[実施例1]
以下、本発明の実施例1について、図面を参照して詳細に説明する。実施例1に係る非接触給電システムは、図1に示すように給電装置100と、受電装置200とを有する。
給電装置100は、給電アンテナ108を有し、給電アンテナ108を介して受電装置200に非接触で電力を送信する。また、受電装置200は、受電アンテナ201を有し、受電アンテナ201を介して給電装置100から送信される電力を非接触で受信する。さらに、受電装置200は、受電アンテナ201を介して給電装置100から受信した電力によって、受電装置200に装着された電池210の充電を行う。
受電装置200は、電池210から供給される電力によって動作する電子機器であれば、デジタルスチルカメラ、携帯電話、デジタルビデオカメラや音楽プレイヤ等であってもよい。
なお、実施例1に係る非接触給電システムは、給電装置100が電磁誘導によって電力を受電装置200に送信し、受電装置200が電磁誘導によって給電装置100から電力を受信するシステムであってもよい。また、給電装置100が磁界共鳴によって電力を受電装置200に送信し、受電装置200が磁界共鳴によって給電装置100から電力を受信するシステムであってもよい。
実施例1に係る受電装置200は、給電装置100と受電装置200との距離が所定の範囲内に存在する場合、給電装置100から電力を受信することができる。また、給電装置100と受電装置200との距離が所定の範囲内に存在しない場合、給電装置100から電力を受信することができない。所定の範囲とは、給電装置100と受電装置200とが互いに通信を行うことができる範囲である。
給電装置100は、発振器101、電力送信回路102、整合回路103、変復調回路104、CPU105、ROM106、RAM107、給電アンテナ108及びタイマー109を有する。
発振器101は、CPU105で決定された目標値に対応する電力を受電装置200に供給するために用いられる高い周波数を発振する。なお、発振器101は、水晶振動子等を用いる。
電力送信回路102は、発振器101によって発振される周波数に応じて、給電アンテナ108を介して受電装置200に供給するための電力を発生させる。電力送信回路102は、FET等を有し、発振器101によって発振される周波数に応じて、FETのソース・ドレインの端子間に流れる電流を制御することによって、受電装置200に供給するための電力を発生させる。電力送信回路102で発生した電力は、整合回路103に供給される。
整合回路103(第1の共振回路)は、発振器101によって発振される周波数によって、給電アンテナ108と受電アンテナ201との間で共振を行うために、電力送信回路102と給電アンテナ108とのインピーダンスの整合を行うための共振回路である。CPU105は、発振器101によって発振される周波数を、給電アンテナ108と受電アンテナ201とが共振するための周波数にするために、整合回路103を制御する。給電アンテナ108と受電アンテナ108とが共振するための周波数を以下「共振周波数f」と呼ぶ。
共振周波数fは、下記の数式(1)によって示されるものとする。L1は、整合回路103のインダクタンス、C1は整合回路103のキャパシタンスを示す。
CPU105は、発振器101によって発振される周波数が、所定の共振周波数fになるように整合回路103のインダクタンスL1の値及び整合回路103のキャパシタンスC1を変更するように整合回路103を制御する。
また、CPU105は、電力送信回路102によって発生された電力に対して、どれくらいの電力を受電装置200に送信するかを制御するために用いられるQ1値を変更するように整合回路103を制御することができる。なお、Q1値は、共振の特性を示す値であって、共振特性の鋭さを示す値である。
また、CPU105は、受電装置200に送信する電力を制御するためにQ1値を変更するように整合回路103を制御することができる。なお、Q1値は、給電装置100側での共振の特性を示す値であって、共振周波数fのピークの鋭さを示す値である。なお、Q1値は、電力送信回路102によって発生された電力に対して、どれくらいの電力を受電装置200に送信するかを制御するためにCPU105によって用いられる。
なお、Q1値は下記の数式(2)によって示されるものとする。R1は整合回路103の抵抗のインピーダンスを示し、L1は整合回路103のインダクタンスを示し、C1は整合回路103のキャパシタンスを示す。なお、数式(1)におけるインダクタンスL1の値と、数式(2)におけるインダクタンスL1の値は一致するものとする。また、数式(2)におけるキャパシタンスC1の値と、数式(2)におけるキャパシタンスC1の値は一致するものとする。
抵抗のインピーダンスR1の値が大きくなった場合、Q1値は小さくなり、抵抗のインピーダンスR1の値が小さくなった場合、Q1値は大きくなる。また、キャパシタンスC1の値が大きくなった場合、Q1値は小さくなり、キャパシタンスC1の値が小さくなった場合、Q1値は大きくなる。また、インダクタンスL1の値が小さくなった場合、Q1値は小さくなり、インダクタンスL1の値が大きくなった場合、Q1値は大きくなる。
CPU105は、RAM107に記録される所定値A1、A2、A3に応じてQ1値を制御する。なお、所定値A1、A2、A3の大小関係は、A3>A1>A2である。
給電装置100が受電装置200に対して受電装置200を制御するためのコマンドを送信する場合、CPU105は、Q1値が所定値A1以下であり、かつ、所定値A2以上となるように整合回路103を制御する。この場合、電力送信回路102で発生された電力は、整合回路103での熱損失が大きくなるので、給電装置100は、受電装置200に対して送信する電力の給電効率が低下し、受電装置200に大きい電力を送信することはできない。また、CPU105は、受電装置200に対して大きい電力を送信する場合、Q1値が所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きくなるように整合回路103を制御する。この場合、給電装置100と受電装置200との通信の効率が低下するので、給電装置100は、受電装置200に対して受電装置200を制御するためのコマンドを送信することはできない。
図2に実施例1における給電装置100の整合回路103の構成を示す。図2に示される整合回路103は、コンデンサ305a、コンデンサ305b、コンデンサ306a、コンデンサ306b、コイル307a、コイル307b、抵抗308a及び抵抗308bを有する。さらに、図2に示される整合回路103は、電力送信回路102と給電アンテナ108とのインピーダンスの整合を行うために、スイッチ301、スイッチ302、スイッチ303及びスイッチ304を有する。
コンデンサ305a、コンデンサ305b、コンデンサ306a及びコンデンサ306bは、インピーダンス整合のためのコンデンサである。また、コンデンサ306a及びコンデンサ306bは、数式(1)によって求められる共振周波数fを調整するためのコンデンサでもある。コンデンサ305aは、コンデンサ305bよりもキャパシタンスの値が大きいコンデンサであり、コンデンサ306aは、コンデンサ306bよりもキャパシタンスの値が大きいコンデンサである。
コイル307a及びコイル307bは数式(1)によって求められる共振周波数fを調整するためのコイルである。コイル307aは、コイル307bよりもインダクタンスの値が大きいコイルである。
抵抗308aは、抵抗308bよりもインピーダンスの値が大きい抵抗である。
スイッチ301は、コンデンサ305aとコンデンサ305bとを択一的に切り替えるスイッチであり、スイッチ302は、コンデンサ306aとコンデンサ306bとを択一的に切り替えるスイッチである。また、スイッチ303は、コイル307aとコイル307bとを択一的に切り替えるスイッチである。また、スイッチ304は、抵抗308aと抵抗308bとを切り替えるスイッチである。各スイッチ301〜304は、択一的に端子を切り替えるスイッチとしたが、これに限られないものとする。例えば、スイッチ301〜304は、リレースイッチでもよく、ICにあらかじめ含まれているスイッチを利用するものであってもよい。なお、スイッチ301〜304は、CPU105により制御される。
また、整合回路103は、コンデンサ305a、コンデンサ305b、コンデンサ306a及びコンデンサ306bを有しているが、これ以外にさらにコンデンサを有していてもよい。同様に、整合回路103は、コイル307a及びコイル307b以外にもさらにコイルを有していてもよく、抵抗308a及び抵抗308b以外にさらに抵抗を有していてもよいものとする。また、抵抗308a及び抵抗308bは給電アンテナ108に対して並列に接続されているが、給電アンテナ108に対して直列に接続されていてもよい。
さらに、整合回路103は、給電アンテナ108に流れる電流、及び給電アンテナ108に供給される電圧の変化を検出することもできる。
変復調回路104は、受電装置200を制御するためのコマンドを受電装置200に送信するために、予め定められたプロトコルに応じて、電力送信回路102によって発生された電力の変調を行う。予め定められたプロトコルとは、例えば、RFID(Radio Frequency IDentification)に用いられるISO14443やISO1563等の通信プロトコルである。電力送信回路102によって発生された電力は、変復調回路104によって、受電装置200と通信を行うためのコマンドとして、パルス信号に変換され、受電装置200に送信される。受電装置200に送信されたパルス信号は、受電装置200により解析されることによって、「1」と「0」との情報を含むビットデータとして認識される。なお、コマンドには、宛先を識別するための情報及びコマンドによって指示される動作を示すコマンドコード等が含まれる。
変復調回路104は、電力送信回路102によって発生された電力を、振幅変位を利用したASK(Amplitude Shift Keying)変調によって、パルス信号に変換する。ASK変調は、振幅変位を利用した変調であり、ICカードと、ICカードと非接触で通信を行うカードリーダとの通信等で用いられる。変復調回路104は、Q1値によって示される所定の変調度(つまり振幅変調の度合い)によって、電力送信回路102で発生された電力を変調する。変復調回路104は、変復調回路104に含まれるアナログ乗算器や負荷抵抗をスイッチングさせることによって電力送信回路102によって発生された電力の振幅を変更することができる。さらに、変復調回路104は、所定の符合化方式による符合化回路を有している。
また、変復調回路104は、コマンドを受電装置200に送信した場合、整合回路103で検出された給電アンテナ108に流れる電流の変化に応じて、受電装置200に送信したコマンドに対する受電装置200からの応答信号を復調することができる。このことによって、変復調回路104は、負荷変調方式によって、受電装置200に送信したコマンドに対する応答信号を受電装置200から受信することができる。変復調回路104は、CPU105からの指示に応じてコマンドを受電装置200に送信する。さらに、変復調回路104は、受電装置200からの応答信号を受信した場合、受信した応答信号をCPU105に供給する。
CPU105は、不図示のAC電源と接続されている場合、AC電源から供給される電力によって、給電装置100の各部を制御する。また、CPU105は、ROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、給電装置100の各部の動作を制御する。CPU105は電力送信回路102を制御することにより受電装置200に供給する電力を制御する。また、CPU105は、変復調回路104を制御することにより、コマンドを受電装置200に送信する。さらに、CPU105は、整合回路103を制御することにより、受電装置200と共振するように給電装置100を制御する。また、CPU105は、整合回路103を制御することにより、コマンドを送信する場合と、電力のみを送信する場合とで、Q1値を変更するように制御する。なお、CPU105は、受電装置200とコマンドやコマンドに対するレスポンスによる通信を行うための不図示の通信部を持っているものとする。不図示の通信部は、受電装置200と通信を行うために発振器101、電力送信回路102、整合回路103及び変復調回路104を制御する。
ROM106は、給電装置100の各部の動作を制御するコンピュータプログラム及び各部の動作に関するパラメータ等の情報を記憶する。
RAM107は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、一時的に給電装置100の各部の動作を制御するコンピュータプログラム、各部の動作に関するパラメータ等の情報、変復調回路104によって受電装置200から受信された情報等を記録する。また、RAM107は、現在のQ1値を示す情報及び共振周波数fを示す情報を記録する。
給電アンテナ108は、何重かに巻かれたループアンテナである。
タイマー109は、現在の時刻や各部で行われる動作に係る時間等を計測する。
次に受電装置200について説明を行う。受電装置200は、受電アンテナ201、整合回路202、整流平滑回路203、変復調回路204、CPU205、ROM206、RAM207、レギュレータ208、充電制御部209、電池210及びタイマー211を有する。
