JP3179287U - 携帯型電子機器の双方向ワイヤレス充放電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤレス充電・放電のどちらにも対応でき、充放電モード選択や選択されたモードの自動回復機能をさらに備える、双方向ワイヤレス充放電装置を提供する。
【解決手段】双方向ワイヤレス充放電装置は、ワイヤレス受取・発射手段２と、回路装置９１とワイヤレス受取・発射手段２との間に電気的に接続された論理制御手段１と、昇圧・降圧手段３と、第１、第２の逆流防止器４ａ、４ｂと、制御スイッチ５と、受取または発射モード選択手段１８ｂとを含み、論理制御手段１は、選択モード自動回復モジュールを備える。上記の論理制御手段１は、負荷を有するか否かを検出するとともに、昇圧・降圧手段と第１、第２の逆流防止器の動作を制御し、さらに、制御スイッチ５と合わせて放電や充電を制御し、受取または発射モード選択手段に合わせて現在のモードを選択し、受取または発射モード選択手段が選択モード自動回復モジュールに電気的に接続される。
【選択図】図１

Description

本考案は、双方向ワイヤレス充放電装置に関し、特に、バッテリを充電する度に生じる累積的損壊を避けることができるとともに、ワイヤレス充放電効率及び昇降圧効率を向させることができる携帯型電子機器の双方向ワイヤレス充放電装置に関する。

ワイヤレス充電が盛んに行われることに伴い、将来、どこでもワイヤレス充電可能になるような状態が実現されるであろう。

どこででもワイヤレス充電が可能になれば、非常に便利な一方、ケーブル充電もワイヤレス充電も、何れも、充電の始めに生じるサージがバッテリに損壊を累積的に与えるはずである。そのため、バッテリの寿命が減って行くようになり、言い換えれば、充電回数が増えれば増えるほど、バッテリの寿命も短くなり、バッテリの充放電の効率も悪くなる一方である。

人々の活動領域内において複数のワイヤレス充電場所が同時に存在する場合、もしくは、人々が同一のワイヤレス充電場所に複数回に出入する場合、所持する携帯型電子機器が一日の内に複数回ワイヤレス充電され、携帯型電子機器に内蔵するバッテリの寿命が短くなってしまう。

さらに、ワイヤレス充放電の効率が低く、すなわち、放電量が充電量より高く、さらに昇降圧効率が低いということもあり、ワイヤレス充放電の実用性を向上させ難いことが、以前から指摘されてきた。

また、携帯型電子機器は、一般に、充電される機能しか付いておらず、その他の電子機器に装置自体の電力を逆に充電することが出来ない点が、１つの欠点とされていた。さらに、充放電機能を備えたとしても、充電または放電を切り替えることができないため、使用上、非常に不便であった。

そのため、バッテリを充電する度に生じる累積的損壊を避けられるとともに、ワイヤレス充放電効率及び昇降圧効率を向上させることも可能な本考案を、どうすれば設計できるのかが、本考案の創作者が解決しようとする大きな課題である。

本考案は、ワイヤレス充電であってもワイヤレス放電であっても、どちらにも対応でき、且つ、充放電モード選択や選択されたモードの自動回復機能をさらに備える、双方向ワイヤレス充放電装置を提供することを１つの目的とする。

本考案は、電気二重層コンデンサの特別な設置位置と電気二重層コンデンサのインピーダンスがバッテリより低いことで、充電された時に電気二重層コンデンサを先に充電でき、充電する度に生じるサージを電気二重層コンデンサで遮断することにより、バッテリを充電する度に生じる累積的損壊を避けられ、第１、第２の逆流防止器の逆流防止役割により、漏電が避けられ、省電力の効果を有する双方向ワイヤレス充放電装置を提供することを次の目的とする。

本考案は、昇圧・降圧手段が同期整流方式の昇圧・降圧手段（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ；以下にＭＯＳＦＥＴとも称する）型同期整流が好ましい）であることにより、昇降圧の効率を向上させる双方向ワイヤレス充放電装置を提供することを３つ目の目的とする。

本考案は、前記第１〜第３の逆流防止器も、第１、第２のＭＯＳＦＥＴを逆流防止またはスイッチの重要な部材として用いることにより、オンの際に消費される電気が低くなるので、放電効率が高くなり、ワイヤレス充放電効率を向上させる双方向ワイヤレス充放電装置を提供することを４つ目の目的とする。

