JP4893755B2 - 送電制御装置、送電装置、電子機器及び負荷状態検出回路 - Google Patents
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Description
図1(A)に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の1つである充電器500(クレードル)は送電装置10を有する。また電子機器の1つである携帯電話機510は受電装置40を有する。また携帯電話機510は、LCDなどの表示部512、ボタン等で構成される操作部514、マイク516(音入力部)、スピーカー518(音出力部)、アンテナ520を有する。
図2に本実施形態の送電装置10、送電制御装置20等の構成例を示す。図1(A)の充電器500などの送電側の電子機器は、図2の送電装置10を含む。また携帯電話機510などの受電側の電子機器は、受電装置40と負荷90(本負荷)を含むことができる。そして図2の構成により、例えば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、負荷90に対して電力を供給する無接点電力伝送(非接触電力伝送)システムが実現される。
次に負荷状態検出回路30の種々の構成例について説明する。
図7に負荷状態検出回路30の第1の構成例を示す。図7において、波形モニター回路14は、送電制御装置20のICの外付け回路として設けられている。そして波形モニター回路14は、第1のACカップリング(DCカット)用コンデンサーCA1と第2のACカップリング用コンデンサーCA2を含む。コンデンサーCA1は、共振用コンデンサーC1の一端(ノードN1)と、負荷状態検出回路30の第1の入力端子との間に設けられる。コンデンサーCA2は、共振用コンデンサーC1の他端(ノードN2)と、負荷状態検出回路30の第2の入力端子との間に設けられる。
図8に負荷状態検出回路30の第2の構成例を示す。図8では、図7の構成に加えて、位相シフト回路36が更に設けられている。
図11に本実施形態の負荷状態検出回路30の第3の構成例を示す。図11では、差動アンプ32の基準電圧VRと、コンパレーターCPの比較用電圧VCとが、異なる電圧に設定されている。例えばコンパレーターCPにヒステリシス特性を持たせることで、比較用電圧VCを基準電圧VRと異なる電圧に設定する。
図13に本実施形態の負荷状態検出回路30の第3の構成例を示す。図13では、差動アンプ32と位相検出回路34の間にローパスフィルター37を設けている。このローパスフィルター37は、演算増幅器OPの出力ノードとコンパレーターCPの入力ノードとの間に設けられた抵抗RCと、当該入力ノードと基準電圧VRの供給ノードNRとの間に設けられたキャパシタCCを含む。
14 波形モニター回路、20 送電制御装置、22 制御部(送電側)、
24 発振回路、25 駆動クロック生成回路、26 ドライバー制御回路、
30 負荷状態検出回路、32 差動アンプ、34 位相差検出回路、
36 位相シフト回路、37 ローパスフィルター、38 位相差測定回路、
40 受電装置、42 受電部、43 整流回路、46 負荷変調部、
48 給電制御部、50 受電制御装置、52 制御部(受電側)、
56 位置検出回路、59 検出回路、60 周波数検出回路、62 満充電検出回路、
90 負荷、92 充電制御装置、94 バッテリー
Claims (18)
- 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
受電側の負荷状態を検出する負荷状態検出回路を含み、
前記負荷状態検出回路は、
前記1次コイルと共に共振回路を構成する共振用コンデンサーの一端側からの第1の信号と、前記共振用コンデンサーの他端側からの第2の信号との差分信号に基づいて、受電側の負荷状態を検出し、
前記負荷状態検出回路は、
前記第1の信号と前記第2の信号との前記差分信号に対応するアンプ出力信号を出力する差動アンプと、
前記差動アンプからの前記アンプ出力信号と基準クロック信号との位相差を検出し、位相差信号を出力する位相差検出回路と、
前記位相差検出回路からの前記位相差信号に基づいて前記位相差を測定する位相差測定回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1において、
前記差動アンプは、
基準電圧を振幅中心とする前記アンプ出力信号を出力することを特徴する送電制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記差動アンプは、
前記第1の信号と前記第2の信号の前記差分信号を減衰させた信号を、前記アンプ出力信号として出力することを特徴する送電制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記差動アンプは、
前記第1の信号に対応する第1の入力信号が第1の入力端子に入力され、前記第2の信号に対応する第2の入力信号が第2の入力端子に入力される演算増幅器と、
前記第1の入力端子と前記演算増幅器の出力端子との間に設けられた第1の出力側抵抗と、
前記第2の入力端子と基準電圧の供給ノードと間に設けられた第2の出力側抵抗とを含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記位相差検出回路は、
前記アンプ出力信号と比較用電圧とを比較するコンパレーターと、
前記コンパレーターからのコンパレーター出力信号と、前記基準クロック信号とに基づいて、前記位相差信号を出力する位相差出力回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項5において、
前記差動アンプは、
基準電圧を振幅中心とする前記アンプ出力信号を出力し、
前記基準電圧と前記比較用電圧が同じ電圧に設定されていることを特徴とする送電制御
装置。 - 請求項5において、
前記差動アンプは、
基準電圧を振幅中心とする前記アンプ出力信号を出力し、
前記基準電圧と前記比較用電圧が異なる電圧に設定されていることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項7において、
前記コンパレーターにヒステリシス特性を持たせることで、前記基準電圧と前記比較用電圧が異なる電圧に設定されることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記負荷状態検出回路は、
前記アンプ出力信号の信号遅延を補償するために、前記1次コイルの駆動クロック信号の位相を遅らせた信号を前記基準クロック信号として出力する位相シフト回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記負荷状態検出回路は、
前記差動アンプと前記位相差検出回路との間に設けられたローパスフィルターを含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記負荷状態検出回路からの検出情報に基づいて、受電側の負荷状態を判定する制御部を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記共振用コンデンサーは、前記1次コイルを駆動する送電ドライバーの出力ノードに一端が接続され、前記1次コイルの前記コイル端ノードに他端が接続されるコンデンサーであることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至12のいずれかに記載の送電制御装置と、
交流電圧を生成して前記1次コイルに供給する送電部とを含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項13において、
前記共振用コンデンサーの一端及び他端と、前記負荷状態検出回路の第1の入力端子及び第2の入力端子との間に設けられた波形モニター回路を含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項14において、
前記波形モニター回路は、
前記共振用コンデンサーの前記一端と、前記負荷状態検出回路の前記第1の入力端子との間に設けられた第1のACカップリング用コンデンサーと、
前記共振用コンデンサーの前記他端と、前記負荷状態検出回路の前記第2の入力端子との間に設けられた第2のACカップリング用コンデンサーを含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項15において、
前記波形モニター回路は、
前記第1のACカップリング用コンデンサーと前記負荷状態検出回路の前記第1の入力
端子との間に設けられた第1の入力側抵抗と、
前記第2のACカップリング用コンデンサーと前記負荷状態検出回路の前記第2の入力端子との間に設けられた第2の入力側抵抗と含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項13乃至16のいずれかに記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられ、受電側の負荷状態を検出する負荷状態検出回路であって、
前記1次コイルと共に共振回路を構成する共振用コンデンサーの一端側からの第1の信号と、前記共振用コンデンサーの他端側からの第2の信号との差分信号に対応するアンプ出力信号を出力する差動アンプと、
前記差動アンプからの前記アンプ出力信号と基準クロック信号との位相差を検出し、位相差信号を出力する位相差検出回路と、
前記位相差検出回路からの前記位相差信号に基づいて前記位相差を測定する位相差測定回路を含むことを特徴とする負荷状態検出回路。
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