JP2016214028A - 制御装置、電子機器及び無接点電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信とを実現できる制御装置、電子機器及び無接点電力伝送システム等の提供。
【解決手段】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は、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、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受電装置との間での通信処理を行う通信部を含む。制御部は、受電装置が負荷変調を開始したことを条件に、送電部による通常送電を開始させ、負荷変調が継続されている間は、送電部による通常送電を継続させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、制御装置、電子機器及び無接点電力伝送システム等に関する。

近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、家庭用機器や携帯端末などの電子機器の充電が提案されている。

無接点電力伝送の従来技術としては例えば特許文献１〜４に開示される技術がある。これらの従来技術では、負荷変調を用いて、受電側（２次側）から送電側（１次側）にデータを通信し、受電側の各種の情報を送電側に伝えている。

特開２００９−３０３２９４号公報 特開２０１０−２８４０５８号公報 特開２０１１−２１１７８０号公報 特開２０１２−６０７３０号公報

例えば特許文献１の従来技術では、通常送電の開始前において、受電装置から送電装置に送信されるＩＤ認証情報に基づいて、ＩＤ認証が行われる。そして、当該ＩＤ認証によって受電装置の適合性が認証された場合に、送電装置から受電装置への通常送電が開始する。

しかしながら、この従来技術の手法では、複雑な認証処理等が必要になるため、動作シーケンスが複雑になってしまう。また、通常送電後に、常時の負荷変調は行われていなかったため、適切な電力制御等を実現できなかった。

本発明の幾つかの態様によれば、簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信とを実現できる制御装置、電子機器及び無接点電力伝送システム等を提供できる。

本発明の一態様は、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、前記制御部は、前記受電装置が前記負荷変調を開始したことを条件に、前記送電部による通常送電を開始させ、前記負荷変調が継続されている間は、前記送電部による前記通常送電を継続させる制御装置に関係する。

本発明の一態様によれば、受電装置に対して電力が送電されると共に、受電装置との間で負荷変調による通信処理が行われる。そして本発明の一態様では、受電装置が負荷変調を開始したことを条件に、送電部による通常送電が開始し、この負荷変調が継続されている間は、通常送電が継続するようになる。このようにすれば、例えば通常送電開始前の複雑なシーケンス処理等を不要にでき、簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信とを実現できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記負荷変調が非検出となった場合に、前記通常送電を停止させ、着地検出用の間欠送電を前記送電部に行わせてもよい。

このようにすれば、負荷変調が非検出となったことを条件に、通常送電が停止し、着地検出用の間欠送電が行われるようになる。従って、簡素な動作シーケンスで、着地検出用の間欠送電に移行して、着地検出を実現できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記通信データに基づいて前記受電装置のバッテリーの満充電が検出された場合に、前記通常送電を停止させ、取り去り検出用の間欠送電を前記送電部に行わせてもよい。

このようにすれば、バッテリーの満充電が検出されると、通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われるようになる。従って、簡素な動作シーケンスで、取り去り検出用の間欠送電に移行して、満充電後の取り去り検出を実現できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記通信データに基づいて受電側の異常が検出された場合に、前記通常送電を停止させ、取り去り検出用の間欠送電を前記送電部に行わせてもよい。

このようにすれば、受電側の異常が検出されると、通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われるようになる。従って、簡素な動作シーケンスで、取り去り検出用の間欠送電に移行して、受電側の異常に対応することなどが可能になる。

また本発明の一態様では、前記受電装置は、前記受電部の出力電圧が低下し、放電動作の起動期間が経過した後に、バッテリーからの電力を電力供給対象に対して放電し、前記制御部は、前記起動期間よりも短い期間の間隔で、前記取り去り検出用の間欠送電を前記送電部に行わせてもよい。

このようにすれば、放電動作の起動期間が経過すると、バッテリーからの電力が電力供給対象に放電されて、電力供給対象に電力が供給されるようになる。そして取り去り検出用の間欠送電は、放電動作の起動期間よりも短い期間の間隔で行われる。従って、取り去り検出用の間欠送電と、起動期間の経過によるバッテリーの放電動作の開始とを、両立して実現できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記通信データに基づいて前記受電装置のバッテリーの温度異常が検出された場合に、前記通常送電を停止させ、ウェイト期間の間、間欠送電を前記送電部に行わせ、前記ウェイト期間の経過後に、前記通常送電を再開させてもよい。

このようにすれば、温度異常が検出された場合に、通常送電が停止し、ウェイト期間の間は間欠送電が行われ、ウェイト期間が経過すると、通常送電が再開するようになる。これにより、例えば高温の環境等での適切なバッテリーの充電制御等を実現できるようなる。

また本発明の一態様では、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してもよい。

このようにすれば、受電装置からの通信データに基づいて、送電ドライバーに供給される電源電圧等を制御できるようになり、適切な電力制御や安全な電力制御等の実現が可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記通常送電の期間では、前記通信データが含む送電電力設定情報に基づき可変に変化する前記電源電圧を、前記電源電圧制御部から前記送電ドライバーに供給させ、着地検出用、取り去り検出用の間欠送電の期間では、着地検出用、取り去り検出用の前記電源電圧を、前記電源電圧制御部から前記送電ドライバーに供給させてもよい。

このようにすれば、通常送電の期間においては、送電電力設定情報に基づき可変に変化する電源電圧を送電ドライバーに供給して、適切な電力制御を実現できるようになる。また着地検出用や取り去り検出用の間欠送電の期間においては、着地検出用、取り去り検出用の電源電圧を送電ドライバーに供給して、適切な着地検出や取り去り検出を実現できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、着地検出用又は取り去り検出用の前記電源電圧として、可変の電圧を、前記電源電圧制御部から前記送電ドライバーに供給させてもよい。

このようにすれば、状況に応じた可変の電圧の電源電圧を送電ドライバーに供給して、着地検出用や取り去り検出用の間欠送電を実行できるようになる。

本発明の一態様は、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受電側の制御装置であって、前記送電装置からの電力を受電する受電部が受電した電力に基づいて、バッテリーを充電する充電部と、負荷変調により、前記送電装置に対して通信データを送信する負荷変調部と、前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する放電部と、前記放電部を制御する制御部と、を含み、前記負荷変調部は、着地が検出された場合に、前記負荷変調を開始し、前記制御部は、着地が検出された場合に、前記放電部の放電動作を停止する制御装置に関係する。

本発明の一態様によれば、送電装置からの電力が受電され、受電した電力に基づいてバッテリーの充電が行われると共に、バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する放電動作が行われる。また負荷変調により送電装置に対して通信データが送信される。そして本発明の一態様では、着地が検出された場合に、負荷変調が開始すると共に、放電部の放電動作が停止する。このように、着地検出を条件に負荷変調を開始することで、簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信とを実現できるようになる。また着地が検出された場合に、放電動作が停止することで、無駄な電力の消費を抑制でき、省電力化を図れるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、取り去り期間において、前記放電部に放電動作を行わせてもよい。

このようにすれば、取り去り期間において、放電部の放電動作を行わせて、バッテリーからの電力を電力供給対象に供給し、電力供給対象の通常動作等を実現できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記受電部の出力電圧に基づいて、着地検出、取り去り検出を行ってもよい。

このようにすれば、受電部の出力電圧をモニターして、着地検出、取り去り検出を実行できるようになる。

また本発明の一態様では、前記負荷変調部は、前記負荷変調により、送電電力設定情報を含む前記通信データを前記送電装置に送信してもよい。

このようにすれば、例えば着地が検出されると、負荷変調が開始し、この負荷変調により、送電電力設定情報を含む通信データを送電装置に送信できる。これにより、例えば送電電力設定情報に基づく電力制御等を実現できるようになる。

本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の制御装置を含む電子機器に関係する。

本発明の他の態様は、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、前記送電装置から受電した電力に基づいて、バッテリーを充電し、前記負荷変調により、前記送電装置に対して通信データを送信すると共に、前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給し、前記受電装置は、着地が検出された場合に、前記負荷変調を開始すると共に、前記バッテリーの放電動作を停止し、前記送電装置は、前記受電装置が前記負荷変調を開始したことを条件に、通常送電を開始し、前記負荷変調が継続されている間は、前記通常送電を継続する無接点電力伝送システムに関係する。

本発明の他の態様によれば、着地が検出されると、受電装置による負荷変調が開始して、受電装置から送電装置に対して通信データが送信されると共に、バッテリーの放電動作が停止して、バッテリーからの電力の電力供給対象への供給が停止する。そして、この負荷変調が開始されたことを条件に、送電装置は受電装置に対する通常送電を開始し、負荷変調が継続されている間は、この通常送電が継続されるようになる。従って、簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信とを実現できるようになると共に、省電力化等も図れるようになる。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は本実施形態の無接点電力伝送システムの説明図。 本実施形態の送電装置、受電装置、送電側、受電側の制御装置の構成例。 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説明図。 本実施形態の動作シーケンスを説明する信号波形図。 本実施形態の動作シーケンスを説明する信号波形図。 本実施形態の動作シーケンスを説明する信号波形図。 本実施形態の動作シーケンスを説明する信号波形図。 負荷変調による通信手法の説明図。 通信部の構成例。 受電側の通信構成の説明図。 通信時のノイズに起因する問題点の説明図。 本実施形態の通信手法の説明図。 本実施形態の通信手法の説明図。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は通信データのフォーマットの例。 通信処理の詳細例を説明するフローチャート。 図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は本実施形態の電力制御手法の説明図。 図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は本実施形態の電力制御手法を用いた場合の効果についての説明図。 受電部、充電部の詳細な構成例。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．電子機器
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。

充電器５００には、電源アダプター５０２を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、電子機器５１０のバッテリー９０を充電し、電子機器５１０内のデバイスを動作させることができる。

