以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. The configurations shown in the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the illustrated configurations.
[第1実施形態]
本実施形態を図を参照して説明する。図1は、本実施形態による無線電力伝送システムを表す図である。本実施形態による無線電力システムは、送電装置20と受電装置30を有する。送電装置20と受電装置30は、例えばブルートゥース(登録商標)などで無線通信を行う通信部22と通信部32をそれぞれ有する。通信部22と通信部32は、通信線26と通信線36をそれぞれ介して伝送されるディジタル信号を変換し、アンテナ24とアンテナ34をそれぞれ介して無線通信を行う。送電装置20における送電部21は、送電線25から入力される直流、または交流電力を伝送帯の交流周波数電力に変換し、アンテナ23を介して送電する。受電装置30における受電部31は、アンテナ33を介して受電される交流電力を直流、または所望周波数の交流電力に変換し、送電線35に出力する。
[First Embodiment]
The present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless power transmission system according to the present embodiment. The wireless power system according to the present embodiment includes a power transmission device 20 and a power reception device 30. The power transmission device 20 and the power reception device 30 respectively include a communication unit 22 and a communication unit 32 that perform wireless communication using, for example, Bluetooth (registered trademark). The communication unit 22 and the communication unit 32 convert digital signals transmitted through the communication line 26 and the communication line 36, respectively, and perform wireless communication through the antenna 24 and the antenna 34, respectively. The power transmission unit 21 in the power transmission device 20 converts direct current or alternating current power input from the transmission line 25 into alternating current frequency power in the transmission band, and transmits the power via the antenna 23. The power receiving unit 31 in the power receiving device 30 converts AC power received via the antenna 33 into DC power or AC power having a desired frequency, and outputs the AC power to the power transmission line 35.
共鳴現象やマイクロ波を用いる電力伝送を用いる場合は電力伝送距離が長いため、送電装置と受電装置のペアリングを行って所望の装置に送電すること、及び、他の装置や物体への送電を防ぐ必要がある。本実施形態では、受電装置30は最初に、通信部32を介して送電装置20を検索し、通信部32と通信部22の間で認証を行う。具体的には、受電装置30の通信部32と送電装置20の通信部22の間で認証の際にIDの交換を行う。
When using power transmission using resonance or microwaves, the power transmission distance is long, so pairing the power transmission device and power reception device to transmit power to the desired device, and power transmission to other devices and objects It is necessary to prevent. In the present embodiment, the power receiving device 30 first searches for the power transmitting device 20 via the communication unit 32, and performs authentication between the communication unit 32 and the communication unit 22. Specifically, an ID is exchanged between the communication unit 32 of the power receiving device 30 and the communication unit 22 of the power transmission device 20 at the time of authentication.
図2は、送電装置20の送電部21の内部構成の詳細の一例を示すブロック図である。CPU212は、初期電力送電部2121、送電期間延長部2122、検出モード信号検出部2123、ID一致判定部2124、受電効率計算部2125、通常送電部2126、異物検出部2127を含む。CPU212の各部の機能の説明は後述する。表示部27は、CPU212の各部から入力された情報を表示する。定電力送電部214は、定電圧源などであり、受電に必要な電力や送電初期シーケンス(以下、「初期シーケンス」と称する)に必要な電力がCPU212の初期電力送電部2121によって設定される。初期電力送電部2121はさらに初期電力を周期的な間欠送電で送電してもよい。スイッチ215は、初期シーケンスの際に初期電力を周期的な間欠送電する場合に用いられる。スイッチ215は、ON/OFFによって受電装置30に簡単なデータを送信するために用いられてもよい。図2においてスイッチ215は定電力送電部214と交流変換部216の間に配置されているが、出力される電力をON/OFFできればよいため、定電力送電部214の前や、交流変換部216の後に配置されてもよい。さらに、スイッチ215に替えて交流変換部216内部の不図示のスイッチング素子のドライブ信号をON/OFFすることによって交流電力の出力をON/OFFしてもよい。交流変換部216は、直流、または商用電源等の交流を電力伝送用の周波数に変換する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of details of the internal configuration of the power transmission unit 21 of the power transmission device 20. The CPU 212 includes an initial power transmission unit 2121, a power transmission period extension unit 2122, a detection mode signal detection unit 2123, an ID match determination unit 2124, a power reception efficiency calculation unit 2125, a normal power transmission unit 2126, and a foreign object detection unit 2127. The description of the function of each part of the CPU 212 will be described later. The display unit 27 displays information input from each unit of the CPU 212. The constant power transmission unit 214 is a constant voltage source or the like, and the initial power transmission unit 2121 of the CPU 212 sets power necessary for power reception and power necessary for a power transmission initial sequence (hereinafter referred to as “initial sequence”). The initial power transmission unit 2121 may further transmit initial power by periodic intermittent power transmission. The switch 215 is used when the initial power is periodically intermittently transmitted during the initial sequence. The switch 215 may be used for transmitting simple data to the power receiving device 30 by ON / OFF. In FIG. 2, the switch 215 is disposed between the constant power transmission unit 214 and the AC conversion unit 216. However, since the output power only needs to be ON / OFF, the switch 215 is provided in front of the constant power transmission unit 214 or the AC conversion unit 216. May be placed after. Further, the output of AC power may be turned on / off by turning on / off a drive signal of a switching element (not shown) inside the AC converter 216 instead of the switch 215. The AC conversion unit 216 converts direct current or alternating current such as commercial power into a frequency for power transmission.
受電インピーダンス検出部213は、受電装置30で行われる負荷変調や、アンテナ33、その他の受電部31のインピーダンス変化を検出する。受電インピーダンス検出部213は、一般的には送電アンテナ23を含む送電装置20側のインピーダンスと受電装置30側インピーダンスの不整合による反射を検出することよって受電インピーダンスを検出する。一般的に、送受電装置の位置関係が変化すると送受電間の結合効率が変化するため、受電装置30の受電インピーダンスが変わらなくても不整合による反射は変化する。しかし、受電装置30における負荷変調においてユニクワード等の決められた値で変調を行った場合、受電インピーダンス検出部213は受電インピーダンスの変化か、位置変動かを区別可能となる。また、受電インピーダンス検出部213は、送電アンテナ23を含む送電装置20側のインピーダンスの変化に基づいて、送電装置20から所定の範囲に物体が配置されたことを検出できる。
The power reception impedance detection unit 213 detects load modulation performed by the power reception device 30 and impedance changes of the antenna 33 and other power reception units 31. The power reception impedance detection unit 213 generally detects power reception impedance by detecting reflection due to mismatch between the power transmission device 20 side impedance including the power transmission antenna 23 and the power reception device 30 side impedance. Generally, since the coupling efficiency between power transmission and reception changes when the positional relationship between the power transmission and reception devices changes, reflection due to mismatching changes even if the power reception impedance of the power reception device 30 does not change. However, when the load modulation in the power receiving device 30 is performed with a predetermined value such as a unique word, the power receiving impedance detection unit 213 can distinguish whether the power receiving impedance is changed or the position is changed. In addition, the power reception impedance detection unit 213 can detect that an object is placed in a predetermined range from the power transmission device 20 based on a change in impedance on the power transmission device 20 side including the power transmission antenna 23.
初期インピーダンス記憶部217は、送電装置20の周りに何もない時の初期インピーダンスを記憶する。受電インピーダンス検出部213が、初期電力送電中に受電装置30からの負荷変調を受けない状態で初期インピーダンスと異なるインピーダンスを検出した時、異物検出部2127はスイッチ215を制御して初期電力送電を中止する。そして、異物検出部2127は、異物の検出を表示部27で表示する。ID記憶メモリ211は、通信部22による機器認証で決定されたIDを記憶する。また、ID一致判定部2124は、検出モード信号検出部2123で検出された検出モード信号に含まれるIDがID記憶メモリ211に格納されたIDと一致するかを調べ、一致した場合にID一致通知を行う。
The initial impedance storage unit 217 stores the initial impedance when there is nothing around the power transmission device 20. When the power receiving impedance detection unit 213 detects an impedance different from the initial impedance without receiving the load modulation from the power receiving device 30 during initial power transmission, the foreign object detection unit 2127 controls the switch 215 to stop the initial power transmission. To do. Then, the foreign object detection unit 2127 displays the foreign object detection on the display unit 27. The ID storage memory 211 stores an ID determined by device authentication by the communication unit 22. Also, the ID match determination unit 2124 checks whether the ID included in the detection mode signal detected by the detection mode signal detection unit 2123 matches the ID stored in the ID storage memory 211, and if it matches, the ID match notification I do.
ID一致通知送信後、送電装置20は受電効率算出用の間欠送電を行う。受電装置30は受電効率算出用の間欠送電を受電すると受電した電力量を負荷変調、または通信部32を介して送電装置20に送信する。CPU212の受電効率計算部2124は、受電装置30の受電電力量をインピーダンス検出部213、または通信部22から検出すると、送電電力と比較して受電効率を計算する。受電効率計算部2124は、受電効率がある決められた閾値より低い場合には。受電効率が悪い旨を表示部27で表示し、適切な位置へ受電装置30を移動させるように促す。一方、受電効率計算部2124は、受電効率が閾値を超えている場合には、通常送電部2125は通常送電を開始する。
After transmitting the ID match notification, the power transmission device 20 performs intermittent power transmission for power reception efficiency calculation. When receiving the intermittent power transmission for calculating the power receiving efficiency, the power receiving apparatus 30 transmits the received power amount to the power transmitting apparatus 20 via load modulation or the communication unit 32. When the power reception efficiency calculation unit 2124 of the CPU 212 detects the power reception power amount of the power reception device 30 from the impedance detection unit 213 or the communication unit 22, the power reception efficiency is calculated by comparing with the transmission power. The power reception efficiency calculation unit 2124 determines that the power reception efficiency is lower than a predetermined threshold value. The display unit 27 displays that the power receiving efficiency is poor, and prompts the user to move the power receiving device 30 to an appropriate position. On the other hand, when the power reception efficiency exceeds the threshold, the normal power transmission unit 2125 starts normal power transmission.
初期シーケンスの送電は間欠送電にして異物への送電があった場合でも異物での放熱期間を確保し、連続送電による定常的な温度上昇を抑えることが望ましい。しかし初期シーケンスの送電電力が十分小さく、初期シーケンスにおける異物検出時間が十分短い場合には、初期シーケンスの送電を連続送電で行うことも可能である。
Even if the initial sequence power transmission is intermittent power transmission and power is transmitted to a foreign object, it is desirable to secure a heat dissipation period for the foreign object and suppress a steady temperature rise due to continuous power transmission. However, when the transmission power in the initial sequence is sufficiently small and the foreign object detection time in the initial sequence is sufficiently short, the power transmission in the initial sequence can be performed by continuous power transmission.
図3は図1の受電装置30の受電部31の内部構成の詳細の一例を示すブロック図である。CPU312は、検出モード信号生成部3121、電力算出部3122、ID一致通知受信部3123を含む。CPU312の各部の機能の説明は後述する。表示部37は、CPU312の各部から入力された情報を表示する。受電部31内の314は交流電力変換部であり、整流回路、定電圧源等を含んでいる。インピーダンス変更部313は、受電アンテナ33の整合を調整し、さらに検出モード信号で負荷変調を行う。このインピーダンス変更部313は通信部部32での認証が終わらない限り受電アンテナ33から回路側を見たときのインピーダンスをハイインピーダンスにしておく。CPU312の検出モード信号生成部3121は、通信部32による認証で決定されたIDを記憶したID記憶メモリ311からIDを読み出し、検出モード信号を生成する。インピーダンス変更部313は、生成された検出モード信号で負荷変調を行う。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the details of the internal configuration of the power receiving unit 31 of the power receiving device 30 of FIG. The CPU 312 includes a detection mode signal generation unit 3121, a power calculation unit 3122, and an ID match notification reception unit 3123. The description of the function of each part of the CPU 312 will be described later. The display unit 37 displays information input from each unit of the CPU 312. 314 in the power reception unit 31 is an AC power conversion unit, which includes a rectifier circuit, a constant voltage source, and the like. The impedance changing unit 313 adjusts the matching of the power receiving antenna 33 and further performs load modulation with the detection mode signal. The impedance changing unit 313 keeps the impedance when the circuit side is viewed from the power receiving antenna 33 as high impedance unless the authentication in the communication unit 32 is finished. The detection mode signal generation unit 3121 of the CPU 312 reads the ID from the ID storage memory 311 that stores the ID determined by the authentication by the communication unit 32, and generates a detection mode signal. The impedance changing unit 313 performs load modulation with the generated detection mode signal.
