JP5975043B2 - 電子機器および給電システム - Google Patents

電子機器および給電システム Download PDF

Info

Publication number
JP5975043B2
JP5975043B2 JP2013555150A JP2013555150A JP5975043B2 JP 5975043 B2 JP5975043 B2 JP 5975043B2 JP 2013555150 A JP2013555150 A JP 2013555150A JP 2013555150 A JP2013555150 A JP 2013555150A JP 5975043 B2 JP5975043 B2 JP 5975043B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
power supply
load
charging
supply path
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
Application number
JP2013555150A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013111469A1 (ja
Inventor
宏一 秋吉
宏一 秋吉
浦本 洋一
洋一 浦本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of JPWO2013111469A1 publication Critical patent/JPWO2013111469A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5975043B2 publication Critical patent/JP5975043B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/05Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using capacitive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

本開示は、電子機器等の給電対象機器に対して非接触に電力供給(送電,電力伝送)を行う給電システム、およびそのような給電システムに適用される電子機器に関する。
近年、例えば携帯電話機や携帯音楽プレーヤー等のCE機器(Consumer Electronics Device:民生用電子機器)に対し、非接触に電力供給(送電,電力伝送)を行う給電システム(非接触給電システム、ワイヤレス充電システム)が注目を集めている。これにより、ACアダプタのような電源装置のコネクタを機器に挿す(接続する)ことによって充電を開始するのはなく、電子機器(2次側機器)を充電トレー(1次側機器)上に置くだけで充電を開始することができる。すなわち、電子機器と充電トレーと間での端子接続が不要となる。
このようにして非接触で電力供給を行う方式としては、電磁誘導方式が良く知られている。また、最近では、電磁共鳴現象を利用した磁界共鳴方式と呼ばれる方式を用いた非接触給電システムが注目されている。このような非接触による給電システムは、例えば特許文献1〜6等に開示されている。
特開2001−102974号公報 WO00−27531号公報 特開2008−206233号公報 特開2002−34169号公報 特開2005−110399号公報 特開2010−63245号公報
ところで、上記のような非接触による給電システムでは一般に、電子機器等の給電対象機器内の負荷の状態に応じて適切な動作を行い、ユーザの利便性を向上させることが求められる。
したがって、磁界または電界を用いて電力伝送(送電)を行う際に、ユーザの利便性を向上させることが可能な電子機器および給電システムを提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態の電子機器は、磁界または電界を用いて伝送された電力を受け取る受電部と、2次電池と、受電部により受け取った受電電力に基づいて2次電池への充電を行う充電部と、供給される電力に基づいて所定の動作を行う負荷と、受電部側または2次電池側から充電部を経由して負荷側へと至る第1の電力供給経路と、受電部側から充電部を迂回して負荷側へと至る第2の電力供給経路とを備えたものである。この第2の電力供給経路は、充電部がUVLO(Under Voltage Lock Out)モードとなったときにのみ有効となる。
本開示の一実施の形態の給電システムは、1または複数の上記本開示の電子機器(給電対象機器)と、この電子機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う給電装置とを備えたものである。
本開示の一実施の形態の電子機器および給電システムでは、磁界または電界を用いて伝送された電力(受電電力)に基づいて、2次電池への充電が行われる。また、受電部側または2次電池側から充電部を経由して負荷側へと至る第1の電力供給経路に加え、受電部側から充電部を迂回して負荷側へと至る第2の電力供給経路が設けられている。これにより、例えば2次電池における充電量が少ない場合において負荷が起動したときなどに、受電電力が充電部を介して負荷へ供給できなくなることが回避される。すなわち、そのような場合においても、2次電池に蓄電されている充電電力の一部が、第1の電力供給経路を経由して負荷へと供給されると共に、受電電力が第2の電力供給経路を経由して負荷へと供給されるようになる。このように、負荷の起動時等においても充電電力に加えて受電電力が負荷へ供給されるため、充電電力(充電量)の大幅な減少が防止される。
本開示の一実施の形態の電子機器および給電システムによれば、受電部側または2次電池側から充電部を経由して負荷側へと至る第1の電力供給経路と、受電部側から充電部を迂回して負荷側へと至る第2の電力供給経路とを設けるようにしたので、例えば2次電池における充電量が少ない場合において負荷が起動したときなどに、受電電力が充電部を介して負荷へ供給できなくなることを回避し、充電量の大幅な減少を防止することができる。よって、磁界または電界を用いて電力伝送を行う際に、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。
本開示の第1の実施の形態に係る給電システムの外観構成例を表す斜視図である。 図1に示した給電システムの詳細構成例を表すブロック図である。 図2に示した各ブロックの詳細構成例を表す回路図である。 交流信号発生回路に対する制御信号の一例を表すタイミング波形図である。 給電期間および通信期間の一例を表すタイミング図である。 負荷の大きさと充電回路への供給電圧との関係の一例を表す模式図である。 図3に示した給電システムにおける通常状態および過負荷状態での充電中の動作例を表す回路図である。 図3に示した給電システムにおける通常状態および過負荷状態での充電完了後の動作例を表す回路図である。 比較例1に係る受電中の起動状態での動作を表す回路図である。 比較例1に係る負荷の大きさと充電回路への供給電圧との関係を表す模式図である。 比較例2に係る負荷の大きさと充電回路への供給電圧との関係を表す模式図である。 第1の実施の形態の実施例1に係る受電中の起動状態での動作例を表す回路図である。 第2の実施の形態に係る給電システムの構成例を表す回路図である。 図13に示した給電システムにおける通常状態および過負荷状態での充電中の動作例を表す回路図である。 第2の実施の形態の実施例2に係る受電中の起動状態での動作例を表す回路図である。 第2の実施の形態に係る通常使用状態での動作例を表す回路図である。 変形例に係る給電システムの概略構成例を表すブロック図である。 図17に示した給電システムにおける電界の伝播態様例を表す模式図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

