JP5556002B2 - Power transmission control device, power transmission device, non-contact power transmission system, and electronic device - Google Patents

Power transmission control device, power transmission device, non-contact power transmission system, and electronic device Download PDF

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Description

本発明は、送電制御装置、送電装置、無接点電力伝送システムおよび電子機器等に関する。   The present invention relates to a power transmission control device, a power transmission device, a contactless power transmission system, an electronic device, and the like.

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、携帯電話端末や家庭用機器(例えば電話端末の子機や時計)の充電などが提案されている。   In recent years, contactless power transmission (contactless power transmission) that uses electromagnetic induction and enables power transmission even without a metal part contact has been highlighted. Charging of telephone terminals and household equipment (for example, a handset of a telephone terminal and a clock) has been proposed.

1次コイルと2次コイルを用いた無接点電力伝送装置は、例えば、特許文献1に記載されている。
特開2006−60909号公報
A non-contact power transmission device using a primary coil and a secondary coil is described in Patent Document 1, for example.
JP 2006-60909 A

無接点電力伝送装置では、例えば電子機器の電池(バッテリ)の長寿命化のために、低消費電力性が厳しく要求される。したがって、送電側機器(送電側機器)から受電側機器(受電側機器)への無駄な電力伝送をできるだけ抑制することが重要である。   In the non-contact power transmission device, for example, low power consumption is strictly required for extending the life of a battery (battery) of an electronic device. Therefore, it is important to suppress wasteful power transmission from the power transmission side device (power transmission side device) to the power reception side device (power reception side device) as much as possible.

また、無接点電力伝送装置では、何よりも高い安全性および信頼性が求められる。例えば、規格外の受電側機器に誤って電力伝送を行うと、機器の破損が生じる場合がある。   Moreover, in a non-contact power transmission device, safety and reliability higher than anything are required. For example, if power is accidentally transmitted to a non-standard power receiving device, the device may be damaged.

また、規格に合致した受電側機器に対して電力伝送を行う場合であっても、送電環境が不適切である場合には、送電を停止しなければならない。例えば、金属異物が存在する環境下で送電を行う場合には、異常発熱が生じる危険性があり、この場合には、送電を停止しなければならない。但し、金属異物の大きさは、小、中程度のものもあれば、大きなもの(例えば薄い板状で、送電側機器と受電側機器を完全に遮断するようなもの)もあり、どのような異物に対しても安全対策が採られるのが望ましい。   Further, even when power is transmitted to a power receiving device that conforms to the standard, power transmission must be stopped if the power transmission environment is inappropriate. For example, when power transmission is performed in an environment where metal foreign objects exist, there is a risk of abnormal heat generation. In this case, power transmission must be stopped. However, the size of the metal foreign object may be small or medium, and large (for example, a thin plate that completely shuts off the power transmission side device and the power reception side device). It is desirable to take safety measures against foreign objects.

また、無接点電力伝送装置は、ユーザの日常生活の利便性を高める目的をもつため、使い勝手のよい装置である必要がある。また、無接点電力伝送装置では、部品点数を削減して、小型化ならびに低コスト化を実現することも重要である。   In addition, the non-contact power transmission device has a purpose of improving the convenience of daily life for the user, and therefore needs to be a user-friendly device. In a non-contact power transmission device, it is also important to reduce the number of parts to achieve downsizing and cost reduction.

また、無接点電力伝送システムを利用する顧客のニーズを満足させるために、利便性ならびに柔軟性に富んだシステムを提供することも重要である。顧客のニーズは多様である。
例えば、自らが動作スイッチをオン/オフして、システムの動作/非動作を主体的にコントロールできるシステム(すなわちスイッチモードをもつシステム)を望む顧客がいる一方、スイッチ操作は面倒であるため全自動で動作するシステム(すなわちオートモードをもつシステム)を望む顧客もある。また、顧客が、例えば、システムを設置する環境に応じて、スイッチモードとオートモードを適宜、使い分けることを望む場合もあり得る。無接点電力伝送システムを広く普及させるためには、このような多様な顧客のニーズにきめ細かく応えることが重要である。
It is also important to provide a system that is highly convenient and flexible in order to satisfy the needs of customers who use contactless power transmission systems. Customer needs are diverse.
For example, while there are customers who want a system that can independently control the operation / non-operation of the system by turning the operation switch on and off (ie, a system having a switch mode), the switch operation is cumbersome and fully automatic. Some customers want a system that works with (ie, a system with auto mode). Further, for example, the customer may desire to use the switch mode and the auto mode appropriately according to the environment in which the system is installed. In order to widely disseminate contactless power transmission systems, it is important to respond precisely to the needs of such diverse customers.

本発明の幾つかの実施形態によれば、例えば、顧客のニーズに応じてスイッチモードとオートモードを、適宜、切り換えることが可能となり、ユーザの利便性が高く、かつ消費電力の抑制が可能な無接点電力伝送技術を提供することができる。また、例えば、万全の安全対策が施された信頼性が高い無接点電力伝送技術を提供することができる。   According to some embodiments of the present invention, for example, the switch mode and the auto mode can be appropriately switched according to the needs of the customer, which is highly convenient for the user and can reduce power consumption. A contactless power transmission technology can be provided. In addition, for example, it is possible to provide a highly reliable contactless power transmission technique in which all safety measures are taken.

(1)本発明の送電制御装置の一態様は、送電装置から受電装置に対して、電磁結合された1次コイルおよび2次コイルを経由して無接点で電力を伝送する無接点電力伝送システムにおける、前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、前記受電装置を有する受電側機器が、無接点電力伝送による受電が可能な場所に設置されたことを自動的に検出した後に、前記受電側機器の負荷に電力を供給するための通常送電を開始するオートモードと、動作トリガスイッチがオンされた後に前記通常送電を開始するスイッチモードと、を切り換える動作モード切換制御信号を入力するための動作モード切換端子と、前記動作トリガスイッチの操作によって生じる動作トリガ信号を入力するための動作トリガ端子と、前記受電装置への送電を制御すると共に、前記動作モード切換制御信号に基づいて前記送電装置の動作モードを切り換える送電側制御回路と、を有する。   (1) One aspect of the power transmission control device of the present invention is a non-contact power transmission system that transmits power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner via an electromagnetically coupled primary coil and secondary coil. The power transmission control device provided in the power transmission device according to claim 1, wherein the power reception side device having the power reception device automatically detects that the device is installed in a place where power can be received by non-contact power transmission. An operation mode switching control signal for switching between an auto mode for starting normal power transmission for supplying power to the load of the side device and a switch mode for starting normal power transmission after the operation trigger switch is turned on. An operation mode switching terminal, an operation trigger terminal for inputting an operation trigger signal generated by operation of the operation trigger switch, and control of power transmission to the power receiving device Rutotomoni, having a power-transmitting-side control circuit for switching the operation mode of the power transmitting device based on the operation mode switch control signal.

本態様の送電制御装置では、動作モード切換信号を送電側制御回路に与えることによって、スイッチモード(動作トリガスイッチのオンを契機として所定動作を開始するモード)と、オートモード(送電側機器の設置を自動的に検出して所定動作を開始するモード)とを切り換えることが可能である。スイッチモードの場合、ユーザは受電側機器を所定位置にセットした後、適切なタイミングで動作トリガスイッチをオンして送電を開始することができる。また、動作トリガスイッチを再操作して、動作トリガ信号を送電側制御回路に再入力することによって、送電を強制的に停止させることもできる。すなわち、スイッチモードによれば、ユーザの思い通りに無接点電力伝送システムを利用することができる。また、動作トリガスイッチがオンされる前は、送電装置からの送電は一切、行われないため、無駄な電力消費が生じない。一方、オートモードでは、送電制御装置が受電側機器の設置を自動的に検出して送電を開始するため、ユーザはスイッチ操作を行う必要がなく、無接点電力伝送システムの利便性および使い勝手が向上する。動作モードの切り換えが可能となることによって、多様なニーズに適合可能な無接点電力伝送システムが実現される。   In the power transmission control device of this aspect, by supplying an operation mode switching signal to the power transmission side control circuit, a switch mode (a mode in which a predetermined operation is started when the operation trigger switch is turned on) and an auto mode (installation of the power transmission side device) It is possible to switch between a mode in which a predetermined operation is automatically detected and a predetermined operation is started. In the switch mode, after the user sets the power receiving device at a predetermined position, the user can turn on the operation trigger switch at an appropriate timing to start power transmission. In addition, power transmission can be forcibly stopped by re-operating the operation trigger switch and re-inputting the operation trigger signal to the power transmission side control circuit. That is, according to the switch mode, the non-contact power transmission system can be used as the user desires. In addition, since no power is transmitted from the power transmission device before the operation trigger switch is turned on, useless power consumption does not occur. On the other hand, in the auto mode, the power transmission control device automatically detects the installation of the power-receiving device and starts power transmission, which eliminates the need for the user to perform switch operations and improves the convenience and usability of the contactless power transmission system. To do. By enabling switching of the operation mode, a contactless power transmission system that can meet various needs is realized.

(2)本発明の送電側制御回路の他の態様では、前記送電側制御回路は、前記動作モード切換制御信号によってオートモードが選択される場合、前記送電装置に間欠的な仮送電を実行させ、前記仮送電を受けた前記受電装置からの応答を検出することによって前記受電側機器の前記設置を検出し、前記設置が検出された場合は、前記送電装置に前記受電装置に対する連続的な前記通常送電を実行させ、前記設置が検出されない場合は、前記送電装置に前記間欠的な仮送電を実行する状態を継続させ、前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、前記送電装置を、前記動作トリガ端子に前記動作トリガ信号が入力される毎に、前記受電装置に対する送電の開始ならびに停止を繰り返えすように制御する。   (2) In another aspect of the power transmission side control circuit of the present invention, the power transmission side control circuit causes the power transmission device to perform intermittent temporary power transmission when the auto mode is selected by the operation mode switching control signal. Detecting the installation of the power receiving side device by detecting a response from the power receiving device that has received the temporary power transmission, and if the installation is detected, the power transmission device is continuously connected to the power receiving device. If normal installation is performed and the installation is not detected, the power transmission device is allowed to continue the intermittent temporary power transmission, and the switch mode is selected by the operation mode switching control signal. The device is controlled to repeat the start and stop of power transmission to the power receiving device each time the operation trigger signal is input to the operation trigger terminal.

本態様では、オートモードが選択されると、送電側制御回路が、送電装置に間欠的な仮送電を実行させ、受電装置からの応答を検出することによって受電側機器の設置を自動的に検出する。受電側機器の設置が検出されるまで、間欠的な仮送電を行う状態が継続される。また、スイッチモードが選択される場合、ユーザが動作トリガスイッチをオンすると、受電装置に対する送電(仮送電)が開始され、また、ユーザが動作トリガスイッチを再操作すると、送電(仮送電および通常送電の双方を含む)が強制的に停止される。動作トリガスイッチがオンされる毎に、以下、同様の動作が繰り返される。   In this mode, when the auto mode is selected, the power transmission side control circuit automatically detects the installation of the power receiving side device by causing the power transmission device to perform intermittent temporary power transmission and detecting a response from the power receiving device. To do. The state where intermittent temporary power transmission is performed is continued until installation of the power receiving device is detected. When the switch mode is selected, when the user turns on the operation trigger switch, power transmission to the power receiving device (temporary power transmission) is started. When the user operates the operation trigger switch again, power transmission (temporary power transmission and normal power transmission) is started. Is forcibly stopped. Every time the operation trigger switch is turned on, the same operation is repeated.

(3)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記送電側制御回路は、前記オートモードおよび前記スイッチモードのどちらが選択されているかにかかわらず、前記通常送電の前に、ID認証処理を実行して、前記受電側機器が前記無接点電力伝送システムに対する適合性を有するか否かを判定し、前記ID認証に成功した後に、前記送電装置に前記通常送電を実行させる。   (3) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, the power transmission side control circuit performs an ID authentication process before the normal power transmission, regardless of whether the auto mode or the switch mode is selected. And determine whether or not the power receiving side device is compatible with the contactless power transmission system, and after the ID authentication is successful, cause the power transmission apparatus to perform the normal power transmission.

通常送電の前に、受電装置から送られてくるID認証情報(例えば、製造業者を示す番号、機器ID番号、電力定格情報等)に基づくID認証処理を実行することによって、不適切な対象に対する通常送電が確実に防止され、信頼性、安全性が格段に向上する。   By performing ID authentication processing based on ID authentication information (for example, a number indicating the manufacturer, device ID number, power rating information, etc.) sent from the power receiving device before normal power transmission, Normal power transmission is reliably prevented, and reliability and safety are greatly improved.

(4)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記動作モード切換制御信号によって前記オートモードが選択される場合、前記送電側制御回路は、前記送電装置に間欠的な仮送電を実行させ、前記仮送電の開始時点から所定時間内に、前記仮送電を受けた前記受電装置からのID認証情報を受信できるか否かによって、前記受電装置を有する受電側機器の設置を検出し、前記受電側機器の設置が検出された場合、前記ID認証に成功することを条件として、前記送電装置に、前記受電装置に対する通常送電を実行させ、前記仮送電の開始時点から所定時間内に前記受電装置からのID認証情報を受信できない場合、ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置に、前記間欠的な仮送電を実行する状態を継続させる。   (4) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, when the auto mode is selected by the operation mode switching control signal, the power transmission side control circuit causes the power transmission device to perform intermittent temporary power transmission. The installation of the power receiving device having the power receiving device is detected by whether or not ID authentication information from the power receiving device that has received the temporary power transmission can be received within a predetermined time from the start of the temporary power transmission, If installation of a power receiving device is detected, the power transmission device is allowed to execute normal power transmission to the power reception device on the condition that the ID authentication is successful, and the power reception device is received within a predetermined time from the start of the temporary power transmission. When the ID authentication information from the apparatus cannot be received, and when the ID authentication fails, the power transmission apparatus is kept in a state of executing the intermittent temporary power transmission.

オートモード時において、送電側制御回路は、間欠的に仮送電を実行し、仮送電の開始タイミングから所定時間内に、受電装置からのID認証情報を受信できるか否かによって受電側機器の設置を検出する。すなわち、受電側機器がセットされていれば、仮送電を実行した場合、所定時間内にID認証情報の応答があるはずである。よって、ID認証情報が所定時間内にリターンされるか否かによって、受電側機器の設置の検出が可能である。ここで、オートモード時における仮送電とは、受電装置への通常送電(負荷に給電するという本来の目的に沿った送電)前に行う送電であり、例えば間欠的な送電である。   In the auto mode, the power transmission side control circuit intermittently performs temporary power transmission, and installs the power receiving side device depending on whether or not the ID authentication information from the power receiving device can be received within a predetermined time from the temporary power transmission start timing. Is detected. That is, if the power receiving device is set, when temporary power transmission is executed, there should be a response of ID authentication information within a predetermined time. Therefore, the installation of the power receiving device can be detected depending on whether the ID authentication information is returned within a predetermined time. Here, the temporary power transmission in the auto mode is power transmission performed before normal power transmission to the power receiving apparatus (power transmission in line with the original purpose of feeding the load), for example, intermittent power transmission.

(5)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記送電側制御回路は、前記通常送電の期間中に前記受電装置からの満充電通知を検出すると、前記送電装置に前記通常送電を停止させると共に、満充電後の取り去り検出のための送電および満充電後の再充電の要否判定のための送電を実行させ、前記満充電後の取り去り検出のための送電を受けた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて前記取り去りが検出された場合には、前記送電装置を前記間欠的な仮送電を実行する状態に復帰させ、前記満充電後の再充電の要否判定のための送電を受けた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて再充電が必要と判定された場合には、前記送電装置に前記通常送電を再開させる。   (5) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, when the power transmission side control circuit detects a full charge notification from the power receiving device during the normal power transmission period, the power transmission control circuit stops the normal power transmission to the power transmission device. Power transmission for detection of removal after full charge and power transmission for determination of necessity of recharging after full charge, and from the power receiving apparatus that has received power transmission for detection of removal after full charge. When the removal is detected based on a signal sent, the power transmission device is returned to a state in which the intermittent temporary power transmission is executed, and the necessity for recharging after the full charge is determined. When it is determined that recharging is necessary based on a signal transmitted from the power receiving device that has received power transmission, the power transmission device is caused to resume the normal power transmission.

本態様では、オートモード時において、受電側機器の負荷が満充電になった後、さらに、負荷状態を監視して再充電の管理も自動的に行う。すなわち、満充電になった後も受電側機器がセットされたままである場合、時間が経過すれば、負荷(バッテリ)が放電して再充電が必要になることがある。そこで、送電装置は、満充電が検出された後、通常送電に代わる送電(間欠的な送電でもよく、周波数を異ならせた弱いレベルの連続送電でもよい)を実行し、負荷の再充電の要否判定も自動的に行い、再充電が必要になれば送電を再開する。これによって、負荷の再充電が自動的に実行される。したがって、満充電後に受電側機器が長時間、放置された場合でも、ユーザが受電側機器を使用する時点では、バッテリは常に満充電の状態である。よって、せっかく充電したのに、その後の放電によって、結果的に不十分な充電状態になってしまうという不都合が生じず、よって、ユーザの期待を裏切ることがない。但し、満充電後に、受電側機器が取り去られた場合には、再充電の管理は不要である。よって、満充電後の取り去り検出のための送電(間欠的な送電でもよく、上述の周波数を異ならせた弱いレベルの連続送電であってもよい)も併せて実行する。取り去り検出用の間欠送電を受けた受電側機器からの応答がなければ、受電側機器は取り去られたと判定することができる。取り去りが検出されると、送電側制御回路は、送電装置を初期状態に復帰させる。なお、上述の「満充電」の意味は、例えば「受電装置側の負荷状態が所定の状態である」というふうに広義に解釈することができる。よって、負荷はバッテリに限定されるものではない。例えば、受電側機器の所定の回路が負荷となる場合もあり得る。すなわち、例えば、「送電装置からの送電を受けて所定の回路が動作した後、その所定の回路が動作不要となった状態」は、負荷が満充電になった場合に相当し、このような場合も本態様の技術的範囲に含まれる。   In this aspect, after the load of the power receiving device becomes fully charged in the auto mode, the load state is further monitored to automatically manage recharging. That is, when the power receiving device remains set even after the battery is fully charged, the load (battery) may be discharged and recharging may be necessary if time elapses. Therefore, after the full charge is detected, the power transmission device performs power transmission instead of normal power transmission (may be intermittent power transmission or weak level continuous power transmission with different frequencies) to recharge the load. A negative decision is also made automatically, and power transmission is resumed when recharging is required. As a result, recharging of the load is automatically performed. Therefore, even when the power receiving device is left for a long time after full charging, the battery is always fully charged when the user uses the power receiving device. Therefore, there is no inconvenience that even though the battery is charged, the subsequent discharge results in an insufficient charge state, and therefore the user's expectation is not betrayed. However, if the power receiving device is removed after full charge, management of recharging is not necessary. Therefore, power transmission for removal detection after full charge (intermittent power transmission or weak level continuous power transmission with different frequencies described above) may also be executed. If there is no response from the power receiving side device that has received intermittent power transmission for removal detection, it can be determined that the power receiving side device has been removed. When the removal is detected, the power transmission side control circuit returns the power transmission device to the initial state. Note that the meaning of “full charge” described above can be broadly interpreted as, for example, “the load state on the power receiving device side is a predetermined state”. Therefore, the load is not limited to the battery. For example, a predetermined circuit of the power receiving device may be a load. That is, for example, “a state in which the predetermined circuit becomes unnecessary after receiving a power transmission from the power transmission device” corresponds to a case where the load is fully charged. Cases are also included in the technical scope of this embodiment.

(6)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、前記送電側制御回路は、送電側機器に設けられた前記動作トリガスイッチのオンを契機として、ID認証処理を可能とするために、前記送電装置に前記受電装置に対する仮送電を実行させ、前記仮送電を開始した時点から所定時間内に、前記仮送電を受けた前記受電装置からのID認証情報を受信すると、前記ID認証情報に基づいて前記ID認証処理を実行し、前記ID認証に成功した後に、前記送電装置に前記受電装置に対する前記通常送電を実行させ、前記仮送電を開始した時点から前記所定時間内に前記受電装置からの前記ID認証情報を受信できない場合ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置を、前記仮送電を停止して前記動作トリガスイッチのオンを待つ初期状態に戻るように制御する。   (6) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, when the switch mode is selected by the operation mode switching control signal, the power transmission side control circuit is configured to operate the operation trigger switch provided in the power transmission side device. In order to enable the ID authentication process when the power is turned on, the power transmission device is caused to execute temporary power transmission to the power reception device, and the power reception that has received the temporary power transmission within a predetermined time from the start of the temporary power transmission. When receiving the ID authentication information from the device, the ID authentication processing is executed based on the ID authentication information, and after the ID authentication is successful, the power transmission device performs the normal power transmission to the power receiving device, When the ID authentication information from the power receiving apparatus cannot be received within the predetermined time from the start of power transmission, and when the ID authentication fails, the transmission Device, the control to return to the initial state to stop the temporary power transmission wait for on the operation trigger switch.

スイッチモード時において、送電側機器に設けられた動作トリガスイッチのオン(スイッチによるトリガ生成)を契機として、送電側から受電側への仮送電を開始する。ここで、「スイッチオンモード時における仮送電」は、ID認証を可能とするための、通常送電前の送電(例えば、連続送電)を意味する。動作トリガスイッチの利用形態としては、例えば、受電側機器をセットした後にユーザが動作トリガスイッチをオンする場合と、動作トリガスイッチをオンしてから受電側機器をセットする場合とがある。いずれの場合も、ユーザによる動作トリガスイッチのオン(つまり、ユーザによる充電開始の明確な意思表示)を送電(仮送電を含む)の条件とするため、ユーザの知らないうちに不意打ち的に送電が開始されることがなく、ユーザの安心感が高まる。また、受電側機器をセットすると、その自重で動作トリガスイッチがオンする場合もあり得る。この場合には、ユーザのスイッチオンの手間を省くことができる。この構成によれば、動作トリガスイッチオン前は、送電は一切、行わなくてもよくなる(つまり、受電側機器のセットを検出するための間欠的な仮送電を行うことが必要なくなる)。無駄な電力送電を行わないことによって、消費電力の削減と安全性の向上を図ることができる。   In the switch mode, temporary power transmission from the power transmission side to the power reception side is started when the operation trigger switch provided in the power transmission side device is turned on (trigger generation by the switch). Here, “temporary power transmission in the switch-on mode” means power transmission before normal power transmission (for example, continuous power transmission) for enabling ID authentication. As usage forms of the operation trigger switch, for example, there are a case where the user turns on the operation trigger switch after setting the power receiving side device and a case where the power receiving side device is set after turning on the operation trigger switch. In either case, since the operation trigger switch is turned on by the user (that is, the user has a clear intention to start charging) as a condition for power transmission (including provisional power transmission), power transmission unexpectedly occurs without the user's knowledge. It is not started and the user's sense of security increases. Further, when the power receiving device is set, the operation trigger switch may be turned on by its own weight. In this case, it is possible to save the user from switching on. According to this configuration, it is not necessary to perform power transmission at all before the operation trigger switch is turned on (that is, it is not necessary to perform intermittent temporary power transmission for detecting a set of power receiving devices). By not performing unnecessary power transmission, it is possible to reduce power consumption and improve safety.

(7)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記送電側制御回路は、前記通常送電の開始後に、前記受電装置からの満充電通知を受信すると、前記送電装置を、前記通常送電を停止して前記動作トリガスイッチのオンを待つ初期状態に戻るように制御する。   (7) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, when the power transmission side control circuit receives a full charge notification from the power receiving device after the start of the normal power transmission, the power transmission device performs the normal power transmission. Control is performed to return to the initial state of stopping and waiting for the operation trigger switch to be turned on.

受電側機器からの満充電通知(広義には送電停止要求)によって、通常送電が停止されるため、不要な電力伝送が生じず、これに伴い発熱の心配もなくなる。よって、安全性のさらなる向上が実現され、さらなる低消費電力化も達成される。   Since normal power transmission is stopped by a full charge notification (power transmission stop request in a broad sense) from the power receiving device, unnecessary power transmission does not occur, and accordingly, there is no fear of heat generation. Therefore, further improvement in safety is realized, and further reduction in power consumption is achieved.

(8)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記送電側制御回路は、前記1次コイルの誘起電圧信号の波形の変化によって異物の有無を判定し、前記通常送電中に異物が検出された場合に、前記送電装置に前記通常送電を停止させる。   (8) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, the power transmission side control circuit determines the presence or absence of a foreign object based on a change in the waveform of the induced voltage signal of the primary coil, and detects the foreign object during the normal power transmission. If it is, the power transmission device stops the normal power transmission.

(9)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記送電側制御回路は、前記1次コイルと前記2次コイルとの間に載置された異物を前記受電側機器と誤認して前記通常送電が継続する乗っ取り状態を検出し、前記通常送電中に乗っ取り状態が検出されると、前記送電装置に前記通常送電を停止させる。   (9) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, the power transmission side control circuit misidentifies a foreign object placed between the primary coil and the secondary coil as the power receiving side device, and A hijacking state in which normal power transmission continues is detected, and when a hijacking state is detected during the normal power transmission, the power transmission device stops the normal power transmission.

通常送電期間中において、いわゆる「乗っ取り状態」の検出を実行することとし、無接点電力伝送システムの安全性、信頼性のさらなる向上を図るものである。「乗っ取り状態」は、異物挿入の特殊な形態と位置付けられるものであり、「異物を受電側機器と誤認して通常送電が継続される状態」のことである。例えば、薄い金属板が1次コイルと2次コイル間を完全に遮断するように挿入された場合、送電側から見れば、相当程度の負荷が常に存在することになり、例えば、取り去り検出が困難となる。つまり、受電側機器が取り去られた後も、送電側からみて、受電側機器に相当する負荷が検出されてしまうため、取り去り検出ができず、この場合は通常送電を止めることができない。この場合、金属板は高温に達し、異常発熱や発火、機器破損、火傷等が生じるおそれがある。そこで、「異物検出」、「取り去り検出」の他に、「乗っ取り検出」機能を設けて、乗っ取り状態が検出された場合、通常送電を速やかに停止する。これによって、無接点電力伝送システムの安全性、信頼性のさらなる向上を図ることができる。   During the normal power transmission period, the so-called “takeover state” is detected to further improve the safety and reliability of the contactless power transmission system. The “takeover state” is positioned as a special form of foreign object insertion, and is “a state in which normal power transmission is continued by misidentifying a foreign object as a power receiving device”. For example, when a thin metal plate is inserted so as to completely block between the primary coil and the secondary coil, a considerable amount of load is always present when viewed from the power transmission side. For example, removal detection is difficult. It becomes. That is, even after the power receiving side device is removed, the load corresponding to the power receiving side device is detected when viewed from the power transmission side, so that the removal cannot be detected. In this case, normal power transmission cannot be stopped. In this case, the metal plate reaches a high temperature and may cause abnormal heat generation, ignition, equipment damage, burns, and the like. Therefore, in addition to “foreign object detection” and “removal detection”, a “takeover detection” function is provided, and when a takeover state is detected, normal power transmission is immediately stopped. Thereby, the safety and reliability of the non-contact power transmission system can be further improved.

(10)本発明の送電制御装置の他の態様では、前記送電側制御回路は、前記送電装置からみた前記受電装置側の負荷の間欠的な変化を検出し、前記通常送電中における前記負荷の間欠的な変化の検出の有無によって、前記乗っ取り状態を検出する。   (10) In another aspect of the power transmission control device of the present invention, the power transmission side control circuit detects an intermittent change in the load on the power reception device side as viewed from the power transmission device, and the load during the normal power transmission is detected. The takeover state is detected based on whether or not an intermittent change is detected.

「乗っ取り状態」となると、受電側から送電側への信号伝達は、異物によって阻止され、送電側に到達できない。この原理を利用し、受電側から何らかの信号を送電側に送信し、受電側にてその信号を検出できるか否かによって「乗っ取り状態」を検出するものである。例えば、受電装置が負荷変調によって2次コイルおよび1次コイルを経由して信号(物理的な信号)を送電側に送り、その信号(物理的な信号)を送電側で検出できるか否かによって乗っ取り状態を判定する。但し、この方法に限定されるものではない。例えば、受電側に発光手段を設け、送電側に受光手段を設け、送電側において受電側からの光(赤外光等を含む)を検出できるか否かによって「乗っ取り状態」を検出するようにしてもよい。外光(周囲光)が異物に遮られることなく送電装置に到達するか否かを検出してもよい。電気信号や光の他、受電側からの音を送電側にて所定レベルで検出できるか否かによって乗っ取り検出を行ってもよい。   In the “takeover state”, signal transmission from the power receiving side to the power transmission side is blocked by foreign matter and cannot reach the power transmission side. Using this principle, a certain signal is transmitted from the power receiving side to the power transmission side, and the “takeover state” is detected based on whether or not the signal can be detected on the power receiving side. For example, depending on whether the power receiving device can send a signal (physical signal) to the power transmission side via the secondary coil and the primary coil by load modulation, and the signal (physical signal) can be detected on the power transmission side The hijacking state is determined. However, it is not limited to this method. For example, a light emitting means is provided on the power receiving side, a light receiving means is provided on the power transmission side, and the “takeover state” is detected depending on whether light (including infrared light or the like) from the power receiving side can be detected on the power transmission side. May be. You may detect whether external light (ambient light) reaches | attains a power transmission apparatus, without being interrupted by a foreign material. In addition to electrical signals and light, takeover detection may be performed depending on whether sound from the power receiving side can be detected at a predetermined level on the power transmission side.

(11)本発明の送電制御装置の他の態様は、受電装置に対して電力を伝送する送電装置に設けられる送電制御装置であって、第1の信号が入力される第1の端子と、第2の信号が入力される第2の端子と、前記送電装置の制御を行う送電制御回路と、を含み、記送電制御回路は前記第1の信号に基づいて第1の動作モードまたは第2の動作モードで前記送電装置を動作させ、前記第1の動作モードにおいては、前記送電装置が、前記受電装置が受電が可能な場所に存在することを自動的に検出した後に、前記受電装置に電気的に接続された負荷に電力を供給するための送電を行い、前記第2の動作モードにおいては、前記第2の端子に前記第2の信号が入力された後に前記送電を行う。   (11) Another aspect of the power transmission control device of the present invention is a power transmission control device provided in a power transmission device that transmits power to the power receiving device, and a first terminal to which a first signal is input; A power transmission control circuit that controls the power transmission device, and the power transmission control circuit includes a first operation mode or a second operation based on the first signal. In the first operation mode, the power transmission device automatically detects that the power reception device is present at a place where the power reception device can receive power. Power transmission is performed to supply power to an electrically connected load. In the second operation mode, the power transmission is performed after the second signal is input to the second terminal.

本態様の送電制御装置には、第1の信号が入力される第1の端子と、第2の信号が入力される第2の端子とが設けられる。また、動作モードとして、第1の動作モードおよび第2の動作モードが用意される。第1の動作モードを選択するか、あるいは第2の動作モードを選択するかは、第1の端子に入力される第1の信号によって決定される。動作モードの切り換えが可能であるため、多様なニーズに適合可能な、使い勝手のよい電力伝送システムが実現される。   The power transmission control device of this aspect is provided with a first terminal to which a first signal is input and a second terminal to which a second signal is input. In addition, a first operation mode and a second operation mode are prepared as operation modes. Whether to select the first operation mode or the second operation mode is determined by the first signal input to the first terminal. Since the operation mode can be switched, an easy-to-use power transmission system that can meet various needs is realized.

また、第1の動作モードでは、送電装置が、受電装置が受電が可能な場所に存在することを自動的に検出した後に、受電装置に電気的に接続された負荷に電力を供給するための送電を行う。第2モードでは、送電装置は、第2の端子に第2の信号が入力された後に送電を行う。   In the first operation mode, the power transmission device automatically detects that the power reception device is present at a place where power can be received, and then supplies power to a load electrically connected to the power reception device. Transmit power. In the second mode, the power transmission device performs power transmission after the second signal is input to the second terminal.

第1の動作モードによれば、受電装置が受電可能な位置に置かれたことを検出して自動的に電力伝送が開始されるため、電力伝送システムの利便性および使い勝手が向上する。また、第2の動作モードによれば、第2の端子への第2の信号の入力タイミングを制御することによって、送電タイミングを自由に制御することができる。また、第2の信号が第2の端子に入力される前は、送電装置による送電は一切、行われないため、無駄な電力消費が生じない。   According to the first operation mode, it is detected that the power receiving device is placed in a position where power can be received and power transmission is automatically started, so that convenience and usability of the power transmission system are improved. Further, according to the second operation mode, the power transmission timing can be freely controlled by controlling the input timing of the second signal to the second terminal. In addition, before the second signal is input to the second terminal, power transmission by the power transmission device is not performed at all. Therefore, useless power consumption does not occur.

(12)本発明の送電装置は、上記の送電制御装置と、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。   (12) A power transmission device of the present invention includes the above power transmission control device and a power transmission unit that generates an alternating voltage and supplies the alternating voltage to the primary coil.