受電アンテナ201は、何重かに巻かれたループアンテナであり、給電装置100から供給された電力を受信する。
整合回路202(第2の共振回路)は、給電装置100の共振周波数fと同じ周波数で受電アンテナ201が共振するように、整合回路202のインダクタンスの値とキャパシタンスの値とを制御することで、インピーダンスの整合を行うための共振回路である。
整流平滑回路203は、受電アンテナ201によって受信された電力からコマンド及びノイズを取り除き、電池210を充電するための直流電力を生成する。さらに、整流平滑回路203は、生成した直流電力をレギュレータ208に供給する。整流平滑回路203は、受電アンテナ201によって受信された電力から取り除いたコマンドを変復調回路204に供給する。なお、整流平滑回路203は、整流用のダイオードを有し、全波整流及び半波整流のいずれか一つにより直流電力を生成する。
変復調回路204は、整流平滑回路203から供給されたコマンドを給電装置100と予め決められた通信プロトコルに応じて解析し、コマンドの解析結果をCPU105に供給する。
CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果に応じて受信したコマンドがどのようなコマンドであるかを判定し、受信したコマンドに対応するコマンドコードで指定されている動作を行う。
また、CPU205は、ROM206に記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、受電装置200の各部の動作を制御する。
さらに、CPU105は、整合回路202を制御することにより、給電装置100と共振するように受電装置200を制御する。なお、CPU205は、給電装置100とコマンドやコマンドに対するレスポンスによる通信を行うための不図示の通信部を持っているものとする。不図示の通信部は、給電装置100と通信を行うために整合回路202、整流平滑回路203及び変復調回路204を制御する。
ROM206は、受電装置200の各部の動作を制御するコンピュータプログラム及び各部の動作に関するパラメータ等の情報を記憶する。また、ROM206には、受電装置200の識別情報及び受電装置200の能力情報が記録される。受電装置200の識別情報は、受電装置200の識別ID、製造者名、装置名、製造年月日等を含む。
受電装置200の能力情報は、受電装置200がどれくらいの電力を受信することができるのかを示す情報及び受電装置200がどれくらいのQ1値によって、コマンドを給電装置100から受信できるのかを示す情報等を含む。
RAM207は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、一時的に給電装置200の各部の動作を制御するコンピュータプログラム、各部の動作に関するパラメータ等の情報、変復調回路104によって受電装置200から受信された情報等を記録する。
レギュレータ208は、整流平滑回路203から供給された直流電力の電圧がCPU205によって設定された電圧値になるように制御する。なお、レギュレータ208は、スイッチングレギュレータであっても、リニアレギュレータであっても良いものとする。なお、整流平滑回路203からレギュレータ208を介してCPU205によって設定された電圧値になるように制御された直流電力は、充電制御部209に供給される。また、レギュレータ208は、電池210から供給される電力の電圧がCPU205によって設定された電圧値になるように制御する。電池210からレギュレータ208を介してCPU205によって設定された電圧値になるように制御された直流電力は、少なくともCPU205、ROM206及びRAM207に供給される。
充電制御部209は、レギュレータ208から充電制御部209が直流電力を供給された場合、電池210の充電を行う。なお、給電装置101からレギュレータ208を介して充電制御部209に供給される直流電力により、受電装置200が電池210の充電を行うための電圧を「充電電圧」と呼び、受電装置200が電池210の充電を行うための電流を「充電電流」と呼ぶ。
電池210の充電を開始した場合、充電制御部209は、電池210に流れる充電電流が所定の電流値になるように制御するための定電流制御を行う。充電制御部209が定電流制御を行っている場合、電池406aに供給される充電電圧は、定電流制御が行われてから経過した時間とともに上昇する。充電制御部209は、定電流制御を行っている場合に、電池210への充電電圧が所定の電圧値に達したとき、電池210に供給する充電電圧が所定の電圧値になるように制御するための定電流制御を行う。充電制御部209が定電圧制御を行っている場合、電池210に流れる充電電流は、定電圧制御が行われてから経過した時間の経過とともに減少する。電池210に流れる充電電流がほぼ0となった場合、電池210の充電は完了するので、充電制御部209は電池210の充電を停止する。また、充電制御部209は、装着されている電池210の残りの容量を示す情報を定期的に検出し、CPU205に供給する。CPU205は、充電制御部209から供給された電池210の残りの容量を示す情報(以下「残容量を示す情報」と呼ぶ)をRAM207に記録する。
電池210は、受電装置200に着脱可能な電池である。また、電池210は、充電可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン電池等である。
タイマー211は、現在の時刻や各部で行われる動作に係る時間等を計測する。
なお、給電装置100と受電装置200とを含む非接触給電システムは、無線により給電装置100から受電装置200に電力が供給されるものであってもよい。
(給電処理)
実施例1において、給電装置100によって行われる給電処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。給電処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。
図3に示す給電処理は、給電装置100の動作モードが外部装置に対して給電を行うモードになった場合に給電装置100で行われる処理である。なお、給電処理がCPU105によって行われる場合、スイッチ301はコンデンサ305a及びコンデンサ305bのいずれかに接続され、スイッチ302はコンデンサ306a及びコンデンサ306bのいずれかに接続されるものとする。さらに、給電処理がCPU105によって行われる場合、整合回路103のスイッチ303は、コイル307a及びコイル307bのいずれかに接続され、スイッチ304は、抵抗308a及び抵抗308bのいずれかに接続されるものとする。
S301において、CPU105は、給電装置100と、受電装置200との距離が給電装置100からの電力を受信できる範囲内に存在するか否かを検出するために電力を送信するように、発振器101、電力送信回路102、整合回路103を制御する。この場合、本フローチャートはS301からS302に進む。
S302において、CPU105は、整合回路103によって検出される送電アンテナ108に流れる電流の変化によって、受電装置200が給電装置100からの電力を受信できる範囲内に存在するか否かを検出する。CPU105によって、受電装置200が給電装置100からの電力を受信できる範囲内に存在しないと判定された場合(S302でNO)、本フローチャートはS302からS310に進む。CPU105によって、受電装置200が給電装置100からの電力を受信できる範囲内に存在すると判定された場合(S302でYES)、本フローチャートはS302からS303に進む。
S303において、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値が所定値A1よりも大きいか否かを判定する。所定値A1は、給電装置100が受電装置200に対してコマンドを送信することができる場合の最大の閾値である。Q1値が所定値A1よりも大きい場合、給電装置100が受電装置200以外の他の受電装置に対してすでに大きい電力を送信し、給電を行っている可能性がある。この場合、給電装置100は新たに検出した受電装置200に対して通信を行うためのコマンドを送信することができないので、受電装置200にコマンドを送信するためにQ1値を所定値A1以下に下げる必要がある。CPU105によって、Q1値が所定値A1よりも大きいと判定された場合(S303でYES)、本フローチャートは、S303からS304に進む。
Q1値が所定値A1以下である場合、給電装置100は、新たに検出された受電装置200に対して通信を行うためのコマンドを送信することできる。CPU105によって、Q1値が所定値A1以下であると判定された場合(S303でNO)、本フローチャートは、S303からS305に進む。
S304において、CPU105は、Q1値を下げるための処理を行う。なお、Q1値を下げるための処理については後述する。CPU105によって、Q1値を下げるための処理が行われた場合、本フローチャートはS304からS305に進む。
S305において、CPU105は、受電装置200の識別情報を受電装置200から取得するためのコマンドを受電装置200に送信するように変復調回路104を制御する。受電装置200の識別情報とは、受電装置200の識別IDや、装置名、製造者名等を示す識別情報である。
なお、以下、受電装置200等の外部装置の識別情報を取得するためのコマンドを「第1のコマンド」と呼ぶ。第1のコマンドが受電装置200に送信された場合、本フローチャートは、S305からS306に進む。
S306において、CPU105は、第1のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104の変復調回路104が受信したか否かを判定する。第1のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したと判定した場合(S306でYES)、CPU105は、変復調回路104から受電装置200の識別情報を取得し、これをRAM107に記録する。この場合(S306でYES)、本フローチャートは、S306からS307に進む。
第1のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信していないと判定した場合(S306でNO)、本フローチャートは、S306からS310に進む。なお、第1のコマンドに対応する応答信号を以下「第1の応答信号」と呼ぶ。
S307において、CPU105は、受電装置200の能力情報を受電装置200から取得するためのコマンドを受電装置200に送信するように変復調回路104を制御する。受電装置200の能力情報は、受電装置200がコマンドを受信せずに、給電装置100からの電力のみを受信する場合に最大どれくらいの電力を給電装置100から受信することができるかを示す情報を含む。さらに、受電装置200の能力情報は、受電装置200が給電装置100からのコマンドを受信できる場合に最大どれくらいの電力を受信することができるかを示す情報を含む。また、受電装置200の能力情報は、受電装置200がコマンドを受信せずに、給電装置100からの電力のみを受信する場合の最大のQ1値を示す情報を含むものでもよい。
また、受電装置200の能力情報は、給電装置100からのコマンドを受信する場合の最大のQ1値を示す情報を含むものであってもよい。
なお、以下、受電装置200等の外部装置の能力情報を取得するためのコマンドを「第2のコマンド」と呼ぶ。第2のコマンドが受電装置200に送信された場合、本フローチャートは、S307からS308に進む。
S308において、CPU105は、第2のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したか否かを判定する。第2のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したと判定した場合(S308でYES)、CPU105は、変復調回路104から受電装置200の能力情報を取得し、これをRAM107に記録する。この場合(S308でYES)、本フローチャートは、S308からS309に進む。
第2のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信していないと判定した場合(S308でNO)、本フローチャートは、S308からS310に進む。なお、第2のコマンドに対応する応答信号を以下「第2の応答信号」と呼ぶ。
S309において、CPU105は、受電装置200に送信する電力をQ1値によって制御するための給電制御処理を行う。なお、給電制御処理については後述する。CPU105によって、給電制御処理が行われた場合、本フローチャートは終了する。