本考案は、主スイッチを増設することにより、電源システムの配電器のような機能を備え、すなわち、単一のスイッチを制御すれば双方向ワイヤレス充放電機能をオン／オフすることができるという便利性、実用性の効果を備える双方向ワイヤレス充放電装置を提供することを５つ目の目的とする。

本考案は、温度検出及び電池電圧検出などの保護回路を増設することにより、発射または受信する過程において保護をし、過熱が避けられるとともに電池自体の過放電または過充電を防ぐことができる双方向ワイヤレス充放電装置を提供することを６つ目の目的とする。

前記目的を達成するため、本考案による双方向ワイヤレス充放電装置は、受電端とバッテリとが接続された回路装置を有する携帯型電子機器に適用される双方向ワイヤレス充放電装置であって、論理制御手段と、ワイヤレス受取・発射手段と、昇圧・降圧手段と、第１の逆流防止器と、第２の逆流防止器と、制御スイッチと、受取または発射モード選択手段とを含む。
前記論理制御手段は、選択モード自動回復モジュールと複数のピンとを有し、前記ワイヤレス受取・発射手段は、伝送端子と、前記論理制御手段のセンシングピンに電気的に接続された被検出端子とを有し、前記昇圧・降圧手段は、第１の調圧端子と、前記ワイヤレス受取・発射手段の伝送端子に電気的に接続された第２の調圧端子と、前記論理制御手段の第１、第２の制御ピンにそれぞれ電気的に接続された２つの制御端子とを有し、前記の互いに接続された第２の調圧端子と前記伝送端子とに前記論理制御手段の電源ピンが電気的に接続され、前記第１の逆流防止器は、入口端と、出口端と、制御端子とを有し、前記入口端及び出口端が前記バッテリの放電端と前記昇圧・降圧手段の第１の調圧端子とにそれぞれ電気的に接続され、前記制御端子が前記論理制御手段の第３の制御ピンに電気的に接続され、前記制御スイッチの一端が前記バッテリの放電端に電気的に接続され、他端が前記第１の逆流防止器の制御端子と前記論理制御手段の第３の制御ピンとに電気的に接続され、前記第２の逆流防止器は、入口端と、出口端と、制御端子とを有し、前記出口端及び入口端が前記回路装置の受電端と前記昇圧・降圧手段の第１の調圧端子とにそれぞれ電気的に接続され、前記制御端子が前記論理制御手段の第５の制御ピンに電気的に接続され、前記受取または発射モード選択手段が前記論理制御手段の受取または発射モードセンシングピンと前記バッテリの放電端との間に電気的に接続され、且つ、前記受取または発射モードセンシングピンが前記選択モード自動回復モジュールに電気的に接続される。

よって、充電する度に生じたサージを電気二重層コンデンサで遮断することにより、バッテリを充電する度に生じた累積的損壊を避けられ、さらに、第１、第２の逆流防止器の逆流防止役割により、漏電が避けられ、省電力の効果を有し、増設された受取または発射モード選択スイッチにより、ユーザが切替しようとするモードを自分で選択できる。

また、本考案は、さらに、昇圧・降圧手段が同期整流方式の昇圧・降圧手段（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ型同期整流が好ましい）であることにより、昇降圧の効率を向上させる双方向ワイヤレス充放電装置を提供する。

本考案の特徴、特点及び技術内容をさらに深く理解するには、以下の本考案に係る詳細説明及び添付図面を参照すれば良いが、前記添付図面は参考や説明のみ提供され、本考案を局限するものではない。

本考案による携帯型電子機器に電気的に接続された双方向ワイヤレス充放電装置の第１実施例の回路図である。 本考案の図１による等価回路を示すブロック図である。 本考案による第２実施例の等価回路を示すブロック図である。

