JP2013070556A - 非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】不要な電力消費を抑制することができる非接触給電システムの提供。
【解決手段】非接触給電システム１１は、送電回路１３と、送電回路１３と電気的に接続され、送電回路１３からの電力を出力する一次コイル１５と、一次コイル１５から出力される電力を入力する二次コイル１７と、二次コイル１７と電気的に接続される受電回路１９と、送電回路１３と電気的に接続され、信号の送受信を行う送電側送受信部２１と、受電回路１９と電気的に接続され、前記信号の送受信を行う受電側送受信部２３と、を備え、送電回路１３、または受電回路１９が、前記電力を停止すると判断した際に、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３との間の、前記信号における停止信号に基いて、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、非接触で電力を伝送するための非接触給電システムに関するものである。

近年、直接的な電気的接続を持たず、非接触で電力を伝送する非接触給電技術が開発されている。このような非接触給電技術を用いた共鳴型非接触充電装置が特許文献１に提案されている。この共鳴型非接触充電装置の回路構成図を図６に示す。

図６の共鳴型非接触充電装置は、地上から車両へ電力を供給するもので、次の構成を有する。地上側に配置される地上側設備１０１は、送電側コイル１０３とコイル１０５と高周波電源１０７と電源側コントローラ１０９を備える。車両に搭載される車載側機器１１１として、受電側コイル１１３とコイル１１５と整流器１１７と充電器１１９とバッテリ１２１と充電ＥＣＵ１２３と車両側コントローラ１２５とを備える。電源側コントローラ１０９と車両側コントローラ１２５とは無線にて通信できる。

送電側コイル１０３は、高周波電源１０７からコイル１０５を介して高周波電力の供給を受ける。受電側コイル１１３は送電側コイル１０３と非接触で配置され、送電側コイル１０３からの電力を磁場共鳴して受電する。受電側コイル１１３にはコイル１１５が電磁誘導にて結合される。従って、受電側コイル１１３において給電した電力はコイル１１５を介して整流器１１７により整流される。整流後の電力は、充電器１１９によりバッテリ１２１に充電される。

充電を停止する際は、充電ＥＣＵ１２３が充電完了と判断することで、車両側コントローラ１２５と電源側コントローラ１０９を介して、先に高周波電源１０７を停止し、その後、ディレー時間Ｔｄが経過すると、充電器１１９を停止する。これにより、高周波電源１０７のみが動作することで発生する反射電力により、高周波電源１０７が過熱するダメージを受けることが防止できるとともに、充電器１１９において入力端子の電圧が上昇するダメージもなくなる。

特許第４４７８７２９号公報

上記した図６の共鳴型非接触充電装置によると、反射電力による高周波電源１０７や充電器１１９へのダメージを防止できるのであるが、高周波電源１０７を停止してから充電器１１９を停止するまでのディレー時間Ｔｄの間は充電器１１９が動作し続ける。従って、ディレー時間Ｔｄの間、充電器１１９を駆動するために、せっかく満充電にしたバッテリ１２１から電力を不要に消費してしまうという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、不要な電力消費を抑制することができる非接触給電システムを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の非接触給電システムは、送電回路と、前記送電回路と電気的に接続され、前記送電回路からの電力を出力する一次コイルと、前記一次コイルから出力される電力を入力する二次コイルと、前記二次コイルと電気的に接続される受電回路と、前記送電回路と電気的に接続され、信号の送受信を行う送電側送受信部と、前記受電回路と電気的に接続され、前記信号の送受信を行う受電側送受信部と、を備え、前記送電回路、または前記受電回路が、前記電力を停止すると判断した際に、前記送電側送受信部と前記受電側送受信部との間の、前記信号における停止信号に基いて、前記送電回路と前記受電回路の両方が実質的に同時に停止するようにしたものである。