S310において、CPU105は、受電装置200への電力の送信を停止するように、発振器101、電力送信回路102及び整合回路103を制御する。この場合、本フローチャートは終了する。S310の処理によって、CPU105は、受電装置200が、第1の応答信号を送信しない場合(S306でNO)、受電装置200に対して電力を送信しないようにすることができる。また、S310の処理によって、CPU105は、受電装置200が、第2の応答信号を送信しない場合(S308でNO)、受電装置200に対して電力を送信しないようにすることができる。なお、S302では、CPU105は、送電アンテナ108に流れる電流が変化したことにより、受電装置200が給電装置100からの電力を受電できる範囲に存在することを検出したが、送電アンテナ108の電圧の変化によって検出するものであってもよい。また、CPU105は、受電装置200が給電装置100からの電力を受電できる範囲に存在することをSWR(Standing Wave Ratio:定在波比)の変化によって検出してもよい。また、受電装置200以外の受電装置に電力を送信する場合は、S310の処理を行わず、電力を送信する処理を続けてもよい。
また、CPU105は、受電装置200の存在を確認するためのコマンドを定期的にすることによって、受電装置200が給電装置100からの電力を受電できる範囲に存在することを検出するようにしてもよい。
(給電制御処理)
実施例1において、図3に示された給電処理のS309において給電装置100によって行われる給電制御処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。給電制御処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。なお、給電制御処理がCPU105によって行われる場合、スイッチ301はコンデンサ305a及びコンデンサ305bのいずれかに接続され、スイッチ302はコンデンサ306a及びコンデンサ306bのいずれかに接続されるものとする。さらに、給電制御処理がCPU105によって行われる場合、整合回路103のスイッチ303は、コイル307a及びコイル307bのいずれかに接続され、スイッチ304は、抵抗308a及び抵抗308bのいずれかに接続されるものとする。
S401において、CPU105は、受電装置200の充電状態を示す情報を受電装置200から取得するためのコマンドを受電装置200に送信するように変復調回路104を制御する。受電装置200の充電状態を示す情報は、受電装置200に装着されている電池210の残りの容量を示す情報や、電池210の充電電流を示す情報や、電池210の充電電圧を示す情報等の情報である。なお、以下、受電装置200等の外部装置の充電状態を示す情報を取得するための制御コマンドを「第3のコマンド」と呼ぶ。第3のコマンドが受電装置200に送信された場合、本フローチャートは、S401からS402に進む。S402において、CPU105は、第3のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104の変復調回路104が受信したか否かを判定する。第3のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したと判定した場合(S402でYES)、CPU105は、変復調回路104から受電装置200の充電状態を示す情報を取得し、これをRAM107に記録する。この場合(S402でYES)、本フローチャートは、S402からS403に進む。
第3のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信していないと判定した場合(S402でNO)、本フローチャートは、終了する。この場合、受電装置200は充電を行わない状態である可能性があるので、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値を変更しないようにする。なお、第3のコマンドに対応する応答信号を以下「第3の応答信号」と呼ぶ。
S403において、CPU105は、受電装置200から取得した受電装置200の充電状態を示す情報が変化したか否かによって、受電装置200の充電状態が変化したか否かを判定する。CPU105は、以前受電装置200から取得した受電装置200の充電状態を示す情報がRAM107に記録されている場合、S402において取得した受電装置200の充電状態を示す情報とRAM107内の受電装置200の充電状態を示す情報とを比較する。この比較結果により、新たに受電装置200から取得した受電装置200の充電状態を示す情報が変化したと判定した場合、CPU105は、受電装置200の充電状態が変化したと判定する。この比較結果により、新たに受電装置200から取得した受電装置200の充電状態を示す情報が変化していないと判定した場合、CPU105は、受電装置200の充電状態が変化していないと判定する。なお、S402において、受電装置200から受電装置200の充電状態を示す情報を初めて取得した場合、CPU105は、受電装置200の充電状態が変化したと判定する。なお、受電装置200の充電状態とは、受電装置200に装着される電池210の残りの容量を示す状態や受電装置200の充電制御部209による充電の制御の状態等である。
CPU105によって、受電装置200の充電状態が変化していないと判定された場合(S403でNO)、本フローチャートは、終了する。この場合、受電装置200は電池210が満充電になり、電池210への充電を完了させた状態である可能性があるので、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値を変更しないようにする。CPU105によって、受電装置200の充電状態が変化したと判定された場合(S403でYES)、本フローチャートは、S403からS404に進む。
S404において、CPU105は、S402において取得した受電装置200の充電状態を示す情報に応じて受電装置200に送信する電力を低くするか否かを判定する。例えば、受電装置200が電池210の充電を開始した場合において、充電制御部209が、定電流制御を行っている場合、充電制御部209は、電池210に供給する充電電圧を急激に上げないように制御する。この場合、受電装置200は、給電装置100から送信された電力が低い場合であっても、電池210への充電の効率を低下させることなく、電池210の充電を行うことができる。そのため、CPU105は、受電装置200に送信する電力を低くするようにRAM107に記録されているQ1値を制御する。
また、受電装置200が電池210を充電している場合において、充電制御部209が、定電圧制御を行っている場合、充電制御部209は電池210の充電を完了させる際に、電池210を過充電しないように制御する。この場合も、受電装置200は、給電装置100から送信された電力が低い場合であっても、電池210への充電の効率を低下させることなく、電池210の充電を行うことができる。そのため、CPU105は、受電装置200に送信する電力を低くするようQ1値を制御する。
CPU105は、S402において取得した受電装置200の充電状態を示す情報に応じて、受電装置200が電池210の充電を開始した状態であるか、電池210の充電を完了させる状態であるのかを判定する。
CPU105は、受電装置200が、電池210の充電を開始した状態か、電池210の充電を完了させる状態かのどちらかの状態である場合、受電装置200に送信する電力を低くすると判定する。CPU105は、受電装置200が、電池210の充電を開始した状態でもなく、電池210の充電を完了させる状態でもない場合、受電装置200に送信する電力を低くしない、つまり受電装置200に送信する電力を現在の電力よりも高くすると判定する。
CPU105は、受電装置200が電池210の充電を開始した状態であるか否かを受電装置200の充電状態を示す情報に含まれる充電電流を示す情報と、充電電圧を示す情報とを用いて判定してもよい。例えば、電池210の充電電流がほぼ一定である場合、かつ、電池210の充電電圧が受電装置200に定電流制御される場合の所定の電圧値の半分以下であると検出した場合、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を開始した状態であると判定する。電池210の充電電流がほぼ一定である場合であって、かつ、電池210の充電電圧が受電装置200に定電流制御される場合の所定の電圧値の半分よりも大きいと検出した場合、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を開始した状態でないと判定する。
また、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を完了させる状態であるか否かを受電装置200の充電状態を示す情報に含まれる電池210の充電電流を示す情報と、電池210の充電電圧を示す情報とを用いて判定してもよい。また、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を完了させる状態であるか否かを受電装置200の充電状態を示す情報に含まれる電池210の残容量を示す情報を用いて判定してもよい。例えば、電池210の充電電圧がほぼ一定である場合、かつ、電池210の充電電流が受電装置200に定電圧制御される場合の所定の電流値の半分以下であると検出した場合、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を完了させる状態であると判定する。電池210の充電電圧がほぼ一定である場合であり、かつ、電池210の充電電流が受電装置200に定電圧制御される場合の所定の電流値の半分よりも大きいと検出した場合、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を完了させる状態でないと判定する。また、例えば、電池210の残容量が満充電状態である場合に対して80%以上の容量に達した場合、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を完了させる状態であると判定してもよい。また、電池210の残容量が満充電状態である場合に対して80%よりも低い容量である場合、CPU105は、受電装置200が電池210の充電を完了させる状態でないと判定してもよい。
CPU105によって、受電装置200に送信する電力を低くすると判定された場合(S404でYES)、本フローチャートは、S404からS405に進む。CPU105によって、受電装置200に送信する電力を低くしないと判定された場合(S404でNO)、本フローチャートは、S404からS406に進む。
S405において、CPU105は、S304の処理と同様にRAM107に記録されているQ1値を下げるための処理を行う。Q1値を下げるための処理が行われた場合、本フローチャートは終了する。
S406において、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値を上げるための処理を行う。なお、RAM107に記録されているQ1値を上げるための処理については後述する。CPU105によって、Q1値を上げるための処理が行われた場合、本フローチャートは終了する。
S404における受電装置200に送信する電力を低くするか否かの判定は、受電装置200に送信する電力を低くするように要求するためのコマンドを受電装置200から変復調回路104が受信したか否かに応じて行われてもよいものとする。この場合、変復調回路104が受電装置200に送信する電力を低くするように要求するためのコマンドを受電装置200から受信した場合、CPU105は、受電装置200に送信する電力を低くすると判定するようにする。また、この場合、変復調回路104が受電装置200に送信する電力を低くするように要求するためのコマンドを受電装置200から受信しなかった場合、CPU105は、受電装置200に送信する電力を低くしない、つまり高くすると判定するようにする。
実施例1において、図3に示された給電処理のS304において給電装置100によって行われるRAM107に記録されているQ1値を下げるための処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。
Q1値を下げるための処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。
S501において、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値が所定値A1以下になるようにスイッチ304を制御する。例えば、スイッチ304が抵抗308aに接続されている場合、CPU105は、スイッチ304が抵抗308aから抵抗308bに接続させるようにスイッチ304を制御する。
また、すでにRAM107に記録されているQ1値が所定値A1以下である場合は、スイッチ304の接続を切り替えないように制御する。Q1値が所定値A1以下になるようにスイッチ304を制御された場合、本フローチャートはS501からS502に進む。
S502において、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値が、所定値A1以下であり、かつ、所定値A2以上であるか否かを判定する。所定値A2は、給電装置100が受電装置200に対してコマンドを送信することができる場合の最小の閾値である。所定値A2はQ1値に対する閾値である。
