JP2016214024A - 制御装置、電子機器及び無接点電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無接点電力伝送システムにおける送電側の制御装置は、送電部12の送電ドライバーを制御するドライバー制御回路22と、ドライバー制御回路22を制御する制御部と、負荷変調により通信データを送信する受電装置との間での通信処理を行う通信部30を含む。通信部30は、負荷変調の周波数帯域の信号を通過させ、負荷変調の周波数帯域以外の帯域の信号を減衰させるバンドパスフィルター処理を行うバンドパスフィルター部33の出力に基づいて、受電装置からの通信データを検出する。
【選択図】図5
Description
図1(A)に本実施形態の無接点電力伝送システムの一例を示す。充電器500(電子機器の1つ)は送電装置10を有する。電子機器510は受電装置40を有する。また電子機器510は、操作用のスイッチ部514やバッテリー90を有する。なお図1(A)ではバッテリー90を模式的に示しているが、このバッテリー90は実際には電子機器510に内蔵されている。図1(A)の送電装置10と受電装置40により本実施形態の無接点電力伝送システムが構成される。
図2に本実施形態の送電装置10、受電装置40、送電側の制御装置20、受電側の制御装置50の構成例を示す。図1(A)の充電器500などの送電側の電子機器は、少なくとも図2の送電装置10を含む。また受電側の電子機器510は、少なくとも受電装置40とバッテリー90と電力供給対象100を含むことができる。電力供給対象100は、例えば処理部(DSP等)などの各種のデバイスである。そして図2の構成により、1次コイルL1と2次コイルL2を電磁的に結合させて送電装置10から受電装置40に対して電力を伝送し、バッテリー90の充電等を行う無接点電力伝送(非接触電力伝送)システムが実現される。
次に本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの概要の一例について、図3を用いて説明する。
図4は、負荷変調による通信手法の一例を説明する図である。図4に示すように、送電側(1次側)では、送電部12の送電ドライバーDR1、DR2が1次コイルL1を駆動する。具体的には送電ドライバーDR1、DR2は、電源電圧制御部14から供給された電源電圧VDRVに基づいて動作して、1次コイルL1を駆動する。
本実施形態では負荷変調パターンにより通信データを検出する手法を採用している。以下では、この通信データの検出手法の詳細について説明する。
図14、図15、図16は本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの詳細を説明するための信号波形図である。
本実施形態では、送電側は受電側からの通信データに基づいて送電制御を行う手法を採用している。具体的には図2において、送電部12は、送電ドライバーDR1、DR2と、送電ドライバーDR1、DR2の電源電圧VDRVを制御する電源電圧制御部を有する。そして制御部24は、受電装置40(制御装置50)からの通信データに基づいて、電源電圧制御部14を制御する。
図19に、受電部52、充電部58等の詳細な構成例を示す。図19に示すように、受電部52の整流回路53は、整流用のトランジスターTA1、TA2、TA3、TA4と、これらのトランジスターTA1〜TA4を制御する整流制御部51を有する。
IS、ISC 電流源、SW スイッチ素子、CM キャパシター、
IVC IV変換用アンプ、AP アンプ、CP コンパレーター、
TA1〜TA4、TC1〜TC4 トランジスター、
RCS、RS センス抵抗、RB1、RB2、RC1〜RC3 抵抗、
OPC 演算増幅器、TH サーミスター(温度検出部)、
PT1、PT2 第1、第2のパターン、TM1、TM2 第1、第2の負荷状態の期間、
SP1〜SP6 第1〜第6のサンプリングポイント、SI サンプリング間隔、
RW1、RW2 第1、第2の範囲幅、
10 送電装置、12 送電部、14 電源電圧制御部、16 表示部、
20 制御装置、22 ドライバー制御回路、24 制御部、
30 通信部、32 電流検出回路、33 バンドパスフィルター部、
34 比較回路、35 フィルター部、36 復調部、
37 クロック生成回路、38 発振回路、
40 受電装置、50 制御装置、51 整流制御部、52 受電部、
53 整流回路、54 制御部、55 通信データ生成部、56 負荷変調部、
57 レギュレーター、58 充電部、59 CC充電回路、60 放電部、
61 チャージポンプ回路、62 不揮発性メモリー64 検出部、
90 バッテリー、100 電力供給対象、
500 充電器、502 電源アダプター、510 電子機器、514 スイッチ部
Claims (14)
- 送電装置と受電装置とを有する無接点電力伝送システムにおける送電側の制御装置であって、
