JP2013081363A - 無線電力送信装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】無線で複数の受電装置に順次電力を送信して充電させる無線電力送信装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明による無線電力送信装置及び方法においては、複数の電力送信コイル４４０−１、４４０−２から無線で電力を送信し、電力送信コイル４４０−１、４４０−２から送信する電力を充電する受電装置５００が複数の場合、電力送信制御部４１０により複数の受電装置５００が携帯端末機に取り付けられているか否か及び電力充電状態を判断して優先順位を付与し、付与した優先順位に従って複数の受電装置５００に順次電力を送信して充電するように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の受電装置に優先順位を付与し、付与した優先順位に従って、電力送信コイルの移動や使用者による追加操作を行うことなく、自動で複数の受電装置に順次電力を送信して充電させる、無線電力送信装置及び方法に関する。
一般に、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの各種携帯端末機には、電力を充電して動作電力を供給する受電装置が取り付けられる。前記受電装置は、外部の充電装置から供給される電力を充電し、充電した電力を前記携帯端末機に動作電力として供給して動作させるためのものである。
前記受電装置は、電力を充電するバッテリセルモジュールや、前記外部の充電装置から供給される電力を前記バッテリセルモジュールに充電させ、前記バッテリセルモジュールに充電させた電力を放電させて前記携帯端末機に供給する充放電回路などを含む。
前記充電装置と前記受電装置とを電気的に接続する方式としては、前記充電装置の電力を出力するための端子と前記受電装置の電力を入力するための端子とをケーブルを介して直接接続する端子接続方式が知られている。
しかしながら、前記端子接続方式においては、前記充電装置の端子と前記受電装置の端子の間に電位差があるので、前記充電装置の端子と前記受電装置の端子とを接続又は分離する際に瞬間放電現象が起こる。
前記瞬間放電現象は、前記充電装置の端子及び前記受電装置の端子を摩耗させる。また、前記充電装置の端子及び前記受電装置の端子に異物が溜まっている場合は、前記瞬間放電現象により前記異物が発熱して火災などの事故が発生する恐れがあった。
また、湿気などにより、前記受電装置のバッテリセルモジュールに充電された電力が当該受電装置の端子から外部に自然放電され、それにより、前記受電装置の使用寿命の短縮や性能の低下を招くという問題があった。
近年、このような端子接続方式の様々な問題を解決するために、受電装置に無線で電力を送信する無線電力送信装置が提示されている。
前記無線電力送信装置は、例えば電磁誘導方式を用いて無線で電力を送信する。また、前記受電装置は、前記無線電力送信装置が無線で送信する電力を受信し、受信した電力をバッテリセルモジュールに充電させる。
前記無線電力送信装置は安定かつ高効率に無線で電力を送信することができるようにし、かつ、前記受電装置は前記無線電力送信装置が送信する電力を最大限受信してバッテリセルモジュールに充電させることができるようにするのに多くの努力がなされてきた。
前記無線電力送信装置の充電台に複数の受電装置を載置して充電させることがある。この場合、複数の電力送信コイルから複数の受電装置の全てに電力を送信して同時に充電させることができる。
しかしながら、複数の電力送信コイルから複数の受電装置の全てに電力を送信して同時に充電させることは、迅速な充電を必要とする受電装置であるか否かを区別しないので非常に非効率的であり、また、複数の受電装置に１つずつ順次電力を供給して充電させるよりもかえって電力の充電に長時間かかるという問題があった。
そして、特許文献１においては、電力送信コイルを移動させる移動手段を充電台の下方に備え、前記移動手段により電力送信コイルを受電装置が載置された位置に順次移動させて電力を送信することで充電させる。
すなわち、充電台の第１位置に第１受電装置が載置され、充電台の第２位置に第２受電装置が載置された場合、移動手段が電力送信コイルを前記第１位置に移動させて前記第１受電装置に電力を充電させ、前記第１受電装置の充電が完了すると、前記移動手段が前記電力送信コイルを前記第２位置に移動させて前記第２受電装置に電力を充電させる。
特開２００９−２７３３２７号
しかし、特許文献１においても、迅速な充電を必要とする受電装置であるか否かを区別することなく電力を送信するので非常に非効率的であり、また、充電台に移動手段を備えなければならず、さらに、移動手段による電力送信コイルの移動を制御するために移動制御手段などを備えなければならなかった。