これによって、オートモードとスイッチモードを適宜、切り換えることが可能な、新規な送電装置が実現される。   As a result, a novel power transmission device capable of appropriately switching between the auto mode and the switch mode is realized.

(13)本発明の電子機器の一態様では、上記の送電装置と、前記動作モード切換制御信号を発生させるための動作モード切換スイッチと、前記動作トリガスイッチと、を含む。   (13) One aspect of the electronic device of the present invention includes the above-described power transmission device, an operation mode switching switch for generating the operation mode switching control signal, and the operation trigger switch.

例えば、送電側機器としての充電器(クレードル)に動作モード切換スイッチと、動作トリガスイッチと、上記の送電装置とを設けることによって、ユーザは、オートモードとスイッチモードを適宜、切り換えることができる。   For example, by providing an operation mode changeover switch, an operation trigger switch, and the above power transmission device in a charger (cradle) as a power transmission side device, the user can appropriately switch between the auto mode and the switch mode.

(14)本発明の電子機器の他の態様では、ユーザが前記動作モード切換スイッチを操作可能な場所に、前記動作モード切換スイッチが設けられる。   (14) In another aspect of the electronic apparatus of the present invention, the operation mode changeover switch is provided at a place where a user can operate the operation mode changeover switch.

これによって、ユーザは、直接的に動作モード切換スイッチを操作して、スイッチモードとオートモードのいずれかを自由に選択することができる。よって、無接点電力伝送システムの利便性が向上する。   As a result, the user can directly select either the switch mode or the auto mode by directly operating the operation mode switch. Therefore, the convenience of the non-contact power transmission system is improved.

(15)本発明の電子機器の他の態様では、前記動作モード切換スイッチは、ユーザが操作できない場所に設けられる。   (15) In another aspect of the electronic apparatus of the present invention, the operation mode changeover switch is provided in a place where the user cannot operate.

本態様では、ユーザは、直接的に動作モード切換スイッチを操作することができない。本態様では、例えば、メーカが送電側機器を出荷するときに、オートモードを選択するか否かを決定する。本態様は、例えば、不特定多数のユーザが無接点電力伝送システムを利用する場合に好適である。つまり、無接点電力伝送システムが不特定多数の利用に供されるときは、個々のユーザにオートモード/スイッチモードを選択させると、かえって混乱を招く結果となる可能性がある。したがって、例えば、製品出荷時に、メーカ側で、オートモードかスイッチモードかを決定した方が、混乱がなく、システムについての理解を得やすい。   In this aspect, the user cannot directly operate the operation mode switch. In this aspect, for example, when the manufacturer ships the power transmission side device, it is determined whether or not to select the auto mode. This aspect is suitable, for example, when an unspecified number of users use a contactless power transmission system. That is, when the non-contact power transmission system is used for an unspecified number of uses, if the individual user selects the auto mode / switch mode, it may result in confusion. Therefore, for example, it is easier to obtain an understanding of the system when the manufacturer decides between the auto mode and the switch mode at the time of product shipment, and there is no confusion.

(16)本発明の電子機器の他の態様は、複数の前記動作モード切換スイッチを有する。   (16) Another aspect of the electronic apparatus of the present invention includes a plurality of the operation mode changeover switches.

オートモードの種類を豊富化することによって、より多様なユーザのニーズに応えることが可能となる。例えば、第1のオートモードでは、受電側機器設置の自動検出、仮送電、ID認証、通常送電、取り去りや異物の検出、満充電の検出、通常送電の停止の一連の動作を全自動で行う。第2のオートモードでは、さらに、満充電後の再充電管理も自動的に行わせることができる。   By enriching the types of auto modes, it becomes possible to meet the needs of a wider variety of users. For example, in the first auto mode, a series of operations including automatic detection of power-receiving-side equipment installation, temporary power transmission, ID authentication, normal power transmission, removal and foreign object detection, full charge detection, and normal power transmission stop are automatically performed. . In the second auto mode, recharge management after full charge can be automatically performed.

(17)本発明の無接点電力伝送システムの一態様は、送電装置から受電装置に対して、電磁結合された1次コイルおよび2次コイルを経由して無接点で電力を伝送する無接点電力伝送システムであって、前記送電装置は、1次コイルの誘起電圧に基づいて前記受電装置への送電を制御する送電側制御装置を含み、前記送電制御装置は、前記受電装置を有する受電側機器の設置を自動的に検出し、ID認証処理を経て通常送電を開始するオートモードと、動作トリガスイッチのオンを契機として送電を開始し、ID認証処理を経て通常送電を開始するスイッチモードと、を切り換えるための動作モード切換制御信号が入力される動作モード切換端子と、前記動作トリガスイッチの操作によって生じる動作トリガ信号が入力される動作トリガ端子と、前記受電装置への送電を制御すると共に、前記動作モード切換制御信号を受けて、前記送電装置の動作モードを切り換える送電側制御回路と、を有し、前記受電装置は、負荷に対する電力供給を制御する給電制御部と、前記受電装置を制御する受電側制御回路を有する受電制御装置と、を含み、前記送電装置の前記送電側制御回路は、前記動作モード切換制御信号によって前記オートモードが選択される場合、間欠的な仮送電を実行し、前記仮送電の開始時点から所定時間内に、前記仮送電を受けた前記受電装置からのID認証情報を受信できるか否かによって、前記受電装置を有する受電側機器の設置を検出し、前記受電側機器の設置が検出されると、前記ID認証処理に成功することを条件として前記送電装置に、前記受電装置に対する前記通常送電を実行させ、前記仮送電の開始時点から所定時間内に前記受電装置からのID認証情報を受信できない場合、ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置を、前記間欠的な仮送電を実行する状態に復帰させ、前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、送電側機器に設けられたスイッチのオンを契機として、前記ID認証処理を可能とするために、前記送電装置に前記受電装置に対する仮送電を実行させ、前記仮送電を開始した時点から所定時間内に、前記仮送電を受けた前記受電装置からのID認証情報を受信すると、前記ID認証情報に基づいて前記ID認証処理を実行し、前記ID認証に成功した後に、前記送電装置に、前記受電装置に対する前記通常送電を実行させ、前記仮送電を開始した時点から所定時間内に前記受電装置からの前記ID認証情報を受信できない場合ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置を、前記仮送電を停止して前記スイッチのオンを待つ初期状態に戻るように制御する。   (17) One aspect of the contactless power transmission system of the present invention is a contactless power that transmits power from a power transmitting device to a power receiving device in a contactless manner via an electromagnetically coupled primary coil and secondary coil. In the transmission system, the power transmission device includes a power transmission side control device that controls power transmission to the power reception device based on an induced voltage of a primary coil, and the power transmission control device includes the power reception device. Auto mode that automatically detects the installation of, and starts normal power transmission through the ID authentication process, switch mode that starts power transmission when the operation trigger switch is turned on, and starts normal power transmission through the ID authentication process, An operation mode switching terminal for inputting an operation mode switching control signal for switching between the operation trigger terminal and an operation trigger terminal for receiving an operation trigger signal generated by operating the operation trigger switch And a power transmission side control circuit that controls power transmission to the power receiving device and switches the operation mode of the power transmitting device in response to the operation mode switching control signal, and the power receiving device supplies power to a load. And a power reception control device having a power reception side control circuit for controlling the power reception device, and the power transmission side control circuit of the power transmission device is configured so that the auto mode is set by the operation mode switching control signal. When selected, the intermittent power transmission is executed, and the power reception is performed depending on whether or not the ID authentication information from the power receiving apparatus that has received the temporary power transmission can be received within a predetermined time from the start of the temporary power transmission. When installation of a power receiving device having a device is detected and installation of the power receiving device is detected, the power transmission device is connected to the power transmission device on condition that the ID authentication process is successful. The normal power transmission is performed, and when the ID authentication information from the power receiving apparatus cannot be received within a predetermined time from the start of the temporary power transmission, and when the ID authentication fails, the power transmission apparatus is When the switch mode is selected by the operation mode switching control signal, the ID authentication process is enabled when the switch provided in the power transmission side device is turned on. Therefore, when the power transmission device executes temporary power transmission to the power receiving device and receives ID authentication information from the power receiving device that has received the temporary power transmission within a predetermined time from the start of the temporary power transmission, the ID Performing the ID authentication process based on authentication information, and after successfully performing the ID authentication, causing the power transmission device to execute the normal power transmission to the power reception device, When the ID authentication information from the power receiving device cannot be received within a predetermined time from the start of the temporary power transmission and when the ID authentication fails, the power transmission device is stopped and the switch Control to return to the initial state waiting for ON.

これによって、顧客のニーズに応じてスイッチモードとオートモードを、適宜、切り換えることが可能となり、ユーザの利便性が高く、かつ消費電力の抑制が可能な無接点電力伝送技術を提供することができる。また、ID認証や異物対策によって、万全な安全対策が施された信頼性が高い無接点電力伝送技術を提供することができる。   As a result, it is possible to appropriately switch between the switch mode and the auto mode according to the customer's needs, and it is possible to provide a contactless power transmission technology that is highly convenient for the user and can reduce power consumption. . In addition, it is possible to provide a highly reliable contactless power transmission technology in which thorough safety measures are taken by ID authentication and foreign matter countermeasures.

(18)本発明の無接点電力伝送システムの他の態様では、前記動作モード切換制御信号によって前記オートモードが選択される場合、前記送電側制御回路は、前記通常送電の期間中に前記受電装置からの満充電通知を検出すると、前記送電装置に前記通常送電を停止させると共に、満充電後の取り去り検出のための送電および満充電後の再充電の要否判定のための送電を実行させ、前記満充電後の取り去り検出のための送電をうけた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて前記取り去りが検出された場合には、前記送電装置を前記間欠的な仮送電を実行する状態に復帰させ、前記満充電後の再充電の要否判定のための送電を受けた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて再充電が必要と判定された場合には、前記送電装置に前記通常送電を再開させる。   (18) In another aspect of the contactless power transmission system of the present invention, when the auto mode is selected by the operation mode switching control signal, the power transmission side control circuit performs the power reception device during the normal power transmission period. When detecting a full charge notification from the power transmission device, the power transmission device stops the normal power transmission, and performs power transmission for detection of removal after full charge and power transmission for necessity of recharging after full charge, When the removal is detected based on a signal sent from the power receiving device that has been transmitted for detection of removal after full charge, the power transmission device performs the intermittent temporary power transmission. When it is determined that recharging is necessary based on a signal transmitted from the power receiving device that has received power transmission for determining whether or not recharging is required after full charging, the power transmitting device Previous To resume the normal power transmission.

これによって、オートモードが選択されたとき、満充電後のバッテリ管理も全自動で行うことが可能となり、より利便性の高い無接点電力伝送システムが実現される。   Thereby, when the auto mode is selected, battery management after full charge can be performed fully automatically, and a more convenient non-contact power transmission system is realized.

このように、本発明の少なくとも一つの実施形態では、例えば、ユーザの利便性が高く、消費電力の抑制が可能な無接点電力伝送技術を提供できる。また、本発明の少なくとも一つの実施形態では、万全の安全対策が施された信頼性が高い無接点電力伝送技術を提供できる。   Thus, in at least one embodiment of the present invention, for example, it is possible to provide a non-contact power transmission technique that is highly convenient for the user and can reduce power consumption. In addition, at least one embodiment of the present invention can provide a highly reliable contactless power transmission technology with all safety measures taken.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、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すべてが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiments are indispensable as means for solving the present invention. Not always.

(第1の実施形態)
図1(A)〜図1(C)は、スイッチモードとオートモードの切り換えが可能な無接点電力伝送システムの構成例の概要を示す図である。図1(A)の無接点電力伝送システムは、送電側機器(例えば、充電器(クレードル)である)500と、送電側機器500上に載置され、無接点電力伝送によって2次電池(バッテリ)が充電される受電側機器(例えば、携帯電話端末である)510と、を有する。送電側機器500には、送電装置10が内蔵されている。また、受電側機器510には、受電装置40が内蔵されている。受電装置40は、受電側機器510にアダプタ等を用いて外側から取り付けられてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1A to FIG. 1C are diagrams illustrating an outline of a configuration example of a contactless power transmission system capable of switching between a switch mode and an auto mode. The contactless power transmission system of FIG. 1A is placed on a power transmission side device (for example, a charger (cradle)) 500 and a power transmission side device 500, and is connected to a secondary battery (battery) by contactless power transmission. ) To be charged (for example, a mobile phone terminal) 510. The power transmission device 500 incorporates the power transmission device 10. In addition, the power receiving device 510 incorporates the power receiving device 40. The power receiving device 40 may be attached to the power receiving side device 510 from the outside using an adapter or the like.

図1(A)の無接点電力伝送システムは、スイッチモードとオートモードを切り換えることができる。受電側機器510の主面の端部には動作トリガスイッチSW1が設けられ、側面にはオートモードスイッチSW2が設けられている。オートモードスイッチSW2は、送電装置10の動作モードを切り換えるための動作モード切換スイッチとして機能する。スイッチSW1,SW2としては、例えば機械式のモメンタリスイッチを使用することができる。但し、これに限定されるものではなく、リレースイッチやマグネット式のスイッチ等、各種のスイッチを使用することができる。   The contactless power transmission system in FIG. 1A can switch between a switch mode and an auto mode. An operation trigger switch SW1 is provided at the end of the main surface of the power receiving side device 510, and an auto mode switch SW2 is provided on the side surface. The auto mode switch SW2 functions as an operation mode switching switch for switching the operation mode of the power transmission device 10. For example, mechanical momentary switches can be used as the switches SW1 and SW2. However, the present invention is not limited to this, and various switches such as a relay switch and a magnet type switch can be used.

「スイッチモード」は、ユーザが動作トリガスイッチSW1を操作することによって、送電の開始/送電の停止のタイミングを自由に決定することができるモードである。スイッチモードの場合、満充電が検出されると、送電装置10による通常送電は自動的に停止し、初期状態(動作トリガスイッチSW1のオンを待つ状態)に戻る。また、通常送電中に、ユーザが動作トリガスイッチSW1を押下すると、送電装置10による通常送電は強制的に中止され、初期状態(動作トリガスイッチSW1のオンを待つ状態)に戻る。   The “switch mode” is a mode in which the user can freely determine the start timing of power transmission / stop of power transmission by operating the operation trigger switch SW1. In the switch mode, when full charge is detected, normal power transmission by the power transmission device 10 automatically stops and returns to an initial state (a state in which the operation trigger switch SW1 is turned on). Further, when the user presses the operation trigger switch SW1 during normal power transmission, the normal power transmission by the power transmission device 10 is forcibly stopped, and the state returns to the initial state (a state in which the operation trigger switch SW1 is turned on).

一方、「オートモード」は、ユーザが送電側機器500上に受電側機器510を載置すると、送電装置10が受電側機器510の設置を自動的に検出し、例えば、仮送電、ID認証、通常送電、取り去りや異物の検出、満充電の検出、通常送電の停止等の一連の動作を自動的に行う全自動モードである。また、満充電が検出されて通常送電が停止された後、さらに、再充電の要否判定、再充電の開始ならびに満充電後の取り去り検出を自動的に実行することもできる。   On the other hand, in the “auto mode”, when the user places the power receiving side device 510 on the power transmitting side device 500, the power transmitting device 10 automatically detects the installation of the power receiving side device 510, for example, temporary power transmission, ID authentication, This is a fully automatic mode that automatically performs a series of operations such as normal power transmission, removal and detection of foreign matter, detection of full charge, and stop of normal power transmission. Further, after full charge is detected and normal power transmission is stopped, it is also possible to automatically execute determination of whether or not recharge is necessary, start of recharge, and removal detection after full charge.

図1(A)の無接点電力伝送システムでは、ユーザが、スイッチモードおよびオートモードのいずれかを自由に選択することができる。オートモードスイッチSW2は、オートモードのオン/オフを切り換える動作モード切換スイッチとして機能する。オートモードスイッチSW2によってオートモードが選択されると、送電制御装置(送電制御IC)20はオートモードとなる。オートモードが選択されない場合は、代わりにスイッチモードが有効化される。オートモードが選択されているときは、動作トリガスイッチSW1は無効化され、動作トリガスイッチSW1が押下されたとしても、送電装置10の動作は影響を受けない。   In the non-contact power transmission system of FIG. 1A, the user can freely select either the switch mode or the auto mode. The auto mode switch SW2 functions as an operation mode switch for switching on / off of the auto mode. When the auto mode is selected by the auto mode switch SW2, the power transmission control device (power transmission control IC) 20 enters the auto mode. If auto mode is not selected, switch mode is activated instead. When the auto mode is selected, the operation trigger switch SW1 is invalidated, and even if the operation trigger switch SW1 is pressed, the operation of the power transmission device 10 is not affected.

一方、オートモードが非選択のとき(オートモードが解除されているとき)は、代わりにスイッチモードが自動的に選択される。スイッチモードが選択されている場合、動作トリガスイッチSW1は有効化され、ユーザが動作トリガスイッチSW1を1回押下する毎に、送電装置10は、送電の開始または送電の終了を繰り返す。   On the other hand, when the auto mode is not selected (when the auto mode is canceled), the switch mode is automatically selected instead. When the switch mode is selected, the operation trigger switch SW1 is validated, and the power transmission device 10 repeats the start of power transmission or the end of power transmission every time the user presses the operation trigger switch SW1 once.

オートモードでは、ユーザは、受電側機器510を送電側機器500上にセットするだけでよく、スイッチ操作等は一切、不要であり、ユーザの負担がなく、システムの利便性、使い勝手が向上する。   In the auto mode, the user only has to set the power receiving side device 510 on the power transmitting side device 500, no switch operation or the like is necessary, there is no burden on the user, and the convenience and usability of the system are improved.

一方、スイッチモードでは、ユーザが、送電開始/送電停止のタイミングを主体的に決定することができるため、ユーザは、思い通りにシステムを利用することができ、この点で、利便性の高いシステムが実現される。また、スイッチモードの場合、ユーザが動作トリガスイッチSW1をオンするまでは送電は一切、行われない。また、満充電が検出されると、通常送電が停止して初期状態に戻るため、動作トリガスイッチSW1が再び押下されるまで、送電は一切、行われない。よって、無駄な電力消費がなく、省電力化が可能である。   On the other hand, in the switch mode, the user can independently determine the timing of transmission start / stop, so that the user can use the system as desired. Realized. In the switch mode, no power is transmitted until the user turns on the operation trigger switch SW1. Further, when full charge is detected, normal power transmission stops and returns to the initial state. Therefore, no power transmission is performed until the operation trigger switch SW1 is pressed again. Therefore, there is no wasteful power consumption and power saving is possible.

図1(B)の無接点電力伝送システムでは、オートモードスイッチSW2が、送電側機器500に内蔵されている。つまり、図1(B)のシステムでは、例えば、メーカが送電側機器500を出荷するときに、オートモードを選択するか否かを決定する。オートモードを選択するのであれば、メーカの作業員が、オートモードスイッチSW2を操作してオートモードをアクティブとする。実使用のシーンでは、ユーザは、オートモードの選択/非選択を切り換えることができない。図1(B)のシステムは、例えば、不特定多数のユーザがシステムを利用する場合に好適である。つまり、システムが不特定多数の利用に供されるときは、個々のユーザにオートモード/スイッチモードを選択させると、かえって混乱を招く結果となる可能性がある。したがって、例えば、製品出荷時に、メーカ側で、オートモードかスイッチモードかを決定した方が、混乱がなく、システムについての理解を得やすい。   In the non-contact power transmission system of FIG. 1B, the auto mode switch SW <b> 2 is built in the power transmission side device 500. That is, in the system of FIG. 1B, for example, when the manufacturer ships the power transmission side device 500, it is determined whether or not to select the auto mode. If the auto mode is selected, a manufacturer worker operates the auto mode switch SW2 to activate the auto mode. In actual use scenes, the user cannot switch auto mode selection / non-selection. The system in FIG. 1B is suitable when, for example, an unspecified number of users use the system. In other words, when the system is used for an indefinite number of uses, if the individual user selects the auto mode / switch mode, confusion may result. Therefore, for example, it is easier to obtain an understanding of the system when the manufacturer decides between the auto mode and the switch mode at the time of product shipment, and there is no confusion.

図1(C)の無接点電力伝送システムは、図1(A)のシステムの変形例である。図1(C)のシステムでは、オートモードスイッチが2個用意されている。すなわち、送電側機器500の両側面の各々には、第1のオートモードスイッチSW2aおよび第2のオートモードスイッチSW2bが設けられている。すなわち、図1(C)のシステムでは、オートモードの種類を選択することができる。   The contactless power transmission system in FIG. 1C is a modification of the system in FIG. In the system of FIG. 1C, two auto mode switches are prepared. That is, the first auto mode switch SW2a and the second auto mode switch SW2b are provided on both side surfaces of the power transmission side device 500, respectively. That is, in the system of FIG. 1C, the type of auto mode can be selected.

第1のオートモードスイッチSW2aによって選択されるオートモードは、例えば、受電側機器510の設置の自動検出、仮送電、ID認証、通常送電、取り去りや異物の検出、満充電の検出、通常送電の停止の一連の動作を全自動で行うモードである。第2のオートモードスイッチSW2bによって選択されるオートモードは、さらに、満充電後の再充電管理も自動的に行うモードである。例えば、第2のオートモードスイッチSW2bによって第2のオートモードが選択されると、送電装置10は、受電側機器510の設置の自動検出、仮送電、ID認証、通常送電、取り去りや異物の検出、満充電の検出、通常送電の停止、満充電後の再充電の要否判定、再充電の開始ならびに満充電後の取り去り検出、を含む一連の動作を自動的に実行する。   The auto mode selected by the first auto mode switch SW2a is, for example, automatic detection of installation of the power receiving side device 510, temporary power transmission, ID authentication, normal power transmission, removal or foreign object detection, full charge detection, normal power transmission In this mode, a series of stop operations are performed fully automatically. The auto mode selected by the second auto mode switch SW2b is a mode for automatically performing recharge management after full charge. For example, when the second auto mode is selected by the second auto mode switch SW2b, the power transmission device 10 automatically detects installation of the power receiving side device 510, temporary power transmission, ID authentication, normal power transmission, removal, and detection of foreign matter. A series of operations including automatically detecting full charge, stopping normal power transmission, determining whether recharge after full charge is necessary, starting recharge and removal after full charge are automatically executed.

満充電後に、受電側機器510をすぐに使用する予定のユーザは、オートモードを利用するとき、第1のオートモードスイッチSW2aをオンする。受電側機器510を長時間にわたって放置する予定のユーザは、第2のオートモードスイッチSW2bをオンする。このように、ユーザの利用形態に応じて、オートモードの種類を使い分けることができる。なお、オートモードの種類は、上述の例に限定されない。3種類以上のオートモードを設けて、それに合わせてオートモードスイッチの数を増やしてもよい。また、満充電後の再充電監視だけを行うオートモードを設けることもできる。すなわち、第2のオートモードスイッチSW2bに対応するオードモードを、満充電後の再充電管理に特化したオートモードであってもよい。例えば、携帯端末を長期間、放置する予定があるユーザは、送電側機器500上に携帯端末をセットし、第2のオートモードスイッチSW2bをオンする。携帯端末のバッテリが放電して再充電が必要になると、自動的に携帯端末が再充電されるため、携帯端末のバッテリを、常に満充電の状態に保つことが可能である。   A user who plans to use the power receiving device 510 immediately after full charging turns on the first auto mode switch SW2a when using the auto mode. A user who plans to leave the power receiving device 510 for a long time turns on the second auto mode switch SW2b. Thus, the type of auto mode can be properly used according to the user's usage mode. Note that the type of auto mode is not limited to the above example. Three or more types of auto modes may be provided, and the number of auto mode switches may be increased accordingly. It is also possible to provide an auto mode in which only recharge monitoring after full charge is performed. That is, the auto mode corresponding to the second auto mode switch SW2b may be an auto mode specialized for recharge management after full charge. For example, a user who plans to leave the mobile terminal for a long period of time sets the mobile terminal on the power transmission side device 500 and turns on the second auto mode switch SW2b. When the battery of the mobile terminal is discharged and needs to be recharged, the mobile terminal is automatically recharged. Therefore, the battery of the mobile terminal can always be kept fully charged.

次に、本発明が適用される好適な電子機器の例、ならびに、無接点電力伝送技術の原理について説明する。   Next, an example of a suitable electronic device to which the present invention is applied and the principle of contactless power transmission technology will be described.

(電子機器の例と無接点電力伝送の原理)
図2(A)〜図2(C)は、無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例ならびに誘導トランスを用いた無接点電力伝送の原理を説明するための図である。
図2(A),図2(B)に示されるように、送電側電子機器である充電器(クレードル)500は、送電装置(送電側制御回路(送電側制御IC)を含む送電モジュール等)10を有する。
(Examples of electronic devices and the principle of contactless power transmission)
2A to 2C are diagrams for explaining an example of an electronic device to which a contactless power transmission method is applied and a principle of contactless power transmission using an induction transformer.
As shown in FIGS. 2A and 2B, a charger (cradle) 500 that is a power transmission side electronic device is a power transmission device (a power transmission module including a power transmission side control circuit (power transmission side control IC)). 10

また、この充電器(クレードル)500は、送電開始または送電停止の契機(きっかけ、トリガ)を与える動作トリガスイッチSW1と、オートモードスイッチSW2と、充電器の送電時に点灯し、かつ、発光色を変えることによってオートモード/スイッチモードの識別を可能とする表示部(LED等)16と、を有する。   Further, the charger (cradle) 500 is lit when power is transmitted from the operation trigger switch SW1, an auto mode switch SW2, and a charger that gives an opportunity (trigger, trigger) to start or stop transmission. And a display unit (LED or the like) 16 that can identify the auto mode / switch mode by changing.

図2(A)の充電器(クレードル)500では、動作トリガスイッチSW1は、受電側電子機器(携帯電話端末)510が搭載される領域外に設けられている。携帯電話端末510の充電を希望するユーザは、オートモードが非選択の状態で、動作トリガスイッチSW1を押下する。すると、これを契機(きっかけ)として、送電装置10からの送電(位置検出やID認証を行うための仮送電)が開始される。また、送電(仮送電ならびに通常送電を含む)中において、動作トリガスイッチSW1が押下されると、送電は強制的に停止される。   In the charger (cradle) 500 of FIG. 2A, the operation trigger switch SW1 is provided outside the area where the power receiving side electronic device (mobile phone terminal) 510 is mounted. A user who wants to charge the mobile phone terminal 510 presses the operation trigger switch SW1 while the auto mode is not selected. Then, using this as a trigger (trigger), power transmission from the power transmission device 10 (temporary power transmission for position detection and ID authentication) is started. Further, when the operation trigger switch SW1 is pressed during power transmission (including provisional power transmission and normal power transmission), power transmission is forcibly stopped.

また、図2(B)の充電器(クレードル)500では、動作トリガスイッチSW1は、受電側機器(携帯電話端末)510が搭載される領域内に設けられている。よって、携帯電話端末510が充電器(クレードル)500上に載置されると、充電器(クレードル)500の自重によって動作トリガスイッチSW1は自動的に押下(オン)される。これを契機として、充電器(クレードル)500からの送電(位置検出やID認証を行うための仮送電)が開始される。また、送電(仮送電ならびに通常送電を含む)中において、動作トリガスイッチSW1が再度、押下されると(例えば、携帯電話端末510が持ち上げられた後、再度、設置されることによって動作トリガスイッチSW1が押下されるような場合)、送電は強制的に停止される。   In the charger (cradle) 500 of FIG. 2B, the operation trigger switch SW1 is provided in a region where the power receiving side device (cellular phone terminal) 510 is mounted. Therefore, when the mobile phone terminal 510 is placed on the charger (cradle) 500, the operation trigger switch SW1 is automatically pressed (turned on) by the dead weight of the charger (cradle) 500. With this as an opportunity, power transmission from the charger (cradle) 500 (temporary power transmission for performing position detection and ID authentication) is started. Further, when the operation trigger switch SW1 is pressed again during power transmission (including temporary power transmission and normal power transmission) (for example, after the mobile phone terminal 510 is lifted, the operation trigger switch SW1 is installed again). Power transmission is forcibly stopped.

図2(B)の場合も、図2(A)と同様に、動作トリガスイッチSW1は送電開始の契機(きっかけ)を与えるという役割をしており、携帯電話端末510の存在を検出するために用いられているのではない(携帯電話端末510の取り去りは、1次コイルの誘起電圧に基づいて判定されるのが基本である:後述)。但し、このことは、動作トリガスイッチSW1が、携帯電話端末510の存在を検出する機能を兼ねることを排除するものではない。   In the case of FIG. 2B as well, in the same way as in FIG. 2A, the operation trigger switch SW1 has a role of giving an opportunity to start power transmission, in order to detect the presence of the mobile phone terminal 510. It is not used (removal of the cellular phone terminal 510 is basically determined based on the induced voltage of the primary coil: described later). However, this does not exclude that the operation trigger switch SW1 also has a function of detecting the presence of the mobile phone terminal 510.

受電側機器である携帯電話端末510は、受電装置(受電側制御回路(受電側制御IC)を含む受電モジュール等)40を有する。この携帯電話端末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518(音出力部)、アンテナ520を有する。   The mobile phone terminal 510 which is a power receiving device includes a power receiving device (power receiving module including a power receiving control circuit (power receiving control IC)) 40. The mobile phone terminal 510 includes a display unit 512 such as an LCD, an operation unit 514 including buttons and the like, a microphone 516 (sound input unit), a speaker 518 (sound output unit), and an antenna 520.

充電器500にはACアダプタ502を介して電力が供給される。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、携帯電話端末510のバッテリを充電したり、携帯電話端末510内のデバイスを動作させたりすることができる。   The charger 500 is supplied with power via the AC adapter 502. This electric power is transmitted from the power transmitting device 10 to the power receiving device 40 by contactless power transmission. Thereby, the battery of the mobile phone terminal 510 can be charged, or the device in the mobile phone terminal 510 can be operated.

図2(C)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、送電装置10側に設けられた1次コイルL1(送電コイル)と、受電装置40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。   As schematically shown in FIG. 2C, power transmission from the power transmission device 10 to the power reception device 40 is performed on the primary coil L1 (power transmission coil) provided on the power transmission device 10 side and on the power reception device 40 side. This is realized by electromagnetically coupling the secondary coil L2 (power receiving coil) formed to form a power transmission transformer. Thereby, non-contact power transmission becomes possible.

なお、本実施形態が適用される電子機器は携帯電話端末510に限定されない。例えば腕時計、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、ハンディターミナル、携帯情報端末、あるいは電動自転車などの種々の電子機器に適用できる。   Note that the electronic apparatus to which this embodiment is applied is not limited to the mobile phone terminal 510. For example, the present invention can be applied to various electronic devices such as wristwatches, cordless telephones, shavers, electric toothbrushes, wrist computers, handy terminals, portable information terminals, and electric bicycles.

特に好適な電子機器の例としては、携帯端末(携帯電話端末、PDA端末、持ち運び可能なパーソナルコンピュータ端末を含む)や時計(ウオッチ)があげられる。本発明の受電装置は、構成が簡単で小型であるため携帯端末等への搭載も可能であり、低損失であるために、例えば、電子機器における2次電池の充電時間を短縮することが可能であり、また、発熱が低減されることから、電子機器の安全面からみた信頼性も向上する。   Examples of particularly suitable electronic devices include mobile terminals (including mobile phone terminals, PDA terminals, portable personal computer terminals) and watches (watches). Since the power receiving device of the present invention is simple in configuration and small in size, it can be mounted on a portable terminal or the like and has low loss. For example, the charging time of a secondary battery in an electronic device can be shortened. In addition, since the heat generation is reduced, the reliability of the electronic device from the viewpoint of safety is also improved.

特に、携帯端末(携帯電話端末、PDA端末、持ち運び可能なパーソナルコンピュータ端末を含む)は、高負荷時の充電電流量が大きく、発熱の問題も顕在化しやすい。よって、本発明が有する低損失かつ低発熱という特性を十分に活かすことが可能な機器といえる。   In particular, mobile terminals (including mobile phone terminals, PDA terminals, and portable personal computer terminals) have a large amount of charging current at high loads, and the problem of heat generation is likely to become obvious. Therefore, it can be said that the present invention can fully utilize the low loss and low heat generation characteristics of the present invention.

(送電装置および受電装置の内部構成例)
図3は、送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図である。図示されるように、送電装置10は、送電制御装置20と、送電部12と、波形モニタ回路14と、動作トリガスイッチSW1と、オートモードスイッチSW2と、を有する。また、送電制御装置20は、送電側制御回路22と、発振回路24と、ドライバ制御回路26と、波形検出回路28と、を有する。
(Internal configuration example of power transmission device and power reception device)
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a specific configuration of each unit in a contactless power transmission system including a power transmission device and a power reception device. As illustrated, the power transmission device 10 includes a power transmission control device 20, a power transmission unit 12, a waveform monitor circuit 14, an operation trigger switch SW1, and an auto mode switch SW2. The power transmission control device 20 includes a power transmission side control circuit 22, an oscillation circuit 24, a driver control circuit 26, and a waveform detection circuit 28.