なお充電器５００の電源は、ＵＳＢ（ＵＳＢケーブル）による電源であってもよい。また、本実施形態が適用される電子機器５１０としては種々の機器を想定できる。例えば補聴器、腕時計、生体情報測定装置（ウェアラブル機器）、携帯情報端末（スマートフォン、携帯電話機等）、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピューター、ハンディターミナル、電気自動車、或いは電動自転車などの種々の電子機器を想定できる。

図１（Ｂ）に模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することなどで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。

２．送電装置、受電装置、送電側、受電側の制御装置
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。

送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、表示部１６、制御装置２０を含む。なお送電装置１０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば表示部等）を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

送電部１２は、電力伝送時において所定周波数の交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。この送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバーＤＲ１や、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバーＤＲ２や、電源電圧制御部１４を含む。また送電部１２は、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのキャパシター（コンデンサー）を含むことができる。

送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の各々は、例えばパワーＭＯＳトランジスターにより構成されるインバーター回路（バッファー回路）などにより実現される。これらの送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２は、制御装置２０のドライバー制御回路２２により制御（駆動）される。

送電部１２の電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の電源電圧ＶＤＲＶを制御する。例えば制御部２４は、受電側から受信した通信データに基づいて、電源電圧制御部１４を制御する。これにより、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶが制御されて、例えば送電電力の可変制御等が実現される。この電源電圧制御部１４は、例えばＤＣＤＣコンバーターなどにより実現できる。例えば電源電圧制御部１４は、電源からの電源電圧（例えば５Ｖ）の昇圧動作を行って、送電ドライバー用の電源電圧ＶＤＲＶ（例えば６Ｖ〜１５Ｖ）を生成して、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する。具体的には、送電装置１０から受電装置４０への送電電力を高くする場合には、電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する電源電圧ＶＤＲＶを高くし、送電電力を低くする場合には、電源電圧ＶＤＲＶを低くする。

１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば電力伝送が必要なときには、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、充電器５００の上に電子機器５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と電子機器５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。

表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示するものであり、例えばＬＥＤやＬＣＤなどにより実現できる。

制御装置２０は、送電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この制御装置２０は、ドライバー制御回路２２、制御部２４、通信部３０を含む。また制御装置２０は、クロック生成回路３７、発振回路３８を含むことができる。なお制御装置２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えばクロック生成回路、発振回路等）を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。例えば送電部１２等を制御装置２０に内蔵させる変形実施も可能である。

ドライバー制御回路２２は、受電装置４０に電力を送電する送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を制御する。例えばドライバー制御回路２２は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を構成するトランジスターのゲートに対して制御信号（駆動信号）を出力し、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２により１次コイルＬ１を駆動させる。

制御部２４は、送電側の制御装置２０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部２４は、ドライバー制御回路２２の制御を行う。具体的には制御部２４は、電力伝送、通信処理等に必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。この制御部２４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。

通信部３０は、受電装置４０との間での通信データの通信処理を行う。例えば通信部３０は、負荷変調により通信データを送信する受電装置４０（制御装置５０）との間での通信処理を行う。具体的には通信部３０は、受電装置４０からの通信データを検出して受信するための処理を行う。

発振回路３８は、例えば水晶発振回路などにより構成され、１次側のクロック信号を生成する。クロック生成回路３７は、駆動周波数を規定する駆動クロック信号等を生成する。そして、ドライバー制御回路２２は、この駆動クロック信号や制御部２４からの制御信号などに基づいて、所与の周波数（駆動周波数）の制御信号を生成し、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に出力して、制御する。

受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、制御装置５０を含む。なお受電装置４０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

制御装置５０は、受電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、負荷変調部５６、充電部５８、放電部６０を含む。また不揮発性メモリー６２、検出部６４を含むことができる。なお制御装置５０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。例えば受電部５２等を制御装置５０の外部に設けるなどの変形実施が可能である。

受電部５２は、送電装置１０からの電力を受電する。具体的には受電部５２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流の整流電圧ＶＣＣに変換して、出力する。この変換は受電部５２が有する整流回路５３により行われる。整流回路５３は、例えば複数のトランジスターやダイオードなどにより実現できる。

制御部５４は、受電側の制御装置５０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部５４は、負荷変調部５６、充電部５８、放電部６０の制御を行う。また受電部５２や不揮発性メモリー６２や検出部６４などの制御を行うこともできる。この制御部５４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。

負荷変調部５６は負荷変調を行う。例えば負荷変調部５６は電流源ＩＳを有し、この電流源ＩＳを用いて負荷変調を行う。具体的には、負荷変調部５６は電流源ＩＳ（定電流源）とスイッチ素子ＳＷを有する。電流源ＩＳとスイッチ素子ＳＷは、例えば整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとＧＮＤ（広義には低電位側電源電圧）のノードとの間に直列に設けられる。そして、例えば制御部５４からの制御信号に基づいてスイッチ素子ＳＷがオン又はオフにされ、ノードＮＶＣからＧＮＤに流れる電流源ＩＳの電流（定電流）をオン又はオフにすることで、負荷変調が実現される。

なお、ノードＮＶＣにはキャパシターＣＭの一端が接続される。このキャパシターＣＭは例えば制御装置５０の外付け部品として設けられる。またスイッチ素子ＳＷはＭＯＳのトランジスターなどにより実現できる。このスイッチ素子ＳＷは、電流源ＩＳの回路を構成するトランジスターとして設けられるものであってもよい。また負荷変調部５６は図２の構成に限定されず、例えば電流源ＩＳの代わりとして抵抗を用いるなどの種々の変形実施が可能である。

充電部５８はバッテリー９０の充電（充電制御）を行う。例えば充電部５８は、送電装置１０からの電力を受電する受電部５２が受電した電力に基づいて、バッテリー９０を充電する。例えば充電部５８は、受電部５２からの整流電圧ＶＣＣ（広義には直流電圧）に基づく電圧が供給されて、バッテリー９０を充電する。この充電部５８はＣＣ充電回路５９を含むことができる。ＣＣ充電回路５９は、バッテリー９０のＣＣ（Constant-Current）充電を行う回路である。

放電部６０はバッテリー９０の放電動作を行う。例えば放電部６０（電力供給部）は、バッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する。例えば放電部６０は、バッテリー９０の充電電圧ＶＢＡＴが供給され、出力電圧ＶＯＵＴを電力供給対象１００に供給する。この放電部６０はチャージポンプ回路６１を含むことができる。チャージポンプ回路６１は、バッテリー電圧ＶＢＡＴを降圧（例えば１／３降圧）して、出力電圧ＶＯＵＴ（ＶＢＡＴ／３）を電力供給対象１００に対して供給する。この放電部６０（チャージポンプ回路）は、例えば充電電圧ＶＢＡＴを電源電圧として動作する。

バッテリー９０は例えば充電可能な二次電池であり、例えばリチウム電池（リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等）、ニッケル電池（ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等）などである。電力供給対象１００は、例えば、処理部（ＤＳＰ、マイコン）などのデバイス（集積回路装置）であり、受電装置４０を内蔵する電子機器５１０（図１（Ａ））に設けられ、バッテリー９０の電力供給対象となるデバイスである。

不揮発性メモリー６２は、各種の情報を記憶する不揮発性のメモリーデバイスである。この不揮発性メモリー６２は、例えば受電装置４０（制御装置５０）のステータス情報等の各種の情報を記憶する。不揮発性メモリー６２としては、例えばＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。ＥＥＰＲＯＭとしては例えばＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）型のメモリーを用いることができる。例えばＭＯＮＯＳ型のメモリーを用いたフラッシュメモリーを用いることができる。或いはＥＥＰＲＯＭとして、フローティングゲート型などの他のタイプのメモリーを用いてもよい。

検出部６４は各種の検出処理を行う。例えば検出部６４は、整流電圧ＶＣＣや充電電圧ＶＢＡＴ等を監視して、各種の検出処理を実行する。具体的には検出部６４はＡ／Ｄ変換回路６５を有し、整流電圧ＶＣＣや充電電圧ＶＢＡＴに基づく電圧や、不図示の温度検出部からの温度検出電圧などを、Ａ／Ｄ変換回路６５によりＡ／Ｄ変換し、得られたデジタルのＡ／Ｄ変換値を用いて検出処理を実行する。検出部６４が行う検出処理としては、過放電、過電圧、過電流、或いは温度異常（高温、低温）の検出処理を想定できる。例えば充電時に検出部６４が過電圧、温度異常を検出することで、過電圧保護、高温保護、低温保護を実現できる。また放電時に検出部６４が過放電、過電流を検出することで、過放電保護、過電流保護を実現できる。

そして本実施形態では、送電装置１０と受電装置４０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２０が、ドライバー制御回路２２と、制御部２４と、通信部３０を含む。そして制御部２４は、受電装置４０（制御装置５０）が負荷変調を開始したことを条件（負荷変調を開始した場合）に、送電部１２による通常送電を開始させる。例えば制御部２４は、ドライバー制御回路２２を介して送電部１２を制御して、通常送電を開始させる。具体的には制御部２４は、通常送電の開始前には、例えばＩＤ認証等の認証処理を行わずに、受電側の負荷変調の開始が検出されたことを条件に、バッテリー９０を充電するための通常送電（本送電、連続送電）を開始する。例えば受電装置４０の負荷変調部５６が負荷変調を開始すると、この負荷変調による負荷状態の変化が送電側により検出され、この検出結果に基づき制御部２４が、送電部１２による通常送電を開始させる。

具体的には、負荷変調部５６は、着地が検出されると（着地が検出されて制御装置５０のリセット状態が解除されると）、まず初めに、例えば空データ（例えば１パケット分の空データ。ダミーデータ）の通信データを負荷変調により送信する。制御部２４は、この空データの通信データを受信すると、通常送電を開始する。具体的には、通信部３０が、その電流検出機能等により空データの通信データを検出し、制御部２４は、通信部３０により空データの通信データが検出されると、通常送電を開始する。