本発明が解決しようとする課題は、１つの充電台に複数の受電装置が同時に又は時間差をおいて載置される場合、所定の基準で優先順位を決定し、決定した優先順位に従って複数の受電装置のそれぞれに順次電力を送信して充電させる、無線電力送信装置及び方法を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする課題は、充電台に載置された複数の受電装置のそれぞれのバッテリセルモジュールに充電された電力量を判断して優先順位を決定し、決定した優先順位に従って複数の受電装置のそれぞれに順次電力を供給して充電させる、無線電力送信装置及び方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題は上記技術的課題に限定されず、言及していない技術的課題は本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば以下の記載から明確に理解できるであろう。
本発明による無線電力送信装置及び方法においては、電力を充電させるべき受電装置が複数の場合、複数の受電装置の優先順位を判断する。
前記優先順位は、携帯端末機に取り付けられた受電装置を第１順位とし、携帯端末機に取り付けられていない受電装置を第２順位とする。
そして、前記携帯端末機に取り付けられているか否かによる優先順位が同一の場合、前記受電装置の電力充電状態に応じて優先順位を決定する。
優先順位が決定されると、優先順位の高い受電装置に電力を送信して充電させ、電力の充電が完了すると、次の優先順位の受電装置に電力を送信して充電させる。
そこで、本発明による無線電力送信装置は、複数の電力送信コイルから無線で電力を送信する電力送信部と、前記電力送信部が送信する電力を充電する受電装置が複数の場合、前記複数の受電装置の優先順位を判断し、判断した優先順位に従って前記複数の受電装置を１つずつ選択して順次電力を送信するように制御する電力送信制御部とを含む。
前記電力送信部は、前記電力送信制御部の制御により、前記複数の受電装置のＩＤ（Identification）、携帯端末機に取り付けられているか否か、及び電力充電状態の情報を要求する情報要求信号を発生して前記複数の受電装置に送信する信号送信部と、前記情報要求信号に対する応答として前記受電装置が送信する情報信号を受信して前記電力送信制御部に提供する信号受信部とを含む。
前記情報要求信号の送信及び前記情報信号の受信は、前記複数の電力送信コイルにより行われる。
前記優先順位は、携帯端末機に取り付けられた受電装置を第１順位とし、携帯端末機に取り付けられていない受電装置を第２順位とする。
前記携帯端末機に取り付けられているか否かによる優先順位が同一の場合、前記受電装置の電力充電状態に応じて優先順位を決定する。
前記電力送信部は、前記電力送信制御部の制御により、負荷の変動を検出する駆動信号及び電力を送信する駆動信号を発生する駆動ドライバと、前記駆動信号に応じて直流電力をスイッチングして前記複数の電力送信コイルに出力する直列共振型コンバータとを含む。
前記電力送信部は、前記電力送信制御部の制御によりスイッチング駆動信号を発生するスイッチング駆動部と、前記直列共振型コンバータと前記複数の電力送信コイルとの間にそれぞれ備えられ、前記スイッチング駆動信号に応じてスイッチングされる複数のスイッチとを含む。
そして、本発明による無線電力送信方法は、複数の電力送信コイルの負荷が変動した場合、電力送信制御部の制御により、信号送信部が受電装置のＩＤ、携帯端末機に取り付けられているか否か、及び電力充電状態の情報を要求する情報要求信号を発生して前記受電装置に送信し、前記受電装置から前記情報要求信号に対する応答として情報信号を受信する段階と、前記受電装置が複数の場合、前記電力送信制御部が前記情報信号に基づいて優先順位を判断する段階と、前記電力送信制御部が前記優先順位に従って前記複数の受電装置を１つずつ選択して順次電力を送信する段階とを含む。
前記優先順位は、携帯端末機に取り付けられた受電装置を第１順位とし、携帯端末機に取り付けられていない受電装置を第２順位とする。
前記携帯端末機に取り付けられているか否かによる優先順位が同一の場合、前記受電装置の電力充電状態に応じて優先順位を決定する。
本発明による無線電力送信装置及び方法によれば、充電台に複数の受電装置が載置された場合、複数の受電装置の優先順位を判断し、判断した優先順位に従って複数の受電装置に順次電力を供給して充電させる。
つまり、迅速な充電を必要とする受電装置の充電を先に完了し、迅速に充電させなくてもよい受電装置には後で電力を充電させることにより、非常に効率的に複数の受電装置に電力を充電させることができ、また、非常に速い速度で複数の受電装置を満充電させることができる。
さらに、電力送信コイルの移動や使用者による追加操作を行うことなく、１つの無線電力送信装置で複数の受電装置に自動で順次電力を充電させることができる。