本考案は、携帯型電子機器の双方向ワイヤレス充放電装置を提供し、図１〜図２は、本考案による第１実施例をそれぞれ示し、図３は、本考案による第２実施例を示す。

＜第１実施例＞
図２に示す本考案の第１実施例は、回路装置９１を有する携帯型電子機器９に適用され、回路装置９１には受電端９２１とバッテリ９３とが電気的に接続され、回路装置９１は、受電端９２１とバッテリ９３との間に電気的に接続された保護回路９２をさらに有するのがより好ましい。双方向ワイヤレス充放電装置は、論理制御手段１と、ワイヤレス受取・発射手段２と、昇圧・降圧手段３と、第１の逆流防止器４と、第２の逆流防止器４ａと、制御スイッチ５とを含み、さらに、第３の逆流防止器４ｂと、第１の電気二重層コンデンサ６と、第２の電気二重層コンデンサ（図示せず）とを含むのがより好ましい。

論理制御手段１は、第１〜第６の制御ピン１１〜１６と、電源ピン１７と、センシングピン１８とを有し、符号を示されないピンはアースピンである。

ワイヤレス受取・発射手段２は、伝送端子２１と、被検出端子２２とを有し、被検出端子２２が論理制御手段１のセンシングピン１８に電気的に接続されている。

昇圧・降圧手段３は、第１の調圧端子３１と、第２の調圧端子３２と、２つの制御端子３３、３４とを有し、第２の調圧端子３２がワイヤレス受取・発射手段２の伝送端子２１に電気的に接続され、２つの制御端子３３、３４が論理制御手段１の第１、第２の制御ピン１１、１２にそれぞれ電気的に接続され、論理制御手段１の電源ピン１７が互いに接続された第２の調圧端子３２と伝送端子２１とに電気的に接続されている。
昇圧・降圧手段３は、同期整流方式の昇圧・降圧手段３であって、且つ、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＭＯＳＦＥＴ）型同期整流であるのが好ましい。図１及び図２に示すように、同期整流方式の昇圧・降圧手段３は、インダクタンス３７と、互いに同方向で直列接続された２つの第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６とを有し、第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６は、１つの制御電極（符号を示さず）をそれぞれ有し、２つの制御電極が昇圧・降圧手段３の２つの制御端子３３、３４にそれぞれ電気的に接続され、直列接続された第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６の一端が第２の調圧端子３２に電気的に接続され、他端がアースに接続され、インダクタンス３７の一端が第１の調圧端子３１に電気的に接続され、他端が第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６の間に電気的に接続されている。

第１の逆流防止器４は、入口端４１と、出口端４２と、制御端子４３とを有し、入口端４１及び出口端４２がバッテリ９３の放電端９３１と昇圧・降圧手段３の第１の調圧端子３１とにそれぞれ電気的に接続され、制御端子４３が論理制御手段１の第３の制御ピン（発射認識用のピンとして用い）１３に電気的に接続されている。さらに論理制御手段１の第４の制御ピン１４がループ方式で第３の制御ピン１３に電気的に接続されるのがより好ましい。すなわち、図に示された発射保持回路１９（発射モードに持続的に保持するためのものとして用い）のようになる。

制御スイッチ５の一端がバッテリ９３の放電端９３１に電気的に接続され、他端が第１の逆流防止器４の制御端子４３と論理制御手段１の第３の制御ピン１３とに電気的に接続され、制御スイッチ５は、受取モードまたは発射モードを切り替えして制御することができ、制御スイッチ５の他端と第１の逆流防止器４の制御端子４３との接続箇所に第２のノード４３１が形成されている。制御スイッチ５は自動復帰型スイッチであるのがより好ましい。

第２の逆流防止器４ａも、入口端４１と、出口端４２と、制御端子４３とを有し、出口端４２及び入口端４１が回路装置９１の保護回路９２の受電端９２１と昇圧・降圧手段３の第１の調圧端子３１とにそれぞれ電気的に接続され、制御端子４３が論理制御手段１の第５の制御ピン１５に電気的に接続されている。

第１の電気二重層コンデンサ６の一方の電極が前記回路装置９１の保護回路９２の受電端９２１と第２の逆流防止器４ａの出口端４２との接続箇所に電気的に接続されるとともに、そこに第１のノード６１を形成し、第１の電気二重層コンデンサ６の他方の電極がアースに接続されている。