また、受電装置40には、受電部42と、負荷変調部46と、給電制御部48と、受電制御装置50と、が設けられている。また、負荷90は、充電制御装置92とバッテリ(2次電池)94が含まれる。以下具体的に説明する。充電器500などの送電側の電子機器は、少なくとも図3に示される送電装置10を含む。また、携帯電話端末510などの受電側の電子機器は、少なくとも受電装置40と負荷90を含む。そして、図3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、受電装置40の電圧出力ノードNB6から負荷90に対して電力(電圧VOUT)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。   In addition, the power receiving device 40 includes a power receiving unit 42, a load modulation unit 46, a power supply control unit 48, and a power reception control device 50. The load 90 includes a charge control device 92 and a battery (secondary battery) 94. This will be specifically described below. The electronic device on the power transmission side such as the charger 500 includes at least the power transmission device 10 shown in FIG. In addition, the electronic device on the power receiving side such as the mobile phone terminal 510 includes at least the power receiving device 40 and the load 90. 3, the primary coil L1 and the secondary coil L2 are electromagnetically coupled to transmit power from the power transmission apparatus 10 to the power reception apparatus 40, and the load 90 from the voltage output node NB6 of the power reception apparatus 40. Thus, a non-contact power transmission (non-contact power transmission) system that supplies power (voltage VOUT) to the power source is realized.

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、波形モニタ回路14、表示部16、送電制御装置20を含むことができる。なお、送電装置10や送電制御装置20は図3の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば表示部、波形モニタ回路)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、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、1次コイルL1に供給する。   The power transmission device 10 (power transmission module, primary module) can include a primary coil L1, a power transmission unit 12, a waveform monitor circuit 14, a display unit 16, and a power transmission control device 20. The power transmission device 10 and the power transmission control device 20 are not limited to the configuration shown in FIG. 3, and some of the components (for example, the display unit and the waveform monitor circuit) are omitted, other components are added, and the connection is made. Various modifications such as changing the relationship are possible. The power transmission unit 12 generates an AC voltage having a predetermined frequency during power transmission, and generates an AC voltage having a different frequency according to data during data transfer, and supplies the AC voltage to the primary coil L1.

図4(A)および図4(B)は、送電側機器と受電側機器との間の情報伝送の原理の一例を説明するための図である。1次側から2次側への情報伝達には周波数変調が利用される。また、2次側から1次側への情報伝達には負荷変調が利用される。図4(A)に示されるように、例えば、データ「1」を送電装置10から受電装置40に対して送信する場合には、周波数f1の交流電圧を生成し、データ「0」を送信する場合には、周波数f2の交流電圧を生成する。また、図4(B)に示すように、受電装置40は、負荷変調によって低負荷状態/高負荷状態を切り換えることができ、これによって、「0」,「1」を1次側(送電装置10)に送信することができる。   4A and 4B are diagrams for explaining an example of the principle of information transmission between the power transmission side device and the power reception side device. Frequency modulation is used for information transmission from the primary side to the secondary side. Also, load modulation is used for information transmission from the secondary side to the primary side. As shown in FIG. 4A, for example, when data “1” is transmitted from the power transmitting apparatus 10 to the power receiving apparatus 40, an alternating voltage of frequency f1 is generated and data “0” is transmitted. In this case, an AC voltage having a frequency f2 is generated. Also, as shown in FIG. 4B, the power receiving device 40 can switch between a low load state and a high load state by load modulation, whereby “0” and “1” are switched to the primary side (power transmission device). 10).

図3に戻って説明を続ける。図3の送電部12は、1次コイルL1の一端を駆動する第1の送電ドライバと、1次コイルL1の他端を駆動する第2の送電ドライバと、1次コイルL1と共に共振回路を構成する少なくとも1つのコンデンサを含むことができる。そして、送電部12が含む第1、第2の送電ドライバの各々は、例えば、パワーMOSトランジスタにより構成されるインバータ回路(あるいはバッファ回路)であり、送電制御装置20のドライバ制御回路26により制御される。   Returning to FIG. 3, the description will be continued. 3 constitutes a resonance circuit together with the first power transmission driver that drives one end of the primary coil L1, the second power transmission driver that drives the other end of the primary coil L1, and the primary coil L1. At least one capacitor. Each of the first and second power transmission drivers included in the power transmission unit 12 is, for example, an inverter circuit (or buffer circuit) configured by a power MOS transistor, and is controlled by the driver control circuit 26 of the power transmission control device 20. The

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に示すように、充電器500の上に携帯電話端末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と携帯電話端末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。   The primary coil L1 (power transmission side coil) is electromagnetically coupled to the secondary coil L2 (power reception side coil) to form a power transmission transformer. For example, when power transmission is required, as shown in FIG. 1, the mobile phone terminal 510 is placed on the charger 500 so that the magnetic flux of the primary coil L1 passes through the secondary coil L2. On the other hand, when power transmission is unnecessary, the charger 500 and the mobile phone terminal 510 are physically separated so that the magnetic flux of the primary coil L1 does not pass through the secondary coil L2.

波形モニタ回路14は、1次コイルL1の誘起電圧を検出する回路であり、例えば、抵抗RA1、RA2や、RA1とRA2の接続ノードNA3とGND(広義には低電位側電源)との間に設けられるダイオードDA1を含む。具体的には、1次コイルの誘起電圧を抵抗RA1、RA2で分圧することによって得られた信号PHINが、送電制御装置20の波形検出回路28に入力される。   The waveform monitor circuit 14 is a circuit that detects an induced voltage of the primary coil L1, and is, for example, between resistors RA1 and RA2 or a connection node NA3 between RA1 and RA2 and GND (low-potential side power supply in a broad sense). It includes a provided diode DA1. Specifically, a signal PHIN obtained by dividing the induced voltage of the primary coil by the resistors RA1 and RA2 is input to the waveform detection circuit 28 of the power transmission control device 20.

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(発光ダイオード)やLCD(液晶表示装置)などにより実現される。   The display unit 16 displays various states of the contactless power transmission system (during power transmission, ID authentication, etc.) using colors, images, and the like. For example, an LED (light emitting diode) or LCD (liquid crystal display device). And so on.

送電制御装置20は、送電装置10の各種制御を行う装置であり、集積回路装置(IC)などにより実現できる。この送電制御装置20は、送電側制御回路22と、発振回路24と、ドライバ制御回路26と、波形検出回路28と、を含む。   The power transmission control device 20 is a device that performs various controls of the power transmission device 10, and can be realized by an integrated circuit device (IC) or the like. The power transmission control device 20 includes a power transmission side control circuit 22, an oscillation circuit 24, a driver control circuit 26, and a waveform detection circuit 28.

また、送電側制御回路22は、送電装置10や送電制御装置20の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。   The power transmission side control circuit 22 controls the power transmission device 10 and the power transmission control device 20, and can be realized by, for example, a gate array or a microcomputer.

具体的には、送電側制御回路22は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、あるいは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。上述のとおり、送電側制御回路22は、スイッチ(SW)のオンを契機として、受電装置40に対する、位置検出やID認証用の仮送電を開始する(後述)。   Specifically, the power transmission side control circuit 22 performs various sequence controls and determination processes necessary for power transmission, load detection, frequency modulation, foreign object detection, and attachment / detachment detection. As described above, the power transmission side control circuit 22 starts temporary power transmission for position detection and ID authentication to the power receiving device 40 when the switch (SW) is turned on (described later).

発振回路24は、例えば、水晶発振回路により構成され、1次側のクロックを生成する。ドライバ制御回路26は、発振回路24で生成されたクロックや制御回路22からの周波数設定信号などに基づいて、所望の周波数の制御信号を生成し、送電部12の送電ドライバ(不図示)に出力し、その送電ドライバの動作を制御する。   The oscillation circuit 24 is composed of, for example, a crystal oscillation circuit and generates a primary side clock. The driver control circuit 26 generates a control signal having a desired frequency based on the clock generated by the oscillation circuit 24, the frequency setting signal from the control circuit 22, and the like, and outputs the control signal to a power transmission driver (not shown) of the power transmission unit 12. Then, the operation of the power transmission driver is controlled.

波形検出回路28は、1次コイルL1の一端の誘起電圧に相当する信号PHINの波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば、受電装置40の負荷変調部46が、送電装置10に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、1次コイルL1の誘起電圧の信号波形が、それに対応して変化する。   The waveform detection circuit 28 monitors the waveform of the signal PHIN corresponding to the induced voltage at one end of the primary coil L1, and performs load detection, foreign object detection, and the like. For example, when the load modulation unit 46 of the power receiving device 40 performs load modulation for transmitting data to the power transmission device 10, the signal waveform of the induced voltage of the primary coil L1 changes correspondingly.

具体的には、例えば図4(B)に示すように、データ「0」を送信するために、受電装置40の負荷変調部46が負荷を低くすると、信号波形の振幅(ピーク電圧)が小さくなり、データ「1」を送信するために負荷を高くすると、信号波形の振幅が大きくなる。したがって、波形検出回路28は、誘起電圧の信号波形のピークホールド処理などを行って、ピーク電圧がしきい値電圧を超えたか否かを判断することで、受電装置40からのデータが「0」なのか「1」なのかを判断できる。なお、波形検出の手法は、上述の手法に限定されない。例えば、受電側の負荷が高くなったか低くなったかを、ピーク電圧以外の物理量を用いて判断してもよい。   Specifically, for example, as illustrated in FIG. 4B, when the load modulation unit 46 of the power receiving device 40 decreases the load to transmit data “0”, the amplitude (peak voltage) of the signal waveform decreases. Thus, when the load is increased in order to transmit the data “1”, the amplitude of the signal waveform increases. Therefore, the waveform detection circuit 28 performs peak hold processing of the signal waveform of the induced voltage and determines whether or not the peak voltage exceeds the threshold voltage, whereby the data from the power receiving device 40 is “0”. Whether it is “1” or not. Note that the method of waveform detection is not limited to the above-described method. For example, whether the load on the power receiving side has increased or decreased may be determined using a physical quantity other than the peak voltage.

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、受電部42、負荷変調部46、給電制御部48、受電制御装置50を含むことができる。なお、受電装置40や受電制御装置50は図3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。   The power reception device 40 (power reception module, secondary module) can include a secondary coil L2, a power reception unit 42, a load modulation unit 46, a power supply control unit 48, and a power reception control device 50. Note that the power reception device 40 and the power reception control device 50 are not limited to the configuration in FIG. 3, and various modifications such as omitting some of the components, adding other components, and changing the connection relationship. Implementation is possible.

受電部42は、2次コイルL2の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部42が有する整流回路43により行われる。この整流回路43は、ダイオードDB1〜DB4を含む。ダイオードDB1は、2次コイルL2の一端のノードNB1と直流電圧VDCの生成ノードNB3との間に設けられ、DB2は、ノードNB3と2次コイルL2の他端のノードNB2との間に設けられ、DB3は、ノードNB2とVSSのノードNB4との間に設けられ、DB4は、ノードNB4とNB1との間に設けられる。   The power receiving unit 42 converts the AC induced voltage of the secondary coil L2 into a DC voltage. This conversion is performed by a rectifier circuit 43 included in the power receiving unit 42. The rectifier circuit 43 includes diodes DB1 to DB4. The diode DB1 is provided between the node NB1 at one end of the secondary coil L2 and the generation node NB3 of the DC voltage VDC, and DB2 is provided between the node NB3 and the node NB2 at the other end of the secondary coil L2. , DB3 is provided between the node NB2 and the VSS node NB4, and DB4 is provided between the nodes NB4 and NB1.

受電部42の抵抗RB1、RB2はノードNB1とNB4との間に設けられる。そしてノードNB1、NB4間の電圧を抵抗RB1、RB2により分圧することで得られた信号CCMPIが、受電制御装置50の周波数検出回路60に入力される。   The resistors RB1 and RB2 of the power receiving unit 42 are provided between the nodes NB1 and NB4. A signal CCMPI obtained by dividing the voltage between the nodes NB1 and NB4 by the resistors RB1 and RB2 is input to the frequency detection circuit 60 of the power reception control device 50.

受電部42のコンデンサCB1及び抵抗RB4、RB5は、直流電圧VDCのノードNB3とVSSのノードNB4との間に設けられる。そしてノードNB3、NB4間の電圧を抵抗RB4、RB5により分圧して得られる分圧電圧VD4は、信号線LP2を経由して、受電側制御回路52および位置検出回路56に入力される。位置検出回路56に関しては、その分圧電圧VD4が、位置検出のための信号入力(ADIN)となる。   The capacitor CB1 and the resistors RB4 and RB5 of the power receiving unit 42 are provided between the node NB3 of the DC voltage VDC and the node NB4 of VSS. A divided voltage VD4 obtained by dividing the voltage between the nodes NB3 and NB4 by the resistors RB4 and RB5 is input to the power receiving side control circuit 52 and the position detection circuit 56 via the signal line LP2. As for the position detection circuit 56, the divided voltage VD4 serves as a signal input (ADIN) for position detection.

負荷変調部46は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置40から送電装置10に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部46(2次側)での負荷を可変に変化させ、1次コイルL1の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために負荷変調部46は、ノードNB3、NB4の間に直列に設けられた抵抗RB3、トランジスタTB3(N型のCMOSトランジスタ)を含む。   The load modulation unit 46 performs load modulation processing. Specifically, when transmitting desired data from the power receiving device 40 to the power transmitting device 10, the load at the load modulation unit 46 (secondary side) is variably changed according to the transmission data, and the primary coil L1 The signal waveform of the induced voltage is changed. For this purpose, the load modulation unit 46 includes a resistor RB3 and a transistor TB3 (N-type CMOS transistor) provided in series between the nodes NB3 and NB4.

このトランジスタTB3は、受電制御装置50の受電側制御回路52から信号線LP3を経由して与えられる制御信号P3Qによりオン・オフ制御される。通常送電が開始される前の認証ステージにおいて、トランジスタTB3をオン・オフ制御して負荷変調を行って送電装置に信号を送信する際には、給電制御部48のトランジスタTB2はオフにされ、負荷90が受電装置40に電気的に接続されない状態になる。   This transistor TB3 is ON / OFF controlled by a control signal P3Q given from the power reception side control circuit 52 of the power reception control device 50 via the signal line LP3. In the authentication stage before normal power transmission is started, when the transistor TB3 is on / off controlled to perform load modulation to transmit a signal to the power transmission device, the transistor TB2 of the power supply control unit 48 is turned off, and the load 90 is not electrically connected to the power receiving device 40.

例えば、データ「0」を送信するために2次側を低負荷(インピーダンス大)にする場合には、信号P3QがLレベルになってトランジスタTB3がオフになる。これにより負荷変調部46の負荷はほぼ無限大(無負荷)になる。一方、データ「1」を送信するために2次側を高負荷(インピーダンス小)にする場合には、信号P3QがHレベルになってトランジスタTB3がオンになる。これにより負荷変調部46の負荷は、抵抗RB3(高負荷)になる。   For example, when the secondary side is set to a low load (high impedance) in order to transmit data “0”, the signal P3Q becomes L level and the transistor TB3 is turned off. As a result, the load of the load modulator 46 becomes almost infinite (no load). On the other hand, when the secondary side is set to a high load (low impedance) in order to transmit data “1”, the signal P3Q becomes H level and the transistor TB3 is turned on. As a result, the load of the load modulation unit 46 becomes the resistance RB3 (high load).

給電制御部48は、負荷90への電力の給電を制御する。レギュレータ(LDO)49は、整流回路43での変換で得られた直流電圧VDCの電圧レベルを調整して、電源電圧VD5(例えば5V)を生成する。受電制御装置50は、例えばこの電源電圧VD5が供給されて動作する。   The power supply control unit 48 controls power supply to the load 90. The regulator (LDO) 49 adjusts the voltage level of the DC voltage VDC obtained by the conversion in the rectifier circuit 43, and generates a power supply voltage VD5 (for example, 5V). The power reception control device 50 operates by being supplied with the power supply voltage VD5, for example.

また、レギュレータ(LDO)49の入力端と出力端との間には、PMOSトランジスタ(M1)からなるスイッチ回路が設けられている。このスイッチ回路としてのPMOSトランジスタ(M1)をオンすることによって、レギュレータ(LDO)49をバイパスする経路が形成される。例えば、高負荷時(例えば、消耗が激しい2次電池の充電の初期においては、ほぼ一定の大電流を定常的に流すことが必要となり、このようなときが高負荷時に該当する)においては、レギュレータ49自体の等価インピーダンスによって電力ロスが増大し、発熱も増大することから、レギュレータを迂回して、バイパス経路を経由して電流を負荷に供給するようにする。   Further, a switch circuit composed of a PMOS transistor (M1) is provided between the input terminal and the output terminal of the regulator (LDO) 49. By turning on the PMOS transistor (M1) as the switch circuit, a path bypassing the regulator (LDO) 49 is formed. For example, at the time of high load (for example, in the initial stage of charging of a rechargeable secondary battery, it is necessary to constantly flow a substantially constant large current, and such time corresponds to the time of high load) Since the power loss increases and the heat generation increases due to the equivalent impedance of the regulator 49 itself, the regulator is bypassed and current is supplied to the load via the bypass path.

スイッチ回路としてのPMOSトランジスタ(M1)のオン/オフを制御するために、パイパス制御回路として機能するNMOSトランジスタ(M2)およびプルアップ抵抗R8が設けられている。   In order to control on / off of the PMOS transistor (M1) as the switch circuit, an NMOS transistor (M2) functioning as a bypass control circuit and a pull-up resistor R8 are provided.

受電側制御回路52から、信号線LP4を介して、ハイレベルの制御信号がNMOSトランジスタ(M2)のゲートに与えられると、NMOSトランジスタ(M2)がオンする。すると、PMOSトランジスタ(M1)のゲートがローレベルになり、PMOSトランジスタ(M1)がオンしてレギュレータ(LDO)49をバイパスする経路が形成される。一方、NMOSトランジスタ(M2)がオフ状態のときは、PMOSトランジスタ(M1)のゲートは、プルアップ抵抗R8を介してハイレベルに維持されるため、PMOSトランジスタ(M1)はオフし、バイパス経路は形成されない。   When a high-level control signal is applied from the power receiving side control circuit 52 to the gate of the NMOS transistor (M2) via the signal line LP4, the NMOS transistor (M2) is turned on. Then, the gate of the PMOS transistor (M1) becomes low level, the PMOS transistor (M1) is turned on, and a path for bypassing the regulator (LDO) 49 is formed. On the other hand, when the NMOS transistor (M2) is in the off state, the gate of the PMOS transistor (M1) is maintained at the high level via the pull-up resistor R8, so the PMOS transistor (M1) is turned off and the bypass path is Not formed.

NMOSトランジスタ(M2)のオン/オフは、受電制御装置50に含まれる受電側制御回路52によって制御される。   On / off of the NMOS transistor (M2) is controlled by a power reception side control circuit 52 included in the power reception control device 50.

また、トランジスタTB2(P型のCMOSトランジスタ)は、電源電圧VD5の生成ノードNB5(レギュレター49の出力ノード)とノードNB6(受電装置40の電圧出力ノード)との間に設けられ、受電制御装置50の受電側制御回路52からの信号P1Qにより制御される。具体的には、トランジスタTB2は、ID認証が完了(確立)して通常の電力伝送(すなわち、通常送電)を行う場合にはオン状態となる。   The transistor TB2 (P-type CMOS transistor) is provided between the generation node NB5 (output node of the regulator 49) of the power supply voltage VD5 and the node NB6 (voltage output node of the power receiving device 40). Is controlled by a signal P1Q from the power receiving side control circuit 52. Specifically, the transistor TB2 is turned on when the ID authentication is completed (established) and normal power transmission (ie, normal power transmission) is performed.

なお、電源電圧生成ノードNB5とトランジスタTB2のゲートのノードNB8との間にはプルアップ抵抗RU2が設けられる。   A pull-up resistor RU2 is provided between the power supply voltage generation node NB5 and the node NB8 of the gate of the transistor TB2.

受電制御装置50は、受電装置40の各種制御を行う装置であり、集積回路装置(IC)などにより実現できる。この受電制御装置50は、2次コイルL2の誘起電圧から生成される電源電圧VD5により動作することができる。また、受電制御装置50は、制御回路52(受電側)、位置検出回路56、発振回路58、周波数検出回路60、満充電検出回路62、ならびに再充電監視回路64を含むことができる。   The power reception control device 50 is a device that performs various controls of the power reception device 40 and can be realized by an integrated circuit device (IC) or the like. The power reception control device 50 can be operated by a power supply voltage VD5 generated from the induced voltage of the secondary coil L2. The power reception control device 50 can include a control circuit 52 (power reception side), a position detection circuit 56, an oscillation circuit 58, a frequency detection circuit 60, a full charge detection circuit 62, and a recharge monitoring circuit 64.

受電側制御回路52は、受電装置40や受電制御装置50の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。この受電側制御回路52は、シリーズレギュレータ(LDO)49の出力端の定電圧(VD5)を電源として動作する。この電源電圧(VD5)は、電源供給線LP1を経由して、受電側制御回路52に与えられる。   The power receiving side control circuit 52 controls the power receiving device 40 and the power receiving control device 50, and can be realized by, for example, a gate array or a microcomputer. The power receiving side control circuit 52 operates using the constant voltage (VD5) at the output terminal of the series regulator (LDO) 49 as a power source. This power supply voltage (VD5) is given to the power receiving side control circuit 52 via the power supply line LP1.

この受電側制御回路52は、具体的には、ID認証、位置検出、周波数検出、満充電検出、再充電の要否判定、認証用の通信のための負荷変調、異物挿入検出を可能とするための通信のための負荷変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。   Specifically, the power receiving side control circuit 52 enables ID authentication, position detection, frequency detection, full charge detection, recharge necessity determination, load modulation for authentication communication, and foreign object insertion detection. Various sequence control and determination processes necessary for load modulation for communication are performed.

位置検出回路56は、2次コイルL2の誘起電圧の波形に相当する信号ADINの波形を監視して、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係が適正であるかを判断する。   The position detection circuit 56 monitors the waveform of the signal ADIN corresponding to the waveform of the induced voltage of the secondary coil L2, and determines whether the positional relationship between the primary coil L1 and the secondary coil L2 is appropriate.

具体的には、信号ADINをコンパレータで2値に変換して、位置関係が適正であるか否かを判断する。   Specifically, the signal ADIN is converted into a binary value by a comparator, and it is determined whether or not the positional relationship is appropriate.

発振回路58は、例えばCR発振回路により構成され、2次側のクロックを生成する。周波数検出回路60は、信号CCMPIの周波数(f1、f2)を検出して、送電装置10からの送信データが「1」なのか「0」なのかを判断する。   The oscillation circuit 58 is constituted by a CR oscillation circuit, for example, and generates a secondary clock. The frequency detection circuit 60 detects the frequency (f1, f2) of the signal CCMPI and determines whether the transmission data from the power transmission device 10 is “1” or “0”.

満充電検出回路62(充電検出回路)は、負荷90のバッテリ94が、満充電状態(充電状態)になったか否かを検出する回路である。具体的には満充電検出回路62は、例えば、充電状態の表示に使用されるLEDRのオン・オフを検出することによって、満充電状態を検出する。すなわち、所定時間(例えば5秒)連続でLEDRが消灯した場合に、バッテリ94が満充電状態(充電完了)であると判断する。   The full charge detection circuit 62 (charge detection circuit) is a circuit that detects whether or not the battery 94 of the load 90 is in a fully charged state (charged state). Specifically, the full charge detection circuit 62 detects the full charge state by detecting on / off of the LEDR used for displaying the charge state, for example. That is, when the LEDR is extinguished continuously for a predetermined time (for example, 5 seconds), it is determined that the battery 94 is fully charged (charging is completed).

また、満充電後、受電側機器510がクレードル500上に長時間、放置されると、放電によってバッテリ電圧VBATの電圧が低下する。再充電監視回路64は、バッテリ電圧VBATに基づいて再充電の要否を判定する。すなわち、再充電監視回路64は、例えば、バッテリ電圧VBATが閾値電圧を下回ると、再充電が必要と判定する。   Further, when the power receiving side device 510 is left on the cradle 500 for a long time after full charge, the voltage of the battery voltage VBAT decreases due to discharge. The recharge monitoring circuit 64 determines whether or not recharging is necessary based on the battery voltage VBAT. That is, the recharge monitoring circuit 64 determines that recharge is necessary, for example, when the battery voltage VBAT is lower than the threshold voltage.

また、負荷90は、バッテリ94の充電制御等を行う充電制御装置92を含む。充電制御装置92は、発光装置(LEDR)の点灯状態に基づいて満充電状態を検出することができる。この充電制御装置92(充電制御IC)は集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ94自体に充電制御装置92の機能を持たせてもよい。なお、負荷90は、2次電池に限定されるものではない。例えば、所定の回路が動作することによって、その回路が負荷となる場合もあり得る。   The load 90 includes a charge control device 92 that performs charge control of the battery 94 and the like. The charging control device 92 can detect the fully charged state based on the lighting state of the light emitting device (LEDR). The charge control device 92 (charge control IC) can be realized by an integrated circuit device or the like. Note that, like a smart battery, the battery 94 itself may have the function of the charging control device 92. The load 90 is not limited to the secondary battery. For example, when a predetermined circuit operates, the circuit may become a load.

(動作トリガスイッチおよびオートモードスイッチの設置態様について)
図5〜図7は、動作トリガスイッチおよびオートモードスイッチの具体的な設置例を示す図である。図5は、図1(A)のシステムにおける送電装置10の内部構成を示している。
(Installation mode of operation trigger switch and auto mode switch)
5 to 7 are diagrams illustrating specific installation examples of the operation trigger switch and the auto mode switch. FIG. 5 shows an internal configuration of the power transmission device 10 in the system of FIG.

図5において、送電制御装置(送電制御IC)20は、動作トリガ入力端子SWONXと、オートモード端子AUTOの2つの端子を有する。動作トリガ入力端子SWONXには、動作トリガスイッチSW1の一端が接続される。動作トリガスイッチSW1の一端は、プルアップ抵抗RXによってプルアップされている。よって、動作トリガスイッチSW1が開状態ならば、動作トリガ入力端子SWONXはHレベルに維持される。動作トリガスイッチSW1の他端は接地されている。よって、動作トリガスイッチSW1が閉状態となると、動作トリガ入力端子SWONXはLレベルに変化する。動作トリガのネガティブエッジNT毎に、送電側制御回路22は、送電/送電の停止を繰り返す。   In FIG. 5, a power transmission control device (power transmission control IC) 20 has two terminals, an operation trigger input terminal SWONX and an auto mode terminal AUTO. One end of the operation trigger switch SW1 is connected to the operation trigger input terminal SWONX. One end of the operation trigger switch SW1 is pulled up by a pull-up resistor RX. Therefore, if the operation trigger switch SW1 is in the open state, the operation trigger input terminal SWONX is maintained at the H level. The other end of the operation trigger switch SW1 is grounded. Therefore, when the operation trigger switch SW1 is closed, the operation trigger input terminal SWONX changes to the L level. For each negative edge NT of the operation trigger, the power transmission side control circuit 22 repeats the stop of power transmission / power transmission.

また、オートモード端子AUTOには、オートモード端子SW2の一端が接続される。オートモードスイッチSW2の一端は、プルアップ抵抗RY1によってプルアップされている。よって、オートモードスイッチSW2が開状態ならば、オートモード端子AUTOはHレベルに維持される。オートモードスイッチSW2の他端は接地されている。よって、オートモードスイッチSW2が閉状態となると、オートモード端子AUTOはLレベルとなる。オートモード端子AUTOがHレベルのとき、送電側制御回路22はオートモードとなり、自動設置検出、仮送電、ID認証、通常送電、取り去り検出ならびに異物検出、満充電検出、通常送電オフ等の一連の動作を全自動で実行する。オートモード端子AUTOがLレベルのとき、オートモードはオフする。オートモードがオフの場合、動作トリガモードがアクティブとなる。したがって、動作トリガスイッチSW1からのネガティブエッジNTの入力が有効となり、上述のように、ネガティブエッジNTの入力毎に、送電側制御回路22は、送電/送電の停止を繰り返す。   Further, one end of the auto mode terminal SW2 is connected to the auto mode terminal AUTO. One end of the auto mode switch SW2 is pulled up by a pull-up resistor RY1. Therefore, if the auto mode switch SW2 is open, the auto mode terminal AUTO is maintained at the H level. The other end of the auto mode switch SW2 is grounded. Therefore, when the auto mode switch SW2 is in the closed state, the auto mode terminal AUTO becomes L level. When the auto mode terminal AUTO is at the H level, the power transmission side control circuit 22 enters the auto mode, and a series of automatic installation detection, temporary power transmission, ID authentication, normal power transmission, removal detection, foreign object detection, full charge detection, normal power transmission off, etc. The operation is executed fully automatically. When the auto mode terminal AUTO is at L level, the auto mode is turned off. When the auto mode is off, the operation trigger mode is active. Therefore, the input of the negative edge NT from the operation trigger switch SW1 becomes valid, and the power transmission side control circuit 22 repeats the stop of power transmission / power transmission for each input of the negative edge NT as described above.

図5において、動作トリガスイッチSW1およびプルアップ抵抗RXは、動作トリガ回路3を構成する。動作トリガ回路3は、オートモードが非アクティブのときに、送電制御装置(送電制御IC)20に、送電/送電の停止を指示するための動作トリガを与える役割を果たす。また、オートモードスイッチSW2およびプルアップ抵抗RY1は、オートモード回路5を構成する。オートモード回路5は、オートモードのオン/オフを切り換える動作モード切換回路として機能する。すなわち、オートモード回路5の出力がHレベルのときは、送電制御装置(送電制御IC)20はオートモードとなり、Lレベルのときは、オートモードは解除され、代わりにスイッチモードが有効化される。   In FIG. 5, the operation trigger switch SW 1 and the pull-up resistor RX constitute an operation trigger circuit 3. The operation trigger circuit 3 serves to give an operation trigger for instructing the power transmission control device (power transmission control IC) 20 to stop power transmission / power transmission when the auto mode is inactive. The auto mode switch SW2 and the pull-up resistor RY1 constitute an auto mode circuit 5. The auto mode circuit 5 functions as an operation mode switching circuit for switching on / off of the auto mode. That is, when the output of the auto mode circuit 5 is at the H level, the power transmission control device (power transmission control IC) 20 is in the auto mode. When the output is at the L level, the auto mode is canceled and the switch mode is activated instead. .

図6は、図1(B)のシステムにおける送電装置10の内部構成を示している。図6では、オートモード回路5(オートモードスイッチSW2を含む)は、送電装置10の内部に設けられている。オートモード回路5によるオートモードの選択は、例えば、製品出荷時に、メーカの作業員によってなされる。   FIG. 6 shows an internal configuration of the power transmission device 10 in the system of FIG. In FIG. 6, the auto mode circuit 5 (including the auto mode switch SW <b> 2) is provided inside the power transmission device 10. Selection of the auto mode by the auto mode circuit 5 is performed by a manufacturer worker at the time of product shipment, for example.

図7は、図1(C)のシステムにおける送電装置10の内部構成を示している。図7では、オートモード回路5には、第1のオートモードスイッチSW2aと第2のオートモードスイッチSW2bが含まれる。上述のように、第1オートモードスイッチSW2aがオンの場合、送電側制御回路22は、例えば、受電側機器510の設置の自動検出、仮送電、ID認証、通常送電、取り去りや異物の検出、満充電の検出、通常送電の停止の一連の動作を全自動で実行する。また、第2のオートモードスイッチSW2bがオンの場合、送電側制御回路22は、受電側機器510の設置の自動検出、仮送電、ID認証、通常送電、取り去りや異物の検出、満充電の検出、通常送電の停止、満充電後の再充電の要否判定、再充電の開始ならびに満充電後の取り去り検出、を含む一連の動作を自動的に実行する。なお、図7の送電制御装置(送電制御IC)20には、2つのオートモード端子(AUTO1,AUTO2)が設けられる。   FIG. 7 shows an internal configuration of the power transmission device 10 in the system of FIG. In FIG. 7, the auto mode circuit 5 includes a first auto mode switch SW2a and a second auto mode switch SW2b. As described above, when the first auto mode switch SW2a is on, the power transmission side control circuit 22 performs, for example, automatic detection of installation of the power receiving side device 510, provisional power transmission, ID authentication, normal power transmission, removal, detection of foreign matter, A series of operations of full charge detection and normal power transmission stop is executed automatically. In addition, when the second auto mode switch SW2b is on, the power transmission side control circuit 22 automatically detects installation of the power receiving side device 510, temporary power transmission, ID authentication, normal power transmission, removal or foreign object detection, full charge detection. In addition, a series of operations including automatic power transmission stop, determination of necessity of recharging after full charge, start of recharge and removal detection after full charge are automatically executed. Note that the power transmission control device (power transmission control IC) 20 of FIG. 7 is provided with two auto mode terminals (AUTO1, AUTO2).