そして制御部２４は、負荷変調が継続されている間は、送電部１２による通常送電を継続させる。例えば制御部２４は、ドライバー制御回路２２を介して送電部１２を制御して、通常送電を継続させる。そして制御部２４は、負荷変調が非検出になると、送電部１２による通常送電を停止させる。具体的には制御部２４は、負荷変調が非検出となった場合に、通常送電を停止させ、例えば着地検出用の間欠送電を送電部１２に行わせる。例えば通信部３０による通信データの検出が非検出になった場合に、負荷変調が非検出であると判断して、通常送電を停止させる。

また制御部２４は、通信データ（負荷変調による送信される通信データ）に基づいて受電装置４０のバッテリー９０の満充電が検出（通知）された場合に、通常送電を停止させ、例えば取り去り検出用の間欠送電を送電部１２に行わせる。また制御部２４は、通信データに基づいて受電側の異常が検出された場合に、通常送電を停止させ、取り去り検出用の間欠送電を送電部１２に行わせる。このように制御部２４は、通信部３０が受信した通信データに基づいて、通常送電の停止制御を行う。

また受電装置４０は、受電部５２の出力電圧（ＶＣＣ）が低下し、放電動作の起動期間が経過した後に、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して放電する。具体的には、受電部５２の出力電圧（ＶＣＣ）が判定電圧（例えば３．１Ｖ）を下回ってから所与の起動期間が経過した後に、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して放電する。この場合に、送電側の制御部２４は、当該起動期間よりも短い期間の間隔で、取り去り検出用の間欠送電を送電部１２に行わせる。

また制御部２４は、通信データに基づいて受電装置４０のバッテリー９０の温度異常が検出された場合に、通常送電を停止させる。そしてウェイト期間の間、間欠送電を送電部１２に行わせ、ウェイト期間の経過後に通常送電を再開させる。

また送電部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１４を有する。この場合に制御部２４は、負荷変調が行われている通常送電の期間の間、受電装置４０からの通信データ（負荷変調により送信される通信データ）に基づいて、電源電圧制御部１４の制御を行う。例えば、通信データが含む送電電力設定情報（電力伝送の状態情報。例えば整流電圧の情報）に基づいて、電源電圧制御部１４が供給する電源電圧ＶＤＲＶを可変に制御することで、無接点電力伝送により送電される電力を可変に制御する。

また本実施形態では、無接点電力伝送システムにおける受電側の制御装置５０は、充電部５８と、負荷変調部５６と、放電部６０と、放電部６０などを制御する制御部５４を含む。そして負荷変調部５６は、着地が検出された場合に、負荷変調を開始する。例えば負荷変調部５６は、制御部５４により着地が検出された場合に、制御部５４の制御の下で、負荷変調を開始する。そして制御部５４は、着地が検出された場合に、放電部６０の放電動作を停止する。例えば制御部５４は、取り去り期間（電子機器５１０が取り去られている期間）においては、放電部６０に放電動作を行わせ、着地検出が行われると、この放電動作を停止する。この場合に制御部５４は、受電部５２の出力電圧（ＶＣＣ）に基づいて、着地検出や取り去り検出を行うことができる。

また本実施形態では負荷変調部５６は、負荷変調により、送電電力設定情報を含む通信データを送電装置１０に送信する。例えば送電電力設定情報として、受電部５２の出力電圧（ＶＣＣ）の情報を含む通信データを送信する。

３．無接点電力伝送システムの動作シーケンス
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について説明する。図３は動作シーケンスの概要を説明する図である。

図３のＡ１では、受電装置４０を有する電子機器５１０が、送電装置１０を有する充電器５００に上に置かれておらず、取り去り状態になっている。この場合にはスタンバイステートとなる。このスタンバイステートでは、送電側はウェイティング状態となり、受電側は放電動作オンの状態となる。

具体的にはスタンバイステートでは、送電装置１０の送電部１２は、着地検出のための間欠送電を行う。即ち、送電部１２は、通常送電のような連続送電は行わずに、所与の期間毎に間欠的に電力を送電する間欠送電を行って、電子機器５１０の着地を検出する状態になる。またスタンバイモードでは、受電装置４０では、電力供給対象１００への放電動作がオンになっており、電力供給対象１００への電力供給がイネーブルになっている。即ち、受電装置４０の放電部６０は、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に放電する動作を行う。これにより、処理部等の電力供給対象１００は、バッテリー９０からの電力が供給されて動作可能になる。

図３のＡ２に示すように、電子機器５１０が充電器５００に上に置かれ、着地が検出されると、通信チェック＆充電ステートになる。この通信チェック＆充電ステートでは、送電側は通常送電を行い、受電側は、充電動作がオンになると共に、放電動作がオフになる。また受電側は、負荷変調による通信データの送信を行う。

具体的には通信チェック＆充電ステートでは、送電装置１０の送電部１２は、連続送電である通常送電を行う。この際に、電力伝送の状態などに応じて電力が可変に変化する電力制御を行いながら、通常送電を行う。またバッテリー９０の充電状態に基づく制御も行われる。電力伝送の状態は、例えば１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の位置関係（コイル間距離等）などにより決まる状態であり、例えば受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣなどの情報に基づいて判断できる。バッテリー９０の充電状態は、例えば充電電圧ＶＢＡＴなどの情報に基づいて判断できる。

また通信チェック＆充電ステートでは、受電装置４０の充電部５８の充電動作がオンになり、受電部５２が受電した電力に基づいてバッテリー９０の充電が行われる。また放電部６０の放電動作がオフになり、バッテリー９０からの電力が、電力供給対象１００に供給されなくなる。また通信チェック＆充電ステートでは、負荷変調部５６の負荷変調により、通信データが送電側に送信される。例えば電力伝送状態情報（ＶＣＣ等）や、充電状態情報（ＶＢＡＴや各種のステータスフラグ等）や、温度などの情報を含む通信データが、通常送電期間中の常時の負荷変調により、受電側から送電側に送信される。例えば送電部１２の電源電圧制御部１４による電力制御は、通信データに含まれる電力伝送状態情報などに基づいて行われる。

図３のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、満充電スタンバイステートになる。満充電スタンバイステートでは、送電側はウェイティング状態となり、受電側は、放電動作オフのままの状態となる。

具体的には、送電部１２は、例えば取り去り検出のための間欠送電を行う。即ち、送電部１２は、通常送電のような連続送電は行わずに、所与の期間毎に間欠的に電力を送電する間欠送電を行って、電子機器５１０の取り去りを検出する状態になる。また放電部６０の放電動作はオフのままとなり、電力供給対象１００への電力供給もディスエーブルのままとなる。

図３のＡ４に示すように電子機器５１０の取り去りが検出されると、Ａ５に示すように電子機器５１０が使用状態になり、受電側の放電動作がオンになる。

具体的には、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給される。これにより、バッテリー９０からの電力が供給されて、処理部等の電力供給対象１００が動作し、ユーザーが電子機器５１０を通常に使用できる状態となる。

以上のように本実施形態では図３のＡ１に示すように、電子機器５１０の着地が検出されると、通常送電が行われ、この通常送電期間において常時の負荷変調が行われる。また着地が検出されると、放電部６０の放電動作が停止する。そして、この常時の負荷変調では、送電側の電力制御のための情報や受電側のステータスを表す情報を含む通信データが、受電側から送電側に送信される。例えば電力制御のための情報（電力伝送状態情報）を通信することで、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係等に応じた最適な電力制御を実現できる。また受電側のステータスを表す情報を通信することで、最適で安全な充電環境を実現できる。そして本実施形態では、負荷変調が継続している間は、通常送電も継続され、放電部６０の放電動作もオフのままになる。

また本実施形態では図３のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われる。そしてＡ４、Ａ５に示すように、取り去りが検出されて、取り去り期間になると、放電部６０の放電動作が行われる。これによりバッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されて、電子機器５１０の通常動作が可能になる。なお、着地検出や取り去り検出は、受電部５２の出力電圧（例えば整流電圧ＶＣＣ）に基づいて行われる。

このように本実施形態では、電子機器５１０のバッテリー９０の充電期間（通常送電期間）においては、電力供給対象１００への放電動作がオフになるため、充電期間において電力供給対象１００により無駄に電力が消費されてしまう事態を抑制できる。

そして、電子機器５１０の取り去りが検出されると、通常送電から間欠送電に切り替わると共に、電力供給対象１００への放電動作がオンになる。このように放電動作がオンになることで、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになり、処理部（ＤＳＰ）等の電力供給対象１００の通常動作が可能になる。このようにすることで、例えば電子機器５１０が充電器５００の上に置かれる充電期間においては動作しないようなタイプの電子機器５１０（例えば、補聴器等のユーザーが装着する電子機器）において、好適な無接点電力伝送の動作シーケンスを実現できる。即ち、このようなタイプの電子機器５１０では、充電期間（通常送電期間）において、バッテリー９０からの電力の放電動作がオフになることで、省電力化を実現できる。そして、取り去りが検出されると、自動的に放電動作がオンになることで、電子機器５１０の電力供給対象１００である各種のデバイスに対して、バッテリー９０からの電力が供給され、当該デバイスが動作できるようになり、電子機器５１０の通常の動作モードに自動的に移行できるようになる。

図４、図５、図６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を説明するための信号波形図である。

図４のＢ１は、図３のＡ１のスタンバイステートであり、着地検出用の間欠送電が行われている。即ち、期間ＴＬ１の間隔毎に期間ＴＬ２の間隔の送電が行われる。ＴＬ１の間隔は例えば３秒であり、ＴＬ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。そして図４のＢ２、Ｂ３では、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣは６．０Ｖ以下であるため、負荷変調による通信は行われない。

