JP5770589B2 - Wireless power transmission apparatus and relative position detection method - Google Patents
Wireless power transmission apparatus and relative position detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5770589B2 JP5770589B2 JP2011216332A JP2011216332A JP5770589B2 JP 5770589 B2 JP5770589 B2 JP 5770589B2 JP 2011216332 A JP2011216332 A JP 2011216332A JP 2011216332 A JP2011216332 A JP 2011216332A JP 5770589 B2 JP5770589 B2 JP 5770589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection
- secondary coil
- circuit
- coil
- output signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明はワイヤレス電力伝送装置および相対位置検出方法に関する。 The present invention relates to a wireless power transmission device and a relative position detection method.
近年、携帯機器向けの電磁誘導型ワイヤレス電力伝送装置が普及しつつある。送電器に内蔵される一次コイルから発生する交流磁界により、電子機器などの受電器に内蔵される二次コイルに電力を伝送する。二次コイルに伝送された電力は、整流回路などを介して二次電池などの負荷に供給される。送電器の上に受電器を置くだけで受電器内の二次電池を充電することができ、電源コネクタを抜き差しする必要がないため、優れた便利性や、防水、防塵などのメリットがある。 In recent years, electromagnetic induction type wireless power transmission devices for portable devices are becoming widespread. Electric power is transmitted to a secondary coil built in a power receiver such as an electronic device by an alternating magnetic field generated from a primary coil built in the power transmitter. The electric power transmitted to the secondary coil is supplied to a load such as a secondary battery through a rectifier circuit or the like. By simply placing the power receiver on the power transmitter, the secondary battery in the power receiver can be charged, and there is no need to plug in or unplug the power connector. Therefore, there are advantages such as excellent convenience, waterproofing, and dustproofing.
一般用途の充電器では、待機時間が充電動作時間より十分長いので、充電時の効率がいくら高くても、待機時の消費電力が大きくなると、全体的な電力効率が低下してしまう。当然ながら、電源スイッチを設けて、充電時だけ電源をオンにすれば、待機電力を無くすことができる。しかし、ワイヤレス電力伝送システムの主なメリットとして、送電器の上に受電器を置くだけで充電を開始できる点が挙げられる。待機電力を低減するために手動の電源スイッチを設けると、利便性が損なわれてしまう。よって、ワイヤレス電力伝送装置においては、送電器の上に受電器が置かれたかどうかを常にチェックする必要がある。このように、実際のワイヤレス電力伝送システムでは、常に受電器の有無をチェックする待機モードを設計しなければならない。したがって、いかに待機電力を減らすかが重要な課題として挙げられる。 In a general-purpose charger, the standby time is sufficiently longer than the charging operation time, so that even if the charging efficiency is high, the overall power efficiency is reduced when the standby power consumption is increased. Of course, standby power can be eliminated by providing a power switch and turning on the power only during charging. However, the main advantage of the wireless power transmission system is that charging can be started simply by placing the power receiver on the power transmitter. If a manual power switch is provided to reduce standby power, the convenience is impaired. Therefore, in the wireless power transmission device, it is necessary to always check whether the power receiver is placed on the power transmitter. Thus, in an actual wireless power transmission system, it is necessary to design a standby mode that always checks for the presence of a power receiver. Therefore, how to reduce standby power is an important issue.
特許文献1には、X軸およびY軸方向に並べられた複数の位置検出コイルによって、送電器上のどの位置に受電器が置かれたかどうかを検出する手段が記載されている。位置検出コイルに位置検出信号を供給することにより、受電器内に設けられた二次コイルを励起する。そして、二次コイルから発生するエコー信号を位置検出コイルで検出する。各々の位置検出コイルは、マルチプレクサを介して受信回路に接続される。マルチプレクサは、受信回路と接続する位置検出コイルを順番に切り換える。そして、受信回路が受信するエコー信号に基づいて、判別回路が二次コイルの位置を判別する。
ここで、図1に従来の位置検出回路の一例を示す。複数の検出コイル51、52、53、54は、マルチプレクサ55を介して受信回路56に接続されている。受信回路56の出力は、演算部57に供給されている。マルチプレクサ55は、各検出コイル51、52、53、54で検出されるエコー信号を順次に受信回路56に出力する。演算部57は、受信回路56から供給されるエコー信号の強度に基づいて、二次コイルの位置を判別する。
Here, FIG. 1 shows an example of a conventional position detection circuit. The plurality of
しかし、このような位置検出方法では、各検出コイル51、52、53、54においてそれぞれエコー信号の有無を判断するために、マルチプレクサ55によって接続する検出コイルを切り換える必要がある。よって、各検出コイル51、52、53、54から供給される信号を一括で検出することができない。そのため、サンプリング頻度が大きくなってしまい、待機電力が大きくなってしまう。
However, in such a position detection method, it is necessary to switch the detection coil to be connected by the multiplexer 55 in order to determine the presence or absence of an echo signal in each of the
本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、ワイヤレス電力伝送システムの利便性を損なうことなく、待機電力を低減することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and an object thereof is to reduce standby power without impairing the convenience of the wireless power transmission system.
本発明はこのような目的を達成するため、 二次コイルに対して電磁誘導により電力を供給する一次コイルと、該二次コイルを励振する励振コイルと、励振された該二次コイルから発生する交流磁界を検出する複数の検出コイルと、該複数の検出コイルに励起されるすべてのもしくはいずれかの検出信号を選択的に制御回路へと出力する検出回路とを備え、該検出回路がすべての検出信号を該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期を、該検出回路がいずれかの検出信号を順次に該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期より長く設定することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention generates a primary coil that supplies electric power to a secondary coil by electromagnetic induction, an excitation coil that excites the secondary coil, and the excited secondary coil. A plurality of detection coils for detecting an alternating magnetic field; and a detection circuit for selectively outputting all or any detection signal excited by the plurality of detection coils to a control circuit. The period for exciting the secondary coil when a detection signal is output to the control circuit, and the secondary coil is excited when the detection circuit sequentially outputs one of the detection signals to the control circuit. It is characterized by being set longer than the period.
また、本発明はこのような目的を達成するため、二次コイルに対して電磁誘導により電力を供給する一次コイルと、該二次コイルを励振する該一次コイルと、励振された該二次コイルから発生する交流磁界を検出する複数の検出コイルと、該複数の検出コイルに励起されるすべてのもしくはいずれかの検出信号を選択的に制御回路へと出力する検出回路とを備え、該検出回路がすべての検出信号を該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期を、該検出回路がいずれかの検出信号を順次に該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期より長く設定することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a primary coil that supplies electric power to a secondary coil by electromagnetic induction, the primary coil that excites the secondary coil, and the excited secondary coil. A plurality of detection coils for detecting an alternating magnetic field generated from the detection circuit, and a detection circuit for selectively outputting all or any of the detection signals excited by the plurality of detection coils to a control circuit. Indicates a period for exciting the secondary coil when all detection signals are output to the control circuit, and when the detection circuit sequentially outputs one of the detection signals to the control circuit, the secondary coil It is characterized in that it is set longer than the period of excitation.