1.第1の実施の形態(第1の電力供給経路が整流素子を有する例)
2.第2の実施の形態(第1の電力供給経路が整流素子およびトランジスタを有する例)
3.変形例(電界を用いて非接触に電力伝送を行う給電システムの例等)
<第1の実施の形態>
[給電システム4の全体構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る給電システム(給電システム4)の外観構成例を表したものであり、図2は、この給電システム4のブロック構成例を表したものである。給電システム4は、磁界を用いて(磁気共鳴や電磁誘導等を利用して;以下同様)、非接触に電力伝送(電力供給,給電,送電)を行うシステム(非接触型の給電システム)である。この給電システム4は、給電装置1(1次側機器)と、給電対象機器としての1または複数の電子機器(ここでは2つの電子機器2A,2B;2次側機器)とを備えている。
この給電システム4では、例えば図1に示したように、給電装置1における給電面(送電面)S1上に電子機器2A,2Bが置かれる(または近接する)ことにより、給電装置1から電子機器2A,2Bに対して電力伝送が行われるようになっている。ここでは、複数の電子機器2A,2Bに対して同時もしくは時分割的(順次)に電力伝送を行う場合を考慮して、給電装置1は、給電面S1の面積が給電対象の電子機器2A,2B等よりも大きなマット形状(トレー状)となっている。
(給電装置1)
給電装置1は、上記したように、磁界を用いて電子機器2A,2Bに対して電力伝送(送電)を行うもの(充電トレー)である。この給電装置1は、例えば図2に示したように、送電部110、交流信号発生回路(高周波電力発生回路)111および制御部112(送電制御部)を有する送電装置11を備えている。
送電部110は、後述する送電コイル(1次側コイル)L1およびコンデンサC1p,C1s(共振用のコンデンサ)等を含んで構成されている。送電部110は、これらの送電コイルL1およびコンデンサC1p,C1sを利用して、電子機器2A,2B(詳細には、後述する受電部210)に対して交流磁界を用いた電力伝送(送電)を行うものである(図2中の矢印で示した電力P1参照)。具体的には、送電部110は、給電面S1から電子機器2A,2Bへ向けて磁界(磁束)を放射する機能を有している。この送電部110はまた、後述する受電部210との間で所定の通信動作を相互に行う機能を有している(図2中の矢印C1参照)。
交流信号発生回路111は、例えば給電装置1の外部電源9(親電源)から供給される電力を用いて、送電を行うための所定の交流信号Sac(高周波電力)を発生する回路である。このような交流信号発生回路111は、例えば、後述するスイッチングアンプを用いて構成されている。なお、外部電源9としては、例えば、PC(Personal Computer)などに設けられているUSB(Universal Serial Bus)2.0の電源(電力供給能力:500mA,電源電圧:5V程度)等が挙げられる。
制御部112は、給電装置1全体(給電システム4全体)における種々の制御動作を行うものである。具体的には、送電部110による送電(送電動作)や通信(通信動作)の制御を行うことの他、例えば、送電電力の最適化制御や2次側機器を認証する機能、2次側機器が1次側機器上にあることを判別する機能、異種金属などの混入を検知する機能などを有している。ここで、上記した送電制御の際には、後述する所定の制御信号CTL(送電用の制御信号)を用いて交流信号発生回路111の動作を制御することによって行うようになっている。また、この制御部112は、制御信号CTLを用いて、後述するパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)による変調処理を行う機能も有している。
(電子機器2A,2B)
電子機器2A,2Bは、例えば、テレビ受像機に代表される据え置き型電子機器や、携帯電話やデジタルカメラに代表される、充電池(バッテリー)を含む携帯型の電子機器等からなる。これらの電子機器2A,2Bは、例えば図2に示したように、受電装置21と、この受電装置21から供給される電力に基づいて所定の動作(電子機器としての機能を発揮させる動作)を行う負荷22とを備えている。また、受電装置21は、受電部210、整流回路211、電圧安定化回路212、充電回路213(充電部)、バッテリー214(2次電池)、電力経路設定回路215および制御部216を有している。
受電部210は、後述する受電コイル(2次側コイル)L2およびコンデンサC2p,C2s(共振用のコンデンサ)等を含んで構成されている。受電部210は、これらの受電コイルL2およびコンデンサC2p,C2s等を利用して、給電装置1内の送電部110から伝送(送電)された電力を受け取る機能を有している。この受電部210はまた、送電部110との間で前述した所定の通信動作を相互に行う機能を有している(図2中の矢印C1参照)。
整流回路211は、受電部210から供給された電力(交流電力)を整流し、直流電力を生成する回路である。
電圧安定化回路212は、整流回路211から供給される直流電力に基づいて、所定の電圧安定化動作を行う回路である。
充電回路213は、電圧安定化回路212から供給される電圧安定化後の直流電力に基づいて、バッテリー214への充電を行うための回路である。
バッテリー214は、充電回路213による充電に応じて電力を貯蔵するものであり、例えばリチウムイオン電池等の充電池(2次電池)を用いて構成されている。
電力経路設定回路215は、図2に示したように、受電部210側(電圧安定化回路212)およびバッテリー214側から負荷22側へと至る電力供給の際の経路(電力供給経路)を設定(制御)するための回路である。この電力経路設定回路215は、後述する2つの電力供給経路(電力供給経路Lp1,Lp2)を有している。なお、この電力経路設定回路215の詳細構成については、後述する(図3)。
制御部216は、電子機器2A,2B全体(給電システム4全体)における種々の制御動作を行うものである。具体的には、例えば、受電部110による受電や通信の制御を行ったり、電圧安定化回路212や充電回路213等の動作を制御する機能も有している。
[給電装置1および電子機器2A,2Bの詳細構成]
図3は、図2に示した給電装置1および電子機器2A,2B内の各ブロックの詳細構成例を回路図で表したものである。
(送電部110)
送電部110は、磁界を用いて電力伝送を行う(磁束を発生させる)ための送電コイルL1と、この送電コイルL1とともにLC共振回路を形成するためのコンデンサC1p,C1sとを有している。コンデンサC1sは、送電コイルL1に対して電気的に直列接続されている。つまり、コンデンサC1sの一端と送電コイルL1の一端とが、互いに接続されている。また、このコンデンサC1sの他端と送電コイルL1の他端とがコンデンサC1pに並列接続され、送電コイルL1とコンデンサC1pとの接続端は接地されている。
これらの送電コイルL1とコンデンサC1p,C1sとからなるLC共振回路と、後述する受電コイルL2とコンデンサC2p,C2sとからなるLC共振回路とは、互いに磁気結合する。これにより、後述する交流信号発生回路111により生成された高周波電力(交流信号Sac)と略同一の共振周波数によるLC共振動作がなされるようになっている。
(交流信号発生回路111)
交流信号発生回路111は、スイッチング素子としての1つのトランジスタ(図示せず)を有するスイッチングアンプ(いわゆるE級アンプ)を用いて構成されている。この交流信号発生回路111には、制御部112から送電用の制御信号CTLが供給されるようになっている。この制御信号CTLは、図3中に示したように、所定のデューティ比を有するパルス信号からなる。また、例えば図4(A),(B)に示したように、この制御信号CTLにおけるデューティ比を制御することにより、後述するパルス幅変調がなされるようになっている。