一方、Ｂ４では整流電圧ＶＣＣが着地検出の閾値電圧である６．０Ｖを超えたため、Ｂ５に示すように負荷変調部５６が負荷変調を開始する。即ち、Ｂ２、Ｂ３ではＬ１、Ｌ２のコイルが十分には電磁的結合状態になっていないが、Ｂ４ではＬ１、Ｌ２のコイルが図１（Ｂ）に示すように適正な電磁的結合状態になっている。このため、整流電圧ＶＣＣが上昇して、６．０Ｖを超え、負荷変調が開始する。そして、この負荷変調（空の通信データ）が送電側により検出されると、Ｂ６に示すように送電部１２による通常送電が開始する。Ｂ６の通常送電は、Ｂ１の間欠送電とは異なる連続送電であり、この通常送電による電力により、充電部５８によるバッテリー９０の充電が開始する。この時、放電部６０の放電動作はオフになっている。また、Ｂ５に示す負荷変調により、整流電圧や充電電圧やステータスフラグなどの各種の情報を含む通信データが、受電側から送電側に送信されて、送電制御が実行される。なお、Ｂ５の負荷変調は、Ｂ７に示す着地検出用の間欠送電により整流電圧ＶＣＣが上昇したことにより開始している。

図５のＣ１では、バッテリー９０の充電が行われる通常送電期間において、電子機器５１０が取り去られている。このＣ１の取り去りは、Ｃ２、Ｃ３に示すように、バッテリー９０の満充電前の取り去りである。即ち、満充電フラグが非アクティブレベルであるＬレベルになっている状態での取り去りである。

このように電子機器５１０の取り去りが行われると、送電側の電力が受電側に伝達されなくなり、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが低下する。そしてＣ４に示すように例えばＶＣＣ＜３．１Ｖになると、Ｃ５に示すように負荷変調部５６による負荷変調が停止する。負荷変調が停止すると、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。

また、整流電圧ＶＣＣ（出力電圧）が低下し、判定電圧である例えば３．１Ｖを下回ると、不図示の受電側のスタートキャパシターの放電が開始する。このスタートキャパシターは、受電側の放電動作の起動用（起動期間の計測用）のキャパシターであり、例えば受電側の制御装置５０の外付け部品として設けられる。そして、整流電圧ＶＣＣが判定電圧（３．１Ｖ）を下回ってから、起動期間ＴＳＴが経過すると、Ｃ８に示すように放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。具体的には、スタートキャパシターの電圧（充電電圧）が放電動作オンのための閾値電圧を下回ると、起動期間ＴＳＴが経過したと判断され、放電部６０の放電動作がオンになって、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して放電される。これにより、図３のＡ５に示すように電子機器５１０が使用可能な状態になる。また送電部１２は、通常送電を停止した後、Ｃ９に示すように、着地検出用の間欠送電を行うようになる。

なお本実施形態では図２の受電側の制御部５４として、充電系の制御部と、放電系の制御部が設けられている。充電系の制御部は、受電部５２の整流電圧ＶＣＣ（出力電圧）による電源電圧が供給されて動作する。放電系の制御部や放電部６０は、バッテリー電圧ＶＢＡＴによる電源電圧が供給されて動作する。そして充電部５８、負荷変調部５６の制御等は充電系の制御部が行う。一方、スタートキャパシターの充放電の制御や放電部６０の制御（放電動作のオン・オフ制御）等は、放電系の制御部が行う。

図６のＤ１では、満充電フラグがアクティブレベルであるＨレベルになっており、バッテリー９０の満充電が検出されている。このように満充電が検出されると、図３のＡ３に示すように満充電スタンバイステートに移行し、Ｄ２に示すように満充電後の取り去り検出用の間欠送電が行われる。即ち、期間ＴＲ１の間隔毎に期間ＴＲ２の間隔の送電が行われる。ＴＲ１の間隔は例えば１．５秒であり、ＴＲ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔は、着地検出用の間欠送電の期間ＴＬ１の間隔に比べて、短くなっている。

この取り去り検出用の間欠送電により、図６のＤ３、Ｄ４に示すように受電部５２の整流電圧がＶＣＣ＞６．０Ｖとなり、Ｄ５、Ｄ６に示すように負荷変調が行われる。送電側は、この負荷変調（空の通信データ等）を検出することで、電子機器５１０が未だ取り去られていないことを検出できる。

そして、前述のスタートキャパシターにより設定されるＤ７に示す起動期間ＴＳＴの間隔（例えば３秒）に比べて、取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔（例えば１．５秒）は短い。従って、電子機器５１０が取り去られていない状態では、スタートキャパシターの電圧（充電電圧）は、放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回らず、Ｄ８に示すように放電動作のオフからオンへの切り替わりは行われない。

一方、Ｄ９では、電子機器５１０が取り去られている。そして、Ｄ４に示す取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ２の終了後に、Ｄ１０に示すように、受電部５２の整流電圧ＶＣＣは判定電圧である３．１Ｖを下回るため、Ｄ７に示す起動期間ＴＳＴの計測がスタートする。そしてＤ１１では、スタートキャパシターの電圧が放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回っており、起動期間ＴＳＴの経過が検出されている。これにより、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。またＤ１２に示すように、電子機器５１０の着地検出用の間欠送電が行われるようになる。

図７は、温度異常（温度エラー）によるオーバーオールのウェイトステートでの動作シーケンスを説明するための信号波形図である。

図７のＥ１では、例えばバッテリー温度が５０度に達する温度異常（高温異常）が検出されており、温度エラーフラグがアクティブレベルであるＨレベルになっている。この場合に本実施形態では、Ｅ２に示すようにオーバーオールのウェイト期間ＴＯＷが設定される。このウェイト期間ＴＯＷでは、通常送電は停止し、例えば取り去り検出用の間欠送電が行われる。つまり、図６で説明した満充電スタンバイステートと同様の間欠送電が行われる。例えば温度エラーフラグを含む通信データが、負荷変調により受電側から送電側に送信され、これにより送電部１２の通常送電が停止し、間欠送電が開始する。

ウェイト期間ＴＯＷの間隔は例えば５分であり、ウェイト期間ＴＯＷでは、連続送電である通常送電は行われず、バッテリー９０の充電が行われない。このためバッテリー９０が放熱し、図７のＥ３に示すようにバッテリー温度が低下する。そしてウェイト期間ＴＯＷが経過すると、Ｅ４に示すように通常送電が再開し、バッテリー９０の充電が再開する。この時、本実施形態では、Ｅ５に示すように充電回数を表すサイクル回数の更新処理は行われない。即ち、温度異常に起因するバッテリー充電の繰り返しは、充電回数に含めるべきではないため、サイクル回数（サイクルタイム）を＋１する更新処理は行われない。

図７のＥ６では、再びバッテリー温度が５０度に達し、温度エラーフラグがＨレベルになっている。これによりＥ７に示すウェイト期間ＴＯＷが設定され、通常送電が停止して、間欠送電が行われるようになる。

そして図７のＥ８では、電子機器５１０が取り去られており、図６で説明したスタートキャパシターの電圧が閾値電圧ＶＴを下回ると、Ｅ９に示すように放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わる。そしてＥ１０に示すように送電部１２による着地検出用の間欠送電が行われるようになる。

以上のように本実施形態では、図４のＢ５に示すように受電装置４０が負荷変調を開始したことを条件に、Ｂ６に示すように送電部１２による通常送電が開始する。そしてＢ５の負荷変調が継続されている間は、Ｂ６に示す通常送電は継続する。具体的には図５のＣ５に示すように負荷変調が非検出となった場合に、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。そしてＣ９に示すように送電部１２による着地検出用の間欠送電が行われるようになる。

このように本実施形態では、負荷変調の開始を条件に通常送電を開始し、負荷変調が継続されている間は通常送電を継続し、負荷変調が非検出になると通常送電を停止するという動作シーケンスを採用している。このようにすれば、複雑な認証処理等を不要にでき、シンプルで簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信を実現できるようになる。また、通常送電期間中において、常時の負荷変調による通信を行うことで、電力伝送の状態等に応じた効率的な無接点電力伝送も実現できるようになる。

また本実施形態では、図６のＤ１に示すように、受電側からの通信データに基づいて受電装置４０のバッテリー９０の満充電が検出された場合には、Ｄ２に示すように、送電部１２による通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われるようになる。そしてＤ９に示すように電子機器５１０が取り去られて、当該取り去りが検出されると、Ｄ１２に示すように送電部１２による着地検出用の間欠送電が行われるようになる。

このようにすれば、満充電が検出されると、連続送電である通常送電が停止し、間欠的に電力を伝送する間欠送電に移行するようになる。これにより、取り去り期間等において、無駄に電力が消費されてしまうのを抑制でき、省電力化等を図れるようになる。

また本実施形態では、通信データに基づいて受電側の異常が検出された場合にも、送電部１２による通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われるようになる。この受電側の異常とは、例えばバッテリー９０の電圧が１．０Ｖを下回るバッテリーフェールなどのバッテリー充電エラーや、充電時間が所定期間（例えば６〜８時間）を超えてしまうタイマーエンドのエラーなどである。このようにすれば、受電側の異常が検出された場合に、連続送電である通常送電が自動的に停止して、間欠送電に移行するようになるため、安全性や信頼性等を確保できる。

また受電側の異常として、温度異常が生じた場合にも、送電部１２による通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われる。但し、温度異常の場合には、図７に示すような特別な動作シーケンスが実行される。具体的には、図７のＥ１に示すように通信データ（温度エラーフラグ）に基づいて受電装置４０のバッテリー９０の温度異常（高温エラー）が検出された場合に、通常送電が停止し、Ｅ２に示すようにウェイト期間ＴＯＷの間、送電部１２による間欠送電が行われる。そしてウェイト期間ＴＯＷの経過後に、Ｅ４に示すように送電部１２による通常送電が再開する。

このようにすれば、温度異常の場合には、ウェイト期間ＴＯＷが設定され、そのウェイト期間ＴＯＷの間は、連続送電である通常送電は行われず、バッテリー９０の充電も行われないようになる。これにより、ウェイト期間ＴＯＷを利用して、バッテリー９０の放熱等が可能になる。また、ウェイト期間ＴＯＷの経過後に、通常送電によるバッテリー９０の充電を再開できる。従って、例えば高温の環境等での適切なバッテリー９０の充電制御等を実現できるようになる。