無線電力送信装置の充電台の上部に載置された複数の受電装置の位置に基づいて本発明による無線電力送信装置が電力を送信する動作を説明するための図である。 本発明による無線電力送信装置及び受電装置の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明による無線電力送信装置の電力送信制御部の動作を示す信号フロー図である。 本発明による無線電力送信装置の電力送信制御部の動作を示す信号フロー図である。
以下、添付図面を参照して本発明を実施形態により詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。なお、一部の図においては、同一構成要素に同一符号を付す。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明するが、これは例示に過ぎない。なお、本発明の原理と概念は有用かつ簡単な説明を目的として提供される。
よって、本発明の基本的な理解のための必要以上の詳細な構造は提供せず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が実施できる本発明の実施形態を図面に例示する。
図１は無線電力送信装置の充電台の上部に載置された複数の受電装置の位置に基づいて本発明による無線電力送信装置が電力を送信する動作を説明するための図である。なお、符号１００は充電台である。充電台１００には、例えば第１電力送信コイル１１０−１及び第２電力送信コイル１１０−２が配置されており、無線で電力を送信する。
第１電力送信コイル１１０−１と第２電力送信コイル１１０−２とは、一部領域が互いに重なる重畳領域１１０−３を有するように配置されてもよい。
通常、使用者は、充電台１００の上部に１つの受電装置を載置する場合、充電台１００の中央に載置する。
この場合、第１電力送信コイル１１０−１と第２電力送信コイル１１０−２とが重なる重畳領域１１０−３の上部に前記受電装置の電力受信コイルが位置する。
第１電力送信コイル１１０−１と第２電力送信コイル１１０−２とが重なる重畳領域１１０−３の上部に前記受電装置の電力受信コイルが位置すると、無線電力送信装置は、前記受電装置が重畳領域１１０−３の上部に位置することを検出する。
そして、前記無線電力送信装置は、第１電力送信コイル１１０−１及び第２電力送信コイル１１０−２に電力を供給して送信し、送信された電力は、１つの前記受電装置の電力受信コイルに受信され、当該受電装置に内蔵されたバッテリセルモジュールに充電される。
一方、図示のように、使用者が充電台１００の上部に２つの受電装置２００−１、２００−２を載置して２つの受電装置２００−１、２００−２に電力を充電させることもある。
充電台１００の上部に２つの受電装置２００−１、２００−２を載置する場合、通常、受電装置２００−１に内蔵された電力受信コイル２１０−１は、第１電力送信コイル１１０−１の上方に位置し、受電装置２００−２に内蔵された電力受信コイル２１０−２は、第２電力送信コイル１１０−２の上方に位置する。
受電装置２００−１、２００−２は、携帯端末機に取り付けられた状態で充電台１００の上部に載置されることもあり、携帯端末機に取り付けられていない状態で受電装置２００−１、２００−２のみ充電台１００の上部に載置されることもある。
この場合、前記無線電力送信装置は、第１及び第２電力送信コイル１１０−１、１１０−２の両方から電力を送信し、送信された電力は、２つの受電装置２００−１、２００−２の両方に受信されてそれぞれのバッテリセルモジュールに充電される。
しかし、第１及び第２電力送信コイル１１０−１、１１０−２から２つの受電装置２００−１、２００−２に電力を送信する場合、電力が分散されるため、２つの受電装置２００−１、２００−２を満充電するのにかえって長時間かかる。また、２つの受電装置２００−１、２００−２のうち迅速な充電を必要とする受電装置に先に電力を充電させることができない。
よって、本発明による無線電力送信装置においては、充電台１００の上部に２つの受電装置２００−１、２００−２が載置された場合、２つの受電装置２００−１、２００−２の現在の状態、すなわち、携帯端末機に取り付けられているか否かと、受電装置２００−１、２００−２のバッテリセルモジュールの電力充電状態を判断する。
そして、判断した２つの受電装置２００−１、２００−２の現在の状態に応じて優先順位を付与し、付与した優先順位に従って２つの受電装置２００−１、２００−２に１つずつ順次電力を送信して充電させる。
図２は本発明による無線電力送信装置及び受電装置の実施形態の構成を示すブロック図である。なお、符号３００は交流／直流コンバータである。交流／直流コンバータ３００は、外部から入力される交流電力を直流電力に変換する。
符号４００は本発明による無線電力送信装置である。無線電力送信装置４００は、交流／直流コンバータ３００により変換された直流電力をスイッチングし、スイッチングした電力を例えば電磁誘導方式を用いて無線で送信する。
本実施形態においては、交流／直流コンバータ３００が無線電力送信装置４００とは別に備えられる場合を例に挙げているが、本発明を実施するにあたっては、交流／直流コンバータ３００を無線電力送信装置４００内に一体に備えてもよい。