このような構成により交流信号発生回路111では、送電用の制御信号CTLに従って、上記したトランジスタがオン・オフ動作(所定の周波数およびデューティ比からなるスイッチング動作)を行う。すなわち、制御部112から供給される制御信号CTLを用いて、スイッチング素子としてのトランジスタのオン・オフ動作が制御される。これにより、例えば外部電源9側から入力する直流信号Sdcに基づいて交流信号Sac(交流電力)が生成され、送電部110へ供給されるようになっている。
(受電部210)
受電部210は、送電部110から伝送された(磁束から)電力を受け取るための受電コイルL2と、この受電コイルL2とともにLC共振回路を形成するためのコンデンサC2p,C2sとを有している。コンデンサC2pは、受電コイルL2に対して電気的に並列接続され、コンデンサC2sは、受電コイルL2に対して電気的に直列接続されている。すなわち、コンデンサC2sの一端は、コンデンサC2pの一端および受電コイルL2の一端に接続されている。また、コンデンサC2sの他端は、整流回路211における一方の入力端子に接続され、受電コイルL2の他端およびコンデンサC2pの他端はそれぞれ、整流回路211における他方の入力端子に接続されている。
これらの受電コイルL2とコンデンサC2p,C2sとからなるLC共振回路と、前述した送電コイルL1とコンデンサC1p,C1sとからなるLC共振回路とは、互いに磁気結合する。これにより、交流信号発生回路111により生成された高周波電力(交流信号Sac)と略同一の共振周波数によるLC共振動作がなされるようになっている。
(整流回路211)
整流回路211は、ここでは4つの整流素子(ダイオード)D1〜D4を用いて構成されている。具体的には、整流素子D1のアノードおよび整流素子D3のカソードは、互いに整流回路211における一方の入力端子に接続され、整流素子D1のカソードおよび整流素子D2のカソードは、互いに整流回路211における出力端子に接続されている。また、整流素子D2のアノードおよび整流素子D4のカソードは、互いに整流回路211における他方の入力端子に接続され、整流素子D3のアノードおよび整流素子D4のアノードは、互いに接地されている。このような構成により整流回路211では、受電部210から供給された交流電力を整流し、直流電力からなる受電電力を電圧安定化回路212へ供給するようになっている。
(充電回路213)
充電回路213は、電圧安定化後の直流電力(受電電力)に基づいて、前述したように、バッテリー214への充電を行う回路であり、ここでは電圧安定化回路212と負荷22との間に配置されている。なお、以下では、電圧安定化回路212から充電回路213へ供給される電圧(入力電圧)を、電圧V1とする。また、バッテリー214における充電量(充電電力)に対応する電圧を、バッテリー電圧Vbとする。
(電力経路設定回路215)
電力経路設定回路215は、前述したように、2つの電力供給経路Lp1,Lp2を有している。電力供給経路Lp1(第1の電力供給経路)は、受電部210側(電圧安定化回路212側)またはバッテリー214側から充電回路213を経由して負荷22側へと至る経路(メイン経路)である。一方、電力供給経路Lp2(第2の電力供給経路)は、受電部210側(電圧安定化回路212と充電回路213との間の接続ライン上)から充電回路213を迂回(バイパス)して負荷22側へと至る経路(バイパス経路)である。
これらの電力供給経路Lp1,Lp2上にはそれぞれ、負荷22側に電力が供給される向きで整流素子(ダイオード)が配設されている。具体的には、電力供給経路Lp1上の整流素子D51は、そのアノードが充電回路213の出力端子側に配置され、カソードが負荷22側に配置されている。また、電力供給経路Lp2上の整流素子D52は、そのアノードが、電圧安定化回路212と充電回路213との間の接続ライン側に配置され、カソードが負荷22側に配置されている。つまり、整流素子D51,D52の各カソードは、負荷22側で互いに共通接続されている。
ここで詳細は後述するが、これら2つの電力供給経路Lp1,Lp2のうちの電力供給経路Lp2(バイパス経路)は、負荷22が起動し、かつ充電回路213が後述するUVLOモードとなったときにのみ、有効(動作状態)となる。なお、この電力経路設定回路215の作用(動作)の詳細については、後述する。
[給電システム4の作用・効果]
(1.全体動作の概要)
この給電システム4では、給電装置1内の交流信号発生回路111が、外部電源9から供給される電力に基づいて、送電部110内の送電コイルL1およびコンデンサC1p,C1s(LC共振回路)に対して、電力伝送を行うための所定の高周波電力(交流信号Sac)を供給する。これにより、送電部110内の送電コイルL1において磁界(磁束)が発生する。このとき、給電装置1の上面(給電面S1)に、給電対象機器(充電対象機器)としての電子機器2A,2Bが置かれる(または近接する)と、給電装置1内の送電コイルL1と電子機器2A,2B内の受電コイルL2とが、給電面S1付近にて近接する。
このように、磁界(磁束)を発生している送電コイルL1に近接して受電コイルL2が配置されると、送電コイルL1から発生されている磁束に誘起されて、受電コイルL2に起電力が生じる。換言すると、電磁誘導または磁気共鳴により、送電コイルL1および受電コイルL2のそれぞれに鎖交して磁界が発生する。これにより、送電コイルL1側(1次側、給電装置1側、送電部110側)から受電コイルL2側(2次側、電子機器2A,2B側、受電部210側)に対して、電力伝送がなされる(図2,図3中の矢印で示した電力P1参照)。このとき、給電装置1側の送電コイルL1と電子機器2A,2B側の受電コイルL2とが、電磁誘導等により互いに磁気結合し、前述したLC共振回路においてLC共振動作が行われる。
すると、電子機器2A,2Bでは、受電コイルL2において受け取った交流電力が、整流回路211、電圧安定化回路212および充電回路213へ供給され、以下の充電動作がなされる。すなわち、この交流電力が整流回路211および電圧安定化回路212によって所定の直流電力に変換されて電圧安定化がなされた後、充電回路213によって、この直流電力に基づくバッテリー214への充電がなされる。このようにして、電子機器2A,2Bにおいて、受電部210において受け取った電力に基づく充電動作がなされる。
すなわち、本実施の形態では、電子機器2A,2Bの充電に際し、例えばACアダプタ等への端子接続が不要であり、給電装置1の給電面S1上に置く(近接させる)だけで、容易に充電を開始させることができる(非接触給電がなされる)。これは、ユーザにおける負担軽減に繋がる。
また、例えば図5に示したように、このような給電動作の際には、給電期間Tp(バッテリー214への充電期間)と通信期間Tc(非充電期間)とが、時分割で周期的(もしくは非周期的)になされる。換言すると、制御部112および制御部216は、このような給電期間Tpと通信期間Tcとが時分割で周期的(もしくは非周期的)に設定されるように制御する。ここで、この通信期間Tcとは、1次側機器(給電装置1)と2次側機器(電子機器2A,2B)との間で、送電コイルL1および受電コイルL2を用いた相互の通信動作(互いの機器間認証や給電効率制御等のための通信動作)を行う期間である(図2,図3中の矢印C1参照)。なお、このときの給電期間Tpと通信期間Tcとの時間の比率は、例えば、給電期間Tp:通信期間Tc=9:1程度である。
ここで、この通信期間Tcでは、例えば交流信号発生回路111におけるパルス幅変調を用いた通信動作が行われる。具体的には、所定の変調データに基づいて、通信期間Tcにおける制御信号CTLのデューティ比が設定されることにより、パルス幅変調による通信がなされる。なお、前述した送電部110および受電部210における共振動作時に周波数変調を行うことは原理的に難しいため、このようなパルス幅変調を用いることで簡易に通信動作が実現される。
