JP2020188547A - Power receiving device and control method thereof, and wireless power transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無線電力伝送システム、受電装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a wireless power transmission system, a power receiving device, and a control method thereof.
近年、無線電力伝送システムの技術開発が広く行われている。特許文献1では、非接触充電規格の標準化団体(Wireless Power Consortium(以下、WPC))が策定する規格に準拠した送電装置および受電装置が開示されている。また、特許文献2には、非接触充電の送電装置および受電装置間の機器認証方法が開示されている。一方、WPC規格では、受電装置から送電装置に送電停止を要求することにより、送電装置による無線電力伝送が停止する。受電装置は、例えば、バッテリの充電状態など、装置の状態に応じて送電停止の要求を行う。 In recent years, technological development of wireless power transmission systems has been widely carried out. Patent Document 1 discloses a power transmission device and a power receiving device conforming to a standard established by a standardization body for a non-contact charging standard (Wireless Power Consortium (WPC)). Further, Patent Document 2 discloses a device authentication method between a non-contact charging power transmitting device and a power receiving device. On the other hand, in the WPC standard, wireless power transmission by the power transmission device is stopped by requesting the power transmission device to stop power transmission from the power receiving device. The power receiving device requests to stop power transmission according to the state of the device, such as the state of charge of the battery.
特許文献2のような機器認証を行う場合、受電装置と送電装置の双方で認証に関する情報が保持されることが考えられ、その保持される情報を基に、次回以降の認証を簡略化することが考えられる。 When performing device certification as in Patent Document 2, it is conceivable that information on certification is retained in both the power receiving device and the power transmission device, and based on the retained information, the authentication from the next time onward should be simplified. Can be considered.
送電停止の要求が発行されて送電が停止すると、受電装置と送電装置は機器認証を行うことができなくなる。例えば、バッテリが満充電の状態の受電装置を送電装置に載置すると、受電装置は起動後直ちに送電装置に対して送電停止を要求してしまい、両装置間の機器認証が行われない。そのため、機器認証が行われることを期待して送電装置に受電装置を載置しても、機器認証が実行されない場合があった。 When a request to stop power transmission is issued and power transmission is stopped, the power receiving device and the power transmitting device cannot perform device certification. For example, if a power receiving device in which the battery is fully charged is placed on the power transmission device, the power receiving device requests the power transmission device to stop power transmission immediately after the start, and device authentication between the two devices is not performed. Therefore, even if the power receiving device is mounted on the power transmission device in the expectation that the device authentication will be performed, the device authentication may not be executed.
本発明は、送電停止の要求を実行するタイミングを適切に制御する技術を提供する。 The present invention provides a technique for appropriately controlling the timing of executing a power transmission stop request.
本発明の一態様による受電装置は、以下の構成を備える。すなわち、
送電装置から無線で受電する受電装置であって、
前記送電装置が所定の認証に対応しているか否か、および、前記送電装置との間で前記所定の認証が完了しているか否かを含む認証状態を判定する判定手段と、
前記送電装置に送電停止を要求する要求手段と、を備え、
前記要求手段は、前記判定手段により判定された前記認証状態に基づいて、前記送電停止を要求するタイミングを決定する。
The power receiving device according to one aspect of the present invention has the following configurations. That is,
It is a power receiving device that receives power wirelessly from the power transmission device.
A determination means for determining an authentication state including whether or not the power transmission device supports a predetermined authentication and whether or not the predetermined authentication has been completed with the power transmission device.
The power transmission device is provided with a requesting means for requesting a power transmission stop.
The requesting means determines the timing of requesting the power transmission stop based on the authentication state determined by the determining means.
本発明によれば、送電停止の要求を実行するタイミングが適切に制御される。 According to the present invention, the timing of executing the power transmission stop request is appropriately controlled.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, not all of the plurality of features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Further, in the attached drawings, the same or similar configurations are designated by the same reference numbers, and duplicate description is omitted.