(第2の実施形態)
本実施形態では、オートモードが選択された場合における無接点電力伝送システムの動作を説明する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the operation of the non-contact power transmission system when the auto mode is selected will be described.

(オートモード時における送電装置の動作の概要)
図8は、オートモード時における送電装置の動作の一例の概要を示すフロー図である。上述のとおり、本発明の送電装置10の送電側制御回路22は、自動的に受電側機器510の設置を検出し、さらに、満充電後の再充電管理も実行することができる。このように、送電装置10が自動的に一連の動作を実行する動作モードをオートモードと呼ぶ。
(Outline of operation of power transmission device in auto mode)
FIG. 8 is a flowchart showing an outline of an example of the operation of the power transmission device in the auto mode. As described above, the power transmission side control circuit 22 of the power transmission device 10 of the present invention can automatically detect the installation of the power receiving side device 510 and can also execute recharge management after full charge. Thus, an operation mode in which the power transmission device 10 automatically executes a series of operations is referred to as an auto mode.

図8において太い点線で囲んで示されるように、オートモードの送電装置10の動作は、「設置検出および送電対象の確認(ステップSA)」と、「通常送電中における送電環境の確認(ステップSB)」と、「満充電検出(ステップSC)」と、「満充電後の監視(ステップSD)」と、に大別される。以下、順に説明する。   8, the operation of the power transmission apparatus 10 in the auto mode includes “installation detection and confirmation of power transmission target (step SA)” and “confirmation of power transmission environment during normal power transmission (step SB). ) ”,“ Full charge detection (step SC) ”, and“ monitoring after full charge (step SD) ”. Hereinafter, it demonstrates in order.

電源がオンされると(ステップS0)、設置検出および送電対象の確認(ステップSA)が実行される。このステップSAには、ステップS1〜ステップ4が含まれる。ステップS1およびステップS2によって、送電装置10は、所定周期(例えば、0.3秒)で自動的かつ間欠的に1次コイルL1を駆動して、間欠的な仮送電を実行する。次に、受電側機器510のセット位置が適正であるかを確認し(ステップS3)、受電側機器510(あるいは受電装置40)のID認証を実行して、適切な送電対象であるか否かを判定する(ステップS4)。   When the power is turned on (step S0), installation detection and confirmation of a power transmission target (step SA) are executed. This step SA includes steps S1 to S4. Through steps S1 and S2, the power transmission device 10 automatically and intermittently drives the primary coil L1 at a predetermined cycle (for example, 0.3 seconds) to execute intermittent temporary power transmission. Next, it is confirmed whether the set position of the power receiving side device 510 is appropriate (step S3), and ID authentication of the power receiving side device 510 (or the power receiving device 40) is executed to determine whether or not the power receiving side device 510 is an appropriate power transmission target. Is determined (step S4).

受電装置40が位置検出(ステップS3)に成功した場合は、所定時間内に、ID認証情報を送電装置10に送信する。受電装置10は、間欠的な仮送電のタイミングから所定時間内に受電装置からのID認証情報が返信されるか否かによって、受電側機器510の設置検出を行う。受電側機器510の設置が検出できない場合、またはID認証(ステップS4)に失敗する場合には(ステップS5)、仮送電を停止して、仮送電を間欠的に行う状態(初期状態)に戻る。   If the power receiving device 40 succeeds in position detection (step S3), the ID authentication information is transmitted to the power transmitting device 10 within a predetermined time. The power receiving apparatus 10 detects the installation of the power receiving side device 510 depending on whether or not the ID authentication information from the power receiving apparatus is returned within a predetermined time from the timing of intermittent temporary power transmission. When the installation of the power receiving side device 510 cannot be detected, or when the ID authentication (step S4) fails (step S5), the temporary power transmission is stopped and the temporary power transmission is intermittently returned to the initial state (initial state). .

上述の位置検出(ステップS3)は、例えば、図3の受電装置40内の位置検出回路56が、2次コイル(L2)の誘起電圧を整流して得られる直流電圧(ADIN)に基づいて判定する。図16は、位置検出の原理を説明するための図である。図16に示すように、1次コイル(L1)と2次コイル(L2)の位置関係に応じて、ADINの電圧レベルが変化する。   The above-described position detection (step S3) is determined based on, for example, a DC voltage (ADIN) obtained by rectifying the induced voltage of the secondary coil (L2) by the position detection circuit 56 in the power receiving device 40 of FIG. To do. FIG. 16 is a diagram for explaining the principle of position detection. As shown in FIG. 16, the voltage level of ADIN changes according to the positional relationship between the primary coil (L1) and the secondary coil (L2).

例えば、受電側機器のセット位置が不適のときは、所定レベル(V3レベル)の直流電圧(ADIN)が得られないことから位置不適と判定され、その位置検出結果は、受電装置40から送電装置10に、例えば負荷変調を用いて伝達することができる。また、受電装置40が、仮送電を受けてから所定時間内にID認証情報を送電装置10に向けて送信しないことで、位置不適合を伝達するようにしてもよい。   For example, when the set position of the power receiving device is inappropriate, a DC voltage (ADIN) of a predetermined level (V3 level) cannot be obtained, so that it is determined that the position is inappropriate, and the position detection result is transmitted from the power receiving device 40 to the power transmitting device. 10 can be transmitted using, for example, load modulation. Further, the power receiving device 40 may transmit the position mismatch by not transmitting the ID authentication information to the power transmitting device 10 within a predetermined time after receiving the temporary power transmission.

図8に戻って説明を続ける。図8において、ID認証(ステップS4)に成功すると、通常送電が開始される(ステップS6)。通常送電中には、送電装置10において、金属異物検出(ステップS7)ならびに定期負荷変動検出による乗っ取り状態の検出が実行される(ステップS8,S9)。また、受電側機器510の取り去り(リーブ)検出も実行される(ステップS10)。金属異物、乗っ取り状態ならびに取り去りのいずれかが検出された場合(ステップS11)には、通常送電が停止され(ステップS12)、ステップS1(自動間欠動作を行うステップ)に戻る。   Returning to FIG. In FIG. 8, when the ID authentication (step S4) is successful, normal power transmission is started (step S6). During normal power transmission, the power transmission device 10 performs detection of a metallic foreign object (step S7) and detection of a takeover state by periodic load fluctuation detection (steps S8 and S9). Further, removal (leave) detection of the power receiving side device 510 is also executed (step S10). When any of the metallic foreign object, the takeover state, and the removal is detected (step S11), the normal power transmission is stopped (step S12), and the process returns to step S1 (step for performing automatic intermittent operation).

金属異物検出(ステップS7)ならびに取り去り検出(ステップS10)は、1次コイル(L1)の誘起電圧信号の波形変化に基づいて検出することができる。以下、具体的に説明する。   Metal foreign matter detection (step S7) and removal detection (step S10) can be detected based on the waveform change of the induced voltage signal of the primary coil (L1). This will be specifically described below.

図17(A)〜図17(F)は、金属異物(導電性異物)検出の原理を説明するための図である。図17(B)〜図17(F)は各々、1次コイルと金属異物(導電性異物)METとの相対位置に応じて、図17(A)に示される1次コイルL1の誘起電圧信号(V(NA2))がどのように変化するかを示している。図示されるように、金属異物(MET)がまったく無い状態(図17(F))と、金属異物(MET)が存在する状態(図17(B)〜図17(E))とでは、V(NA2)の波形(振幅)は明らかに異なる。よって、1次コイル(L1)の誘起電圧信号V(NA2)の波形を波形モニタ回路14(図3参照)によってモニタすることによって、金属異物(MET)を検出することができる。なお、「波形をモニタする」ことには、振幅をモニタする場合の他、例えば、電流と電圧の位相をモニタする場合等も含まれる。   FIG. 17A to FIG. 17F are diagrams for explaining the principle of metal foreign matter (conductive foreign matter) detection. FIG. 17B to FIG. 17F each show an induced voltage signal of the primary coil L1 shown in FIG. 17A according to the relative position between the primary coil and the metal foreign matter (conductive foreign matter) MET. It shows how (V (NA2)) changes. As shown in the figure, in the state where there is no metallic foreign matter (MET) (FIG. 17F) and the state where the metallic foreign matter (MET) exists (FIGS. 17B to 17E), V The waveform (amplitude) of (NA2) is clearly different. Therefore, metal foreign matter (MET) can be detected by monitoring the waveform of the induced voltage signal V (NA2) of the primary coil (L1) by the waveform monitor circuit 14 (see FIG. 3). Note that “monitoring the waveform” includes not only the case of monitoring the amplitude but also the case of monitoring the phase of current and voltage, for example.

図18(A)〜図18(D)は、取り去り検出の原理を説明するための図である。図18(A)に示すように、受電側機器510がセットされているときは、1次コイル(L1)の誘起電圧信号V(NA2)の波形は、図18(B)に示すようになる。一方、図18(C)に示すように、受電側機器510が取り去られたとき(リーブ時)には、1次コイル(L1)の誘起電圧信号V(NA2)の波形は、図18(D)に示すようになり、その波形(振幅)は明らかに、図18(B)の波形とは区別される。よって、1次コイル(L1)の誘起電圧信号V(NA2)の波形を波形モニタ回路14(図3参照)によってモニタすることによって、取り去り(リーブ)を検出することができる。   18A to 18D are diagrams for explaining the principle of removal detection. As shown in FIG. 18 (A), when the power receiving side device 510 is set, the waveform of the induced voltage signal V (NA2) of the primary coil (L1) is as shown in FIG. 18 (B). . On the other hand, as shown in FIG. 18C, when the power receiving device 510 is removed (during leave), the waveform of the induced voltage signal V (NA2) of the primary coil (L1) is as shown in FIG. D), and its waveform (amplitude) is clearly distinguished from the waveform of FIG. Therefore, the removal (leave) can be detected by monitoring the waveform of the induced voltage signal V (NA2) of the primary coil (L1) by the waveform monitor circuit 14 (see FIG. 3).

なお、乗っ取り状態の検出(図8のステップS9)は、受電側の間欠的(例えば定期的)な負荷変調信号を、送電側で検出できるか否かによって検出することができる(この点は、後述する)。   In addition, the detection of the hijacking state (step S9 in FIG. 8) can be detected based on whether an intermittent (for example, periodic) load modulation signal on the power receiving side can be detected on the power transmitting side (this point is Will be described later).

図8に戻って説明を続ける。図8において、送電装置10の送電側制御回路22は、受電装置40から送られてくる、バッテリの満充電を示す満充電通知を検出すると(ステップS13)、通常送電をオフして(ステップS14)、満受電後の監視ステップ(ステップSD)に移行する。   Returning to FIG. In FIG. 8, when the power transmission side control circuit 22 of the power transmission device 10 detects a full charge notification sent from the power reception device 40 indicating the full charge of the battery (step S13), it turns off normal power transmission (step S14). ), The process proceeds to the monitoring step (step SD) after full power reception.

なお、バッテリ94の満充電は、図3の受電装置40に含まれる満充電検出回路62が検出する。満充電が検出されると、受電装置40に含まれる受電側制御回路52が満充電通知を送電装置10に向けて送信する。送電装置10の送電側制御回路22は、受電装置40からの満充電通知を検出すると、上述のとおり、満受電後の監視ステップ(ステップSD)を実行する。   The full charge of the battery 94 is detected by the full charge detection circuit 62 included in the power receiving device 40 of FIG. When the full charge is detected, the power receiving side control circuit 52 included in the power receiving device 40 transmits a full charge notification toward the power transmitting device 10. When detecting the full charge notification from the power receiving device 40, the power transmission side control circuit 22 of the power transmitting device 10 executes the monitoring step (step SD) after full power reception as described above.

満充電後の監視ステップ(ステップSD)は、満充電後の取り去り検出用の、周期T1の間欠送電を実行するステップ(ステップS15)ならびに取り去り検出ステップ(ステップS16)と、再充電要否検出用の、周期T2の間欠送電を実行するステップ(ステップS17)ならびに再充電要求検出ステップ(ステップS18)と、を含む。これによって、受電側機器510の負荷(バッテリ)94が満充電になった後、さらに、負荷状態を監視して再充電の再開も自動的に行うことができる。   The monitoring step after full charge (step SD) is a step for executing intermittent power transmission with period T1 (step S15) and a removal detection step (step S16) for detecting removal after full charge, and for detecting whether or not recharging is necessary. The step of executing intermittent power transmission of period T2 (step S17) and the recharge request detecting step (step S18) are included. Thus, after the load (battery) 94 of the power receiving device 510 is fully charged, the load state can be monitored and recharging can be automatically resumed.

すなわち、満充電になった後も受電側機器510がセットされたままである場合、時間が経過すれば、負荷(バッテリ)94が放電して再充電が必要になることがある。そこで、満充電が検出された後、通常送電に代えて適切な周期の間欠的な送電を実行し、負荷の再充電の要否判定も自動的に行い、再充電が必要になれば、通常送電(ステップS6)を再開するものである。これによって、負荷(バッテリ)94の再充電が自動的に実行される。したがって、満充電後に受電側機器510が長時間、放置された場合でも、ユーザが受電側機器510を使用する時点では、負荷(バッテリ)94は常に満充電の状態である。よって、せっかく充電したのに、その後の放電によって、結果的に不十分な充電状態になってしまうという不都合が生じず、よって、ユーザの期待を裏切ることがない。   That is, if the power receiving device 510 remains set after being fully charged, the load (battery) 94 may be discharged and need to be recharged as time elapses. Therefore, after full charge is detected, intermittent power transmission with an appropriate period is executed instead of normal power transmission, and the necessity of recharging the load is automatically determined. The power transmission (step S6) is resumed. Thereby, recharging of the load (battery) 94 is automatically executed. Therefore, even when the power receiving device 510 is left for a long time after full charging, the load (battery) 94 is always in a fully charged state when the user uses the power receiving device 510. Therefore, there is no inconvenience that even though the battery is charged, the subsequent discharge results in an insufficient charge state, and therefore the user's expectation is not betrayed.

但し、満充電後に、受電側機器が取り去られた場合には、再充電の管理は不要である。よって、再充電の管理用の間欠送電(ステップS15)とは別に、満充電後の取り去り検出のための間欠送電を実行するのが好ましい。例えば、取り去り検出用の間欠送電を受けた受電側機器510からの応答がなければ、受電側機器510は取り去られたと判定することができる。取り去りが検出されると、送電装置10に含まれる送電側制御回路22は、初期状態(間欠的な仮送電を行う状態)に復帰する。また、取り去り検出用の間欠送電ならびに再充電管理のための間欠送電は、それほど頻繁に行う必要はなく、かつ、消費電力を無駄に増大させないように、適切な周期で行うのが望ましい。よって、取り去り検出用の間欠送電は第1の周期T10で行い、再充電の管理のための間欠送電は第2の周期T20で行う。   However, if the power receiving device is removed after full charge, management of recharging is not necessary. Therefore, it is preferable to execute intermittent power transmission for detecting removal after full charging, separately from intermittent power transmission for managing recharging (step S15). For example, if there is no response from the power receiving side device 510 that has received intermittent power transmission for removal detection, it can be determined that the power receiving side device 510 has been removed. When the removal is detected, the power transmission side control circuit 22 included in the power transmission device 10 returns to an initial state (a state in which intermittent temporary power transmission is performed). Further, the intermittent power transmission for removal detection and the intermittent power transmission for recharge management do not need to be performed so frequently, and are desirably performed at an appropriate cycle so as not to increase power consumption unnecessarily. Therefore, intermittent power transmission for removal detection is performed in the first period T10, and intermittent power transmission for recharging management is performed in the second period T20.

第1の周期T10および第2の周期T20として両者を区別するのは、各々の目的に合わせて周期を最適化するのが望ましいからである。但し、第1の周期T10と第2の周期T20は同一であってもよい。なお、上述の「満充電」の意味は、例えば「受電装置40側の負荷の状態が所定の状態である」というふうに広義に解釈することができる。よって、負荷はバッテリに限定されるものではない。例えば、受電側機器510の所定の回路が負荷となる場合もあり得る。すなわち、例えば、「送電装置からの送電を受けて所定の回路が動作した後、その所定の回路が動作不要となった状態」は、「負荷が満充電になった場合」に相当し、このような場合も本態様の技術的範囲に含まれる。   The reason why the first period T10 and the second period T20 are distinguished from each other is that it is desirable to optimize the period in accordance with each purpose. However, the first cycle T10 and the second cycle T20 may be the same. Note that the meaning of “full charge” described above can be interpreted in a broad sense, for example, “the load state on the power receiving device 40 side is a predetermined state”. Therefore, the load is not limited to the battery. For example, a predetermined circuit of the power receiving device 510 may be a load. That is, for example, “the state in which the predetermined circuit becomes unnecessary after receiving a power transmission from the power transmission device” corresponds to “when the load is fully charged”. Such cases are also included in the technical scope of the present embodiment.

また、間欠的な仮送電の周期(図8のステップS1における自動間欠動作の周期)は、受電側機器510の設置をすばやく検出することの重要性から、かなり短い周期(例えば、0.5秒の周期)で行うのが望ましい。これに対して、満充電後の取り去り検出は、仮送電の周期よりも長くても特に問題はなく、頻繁に取り去り検出を行えば、無駄な電力消費が増大する。よって、満充電後の取り去り検出の第1の周期T10は、仮送電の周期よりも長い周期(例えば、5秒の周期)に設定して消費電力の増大を抑制する。また、満充電後の再充電の要否検出の頻度は、さらに少なくてもよいため(満充電のバッテリが放電して再充電が必要になるまでにはかなりの時間がかかり、また、再充電の要否判定が少々、遅延したとしても実用上、何ら問題は生じないため)、満充電検出のための第2の周期T20は、第1の周期T10よりも長く設定する(例えば、10分の周期に設定する)。これによって、各々の目的に応じた周期で間欠的な送電を行うことができ、消費電力を最小限に抑制することができる。   Further, the intermittent temporary power transmission cycle (the cycle of the automatic intermittent operation in step S1 in FIG. 8) is a fairly short cycle (for example, 0.5 seconds) because of the importance of quickly detecting the installation of the power receiving device 510. It is desirable to carry out with the period of On the other hand, the removal detection after full charging is not particularly problematic even if it is longer than the period of temporary power transmission, and wasteful power consumption increases if frequent removal detection is performed. Therefore, the first cycle T10 for detection of removal after full charge is set to a cycle longer than the cycle of temporary power transmission (for example, a cycle of 5 seconds) to suppress an increase in power consumption. In addition, the frequency of recharge detection after full charge may be even less (it takes a considerable amount of time until a fully charged battery is discharged and needs to be recharged. The second period T20 for full charge detection is set to be longer than the first period T10 (for example, 10 minutes). Set to a period of Thereby, intermittent power transmission can be performed at a period according to each purpose, and power consumption can be suppressed to a minimum.

(オートモード時の送電側制御回路の構成の一例)
図9は、オートモード時の送電側制御回路の構成の一例を示す回路図である。図示されるように、送電側制御回路22は、ロジック回路100を有する。ロジック回路100は、位置検出部106と、ID認証部108と、取り去り検出部110と、異物検出部112(乗っ取り状態検出部114を含む)と、満充電通知(送電停止要求)検出部116と、再充電要求検出部117と、時間を管理するためのタイマ119と、各部の検出結果に基づいて、送電(仮送電および通常送電)のオン/オフを制御する送電制御部118と、を有する。送電制御部118には、満充電後の間欠送電制御部121が含まれる。
(Example of configuration of power transmission side control circuit in auto mode)
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the power transmission side control circuit in the auto mode. As illustrated, the power transmission side control circuit 22 includes a logic circuit 100. The logic circuit 100 includes a position detection unit 106, an ID authentication unit 108, a removal detection unit 110, a foreign object detection unit 112 (including a hijacking state detection unit 114), and a full charge notification (power transmission stop request) detection unit 116. A recharge request detection unit 117; a timer 119 for managing time; and a power transmission control unit 118 that controls on / off of power transmission (temporary power transmission and normal power transmission) based on detection results of the respective units. . The power transmission control unit 118 includes an intermittent power transmission control unit 121 after full charge.

(オートモードの無接点電力伝送システムの基本シーケンス例)
図10は、オートモードの無接点電力伝送システムの基本シーケンス例を示す図である。ユーザは、受電側機器510を、例えば、充電器500の所定位置にセットする。上述のとおり、送電装置10は自動間欠動作を行い、間欠的な仮送電を常時、実行している(ステップS19,S20)。仮送電を受けた受電側機器510の位置検出が実行され(ステップS21)、位置が不適ならば仮送電が停止される(ステップS22)。
(Example of basic sequence of auto-mode non-contact power transmission system)
FIG. 10 is a diagram illustrating a basic sequence example of a contactless power transmission system in an auto mode. The user sets the power receiving side device 510 at a predetermined position of the charger 500, for example. As described above, the power transmission device 10 performs an automatic intermittent operation and always performs intermittent temporary power transmission (steps S19 and S20). Position detection of the power receiving device 510 that has received temporary power transmission is executed (step S21), and temporary power transmission is stopped if the position is inappropriate (step S22).

受電側機器510のセット位置が適切ならば、ID認証が実行される(ステップS23)。すなわち、ID認証情報(メーカ情報、機器ID番号、定格情報等)が受電装置40ら送電装置10に送信される。   If the set position of power receiving device 510 is appropriate, ID authentication is executed (step S23). That is, ID authentication information (manufacturer information, device ID number, rating information, etc.) is transmitted from the power receiving device 40 to the power transmitting device 10.

ID認証後に成功すると、送電装置10は、受電装置40に対して通常送電を開始する(ステップS26)。通常送電期間中においては、上述のとおり、取り去り検出(ステップS29),金属異物検出(ステップS30),2次側の定期負荷認証(必要に応じた2次側負荷軽減処理を含む:ステップS31)、乗っ取り状態検出(ステップS32)が実行され、いずれかが検出されたときには、通常送電が停止される(ステップS33)。なお、2次側における定期負荷認証に伴う負荷軽減とは、負荷(バッテリ等)が重い状態で負荷変調をしても、1次側でその変調信号をうまく受信できない場合があるため、負荷変調をするときに負荷への給電を絞り(あるいは停止させ)、負荷の負荷状態を見かけ上、強制的に軽減させる処理のことである(この点については、図23を用いて後述する)。   If successful after the ID authentication, the power transmitting apparatus 10 starts normal power transmission to the power receiving apparatus 40 (step S26). During the normal power transmission period, as described above, removal detection (step S29), metal foreign object detection (step S30), secondary-side periodic load authentication (including secondary load reduction processing as necessary: step S31) The takeover state detection (step S32) is executed, and when any one is detected, the normal power transmission is stopped (step S33). Note that the load reduction associated with periodic load authentication on the secondary side means that even if the load (battery or the like) is heavy and the load modulation is performed, the modulation signal may not be received well on the primary side. This is a process of restricting (or stopping) the power supply to the load when the operation is performed and apparently forcibly reducing the load state (this point will be described later with reference to FIG. 23).

図10において、受電装置40は、満充電を検出すると満充電通知(セーブフレーム:送電停止要求フレーム)を作成して送電装置10に送信する(ステップS34)。送電装置10は、満充電通知(送電停止要求フレーム)を検出すると(ステップS35)、通常送電をオフし(ステップS36)、その代わりに、満充電後の間欠的な送電を実行する(ステップS37)。間欠的な再充電要否判定が実行され(ステップS38)、再充電要ならば通常送電(ステップS26)が再開される。また、満充電後における受電側機器510の取り去り検出が実行され(ステップS39)、取り去りが検出されると、初期状態に戻る。   In FIG. 10, when detecting a full charge, the power receiving device 40 creates a full charge notification (save frame: power transmission stop request frame) and transmits it to the power transmission device 10 (step S34). When detecting a full charge notification (transmission stop request frame) (step S35), the power transmission device 10 turns off normal power transmission (step S36), and instead, performs intermittent power transmission after full charge (step S37). ). Intermittent recharge determination is performed (step S38), and if recharge is required, normal power transmission (step S26) is resumed. Further, removal detection of the power receiving side device 510 after full charge is executed (step S39), and when removal is detected, the initial state is restored.

図11は、図10のシーケンスを実行する無接点電力伝送システムの状態遷移を示す状態遷移図である。図示されるように、システムの状態は、初期状態(アイドル状態:ST1),位置検出状態(ST2)、ID認証状態(ST3),送電(通常送電)状態(ST4)、定期負荷認証状態(ST5)(ならびに負荷軽減状態ST6)、満受電後の間欠送電の状態(ST7)に大別される。   FIG. 11 is a state transition diagram showing state transition of the non-contact power transmission system that executes the sequence of FIG. 10. As shown in the figure, the system is in the initial state (idle state: ST1), position detection state (ST2), ID authentication state (ST3), power transmission (normal power transmission) state (ST4), periodic load authentication state (ST5). ) (And load reduction state ST6), and the state of intermittent power transmission after full power reception (ST7).

自動間欠動作による受電側機器の設置検出(Q1)によってST1からST2に遷移し、位置検出NGのときに、ST1に戻る(Q2)。位置検出OKならばST3に遷移する。ID認証OKならば(Q6)、通常送電状態(ST4)に遷移する。   Transition from ST1 to ST2 by the installation detection (Q1) of the power receiving side device by the automatic intermittent operation returns to ST1 when the position detection is NG (Q2). If the position detection is OK, the process proceeds to ST3. If ID authentication is OK (Q6), the state transits to the normal power transmission state (ST4).

通常送電状態ST4では、取り去り検出(Q12),金属検出(Q10),乗っ取り状態検出(Q17),満充電検出(Q14)が実行される。Q10,Q12,Q17のいずれかが検出されると、初期状態に復帰する(Q9,Q11,Q13)。また、満充電(Q14)が検出されると、間欠送電状態ST7に移行する(Q15)。間欠送電状態ST7では、再充電要否検出Q18ならびに取り去り検出Q16が実行される。取り去りが検出されると、初期状態に戻る(Q20)。また、再充電要の場合は、通常送電が再開される(Q19)。   In the normal power transmission state ST4, removal detection (Q12), metal detection (Q10), takeover state detection (Q17), and full charge detection (Q14) are executed. When any one of Q10, Q12, and Q17 is detected, the initial state is restored (Q9, Q11, Q13). Moreover, if full charge (Q14) is detected, it will transfer to intermittent power transmission state ST7 (Q15). In the intermittent power transmission state ST7, recharge necessity detection Q18 and removal detection Q16 are executed. When removal is detected, the initial state is restored (Q20). If recharging is required, normal power transmission is resumed (Q19).

図10および図11の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムは、送電対象である受電側機器の設置を自動的に検出することができる。よって、ユーザが動作スイッチを操作する等の手間が一切、不要であり、使い勝手のよい無接点電力伝送システムが実現される。また、ID認証を通常送電の条件とすることによって、不適切な機器に送電が行われることがなく、信頼性および安全性が向上する。また、通常送電中において、各種の検出動作(取り去り検出,金属異物検出,2次側の定期負荷認証に基づく乗っ取り状態検出、満充電検出))が実行され、いずれかが検出されたときには、通常送電が速やかに停止されて初期状態に戻るため、不必要な送電は一切、生じず、異物に対しても万全の対策が施されることになるため、極めて高い信頼性(安全性)をもつシステムが実現される。さらに、満充電(広義には負荷が所定の状態となったこと)を検出すると、満充電後の負荷状態の監視のための間欠送電(具体的には、例えば、取り去り検出用間欠送電ならびに再充電要否判定用の間欠送電)を実行することによって、満充電後においても、受電側機器を最適な状態に保つための動作が継続される。よって、ユーザの満足度はさらに向上する。   The non-contact power transmission system that executes the basic sequences of FIGS. 10 and 11 can automatically detect the installation of the power receiving side device that is a power transmission target. Therefore, there is no need for the user to operate the operation switch, and a contactless power transmission system that is easy to use is realized. In addition, by using ID authentication as a condition for normal power transmission, power is not transmitted to an inappropriate device, and reliability and safety are improved. Also, during normal power transmission, various detection operations (removal detection, metallic foreign object detection, hijacking state detection based on secondary side load authentication, full charge detection) are executed, and when any one is detected, Since power transmission is quickly stopped and returned to the initial state, no unnecessary power transmission occurs, and all possible measures against foreign objects are taken, resulting in extremely high reliability (safety). A system is realized. Furthermore, when full charge (in a broad sense, the load has reached a predetermined state) is detected, intermittent power transmission for monitoring the load state after full charge (specifically, for example, intermittent power transmission for removal detection and re-transmission) By executing (intermittent power transmission for determining necessity of charging), the operation for keeping the power receiving device in an optimum state is continued even after full charging. Therefore, user satisfaction is further improved.

図12および図13は、図10の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図である。図12および図13において、左側には送電側(1次側)の動作フローが示され、右側に受電側(2次側)の動作フローが示される。   12 and 13 are flowcharts showing an operation example of the contactless power transmission system that executes the basic sequence of FIG. 10. 12 and 13, the operation flow on the power transmission side (primary side) is shown on the left side, and the operation flow on the power reception side (secondary side) is shown on the right side.

図12に示されるように、送電側制御回路22は自動間欠動作を実行する(ステップS40)。すなわち、所定の時間間隔で送電側から仮送電が開始され(例えば伝送周波数はf1である:ステップS41)、タイマによるカウントが開始される(ステップS42)。   As shown in FIG. 12, the power transmission side control circuit 22 executes an automatic intermittent operation (step S40). That is, temporary power transmission is started from the power transmission side at a predetermined time interval (for example, the transmission frequency is f1: step S41), and counting by a timer is started (step S42).

受電側では、仮送電を受けると、停止状態(ステップS60)からパワーオン状態に移行し(ステップS61)、位置レベルの判定(位置検出)が実行される。位置レベルNGならば、初期状態(ステップS60)に戻り、OKならば、ID認証フレームの生成(ステップS63)、ID認証フレームの送信(ステップS64)が実行される。   On the power receiving side, when provisional power transmission is received, the power is switched from the stopped state (step S60) to the power-on state (step S61), and position level determination (position detection) is executed. If the position level is NG, the process returns to the initial state (step S60). If OK, the generation of the ID authentication frame (step S63) and the transmission of the ID authentication frame (step S64) are executed.

送電側では、ID認証フレームの受信処理(ステップS44)ならびにタイムアウト判定(ステップS43)を行い、ID認証フレームを所定時間内に受信できない場合には、仮送電を停止し(ステップS51)、初期状態に戻る。   On the power transmission side, ID authentication frame reception processing (step S44) and timeout determination (step S43) are performed. If the ID authentication frame cannot be received within a predetermined time, temporary power transmission is stopped (step S51), and the initial state is set. Return to.

一方、ID認証フレームを所定時間内に受信できた場合には、フレーム認証処理を実行し(ステップS45)、認証OKならば許諾フレームを受電側に送信し(ステップS47)、認証NGの場合には仮送電を停止し(ステップS51)、初期状態に戻る。   On the other hand, if the ID authentication frame is received within the predetermined time, the frame authentication process is executed (step S45). If the authentication is OK, the permission frame is transmitted to the power receiving side (step S47). Stops temporary power transmission (step S51) and returns to the initial state.

受電装置40は、送電装置10からの許諾フレームを検証し(ステップS65)、スタートフレームを送電装置10に送信する(ステップS66)。   The power receiving device 40 verifies the permission frame from the power transmission device 10 (step S65), and transmits a start frame to the power transmission device 10 (step S66).

送電装置10では、スタートフレームを検証し(ステップS48)、定期負荷変動(乗っ取り状態検出用)の検出をオンさせ(ステップS49)、通常送電を開始する(ステップS50)。受電装置40では、通常送電を受けて、負荷(例えばバッテリ)の充電を開始する(ステップS67)。   The power transmission device 10 verifies the start frame (step S48), turns on detection of periodic load fluctuation (for hijacking state detection) (step S49), and starts normal power transmission (step S50). The power receiving device 40 receives normal power transmission and starts charging a load (for example, a battery) (step S67).

続いて、図13を用いて、その後のフローを説明する。送電装置10では、取り去り、金属異物、乗っ取り状態の各々の検出を実行しつつ(ステップS70)、受電装置40からの満充電通知(送電停止要求)を待つ(ステップS71)。   Subsequently, the subsequent flow will be described with reference to FIG. The power transmission device 10 waits for a full charge notification (power transmission stop request) from the power receiving device 40 while performing detection of each of the removal, metal foreign matter, and hijacking state (step S70).

受電装置40では、負荷の充電を行いつつ、乗っ取り検出のための定期負荷変調を実行し(ステップS80)、また、負荷の満充電を検出する(ステップS81)。すなわち、満充電検出回路62は、発光ダイオードLEDRの消灯が所定時間(例えば、5秒)以上継続してオフのとき、満充電と判定する。満充電が検出されると、受電装置40は、送電装置10に、満充電通知フレーム(セーブフレーム:送電停止要求)を送信する(ステップS82)。   The power receiving device 40 performs periodic load modulation for takeover detection while charging the load (step S80), and detects full charge of the load (step S81). That is, the full charge detection circuit 62 determines that the light emitting diode LEDR is fully charged when the light emitting diode LEDR remains off for a predetermined time (for example, 5 seconds) or longer. When the full charge is detected, the power receiving device 40 transmits a full charge notification frame (save frame: power transmission stop request) to the power transmission device 10 (step S82).