さらに、本発明はこのような目的を達成するため、送電器と受電器間の相対位置を検出するための方法であって、該受電器に設けられた二次コイルを励振する第1のステップと、該第1のステップにおいて励振された該二次コイルから発生する交流磁界を、該送電器に設けられた複数の検出コイルによって一括で検出する第2のステップと、該第2のステップにおいて検出した該交流磁界に基づいて、該送電器の近傍に該受電器が配置されているのかを検出する第3のステップと、該二次コイルを励振する第4のステップと、該第4のステップにおいて励振された該二次コイルから発生する交流磁界を、該複数の検出コイルによって順次に検出する第5のステップと、該第5のステップにおいて検出した該交流磁界に基づいて、該送電器と該受電器間の相対位置を検出する第6のステップを備え、該第1のステップにおいて繰り返し該二次コイルを励振する周期を、該第4のステップにおいて繰り返し該二次コイルを励振する周期より長く設定することを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention is a method for detecting a relative position between a power transmitter and a power receiver, and includes a first step of exciting a secondary coil provided in the power receiver. A second step of collectively detecting the alternating magnetic field generated from the secondary coil excited in the first step by a plurality of detection coils provided in the power transmitter; and the second step A third step of detecting whether the power receiver is disposed in the vicinity of the power transmitter based on the detected AC magnetic field; a fourth step of exciting the secondary coil; A fifth step of sequentially detecting the AC magnetic field generated from the secondary coil excited in the step by the plurality of detection coils; and the transmitter based on the AC magnetic field detected in the fifth step. And the A sixth step of detecting a relative position between the electric appliances, wherein the period for repeatedly exciting the secondary coil in the first step is set longer than the period for repeatedly exciting the secondary coil in the fourth step It is characterized by doing.
本発明によると、待機電力を低減することができ、ワイヤレス電力伝送装置の全体的な電力効率を向上させることができる。 According to the present invention, standby power can be reduced, and the overall power efficiency of the wireless power transmission device can be improved.
以下、図面を用いて実施例を説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
図2に本発明のワイヤレス電力伝送装置のブロック図を示す。送電器10は、直流電源11、平滑コンデンサ12、駆動回路13、一次共振コンデンサ14、一次コイル15、制御回路16、パルス生成回路17、励振コイル18、検出コイル21〜24、検出回路25を備える。また、受電器30は、二次コイル31、二次共振コンデンサ32、検出用コンデンサ33、整流回路34、平滑コンデンサ35、スイッチ36、負荷37を備える。
FIG. 2 shows a block diagram of the wireless power transmission apparatus of the present invention. The
まず、送電器10の構成について説明する。駆動回路13には、直流電源11から直流電圧Vinが供給される。駆動回路13の入力端には、平滑コンデンサ12が接続されており、駆動回路13の出力端には、一次コイル15と一次共振コンデンサ14が直列接続されている。駆動回路13は、一次コイル15と一次共振コンデンサ14に交流電力を供給する。一例として、駆動回路13はフルブリッジ回路やハーフブリッジ回路などにより構成される。励振コイル18には、パルス生成回路17よりパルス信号Vpが供給される。駆動回路13やパルス生成回路17の動作は、一例としてマイコンなどで構成される制御回路16により制御される。また、検出コイル21〜24に励起される検出信号Vs1〜Vs4は、検出回路25に供給される。検出回路25は、いずれかの検出信号Vs1〜Vs4の強度に応じたパルス幅を有する信号を、出力信号Posとして制御回路に出力する。もしくは、各検出信号Vs1〜Vs4の強度に応じたパルス幅を有する信号の論理和を出力信号Posとして制御回路に出力する。検出回路25の動作は、制御回路16から供給される制御信号S1〜S4により制御される。
First, the configuration of the
次に、受電器30の構成について説明する。二次コイル31は、電磁誘導作用により一次コイル15から電力を受電する。二次コイル31の両端には、二次共振コンデンサ32を介して検出用コンデンサ33が接続されている。検出用コンデンサ33に印加される電圧は、整流回路34により整流される。整流回路34の出力端には、平滑コンデンサ35が接続されている。平滑コンデンサ35は、整流回路34の出力電圧のリプルを除去するものである。また、整流回路34の出力端には、スイッチ36を介して二次電池などの負荷37が接続されている。スイッチ36の動作は、一例としてマイコンなどで構成される制御回路(図示せず)により制御される。負荷37は、スイッチ36により受電器30の回路から切り離すことができる。二次コイル31が得た電力を負荷37に供給する場合は、スイッチ36が閉じられ、負荷37に電圧が印加される。
Next, the configuration of the
検出用コンデンサ33の容量は、二次共振コンデンサ32の容量よりはるかに小さくなるように設計する。これにより、スイッチ36による負荷接続時の低負荷インピーダンス状態において、二次共振コンデンサ32と二次コイル31との共振器が構成される。一方、スイッチ36による負荷遮断時の高負荷インピーダンス状態においては、二次コイル31と二次共振コンデンサ32と検出用コンデンサ33との共振器が構成される。つまり、受電器30はデュアル共振器になっている。以下、二次コイル31と二次共振コンデンサ32と検出用コンデンサ33で構成される共振回路の共振周波数を検出用共振周波数fdとする。
The capacitance of the
図3は、本発明の一次コイル15、励振コイル18、検出コイル21〜24、二次コイル31の位置関係を示す概略図である。送電器10の上面は略平面状になっており、この面に受電器30が載置される。一次コイル15、励振コイル18、検出コイル21〜24は、送電器10の中に内蔵されている。一次コイル15、励振コイル18、検出コイル21〜24、二次コイル31はそれぞれ平面で薄型の構造となっている。送電器10の上面と一次コイル15の巻回面は略平行になりように配置されている。また、一次コイル15の巻回面と二次コイル31の巻回面は、それぞれ対向するように配置されている。一次コイル15、励振コイル18、検出コイル21〜24は、それぞれ略同一平面上に配置されており、また、一次コイル15、励振コイル18の中心軸は略一致するように配置されている。各検出コイル21〜24の中心軸と、一次コイル15および励振コイル18の中心軸間の距離は略同一である。また、隣り合う検出コイル、すなわち検出コイル21と検出コイル22および検出コイル24、検出コイル23と検出コイル22および検出コイルの24の中心軸間の距離も略同一である。言い換えると、対向する検出コイル21、23の中心軸間を結んだ線と、対向する検出コイル22、24の中心軸間を結んだ線とが直交するように各検出コイルが配置される。なお、各検出コイル21、22、23、24は、巻回面と垂直方向に互いに一部が重なるように配置しても構わない。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship among the
電力伝送は、一次コイル15と二次コイル31間の電磁誘導により行われる。電力伝送の効率は、一次コイル15と二次コイル31の相対位置によって変動する。一般的に、一次コイル15の巻回面と二次コイル31の巻回面を対向するように配置する。そして、一次コイル15と二次コイル31の相対位置が近くなるほど効率が高く、相対位置が遠くなるほど効率が低くなることが知られている。したがって、電力伝送を行う前に、一次コイル15に対して、二次コイル31を適切な位置に配置する必要がある。
Power transmission is performed by electromagnetic induction between the
一次コイル15と二次コイル31の相対位置の検知には、次のような方法を用いることが考えられる。所定のパルス幅を有するパルス信号Vpを励振コイル18に供給すると、それに応じて検出用共振周波数fdで振動する電流が二次コイル31に流れる。そして、この電流により交流磁界が発生する。送電器10に設けられた検出コイル21〜24は、この交流磁界として発生するエコー信号を検出信号Vs1〜Vs4としてピックアップする。複数の検出コイル21〜24を一次コイル15の周囲に配置することで、一次コイル15の周囲におけるエコー信号の強度の分布を得ることができる。検出回路25は、得られた各検出信号Vs1〜Vs4の強度に応じたパルス幅を有する信号を、順次に出力信号Posとして制御回路16に出力する。制御回路16は、各検出信号Vs1〜Vs4に応じて順次に得られた出力信号Posの相対強度を比較することにより、一次コイル15に対する二次コイル31の方位を演算して求めることができる。つまり、検出回路25と制御回路16により、得られた検出信号Vs1〜Vs4の相対強度を比較している。なお、パルス信号Vpを励振コイル18に供給し、二次コイル31に誘導される電流により発生する交流磁界を検出コイル21〜24でピックアップするときには、スイッチ36をオープンする。