第３の逆流防止器４ｂも、入口端４１と、出口端４２と、制御端子４３とを有し、出口端４２及び入口端４１が回路装置９１の保護回路９２の受電端９２１と第１のノード６１とにそれぞれ電気的に接続され、制御端子４３が論理制御手段１の第６の制御ピン１６に電気的に接続される。
論理制御手段１の第６の制御ピン１６により制御信号を出力して第３の逆流防止器４ｂをオンまたはオフに制御することで、バッテリ９３を充電するか否かを制御できる。
次に、図示されない第２の電気二重層コンデンサが前記バッテリ９３に並列接続され、本考案の双方向ワイヤレス充放電装置に設置する電気二重層コンデンサは、前記第１の電気二重層コンデンサ６のみ、もしくは前記第２の電気二重層コンデンサ（図示せず）のみ設けても良く、或いは、前記第１の電気二重層コンデンサ６と第２の電気二重層コンデンサとの双方を同時に設けても良い。

第１の電気二重層コンデンサ６と第２の電気二重層コンデンサのインピーダンスがバッテリ９３より低いので、充電された時に電気二重層コンデンサを先に充電し、充電する度に生じるサージを電気二重層コンデンサで遮断することができ、また、電気二重層コンデンサは満充電し易いので、バッテリ９３を直ちに充電するようになる。

図１及び図２に示すように、各逆流防止器（４、４ａ、４ｂ）は、第１の抵抗４６と、互いに対向して直列接続された２つの第１、第２のＭＯＳＦＥＴ４４、４５とを有し、直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴの両端は、前記逆流防止器の入口端４１と出口端４２であり、第１、第２のＭＯＳＦＥＴ４４、４５は、それぞれ、１つの制御電極（符号を示さず）を有し、２つの制御電極が逆流防止器の制御端子４３に電気的に接続され、第１の抵抗４６の一端が第１、第２のＭＯＳＦＥＴ４４、４５の間に電気的に接続され、他端も逆流防止器の制御端子４３に電気的に接続されている。また、各逆流防止器（４、４ａ、４ｂ）は、トランジスタ４７と、第２の抵抗４８とをさらに有し、トランジスタ４７の第１電極が第１、第２のＭＯＳＦＥＴ４４、４５の制御電極（符号を示さず）に電気的に接続され、トランジスタ４７の第２電極がアースに接続され、第２の抵抗４８がトランジスタ４７の第３電極と逆流防止器の制御端子４３との間に電気的に接続されている。

本考案による双方向ワイヤレス充放電装置の第１実施例の発射モードについて、以下に述べる。
ここで、双方向ワイヤレス充放電装置が受取モードに予めセットされているので、発射モードに入るには、制御スイッチ５を押して切り替えなければならない。

本考案の双方向ワイヤレス充放電装置が設けられた携帯型電子機器９が、自体の電力をワイヤレス方式で他の双方向ワイヤレス充電装置が設けられた電子機器に伝達しようとする場合に、まず、制御スイッチ５を押してオンさせ、バッテリ９３の電力が制御スイッチ５を通した後に、第３の制御ピン（すなわち、発射認識制御ピン）１３に流れて、論理制御手段１に現在発射モードに切り替えられたことを認識させる。元々第１の逆流防止器４に遮断されたバッテリ９３の電力が、制御スイッチ５がオンされたときに第１の逆流防止器４をオンして電力を通過させ、続いて、昇圧・降圧手段３の第１のＭＯＳＦＥＴ３５を介して論理制御手段１の電源ピン１７に接続され、論理制御手段１に電力を供給する。さらに、第２の逆流防止器４ａの遮断でバッテリ９３の電力が逆充電できなくなる。

論理制御手段１が現在発射モードであると認識した場合に、発射保持回路（発射モードに持続的に保持するためのものとし）１９で第４の制御ピン１４の発射保持信号を第３の制御ピン１３に継続的に供給し、発射保持の効果を達し、発射状態に保持されるようになる。

論理制御手段１のセンシングピン１８は、アンテナが内蔵されたワイヤレス受取・発射手段２の相手側に充電すべき電子機器が存在しているか否かを検出し、検出されなかった場合に、論理制御手段１は、発射を停止するよう制御し、すなわち、センシングピン１８でワイヤレス受取・発射手段２の相手側に負荷が確かに存在しているか否かを検出する。