図1(a)は、実施形態による無線電力伝送システムの構成例を示す図である。無線電力伝送システムは、受電装置100と送電装置200を有し、受電装置100を送電装置200の近傍に配置することで、送電装置200から受電装置100に電力が伝送される。無線電力伝送の方式としては、磁界結合方式、電界結合方式などが知られており、本実施形態の無電電力伝送システムにはそれらのいずれも適用できる。実施形態では、コイルを用いた磁界結合方式で無線電力伝送を行う構成を用いて説明する。ACアダプタ300から送電装置200に電源が供給されると、送電装置200は受電装置100に対して無線電力伝送を開始する。
FIG. 1A is a diagram showing a configuration example of a wireless power transmission system according to an embodiment. The wireless power transmission system has a
図1(b)は本実施形態による受電装置100の構成例を示すブロック図である。本実施形態の受電装置100はWPC(Wireless Power Consortium)が策定する規格に準拠しており、WPC規格v1.2.3に記載された機能を含む。以下、受電装置100をRXとも記載する。また、図2は、本実施形態による送電装置200の構成例を示すブロック図である。送電装置200もWPCが策定する規格に準拠しており、WPC規格v1.2.3に記載された機能を含む。以下、送電装置200をTXとも記載する。TXは、WPC規格に対応したRXに対して充電部に最大15ワットの電力を出力するだけの電力を供給する能力がある。
FIG. 1B is a block diagram showing a configuration example of the
RXにおいて、制御部101は、例えばプロセッサ(CPU)を有し、RX全体を制御する。受電部102は受電コイル104を介してTXの送電コイル205から交流電圧(交流電流)を受電する。受電部102は、受電した交流電圧(交流電流)を直流電圧(直流電流)に変換し、制御部101および充電部105などに供給する。
In RX, the
通信部103はTXの通信部204との間で、WPC規格に基づいた非接触充電の制御のための無線通信を行う。ここで、無線通信には、受電コイル104で受電した電磁波を負荷変調する方式が用いられる。以下では、この方式による通信を第1通信という。但し、通信部103による無線通信は第1通信に限られるものではなく、例えば、送電用の周波数と異なる周波数を使用する通信方式が用いられてもよい。以下では、この方式による通信を第2通信という。通信部103は、例えば、NFC(Near Field Communication)、RFID(radio frequency identifier)、無線LAN(Wi−Fi)、またはBluetooth(登録商標)などを用いて第2通信を行うことができる。なお、第1通信は、受電コイル104を用いて行われ、第2通信は、受電コイルとは異なる通信アンテナを用いて行われる。第2通信のほうが第1通信よりも通信速度が大きく、また通信距離が長い。
The communication unit 103 performs wireless communication with the
充電部105は受電部102から供給される直流電圧と直流電流を利用してバッテリ106を充電する。認証部107は、通信部103を介したTXとの通信によって、TXとRXとの間のWPT認証を行う機能を持つ。なお、WPTは、Wireless Power Transferである。認証対応判定部108は、TXおよびRXそれぞれがWPT認証に対応しているか否かをTXから通知された情報に基づき判定する。
The
認証状態判定部109はTXおよびRXがWPT認証を完了しているか否かをTXから通知された情報に基づき判定する。WPT認証はTXとRXが相互に互いの正当性を認証するものであり、認証に成功した後は一定期間その認証は有効となる。本実施形態において、「WPT認証を完了している」状態とは、WPT認証が有効である状態のことを示す。一方、WPT認証に失敗した場合、WPT認証に成功した後でもそのWPT認証を失効して有効な認証状態ではない場合などは、「WPT認証を完了していない」状態となる。 The authentication status determination unit 109 determines whether or not the TX and RX have completed WPT authentication based on the information notified from the TX. In WPT certification, TX and RX mutually certify the validity of each other, and after successful certification, the certification becomes valid for a certain period of time. In the present embodiment, the "WPT authentication completed" state means a state in which WPT authentication is valid. On the other hand, if the WPT authentication fails, or if the WPT authentication is revoked and the authentication status is not valid even after the WPT authentication is successful, the WPT authentication is not completed.
認証状態判定部109はTXの識別情報とWPT認証が完了しているか否かを関連付けて記憶する。また、認証状態判定部109は制御部101から認証状態の問い合わせをTXの識別情報とともに受けた場合、記憶されている認証状態を制御部101に出力する。なお、認証状態判定部109は、認証状態が有効である期間の残り期間を関連付けて記憶し、制御部101から認証状態の問い合わせがあった際に、認証状態とともにその残り期間を通知するようにしても良い。或いは、認証状態判定部109は、認証状態の問い合わせがあった時点で残り期間が閾値未満となっている場合に、「WPT認証を完了していない状態」であることを制御部101に通知するようにしてもよい。
The authentication status determination unit 109 stores the TX identification information in association with whether or not WPT authentication is completed. Further, when the authentication status determination unit 109 receives an inquiry about the authentication status from the
決定部110はTXに対して、TXからの送電を停止させるための通知パケット(送電停止要求)を送信するタイミングを決定する。この通知パケットは、例えばWPC規格におけるEnd Power Transferパケット(以下、EPTパケット)である。もちろん、TXに送電を停止させることを示すその他のパケットが用いられても良いし、所定の信号が用いられてもよい。
The
決定部110は、認証対応判定部108と認証状態判定部109とにより判定された認証状態(送電装置がWPT認証に対応しているか、送電装置とのWPT認証が完了しているか)に基づいて、送電停止の要求タイミングを決定する。例えば、決定部110は、TXがWPT認証に対応しており、かつ、TXとRXの間のWPT認証が完了していない場合に、送電停止の要求タイミング(EPTパケットの送信タイミング)がWPT認証の完了後となるように決定する。また、TXがWPT認証に対応していない場合、または、すでにWPT認証が完了している場合には、決定部110は、送電停止要求のタイミング(EPTパケットの送信タイミング)を制限しない。例えば、バッテリ106が満充電であることが検出された状態であれば、決定部110は、直ちにTXによる送電を停止させるように、送電停止の要求タイミングを決定する。または、バッテリ106が満充電でないことが検出された状態であれば、バッテリ106が満充電になったこと(バッテリ106の残量が所定量を超過したこと)に応じてTXによる送電を停止させるように送電停止の要求タイミングを決定する。
The