次に、図4を参照して送電装置20と、受電装置30の初期シーケンスにおける動作を説明する。図4は、送電装置20と、受電装置30のタイミングチャートを示す。図4において、送電装置20の縦軸は送電量を模式的に示し、受電装置30の縦軸は受電インピーダンスを模式的に示している。また、以下の説明では、図7に示すように、受電装置30は受電するために送電装置20に近づいて行く環境を仮定する。図7は受電装置30が送電装置20に近づいて行く時の、通信範囲701と、電力伝送範囲702と、電力伝送が適正な効率で可能な範囲703とを示している。
Next, operations in the initial sequence of the power transmission device 20 and the power reception device 30 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a timing chart of the power transmission device 20 and the power reception device 30. In FIG. 4, the vertical axis of the power transmission device 20 schematically shows the amount of power transmission, and the vertical axis of the power reception device 30 schematically shows the power reception impedance. In the following description, as shown in FIG. 7, it is assumed that the power receiving device 30 is approaching the power transmitting device 20 to receive power. FIG. 7 shows a communication range 701, a power transmission range 702, and a range 703 in which power transmission is possible with appropriate efficiency when the power receiving device 30 approaches the power transmission device 20.
受電装置30が図7に示す送電装置20の通信範囲701内に入ると、受電装置30は送電装置20と機器認証に入る。機器認証において、送電装置20と受電装置30の間でIDの交換が行われる。機器認証400を終えると送電装置20は一定周期でID検出用の初期電力送電を開始する。本実施形態においては初期電力を間欠送電している(T401〜T405)。この時、CPU212の初期電力送電部2121は、通常送電までの初期シーケンス(受電装置との帯域内でのID検出や受電効率の確認が終わるまで)に必要な最低限の電力値を定電力送電部214に設定する。具体的には、初期電力送電部2121は、適正な効率で電力伝送可能な範囲703を含む範囲で、受電装置30の負荷変調を送電装置20が検出可能な電力に設定する。
When the power receiving device 30 enters the communication range 701 of the power transmitting device 20 illustrated in FIG. 7, the power receiving device 30 enters device authentication with the power transmitting device 20. In the device authentication, an ID is exchanged between the power transmission device 20 and the power reception device 30. When the device authentication 400 is completed, the power transmission device 20 starts initial power transmission for ID detection at a constant period. In this embodiment, initial power is intermittently transmitted (T401 to T405). At this time, the initial power transmission unit 2121 of the CPU 212 supplies the minimum power value necessary for the initial sequence until normal power transmission (until ID detection within the band with the power receiving device and confirmation of power reception efficiency is completed) at constant power transmission. Set in section 214. Specifically, the initial power transmission unit 2121 sets the load modulation of the power receiving device 30 to power that can be detected by the power transmission device 20 within a range including the range 703 in which power can be transmitted with appropriate efficiency.
受電装置30は機器認証400の時に交換したID、図4の例では”1,0,1,0,0,1,0,1”を含む検出モード信号で繰り返し負荷変調を行う(R401〜R406)。送電装置20は受電装置30が離れていて、受電可能な範囲にいない場合、受電装置30が負荷変調を行っていても送電した電力が消費されることなく、T401〜T404の間欠送電はほぼ全反射する。受電装置30が送電装置20に近づく過程で受電装置30が図7で示される電力伝送範囲702内に入ると、間欠送電T405のように受電装置30の負荷変調によって変調された電力が送電され始める。
The power receiving apparatus 30 repeatedly performs load modulation with the detection mode signal including the ID exchanged at the time of device authentication 400, which is “1,0,1,0,0,1,0,1” in the example of FIG. 4 (R401 to R406). ). When the power receiving device 30 is separated from the power receiving device 20 and is not within the power receivable range, even if the power receiving device 30 performs load modulation, the transmitted power is not consumed, and almost all the intermittent power transmission from T401 to T404 is performed. reflect. When the power receiving device 30 enters the power transmission range 702 shown in FIG. 7 as the power receiving device 30 approaches the power transmitting device 20, the power modulated by the load modulation of the power receiving device 30 starts to be transmitted like the intermittent power transmission T405. .
送電装置20はIDによって送電電力が変調され始めると間欠送電をしている場合、間欠送電の送電期間を次の検出モード信号の開始点、図4においてはID開始点まで延長する。なお、図4において検出モード信号はIDのみで構成されているが、スタートビットシーケンス、ストップビットシーケンスや、他の情報を含んでいてもよい。また、同図においてはわかりやすくするため検出モード信号をIDのみとし、IDの部分検出に基づいて送電期間を延長しているが、検出モード信号の部分検出に基づいて送電期間を延長するようにしてもよい。送電装置20は、間欠送電の送電期間を次の検出モード信号の開始点まで延長した後、さらに、IDを取得するために、その検出モード信号の終了点まで送電を続ける。図4では、送電装置20は、次の検出モード信号のIDを検出するまで送電を続ける。その後、送電装置20は、検出したIDと機器認証で決定されたIDとの一致を調べ、一致した場合、送電装置20はID一致通知T406を送信する。ID一致通知T406は送電装置20の通信部22から受電装置30の通信部32へ伝送してもよいし、定電力送電部214やスイッチ215を制御することで、送電電力をID一致通知信号で変調して伝送してもよい。ID一致通知を送信後、送電装置20は受電効率検出用間欠送信を開始する(T407〜409)。
When the power transmission device 20 performs intermittent power transmission when transmission power starts to be modulated by the ID, the power transmission period of the intermittent power transmission is extended to the start point of the next detection mode signal, which is the ID start point in FIG. In FIG. 4, the detection mode signal is composed of only the ID, but may include a start bit sequence, a stop bit sequence, and other information. In addition, in the figure, for the sake of simplicity, the detection mode signal is only ID, and the power transmission period is extended based on partial detection of the ID, but the power transmission period is extended based on partial detection of the detection mode signal. May be. After extending the power transmission period of intermittent power transmission to the start point of the next detection mode signal, the power transmission device 20 continues power transmission to the end point of the detection mode signal in order to acquire an ID. In FIG. 4, the power transmission device 20 continues to transmit power until it detects the ID of the next detection mode signal. Thereafter, the power transmission device 20 checks a match between the detected ID and the ID determined by the device authentication. If they match, the power transmission device 20 transmits an ID match notification T406. The ID match notification T406 may be transmitted from the communication unit 22 of the power transmission device 20 to the communication unit 32 of the power reception device 30, or by controlling the constant power transmission unit 214 and the switch 215, the transmitted power is transmitted as an ID match notification signal. You may modulate and transmit. After transmitting the ID match notification, the power transmission device 20 starts intermittent reception for detecting power reception efficiency (T407 to 409).
受電装置30は、送電装置20からの電力が所定値よりも大きくなった後にID一致通知を検出後、間欠電力を受電すると、間欠電力の受信の都度受電電力を測定し、その値で負荷変調を行う(R407〜409)。送電装置20は負荷変調された値から受電電力値を検出し、自装置が送電した電力と受電電力を比較して受電効率を計算する。図4の例では3回目の間欠送信T409の時に受電効率が予め決められた閾値を超え、図7に示した適正効率伝送範囲703内に受電装置30が入ったと判断して通常電力送信T410に切り替えている。なお、図4においては受電装置30は受電電力量で負荷変調して送信しているが、通信部32から送電装置20の通信部22へ送信してもよい。
The power receiving device 30 detects the ID match notification after the power from the power transmitting device 20 exceeds the predetermined value, and then receives the intermittent power, measures the received power every time the intermittent power is received, and modulates the load with that value. (R407-409). The power transmission device 20 detects the received power value from the load-modulated value, and compares the power transmitted by the own device with the received power to calculate the power reception efficiency. In the example of FIG. 4, it is determined that the power reception efficiency exceeds a predetermined threshold at the time of the third intermittent transmission T409, and the power reception device 30 enters the appropriate efficiency transmission range 703 shown in FIG. Switching. In FIG. 4, the power receiving device 30 performs load modulation with the amount of received power and transmits it, but it may transmit from the communication unit 32 to the communication unit 22 of the power transmission device 20.
なお、図4では、送電装置20は、ID一致通知T406の後から受電効率測定用間欠送電を開始しているが、受電効率測定方法はこれに限らない。すなわち、受電装置30は、検出モード信号による負荷変調時の低インピーダンス時、すなわちR406の”0”送信時の受電電力量や、ID一致通知T406受信時の受電電力量を検出して送電装置20に通知してもよい。受電電力量の通知は、ID一致通知中の負荷変調、通信部32を用いた帯域外通信による方法が考えられる。また、ID一致通知後に別の送電期間を設け、その間に行ってもよい。検出モード信号による変調時やID一致通知時の受電電力が予め決められた閾値を超えていれば受電効率検出用間欠送電は必要ないことは明白である。
In FIG. 4, the power transmission device 20 starts intermittent power transmission for power reception efficiency measurement after the ID match notification T406, but the power reception efficiency measurement method is not limited to this. That is, the power receiving device 30 detects the amount of received power at the time of low impedance at the time of load modulation by the detection mode signal, that is, at the time of transmitting “0” of R406, and the amount of received power at the time of receiving the ID match notification T406. May be notified. The notification of the received power amount may be a method using load modulation during ID match notification or out-of-band communication using the communication unit 32. Further, another power transmission period may be provided after the ID match notification, and may be performed during that period. It is clear that intermittent power transmission for detecting power reception efficiency is not necessary if the received power at the time of modulation by the detection mode signal or at the time of ID coincidence notification exceeds a predetermined threshold.
次に、図2と図5を参照して、送電装置20の動作を説明する。図5は送電装置20の機器認証から通常電力送電までのフローチャートの一例である。送受電機器認証が完了すると(S501)、初期電力送電部2121は、定電力設定部214の送電電力を初期設定用電力に設定し(S502)、ID検出用初期電力送電を開始する(S503)。間欠送電する場合にはスイッチ215を用いて初期電力を間欠送電する。受電インピーダンス検出部213は、間欠送電の送電期間中のインピーダンスを常にモニタリングし、機器認証S501で決定されたIDを含む検出モード信号で負荷変調された機器の検出を行う。ここで、初期インピーダンス記憶部217は、送電装置20が周辺に送電した周波数の電力を受信可能な機器や金属などの異物がない状態での初期インピーダンスを予め記憶している。
Next, the operation of the power transmission device 20 will be described with reference to FIGS. 2 and 5. FIG. 5 is an example of a flowchart from device authentication of the power transmission device 20 to normal power transmission. When power transmission / reception device authentication is completed (S501), the initial power transmission unit 2121 sets the transmission power of the constant power setting unit 214 to initial setting power (S502), and starts ID detection initial power transmission (S503). . In the case of intermittent power transmission, the initial power is intermittently transmitted using the switch 215. The power receiving impedance detection unit 213 constantly monitors the impedance during the power transmission period of intermittent power transmission, and detects a device whose load is modulated by the detection mode signal including the ID determined in the device authentication S501. Here, the initial impedance storage unit 217 stores in advance an initial impedance in a state where there is no foreign object such as a device or metal that can receive power of a frequency transmitted to the periphery by the power transmission device 20.