送電装置10では、受電装置40からの満充電通知フレーム(セーブフレーム:送電停止要求)を受信すると、定期負荷変動検出をオフして(ステップS72)、送電を停止する(ステップS73)。   When receiving the full charge notification frame (save frame: power transmission stop request) from the power receiving device 40, the power transmission device 10 turns off the periodic load fluctuation detection (step S72) and stops power transmission (step S73).

(乗っ取り状態の検出について)
以下、乗っ取り状態の検出(乗っ取り発熱対策)について具体的に説明する。「乗っ取り状態」は、異物挿入の特殊な形態と位置付けられるものであり、「異物を受電側機器と誤認して通常送電が継続される状態」のことである。例えば、薄い金属板が1次コイルと2次コイル間を完全に遮断するように挿入された場合、送電側から見れば、相当程度の負荷が常に存在することになり、例えば、取り去り検出が困難となる。
(About detection of hijacking status)
Hereinafter, detection of the takeover state (measures against takeover heat generation) will be specifically described. The “takeover state” is positioned as a special form of foreign object insertion, and is “a state in which normal power transmission is continued by misidentifying a foreign object as a power receiving device”. For example, when a thin metal plate is inserted so as to completely block between the primary coil and the secondary coil, a considerable amount of load is always present when viewed from the power transmission side. For example, removal detection is difficult. It becomes.

(乗っ取り発熱対策)
まず、「乗っ取り状態」について具体的に説明する。受電装置(あるいは受電側機器)の認証が完了して通常送電が開始された後に、1次コイルL1と2次コイルL2との間に、例えば大面積の異物が挿入される場合があり得る。図17を用いて説明したように、金属異物の存在は、1次コイル(L1)の誘起電圧を監視することによって検出することができる。
(Takeover heat generation measures)
First, the “takeover state” will be specifically described. After authentication of the power receiving device (or the power receiving device) is completed and normal power transmission is started, for example, a large-area foreign object may be inserted between the primary coil L1 and the secondary coil L2. As described with reference to FIG. 17, the presence of the metal foreign object can be detected by monitoring the induced voltage of the primary coil (L1).

但し、図19(B)に示すように、送電側機器と受電側機器との間に、例えば、1次コイルL1と2次コイルL2を遮断するような金属異物(例えば、薄い金属板)が挿入された場合、1次側からの送電エネルギは、その金属異物で消費される(つまり、その金属異物が負荷となる)ことから、送電装置10からみると、負荷(受電側機器)が常に存在しているようにみえる。よって、例えば、受電側機器が取り去られても、図18を用いて説明したような1次コイルL1の誘起電圧に基づく取り去り検出ができない場合が生じ得、この場合には、受電側機器がないにもかかわらず、送電装置10からの送電が継続され、金属異物が高温度に達してしまう。   However, as shown in FIG. 19B, a metal foreign object (for example, a thin metal plate) that cuts off the primary coil L1 and the secondary coil L2 is provided between the power transmission side device and the power reception side device, for example. When inserted, the power transmission energy from the primary side is consumed by the metal foreign object (that is, the metal foreign object becomes a load). Looks like it exists. Therefore, for example, even if the power receiving device is removed, there may be a case where the removal detection based on the induced voltage of the primary coil L1 as described with reference to FIG. 18 cannot be performed. Despite the absence, power transmission from the power transmission device 10 is continued, and the metal foreign matter reaches a high temperature.

このように、金属異物が、本来の受電側機器510に取って代わってしまう現象を、本明細書では「乗っ取り」ということにする。無接点電力伝送システムの安全性、信頼性を実用レベルにまで高めるためには、このような「乗っ取り発熱」に対しても十分な対策を施す必要がある。異物が挿入される場合としては、偶発的に生じる場合と、悪意をもってなされる場合とが想定される。乗っ取りを生じさせるような異物が挿入されると、発熱が生じて、火傷、機器の損傷や破壊の危険性が生じるため、無接点電力伝送システムでは、異物挿入に対する安全対策の徹底が求められる。以下、乗っ取り発熱対策について、具体的に説明する。   In this specification, the phenomenon that the metal foreign object replaces the original power receiving device 510 is referred to as “takeover” in this specification. In order to increase the safety and reliability of the contactless power transmission system to a practical level, it is necessary to take sufficient measures against such “takeover heat generation”. As a case where a foreign object is inserted, a case where it occurs accidentally and a case where it is done maliciously are assumed. When foreign objects that cause hijacking are inserted, heat is generated and there is a risk of burns, equipment damage, or destruction. Therefore, in the non-contact power transmission system, thorough safety measures against foreign object insertion are required. Hereinafter, countermeasures against takeover heat generation will be specifically described.

図19(A),図19(B)は、通常送電開始後の異物挿入(乗っ取り状態)について説明するための、無接点電力伝送システムを構成する電子機器の断面図である。   FIG. 19A and FIG. 19B are cross-sectional views of electronic devices constituting the non-contact power transmission system for explaining foreign object insertion (takeover state) after normal power transmission is started.

図19(A)では、クレードル500(送電装置10を備える電子機器)上の所定位置に、携帯電話端末510(受電装置40を備える電子機器)がセットされており、この状態で、1次コイルL1と2次コイルL2を経由して、クレードル(充電器)500から携帯電話端末510に無接点電力伝送がなされ、携帯電話端末510に内蔵される2次電池(例えば電池パック)94の充電が行われている。   In FIG. 19A, the mobile phone terminal 510 (electronic device including the power receiving device 40) is set at a predetermined position on the cradle 500 (electronic device including the power transmitting device 10). In this state, the primary coil is set. Contactless power transmission is performed from the cradle (charger) 500 to the mobile phone terminal 510 via L1 and the secondary coil L2, and the secondary battery (for example, battery pack) 94 built in the mobile phone terminal 510 is charged. Has been done.

図19(B)では、通常送電時において、悪意により、クレードル(充電器)500と携帯電話端末510との間に、薄い板状の金属の異物(導電性の異物)ARが差し込まれる。異物ARが挿入されると、1次側の機器(クレードル500)から2次側の機器(携帯電話端末510)に供給される電力のほとんどは、異物(AR)において消費され(すなわち、送電電力の乗っ取りが生じ)、異物ARが発熱する危険性が高くなる。そこで、図19(B)のような状態となったときには、1次側の機器(クレードル500)に含まれる送電装置10が異物ARの挿入を検出して、通常送電をただちに停止する必要がある。   In FIG. 19B, during normal power transmission, a thin plate-shaped metal foreign matter (conductive foreign matter) AR is inserted between the cradle (charger) 500 and the mobile phone terminal 510 by malicious intent. When the foreign object AR is inserted, most of the power supplied from the primary device (cradle 500) to the secondary device (mobile phone terminal 510) is consumed in the foreign material (AR) (ie, transmitted power). And the risk of heat generation of the foreign object AR increases. Therefore, when the state shown in FIG. 19B is reached, the power transmission device 10 included in the primary device (cradle 500) needs to detect the insertion of the foreign object AR and immediately stop normal power transmission. .

しかし、図17を用いて説明したような金属異物の検出方法では、図19(B)のような乗っ取り状態を十分に把握することはむずかしい。   However, with the method for detecting a metallic foreign object as described with reference to FIG. 17, it is difficult to sufficiently grasp the takeover state as shown in FIG.

例えば、受電装置側の負荷が大きいときは、1次コイルL1に誘起される電圧の振幅が増大し、受電装置側の負荷が小さくなれば、1次コイルL1に誘起される電圧の振幅は小さくなる。携帯電話端末510の2次電池94が正常に充電されれば、時間経過と共に、受電装置40側の負荷は徐々に減少していくはずである。ここで、突然、受電装置40側の負荷が増大したとすると、送電装置10は、受電装置40側の負荷変動を監視しているため、負荷が急に増大したことは検知できる。しかし、その負荷の増大が、負荷(携帯電話端末の2次電池94)に起因して生じたものなのか、携帯電話端末510とクレードル500との間の位置ずれに起因するものなのか、あるいは、異物挿入に起因するものなのかを判定することができない。よって、送電装置10が、単に、受電装置40側の負荷変動を検出するという手法では、異物挿入を検出することができない。   For example, when the load on the power receiving device side is large, the amplitude of the voltage induced in the primary coil L1 increases. When the load on the power receiving device side decreases, the amplitude of the voltage induced in the primary coil L1 decreases. Become. If the secondary battery 94 of the mobile phone terminal 510 is normally charged, the load on the power receiving device 40 side should gradually decrease with time. Here, if the load on the power receiving device 40 side suddenly increases, the power transmission device 10 can detect that the load has suddenly increased because the power transmission device 10 monitors the load fluctuation on the power receiving device 40 side. However, whether the increase in load is caused by a load (secondary battery 94 of the mobile phone terminal), a shift in position between the mobile phone terminal 510 and the cradle 500, or It cannot be determined whether it is caused by foreign object insertion. Therefore, the foreign substance insertion cannot be detected by the method in which the power transmission device 10 simply detects the load fluctuation on the power reception device 40 side.

そこで、本発明では、通常送電中において、負荷(2次電池等)への電力供給を継続させつつ、受電装置40が、送電装置10からみた負荷を間欠的に意図的に変化させ(定期負荷変調動作)、送電装置10に対して情報を発信する。   Therefore, in the present invention, during normal power transmission, the power receiving device 40 intermittently and intentionally changes the load viewed from the power transmission device 10 while continuing to supply power to the load (secondary battery or the like) (periodic load). Modulation operation), information is transmitted to the power transmission device 10.

この間欠的な負荷変化による情報を、送電装置10が所定タイミングで検出できた場合には、以下のことが証明される。
(1)受電装置40側の機器(携帯電話端末510)が送電装置10側の機器(クレードル500)上に正確にセットされている。
(2)受電装置40側の機器(携帯電話端末510の2次電池を含む)は正常に動作している。
(3)異物ARが挿入されていない。
When the power transmission device 10 can detect information based on the intermittent load change at a predetermined timing, the following is proved.
(1) The device (mobile phone terminal 510) on the power receiving device 40 side is accurately set on the device (cradle 500) on the power transmitting device 10 side.
(2) Devices on the power receiving device 40 side (including the secondary battery of the mobile phone terminal 510) are operating normally.
(3) The foreign object AR is not inserted.

一方、通常送電時において異物ARが挿入されると、受電装置40から発信される情報は、その異物ARに阻害されて送電装置10に到達しなくなる。すなわち、送電装置10では、受電装置側の間欠的な負荷変化(例えば、定期的な負荷変化)を検出することができなくなる。上述の(1)〜(3)が確認された後に、間欠的な負荷変化が検出されなくなることの要因としては、上述の(3)の要因が最も疑われる。つまり、異物ARが挿入されたために、間欠的な負荷変化を検出できなくなったと判定することが可能である。   On the other hand, when the foreign object AR is inserted during normal power transmission, the information transmitted from the power receiving device 40 is blocked by the foreign object AR and does not reach the power transmission device 10. That is, the power transmission device 10 cannot detect intermittent load changes (for example, periodic load changes) on the power receiving device side. After the above (1) to (3) are confirmed, the above-mentioned factor (3) is most suspected as a factor that the intermittent load change is not detected. That is, it is possible to determine that the intermittent load change cannot be detected because the foreign object AR is inserted.

図20(A),図20(B)は、異物挿入を検出可能とするために、受電装置側の負荷を間欠的に変化させる場合の具体的な態様を説明するための図である。   FIG. 20A and FIG. 20B are diagrams for explaining a specific mode in the case where the load on the power receiving apparatus is intermittently changed so that foreign object insertion can be detected.

図20(A)では、受電装置側の負荷の間欠的な変化の様子を、2次電流(2次コイルL2に流れる電流)の変化によって表している。図示されるように、時刻t1、t2、t3、t4、t5・・・において、間欠的に受電装置側の負荷が変化している。   In FIG. 20A, the state of the intermittent change of the load on the power receiving device side is represented by the change of the secondary current (current flowing through the secondary coil L2). As shown in the figure, the load on the power receiving device side is intermittently changed at times t1, t2, t3, t4, t5.

具体的には、図20(A)では、周期T3で負荷が変化している。また、例えば時刻t1を起点とした期間T2では、負荷が軽くなり、その後の期間T1では負荷が重くなる。このような周期的な変化が、周期T3で繰り返される。   Specifically, in FIG. 20A, the load changes at the cycle T3. Further, for example, the load becomes light in the period T2 starting from the time t1, and the load becomes heavy in the subsequent period T1. Such a periodic change is repeated in the cycle T3.

図20(B)は、2次負荷電流の変化に対する1次コイル電圧(一次コイルの一端の誘起電圧)の変化を示している。上述のとおり、期間T1は2次側の負荷が重く、期間T2では負荷が軽い。この2次側の負荷の変化に応じて、1次コイル(L1)の一端の誘起電圧(1次コイル電圧)の振幅(ピーク値)が変化する。すなわち、負荷が重い期間T1では振幅が大きく、負荷が軽い期間T2では振幅が小さくなる。したがって、送電装置10では、波形検出回路28(図3参照)によって、例えば、1次コイル電圧のピーク検出を行うことによって、受電装置40側の負荷変動を検出することができる。但し、負荷変動の検出方法はこの方法に限定されるものではなく、例えば、1次コイル電圧や1次コイル電流の位相を検出してもよい。   FIG. 20B shows a change in the primary coil voltage (induced voltage at one end of the primary coil) with respect to the change in the secondary load current. As described above, the load on the secondary side is heavy in the period T1, and the load is light in the period T2. In accordance with the change in the load on the secondary side, the amplitude (peak value) of the induced voltage (primary coil voltage) at one end of the primary coil (L1) changes. That is, the amplitude is large during the heavy load period T1, and the amplitude is small during the light load period T2. Therefore, in the power transmission device 10, the load fluctuation on the power reception device 40 side can be detected by, for example, detecting the peak of the primary coil voltage with the waveform detection circuit 28 (see FIG. 3). However, the load variation detection method is not limited to this method, and for example, the phase of the primary coil voltage or the primary coil current may be detected.

負荷変調は、例えば、トランジスタのスイッチングによって簡単に行うことができ、また、1次コイルのピーク電圧の検出等は、アナログやデジタルの基本的な回路を用いて精度良く行うことができ、機器への負担が少なく、実現が容易である。また、実装面積の抑制やコスト面でも有利である。   The load modulation can be easily performed by, for example, switching of a transistor, and the peak voltage of the primary coil can be detected with high accuracy using a basic analog or digital circuit. This is easy to implement. Further, it is advantageous in terms of suppressing the mounting area and cost.

このように、通常送電時において、受電装置40が、間欠的(かつ周期的)な負荷変調による情報発信を行い、送電装置10がその負荷変動を検出するという新規な方式を採用することによって、特別な構成を付加することなく、簡単な方法でもって異物挿入を高精度に検出することができる。   In this way, during normal power transmission, the power receiving device 40 performs information transmission by intermittent (and periodic) load modulation, and the power transmission device 10 detects the load fluctuation, thereby adopting a new method. Without adding a special configuration, insertion of a foreign object can be detected with high accuracy by a simple method.

(異物挿入検出の具体例)
図21は、図3に示される無接点電力伝送システムの中から、異物挿入(乗っ取り状態)の検出に関係する主要な構成を抜き出して示す回路図である。図21において、図3と共通する部分には同じ参照符号を付してある。また、図21において、異物挿入検出において重要な役割を果たす部分は太線で示している。
(Specific example of foreign object insertion detection)
FIG. 21 is a circuit diagram illustrating a main configuration related to the detection of foreign object insertion (takeover state) from the non-contact power transmission system illustrated in FIG. 3. In FIG. 21, the same reference numerals are given to the portions common to FIG. Further, in FIG. 21, a portion that plays an important role in foreign object insertion detection is indicated by a thick line.

図21に示される受電装置40において注目すべき回路構成は、負荷変調部46(図3参照)を構成する負荷変調用トランジスタTB3、給電制御部48(図3参照)を構成する給電制御トランジスタTB2、両トランジスタ(TB2,TB3)のオン/オフを制御する受電制御回路52である。また、シリーズレギュレータ(LDO)49の入力端および出力端の電圧が、信号線LP2およびLP1を経由して受電制御回路52に入力されており、LDO49の両端電圧を監視することによって、負荷90に含まれるバッテリ(2次電池)94の負荷状態(負荷の軽重)を検出できるようになっている点も重要である。   The circuit configurations to be noted in the power receiving device 40 shown in FIG. 21 are the load modulation transistor TB3 constituting the load modulation unit 46 (see FIG. 3) and the power supply control transistor TB2 constituting the power supply control unit 48 (see FIG. 3). , A power reception control circuit 52 for controlling on / off of both transistors (TB2, TB3). Further, the voltage at the input end and the output end of the series regulator (LDO) 49 is input to the power reception control circuit 52 via the signal lines LP2 and LP1. It is also important that the load state (load weight) of the included battery (secondary battery) 94 can be detected.

また、送電装置10(図3参照)では、送電制御装置20の構成である。すなわち、波形検出回路28によって1次コイル(L1)の誘起電圧のピーク値(振幅)が検出される点、送電制御回路22によって受電装置40側の負荷変動が検出される点は重要である。   Moreover, in the power transmission apparatus 10 (refer FIG. 3), it is the structure of the power transmission control apparatus 20. FIG. That is, it is important that the peak value (amplitude) of the induced voltage of the primary coil (L1) is detected by the waveform detection circuit 28, and the load fluctuation on the power receiving device 40 side is detected by the power transmission control circuit 22.

図21において、受電装置40は、通常送電(認証後の連続送電)中に負荷変調を行い、送電装置10に対して、異物検出用パターンPT1を送信し、送電装置10の送電側制御回路22は、通常送電中に受電装置40側の負荷変化を監視し(連続的監視でも間欠的監視でもよい)、その異物検出パターンPT1が受信できくなったときに、異物ARが挿入されたと判定して、通常送電を停止する。   In FIG. 21, the power receiving device 40 performs load modulation during normal power transmission (continuous power transmission after authentication), transmits the foreign object detection pattern PT1 to the power transmission device 10, and the power transmission side control circuit 22 of the power transmission device 10. Monitors the load change on the power receiving device 40 during normal power transmission (either continuous monitoring or intermittent monitoring), and determines that the foreign object AR has been inserted when the foreign object detection pattern PT1 cannot be received. To stop normal power transmission.

(異物検出パターンPT1の具体的な態様)
図22(A),図22(B)は異物検出を可能とするための負荷変調の好適かつ具体的な態様を説明するための図であり、(A)は負荷変調のタイミング例を示す図であり、(B)は送電装置によって検出される受電装置側の負荷変動の様子を具体的に示す図である。
(Specific Mode of Foreign Object Detection Pattern PT1)
FIGS. 22A and 22B are diagrams for explaining a preferable and specific mode of load modulation for enabling foreign object detection, and FIG. 22A is a diagram illustrating an example of load modulation timing. (B) is a figure which shows concretely the mode of the load fluctuation by the side of a power receiving apparatus detected by the power transmission apparatus.

図22(A)に示されるように、異物検出を可能とするための負荷変調は、例えば、5秒(10sec)周期で周期的(定期的)に行われる。   As shown in FIG. 22 (A), load modulation for enabling foreign object detection is performed periodically (periodically), for example, at a period of 5 seconds (10 sec).

また、時刻t1〜t6および時刻t7〜t12が、異物検出を可能とするための負荷変調が実行される期間である。時刻t1〜t6まで(時刻t7〜t12まで)が0.5秒(0.5sec)であり、0.5秒を5等分した0.1秒(100msec)を単位として、負荷の軽重が切換えられる。   Times t1 to t6 and times t7 to t12 are periods in which load modulation for enabling foreign object detection is performed. From time t1 to t6 (from time t7 to t12) is 0.5 seconds (0.5 sec), and the weight of the load is switched in units of 0.1 seconds (100 msec) that divides 0.5 seconds into 5 equal parts. It is done.

図22(A)において、太線の双方の矢印で示される期間は負荷が重い期間である。すなわち、時刻t1〜t2,時刻t3〜t4,時刻t5〜t6,時刻t7〜t8,時刻t9〜t10,時刻t11〜時刻t12の各期間において負荷が重くなる。負荷が重くなる期間がTAである。   In FIG. 22A, the period indicated by the thick arrows in both lines is a heavy load period. That is, the load becomes heavy in each period of time t1 to t2, time t3 to t4, time t5 to t6, time t7 to t8, time t9 to t10, time t11 to time t12. TA is a period during which the load becomes heavy.

一方、時刻t2〜t3,時刻t4〜t5,時刻t8〜t9,時刻t10〜t11の各期間において負荷が軽くなる。負荷が軽くなる期間がTBである。   On the other hand, the load is reduced in each period of time t2 to t3, time t4 to t5, time t8 to t9, and time t10 to t11. The period during which the load is lightened is TB.

図22(A)では、明らかなように、通常送電中における受電装置側の負荷の間欠的な変化が周期的(すなわち1周期毎)に実行され、かつ、1周期内において、負荷が、所定間隔で複数回、間欠的に変化する。   In FIG. 22 (A), as is clear, intermittent changes in the load on the power receiving device side during normal power transmission are executed periodically (that is, every cycle), and the load is predetermined within one cycle. It changes intermittently several times at intervals.

周期的な負荷変化とすることによって、送電装置10と受電装置40とが同期を確保しつつ負荷変化による情報の授受を行うことができる(すなわち、送電装置10側で、受電装置40側の負荷が変化するタイミングを容易に知ることができる)。   By setting the periodic load change, the power transmission device 10 and the power reception device 40 can exchange information by changing the load while ensuring synchronization (that is, the load on the power reception device 40 side on the power transmission device 10 side). Can easily know when changes occur).

また、図22(A)では、1周期内(例えば時刻t1〜t7)のうちの部分的な期間(時刻t1〜t6)においてのみ、負荷を所定間隔で複数回、間欠的に変化させている。つまり、1周期(10sec)の前半の初期期間(最初の0,5sec)に、負荷変調を集中的に行う。このような形式の負荷変調を行う理由は、以下のとおりである。   Further, in FIG. 22A, the load is intermittently changed a plurality of times at predetermined intervals only in a partial period (time t1 to t6) within one cycle (for example, time t1 to t7). . That is, load modulation is concentrated in the initial period (first 0.5 sec) of the first half of one cycle (10 sec). The reason for performing this type of load modulation is as follows.

すなわち、通常送電中における負荷変化(負荷変調)は、負荷(図21のバッテリ94)への電力供給に影響を与えることがあるため、あまり頻繁に行うのは好ましくない。よって、例えば、負荷変調の1周期的をある程度、長くする(このように、周期を少々長くとっても異物検出の点では何も問題はない)。   That is, since a load change (load modulation) during normal power transmission may affect the power supply to the load (battery 94 in FIG. 21), it is not preferable to perform it too frequently. Therefore, for example, one period of load modulation is lengthened to some extent (in this way, even if the period is set a little longer, there is no problem in terms of foreign object detection).

そして、その1周期の中の部分的な期間においてのみ、所定間隔で複数回、間欠的に負荷を変化させる。部分的な期間に限定するのは、負荷変化の間隔が大きく開いてしまうと、時間経過に伴って負荷の負荷状況が変わったり、周囲の条件が変わったりして、結果的に、送電装置による、受電装置側における間欠的な負荷変化の検出に好ましくない影響を与えることがあることを考慮したものである。つまり、例えば、1周期を長くとっておき(図22(A)では10sec)、そしてその長い1周期内の、部分的な短い期間(図22(A)では0.5sec)において集中的に、複数回(図22(A)では5回)の間欠的な負荷変調を行う。   Then, the load is intermittently changed a plurality of times at predetermined intervals only in a partial period in one cycle. The reason for limiting to a partial period is that if the load change interval widens widely, the load status of the load will change over time or the surrounding conditions will change. This is because it may adversely affect the detection of intermittent load changes on the power receiving device side. That is, for example, one cycle is long (10 sec in FIG. 22A), and a plurality of times are concentrated in a short period (0.5 sec in FIG. 22A) within the long one cycle. (5 times in FIG. 22A) intermittent load modulation is performed.

このような形式の負荷変調を実行することによって、負荷(94)への電力供給(例えば、電池パックの充電)に与える影響を最小限に抑えつつ、送電装置10側における高い異物(AR)の検出精度を実現することができる。   By performing load modulation of this type, high foreign matter (AR) on the power transmission device 10 side is minimized while minimizing the influence on power supply (for example, charging of the battery pack) to the load (94). Detection accuracy can be realized.

図22(B)は、送電装置からみた受電装置側の負荷に対応した、送電装置10における1次コイル(L1)の一端の誘起電圧の振幅変化の一例を示している。但し、図22(B)では、前半の1周期における負荷変調期(t1〜t6)と、後半の1周期における負荷変調期(t7〜t12)では、負荷(バッテリ94)の負荷状態が変化しており、後半の周期において負荷(バッテリ94)の負荷状態は重くなり、これによって、1次コイル電圧のピーク値が増大する。   FIG. 22B illustrates an example of an amplitude change in the induced voltage at one end of the primary coil (L1) in the power transmission device 10 corresponding to the load on the power reception device side as viewed from the power transmission device. However, in FIG. 22B, the load state of the load (battery 94) changes in the load modulation period (t1 to t6) in the first half cycle and in the load modulation period (t7 to t12) in the second half cycle. In the latter half cycle, the load state of the load (battery 94) becomes heavier, thereby increasing the peak value of the primary coil voltage.

図22(B)の時刻t1〜t6において、負荷が重くなる期間TAにおける1次コイル電圧と、負荷が軽くなる期間TBにおける1次コイル電圧との差はΔV1である。この1次コイル電圧の振幅差ΔV1から、送電装置10の送電側制御回路22は、受電装置40側の負荷変化を検出することが可能である。   At time t1 to t6 in FIG. 22B, the difference between the primary coil voltage in the period TA in which the load becomes heavy and the primary coil voltage in the period TB in which the load becomes light is ΔV1. From the amplitude difference ΔV1 of the primary coil voltage, the power transmission side control circuit 22 of the power transmission device 10 can detect a load change on the power reception device 40 side.

しかし、後半の負荷変調期間(時刻t7〜t12)では、負荷(バッテリ94)の負荷状態が重くなり、負荷94の充電電流(Iload)が増大しているため、充電電流(Iload)に対する負荷変調に伴う変調電流(Imod)の割合が小さくなり、変調電流(Imod)のオン/オフによる1次コイル電圧の差分はΔV2(ΔV2<ΔV1)に縮小してしまう。つまり、変調電流(Imod)が負荷(バッテリ94)の充電電流(Iload)に埋没してしまう形となる。したがって、負荷(バッテリ94)が重いときは、軽いときに比べて、送電装置10側における負荷変化の検出が難しくなるのは否めない。そこで、本実施形態では、負荷(バッテリ94)への電力供給を強制的に減少させて負荷(バッテリ94)の負荷状態を軽減し、1次側にて、負荷変調による負荷変化を検出し易くする。以下、負荷の軽減措置について説明する。   However, in the latter half of the load modulation period (time t7 to t12), the load state of the load (battery 94) becomes heavy and the charging current (Iload) of the load 94 increases, so that the load modulation with respect to the charging current (Iload) is increased. As a result, the ratio of the modulation current (Imod) is reduced, and the difference in the primary coil voltage due to on / off of the modulation current (Imod) is reduced to ΔV2 (ΔV2 <ΔV1). That is, the modulation current (Imod) is buried in the charging current (Iload) of the load (battery 94). Therefore, it cannot be denied that when the load (battery 94) is heavy, it is difficult to detect a load change on the power transmission device 10 side as compared to when the load is light. Therefore, in this embodiment, the power supply to the load (battery 94) is forcibly reduced to reduce the load state of the load (battery 94), and it is easy to detect a load change due to load modulation on the primary side. To do. Hereinafter, load reduction measures will be described.

(負荷を強制的に軽減する措置)   (Measures to forcibly reduce the load)

本発明では、通常送電中において、負荷94への送電を停止することなく負荷変調を行うため、その負荷変調による送電装置10側への信号の送信は、常に、負荷94への給電状況(つまり、負荷の負荷状態)による影響を受ける。   In the present invention, load modulation is performed without stopping power transmission to the load 94 during normal power transmission. Therefore, transmission of a signal to the power transmission apparatus 10 side by the load modulation is always a power supply status to the load 94 (that is, Affected by the load state).

上述のとおり、負荷94(電池パック等)に大量の充電電流を供給しているときに、負荷変調のために小さな電流をオン/オフしても、そのオン/オフ電流(Imod)の電流量は、負荷(バッテリ94)の充電電流(Iload)の電流量に比べて小さいために、送電装置10側では、負荷変調による負荷変化の様子を検出することがむずかしくなる(つまり、ノイズなのか負荷変調による信号なのかの検出がしにくくなる)のは否めない。一方、負荷94に供給する電流が少ないとき(負荷が軽いとき)は、負荷変調によるオン/オフ電流(Imod)の相対的な割合が増えて、送電装置10からは、そのオン/オフによる負荷変化を把握し易くなる。   As described above, when a large amount of charging current is supplied to the load 94 (battery pack or the like), even if a small current is turned on / off for load modulation, the current amount of the on / off current (Imod) Is smaller than the amount of charge current (Iload) of the load (battery 94), it is difficult for the power transmission device 10 to detect the state of load change due to load modulation (that is, whether noise or load It is difficult to detect whether the signal is due to modulation). On the other hand, when the current supplied to the load 94 is small (when the load is light), the relative ratio of the on / off current (Imod) due to load modulation increases, and the load due to the on / off from the power transmission device 10 increases. It becomes easy to grasp the change.

このような考察に基づいて、本実施形態では、通常送電中において、受電装置40自身が負荷94の負荷状態を監視し、異物検出を可能とするための負荷変調を行うときに、負荷94が重いとき(つまり、電流を大量に負荷94に供給している)ときは、負荷94への電力供給を強制的に低下させる措置を取る。なお、電力供給を低下させることには、電力供給を一時的(あるいは間欠的)に停止させることが含まれる。   Based on such considerations, in the present embodiment, during normal power transmission, the power receiving device 40 itself monitors the load state of the load 94 and performs load modulation to enable foreign object detection. When the load is heavy (that is, when a large amount of current is supplied to the load 94), a measure is taken to forcibly reduce the power supply to the load 94. Note that reducing the power supply includes temporarily (or intermittently) stopping the power supply.

負荷94への電力供給を絞ると、その負荷94の負荷状態が見かけ上、軽減されたことになり、送電装置10側では、負荷変調による信号を検出し易くなり、したがって、負荷94が重い状態のときでも、異物検出精度は所望のレベルに維持される。また、強制的な負荷94の軽減を行った場合でも、負荷94には、少なくとも、必要な最小限の電力は常に与えられており、負荷94側の電子回路(充電制御装置92)が動作できなくなるといった問題は生じない。   When the power supply to the load 94 is reduced, the load state of the load 94 is apparently reduced, and the power transmission device 10 can easily detect a signal due to load modulation, and thus the load 94 is heavy. Even in this case, the foreign object detection accuracy is maintained at a desired level. Even when the load 94 is forcibly reduced, at least the necessary minimum power is always given to the load 94, and the electronic circuit (charge control device 92) on the load 94 side can operate. The problem of disappearing does not occur.

また、異物挿入を検出可能とするための負荷変調は、上述のとおり間欠的に行われ、かつ、その負荷変調は、負荷94への電力供給に与える影響を考慮して適切な間隔で実行されるものであり、強制的な負荷軽減が行われたからといって、負荷94への電力伝送に特段の悪影響は生じない。例えば、電池パックの充電時間が極端に長くなるような弊害は決して生じない。   In addition, load modulation for enabling detection of foreign object insertion is performed intermittently as described above, and the load modulation is performed at appropriate intervals in consideration of the influence on power supply to the load 94. Therefore, even if forced load reduction is performed, there is no particular adverse effect on power transmission to the load 94. For example, a problem that the charging time of the battery pack becomes extremely long never occurs.

このように、受電装置40側で負荷94の状態を監視し、異物挿入を検出可能とするための負荷変調時に、必要ならば負荷94の負荷状態の強制的な軽減も併せて実行することによって、負荷94が重いときであっても、送電装置10側における負荷変化の検出精度を所望レベルに維持することができる。   As described above, by monitoring the state of the load 94 on the power receiving device 40 side and performing load modulation for detecting foreign object insertion, if necessary, the load 94 is forcibly reduced. Even when the load 94 is heavy, the load change detection accuracy on the power transmission device 10 side can be maintained at a desired level.