給電装置100のRAM107に記録されているQ1値が所定値A1以下であり、かつ、給電装置100のQ1が所定値A2以上である場合、給電装置100はコマンドを送信することによって受電装置200と通信を行うことできる。しかし、給電装置100のRAM107に記録されているQ1値が所定値A1よりも大きい場合、給電装置100はコマンドを受電装置200に送信することができず、受電装置200と通信を行うことができない。同様に、給電装置100のRAM107に記録されているQ1値が所定値A2よりも小さい場合、給電装置100はコマンドを受電装置200に送信することができず、受電装置200と通信を行うことができない。
なお、所定値A1及び所定値A2は、あらかじめCPU105によってRAM107に設定されている値であってもよい。CPU105によって、Q1値が、所定値A1以下であり、かつ、所定値A2以上である値であると判定した場合(S502でYES)、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値を更新し、本フローチャートは終了する。CPU105によって、Q1値が、所定値A1以下でない場合(S502でNO)、本フローチャートはS502からS503に進む。CPU105によって、Q1値が、所定値A2以上でない場合(S502でNO)も同様に、本フローチャートはS502からS503に進む。
S503において、CPU105は、Q1値が所定値A2以上になるようにスイッチ304を制御する。Q1値が所定値A2以上になるようにスイッチ304を制御された場合、本フローチャートはS503からS501に戻る。なお、S405において行われるQ1値を下げるための処理も同様の処理を行うものとする。
なお、CPU105は、受電装置200から取得した能力情報に含まれる給電装置100からのコマンドを受信する場合の最大のQ1値を示す情報に応じて、所定値A1を設定してもよいものとする。また、CPU105は、給電装置100が受電装置200にコマンドを送信する場合の最小のQ1値を示す情報に応じて所定値A2を設定してもよいものとする。
実施例1において、図4に示された給電処理のS406において給電装置100によって行われるRAM107に記録されているQ1値を上げるための処理について、図6のフローチャートを用いて説明する。
RAM107に記録されているQ1値を上げるための処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。
S601において、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値が所定値A1よりも高くなるようにスイッチ304を制御する。例えば、スイッチ304が抵抗308bに接続されている場合、CPU105は、スイッチ304が抵抗308bから抵抗308aに接続させるようにスイッチ304を制御する。
また、すでにRAM107に記録されているQ1値が所定値A1よりも高い場合は、スイッチ304の接続を切り替えないように制御する。RAM107に記録されているQ1値が所定値A1よりも高くなるようにスイッチ304が制御された場合、本フローチャートはS601からS602に進む。
S602において、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値が、所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きい値であるか否かを判定する。所定値A3は、受電装置200が給電装置100から受信できる最大の電力に対応する閾値である。
給電装置100のRAM107に記録されているQ1値が、所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きい場合、給電装置100は、受電装置200に充電のための大きい電力を受電装置200に送信できる。しかし、この場合、給電装置100は、受電装置200にコマンドを送信することができず、受電装置200に供給するための電力のみを受電装置200に送信する。給電装置100のRAM107に記録されているQ1値が所定値A1よりも小さい場合、給電装置100はコマンドを受電装置200に送信することができるが、受電装置200に充電のための大きい電力を受電装置200に送信することができない。このため、受電装置200では、電池210を充電するための効率が低下する。
給電装置100のRAM107に記録されているQ1値が所定値A3よりも大きい場合は、受電装置300が受信できる電力を超えているため、受電装置300が受信できない電力は余分に消費される。なお、所定値A3は、あらかじめCPU105によって設定されている値であってもよい。CPU105によって、Q1値が、所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きい値であると判定した場合(S602でYES)、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値を更新し、本フローチャートは終了する。
CPU105によって、Q1値が、所定値A3以下でない場合(S602でNO)、本フローチャートはS602からS603に進む。CPU105によって、Q1値が、所定値A1よりも大きくない場合(S602でNO)も同様に、本フローチャートはS602からS603に進む。
S603において、CPU105は、Q1値が所定値A3以下になるようにスイッチ304を制御する。Q1値が所定値A3以下になるようにスイッチ304を制御された場合、本フローチャートはS603からS601に戻る。なお、CPU105は、受電装置200がコマンドを受信せずに、給電装置100からの電力のみを受信する場合の最大のQ1値を示す情報に応じて、所定値A3を設定してもよいものとする。
(コマンド送信処理)
実施例1において、給電装置100によって行われるコマンド送信処理について、図7のフローチャートを用いて説明する。コマンド送信処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。
図7に示すコマンド送信処理は、図4の処理が行われた給電装置100において行われる処理である。なお、図7に示すコマンド送信処理は、図4の処理が給電装置100において行われた場合において、給電装置100がユーザによって操作されることにより、給電装置100が受電装置200にコマンドを送信する場合に行われてもよい。なお、コマンド送信処理がCPU105によって行われる場合、スイッチ301はコンデンサ305a及びコンデンサ305bのいずれかに接続され、スイッチ302はコンデンサ306a及びコンデンサ306bのいずれかに接続されるものとする。さらに、コマンド送信処理がCPU105によって行われる場合、整合回路103のスイッチ303は、コイル307a及びコイル307bのいずれかに接続され、スイッチ304は、抵抗308a及び抵抗308bのいずれかに接続されるものとする。
S701において、S301と同様にCPU105は、受電装置200に電力を送信するように、発振器101、電力送信回路102、整合回路103を制御する。この場合、本フローチャートはS701からS702に進む。なお、すでに受電装置200に電力が送信されている場合は、S701の処理を省略してもよい。
S702において、CPU105は、コマンドを送信する状態であるか否かを判定する。コマンドを送信する状態は、例えば、ユーザが給電装置100に対して操作を行い、特定のコマンドを受電装置200に送信するための指示がCPU105に入力された状態である。CPU105によって、コマンドを送信する状態でないと判定された場合(S702でNO)、本フローチャートはS702からS708に進む。CPU105によって、コマンドを送信する状態であると判定された場合(S702でYES)、本フローチャートはS702からS703に進む。
S703において、S303と同様にCPU105は、現在RAM107に記録されているQ1値が所定値A1よりも大きいか否かを判定する。CPU105によって、Q1値が所定値A1よりも大きいと判定された場合(S703でYES)、本フローチャートは、S703からS704に進む。CPU105によって、Q1値が所定値A1以下であると判定された場合(S703でNO)、本フローチャートは、S703からS705に進む。
S704において、S304と同様にCPU105は、コマンドを受電装置200に送信するためにRAM107に記録されているQ1値を下げるための処理を行う。CPU105によって、Q1値を下げるための処理が行われた場合、本フローチャートは、S704からS705に進む。
S705において、CPU105は、ユーザの給電装置100への操作に対応するコマンドを生成し、生成したコマンドを受電装置200に送信するように変復調回路104を制御する。コマンドが受電装置200に送信された場合、本フローチャートは、S705からS706に進む。なお、CPU105は、コマンドを受電装置200に送信してから経過した時間を計測するようにタイマー109を制御する。タイマー109で計測される時間はRAM107に記録される。なお、S705において、受電装置200に送信されるコマンドに第1のコマンド、第2のコマンド及び第3のコマンドは含まれないものとする。
S706において、CPU105は、S705において受電装置200に送信したコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したか否かを判定する。S706において受電装置200に送信したコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したと判定した場合(S706でYES)、CPU105は、変復調回路104から供給される応答信号に含まれている情報をRAM107に記録する。この場合(S706でYES)、本フローチャートは、S706からS708に進む。S705において受電装置200に送信したコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信していないと判定した場合(S706でNO)、CPU105は、本フローチャートは、S706からS707に進む。
S707において、CPU105は、S705でタイマー109により計測される時間が、所定の時間に達したか否かを判定する。CPU105によって、タイマー109により計測される時間が、所定の時間に達したと判定される場合(S707でYES)、本フローチャートは、S707からS708に進む。CPU105によって、タイマー109により計測される時間が、所定の時間に達していないと判定される場合(S707でNO)、本フローチャートは、S707からS706に戻る。
S708において、S406と同様にCPU105はQ1値を上げるための処理を行う。この場合、CPU105は、送信装置100と受電装置200との通信が完了したと判定し、送信装置100がコマンドを受電装置200にコマンドを送信せずに、充電のための電力のみを受電装置200に送信するようにする。CPU105によって、Q1値を上げるための処理が行われた場合、本フローチャートはS708からS709に進む。
S709において、CPU105は、受電装置200に電力を送信する処理を続けるか否かを判定する。CPU105は、受電装置200が給電装置100からの電力を受信できる範囲に存在しないと判定した場合、受電装置200に電力を送信する処理を続けない、つまり受電装置200に電力を送信する処理を停止すると判定する。また、CPU105は、受電装置200が充電を完了させたと判定した場合、受電装置200に電力を送信する処理を続けない、つまり受電装置200に電力を送信する処理を停止すると判定する。なお、CPU105は、受電装置200が充電を完了させたか否かの判定を受電装置200から電池210の充電が完了したこと示すコマンドを受信したか否かによって行ってもよい。また、CPU105は、受電装置200が充電を完了させたか否かの判定を給電装置100が受電装置200から取得した受電装置200の充電状態を示す情報によって行ってもよい。
また、CPU105は、受電装置200が給電装置100からの電力を受信できる範囲に存在すると判定し、かつ、受電装置200がまだ充電を行っていると判定した場合、受電装置200に電力を送信する処理を続けると判定する。
CPU105によって、受電装置200に電力を送信する処理を続けないと判定された場合(S709でNO)、本フローチャートはS709からS710に進む。
CPU105によって、受電装置200に電力を送信する処理を続けると判定された場合(S709でYES)、本フローチャートはS709からS701に戻る。また、CPU105は、複数の受電装置に対して電力を送信している場合、全ての受電装置が給電装置100からの電力を受信できる範囲に存在しないと判定した場合、複数の受電装置に電力を送信する処理を続けないと判定する。この場合、本フローチャートはS709からS710に進む。また、CPU105は、複数の受電装置に対して電力を送信している場合、少なくとも一つの受電装置が給電装置100からの電力を受信できる範囲に存在すると判定した場合、複数の受電装置に電力を送信する処理を続けると判定する。この場合、本フローチャートはS709からS701に戻る。
S710において、CPU105は、受電装置200への電力の送信を停止するように、発振器101、電力送信回路102、整合回路103を制御する。この場合、本フローチャートは終了する。