For detecting the relative position between the
さらに、送電器10にLEDなどの発光素子を配置することで一次コイル15に対する二次コイル31の方位をユーザーに報知することが可能である。送電器10の周囲には、LED1〜LED8が均等間隔で配置されている。各LEDと一次コイル15の中心軸との距離は略同一になっており、各LED1〜LED8が正八角形を描くように配置されている。制御回路16は、二次コイル31に対して一次コイル15のある方向に位置するLEDを点灯させることで、ユーザーに二次コイル31を一次コイル15に向かって移動させるように方向誘導することが可能である。例えば、図3のような状態においては、二次コイル31に対して一次コイル15が位置する方向にあるLED6とLED7のいずれか一方または両方を点灯させればよい。一次コイル15と二次コイル31の中心軸が略一致すると、検出信号Vs1〜Vs4の強度がそれぞれほぼ等しくなるので、一次コイル15に対して二次コイル31が適切な位置に配置されたのを認識することができる。その後に、一次コイル15から二次コイル31に電力伝送などが行われる。送電器10の周囲に配置する発光素子の数は、方向を誘導するのに十分な数であればいくつ配置しても構わない。例えば、4つや6つのLEDを均等間隔に配置するなど、任意に選択することができる。
Furthermore, it is possible to notify the user of the orientation of the
次に、図4に本発明のワイヤレス電力伝送装置の検出回路を示す。検出回路25は、増幅回路AMP1〜AMP4、平滑回路SMO1〜SMO4、比較回路CMP1〜CMP4、切換回路SELを備える。
Next, FIG. 4 shows a detection circuit of the wireless power transmission apparatus of the present invention. The
増幅回路AMP1は、オペアンプOP1、抵抗R11、帰還抵抗R21を備える。
オペアンプOP1の非反転入力端子には検出信号Vs1が供給されている。他方、オペアンプOP1の反転入力端子には抵抗R11の一端が接続され、抵抗R11の他端は接地されている。また、オペアンプOP1の反転入力端子と出力端子間には帰還抵抗R21が接続されている。オペアンプOP1から出力される信号を増幅信号Va1とする。
なお、増幅回路AMP2〜AMP4についても、それぞれオペアンプOP2〜OP4、抵抗R12〜R14、帰還抵抗R22〜R24を備えており、増幅回路AMP1と同様の接続関係となっている。また、各オペアンプOP2〜OP4から出力される信号をそれぞれ増幅信号Va2〜Va4とする。
The amplifier circuit AMP1 includes an operational amplifier OP1, a resistor R11, and a feedback resistor R21.
The detection signal Vs1 is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. On the other hand, one end of the resistor R11 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1, and the other end of the resistor R11 is grounded. A feedback resistor R21 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1. A signal output from the operational amplifier OP1 is referred to as an amplified signal Va1.
The amplifier circuits AMP2 to AMP4 also have operational amplifiers OP2 to OP4, resistors R12 to R14, and feedback resistors R22 to R24, respectively, and have the same connection relationship as that of the amplifier circuit AMP1. The signals output from the operational amplifiers OP2 to OP4 are referred to as amplified signals Va2 to Va4, respectively.
平滑回路SMO1は、ダイオードD1、抵抗R31、コンデンサC1を備える。
ダイオードD1のアノードは、オペアンプOP1の出力端子に接続されている。ダイオードD1のカソードには抵抗R31およびコンデンサC1の一端が接続され、抵抗R31およびコンデンサC1の他端は接地されている。ダイオードD1のカソードの信号を平滑信号Vsm1とする。
なお、平滑回路SMO2〜SMO4についても、それぞれダイオードD2〜D4、抵抗R32〜R34、コンデンサC2〜C4を備えており、平滑回路SMO1と同様の接続関係となっている。また、各ダイオードD2〜D4のカソードの信号をそれぞれ平滑信号Vsm2〜Vsm4とする。
The smoothing circuit SMO1 includes a diode D1, a resistor R31, and a capacitor C1.
The anode of the diode D1 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1. One end of a resistor R31 and a capacitor C1 is connected to the cathode of the diode D1, and the other end of the resistor R31 and the capacitor C1 is grounded. A signal at the cathode of the diode D1 is defined as a smoothing signal Vsm1.
The smoothing circuits SMO2 to SMO4 also have diodes D2 to D4, resistors R32 to R34, and capacitors C2 to C4, respectively, and have the same connection relationship as the smoothing circuit SMO1. In addition, the cathode signals of the diodes D2 to D4 are defined as smoothing signals Vsm2 to Vsm4, respectively.
比較回路CMP1は、コンパレータCO1を備える。
コンパレータCO1の非反転入力端子には、ダイオードD1のカソードが接続され、平滑信号Vsm1が供給されている。他方、コンパレータCO1の反転入力端子には、基準電圧Vrefが供給されている。コンパレータCO1から出力される信号を比較信号Po1とする。
なお、比較回路CMP2〜CMP4についても、それぞれコンパレータCO2〜CO4を備えており、比較回路CMP1と同様の接続関係となっている。また、各コンパレータCO2〜CO4から出力される信号をそれぞれ比較信号Po2〜Po4とする。
The comparison circuit CMP1 includes a comparator CO1.
The cathode of the diode D1 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator CO1, and the smoothing signal Vsm1 is supplied. On the other hand, the reference voltage Vref is supplied to the inverting input terminal of the comparator CO1. A signal output from the comparator CO1 is referred to as a comparison signal Po1.
The comparison circuits CMP2 to CMP4 are also provided with comparators CO2 to CO4, respectively, and have the same connection relationship as that of the comparison circuit CMP1. The signals output from the comparators CO2 to CO4 are referred to as comparison signals Po2 to Po4, respectively.
切換回路SELは、AND回路AND1〜AND4、OR回路OR1を備える。AND回路AND1〜AND4は、それぞれ第1、第2の入力端子を備える。また、OR回路OR1は、第1、第2、第3、第4の入力端子を備える。
AND回路AND1の第1の入力端子には、比較信号Po1が供給されている。AND回路AND1の第2の入力端子には、制御信号S1が供給されている。AND回路AND1は、比較信号Po1および制御信号S1の論理積を算出して出力する。
なお、AND回路AND2〜AND4についても、それぞれAND回路AND1と同様の接続関係となっている。
また、各AND回路AND1〜AND4の出力端子は、OR回路OR1の第1〜第4の入力端子にそれぞれ接続されている。OR回路OR1は、第1〜第4の入力端子に供給される信号の論理和を算出して出力する。OR回路OR1から出力される信号を出力信号Posとする。この出力信号Posは、制御回路16に供給される。
The switching circuit SEL includes AND circuits AND1 to AND4 and an OR circuit OR1. Each of the AND circuits AND1 to AND4 includes first and second input terminals. The OR circuit OR1 includes first, second, third, and fourth input terminals.