なお、EPTパケットの送信タイミングは上記以外でもよい。例えば、RXが温度計測部(不図示)を備え、RXの温度が閾値を超えて高いことが検出された場合に、決定部110は、直ちに、すなわち無条件に、EPTパケットを送信するように送信タイミングを決定してもよい。RXの温度が閾値を超えて高い場合に、WPT認証が完了しているか否かに関わらずEPTパケットが送信される。このようにETPパケットの送信タイミングを規定することで、RXの温度上昇を抑圧することができ、ユーザーの利便性を高めることが出来る。
The EPT packet transmission timing may be other than the above. For example, if the RX is equipped with a temperature measuring unit (not shown) and the temperature of the RX is detected to be higher than the threshold value, the
また、RXにおけるEPTパケットの送信タイミングをTXが最終的に決定するようにしてもよい。この場合、RXからTXに対し、EPTパケットの予定の送信タイミングと、その送信タイミングが予定された理由を通知する。TXは、RXから受信した予定の送信タイミングと理由に基づいてEPTパケットの送信タイミングを決定し、これをRXに通知する。RXは、TXから受信した送信タイミング(TXが指定した送信タイミング)をEPTの送信タイミングに決定する。例えば、決定部110が、送電装置がWPT認証に対応しているもののWPT認証が完了していないことを理由として、EPTパケットの送信タイミングをWPT認証の完了時(またはそれを見込んだ時刻)に予定したとする。RXは、決定部110が決定した予定の送信タイミングとその理由をTXに通知する。TXは、RXから受信した送信タイミングと理由を解釈し、RXがEPTパケットを送信すべきタイミングの指定をRXに通知する。TXは、通知された送信タイミングに不都合がなければその送信タイミングを了承する旨をRXに通知し、通知されたタイミングに不都合があれば異なるタイミングをRXに指定する。このようにして、RXによるEPTパケットの送信タイミングがTXとRXの協働で決定されるため、TXの状態に応じてWPT認証を実行するか否かを決定でき、ユーザーの利便性を高めることが出来る。
Further, the TX may finally determine the transmission timing of the EPT packet in the RX. In this case, RX notifies TX of the scheduled transmission timing of the EPT packet and the reason why the transmission timing is scheduled. The TX determines the transmission timing of the EPT packet based on the scheduled transmission timing and the reason received from the RX, and notifies the RX of this. The RX determines the transmission timing received from the TX (transmission timing specified by the TX) as the EPT transmission timing. For example, the
メモリ111は、制御部101が備えるプロセッサにより実行されるプログラムを記憶するとともに、プロセッサが利用する作業領域を提供する。要求部112は、TXに送電停止を要求する。またメモリ111はRXおよび図1(a)の非接触充電を行う無線電力伝送システムの各要素および全体の状態を記憶する。要求部112は、決定部110が決定したタイミングで、送電停止の要求を実行する。なお、認証部107、認証対応判定部108、認証状態判定部109、決定部110、要求部112の機能のすべてあるいは一部が、制御部101により(プロセッサがプログラムを実行することにより)実現されてもよい。
The
図2に示したTXの構成において、制御部201は、例えばプロセッサ(CPU)を有し、TX全体を制御する。電源部202はACアダプタ300からTXの動作電源を受け、少なくとも制御部201および送電部203が動作する電源を供給する。送電部203は送電コイル205を介してRXへ伝送する交流電圧(交流電流)を発生させる。例えば、送電部203は、電源部202が供給する直流電圧を、FETを使用したハーフブリッジもしくはフルブリッジ構成のスイッチング回路を用いて交流電圧に変換する。また、送電部203はFETのON/OFFを制御するゲートドライバを含む。
In the TX configuration shown in FIG. 2, the
通信部204は、RXの通信部103との間で、WPC規格に基づいた無線電力伝送の制御のための無線通信を行う。本実施形態では、通信部204が実行する無線通信として、上述したように第1通信が用いられる。第1通信では、送電部203が発生する交流電圧または交流電流を変調することで、無線電力に通信が重畳される。但し、通信部204の通信は第1通信に限られるものではなく、送電部203が用いる送電周波数と異なる周波数を使用する第2通信でもよい。第2通信としては、例えば、NFC、RFID、無線LAN(Wi−Fi)、またはBluetooth(登録商標)などが用いられ得る。
The
認証対応通知部206は、TXがWPT認証に対応しているか否かを、通信部204を介してRXに通知する。認証状態通知部207は、RXからの認証状態に関する問い合わせを受け付けて、当該RXとTXとの間のWPT認証が完了しているか否かを、TXの識別情報とともにRXに通信部204を介して通知する。なお、認証状態通知部207は、RXの識別情報と、そのRXとWPT認証を完了しているか否かを示す情報とを関連付けて記憶している。認証部208は、通信部204を介したRXとの通信によって、TXとRXとの間のWPT認証を行う機能を持つ。
The authentication correspondence notification unit 206 notifies the RX via the
メモリ209は、制御部201が備えるプロセッサにより実行されるプログラムを記憶するとともに、プロセッサが利用する作業領域を提供する。また、メモリ209は、TXおよび図1(a)の非接触充電を行う無線電力伝送システムの各要素および全体の状態を記憶する。なお、認証部208、認証対応通知部206、認証状態通知部207の機能のすべてあるいは一部が、制御部201により(プロセッサがプログラムを実行することにより)実現されてもよい。
The
なお、TXまたはRXがWPT認証を含むWPC規格に対応していることを、WPC規格バージョンAに対応していると表現する。ここでWPC規格バージョンAとはWPCv1.2.3の後継の規格であり、少なくともWPT認証機能が追加されている。RXとTXがWPC規格バージョンAに対応している場合、例えば、高速充電のためにRXおよびTXは所定の電力(15ワット)のやり取りを行うことができる。RXとTXの少なくとも一方がWPC規格バージョンAに対応していないにもかかわらず、15ワットでやり取りをすると、過度に発熱し、発火やユーザーのやけどなどのリスクがあるため機器認証が必要となる。 It should be noted that the fact that TX or RX is compatible with the WPC standard including WPT certification is expressed as being compatible with the WPC standard version A. Here, WPC standard version A is a standard that succeeds WPC v1.2.3, and at least a WPT authentication function is added. When RX and TX correspond to WPC standard version A, for example, RX and TX can exchange a predetermined power (15 watts) for high-speed charging. Even though at least one of RX and TX does not support WPC standard version A, if you exchange at 15 watts, it will generate excessive heat and there is a risk of ignition and user burns, so device authentication is required. ..