なお、コマンドを送信する状態は、CPU105が特定のコマンドを受電装置200に送信するように変復調回路104を制御するような状態であれば、ユーザが給電装置100に対して操作を行っていなくてもよい。
(コマンド受信処理)
実施例1において、受電装置200によって行われるコマンド受信処理について、図8のフローチャートを用いて説明する。コマンド受信処理は、CPU205がROM206に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。図8に示すコマンド受信処理は、受電装置200が給電装置100から送信される電力を受信できる範囲に存在する場合に行われる処理である。
電池210が受電装置200に装着されている場合、CPU205は、受電装置200が給電装置100からの電力によって、電池210を充電できるか否かを判定する。そこで、S801において、CPU205は、給電装置100から送信された電力を受電アンテナ201を介して整流平滑回路203が受信したか否かを判定する。CPU205は、給電装置100から送信された電力を整流平滑回路203が受電アンテナ201を介して受信していないと判定した場合(S801でNO)、本フローチャートは、S801からS814に進む。CPU205は、給電装置100から送信された電力を整流平滑回路203が受電アンテナ201を介して受信したと判定した場合(S801でYES)、本フローチャートは、S801からS802に進む。
S802において、CPU205は、充電制御部209から供給される電池210の残容量を示す情報から電池210が満充電状態であるか否かを判定する。CPU205によって、電池210が満充電状態であると判定された場合(S802でYES)、本フローチャートはS802からS813に進む。CPU205によって、電池210が満充電状態でないと判定された場合(S802でNO)、本フローチャートはS802からS803に進む。
S803において、CPU205は、整流平滑回路203が受信した電力をレギュレータ208を介して充電制御部209に供給するように整流平滑回路203を制御し、電池210の充電を開始するように充電制御部209を制御する。電池210の充電が開始された場合、本フローチャートはS803からS804に進む。
S804において、CPU205は、給電装置100から送信されたコマンドを変復調回路204が受信したか否かを判定する。CPU205によって、給電装置100から送信されたコマンドを変復調回路204が受信していないと判定された場合(S804でNO)、本フローチャートはS804からS801に戻る。CPU205によって、給電装置100から送信されたコマンドを変復調回路204が受信したと判定された場合(S804でYES)、本フローチャートはS804からS805に進む。
S805において、CPU205は、変復調回路204が受信したコマンドを解析するように変復調回路204を制御する。この場合、本フローチャートはS805からS806に進む。コマンドの解析が完了した場合、変復調回路204は解析結果をCPU205に供給する。
S806において、CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果から変復調回路204が受信したコマンドが第1のコマンドであるか否かを判定する。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第1のコマンドでないと判定された場合(S806でNO)、本フローチャートはS806からS808に進む。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第1のコマンドであると判定された場合(S806でYES)、本フローチャートはS806からS807に進む。
S807において、CPU205は、第1の応答信号を給電装置100に送信するように変復調回路204を制御する。CPU205は、ROM206に記録されている受電装置200の識別IDや、装置名、製造者名等の識別情報を読み出し、これらの情報を含む識別情報を第1の応答信号として給電装置100に送信するための負荷変調を行うように変復調回路204を制御する。第1の応答信号が給電装置100に送信された場合、本フローチャートはS807からS801に戻る。
S808において、CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果から変復調回路204が受信したコマンドが第2のコマンドであるか否かを判定する。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第2のコマンドでないと判定された場合(S808でNO)、本フローチャートはS808からS810に進む。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第2のコマンドであると判定された場合(S808でYES)、本フローチャートはS808からS809に進む。
S809において、CPU205は、第2の応答信号を給電装置100に送信するように変復調回路204を制御する。CPU205は、ROM206に記録されている受電装置200の能力情報を読み出し、能力情報を第2の応答信号として給電装置100に送信するための負荷変調を行うように変復調回路204を制御する。第2の応答信号が給電装置100に送信された場合、本フローチャートはS809からS801に戻る。
S810において、CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果から変復調回路204が受信したコマンドが第3のコマンドであるか否かを判定する。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第3のコマンドでないと判定された場合(S810でNO)、本フローチャートはS810からS812に進む。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第3のコマンドであると判定された場合(S810でYES)、本フローチャートはS810からS811に進む。
S811において、CPU205は、第3の応答信号を給電装置100に送信するように変復調回路204を制御する。CPU205は、電池210の残容量を示す情報、電池210の充電電流を示す情報及び電池210の充電電圧を示す情報を含む受電装置200の充電状態を示す情報を充電制御部209に要求する。充電制御部209からCPU205に受電装置200の充電状態を示す情報が供給された場合、CPU205は、受電装置200の充電状態を示す情報を第3の応答信号として給電装置100に送信するための負荷変調を行うように変復調回路204を制御する。第3の応答信号が給電装置100に送信された場合、本フローチャートはS811からS801に戻る。なお、受電装置200の充電状態を示す情報がRAM207に記録されている場合、CPU205は、RAM207にから読み出した受電装置200の充電状態を示す情報を第3の応答信号として給電装置100に送信する。なお、CPU205が電池210の充電を行うように充電制御部209を制御していない場合、CPU205は、第3の応答信号を送信しないように変復調回路204を制御してもよい。また、受電装置200に電池210が装着されていない場合、第3の応答信号を送信しないように変復調回路204を制御するようにしてもよい。
S812において、CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果に応じた処理を行う。CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果から変復調回路204が受信したコマンドを判定し、変復調回路204が受信したコマンドに対応する応答信号を給電装置100に送信するように変復調回路204を制御する。この場合、本フローチャートはS812からS801に戻る。
S813において、CPU205は、整流平滑回路203が受信した電力をレギュレータ208を介して充電制御部209に供給しないように整流平滑回路203を制御し、電池210の充電を停止するように充電制御部209を制御する。この場合、本フローチャートはS813からS804に進む。
S814において、S813と同様にCPU205は、整流平滑回路203が受信した電力をレギュレータ208を介して充電制御部209に供給しないように整流平滑回路203を制御し、電池210の充電を停止するように充電制御部209を制御する。この場合、本フローチャートは終了する。
このように、実施例1において、給電装置100がコマンドを受電装置200に送信する場合、他の装置にコマンドを送信せず、電力を送信している場合であっても、給電装置100のQ1値が、受電装置200にコマンドを送信するための値になるように制御する。これにより、他の装置に送信する電力を小さくしつつ、受電装置200とコマンドを用いて通信を行うことができるようになる。
また、給電装置100は、受電装置200の充電状態に応じて、給電装置100のQ1値を制御し、受電装置200に送信する電力を制御する。これにより、受電装置200とコマンドを用いて通信しながら、受電装置200に電力を送信するか、受電装置200にコマンドを送信できないが、受電装置200の充電の効率を低下させないように電力を送信するかの給電装置100の状態を制御できる。
また、給電装置100は、受電装置200にコマンドを送信した場合に、受電装置200からの応答信号を受信した場合、給電装置100のQ1値が、受電装置200の充電の効率を低下させないような電力を送信するための値になるように制御する。これにより、受電装置200とコマンドを用いて通信を行うことができないが、受電装置200の充電の効率を低下させないように電力を送信することができる。
なお、実施例1に係る給電装置100は、受電装置200と負荷変調の通信方式によって通信を行うようにしたが、これに限られないものとする。給電装置100は、例えば、IEEE802.11a,b,g等の無線LAN通信規格の通信方式を用いて受電装置200と通信を行うものであっても良い。
なお、給電装置100の整合回路103は、図2に示したような回路にしたが、これに限られないものとする。給電装置100の整合回路103は、例えば図9に示すような回路にであってもよいものとする。
図9に示される整合回路103は、スイッチ301、コンデンサ305a及びコンデンサ305bの代わりに可変コンデンサ311を有し、スイッチ302、コンデンサ306a及びコンデンサ306の代わりに可変コンデンサ312を有している。さらに、図9に示される整合回路103は、スイッチ303、コイル307a及びコイル307bの代わりに可変コイル313を有し、スイッチ304、抵抗308a及び抵抗308bの代わりに可変抵抗314を有している。
なお、可変コンデンサ311と、可変コンデンサ312はインピーダンスの整合を行うためのコンデンサであり、可変コンデンサ312は共振周波数fを調整するためのコンデンサでもある。なお、CPU105は、整合回路103のキャパシタンスC1の値を変更するためにモータやバリキャップによって可変コンデンサ311及び可変コンデンサ312を制御する。可変コイル313は共振周波数fを調整するためのコイルである。なお、CPU105は、整合回路103のインダクタンスL1の値を変更するためにモータ等によって可変コイル313を制御する。可変抵抗314はQ1値を調整するために使用するダンピング抵抗である。なお、CPU105は、抵抗のインピーダンスR1の値を変更するためにデジタルポテンショメータ等によって可変抵抗314を制御する。なお、可変抵抗314を給電アンテナ108に対して並列接続にしたが、給電アンテナ108に対して直列接続されていても良いものとする。
なお、実施例1において、S304、S405及びS704の処理は、図5に示されたQ1値を下げるための処理と同一の処理であるものとする。また、実施例1において、S406及びS708の処理は、図6に示されたQ1値を上げるための処理と同一の処理であるものとする。
給電装置100の整合回路103が図9に示される整合回路103である場合について説明する。S304、S405及びS704において、Q1値を下げるための処理をCPU105が行うときは、CPU105はQ1値が、所定値A1以下であり、かつ、所定値A2以上である値になるように可変抵抗314の値を制御するようにする。また、S406及びS708において、Q1値を上げるための処理をCPU105が行うときは、CPU105はQ1値が、所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きい値になるように可変抵抗314の値を制御するようにする。
[実施例2]
実施例1では、Q1値を上げる場合、整合回路103の抵抗のインピーダンスR1の値を大きくするように整合回路103を制御する例について説明した。さらに、実施例1では、Q1値を下げる場合、整合回路103の抵抗のインピーダンスR1の値を小さくするように整合回路103を制御する例について説明した。それに対して、実施例2では、Q1値を変更する場合、整合回路103のキャパシタンスC1の値及びインダクタンスL1を変更するように整合回路103を制御する例について説明を行う。