The comparison signal Po1 is supplied to the first input terminal of the AND circuit AND1. A control signal S1 is supplied to the second input terminal of the AND circuit AND1. The AND circuit AND1 calculates and outputs a logical product of the comparison signal Po1 and the control signal S1.
The AND circuits AND2 to AND4 have the same connection relationship as that of the AND circuit AND1.
The output terminals of the AND circuits AND1 to AND4 are connected to the first to fourth input terminals of the OR circuit OR1, respectively. The OR circuit OR1 calculates and outputs a logical sum of signals supplied to the first to fourth input terminals. A signal output from the OR circuit OR1 is defined as an output signal Pos. This output signal Pos is supplied to the
増幅回路AMP1〜AMP4は、それぞれオペアンプOP1〜OP4によって、検出信号Vs1〜Vs4を増幅し、増幅信号Va1〜Va4を出力する。
平滑回路SMO1〜SMO4は、それぞれ得られた増幅信号Va1〜Va4をダイオードD1〜D4、抵抗R31〜R34、コンデンサC1〜C4によって整流平滑し、単一ピークの信号である平滑信号Vsm1〜Vsm4を出力する。
比較回路CMP1〜CMP4は、それぞれ平滑信号Vsm1〜Vsm4と基準電圧Vrefとを比較する。平滑信号Vsm1〜Vsm4が基準電圧Vrefより大きくなる場合にはハイレベル、平滑信号Vsm1〜Vsm4が基準電圧Vrefより小さくなる場合にはローレベルの比較信号Po1〜Po4を出力する。
切換回路SELは、いずれかの比較信号Po1〜Po4を選択して出力する。もしくは各比較信号Po1〜Po4の論理和を算出して、出力信号Posとして出力する。いずれの動作を行うかは、制御回路16から供給される制御信号S1〜S4により制御される。
The amplifier circuits AMP1 to AMP4 amplify the detection signals Vs1 to Vs4 by the operational amplifiers OP1 to OP4, respectively, and output the amplified signals Va1 to Va4.
The smoothing circuits SMO1 to SMO4 respectively rectify and smooth the amplified signals Va1 to Va4 obtained by the diodes D1 to D4, resistors R31 to R34, and capacitors C1 to C4, and output the smoothed signals Vsm1 to Vsm4 that are single peak signals. To do.
The comparison circuits CMP1 to CMP4 compare the smoothed signals Vsm1 to Vsm4 with the reference voltage Vref, respectively. When the smoothed signals Vsm1 to Vsm4 are larger than the reference voltage Vref, the high level is output. When the smoothed signals Vsm1 to Vsm4 are smaller than the reference voltage Vref, the low level comparison signals Po1 to Po4 are output.
The switching circuit SEL selects and outputs one of the comparison signals Po1 to Po4. Alternatively, the logical sum of the comparison signals Po1 to Po4 is calculated and output as the output signal Pos. Which operation is performed is controlled by control signals S <b> 1 to S <b> 4 supplied from the
ここで、本発明の検出信号強度の検出動作を示すタイミングチャートを図5に示す。なお、パルス信号Vpを励振コイル18に供給し、検出信号Vs1〜Vs4をピックアップする際には、受電器30に設けられているスイッチ36をオープンにする。
Here, FIG. 5 shows a timing chart showing the detection signal intensity detection operation of the present invention. When the pulse signal Vp is supplied to the
時刻t1において、励振コイル18に400ns幅程度の単発のパルス信号Vpを供給する。
時刻t1から所定時間経過した時刻t2になると、検出コイル21に検出用共振周波数fdで振動するエコー信号がピックアップされる。励振コイル18にパルス信号Vpを供給すると、二次コイル31と二次共振コンデンサ32と検出用コンデンサ33からなる共振回路が励振される。そして、この共振回路に検出用共振周波数fdで振動する電流が流れ、二次コイル31の周りには交流磁界が発生する。エコー信号とは、このときに二次コイル31から一次側へ送られる交流磁界のことである。このエコー信号は、電磁誘導により検出コイル21でピックアップされ、検出コイル21に検出信号Vs1が発生する。そして、検出信号Vs1はオペアンプOP1により増幅され、増幅信号Va1が発生し、平滑信号Vsm1が徐々に増加する。この検出信号Vs1は、徐々に自由振動しながら減衰していく。
時刻t3になると、平滑信号Vsm1が基準電圧Vrefより大きくなる。すると、コンパレータCO1から出力される比較信号Po1がローレベルからハイレベルに切り換わる。その後、平滑信号Vsm1が徐々に増加し、あるピーク値まで上昇した後、徐々に減少していく。
時刻t4になると、平滑信号Vsm1が基準電圧Vrefより小さくなる。すると、コンパレータCO1から出力される比較信号Po1がハイレベルからローレベルに切り換わる。また、検出信号Vs1は、減衰しながら時間とともに収束していく。それに伴い、平滑信号Vsm1も収束する。
At time t1, a single pulse signal Vp having a width of about 400 ns is supplied to the
At time t2 when a predetermined time has elapsed from time t1, an echo signal that vibrates at the detection resonance frequency fd is picked up by the
At time t3, the smoothing signal Vsm1 becomes larger than the reference voltage Vref. Then, the comparison signal Po1 output from the comparator CO1 is switched from the low level to the high level. Thereafter, the smoothing signal Vsm1 gradually increases, rises to a certain peak value, and then gradually decreases.
At time t4, the smoothing signal Vsm1 becomes smaller than the reference voltage Vref. Then, the comparison signal Po1 output from the comparator CO1 is switched from the high level to the low level. Further, the detection signal Vs1 converges with time while being attenuated. Accordingly, the smooth signal Vsm1 also converges.
エコー信号の強度は、一次コイル15と二次コイル31との距離に依存する。一次コイル15と二次コイル31との距離が近いほどエコー信号の強度が強くなり、得られる比較信号Po1のパルス幅が長くなる。また、一次コイル15と二次コイル31との距離が遠いほどエコー信号の強度が弱くなり、得られる比較信号Po1のパルス幅が短くなる。
The intensity of the echo signal depends on the distance between the
このように、エコー信号すなわち検出信号Vs1が強いほど、平滑信号Vsm1が強くなり、比較信号Po1の幅が大きくなる。よって、得られた比較信号Po1のパルス幅から検出信号Vs1の信号強度を評価することができる。なお、一次コイル15の近傍に二次コイル31が配置されていない場合には、エコー信号が発生しないため、検出信号Vs1が検出されない。そのため、比較信号Po1はローレベルのままとなる。すなわち、エコー信号が発生しない場合、二次コイル31が一次コイル15から十分離れていることがわかる。よって、エコー信号の強度すなわち比較信号Po1から一次コイル15と二次コイル31との距離だけでなく、二次コイル31の有無についても検出することができる。
Thus, the stronger the echo signal, that is, the detection signal Vs1, the stronger the smoothing signal Vsm1 and the greater the width of the comparison signal Po1. Therefore, the signal strength of the detection signal Vs1 can be evaluated from the pulse width of the obtained comparison signal Po1. If the
図5では、増幅回路AMP1、平滑回路SMO1、比較回路CMP1の動作についてのみ説明したが、増幅回路AMP2〜AMP4、平滑回路SMO2〜SMO4、比較回路CMP2〜CMP4についても同様の信号処理が行われる。 Although only the operations of the amplifier circuit AMP1, the smoothing circuit SMO1, and the comparison circuit CMP1 have been described in FIG. 5, the same signal processing is performed on the amplifier circuits AMP2 to AMP4, the smoothing circuits SMO2 to SMO4, and the comparison circuits CMP2 to CMP4.