本発明の非接触給電システムによれば、電力を停止する際に、送電回路と受電回路とを実質的に同時に停止するので、送電回路（高周波回路１０７）のみが駆動することによる送電回路や受電回路のダメージを抑制しつつ、受電回路（充電器１１９）のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制可能な非接触給電システムを実現できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１における非接触給電システムのブロック回路図 本発明の実施の形態１における非接触給電システムの停止時におけるタイミングチャート 本発明の実施の形態２における非接触給電システムのブロック回路図 本発明の実施の形態３における非接触給電システムの停止時におけるタイミングチャート 本発明の実施の形態４における非接触給電システムの停止時におけるタイミングチャート 従来の共鳴型非接触充電装置の回路構成図

以下、本発明を実施するため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における非接触給電システムのブロック回路図である。図２は、本発明の実施の形態１における非接触給電システムの停止時におけるタイミングチャートである。

図１において、非接触給電システム１１は、送電回路１３と、送電回路１３と電気的に接続され、送電回路１３からの電力を出力する一次コイル１５と、を備える。そして、非接触給電システム１１は、一次コイル１５から出力される電力を入力する二次コイル１７と、二次コイル１７と電気的に接続される受電回路１９と、を備える。さらに、非接触給電システム１１は、送電回路１３と電気的に接続され、信号の送受信を行う送電側送受信部２１と、受電回路１９と電気的に接続され、前記信号の送受信を行う受電側送受信部２３と、を備える。そして、非接触給電システム１１は、送電回路１３、または受電回路１９が、前記電力を停止すると判断した際に、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３との間の、前記信号における停止信号に基いて、送電回路１３と受電回路１９の両方を実質的に同時に停止する。

これにより、送電回路１３のみが駆動することによる送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制することが可能な非接触給電システム１１を実現できる。

以下、より具体的に本実施の形態１の構成、動作について説明する。

図１において、送電回路１３には商用電源２５が電気的に接続されている。商用電源２５は、例えば交流１００Ｖの電力を供給する。なお、送電回路１３に接続される電力源は商用電源２５に限定されるものではなく、太陽電池や蓄電池などの直流の電力源であってもよいし、エンジンや風力などによる発電機でもよい。

送電回路１３は、商用電源２５からの電力を、電力伝送のための高周波の電力に変換する。また、送電回路１３は、電力変換のための制御回路（図示せず）を内蔵する。送電回路１３には一次コイル１５が接続されているので、変換された電力が一次コイル１５により出力される。

一次コイル１５から出力された電力は、一次コイル１５の近傍に配置される二次コイル１７に入力される。この入力された電力は、二次コイル１７と電気的に接続される受電回路１９に供給される。受電回路１９は、入力された電力を、受電回路１９と電気的に接続される負荷２７が必要とする電気特性に変換して出力する。その結果、受電回路１９で変換された電力により、負荷２７は動作することができる。なお、負荷２７は電力を消費する機器であってもよいし、電力を蓄えるバッテリであってもよい。また、受電回路１９も、負荷２７が必要とする電気特性に変換するための制御回路（図示せず）を内蔵する。

送電回路１３には、送電側送受信部２１が電気的に接続される。同様に、受電回路１９には、受電側送受信部２３が電気的に接続される。従って、送電回路１３と受電回路１９は、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３との間で送受信される無線の信号（図１の破線両矢印）により、情報の交信を行う構成を有する。なお、ここでは無線の信号を電波としているので、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３はいずれもアンテナを含む。また、非使用時においても信号を送受信するための待機電力を得るために、受電回路１９には待機電力供給用の電池（図示せず）が搭載されている。但し、負荷２７がバッテリである場合には、バッテリの電力で待機電力を得るように構成し、受電回路１９に前記電池を搭載しないようにしてもよい。

次に、このような非接触給電システム１１の動作について説明する。

まず、商用電源２５の電力を負荷２７に供給する際の動作について述べる。この場合、使用者は送電回路１３に設けられたスイッチ（図示せず）を操作することにより、送電回路１３に対し動作開始を指示する。これを受け、送電回路１３は、送電側送受信部２１に対して、動作開始の信号を出力する。この信号は受電側送受信部２３を介して受電回路１９に伝達される。その結果、送電回路１３は商用電源２５の電力を高周波の電力に変換して一次コイル１５に出力する動作を行うとともに、受電回路１９は二次コイル１７に入力される電力を負荷２７に出力する動作を行う。