受電インピーダンス検出部213が、初期インピーダンスと異なるインピーダンスを検出した場合(S504のYes)、異物検出部2127は、異物の存在を判断する。具体的には、異物検出部2127は、上記IDで変調された負荷変調の可能性がないインピーダンスを検出した場合(S505のYes)、異物を検出したと判断する。そして、受電インピーダンス検出部213は、CPU212を介してスイッチ215を制御することにより、送電を停止し(S516)、表示部27に介して異物検出を示すエラー表示を行う(S517)。例えば、受電インピーダンス検出部213が、初期インピーダンスと一定の異なるインピーダンスを検出した場合、金属等が近接している可能性があるため、表示部27に金属物がある旨を表示し、ユーザに移動を促す。同様に、受電インピーダンス検出部213が、受電装置30とは異なるフォーマットで負荷変調されているものを検出した場合、異なる機種の受電装置や同じ帯域で通信を行っている機器が近隣に存在するため、その旨を表示部27に表示しユーザに移動を促す。ここで送電装置20は送電を停止しているため、ユーザが異物を除去した後、異物除去作業完了を示すボタン(不図示)を押す等の動作を検出し(S518)、ID検出用初期電力送電(S503)に戻る。ここでID検出用初期電力送電の送電電力が十分小さいか、または異物検出時間が十分に小さく異物の発熱や受電による故障の可能性が十分小さい場合には(S504のNo、S505のNo)、ユーザの復帰作業なしにID検出用初期電力送電(S503)に戻ってもよい。
When the power reception impedance detection unit 213 detects an impedance different from the initial impedance (Yes in S504), the foreign object detection unit 2127 determines the presence of the foreign object. Specifically, the foreign object detection unit 2127 determines that a foreign object has been detected when it detects an impedance that is modulated by the ID and has no possibility of load modulation (Yes in S505). Then, the power reception impedance detection unit 213 controls the switch 215 via the CPU 212 to stop power transmission (S516), and performs an error display indicating foreign object detection via the display unit 27 (S517). For example, if the power reception impedance detection unit 213 detects an impedance that is constant different from the initial impedance, there is a possibility that a metal or the like is in proximity, so the display unit 27 displays that there is a metal object and moves to the user Prompt. Similarly, when the power receiving impedance detection unit 213 detects a load modulated signal in a format different from that of the power receiving device 30, there is a power receiving device of a different model or a device communicating in the same band in the vicinity. This is displayed on the display unit 27 to prompt the user to move. Here, since the power transmission device 20 has stopped power transmission, after the user removes the foreign matter, an operation such as pressing a button (not shown) indicating the completion of the foreign matter removal work is detected (S518), and ID detection initial power is detected. Return to power transmission (S503). If the transmission power of the ID detection initial power transmission is sufficiently small or the foreign object detection time is sufficiently small and the possibility of failure due to heat generation or power reception of the foreign object is sufficiently small (No in S504, No in S505), You may return to the ID detection initial power transmission (S503) without the user's return operation.
受電インピーダンス検出部213が検出したインピーダンスが初期インピーダンスと同じで、検出モード信号検出部2123が検出モード信号を部分的に検出した場合(S504のYes)、初期電力を間欠送電している場合には処理はS506へ進む。そして、送電期間延長部2122は間欠送電の送電期間を、次の検出モード信号の先頭部分を検出するまで延長する(S506)。初期電力を連続送電している場合にはS506の処理は必要ない。ここで、検出モード信号検出部2123は、一定期間中に次の検出モード信号の先頭部分を検出しない場合は、他の規格の受電装置等の負荷変調を検出したか、所望の受電装置30が離れてしまった可能性がある。この場合、検出モード信号検出部2123は、表示部27にエラー表示を行い、ユーザの対応を促す(S519)。その上でID検出用初期電力送電に戻ることによって、他の規格の機器の排除、または所望の受電装置30の検出が確認される。検出モード信号検出部2123が検出モード信号の先頭を検出した場合(S507のYes)、初期電力を間欠制御している場合、送電期間延長部2122は、さらに検出モード信号完了時間まで送電期間を延長する(S508)。ここでS504において初めから検出モード信号の先頭が検出された場合も、すでにS507の検出モード信号の先頭部分も検出されているため、検出モード信号完了までの送電期間の延長が可能である。
When the impedance detected by the power reception impedance detection unit 213 is the same as the initial impedance, and when the detection mode signal detection unit 2123 partially detects the detection mode signal (Yes in S504), when initial power is intermittently transmitted The process proceeds to S506. Then, the power transmission period extending unit 2122 extends the power transmission period of intermittent power transmission until the head portion of the next detection mode signal is detected (S506). When the initial power is continuously transmitted, the process of S506 is not necessary. Here, if the detection mode signal detection unit 2123 does not detect the head portion of the next detection mode signal during a certain period, it has detected load modulation of a power receiving device of another standard or the desired power receiving device 30 It may have gone away. In this case, the detection mode signal detection unit 2123 displays an error on the display unit 27 and prompts the user to respond (S519). Then, by returning to the initial power transmission for ID detection, it is confirmed that other standard devices are excluded or the desired power receiving device 30 is detected. When the detection mode signal detection unit 2123 detects the start of the detection mode signal (Yes in S507), when the initial power is intermittently controlled, the power transmission period extension unit 2122 further extends the power transmission period until the detection mode signal completion time (S508). Here, even when the head of the detection mode signal is detected from the beginning in S504, the power transmission period until the detection mode signal is completed can be extended because the head portion of the detection mode signal in S507 has already been detected.
ID一致判定部2124は、機器認証で決定されたIDと検出モード信号によって検出したIDとの一致を調べる(S509)。IDが異なる場合(S509のNo)、他の送電装置と認証を完了した同じ規格の別の受電装置が近隣に存在する可能性があるため、表示部27にその旨を表示し、ユーザに移動を促す(S519)。その上でID検出用初期電力送電に戻ることによって、同じ規格の別の受電装置の排除を確認できる。ID一致判定部2124は、IDが一致したと判断した場合(S509のYes)、ID一致通知を送信する(S510)。ID一致判定部2124は、このID一致通知を通信部22から受電装置30の通信部32へ伝送してもよいし、定電力送電部214やスイッチ215を制御することで、送電電力をID一致通知信号で変調して伝送してもよい。ID一致通知送信後、初期電力送電部2121は、受電効率検出用間欠送信を開始する(S511)。受電装置30は間欠電力を受電すると、その都度受電電力を測定し、その値で負荷変調を行う。受電効率計算部2125は、負荷変調された値から受電電力値を検出し(S512)、自装置が送電した電力と受電電力を比較して受電効率を計算する(S513)。受電効率が予め決められた閾値以下の場合、受電効率計算部2125は、図7に示した適正効率伝送範囲703内に受電装置30が入ってないと判断して表示部27に受電装置を適正位置に移動させるための勧告を表示する(520)。効率が閾値を超えた場合、受電効率計算部2125は、適正効率伝送範囲703内に入ったと判断して、処理を通常送電部2126による通常電力送信に切り替える(S515)。
The ID match determination unit 2124 checks for a match between the ID determined by the device authentication and the ID detected by the detection mode signal (S509). If the ID is different (No in S509), there is a possibility that another power receiving device of the same standard that has been authenticated with another power transmitting device exists in the vicinity, so that is displayed on the display unit 27 and moved to the user (S519). Then, by returning to the initial power transmission for ID detection, the exclusion of another power receiving device of the same standard can be confirmed. If it is determined that the IDs match (Yes in S509), the ID match determination unit 2124 transmits an ID match notification (S510). The ID match determination unit 2124 may transmit this ID match notification from the communication unit 22 to the communication unit 32 of the power receiving device 30, or control the constant power transmission unit 214 and the switch 215 to match the transmitted power with the ID match. You may transmit by modulating with a notification signal. After transmitting the ID match notification, the initial power transmission unit 2121 starts intermittent power reception efficiency detection transmission (S511). When the power receiving device 30 receives intermittent power, the power receiving device 30 measures the received power each time and performs load modulation with the measured value. The power reception efficiency calculation unit 2125 detects the power reception power value from the load-modulated value (S512), and compares the power transmitted by the own device with the power reception power to calculate the power reception efficiency (S513). When the power reception efficiency is equal to or less than a predetermined threshold, the power reception efficiency calculation unit 2125 determines that the power reception device 30 is not in the appropriate efficiency transmission range 703 shown in FIG. Display a recommendation to move to a location (520). When the efficiency exceeds the threshold value, the power reception efficiency calculation unit 2125 determines that the efficiency is within the appropriate efficiency transmission range 703, and switches the process to normal power transmission by the normal power transmission unit 2126 (S515).
次に、図3と図6を参照して、受電装置30の動作を説明する。図6は受電装置30の機器認証から通常電力送電までのフローチャートの一例である。インピーダンス変更部313は、送電装置20との機器認証(S602)が終わるまではアンテナ33または不図示の負荷のインピーダンス(受電インピーダンス)を高く設定しておき、他の規格の送電装置や同じ規格の認証されていない送電装置からの電力を受電しないようにしておく(S601)。これにより受電装置の発熱や故障を回避する。機器認証(S602)後、受電装置30は機器認証で交換されたIDを含む検出モード信号で負荷変調を行う(S603)。この検出モード信号は検出モード信号生成部3121によって生成される。また、この負荷変調は図3におけるインピーダンス変更部313で行ってもよいし、交流電力変換部314の負荷を変更することで行ってもよい。さらに不図示のアンテナスイッチのON/OFFを利用してもよい。
Next, the operation of the power receiving device 30 will be described with reference to FIGS. 3 and 6. FIG. 6 is an example of a flowchart from device authentication of the power receiving device 30 to normal power transmission. The impedance changing unit 313 sets the impedance of the antenna 33 or a load (not shown) (power reception impedance) high until the device authentication (S602) with the power transmission device 20 is finished, and transmits the power transmission device of another standard or the same standard. The power from the unauthorized power transmission device is not received (S601). This avoids heat generation and failure of the power receiving device. After the device authentication (S602), the power receiving apparatus 30 performs load modulation with the detection mode signal including the ID exchanged by the device authentication (S603). This detection mode signal is generated by a detection mode signal generation unit 3121. Further, this load modulation may be performed by the impedance changing unit 313 in FIG. 3 or by changing the load of the AC power converting unit 314. Further, ON / OFF of an antenna switch (not shown) may be used.
受電装置30が送電装置20と遠い場合は受電装置30は電力をほとんど受電しないが(S604のNo)、受電装置30が送電装置20と近づき、図7の電力伝送範囲702内に入ると、送電装置20が送電している電力が、自装置の負荷変調によって変調されて受電される(S604のYes)。すなわち、電力検出状態となる。もし送電している装置が機器認証(S602)で認証した装置であれば、受電装置30による検出モード信号の負荷変調完了後に続いて送電装置20からID一致通知が送信される(S603、S604のYes)。このため、インピーダンス変更部313は、電力検出した次の検出モード信号変調終了後、ID一致通知を受信できる程度の受電インピーダンスにしておく(S605)。但し、ID一致通知は通信部22、23を介して行ってもよい。なお、図6においては電力検出後、検出モード信号による変調を停止しているが、ID一致通知受信まで、検出モード信号変調を続けてもよい。さらに、ID一致通知の送受信を通信部22、32を介して行う場合は、検出モード信号変調終了後、インピーダンス変更部313は、受電インピーダンスを高く設定してもよい。
When the power receiving device 30 is far from the power transmitting device 20, the power receiving device 30 receives little power (No in S604), but when the power receiving device 30 approaches the power transmitting device 20 and enters the power transmission range 702 in FIG. The electric power transmitted by the device 20 is modulated by the load modulation of the own device and received (Yes in S604). That is, it becomes a power detection state. If the power transmitting device is a device that has been authenticated by device authentication (S602), an ID match notification is transmitted from the power transmitting device 20 following the completion of load modulation of the detection mode signal by the power receiving device 30 (S603, S604). Yes). For this reason, the impedance changing unit 313 sets the power receiving impedance to such an extent that the ID match notification can be received after the completion of the next detection mode signal modulation after the power detection (S605). However, the ID match notification may be performed via the communication units 22 and 23. In FIG. 6, the modulation by the detection mode signal is stopped after the power detection, but the detection mode signal modulation may be continued until the ID match notification is received. Further, when the ID match notification is transmitted / received via the communication units 22 and 32, the impedance changing unit 313 may set the power receiving impedance high after the detection mode signal modulation is completed.