(2.負荷22の大きさと動作状態との関係について)
次に、電子機器2A,2B内の負荷22の大きさと、これら電子機器2A,2B内での動作状態との関係について説明する。
図6は、負荷22の大きさと、充電回路213への供給電圧(前述した電圧安定化回路212からの供給電圧(電圧V1)、およびバッテリー電圧Vb)との関係の一例を、模式的に表したものである。この図6に示したように、負荷22の大きさが、通常状態(定格状態)、過負荷状態、受電中の起動状態(負荷22の起動時)の順に大きくなるのに従って、上記した電圧V1およびバッテリー電圧Vbの大きさがそれぞれ変化する。以下、これらの各状態での電子機器2A,2B内における動作例について、詳細に説明する。
(2−1.通常状態・過負荷状態)
まず、負荷22の大きさが通常状態および過負荷状態のときには、図6に示したように、V1≧Vbとなっている。ただし、通常状態では電圧V1が略一定である一方、過負荷状態では、図6中の矢印P51で示したように、負荷22の大きさが増加するのに従って電圧V1が低下していく。なお、このような過負荷状態における電圧V1の低下は、負荷22の増加に従って受電電力が必要以上に引かれてしまうためである。
このようにV1≧Vbであることから、例えば図7に示したように、通常状態および過負荷状態の場合、バッテリー214への充電中(充電完了前)では、以下のような動作となる。つまり、まず、充電回路213は、電圧安定化回路212から供給される電力P2(電圧V1に対応)に基づいて、負荷22に対して電力P31を供給する。また、それとともに、この電力P2から負荷22での消費電力(上記した負荷22側へ供給される電力P31に相当)を差し引いた余剰電力(電力P32)を用いて、バッテリー214への充電を行う。
なお、例えば図8に示したように、このようなバッテリー214への充電完了後においては、以下のような動作となる。つまり、まず、この充電完了後では、給電装置1側から電子機器2A,2Bへの磁界を用いた送電(電力伝送)が停止するため、上記した充電中とは異なり、充電回路213に対して電力P2(電圧V1)は供給されない。したがって、この充電回路213を介した負荷22への電力P31の供給もなされず、また、充電回路213からバッテリー214への電力P32(余剰電力)を用いた充電も行われない。このような充電完了後では、バッテリー214に蓄電された充電電力の一部(電力P4)が、充電回路213を介して負荷22へと供給されることになる。
(2−2.受電中の起動状態)
一方、受電中における負荷22の起動状態のときには、負荷22の大きさの増加に従って電圧V1が更に低下していくため、図6に示したようにV1<Vbとなる。このことに起因して、後述する比較例1では、ユーザの利便性が損なわれてしまうという問題が生ずる。以下、この点について詳細に説明する。
すなわち、まず、非接触式の給電システムでは一般に、有線式の給電システム(ACアダプタ等を用いた給電方式)と比べ、電力伝送効率が劣る(低い)場合が多い。例えば、同じUSB2.0による親電源(最大2.5W)を用いて電力供給を行った場合、非接触方式では有線式と比べ、電力損失が必然的に多くなる。これは、非接触式の給電システムでは、直流電力を一旦交流電力に変換し、交流磁界を用いて非接触に給電した後、再び直流電力に変換するためであり、その際の「変換効率」分が損失(ロス)となるのである。
ここで一例として、非接触式による給電の際の電力伝送効率が、50%であるものと想定する。この場合、有線式で電力を受け取ると、その際の電力伝送効率はほぼ100%に近いため、上記したUSB2.0の親電源からは2.5Wの電力を受け取ることができる。一方、非接触式では上記したように50%の電力伝送効率であるため、受け取る電力が1.25Wまで低下してしまう。
このとき、電子機器(給電対象機器)における最大消費電力が2.0Wであるものと仮定すると、有線式では、0.5W(=2.5W−2.0W)分のマージン(余剰電力)がある。一方で、非接触式では、0.75W分のマイナス(=1.25W−2.0W)となってしまう。ここで、非接触式の給電システムではそのようなマイナス分(電力不足)を補填するため、電子機器内において、前述した図8の場合(充電完了後)と同様に、充電済みの2次電池における充電電力の一部が負荷へ供給される(図6中の矢印P52参照)。
このように、充電中において電子機器内の負荷が起動した場合(受電中の負荷の起動状態のとき)には、電子機器内での最大消費電力(前述した電力P31に相当)が、磁界を用いた非接触給電により得られた受電電力(前述した電力P2に相当)を上回る状況となる。つまり、前述したように、V1<Vbとなる。これらのことから以下の比較例1では、次のような問題が生じ得る。
(比較例1)
図9は、比較例1に係る給電システム104の構成例を、ブロック図および回路図で表わしたものである。この給電システム104は、電子機器102A,102B内に、本実施の形態における電力経路設定回路215が設けられていないものに対応している。
まず、この比較例1において負荷22が起動したとき(受電中の起動状態のとき)には、上記したように、電子機器102A,102B内において、バッテリー214における充電電力(電力P4)の一部が、充電回路213を介して負荷22へと供給される。
ここで、このような負荷22の起動時において、バッテリー214における充電量が少ない場合(例えば、Vb=3V程度の場合)、充電回路213への入力電圧(電圧V1)が急激に低下し、この充電回路213がいわゆるUVLO(Under Voltage Lock Out)モードとなる。このようなUVLOモードとなると、図9に示したように、充電回路213では電圧安定化回路212側からの磁界を用いた受電電力(電力P2)を一切受け取らなくなる。つまり、磁界を用いた受電電力が、充電回路213を介して負荷22側へ供給できなくなる。
したがって、例えば図10中に示した矢印P105のように、この比較例1における受電中の起動状態では、負荷22側で消費される電力の全てが、バッテリー214における充電電力(電力P4,バッテリー電圧Vb)によって賄われることとなる。そのため、バッテリー214における電力残量(充電電力)が減っていく一方となり、ユーザの利便性が損なわれてしまう。
(比較例2)
なお、例えば図11に示した比較例2のように、充電回路213内でバッテリー電圧Vbを昇圧したうえで(図11中の矢印P50参照)、その昇圧後のバッテリー電圧Vbを負荷22側へ供給する手法も考えられる。これにより、比較例1のようなUVLOモードに起因した問題が解消し得る。ただし、そのような昇圧動作を行う場合、昇圧回路を設ける分、コストの増大や実装面積の増加等が生じてしまう。
(本実施の形態)
そこで本実施の形態の給電システム4では、電子機器2A,2Bにおける電力経路設定回路215内に、メイン経路として電力供給経路Lp1に加え、バイパス経路としての電力供給経路Lp2が設けられている。電力供給経路Lp1は、受電部210側またはバッテリー214側から充電回路213を経由して負荷22側へと至る経路である。一方、電力供給経路Lp2は、受電部210側から充電回路213を迂回して負荷22側へと至る経路である。
本実施の形態では、このような2つの電力供給経路Lp1,Lp2が設けられていることにより、上記比較例2のように昇圧回路を追加したりすることなく(追加の素子を最小限に抑えつつ)、上記比較例1の問題が解消される。すなわち、例えばバッテリー214における充電量が少ない場合において負荷22が起動したときに、磁界を用いた受電電力(前述した電力P2)が充電回路213を介して負荷22へ供給できなくなることが回避される。