複数の検出コイル21〜24でピックアップされる検出信号Vs1〜Vs4の信号強度を比較、演算すれば、送電器10に対する受電器30の方位を求めることができる。制御回路16の一例として用いられるマイコンなどの演算器は、複数の信号を同時に処理することが難しいので、処理する信号を順次に取り出す必要がある。検出回路25内の切換回路SELを用いることで、信号チャネルを選択して取り出すことができる。
If the signal strengths of the detection signals Vs1 to Vs4 picked up by the plurality of detection coils 21 to 24 are compared and calculated, the orientation of the
ここで、本発明の位置検出モードにおけるタイミングチャートを図6に示す。ユーザーは、送電器10の上面で受電器30を動かして、一次コイル15と二次コイル31の中心軸を略一致させるように位置合わせを行う。ここでは、位置合わせの動きに対してサンプリング時間が十分に短いと仮定する。そのため、短時間内において検出信号Vs1〜Vs4の強度が変わらない、すなわち比較信号Po1〜Po4のパルス幅が変わらないものとする。
Here, FIG. 6 shows a timing chart in the position detection mode of the present invention. The user moves the
400ns幅程度の単発のパルス信号Vpが、所定の周期T1で励振コイル18に供給される。パルス信号Vpが供給されるごとに、一次コイル15と二次コイル31との距離、方位に応じたパルス幅を有する比較信号Po1〜Po4が得られる。この比較信号Po1〜Po4を順次に取り出すためには、励振コイル18にパルス信号Vpを印加するごとに、いずれかの制御信号S1〜S4のみが順番にハイレベルとなるようにすればよい。なお、制御信号S1〜S4のパルス幅は、比較信号Po1〜Po4のパルス幅の予想最大値より大きくなるように設定する。また、周期T1も制御信号S1〜S4のパルス幅より大きくなるように設定する。
A single pulse signal Vp having a width of about 400 ns is supplied to the
n+1番目のパルス信号Vpが供給されると、制御信号S1のみがハイレベルとなり、他の制御信号S2〜S4はローレベルのままである。この期間は、比較信号Po1と同じ信号が、そのまま出力信号Posとして出力される。次のパルス信号Vpが供給される前に、制御信号S1はローレベルに切り換わる。 When the (n + 1) th pulse signal Vp is supplied, only the control signal S1 becomes high level, and the other control signals S2 to S4 remain at low level. During this period, the same signal as the comparison signal Po1 is output as it is as the output signal Pos. Before the next pulse signal Vp is supplied, the control signal S1 is switched to the low level.
n+2番目のパルス信号Vpが供給されると、制御信号S2のみがハイレベルとなり、他の制御信号S1、S3、S4はローレベルのままである。この期間は、比較信号Po2と同じ信号が、そのまま出力信号Posとして出力される。次のパルス信号Vpが供給される前に、制御信号S2はローレベルに切り換わる。 When the (n + 2) th pulse signal Vp is supplied, only the control signal S2 becomes high level, and the other control signals S1, S3, and S4 remain at low level. During this period, the same signal as the comparison signal Po2 is output as it is as the output signal Pos. Before the next pulse signal Vp is supplied, the control signal S2 is switched to the low level.
n+3番目のパルス信号Vpが供給されると、制御信号S3のみがハイレベルとなり、他の制御信号S1、S2、S4はローレベルのままである。この期間は、比較信号Po3と同じ信号が、そのまま出力信号Posとして出力される。次のパルス信号Vpが供給される前に、制御信号S3はローレベルに切り換わる。 When the (n + 3) th pulse signal Vp is supplied, only the control signal S3 becomes high level, and the other control signals S1, S2, and S4 remain at low level. During this period, the same signal as the comparison signal Po3 is output as it is as the output signal Pos. Before the next pulse signal Vp is supplied, the control signal S3 is switched to the low level.
n+4番目のパルス信号Vpが供給されると、制御信号S4のみがハイレベルとなり、他の制御信号S1〜S3はローレベルのままである。この期間は、比較信号Po4と同じ信号が、そのまま出力信号Posとして出力される。次のパルス信号Vpが供給される前に、制御信号S4はローレベルに切り換わる。 When the n + 4th pulse signal Vp is supplied, only the control signal S4 becomes high level, and the other control signals S1 to S3 remain at low level. During this period, the same signal as the comparison signal Po4 is output as it is as the output signal Pos. Before the next pulse signal Vp is supplied, the control signal S4 is switched to the low level.
n+5番目のパルス信号Vpが供給されると、再度制御信号S1のみがハイレベルとなり、以下同様の動作が繰り返し行われる。 When the n + 5th pulse signal Vp is supplied, only the control signal S1 becomes high level again, and the same operation is repeated thereafter.
このように、パルス信号Vpが立ち上るごとに、選択したい比較信号に対応する制御信号のみをハイレベルにし、他の制御信号をローレベルにする。これにより、選択した比較信号だけが対応するAND回路から出力される。このAND回路から出力される信号は、OR回路OR1からの出力信号Posとして得られる。制御回路16は、出力信号Posのパルス幅を計測して数量化する。
Thus, each time the pulse signal Vp rises, only the control signal corresponding to the comparison signal to be selected is set to the high level, and the other control signals are set to the low level. As a result, only the selected comparison signal is output from the corresponding AND circuit. A signal output from the AND circuit is obtained as an output signal Pos from the OR circuit OR1. The
比較信号Po1〜Po4に対応する4チャネルの出力信号Posを順次に取り出した後、制御回路16は各4チャネルの出力信号Posの相対強度を比較、演算して、一次コイル15に対する二次コイル31の方位を求める。制御回路16は求めた方位に対応するLEDを点灯させ、一次コイル15に対する二次コイル31の方位をユーザーに報知する。このように、4チャネルの出力信号Posを順次に取り出すため、一回の位置検出の周期は4×T1となる。この位置検出動作は、一次コイル15と二次コイル31の相対位置が所定の範囲内になるまで繰り返して続けられる。一次コイル15に対して二次コイル31が適切な位置に配置されると、一次コイル15から二次コイル31に電力伝送などが行われる。つまり、一次コイル15と二次コイル31の相対位置が所定の範囲内になるまで、位置検出モードが継続される。
After sequentially extracting the output signals Pos of 4 channels corresponding to the comparison signals Po1 to Po4, the
なお、切換回路SELにおいて4入力のOR回路OR1を用いたが、複数の2入力OR回路を組み合わせて構成してもよい。例えば、いずれか2つのAND回路の出力端子を第1の2入力OR回路の各入力端子に接続する。他の2つのAND回路の出力端子を第2の2入力OR回路の各入力端子に接続する。第1の2入力OR回路の出力端子および第2の2入力OR回路の出力端子を第3の2入力OR回路の各入力端子に接続する。そして、第3の2入力OR回路の出力から出力信号Posを得る。このように、複数の2入力OR素子を組み合せることで、等価的な4入力OR回路を構成できる。 Note that although the 4-input OR circuit OR1 is used in the switching circuit SEL, a plurality of 2-input OR circuits may be combined. For example, the output terminals of any two AND circuits are connected to the input terminals of the first two-input OR circuit. The output terminals of the other two AND circuits are connected to the input terminals of the second two-input OR circuit. The output terminal of the first 2-input OR circuit and the output terminal of the second 2-input OR circuit are connected to the input terminals of the third 2-input OR circuit. Then, the output signal Pos is obtained from the output of the third two-input OR circuit. In this way, an equivalent 4-input OR circuit can be configured by combining a plurality of 2-input OR elements.