符号５００は受電装置である。受電装置５００は、無線電力送信装置４００から無線で送信される電力を受信して充電し、充電した電力を携帯端末機（図示せず）に動作電力として供給する。
無線電力送信装置４００は、電力送信制御部４１０と、駆動ドライバ４２０と、直列共振型コンバータ４３０と、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２と、スイッチング駆動部４５０と、複数のスイッチ４６０−１、４６０−２と、第１信号送信部４７０と、第１信号受信部４８０とを含んでもよい。
電力送信制御部４１０は、受電装置５００を認識し、認識した受電装置５００が複数の場合、複数の受電装置５００が携帯端末機に取り付けられているか否かと複数の受電装置５００の現在の充電電力量を判断して優先順位を決定し、決定した優先順位に従って複数の受電装置５００に順次電力を送信して充電させることを制御する。
駆動ドライバ４２０は、電力送信制御部４１０の制御により、負荷の変動を検出する駆動信号や無線で電力を送信する駆動信号などを発生する。
直列共振型コンバータ４３０は、駆動ドライバ４２０が発生した駆動信号に応じて、交流／直流コンバータ３００から供給される直流電力をスイッチングして出力する。
第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２は、直列共振型コンバータ４３０が出力した負荷の変動を検出する信号が供給されたり、直列共振型コンバータ４３０が出力した電力が直列共振することにより無線で電力を送信する。
スイッチング駆動部４５０は、電力送信制御部４１０の制御によりスイッチング駆動信号を発生する。
スイッチ４６０−１は、直列共振型コンバータ４３０と第１電力送信コイル４４０−１との間に備えられ、スイッチ４６０−２は、直列共振型コンバータ４３０と第２電力送信コイル４４０−２との間に備えられる。スイッチ４６０−１、４６０−２は、スイッチング駆動部４５０が発生したスイッチング駆動信号に応じてスイッチングされる。
第１信号送信部４７０は、電力送信制御部４１０の制御により、受電装置５００のＩＤ、受電装置５００が携帯端末機に取り付けられているか否かや、受電装置５００の電力充電状態などの情報を要求する情報要求信号を発生し、発生した情報要求信号を第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２に出力して受電装置５００に送信させる。
第１信号受信部４８０は、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２から、負荷の変動を検出する信号と、前記情報要求信号に対する応答として受電装置５００が送信する情報信号を受信し、受信した信号を電力送信制御部４１０に提供する。
受電装置５００は、電力充電制御部５１０、電力受信コイル５２０、整流部５３０、充電部５４０、バッテリセルモジュール５５０、第２信号受信部５６０、第２信号送信部５７０などを含んでもよい。
電力充電制御部５１０は、無線電力送信装置４００が送信した情報要求信号に対する応答として、ＩＤ信号、携帯端末機に取り付けられているか否かや、充電状態信号などの情報信号を発生し、無線電力送信装置４００に送信することを制御する。また、電力充電制御部５１０は、無線電力送信装置４００が送信する電力を受信し、バッテリセルモジュール５５０に充電させることを制御する。
電力受信コイル５２０は、無線電力送信装置４００の第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２と電磁誘導方式で結合され、無線電力送信装置４００から情報要求信号を受信し、前記情報要求信号に対する応答としての情報信号を無線電力送信装置４００に送信する。また、電力受信コイル５２０は、無線電力送信装置４００の第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２から無線で送信される電力を受信する。
整流部５３０は、電力受信コイル５２０が受信した電力を整流して直流電力に変換する。
充電部５４０は、電力充電制御部５１０の制御により、整流部５３０が整流した直流電力をバッテリセルモジュール５５０に充電する。
第２信号受信部５６０は、無線電力送信装置４００が送信した情報要求信号を電力受信コイル５２０から受信し、受信した情報要求信号を電力充電制御部５１０に提供する。
第２信号送信部５７０は、電力充電制御部５１０の制御により、ＩＤ信号、携帯端末機に取り付けられているか否かや、充電状態信号などの情報信号を発生し、発生した情報信号を電力受信コイル５２０から無線電力送信装置４００に送信する。
このような構成を有する本発明による無線電力送信装置４００は、交流／直流コンバータ３００により外部の交流電力が直流電力に変換されて供給されると、供給された直流電力を動作電力として用いて正常動作する。