図23(A)〜図23(E)は、負荷の軽減動作を説明するための図である。具体的には図23(A)は負荷が軽い状態を示す図であり、(B)は、負荷が重い状態を示す図であり、(C)は、(B)に示される状態における1次コイル電圧の変化の様子を示す図であり、(D)は、給電制御トランジスタを連続的にオン/オフさせたり、半オン状態させたりして負荷の軽減を行っている状態を示す図であり、(E)は、(D)に示される状態における1次コイル電圧の変化の様子を示す図である。   FIG. 23A to FIG. 23E are diagrams for explaining the load reducing operation. Specifically, FIG. 23A shows a light load state, FIG. 23B shows a heavy load state, and FIG. 23C shows the primary in the state shown in FIG. It is a figure which shows the mode of a change of a coil voltage, (D) is a figure which shows the state which is carrying out the reduction | restoration of a load by making the electric power feeding control transistor turn on / off continuously, or making it a half-on state. (E) is a figure which shows the mode of the change of the primary coil voltage in the state shown by (D).

図23(A)の場合は、負荷(バッテリ)94が軽い(つまり、負荷の充電電流Iloadは小さい)ため、受電装置40側で、負荷の軽減動作を行わなくても、送電装置10側にて、負荷変調による負荷変化を十分に検出することができる。よって、給電制御トランジスタTB2は、常にオン状態である。負荷変調トランジスタTB3は間欠的にオン/オフされ、これによって、負荷変調が実行される。   In the case of FIG. 23A, since the load (battery) 94 is light (that is, the charging current Iload of the load is small), the power receiving device 40 side does not perform the load reduction operation, Thus, a load change due to load modulation can be sufficiently detected. Therefore, the power supply control transistor TB2 is always on. The load modulation transistor TB3 is intermittently turned on / off, thereby performing load modulation.

図23(B)では、負荷(バッテリ)94が重い(つまり、負荷の充電電流Iloadは大きい)ため、変調電流(Imod)のオン/オフによる電流変化が見えにくくなる。図23(C)に示すように、負荷が軽い状態から重い状態に変化すると、1次コイル電圧の振幅の変化分がΔV1からΔV2に縮小し、負荷変調による負荷変化を検出しづらくなる。   In FIG. 23B, since the load (battery) 94 is heavy (that is, the load charging current Iload is large), it is difficult to see the current change due to the on / off of the modulation current (Imod). As shown in FIG. 23C, when the load changes from a light state to a heavy state, the change in the amplitude of the primary coil voltage is reduced from ΔV1 to ΔV2, making it difficult to detect a load change due to load modulation.

そこで、図23(D)では、負荷変調の際に、併せて負荷の軽減動作も行う。すなわち、図23(D)では、給電制御トランジスタTB2を連続的にオン/オフする、あるいは、半オン状態とするという動作を実行する。   Therefore, in FIG. 23D, load reduction operation is also performed at the time of load modulation. That is, in FIG. 23D, an operation of continuously turning on / off the power supply control transistor TB2 or setting it to a half-on state is performed.

すなわち、給電経路に介在する給電制御トランジスタTB2を連続的にオン/オフさせ、電力供給を間欠的に行うというデジタル的な手法によって、負荷94への電力供給を強制的に絞ること(一時的に電力供給を停止することを含む)ができる。トランジスタを連続的にスイッチングさせることは、デジタル回路では通常行われる動作であり、実現が容易である。また、スイッチング周波数を選択することによって、負荷への給電電力をどの程度、削減するのかを精度良く制御することができるという利点がある。   That is, the power supply to the load 94 is forcibly reduced (temporarily) by a digital method in which the power supply control transistor TB2 interposed in the power supply path is continuously turned on / off and the power supply is intermittently performed. Including stopping power supply). Switching the transistors continuously is an operation normally performed in a digital circuit and is easy to realize. Further, by selecting the switching frequency, there is an advantage that it is possible to accurately control how much the power supplied to the load is reduced.

また、アナログ的な手法を採用し、給電制御トランジスタ(PMOSトランジスタ)のゲートに、完全オン時の電圧と完全オフ時の電圧の中間の電圧を供給し、そのPMOSトランジスタを、例えば、いわゆる半オン状態とすることによっても、負荷94に供給する電力を絞ることができる。ゲート電圧を制御することによって、給電制御トランジスタ(PMOSトランジスタ)のオン抵抗を微調整することができるという利点がある。   In addition, an analog method is adopted, and a voltage intermediate between the voltage when fully turned on and the voltage when completely turned off is supplied to the gate of the power supply control transistor (PMOS transistor). The power supplied to the load 94 can also be reduced by setting the state. By controlling the gate voltage, there is an advantage that the on-resistance of the power supply control transistor (PMOS transistor) can be finely adjusted.

図23(E)において、負荷の強制的な軽減によって、負荷が重い状態の1次コイル電圧の振幅は、V10からV20に変化する。図中、“X”は、負荷94の強制的な軽減量を示している。負荷94の強制的な軽減によって、1次コイル電圧の振幅の変化分は、ΔV2(図23(C)参照)からΔV3(ΔV3>ΔV2)に拡大し、送電装置10では、負荷変調による受電装置40側の負荷変化を検出し易くなる。   In FIG. 23E, the amplitude of the primary coil voltage under heavy load changes from V10 to V20 due to the forced reduction of the load. In the figure, “X” indicates a forced reduction amount of the load 94. By forcibly reducing the load 94, the amount of change in the amplitude of the primary coil voltage is expanded from ΔV2 (see FIG. 23C) to ΔV3 (ΔV3> ΔV2), and the power transmission device 10 receives the power receiving device by load modulation. It becomes easy to detect the load change on the 40 side.

このように、負荷変調と共に、負荷軽減動作(負荷電流を一時的に停止する動作を含む)を併せて実行することによって、負荷が重いときでも、送電装置側で負荷変化を確実に検出することが可能となる。   In this way, load change operation (including the operation to temporarily stop the load current) is executed together with load modulation, so that a load change can be reliably detected even on a heavy load. Is possible.

(送電装置の具体的動作)
ここでは、図21の送電制御装置20の具体的な動作について説明する。先に説明したように、送電制御装置20に含まれる送電側制御回路22の定期負荷変動検出部114(図9参照)は、通常送電時において、受電装置40側の負荷の間欠的な変化を検出できないときに、1次コイル(L1)と2次コイル(L2)との間に異物(AR)が挿入されたもの判断して、送電を停止する。これによって、異物(AR)における発熱、やけど、あるいは機器損傷や破壊が確実に防止される。よって、無接点電力伝送システムにおいて、信頼性の高い異物挿入対策が実現される。
(Specific operation of power transmission device)
Here, a specific operation of the power transmission control device 20 in FIG. 21 will be described. As described above, the periodic load fluctuation detection unit 114 (see FIG. 9) of the power transmission side control circuit 22 included in the power transmission control device 20 performs intermittent changes in the load on the power reception device 40 side during normal power transmission. When it cannot be detected, it is determined that a foreign object (AR) is inserted between the primary coil (L1) and the secondary coil (L2), and power transmission is stopped. This reliably prevents heat generation, burns, or equipment damage or destruction in the foreign matter (AR). Therefore, a highly reliable foreign object insertion measure is realized in the non-contact power transmission system.

また、異物挿入の有無の判定には慎重を期す必要があるため、送電側制御回路22は、複数の周期の各々毎に負荷の変化を検出し、所定数の周期にわたって連続して負荷変化を検出できないときに、1次コイルと2次コイルの間に異物が挿入されたと判断するのが好ましい。   In addition, since it is necessary to be cautious in determining whether or not a foreign object has been inserted, the power transmission side control circuit 22 detects a load change at each of a plurality of cycles, and continuously changes the load over a predetermined number of cycles. When it cannot be detected, it is preferable to determine that a foreign object has been inserted between the primary coil and the secondary coil.

例えば、複数の周期の各々毎に、受電装置側の負荷の変化を検出し、所定数の周期(例えば3周期)にわたって連続して負荷変化を検出できないときに、通常送電を停止する。これによって、異物挿入の検出精度が高まり、例えば、偶発的な要因によって負荷変化が検出できなかったときに、誤って通常送電を停止するといった事態が生じない。   For example, a change in load on the power receiving device side is detected for each of a plurality of cycles, and normal power transmission is stopped when a load change cannot be detected continuously over a predetermined number of cycles (for example, three cycles). As a result, the detection accuracy of foreign object insertion is increased, and for example, when a load change cannot be detected due to an accidental factor, a situation in which normal power transmission is erroneously stopped does not occur.

なお、送電装置10からみた受電装置40側の負荷の変化は、1次コイル(L1)の誘起電圧の波形を検出することによって検出でき、この波形検出は、波形検出回路22によって行うことができる。   The change in the load on the power receiving device 40 side as viewed from the power transmitting device 10 can be detected by detecting the waveform of the induced voltage of the primary coil (L1), and this waveform detection can be performed by the waveform detection circuit 22. .

上述のとおり、1次コイル(L1)の誘起電圧の波形のピーク値(振幅)は、受電装置40側の負荷が重いときは増大し、低いときは減少するため、波形のピーク検出によって受電装置40側の負荷変化を検出することができる。但し、この検出方法に限定されるものではなく、他の方法、例えば、1次コイルの誘起電圧や電流の位相を検出する方法を採用することもできる。   As described above, the peak value (amplitude) of the waveform of the induced voltage of the primary coil (L1) increases when the load on the power receiving device 40 is heavy and decreases when the load is low. The load change on the 40 side can be detected. However, the present invention is not limited to this detection method, and other methods, for example, a method of detecting the induced voltage or current phase of the primary coil may be employed.

このように、本実施形態によれば、定期負荷認証による異物挿入(乗っ取り)検出を行う機能をもった、新規な送電装置10が実現される。本実施形態によれば、部品点数を抑制しつつ、簡単な信号処理によって、1次コイルと2次コイルとの間への異物の挿入を高精度に検出することを可能とし、無接点電力伝送における高信頼度の安全対策を実現することができる。   Thus, according to this embodiment, the novel power transmission device 10 having a function of detecting foreign matter insertion (takeover) by periodic load authentication is realized. According to the present embodiment, it is possible to detect the insertion of a foreign object between the primary coil and the secondary coil with high accuracy by simple signal processing while suppressing the number of parts, and contactless power transmission. Highly reliable safety measures can be realized.

また、定期負荷認証による送電停止機能は、乗っ取り検出だけではなく、不適切な送電を強制停止する最後の砦ともなり得るものである。例えば、何らかの理由で、受電側機器の取り去り検出が有効に働かなかった場合や、受電側機器に破損や故障が生じて定期負荷変調ができなくなった場合等においても、送電側機器からの送電は確実に停止される。よって、定期負荷認証機能をもつことによって、無接点電力伝送システムの安全性、信頼性は著しく向上する。   Further, the power transmission stop function based on the periodic load authentication can be not only a takeover detection but also a last fort that forcibly stops inappropriate power transmission. For example, even if the removal detection of the power receiving side device does not work effectively for some reason, or if the power receiving side device is damaged or malfunctioned and periodic load modulation cannot be performed, power transmission from the power transmission side device is not possible. Stop surely. Therefore, the safety and reliability of the contactless power transmission system is significantly improved by having the periodic load authentication function.

(満充電後の再充電の要否判定および満充電後の取り去り検出について)
以下の説明では、満充電後の再充電要否検出ならびに満充電後の取り去り検出について説明する。例えば、図1(C)の無接点電力伝送システムにおいて、第2のオートモードスイッチSW2aがオンされたときには、自動設置検出〜満充電検出および通常送電の自動オフのみならず、満充電後の再充電の要否判定および満充電後の取り去り検出も自動的に実行しなければならない。この場合には、送電側制御回路22は、図14および図15に示す動作を実行する。以下、順に説明する。
(Necessity determination of recharge after full charge and removal detection after full charge)
In the following description, detection of necessity of recharging after full charge and detection of removal after full charge will be described. For example, in the non-contact power transmission system of FIG. 1C, when the second auto mode switch SW2a is turned on, not only automatic installation detection to full charge detection and normal power transmission is automatically turned off, but also after recharging after full charge. It is also necessary to automatically determine whether charging is necessary and detect removal after full charging. In this case, the power transmission side control circuit 22 performs the operations shown in FIGS. 14 and 15. Hereinafter, it demonstrates in order.

(満充電後の再充電)
以下、満充電後の再充電について説明する。満充電後において、例えば、受電側機器としての携帯電話端末が充電台(クレードル)上に、長時間、置かれたままにされると、バッテリの放電によって電圧が低下し、バッテリが、再充電が必要な状態になる場合がある。したがって、本実施形態では、満充電後において、送電装置が再充電の必要性を自動的に検出できるようにする。
(Recharge after full charge)
Hereinafter, recharging after full charge will be described. After a full charge, for example, if a mobile phone terminal as a power receiving device is left on the charging stand (cradle) for a long time, the voltage will drop due to the discharge of the battery, and the battery will be recharged. May be necessary. Therefore, in the present embodiment, the power transmission device can automatically detect the necessity of recharging after full charging.

図14(A)および図14(B)は、無接点電力伝送システムにおける、満充電後の再充電管理のための一連の動作手順を示すシーケンス図である。なお、図14(B)の手順は、図14(A)の手順の後に実行される。   FIGS. 14A and 14B are sequence diagrams showing a series of operation procedures for recharge management after full charge in the non-contact power transmission system. Note that the procedure of FIG. 14B is executed after the procedure of FIG.

バッテリ94(図3参照)が満充電状態になると、満充電後の待機モードに移行する。この満充電後待機モードでは、送電装置10は受電装置40を間欠的に送電し、その際に満充電後待機モードである旨を受電装置40に送信する。受電装置40は、満充電後待機モードであることを受信すると、バッテリ電圧VBATを確認する。そしてバッテリ電圧VBATが再充電電圧(例えば3.9V)以下である場合には、再充電が必要な状態であると判断し、送電装置10に再充電コマンドを送信する。これによって、送電装置10は、受電装置40への通常送電を再開する。これによって、バッテリ94の再充電が開始される。この際に満充電後待機モードは解除する。一方、バッテリ電圧VBATが再充電電圧よりも大きい場合には、満充電後待機モードが継続される。以下、具体的に説明する。   When the battery 94 (see FIG. 3) is in a fully charged state, a transition is made to a standby mode after full charging. In the standby mode after full charge, the power transmission device 10 intermittently transmits power to the power reception device 40, and at this time, transmits to the power reception device 40 that the standby mode is after full charge. When receiving the fact that the power receiving device 40 is in the standby mode after full charge, the power receiving device 40 checks the battery voltage VBAT. When the battery voltage VBAT is equal to or lower than the recharge voltage (for example, 3.9 V), it is determined that recharge is necessary, and a recharge command is transmitted to the power transmission device 10. As a result, the power transmission device 10 resumes normal power transmission to the power reception device 40. Thereby, recharging of the battery 94 is started. At this time, the standby mode after full charge is canceled. On the other hand, when the battery voltage VBAT is higher than the recharge voltage, the standby mode after full charge is continued. This will be specifically described below.

図3の送電側制御回路22は、負荷が有するバッテリ94が満充電状態になったことが検出された場合に、受電装置40に対する通常送電を停止して間欠送電を行う。そして送電側制御回路22は、この間欠送電期間において、バッテリ94が再充電必要状態になったことが検出された場合に、受電装置40に対する通常送電を再開する制御を行う。   When it is detected that the battery 94 included in the load is in a fully charged state, the power transmission side control circuit 22 of FIG. 3 stops normal power transmission to the power receiving device 40 and performs intermittent power transmission. And the power transmission side control circuit 22 performs control which restarts normal power transmission with respect to the power receiving apparatus 40, when it detects that the battery 94 became the recharge required state in this intermittent power transmission period.

一方、図3の受電側制御回路52は、バッテリ94が満充電状態になり、送電装置10が通常送電を停止して間欠送電を行った場合に、この間欠送電期間において、バッテリ94の再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを、送電装置10に対して送信する制御を行う。この場合にバッテリ94の満充電状態は満充電検出回路62により検出し、バッテリ94の再充電状態は再充電監視回路64により監視する。なお再充電状態に関する情報とは、バッテリ94が再充電状態になったか否かを判断するための情報であり、再充電が必要になったか否かの情報や、満充電後のバッテリ電圧VBATの情報である。   On the other hand, the power receiving side control circuit 52 in FIG. 3 recharges the battery 94 during the intermittent power transmission period when the battery 94 is fully charged and the power transmission device 10 stops normal power transmission and performs intermittent power transmission. Control is performed to transmit a recharge command to inform the state-related information to the power transmission device 10. In this case, the full charge state of the battery 94 is detected by the full charge detection circuit 62, and the recharge state of the battery 94 is monitored by the recharge monitoring circuit 64. The information on the recharge state is information for determining whether or not the battery 94 is in a recharge state, information on whether or not recharge is necessary, and the battery voltage VBAT after full charge. Information.

更に具体的には、図14(A)のA1に示すように、受電側の制御回路52は、バッテリ94が満充電状態になった場合に、満充電状態になったことを知らせる満充電コマンド(満充電情報)を、例えば負荷変調部46による負荷変調により送電装置10に対して送信する制御を行う。そしてA2に示すように、充電制御装置92へのVOUTの電圧出力(電力供給)を停止する制御を行う。例えば制御回路52は、充電状態の表示に使用されるLEDRが例えば連続で5秒間消灯したことが満充電検出回路62により検出されると、バッテリ94が満充電状態(充電完了)であると判断する。そして満充電コマンドを送信するためのフレームを生成し、信号P3Qを制御して負荷変調を行い、生成されたフレームを送電装置10に送信する。   More specifically, as shown at A1 in FIG. 14A, the control circuit 52 on the power receiving side informs that the battery 94 is fully charged when the battery 94 is fully charged. Control is performed to transmit (full charge information) to the power transmission device 10 by load modulation by the load modulation unit 46, for example. And as shown to A2, control which stops the voltage output (electric power supply) of VOUT to the charge control apparatus 92 is performed. For example, the control circuit 52 determines that the battery 94 is fully charged (charge complete) when the full charge detection circuit 62 detects that the LEDR used for displaying the charge state has been extinguished for 5 seconds, for example. To do. Then, a frame for transmitting the full charge command is generated, the signal P3Q is controlled to perform load modulation, and the generated frame is transmitted to the power transmission device 10.

一方、送電側の制御回路22は、受電装置40への通常送電中に満充電コマンドを受信した場合に、図14(A)のA3に示すように満充電フラグFCを1にセットして、A4に示すように第1の期間T1(例えば1秒)の間、受電装置40への送電を停止する制御を行う。その後、A5に示すように送電を再開して間欠送電を行う。そして送電再開後の間欠送電期間において、A6に示すようにバッテリ94の再充電状態の検知(再充電が必要な状態か否かの検知、或いは満充電後のバッテリ電圧の検知)を指示する再充電検知コマンドを、受電装置40に対して送信する制御を行う。つまり、送電装置10は、図4(A)で説明した手法により、再充電検知コマンドのフレームを生成して送信する。また制御回路22は、再充電検知コマンドを送信した後、A7に示すようにタイムアウト待ち期間T2(例えば30msec。T2<T1:T1は送電停止期間)が経過するまでの間に、再充電コマンドを受電装置40から受信しなかった場合には、タイムアウトと判断する。そしてタイムアウトの場合には、A8に示すように期間T1の間、受電装置40への送電を再度停止し、A9に示すように送電再開後の間欠送電期間において、再充電検知コマンドを受電装置40に対して再度送信する制御を行う。なお、以下の説明では、送電停止期間T1を第1の期間という場合があり、タイムアウト待ち期間T2を第2の期間ということがある。   On the other hand, when the control circuit 22 on the power transmission side receives a full charge command during normal power transmission to the power receiving device 40, the full charge flag FC is set to 1 as indicated by A3 in FIG. As shown in A4, control is performed to stop power transmission to the power receiving device 40 during the first period T1 (for example, 1 second). Thereafter, as shown in A5, power transmission is resumed and intermittent power transmission is performed. Then, in the intermittent power transmission period after resumption of power transmission, as shown in A6, re-instruction for instructing detection of the recharged state of the battery 94 (detection of whether recharge is necessary or detection of the battery voltage after full charge). Control to transmit the charge detection command to the power receiving device 40 is performed. That is, the power transmission device 10 generates and transmits a frame of the recharge detection command by the method described with reference to FIG. In addition, the control circuit 22 transmits the recharge command until the timeout waiting period T2 (for example, 30 msec. T2 <T1: T1 is a power transmission stop period) after the recharge detection command is transmitted. If it is not received from the power receiving device 40, it is determined as a timeout. In the case of a timeout, power transmission to the power receiving device 40 is again stopped during the period T1 as indicated by A8, and a recharge detection command is issued during the intermittent power transmission period after power transmission is resumed as indicated by A9. Control to transmit again. In the following description, the power transmission stop period T1 may be referred to as a first period, and the timeout waiting period T2 may be referred to as a second period.

図14(A)のA10に示すように、受電制御装置50は、満充電コマンドの送信後、送電装置10からの送電が停止することで、リセット状態になる。即ち送電装置10から電力が供給されないため、電源電圧が0Vになってリセット状態になる。そして受電側の制御回路52は、A11に示すように送電装置10からの間欠送電によりリセット状態が解除された後に、再充電検知コマンドを送電装置10から受信すると、A12に示すようにバッテリ94の再充電状態の監視処理を行う。即ちバッテリ94が再充電必要状態か否かを監視して判断する。或いはバッテリ電圧VBATを監視して送電装置10に送信するための処理を行ってもよい。この再充電状態の監視処理は、図3の再充電監視回路64での監視結果に基づいて行われる。   As indicated by A10 in FIG. 14A, the power reception control device 50 enters a reset state by stopping power transmission from the power transmission device 10 after transmission of the full charge command. That is, since no power is supplied from the power transmission device 10, the power supply voltage becomes 0V and the reset state is established. Then, the control circuit 52 on the power receiving side receives the recharge detection command from the power transmission device 10 after the reset state is released by intermittent power transmission from the power transmission device 10 as shown in A11. Perform recharge status monitoring. That is, it is determined by monitoring whether the battery 94 is in a rechargeable state. Alternatively, the battery voltage VBAT may be monitored and transmitted to the power transmission device 10. This recharge state monitoring process is performed based on the monitoring result of the recharge monitoring circuit 64 of FIG.

図14(B)のB1では、受電側の制御回路52は、バッテリ94の再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを、送電装置10に対して送信している。例えば受電側の制御回路52は、再充電監視回路64での監視結果に基づいて、バッテリ94が再充電必要状態であると判断すると、再充電コマンドを送電装置10に対して送信する。そして送電側の制御回路22は、再充電コマンドを受電装置40から受信すると、B2に示すように満充電フラグFCを0にリセットし、B3に示すように受電装置40への通常送電を再開する。即ち再充電コマンドに基づき、バッテリ94が再充電必要状態であると判断した場合に、通常送電を再開する。これにより、バッテリ94の再充電が開始し、電圧が低下したバッテリ94を再充電できるようになる。   In B <b> 1 of FIG. 14B, the power receiving-side control circuit 52 transmits a recharge command for informing information related to the recharge state of the battery 94 to the power transmission device 10. For example, if the control circuit 52 on the power receiving side determines that the battery 94 is in a recharge necessary state based on the monitoring result in the recharge monitoring circuit 64, it transmits a recharge command to the power transmission device 10. When receiving the recharge command from the power receiving device 40, the power transmission side control circuit 22 resets the full charge flag FC to 0 as indicated by B2, and resumes normal power transmission to the power receiving device 40 as indicated by B3. . That is, based on the recharge command, when it is determined that the battery 94 is in a recharge required state, normal power transmission is resumed. As a result, recharging of the battery 94 starts, and the battery 94 whose voltage has dropped can be recharged.

ID認証、通常送電、満充電検出ならびに再充電管理の一連の動作を自動的に行う無接点電力伝送システムの動作手順をまとめると図15に示すようになる。図15は、ID認証、通常送電、満充電検出ならびに再充電管理の一連の動作を自動的に行う無接点電力伝送システムの動作手順を示すフロー図である。   The operation procedure of the non-contact power transmission system that automatically performs a series of operations of ID authentication, normal power transmission, full charge detection, and recharge management is shown in FIG. FIG. 15 is a flowchart showing an operation procedure of the non-contact power transmission system that automatically performs a series of operations of ID authentication, normal power transmission, full charge detection, and recharge management.

まず送電側の処理について説明する。送電側(1次側)は、受電側(2次側)とのID認証が完了すると、満充電フラグFCを0にリセットする(ステップS1、S2)。そして受電側への通常送電を開始する(ステップS3)。その後、着脱(取り去り)検知を行い(ステップS4)、着脱(取り去り)が検知された場合には通常待機モードに移行する。即ち、図2(A)(あるいは図2(B))において、充電器500から携帯電話機510が物理的に離れて、1次コイルL1の磁束が2次コイルL2を通らない状態になると、着脱(取り去り)が検知され、通常待機モードに移行する。この通常待機モードでは、満充電後待機モードのような間欠送電は行われず、再び充電器500の上に携帯電話機510が置かれるまで、電力伝送を完全に停止する。   First, processing on the power transmission side will be described. When the ID authentication with the power receiving side (secondary side) is completed, the power transmission side (primary side) resets the full charge flag FC to 0 (steps S1 and S2). Then, normal power transmission to the power receiving side is started (step S3). Thereafter, attachment / detachment (removal) detection is performed (step S4), and when attachment / detachment (removal) is detected, a transition is made to the normal standby mode. That is, in FIG. 2A (or FIG. 2B), when the mobile phone 510 is physically separated from the charger 500 and the magnetic flux of the primary coil L1 does not pass through the secondary coil L2, it is attached / detached. (Removal) is detected, and a transition is made to the normal standby mode. In this normal standby mode, intermittent power transmission is not performed as in the standby mode after full charge, and power transmission is completely stopped until the mobile phone 510 is placed on the charger 500 again.

次に、送電側は、受電側から満充電コマンドを受信したか否かを判断し(ステップS5)、受信しなかった場合にはステップS4に戻る。一方、受信した場合には、満充電フラグFCを1にセットする(ステップS6)。そして第1の期間(送電停止期間)T1の間、送電側から受電側への送電を停止する(ステップS7)。この期間T1は、送電側のクロックによるカウント処理により計測する。   Next, the power transmission side determines whether or not a full charge command has been received from the power reception side (step S5), and if not received, returns to step S4. On the other hand, if it is received, the full charge flag FC is set to 1 (step S6). Then, during the first period (power transmission stop period) T1, power transmission from the power transmission side to the power reception side is stopped (step S7). This period T1 is measured by a count process using a clock on the power transmission side.

送電側は、第1の期間T1が経過すると、送電を再開して間欠送電を行い、再充電検知コマンドを受電側に送信する(ステップS8)。即ち再充電状態の検知を指示するフレームを生成し、周波数変調により受電側に送信する。そして、第2の期間(タイムアウト待ち期間)T2が経過してタイムアウトになるのを待つ(ステップS9)。即ち、受電側が、間欠送電によりリセット状態が解除されて動作を開始し、再充電コマンドを送信して来るのを待つ。そして第2の期間T2が経過するまでの間、着脱検知(取り去り検出)を行い(ステップS10)、着脱(取り去り)が検知された場合には通常待機モードに移行する。また第2の期間T2が経過するまでの間、受電側から再充電コマンドを受信したか否かを監視し(ステップS11)、受信していない場合にはステップS9に戻る。そして第2の期間T2が経過してタイムアウトになると、ステップS7に戻り、送電側から受電側への送電を再度停止する。そして送電停止期間T1の経過後に、間欠送電を行い、再充電検知コマンドを受電側に再度送信する(ステップS8)。このように送電側は、受電側から再充電コマンドを受信するまで、送電停止と間欠送電を繰り返す。   When the first period T1 has elapsed, the power transmission side resumes power transmission, performs intermittent power transmission, and transmits a recharge detection command to the power reception side (step S8). That is, a frame for instructing detection of the recharge state is generated and transmitted to the power receiving side by frequency modulation. Then, it waits for the second period (timeout waiting period) T2 to elapse and time out (step S9). That is, the power receiving side releases the reset state by intermittent power transmission, starts operation, and waits for a recharge command to be transmitted. Until the second period T2 elapses, attachment / detachment detection (removal detection) is performed (step S10), and when attachment / detachment (removal) is detected, the process shifts to the normal standby mode. Further, it is monitored whether or not a recharge command is received from the power receiving side until the second period T2 elapses (step S11), and if not received, the process returns to step S9. When the second period T2 elapses and a time-out occurs, the process returns to step S7, and power transmission from the power transmission side to the power reception side is again stopped. And after progress of the power transmission stop period T1, intermittent power transmission is performed, and a recharge detection command is transmitted again to the power receiving side (step S8). Thus, the power transmission side repeats power transmission stop and intermittent power transmission until a recharge command is received from the power receiving side.

送電側は、ステップS11で受電側から再充電コマンドを受信すると、ステップS2に戻り、満充電フラグFCを0にリセットする。そしてバッテリ94を再充電するための通常送電を再開する(ステップS3)。これにより、電圧が低下したバッテリ94の再充電が開始される。   When the power transmission side receives a recharge command from the power reception side in step S11, the power transmission side returns to step S2 and resets the full charge flag FC to zero. Then, normal power transmission for recharging the battery 94 is resumed (step S3). Thereby, recharging of the battery 94 whose voltage has decreased is started.

次に受電側の処理について説明する。受電側は送電側とのID認証が完了すると、通常受電を開始する(ステップS21、S22)。その後、バッテリ94が満充電状態になったか否かを判断し、満充電状態になった場合には満充電コマンドを送電側に送信する(ステップS23、S24)。即ち満充電を知らせるフレームを生成し、負荷変調により送電側に送信する。これにより送電側は満充電フラグFCを1にセットし、送電を停止する(ステップS6、S7)。そして受電側は、充電制御装置92へのVOUTの電圧出力を停止する(ステップS25)。即ち図3のトランジスタTB2、TB1をオフにして、負荷90との電気的接続を遮断する。具体的には制御回路52が信号P1QをHレベルにすることでトランジスタTB2をオフにする。   Next, processing on the power receiving side will be described. When the ID authentication with the power transmission side is completed, the power receiving side starts normal power reception (steps S21 and S22). Thereafter, it is determined whether or not the battery 94 is fully charged. If the battery 94 is fully charged, a full charge command is transmitted to the power transmission side (steps S23 and S24). That is, a frame notifying full charge is generated and transmitted to the power transmission side by load modulation. As a result, the power transmission side sets the full charge flag FC to 1 and stops power transmission (steps S6 and S7). Then, the power receiving side stops the voltage output of VOUT to the charging control device 92 (step S25). That is, the transistors TB2 and TB1 in FIG. 3 are turned off, and the electrical connection with the load 90 is cut off. Specifically, the control circuit 52 sets the signal P1Q to H level to turn off the transistor TB2.

図15のステップS7で送電側が送電を停止すると、受電側は電力が供給されない状態になるため、リセット状態になる。その後、送電側が間欠送電を開始すると、受電側に電力が供給され、受電側の電源電圧が立ち上がって、リセット状態が解除される(ステップS26)。すると受電側は、再充電検知コマンドを受信したか否かを判断する(ステップS27)。そして受信していない場合には、通常のID認証処理に移行する。即ち通常の待機モードの処理が行われる。   When the power transmission side stops power transmission in step S7 of FIG. 15, the power reception side is in a state where no power is supplied, and thus is in a reset state. Thereafter, when the power transmission side starts intermittent power transmission, power is supplied to the power reception side, the power supply voltage on the power reception side rises, and the reset state is released (step S26). Then, the power receiving side determines whether or not a recharge detection command has been received (step S27). And when not receiving, it transfers to a normal ID authentication process. That is, normal standby mode processing is performed.

再充電検知コマンドを受信した場合には、バッテリ94の再充電が必要か否かを判断する(ステップS28)。具体的には、バッテリ電圧VBATが再充電電圧(例えば3.9V)よりも小さいか否かを判断する。そして再充電が必要ではないと判断した場合には、送電側に対して応答をしない。これにより送電側のステップS9でタイムアウトになり、送電側からの送電が再度停止し、受電側はリセット状態になる。   When the recharge detection command is received, it is determined whether or not the battery 94 needs to be recharged (step S28). Specifically, it is determined whether or not the battery voltage VBAT is smaller than a recharge voltage (for example, 3.9 V). If it is determined that recharging is not necessary, no response is made to the power transmission side. As a result, a timeout occurs in step S9 on the power transmission side, power transmission from the power transmission side is stopped again, and the power reception side is reset.

一方、受電側は、ステップS28で再充電が必要であると判断した場合には、再充電コマンドを送信する(ステップS29)。送電側は、再充電コマンドを受信すると、満充電フラグFCを0にリセットして、通常送電を再開する(ステップS2、S3)。これにより、受電側も通常受電を再開し(ステップS22)、満充電後待機モードから抜けることになる。   On the other hand, if the power receiving side determines that recharging is necessary in step S28, it transmits a recharging command (step S29). Upon receiving the recharge command, the power transmission side resets the full charge flag FC to 0 and resumes normal power transmission (steps S2 and S3). As a result, the power receiving side also resumes normal power reception (step S22) and exits the standby mode after full charge.