また、電力検出してもID一致通知を受信しない場合(S606のNo)、他の規格の送電装置からの送電か、同じ機種の別の送電装置からの受電の可能性があるため、表示部37にエラー表示を行い(S611)、ユーザに位置の移動を促す。受電装置30は、ID一致通知を受信した場合(S606のYes)、インピーダンス変更部313は、受電インピーダンスを低く設定し(S607)、受電効率算出用の間欠送電を受電する。受電装置30は受電される毎に受電電力を負荷変調で返信、または受信電力の情報を通信部32、及び22を介して返信する(S608)。但し、受電装置30は受電する毎に受電電力を負荷変調で、または通信部32、及び22を介して返信する(S611)だけであり、この処理を連続受電と判断するまで続ける(S609のNo)。連続受電と判断すれば(S609のYes)通常電力受電(S610)と判断する。
If the ID match notification is not received even if power is detected (No in S606), there is a possibility of power transmission from another standard power transmission device or power reception from another power transmission device of the same model. An error is displayed in 37 (S611), and the user is prompted to move the position. When the power receiving device 30 receives the ID match notification (Yes in S606), the impedance changing unit 313 sets the power receiving impedance low (S607), and receives the intermittent power transmission for calculating the power receiving efficiency. Each time the power receiving device 30 receives power, the power receiving device 30 returns the received power by load modulation, or returns information on the received power via the communication units 32 and 22 (S608). However, each time the power receiving device 30 receives power, it simply returns the received power by load modulation or via the communication units 32 and 22 (S611), and this process is continued until it is determined that the power is continuously received (No in S609). ). If it is determined that power is continuously received (Yes in S609), it is determined that power is normally received (S610).
このように、本実施形態による送電装置20は、認証を行った所望の送電対象が所望の電力供給可能な範囲に入り、送電対象が所望のものと一致しない限り、送電を開始しない。これにより、送電対象ではないものの発熱や、電力伝送による故障を防ぐことができる。また、本実施形態による受電装置30は、認証を行った送電装置からの電力が供給される場合のみ、受電インピーダンスを下げるため、認証を行ってない機器からの不要な受電を防ぎ、機器の損傷の可能性を低減できる。
As described above, the power transmission device 20 according to the present embodiment does not start power transmission unless the desired power transmission target for which authentication has been performed enters a range in which the desired power can be supplied and the power transmission target does not match the desired power transmission target. Thereby, although it is not a power transmission object, the heat_generation | fever and the failure by electric power transmission can be prevented. In addition, the power receiving device 30 according to the present embodiment reduces the power receiving impedance only when power from the authenticated power transmitting device is supplied, thereby preventing unnecessary power reception from an unauthenticated device and damaging the device. The possibility of this can be reduced.
なお、本実施形態では、送電装置20は、ID一致を判定した後、受電効率が閾値以上の場合に通常送電を開始しているが、ID一致を判定した後に通常送電を開始してもよい。また、送電装置20は、受電装置30の受電電力から計算できる受電効率から受電装置30との適切な位置関係を判断しているが、受電効率以外であっても、受電装置30の受電電力から得られる値であればよい。また、本実施形態では、受電効率を算出するため、送電装置から間欠送電しているが、連続送電で受電効率を計算する工程を行ってもよい。
In the present embodiment, the power transmission device 20 starts normal power transmission when the power receiving efficiency is equal to or higher than the threshold after determining the ID match, but may start normal power transmission after determining the ID match. . In addition, the power transmission device 20 determines an appropriate positional relationship with the power receiving device 30 from the power receiving efficiency that can be calculated from the power received by the power receiving device 30, but from the power received by the power receiving device 30 even if it is other than the power receiving efficiency. Any value can be used. In this embodiment, intermittent power transmission is performed from the power transmission device in order to calculate power reception efficiency. However, a step of calculating power reception efficiency by continuous power transmission may be performed.
[第2実施形態]
本実施形態を図を参照して説明する。本実施形態による無線電力伝送システムは、第1実施形態において説明した図1と同様であるため、説明を省略する。本実施形態による送電装置20は、第1実施形態と比較して、送電部21と受電部31の構成が異なる。
[Second Embodiment]
The present embodiment will be described with reference to the drawings. Since the wireless power transmission system according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, description thereof is omitted. The power transmission device 20 according to the present embodiment differs from the first embodiment in the configurations of the power transmission unit 21 and the power reception unit 31.
図8は、送電装置20の送電部21の内部構成の詳細の一例を示すブロック図である。CPU812は、初期電力送電部8121、検出モード信号生成部8122、ID一致通知受信部8123、受電効率計算部8124、通常送電部8125、異物検出部8126を含む。CPU812の各部の機能の説明は後述する。表示部27は、CPU812の各部から入力された情報を表示する。定電力送電部814は、定電圧源などであり、受電に必要な電力や送電初期シーケンス(以下、「初期シーケンス」と称する)に必要な電力がCPU812の初期電力送電部8121によって設定される。初期電力送電部8121はさらに初期電力を周期的な間欠送電で送電してもよい。定電力送電部814の出力を変調することによって送電装置20は受電装置30へ簡単なデータ送信を行うことが可能である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of details of the internal configuration of the power transmission unit 21 of the power transmission device 20. The CPU 812 includes an initial power transmission unit 8121, a detection mode signal generation unit 8122, an ID match notification reception unit 8123, a power reception efficiency calculation unit 8124, a normal power transmission unit 8125, and a foreign object detection unit 8126. The description of the function of each part of the CPU 812 will be described later. The display unit 27 displays information input from each unit of the CPU 812. The constant power transmission unit 814 is a constant voltage source or the like, and the power necessary for power reception and the power necessary for the initial transmission sequence (hereinafter referred to as “initial sequence”) are set by the initial power transmission unit 8121 of the CPU 812. The initial power transmission unit 8121 may further transmit initial power by periodic intermittent power transmission. The power transmission device 20 can perform simple data transmission to the power reception device 30 by modulating the output of the constant power transmission unit 814.
スイッチ815は、初期シーケンスの際に初期電力を周期的な間欠送電する場合に用いられる。スイッチ815は、ON/OFFによって受電装置30に簡単なデータを送信するために用いられてもよい。交流変換部816は、直流、または商用電源等の交流を電力伝送用の周波数に変換する。図2において、スイッチ815は、定電力送電部814と交流変換部816の間に配置されているが、出力される電力をON/OFFできればよいため、定電力送電部814の前や、交流変換部816の後に配置されてもよい。さらに、スイッチ815に替えて、交流変換部816内部の不図示のスイッチング素子のドライブ信号をON/OFFすることによって交流電力の出力をON/OFFしてもよい。交流変換部816は、直流、または商用電源等の交流を電力伝送用の周波数に変換する。
The switch 815 is used when the initial power is periodically intermittently transmitted during the initial sequence. The switch 815 may be used for transmitting simple data to the power receiving device 30 by ON / OFF. The AC converter 816 converts direct current or alternating current such as commercial power into a frequency for power transmission. In FIG. 2, the switch 815 is disposed between the constant power transmission unit 814 and the AC conversion unit 816. However, since it is sufficient that the output power can be turned ON / OFF, the switch 815 is provided in front of the constant power transmission unit 814 or AC conversion. It may be arranged after the part 816. Further, instead of the switch 815, the output of AC power may be turned ON / OFF by turning ON / OFF the drive signal of a switching element (not shown) inside the AC converter 816. The AC converter 816 converts direct current or alternating current such as commercial power into a frequency for power transmission.
受電インピーダンス検出部813は、受電装置30で行われる負荷変調や、アンテナ33、その他の受電部31のインピーダンス変化を検出する。受電インピーダンス検出部813は、一般的には送電アンテナ23を含む送電装置20側のインピーダンスと受電装置30側インピーダンスの不整合による反射を検出することよって受電インピーダンスを検出する。一般的に、送受電装置の位置関係が変化すると送受電間の結合効率が変化するため、受電装置30の受電インピーダンスが変わらなくても不整合による反射は変化する。しかし、受電装置30が受電を知らせる信号等を負荷変調で返信することによって受電インピーダンス検出部813は受電インピーダンスの変化か、位置変動かを区別可能となる。
The power reception impedance detection unit 813 detects load modulation performed by the power reception device 30 and impedance changes of the antenna 33 and other power reception units 31. The power reception impedance detection unit 813 generally detects power reception impedance by detecting reflection due to mismatch between the power transmission device 20 side impedance including the power transmission antenna 23 and the power reception device 30 side impedance. Generally, since the coupling efficiency between power transmission and reception changes when the positional relationship between the power transmission and reception devices changes, reflection due to mismatching changes even if the power reception impedance of the power reception device 30 does not change. However, when the power receiving device 30 returns a signal indicating power reception or the like by load modulation, the power receiving impedance detection unit 813 can distinguish whether the power receiving impedance changes or the position changes.
初期インピーダンス記憶部817は、送電装置20の周りに何もない時の初期インピーダンスを記憶する。受電インピーダンス検出部813が、初期電力送電中に受電装置30からの負荷変調を受けない状態で初期インピーダンスと異なるインピーダンスを検出した時、異物検出部8126はスイッチ815を制御して初期電力送電を中止する。そして、異物検出部8126は、表示部27を介して異物の検出を示すエラー表示を行う。ID記憶メモリ811は、通信部22による機器認証で決定されたIDを記憶する。検出モード信号生成部8122は、ID記憶メモリ811に記憶されたIDに基づいて検出モード信号を生成する。生成された検出モード信号で定電力送電部814の出力が変調されて送電される。なお、スイッチ815のON/OFFを用いて検出モード信号で変調された電力が送電されてもよい。
The initial impedance storage unit 817 stores an initial impedance when there is nothing around the power transmission device 20. When the power receiving impedance detection unit 813 detects an impedance different from the initial impedance without receiving load modulation from the power receiving device 30 during initial power transmission, the foreign object detection unit 8126 controls the switch 815 to stop the initial power transmission. To do. Then, the foreign object detection unit 8126 performs an error display indicating the detection of the foreign object via the display unit 27. The ID storage memory 811 stores an ID determined by device authentication by the communication unit 22. The detection mode signal generation unit 8122 generates a detection mode signal based on the ID stored in the ID storage memory 811. The output of the constant power transmission unit 814 is modulated by the generated detection mode signal and transmitted. Note that the power modulated by the detection mode signal may be transmitted using ON / OFF of the switch 815.
機器認証を行った受電装置30が検出モード信号で変調された送電を受電し、IDの一致を確認するとID一致通知を送信する。送電装置20は、ID一致通知を送信電力の負荷変調、または通信部22を介して受信する。ID一致通知受信部8123がID一致通知を受信すると、送電装置20は、受電装置30が送電装置20から受電可能範囲に入ったことを認識できる。
The power receiving device 30 that has performed device authentication receives the power transmission modulated by the detection mode signal, and transmits an ID match notification when the ID match is confirmed. The power transmission device 20 receives the ID match notification via load modulation of transmission power or the communication unit 22. When the ID match notification receiving unit 8123 receives the ID match notification, the power transmitting device 20 can recognize that the power receiving device 30 has entered the power receivable range from the power transmitting device 20.