RXとTXはお互いにWPC規格バージョンAに対応しているかを確認するが、実際には対応していないにもかかわらず悪意のあるRXまたはTXが提供された場合は、バージョンの確認だけではリスクを回避できない。そこで、RXおよびTXは機器認証としてWPT認証を行い、RXおよびTXの両方がWPT認証に成功した場合のみ、高速充電を実施できるようにしている。WPT認証により、送電装置と受電装置の双方によるWPC規格バージョンAであるという宣言が信頼できることが確認されるからである。 RX and TX check each other to see if they support WPC standard version A, but if a malicious RX or TX is provided even though they do not actually support it, checking the version alone is a risk. Cannot be avoided. Therefore, RX and TX perform WPT authentication as device authentication, and high-speed charging can be performed only when both RX and TX succeed in WPT authentication. This is because WPT certification confirms that the declaration of WPC standard version A by both the power transmitting device and the power receiving device is reliable.
つまり、RXとTXがWPT認証に成功した場合は、RXの受電部102が負荷(本例では充電部105)に所定の電力(15ワット)を供給したとしても、過度の発熱のリスクがないと判断できる。また、WPT認証に成功しなかった場合にはそのようなリスクの可能性があるため、無線伝送される電力は所定の電力よりも小さい電力(本例では5ワット)に制限される。充電時間を短くするためには15ワットでの電力供給による高速充電が望まれるが、これはRXおよびTXがWPT認証に成功した場合だけ実施することができる。
That is, when RX and TX succeed in WPT authentication, there is no risk of excessive heat generation even if the
一般に、RXおよびTXがWPT認証処理を実施するために、RXはTXから電力を受電し続ける必要がある。例えば、第1通信では電力伝送に重畳して機器認証プロトコル通信が行われ、電力伝送が停止すると機器認証プロトコル通信が出来なくなるからである。また認証部107を用いた制御部101による認証処理が受電部102から電力の供給を受けて動作するような場合、送電電力が停止すると認証処理が動作できなくなる。以上、第1通信の場合について説明したが、第2通信の場合においても、制御部201と認証部208による認証処理が送電電力で動作する構成では、電力伝送の停止により認証処理を実行することができなくなる。
Generally, in order for RX and TX to carry out the WPT certification process, RX needs to continue to receive power from TX. For example, in the first communication, the device authentication protocol communication is performed superimposing on the power transmission, and when the power transmission is stopped, the device authentication protocol communication cannot be performed. Further, when the authentication process by the
RXは、TXからの受電によりバッテリ106が満充電状態または所定の充電量を超えた状態となると、送電停止を要求するためのパケット(EPT)をTXへ送信する。TXは、EPTパケットを受け取るとRXへの無線電力伝送を停止する。従って、バッテリ106が満充電状態または所定の充電量を超えた状態でRXが起動すると、RXはWPT認証を起動する前に送電停止を要求するEPTパケットをTXに送信してしまう。これにより、TXからの送電が停止されてしまうため、RXがWPT認証を起動することが出来なくなる。
When the
RXとTXの間のWPT認証が完了していない場合、数分を要するWPT認証が次の充電の機会で実行されることになる。そうなると、WPT認証が完了するまでの数分の間は、高速充電のための15ワットまで送電電力を引き上げることが出来ず、5ワットの送電電力での電力供給を続ける必要がある。結果、バッテリ106の充電に時間を要するようになる。
If the WPT authentication between RX and TX is not completed, the WPT authentication, which takes several minutes, will be executed at the next charging opportunity. In that case, the transmission power cannot be increased to 15 watts for high-speed charging until the WPT certification is completed, and it is necessary to continue the power supply with the transmission power of 5 watts. As a result, it takes time to charge the
次に、以上のような課題を解決する本実施形態によるRXとTXの動作を説明する。図3は本実施形態による、満充電の状態でRXが起動され、認証未完了状態(WPT認証が完了していない状態)が検出された場合のRXおよびTXの動作を説明する図である。 Next, the operation of RX and TX according to the present embodiment that solves the above problems will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of RX and TX when RX is started in a fully charged state and an authentication incomplete state (a state in which WPT authentication is not completed) is detected according to the present embodiment.