正常動作状態で、無線電力送信装置４００は、まず、受電装置５００が電力を受信できるか否かを判断する。
すなわち、無線電力送信装置４００は、電力送信コイル４４０−１、４４０−２の上部に受電装置５００の電力受信コイル５２０が位置するか否かを判断する。
このために、電力送信制御部４１０は、まず、スイッチング駆動部４５０を制御してスイッチ４６０−１、４６０−２を両方とも接続する。
そして、電力送信制御部４１０は、駆動ドライバ４２０を制御して負荷の変動を検出する駆動信号を発生し、直列共振型コンバータ４３０は、発生した駆動信号に応じて直流電力をスイッチングして負荷の変動を検出する信号を発生する。
直列共振型コンバータ４３０が発生した負荷の変動を検出する信号は、スイッチ４６０−１、４６０−２を介して第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２に供給される。
ここで、前記負荷の変動を検出する信号は、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２に共振を発生させない周波数の信号、例えば約１８０ｋＨｚの高い周波数を有する交流電力である。
従って、直列共振型コンバータ４３０が直流電力をスイッチングして負荷の変動を検出する信号を発生しても、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２が共振しないので、電力消費が非常に低く、無線で電力が送信されない。
この状態で、第１信号受信部４８０は、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２から前記負荷の変動を検出する信号を受信して電力送信制御部４１０に出力する。
電力送信制御部４１０は、第１信号受信部４８０から入力される信号の周波数を利用して、負荷の変動が発生したか否かを判断する。
すなわち、受電装置５００が第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２の上部に載置されていない場合は、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２に供給された負荷の変動を検出する信号の周波数は変動しない。
それに対して、受電装置５００が第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２の上部に載置された場合は、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２と電力受信コイル５２０との間に相互インピーダンスなどが発生し、それにより負荷の変動を検出する信号の周波数が変動する。
電力送信制御部４１０は、第１信号受信部４８０から入力される負荷の変動を検出する信号の周波数が変動したか否かを判断し、周波数が変動した場合に負荷の変動が発生したと判断する。
負荷の変動が発生したと判断されると、電力送信制御部４１０は、第１信号送信部４７０を制御して、受電装置５００のＩＤ、受電装置５００が携帯端末機に取り付けられているか否かや、バッテリセルモジュール５５０の現在の電力充電状態などの情報を要求する情報要求信号を発生し、発生した情報要求信号は、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２から受電装置５００に送信される。
前記送信された情報要求信号は、受電装置５００の電力受信コイル５２０から第２信号受信部５６０に受信され、前記受信された情報要求信号は、電力充電制御部５１０に入力される。
すると、電力充電制御部５１０は、前記情報要求信号により第２信号送信部５７０を制御して、ＩＤ信号、携帯端末機に取り付けられているか否かを示す信号、バッテリセルモジュール５５０の現在の電力充電状態を示す充電状態信号などを含む情報信号を発生し、発生した情報信号は、電力受信コイル５２０から無線電力送信装置４００に送信される。
無線電力送信装置４００においては、受電装置５００が送信する情報信号を第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２から第１信号受信部４８０に受信して電力送信制御部４１０に入力する。
電力送信制御部４１０は、第１信号受信部４８０から入力される情報信号により、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２の上部に受電装置５００が載置されたことを判断する。
ここで、電力送信制御部４１０は、前記情報信号が第１電力送信コイル４４０−１から受信されたか、第２電力送信コイル４４０−２から受信されたかに基づいて、受電装置５００が第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置されたか、第２電力送信コイル４４０−２の上部に載置されたか、又は第１電力送信コイル４４０−１と第２電力送信コイル４４０−２とが重なる重畳領域の上方に載置されたかを判断する。