なお、実施例2における給電装置100及び受電装置200は実施例1と同様であるため、説明を省略する。なお、給電装置100が行う図3に示す給電処理、図4に示す給電制御処理、図7に示すコマンド送信処理についても、同様な処理については説明を省略し、異なる処理について説明する。なお、受電装置200が行う図8に示すコマンド受信処理も実施例1と同様であるため、説明を省略する。
実施例2において、給電処理におけるS304においてCPU105が行うRAM107に記録されているQ1値を下げるための処理を図10のフローチャートを用いて説明する。図10に示されるQ1値を下げるための処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。
S1001において、CPU105は、Q1値が所定値A1以下になるようにスイッチ301及びスイッチ302を制御する。また、すでにQ1値がC1以下である場合は、スイッチ301及びスイッチ302の接続を切り替えないように制御する。Q1値が所定値A1以下になるようにスイッチ301及びスイッチ302が制御された場合、本フローチャートはS1001からS1002に進む。S1001の処理によって、Q1値が所定値A1以下になるようにスイッチ301及び302を制御された場合、整合回路103のキャパシタンスC1の値は、S1001の処理が行われる前よりも大きくなる。このことによって、共振周波数fも変化してしまう場合がある。そこで、S1002において、CPU105は、共振周波数fをS1001の処理が行われる前のRAM107に記録されている共振周波数fに保持するために、スイッチ303を制御することによって、インダクタンスL1の値を調整する。共振周波数fが一定になるようにスイッチ303が制御された場合、本フローチャートはS1001からS1002に進む。
S1003において、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値が、所定値A1以下であり、かつ、所定値A2以上であるか否かを判定する。CPU105によって、Q1値が、所定値A1以下であり、かつ、所定値A2以上であると判定された場合(S1003でYES)、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値を更新し、本フローチャートは終了する。
CPU105によって、Q1値が、所定値A1以下でないと判定された場合(S1003でNO)、本フローチャートはS1003からS1004に進む。CPU105によって、Q1値が、所定値A2以上でないと判定さされた場合(S1004でNO)も同様に、本フローチャートはS1003からS1004に進む。
S1004において、CPU105は、Q1値が所定値A2以上になるようにスイッチ301及びスイッチ302を制御する。Q1値が所定値A2以上になるようにスイッチ301及びスイッチ302が制御された場合、本フローチャートはS1004からS1001に戻る。
なお、S405及びS704において行われるQ1値を下げるための処理も図10に示されるQ1値を下げるための処理と同様の処理を行うものとする。
実施例2において、給電制御処理におけるS406においてCPU105が行うQ1値を上げるための処理を図11のフローチャートを用いて説明する。図11に示されるQ1値を上げるための処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。
S1101において、CPU105は、Q1値が所定値A1よりも大きくなるようにスイッチ301及び302を制御する。また、すでにQ1値が所定値A1よりも大きい値である場合は、スイッチ301及びスイッチ302の接続を切り替えないように制御する。Q1値が所定値A1よりも大きくなるようにスイッチ301及びスイッチ302が制御された場合、本フローチャートはS1101からS1102に進む。
S1101の処理によって、Q1値が所定値A1よりも大きくになるようにスイッチ301及びスイッチ302を制御された場合、整合回路103のキャパシタンスC1の値は、S1001の処理が行われる前よりも小さくなる。このことによって、RAM107に記録される共振周波数fも変化してしまう場合がある。
そこで、S1102において、CPU105は、共振周波数fをS1101の処理が行われる前の共振周波数fに保持するようにするために、スイッチ303を制御することによって、整合回路103のインダクタンスL1の値を調整する。RAM107に記録されている共振周波数fが一定になるようにスイッチ303が制御された場合、本フローチャートはS1102からS1103に進む。
S1103において、CPU105は、Q1値が、所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きい値であるか否かを判定する。CPU105によって、Q1値が、所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きいと判定された場合(S1103でYES)、CPU105は、RAM107に記録されているQ1値を更新し、本フローチャートは終了する。
CPU105によって、Q1値が、所定値A3以下でない場合(S1103でNO)、本フローチャートはS1103からS1104に進む。CPU105によって、Q1値が、所定値A1以下である場合(S1103でNO)も同様に、本フローチャートはS1103からS1104に進む。
S1104において、CPU105は、Q1値が所定値A3以下になるようにスイッチ301及びスイッチ302を制御する。Q1値が所定値A1以下になるようにスイッチ301及びスイッチ302が制御された場合、本フローチャートはS1104からS1001に戻る。
なお、S708において行われるQ1値を下げるための処理も図11に示されるQ1値を上げるための処理と同様の処理を行うものとする。
S1002及びS1102において、CPU105は、RAM107に記録された共振周波数fを一定にするために整合回路103のインダクタンスLの値を調整するためにスイッチ303を制御するようにした。この場合、整合回路103のキャパシタンスC1の値に対して共振周波数fを一定にするための整合回路103のインダクタンスL1の値をROM106にあらかじめ記録しておくものとする。これによって、CPU105は、整合回路103のキャパシタンスC1の値と、ROM106に記録されている共振周波数fを一定にするための整合回路103のインダクタンスL1の値とに応じて、共振周波数fを一定にする。
実施例2において、整合回路103が図9に示される整合回路103である場合について説明を行う。
S304、S405及びS704において、Q1値を下げるための処理をCPU105が行うときは、CPU105はQ1値が所定値A1以下であり、かつ、所定値A2以上になるように可変コンデンサ312の値を制御する。さらに、この場合、共振周波数fを一定にするために、CPU105は、可変コイル313の値も制御するようにする。
また、S406及びS708において、Q1値を上げるための処理をCPU105が行うときは、CPU105は、Q1値が所定値A3以下であり、かつ、所定値A1よりも大きくなるように可変コンデンサ312の値を制御する。さらに、この場合も、共振周波数fを一定にするために、CPU105は、可変コイル313の値も制御するようにする。
なお、実施例2では、Q1値を変更するために、整合回路103のキャパシタンスC1の値を変更した後に、共振周波数fを調整するために整合回路103のインダクタンスL1の値を調整するようにしたが、これに限られないものとする。例えば、Q1値を変更するために、整合回路103のインダクタンスL1の値を変更した後に、共振周波数fを調整するために整合回路103のキャパシタンスC1の値を調整するようにしてもよい。この場合、整合回路103のインダクタンスL1の値に対して共振周波数fを一定にするための整合回路103のキャパシタンスC1の値をROM106にあらかじめ記録しておくものとする。
また、実施例2における給電装置100は、図10のQ1値を下げるための処理及び図11のQ1を上げるための処理以外の処理は、実施例1で行われる処理と同様の処理を行うので、実施例2は、実施例1と同様な効果を得ることができる。また、CPU105は、実施例1で行われるQ1値を下げるための処理と、実施例2で行われるQ1値を下げるための処理とを組み合わせて行うことによって、Q1値を制御してもよいものとする。同様にCPU105は、実施例1で行われるQ1値を上げるための処理と、実施例2で行われるQ1値を上げるための処理とを組み合わせて行うことによって、Q1値を制御してもよいものとする。
[実施例3]
実施例1では、給電装置100が受電装置200に送信する電力を制御するために給電装置100のQ1値を制御する例について説明した。それに対して、実施例3では、給電装置100から受電装置200が受信する電力を制御するために、受電装置200のQ2値を制御する例について説明を行う。
なお、実施例3における給電装置100及び受電装置200の構成で実施例1と共通する箇所については、説明を省略し、異なる箇所について説明を行う。なお、給電装置100が行う図3に示す給電処理、図4に示す給電制御処理についても、実施例1と同様に行われるものとする。共通する処理については説明を省略し、異なる処理について説明を行うものとする。
なお、実施例3で行われるQ1値を上げるための処理及びQ1値を下げるための処理は、実施例1で行われるQ1値を上げるための処理及びQ1値を下げるための処理と同様な処理を行ってもよい。また、実施例3で行われるQ1値を上げるための処理及びQ1値を下げるための処理は、実施例2で行われるQ1値を上げるための処理及びQ1値を下げるための処理と同様な処理を行ってもよい。
実施例3における受電装置200のCPU205は、給電装置100から送信された電力に対してどれくらいの電力を受信するのかを制御するためにQ2値を変更するように整合回路202を制御することができる。Q2値は、Q1と同様に給電装置100側での共振の特性を示す値であって、かつ、共振周波数fのピークの鋭さを示す値であり、RAM207に記録されている。なお、共振周波数fは、下記の数式(3)によって示されるものとする。L2は、整合回路202のインダクタンス、C2は整合回路202のキャパシタンスを示す。なお、共振周波数fの値もQ2値とともにRAM207に記録される。
また、Q2値は、給電装置100から送信された電力に対してどれくらいの電力を受信するのかを制御するために受電装置200に用いられる値である。なお、Q2値は次式で定義される。R2は整合回路202の抵抗のインピーダンスを示し、L2は整合回路202のインダクタンスを示し、C2は整合回路202のキャパシタンスを示す。
抵抗のインピーダンスR2の値が大きくなった場合、Q2値は小さくなり、抵抗のインピーダンスR2の値が小さくなった場合、Q2値は大きくなる。また、キャパシタンスC2の値が大きくなった場合、Q2値は小さくなり、キャパシタンスC2の値が小さくなった場合、Q2値は大きくなる。また、インダクタンスL2の値が小さくなった場合、Q2値は小さくなり、インダクタンスL2の値が大きくなった場合、Q2値は大きくなる。
図12に実施例3における受電装置200の整合回路202の構成を示す。
図12に示される整合回路202は、抵抗604a、抵抗604b、コイル605a、コイル605b、コンデンサ606a及びコンデンサ606bを有する。さらに、図12に示される整合回路202は、受電アンテナ201と整流平滑回路203とのインピーダンスの整合を行うために、スイッチ601、スイッチ602及びスイッチ603を有する。
抵抗604aは、抵抗604bよりもインピーダンスの値が大きい抵抗である。
コイル605a及びコイル605bは、数式(3)によって求められる共振周波数fを調整するためのコイルである。コイル605aは、コイル605bよりもインダクタンスの値が大きいコイルである。
コンデンサ606a及びコンデンサ606bは、数式(3)によって求められる共振周波数fを調整するためのコンデンサである。コンデンサ606aは、コンデンサ606bよりもキャパシタンスの値が大きいコンデンサである。
スイッチ601は、抵抗604aと抵抗604bとを択一的に切り替えるスイッチである。スイッチ602は、コイル605aとコイル605bとを択一的に切り替えるスイッチである。スイッチ603は、コンデンサ606aとコンデンサ606bとを択一的に切り替えるスイッチである。
スイッチ601〜603は、択一的に端子を切り替えるスイッチとしたが、これに限られないものとする。例えば、スイッチ601〜603は、リレースイッチでもよく、ICにあらかじめ含まれているスイッチを利用するものであってもよい。なお、スイッチ601〜603は、CPU205により制御される。また、整合回路202は、コンデンサ606a及びコンデンサ606bを有しているが、これ以外にさらにコンデンサを有していてもよい。同様に、整合回路202は、コイル605aおよびコイル605b以外にもさらにコイルを有していてもよく、抵抗604a及び抵抗604b以外にさらに抵抗を有していてもよいものとする。また、抵抗604a及び抵抗604bは受電アンテナ201に対して並列に接続されているが、受電アンテナ201に対して直列に接続されていてもよい。
(コマンド送信処理)