まず、TXは送電部203が起動すると、WPC規格に準拠した動作を開始する。具体的にはSelectionフェーズが開始し、送電部203は送電コイル205を介してAnalog Pingを送電する(301)。Analog Pingとは送電コイル205の近傍に存在する物体を検出する為の微小な電力の信号である。TXはAnalog Pingを送電した時の送電コイル205の電圧値または電流値を検出し、電圧がある閾値を下回るもしくは電流値がある閾値を超える場合に、物体が存在すると判断し、Pingフェーズに遷移する。
First, when the
Pingフェーズでは、TXはAnalog Pingより大きい電力でDigital Pingを送電する(302)。Digital Pingの電力の大きさは、送電コイル205の近傍に存在するRXの制御部101が起動するのに十分な電力である。RXは、Digital Pingを、受電コイル104を介して受電すると、制御部101を起動させる(303)。RXの制御部101は、起動すると、バッテリ106のバッテリ残量を判定する(304)。ここでは、バッテリ106が満充電であること(バッテリ残量が所定値を上回ること)が検出される。RXはバッテリ残量の判定が終わると、TXに受電電圧値通知を送信し(305)、Identification&Configurationフェーズ(I&Cフェーズ)へ遷移する。また、TXはRXから受電電圧通知を受けるとI&Cフェーズに遷移する。
In the Ping phase, the TX transmits the Digital Ping with more power than the Analog Ping (302). The magnitude of the power of the Digital Ping is sufficient for starting the
I&Cフェーズにおいて、RXはTXに対してIdentification Packet(ID Packet)を送信する(306)。ID Packetは、RXの個体識別情報と、対応しているWPC規格のバージョン(本例では、v1.2.3)を識別できる情報要素を含む。 In the I & C phase, the RX transmits an Identity Packet (ID Packet) to the TX (306). The ID Packet includes information elements capable of identifying the individual identification information of RX and the corresponding version of the WPC standard (v1.2.3 in this example).
続いて、RXとTXの間でNegotiationが行われる(307)。Negotiationでは、まず、RXがConfiguration PacketをTXへ送信する。WPC規格v1.2.3のConfiguration Packetは、RXが負荷に供給できる最大電力の具体的な値であるMaximum Power Valueと、Negotiation機能を有するか否かを示すビットを含む。本例においてRXはNegotiation機能を有しているものとする。 Subsequently, Negotiation is performed between RX and TX (307). In Negotiation, RX first transmits a Configuration Packet to TX. The Configuration Packet of WPC standard v1.2.3 includes a Maximum Power Value, which is a specific value of the maximum power that the RX can supply to the load, and a bit indicating whether or not it has a Negotiation function. In this example, it is assumed that RX has a Negotiation function.
さらに、Negotiationにおいて、RXは、RXがWPT認証に対応している場合に、WPT認証状態を示す情報を問い合わせる信号を送信する。この問い合わせ信号はConfiguration Packetに格納されて送信されてもよいし、別のパケットまたは信号により送信されてもよい。TXはID PacketおよびConfiguration Packetを受信すると、RXがNegotiation機能を有するかを判断する。RXはNegotiation機能を有するので、TXはConfiguration Packetに対してACKを送信する。 Further, in Negotiation, when RX supports WPT authentication, RX transmits a signal inquiring information indicating the WPT authentication status. This inquiry signal may be stored in the Configuration Packet and transmitted, or may be transmitted by another packet or signal. When the TX receives the ID Packet and the Configuration Packet, it determines whether the RX has a Negotiation function. Since RX has a Negotiation function, TX transmits an ACK to the Configuration Packet.
また、TXは、RXからWPT認証状態を示す情報を問い合わせる信号を受信した場合、WPT認証状態を示す情報をRXに送信する。WPT認証状態を示す情報は、TXの識別情報と、RXの識別情報と、WPT認証が完了しているか否かを示す情報と、を含む。なお、WPT認証状態を示す情報が、WPT認証が有効である期間の残り期間を含むようにしてもよい。また、TXは、RXからのWPT認証状態を示す情報を問い合わせる信号に応じて、TXがWPT認証に対応しているか否かを示す情報もRXへ送信する。これらの認証状態を示す情報およびWPT認証への対応を示す情報は、Configuration Packetに対するACKに含めて送信されてもよいし、別のパケットまたは信号により送信されてもよい。TXは以上の信号をRXへ送信した後、Calibration Phaseへ遷移する(309)。 Further, when the TX receives a signal from the RX inquiring about the information indicating the WPT authentication status, the TX transmits the information indicating the WPT authentication status to the RX. The information indicating the WPT authentication status includes TX identification information, RX identification information, and information indicating whether or not WPT authentication is completed. The information indicating the WPT authentication status may include the remaining period during which WPT authentication is valid. In addition, the TX also transmits information indicating whether or not the TX supports WPT authentication to the RX in response to a signal from the RX inquiring about the information indicating the WPT authentication status. The information indicating the authentication status and the information indicating the correspondence to the WPT authentication may be transmitted by being included in the ACK for the Configuration Packet, or may be transmitted by another packet or signal. After transmitting the above signal to RX, TX transitions to Calibration Phase (309).