ここでは、受電装置５００が第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置されており、前記情報信号が第１電力送信コイル４４０−１から受信されたと仮定する。
前記情報信号が第１電力送信コイル４４０−１から受信された場合、電力送信制御部４１０は、駆動ドライバ４２０を制御して電力を送信する駆動信号を発生し、直列共振型コンバータ４３０は、前記電力を送信する駆動信号に応じて直流電力をスイッチングし、スイッチングした電力は、スイッチ４６０−１を介して第１電力送信コイル４４０−１に印加されて共振を発生させる。
例えば、第１電力送信コイル４４０−１は、１００ｋＨｚで共振するように設計されたものであり、直列共振型コンバータ４３０は、前記電力を送信する駆動信号に応じて直流電力をスイッチングして１００ｋＨｚの周波数を有する交流電力を発生し、１００ｋＨｚの交流電力が第１電力送信コイル４４０−１に印加されて共振が発生する。
第１電力送信コイル４４０−１に共振が発生すると、第１電力送信コイル４４０−１に多くの電流が流れることにより、無線で電力が送信される。
受電装置５００においては、第１電力送信コイル４４０−１が送信する電力を電力受信コイル５２０から受信し、受信した電力を整流部５３０が直流電力に変換し、変換した直流電力を電力充電制御部５１０の制御により充電部５４０がバッテリセルモジュール５５０に充電する。
そして、電力充電制御部５１０は、バッテリセルモジュール５５０の電力充電状態を判断し、判断した電力充電状態に応じて第２信号送信部５７０を制御して充電状態信号を発生し、発生した充電状態信号は、電力受信コイル５２０から無線電力送信装置４００に送信される。
前記送信された充電状態信号は、無線電力送信装置４００の第１電力送信コイル４４０−１から第１信号受信部４８０に受信されて電力送信制御部４１０に出力され、電力送信制御部４１０は、前記充電状態信号により受電装置５００の電力充電量を判断する。
このように第１電力送信コイル４４０−１から無線で電力を送信している状態で、電力送信制御部４１０は、駆動ドライバ４２０を制御して、第２電力送信コイル４４０−２に負荷の変動を検出する信号を供給し、負荷の変動が発生したか否かを判断する。
第２電力送信コイル４４０−２に負荷の変動が発生したと判断されると、電力送信制御部４１０は、前述のように、第１信号送信部４７０を制御して、受電装置５００のＩＤ、受電装置５００が携帯端末機に取り付けられているか否かや、バッテリセルモジュール５５０の現在の電力充電状態などの情報を要求する情報要求信号を発生し、発生した情報要求信号は受電装置５００に送信され、前記情報要求信号に対する応答として受電装置５００から送信される情報信号は第２電力送信コイル４４０−２から受信される。
この状態で、電力送信制御部４１０は、第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００の優先順位、及び第２電力送信コイル４４０−２の上部に載置された受電装置５００の優先順位を判断する。
例えば、前記優先順位は、携帯端末機に取り付けられた受電装置５００を第１順位とし、携帯端末機に取り付けられていない受電装置５００を第２順位とする。
そして、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２の上部に載置された受電装置５００の優先順位が同一の場合、すなわち、２つの受電装置５００が両方とも携帯端末機に取り付けられているか、又は２つの受電装置５００が両方とも携帯端末機に取り付けられていない場合、電力送信制御部４１０は、２つの受電装置５００のそれぞれの電力充電状態に基づいて優先順位を判断する。
例えば、前記電力充電状態による優先順位は、電力充電量の多い受電装置５００を第１順位とし、電力充電量の少ない受電装置５００を第２順位としてもよい。
また、前記電力充電状態による優先順位は、電力充電量の少ない受電装置５００を第１順位とし、電力充電量の多い受電装置５００を第２順位としてもよい。
ここで、前記電力充電状態による優先順位は、使用者が予め設定できるようにすることが好ましい。
以下、第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００の優先順位を高く設定し、第２電力送信コイル４４０−２の上部に載置された受電装置５００の優先順位を低く設定した場合の動作を説明する。
第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００の優先順位が高い場合、電力送信制御部４１０は、第１電力送信コイル４４０−１から電力を送信して第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００に電力を充電させ、充電状態情報を受信して満充電されたか否かを判断する。