具体的には、例えば図12に示した本実施の形態の実施例1のように、受電中における負荷22の起動状態のときには、この電力経路設定回路215では、以下のような動作となる。まず、前述した比較例1と同様に、バッテリー214に蓄電されている充電電力の一部(電力P4)が、電力供給経路Lp1(整流素子D51)を経由して負荷22へと供給される。
ここで、この実施例1においても比較例1と同様に、充電回路213がUVLOモードとなると、充電回路213では電圧安定化回路212側からの磁界を用いた受電電力(電力P2)を一切受け取らなくなる。つまり、磁界を用いた受電電力が、充電回路213を介して負荷22側へ供給できなくなる(受電電力の電力供給経路Lp1を経由した負荷22への供給が停止する)。ただし、この実施例1では比較例1とは異なり、上記した電力供給経路Lp2(整流素子D52)を介して、この磁界を用いた受電電力(電力P2)が負荷22へと供給される。
このように、バッテリー214における充電量が少ない場合において負荷22が起動したときにおいても、このバッテリー214における充電電力の一部が電力供給経路Lp1を経由して負荷22へと供給されると共に、磁界を用いた受電電力が電力供給経路Lp2を経由して負荷22へと供給されるようになる。つまり、負荷22の起動時等においても充電電力(電力P4)に加えて受電電力(電力P2)が負荷22へ供給されるため、上記比較例1とは異なり、バッテリー214における充電電力(充電量)の大幅な減少が防止される。
ここで、この電力経路設定回路215では、これら2つの電力供給経路Lp1,Lp2のうち、電力供給経路Lp2(バイパス経路)は、受電中における負荷22の起動状態のとき(充電回路213がUVLOモードとなったとき)にのみ有効(動作状態)となる。つまり、受電中における負荷22の起動状態のときには、電力供給経路Lp1に加えて電力供給経路Lp2もが有効となる。換言すると、例えば前述した図7のような負荷22の通常状態および過負荷状態等、受電中における負荷22の起動状態以外では、電力供給経路Lp2は無効となる(動作しない)。このように、電力経路設定回路215では、電力供給経路Lp1における有効および無効が、負荷22の大きさに応じて自動的に切り替わり、制御部216等による制御を行う必要は生じない。
以上のように本実施の形態では、受電部210側またはバッテリー214側から充電回路213を経由して負荷22側へと至る電力供給経路Lp1と、受電部210側から充電回路213を迂回して負荷22側へと至る電力供給経路Lp2とを設けている。これにより、例えばバッテリー214における充電量が少ない場合において負荷22が起動したときなどに、受電電力が充電回路213を介して負荷22へ供給できなくなることを回避し、充電量の大幅な減少を防止することができる。具体的には、過負荷に起因して充電回路213がUVLOモードとなった場合においても、受電電力を負荷22側へ供給する電力供給経路を確保することができる。よって、磁界を用いて電力伝送を行う際に、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。なお、この充電回路213におけるUVLOモードは、電圧安定化回路212が過負荷状態に起因して規定の出力電圧値を出力できなくなった場合などに、陥り易い。
<第2の実施の形態>
続いて、本開示の第2の実施の形態について説明する。なお、上記第1の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
[給電システム4Aの構成]
図13は、第2の実施の形態に係る給電システム(給電システム4A)の構成例を、ブロック図および回路図で表わしたものである。この給電システム4Aは、第1の実施の形態の給電システム4において、給電対象機器として電子機器2A,2Bの代わりに電子機器2C,2Dを設けたものであり、他の構成は同様となっている。
電子機器2C,2Dはそれぞれ、電子機器2A,2Bにおいて、電力経路設定回路215の代わりに以下説明する電力経路設定回路215Aを設けたものであり、他の構成は同様となっている。
(電力経路設定回路215A)
電力経路設定回路215Aは、電力経路設定回路215と同様に、2つの電力供給経路Lp1,Lp2を有している。また、これらの電力供給経路Lp1,Lp2上には、負荷22側に電力が供給される向きで整流素子D51,D52が配設されている。ただし、電力経路設定回路215Aでは、これらの整流素子D51,D52に加え、電力供給経路Lp1上に、整流素子D51に並列接続されたトランジスタTr5が更に設けられている。また、このトランジスタTr5に接続された抵抗素子R5も設けられている。すなわち、この電力経路設定回路215Aは、電力経路設定回路215において、トランジスタTr5および抵抗素子R5を更に設けたものに対応し、他の構成は同等となっている。
トランジスタTr5は、ここではp型のFET(Field Effective Transistor;電界効果型トランジスタ)からなる。このトランジスタTr5では、そのゲートが、抵抗素子R5の一端および整流素子D52のアノードに接続され、ソースが整流素子D51のアノードに接続され、ドレインが負荷22側(整流素子D51,D52の各カソード側)に接続されている。また、ここでは抵抗素子R5の他端は、接地(グランド)に接続されている。
[給電システム4Aの作用・効果]
このような構成の給電システム4Aでは、負荷22の大きさ(前述した通常状態,過負荷状態,受電中の起動状態の各状態)に応じて、電子機器2C,2D内の電力経路設定回路215Aにおいて、以下のようにして動作が行われる。
(通常状態・過負荷状態:充電中)
まず、負荷22の大きさが通常状態および過負荷状態のときには、例えば図14に示したように、バッテリー214への充電中(充電完了前)では、以下のような動作となる。つまり、基本的には第1の実施の形態と同様に、充電回路213が、電圧安定化回路212から供給される電力P2(電圧V1に対応)に基づいて、負荷22に対して電力P31を供給する。また、それとともに、この電力P2から負荷22での消費電力(上記した負荷22側へ供給される電力P31に相当)を差し引いた余剰電力(電力P32)を用いて、バッテリー214への充電を行う。
このとき、電力経路設定回路215A内の電力供給経路Lp1では、整流素子D51がオン状態となって電流が流れる(電力の供給経路となる)一方、トランジスタTr5はオフ状態となって電流が流れない(電力の供給経路とはならない)。
(受電中の起動状態)
一方、受電中における負荷22の起動状態のときには、例えば図15に示した本実施の形態の実施例2のような動作となる。すなわち、基本的には第1の実施の形態における実施例1と同様に、バッテリー214に蓄電されている充電電力の一部(電力P4)が、電力供給経路Lp1を経由して負荷22へと供給される。また、充電回路213がUVLOモードとなると、充電回路213では電圧安定化回路212側からの電力P2を一切受け取らなくなる一方、電力供給経路Lp(整流素子D52)を介して、この電力P2が負荷22へと供給される。
このときも、上記した通常状態および過負荷状態のときと同様に、電力経路設定回路215A内の電力供給経路Lp1では、以下のようになる。すなわち、整流素子D51がオン状態となって電流が流れる(電力の供給経路となる)一方、トランジスタTr5はオフ状態となって電流が流れない(電力の供給経路とはならない)。
このようにして本実施の形態においても、電力経路設定回路215Aが設けられていることにより、上記第1の実施の形態と同様の作用により同様の効果が得られる。また、本実施の形態の電力経路設定回路215Aでは、前述したトランジスタTr5等が更に設けられていることにより、第1の実施の形態における効果に加え、以下の効果も得ることが可能である。
(通常使用状態:充電電力の一部のみを利用した負荷の起動時)