ID一致通知受信後、送電装置20は受電効率算出用の間欠送電を行う。受電装置30は受電効率算出用の間欠送電を受電すると受電した電力量を負荷変調、または通信部32を介して送電装置20に送信する。CPU812の受電効率計算部8124は、受電装置30の受電電力量をインピーダンス検出部813、または通信部22から検出すると、送電電力と比較して受電効率を計算する。受電効率計算部8124は、受電効率がある決められた閾値より低い場合には。受電効率が悪い旨を表示部27で表示し、適切な位置へ受電装置30を移動させるように促す。一方、受電効率計算部8124は、受電効率が閾値を超えている場合には、通常送電部8125は通常送電を開始する。初期シーケンスの送電は間欠送電にして異物への送電があった場合でも異物での放熱期間を確保し、連続送電による定常的な温度上昇を抑えることが望ましい。例えば検出モード信号期間で変調された送電と、異物における放熱期間の休止期間を1周期とした送電である。しかし初期シーケンスの送電電力が十分小さく、初期シーケンスにおける異物検出時間が十分短い場合には、検出モード信号にスタートビット、ストップビット等の区切りを示す信号が入っていれば初期シーケンスの送電を連続送電で行うことも可能である。
After receiving the ID match notification, the power transmission device 20 performs intermittent power transmission for power reception efficiency calculation. When receiving the intermittent power transmission for calculating the power receiving efficiency, the power receiving apparatus 30 transmits the received power amount to the power transmitting apparatus 20 via load modulation or the communication unit 32. When the power reception efficiency calculation unit 8124 of the CPU 812 detects the power reception power amount of the power reception device 30 from the impedance detection unit 813 or the communication unit 22, the power reception efficiency calculation unit 8124 calculates the power reception efficiency compared with the transmission power. When the power reception efficiency is lower than a predetermined threshold, the power reception efficiency calculation unit 8124 is. The display unit 27 displays that the power receiving efficiency is poor, and prompts the user to move the power receiving device 30 to an appropriate position. On the other hand, when the power reception efficiency exceeds the threshold value, the normal power transmission unit 8125 starts normal power transmission. Even if the initial sequence power transmission is intermittent power transmission and power is transmitted to a foreign object, it is desirable to secure a heat dissipation period for the foreign object and suppress a steady temperature rise due to continuous power transmission. For example, power transmission modulated in the detection mode signal period and power transmission with a period of a heat dissipation period of a foreign object as one cycle. However, if the initial sequence transmission power is sufficiently small and the foreign object detection time in the initial sequence is sufficiently short, if the detection mode signal includes a signal indicating the start bit, stop bit, etc., the initial sequence transmission is continuously transmitted. It is also possible to do this.
図9は図1の受電装置30の受電部31の内部構成の詳細の一例を示すブロック図である。CPU912は、検出モード信号判定部9121、電力算出部9122、ID一致通知生成部9123を含む。CPU912の各部の機能の説明は後述する。表示部37は、CPU912の各部から入力された情報を表示する。交流電力変換部914は、整流回路、定電圧源等を含んでいる。インピーダンス変更部913は、受電アンテナ33の整合を調整し、さらに送受電周波数帯でデータを送電装置に伝送したい場合に負荷変調を行う。このインピーダンス変更部913は無線部32での認証が終わらない限り受電アンテナ33から回路側を見たときのインピーダンスを高い値にする。無線部32での認証が終了すると受電インピーダンスは下げられる。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the details of the internal configuration of the power receiving unit 31 of the power receiving device 30 of FIG. The CPU 912 includes a detection mode signal determination unit 9121, a power calculation unit 9122, and an ID match notification generation unit 9123. A description of the function of each part of the CPU 912 will be described later. The display unit 37 displays information input from each unit of the CPU 912. The AC power conversion unit 914 includes a rectifier circuit, a constant voltage source, and the like. The impedance changing unit 913 adjusts the matching of the power receiving antenna 33 and further performs load modulation when it is desired to transmit data to the power transmitting device in the power transmitting / receiving frequency band. The impedance changing unit 913 sets the impedance when the circuit side is viewed from the power receiving antenna 33 to a high value unless authentication by the wireless unit 32 is completed. When the authentication in the wireless unit 32 is completed, the power receiving impedance is lowered.
ID記憶メモリ911は通信部32による認証で決定されたIDを記憶する。通信部32が送電装置20による電力信号を検出した時、検出モード信号判定部9121は、その信号が検出モード信号であるかを判断する。検出モード信号で、且つ、検出モード信号に含まれるIDがID記憶メモリ911に記憶されたIDと一致する場合、ID一致通知生成部9123はID一致通知を生成し、送電装置20に送信する。さらに、電力算出部9122は、交流電力変換部914で検出された受電電力量を算出し、負荷変調または通信部32を介して送電装置20に受電電力量を送信する。
The ID storage memory 911 stores the ID determined by the authentication by the communication unit 32. When the communication unit 32 detects a power signal from the power transmission device 20, the detection mode signal determination unit 9121 determines whether the signal is a detection mode signal. When the ID included in the detection mode signal matches the ID stored in the ID storage memory 911, the ID match notification generation unit 9123 generates an ID match notification and transmits the ID match notification to the power transmission device 20. Furthermore, the power calculation unit 9122 calculates the received power amount detected by the AC power conversion unit 914, and transmits the received power amount to the power transmission device 20 via the load modulation or communication unit 32.
次に、図10を参照して送電装置20と、受電装置30の初期シーケンスにおける動作を説明する。図10は、送電装置20と、受電装置30のタイミングチャートを示す。図10において、送電装置20の縦軸は送電量を模式的に示し、受電装置30の縦軸は受電量を模式的に示している。また、受電装置30のZR01〜ZR03は受電インピーダンスを高い値にしていることを示している。なお、以下の説明では、図7に示すように、受電装置30は受電するために送電装置20に近づいて行く環境を仮定する。図7は受電装置30が送電装置20に近づいて行く時の通信範囲701と電力伝送範囲702と電力伝送が適正な効率で可能な範囲703を示している。
Next, operations in the initial sequence of the power transmission device 20 and the power reception device 30 will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a timing chart of the power transmission device 20 and the power reception device 30. In FIG. 10, the vertical axis of the power transmission device 20 schematically shows the amount of power transmission, and the vertical axis of the power reception device 30 schematically shows the amount of power reception. Further, ZR01 to ZR03 of the power receiving device 30 indicate that the power receiving impedance is set to a high value. In the following description, as shown in FIG. 7, it is assumed that the power receiving device 30 is approaching the power transmitting device 20 to receive power. FIG. 7 shows a communication range 701, a power transmission range 702, and a range 703 in which power transmission is possible with appropriate efficiency when the power receiving device 30 approaches the power transmission device 20.
受電装置30が図7に示す送電装置20の通信範囲701内に入ると、受電装置30は送電装置20と機器認証に入る。機器認証において、送電装置20と受電装置30の間でIDの交換が行われる。機器認証1000を終えると送電装置20は一定周期で検出モード信号で変調された電力の初期電力送電を開始する(T1001〜T1007)。図10の例では、送電装置20は、交換されたIDである”1,0,1,0,0,1,0,1”を含む検出モード信号で変調された電力を周期的に送電する。この時、CPU812の初期電力送電部8121は、通常送電までの初期シーケンス(受電装置との帯域内でのID検出や受電効率の確認が終わるまで)に必要な最低限の電力値を定電力送電部814に設定する。具体的には、初期電力送電部8121は、適正な効率で電力伝送可能な範囲703を含む範囲で、受電装置30が送電装置20の検出モード信号で変調された電力を受電可能な電力に設定する。なお初期電力送電部8121は検出モード信号で変調された初期電力を図4に示すように間欠送電してもよい。
When the power receiving device 30 enters the communication range 701 of the power transmitting device 20 illustrated in FIG. 7, the power receiving device 30 enters device authentication with the power transmitting device 20. In the device authentication, an ID is exchanged between the power transmission device 20 and the power reception device 30. When the device authentication 1000 is completed, the power transmission device 20 starts initial power transmission of power modulated by the detection mode signal at a constant period (T1001 to T1007). In the example of FIG. 10, the power transmission device 20 periodically transmits the power modulated by the detection mode signal including the exchanged ID “1,0,1,0,0,1,0,1”. . At this time, the initial power transmission unit 8121 of the CPU 812 supplies the minimum power value necessary for the initial sequence until normal power transmission (until ID detection within the band with the power receiving device and confirmation of power reception efficiency) at constant power transmission. Part 814. Specifically, the initial power transmission unit 8121 sets the power modulated by the detection mode signal of the power transmission device 20 to the power that can be received by the power reception device 30 within a range including the range 703 in which power transmission can be performed with appropriate efficiency. To do. The initial power transmission unit 8121 may intermittently transmit the initial power modulated by the detection mode signal as shown in FIG.
受電装置30は機器認証1000の終了まで、受電インピーダンスを高くする(ZR01)。機器認証後、受電装置30は低インピーダンスに変更し、機器認証で決定されたID、図10の例では”1,0,1,0,0,1,0,1”を含む検出モード信号で変調された送電を待機する。送電装置20は、受電装置30が離れていて受電可能な範囲にいない場合、受電装置30が低インピーダンスで待機していても送電した電力が消費されることなく、T1001〜T1004の間欠送電はほぼ全反射する。受電装置30が送電装置20に近づく過程で受電装置30が図7で示される電力伝送範囲702内に入ると、間欠送電T1005のように受電装置30に送電され始める。
The power receiving device 30 increases the power receiving impedance until the end of the device authentication 1000 (ZR01). After the device authentication, the power receiving device 30 is changed to low impedance, and the detection mode signal including the ID determined by the device authentication, “1,0,1,0,0,1,0,1” in the example of FIG. Wait for modulated power transmission. When the power receiving device 30 is separated and not within a range where power can be received, the transmitted power is not consumed even if the power receiving device 30 stands by at low impedance, and intermittent power transmission from T1001 to T1004 is almost Total reflection. When the power receiving device 30 enters the power transmission range 702 shown in FIG. 7 while the power receiving device 30 approaches the power transmitting device 20, power transmission to the power receiving device 30 starts like intermittent power transmission T1005.
受電装置30は通信部32での機器認証後、低インピーダンスで送電待機する。受電装置30は、R1001のように検出モード信号で変調されていない送電を受電するとZR02のように受電インピーダンスを高くし、受電装置が他の装置からの給電によって故障したり、発熱することを回避する。さらに受電装置30は、表示部37を介して他の装置からの給電であることを表示し、ユーザが受電装置30を他の送電装置から遠ざけるように促す。そして、受電装置30は、ユーザの復帰作業、例えば不図示のボタンを押す等の行為を検出した後、受電インピーダンスを再び低くする。ここで他装置からの受電電力量が許容以上の発熱ならず、受電装置30の回路故障に影響しないレベルであれば、受電装置30は受電インピーダンスを高くする必要はなく、ユーザによる復帰作業も必要ない。
The power receiving device 30 waits for power transmission with low impedance after the device authentication in the communication unit 32. When the power receiving device 30 receives power transmission that is not modulated with the detection mode signal like R1001, the power receiving impedance is increased like ZR02, and the power receiving device avoids failure or heat generation due to power feeding from other devices. To do. Furthermore, the power receiving device 30 displays that the power is supplied from another device via the display unit 37, and prompts the user to keep the power receiving device 30 away from the other power transmitting device. Then, the power receiving device 30 lowers the power receiving impedance again after detecting the user's return operation, for example, an action such as pressing a button (not shown). Here, if the amount of power received from other devices does not generate heat more than allowable and does not affect the circuit failure of the power receiving device 30, the power receiving device 30 does not need to increase the power receiving impedance, and the user must perform a return work. Absent.