これらの動作により、商用電源２５の電力が、送電回路１３、一次コイル１５、二次コイル１７、および受電回路１９により非接触で負荷２７に供給される。

なお、非接触給電システム１１の動作開始については、上記に限定されるものではない。すなわち、送電回路１３ではなく、受電回路１９に設けられたスイッチを操作することで動作が開始するようにしてもよいし、送電回路１３と受電回路１９の両方にスイッチを設け、いずれかのスイッチを操作することで動作が開始するようにしてもよい。また、スイッチ操作に限定されるものではなく、例えば送電回路１３と受電回路１９の少なくとも一方に内蔵されたタイマ（図示せず）に基いて、特定の時刻、あるいは特定の時間間隔で自動的に動作を開始するようにしてもよい。

非接触給電システム１１の動作中は、受電回路１９が負荷２７の変動を監視し、その情報の信号を受電側送受信部２３から送電側送受信部２１へ送信する。これを受け、送電回路１３は負荷２７の変動に応じた電力を供給できるように一次コイル１５への電力を制御する。このようなフィードバック動作を行うことにより、負荷２７が安定に動作する。また、負荷２７に異常があった場合は、その情報の信号を受電側送受信部２３から送電側送受信部２１へ送信する。これにより、送電回路１３は電力供給を停止する。

一方、送電回路１３は、商用電源２５の変化や異常を監視し、その情報の信号を送電側送受信部２１から受電側送受信部２３へ送信する。これを受け、受電回路１９は送電回路１３の変化に応じた負荷２７への電力供給を制御する。また、商用電源２５が停電した場合等の異常があれば、受電回路１９は直ちにその動作を停止する。

このように、通常の動作中にも送電側送受信部２１と受電側送受信部２３により、送電回路１３と受電回路１９の両方の情報の信号が交信されるので、送電回路１３と受電回路１９は、交信された内容に応じた動作を適宜行うことができる。

次に、商用電源２５の電力の負荷２７への供給を停止する際の動作について、図２のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図２において、横軸は時刻ｔである。

図２において、時刻ｔ０では商用電源２５の電力が負荷２７へ供給されている状態である。従って、非接触給電システム１１の動作を停止するための信号（以下、停止信号という）はオフである。

なお、ここでは、停止信号が送電回路１３から出力されるものとする。これは、動作開始時の説明で述べたように、送電回路１３に前記スイッチが設けられ、使用者がこのスイッチを操作することで負荷２７の使用を終了する構成としているためである。

以上のことから、時刻ｔ０では受電回路１９の状態（以下、受電回路状態という）は動作している状態であり、同様に送電回路１３の状態（以下、送電回路状態という）も動作している状態である。

次に、時刻ｔ１で使用者が負荷２７への電力供給を停止するために、前記スイッチをオフにする。その結果、図２に示すように、時刻ｔ１で送電回路１３は停止信号をオンにするとともに、この停止信号を受電回路１９へ送信する。これにより、受電回路１９にも停止信号が伝達される。

このような動作により、時刻ｔ１において、受電回路１９と送電回路１３は、図２の受電回路状態と送電回路状態に示すように動作を継続しているものの、直ちに動作を停止するための待機状態となる。そして、時刻ｔ１から既定期間が経過した時刻ｔ２で、送電回路１３は停止信号をオンからオフに切り替えるとともに、その停止信号を受電回路１９へ送信する。この切り替えをトリガとして、待機状態の送電回路１３と受電回路１９は、それぞれ直ちに動作を停止する。その結果、図２の時刻ｔ２に示すように、受電回路状態と送電回路状態は実質的に同時に停止状態となる。このような動作により、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止することが可能となる。ゆえに、受電回路１９のみが駆動することによる、受電回路１９に搭載された電池の不要な電力消費を抑制することができる。