また本実施形態では、図５、図６で説明したように、受電装置４０は、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが低下し、放電動作の起動期間ＴＳＴが経過した後に、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して放電する。具体的には整流電圧ＶＣＣが判定電圧（３．１Ｖ）を下回ってから、起動期間ＴＳＴが経過した後に、放電動作が開始する。即ち、図５のＣ８や図６のＤ１１に示すように、放電部６０の放電動作がオンになって、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。そして本実施形態では、図６のＤ２とＤ７に示すように、起動期間ＴＳＴ（例えば３秒）よりも短い期間ＴＲ１（例えば１．５秒）の間隔で、取り去り検出用の間欠送電が行われる。

このようにすれば、取り去り検出用の期間ＴＲ１の長さでは、起動期間ＴＳＴは経過しないため、取り去り検出用の間欠送電の期間においては放電部６０の放電動作はオンにならないようになる。そして図６のＤ９に示すように、電子機器５１０が取り去られると、取り去り検出用の間欠送電の期間のように整流電圧ＶＣＣが定期的に上昇することはなくなり、Ｄ７に示す起動期間ＴＳＴが経過することで、Ｄ１１に示すように放電部６０の放電動作がオンになる。従って、電子機器５１０の取り去りを検出して、自動的に、放電部６０の放電動作をオンにして、バッテリー９０からの電力を電源供給対象１００に供給できるようになる。

４．通信手法
図８は、負荷変調による通信手法を説明する図である。図８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。

一方、受電側（２次側）では、２次コイルＬ２のコイル端電圧を受電部５２の整流回路５３が整流し、ノードＮＶＣに整流電圧ＶＣＣが出力される。なお、１次コイルＬ１とキャパシターＣＡ１により送電側の共振回路が構成され、２次コイルＬ２とキャパシターＣＡ２により受電側の共振回路が構成されている。

受電側では、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン・オフさせることで、電流源ＩＳの電流ＩＤ２をノードＮＶＣからＧＮＤ側に間欠的に流して、受電側の負荷状態（受電側の電位）を変動させる。

送電側では、負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源ラインに設けられたセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動する。例えば送電側の電源（例えば図１（Ａ）の電源アダプター５０２等の電源装置）と電源電圧制御部１４との間に、電源に流れる電流を検出するためのセンス抵抗ＲＣＳが設けられている。電源電圧制御部１４は、このセンス抵抗ＲＣＳを介して電源から電源電圧が供給される。そして負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源からセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動し、通信部３０が、この電流変動を検出する。そして通信部３０は、検出結果に基づいて、負荷変調により送信される通信データの検出処理を行う。

図９に通信部３０の具体的な構成の一例を示す。図９に示すように通信部３０は、電流検出回路３２、比較回路３４、復調部３６を含む。また、信号増幅用のアンプＡＰ、フィルター部３５を含むことができる。なお通信部３０は図９の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素（例えばバンドパスフィルター部）を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

電流検出回路３２は、電源（電源装置）から送電部１２に流れる電流ＩＤ１を検出する。具体的には電源から電源電圧制御部１４を介して送電部１２に流れる電流ＩＤ１を検出する。この電流ＩＤ１は、例えばドライバー制御回路２２等に流れる電流を含んでいてもよい。

図９では、電流検出回路３２は、ＩＶ変換用アンプＩＶＣにより構成される。ＩＶ変換用アンプＩＶＣは、その非反転入力端子（＋）がセンス抵抗ＲＣＳの一端に接続され、その反転入力端子（−）がセンス抵抗ＲＣＳの他端に接続される。そしてＩＶ変換用アンプＩＶＣは、センス抵抗ＲＣＳに微少の電流ＩＤ１が流れることで生成される微少の電圧ＶＣ１−ＶＣ２を増幅して、検出電圧ＶＤＴとして出力する。この検出電圧ＶＤＴは、アンプＡＰにより更に増幅されて、検出電圧ＶＤＴＡとして比較回路３４に出力される。具体的にはアンプＡＰは、その非反転入力端子に検出電圧ＶＤＴが入力され、その反転入力端子に基準電圧ＶＲＦが入力され、基準電圧ＶＲＦを基準として増幅された検出電圧ＶＤＴＡの信号を出力する。

比較回路３４は、電流検出回路３２による検出電圧ＶＤＴＡと、判定用電圧ＶＣＰ＝ＶＲＦ＋ＶＯＦＦとの比較判定を行う。そして比較判定結果ＣＱを出力する。例えば検出電圧ＶＤＴＡが判定用電圧ＶＣＰを上回っているか、或いは下回っているかの比較判定を行う。この比較回路３４は、例えばコンパレーターＣＰにより構成できる。この場合に、例えば判定用電圧ＶＣＰ＝ＶＲＦ＋ＶＯＦＦの電圧ＶＯＦＦは、コンパレーターＣＰのオフセット電圧などにより実現してもよい。

復調部３６は、比較回路３４の比較判定結果ＣＱ（フィルター処理後の比較判定結果ＦＱ）に基づいて負荷変調パターンを判断する。即ち、負荷変調パターンの復調処理を行うことで、通信データを検出し、検出データＤＡＴとして出力する。送電側の制御部２４は、この検出データＤＡＴに基づいて種々の処理を行う。

なお図９では、比較回路３４と復調部３６との間にフィルター部３５が設けられている。そして復調部３６は、フィルター部３５によるフィルター処理後の比較判定結果ＦＱに基づいて、負荷変調パターンを判断する。このフィルター部３５としては、例えばデジタルフィルターなどを用いることができるが、フィルター部３５としてパッシブのフィルターを用いてもよい。フィルター部３５を設けることで、例えば後述する図１１のＦ１、Ｆ２でのノイズの悪影響等を低減できる。

フィルター部３５、復調部３６は、例えば駆動クロック信号ＦＣＫが供給されて動作する。駆動クロック信号ＦＣＫは、送電周波数を規定する信号であり、ドライバー制御回路２２は、この駆動クロック信号ＦＣＫが供給されて、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を駆動する。そして、一次コイルＬ１は、この駆動クロック信号ＦＣＫで規定される周波数（送電周波数）で駆動されることになる。

なお、通信部３０に、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を設けてもよい。この場合には通信部３０は、バンドパスフィルター部の出力に基づいて受電装置４０からの通信データを検出する。具体的には、バンドパスフィルター部は、電流検出回路３２による検出電圧ＶＤＴに対して、バンドパスフィルター処理を行う。そして比較回路３４は、バンドパスフィルター部によるバンドパスフィルター処理後の検出電圧ＶＤＴＡと判定用電圧ＶＣＰの比較判定を行う。このバンドパスフィルター部は、例えばＩＶ変換用アンプＩＶＣとアンプＡＰの間に設けることができる。

図１０は、受電側の通信構成を説明する図である。受電部５２は、駆動クロック信号ＦＣＫに対応する周波数のクロック信号を抽出して、通信データ生成部５５に供給する。通信データ生成部５５は、図２の制御部５４に設けられており、供給されたクロック信号に基づいて通信データの生成処理を行う。そして通信データ生成部５５は、生成された通信データを送信するための制御信号ＣＳＷを負荷変調部５６に出力し、この制御信号ＣＳＷにより例えばスイッチ素子ＳＷのオン・オフ制御を行って、通信データに対応する負荷変調を負荷変調部５６に行わせる。

負荷変調部５６は、例えば第１の負荷状態、第２の負荷状態というように、受電側の負荷状態（負荷変調による負荷）を変化させることで、負荷変調を行う。第１の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオンになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が高負荷（インピーダンス小）になる状態である。第２の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオフになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が低負荷（インピーダンス大）になる状態である。

そして、これまでの負荷変調手法では、例えば第１の負荷状態を、通信データの論理レベル「１」（第１の論理レベル）に対応させ、第２の負荷状態を、通信データの論理レベル「０」（第２の論理レベル）に対応させて、受電側から送電側への通信データの送信を行っていた。即ち、通信データのビットの論理レベルが「１」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオンにし、通信データのビットの論理レベルが「０」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオフにすることで、所定のビット数の通信データを送信していた。

しかしながら、例えばコイル間の結合度が低かったり、コイルが小型であったり、送電電力も低パワーであるような用途では、このような従来の負荷変調手法では、適正な通信の実現が難しい。即ち、負荷変調により受電側の負荷状態を、第１の負荷状態、第２の負荷状態というように変化させても、ノイズ等が原因で、通信データの論理レベル「１」、「０」のデータ検出エラーが発生してしまう。つまり、受電側で負荷変調を行っても、この負荷変調により、送電側のセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１は、非常に微少な電流となる。このため、ノイズが重畳すると、データ検出エラーが発生し、ノイズ等を原因とする通信エラーが発生してしまう。

例えば図１１は、検出電圧ＶＤＴＡ、比較回路３０の判定用電圧ＶＣＰ及び比較判定結果ＣＱの信号波形を模式的に示した図である。図１１に示すように、検出電圧ＶＤＴＡは、基準電圧ＶＲＦを基準にして変化する電圧信号になっており、判定用電圧ＶＣＰは、この基準電圧ＶＲＦにコンパレーターＣＰのオフセット電圧ＶＯＦＦを加算した電圧信号になっている。

そして図１１に示すように、例えば検出電圧ＶＤＴＡの信号にノイズが重畳すると、Ｆ１、Ｆ２に示すように比較判定結果ＣＱの信号のエッジの位置が変化し、期間ＴＭ１の幅（間隔）が長くなったり、短くなるというように変動してしまう。例えば期間ＴＭ１が論理レベル「１」に対応する期間であるとすると、期間ＴＭ１の幅が変動すると、通信データのサンプリングエラーが発生してしまい、通信データの検出エラーが生じる。特に、通常送電期間において常時の負荷変調を行って通信を行う場合には、通信データに重畳されるノイズが多くなる可能性があり、通信データの検出エラーが発生する確率が高くなってしまう。

そこで本実施形態では、通信データの各ビットの論理レベル「１」（データ１）、論理レベル「０」（データ０）を、負荷変調パターンを用いて、受電側から送信し、送電側において検出する手法を採用している。