そして、第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００が満充電されると、電力送信制御部４１０は、第２電力送信コイル４４０−２から電力を送信して第２電力送信コイル４４０−２の上部に載置された受電装置５００に電力を充電させ、充電状態情報を受信して満充電されたか否かを判断し、第２電力送信コイル４４０−２の上部に載置された受電装置５００が満充電されると、電力を送信する動作を終了する。
図３ａ及び図３ｂは本発明による無線電力送信装置の電力送信制御部の好ましい実施形態の動作を示す信号フロー図である。図３ａを参照すると、電力送信制御部４１０は、スイッチング駆動部４５０を制御してスイッチ４６０−１、４６０−２を接続した状態で、駆動ドライバ４２０を制御して、第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２に負荷の変動を検出する信号を出力する（Ｓ６００）。
この状態で、電力送信制御部４１０は、第１信号受信部４８０の受信信号を入力し、負荷の変動が発生したか否かを判断する（Ｓ６０２）。
負荷の変動が発生した場合、電力送信制御部４１０は、第１信号送信部４７０を制御して情報要求信号を発生し、発生した情報要求信号を第１及び第２電力送信コイル４４０−１、４４０−２から受電装置５００に送信する（Ｓ６０４）。
そして、電力送信制御部４１０は、受電装置５００から前記情報要求信号に対する応答としての情報信号を受信する（Ｓ６０６）。
ここでは、前記情報信号が第１電力送信コイル４４０−１から受信されたと仮定する。
前記情報信号が第１電力送信コイル４４０−１から受信されると、電力送信制御部４１０は、受電装置５００が第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置されていると判断し、駆動ドライバ４２０を制御して、第１電力送信コイル４４０−１から電力を送信する（Ｓ６０８）。
そして、電力送信制御部４１０は、受電装置５００から充電状態信号を受信し（Ｓ６１０）、受信した充電状態信号により受電装置５００の充電が完了したか否かを判断する（Ｓ６１２）。
受電装置５００の充電が完了した場合、電力送信制御部４１０は、電力を送信する動作を終了する。
それに対して、受電装置５００の充電が完了していない場合、電力送信制御部４１０は、駆動ドライバ４２０を制御して、第２電力送信コイル４４０−２に負荷の変動を検出する信号を出力し（Ｓ６１４）、負荷の変動が発生したか否かを判断する（Ｓ６１６）。
ステップＳ６１６において負荷の変動が発生していない場合、電力送信制御部４１０は、ステップＳ６０８に戻って第１電力送信コイル４４０−１から電力を送信し、受電装置５００から充電状態信号を受信して受電装置５００の充電が完了したか否かを判断し、受電装置５００の充電が完了していない場合、第２電力送信コイル４４０−２に負荷の変動を検出する信号を出力し、負荷の変動が発生したか否かを判断する動作を繰り返し行う。
この状態で、第２電力送信コイル４４０−２の負荷の変動が検出されると、電力送信制御部４１０は、第１信号送信部４７０を制御して情報要求信号を送信し（Ｓ６１８）、受電装置５００から送信される情報信号を受信する（Ｓ６２０）。
そして、電力送信制御部４１０は、第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００の優先順位、及び第２電力送信コイル４４０−２の上部に載置された受電装置５００の優先順位を判断する（Ｓ６２２）。
以下、第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００の優先順位が高いと仮定して動作を説明する。
図３ｂに示すように、優先順位が判断されると、電力送信制御部４１０は、駆動ドライバ４２０を制御して、優先順位の高い受電装置５００が載置された第１電力送信コイル４４０−１から電力を送信し（Ｓ６２４）、第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００から充電状態信号を受信し（Ｓ６２６）、受信した充電状態信号により受電装置５００の充電が完了したか否かを判断する（Ｓ６２８）。
第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００の充電が完了していない場合、電力送信制御部４１０は、ステップＳ６２４に戻って第１電力送信コイル４４０−１から電力を送信し続けながら、受電装置５００の充電が完了したか否かを判断する動作を繰り返し行う。
この状態で、第１電力送信コイル４４０−１の上部に載置された受電装置５００の充電が完了すると、電力送信制御部４１０は、次の優先順位の受電装置５００が載置された第２電力送信コイル４４０−２から電力を送信し（Ｓ６３０）、第２電力送信コイル４４０−２の上部に載置された受電装置５００から充電状態信号を受信し（Ｓ６３２）、受信した充電状態信号により受電装置５００の充電が完了したか否かを判断する（Ｓ６３４）。