なお、実質的に同時に停止するとは、送電回路１３や受電回路１９が動作を停止するまでの時間的ずれやバラツキ等を含めた誤差範囲内で同時に停止するという意味であると定義する。従って、本実施の形態１において、送電回路１３と受電回路１９の動作誤差によっては、極めて短時間ではあるが、送電回路１３が先に停止したり、受電回路１９が先に停止したりする場合を含む。しかし、一方が先に停止した後に、他方が停止するまでの期間は、上記した通り、誤差範囲内の短時間であるので、送電回路１３や受電回路１９に対するダメージはほとんど発生しない。

また、上記した既定期間は、受電回路１９と送電回路１３が待機状態となるために必要な期間にマージンを加えた期間として、予め実測に基き決定される。

また、時刻ｔ１で停止信号がオフからオンに切り替わった時に、受電回路状態と送電回路状態を動作から停止にするように制御してもよいが、時刻ｔ１の時点において、送電回路１３や受電回路１９の構成によっては、実際に動作が停止するまでに遅れが発生する場合がある。そこで、この際にも送電回路１３と受電回路１９が実質的に同時に停止するように制御するために、時刻ｔ１で送電回路１３と受電回路１９が停止するための準備を行い、待機状態とするようにしている。これにより、できるだけ送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９の不要な電力の消費を抑制することができる。

以上の構成、動作により、送電回路１３のみが駆動することによる送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制することが可能な非接触給電システム１１を実現できる。

なお、本実施の形態１において、非接触給電システム１１の動作停止時に、送電回路１３に設けたスイッチ操作により停止信号が出力される構成としたが、これに限定されるものではなく、上記したようにスイッチを受電回路１９に設ける構成でもよい。この場合は、使用者が受電回路１９に設けられたスイッチを操作することで、受電回路１９が電力を停止すると判断し、停止信号を受電回路１９から送電回路１３へ送信する構成とすればよい。

さらに、スイッチを受電回路１９と送電回路１３の両方に設け、いずれか一方のスイッチが操作されることにより電力の停止を判断し、停止信号が他方へ送信される構成としてもよい。

また、スイッチ操作により停止信号が出力される構成に限定されるものではなく、送電回路１３と受電回路１９の少なくとも一方に内蔵されたタイマ（図示せず）に基いて、特定の時刻、あるいは特定の時間間隔で電力を停止すると判断し、停止信号を自動的に出力することにより、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止するようにしてもよい。

また、本実施の形態１において、負荷２７をバッテリとし、受電回路１９にバッテリの充電回路が内蔵されている構成とした場合は、受電回路１９がバッテリの満充電を検出することにより電力を停止すると判断し、停止信号を自動的に受電回路１９から送電回路１３へ出力する構成としてもよい。この場合、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止することで、せっかく充電したバッテリが不要な電力を消費する可能性を抑制することができる。

また、負荷２７が電力を消費する機器であった場合、図６の構成ではディレー時間Ｔｄの間、受電回路１９を駆動し続けることができるだけの電力を蓄えるための構成（バッテリ等）が別途必要となる。これに対し、本実施の形態１の構成では、送電回路１３と受電回路１９が実質的に同時に停止するので、前記バッテリ等が不要となる。従って、本実施の形態１の構成は、受電回路１９の不要な電力の消費可能性を抑制できるとともに、前記バッテリ等を設ける必要がなくなるという効果も得られる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における非接触給電システムのブロック回路図である。

図３において、非接触給電システム１１は、実施の形態１の構成に加え、送電側送受信部と受電側送受信部を複数組、設けた構成を備える。

これにより、オンからオフに切り替えられる停止信号が多重送信される。従って、ノイズ等の影響で停止信号の伝達が不十分となり、送電回路１３と受電回路１９の一方のみが動作し続けるという可能性を低減することができる。ゆえに、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止する確実性を向上することが可能となる。