RXはTXから、TXがWPT認証に対応しているか否かを示す情報と、WPT認証状態を示す情報をTXから受信すると、認証状態判定処理を開始する(308)。RXはTXから受信したTXの識別情報を含むWPT認証状態を示す情報に基づき、WPT認証を完了しているか否かを判定する。図3の例では、WPT認証が完了していないため、決定部110は、送電停止要求(EPTの送信)がWPT認証の完了後に実行されるように、そのタイミングを決定する。従って、RXは、WPT認証を行うためにCalibrationフェーズに移行する(309)。なお、WPT認証が完了している場合でも、WPT認証の残りの有効期間が所定期間よりも短い場合など、WPT認証の再認証の実施が必要な場合には、RXは、WPT認証が完了していない状態としてCalibration フェーズに移行する。
When the RX receives information indicating whether or not the TX supports WPT authentication and information indicating the WPT authentication status from the TX, the RX starts the authentication status determination process (308). The RX determines whether or not the WPT authentication has been completed based on the information indicating the WPT authentication status including the TX identification information received from the TX. In the example of FIG. 3, since the WPT authentication is not completed, the
Calibrationフェーズでは、TXがRXに送電した電力についてTXの内部で測定した値と、RXの内部で測定した受電電力の値との相関に基づいてTXが調整を行う。Calibrationフェーズについては、本発明との関連性が少ないため、詳細な説明を省略する。 In the calibration phase, the TX adjusts the power transmitted to the RX by the TX based on the correlation between the value measured inside the TX and the value of the received power measured inside the RX. Since the calibration phase has little relevance to the present invention, detailed description thereof will be omitted.
Calibrationフェーズが終了すると、TXとRXはPower Transferフェーズ(PTフェーズ)へ遷移する(310)ここでは、WPT認証が未完了であるため、5ワットで無線電力伝送が行われる。TXとRXはPTフェーズにおいて無線電力伝送を行いながら、WPT認証を実行する(311)。RXは、WPT認証が完了したことを検出すると(312)、送電を停止させるための通知パケットとして、EPTパケットを送信する(313)。こうして決定部110が決定した送電停止要求のタイミング(TXがWPT認証に対応しており、かつ、TXとRXの間のWPT認証が完了していない場合に、RXは送電停止要求を完了後に行う)が実現される。なお、送電停止要求はEPTパケットに限定されるものではなく、RXが送電停止をTXに対して要求していることをTXが認識できる信号であればよい。
When the calibration phase is completed, the TX and RX transition to the Power Transfer phase (PT phase) (310) Here, since WPT authentication is not completed, wireless power transmission is performed at 5 watts. TX and RX execute WPT authentication while performing wireless power transmission in the PT phase (311). When the RX detects that the WPT authentication is completed (312), it transmits an EPT packet as a notification packet for stopping power transmission (313). The timing of the power transmission stop request determined by the
図4は本実施形態による、満充電の状態でRXが起動され、認証完了状態(WPT認証が完了している状態)が検出された場合のRXとTXの動作を説明する図である。図4において、Analog Pingの送電からNegotiationの動作(401〜407)は、図3の301〜307の動作と同様である。但し、TXは、WPT認証状態を問い合わせる信号をRXから受信したことに応じて、TXがWPT認証に対応していること、および、RXとのWPT認証が完了していることを示す情報を、例えば、ACKパケットを用いてRXに送信する。ここで、WPT認証状態を示す情報が、WPT認証の有効期間の残り期間を含んでもよい。 FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of RX and TX when RX is started in a fully charged state and an authentication completion state (a state in which WPT authentication is completed) is detected according to the present embodiment. In FIG. 4, the operation of Negotiation from the power transmission of Analog Ping (401-407) is the same as the operation of 301-307 of FIG. However, the TX provides information indicating that the TX supports WPT authentication and that the WPT authentication with the RX has been completed in response to receiving a signal inquiring about the WPT authentication status from the RX. For example, it is transmitted to RX using an ACK packet. Here, the information indicating the WPT authentication status may include the remaining period of the validity period of the WPT authentication.
RXはTXから、TXがWPT認証に対応しているか否かを示す情報と、WPT認証状態を示す情報とを含んだ信号をACKまたは他のパケットまたは信号により受信すると、認証状態判定処理を開始する(408)。RXは、TXから受信したTXの識別情報を含むWPT認証状態を示す情報に基づいてTXとのWPT認証が完了していると判定した場合、送電を停止させるためのEPTパケットを送信する(409)。なお、送電を停止させるための通知パケットはEPTパケットに限定されず、RXが送電停止をTXに対して要求していることをTXが認識できればよい。こうして、決定部110が決定したタイミング(TXとRXの間のWPT認証が完了している場合の送電停止の要求タイミング)による送電停止の動作が実現される。 When the RX receives a signal from the TX that includes information indicating whether the TX supports WPT authentication and information indicating the WPT authentication status by ACK or another packet or signal, the RX starts the authentication status determination process. (408). When the RX determines that the WPT authentication with the TX has been completed based on the information indicating the WPT authentication status including the TX identification information received from the TX, the RX transmits an EPT packet for stopping the power transmission (409). ). The notification packet for stopping the power transmission is not limited to the EPT packet, and it is sufficient that the TX can recognize that the RX has requested the TX to stop the power transmission. In this way, the operation of power transmission stop is realized at the timing determined by the determination unit 110 (the timing of requesting power transmission stop when the WPT authentication between TX and RX is completed).