以上のように本実施形態によればバッテリ94の満充電が検出されると、送電側が送電を停止する(ステップS7)。また受電側は充電制御装置92へのVOUT出力を停止し(ステップS25)、満充電後待機モードに移行する。この満充電後待機モードでは、送電側からの送電が停止するため、受電制御装置50がリセット状態になると共に、VOUT出力が停止するため充電制御装置92もリセット状態になる。従って、受電制御装置50や充電制御装置92で流れる待機電流を大幅に削減でき、省電力化を図れる。   As described above, according to the present embodiment, when full charging of the battery 94 is detected, the power transmission side stops power transmission (step S7). Further, the power receiving side stops the output of VOUT to the charging control device 92 (step S25), and shifts to the standby mode after full charging. In this standby mode after full charge, power transmission from the power transmission side is stopped, so that the power reception control device 50 is in a reset state, and since the VOUT output is stopped, the charge control device 92 is also in a reset state. Therefore, the standby current flowing through the power reception control device 50 and the charge control device 92 can be greatly reduced, and power saving can be achieved.

また本実施形態によれば、受電側がリセット状態になった後、送電側が間欠的な送電を行い、再充電検知コマンドを送信する(ステップS8)。これにより受電側は、リセット状態が解除された時に、受信した再充電検知コマンドによる指示により、再充電状態の監視処理を行う(ステップS27、S28)。そして再充電が必要であると判断した場合には再充電コマンドを送信する(ステップS29)。   According to the present embodiment, after the power receiving side is in the reset state, the power transmission side performs intermittent power transmission and transmits a recharge detection command (step S8). As a result, when the reset state is released, the power receiving side performs a recharge state monitoring process according to an instruction by the received recharge detection command (steps S27 and S28). If it is determined that recharging is necessary, a recharging command is transmitted (step S29).

即ち受電側は、送電停止によりリセット状態になるため、満充電や再充電に関する情報を保持できない。これに対して送電側はこれらの情報を保持できる。本実施形態ではこの点に着目し、送電停止後の間欠送電期間において、送電側が受電側に再充電検知コマンドを送信する。このようにすれば、リセット状態を解除された受電側が、満充電や再充電に関する情報を保持していなくても、送電側からの再充電検知コマンドをトリガとして再充電状態の監視処理を開始できる。そして受電側は、再充電必要状態であると判断した場合には、再充電コマンドを送信することで、再充電必要状態であることを送電側に知らせることができる。これにより、満充電後のバッテリ94を適正に再充電することが可能になる。   In other words, the power receiving side is in a reset state when power transmission is stopped, and thus cannot retain information regarding full charge or recharge. On the other hand, the power transmission side can hold such information. In the present embodiment, paying attention to this point, the power transmission side transmits a recharge detection command to the power receiving side in the intermittent power transmission period after power transmission is stopped. In this way, even if the power receiving side that has been released from the reset state does not hold information regarding full charge or recharge, the recharge state monitoring process can be started using the recharge detection command from the power transmission side as a trigger. . When the power receiving side determines that the recharging is necessary, the power receiving side can be notified of the recharging necessary state by transmitting a recharging command. Thereby, it becomes possible to recharge the battery 94 after full charge appropriately.

一方、送電側は、期間T2内に再充電コマンドを受信せずにタイムアウトになった場合には、送電を再度停止する(ステップS9、S7)。即ち再充電コマンドを受信するまで、送電停止と間欠送電を繰り返す。従って、受電側は間欠送電期間においてのみ動作すれば済み、送電停止期間T1を十分に長くすることで、満充電後待機モードでの待機電流を大幅に削減できる。従って、無駄な電力消費を最小限に抑えながらバッテリ94の最適な再充電を実現できる。   On the other hand, if the power transmission side times out without receiving the recharge command within the period T2, the power transmission side stops power transmission again (steps S9 and S7). That is, power transmission stop and intermittent power transmission are repeated until a recharge command is received. Therefore, the power receiving side only needs to operate during the intermittent power transmission period, and the standby current in the standby mode after full charge can be significantly reduced by sufficiently lengthening the power transmission stop period T1. Therefore, the optimum recharging of the battery 94 can be realized while minimizing wasteful power consumption.

(満充電後の取り去り検出処理)
満充電後において、受電側機器510が取り去られた場合は、間欠的な送電を継続する必要がなくなる。よって、無駄な送電を行わないためには、満充電後において、受電側機器510の取り去りを検出する必要がある。以下、満充電後の取り去り検出について具体的に説明する。
(Removal detection after full charge)
When the power receiving side device 510 is removed after full charging, it is not necessary to continue intermittent power transmission. Therefore, in order not to perform unnecessary power transmission, it is necessary to detect removal of the power receiving side device 510 after full charging. Hereinafter, removal detection after full charge will be described in detail.

満充電後の受電側機器の取り去り(着脱)は、例えば、送電装置10が受電装置40に対して間欠送電を実行し、所定時間内に、受電装置40から、上述のID認証情報を受信できるか否かによって検出することができる。すなわち、バッテリ94が満充電状態になると、通常送電は停止される。これによって、負荷90に設けられる充電制御装置92(図3参照)はリセットされ、初期状態に戻る。バッテリの満充電後に、送電装置10から所定間隔で間欠送電がなされると、その間欠送電による電力を受けた受電装置40が動作し、上述のとおり、受電側機器510(または受電装置40)のID認証情報を送電装置10に送信する(図4のステップS4を参照)。したがって、受電側機器510が取り去られていないならば、間欠送電開始時点から所定時間内に、受電装置40からID認証情報が送電装置10に送られてくるはずである。送電装置10は、所定時間内に、受電装置40からID認証情報が送信されない場合、受電側機器510は取り去られたと判定することができる。なお、図19に示したように、1次コイルL1のコイル端の交流波形(すなわち、交流電圧の振幅)を観測することによっても、受電側機器510の取り去りを検出することができる。   For example, the power transmission device 10 can perform intermittent power transmission to the power reception device 40 and receive the above-described ID authentication information from the power reception device 40 within a predetermined time. It can be detected by whether or not. That is, when the battery 94 is fully charged, normal power transmission is stopped. As a result, the charge control device 92 (see FIG. 3) provided in the load 90 is reset and returns to the initial state. When intermittent power transmission is performed from the power transmission device 10 at predetermined intervals after the battery is fully charged, the power reception device 40 that receives the power from the intermittent power transmission operates, and as described above, the power receiving side device 510 (or the power reception device 40) ID authentication information is transmitted to the power transmission apparatus 10 (see step S4 in FIG. 4). Therefore, if the power receiving side device 510 is not removed, ID authentication information should be sent from the power receiving device 40 to the power transmitting device 10 within a predetermined time from the start of intermittent power transmission. When the ID authentication information is not transmitted from the power receiving device 40 within a predetermined time, the power transmitting device 10 can determine that the power receiving device 510 has been removed. As shown in FIG. 19, the removal of the power receiving side device 510 can also be detected by observing the AC waveform (that is, the amplitude of the AC voltage) at the coil end of the primary coil L1.

本実施形態では、再充電の要否検出のための間欠送電とは別に、取り去り検出のための間欠送電を実行する。上述のとおり、満充電後の取り去り検出の第1の周期T10は、仮送電の周期(例えば0.3秒)よりも長い周期(例えば、5秒)に設定して消費電力の増大を抑制する。また、満充電後の再充電の要否検出の頻度は、さらに少なくてもよいため、満充電検出のための第2の周期T20は、第1の周期T10よりも長く設定する(例えば、10分に設定する)。これにより、消費電力を最小限に抑制しつつ、2次側機器の設置検出、満充電後の再充電要否検出、ならびに満充電後の取り去り検出の各々を、最適な周期で検出することができる。また、特別なハードウエアを用いることなく、ソフトウエアベースで、満充電後の受電側機器の取り去り(リーブ)の検出を行うことができる。よって、受電側機器が設置されていないにもかかわらず、無駄な電力伝送が行われるという事態が生じない。   In the present embodiment, apart from intermittent power transmission for detecting whether recharging is necessary, intermittent power transmission for removal detection is executed. As described above, the first period T10 for detection of removal after full charge is set to a period (for example, 5 seconds) longer than the period for temporary power transmission (for example, 0.3 seconds) to suppress an increase in power consumption. . In addition, since the frequency of recharge necessity detection after full charge may be further reduced, the second period T20 for full charge detection is set longer than the first period T10 (for example, 10 Set to minutes). As a result, it is possible to detect each of the installation detection of the secondary side device, the detection of the necessity of recharging after full charging, and the removal detection after full charging at the optimum cycle while suppressing power consumption to the minimum. it can. Further, it is possible to detect removal of the power receiving device after full charge (leave) on a software basis without using special hardware. Therefore, a situation in which wasteful power transmission is performed does not occur even though the power receiving device is not installed.

以上説明したように、オートモードが選択された場合には、利便性の高い無接点電力伝送システムが実現される。すなわち、上述の実施形態の少なくとも一つによれば、以下の主要な効果を得ることができる。但し、下記効果は同時に得られるとは限らず、以下の効果の列挙が本発明の技術的範囲を不当に限定する根拠に用いられてはならない。
(1)オートモードが選択された無接点電力伝送システムでは、受電側機器の設置を自動的に検出して通常送電を開始するため、ユーザは、スイッチ操作等を行う必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
(2)ID認証を実行した後に通常送電を行うことによって、システムに不適な機器に対して通常送電が実行されることがなく、信頼性および安全性が向上する。
(3)通常送電中において、各種の検出動作(取り去り検出,金属異物検出,受電側の定期負荷認証に基づく乗っ取り状態検出、満充電検出))が実行され、いずれかが検出されたときには、通常送電が速やかに停止されて初期状態に戻るため、不必要な送電は一切、生じず、異物に対しても万全の対策が施されることになるため、極めて高い信頼性(安全性)をもつシステムが実現される。
(4)通常の異物対策のみならず、乗っ取り発熱対策も併用することによって、システムの安全性は格段に向上する。また、受電装置において、乗っ取り検出のための間欠的な負荷変調(定期負荷変調)を実行する際、負荷軽減を実行することによって、送電装置は、負荷変動を確実に検出でき、乗っ取り検出の精度が向上する。
(5)さらに、満充電後においても、再充電管理(ならびに取り去り検出)が自動的に実行されるため、充電器上に受電側機器が長時間、放置された場合でも、バッテリは常に満充電の状態を保つ。よって、ユーザは、安心して無接点電力伝送システムを利用することができ、十分な満足感を得ることができる。
(6)本発明の無接点電力伝送システムは、オートモード(自動実行モード)を有し、オートモードでは、上述の一連の動作はすべて自動的に実行される。よって、ユーザに負担をかけることがなく、極めて利便性の高い、使い勝手のよい無接点電力伝送システムが実現される。
(7)受電側機器の設置検出、満受電後の再充電管理ならびに取り去り検出は、送電装置からの間欠的な送電に基づいて実行されるため、消費電力が抑制され、低消費電力の無接点電力伝送システムが実現される。間欠送電の周期を、上述の目的に合わせて、個々に最適化すれば、消費電力をさらに抑制することができる。
(8)装置構成が簡素化されており、無接点電力伝送システムの小型化、ローコスト化を図ることができる。
As described above, when the auto mode is selected, a highly convenient non-contact power transmission system is realized. That is, according to at least one of the above-described embodiments, the following main effects can be obtained. However, the following effects are not always obtained at the same time, and the following list of effects should not be used as a basis for unduly limiting the technical scope of the present invention.
(1) In the non-contact power transmission system in which the auto mode is selected, installation of the power receiving device is automatically detected and normal power transmission is started, so that the user does not need to perform a switch operation or the like. Improves.
(2) By performing normal power transmission after executing ID authentication, normal power transmission is not performed on devices unsuitable for the system, and reliability and safety are improved.
(3) During normal power transmission, various detection operations (removal detection, metal foreign object detection, hijacking state detection based on periodic load authentication on the power receiving side, full charge detection) are executed, and when any one is detected, Since power transmission is quickly stopped and returned to the initial state, no unnecessary power transmission occurs, and all possible measures against foreign objects are taken, resulting in extremely high reliability (safety). A system is realized.
(4) The safety of the system is remarkably improved by using not only the usual countermeasure against foreign matter but also the countermeasure against takeover heat generation. In addition, when performing intermittent load modulation (periodic load modulation) for takeover detection in the power receiving apparatus, by executing load reduction, the power transmitting apparatus can reliably detect load fluctuations and the accuracy of takeover detection. Will improve.
(5) Furthermore, even after full charge, recharge management (and removal detection) is automatically performed, so the battery is always fully charged even if the power-receiving device is left on the charger for a long time. Keep the state of. Therefore, the user can use the contactless power transmission system with peace of mind, and can obtain sufficient satisfaction.
(6) The non-contact power transmission system of the present invention has an auto mode (automatic execution mode), and in the auto mode, all the series of operations described above are automatically performed. Therefore, a contactless power transmission system that does not place a burden on the user and is extremely convenient and easy to use is realized.
(7) Since installation detection of power-receiving-side equipment, recharge management after full power reception, and removal detection are executed based on intermittent power transmission from the power transmission device, power consumption is suppressed, and a non-contact with low power consumption A power transmission system is realized. If the cycle of intermittent power transmission is individually optimized in accordance with the above-mentioned purpose, the power consumption can be further suppressed.
(8) The device configuration is simplified, and the contactless power transmission system can be reduced in size and cost.

(第3の実施形態)
本実施形態では、スイッチモード時における無接点電力伝送システムの動作手順について説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, an operation procedure of the non-contact power transmission system in the switch mode will be described.

(スイッチモード時における送電装置の動作の概要)
図24は、スイッチモード時の送電装置の動作の一例の概要を示すフロー図である。太い点線で囲んで示されるように、送電装置10の動作は、送電前の「送電対象の確認(ステップSA)」と、「送電中(送電前を含む)における送電環境の確認(ステップSB)」に大別される。
上述のとおり、送電装置10は、スイッチ(SW1)のオンを契機として仮送電を開始する(ステップS1,S2)。
(Outline of operation of power transmission device in switch mode)
FIG. 24 is a flowchart illustrating an outline of an example of the operation of the power transmission device in the switch mode. As shown by being surrounded by a thick dotted line, the operation of the power transmission device 10 includes “confirmation of power transmission target before power transmission (step SA)” and “confirmation of power transmission environment during power transmission (including before power transmission) (step SB). ”.
As described above, the power transmission device 10 starts temporary power transmission when the switch (SW1) is turned on (steps S1 and S2).

次に、受電側機器510のセット位置が適正であるかを確認し(ステップS3)、受電側機器510(受電装置40)のID認証を実行して、適切な送電対象であるか否かを判定する(ステップS4)。ID認証の際、複数回の再トライを許容することによって、偶発的なID認証ミスによって、ユーザが、スイッチ(SW1)の再オンを余儀なくされることが防止され、ユーザの利便性が向上する。   Next, it is confirmed whether the set position of the power receiving device 510 is appropriate (step S3), ID authentication of the power receiving device 510 (power receiving device 40) is executed, and whether or not the power receiving device 510 is an appropriate power transmission target. Determine (step S4). By allowing a plurality of retries at the time of ID authentication, it is prevented that the user is forced to turn on the switch (SW1) due to an accidental ID authentication error, and the convenience of the user is improved. .

位置検出またはID認証に失敗すると(ステップS5)、仮送電を停止してスイッチオン待ちの初期状態(つまりステップS1を待つ状態)に戻る。   If position detection or ID authentication fails (step S5), temporary power transmission is stopped and the process returns to an initial state waiting for switch-on (that is, a state waiting for step S1).

なお、位置検出は、図3の受電装置40内の位置検出回路56が、2次コイル(L2)の誘起電圧を整流して得られる直流電圧(ADIN)に基づいて判定する。   Note that the position detection is determined based on a DC voltage (ADIN) obtained by rectifying the induced voltage of the secondary coil (L2) by the position detection circuit 56 in the power receiving device 40 of FIG.

ID認証後に、通常送電(充電送電)を開始する(ステップS6)。通常送電中には、金属異物検出(ステップS7)、定期負荷変動検出による乗っ取り状態の検出を実行し(ステップS8,S9)、また、受電側機器の取り去り(リーブ)検出を実行し(ステップS10)、さらにスイッチの強制オフ検出(ステップS11)、満充電通知(送電停止要求)検出を実行する(ステップS12)。いずれかの検出が確認されると(ステップS13)、通常送電をオフして(ステップS14)、初期状態(ステップS1を待つ状態)に戻る。   After ID authentication, normal power transmission (charging power transmission) is started (step S6). During normal power transmission, detection of a metallic foreign object (step S7), detection of a takeover state by periodic load fluctuation detection (steps S8 and S9), and removal of the power receiving side device (reeve) are detected (step S10). ) Further, forced switch off detection (step S11) and full charge notification (power transmission stop request) detection are executed (step S12). If any detection is confirmed (step S13), normal power transmission is turned off (step S14), and the process returns to the initial state (waiting for step S1).

金属異物検出(ステップS7)ならびに取り去り検出(ステップS10)は、1次コイル(L1)の誘起電圧信号の波形変化に基づいて検出することができる。   Metal foreign matter detection (step S7) and removal detection (step S10) can be detected based on the waveform change of the induced voltage signal of the primary coil (L1).

(スイッチモード時の送電側制御回路の構成の一例)
図25は、スイッチモード時の送電側制御回路の構成の一例を示す回路図である。図示されるように、送電側制御回路22は、ロジック回路100を有する。
(Example of configuration of power transmission side control circuit in switch mode)
FIG. 25 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the power transmission side control circuit in the switch mode. As illustrated, the power transmission side control circuit 22 includes a logic circuit 100.

ロジック回路100は、スイッチSW1のオン/オフに伴って生じるノイズを除去するノイズ除去回路102と、現在の状態が送電状態であるか、あるいは初期状態であるかを記憶するためのフリップフロップ(F/F)104と、位置検出部106と、ID認証部108と、取り去り検出部110と、異物検出部112(乗っ取り状態検出部114を含む)と、満充電通知(送電停止要求)検出部116と、各部の検出結果に基づいて、送電のオン/オフを制御する送電制御部118と、を有する。   The logic circuit 100 includes a noise removal circuit 102 that removes noise generated when the switch SW1 is turned on / off, and a flip-flop (F) for storing whether the current state is a power transmission state or an initial state. / F) 104, position detection unit 106, ID authentication unit 108, removal detection unit 110, foreign object detection unit 112 (including hijacking state detection unit 114), and full charge notification (power transmission stop request) detection unit 116. And a power transmission control unit 118 that controls on / off of power transmission based on the detection result of each unit.

(無接点電力伝送システムの基本シーケンス例)
図26は、無接点電力伝送システムの基本シーケンス例を示す図である。左側に示されるように、送電側電子機器(送電側機器)500にはスイッチSW1が設けられている。ユーザは、受電側電子機器(受電側機器)510を所定位置にセットしてスイッチSW1を押下する。これによって生じるエッジ(例えばネガティブエッジNT)をトリガ(契機)として、送電装置10からの仮送電が開始され(ステップS20)、位置検出がなされ(ステップS21)、位置が不適ならば仮送電が停止される(ステップS22)。
(Basic sequence example of contactless power transmission system)
FIG. 26 is a diagram illustrating a basic sequence example of the non-contact power transmission system. As shown on the left side, the power transmission side electronic device (power transmission side device) 500 is provided with a switch SW1. The user sets the power receiving side electronic device (power receiving side device) 510 at a predetermined position and presses the switch SW1. Using an edge (for example, a negative edge NT) generated as a trigger, temporary power transmission from the power transmission device 10 is started (step S20), position detection is performed (step S21), and temporary power transmission is stopped if the position is inappropriate. (Step S22).

受電側機器510のセット位置が適切ならば、ID認証が実行される(ステップS23)。すなわち、ID認証情報(メーカ情報、機器ID番号、定格情報等)が受電側機器から送電側機器に送信される。偶発的にID認証が不可になる場合もあり得ることから、ユーザの利便性を考慮して(何度もスイッチSW1を再オンする手間を省くために)、所定回数(例えば3回)の再トライを許容し、連続して失敗した場合(NGの場合)にID認証失敗と判定することが好ましい(ステップS24)。   If the set position of power receiving device 510 is appropriate, ID authentication is executed (step S23). That is, ID authentication information (manufacturer information, device ID number, rating information, etc.) is transmitted from the power receiving device to the power transmitting device. Since the ID authentication may be impossible accidentally, it is possible to repeat the operation a predetermined number of times (for example, 3 times) in consideration of the convenience of the user (in order to save the trouble of repeatedly turning on the switch SW1). It is preferable to determine that the ID authentication has failed when the tries are allowed and the failures fail continuously (in the case of NG) (step S24).

ID認証後に、送電装置10は、受電装置40に対して通常送電を開始する(ステップS26)。通常送電期間中において、スイッチ(SW1)の押下(強制オフ)が検出されると(ステップS27)、通常送電が停止されて初期状態に戻る(ステップS28)。   After the ID authentication, the power transmission device 10 starts normal power transmission to the power reception device 40 (step S26). When the switch (SW1) is pressed down (forced off) during the normal power transmission period (step S27), the normal power transmission is stopped and the initial state is restored (step S28).

また、上述のとおり、取り去り検出(ステップS29),金属異物検出(ステップS30),2次側の定期負荷認証(2次側負荷軽減処理を含む:ステップS31)、乗っ取り状態検出(ステップS32)が実行され、いずれかが検出されたときには、通常送電が停止される(ステップS33)。なお、2次側における定期負荷認証に伴う負荷軽減とは、本負荷(バッテリ等)が重い状態で負荷変調をしても、1次側でその変調信号をうまく受信できない場合があるため、負荷変調をするときに本負荷への給電を絞り(あるいは停止させ)、本負荷の負荷状態を見かけ上、強制的に軽減させる処理のことである(この点については、図17を用いて詳述する)。   Further, as described above, removal detection (step S29), metal foreign object detection (step S30), secondary-side periodic load authentication (including secondary-side load reduction processing: step S31), and takeover state detection (step S32). When one of them is detected and detected, normal power transmission is stopped (step S33). Note that load reduction associated with periodic load authentication on the secondary side means that even if load modulation is performed with a heavy load (such as a battery), the modulation signal may not be received well on the primary side. This is a process of restricting (or stopping) the power supply to the main load when performing modulation and apparently forcibly reducing the load state of the main load (this point will be described in detail with reference to FIG. 17). To do).

図26において、受電装置40は、満充電を検出すると満充電通知(セーブフレーム:送電停止要求フレーム)を作成して送電側に送信する(ステップS34)。送電装置10は、満充電通知(送電停止要求フレーム)を検出すると(ステップS35)、通常送電をオフして初期状態に戻る(ステップS36)。   In FIG. 26, when detecting a full charge, the power receiving device 40 creates a full charge notification (save frame: power transmission stop request frame) and transmits it to the power transmission side (step S34). When detecting the full charge notification (power transmission stop request frame) (step S35), the power transmission device 10 turns off the normal power transmission and returns to the initial state (step S36).

図27は、図26のシーケンスを実行する無接点電力伝送システムの状態遷移を示す状態遷移図である。図示されるように、システムの状態は、初期状態(アイドル状態:ST1),位置検出状態(ST2)、ID認証状態(ST3),送電(通常送電)状態(ST4)、定期負荷認証状態(ST5)(ならびに負荷軽減状態ST6)の状態に大別される。   FIG. 27 is a state transition diagram showing a state transition of the non-contact power transmission system that executes the sequence of FIG. As shown in the figure, the system is in the initial state (idle state: ST1), position detection state (ST2), ID authentication state (ST3), power transmission (normal power transmission) state (ST4), periodic load authentication state (ST5). ) (As well as the load reduction state ST6).

スイッチオン(Q1)によってST1からST2に遷移し、位置検出NGのときに、ST1に戻る(Q2)。位置検出OKならばST3に遷移し(Q3)、ID認証が複数回連続して失敗するかをウオッチングし(Q4)、連続してNGならば(Q5)ST1に戻る。ID認証OKならば(Q6)、ST4に遷移する。   When the switch is turned on (Q1), transition is made from ST1 to ST2, and when the position detection is NG, the process returns to ST1 (Q2). If the position detection is OK, the process proceeds to ST3 (Q3), and it is watched whether the ID authentication is continuously failed a plurality of times (Q4). If it is NG continuously (Q5), the process returns to ST1. If ID authentication is OK (Q6), the process proceeds to ST4.

通常送電状態では、SW1オフ検出(Q7),取り去り検出(Q12),金属検出(Q10),乗っ取り状態検出(Q17),満充電検出(Q14)が実行され、いずれかが検出されると初期状態に復帰する(Q8,Q9,Q11,Q13,Q15)。   In the normal power transmission state, SW1 off detection (Q7), removal detection (Q12), metal detection (Q10), takeover state detection (Q17), and full charge detection (Q14) are executed. (Q8, Q9, Q11, Q13, Q15).

図26の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムでは、スイッチのオンを契機として送電を開始し、それまでは一切の送電を行わないため低消費電力化、安全性の向上を図ることができる。また、満充電通知(送電停止要求)を受信すると送電を停止して初期状態(スイッチオン待ち状態)に戻るため、ここでも無駄な送電は一切、生じず、低消費電力化、安全性の向上が図られる。   In the non-contact power transmission system that executes the basic sequence of FIG. 26, power transmission is started when the switch is turned on, and no power transmission is performed until then, so that low power consumption and improved safety can be achieved. . In addition, when a full charge notification (transmission stop request) is received, power transmission is stopped and the initial state (switch-on waiting state) is restored, so no unnecessary power transmission occurs here, reducing power consumption and improving safety. Is planned.

また、ID認証を通常送電の条件とすることから、不適切な機器に送電が行われることがなく、信頼性および安全性が向上する。   In addition, since ID authentication is a condition for normal power transmission, power is not transmitted to an inappropriate device, and reliability and safety are improved.

また、通常送電中において、各種の検出動作(取り去り検出,金属異物検出,2次側の定期負荷認証に基づく乗っ取り状態検出、満充電検出))が実行され、いずれかが検出されたときには、通常送電が速やかに停止されて初期状態に戻るため、不必要な送電は一切、生じず、異物に対しても万全の対策が施されることになるため、極めて高い信頼性(安全性)をもつシステムが実現される。   Also, during normal power transmission, various detection operations (removal detection, metallic foreign object detection, hijacking state detection based on secondary side load authentication, full charge detection) are executed, and when any one is detected, Since power transmission is quickly stopped and returned to the initial state, no unnecessary power transmission occurs, and all possible measures against foreign objects are taken, resulting in extremely high reliability (safety). A system is realized.

図28および図29は、図26の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図である。図28および図29において、左側には1次側の動作フローが示され、右側に2次側の動作フローが示される。   28 and 29 are flowcharts showing an operation example of the non-contact power transmission system that executes the basic sequence of FIG. In FIGS. 28 and 29, the operation flow on the primary side is shown on the left side, and the operation flow on the secondary side is shown on the right side.

図28に示されるように、スイッチSW1がオンされると(ステップS40)、送電側から仮送電が開始され(例えば伝送周波数はf1である:ステップS41)、タイマによるカウントが開始される(ステップS42)。受電側では、仮送電を受けると、停止状態(ステップS60)からパワーオン状態に移行し(ステップS61)、位置レベルの判定(位置検出)が実行される。位置レベルNGならば、初期状態(ステップS60)に戻り、OKならば、ID認証フレームの作成(S63)、ID認証フレームの送信(ステップS64)が実行される。   As shown in FIG. 28, when the switch SW1 is turned on (step S40), temporary power transmission is started from the power transmission side (for example, the transmission frequency is f1: step S41), and counting by the timer is started (step S42). On the power receiving side, when provisional power transmission is received, the power is switched from the stopped state (step S60) to the power-on state (step S61), and position level determination (position detection) is executed. If the position level is NG, the process returns to the initial state (step S60). If OK, the creation of an ID authentication frame (S63) and the transmission of an ID authentication frame (step S64) are executed.

送電側では、ID認証フレームの受信処理(ステップS44)ならびにタイムアウト判定(ステップS43)を行い、ID認証フレームを所定時間内に受信できない場合には、送電を停止する(ステップS51)。一方、ID認証フレームを所定時間内に受信できた場合には、フレーム認証処理を実行し(ステップS45)、認証OKならば許諾フレームを受電側に送信し(ステップS47)、認証NGの場合には送電を停止する(ステップS51)。
受電側は、送電側からの許諾フレームを検証し(ステップS65)、スタートフレームを送電側に送信する(ステップS66)。
On the power transmission side, ID authentication frame reception processing (step S44) and timeout determination (step S43) are performed. If the ID authentication frame cannot be received within a predetermined time, power transmission is stopped (step S51). On the other hand, if the ID authentication frame is received within the predetermined time, the frame authentication process is executed (step S45). If the authentication is OK, the permission frame is transmitted to the power receiving side (step S47). Stops power transmission (step S51).
The power receiving side verifies the permission frame from the power transmission side (step S65), and transmits the start frame to the power transmission side (step S66).

送電側では、スタートフレームを検証し(ステップS48)、定期負荷変動(乗っ取り状態検出用)の検出をオンさせ(ステップS49)、充電送電(通常送電)を開始する(ステップS50)。受電側では、充電送電(通常送電)を受けて、本負荷(例えばバッテリ)の充電を開始する(ステップS67)。続いて、図29を用いて、その後のフローを説明する。送電側では、取り去り、金属異物、乗っ取り状態、スイッチオフの各検出を実行しつつ(ステップS70)、受電側からの満充電通知(送電停止要求)を待つ(ステップS71)。   On the power transmission side, the start frame is verified (step S48), detection of periodic load fluctuation (for hijacking state detection) is turned on (step S49), and charging power transmission (normal power transmission) is started (step S50). The power receiving side receives charging power transmission (normal power transmission) and starts charging the main load (for example, a battery) (step S67). Subsequently, the subsequent flow will be described with reference to FIG. The power transmission side waits for a full charge notification (power transmission stop request) from the power receiving side (step S71) while detecting each of removal, metal foreign matter, hijacking state, and switch-off (step S70).

受電側では、本負荷の充電を行いつつ、乗っ取り検出のための定期負荷変調を実行し(ステップS80)、また、本負荷の満充電を検出する(ステップS81)。満充電が検出されると、送電側に、満充電通知フレーム(セーブフレーム:送電停止要求)を送信する(ステップS82)。   On the power receiving side, regular load modulation for takeover detection is performed while charging the main load (step S80), and full charge of the main load is detected (step S81). When full charge is detected, a full charge notification frame (save frame: power transmission stop request) is transmitted to the power transmission side (step S82).

送電側では、受電側からの満充電通知フレーム(セーブフレーム:送電停止要求)を受信すると、定期負荷変動検出をオフして(ステップS72)、送電を停止する(ステップS73)。   On the power transmission side, when a full charge notification frame (save frame: power transmission stop request) is received from the power reception side, the periodic load fluctuation detection is turned off (step S72), and power transmission is stopped (step S73).

以上説明したように、スイッチモード時の無接点電力伝送システムでは、ユーザが思い通りにシステムを利用することができる。また、消費電力を低く抑えることができる。すなわち、第2の実施形態によるスイッチモード時の無接点電力伝送システムによれば、以下の主要な効果を得ることができる。但し、下記効果は同時に得られるとは限らず、以下の効果の列挙が本発明の技術的範囲を不当に限定する根拠に用いられてはならない。
(1)スイッチモード時の無接点電力伝送システムでは、スイッチのオンを契機として送電を開始し、それまでは一切の送電を行わないため、ユーザの利便性の向上、低消費電力化、安全性の向上を図ることができる。
(2)満充電通知(送電停止要求)を受信すると送電を停止して初期状態(スイッチオン待ち状態)に戻るため、ここでも無駄な送電は一切、生じず、低消費電力化、安全性の向上が図られる。
(3)ID認証を通常送電の条件とすることから、不適切な機器に送電が行われることがなく、信頼性および安全性が向上する。
(4)通常送電中において、各種の検出動作(取り去り検出,金属異物検出,2次側の定期負荷認証に基づく乗っ取り状態検出、満充電検出))が実行され、いずれかが検出されたときには、通常送電が速やかに停止されて初期状態に戻るため、不必要な送電は一切、生じず、異物に対しても万全の対策が施されることになるため、極めて高い信頼性(安全性)をもつシステムが実現される。
As described above, in the contactless power transmission system in the switch mode, the user can use the system as desired. In addition, power consumption can be kept low. That is, according to the contactless power transmission system in the switch mode according to the second embodiment, the following main effects can be obtained. However, the following effects are not always obtained at the same time, and the following list of effects should not be used as a basis for unduly limiting the technical scope of the present invention.
(1) In the contactless power transmission system in the switch mode, power transmission is started when the switch is turned on, and no power transmission is performed until then. Therefore, user convenience is improved, power consumption is reduced, and safety is ensured. Can be improved.
(2) When a full charge notification (transmission stop request) is received, power transmission is stopped and the initial state (switch-on waiting state) is returned, so no wasteful power transmission occurs at all, reducing power consumption and safety. Improvement is achieved.
(3) Since ID authentication is a condition for normal power transmission, power is not transmitted to an inappropriate device, and reliability and safety are improved.
(4) During normal power transmission, various detection operations (removal detection, metallic foreign object detection, takeover state detection based on secondary load authentication on the secondary side, full charge detection) are performed, and when any one is detected, Since normal power transmission is quickly stopped and returned to the initial state, no unnecessary power transmission occurs, and all possible countermeasures against foreign objects are taken, so extremely high reliability (safety) is achieved. System is realized.