以下、より具体的に本実施の形態２の構成、動作について説明する。なお、図３において図１と同じ構成には同じ符号を付して、特徴となる部分について述べる。

図３において、アンテナ構成を含む送電側送受信部２１と受電側送受信部２３に加え、受発光素子を含む光学式送電側送受信部２９と光学式受電側送受信部３１が接続される。すなわち、送電側送受信部２１に光学式送電側送受信部２９が電気的に接続されるとともに、受電側送受信部２３に光学式受電側送受信部３１が電気的に接続される。従って、図３の構成において、送電側送受信部と受電側送受信部が２組、設けられる。

光学式送電側送受信部２９は、受発光素子として発光ダイオードとフォトトランジスタを有する。同様に、光学式受電側送受信部３１も、受発光素子として発光ダイオードとフォトトランジスタを有する。そして、図３の破線片矢印に示すように、相互に発光ダイオードの光信号がフォトトランジスタに届くように、光学式送電側送受信部２９と光学式受電側送受信部３１は対向して配される。従って、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３はアンテナを介して電波で信号を送受信し、光学式送電側送受信部２９と光学式受電側送受信部３１は発光ダイオードとフォトトランジスタを介して光で信号を送受信する。

このように、信号を送受信する方式が異なるようにすることで、ノイズ等の妨害電波が発生した時に影響を受ける送電側送受信部２１と受電側送受信部２３との交信を、光通信による光学式送電側送受信部２９と光学式受電側送受信部３１の交信で補うことができる。一方、強い外乱光が発生した時に影響を受ける光学式送電側送受信部２９と光学式受電側送受信部３１との交信を、電波による送電側送受信部２１と受電側送受信部２３の交信で補うことができる。このように２系統の交信ができる構成とすることにより、送電回路１３と受電回路１９との間で交信の確実性を向上することができる。

このような非接触給電システム１１の動作は、実施の形態１と同じであるので、詳細な説明を省略するが、本実施の形態２では、信号を上記したように２系統で交信する。従って、特に非接触給電システム１１を停止する際に、停止信号が二重に送信されるので、ノイズ等の影響があっても、送電回路１３と受電回路１９の両方を実質的に同時に停止する確実性を向上することが可能となる。

以上の構成、動作により、送電回路１３のみが駆動することによる送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制でき、さらに、ノイズ等の影響で停止信号の伝達が不十分となり、送電回路１３と受電回路１９の一方のみが動作し続けるという可能性を低減することができるので、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止する確実性を向上することが可能な非接触給電システム１１を実現できる。

なお、本実施の形態２では、送電側送受信部と受電側送受信部を２組、設ける構成としたが、それに限定されるものではなく、３組以上の複数組であってもよい。この場合、送電側送受信部と受電側送受信部が増え、複雑な構成となるが、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止する確実性をさらに向上することができる。

また、本実施の形態２では、２組の送電側送受信部と受電側送受信部を異なる方式としたが、これは同じ方式を複数組、設ける構成としてもよい。この場合、ノイズ等の影響が異なるように、各組の位置を離すように配置すればよい。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における非接触給電システムのタイミングチャートである。なお、図４において、横軸は時刻ｔである。

本実施の形態３における非接触給電システム１１は、実施の形態１の構成に加え、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３との間で、停止信号が複数回、交信された場合に、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止する構成を有する。

これにより、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３が正常に交信できることを確認するので、送電回路１３と受電回路１９の両方を実質的に同時に停止する確実性を増すことができる。

以下、より具体的に本実施の形態３の動作について、図４を参照しながら説明する。なお、本実施の形態３における構成は図１と同じであるので、詳細な説明を省略する。

図４において、時刻ｔ０では実施の形態１と同様に、送電回路１３と受電回路１９が動作している状態である。従って、商用電源２５の電力が負荷２７に供給される。この時、図４のテスト送信用停止信号とテスト返信用停止信号はオフの状態である。それ以外の各種信号や各種状態は実施の形態１と同じである。

