JP2013230007A - 無接点給電方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無接点給電方法は、給電台10の送電コイル11に携帯機器50の受電コイル51を電磁結合して電磁誘導作用で電力搬送する。携帯機器50は、給電台10に電力の増減要求信号を伝送し、給電台10は、増減要求信号に基づいて送電コイル11の出力を調整して給電する。携帯機器50は、給電台10からの受電電力を要求電力に比較して、受電電力が要求電力よりも小さいと増加要求信号を給電台10に伝送し、受電電力が要求電力よりも大きいと減少要求信号を給電台10に伝送する。増減要求信号は、要求値の大きさに応じて大きくなる増加要求の重み付けポイントと、要求値の変化値に応じて大きくなる変化量の重み付けポイントの何れか又は両方を含み、所定の周期で出力される重み付けポイントを加算して設定ポイントになると異物がセットされたと判定する。
【選択図】図9
Description
また、本発明の他の大切な目的は、速やかに異物がセットされたことを検出できる無接点給電方法を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、送電コイルと受電コイルとの相対的な位置ずれからなる異常判定も検出できる無接点給電方法を提供することにある。
この無接点給電方法は、より安定に、しかも正確に異物検出や異常判定できる特徴がある。
この無接点給電方法も、安定に、しかも正確に異物検出や異常判定できる特徴がある。
この無接点給電方法は、異物の異常な加熱をより効果的に防止しながら、より確実に異物検出と異常判定できる。それは、給電台の出力を設定値に制限するので、受電電力が要求電力よりも小さい状態で、携帯機器が出力する増加要求信号の重み付けポイントが大きくなるからである。
以上の無接点給電方法は、設定時間経過して受電電力の安定する状態で異物検出するので、増加要求信号の重み付けポイントを大きくして、速やかに異物検出できる特徴がある。
この無接点給電方法は、携帯機器の受電電力が安定する状態、すなわち、給電台の出力が一定となる状態で、重み付けポイントを加算して異物検出するので、異物検出をより正確にしかも速やかに検出できる特徴がある。とくに、給電台の出力を設定値に制限する状態で異物検出することで、より正確に異物検出できる特徴がある。それは、給電台に異物がセットされて、送電効率が低下する状態で、給電台の出力が出力電力閾値に制限される状態では、増加要求信号の重み付けポイントが大きくなって、加算値が速やかに大きくなるからである。また、出力を制限しない給電台が、最大出力の状態で、受電電力が要求電力に満たない状態となることもある。この状態においても、増加要求信号の重み付けポイントが大きくなるので、これを加算することで速やかに異物検出できる。したがって、本発明の無接点給電方法は、給電台の出力を、あらかじめ設定している出力に制限することなく、異物検出することもできる。
以上の無接点給電方法は、異物検出の誤判定を防止しながら確実に異物判定できる特徴がある。それは、携帯機器が減少要求信号を出力する状態は、送電効率が高く、異物がセットされない状態と判定できるので、加算する重み付けポイントを減少要求信号でリセットまたは減算することで、重み付けポイントの加算ポイントを速やかに減少させて、加算ポイントが設定ポイントに達するのを阻止できるからである。
この無接点給電方法は、電池内蔵機器を充電台にセットして、充電台から電池内蔵機器に電力搬送して、電池内蔵機器の電池を充電しながら、異物検出や異常判定できる特徴がある。
この無接点給電方法は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等の電池を、定電圧・定電流特性で安定して充電できる。
この無接点給電方法は、携帯機器を自由な位置セットして、送電コイルを受電コイルに接近でき、しかも送電コイルを受電コイルに接近して給電を開始した後、確実に安定して異物検出できる特徴がある。
この無接点給電方法は、携帯機器側において、受電コイルが受電する電力を降圧して負荷に供給するので、送電コイルから搬送される電力を受電コイルで高電圧に受電可能となる。このため、受電コイルの出力電圧を高くして、受電コイルに流れる電流を小さくできる。これにより、受電コイルの配線幅を大きくすることなく、また受電コイルの線径を大きくすることなく、携帯機器に省スペースに内蔵でき、体積エネルギー密度への影響を低減できる。また、受電コイルに流れる電流を小さくできることで、電力搬送における電力の無駄な消費、すなわち、受電コイルの抵抗による電力消費を低減して効率よく電力搬送できる。
[n=1、2のステップ]
携帯機器50が給電台10にセットされて給電台10から携帯機器50に給電が開始されると、判定部55Bのタイマがカウントを開始する。設定時間経過すると、タイマがタイムアップする。
タイマがタイムアップして設定時間が経過すると、n=2のステップで、判定部55Bは増加要求信号に含まれる増加要求の重み付けポイントと、変化量の重み付けポイントを加算する。
[n=3、4のステップ]