実施例3において、給電装置100によって行われるコマンド送信処理について、図13のフローチャートを用いて説明する。実施例3のコマンド送信処理は、CPU105がROM106に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。
図13に示すコマンド送信処理は、図3の処理が行われた場合に、給電装置100において行われる処理である。なお、図13に示すコマンド送信処理は、給電装置100がユーザによって操作されることにより、給電装置100が受電装置200にコマンドを送信する場合に行われてもよい。なお、コマンド送信処理がCPU105によって行われる場合、スイッチ301はコンデンサ305a及びコンデンサ305bのいずれかに接続され、スイッチ302はコンデンサ306a及びコンデンサ306bのいずれかに接続されるものとする。さらに、コマンド送信処理がCPU105によって行われる場合、整合回路103のスイッチ303は、コイル307a及びコイル307bのいずれかに接続され、スイッチ304は、抵抗308a及び抵抗308bのいずれかに接続されるものとする。
図13に示すコマンド送信処理のS1301〜S1304までの処理は、図7に示すコマンド送信処理のS701〜S704までの処理と同様な処理を行うので、説明を省略する。さらに、図13に示すコマンド送信処理のS1307〜S1310までの処理は、図7に示すコマンド送信処理のS707〜S710までの処理と同様な処理を行うので、説明を省略する。
S1305において、CPU105は、受電装置200のQ2値を制御するためのコマンドを生成し、生成した受電装置200のQ2値を制御するためのコマンドを受電装置200に送信するように変復調回路104を制御する。なお、以下、受電装置200のQ2値を制御するためのコマンドを「第4のコマンド」と呼ぶ。
第4のコマンドには、所定の時間Tcが経過するまでの間、Q2値を下げるように受電装置200を制御するための情報と、所定の時間Tqが経過するまでの間、Q2値を上げるように受電装置200を制御するための情報とが含まれている。なお、第4のコマンドには、所定の時間Tcを示す情報と所定の時間Tqを示す情報とが含まれている。
なお、所定の時間Tcと所定の時間Tqとは異なる時間であっても、一致する時間であってもよいものとする。なお、所定の時間Tcと所定の時間Tqとは、あらかじめROM106に記録されているものとする。
第4のコマンドが受電装置200に送信された場合、本フローチャートは、S1305からS1306に進む。なお、CPU105は、第4のコマンドを受電装置200に送信してから経過した時間を計測するようにタイマー109を制御する。タイマー109で計測される時間はRAM107に記録される。
S1306において、CPU105は、S1305において受電装置200に送信した第4のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したか否かを判定する。S1305において受電装置200に送信した第4のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信したと判定した場合(S1306でYES)、CPU105は、変復調回路104から供給される応答信号に含まれている情報をRAM107に記録する。この場合(S1306でYES)、本フローチャートは、S1306からS1311に進む。S1305において受電装置200に送信した第4のコマンドに対応する応答信号を変復調回路104が受信していないと判定した場合(S1306でNO)、CPU105は、本フローチャートは、S1306からS1307に進む。なお、第4のコマンドに対応する応答信号を以下「第4の応答信号」と呼ぶ。
S1311において、CPU105は、第4の応答信号を受信してから経過した時間tを計測するようにタイマー109を制御する。なお、S1305で第4のコマンドを受電装置200に送信してから経過した時間を計測するようにタイマー109が制御されている場合は、RAM107に記録され、タイマー109によって計測された時間をリセットしてからS1311の処理を行うようにする。
タイマー109で計測される時間tはRAM107に記録される。この場合、本フローチャートは、S1311からS1312に進む。
S1312において、CPU105は、Q1値を下げるための処理を行う。S1312でQ1値を下げるための処理が行われた場合、本フローチャートはS1312からS1313に進む。
S1313において、CPU105は、S1311でタイマー109により計測される時間tが、所定の時間Tcに達したか否かを判定する。CPU105によって、タイマー109により計測される時間tが、所定の時間Tcに達したと判定される場合(S1313でYES)、本フローチャートは、S1313からS1314に進む。CPU105によって、タイマー109により計測される時間tが、所定の時間Tcに達していないと判定される場合(S1313でNO)、本フローチャートは、S1313からS1313に戻る。この場合、CPU105は、第4の応答信号を受信してから所定の時間Tcが経過するまでの間、給電装置100はコマンドを受電装置200に送信することによって受電装置200と通信を行えるようにする。そのため、CPU105は、第4の応答信号を受信してから所定の時間Tcが経過するまでの間、受電装置200による充電の効率を低下させてしまうが、受電装置200にコマンドを送信することによって、受電装置200を制御することができる。
S1314において、CPU105は、タイマー109により計測される時間tが所定の時間Tcに達したと判定されてから経過した時間sを計測するようにタイマー109を制御する。なお、S1311において、S1305で第4の応答信号を受電装置200から受信してから経過した時間tを計測するようにタイマー109が制御されている場合は、RAM107に記録された計測した時間tをリセットしてからS1314の処理を行うようにする。なお、タイマー109で計測される時間sはRAM107に記録される。この場合、本フローチャートは、S1314からS1315に進む。
S1315において、CPU105は、Q1値を上げるための処理を行う。S1315でQ1値を上げるための処理が行われた場合、本フローチャートはS1315からS1316に進む。
S1316において、CPU105は、S1314でタイマー109により計測される時間sが、所定の時間Tqに達したか否かを判定する。CPU105によって、タイマー109により計測される時間sが、所定の時間Tqに達したと判定される場合(S1316でYES)、本フローチャートは、S1316からS1309に進む。CPU105によって、タイマー109により計測される時間sが、所定の時間Tqに達していないと判定される場合(S1316でNO)、本フローチャートは、S1316からS1316に戻る。この場合、CPU105は、所定の時間Tcが経過してから所定の時間Tcが経過するまでの間、給電装置100はコマンドを受電装置200に送信せずに、受電装置200に送信する電力を大きくすることで、受電装置200による充電の効率を高くするようにする。そのため、CPU105は、所定の時間Tcが経過してから所定の時間Tcが経過するまでの間、受電装置200にコマンドを送信することはできないが、受電装置200による充電の効率を高くするように制御することができる。
(コマンド受信処理)
実施例3において、受電装置200によって行われるコマンド受信処理について、図14のフローチャートを用いて説明する。実施例3のコマンド受信処理は、CPU205がROM206に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。図14に示すコマンド受信処理は、受電装置200が給電装置100から送信される電力を受信できる範囲に存在する場合に行われる処理である。なお、コマンド受信処理がCPU205によって行われる場合、整合回路202のスイッチ601は抵抗604a及び抵抗604bのいずれかに接続され、スイッチ602はコイル605a及びコイル605bのいずれかに接続されるものとする。さらに、コマンド受信処理がCPU205によって行われる場合、整合回路202のスイッチ603は、コンデンサ606a及びコンデンサ606bのいずれかに接続されるものとする。
図14に示すコマンド受信処理のS1401〜S1411までの処理は、図8に示すコマンド送信処理のS801〜S811までの処理と同様な処理を行うので、説明を省略する。さらに、図14に示すコマンド受信処理のS1415〜S1417の処理は、図7に示すコマンド受信処理のS812〜S814までの処理と同様な処理を行うので、説明を省略する。
S1410において、CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第3のコマンドでないと判定された場合(S1410でNO)、本フローチャートはS1410からS1412に進む。
S1412において、CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果から変復調回路204が受信したコマンドが第4のコマンドであるか否かを判定する。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第4のコマンドでないと判定された場合(S1412でNO)、本フローチャートはS1412からS1415に進む。CPU205によって、変復調回路204が受信したコマンドが第4のコマンドであると判定された場合(S1412でYES)、本フローチャートはS1412からS1413に進む。
S1413において、CPU205は、第4の応答信号を給電装置100に送信するように変復調回路204を制御する。CPU205は、第4のコマンドによって指示された動作に対して肯定を示す情報を第4の応答信号として給電装置100に送信するための負荷変調を行うように変復調回路204を制御する。第4の応答信号が給電装置100に送信された場合、本フローチャートはS1413からS1414に進む。
S1414において、CPU205は、S1405において変復調回路204から供給された解析結果から取得した第4のコマンドに含まれる情報を用いて、後述の受電制御処理を行う。CPU205によって、受電制御処理が行われた場合、本フローチャートは、S1414からS1401に戻る。
(受電制御処理)
実施例3において、受電装置200によって行われる受電制御処理について、図15のフローチャートを用いて説明する。実施例3の受電制御処理は、CPU205がROM206に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。なお、充電制御処理がCPU205によって行われる場合、整合回路202のスイッチ601は抵抗604a及び抵抗604bのいずれかに接続され、スイッチ602はコイル605a及びコイル605bのいずれかに接続されるものとする。さらに、充電制御処理がCPU205によって行われる場合、整合回路202のスイッチ603は、コンデンサ606a及びコンデンサ606bのいずれかに接続されるものとする。
S1501において、CPU205は、第4の応答信号を送信してから経過した時間rを計測するようにタイマー211を制御する。なお、すでにタイマー211が時間を計測するように制御されている場合は、RAM107に記録された計測した時間をリセットしてからS1501の処理を行うようにする。
タイマー211で計測される時間rはRAM207に記録される。この場合、本フローチャートは、S1501からS1502に進む。
S1502において、CPU205は、Q2値を下げるための処理を行う。S1502で行われるQ2値を下げるための処理は、実施例1や実施例2において、給電装置100によって行われるQ1値を下げるための処理と同様な処理であってもよい。この場合、例えば、整合回路202のスイッチ601が抵抗604bに接続されている場合は、CPU205は、スイッチ601が抵抗604bから抵抗604aに接続されるようにスイッチ601を制御する。このことによって、整合回路202の抵抗のインピーダンスR2の値を大きし、CPU205は、Q2値を下げることができる。
また、例えば、整合回路202のスイッチ602がコイル605aに接続されている場合は、CPU205は、スイッチ602がコイル605aからコイル605bに接続されるようにスイッチ602を制御する。このことによって、整合回路202のインダクタンスL2の値を小さくし、CPU205は、Q2値を下げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のインダクタンスL2の値が変更された場合、共振周波数fを一定にするようにキャパシタンスC2の値も調整する処理を行う。
また、整合回路202のスイッチ603がコンデンサ606bに接続されている場合は、CPU205は、スイッチ603がコンデンサ606bからコンデンサ606aに接続されるようにスイッチ603を制御する。このことによって、整合回路202のキャパシタンスC2の値を大きくし、CPU205は、Q2値を下げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のキャパシタンスC2の値が変更された場合、共振周波数fを一定にするようにインダクタンスL2の値も調整する処理を行う。