以上のような動作を実現するRXの制御部101の処理について図5のフローチャートを参照して説明する。
The processing of the
S501で、無線電力伝送により受電した電力で、RX(制御部101)が起動する。S502で、制御部101はバッテリ106の充電状態(バッテリ残量)を検出する。S503で、認証対応判定部108は、TXがWPT認証に対応するか否かを示す情報(以下、認証対応情報)を、TXから受信したACKまたは他のパケットより取得する。なお、ACKまたはその他のパケット(信号)は、Negotiation(図4の307)において、TXから通信部103を介して受信される。そして、S504で、制御部101は、TXがWPT認証に対応しているか否かを判定する。TXがWPT認証に対応していると判定された場合、処理はS505に進み、WPT認証に対応していないと判定された場合、処理はS511に進む。
In S501, the RX (control unit 101) is activated by the power received by the wireless power transmission. In S502, the
S505において、認証状態判定部109は、TXにおけるWPT認証の認証状態を示す認証状態情報を、制御部101がTXから受信したACKまたは他のパケットより取得する。そして、S506において、認証状態判定部109は、認証状態情報に基づいて、TXとRXがWPT認証済みか否かを判定する。S506においてWPT認証済みと判定された場合、処理はS507に進み、WPT認証済みでないと判定された場合、処理はS508へ進む。
In S505, the authentication status determination unit 109 acquires the authentication status information indicating the authentication status of WPT authentication in the TX from the ACK or another packet received from the TX by the
S507で、制御部101は、S502で検出したバッテリ106の充電状態から、バッテリ106が満充電であるか否か(バッテリ残量が所定値を上回るか否か)を判定する。満充電であると判定された場合は、処理はS513に進み、満充電でないと判定された場合には処理はS510に進む。S513で、要求部112は、EPTパケットをTXへ送信してTXによる送電を停止させ、受電を完了する。
In S507, the
S506において、認証状態判定部109によりWPT認証が未完了であると判定された場合、S508において、RXはPTフェーズへ移行し、低電力での無線電力伝送を実行する。そして、S509において、制御部101はTXとRXのWPT認証を行う。この場合、低電力(5ワット)での無線電力伝送が継続される。WPT認証が完了すると、処理はS507に進む。また、S507においてバッテリ106の充電状態が満充電ではないと判定された場合、S510で制御部101は、無線電力伝送を継続し、バッテリ106を充電する。S510では、WPT認証を完了している状態なので、高電力である15ワットで無線電力伝送が行われる。バッテリ106が満充電になると、処理はS513に進み、要求部112はEPTパケットをTXに送信して、無線電力伝送を停止させる。
When the authentication status determination unit 109 determines in S506 that the WPT authentication is incomplete, in S508, the RX shifts to the PT phase and executes low power wireless power transmission. Then, in S509, the
一方、S504でTXがWPT認証に対応していないと判定された場合、S511において、制御部101は、S502で検出した充電状態からバッテリ106の残量を判定する。S511において、満充電であると判定された場合、処理はS513に進み、要求部112は、EPTパケットをTXへ送信し、TXによる送電を停止させ、受電を完了する。S511においてバッテリ106が満充電ではないと判定された場合、処理はS512に進み、制御部101はTXによる無線電力伝送を継続させ、バッテリ106を充電する。S512では、WPT認証が完了していないため、低電力である5ワットで無線電力伝送が行われる。バッテリ106が満充電になると、処理はS513に進む。
On the other hand, when it is determined in S504 that TX does not support WPT authentication, in S511, the
図6は、図4と図5で説明した動作を実現する、本実施形態によるTX(送電装置200)の動作を説明するフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the TX (power transmission device 200) according to the present embodiment, which realizes the operations described with reference to FIGS. 4 and 5.
S601でTXはAnalog PingおよびDigital Pingを用いて、コイルの近傍におけるRXの存在を検出する。RXが検出されると、処理はS602に進む。S602において、認証対応通知部206は、TXがWPT認証に対応しているか否かを示す認証対応情報を生成し、送電コイル205を介してRXに通知するとともに、制御部201に出力する。S603において、制御部201は、認証対応通知部206から受け取った認証対応情報に基づき、TXがWPT認証に対応しているか否かを判定する。また、制御部201は、RXから受信した情報に基づいてRXがWPT認証に対応しているか否かを判定する。TXとRXがWPT認証に対応していると判定された場合、処理はS604に進み、TXとRXの少なくとも何れかがWPT認証に対応していなければ処理はS608に進む。
In S601, TX uses Analog Ping and Digital Ping to detect the presence of RX in the vicinity of the coil. When RX is detected, the process proceeds to S602. In S602, the authentication correspondence notification unit 206 generates authentication correspondence information indicating whether or not the TX supports WPT authentication, notifies the RX via the
S604で、認証状態通知部207は、S601で検出したRXとTXとの間でWPT認証を完了しているか否かを示す認証状態情報を、送電コイル205を介してRXに通知するとともに、制御部201に出力する。なお、認証対応情報と認証状態情報とを別々のステップで送信しているが、上述したように、これらの情報は1つのACKパケットにより送信してもよい。
In S604, the authentication
S605において、制御部201は、RXとの間でWPT認証が完了しているか否かを判定する。WPT認証が完了していると判定された場合、処理はS607に進む。他方、WPT認証が完了していないと判定された場合、処理はS606へ進む。S606において、制御部201は、TXをPTフェーズに遷移させ、RXに低電力の無線電力伝送を行いながら、RXとの間のWPT認証処理を行う。WPT認証処理が完了したら処理はS607に進む。S607において、制御部201は、RXに対して、無線電力伝送を行う。S607では、WPT認証が完了している状態のため、高電力である15ワットでの無線電力伝送が行われる。また、TXまたはRXがWPT認証に対応していない場合、S608において、制御部201は、低電力(5ワット)の無線電力伝送を実行する。
In S605, the
S609では、RXからEPTパケットを受信したことに応じて、制御部201は、無線電力伝送を停止する。なお、図6に示した動作中に、受電装置から送電停止の要求(EPTパケット)を受信すると、制御部201は、直ちに無線電力伝送を停止する。
In S609, the
以上のように、本実施形態の受電装置によれば、WPT認証処理の状態(認証に対応している、認証が完了しているか)の識別結果に基づいて、受電装置が送電装置による無線電力伝送を停止させるタイミングを決定するようにした。これにより、受電装置のバッテリが満充電状態または所定の充電量を超えた状態であっても、確実にWPT認証を起動し、認証処理を完了することができるようになる。このように、本実施形態の受電装置によれば、送電停止の要求を実行するタイミングを適切に制御することができる。 As described above, according to the power receiving device of the present embodiment, the power receiving device is wirelessly powered by the power transmission device based on the identification result of the state of the WPT authentication process (whether the authentication is supported or the authentication is completed). The timing to stop the transmission is decided. As a result, even when the battery of the power receiving device is in a fully charged state or in a state where the charge exceeds a predetermined amount, WPT authentication can be reliably activated and the authentication process can be completed. As described above, according to the power receiving device of the present embodiment, it is possible to appropriately control the timing of executing the power transmission stop request.