前記受電装置に電力を送電する送電部の送電ドライバーを制御するドライバー制御回路と、
前記ドライバー制御回路を制御する制御部と、
負荷変調により通信データを送信する前記受電装置との間での通信処理を行う通信部と、
を含み、
前記通信部は、
前記負荷変調の周波数帯域の信号を通過させ、前記負荷変調の周波数帯域以外の帯域の信号を減衰させるバンドパスフィルター処理を行うバンドパスフィルター部の出力に基づいて、前記受電装置からの前記通信データを検出することを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記バンドパスフィルター部は、
前記送電部の駆動周波数の帯域と、DCの帯域の少なくとも一方の帯域の信号を減衰させる前記バンドパスフィルター処理を行うことを特徴とする制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記通信部は、
電源から前記送電部に流れる電流を検出し、検出電圧を前記バンドパスフィルター部に出力する電流検出回路を含むことを特徴とする制御装置。 - 請求項3において、
前記通信部は、
前記バンドパスフィルター部による前記バンドパスフィルター処理後の前記検出電圧と、判定用電圧との比較判定を行う比較回路を有し、
前記比較回路の比較判定結果に基づいて前記通信データを検出することを特徴とする制御装置。 - 請求項4において、
前記比較回路は、
前記バンドパスフィルター処理後の前記検出電圧と、複数の判定用電圧との比較判定が可能な回路であることを特徴とする制御装置。 - 請求項4又は5において、
前記比較回路の後段に設けられるフィルター部を有し、
前記通信部は、
前記フィルター部によるフィルター処理後の前記比較判定結果に基づいて、前記通信データを検出することを特徴とする制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記送電部は、前記送電ドライバーと、前記送電ドライバーの電源電圧を制御する電源電圧制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記受電装置からの前記通信データに基づいて、前記電源電圧制御部を制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項7において、
前記通信部は、
電源から前記送電部に流れる電流を検出する電流検出回路を含み、
前記電流検出回路は、
前記電源から前記電源電圧制御部を介して前記送電部に流れる電流を検出し、検出電圧を前記バンドパスフィルター部に出力することを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記通信部は、
第1の負荷状態と第2の負荷状態で構成される負荷変調パターンが第1のパターンである場合には、第1の論理レベルの前記通信データであると判断し、負荷変調パターンが前記第1のパターンとは異なる第2のパターンである場合には、第2の論理レベルの前記通信データであると判断することを特徴とする制御装置。 - 請求項9において、
前記第1のパターンは、前記第1の負荷状態の期間の幅が前記第2のパターンに比べて長くなるパターンであることを特徴とする制御装置。 - 請求項9又は10において、
前記通信部は、
前記第1のパターンにおける前記第1の負荷状態の期間内に設定された第1のサンプリングポイントから、所与のサンプリング間隔で負荷変調パターンのサンプリングを行って、所与のビット数の前記通信データを取り込むことを特徴とする制御装置。 - 請求項9乃至11のいずれかにおいて、
前記通信部は、
前記第1の負荷状態の期間の幅が、第1の範囲幅内である場合に、前記第1の負荷状態の期間内に、前記第1のサンプリングポイントを設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至12のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 送電装置と受電装置とを含む無接点電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
前記受電装置に電力を送電すると共に、負荷変調により通信データを送信する前記受電装置との間での通信処理を行い、
前記受電装置は、
前記送電装置からの電力を受電し、前記負荷変調を行って、前記送電装置に対して前記通信データを送信し、
前記送電装置は、
前記負荷変調の周波数帯域の信号を通過させ、前記負荷変調の周波数帯域以外の帯域の信号を減衰させるバンドパスフィルター処理を行うバンドパスフィルター部の出力に基づいて、前記受電装置からの前記通信データを検出することを特徴とする無接点電力伝送システム。
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