CPU205は、S1502において、Q2値が、受電装置200が給電装置100からコマンドを受信でき、受信したコマンドに対する応答信号を給電装置100に送信できるような値になるように整合回路202を制御する。
なお、この場合、Q2値は、Q1値と異なる値であってもよく、Q1値と一致する値であってもよい。S1502でQ2値を下げるための処理が行われた場合、本フローチャートはS1502からS1503に進む。
S1503において、CPU205は、S1501でタイマー211により計測される時間rが、所定の時間Tcに達したか否かを判定する。なお、所定の時間Tcは、変復調回路204によって解析された第4のコマンドに含まれる情報から受電装置200が取得した情報であり、第4のコマンドが変復調回路204によって解析された後、RAM207に記録される。
CPU205によって、タイマー211により計測される時間rが、所定の時間Tcに達したと判定される場合(S1503でYES)、本フローチャートは、S1503からS1504に進む。CPU205によって、タイマー211により計測される時間rが、所定の時間Tcに達していないと判定される場合(S1503でNO)、本フローチャートは、S1503からS1503に戻る。この場合、CPU205は、所定の時間Tcが経過するまでの間、受電装置200と給電装置100とが通信を行えるようにQ2値を下げた状態になるようにする。
この場合、CPU205は、第4の応答信号を送信してから所定の時間Tcが経過するまでの間、受電装置200は給電装置100から送信されたコマンドを受信することによって給電装置100と通信を行えるようにする。そのため、CPU205は、第4の応答信号を送信してから所定の時間Tcが経過するまでの間、給電装置100から送信される電力を受信する効率を低下させてしまうが、給電装置100とコマンドによって、通信を行うことができる。
S1504において、CPU205は、タイマー211により計測される時間rが所定の時間Tcに達したと判定されてから経過した時間qを計測するようにタイマー211を制御する。なお、すでにタイマー211が時間を計測するように制御されている場合は、RAM107に記録された計測した時間をリセットしてからS1504の処理を行うようにする。なお、タイマー211で計測される時間qはRAM107に記録される。この場合、本フローチャートは、S1504からS1505に進む。
S1505において、CPU205は、Q2値を上げるための処理を行う。S1505で行われるQ2値を上げるための処理は、実施例1や実施例2において、給電装置100によって行われるQ1値を上げるための処理と同様な処理であってもよい。例えば、整合回路202のスイッチ601が抵抗604aに接続されている場合は、CPU205は、スイッチ601が抵抗604aから抵抗604bに接続されるようにスイッチ601を制御し、整合回路202の抵抗のインピーダンスR2の値を小さくする。これにより、CPU205は、Q2値を上げることができる。
また、整合回路202のスイッチ602がコイル605bに接続されている場合は、CPU205は、スイッチ602がコイル605bからコイル605aに接続されるようにスイッチ602を制御し、整合回路202のインダクタンスL2の値を大きくする。これにより、CPU205は、Q2値を上げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のインダクタンスL2の値が変更された場合、共振周波数fを一定にするようにキャパシタンスC2の値も調整する処理を行う。
また、整合回路202のスイッチ603がコンデンサ606aに接続されている場合、CPU205は、スイッチ603がコンデンサ606aからコンデンサ606bに接続されるようにスイッチ603を制御する。このことにより、整合回路202のキャパシタンスC2の値を小さくし、CPU205は、Q2値を上げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のキャパシタンスC2の値が変更された場合、共振周波数fを一定にするようにインダクタンスL2の値も調整する処理を行う。
この場合も、Q2値は、Q1値と異なる値であってもよく、Q1値と一致する値であってもよい。S1505でQ2値を上げるための処理が行われた場合、本フローチャートはS1505からS1506に進む。
S1506において、CPU105は、S1504でタイマー211により計測される時間qが、所定の時間Tqに達したか否かを判定する。
CPU205によって、タイマー211により計測される時間qが、所定の時間Tqに達したと判定される場合(S1506でYES)、本フローチャートは、終了する。CPU205によって、タイマー211により計測される時間qが、所定の時間Tqに達していないと判定される場合(S1506でNO)、本フローチャートは、S1506からS1506に戻る。なお、所定の時間Tqは、変復調回路204によって解析された第4のコマンドに含まれる情報から受電装置200が取得した情報であり、第4のコマンドが変復調回路204によって解析された後、RAM207に記録される。
この場合、CPU205は、所定の時間Tqが経過するまでの間、Q2値が、コマンドによって、受電装置200と給電装置100との通信を行えないが、給電装置100から送信される電力を受信する効率を上げるような値になるように整合回路202を制御する。なお、このことによって、CPU205は、電池210の充電を効率よく行えるようになる。
このように、実施例3において、給電装置100は、所定の期間Tcが経過するまでの間、給電装置100のQ1値と受電装置200のQ2値とが、コマンドを用いて給電装置100と受電装置200との通信を行うことができる値になるように制御する。これにより、給電装置100は、給電装置100のQ1値を制御するだけではなく、受電装置200のQ2値も同期させて制御するので、所定の期間Tcが経過する間、給電装置100と受電装置200とがお互いに通信を行うことが可能となる。
また、給電装置100は、所定の期間Tqが経過するまでの間、給電装置100が受電装置200に送信する電力の効率を上げるようにQ1値を制御し、受電装置200が給電装置100から受信する電力の効率を上げるようにQ2値を制御する。これにより、給電装置100は、給電装置100のQ1値を制御するだけではなく、受電装置200のQ2値も同期させて制御するので、所定の期間Tqが経過するまでの間、受電装置200によって行われる電池210の充電の効率を上げることが可能となる。
給電装置100は、時分割でQ1値と受電装置200のQ2値とを制御することができるので、特定のタイミングでコマンドを用いた通信を優先させるように給電装置100及び受電装置200を制御することができる。また、別のタイミングで、給電装置100は、電池210の充電を優先させるように給電装置100が送信する電力の効率及び受電装置200が受信する電力の効率を上げるように制御することができる。
なお、受電装置200の整合回路202は、図12に示したような回路にしたが、これに限られないものとする。受電装置200の整合回路202は、例えば、図16に示すような回路にであってもよいものとする。
図16に示される整合回路202は、スイッチ601、抵抗604a及び抵抗604bの代わりに、可変抵抗611を有し、スイッチ602、コイル605a及びコイル605bの代わりに可変コイル602を有している。さらに、図16に示される整合回路202は、スイッチ603、コンデンサ606a及びコンデンサ605bの代わりに可変コンデンサ603を有している。
なお、可変コンデンサ613は、インピーダンスの整合を行うためのコンデンサであり、数式(3)によって求められる共振周波数fを調整するためのコンデンサでもある。なお、CPU205は、整合回路202のキャパシタンスC2の値を変更するためにモータやバリキャップによって可変コンデンサ613を制御する。可変コイル612は数式(3)によって求められる共振周波数fを調整するためのコイルである。なお、CPU205は、整合回路202のインダクタンスL2の値を変更するためにモータ等によって可変コイル612を制御する。可変抵抗611はダンピング抵抗である。なお、CPU105は、整合回路202の抵抗のインピーダンスR2の値を変更するためにデジタルポテンショメータ等によって可変抵抗611を制御する。なお、可変抵抗611を受電アンテナ201に対して並列接続にしたが、受電アンテナ201に対して直列接続されていても良いものとする。可変コンデンサ613、可変コイル612及び可変コンデンサ613は、Q2値を変更するために使用される。
受電装置200の整合回路202が、図16に示されるような回路である場合において、S1502で行われるQ2値を下げるための処理は、実施例1や実施例2において、給電装置100によって行われるQ1値を下げるための処理と同様な処理であってもよい。この場合、例えば、CPU205は、可変抵抗611の抵抗のインピーダンスの値を大きくするように制御することによって、整合回路202の抵抗のインピーダンスR2の値を大きくする。これにより、CPU205は、Q2値を下げることができる。また、例えば、CPU205は可変コイル612のインダクタンスの値を小さくするように制御することによって、整合回路202のインダクタンスL2の値を小さくする。これにより、CPU205は、Q2値を下げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のインダクタンスL2の値が変更された場合、数式(3)によって求められる共振周波数fを一定にするように整合回路202のキャパシタンスC2の値も調整する処理を行う。
また、例えば、CPU205は、可変コンデンサ613のキャパシタンスの値を大きくするように制御することによって、整合回路202のキャパシタンスC2の値を大きくする。これにより、CPU205は、Q2値を下げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のキャパシタンスC2の値が変更された場合、数式(3)によって求められる共振周波数fを一定にするようにインダクタンスL2の値を調整する処理を行う。
受電装置200の整合回路202が、図16に示されるような回路である場合において、S1505で行われるQ2値を上げるための処理は、実施例1や実施例2において、給電装置100によって行われるQ1値を上げるための処理と同様な処理であってもよい。この場合、例えば、CPU205は、可変抵抗611の抵抗のインピーダンスの値を小さくするように制御することによって、整合回路202の抵抗のインピーダンスR2の値を小さくする。これにより、CPU205は、Q2値を上げることができる。また、例えば、CPU205は可変コイル612のインダクタンスの値を大きくするように制御することによって、整合回路202のインダクタンスL2の値を大きくする。これにより、CPU205は、Q2値を上げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のインダクタンスL2の値が変更された場合、数式(3)によって求められる共振周波数fを一定にするようにキャパシタンスC2の値も調整する処理を行う。
また、例えば、CPU205は、可変コンデンサ613のキャパシタンスの値を小さくするように制御することによって、整合回路202のキャパシタンスC2の値を小さくする。これにより、CPU205は、Q2値を上げることができる。なお、CPU205は、整合回路202のキャパシタンスC2の値が変更された場合、数式(3)によって求められる共振周波数fを一定にするようにインダクタンスL2の値も調整する処理を行う。
なお、実施例1及び実施例2においても、受電装置200は実施例3において説明されるような整合回路202を有していてもよいものとする。
(他の実施例)
本発明に係る給電装置100は、実施例1〜3で説明した給電装置100に限定されるものではない。また、本発明に係る受電装置200も実施例1〜3で説明した受電装置200に限定されるものではない。例えば、本発明に係る給電装置100及び受電装置200は、複数の装置から構成されるシステムにより実現することも可能である。
また、実施例1〜3で説明した様々な処理及び機能は、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。この場合、本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータ(CPU等を含む)で実行可能であり、実施例1で説明した様々な機能を実現することになる。
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータ上で稼動しているOS(Operating System)などを利用して、実施例1で説明した様々な処理及び機能を実現してもよいことは言うまでもない。
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体から読み出され、コンピュータで実行されることになる。コンピュータ読取可能な記録媒体には、ハードディスク装置、光ディスク、CD−ROM、CD−R、メモリカード、ROM等を用いることができる。また、本発明に係るコンピュータプログラムは、通信インターフェースを介して外部装置からコンピュータに提供され、当該コンピュータで実行されるようにしてもよい。