具体的には図１２に示すように、受電側の負荷変調部５６は、送電装置１０に送信する通信データの第１の論理レベル「１」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１となる負荷変調を行う。一方、通信データの第２の論理レベル「０」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２となる負荷変調を行う。

そして送電側の通信部３０（復調部）は、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１である場合には、第１の論理レベル「１」の通信データであると判断する。一方、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２である場合には、第２の論理レベル「０」の通信データであると判断する。

ここで負荷変調パターンは、第１の負荷状態と第２の負荷状態で構成されるパターンである。第１の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば高負荷になる状態である。具体的には、図１２において、第１の負荷状態の期間ＴＭ１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになって、電流源ＩＳの電流がノードＮＶＣからＧＮＤ側に流れる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＨレベル（ビット＝１）に対応する期間である。

一方、第２の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば低負荷になる状態である。具体的には、図１２において第２の負荷状態の期間ＴＭ２は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＬレベル（ビット＝０）に対応する期間である。

そして図１２において、第１のパターンＰＴ１は、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が第２のパターンＰＴ２に比べて長くなるパターンとなっている。このように第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第２のパターンＰＴ２に比べて長い第１のパターンＰＴ１については、論理レベル「１」であると判断される。一方、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１のパターンＰＴ１に比べて短い第２のパターンＰＴ２については、論理レベル「０」であると判断される。

図１２に示すように、第１のパターンＰＴ１は、例えば（１１１０）のビットパターンに対応するパターンである。第２のパターンＰＴ２は、例えば（１０１０）のビットパターンに対応するパターンである。これらのビットパターンにおいて、ビット＝１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになる状態に対応し、ビット＝０は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる状態に対応する。

例えば受電側は、送信する通信データのビットが論理レベル「１」である場合には、第１のパターンＰＴ１に対応する（１１１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。具体的には、スイッチ素子ＳＷを、順に、オン、オン、オン、オフにするスイッチ制御を行う。そして送電側は、負荷変調パターンが、（１１１０）のビットパターンに対応する第１のパターンＰＴ１であった場合には、通信データのビットの論理レベルは「１」であると判断する。

一方、受電側は、送信する通信データのビットが論理レベル「０」である場合には、第２のパターンＰＴ２に対応する（１０１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。具体的には、スイッチ素子ＳＷを、順に、オン、オフ、オン、オフにするスイッチ制御を行う。そして送電側は、負荷変調パターンが、（１０１０）のビットパターンに対応する第２のパターンＰＴ２であった場合には、通信データのビットの論理レベルは「０」であると判断する。

ここで、送電部１２の駆動周波数をＦＣＫとし、駆動周期をＴ＝１／ＦＣＫとした場合には、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２の長さは、例えば５１２×Ｔと表すことができる。この場合に、１つのビット区間の長さは、（５１２×Ｔ）／４＝１２８×Ｔと表される。従って、受電側は、通信データのビットが論理レベル「１」である場合には、例えば１２８×Ｔの間隔で、第１のパターンＰＴ１に対応する（１１１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。また受電側は、通信データのビットが論理レベル「０」である場合には、例えば１２８×Ｔの間隔で、第２のパターンＰＴ２に対応する（１０１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。

一方、送電側は、例えば図１３に示す手法で通信データの検出処理及び取り込み処理を行う。例えば通信部３０（復調部）は、第１のパターンＰＴ１における第１の負荷状態の期間ＴＭ１内に設定された第１のサンプリングポイントＳＰ１から、所与のサンプリング間隔ＳＩで負荷変調パターンのサンプリングを行って、所与のビット数の通信データを取り込む。

例えば図１３のサンプリングポイントＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ６は、サンプリング間隔ＳＩ毎に設定されるサンプリングポイントである。このサンプリング間隔ＳＩは、負荷変調パターンの長さに対応する間隔である。即ち、負荷変調パターンである第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２の長さに対応する間隔である。例えば図１２では、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２の長さは５１２×Ｔ（＝５１２／ＦＣＫ）となっているため、サンプリング間隔ＳＩの長さも５１２×Ｔになる。

そして図１３では、期間ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６での負荷変調パターンは、各々、ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ２、ＰＴ２になっている。ここで期間ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６はサンプリングポイントＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ６に対応する期間である。従って、図１３の場合には、第１のサンプリングポイントＳＰ１から、サンプリング間隔ＳＩで負荷変調パターンのサンプリングを行うことで、例えばビット数＝６である通信データ（１０１０００）が取り込まれることになる。

具体的には通信部３０は、信号レベルがＨレベルとなるパルスを検出し、そのパルスの幅が第１の範囲幅内（例えば２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）である場合に、ビット同期を行う。そして、ビット同期した場合には、そのパルス幅の中心点に第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定し、第１のサンプリングポイントＳＰ１からサンプリング間隔ＳＩ（例えば５１２×Ｔ）毎に信号を取り込む。そして取り込んだ信号のレベルが、Ｈレベルであれば、論理レベル「１」（第１のパターンＰＴ１）であると判断し、Ｌレベルであれば、論理レベル「０」（第２のパターンＰＴ２）であると判断する。このようにすることで、図１３では、通信データ（１０１０００）が取り込まれることになる。実際には、ビット同期後（ＳＰ１での１ビット分のデータを取り込んだ後）、１５ビット分のデータを取り込むことで、全体として１６ビット分の通信データが取り込まれる。この１６ビットの通信データでは最初の１ビット（ビット同期したビット）は必ず「１」になる。

このように本実施形態では、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１の範囲幅内（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）である場合に、図１３に示すように、第１の負荷状態の期間ＴＭ１内に、第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定する。即ち、信号レベルがＨレベルとなる期間ＴＭ１の幅が、第１の範囲幅内である場合に、ビット同期を行い、その期間ＴＭ１内の例えば中心点に、第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定する。そして、設定された第１のサンプリングポイントＳＰ１から、サンプリング間隔ＳＩ毎にサンプリングを行う。ここで第１の範囲幅（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）は、第１のパターンＰＴ１における第１の負荷状態の期間ＴＭ１（３８４×Ｔ）に対応して設定される範囲幅である。

即ち、図１１で説明したように、ノイズ等が原因となって、期間ＴＭ１の幅は変動してしまう。そして第１のパターンＰＴ１における期間ＴＭ１の幅のティピカル値は、３ビット分（１１１）に対応する幅である１２８×３×Ｔ＝３８４×Ｔである。従って、この３８４×Ｔを含むような第１の範囲幅２２０×Ｔ〜５１１×Ｔを設定する。そして、第１の範囲幅２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ内であるＨレベルの期間については、第１のパターンＰＴ１の期間ＴＭ１であると判断し、第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定するためのビット同期を行う。このようにすることで、図１１に示すようにノイズが信号に重畳している場合にも、適正なビット同期を行って、適切な第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定できるようになる。

そして、このように第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定した後は、サンプリング間隔ＳＩ毎にサンプリングを行い、各サンプリングポイントでの信号レベルに基づいて、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のいずれなのかを判断する。即ち、通信部３０は、第１のサンプリングポイントＳＰ１の次の第２のサンプリングポイントＳＰ２において、負荷状態が第１の負荷状態である場合（信号レベルがＨレベルである場合）には、第２のサンプリングポイントＳＰ２での負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１であると判断する。即ち、通信データのビットの論理レベルが「１」であると判断する。

一方、第２のサンプリングポイントＳＰ２において、負荷状態が第２の負荷状態である場合（信号レベルがＬレベルである場合）には、第２のサンプリングポイントＳＰ２での負荷変調パターンが第２のパターンＰＴ２であると判断する。即ち、通信データのビットの論理レベルが「０」であると判断する。その後のサンプリングポイントにおいても同様である。

例えば図１３では、サンプリングポイントＳＰ２での負荷状態は第２の負荷状態（Ｌレベル）であるため、第２のパターンＰＴ２であると判断され、論理レベルが「０」であると判断される。サンプリングポイントＳＰ３での負荷状態は第１の負荷状態（Ｈレベル）であるため、第１のパターンＰＴ１であると判断され、論理レベルが「１」であると判断される。サンプリングポイントＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ６での負荷状態は第２の負荷状態（Ｌレベル）であるため、第２のパターンＰＴ２であると判断され、論理レベルが「０」であると判断される。

なお、図１３の各サンプリングポイントＳＰ２〜ＳＰ６において、そのサンプリングポイントを含む負荷状態の期間の幅が、所定の範囲幅内であるか否かを確認するようにしてもよい。

例えば第２のサンプリングポイントＳＰ２において、負荷状態が第１の負荷状態（Ｈレベル）であり、且つ、第２のサンプリングポイントＳＰ２を含む第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１の範囲幅内（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）である場合には、第２のサンプリングポイントＳＰ２での負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１（論理レベル「１」）であると判断する。

一方、第２のサンプリングポイントＳＰ２において、負荷状態が第２の負荷状態（Ｌレベル）であり、且つ、第２のサンプリングポイントＳＰ２を含む第２の負荷状態の期間ＴＭ２の幅が、第２の範囲幅内（例えば８０×Ｔ〜１５０×Ｔ）である場合には、第２のサンプリングポイントＳＰ２での負荷変調パターンが第２のパターンＰＴ２（論理レベル「０」）であると判断する。

ここで第２の範囲幅（８０×Ｔ〜１５０×Ｔ）は、第２のパターンＰＴ２における第２の負荷状態の期間ＴＭ２（１２８×Ｔ）に対応して設定される範囲幅である。期間ＴＭ２のティピカル値は、１ビットに対応する幅である１２８×Ｔとなるため、この１２８×Ｔを含むような第２の範囲幅８０×Ｔ〜１５０×Ｔが設定される。

以上のように本実施形態では、負荷変調パターンを判別して通信データの論理レベルを判定している。例えば従来では、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになる第１の負荷状態を論理レベル「１」と判断し、スイッチ素子ＳＷがオフになる第２の負荷状態を論理レベル「０」と判断するような手法を採用している。しかしながら、この従来例の手法では、図１１で説明したように、ノイズ等が原因で通信データの検出エラーが発生してしまうおそれがある。