減少要求信号が出力されたかどうかを判定し、減少要求信号が出力されると、n=4のステップで、重み付けポイントの加算値をリセットして、n=1のステップにジャンプし、減少要求信号が出力されないと、n=5のステップに進む。
[n=5、6のステップ]
重み付けポイントの加算値を設定ポイントと比較し、重み付けポイントの加算値が設定ポイントよりも大きくなると、n=6のステップで、異物がセットされたと判定し、あるいは異常判定と判定して、すなわちエラー検出して、給電を停止する。重み付けポイントの加算値が設定ポイントよりも小さいと、n=2のステップにジャンプして、n=2〜5のステップをループする。
11…送電コイル
12…交流電源
13…コントロール回路
14…受信回路
15…検出回路
16…移動機構
20…ケース
21…上面プレート
22…位置決め部機構
23…嵌入凹部
50…携帯機器 50A…電池内蔵機器
51…受電コイル
52…電池
53…充電制御回路
54…伝送回路
55…検出回路 55A…比較部
55B…判定部
56…整流回路
58…降圧回路
Claims (13)
- 送電コイル(11)を備える給電台(10)に、受電コイル(51)を内蔵する携帯機器(50)をセットし、前記給電台(10)の送電コイル(11)に前記携帯機器(50)の受電コイル(51)を電磁結合して、前記送電コイル(11)から前記受電コイル(51)に電磁誘導作用で電力搬送すると共に、前記携帯機器(50)から前記給電台(10)に、電力を調整する電力の増減要求信号を伝送して、前記給電台(10)が前記増減要求信号に基づいて前記送電コイル(11)の出力を調整して、前記携帯機器(50)の要求電力を給電するようにしてなる無接点給電方法であって、
前記携帯機器(50)は、所定の周期で前記給電台(10)から給電される受電電力を要求電力に比較して、受電電力が要求電力よりも小さいと前記増減要求信号として増加要求信号を前記給電台(10)に伝送し、受電電力が要求電力よりも大きいと前記増減要求信号として減少要求信号を前記給電台(10)に伝送し、
かつ、前記増減要求信号は、前記給電台(10)の出力を増加させる要求値の大きさ及び/又は要求値の変化値に応じて大きくなる重み付けポイントを含み、所定の周期で出力される前記重み付けポイントを加算して、加算される重み付けポイントが設定ポイントになることを検出して異物検出する無接点給電方法。 - 前記重み付けポイントを、所定の範囲で、要求値の大きさに比例して大きくする請求項1に記載される無接点給電方法。
- 前記重み付けポイントを、所定の範囲で、要求値の変化値の大きさに比例して大きくする請求項1又は2に記載される無接点給電方法。
- 前記給電台(10)の出力を設定値に制限する請求項1ないし3のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 前記給電台(10)から前記携帯機器(50)に給電を開始して、あらかじめ設定している設定時間経過した後、前記重み付けポイントを加算して異物検出する請求項1ないし4のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 前記受電電力が所定の範囲に安定した後、前記重み付けポイントを加算して異物検出する請求項1ないし4のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 加算される重み付けポイントを、前記携帯機器(50)の減少要求信号でリセットまたは減算する請求項1ないし6のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 前記給電台(10)が充電台(10A)で、前記携帯機器(50)が電池内蔵機器(50A)で、前記充電台(10A)から前記電池内蔵機器(50A)に給電される電力で前記電池内蔵機器(50A)の電池(52)を充電する請求項1ないし7のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 前記電池内蔵機器(50A)が、前記電池(52)を定電圧・定電流にて充電する請求項8に記載される無接点給電方法。
- 前記給電台(10)が、前記送電コイル(11)を前記携帯機器(50)の受電コイル(51)に接近させるように移動させる移動機構(16)を有する請求項1ないし9のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 前記携帯機器(50)が、前記受電コイル(51)の出力を降圧して負荷に供給する請求項1ないし10のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 前記携帯機器(50)が、増加要求信号の重み付けポイントを加算して異物検出する請求項1ないし11のいずれかに記載される無接点給電方法。
- 前記給電台(10)が、増加要求信号の重み付けポイントを加算して異物検出する請求項1ないし11のいずれかに記載される無接点給電方法。
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