以上、本発明を、実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲において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。   The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to this, and various modifications and applications are possible. That is, it will be readily understood by those skilled in the art that many modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

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(低電位側電源、電子機器等)と共に記載された用語(GND、携帯電話端末・充電器等)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。また本実施形態およ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。   Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, in the specification or the drawings, terms (GND, mobile phone terminals / chargers, etc.) described at least once together with different terms (low-potential side power supply, electronic device, etc.) in a broader sense or the same meaning are used in the specification or drawings. Can be replaced by the different terms at any point. All combinations of the present embodiment and the modified examples are also included in the scope of the present invention.

また、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成ならびに動作や、送電装置における受電側の負荷検出の手法も、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。   Further, the configuration and operation of the power transmission control device, the power transmission device, the power reception control device, the power reception device, and the method of detecting the load on the power reception side in the power transmission device are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications may be made. Is possible.

また、オートモード時において、満充電後の再充電の要否の判定のために、間欠送電ではなく、弱い電力による連続送電(パワーセーブ送電)を利用することもできる。図30は、満充電後のパワーセーブ送電の周波数について説明するための図である。図30は、1次コイルL1の共振特性を示している。図中、f0は負荷有りのときの共振周波数であり、f1は“1”送信時の周波数であり、f2は“0”送信時の周波数であり、f3はパワーセーブ送電時の周波数である。すなわち、パワーセーブモードでは、共振周波数f0から最も遠い周波数f3を用いて連続送電を行う。パワーセーブ送電は、連続送電であるため、間欠送電に比べて消費電力は若干増大するが、連続的な電力供給によって、満充電後においても、負荷90内に設けられる充電制御装置92は常に動作し、よって、再充電の要否判定ならびに取り去り検出を常時、行なうことができるという利点がある。   In the auto mode, continuous power transmission (power-save power transmission) using weak power can be used instead of intermittent power transmission to determine whether or not recharging after full charging is necessary. FIG. 30 is a diagram for describing the frequency of power save transmission after full charge. FIG. 30 shows the resonance characteristics of the primary coil L1. In the figure, f0 is a resonance frequency when there is a load, f1 is a frequency when “1” is transmitted, f2 is a frequency when “0” is transmitted, and f3 is a frequency when power save transmission is performed. That is, in the power save mode, continuous power transmission is performed using the frequency f3 farthest from the resonance frequency f0. Since power save transmission is continuous transmission, the power consumption slightly increases compared to intermittent transmission, but the charging control device 92 provided in the load 90 always operates by continuous power supply even after full charge. Therefore, there is an advantage that it is possible to always perform determination of whether or not recharging is necessary and removal detection.

本発明は、使い勝手がよく、高信頼度かつ低消費電力の無接点電力伝送システムを提供するという効果を奏し、したがって、特に、送電制御装置(送電制御IC)、送電装置(ICモジュール等)、無接点電力伝送システム、および電子機器(例えば携帯端末および充電器)等として有用である。   The present invention has the effect of providing a contactless power transmission system that is easy to use, has high reliability, and has low power consumption. Therefore, in particular, a power transmission control device (power transmission control IC), a power transmission device (IC module, etc.), It is useful as a non-contact power transmission system and an electronic device (for example, a portable terminal and a charger).

また、本発明は、無接点電力伝送システムの他、その他の伝送方式のシステム(例えば、有線伝送方式の電力伝送システムや、接点同士を接続して電力伝送を行う点接触型伝送方式の電力伝送システム)にも適用することができる。   In addition to the contactless power transmission system, the present invention can also be applied to other transmission system systems (for example, a power transmission system using a wired transmission system or a point contact transmission system that transmits power by connecting contacts to each other. System).

図1(A)〜図1(C)は、スイッチモードとオートモードの切り換えが可能な無接点電力伝送システムの構成例の概要を示す図1A to 1C are diagrams showing an outline of a configuration example of a contactless power transmission system capable of switching between a switch mode and an auto mode. 図2(A)〜図2(C)は、無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例ならびに誘導トランスを用いた無接点電力伝送の原理を説明するための図2A to 2C are diagrams for explaining an example of an electronic device to which a contactless power transmission method is applied and a principle of contactless power transmission using an induction transformer. 送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図The circuit diagram which shows an example of the concrete structure of each part in the non-contact electric power transmission system containing a power transmission apparatus and a power receiving apparatus 図4(A),図4(B)は、送電側機器と受電側機器との間の情報伝送の原理を説明するための図4A and 4B are diagrams for explaining the principle of information transmission between the power transmission side device and the power reception side device. 動作トリガスイッチおよびオートモードスイッチの設置の一例を示す図Diagram showing an example of installation of operation trigger switch and auto mode switch 動作トリガスイッチおよびオートモードスイッチの他の設置例を示す図Diagram showing another installation example of operation trigger switch and auto mode switch 動作トリガスイッチおよびオートモードスイッチの他の設置例を示す図Diagram showing another installation example of operation trigger switch and auto mode switch 送電装置の動作の一例の概要を示すフロー図Flow chart showing an outline of an example of operation of the power transmission device 送電側制御回路の構成の一例を示す回路図Circuit diagram showing an example of configuration of power transmission side control circuit 無接点電力伝送システムの基本シーケンス例を示す図The figure which shows the example of basic sequence of non-contact electric power transmission system 図10の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの状態遷移を示す状態遷移図State transition diagram showing state transition of the non-contact power transmission system that executes the basic sequence of FIG. 図10の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図The flowchart which shows the operation example of the non-contact electric power transmission system which performs the basic sequence of FIG. 図10の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図The flowchart which shows the operation example of the non-contact electric power transmission system which performs the basic sequence of FIG. 図14(A),図14(B)は、無接点電力伝送システムにおける、満充電後の再充電管理のための一連の動作手順を示すシーケンス図である。FIG. 14A and FIG. 14B are sequence diagrams showing a series of operation procedures for recharge management after full charge in the non-contact power transmission system. 図15は、ID認証、通常送電、満充電検出ならびに再充電管理の一連の動作を自動的に行う無接点電力伝送システムの動作手順を示すフロー図FIG. 15 is a flowchart showing an operation procedure of the non-contact power transmission system that automatically performs a series of operations of ID authentication, normal power transmission, full charge detection, and recharge management. 位置検出の原理を説明するための図Diagram for explaining the principle of position detection 図17(A)〜図17(F)は、金属異物(導電性異物)検出の原理を説明するための図FIG. 17A to FIG. 17F are diagrams for explaining the principle of metal foreign matter (conductive foreign matter) detection. 図18(A)〜図18(D)は、取り去り検出の原理を説明するための図FIGS. 18A to 18D are diagrams for explaining the principle of removal detection. 図19(A),図19(B)は、通常送電開始後の異物挿入(乗っ取り状態)について説明するための、無接点電力伝送システムを構成する電子機器の断面図FIGS. 19A and 19B are cross-sectional views of electronic devices constituting a non-contact power transmission system for explaining foreign object insertion (takeover state) after normal power transmission is started. 図20(A),図20(B)は、異物挿入を検出可能とするために、受電装置側の負荷を間欠的に変化させる場合の具体的な態様を説明するための図FIG. 20A and FIG. 20B are diagrams for explaining specific modes when the load on the power receiving device side is changed intermittently so that foreign object insertion can be detected. 図3に示される無接点電力伝送システムの中から、異物挿入(乗っ取り状態)の検出に関係する主要な構成を抜き出して示す回路図The circuit diagram which extracts and shows the main components related to the detection of foreign object insertion (takeover state) from the non-contact power transmission system shown in FIG. 図22(A),図22(B)は異物検出を可能とするための負荷変調の好適かつ具体的な態様を説明するための図22 (A) and 22 (B) are diagrams for explaining preferred and specific modes of load modulation for enabling foreign object detection. 図23(A)〜図23(E)は、負荷の軽減動作を説明するための図23A to 23E are diagrams for explaining the load reducing operation. スイッチモード時の送電装置の動作の一例の概要を示すフロー図Flow chart showing an outline of an example of operation of the power transmission device in the switch mode スイッチモード時の送電側制御回路の構成の一例を示す回路図Circuit diagram showing an example of configuration of power transmission side control circuit in switch mode 無接点電力伝送システムの基本シーケンス例を示す図The figure which shows the example of basic sequence of non-contact electric power transmission system 図26のシーケンスを実行する無接点電力伝送システムの状態遷移を示す状態遷移図State transition diagram showing the state transition of the non-contact power transmission system that executes the sequence of FIG. 図26の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図The flowchart which shows the operation example of the non-contact electric power transmission system which performs the basic sequence of FIG. 図26の基本シーケンスを実行する無接点電力伝送システムの動作例を示すフロー図The flowchart which shows the operation example of the non-contact electric power transmission system which performs the basic sequence of FIG. 満充電後のパワーセーブ送電の周波数について説明するための図Illustration for explaining the frequency of power-save transmission after full charge

符号の説明Explanation of symbols

L1 1次コイル、L2 2次コイル、10 送電装置、12 送電部、
14 波形モニタ回路、16 表示部、20 送電制御装置、22 送電側制御回路、
24 発振回路、26 ドライバ制御回路、28 波形検出回路、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 受電側制御回路、56 位置検出回路、58 発振回路、
60 周波数検出回路、62 満充電検出回路、90 受電側機器の負荷、
92 充電制御装置(充電制御IC)、94 負荷としてのバッテリ(2次電池)、
LEDR 電池残量や電池の状態のインジケータとしての発光装置
L1 primary coil, L2 secondary coil, 10 power transmission device, 12 power transmission unit,
14 waveform monitor circuit, 16 display unit, 20 power transmission control device, 22 power transmission side control circuit,
24 oscillation circuit, 26 driver control circuit, 28 waveform detection circuit, 40 power receiving device,
42 power receiving unit, 43 rectifier circuit, 46 load modulation unit, 48 power feeding control unit,
50 power reception control device, 52 power reception side control circuit, 56 position detection circuit, 58 oscillation circuit,
60 frequency detection circuit, 62 full charge detection circuit, 90 load on power receiving side device,
92 charge control device (charge control IC), 94 battery (secondary battery) as a load,
LEDR Light-emitting device as an indicator of battery level and battery status

Claims (18)

送電装置から受電装置に対して、電磁結合された1次コイルおよび2次コイルを経由して無接点で電力を伝送する無接点電力伝送システムにおける、前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
前記受電装置を有する受電側機器が、無接点電力伝送による受電が可能な場所に設置されたことを自動的に検出した後に、前記受電側機器の負荷に電力を供給するための通常送電を開始するオートモードと、動作トリガスイッチがオンされた後に前記通常送電を開始するスイッチモードと、を切り換える動作モード切換制御信号を入力するための動作モード切換端子と、
前記動作トリガスイッチの操作によって生じる動作トリガ信号を入力するための動作トリガ端子と、
前記受電装置への送電を制御すると共に、前記動作モード切換制御信号に基づいて前記送電装置の動作モードを切り換える送電側制御回路と、
を有し、
前記送電側制御回路は、
前記動作モード切換制御信号によってオートモードが選択される場合、前記送電装置に間欠的な仮送電を実行させ、前記間欠的な仮送電を受けた前記受電装置からの応答を検出することによって前記受電側機器の前記設置を検出し、前記設置が検出された場合は、前記送電装置に前記受電装置に対する連続的な前記通常送電を実行させ、前記設置が検出されない場合は、前記送電装置に前記間欠的な仮送電を実行する状態を継続させ
前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、前記動作トリガスイッチのオンを条件として前記通常送電又は非間欠的な仮送電を開始する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。
A power transmission control device provided in the power transmission device in a non-contact power transmission system for transmitting power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner via an electromagnetically coupled primary coil and secondary coil. ,
After automatically detecting that the power receiving device having the power receiving device is installed in a place where power can be received by contactless power transmission, normal power transmission for supplying power to the load of the power receiving device is started. An operation mode switching terminal for inputting an operation mode switching control signal for switching between the auto mode for performing the normal power transmission after the operation trigger switch is turned on, and
An operation trigger terminal for inputting an operation trigger signal generated by operation of the operation trigger switch;
A power transmission side control circuit that controls power transmission to the power receiving device and switches an operation mode of the power transmission device based on the operation mode switching control signal;
Have
The power transmission side control circuit is:
When the auto mode is selected by the operation mode switching control signal, the power receiving device performs intermittent temporary power transmission, and detects the response from the power receiving device that has received the intermittent temporary power transmission. The installation of the side device is detected, and when the installation is detected, the power transmission device performs the continuous normal power transmission to the power reception device, and when the installation is not detected, the power transmission device is intermittently operated. the state to run the temporary power transmission allowed to continue,
When the switch mode is selected by the operation mode switching control signal, the power transmission control device performs control to start the normal power transmission or non-intermittent temporary power transmission on condition that the operation trigger switch is turned on .
請求項1に記載の送電制御装置であって、The power transmission control device according to claim 1,
前記送電側制御回路は、  The power transmission side control circuit is:
前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、前記動作トリガ信号の入力に基づいて前記通常送電又は前記非間欠的な仮送電を停止する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。  When the switch mode is selected by the operation mode switching control signal, the power transmission control device performs control to stop the normal power transmission or the non-intermittent temporary power transmission based on the input of the operation trigger signal. .
請求項1又は請求項2に記載の送電制御装置であって、
前記送電側制御回路は、
前記オートモードおよび前記スイッチモードのどちらが選択されているかにかかわらず、前記通常送電の前に、ID認証処理を実行して、前記受電側機器が前記無接点電力伝送システムに対する適合性を有するか否かを判定し、前記ID認証に成功した後に、前記送電装置に前記通常送電を実行させることを特徴とする送電制御装置。
The power transmission control device according to claim 1 or 2 ,
The power transmission side control circuit is:
Wherein regardless of either automatic mode and the switch mode is selected, before the normal power transmission, and executes the processing of ID authentication, whether the power-receiving-side instrument has adaptability to the non-contact power transmission system A power transmission control device that determines whether or not and makes the power transmission device execute the normal power transmission after the ID authentication is successful.
請求項記載の送電制御装置であって、
前記動作モード切換制御信号によって前記オートモードが選択される場合、
前記送電側制御回路は、
前記送電装置に前記間欠的な仮送電を実行させ、前記間欠的な仮送電の開始時点から所定時間内に、前記間欠的な仮送電を受けた前記受電装置からのID認証情報を受信できるか否かによって、前記受電装置を有する受電側機器の設置を検出し、
前記受電側機器の設置が検出された場合、前記ID認証に成功することを条件として、前記送電装置に、前記受電装置に対する前記通常送電を実行させ、
前記間欠的な仮送電の開始時点から所定時間内に前記受電装置からの前記ID認証情報を受信できない場合、ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置に、前記間欠的な仮送電を実行する状態を継続させることを特徴とする送電制御装置。
The power transmission control device according to claim 3 ,
When the auto mode is selected by the operation mode switching control signal,
The power transmission side control circuit is:
Or the power transmitting device wherein to execute the intermittent temporary power transmission to, within a predetermined from the start of the intermittent temporary power transmission times, can receive the ID authentication information from the power receiving device that has received the intermittent temporary power transmission By detecting whether or not the installation of the power receiving device having the power receiving device,
When the installation of the power-receiving-side instrument has been detected, on condition that succeed the ID authentication, the power transmitting device, to execute the normal power transmission to the power receiving device,
If you can not receive the ID authentication information from the power receiving device from the start of the intermittent temporary power transmission within a predetermined time, and if it fails the ID authentication, the power transmission device, the intermittent temporary power transmission The power transmission control apparatus characterized by continuing the state which performs.
請求項記載の送電制御装置であって、
前記送電側制御回路は、
前記通常送電の期間中に前記受電装置からの満充電通知を検出すると、前記送電装置に前記通常送電を停止させると共に、
満充電後の取り去り検出のための送電および満充電後の再充電の要否判定のための送電を実行させ、
前記満充電後の取り去り検出のための送電を受けた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて前記取り去りが検出された場合には、前記送電装置を前記間欠的な仮送電を実行する状態に復帰させ、
前記満充電後の再充電の要否判定のための送電を受けた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて再充電が必要と判定された場合には、前記送電装置に前記通常送電を再開させることを特徴とする送電制御装置。
The power transmission control device according to claim 4 ,
The power transmission side control circuit is:
Upon detecting a full charge notification from the power receiving device during the normal power transmission period, the power transmission device stops the normal power transmission,
Execute power transmission for detection of removal after full charge and power transmission for determination of necessity of recharge after full charge,
When the removal is detected on the basis of a signal transmitted from the power receiving device that has received power transmission for detection of removal after full charge, the power transmission device performs the intermittent temporary power transmission. To return to
When it is determined that recharging is necessary based on a signal transmitted from the power receiving device that has received power transmission for determining whether or not recharging after full charging is required, the normal power transmission is performed on the power transmitting device. A power transmission control device that is restarted.
請求項記載の送電制御装置であって、
前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、
前記送電側制御回路は、
送電側機器に設けられた前記動作トリガスイッチのオンを契機として、前記ID認証処理を可能とするために、前記送電装置に前記受電装置に対する前記非間欠的な仮送電を実行させ、
前記非間欠的な仮送電を開始した時点から所定時間内に、前記非間欠的な仮送電を受けた前記受電装置からのID認証情報を受信すると、前記ID認証情報に基づいて前記ID認証処理を実行し、前記ID認証に成功した後に、前記送電装置に前記受電装置に対する前記通常送電を実行させ、前記非間欠的な仮送電を開始した時点から前記所定時間内に前記受電装置からの前記ID認証情報を受信できない場合ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置を、前記非間欠的な仮送電を停止して前記動作トリガスイッチのオンを待つ初期状態に戻るように制御することを特徴とする送電制御装置。
The power transmission control device according to claim 3 ,
When the switch mode is selected by the operation mode switching control signal,
The power transmission side control circuit is:
As a trigger on the operation trigger switch provided in the power-transmission-side instrument, in order to enable the processing of the ID authentication, the to execute the non-intermittent temporary power transmission to the power receiving device to the transmitting device,
Wherein within a predetermined time from the time of starting the non-intermittent temporary power transmission, wherein upon receiving the ID authentication information from the power receiving device that has received the non-intermittent temporary power transmission, the ID authentication based on the ID authentication information After executing the process and succeeding in the ID authentication, the power transmission device is caused to execute the normal power transmission to the power reception device, and from the power reception device within the predetermined time from the time when the non-intermittent temporary power transmission is started. When the ID authentication information cannot be received and when the ID authentication fails, the power transmission device is controlled to return to an initial state where the non-intermittent temporary power transmission is stopped and the operation trigger switch is turned on. A power transmission control device.
請求項記載の送電制御装置であって、
前記送電側制御回路は、前記通常送電の開始後に、前記受電装置からの満充電通知を受信すると、前記送電装置を、前記通常送電を停止して前記動作トリガスイッチのオンを待つ初期状態に戻るように制御することを特徴とする送電制御装置。
The power transmission control device according to claim 6 ,
When the power transmission side control circuit receives a full charge notification from the power receiving device after the start of the normal power transmission, the power transmission device returns to the initial state where the normal power transmission is stopped and the operation trigger switch is turned on. A power transmission control device characterized by controlling as described above.
請求項1〜請求項のいずれかに記載の送電制御装置であって、
前記送電側制御回路は、前記1次コイルの誘起電圧信号の波形の変化によって異物の有無を判定し、前記通常送電中に異物が検出された場合に、前記送電装置に前記通常送電を停止させることを特徴とする送電制御装置。
A power transmission control device according to any one of claims 1 to 7 ,
The power transmission side control circuit determines the presence / absence of a foreign object based on a change in the waveform of the induced voltage signal of the primary coil, and causes the power transmission device to stop the normal power transmission when the foreign object is detected during the normal power transmission. A power transmission control device.
送電装置から受電装置に対して、電磁結合された1次コイルおよび2次コイルを経由して無接点で電力を伝送する無接点電力伝送システムにおける、前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
前記受電装置を有する受電側機器が、無接点電力伝送による受電が可能な場所に設置されたことを自動的に検出した後に、前記受電側機器の負荷に電力を供給するための通常送電を開始するオートモードと、動作トリガスイッチがオンされた後に前記通常送電を開始するスイッチモードと、を切り換える動作モード切換制御信号を入力するための動作モード切換端子と、
前記動作トリガスイッチの操作によって生じる動作トリガ信号を入力するための動作トリガ端子と、
前記受電装置への送電を制御すると共に、前記動作モード切換制御信号に基づいて前記送電装置の動作モードを切り換える送電側制御回路と、
を有し、
前記送電側制御回路は、
前記動作モード切換制御信号によってオートモードが選択される場合、前記送電装置に間欠的な仮送電を実行させ、前記間欠的な仮送電を受けた前記受電装置からの応答を検出することによって前記受電側機器の前記設置を検出し、前記設置が検出された場合は、前記送電装置に前記受電装置に対する連続的な前記通常送電を実行させ、前記設置が検出されない場合は、前記送電装置に前記間欠的な仮送電を実行する状態を継続させ、
前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、前記送電装置を、前記動作トリガ端子に前記動作トリガ信号が入力される毎に、前記受電装置に対する送電の開始ならびに停止を繰り返すように制御することを特徴とする送電制御装置。
A power transmission control device provided in the power transmission device in a non-contact power transmission system for transmitting power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner via an electromagnetically coupled primary coil and secondary coil. ,
After automatically detecting that the power receiving device having the power receiving device is installed in a place where power can be received by contactless power transmission, normal power transmission for supplying power to the load of the power receiving device is started. An operation mode switching terminal for inputting an operation mode switching control signal for switching between the auto mode for performing the normal power transmission after the operation trigger switch is turned on, and
An operation trigger terminal for inputting an operation trigger signal generated by operation of the operation trigger switch;
A power transmission side control circuit that controls power transmission to the power receiving device and switches an operation mode of the power transmission device based on the operation mode switching control signal;
Have
The power transmission side control circuit is:
When the auto mode is selected by the operation mode switching control signal, the power receiving device performs intermittent temporary power transmission, and detects the response from the power receiving device that has received the intermittent temporary power transmission. The installation of the side device is detected, and when the installation is detected, the power transmission device performs the continuous normal power transmission to the power reception device, and when the installation is not detected, the power transmission device is intermittently operated. The state of executing temporary power transmission
When the switch mode is selected by the operation mode switching control signal, the power transmission device is configured to repeatedly start and stop power transmission to the power reception device each time the operation trigger signal is input to the operation trigger terminal. the power transmission control unit and controls.
受電装置に対して無接点電力伝送により電力を伝送する送電装置に設けられる送電制御装置であって、
第1の信号が入力される第1の端子と、
第2の信号が入力される第2の端子と、
前記送電装置の制御を行う送電制御回路と、
を含み、
前記送電制御回路は前記第1の信号に基づいて第1の動作モードまたは第2の動作モードで前記送電装置を動作させ、
前記第1の動作モードにおいては、前記送電装置に間欠的な仮送電を実行させ、前記間欠的な仮送電を受けた前記受電装置からの応答を検出することによって受電側機器の設置を検出し、前記設置が検出された場合は、前記送電装置に前記受電装置に対する連続的な前記通常送電を実行させ、前記設置が検出されない場合は、前記送電装置に前記間欠的な仮送電を実行する状態を継続させ、
前記第2の動作モードにおいては、記第2の信号に基づいて前記通常送電又は非間欠的な仮送電を開始する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。
A power transmission control device provided in a power transmission device that transmits power by contactless power transmission to a power receiving device,
A first terminal to which a first signal is input;
A second terminal to which a second signal is input;
A power transmission control circuit for controlling the power transmission device;
Including
The power transmission control circuit operates the power transmission device in the first operation mode or the second operation mode based on the first signal,
In the first operation mode, installation of the power receiving device is detected by causing the power transmission device to perform intermittent temporary power transmission and detecting a response from the power receiving device that has received the intermittent temporary power transmission. When the installation is detected, the power transmission device performs the continuous normal power transmission to the power reception device, and when the installation is not detected, the power transmission device performs the intermittent temporary power transmission. Continue
Wherein in the second operation mode, the power transmission control unit and performs control for starting the normal power transmission or non-intermittent temporary power transmission based on the previous SL second signal.
請求項10に記載の送電制御装置であって、The power transmission control device according to claim 10,
前記第2の動作モードにおいては、前記第2の信号に基づいて前記通常送電又は前記非間欠的な仮送電を停止する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。  In the second operation mode, the power transmission control device performs control to stop the normal power transmission or the non-intermittent temporary power transmission based on the second signal.
請求項1〜請求項11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。 A power transmission device comprising: the power transmission control device according to any one of claims 1 to 11 ; and a power transmission unit that generates an alternating voltage and supplies the alternating voltage to the primary coil. 請求項12記載の送電装置と、前記動作モード切換制御信号を発生させるための動作モード切換スイッチと、前記動作トリガスイッチと、を含むことを特徴とする電子機器。 13. An electronic apparatus comprising: the power transmission device according to claim 12; an operation mode changeover switch for generating the operation mode changeover control signal; and the operation trigger switch. 請求項13記載の電子機器であって、
ユーザが前記動作モード切換スイッチを操作可能な場所に、前記動作モード切換スイッチが設けられることを特徴とする電子機器。
The electronic device according to claim 13 ,
An electronic apparatus, wherein the operation mode changeover switch is provided at a place where a user can operate the operation mode changeover switch.
請求項13記載の電子機器であって、
前記動作モード切換スイッチは、ユーザが操作できない場所に設けられることを特徴とする電子機器。
The electronic device according to claim 13 ,
The operation mode change-over switch is provided in a place where a user cannot operate the electronic device.
請求項13〜請求項15のいずれかに記載の電子機器であって、
複数の前記動作モード切換スイッチを有することを特徴とする電子機器。
The electronic device according to any one of claims 13 to 15 ,
An electronic apparatus comprising a plurality of the operation mode changeover switches.
送電装置から受電装置に対して、電磁結合された1次コイルおよび2次コイルを経由して無接点で電力を伝送する無接点電力伝送システムであって、
前記送電装置は、1次コイルの誘起電圧に基づいて前記受電装置への送電を制御する送電側制御装置を含み、前記送電制御装置は、前記受電装置を有する受電側機器の設置を自動的に検出し、ID認証処理を経て通常送電を開始するオートモードと、動作トリガスイッチのオンを契機として送電を開始し、前記ID認証処理を経て通常送電を開始するスイッチモードと、を切り換えるための動作モード切換制御信号が入力される動作モード切換端子と、前記動作トリガスイッチの操作によって生じる動作トリガ信号が入力される動作トリガ端子と、前記受電装置への送電を制御すると共に、前記動作モード切換制御信号を受けて、前記送電装置の動作モードを切り換える送電側制御回路と、を有し、
前記受電装置は、負荷に対する電力供給を制御する給電制御部と、前記受電装置を制御する受電側制御回路を有する受電制御装置と、を含み、
前記送電装置の前記送電側制御回路は、
前記動作モード切換制御信号によって前記オートモードが選択される場合、間欠的な仮送電を実行し、前記間欠的な仮送電の開始時点から所定時間内に、前記間欠的な仮送電を受けた前記受電装置からのID認証情報を受信できるか否かによって、前記受電装置を有する受電側機器の設置を検出し、
前記受電側機器の設置が検出されると、前記ID認証処理に成功することを条件として前記送電装置に、前記受電装置に対する前記通常送電を実行させ、
前記間欠的な仮送電の開始時点から所定時間内に前記受電装置からの前記ID認証情報を受信できない場合、ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置を、前記間欠的な仮送電を実行する状態に復帰させ、
前記動作モード切換制御信号によって前記スイッチモードが選択される場合、送電側機器に設けられたスイッチのオンを契機として、前記ID認証処理を可能とするために、前記送電装置に前記受電装置に対する非間欠的な仮送電を実行させ、
前記非間欠的な仮送電を開始した時点から所定時間内に、前記非間欠的な仮送電を受けた前記受電装置からの前記ID認証情報を受信すると、前記ID認証情報に基づいて前記ID認証処理を実行し、前記ID認証に成功した後に、前記送電装置に、前記受電装置に対する前記通常送電を実行させ、前記非間欠的な仮送電を開始した時点から所定時間内に前記受電装置からの前記ID認証情報を受信できない場合ならびに前記ID認証に失敗した場合には、前記送電装置を、前記非間欠的な仮送電を停止して前記スイッチのオンを待つ初期状態に戻るように制御することを特徴とする無接点電力伝送システム。
A contactless power transmission system for transmitting power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner via an electromagnetically coupled primary coil and secondary coil,
The power transmission device includes a power transmission side control device that controls power transmission to the power reception device based on an induced voltage of a primary coil, and the power transmission control device automatically installs a power reception side device having the power reception device. detected, the automatic mode to start the normal power transmission through the processing of the ID authentication starts power transmission as a trigger to turn oN the operation trigger switch, for switching, and a switch mode for starting the normal power transmission through the processing of the ID authentication The operation mode switching terminal to which the operation mode switching control signal is input, the operation trigger terminal to which the operation trigger signal generated by the operation of the operation trigger switch is input, the power transmission to the power receiving device are controlled, and the operation mode A power transmission side control circuit that receives the switching control signal and switches the operation mode of the power transmission device;
The power reception device includes a power supply control unit that controls power supply to a load, and a power reception control device that includes a power reception side control circuit that controls the power reception device,
The power transmission side control circuit of the power transmission device is:
When the auto mode is selected by the operation mode switching control signal, intermittent temporary power transmission is executed, and the intermittent temporary power transmission is received within a predetermined time from the start time of the intermittent temporary power transmission. By detecting whether or not ID authentication information can be received from the power receiving device, the installation of the power receiving device having the power receiving device is detected,
When installation of the power-receiving-side instrument has been detected, the power transmitting device on a condition that a successful processing of the ID authentication, to perform the normal power transmission to the power receiving device,
If you can not receive the ID authentication information from the power receiving device from the start of the intermittent temporary power transmission within a predetermined time, and if it fails the ID authentication, the power transmitting device, the intermittent temporary power transmission To the state to execute,
If the switch mode is selected by the operation mode switch control signal, in response to turn ON the switch provided on the power transmission side apparatus, in order to enable the processing of the ID authentication, to said power receiving apparatus to the transmitting device Perform non-intermittent temporary power transmission,
Wherein within a predetermined time from the time of starting the non-intermittent temporary power transmission, when receiving the ID authentication information from the power receiving device that has received the non-intermittent temporary power transmission, the ID authentication based on the ID authentication information After the ID authentication is successful, the power transmission device causes the power transmission device to execute the normal power transmission to the power reception device, and from the power reception device within a predetermined time from the start of the non-intermittent temporary power transmission. When the ID authentication information cannot be received and when the ID authentication fails, the power transmission device is controlled to return to the initial state where the non-intermittent temporary power transmission is stopped and the switch is turned on. A contactless power transmission system.
請求項17記載の無接点電力伝送システムであって、
前記動作モード切換制御信号によって前記オートモードが選択される場合、前記送電側制御回路は、前記通常送電の期間中に前記受電装置からの満充電通知を検出すると、前記送電装置に前記通常送電を停止させると共に、
満充電後の取り去り検出のための送電および満充電後の再充電の要否判定のための送電を実行させ、
前記満充電後の取り去り検出のための送電を受けた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて前記取り去りが検出された場合には、前記送電装置を前記間欠的な仮送電を実行する状態に復帰させ、
前記満充電後の再充電の要否判定のための送電を受けた前記受電装置から送られてくる信号に基づいて再充電が必要と判定された場合には、前記送電装置に前記通常送電を再開させることを特徴とする無接点電力伝送システム。
The contactless power transmission system according to claim 17 ,
When the automatic mode is selected by the operation mode switching control signal, the power transmission side control circuit detects the full charge notification from the power receiving device during the normal power transmission period, and transmits the normal power transmission to the power transmission device. Stop and
Execute power transmission for detection of removal after full charge and power transmission for determination of necessity of recharge after full charge,
When the removal is detected on the basis of a signal transmitted from the power receiving device that has received power transmission for detection of removal after full charge, the power transmission device performs the intermittent temporary power transmission. To return to
When it is determined that recharging is necessary based on a signal transmitted from the power receiving device that has received power transmission for determining whether or not recharging after full charging is required, the normal power transmission is performed on the power transmitting device. A contactless power transmission system that is restarted.
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