具体的には、例えば図16に示したように、受電電力(電力P2,P31)が負荷22へ供給されず、バッテリー214に蓄電されている充電電力の一部(電力P4)が負荷22へ供給されることによって負荷22が起動するとき(通常使用状態)には、電力経路設定回路215A内の電力供給経路Lp1では、以下のようになる。すなわち、これまで説明したのとは逆に、整流素子D51はオフ状態となって電流が流れない(電力の供給経路とはならない)一方、トランジスタTr5がオン状態となって電流が流れるようになる(電力の供給経路となる)。つまり、この電力供給経路Lp1では、トランジスタTr5は、上記した通常使用状態のときにのみオン状態となる。一方、すでにトランジスタTr5がオン状態となっていることから、整流素子D51には順方向電圧が印加されず、整流素子D51はオフ状態となる。これらのことから、電力経路設定回路215Aでは電力経路設定回路215とは異なり、充電電力の一部のみを利用して負荷22を起動する場合(上記した通常使用状態の場合)等に、整流素子D51における電力損失が回避され、充電電力の利用効率を向上させることが可能となる。この場合、受電電力を利用して負荷22への電力供給を行う場合とは異なり、使用可能な電力が限られている(有限となっている)ことから、電力損失を防止するメリットは大きいと言える。
<変形例>
以上、第1,第2の実施の形態を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では各種のコイル(送電コイル,受電コイル)を挙げて説明しているが、これらのコイルの構成(形状)としては種々のものを用いることが可能である。すなわち、例えばスパイラル形状やループ形状、磁性体を用いたバー形状、スパイラルコイルを2層で折り返すように配置するα巻き形状、更なる多層のスパイラル形状、厚み方向に巻線が巻回しているヘリカル形状などによって、各コイルを構成することが可能である。また、各コイルは、導電性を有する線材により構成された巻き線コイルだけではなく、プリント基板やフレキシブルプリント基板などにより構成された、導電性を有するパターンコイルであってもよい。
また、上記実施の形態では、給電対象機器の一例として電子機器を挙げて説明したが、これには限られず、電子機器以外の給電対象機器(例えば、電気自動車等の車両など)であってもよい。
更に、上記実施の形態では、給電装置および電子機器の各構成要素を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。例えば、給電装置や電子機器内に、通信機能や何かしらの制御機能、表示機能、2次側機器を認証する機能、異種金属などの混入を検知する機能などを搭載するようにしてもよい。また、電力経路設定回路(電力供給経路)の構成は、上記実施の形態で挙げたものには限られず、他の構成であってもよい。例えば、上記実施の形態等で説明した電力経路設定回路(電力供給経路)を、充電回路(充電部)内に設ける(内蔵する)ようにしてもよい。具体的には、例えば、電力供給経路Lp1,Lp2および整流素子D51,D51を充電回路213内に内蔵するようにしたり、これらに加えて整流素子D51,D52のカソード側同士の接続点(電流供給経路Lp1,Lp2同士の合流点)も充電回路213内に内蔵するようにしてもよい。また、電力経路設定回路において、整流素子(整流素子D51,D52)の代わりにトランジスタを用いるようにしてもよい。その場合、整流素子を用いた場合と比べ、電力損失を低減することが可能となる。
加えて、上記実施の形態では、主に、給電システム内に複数(2つ)の電子機器が設けられている場合を例に挙げて説明したが、この場合には限られず、給電システム内に1つの電子機器のみが設けられているようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、給電装置の一例として、携帯電話機等の小型の電子機器(CE機器)向けの充電トレーを挙げて説明したが、給電装置としてはそのような家庭用の充電トレーには限定されず、様々な電子機器等の充電器として適用可能である。また、必ずしもトレーである必要はなく、例えば、いわゆるクレードル等の電子機器用のスタンドであってもよい。
(電界を用いて非接触に電力伝送を行う給電システムの例)
また、上記実施の形態では、1次側機器としての給電装置から2次側機器としての電子機器に対して、磁界を用いて非接触に電力伝送(給電)を行う給電システムの場合を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、本開示内容は、1次側機器としての給電装置から2次側機器としての電子機器に対して、電界(電界結合)を用いて非接触に電力伝送を行う給電システムにおいても適用することが可能であり、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
具体的には、例えば図17に示した給電システムは、1つの給電装置81(1次側機器)と、1つの電子機器82(2次側機器)とを備えている。給電装置81は、主に、送電電極E1(1次側電極)を含む送電部810と、交流信号源811(発振器)と、接地電極Eg1とを有している。電子機器82は、主に、受電電極E2(2次側電極)を含む受電部820と、整流回路821と、負荷822と、接地電極Eg2とを有している。すなわち、この給電システムは、送電電極E1および受電電極E2と、接地電極Eg1,Eg2との2組の電極を備えている。換言すると、給電装置81(1次側機器)および電子機器82(2次側機器)はそれぞれ、モノポールアンテナのような非対称性の一対の電極構造からなるアンテナを、機器内部に有している。
このような構成の給電システムでは、送電電極E1と受電電極E2とが互いに対向すると、上記した非接触性のアンテナ同士が、互いに結合する(電極の垂直方向に沿って互いに電界結合する)。すると、これらの間に誘導電界が発生し、これにより電界を用いた電力伝送が行われる(図17中に示した電力P8参照)。具体的には、例えば図18に模式的に示したように、送電電極E1側から受電電極E2側へと向かって、発生した電界(誘導電界Ei)が伝播すると共に、接地電極Eg2側から接地電極Eg1側へと向かって、発生した誘導電界Eiが伝播する。すなわち、1次側機器と2次側機器との間で、発生した誘導電界Eiのループ経路が形成されることになる。このような電界を用いた非接触による電力供給システムにおいても、上記実施の形態と同様の手法を適用することにより、同様の効果を得ることが可能である。
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
(1)
磁界または電界を用いて伝送された電力を受け取る受電部と、
2次電池と、
前記受電部により受け取った受電電力に基づいて、前記2次電池への充電を行う充電部と、
供給される電力に基づいて所定の動作を行う負荷と、
前記受電部側または前記2次電池側から前記充電部を経由して前記負荷側へと至る第1の電力供給経路と、
前記受電部側から前記充電部を迂回して前記負荷側へと至る第2の電力供給経路と
を備えた電子機器。
(2)
前記第1および第2の電力供給経路はそれぞれ、整流素子を有する
上記(1)に記載の電子機器。
(3)
前記第1の電力供給経路は、前記整流素子に並列接続されたトランジスタを更に有する
上記(2)に記載の電子機器。
(4)
前記第1の電力供給経路において、
前記受電電力が前記負荷へ供給されるときには、
前記トランジスタはオフ状態となると共に、前記整流素子はオン状態となる
上記(3)に記載の電子機器。
(5)
前記第1の電力供給経路において、
前記受電電力が前記負荷へ供給されず、前記2次電池に蓄電されている充電電力の一部が前記負荷へ供給されることによって前記負荷が起動するときには、
前記トランジスタはオン状態となると共に、前記整流素子はオフ状態となる
上記(3)または(4)に記載の電子機器。