ステップＳ６３４において受電装置５００の充電が完了していない場合、電力送信制御部４１０は、ステップＳ６３０に戻って第２電力送信コイル４４０−２から電力を送信し続けながら、受電装置５００の充電が完了したか否かを判断する動作を繰り返し行う。
それに対して、ステップＳ６３４において受電装置５００の充電が完了した場合、電力送信制御部４１０は、電力を送信する動作を終了する。
以上、代表的な実施形態により本発明を詳細に説明したが、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の範疇から逸脱しない範囲内で前述した実施形態の様々な変形が可能であることを理解するであろう。
よって、本発明の権利範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲とその均等物により定められるべきである。
１００ 充電台
１１０−１ 第１電力送信コイル
１１０−２ 第２電力送信コイル
１１０−３ 重畳領域
２００−１、２００−２ 受電装置
２１０−１、２１０−２ 電力受信コイル
３００ 交流／直流コンバータ
４００ 無線電力送信装置
４１０ 電力送信制御部
４２０ 駆動ドライバ
４３０ 直列共振型コンバータ
４４０−１ 第１電力送信コイル
４４０−２ 第２電力送信コイル
４５０ スイッチング駆動部
４６０−１、４６０−２ スイッチ
４７０ 第１信号送信部
４８０ 第１信号受信部
５００ 受電装置
５１０ 電力充電制御部
５２０ 電力受信コイル
５３０ 整流部
５４０ 充電部
５５０ バッテリセルモジュール
５６０ 第２信号受信部
５７０ 第２信号送信部

Claims (10)

  1. 複数の電力送信コイルから無線で電力を送信する電力送信部と、
    前記電力送信部が送信する電力を充電する受電装置が複数の場合、前記複数の受電装置の優先順位を判断し、判断した優先順位に従って前記複数の受電装置を１つずつ選択して順次電力を送信するように制御する電力送信制御部と
    を含む、無線電力送信装置。
  2. 前記電力送信部は、
    前記電力送信制御部の制御により、前記複数の受電装置のＩＤ、携帯端末機に取り付けられているか否か、及び電力充電状態の情報を要求する情報要求信号を発生して前記複数の受電装置に送信する信号送信部と、
    前記情報要求信号に対する応答として前記受電装置が送信する情報信号を受信して前記電力送信制御部に提供する信号受信部と
    を含む、請求項１に記載の無線電力送信装置。
  3. 前記情報要求信号の送信及び前記情報信号の受信は、前記複数の電力送信コイルにより行われる、請求項２に記載の無線電力送信装置。
  4. 前記優先順位は、携帯端末機に取り付けられた受電装置を第１順位とし、携帯端末機に取り付けられていない受電装置を第２順位とする、請求項２に記載の無線電力送信装置。
  5. 前記携帯端末機に取り付けられているか否かによる優先順位が同一の場合、前記受電装置の電力充電状態に応じて優先順位を決定する、請求項４に記載の無線電力送信装置。
  6. 前記電力送信部は、
    前記電力送信制御部の制御により、負荷の変動を検出する駆動信号及び電力を送信する駆動信号を発生する駆動ドライバと、
    前記駆動信号に応じて直流電力をスイッチングして前記複数の電力送信コイルに出力する直列共振型コンバータと
    を含む、請求項１に記載の無線電力送信装置。
  7. 前記電力送信部は、
    前記電力送信制御部の制御によりスイッチング駆動信号を発生するスイッチング駆動部と、
    前記直列共振型コンバータと前記複数の電力送信コイルとの間にそれぞれ備えられ、前記スイッチング駆動信号に応じてスイッチングされる複数のスイッチと
    を含む、請求項６に記載の無線電力送信装置。
  8. 複数の電力送信コイルの負荷が変動した場合、電力送信制御部の制御により、信号送信部が受電装置のＩＤ、携帯端末機に取り付けられているか否か、及び電力充電状態の情報を要求する情報要求信号を発生して前記受電装置に送信し、前記受電装置から前記情報要求信号に対する応答として情報信号を受信する段階と、
    前記受電装置が複数の場合、前記電力送信制御部が前記情報信号に基づいて優先順位を判断する段階と、
    前記電力送信制御部が前記優先順位に従って前記複数の受電装置を１つずつ選択して順次電力を送信する段階と
    を含む、無線電力送信方法。
  9. 前記優先順位は、携帯端末機に取り付けられた受電装置を第１順位とし、携帯端末機に取り付けられていない受電装置を第２順位とする、請求項８に記載の無線電力送信方法。
  10. 前記携帯端末機に取り付けられているか否かによる優先順位が同一の場合、前記受電装置の電力充電状態に応じて優先順位を決定する、請求項９に記載の無線電力送信方法。
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