負荷がない場合、発射を停止し、負荷がある場合、論理制御手段１は、第１、第２の制御ピン１１、１２よりＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力して昇圧・降圧手段３における第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６を駆動する。これらのＰＷＭ信号により第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６が高い周波数で継続的にオンまたはオフを交互に行うことができ、第２のＭＯＳＦＥＴ３６をオン、第１のＭＯＳＦＥＴ３５をオフにする場合、第２のＭＯＳＦＥＴ３６とバッテリ９３の一端とがともにアースであってループ線路に形成されるので、バッテリ９３の電力が第１の逆流防止器４と昇圧・降圧手段３のインダクタンス３７を介して第２のＭＯＳＦＥＴ３６に流れてインダクタンス３７を充電する。
また、第１のＭＯＳＦＥＴ３５をオン、第２のＭＯＳＦＥＴ３６をオフにする場合、バッテリ９３からの電力がインダクタンス３７を通した後に、第１のＭＯＳＦＥＴ３５に流れて、充電されたインダクタンス３７がワイヤレス受取・発射手段２を介して外部に放電することができるようになる。

言い換えれば、第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６をオン／オフ及びオフ／オンのどちらにすることにより、インダクタンス３７を充電若しくはインダクタンス３７から放電することができる。電流がワイヤレス受取・発射手段２内のコイルに流れると、該コイルが磁力線を発生し、相手側の電子機器が磁力線を感知すると電流に変換される。

発射のとき、バッテリ９３からワイヤレス受取・発射手段２まで、その間で通した昇圧・降圧手段３内の第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６が昇圧（例えば、３．６Ｖ〜４．２Ｖの直流電流から約５Ｖの交流電流に昇圧され）である一方、ワイヤレス受取・発射手段２からバッテリ９３まで、降圧である。

第１、第２のＭＯＳＦＥＴ３５、３６のうち一つが昇降圧を制御するときは、他方は同期整流を制御する。

本考案による双方向ワイヤレス充放電装置の第１実施例の受取モードについて、以下に述べる。
本考案の双方向ワイヤレス充放電装置が設けられた携帯型電子機器９のワイヤレス受取・発射手段２が相手側から発射された電力を受け取ったときに、まず電源ピン１７を介して論理制御手段１に電力を供給し、次に、受け取った電力が昇圧・降圧手段３を介して降圧される。

論理制御手段１は、さらに発射保持回路１９により第１の逆流防止器４をオフにするよう制御するとともに、論理制御手段１の第５の制御ピン１５から出力された制御信号により第２の逆流防止器４ａをオンにするよう制御することが可能であるので、降圧された電力が第２の逆流防止器４ａとサージを吸収するための第１の電気二重層コンデンサ６（さらに第３の逆流防止器４ｂを介することがより好ましい）を介して携帯型電子機器９のバッテリ９３に電気を供給する。
その間で保護回路９２の保護によりバッテリ９３の充電範囲が所定の範囲内（例えば、４〜６Ｖの直流電流）に規制され、バッテリ９３が満充電されると、保護回路９２により充電を停止するよう制御し、且つ、相手側の電子機器が負荷を検出しなかった場合としても、放電を自動的に停止する（放電ときに、自身のバッテリの電気量が一定の設定値より低くなったときも、放電を停止する）。

論理制御手段１が発射モードに切り替えられると、第４の制御ピン１４から発射保持信号を継続的に出力し、第１の逆流防止器４をオンのまま保持し、論理制御手段１が受取モードに切り替えられると、第５の制御ピン１５から受取保持信号を継続的に出力し、第２の逆流防止器４ａをオンのまま保持する。

＜第２実施例＞
図３に示すように、本考案による第２実施例の双方向ワイヤレス充放電装置が第１実施例とは、第１実施例における制御スイッチ５が設けられず、第１実施例の制御スイッチ５の代わりに、携帯型電子機器９から出力された制御信号により制御する点で異なっている。

図のように、携帯型電子機器９の回路装置９１は、信号出力端９１１を有し、手動操作（例えば、携帯型電子機器９のボタンを押すことや、携帯型電子機器９のタッチパネルの模擬ボタンをタッチすることなど）で回路装置９１の信号出力端９１１を介して制御信号を出力する。

本考案による双方向ワイヤレス充放電装置の第２実施例では、前記第１の逆流防止器４の第２のノード４３１が信号出力端９１１に電気的に接続され、信号出力端９１１から出力された制御信号により論理制御手段１（第３の制御ピン１３を介して）を発射モードに切り替える。