(6)
前記整流素子は、前記負荷側に電力が供給される向きで配置されている
上記(2)ないし(5)のいずれかに記載の電子機器。
(7)
前記第2の電力供給経路は、前記充電部がUVLO(Under Voltage Lock Out)モードとなったときにのみ有効となる
上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の電子機器。
(8)
前記充電部がUVLOモードとなったときには、前記受電電力の前記第1の電力供給経路を経由した前記負荷への供給が、停止する
上記(7)に記載の電子機器。
(9)
前記充電部がUVLOモードとなったときには、
前記受電電力が、前記第2の電力供給経路を経由して前記負荷へと供給されると共に、
前記2次電池に蓄電されている充電電力の一部が、前記第1の電力供給経路を経由して前記負荷へと供給される
上記(8)に記載の電子機器。
(10)
前記第1および第2の電力供給経路が、前記充電部内に設けられている
上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の電子機器。
(11)
1または複数の電子機器と、
前記電子機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う給電装置と
を備え、
前記電子機器は、
前記給電装置から伝送された電力を受け取る受電部と、
2次電池と、
前記受電部により受け取った受電電力に基づいて、前記2次電池への充電を行う充電部と、
供給される電力に基づいて所定の動作を行う負荷と、
前記受電部側または前記2次電池側から前記充電部を経由して前記負荷側へと至る第1の電力供給経路と、
前記受電部側から前記充電部を迂回して前記負荷側へと至る第2の電力供給経路と
を有する給電システム。
本出願は、日本国特許庁において2012年1月27日に出願された日本特許出願番号2012−14834号、および2012年4月17日に出願された日本特許出願番号2012−93836号を基礎として優先権を主張するものであり、これらの出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (10)

  1. 磁界または電界を用いて伝送された電力を受け取る受電部と、
    2次電池と、
    前記受電部により受け取った受電電力に基づいて、前記2次電池への充電を行う充電部と、
    供給される電力に基づいて所定の動作を行う負荷と、
    前記受電部側または前記2次電池側から前記充電部を経由して前記負荷側へと至る第1の電力供給経路と、
    前記受電部側から前記充電部を迂回して前記負荷側へと至る第2の電力供給経路と
    を備え
    前記第2の電力供給経路は、前記充電部がUVLO(Under Voltage Lock Out)モードとなったときにのみ有効となる
    電子機器。
  2. 前記第1および第2の電力供給経路はそれぞれ、整流素子を有する
    請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記第1の電力供給経路は、前記整流素子に並列接続されたトランジスタを更に有する
    請求項2に記載の電子機器。
  4. 前記第1の電力供給経路において、
    前記受電電力が前記負荷へ供給されるときには、
    前記トランジスタはオフ状態となると共に、前記整流素子はオン状態となる
    請求項3に記載の電子機器。
  5. 前記第1の電力供給経路において、
    前記受電電力が前記負荷へ供給されず、前記2次電池に蓄電されている充電電力の一部が前記負荷へ供給されることによって前記負荷が起動するときには、
    前記トランジスタはオン状態となると共に、前記整流素子はオフ状態となる
    請求項3または請求項4に記載の電子機器。
  6. 前記整流素子は、前記負荷側に電力が供給される向きで配置されている
    請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の電子機器。
  7. 前記充電部がUVLOモードとなったときには、前記受電電力の前記第1の電力供給経路を経由した前記負荷への供給が、停止する
    請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の電子機器。
  8. 前記充電部がUVLOモードとなったときには、
    前記受電電力が、前記第2の電力供給経路を経由して前記負荷へと供給されると共に、
    前記2次電池に蓄電されている充電電力の一部が、前記第1の電力供給経路を経由して前記負荷へと供給される
    請求項に記載の電子機器。
  9. 前記第1および第2の電力供給経路が、前記充電部内に設けられている
    請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の電子機器。
  10. 1または複数の電子機器と、
    前記電子機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う給電装置と
    を備え、
    前記電子機器は、
    前記給電装置から伝送された電力を受け取る受電部と、
    2次電池と、
    前記受電部により受け取った受電電力に基づいて、前記2次電池への充電を行う充電部と、
    供給される電力に基づいて所定の動作を行う負荷と、
    前記受電部側または前記2次電池側から前記充電部を経由して前記負荷側へと至る第1の電力供給経路と、
    前記受電部側から前記充電部を迂回して前記負荷側へと至る第2の電力供給経路と
    を有し、
    前記第2の電力供給経路は、前記充電部がUVLO(Under Voltage Lock Out)モードとなったときにのみ有効となる
    給電システム。
JP2013555150A 2012-01-27 2012-12-13 電子機器および給電システム Active JP5975043B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012014834 2012-01-27
JP2012014834 2012-01-27
JP2012093836 2012-04-17
JP2012093836 2012-04-17
PCT/JP2012/082301 WO2013111469A1 (ja) 2012-01-27 2012-12-13 電子機器および給電システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013111469A1 JPWO2013111469A1 (ja) 2015-05-11
JP5975043B2 true JP5975043B2 (ja) 2016-08-23

Family

ID=48873209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013555150A Active JP5975043B2 (ja) 2012-01-27 2012-12-13 電子機器および給電システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9722451B2 (ja)
EP (1) EP2808978B1 (ja)
JP (1) JP5975043B2 (ja)
CN (1) CN104054234B (ja)
WO (1) WO2013111469A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104515465B (zh) * 2013-09-27 2019-06-25 中兴通讯股份有限公司 一种非接触式变压器的检测方法与装置