上述したように、一次コイル15に対する二次コイル31の位置を検出するための位置検出モードでは、検出信号Vs1〜Vs4を順次に取り出している。この場合、位置合わせの動きに対して、検出結果の応答速度を確保するために、適切なサンプリング頻度を確保しなければならない。当然ながら、位置検出モードの信号処理方法は受電器の有無をチェックするだけの待機モードにも適用できるが、待機電力を減らすために、サンプリング頻度の低い待機モードを別途設けることが望ましい。
As described above, in the position detection mode for detecting the position of the
位置検出モードでは、各比較信号Po1〜Po4のパルス幅を正確に測定する必要であった。これに対し、待機モードでは、一次コイル15の近傍に二次コイル31があるかないかを検出すればよい。すなわち、検出信号Vs1〜Vs4の有無を検出できればよい。
In the position detection mode, it is necessary to accurately measure the pulse widths of the comparison signals Po1 to Po4. On the other hand, in the standby mode, it is only necessary to detect whether or not the
次に、本発明の待機モードにおけるタイミングチャートを図7に示す。 Next, FIG. 7 shows a timing chart in the standby mode of the present invention.
400ns幅程度の単発のパルス信号Vpが、所定の周期T2で励振コイル18に供給される。待機モードにおけるパルス信号Vpの周期T2は、位置検出モードにおけるパルス信号Vpの周期T1より長くなるように設定する。いずれかの検出信号Vs1〜Vs4の有無を検出するため、励振コイル18にパルス信号Vpを印加するごとに、各制御信号S1〜S4が同時にハイレベルとなるようにすればよい。
A single pulse signal Vp having a width of about 400 ns is supplied to the
m+1番目のパルス信号Vpが供給されると、各制御信号S1〜S4が同時にハイレベルとなる。いずれの比較信号Po1〜Po4も検出されない場合、出力信号Posもローレベルのままである。よって、一次コイル15の近傍に二次コイル31が存在しないことがわかる。次のパルス信号Vpが供給される前に、各制御信号S1〜S4はローレベルに切り換わる。
When the (m + 1) th pulse signal Vp is supplied, the control signals S1 to S4 simultaneously become high level. When none of the comparison signals Po1 to Po4 is detected, the output signal Pos also remains at a low level. Therefore, it can be seen that the
m+2番目のパルス信号Vpが供給されたときにも、各制御信号S1〜S4が同時にハイレベルとなる。図のように、あるパルス幅を有する比較信号Po2とPo3が検出されたとする。各比較信号Po1〜Po4の論理和を算出した信号が出力信号Posとして得られ、一次コイル15の近傍に二次コイル31が存在することがわかる。次のパルス信号Vpが供給される前に、各制御信号S1〜S4はローレベルに切り換わる。
Even when the m + 2nd pulse signal Vp is supplied, the control signals S1 to S4 simultaneously become high level. As shown in the figure, it is assumed that comparison signals Po2 and Po3 having a certain pulse width are detected. A signal obtained by calculating the logical sum of the comparison signals Po1 to Po4 is obtained as the output signal Pos, and it can be seen that the
このように、パルス信号Vpが立ち上るごとに、各制御信号S1〜S4を同時にハイレベルにする。これにより、検出信号Vs1〜Vs4のうちいずれかの信号のみが検出された場合でも、出力信号Posとして検出できので、受電器30の有無を迅速に判断できる。また、検出信号Vs1〜Vs4に対応する比較信号Po1〜Po4を順次に取り出す必要がないため、タイミング制御方法を簡素化することができる。
Thus, each time the pulse signal Vp rises, the control signals S1 to S4 are simultaneously set to the high level. Thus, even when only one of the detection signals Vs1 to Vs4 is detected, it can be detected as the output signal Pos, so that the presence / absence of the
複数の比較信号Po1〜Po4が同時に検出された場合、比較信号Po1〜Po4の中で、パルス幅の一番大きな信号が出力信号Posとして出力される。従って、エコー信号を検出可能な範囲において、受電器30からのエコー信号の有無を同時に一括で検出することができる。よって、待機モードにおける駆動パルスVpのサンプリング頻度が位置検出モードの4分の1にすることができ、また、駆動パルスVpの周期T2を大きく設定することで、待機電力を大幅に低減することができる。
When a plurality of comparison signals Po1 to Po4 are detected simultaneously, the signal having the largest pulse width among the comparison signals Po1 to Po4 is output as the output signal Pos. Therefore, the presence / absence of the echo signal from the
パルス信号Vpは、出力信号Posが検出されるまで、所定の周期T2で繰り返し供給される。つまり、出力信号Posが検出されるまで、待機モードが継続される。出力信号Posが検出されると、待機モードから位置検出モードに動作が切り換えられる。なお、位置検出モードにおいて、所定時間いずれの出力信号Posが検出されない場合には、待機モードに動作を切り換えることで消費電力を低減できる。 The pulse signal Vp is repeatedly supplied at a predetermined cycle T2 until the output signal Pos is detected. That is, the standby mode is continued until the output signal Pos is detected. When the output signal Pos is detected, the operation is switched from the standby mode to the position detection mode. In the position detection mode, when no output signal Pos is detected for a predetermined time, the power consumption can be reduced by switching the operation to the standby mode.