また、上記第１、第２実施例では、本考案の双方向ワイヤレス充放電装置は、さらに、受取または発射モード選択手段（受取または発射モード選択スイッチ１８ｂ、受取または発射モード選択信号１８ｆを含み）を有し、主スイッチ１０と、電池電圧センシングピン１６ａと、温度センサ１７ｂとを含むのが、より好ましい。

受取または発射モード選択手段（受取または発射モード選択スイッチ１８ｂ、受取または発射モード選択信号１８ｆを含み）が論理制御手段１の受取または発射モードセンシングピン１８ａとバッテリ９３の放電端９３１との間に電気的に接続され、受取または発射モード選択手段により、本考案の双方向ワイヤレス充放電装置が発射モードまたは受取モードとなるように選択的に制御する。
ここで、受取または発射モード選択信号１８ｆは外部信号である。また、論理制御手段１は、選択モード自動回復モジュール（図示せず）をさらに有し、選択モード自動回復モジュールが受取または発射モードセンシングピン１８ａに電気的に接続されることで、受取または発射モード選択手段と選択モード自動回復モジュールとを電気的に接続させ、受取モードが選択されたとき、何らかの原因で発射モードに切り替えられると、選択モード自動回復モジュールにより元の選択された受取モードにいつ自動回復するかを決めることができる一方、発射モードが選択されたとき、選択モード自動回復モジュールにより自動的に回復することもできる。
また、制御スイッチ５は、受取または発射モード選択手段に合わせて使用しても良い、すなわち、ユーザが、受取または発射モードを選択した後に、制御スイッチ５で受取モードまたは発射モードを直ちに起動することができる。

さらに、受取または発射モード選択手段の上流にダイオード１８ｃ及び第３の抵抗１８ｄが電気的に直列接続され、受取または発射モード選択手段の下流に第４の抵抗１８ｅが電気的に直列接続されることが好ましい。

主スイッチ１０が受取または発射モード選択スイッチ１８ｂとバッテリ９３の放電端９３１との間に電気的に接続され、主スイッチ１０により本考案の双方向ワイヤレス充放電装置をオンまたはオフする。つまり、主スイッチ１０をオン（ＯＮ）にすると、正常に発射、受取することができ（且つ、このときなら、受取または発射モード選択スイッチ１８ｂでモード選択を行なえ）、主スイッチ１０をオフ（ＯＦＦ）にすると、発射、受取を禁止する。

論理制御手段１は、さらに、電池電圧センシングピン１６ａを有し、電池電圧センシングピン１６ａが電池９３の放電端９３１に電気的に接続して電池９３の電圧を読み取る。よって、自分の電力が不足になっても他の装置に放電してしまう事態が避けられ、或いは、発電の最中に前記電池電圧の持続的検出により、自分の電力が最下限まで放電される前に放電を停止する一方、電池９３自体が過充電（充電し過ぎ）されることを避けることもできる。

論理制御手段１は、さらに、温度センシングピン１７ａを有し、温度センシングピン１７ａに温度センサ１７ｂが電気的に接続されて本考案の双方向ワイヤレス充放電装置の温度を検出し、例えば、温度センサ１７ｂが本考案の双方向ワイヤレス充放電装置の最も発熱し易い箇所に置かれ、発射または受取のとき、温度が高すぎるか否かを持続的に検出でき、過熱が生じられることを防止できる。温度センサ１７ｂは、サーミスタであることが好ましく、温度を検出し易いため、これらのサーミスタの抵抗値が温度変化に応じて変えられ、また、サーミスタがさらに第５の抵抗１７ｃの一端に並列接続され、第５の抵抗１７ｃの他端が論理制御手段１の電源ピン１７と昇圧・降圧手段３の第２の調圧端子３２との間に電気的に接続されている。