これに対して本実施形態では、負荷変調パターンが、例えば図１２に示すような第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のいずれであるかを判別することで、通信データの各ビットの論理レベルを検出している。従って、図１１のようなノイズが多いような状況においても、通信データの適正な検出が可能になる。即ち、図１２の第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２では、例えば第１の負荷状態（Ｈレベル）の期間ＴＭ１の幅が大きく異なっており、本実施形態では、この期間ＴＭ１の幅の違いを判別することで、パターンを判別して、通信データの各ビットの論理レベルを検出している。例えば図１３の最初のビット同期において、期間ＴＭ１の幅が第１の範囲幅内（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）である場合に、その期間ＴＭ１の中心点にサンプリングポイントＳＰ１を設定し、その後のサンプリングポイントＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４・・・での信号の取り込みを行っている。従って、例えばノイズが原因でサンプリングポイントＳＰ１での期間ＴＭ１の幅等が変動した場合にも、通信データの適正な検出が可能になる。また、以降のサンプリングポイントＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４・・・は、サンプリング間隔ＳＩに基づき簡素な処理で設定できるため、通信データの検出処理の処理負荷も軽減できるという利点がある。

なお本実施形態の通信手法は、図１２、図１３等で説明した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１２では第１のパターンＰＴ１に論理レベル「１」を対応づけ、第２のパターンＰＴ２に論理レベル「０」を対応づけているが、この対応づけは逆であってもよい。また、図１２の第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は負荷変調パターンの一例であり、本実施形態の負荷変調パターンはこれに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１２では、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は同じ長さに設定されているが、異なる長さに設定してもよい。また図１２では、ビットパターン（１１１０）の第１のパターンＰＴ１と、ビットパターン（１０１０）の第２のパターンＰＴ２を用いているが、これらとは異なったビットパターンの第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２を採用してもよい。例えば第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は、少なくとも第１の負荷状態の期間ＴＭ１（或いは第２の負荷状態の期間ＴＭ２）の長さが異なるパターンであればよく、図１２とは異なる種々のパターンを採用できる。

図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に、本実施形態で用いられる通信データのフォーマットの例を示す。

図１４（Ａ）では、通信データは６４ビットで構成され、この６４ビットで１つのパケットが構成される。一番目の１６ビットは００ｈとなっている。例えば受電側の負荷変調を検出して送電側が通常送電（或いは間欠送電）を開始する場合に、通信部３０の電流検出回路３２等が動作して、通信データを適正に検出できるようになるまでに、ある程度の時間が必要になる。このため、一番目の１６ビットには、ダミー（空）のデータである００ｈを設定する。送電側は、この１番目の１６ビットの００ｈの通信期間において、例えばビット同期のために必要な種々の処理を行うことになる。

次の２番目の１６ビットには、データコードと、整流電圧（ＶＣＣ）の情報が設定される。データコードは、図１４（Ｂ）に示すように、次の３番目の１６ビットで通信されるデータを特定するためのコードである。整流電圧（ＶＣＣ）は、送電装置１０の送電電力設定情報として用いられる。具体的には、電源電圧制御部１４は、この整流電圧（ＶＣＣ）の情報等に基づいて、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する電源電圧ＶＤＲＶを可変に制御し、これにより送電部１２の送電電力を可変に制御する。

３番目の１６ビットには、データコードでの設定に従って、温度、充電電圧、充電電流、ステータスフラグ、サイクル回数、或いはＩＣ番号などの情報が設定される。温度は例えばバッテリー温度などである。充電電圧、充電電流は、バッテリー９０の充電電圧（ＶＢＡＴ等）、充電電流であり、充電状態を表す情報である。ステータスフラグは、例えば温度エラー（高温異常、低温異常）、バッテリーエラー（１．０Ｖ以下のバッテリー電圧）、過電圧エラー、タイマーエラー、満充電（ノーマルエンド）などの受電側のステータスを表す情報である。サイクル回数（サイクルタイム）は充電回数を表す情報である。ＩＣ番号は、制御装置のＩＣを特定するための番号である。４番目の１６ビットにはＣＲＣの情報が設定される。ＣＲＣは、ＣＲＣのエラーチェックのための情報である。

なお、図４において電子機器５１０の着地が検出されて、ＶＣＣ＞６．０Ｖになった場合に、Ｂ５の負荷変調では、まず初めに例えば１パケット（６４ビット）の空データ（ダミーデータ）の通信データが送信される。そして送電側は、この空データの通信データを検出して、通常送電を開始することになる。

図１５は、本実施形態の通信処理の詳細例を説明するフローチャートである。まず、受電側（制御部５４）は、整流電圧がＶＣＣ＞６．０Ｖであるか否かを判断する（ステップＳ１）。例えば送電側が電力を送電すると、受電側が受電した電力により整流電圧ＶＣＣが上昇して、ＶＣＣ＞６．０Ｖになる。例えば受電側の制御装置５０は、送電側の送電電力による電源で動作する。このため、送電側から電力が送電されていない期間では、制御装置５０（放電系の回路を除く）は電源が供給されず、例えばリセット状態となっている。

整流電圧がＶＣＣ＞６．０Ｖになると、受電側は、まず初めに、負荷変量によりＩＣ番号を送電側に送信する（ステップＳ２）。例えば図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）において、データコードによりＩＣ番号の通信を指定して、ＩＣ番号の情報を含む通信データを送信する。

そして、例えばバッテリー電圧がＶＢＡＴ＜２．５Ｖのときの予備充電（過放電バッテリーに対する充電）の場合や、ＶＢＡＴ＜１．０Ｖのときのバッテリーエラーの場合など、通常充電を開始できなかった場合（ステップＳ３：ＮＯ）には、受電側は、整流電圧、充電電圧、充電電流、温度、ステータスフラグ等の情報を含む通信データを負荷変調により送信する（ステップＳ４）。

一方、通常充電を開始できた場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、充電のサイクル回数を１だけインクリメントし（ステップＳ５）、インクリメント後のサイクル回数を負荷変調により送信する（ステップＳ６）。そして通常充電の期間では、整流電圧、充電電圧、充電電流、温度、ステータスフラグ等の情報を含む通信データの送信が繰り返される（ステップＳ７）。送電側は、これらの情報に基づいて受電側の充電状態等を判断できる。

なお、以上では本実施形態の通信手法の一例を示したが、本実施形態の通信手法はこれに限定されず種々の変形実施が可能である。例えば本実施形態の通信手法は、図１２、図１３のように負荷変調パターンを論理レベルに対応づける手法には限定されず、例えば第１の負荷状態を論理レベル「１」に対応づけ、第２の負荷状態を論理レベル「０」に対応づける手法などを採用してもよい。また、通信データのフォーマットや通信処理も図１３、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に示す手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。

５．電力制御
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。

具体的には、制御部２４は、通常送電の期間では、通信データが含む送電電力設定情報に基づき可変に変化する電源電圧ＶＤＲＶを、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させる。これにより、送電部１２の送電電力が、送電電力設定情報に基づき可変に制御されるようになる。

一方、制御部２４は、着地検出用、取り去り検出用の間欠送電の期間では、着地検出用、取り去り検出用の電源電圧ＶＤＲＶを、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させる。

ここで、着地検出用、取り去り検出用の電源電圧は、図４、図５、図６の１次コイル駆動電圧の信号波形において、高電位側の電圧レベルに対応する電圧である。これらの着地検出用の電源電圧と取り去り検出用の電源電圧は同じ電圧であってもよいし、異なる電圧であってもよい。例えば、取り去り検出用の電源電圧を、着地検出用の電源電圧よりも高い電圧に設定してもよい。取り去り検出用の電源電圧を高い電圧に設定することで、図３において電子機器５１０が実際には取り去られていないのに、取り去られたと誤検出されるような事態を抑制できる。

或いは制御部２４は、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧として、可変の電圧を、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させてもよい。

着検出用の電源電圧として、例えば６Ｖ、９Ｖというように２種類の電源電圧を用意することで、広い範囲での着地検知が可能となる。例えばＬ１、Ｌ２のコイル間が近い場合に、いきなり高い電圧（例えば９Ｖ）の電源電圧を印加すると、受電側（２次側）の耐圧を超えてしまい、問題が生じる可能性がある。一方、低い電圧（例えば６Ｖ）の電源電圧では、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が遠い場合などに、適切な着地検出等を実現できなくなるという問題がある。

この点、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧を可変に制御すれば、上記の問題を解決できる。例えば着地検出用又は取り去り検出用の間欠送電において、送電期間（ＴＬ２、ＴＲ２）の前半期間で、例えば６Ｖの電圧で駆動した後に、当該送電期間（ＴＬ２、ＴＲ２）の後半の期間で、９Ｖ（ＴＬ２＝５０msec）の電圧で駆動する。こうすることで、より広い範囲の着地が可能になる。この場合に、例えば６Ｖから９Ｖというように、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧等を徐々に上昇させる制御を行ってもよい。

図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は、送電電力設定情報（整流電圧ＶＣＣ等）に基づいて送電電力を制御する手法を説明する図である。

図１６（Ａ）は、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離を近づけた場合の例を示している。この場合には９Ｖの電源電圧ＶＤＲＶでの着地検出が行われた後、コイル間の距離が近づくにつれて、電源電圧ＶＤＲＶが徐々に低下する制御が行われる。即ち、電源電圧制御部１４は、制御部２４の制御の下で、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶを低下させる制御を行う。つまり、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが一定になるように電源電圧ＶＤＲＶが制御される。これにより、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が近づいた場合にも、受電装置４０の受電電力が一定になるような電力制御が行われ、最適で安定した電力制御を実現できる。

