuit according to claim 2, wherein the charging current control circuit includes a plurality of resistance elements and a switch element, and the switch resistance is varied on and off based on the charging voltage. Charging device. 前記充電電流制御用回路は、前記充電用電圧に基づいて抵抗値を変化させる可変抵抗素子を備える請求項2に記載の充電装置。   The charging device according to claim 2, wherein the charging current control circuit includes a variable resistance element that changes a resistance value based on the charging voltage. 前記受電部は外部結合用コイルを備える、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の充電装置。   The charging device according to claim 1, wherein the power reception unit includes an external coupling coil. 所定の電力を一次コイルから送電する送電装置と、該一次コイルに結合する二次コイルを備え、前記電力を受電して二次電池を充電する充電装置と、を備えた充電システムであって、
前記充電装置は、
前記二次コイルで得た供給電力から充電用電圧を発生する受電部と、
該充電用電圧に基づいて、前記二次電池へ定電流を供給する充電制御部と、
前記充電用電圧の電圧値に基づいて、前記充電制御部が供給する前記定電流の電流値を制御する充電電流制御用回路と、
を備える、充電システム。
A charging system comprising: a power transmitting device that transmits predetermined power from a primary coil; and a charging device that includes a secondary coil coupled to the primary coil and that receives the power and charges a secondary battery,
The charging device is:
A power receiving unit that generates a charging voltage from the supply power obtained by the secondary coil;
A charge control unit for supplying a constant current to the secondary battery based on the charging voltage;
A charging current control circuit for controlling a current value of the constant current supplied by the charging control unit based on a voltage value of the charging voltage;
A charging system comprising:
前記充電電流制御用回路は、前記定電流の電流値の基準となる分圧電圧を決定する回路であり、
前記充電用電圧に基づいて該分圧電圧を決定する回路の回路抵抗を可変とする回路構成からなる、請求項6に記載の充電システム。
The charging current control circuit is a circuit that determines a divided voltage that serves as a reference for the current value of the constant current,
The charging system according to claim 6, comprising a circuit configuration in which a circuit resistance of a circuit that determines the divided voltage based on the charging voltage is variable.
前記充電電流制御用回路は、複数の抵抗素子とスイッチ素子とを備え、該スイッチ素子を前記充電用電圧に基づいてオンオフ制御することにより、前記回路抵抗の値を可変させる請求項7に記載の充電システム。   8. The circuit according to claim 7, wherein the charging current control circuit includes a plurality of resistance elements and a switch element, and the switch resistance is varied on and off based on the charging voltage. 9. Charging system. 前記充電電流制御用回路は、前記充電用電圧に基づいて抵抗値を変化させる可変抵抗素子を備える請求項7に記載の充電システム。   The charging system according to claim 7, wherein the charging current control circuit includes a variable resistance element that changes a resistance value based on the charging voltage. 前記送電装置は一次側認証制御部を備え、
前記充電装置は二次側認証制御部を備え、
前記二次側認証制御部は、前記一次側認証制御部との間での認証結果を前記充電電流制御用回路へ出力し、
前記充電電流制御用回路は、前記認証結果と前記充電用電圧とに基づいて前記制御を行う、請求項6〜請求項9のいずれかに記載の充電システム。
The power transmission device includes a primary side authentication control unit,
The charging device includes a secondary side authentication control unit,
The secondary side authentication control unit outputs an authentication result with the primary side authentication control unit to the charging current control circuit,
The charging system according to claim 6, wherein the charging current control circuit performs the control based on the authentication result and the charging voltage.
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