受電装置30は、検出モード信号に含まれるIDの一部分R1005を検出した後、検出モード信号で変調された電力R1006を受電した場合、電力R1006の受電量の変化パターンから、検出モード信号に含まれるIDを検出する。そして。受電装置30は、検出したIDが機器認証時に決定されたIDと一致するか否かを判断する。IDが一致した場合、受電装置30はID一致通知R1007を送電装置20に送信する。なお、図10においては、送電された電力T1007に対応させて受電した電力R1007をZR03のように受電インピーダンスを変更することで負荷変調し、送電装置20にID一致通知を行う例を示しているが、通信部32を介してID検出したことを通知してもよい。また、図10において検出モード信号はIDのみで構成されているが、スタートビット、ストップビットや、他の情報を含んでいてもよい。
When receiving power R1006 modulated by the detection mode signal after receiving a part R1005 of the ID included in the detection mode signal, the power receiving device 30 is included in the detection mode signal from the change pattern of the amount of power received by the power R1006. Detect ID. And then. The power receiving device 30 determines whether or not the detected ID matches the ID determined at the time of device authentication. When the IDs match, the power receiving device 30 transmits an ID match notification R1007 to the power transmitting device 20. Note that FIG. 10 shows an example in which the power R1007 received in correspondence with the transmitted power T1007 is load-modulated by changing the power receiving impedance like ZR03, and the ID matching notification is sent to the power transmitting device 20. However, it may be notified that the ID has been detected via the communication unit 32. In FIG. 10, the detection mode signal is composed of only the ID, but may include a start bit, a stop bit, and other information.
送電装置20は、ID一致通知を検出後、受電効率検出用間欠送信を開始する(T1008〜1010)。受電装置30はID一致通知を通知した後、送電装置20から間欠電力を受電すると、その都度受電電力を測定し、その値で負荷変調を行う(R1008〜1010)。送電装置20は負荷変調された値から受電電力値を検出し、自装置が送電した電力と受電電力を比較して受電効率を計算する。図10の例では3回目の間欠送信T1010の時に受電効率が予め決められた閾値を超え、図7に示した適正効率伝送範囲703内に受電装置30が入ったと判断して通常電力送信T1011に切り替えている。図10において受電装置30は受電電力量を負荷変調で送信しているが、通信部32から送電装置20の通信部22へ送信してもよい。
After detecting the ID match notification, the power transmission device 20 starts intermittent power reception efficiency detection transmission (T1008 to 1010). After receiving the ID match notification, the power receiving device 30 receives the intermittent power from the power transmitting device 20, and measures the received power each time and performs load modulation with the value (R1008 to 1010). The power transmission device 20 detects the received power value from the load-modulated value, and compares the power transmitted by the own device with the received power to calculate the power reception efficiency. In the example of FIG. 10, the power reception efficiency exceeds a predetermined threshold at the time of the third intermittent transmission T1010, and it is determined that the power reception device 30 has entered the appropriate efficiency transmission range 703 shown in FIG. Switching. In FIG. 10, the power receiving device 30 transmits the received power amount by load modulation, but may be transmitted from the communication unit 32 to the communication unit 22 of the power transmission device 20.
なお、図10では、送電装置20は、ID一致通知T1007の受信後から受電効率測定用間欠送電を開始しているが、受電効率測定方法はこれに限らない。すなわち、受電装置30は、ID一致通知T1006、T1007受信時の受電電力量、すなわちR1006、R1007の受電電力量を検出して送電装置20に通知してもよい。この通知は、受電電力量の通知はID一致通知中の負荷変調、通信部32を用いた帯域外通信による方法が考えられる。検出モード信号による変調時やID一致通知検出時の受電電力が予め決められた閾値を超えていれば受電効率検出用間欠送電は必要ないことは明白である。
In FIG. 10, the power transmission device 20 starts intermittent power transmission for power reception efficiency measurement after receiving the ID match notification T1007, but the power reception efficiency measurement method is not limited to this. That is, the power receiving apparatus 30 may detect the received power amount when receiving the ID match notifications T1006 and T1007, that is, the received power amount of R1006 and R1007, and notify the power transmitting apparatus 20 of the detected power amount. As this notification, there can be considered a method of the received power amount notification by load modulation during the ID match notification and out-of-band communication using the communication unit 32. It is clear that intermittent power transmission for detecting power reception efficiency is not necessary if the received power at the time of modulation by the detection mode signal or at the time of ID coincidence notification detection exceeds a predetermined threshold.
次に、図8と図11を参照して、送電装置20の動作を説明する。図11は送電装置20の機器認証から通常電力送電までのフローチャートの一例である。送受電機器認証が完了すると(S1101)、初期電力送電部8121は、定電力送電部814の送電電力を初期設定用電力に設定し(S1102)、検出モード信号で変調された初期電力送電を開始する(S1103)。間欠送電する場合には上記スイッチ815を用いて上記検出モードで変調された初期電力を間欠送電してもよい。受電インピーダンス検出部813は、初期電力送電の送電期間中のインピーダンスを常にモニタリングし、機器認証S1101で決定されたIDを含む検出モード信号で負荷変調された機器の検出を行う。ここで、初期インピーダンス記憶部817は、送電装置20が周辺に送電した周波数の電力を受信可能な機器や金属などの異物がない状態での初期インピーダンスを予め記憶している。
Next, the operation of the power transmission device 20 will be described with reference to FIGS. 8 and 11. FIG. 11 is an example of a flowchart from device authentication of the power transmission device 20 to normal power transmission. When the power transmission / reception device authentication is completed (S1101), the initial power transmission unit 8121 sets the transmission power of the constant power transmission unit 814 to the initial setting power (S1102), and starts the initial power transmission modulated by the detection mode signal. (S1103). In the case of intermittent power transmission, the initial power modulated in the detection mode may be intermittently transmitted using the switch 815. The power reception impedance detection unit 813 constantly monitors the impedance during the power transmission period of the initial power transmission, and detects a device whose load is modulated by the detection mode signal including the ID determined in the device authentication S1101. Here, the initial impedance storage unit 817 stores in advance an initial impedance in a state where there is no foreign object such as a device or metal that can receive power of a frequency transmitted to the periphery by the power transmission device 20.
受電インピーダンス検出部813が初期インピーダンスと異なるインピーダンスを検出した場合(S1104のYes)、送電装置20は初期電力送電を続けながら検出モード信号の送信周期以上待機する(S1105)。ここで、ID一致通知受信部8123が受電装置30からのID一致通知を受信しない場合は(S1106のNo)、スイッチ815を制御しすることにより送電を停止し(S1107)、表示部27を介して異物検出を示す表示を行う(S1108)。例えば初期インピーダンスとは一定の異なるインピーダンスが検出される場合、金属等が近接している可能性があるため、金属物がある旨を表示し、ユーザに移動を促す。同様に、受電インピーダンス検出部813が、受電装置30の返信とは異なるフォーマットで負荷変調されているものが検出された場合、異なる機種の受電装置や同じ帯域で通信を行っている機器が近隣に存在するため、その旨を表示しユーザに移動を促す。ここで送電装置20は送電を停止しているため、ユーザが異物を除去した後、異物除去作業完了を示すボタン(不図示)を押す等の動作を検出し(S1109)、検出モード信号で変調された初期電力送電(S1103)に戻る。ここで初期電力送電の送電電力が十分小さいか、または異物検出時間が十分に小さく異物の発熱や受電による故障の可能性が十分小さい場合には送電を停止せず、ユーザの復帰作業なしに初期電力送電(S1103)に戻ってもよい。
When the power reception impedance detection unit 813 detects an impedance different from the initial impedance (Yes in S1104), the power transmission device 20 waits for the detection mode signal transmission period or longer while continuing the initial power transmission (S1105). If the ID match notification receiving unit 8123 does not receive the ID match notification from the power receiving device 30 (No in S1106), power transmission is stopped by controlling the switch 815 (S1107), and the display unit 27 is used. Display indicating foreign object detection (S1108). For example, when an impedance that is constant different from the initial impedance is detected, there is a possibility that a metal or the like is close, so that there is a metal object and the user is prompted to move. Similarly, when the power receiving impedance detection unit 813 detects a load modulated signal in a format different from the response of the power receiving device 30, a power receiving device of a different model or a device that performs communication in the same band is in the vicinity. Since it exists, the fact is displayed and the user is prompted to move. Here, since the power transmission device 20 has stopped power transmission, after the user removes the foreign matter, an operation such as pressing a button (not shown) indicating the completion of the foreign matter removal operation is detected (S1109), and modulated by the detection mode signal. Return to the initial power transmission performed (S1103). If the transmission power of the initial power transmission is sufficiently small, or if the foreign object detection time is sufficiently small and the possibility of failure due to heat generation or power reception is sufficiently small, the power transmission is not stopped and the initial operation is not performed without user's return work. You may return to electric power transmission (S1103).
受電インピーダンス検出部813がインピーダンス変化検出後に、ID一致通知受信部8123がID一致通知を受信した場合(S1106のYes)、初期電力送電部8121は受電電力算出用間欠送電(S1111)を開始する。ここで通常、受電装置30が検出モード信号で変調された電力を受電すると送電装置20はインピーダンス変化を検出する。しかし受電装置30の信号検出感度が送電装置20のインピーダンス変化を検出する感度より高い場合は、送電装置20はインピーダンス変化を検出できなくても受電装置のID一致通知を検出する可能性がある。このように、受電インピーダンス検出部813がインピーダンス変化を検出せず(S1104のNo)、ID一致通知受信部8123がID一致通知を検出した場合(S1110)も送電装置は受電電力算出用間欠送電(S1111)を開始する。なお、受電インピーダンス検出部813がインピーダンス変化を検出せず、ID一致通知受信部がID一致通知を検出しない場合は、初期電力送電部8121は検出モード信号で変調された初期電力送電を続ける(S1104のNo、S1110のNo)。
When the ID match notification receiving unit 8123 receives the ID match notification after the power receiving impedance detection unit 813 detects the impedance change (Yes in S1106), the initial power transmission unit 8121 starts intermittent power transmission for calculating received power (S1111). Here, normally, when the power receiving device 30 receives power modulated by the detection mode signal, the power transmitting device 20 detects a change in impedance. However, when the signal detection sensitivity of the power receiving device 30 is higher than the sensitivity of detecting the impedance change of the power transmitting device 20, the power transmitting device 20 may detect the ID match notification of the power receiving device even if the impedance change cannot be detected. As described above, even when the power reception impedance detection unit 813 does not detect the impedance change (No in S1104) and the ID match notification reception unit 8123 detects the ID match notification (S1110), the power transmission apparatus performs intermittent power transmission for calculating received power (S1110). S1111) is started. When the power reception impedance detection unit 813 does not detect the impedance change and the ID match notification reception unit does not detect the ID match notification, the initial power transmission unit 8121 continues the initial power transmission modulated by the detection mode signal (S1104). No, S1110 No).
受電装置30は受電電力算出用間欠電力を受電すると、その都度受電電力を測定し、その値で負荷変調を行う。受電効率計算部8124は、負荷変調された値から受電電力値を検出し(S1112)、CPU812内の不図示の比較部によって自装置が送電した電力と受電電力を比較して受電効率を計算する(S1113)。受電効率が予め決められた閾値以下の場合、受電効率計算部8124は、図7に示した適正効率伝送範囲703内に受電装置30が入ってないと判断して表示部27に受電装置を適正位置に移動させるための勧告を表示する(S1115)。効率が閾値を超えた場合、受電効率計算部8124は、適正効率伝送範囲703内に入ったと判断して、処理を通常送電部8125による通常電力送信に切り替える(S1116)。
When receiving the intermittent power for calculating received power, the power receiving device 30 measures the received power each time and performs load modulation with the measured value. The power reception efficiency calculation unit 8124 detects the power reception power value from the load-modulated value (S1112), and calculates the power reception efficiency by comparing the power transmitted by the own apparatus with the power reception by the comparison unit (not shown) in the CPU 812. (S1113). When the power reception efficiency is equal to or lower than a predetermined threshold, the power reception efficiency calculation unit 8124 determines that the power reception device 30 is not in the appropriate efficiency transmission range 703 shown in FIG. A recommendation for moving to a position is displayed (S1115). If the efficiency exceeds the threshold value, the power reception efficiency calculation unit 8124 determines that the efficiency is within the appropriate efficiency transmission range 703, and switches the process to normal power transmission by the normal power transmission unit 8125 (S1116).