なお、テスト送信用停止信号とテスト返信用停止信号は、停止信号を送信する前に正常に交信できるか否かを調べるためのもので、送電回路１３から受電回路１９へ停止信号を送信する場合は、その前に送電回路１３がテスト送信用停止信号を送信する。これを受け、受電回路１９は送電回路１３へテスト返信用停止信号を送信する。このテスト返信用停止信号が送電回路１３に伝達されれば、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３が正常に交信していると判断する。また、受電回路１９から送電回路１３へ停止信号を送信する場合は、テスト送信用停止信号とテスト返信用停止信号が上記と逆の方向に交信される。本実施の形態３では、実施の形態１と同様に、送電回路１３から受電回路１９へ停止信号が送信される場合について述べる。

ここで図４に戻り、時刻ｔ３で使用者が電力供給を停止するために、送電回路１３のスイッチを操作する。これにより、送電回路１３はテスト送信用停止信号をオフからオンに切り替えて、送電側送受信部２１から送信する。受電側送受信部２３はテスト送信用停止信号を受信し、受電回路１９に出力する。これにより、受電回路１９はテスト送信用停止信号の状態を監視する。

次に、時刻ｔ４で送電回路１３はテスト送信用停止信号をオンからオフに切り替える。この信号は上記した経路で受電回路１９に伝達される。受電回路１９はテスト送信用停止信号がオンからオフに切り替わったことをトリガとして、テスト返信用停止信号をオフからオンに切り替える。この信号は、上記した経路と逆の経路で受電回路１９から送電回路１３へ伝達される。これを受け、送電回路１３はテスト返信用停止信号の状態を監視する。

次に、時刻ｔ５で受電回路１９はテスト返信用停止信号をオンからオフに切り替える。この信号は送電回路１３へ伝達される。送電回路１３はテスト返信用停止信号がオンからオフに切り替わったことにより、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３が正常に交信していると判断する。その結果、送電回路１３は直ちに停止信号をオンに切り替える。これ以降の動作は実施の形態１と同じであるので、詳細な説明を省略するが、結果として、時刻ｔ６で送電回路１３と受電回路１９が実質的に同時に停止する。

このような動作により、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３が正常に交信できることを確認するので、送電回路１３と受電回路１９の両方を実質的に同時に停止する確実性を増すことができる。

以上の構成、動作により、送電回路１３のみが駆動することによる送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制でき、さらに、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３が正常に交信できることを確認するので、送電回路１３と受電回路１９の両方を実質的に同時に停止する確実性を増すことができる非接触給電システム１１を実現できる。

なお、本実施の形態３において、テスト送信用停止信号、またはテスト返信用停止信号が伝達されず、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３の交信が正常でないと判断される場合は、送電回路１３は使用者に異常を知らせる。これにより、使用者は手動で送電回路１３と受電回路１９をそれぞれ停止させるとともに、修理を依頼するなどの対策を講じることができる。

また、本実施の形態３では、送電回路１３と受電回路１９の停止時に、テスト送信用停止信号とテスト返信用停止信号を交信することで、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３が正常であるか否かをテストしているが、それに限定されるものではなく、非接触給電システム１１の使用開始時や使用中における送電側送受信部２１と受電側送受信部２３との交信時にもテストするようにしてもよい。この場合、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３の異常を早期に判断することができる。

また、本実施の形態３では、テスト送信用停止信号とテスト返信用停止信号の交信を１回のみ行っているが、これは複数回行うようにしてもよい。この場合、送電側送受信部２１と受電側送受信部２３の正常、または異常の判断に対する精度が向上する。

また、本実施の形態３では、実施の形態１と同様に、送電回路１３のスイッチ操作により送電回路１３と受電回路１９の停止を行う場合について説明したが、これは、受電回路１９に設けたスイッチ操作で送電回路１３と受電回路１９の停止を行うようにしてもよい。この場合、テスト送信用停止信号とテスト返信用停止信号の送受信方向が本実施の形態３で述べたものと逆になる。