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other Examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, a claim is attached to make the scope of the invention public.
100:受電装置、101:制御部、102:受電部、103:通信部、104:受電コイル、105:充電部、106:バッテリ、107:認証部、108:認証対応判定部、109:認証状態判定部、110:決定部、111:メモリ、200:受電装置、300:ACアダプタ 100: Power receiving device, 101: Control unit, 102: Power receiving unit, 103: Communication unit, 104: Power receiving coil, 105: Charging unit, 106: Battery, 107: Authentication unit, 108: Authentication correspondence judgment unit, 109: Authentication status Judgment unit, 110: determination unit, 111: memory, 200: power receiving device, 300: AC adapter
Claims (15)
前記送電装置が所定の認証に対応しているか否か、および、前記送電装置との間で前記所定の認証が完了しているか否かを含む認証状態を判定する判定手段と、
前記送電装置に送電停止を要求する要求手段と、を備え、
前記要求手段は、前記判定手段により判定された前記認証状態に基づいて、前記送電停止を要求するタイミングを決定することを特徴とする受電装置。 It is a power receiving device that receives power wirelessly from the power transmission device.
A determination means for determining an authentication state including whether or not the power transmission device supports a predetermined authentication and whether or not the predetermined authentication has been completed with the power transmission device.
The power transmission device is provided with a requesting means for requesting a power transmission stop.
The power receiving device is characterized in that the requesting means determines the timing of requesting the power transmission stop based on the authentication state determined by the determining means.
前記要求手段は、前記測定手段により測定された温度が所定値を超えた場合には、無条件に前記送電停止を前記送電装置に要求することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の受電装置。 Further provided with a measuring means for measuring the temperature in the power receiving device,
Any one of claims 1 to 8, wherein the requesting means unconditionally requests the power transmission device to stop the power transmission when the temperature measured by the measuring means exceeds a predetermined value. The power receiving device described in the section.
前記要求手段は、前記通知手段による通知に応じて前記送電装置が指定したタイミングで前記送電停止を要求することを特徴とする請求項2または3に記載の受電装置。 After the completion of the predetermined authentication, because the determination means determines that the power transmission device corresponds to the predetermined authentication and the predetermined authentication has not been completed with the power transmission device. A notification means for notifying the power transmission device that it is time to stop power transmission, and
The power receiving device according to claim 2 or 3, wherein the requesting means requests the power transmission stop at a timing designated by the power transmission device in response to the notification by the notification means.
前記送電装置が所定の認証に対応しているか否か、および、前記送電装置との間で前記所定の認証が完了しているか否かを含む認証状態を判定する判定工程と、
前記送電装置に送電停止を要求する要求工程と、を備え、
前記要求工程では、前記判定工程で判定された前記認証状態に基づいて、前記送電停止を要求するタイミングを決定することを特徴とする受電装置の制御方法。 It is a control method of the power receiving device that receives power wirelessly from the power transmitting device.
A determination step for determining an authentication state including whether or not the power transmission device supports a predetermined authentication and whether or not the predetermined authentication has been completed with the power transmission device.
It is provided with a requesting process for requesting the power transmission device to stop power transmission.
A method for controlling a power receiving device, characterized in that, in the requesting step, a timing for requesting the power transmission stop is determined based on the authentication state determined in the determination step.
前記送電装置から無線で受電する受電装置と、
前記受電装置と前記送電装置が所定の認証に対応しているか否か、および、前記受電装置と前記送電装置との間で前記所定の認証が完了しているか否かを含む認証状態を判定する判定手段と、
前記受電装置から前記送電装置に送電停止を要求する要求手段と、を備え、
前記要求手段は、前記判定手段により判定された前記認証状態に基づいて、前記送電停止を要求するタイミングを決定することを特徴とする無線電力伝送システム。 A power transmission device that transmits electricity wirelessly,
A power receiving device that receives power wirelessly from the power transmitting device and
Determines the authentication status including whether or not the power receiving device and the power transmitting device support a predetermined authentication, and whether or not the predetermined authentication is completed between the power receiving device and the power transmitting device. Judgment means and
A requesting means for requesting the power transmission device to stop power transmission from the power receiving device is provided.
The requesting means is a wireless power transmission system characterized in that a timing for requesting a stop of power transmission is determined based on the authentication state determined by the determining means.
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