次に、図9と図12を参照して、受電装置30の動作を説明する。図12Aは受電装置30の機器認証から通常電力送電までのフローチャートの一例である。インピーダンス変更部913は、送電装置20との機器認証(S1202)が終わるまではアンテナ33または不図示の負荷のインピーダンス(受電インピーダンス)を高く設定しておき、他の規格の送電装置や同じ規格の認証されていない送電装置からの電力を受電しないようにしておく(S1201)。これにより受電装置の発熱や故障を回避する。通信部32での機器認証後、インピーダンス変更部913は、受電インピーダンスを低く変更し(S1203)、電力検出するまで待機する(S1204のNo)。
Next, the operation of the power receiving device 30 will be described with reference to FIGS. 9 and 12. FIG. 12A is an example of a flowchart from device authentication of the power receiving device 30 to normal power transmission. The impedance changing unit 913 sets the impedance of the antenna 33 or a load (not shown) (power reception impedance) high until the device authentication (S1202) with the power transmission device 20 is finished, and transmits the power transmission device of another standard or the same standard. The power from the power transmission device that is not authenticated is not received (S1201). This avoids heat generation and failure of the power receiving device. After the device authentication in the communication unit 32, the impedance changing unit 913 changes the power receiving impedance to a low level (S1203) and waits until power is detected (No in S1204).
受電部31が電力を検出した場合(S1204のYes)、検出モード信号判定部9121は、受電された電力が認証時に決定されたIDを含む検出モード信号で変調されているか否かを判定する。検出モード信号判定部9121は、受電された電力が認証時に決定されたIDを含む検出モード信号で変調されているか否かを判定する。すなわち、検出モード信号判定部は、受電された電力からIDを取得して、取得したIDがID記憶部911に記憶されたIDと一致するか否かを判定する。検出モード信号判定部が、IDが一致しないと判定した場合(S1205のNo)、インピーダンス変更部913は受電インピーダンスを高くする(S1206)。これにより、受電装置30が他の装置からの給電によって故障したり、発熱することを回避する。さらに検出モード信号判定部9121は、他の装置からの給電であることを表示部37に表示し(S1207)、ユーザが受電装置30を他の送電装置から遠ざけるように促す。そして、受電装置30はユーザの復帰作業、例えば不図示のボタンを押す等の行為を検出し(S1208)、インピーダンス変更部913は受電インピーダンスを再び低くする(S1209)。ここで他装置からの受電電力量が許容以上の発熱にならず、受電装置30の回路故障に影響しないレベルであれば606の受電インピーダンスを高くする変更や、S1208のユーザ復帰作業完了の検出も必要ない。さらに受電インピーダンスは先行していないのでS1209の低インピーダンスに変更する作業も不要である。
When the power reception unit 31 detects power (Yes in S1204), the detection mode signal determination unit 9121 determines whether or not the received power is modulated with a detection mode signal including an ID determined at the time of authentication. The detection mode signal determination unit 9121 determines whether or not the received power is modulated with a detection mode signal including an ID determined at the time of authentication. That is, the detection mode signal determination unit acquires an ID from the received power, and determines whether the acquired ID matches the ID stored in the ID storage unit 911. When the detection mode signal determining unit determines that the IDs do not match (No in S1205), the impedance changing unit 913 increases the power receiving impedance (S1206). Thereby, it is avoided that the power receiving device 30 breaks down due to power supply from other devices or generates heat. Further, the detection mode signal determination unit 9121 displays that power is supplied from another device on the display unit 37 (S1207), and prompts the user to keep the power receiving device 30 away from the other power transmission device. Then, the power receiving device 30 detects a user's return operation, for example, an action such as pressing a button (not shown) (S1208), and the impedance changing unit 913 lowers the power receiving impedance again (S1209). Here, if the amount of power received from another device does not generate heat more than allowable and does not affect the circuit failure of the power receiving device 30, a change is made to increase the power receiving impedance of 606, and the completion of user return work completion in S1208 is also detected. unnecessary. Furthermore, since the power receiving impedance is not preceded, the work of changing to the low impedance of S1209 is not necessary.
一方、受電部31が電力を検出し(S1204のYes)、検出モード信号判定部がIDが一致しないと判定した場合(S1205のYes)、ID一致通知生成部9123は、ID一致通知を生成し、送電装置20に送信する(S1210)。このID一致通知の送信は負荷変調を用いて行ってもよいし、通信部32を介して行ってもよい。受電装置30はID一致通知を送信後、受電効率算出用間欠送電を受電する。但し、受電装置30は受電する毎に受電電力を負荷変調で、または通信部32、及び22を介して返信する(S1211)だけであり、この処理をCPU212内の不図示の連続受電判定手段が連続受電と判断するまで続ける(S1212のNo)。連続受電と判断すれば(S1212のYes)通常電力受電(S1213)と判断する。
On the other hand, when the power reception unit 31 detects power (Yes in S1204) and the detection mode signal determination unit determines that the IDs do not match (Yes in S1205), the ID match notification generation unit 9123 generates an ID match notification And transmitted to the power transmission device 20 (S1210). The ID match notification may be transmitted using load modulation or via the communication unit 32. The power receiving device 30 receives the intermittent power transmission for calculating the power receiving efficiency after transmitting the ID match notification. However, every time the power receiving device 30 receives power, the power receiving device 30 simply returns the received power by load modulation or via the communication units 32 and 22 (S1211). Continue until continuous power reception is determined (No in S1212). If it is determined that power is continuously received (Yes in S1212), it is determined that power is normally received (S1213).
図12Bは受電装置30のその他のインピーダンス設定手順を示すフローチャートである。機器認証(S1202)後、インピーダンス変更部913は、受電インピーダンスを中間的な値に設定する(S1214)。また、IDが一致しない場合には(S1205のNo)インピーダンス変更部913は受電インピーダンスを高くした後に、ユーザによる復帰作業後に、受電インピーダンスを中間的な値に設定する(S1215)。インピーダンス変更部913は、ID一致通知を送信後初めて通常受電用の低い受電インピーダンスに変更する(S1216)。これにより電力伝送帯域内でIDの確認が行われない限り受電装置30は低インピーダンスにならないため、発熱や受電による故障を軽減できる。なお、S2110とS1216の処理の順は逆にしてもよい。
FIG. 12B is a flowchart illustrating another impedance setting procedure of the power receiving device 30. After the device authentication (S1202), the impedance changing unit 913 sets the power reception impedance to an intermediate value (S1214). On the other hand, if the IDs do not match (No in S1205), the impedance changing unit 913 sets the power receiving impedance to an intermediate value after the power return impedance is increased, and after the return operation by the user (S1215). The impedance changing unit 913 changes to a low power receiving impedance for normal power reception for the first time after transmitting the ID match notification (S1216). As a result, the power receiving device 30 does not have a low impedance unless the ID is confirmed within the power transmission band, so that a failure due to heat generation or power reception can be reduced. Note that the order of the processing in S2110 and S1216 may be reversed.
このように、本実施形態による送電装置20は、認証を行った所望の送電対象が所望の電力が供給可能な位置に入り、送電対象が所望のものと一致しない限り所定の送電を開始しない。これにより、送電対象ではないものの発熱や、電力伝送による故障を防ぐことができる。また、本実施形態による受電装置30は、認証を行っていない送電装置から電力が供給された場合、それを検出し表示する。さらに受電装置30は、認証を行っていない送電装置から電力が供給された場合、受電インピーダンスを高くし、受電を防ぐことが可能なため、認証を行っていない機器からの不要な受電を防ぎ、機器の損傷の可能性を低減できる。
As described above, the power transmission device 20 according to the present embodiment does not start predetermined power transmission unless the desired power transmission target that has been authenticated enters a position where desired power can be supplied and the power transmission target does not match the desired power transmission target. Thereby, although it is not a power transmission object, the heat_generation | fever and the failure by electric power transmission can be prevented. In addition, when power is supplied from a power transmission device that has not been authenticated, the power receiving device 30 according to the present embodiment detects and displays it. Furthermore, when power is supplied from a power transmission device that has not been authenticated, the power receiving device 30 can increase power reception impedance and prevent power reception, thereby preventing unnecessary power reception from a device that has not been authenticated, The possibility of equipment damage can be reduced.
なお、本実施形態では、送電装置20は、ID一致通知を検出した後、受電効率が閾値以上の場合に通常送電を開始しているが、ID一致通知を検出した後に通常送電を開始してもよい。また、送電装置20は、受電装置30の受電電力から計算できる受電効率から受電装置30との適切な位置関係を判断しているが、受電効率以外であっても、受電装置30の受電電力に関連する値であればよい。また、本実施形態では、受電効率を算出するため、送電装置から間欠送電しているが、連続送電で受電効率を計算する工程を行ってもよい。
In the present embodiment, after detecting the ID match notification, the power transmission device 20 starts normal power transmission when the power receiving efficiency is equal to or higher than the threshold. However, after detecting the ID match notification, the power transmission device 20 starts normal power transmission. Also good. In addition, the power transmission device 20 determines an appropriate positional relationship with the power receiving device 30 from the power receiving efficiency that can be calculated from the power received by the power receiving device 30, but the power received by the power receiving device 30 is not limited to the power receiving efficiency. Any relevant value is acceptable. In this embodiment, intermittent power transmission is performed from the power transmission device in order to calculate power reception efficiency. However, a step of calculating power reception efficiency by continuous power transmission may be performed.
[第3実施形態]
本実施形態を図を参照して説明する。本実施形態による無線電力伝送システムは、第1実施形態において説明した図1と同様であるため、説明を省略する。本実施形態による送電装置20は、第1実施形態及び第2実施形態と比較して、送電部21と受電部31の構成が異なる。
[Third Embodiment]
The present embodiment will be described with reference to the drawings. Since the wireless power transmission system according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, description thereof is omitted. The power transmission device 20 according to the present embodiment is different in the configurations of the power transmission unit 21 and the power reception unit 31 compared to the first embodiment and the second embodiment.
第1実施形態における送電装置20の動作を第1の送電方式、第2実施形態における送電装置20の動作を第2の送電方式とすると、本実施形態による送電装置20は、両方の方式のいずれかに切り換えて動作可能である。すなわち、本実施形態による送電装置20の内部構成は、図2と図8に示した構成を併せた構成であり、説明を省略する。ただし、本実施形態による送電装置20は、第1の送電方式と第2の送電方式のいずれかで動作するための制御を行う不図示の選択部を備えるものとする。一方、第1実施形態における受電装置30の動作を第1の受電方式、第2実施形態における受電装置30の動作を第2の受電方式とすると、本実施形態による受電装置30は、いずれかの方式で動作可能である。すなわち、本実施形態による受電装置30の内部構成は、図3または図9に示した構成であり、説明を省略する。
If the operation of the power transmission device 20 in the first embodiment is the first power transmission method and the operation of the power transmission device 20 in the second embodiment is the second power transmission method, the power transmission device 20 according to the present embodiment It is possible to operate by switching. That is, the internal configuration of the power transmission device 20 according to the present embodiment is a configuration combining the configurations shown in FIG. 2 and FIG. However, the power transmission device 20 according to the present embodiment includes a selection unit (not illustrated) that performs control for operating in either the first power transmission method or the second power transmission method. On the other hand, when the operation of the power receiving device 30 in the first embodiment is the first power receiving method and the operation of the power receiving device 30 in the second embodiment is the second power receiving method, the power receiving device 30 according to the present embodiment is either It can be operated in a manner. That is, the internal configuration of the power receiving device 30 according to the present embodiment is the configuration shown in FIG. 3 or FIG.