図１６（Ｂ）は、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離を離した場合の例を示している。この場合には、コイル間の距離が離れるにつれて、電源電圧ＶＤＲＶが徐々に上昇する制御が行われる。即ち、電源電圧制御部１４は、制御部２４の制御の下で、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶを上昇させる制御を行う。つまり、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが一定になるように電源電圧ＶＤＲＶが制御される。これにより、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が離れた場合にも、受電装置４０の受電電力が一定になるような電力制御が行われ、最適で安定した電力制御を実現できるようになる。

図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は本実施形態の電力制御の効果について説明する図である。図１７（Ａ）において、Ｚは、図１（Ｂ）に示すＬ１、Ｌ２のコイルにおいて高さ方向に沿った軸であるＺ軸での距離を表すものである。ｒは、Ｚ軸に直交するＸＹ平面での位置ズレ（コイル中心から半径方向での位置ズレ）の距離を表すものである。図１７（Ａ）に示すように、６Ｖや９Ｖの固定の電源電圧を用いる場合に比べて、送電電力設定情報に基づき電源電圧を可変に制御する本実施形態の手法によれば、位置余裕度を向上できる。

また図１７（Ｂ）において、Ｉｉｎは、電源から受電側の装置（送電部１２、制御装置２０等）に流れる消費電流を表すものである。図１７（Ｂ）に示すように、電源電圧を６Ｖ、９Ｖ、１２Ｖに固定する手法に比べて、送電電力設定情報に基づき電源電圧を可変に制御する本実施形態の手法によれば、省電力化を図れるようになる。

６．受電部、充電部
図１８に、受電部５２、充電部５８等の詳細な構成例を示す。図１８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。

トランジスターＴＡ１は、２次コイルＬ２の一端のノードＮＢ１と、ＧＮＤ（低電位側電源電圧）のノードとの間に設けられる。トランジスターＴＡ２は、ノードＮＢ１と整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとの間に設けられる。トランジスターＴＡ３は、２次コイルＬ２の他端のノードＮＢ２と、ＧＮＤのノードとの間に設けられる。トランジスターＴＡ４は、ノードＮＢ２とノードＮＶＣとの間に設けられる。これらのトランジスターＴＡ１〜ＴＡ４の各々のドレイン・ソース間にはボディーダイオードが設けられている。整流制御部５１は、トランジスターＴＡ１〜ＴＡ４のゲートに対して制御信号を出力して、整流電圧ＶＣＣを生成するための整流制御を行う。

整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとＧＮＤのノードとの間には抵抗ＲＢ１、ＲＢ２が直列に設けられている。整流電圧ＶＣＣを、抵抗ＲＢ１、ＲＢ２で電圧分割した電圧ＡＣＨ１が、例えば図２のＡ／Ｄ変換回路６５に入力される。これにより整流電圧ＶＣＣの監視が可能になり、整流電圧ＶＣＣの情報に基づく電力制御等を実現できる。

レギュレーター５７は、整流電圧ＶＣＣの電圧調整（レギュレート）を行って、電圧ＶＤ５を出力する。この電圧ＶＤ５は、トランジスターＴＣ１を介して、充電部５８のＣＣ充電回路５９に供給される。トランジスターＴＣ１は、例えば充電電圧ＶＢＡＴが所与の電圧（例えば４．２５Ｖ）を超える過電圧の検出時において、制御信号ＧＣ１に基づいてオフになる。なお制御装置５０の各回路（放電部６０等の放電系の回路を除く回路）は、この電圧ＶＤ５に基づく電圧（ＶＤ５をレギュレートした電圧等）を電源電圧として動作する。

ＣＣ充電回路５９は、トランジスターＴＣ２と、演算増幅器ＯＰＣと、抵抗ＲＣ１と、電流源ＩＳＣを有する。トランジスターＴＣ２は、演算増幅器ＯＰＣの出力信号に基づき制御される。演算増幅器ＯＰＣの非反転入力端子は、抵抗ＲＣ１の一端に接続される。抵抗ＲＣ１の他端は、制御装置５０の外付け部品として設けられるセンス抵抗ＲＳの一端に接続される。センス抵抗ＲＳの他端は、演算増幅器ＯＰＣの反転入力端子に接続される。電流源ＩＳＣは、演算増幅器ＯＰＣの非反転入力端子とＧＮＤのノードとの間に設けられる。電流源ＩＳＣに流れる電流は、信号ＩＣＤＡに基づいて制御される。

演算増幅器ＯＰＣの仮想接地により、抵抗ＲＣ１の一端の電圧（非反転入力端子の電圧）と、センス抵抗ＲＳの他端の電圧ＶＣＳ２（反転入力端子の電圧）が等しくなるように、トランジスターＴＣ２が制御される。信号ＩＣＤＡの制御により電流源ＩＳＣに流れる電流をＩＤＡとし、抵抗ＲＳに流れる電流をＩＲＳとする。すると、ＩＲＳ×ＲＳ＝ＩＤＡ×ＲＣ１となるように、制御される。即ち、このＣＣ充電回路５９では、センス抵抗ＲＳに流れる電流ＩＲＳ（充電電流）が、信号ＩＣＤＡにより設定される一定の電流値になるように制御される。これにより、ＣＣ（Constant-Current）充電が可能になる。

充電時には、信号ＣＨＯＮがアクティブになる。これにより、トランジスターＴＣ３、ＴＣ４がオン状態になり、バッテリー９０への充電が行われるようになる。またトランジスターＴＣ３のゲートと充電電圧ＶＢＡＴのノードＮＢＡＴとの間に設けられる抵抗ＲＣ２等により、バッテリー９０からの逆流も防止される。またノードＮＢＡＴとＧＮＤのノードとの間には抵抗ＲＣ３、ＲＣ４が直列に設けられており、充電電圧ＶＢＡＴを、抵抗ＲＣ３、ＲＣ４で電圧分割した電圧ＡＣＨ２が、Ａ／Ｄ変換回路６５に入力される。これにより充電電圧ＶＢＡＴの監視が可能になり、バッテリー９０の充電状態に応じた各種の制御を実現できる。

またバッテリー９０の近くには、サーミスターＴＨ（広義には温度検出部）が設けられている。このサーミスターＴＨの一端の電圧ＲＣＴが制御装置５０に入力され、これによりバッテリー温度の測定が可能になる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また送電側、受電側の制御装置、送電装置、受電装置の構成・動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

Ｌ１ １次コイル、Ｌ２ ２次コイル、ＤＲ１、ＤＲ２ 送電ドライバー、
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）、
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、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 (15)

1. 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、
   前記制御部は、
   前記受電装置が前記負荷変調を開始したことを条件に、前記送電部による通常送電を開始させ、
   前記負荷変調が継続されている間は、前記送電部による前記通常送電を継続させることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１において、
   前記制御部は、
   前記負荷変調が非検出となった場合に、前記通常送電を停止させ、着地検出用の間欠送電を前記送電部に行わせることを特徴とする制御装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記制御部は、
   前記通信データに基づいて前記受電装置のバッテリーの満充電が検出された場合に、前記通常送電を停止させ、取り去り検出用の間欠送電を前記送電部に行わせることを特徴とする制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記制御部は、
   前記通信データに基づいて受電側の異常が検出された場合に、前記通常送電を停止させ、取り去り検出用の間欠送電を前記送電部に行わせることを特徴とする制御装置。
5. 請求項３又は４において、
   前記受電装置は、前記受電部の出力電圧が低下し、放電動作の起動期間が経過した後に、バッテリーからの電力を電力供給対象に対して放電し、
   前記制御部は、
   前記起動期間よりも短い期間の間隔で、前記取り去り検出用の間欠送電を前記送電部に行わせることを特徴とする制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記制御部は、
   前記通信データに基づいて前記受電装置のバッテリーの温度異常が検出された場合に、前記通常送電を停止させ、ウェイト期間の間、間欠送電を前記送電部に行わせ、前記ウェイト期間の経過後に、前記通常送電を再開させることを特徴とする制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   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。
8. 請求項７において、
   前記制御部は、
   前記通常送電の期間では、前記通信データが含む送電電力設定情報に基づき可変に変化する前記電源電圧を、前記電源電圧制御部から前記送電ドライバに供給させ、
   着地検出用、取り去り検出用の間欠送電の期間では、着地検出用、取り去り検出用の前記電源電圧を、前記電源電圧制御部から前記送電ドライバーに供給させることを特徴とする制御装置。
9. 請求項８において、
   前記制御部は、
   着地検出用又は取り去り検出用の前記電源電圧として、可変の電圧を、前記電源電圧制御部から前記送電ドライバーに供給させることを特徴とする制御装置。
10. 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受電側の制御装置であって、
    前記送電装置からの電力を受電する受電部が受電した電力に基づいて、バッテリーを充電する充電部と、
    負荷変調により、前記送電装置に対して通信データを送信する負荷変調部と、
    前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する放電部と、
    前記放電部を制御する制御部と、
    を含み、
    前記負荷変調部は、
    着地が検出された場合に、前記負荷変調を開始し、
    前記制御部は、
    着地が検出された場合に、前記放電部の放電動作を停止することを特徴とする制御装置。
11. 請求項１０において、
    前記制御部は、
    取り去り期間において、前記放電部に放電動作を行わせることを特徴とする制御装置。
12. 請求項１０又は１１において、
    前記制御部は、
    前記受電部の出力電圧に基づいて、着地検出、取り去り検出を行うことを特徴とする制御装置。
13. 請求項１０乃至１２のいずれかにおいて、
    前記負荷変調部は、
    前記負荷変調により、送電電力設定情報を含む前記通信データを前記送電装置に送信することを特徴とする制御装置。
14. 請求項１乃至１３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。
15. 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、
    前記送電装置から受電した電力に基づいて、バッテリーを充電し、前記負荷変調により、前記送電装置に対して通信データを送信すると共に、前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給し、
    前記受電装置は、
    着地が検出された場合に、前記負荷変調を開始すると共に、前記バッテリーの放電動作を停止し、
    前記送電装置は、
    前記受電装置が前記負荷変調を開始したことを条件に、通常送電を開始し、前記負荷変調が継続されている間は、前記通常送電を継続することを特徴とする無接点電力伝送システム。