また、前記スイッチは送電回路１３と受電回路１９の両方に設ける構成であってもよい。この場合は、前記スイッチが操作された方からテスト送信用停止信号が送信される。

また、本実施の形態３における送電回路１３と受電回路１９の停止は、上記したスイッチ操作によるものに限定されるものではなく、実施の形態１で述べたように、時刻や満充電の検出などにより自動的に停止動作を行う構成に、本実施の形態３の動作を組み合わせてもよい。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における非接触給電システムのタイミングチャートである。なお、図５において、横軸は時刻ｔである。

本実施の形態４における非接触給電システム１１は、実施の形態１の構成に加え、停止信号の出力後、所定期間ｔｓが経過してから、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止する構成を有する。

また、本実施の形態４における非接触給電システム１１は、実施の形態１の構成に加え、送電回路１３と受電回路１９が、それぞれ時計機能を有し、送電回路１３、または受電回路１９が、電力を停止すると判断した際に、停止信号に停止時刻情報を含ませ、送電回路１３と受電回路１９の両方は、停止時刻情報に基く停止時刻になると、実質的に同時に停止する構成を有する。

これにより、負荷２７を急に停止できない場合、負荷２７が安全に停止できる状態になるまで所定期間ｔｓの間、待機するか、または負荷２７が安全に停止できる停止時刻になるまでの間、待機した後に、送電回路１３と受電回路１９の両方を実質的に同時に停止することができ、動作停止時における負荷２７の負担を軽減することが可能となる。

以下、より具体的に本実施の形態４の動作について、図５を参照しながら説明する。なお、本実施の形態４における構成は図１と同じであるので、詳細な説明を省略する。但し、負荷２７は急に停止することができない構成のものであり、具体的には、発熱部分をファンで冷却しながら使用するパソコンやプロジェクタ、あるいは適正な充電制御を行なわないと劣化が促進されるバッテリなどが挙げられる。

また、本実施の形態４においても、送電回路１３から受電回路１９へ停止信号が送信されるものとする。

図５において、時刻ｔ０での送電回路１３と受電回路１９の動作状態、および、時刻ｔ１における停止信号のオフからオンへの切り替え動作は、実施の形態１と同じであるので、詳細な説明を省略する。

時刻ｔ７で停止信号がオンからオフに切り替わる。この停止信号の出力後に、切り替わりをトリガとして、送電回路１３と受電回路１９は、それぞれに内蔵されたタイマ機能を用いて、所定期間ｔｓのカウントを開始する。なお、所定期間ｔｓは負荷２７に負担をかけずに停止することができる期間として、予め求められている。従って、所定期間ｔｓの間は、送電回路１３と受電回路１９の動作は継続される。

時刻ｔ８で、送電回路１３と受電回路１９は、それぞれのタイマ機能により所定期間ｔｓが経過したと判断し、両方が実質的に同時に停止する。これにより、負荷２７への負担を低減でき、かつ、送電回路１３のみが駆動することによる送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制できる。

なお、上記の動作では、タイマ機能により所定期間ｔｓをカウントする構成としたが、これは送電回路１３と受電回路１９が、それぞれ時計機能を有する構成とし、所定期間ｔｓが経過したときの時刻、すなわち停止時刻になると、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止するようにしてもよい。この場合の動作の詳細を以下に説明する。

図５において、時刻ｔ７で停止信号がオンからオフに切り替わるが、切り替わる直前に、送電回路１３は停止信号の中に停止時刻情報を含ませて送信する。この停止時刻情報は、現在の時刻に、負荷２７に負担をかけずに停止するために必要な所定期間ｔｓを加えた時刻として、送電回路１３で求められる。受電回路１９は送電回路１３から送信された停止時刻情報を受信してデコードすることにより、停止時刻情報に基く停止時刻を得る。

その後、図５において、停止時刻である時刻ｔ８になると、送電回路１３と受電回路１９の両方が実質的に同時に停止する。このような動作によっても、負荷２７への負担を低減でき、かつ、送電回路１３のみが駆動することによる送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制できる。