以上のように、本考案による携帯型電子機器の双方向ワイヤレス充放電装置において、携帯型電子機器９は、ワイヤレス充電であっても、ワイヤレス放電であってもどちらも対応でき、且つ、充放電モード選択や選択されたモードの自動回復機能をさらに備え、使用上極めて便利となった。電気二重層コンデンサの特別な設置位置と電気二重層コンデンサのインピーダンスがバッテリより低いので、充電された時に電気二重層コンデンサを先に充電でき、充電する度に生じるサージを電気二重層コンデンサで遮断することにより、バッテリを充電する度に生じる累積的損壊を避けられる。第１、第２の逆流防止器４、４ａの逆流防止役割により、漏電が避けられ、省電力の効果を備える。昇圧・降圧手段２が同期整流方式の昇圧・降圧手段（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ；以下にＭＯＳＦＥＴとも称する）型同期整流が好ましい）であることにより、昇降圧の効率を向上させることができる。
前記第１〜第３の逆流防止器４、４ａ、４ｂも、第１、第２のＭＯＳＦＥＴ４４、４５を逆流防止またはスイッチの重要な部材として用いることにより、オンの際に消費された電気が低くなるので、放電効率が高くなり、ワイヤレス充放電効率を向上させることができる。主スイッチ１０及び受取または発射モード選択スイッチ１８ｂを増設することにより、ユーザが受取モードまたは発射モードに切り替えるよう自分で選択する。
主スイッチ１０は、電源システム中の配電器に似ており、すなわち、単一のスイッチを制御すれば双方向ワイヤレス充放電機能をオン／オフすることができ、主スイッチ１０をオン（ＯＮ）にすると、正常に発射、受取することができ（且つ、このときなら、受取または発射モード選択スイッチ１８ｂでモード選択を行なえ）、主スイッチ１０をオフ（ＯＦＦ）にすると、発射、受取を禁止する。温度検出及び電池電圧検出などの保護回路を増設することにより、発射または受信する過程において本考案の双方向ワイヤレス充放電装置の過熱が避けられるとともに、電池９３自体の過放電または過充電を防ぐことができる。

以上の説明は、単に本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を局限するものではなく、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家も、本考案の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施が本考案の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもない。

１ 論理制御手段
２ ワイヤレス受取・発射手段
３ 昇圧・降圧手段
４ 第１の逆流防止器
４ａ 第２の逆流防止器
４ｂ 第３の逆流防止器
５ 制御スイッチ
６ 第１の電気二重層コンデンサ
９ 携帯型電子機器
１０ 主スイッチ
１１〜１６ 第１〜第６の制御ピン
１６ａ 電池電圧センシングピン
１７ 電源ピン
１７ａ 温度センシングピン
１７ｂ 温度センサ
１７ｃ 第５の抵抗
１８ センシングピン
１８ａ 受取または発射モードセンシングピン
１８ｂ 受取または発射モード選択スイッチ
１８ｃ ダイオード
１８ｄ 第３の抵抗
１８ｅ 第４の抵抗
１８ｆ 受取または発射モード選択信号
１９ 発射保持回路
２１ 伝送端子
２２ 被検出端子
３１ 第１の調圧端子
３２ 第２の調圧端子
３３、３４ 制御端子
３５、３６ 第１、第２のＭＯＳＦＥＴ
３７ インダクタンス
４１ 入口端
４２ 出口端
４３ 制御端子
４４、４５ 第１、第２のＭＯＳＦＥＴ
４６ 第１の抵抗
４７ トランジスタ
４８ 第２の抵抗
６１ 第１のノード
９１ 回路装置
９２ 保護回路
９３ バッテリ
４３１ 第２のノード
９１１ 信号出力端
９２１ 受電端
９３１ 放電端

Claims (15)