US10014725B2 (en) 2013-10-31 2018-07-03 Ge Hybrid Technologies, Llc Hybrid wireless power transmitting system and method therefor
EP3493361B1 (en) 2017-04-07 2023-04-26 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Wireless charging system, method, and device to be charged
EP3462564A4 (en) * 2017-04-07 2019-05-08 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. WIRELESS LOADING SYSTEM, DEVICE AND METHOD AND DEVICE TO BE LOADED
CN110401254B (zh) * 2019-06-28 2022-09-23 联想(北京)有限公司 电子设备及充电控制方法
CN116111738A (zh) * 2023-02-09 2023-05-12 兆赫兹(深圳)科技有限公司 无线电能传输系统的发送器

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10290536A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Yutaka Denki Seisakusho:Kk 充電装置
US6024308A (en) 1998-11-11 2000-02-15 J&L Fiber Services, Inc. Conically tapered disc-shaped comminution element for a disc refiner
JP3777908B2 (ja) 1999-09-30 2006-05-24 セイコーエプソン株式会社 電子機器および電子機器の制御方法
JP3631112B2 (ja) 2000-07-14 2005-03-23 三洋電機株式会社 非接触型充電装置及び携帯電話機
JP4036813B2 (ja) 2003-09-30 2008-01-23 シャープ株式会社 非接触電力供給システム
CN1614851A (zh) * 2003-11-06 2005-05-11 明基电通股份有限公司 保护电路和具有保护电路的外围装置及其应用
JP2005261018A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Fuji Photo Film Co Ltd 機器
JP2005278273A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非接触充電式情報端末装置
US8169185B2 (en) * 2006-01-31 2012-05-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
JP2007306647A (ja) * 2006-05-09 2007-11-22 Lenovo Singapore Pte Ltd 電源システムおよび電子機器
US7872447B2 (en) * 2006-12-25 2011-01-18 Panasonic Corporation Electrical storage apparatus for use in auxiliary power supply supplying electric power from electric storage device upon voltage drop of main power supply
JP4930263B2 (ja) 2006-12-25 2012-05-16 パナソニック株式会社 蓄電装置
JP4308858B2 (ja) 2007-02-16 2009-08-05 セイコーエプソン株式会社 送電制御装置、受電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置、受電装置および電子機器
US7915858B2 (en) * 2007-10-30 2011-03-29 City University Of Hong Kong Localized charging, load identification and bi-directional communication methods for a planar inductive battery charging system
EP2083496A3 (en) * 2008-01-28 2013-01-09 Texas Instruments Deutschland Gmbh Charging system
JP4525806B2 (ja) * 2008-07-15 2010-08-18 セイコーエプソン株式会社 受電制御装置、受電装置および電子機器
JP4911148B2 (ja) 2008-09-02 2012-04-04 ソニー株式会社 非接触給電装置
KR101648348B1 (ko) * 2010-04-06 2016-08-16 삼성전자주식회사 무선 전력 충전 기능을 구비한 로봇 청소 시스템 및 제어 방법
JP6127668B2 (ja) * 2013-04-08 2017-05-17 ソニー株式会社 電子機器および給電システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN104054234A (zh) 2014-09-17
EP2808978A1 (en) 2014-12-03
US20140333259A1 (en) 2014-11-13
JPWO2013111469A1 (ja) 2015-05-11
WO2013111469A1 (ja) 2013-08-01
EP2808978A4 (en) 2015-11-11
EP2808978B1 (en) 2019-06-19
US9722451B2 (en) 2017-08-01
CN104054234B (zh) 2017-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5849842B2 (ja) 給電装置、給電システムおよび電子機器
US9680328B2 (en) Electronic apparatus and feed system
JP5975043B2 (ja) 電子機器および給電システム
US10938238B2 (en) Electronic apparatus and feed system
US11088575B2 (en) Reliably informing user of electronic device state during charging
JP5857861B2 (ja) 給電装置、給電システムおよび電子機器
WO2013077140A1 (en) Contactless power supply apparatus
JP2016054643A (ja) 電子機器および給電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160523

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: 20160621

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160704

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5975043

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250