次に、図8に本発明のワイヤレス電力伝送装置の切換回路の他の例を示す。上述の切換回路SELと同じ機能を有する部位には同じ符号を付し、説明は省略する。 Next, FIG. 8 shows another example of the switching circuit of the wireless power transmission device of the present invention. Parts having the same functions as those of the switching circuit SEL described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
切換回路SEL’は、AND回路AND1〜AND4、OR回路OR1、OR2を備える。OR回路OR2は、第1、第2、第3、第4の入力端子を備える。比較信号Po1〜Po4は、OR回路OR2の第1〜第4の入力端子にそれぞれ供給されている。OR回路OR2は、第1〜第4の入力端子に供給される各比較信号Po1〜Po4の論理和を算出して出力する。OR回路OR2から出力される信号を出力信号Pos’とする。この出力信号Pos’は、制御回路16に供給される。
The switching circuit SEL ′ includes AND circuits AND1 to AND4 and OR circuits OR1 and OR2. The OR circuit OR2 includes first, second, third, and fourth input terminals. The comparison signals Po1 to Po4 are respectively supplied to the first to fourth input terminals of the OR circuit OR2. The OR circuit OR2 calculates and outputs a logical sum of the comparison signals Po1 to Po4 supplied to the first to fourth input terminals. A signal output from the OR circuit OR2 is defined as an output signal Pos'. This output signal Pos ′ is supplied to the
いずれかの比較信号Po1〜Po4が検出された場合、それがOR回路OR2の出力信号Pos’として現れる。待機モードにおいて、AND回路AND1〜AND4を経由せずに、OR回路OR2の出力信号Pos’を検出する。制御回路16は、出力信号Pos’に基づいて、一次コイル15の近傍に二次コイル31があるかないかを検出することができる。この場合、待機モードにおいて、制御信号S1〜S4を検出回路25に供給する必要がなくなり、待機モードにおいて切換回路SEL’の制御動作を省略できる。
When any of the comparison signals Po1 to Po4 is detected, it appears as the output signal Pos' of the OR circuit OR2. In the standby mode, the output signal Pos' of the OR circuit OR2 is detected without going through the AND circuits AND1 to AND4. The
このような切換回路SEL、SEL’の構成はあくまで一例である。待機モードにおいては検出信号Vs1〜Vs4を一括に検出し、位置検出モードにおいては検出信号Vs1〜Vs4を選択的に検出できるのであれば、どのような回路構成にしても構わない。ロジック素子を利用したデジタル回路を用いることで、検出信号Vs1〜Vs4の一括検出動作および順次に検出する動作の切り換えを、簡素な構成で実現することができる。 Such a configuration of the switching circuits SEL and SEL ′ is merely an example. Any circuit configuration may be used as long as the detection signals Vs1 to Vs4 are collectively detected in the standby mode and the detection signals Vs1 to Vs4 can be selectively detected in the position detection mode. By using a digital circuit using a logic element, the collective detection operation of the detection signals Vs1 to Vs4 and the switching of the operation of sequentially detecting the detection signals Vs1 to Vs4 can be realized with a simple configuration.
次に、図9に本発明の第2の実施例における送電器のブロック図を示す。なお、上述した実施例と同じ機能を有する部位には同じ符号を付し、説明は省略する。送電器40は、直流電源11、平滑コンデンサ12、駆動回路13、一次共振コンデンサ14、一次コイル15、制御回路16、パルス生成回路17、励振コイル18、検出コイル21〜24、検出回路25、加算回路41、比較回路42を備える。
Next, FIG. 9 shows a block diagram of a power transmitter in the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function as the Example mentioned above, and description is abbreviate | omitted. The
検出コイル21〜24に励起される検出信号Vs1〜Vs4は、検出回路25とともに加算回路41にも供給される。加算回路41は、各検出信号Vs1〜Vs4を足し合わせた信号を比較回路42に出力する。比較回路42は、加算回路41の出力と基準値とを比較し、結果を制御回路16に出力する。
The detection signals Vs1 to Vs4 excited by the detection coils 21 to 24 are supplied to the addition circuit 41 together with the
いずれかの検出信号Vs1〜Vs4が検出された場合、それが加算回路41の出力信号として現れる。比較回路42は加算回路41の出力と基準値とを比較し、加算回路41の出力が基準値より大きくなると、一次コイル15の近傍に二次コイル31が存在すると認識することができる。この場合、待機モードにおいて、制御信号S1〜S4を検出回路25に供給する必要がなくなり、検出回路25の制御動作を省略できる。
When any one of the detection signals Vs1 to Vs4 is detected, it appears as an output signal of the adder circuit 41. The comparison circuit 42 compares the output of the adder circuit 41 with a reference value. When the output of the adder circuit 41 becomes larger than the reference value, it can be recognized that the
上述した実施例においては4つの検出コイルを用いて位置検出を行ったが、これはあくまで一例である。2つの検出コイルを用いて、各検出コイルの中心軸が一次コイル19の中心軸から略等距離になるように配置するとともに、各検出コイルの中心軸が一次コイル15の中心軸に対して対称になるように配置してもよい。また、3つの検出コイルを用い、各検出コイルの中心軸が一次コイル15の中心軸から略等距離になるように配置するとともに、各検出コイルの中心軸が正三角形の各頂点に位置するように配置してもよい。以下同様に、5つ以上の検出コイルを用いても構わない。いずれの場合でも、待機モードにおいては各検出コイルでピックアップする検出信号を一括に検出し、位置検出モードにおいては検出信号を選択的に検出すればよい。
In the embodiment described above, position detection is performed using four detection coils, but this is only an example. The two detection coils are used so that the central axis of each detection coil is substantially equidistant from the central axis of the primary coil 19, and the central axis of each detection coil is symmetrical with respect to the central axis of the
また、検出信号Vs1〜Vo4を増幅、平滑、比較して得られた比較信号Po1〜Po4のパルス幅から、受電器30の有無や一次コイル15と二次コイル31との相対位置を求めているが、位置検出の方法はこのような例に限られるものではない。例えば、検出信号Vs1〜Vo4を単に増幅して得られた増幅信号Va1〜Va4の波形の最大値から、受電器の有無や一次コイル15と二次コイル31との相対位置を求めてもよい。検出信号Vs1〜Vo4の強度に基づいて受電器30の有無や一次コイル15と二次コイル31との相対位置を求めることができるのであれば、どのような形態でも構わない。
Further, the presence / absence of the
また、パルス生成回路17や励振コイル18を用いずに、二次コイル31を励振してエコー信号を発生させてもよい。例えば、励振コイル18にパルス信号Vpを供給する代わりに、一次コイル15を検出用共振周波数fdに近い周波数で短時間駆動させる、もしくは単発のパルスが発生するように駆動させる。これに応じて、検出用共振周波数fdで振動する電流が二次コイル31に流れ、エコー信号が発生する。このように動作させることにより、励振コイル18およびパルス生成回路17を省き、簡素な構成にすることができ、コストを低減することができる。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
Further, the
10、40 送電器
11 直流電源
12 平滑コンデンサ
13 駆動回路
14 一次共振コンデンサ
15 一次コイル
16 制御回路
17 パルス生成回路
18 励振コイル
21〜24 検出コイル
25 検出回路
30 受電器
31 二次コイル
32 二次共振コンデンサ
33 検出用コンデンサ
34 整流回路
35 平滑コンデンサ
36 スイッチ
37 負荷
41 加算回路
42 比較回路
10, 40
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該複数の検出コイルすべてに関する出力信号、または、該複数の検出コイルいずれかに関する出力信号を、選択的に制御回路へと出力する検出回路とを備え、
該検出回路が該複数の検出コイルすべてに関する出力信号を該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期を、該検出回路が該複数の検出コイルいずれかに関する出力信号を順次に該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期より長く設定することを特徴とするワイヤレス電力伝送装置。 A primary coil for supplying electric power to the secondary coil by electromagnetic induction, an excitation coil for exciting the secondary coil, and a plurality of detection coils for detecting an alternating magnetic field generated from the excited secondary coil;
A detection circuit that selectively outputs an output signal related to all of the plurality of detection coils or an output signal related to any of the plurality of detection coils to a control circuit;
When the detection circuit outputs an output signal related to all of the plurality of detection coils to the control circuit, a cycle for exciting the secondary coil is sequentially set, and the detection circuit sequentially outputs an output signal related to any of the plurality of detection coils. A wireless power transmission device, characterized in that it is set longer than a period for exciting the secondary coil when outputting to the control circuit.