1. 受電端とバッテリとが電気的に接続された回路装置を有する携帯型電子機器に適用される双方向ワイヤレス充放電装置であって、
   選択モード自動回復モジュールと複数のピンとを有する論理制御手段と、
   伝送端子と、前記論理制御手段のセンシングピンに電気的に接続された被検出端子とを有するワイヤレス受取・発射手段と、
   第１の調圧端子と、前記ワイヤレス受取・発射手段の伝送端子に電気的に接続された第２の調圧端子と、前記論理制御手段の第１、第２の制御ピンにそれぞれ電気的に接続された２つの制御端子とを有し、前記の互いに接続された第２の調圧端子と前記伝送端子とに前記論理制御手段の電源ピンが電気的に接続された昇圧・降圧手段と、
   前記バッテリの放電端と前記昇圧・降圧手段の第１の調圧端子とにそれぞれ電気的に接続された入口端及び出口端と、前記論理制御手段の第３の制御ピンに電気的に接続された制御端子とを有する第１の逆流防止器と、
   一端が前記バッテリの放電端に電気的に接続され、他端が前記第１の逆流防止器の制御端子と前記論理制御手段の第３の制御ピンとに電気的に接続された制御スイッチと、
   前記回路装置の受電端と前記昇圧・降圧手段の第１の調圧端子とにそれぞれ電気的に接続された出口端及び入口端と、前記論理制御手段の第５の制御ピンに電気的に接続された制御端子とを有する第２の逆流防止器と、
   前記論理制御手段の受取または発射モードセンシングピンと前記バッテリの放電端との間に電気的に接続され、且つ、前記選択モード自動回復モジュールに電気的に接続された受取または発射モード選択手段と、を含む双方向ワイヤレス充放電装置。
2. 前記受取または発射モード選択手段は、受取または発射モード選択スイッチ及び受取または発射モード選択信号のうち１つであることを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
3. 前記回路装置は、前記バッテリと受電端との間に電気的に接続された保護回路を有することを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
4. 前記昇圧・降圧手段は、同期整流方式の昇圧・降圧手段であり、且つ、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＭＯＳＦＥＴ）型同期整流であることを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
5. 前記同期整流方式の昇圧・降圧手段は、インダクタンスと、互いに同方向で直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴとを有し、前記２つのＭＯＳＦＥＴは１つの制御電極をそれぞれ有し、前記２つの制御電極が前記昇圧・降圧手段の２つの制御端子にそれぞれ電気的に接続され、直列に接続された前記２つのＭＯＳＦＥＴの一端が前記第２の調圧端子に電気的に接続され、他端がアースに接続され、前記インダクタンスの一端が前記第１の調圧端子に電気的に接続され、他端が前記２つのＭＯＳＦＥＴの間に電気的に接続されたことを特徴とする請求項４に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
6. さらに、入口端と出口端と制御端子とを有する第３の逆流防止器を含み、前記第３の逆流防止器の出口端及び入口端が前記回路装置の受電端と前記第２の逆流防止器の出口端とにそれぞれ電気的に接続され、前記第３の逆流防止器の制御端子が前記論理制御手段の第６の制御ピンに電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
7. 前記逆流防止器のそれぞれは、第１の抵抗と、互いに対向して直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴとを有し、直列接続された前記２つのＭＯＳＦＥＴの両端は、前記逆流防止器の入口端と出口端であり、前記２つのＭＯＳＦＥＴは、それぞれ、１つの制御電極を有し、前記２つの制御電極が前記逆流防止器の制御端子に電気的に接続され、前記第１の抵抗の一端が前記２つのＭＯＳＦＥＴの間に電気的に接続され、他端も前記逆流防止器の制御端子に電気的に接続されたことを特徴とする請求項６に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
8. 前記逆流防止器のそれぞれは、トランジスタと、第２の抵抗とをさらに有し、前記トランジスタの第１電極が前記２つのＭＯＳＦＥＴの制御電極に電気的に接続され、前記トランジスタの第２電極がアースに接続され、前記第２の抵抗が前記トランジスタの第３電極と前記逆流防止器の制御端子との間に電気的に接続されたことを特徴とする請求項７に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
9. 前記論理制御手段の第４の制御ピンがさらにループ方式で第３の制御ピンに電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
10. 前記制御スイッチは、自動復帰型スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
11. 前記受取または発射モード選択手段の上流にダイオード及び第３の抵抗が電気的に直列接続され、前記受取または発射モード選択手段の下流に第４の抵抗が電気的に直列接続されたことを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
12. 前記論理制御手段は、電池電圧センシングピンを有し、前記電池電圧センシングピンが前記電池の放電端に電気的に接続して前記電池の電圧を読み取ることを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
13. 前記論理制御手段は、温度センシングピンを有し、前記温度センシングピンに温度センサが電気的に接続されて前記双方向ワイヤレス充放電装置の温度を検出することを特徴とする請求項１に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
14. 前記温度センサは、サーミスタであることを特徴とする請求項１３に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。
15. 前記サーミスタがさらに第５の抵抗の一端に並列接続され、前記第５の抵抗の他端が前記論理制御手段の電源ピンと前記昇圧・降圧手段の第２の調圧端子との間に電気的に接続されたことを特徴とする請求項１４に記載の双方向ワイヤレス充放電装置。

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