次に、図13と図14を参照して、送電装置20の動作を説明する。図13は、送電装置20と受電装置30間の認証シーケンスを示す図である。図14は、本実施形態による動作を示すフローチャートである。送電装置20が送電を開始する際にまず、受電装置30と認証を行う。送電装置20は通信部22より接続可通知を発信する(1301)。通信範囲701の範囲内にいる受電装置30は接続可通知を受信し、通信部32で接続要求を出す(1302)。送電装置20は受電装置30に対して接続許可を送信する(1303)。これにより、無線リンクが確立する(S1401)。次に送電装置20はIDを送信し(1304)、受電装置30はIDを受信した旨の応答を返送する(1305)。これにより、IDが決定する(S1402)。ここまでが、機器認証プロセスである。
Next, the operation of the power transmission device 20 will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is a diagram illustrating an authentication sequence between the power transmission device 20 and the power reception device 30. FIG. 14 is a flowchart showing the operation according to the present embodiment. When the power transmission device 20 starts power transmission, first, authentication with the power reception device 30 is performed. The power transmission device 20 transmits a connection enable notification from the communication unit 22 (1301). The power receiving apparatus 30 within the range of the communication range 701 receives the connection permission notification, and issues a connection request at the communication unit 32 (1302). The power transmitting device 20 transmits a connection permission to the power receiving device 30 (1303). Thereby, a radio link is established (S1401). Next, the power transmitting apparatus 20 transmits the ID (1304), and the power receiving apparatus 30 returns a response indicating that the ID has been received (1305). Thereby, the ID is determined (S1402). This is the device authentication process.
さらに送電装置20は、受電装置30の受電方式を要求する(1306)。受電装置30は具備している受電方式が第1の受電方式か第2の受電方式かを送電装置20に応答する(1307、S1403)。受電装置は第1の受電方式で動作する場合は、その旨を応答する(S1404の第1の受電方式)。送電装置20はこの結果を受けて、送電開始通知を送信し(1308)、受電装置30が応答を返送する事(1309)で第1の送電方式で送電を開始する(1310、S1406)。第1の送電方式での送電の動作内容は第1実施形態と同一であるため説明は省略する。なお、送電開始通知、応答は必ずしも必須のシーケンスではない。受電方式応答(1307)で第2の受電方式で操作する旨の応答をした場合は(S1404の第2の受電方式)、送電装置20は第2の送電方式で送電を開始する(S1405)。第2の送電方式での送電の動作内容は第2実施形態と同一であるため説明を省略する。
Furthermore, the power transmission device 20 requests the power reception method of the power reception device 30 (1306). The power receiving device 30 responds to the power transmitting device 20 as to whether the power receiving method provided is the first power receiving method or the second power receiving method (1307, S1403). When the power receiving apparatus operates in the first power receiving method, the power receiving device responds to that effect (first power receiving method in S1404). In response to this result, the power transmitting device 20 transmits a power transmission start notification (1308), and the power receiving device 30 returns a response (1309) to start power transmission in the first power transmission method (1310, S1406). Since the operation content of power transmission in the first power transmission method is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. Note that the power transmission start notification and response are not necessarily indispensable sequences. When the response indicating that the operation is performed in the second power receiving method in the power receiving method response (1307) (second power receiving method in S1404), the power transmission device 20 starts power transmission in the second power transmission method (S1405). Since the operation content of power transmission in the second power transmission method is the same as that of the second embodiment, description thereof is omitted.
このように、本実施形態による送電装置20は、第1実施形態と第2実施形態において説明した送電方式による処理を、受電装置30の応答により切り換えて実行する。これにより、送電対象ではないものの発熱や、電力伝送による故障を防ぐことができることに加え、異なる受電方式をもつ複数の受電装置に対して受電可能となる。また、本実施形態による受電装置30は、認証を行っていない機器からの不要な受電を防ぎ、機器の損傷の可能性を低減できるのに加え、自身の受電方式に対応する送電方式とそれ以外の送電方式の両方で動作する送電装置からも受電可能となる。なお、これまでの説明では送電装置20から受電装置30に受電方式を要求し、その応答内容に従って受電方式を決定した。しかし、送電装置20からの受電方式の要求に対して無応答の場合に充電方式をどちらにするかを予め決めておき、受電方式選択しても良い。例えば、送電装置20からの受電装置30への受電方式要求に対する応答を行わない場合は「方式1」と送電装置20、受電装置30間で決めておく。この場合に認証シーケンスで受電方式の要求を受けた受電装置30の受電方式が「方式1」の場合、応答を返さない。送電装置30は受電方式の要求に対して応答がないので方式1で送電を行う。受電装置30は受電を希望する場合であるからあまり電力を使いたくない場合が多い。この方式であれば、無駄な電力の削減に貢献できる。受電方式の要求に応答しない場合を方式2とした場合も同様である。受電装置が30応答しない場合の方式の決め方は、広く使われている方式を選択すれば受電装置30の電力低減効果は高くなる。
As described above, the power transmission device 20 according to the present embodiment switches and executes the processing according to the power transmission method described in the first embodiment and the second embodiment according to the response of the power reception device 30. Thereby, although it is not a power transmission target, heat generation and failure due to power transmission can be prevented, and power can be received by a plurality of power receiving apparatuses having different power receiving methods. In addition, the power receiving device 30 according to the present embodiment can prevent unnecessary power reception from an unauthenticated device and reduce the possibility of damage to the device, in addition to a power transmission method corresponding to its own power receiving method and the others. It is also possible to receive power from a power transmission device that operates in both power transmission methods. In the above description, the power transmission device 20 requests the power reception device 30 for a power reception method, and the power reception method is determined according to the response content. However, when there is no response to the request for the power reception method from the power transmission device 20, it may be determined in advance which charging method is to be selected, and the power reception method may be selected. For example, when a response to the power reception method request from the power transmission device 20 to the power reception device 30 is not performed, “method 1” is determined between the power transmission device 20 and the power reception device 30. In this case, if the power receiving method of the power receiving apparatus 30 that has received the request for the power receiving method in the authentication sequence is “method 1”, no response is returned. Since the power transmission device 30 does not respond to the request for the power reception method, the power transmission device 30 performs power transmission according to method 1. Since the power receiving device 30 desires to receive power, it often does not want to use much power. This method can contribute to the reduction of wasted power. The same applies to the case where method 2 does not respond to a request for a power receiving method. The method for determining the method when the power receiving device does not respond 30 selects the widely used method, and the power reduction effect of the power receiving device 30 is enhanced.
[第4実施形態]
本実施形態を図を参照して説明する。本実施形態による無線電力伝送システムは、第1実施形態において説明した図1と同様であるため、説明を省略する。本実施形態による送電装置20は、第1実施形態及び第2実施形態と比較して、送電部21と受電部31の構成が異なる。また、第3実施形態による送電装置20と受電装置30と同様に、本実施形態による送電装置20は、第1の送電方式と第2の送電方式のいずれかに切り換えて動作可能である。すなわち、本実施形態による送電装置20の内部構成は、図2と図8に示した構成を併せた構成であり、説明を省略する。ただし、本実施形態による送電装置20は、第1の送電方式と第2の送電方式のいずれかで動作するための制御を行う不図示の選択部を備えるものとする。また、本実施形態による受電装置は、第1の受電方式と第2の受電方式のいずれかの方式で動作可能である。すなわち、本実施形態による受電装置30の内部構成は、図3または図9に示した構成であり、説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
The present embodiment will be described with reference to the drawings. Since the wireless power transmission system according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, description thereof is omitted. The power transmission device 20 according to the present embodiment is different in the configurations of the power transmission unit 21 and the power reception unit 31 compared to the first embodiment and the second embodiment. Further, similarly to the power transmission device 20 and the power reception device 30 according to the third embodiment, the power transmission device 20 according to the present embodiment can be operated by switching between the first power transmission method and the second power transmission method. That is, the internal configuration of the power transmission device 20 according to the present embodiment is a configuration combining the configurations shown in FIG. 2 and FIG. However, the power transmission device 20 according to the present embodiment includes a selection unit (not illustrated) that performs control for operating in either the first power transmission method or the second power transmission method. In addition, the power receiving device according to the present embodiment can be operated in any one of the first power receiving method and the second power receiving method. That is, the internal configuration of the power receiving device 30 according to the present embodiment is the configuration shown in FIG. 3 or FIG.
次に図15を参照して、送電装置20の動作を説明する。図15は、本実施形態による動作を示すフローチャートである。送電装置20は受電装置30と無線リンクを確立し(S1501)、IDを決定する(S1502)。ここまでは、送電装置20は受電装置30に具備されている受電方式(第1の受電方式または第2の受電方式)は判らない。送電装置20は認証シーケンスで決定したIDを使って第2の送電方式での送電手順を開始する(S1503)。この時受電装置が第2の受電方式で動作可能な場合、第2実施形態において説明した動作と同様となり、受電装置30は受電可能となる(S1505)。
Next, the operation of the power transmission device 20 will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a flowchart showing the operation according to the present embodiment. The power transmission device 20 establishes a wireless link with the power reception device 30 (S1501), and determines an ID (S1502). Up to this point, the power transmission device 20 does not know the power reception method (the first power reception method or the second power reception method) provided in the power reception device 30. The power transmission device 20 starts a power transmission procedure in the second power transmission method using the ID determined in the authentication sequence (S1503). At this time, when the power receiving apparatus can operate in the second power receiving system, the operation is the same as that described in the second embodiment, and the power receiving apparatus 30 can receive power (S1505).
一方、受電装置30が第1受電方式で動作する場合、予め決められたIDに準じて送電された電力に対して受電30装置も同様にIDに準じてインピ−ダンス変化させるので、送電装置20は送出した電力が大きく乱れる事となる。このような動作の場合、送電装置20は、受電装置30は第1受電方式で動作すると判断し、送電装置20は第1送電方式のID検出用間欠送電を行い、第1実施形態において説明した動作と同様の送電動作に移行する(S1506)。なお、送電装置20が第1の送電方式の送電手順を最初に行った場合、受電装置30が第2の受電方式で動作する場合に相互にIDを送出しないので、送電手順が進まなくなる。
On the other hand, when the power receiving apparatus 30 operates in the first power receiving method, the power receiving 30 apparatus similarly changes the impedance according to the ID with respect to the power transmitted according to the predetermined ID. Will greatly disturb the transmitted power. In such an operation, the power transmission device 20 determines that the power reception device 30 operates in the first power reception method, and the power transmission device 20 performs intermittent power transmission for ID detection in the first power transmission method, which has been described in the first embodiment. The operation proceeds to the power transmission operation similar to the operation (S1506). When the power transmission device 20 first performs the power transmission procedure of the first power transmission method, when the power reception device 30 operates in the second power reception method, IDs are not transmitted to each other, so that the power transmission procedure does not proceed.
このように、本実施形態による送電装置20は、第1実施形態と第2実施形態において説明した送電方式による処理を、自己の判断により切り換えて実行する。これにより、送電対象ではないものの発熱や、電力伝送による故障を防ぐことができることに加え、異なる受電方式をもつ複数の受電装置に対して受電可能となる。また、本実施形態による受電装置30は、認証を行っていない機器からの不要な受電を防ぎ、機器の損傷の可能性を低減できるのに加え、自身の受電方式に対応する送電方式とそれ以外の送電方式の両方で動作する送電装置からも受電可能となる。
As described above, the power transmission device 20 according to the present embodiment switches and executes the processing according to the power transmission method described in the first embodiment and the second embodiment based on its own judgment. Thereby, although it is not a power transmission target, heat generation and failure due to power transmission can be prevented, and power can be received by a plurality of power receiving apparatuses having different power receiving methods. In addition, the power receiving device 30 according to the present embodiment can prevent unnecessary power reception from an unauthenticated device and reduce the possibility of damage to the device, in addition to a power transmission method corresponding to its own power receiving method and the others. It is also possible to receive power from a power transmission device that operates in both power transmission methods.
[その他の実施形態]
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
[Other Embodiments]
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.