なお、上記したタイマ機能により所定期間ｔｓをカウントして停止する構成と、時計機能により停止時刻に停止する構成については、いずれを用いてもよいが、所定期間ｔｓが長くなるほど、送電回路１３と受電回路１９のタイマ機能の精度に起因して、所定期間ｔｓが両者の間でずれる可能性がある。一方、時計機能を有する場合は、例えば時計機能を電波時計とすることにより、構成は複雑になるが、所定期間ｔｓが長期になる場合でも、送電回路１３と受電回路１９との間で停止時刻がずれる可能性を低減できる。従って、所定期間ｔｓの長さやシステムコスト等を勘案して適宜最適な構成を選択すればよい。

以上の構成、動作により、停止時の負荷２７への負担を低減でき、かつ、送電回路１３のみが駆動することによる送電回路１３や受電回路１９のダメージを抑制しつつ、受電回路１９のみが駆動することによる不要な電力の消費を抑制できる非接触給電システム１１が実現できる。

なお、本実施の形態４におけるタイマ機能により所定期間ｔｓをカウントして停止する構成において、時刻ｔ１で停止信号がオフからオンに切り替わる動作を停止信号の出力時であると定義し、その後、所定期間ｔｓが経過した時刻ｔ８で送電回路１３が停止信号をオンからオフに切り替えるとともに、その停止信号を受電回路１９へ送信し、この切り替えをトリガとして送電回路１３と受電回路１９が実質的に同時に停止するように制御してもよい。この際、送電回路１３と受電回路１９のいずれか一方（停止信号を送信する方で、上記の場合は送電回路１３）のタイマ機能のみを使用するので、両者のタイマ機能の精度が不十分であっても、両者を実質的に同時に停止することができる。

また、実施の形態１〜４で述べた構成は、任意の複数を組み合わせてもよい。この場合は、組み合わせた実施の形態１〜４の効果が同時に得られる。

本発明にかかる非接触給電システムは、送電回路や受電回路のダメージを抑制しつつ、受電回路の不要な電力の消費を抑制できるので、特に高信頼かつ高効率が要求される非接触給電システム等として有用である。

１１ 非接触給電システム
１３ 送電回路
１５ 一次コイル
１７ 二次コイル
１９ 受電回路
２１ 送電側送受信部
２３ 受電側送受信部
２９ 光学式送電側送受信部
３１ 光学式受電側送受信部

Claims (5)

1. 送電回路と、
   前記送電回路と電気的に接続され、前記送電回路からの電力を出力する一次コイルと、
   前記一次コイルから出力される電力を入力する二次コイルと、
   前記二次コイルと電気的に接続される受電回路と、
   前記送電回路と電気的に接続され、信号の送受信を行う送電側送受信部と、
   前記受電回路と電気的に接続され、前記信号の送受信を行う受電側送受信部と、を備え、
   前記送電回路、または前記受電回路が、前記電力を停止すると判断した際に、
   前記送電側送受信部と前記受電側送受信部との間の、前記信号における停止信号に基いて、
   前記送電回路と前記受電回路の両方が実質的に同時に停止するようにした非接触給電システム。
2. 前記送電側送受信部と前記受電側送受信部を複数組、設けた請求項１に記載の非接触給電システム。
3. 前記送電側送受信部と前記受電側送受信部との間で、
   前記停止信号が複数回、交信された場合に、前記送電回路と前記受電回路の両方が実質的に同時に停止するようにした請求項１に記載の非接触給電システム。
4. 前記停止信号の出力後、所定期間（ｔｓ）が経過してから、前記送電回路と前記受電回路の両方が実質的に同時に停止するようにした請求項１に記載の非接触給電システム。
5. 前記送電回路と前記受電回路は、それぞれ時計機能を有し、
   前記送電回路、または前記受電回路が、前記電力を停止すると判断した際に、前記停止信号に停止時刻情報を含ませ、
   前記送電回路と前記受電回路の両方は、前記停止時刻情報に基く停止時刻になると、実質的に同時に停止するようにした請求項１に記載の非接触給電システム。

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