該複数の検出コイルすべてに関する出力信号、または、該複数の検出コイルいずれかに関する出力信号を、選択的に制御回路へと出力する検出回路とを備え、
該検出回路が該複数の検出コイルすべてに関する出力信号を該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期を、該検出回路が該複数の検出コイルいずれかに関する出力信号を順次に該制御回路へと出力するときに該二次コイルを励振する周期より長く設定することを特徴とするワイヤレス電力伝送装置。 A primary coil for supplying electric power to the secondary coil by electromagnetic induction, the primary coil for exciting the secondary coil, and a plurality of detection coils for detecting an alternating magnetic field generated from the excited secondary coil;
A detection circuit that selectively outputs an output signal related to all of the plurality of detection coils or an output signal related to any of the plurality of detection coils to a control circuit;
When the detection circuit outputs an output signal related to all of the plurality of detection coils to the control circuit, a cycle for exciting the secondary coil is sequentially set, and the detection circuit sequentially outputs an output signal related to any of the plurality of detection coils. A wireless power transmission device, characterized in that it is set longer than a period for exciting the secondary coil when outputting to the control circuit.
前記検出回路が前記複数の検出コイルいずれかに関する出力信号を順次に前記制御回路へと出力するとき、前記制御回路は出力信号に基づいて、前記一次コイルと前記二次コイル間の相対位置を検出する位置検出モードとを備える請求項1または2に記載のワイヤレス電力伝送装置。 When said detecting circuit outputs an output signal for all the plurality of detection coils to the control circuit, whether the control circuit based on the output signal, the secondary coil in the vicinity of the primary coil is disposed Standby mode to detect
When the detection circuit sequentially outputs an output signal related to any of the plurality of detection coils to the control circuit, the control circuit detects a relative position between the primary coil and the secondary coil based on the output signal. The wireless power transmission apparatus according to claim 1, further comprising a position detection mode.
該ロジック回路はすべての比較信号の論理和を出力信号として前記制御回路へと出力するか、もしくはいずれかの比較信号を出力信号として前記制御回路へと出力する請求項1〜5のいずれか一項に記載のワイヤレス電力伝送装置。 The detection circuit generates a plurality of comparison signals having a predetermined pulse width according to the intensity of detection signals excited by the plurality of detection coils, and includes a logic circuit.
The logic circuit to be output to said control circuit a logical OR of all the comparison signal as an output signal, or single any one of claims 1 to 5, output to the control circuit one of the comparison signal as an output signal The wireless power transmission device according to the item.
該受電器に設けられた二次コイルを励振する第1のステップと、
該第1のステップにおいて励振された該二次コイルから発生する交流磁界を、該送電器に設けられた複数の検出コイルによって一括で検出する第2のステップと、
該第2のステップにおいて検出した該交流磁界に基づいて、該送電器の近傍に該受電器が配置されているのかを検出する第3のステップと、
該二次コイルを励振する第4のステップと、
該第4のステップにおいて励振された該二次コイルから発生する交流磁界を、該複数の検出コイルによって順次に検出する第5のステップと、
該第5のステップにおいて検出した該交流磁界に基づいて、該送電器と該受電器間の相対位置を検出する第6のステップを備え、
該第1のステップにおいて繰り返し該二次コイルを励振する周期を、該第4のステップにおいて繰り返し該二次コイルを励振する周期より長く設定することを特徴とする相対位置検出方法。 A method for detecting a relative position between a power transmitter and a power receiver,
A first step of exciting a secondary coil provided in the power receiver;
A second step of collectively detecting an alternating magnetic field generated from the secondary coil excited in the first step by a plurality of detection coils provided in the power transmitter;
A third step of detecting whether the power receiver is disposed in the vicinity of the power transmitter based on the AC magnetic field detected in the second step;
A fourth step of exciting the secondary coil;
A fifth step of sequentially detecting the alternating magnetic field generated from the secondary coil excited in the fourth step by the plurality of detection coils;
A sixth step of detecting a relative position between the power transmitter and the power receiver based on the AC magnetic field detected in the fifth step;
A relative position detecting method, wherein a period for repeatedly exciting the secondary coil in the first step is set longer than a period for repeatedly exciting the secondary coil in the fourth step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011216332A JP5770589B2 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Wireless power transmission apparatus and relative position detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011216332A JP5770589B2 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Wireless power transmission apparatus and relative position detection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013078198A JP2013078198A (en) | 2013-04-25 |
JP5770589B2 true JP5770589B2 (en) | 2015-08-26 |
Family
ID=48481288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011216332A Active JP5770589B2 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Wireless power transmission apparatus and relative position detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5770589B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015089253A (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 東光株式会社 | Power transmitter |
DE102015113723A1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Weidmüller Interface GmbH & Co. KG | Apparatus for contactless inductive energy transmission and method of operation for such a device |
JP6706763B2 (en) * | 2015-07-29 | 2020-06-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Wireless charger |
KR20170014879A (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-08 | 삼성전기주식회사 | Apparatus and method for transmiting power wirelessly |
CN112421787B (en) * | 2019-08-21 | 2023-12-19 | 北京小米移动软件有限公司 | Wireless charging device, wireless charging system, wireless charging control method, wireless charging equipment and wireless storage medium |
WO2024043122A1 (en) * | 2022-08-25 | 2024-02-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Charging device and charging method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5340017B2 (en) * | 2009-04-28 | 2013-11-13 | 三洋電機株式会社 | Built-in battery and charging stand |
-
2011
- 2011-09-30 JP JP2011216332A patent/JP5770589B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013078198A (en) | 2013-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5770589B2 (en) | Wireless power transmission apparatus and relative position detection method | |
US11283308B2 (en) | Methods for detecting and identifying a receiver in an inductive power transfer system | |
JP6026354B2 (en) | Wireless power transmission equipment | |
US10862349B2 (en) | Metallic foreign object detector, wireless power transmitting device, wireless power receiving device, and wireless power transmission system | |
US10020692B2 (en) | Foreign object detector, power transmitter, power receiver, and wireless power transmission system | |
US9729980B2 (en) | Hearing apparatus including coil operable in different operation modes | |
JP6261212B2 (en) | Foreign object detection device and method in wireless power transmission system | |
EP3696941A1 (en) | Receiving coil and foreign object detecting apparatus in multiple charging condition using plurality of transmitting coils | |
KR102197580B1 (en) | Apparatus and method for transmitting power wirelessly | |
CN108462260B (en) | Detector, power transmitter and receiver, and power supply system | |
JP5770556B2 (en) | Wireless power transmission apparatus and relative position detection method | |
KR102267415B1 (en) | Apparatus for determining abnormal status of wireless power transmission coil | |
WO2016006441A1 (en) | Power receiver, power feeder, and electronic device | |
CN107408833A (en) | Induced power transmitter | |
JP6186373B2 (en) | Wireless power transmission device and wireless power signal transmission control method in wireless power transmission device | |
JP2014030288A5 (en) | ||
JP6308304B2 (en) | Power receiver and power transmission system | |
JP2018509123A (en) | Method and apparatus for wireless power transfer utilizing a power transmission coil driven by a phase shifted current | |
KR20150001836A (en) | Wireless power receiving apparatus and electronic apparatus using same | |
WO2012073472A1 (en) | Electrical power transmission system | |
JP4156537B2 (en) | Power supply device | |
JP6981480B2 (en) | Power receiver, power transmission system, and power receiving method | |
US20200220390A1 (en) | Power transmission system, power receiver, and method of controlling power receiver | |
JP2007206776A (en) | Noncontact power transmission apparatus | |
EP3009866B1 (en) | Foreign object detector, power transmitter, power receiver, and wireless power transmission system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140723 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150407 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150508 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150522 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150609 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150625 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5770589 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |