JP6264632B2 - 非接触電力伝達装置の機器検知方法及び非接触電力伝達装置 - Google Patents

非接触電力伝達装置の機器検知方法及び非接触電力伝達装置 Download PDF

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Description

本発明は、非接触電力伝達装置の機器検知方法及び非接触電力伝達装置に関するものである。
非接触電力伝達装置には、載置面に給電する電気機器が置かれたことを検知するとともに、載置面に異物(金属)が置かれたことを検知する機器検知装置を備えたものが提案されている(特許文献1)。
特許文献1の非接触電力伝達装置では、給電用の給電コイルと、金属検出用の検知コイルの2種類のコイルを備えている。そして、給電コイルを励磁駆動して電気機器への給電を行い、金属検出用の検知コイルに誘起される検出電圧の変化に基づいて金属や電気機器の検出を行っている。
特開2006−230129号公報
ところで、近年、非接触電力伝達装置には、複数の給電コイルを、平面的に配置し、電気機器をどの位置に置いても対向する給電コイルが励磁して電気機器を給電することができる、所謂フリーレイアウトを実現したものが提案されている。
そして、フリーレイアウトを実現させる電力伝達装置においても、同様に、給電する電気機器が平面的に配置された複数の給電コイルの中のどの給電コイルに対向して置かれたかを知る必要がある。また、加熱等する異物が置かれた場合、異物に対して給電動作を行わないように異物を検知する必要がある。
しかしながら、上記特許文献1の非接触電力伝達装置では、給電コイルと、金属検出用の検知コイルの2種類のコイルを備えていることから、フリーレイアウトを実現させる電力供給装置においては、装置全体として大型化する問題があった。
また、上記特許文献1の非接触電力伝達装置では、1つの給電コイルしか設けられておらず、その1つの給電コイルにて1つの受電コイルを有した電気機器を非接触給電するものである。
そのため、仮に、複数の給電コイルを平面的に配置してフリーレイアウトを実現した非接触電力伝達装置に、特許文献1の機器検知装置を各給電コイルに応用したとしても、電気機器の載置位置等によって電気機器と異物との差を見分けることができない。例えば、給電中ではない給電コイルではあるが、隣接する給電コイルが給電している場合には、その隣接する給電中の給電コイルからの電磁エネルギーによって給電中ではないその給電コイルに異物があると誤検出する。
そこで、給電中ではない給電コイルについて機器検知をする場合には、隣接する給電中の給電コイルの給電動作を一時的に止めた状態で行う必要があり、給電効率が低下する問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、給電用の給電コイルを使用して給電効率を下げることなく精度の高い機器検知を可能にし、小型でフリーレイアウトを実現できる非接触電力伝達装置の機器検知方法及び非接触電力伝達装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝達装置の機器検知方法は、複数の給電コイルのうちの一部の前記給電コイルに給電用周波数の高周波電流通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置の機器検知方法であって、前記非接触電力伝達装置は、筐体と、前記筐体を構成する面であり前記電気機器が載置される平面である載置面と、前記載置面に対して1次元方向又は2次元方向に区画形成された複数の給電エリアと、を有し、前記各給電コイルは、前記筐体内の前記各給電エリアに対応する位置に配置され、給電中の前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた閾値電圧になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出する。
上記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝達装置は、複数の給電コイルのうちの一部の前記給電コイルに給電用周波数の高周波電流通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置であって、筐体と、前記筐体を構成する面であり前記電気機器が載置される平面である載置面と、前記載置面に対して1次元方向又は2次元方向に区画形成された複数の給電エリアと、給電中に、前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を出力する検出回路と、給電中に、前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた閾値電圧になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出する機器検知回路と、前記機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在しないと検出したとき、前記給電コイルへの給電用周波数の高周波電流の通電を停止する制御回路とを有し、前記各給電コイルは、前記筐体内の前記各給電エリアに対応する位置に配置される
記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝達装置の機器検知方法は、複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置の機器検知方法であって、給電中の給電コイルに隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルに給電するための前記受電装置が存在すると検出する。
上記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝達装置は、複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置であって、給電中の給電コイルに隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を出力する検出回路と、非給電中に前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルで給電するための前記受電装置が存在すると検出する機器検知回路と、前記機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在すると検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して給電用周波数の高周波電流の通電を実行する制御回路とを有した。
上記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝達装置の機器検知方法は、複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置の機器検知方法であって、非給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、前記給電用周波数とは異なる周波数の前記電気機器の存在検知を行うための検知用周波数の高周波電流を通電し、その給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた第1閾値電圧以下になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在すると検出し、また、給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた第3閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルに給電するための前記受電装置が存在すると検出し、さらに、給電中の給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた第4閾値電圧になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出する。
上記構成おいて、非給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、前記給電用周波数とは異なる周波数の前記電気機器の存在検知を行うための検知用周波数の高周波電流を通電しているとき、前記検出回路が検出した出力電圧が、前記第1閾値電圧より高い予め定めた第2閾値電圧以上になった時、同給電コイルに対向位置に金属が存在すると検出するとともに、前記検出回路が検出した出力電圧が、前記第1閾値電圧と第2閾値電圧の間にある時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出することが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝達装置は、複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置であって、前記給電コイルに前記給電用周波数の高周波電流と、前記給電用周波数とは異なる周波数の前記電気機器の機器検知を行うための検知用周波数の高周波電流を生成する高周波発振回路と、前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を出力する検出回路と、非給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、通電される検知用周波数の高周波電流に基づいてその給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた第1閾値電圧以下になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在すると検出する第1機器検知回路と、前記第1機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在すると検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して検知用周波数から給電用周波数の高周波電流の通電を実行する第1制御回路と、給電中の給電コイルに隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた第3閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルで給電するための前記受電装置が存在すると検出する第2機器検知回路と、前記第2機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在すると検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して給電用周波数の高周波電流の通電を実行する第2制御回路と、給電中に、前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した前記検出回路は検出した出力電圧が予め定めた第4閾値電圧になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出する第3機器検知回路と、前記第3機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在しないと検出したとき、前記給電コイルへの給電用周波数の高周波電流の通電を停止する第3制御回路とを有した。
上記構成において、前記第1機器検知回路は、前記検出回路が検出した出力電圧が前記第1閾値電圧より高い予め定めた第2閾値電圧以上になった時、同給電コイルに対向する位置に金属が存在すると検出するとともに、前記検出回路が検出した出力電圧が、前記第1閾値電圧と第2閾値電圧の間にある時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出するものであり、前記第1制御回路は、前記第1機器検知回路が金属を検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して前記検知用周波数の高周波電流の非通電を実行するとともに、前記第1機器検知回路が前記受電装置を存在しないと検出したとき、前記検知用周波数の高周波電流の通電を実行することが好ましい。
本発明によれば、給電コイルを使用して給電効率を下げることなく精度の高い機器検知を可能にすることができる。
非接触電力伝達装置と電気機器を示す全体斜視図。 給電エリアに設けた給電コイルの配列状態を示す説明図。 非接触電力伝達装置と電気機器の電気ブロック回路図。 電気機器の受電装置の電気ブロック回路図。 給電回路を説明するための電気ブロック回路図。 ハーフブリッジ回路を説明するための電気回路図。 第1機器検知モードの機器検知の原理を説明するための周波数に対する出力を示す特性図。 第2機器検知モードの機器検知の原理を説明するための周波数に対する出力を示す特性図。 第3機器検知モードの機器検知の原理を説明するための周波数に対する出力を示す特性図。 非接触電力伝達装置の処理動作を説明するためのフローチャート図。 第1機器検知モード処理を説明するためのフローチャート図。 第2機器検知モード処理を説明するためのフローチャート図。 第3機器検知モード処理を説明するためのフローチャート図。
以下、本発明を具体化した非接触電力伝達装置の実施形態を図面に従って説明する。
図1は、非接触電力伝達装置(以下、給電装置という)1とその給電装置1から非接触給電される電気機器(以下、機器という)Eの全体斜視図を示す。
給電装置1は、四角形の板状の筐体2を有し、その上面が平面であって機器Eを載置する載置面3を形成している。載置面3は、複数の四角形状の給電エリアARが区画形成され、本実施形態では、左右方向(横方向)に4個、前後方向(縦方向)方向に6個並ぶように24個の給電エリアARが区画形成されている。
図2に示すように、筐体2内であって、区画形成された各給電エリアARに対応する位置に、給電エリアARの外形形状にあわせて四角形状に巻回された給電コイルL1が配置されている。各給電エリアARの給電コイルL1は、給電エリアAR毎に筐体2内に設けられたそれぞれの給電回路4(図3参照)と接続されている。各給電エリアARの給電コイルL1は、対応する給電回路4にて検知用周波数fsまたは給電用周波数fpの高周波電流が通電されて交番磁界を放射する。
次に、給電装置1と機器Eの電気的構成を図3及び図4に従って説明する。
(機器E)
まず、機器Eについて説明する。図3において、機器Eは、給電装置1から2次電力を受電する受電装置としての受電回路8と負荷Zを有している。
図4に示すように、受電回路8は、整流回路8aと通信回路8bを有している。
整流回路8aは、受電コイルL2と共振コンデンサCx2の直列回路よりなる機器Eに設けた2次側回路に接続されている。受電コイルL2は、給電コイルL1が放射する交番磁界に基づいて2次電力を発生し、その2次電力を整流回路8aに出力する。整流回路8aは、給電コイルL1の励磁による電磁誘導にて受電コイルL2に発生した2次電力をリップルのない直流電圧に変換する。そして、整流回路8aは、変換した直流電圧を機器Eの負荷Zに供給する。このとき、整流回路8aと負荷Zの間に、例えばDC/DCコンバータを設け、DC/DCコンバータにて整流回路8aからの直流電圧を機器Eの負荷Zにあわせた直流電圧に変換して同負荷Zに供給するようにしてもよい。
ここで、負荷Zは、受電コイルL2にて発生する2次電力で駆動する機器であればよい。例えば、整流回路8aが変換した直流電源を使って該負荷Zを載置面3上で駆動する機器であったり、2次電力をそのまま交流電源として使って該負荷Zを載置面3上で駆動する機器であったりしてもよい。また、整流回路8aが変換した直流電源を使って内蔵する充電池(2次電池)を充電する機器であってもよい。
また、整流回路8aが変換した直流電圧は、通信回路8bの駆動源としても利用されている。このとき、前記したDC/DCコンバータにて整流回路8aからの直流電圧を通信回路8bにあわせた直流電圧に変換して同通信回路8bに供給するようにしてもよい。通信回路8bは、機器認証信号ID及び励磁要求信号RQを生成し、受電コイルL2を介して給電装置1に送信する回路である。機器認証信号IDは、給電装置1に対して該給電装置1にて給電を受けられる機器Eである旨の認証信号である。励磁要求信号RQは、給電装置1に対して給電を要求する要求信号である。
また、通信回路8bは、機器Eに設けられた例えば負荷Zを駆動させるための電源スイッチがオフのときには、機器認証信号ID及び励磁要求信号RQを生成しない。さらに、通信回路8bは、機器Eにマイクロコンピュータが設けられている場合、マイクロコンピュータの判断で給電を休止したいと判断したときには、機器認証信号ID及び励磁要求信号RQを生成しないようになっている。例えば、ノートパソコンのような場合、給電状態が続いていてノートパソコン側で電力を消費しない動作を実行しているときに機器認証信号ID及び励磁要求信号RQを生成しないようにしてもよい。
機器認証信号ID及び励磁要求信号RQは、複数ビットからなる2値化(ハイレベル・ロウレベル)された信号であって、その2値化された信号を、共振コンデンサCx2と整流回路8aとを接続する受電線に出力する。受電線に2値化された信号が出力されると、給電用周波数fpにて駆動励磁されている給電コイルL1の励磁による電磁誘導にて受電コイルL2に流れる2次電流の振幅が2値化された信号に対応して変化する。
この給電用周波数fpの2次電流の振幅変化よって、受電コイルL2が放射する磁束が変化し、その変化した磁束は給電コイルL1に電磁誘導として伝搬し、給電コイルL1に流れる1次電流の振幅を変化させる。
つまり、2値化された信号(機器認証信号ID及び励磁要求信号RQ)によって、受電コイルL2の両端子間を流れる給電用周波数fpの2次電流は、振幅変調される。そして、その振幅変調された給電用周波数fpの2次電流の磁束は、給電コイルL1に送信信号として伝搬される。
(給電装置1)
次に、給電装置1について説明する。図3に示すように、給電装置1は、共通ユニット部10と24個の給電コイルL1毎に設けられた給電回路4からなる基本ユニット部20を有している。
共通ユニット部10は、基本ユニット部20に電源を供給する電源回路11、基本ユニット部20を統括制御するシステム制御部12、各種データを記憶するメモリ13を備えている。
電源回路11は、整流回路及びDC/DCコンバータを有し、外部から商用電源を入力して整流回路にて整流する。電源回路11は、整流した直流電圧をDC/DCコンバータにて所望の電圧に変換した後、その直流電圧Vddを駆動電源としてシステム制御部12、メモリ13及び基本ユニット部20に出力する。
システム制御部12は、マイクロコンピュータよりなり、基本ユニット部20を制御する。すなわち、システム制御部12は、マイクロコンピュータの制御プログラムに従って、24個の給電コイルL1毎に設けられた給電回路4を統括制御する。
システム制御部12は、給電コイルL1(給電エリアAR)上に機器Eが載置されたかどうか検知処理を実行する機器検知モードを有する。機器検知モードは、第1〜第3機器検知モードを有している。
ここで、機器の有無について検知対象となる給電コイルL1を検知対象の給電コイルL1といい、その検知対象の給電コイルL1の左右前後方向及び斜め四方において隣接する給電コイルL1を隣接の給電コイルL1という。
第1機器検知モードは、各給電コイルL1のそれぞれが検知対象の給電コイルL1になるときにおいて、当該検知対象の給電コイルL1と、隣接の給電コイルL1が共に非給電中の時に行う機器検知処理のモードである。つまり、検知対象及び隣接の給電コイルL1がともに給電用周波数fpの高周波電流にて通電をしていない時に、その検知対象の給電コイルL1に対して行う機器検知処理のモードである。
第2機器検知モードは、各給電コイルL1のそれぞれが検知対象の給電コイルL1になるときにおいて、当該検知対象の給電コイルL1が給電動作をしていない状態であって、隣接の給電コイルL1が給電動作中である時に行う機器検知処理のモードである。
第3機器検知モードは、各給電コイルL1のそれぞれが検知対象の給電コイルL1になるときにおいて、当該検知対象の給電コイルL1が給電動作中である時に行う機器検知処理のモードである。
また、システム制御部12は、機器検知モードの検知処理結果に基づいて給電コイルL1を励磁・非励磁処理を実行する。つまり、システム制御部12は、第1〜第3機器検知モードのいずれかの機器検知処理で得られた給電コイルL1毎の機器検知結果に基づいて、その対象の給電コイルL1をそれぞれ給電、休止状態等にする。
メモリ13は、不揮発性メモリであって、システム制御部12が第1〜第3機器検知モードにおける各機器検知処理動作や、給電コイルL1の励磁・非励磁処理動作を行う際に使用する各種のデータを記憶している。また、メモリ13は、24個の各給電コイルL1(給電エリアAR)についての記憶領域が割り当てられていて、その割り当てられた記憶領域にはその時々の給電コイルL1(給電エリアAR)の情報がそれぞれ記憶されるようになっている。
詳述すると、メモリ13は、給電コイルL1毎の機器検知結果とその機器検知結果に基づいて実行されている励磁・非励磁処理動作の給電動作情報が、それぞれ給電コイルL1毎に割り当てられた記憶領域に記憶されるようになっている。
図3に示すように、基本ユニット部20は、各給電エリアAR(各給電コイルL1)に対して設けられた複数(24個)の給電回路4から構成されている。そして、各給電回路4は、システム制御部12との間でデータの授受を行い、システム制御部12にて制御されている。
各給電回路4は、その回路構成が同じであるため説明の便宜上、1つの給電回路4について、図5に従って説明する。
図5に示すように、給電回路4は、ハーフブリッジ回路21、ドライブ回路22、電流検出回路23、出力検出回路24及び信号抽出回路25を有している。
(ハーフブリッジ回路21)
図6に示すように、ハーフブリッジ回路21は、公知のハーフブリッジ回路である。ハーフブリッジ回路21は、第1コンデンサCaと第2コンデンサCbを直列に接続した分圧回路と、この分圧回路に対して、第1パワートランジスタQaと第2パワートランジスタQbを直列に接続した直列回路からなる駆動回路が並列に接続されている。第1及び第2パワートランジスタQa,Qbは、本実施形態では、NチャネルMOSFETにて構成されている。
そして、第1コンデンサCaと第2コンデンサCbの接続点(ノードN1)と、第1パワートランジスタQaと第2パワートランジスタQbの接続点(ノードN2)との間に、給電コイルL1と共振用の共振コンデンサCx1の直列回路が接続される。
第1パワートランジスタQaと第2パワートランジスタQbの各ゲート端子には、ドライブ回路22から駆動信号PSa,PSbが入力される。第1及び第2パワートランジスタQa,Qbは、そのゲート端子にそれぞれ入力される駆動信号PSa,PSbに基づいて交互にオン・オフされる。これによって、給電コイルL1を通電する高周波電流が生成される。給電コイルL1は、この高周波電流の通電により、交番磁界を発生する。
(ドライブ回路22)
ドライブ回路22は、システム制御部12からの第1〜第3制御信号CT1〜CT3のいずれか1つを入力し、第1及び第2パワートランジスタQa,Qbのゲート端子にそれぞれ出力する駆動信号PSa,PSbを生成する。つまり、ドライブ回路22は、第1〜第3制御信号CT1〜CT3に基づいて第1及び第2パワートランジスタQa,Qbを交互にオン・オフさせて、給電コイルL1に流す高周波電流の周波数を設定する駆動信号PSa,PSbを生成する。
詳述すると、第1制御信号CT1は、検知用周波数fsの高周波電流にて給電コイルL1を通電させる制御信号である。第2制御信号CT2は、給電コイルL1を通電させない、即ち、給電コイルL1を非通電状態にする制御信号である。第3制御信号CT3は、給電用周波数fpの高周波電流にて給電コイルL1を通電させる制御信号である。
なお、第1又は第3制御信号CT1,CT3に基づいて生成される駆動信号PSa,PSbは、第1パワートランジスタQaと第2パワートランジスタQbが同時にオンしないようにデットタイムを持たせている。また、第2パワートランジスタQbについては、オフ時間とオン時間を同じで一定にし、第1パワートランジスタQaについては、オン時間を短くしその分オフ時間を長くしている。
そして、システム制御部12は、第1機器検知モードにおいては、第1制御信号CT1を生成し出力するようになっている。また、システム制御部12は、第2機器検知モードにおいては、第2制御信号CT2を生成し出力するようになっている。さらに、システム制御部12は、第3機器検知モードにおいては、第3制御信号CT3を生成し出力するようになっている。換言すると、24個の給電回路4(ドライブ回路22)は、第1〜第3機器検知モードに対応して第1〜第3制御信号CT1〜CT3のいずれか1つ制御信号がシステム制御部12から出力されることになる。
また、システム制御部12は、第1〜第3機器検知モードのいずれかの機器検知処理で得られた機器検知結果に基づいて、第1〜第3制御信号CT1〜CT3のいずれかの制御信号を出力するようになっている。つまり、システム制御部12は、機器検知結果により、第1〜第3制御信号CT1〜CT3のいずれか1つの制御信号を出力するようになっている。
換言すると、励磁・非励磁処理動作においては、24個の給電回路4(ドライブ回路22)は、第1〜第3制御信号CT1〜CT3のいずれかがそれぞれシステム制御部12から出力されることになる。
(電流検出回路23)
図5に示すように、電流検出回路23は、給電コイルL1の一方の端子とハーフブリッジ回路21の間に設けられ、給電コイルL1に流れるその時々の1次電流を検出し、電流検出信号SG1を出力する。つまり、電流検出回路23は、駆動信号PSa,PSbが出力されると、電流検出信号SG1を出力する。
(出力検出回路24)
出力検出回路24は、電流検出回路23と接続されている。出力検出回路24は、電流検出回路23が検出した電流検出信号SG1を入力し、電流検出信号SG1に相対した出力電圧に変換し、デジタル値に変換して出力する。出力検出回路24は、包絡線検波回路を含み、電流検出回路23の電流検出信号SG1を同包絡線検波回路にて検波する。出力検出回路24(包絡線検波回路)は、電流検出信号SG1から該電流検出信号SG1の振幅成分の包絡線を抽出した包絡線波形信号(出力電圧Vs)を生成する。
出力検出回路24は、アナログ値をデジタル値に変換するAD変換器を備え、その時々の出力電圧Vsをデジタル値に変換する。出力検出回路24は、出力電圧Vsのデジタル値を、システム制御部12に出力するようになっている。
(信号抽出回路25)
信号抽出回路25は、電流検出回路23と接続されている。信号抽出回路25は、給電コイルL1を給電用周波数fpで励磁駆動している間、電流検出回路23からその時の給電コイルL1の1次電流を入力する。そして、信号抽出回路25は、載置面3に載置された機器Eの受電コイルL2から送信された振幅変調された送信信号を、電流検出回路23を介して入力する。
信号抽出回路25は、入力した送信信号から機器認証信号ID及び励磁要求信号RQを抽出する。信号抽出回路25は、送信信号から機器認証信号ID及び励磁要求信号RQの両信号を抽出した時、システム制御部12に許可信号ENを出力する。ちなみに、信号抽出回路25は、機器認証信号ID及び励磁要求信号RQのいずれか一方しか抽出しなかった時、又は、両信号とも抽出しなかった時には、システム制御部12に許可信号ENを出力しない。
次に、第1〜第3機器検知モード毎に、検知対象の給電コイルL1上での機器Eの存在の有無を検知する機器検知の原理を図7〜図9に従って説明する。
(第1機器検知モードにおける機器検知の原理)
まず、検知対象の給電コイルL1について、その検知対象の給電コイルL1と隣接の給電コイルL1が共に給電中でいない時の機器検知について説明する。
図7に示すように、第1共振特性A1は、給電エリアARに何も載置されていない場合の給電コイルL1と共振コンデンサCx1の直列回路からなる1次側回路における周波数に対する給電コイルL1の出力を示す。
また、第2共振特性A2は、給電エリアARに金属M(図1参照)が載置された場合の給電コイルL1と金属Mの間での、周波数に対する給電コイルL1の出力を示す。
さらに、第3共振特性A3は、給電エリアARに機器Eが載置された場合の給電コイルL1と対向する機器Eにおいて、受電コイルL2と共振コンデンサCx2からなる2次側回路における周波数に対する給電コイルL1の出力を示す。
そして、この第1〜第3共振特性A1〜A3は、第3共振特性A3、第1共振特性A1、第2共振特性A2の順で共振周波数が高くなることが予め実験、試験等で求められている。しかも、これら周波数帯域は、第1共振特性A1が金属Mや機器Eによるインダクタンスの変動に基づくものであるから、非常に隣接して存在する。
ここで、図7に示すように、第1共振特性A1の特定周波数fkにて給電コイルL1を励磁した状態で給電エリアARに何も載置しない場合、給電コイルL1のインダクタンスは変化しない。そのため、共振特性は第1共振特性A1のまま変化しないことから、給電コイルL1に現れる特定周波数fkに対する出力は中間値Vmidとなる。
また、第1共振特性A1の特定周波数fkにて給電コイルL1を励磁した状態で給電エリアARに金属Mを載置した場合、給電コイルL1のインダクタンスが載置された金属Mにより変化する。これによって、共振特性が第1共振特性A1から第2共振特性A2にシフトする。その結果、給電コイルL1に現れる特定周波数fkに対する出力は、図7に示すように、最大値Vmaxとなる。
さらに、第1共振特性A1の特定周波数fkにて給電コイルL1を励磁した状態で給電エリアARに機器Eを載置した場合、給電コイルL1のインダクタンスが載置された機器Eにより変化する。これによって、共振特性が第1共振特性A1から第3共振特性A3にシフトする。その結果、給電コイルL1に現れる特定周波数fkに対する出力は、図7に示すように、最小値Vminとなる。
つまり、このことから、第1共振特性A1におけるこの特定周波数fkを、第1機器検知モードによる機器検知のための検知用周波数fsとして給電コイルL1を励磁駆動する。そして、給電コイルL1に現れる検知用周波数fsに対する出力電圧Vsを知ることによって、給電エリアAR上の機器Eの有無、及び、金属Mの有無を検知することができることがわかる。
詳述すると、入力した出力電圧Vsが、第1閾値電圧Va1より小さくなったとき、給電コイルL1上に機器Eがあると判断できる。また、出力電圧Vsが、第2閾値電圧Va2より大きくなったとき、給電コイルL1上に金属Mがあると判断できる。出力電圧Vsが、第1閾値電圧Va1以上、第2閾値電圧Va2以下であるとき、給電コイルL1上に何もない場合と判断できる。
そして、この第1機器検知モードのための第1及び第2閾値電圧Va1,Va2のデータは、実験等によって求められ、出荷前にメモリ13に記憶される。
また、平行して、第1機器検知モードによる機器検知をするためには、給電エリアARに何も載置していない状態で、第1共振特性A1における機器検知のための検知用周波数fsを事前に求める必要がある。
そして、検知用周波数fsの設定は、給電コイルL1上に機器Eを載置する際、機器Eの位置やサイズ等に因らず第1共振特性A1での周波数に対する出力が小さくなるような周波数に設定する。かつ、検知用周波数fsの設定は、給電コイルL1上に金属Mを載置する際、金属Mの位置やサイズ等に因らず第1共振特性A1での周波数に対する出力が大きくなるような周波数に設定する。
また、各給電コイルL1は、単独又は他の給電コイルL1と協働して励磁駆動して、給電エリアARに載置された機器E内の受電コイルL2に対して給電をする必要がある。
そこで、機器Eへの給電のために給電回路4が給電コイルL1を励磁駆動させる際の給電用周波数fpは、以下のように設定している。給電用周波数fpは、機器Eが給電エリアARに載置された時、給電コイルL1と受電コイルL2でトランスのような構成が形成される。そして、この構成において、機器E側のインダクタンス成分及びキャパシタ成分で決まる共振周波数を給電用周波数fpとしている。
従って、本実施形態では、機器E側で決まる給電用周波数fpで給電コイルL1を励磁駆動させることにより、機器E側で給電コイルL1から給電された電力を低損失に受電可能である。
このとき、給電用周波数fpは、検知用周波数fsとの間隔が以下のように設定されている。
図7に示す第4共振特性A4は、給電用周波数fpで最大出力となる共振特性であって、給電エリアARに機器Eが載置された場合の給電コイルL1と対向する機器Eにおいて、前記2次側回路における周波数に対する給電コイルL1の出力を示す。
そして、この第4共振特性A4は、給電コイルL1に現れる検知用周波数fsに対する出力は、図7に示すように、最小値Vminよりも小さく0ボルトに近い電圧値Vnになっている。これは、給電用周波数fpと検知用周波数fsの間隔が大きいほど電圧値Vnが小さくなる。
ここで、最小値Vminと中間値Vmidの幅(又は、最大値Vmaxと中間値Vmidの幅)をW1(=|Vmin−Vmid|、又は=|Vmax−Vmid|)とする。これに対して、第4共振特性A4の検知用周波数fsにおける電圧値Vnと0ボルトの幅をW2(=Vn−0)とする。このとき、W1>W2となる。
従って、第4共振特性A4の給電用周波数fpで給電コイルL1を励磁駆動して給電している給電エリアARがあるとする。そして、その隣接する給電エリアARが検知用周波数fsで給電コイルL1を励磁駆動して機器検知している場合、W1>W2となることから、給電用周波数fpで給電コイルL1を励磁駆動して給電している給電エリアARからの影響は小さい。
つまり、機器E側のインダクタンス成分及びキャパシタ成分で決まる共振回路において、給電用周波数fpが検知用周波数fsとの間隔がW1>W2となるような、図7に示す第4共振特性A4を持つ共振回路を設定する必要がある。
ちなみに、本実施形態では、検知用周波数fsは70kHz付近、給電用周波数fpは140kHz付近に設定している。そして、この検知用周波数fsは、例えば、出荷前、一定の使用期間経過後毎に、又は、給電装置1に設けた調整スイッチ(図示略)を操作する毎に、調整されるようになっている。
しかしながら、隣接の給電コイルL1が給電中の場合、その隣接の給電コイルL1の給電による給電ノイズ(電磁エネルギー)が検知対象の給電コイルL1に伝搬し、第1機器検知モードによる機器検知が精度よくできない。
そこで、検知対象の給電コイルL1について、その検知対象の給電コイルL1と隣接の給電コイルL1が共に給電中ではない時には、第1機器検知モードの機器検知動作を行うようにしている。
そして、検知対象の給電コイルL1が給電中ではない状態(非給電中)であって、隣接の給電コイルL1が給電中である時には、第2機器検知モードの機器検知処理を行うようにしている。
(第2機器検知モードにおける機器検知の原理)
次に、検知対象の給電コイルL1について、その検知対象の給電コイルL1が給電中ではない状態(非給電中)であって、隣接の給電コイルL1が給電中である時に行う機器検知の原理について説明する。
図8に示すように、第1共振特性B1は、検知対象の給電コイルL1が非給電中であって、隣接の給電コイルL1が給電中の場合の検知対象の給電コイルL1の周波数に対する出力特性を示す。
詳述すると、検知対象の給電コイルL1が給電中ではない。一方、隣接の給電コイルL1が機器Eに対して給電中である。そして、この状態で、機器Eの受電コイルL2を介して伝搬する電磁エネルギーが対象の給電コイルL1に伝搬される状態での、対象の給電コイルL1と共振コンデンサCx1の直列回路からなる1次側回路における周波数に対する給電コイルL1の出力を示す。
また、第2共振特性B2は、前記検知対象の給電コイルL1の第1共振特性B1に相対する給電中の隣接の給電コイルL1の周波数に対する出力特性を示す。
さらに、第3共振特性B3は、検知対象の給電コイルL1が非給電中であって、隣接の給電コイルL1にて給電されている機器Eが検知対象の給電コイルL1側に移動した場合の検知対象の給電コイルL1の周波数に対する出力特性を示す。
詳述すると、検知対象の給電コイルL1は給電中ではない。一方、隣接の給電コイルL1が機器Eに対して給電動作している。この状態で、機器Eが検知対象の給電コイルL1側に移動する。この機器Eの移動位置における機器Eの受電コイルL2を介して伝搬する電磁エネルギーが検知対象の給電コイルL1に伝搬される状態での、検知対象の給電コイルL1と共振コンデンサCx1の直列回路からなる1次側回路における周波数に対する給電コイルL1の出力を示す。
さらにまた、第4共振特性B4は、機器Eが検知対象の給電コイルL1側への移動に基づく前記第3共振特性B3に相対する給電中の隣接の給電コイルL1の周波数に対する出力特性を示す。
そして、この第1共振特性B1は、第2共振特性B2より共振周波数が高くなることが予め実験、試験等で求められている。また、第3共振特性B3で示すように、機器Eが検知対象の給電コイルL1側に移動すれば、その移動位置に相対してその検知対象の給電コイルL1の共振特性は共振周波数が低くなる方向にシフトすることが予め実験、試験等で求められている。さらに、第4共振特性B4で示すように、機器Eが検知対象の給電コイルL1側に移動すれば、その移動位置に相対してその隣接の給電コイルL1の共振特性は共振周波数が高くなる方向にシフトすることが予め実験、試験等で求められている。
ここで、図8に示すように、隣接の給電コイルL1にて給電されている機器Eが、給電していない検知対象の給電コイルL1側に移動すると、検知対象の給電コイルL1の共振特性が第1共振特性B1から第3共振特性B3にシフトする。
これによって、検知対象の給電コイルL1の周波数に対する出力電圧Vsは変動する。すなわち、図8に示すように、対象の給電コイルL1の給電用周波数fpに対する出力電圧Vsは上昇する。
つまり、出力電圧Vsが、予め定めた第3閾値電圧Vb以上、すなわち、給電している隣接の給電コイルL1と協働して機器Eを給電する移動位置における値になったとき、機器Eが当該検知対象の給電コイルL1上に存在すると判断できる。反対に、出力電圧Vsが、予め定めた第3閾値電圧Vb未満のときには、機器Eが当該対象の給電コイルL1上に存在しないと判断できる。
そして、この第2機器検知モードのための予め定めた第3閾値電圧Vbは、実験等によって求めておく必要がある。そして、この予め定めた第3閾値電圧Vbのデータは、出荷前にメモリ13に記憶される。
(第3機器検知モードにおける機器検知の原理)
次に、検知対象の給電コイルL1について、その検知対象の給電コイルL1が給電用周波数fpの高周波電流で通電されている状態(給電中)での機器検知の原理について説明する。
図9に示すように、第1共振特性C1は、検知対象の給電コイルL1が機器Eに対して給電動作をしている場合のその検知対象の給電コイルL1の周波数に対する出力特性を示す。詳述すると、第1共振特性C1は、給電用周波数fpで最大出力となる共振特性であって対象の給電コイルL1を通電し機器Eに給電している場合の給電コイルL1と対向する機器Eにおける2次側回路との周波数に対する対象の給電コイルL1の出力を示す。
つまり、図9に示す第1共振特性C1は、図8に示す第2共振特性B2に相当する。
また、第2共振特性C2は、検知対象の給電コイルL1にて給電されている機器Eが隣接の給電コイルL1側に移動した場合の検知対象の給電コイルL1の周波数に対する出力特性を示す。
詳述すると、検知対象の給電コイルL1は機器Eに対して給電中である。一方、隣接の給電コイルL1が給電中であっても非給電中であってもよい。この状態で、機器Eが隣接の給電コイルL1側に移動する。この機器Eの移動位置における機器Eの2次側回路との検知対象の給電コイルL1と共振コンデンサCx1からなる1次側回路における周波数に対する給電コイルL1の出力を示す。
ここで、図9に示すように、検知対象の給電コイルL1にて給電されている機器Eが、隣接の給電コイルL1側に移動すると、検知対象の給電コイルL1の共振特性が第1共振特性C1から第2共振特性C2にシフトする。
これによって、検知対象の給電コイルL1の周波数に対する出力電圧Vsは変動する。すなわち、図9に示すように、検知対象の給電コイルL1の給電用周波数fpに対する出力電圧Vsは上昇する。
つまり、出力電圧Vsが、予め定めた第4閾値電圧Vc以上、すなわち、機器Eを給電する必要がなくなった移動位置における値になったとき、機器Eが当該検知対象の給電コイルL1上に存在しなくなったと判断できる。
そして、この第3機器検知モードのための予め定めた第4閾値電圧Vcは、実験等によって求めておく必要がある。そして、この予め定めた第4閾値電圧Vcのデータは、出荷前にメモリ13に記憶される。
なお、本実施形態では、給電用周波数fpを、図9に示すように、第1共振特性C1における出力電電圧Vsが、第1共振特性C1の頂点より右側であってその頂点での出力電圧Vsより小さく設定した。
これを、例えば、給電用周波数fpを、第1共振特性C1の頂点になるように設定すれば、機器Eが隣接の給電コイルL1側に移動すると、検知対象の給電コイルL1の給電用周波数fpに対する出力電圧Vsは下降することになる。
この場合には、上記第4閾値電圧Vcと異なる予め定めた第4閾値電圧Vcを設定する。そして、出力電圧Vsが、上記第4閾値電圧Vcと異なる予め定めた第4閾値電圧Vc以下になったとき、機器Eが当該検知対象の給電コイルL1上に存在しなくなったと判断する。
次に、上記のように構成した給電装置1の作用を、システム制御部12の処理動作を示す図10〜図13のフローチャートに従って説明する。
今、給電装置1に電源を投入させると、電源回路11は、システム制御部12、メモリ13及び基本ユニット部20に駆動電源を出力する。
図10のフローチャートに示すように、システム制御部12は、駆動電源の投入に応答して、メモリ13に予め記憶した全ての給電コイルL1の給電回路4毎に記憶した内容(給電動作情報)を全てクリアにして初期化する(ステップS1)。ここで、給電動作情報のクリアとは、24個全ての給電コイルL1が給電用周波数fp及び検知用周波数fsのいずれの高周波電流にて通電されてない旨、並びに、金属Mが載置されてない旨の内容にすることをいう。
この時、システム制御部12は、あわせて同システム制御部12に内蔵した各給電コイルL1(検知対象の給電コイルL1)を特定するアドレスカウンタCNTを「1」にセットする。
次に、ステップS2において、システム制御部12は、アドレスカウンタCNTの「1」の内容に基づいて1番目の給電コイルL1を指定し、その給電コイルL1の給電動作情報が1番目の給電コイルL1に金属Mが載置されている情報かどうか判定する。
この時点では、先のステップS1で、全ての給電コイルL1の給電動作情報がクリアされていることから、システム制御部12は、1番目の給電コイルL1上には金属Mが存在していないと判断し(ステップS2でNO)、ステップS3に移る。
次に、ステップS3において、システム制御部12は、アドレスカウンタCNTの「1」の内容に基づいて1番目の給電コイルL1を指定し、その給電コイルL1の動作状態が給電中かどうか判定する。
この時点では、先のステップS1で、全ての給電コイルL1の給電動作情報がクリアされていることから、システム制御部12は、1番目の給電コイルL1は給電中ではない判断し(ステップS3でNO)、ステップS4に移る。
次に、ステップS4において、システム制御部12は、1番目の対象の給電コイルL1に隣接する隣接の給電コイルL1が給電中かどうか判定する。
この時点では、先のステップS1で、全ての給電コイルL1の給電回路4についての給電動作情報がクリアされている。そのため、システム制御部12は、1番目の給電コイルL1に隣接する給電コイルL1は給電中ではないと判断し(ステップS4でNO)、1番目の給電コイルL1について、ステップ5に移り第1機器検知モード処理を実行する。
なお、ステップS4において、システム制御部12は、検知対象の給電コイルL1に隣接する給電コイルL1が給電中と判断した場合(ステップS4でYES)、その検知対象の給電コイルL1について、ステップ6に移り第2機器検知モード処理を実行する。
さらに、ステップS3において、システム制御部12は、検知対象の給電コイルL1が給電中と判断した場合(ステップS3でYES)、その検知対象の給電コイルL1について、ステップ7に移り第3機器検知モード処理を実行する。
(第1機器検知モード処理)
図11に示すように、ステップS5−1において、システム制御部12は、1番目の給電コイルL1の給電回路4のドライブ回路22に対して、機器検知のための第1制御信号CT1をドライブ回路22に出力する。ドライブ回路22は、この第1制御信号CT1に応答して給電コイルL1を検知用周波数fsで励磁駆動する。
続いて、ステップS5−2に移り、システム制御部12は、検知用周波数fsで励磁駆動された1番目の給電コイルL1の給電回路4に設けた出力検出回路24からその時の出力電圧Vs(デジタル値)を取得する。
そして、システム制御部12は、取得した出力電圧Vsに基づいて機器検知の判定を行う(ステップS5−3、S5−4)。
つまり、入力した出力電圧Vsが、第1閾値電圧Va1より小さい時、システム制御部12は、給電コイルL1上に機器Eがあると判断する(ステップS5−4でYES)。
また、出力電圧Vsが、第2閾値電圧Va2より大きい時、システム制御部12は、給電コイルL1上に金属Mがあると判断する(ステップS5−3でYES)。さらに、出力電圧Vsが、第1閾値電圧Va1以上、第2閾値電圧Va2以下である時、システム制御部12は、給電コイルL1上に何もない場合と判断する(ステップS5−3、S5−4でNO)。
ここで、システム制御部12は、給電コイルL1上に金属Mがないと判断するとともに(ステップS5−3でNO)、機器Eがないと判断すると(ステップS5−4でNO)、給電コイルL1上に何もないとしてステップS5−5に移行する。
ステップS5−5において、システム制御部12は、その給電コイルL1を検知用周波数fsでの励磁駆動を継続させるべくドライブ回路22に第1制御信号CT1を出力し続ける状態にしてステップS5−6に移る。
ステップS5−6において、システム制御部12は、該検知対象の給電コイルL1が給電中でなく第1機器検知モードで機器検知を行っている給電動作情報をメモリ13に書き込み、第1機器検知モード処理を完了し、ステップS8に移る。
図10に示すように、ステップS8において、システム制御部12は、電源がオフかどうかチェックし、電源がオフでないとき(ステップS8でNO)、ステップS9に移る。
ステップS9において、システム制御部12は、各給電コイルL1を特定するアドレスカウンタCNTを「1」をインクリメントして、先のステップS2に戻る。つまり、ステップS2において、システム制御部12は、1番目の給電コイルL1と同様に、2番目の給電コイルL1上に金属Mが存在するかどうか判定する。
なお、アドレスカウンタCNTは、カウント値が「24」になって、「1」をインクリメントされるとリセットされて「1」となるようになっている。
従って、以後、24個の給電コイルL1の全てが、金属M及び機器Eが載置されない状態が続く場合には、ステップS2〜ステップS5の処理動作が、ステップS9でアドレスカウンタCNTの内容に従って繰り返されることになる。
ここで、例えば、10番目の給電コイルL1上に機器Eが載置されたとする。システム制御部12は、ステップS5−4において、機器Eがあると判定し(ステップS5−4でYES)、ステップS5−7に移る。
ステップS5−7において、システム制御部12は、その10番目の給電コイルL1を給電用周波数fpの高周波電流にて給電動作を開始させるべくドライブ回路22に第3制御信号CT3を出力してステップS5−8に移る。
ステップS5−8において、システム制御部12は、10番目の給電コイルL1の給電回路4に設けた信号抽出回路25からの許可信号ENの有無を判定する。
そして、システム制御部12は、その信号抽出回路25から許可信号ENを取得すると(ステップS5−8でYES)、ステップS5−9に移り給電用周波数fpでの給電を継続させるべくドライブ回路22に第3制御信号CT3を出力し続ける状態にする。このとき、システム制御部12は、10番目の給電コイルL1が隣接する全ての給電コイルL1の給電回路4に対して、第2制御信号CT2を出力し続ける状態にし、隣接する全ての給電コイルL1を非通電状態にする。
続いて、ステップS5−10において、システム制御部12は、メモリ13に該10番目の給電コイルL1が給電中である給電動作情報(給電中)を書き込む。このとき、システム制御部12は、給電中の10番目の給電コイルL1が隣接する全ての非通電になった給電コイルL1について、給電中の給電コイルL1に対して隣接の給電コイルである給電動作情報(非通電中)をメモリ13に書き込む。
システム制御部12は、給電コイルL1が給電中である給電動作情報(給電中)、及び、給電コイルL1が給電中の給電コイルL1に対して隣接の給電コイルである給電動作情報(非通電中)をメモリ13に書き込むと、ステップS8に移る。
そして、ステップS8において、システム制御部12は、電源がオフかどうかチェックし、電源がオフでないとき(ステップS8でNO)、ステップS9に移る。
ステップS9において、システム制御部12は、アドレスカウンタCNTのカウント値を「10」から「11」にインクリメントして、先のステップS2に戻る。そして、ステップS2において、システム制御部12は、同様に、11番目の給電コイルL1上に金属Mが存在していない判断し(ステップS2でNO)、ステップS3に移る。なお、11番目の給電コイルL1は10番目の給電コイルL1の右隣りの給電コイルL1である。
ステップS3において、システム制御部12は、11番目の給電コイルL1が給電中かどうか判定する。この時点では、11番目の給電コイルL1の給電動作情報(非通電中)は、10番目の給電コイルL1が給電中であって非通電の状態ある。そのため、システム制御部12は、11番目の給電コイルL1は給電中でないと判断し(ステップS3でNO)、ステップS4に移る。
次に、ステップS4において、システム制御部12は、11番目の検知対象の給電コイルL1に対して隣接する隣接の給電コイルL1が給電中かどうか判定する。
この時、先のステップS5−10で、隣接(10番目)の給電中の給電コイルL1が給電中であることが記憶されており、11番目の給電コイルL1の給電動作情報は(非通電中)である。そのため、システム制御部12は、11番目の給電コイルL1は給電中の10番目の給電コイルL1に隣接していると判断し(ステップS4でYES)、11番目の給電コイルL1について、ステップ6に移り第2機器検知モード処理を実行する。
(第2機器検知モード処理)
図12に示すように、ステップS6−1において、システム制御部12は、非通電状態の11番目の給電コイルL1の給電回路4に設けた出力検出回路24からその時の出力電圧Vsを取得する。つまり、隣接の10番目の給電コイルL1の給電動作中に基づく機器Eの受電コイルL2を介して11番目の給電コイルL1に伝搬される電磁エネルギーに基づく出力電圧Vsを取得する。
続いて、ステップS6−2において、システム制御部12は、取得した11番目の給電コイルL1のおける出力電圧Vsと第3閾値電圧Vbとを比較し、11番目の給電コイルL1の上に機器Eが存在するか判定する。
詳述すると、システム制御部12は、出力電圧Vsが第3閾値電圧Vb以上である時には、機器Eが11番目の給電コイルL1上に存在すると判断する(ステップS6−2でYES)。反対に、システム制御部12は、出力電圧Vsが、第3閾値電圧Vb未満のときには、機器Eが11番目の給電コイルL1上に存在しないと判断する(ステップS6−2でNO)。
つまり、この第2機器検知モードにおいては、給電中の10番目(隣接)の給電コイルL1の給電動作を一時停止させることなく、11番目(検知対象)の給電コイルL1の機器検知を実行する。
ここで、機器Eが11番目の給電コイル上に移動して来て出力電圧Vsが第3閾値電圧Vb以上になった時、システム制御部12は、機器Eが11番目の給電コイルL1上に存在すると判断し(ステップS6−2でYES)、ステップS6−3に移る。
ステップS6−3において、システム制御部12は、その11番目の給電コイルL1を給電用周波数fpの高周波電流にて給電動作を開始させるべくドライブ回路22に第3制御信号CT3を出力してステップS6−4に移る。
ステップS6−4において、システム制御部12は、11番目の給電コイルL1の給電回路4に設けた信号抽出回路25からの許可信号ENの有無を判定する。
そして、システム制御部12は、その信号抽出回路25から許可信号ENを取得すると(ステップS6−4でYES)、ステップS6−5に移り給電用周波数fpでの給電を継続させるべくドライブ回路22に第3制御信号CT3を出力し続ける状態にする。このとき、システム制御部12は、11番目の給電コイルL1が隣接する全ての給電コイルL1の給電回路4に対して、第2制御信号CT2を出力し続ける状態にし、隣接する全ての給電コイルL1を非通電状態にする。
なお、10番目の給電コイルL1も給電中の時には、11番目の給電コイルL1に対して隣接する10番目の給電コイルL1は、非通電にすることなく給電を継続させるように、メモリ13の内容を書き替えないようにしている。
つまり、第3機器検知モードに基づく機器検知の結果によって、この10番目の給電コイルL1の給電情報は書き替えられる。
続いて、ステップS6−6において、システム制御部12は、該11番目の給電コイルL1が給電中である給電動作情報(給電中)をメモリ13に書き込む。このとき、システム制御部12は、11番目の給電中の給電コイルL1が隣接する給電中を除く全ての非通電になった給電コイルL1について、給電中の給電コイルL1に対して隣接の給電コイルである給電動作情報をメモリ13に書き込む。
システム制御部12は、給電コイルL1が給電中である給電動作情報、及び、給電コイルL1がコイル給電中の給電コイルL1に対して隣接の給電コイルである給電動作情報をメモリ13に書き込むと、第2機器検知モード処理は終了する。そして、システム制御部12は、ステップS8に移る。
一方、ステップS6−2において、出力電圧Vsが第3閾値電圧Vb未満である時、システム制御部12は、機器Eが11番目の給電コイルL1上に存在しないと判断し(ステップS6−2でNO)、ステップS6−7に移る。
ステップS6−7において、システム制御部12は、その11番目の給電コイルL1に対して非通電の状態を継続させるべくドライブ回路22に第2制御信号CT2を出力し続ける状態にしてステップS6−8に移る。
ステップS6−8において、システム制御部12は、該検知対象(11番目)の給電コイルL1が非通電状態にあり第2機器検知モードで機器検知を行っている給電動作情報(非通電)であることをメモリ13に書き込み、第2機器検知モード処理は終了する。そして、システム制御部12は、ステップS8に移る。
次に、先のステップS6−6で給電情報が給電中である内容に書き替えられた10番目の給電コイルL1がステップS9で選択されと、システム制御部12は、ステップS2に移る。そして、ステップS2において、システム制御部12は、同様に、10番目の給電コイルL1上に金属Mが存在していない判断し(ステップS2でNO)、ステップS3に移る。
ステップS3おいて、システム制御部12は、10番目の給電コイルL1の給電情報に基づいて給電中と判定し(ステップS3でYES)、10番目の給電コイルL1について、ステップ7に移り第3機器検知モード処理を実行する。
(第3機器検知モード)
図13に示すように、ステップS7−1において、システム制御部12は、給電中の10番目の給電コイルL1の給電コイルL1の給電回路4に設けた信号抽出回路25からの許可信号ENの有無を判定する。
そして、システム制御部12は、その信号抽出回路25から許可信号ENを取得すると(ステップS7−1でYES)、ステップS7−2に移り給電用周波数fpでの給電を継続させるべくドライブ回路22に第3制御信号CT3を出力し続ける状態にする。
そして、このステップS7−2において、システム制御部12は、給電中の10番目の給電コイルL1の給電回路4に設けた出力検出回路24からその時の出力電圧Vsを取得し、ステップS7−3に移る。
ステップS7−3において、システム制御部12は、取得した10番目の給電コイルL1のおける出力電圧Vsと第4閾値電圧Vcとを比較し、10番目の給電コイルL1の上に機器Eが存在するか判定する。
詳述すると、システム制御部12は、出力電圧Vsが第4閾値電圧Vc未満である時には、機器Eが10番目の給電コイルL1上に存在すると判断する(ステップS7−3でYES)。反対に、システム制御部12は、出力電圧Vsが、第4閾値電圧Vc以上のときには、機器Eが10番目の給電コイルL1上に存在しないと判断する(ステップS7−3でNO)。
つまり、この第3機器検知モードにおいては、給電中の10番目(対象)の給電コイルL1の給電動作を一時停止させることなく、当該10番目の給電コイルL1の機器検知を実行する。
ここで、機器Eが10番目の給電コイルL1上にあって出力電圧Vsが第4閾値電圧Vc未満である時、システム制御部12は、機器Eが10番目の給電コイルL1上に存在すると判断し(ステップS7−3でYES)、ステップS7−4に移る。
ステップS7−4において、システム制御部12は、10番目の給電コイルL1について給電用周波数fpでの給電を継続させるべくドライブ回路22に第3制御信号CT3を出力し続ける状態にしてステップS7−5に移る。
ステップS7−5において、システム制御部12は、該検知対象(10番目)の給電コイルL1が給電中であり第3機器検知モードで機器検知を行っている給電動作情報(給電中)であることをメモリ13に書き込み、第3機器検知モード処理は終了する。そして、システム制御部12は、ステップS8に移る。
一方、ステップS7−3において、出力電圧Vsが第4閾値電圧Vc以上の時、システム制御部12は、機器Eが10番目の給電コイルL1上に存在しなくなった判断し(ステップS7−3でNO)、ステップS7−6に移る。
ステップS7−6において、システム制御部12は、その10番目の給電コイルL1に対して非通電の状態を継続させるべくドライブ回路22に第2制御信号CT2を出力し続ける状態にしてステップS7−7に移る。
ステップS7−7において、システム制御部12は、該検知対象(10番目)の給電コイルL1が非通電状態にあり第2機器検知モードで機器検知を行っている給電動作情報(非通電)であることをメモリ13に書き込み、第3機器検知モード処理は終了する。そして、システム制御部12は、ステップS8に移る。
なお、ステップS5−8,S6−4,S7−1において、その信号抽出回路25から許可信号ENを取得しなかった場合(ステップS6−8,6−4,S7−1でNO)、システム制御部12は、それぞれステップS5−11,S6−9,S7−8に移る。
そして、ステップS5−11,S6−9,S7−8において、システム制御部12は、その検知対象の給電コイルL1に対するメモリ13の給電動作情報をクリアにしてステップS8に移行する。
また、ステップS5−3において、検知対象の給電コイルL1上に金属Mがあると判断すると(ステップS5−3でYES)、システム制御部12はステップS5−12に移る。そして、ステップS5−12において、システム制御部12は、その検知対象の給電コイルL1の給電回路4に対して、第2制御信号CT2を出力し続ける状態にし、給電コイルL1を非通電状態にする。
続いて、ステップS5−13において、システム制御部12は、該検知対象の給電コイルL1上に金属Mがある給電動作情報(金属存在中)をメモリ13に書き込む。
システム制御部12は、検知対象の給電コイルL1上に金属Mがあって非通電状態である給電動作情報(金属存在中)をメモリ13に書き込むと、ステップS8に移る。この時、本実施形態では、システム制御部12に内蔵されたタイマを計時動作させて、金属Mの検知した時間を計時する。
さらに、ステップS2において、システム制御部12は、メモリ13に記憶された給電動作情報に基づいて、アドレスカウンタCNTによって選択された検知対象の給電コイルL1に金属Mがあると判定すると(ステップS2でYES)、ステップS10に移る。
ステップS10において、システム制御部12は、システム制御部12に内蔵されたタイマに基づいて、金属検知から予め定めた時間経過したかどうかを判断する。
そして、金属検知から予め定めた時間経過していない場合(ステップS10でNO)、システム制御部12は、ステップS8にジャンプする。反対に、金属検知から予め定めた時間経過した場合(ステップS10でYES)、システム制御部12は、タイマをリセットした後にステップS5の第1機器検知モード処理にジャンプする。
次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記実施形態によれば、検知対象の給電コイルL1に隣接する給電コイルL1が給電中の時、その隣接する給電コイルL1の給電動作を一時停止させることなく、検知対象の給電コイルL1上の機器検知をできるようにした。
従って、検知対象の給電コイルL1上の機器検知を行っている間、隣接する給電中の給電コイルL1の給電動作を停止させないことから、機器Eへの給電が妨げられることはなく給電効率を低下させない。
しかも、この第2機器検知モードにおいては、検知対象の給電コイルL1について、隣接する給電中の電磁エネルギーであって機器Eの受電コイルL2を介して当該検知対象の給電コイルL1に伝搬される電磁エネルギーに基づいて機器検知をした。
従って、第1機器検知モードではなく、隣接する給電中の給電コイルL1の電磁エネルギーを利用することから、精度が高い機器検知ができる。
また、機器Eが給電中の給電コイルL1から隣接の非給電状態の給電コイルL1に向かって平行移動する場合、その移動に基づく機器検知を、機器Eを給電している給電コイルL1を非給電にすることなく正確にできる。
(2)上記実施形態によれば、給電中の給電コイルL1が検知対象の給電コイルL1の時、その検知対象の給電コイルL1の給電動作を一時停止させることなく、当該検知対象の給電コイルL1上の機器検知をできるようにした。
従って、給電中の給電コイルL1が検知対象となって同給電コイルL1上の機器検知を行っている間、その検知対象の給電コイルL1の給電動作を停止させないことから、機器Eへの給電が妨げられることはなく給電効率を低下させない。
しかも、この第3機器検知モードにおいては、給電中の検知対象の給電コイルL1について、機器Eが非給電状態の給電コイルL1に向かって平行移動する場合、その移動に基づく機器検知を、当該検知対象の給電コイルL1を非給電にすることなく正確にできる。
(3)上記実施形態によれば、機器検知のためだけの検知コイルを用いないで給電のための給電コイルL1を利用して機器検知を行った。従って、その分だけ給電装置1の小型化が図れるとともに、コストダウンが図ることができる。
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、出力検出回路24は、電流検出回路23に接続され、同電流検出回路23から給電コイルL1に流れる1次電流の電流検出信号SG1を出力した。これを、電流検出回路23に代えて、給電コイルL1の電圧を検出してその検出電圧を出力検出回路24に出力してもよい。
○上記実施形態では、給電装置1の給電エリアAR(給電回路4)の数を24個にしたが、それ以外の数で実施してもよい。勿論、給電エリアAR(給電回路4)の数が1つの給電装置1に具体化してもよい。この場合、第2機器検知モードが省略される。
○上記実施形態では、給電装置1の給電エリアAR(給電コイルL1)は前後左右方向に配置した。これを、給電エリアAR(給電コイルL1)を前後方向に、または、左右方向に列設配置した給電装置に応用してもよい。
○上記実施形態では、給電コイルL1、受電コイルL2の形状を四角形状にしたが、四角形状に限定されるものではなく、例えば、四角形以外の多角形や円形等、その他の形状で実施してもよい。また、給電コイルL1、受電コイルL2の大きさも特に限定されるものではなく、例えば、給電コイルL1の大きさと受電コイルL2の大きさとを相対的に異なるようにして実施してもよい。
○上記実施形態では、高周波発振回路としてハーフブリッジ回路21で実施したが、フルブリッジ回路等その他の高周波発振回路で実施してもよい。
○上記実施形態では、機器Eの受電コイルL2は、共振コンデンサCx1を直列に接続したが、これを、受電コイルL2に対して共振コンデンサCx2を並列に接続して実施してもよい。
○上記実施形態では、第3機器検知モード処理動作を行う場合、最初に、ステップS7−1において許可信号ENの判断処理を行っている。これを、ステップS7−3とステップS7−4の間において、許可信号ENの判断処理を行うようにして実施してもよい。
○上記実施形態では、第1機器検知モード処理の場合、ステップS5−9において、システム制御部12は、給電中の給電コイルL1に隣接する全ての給電コイルL1の給電回路4に対して非通電状態にする。そして、ステップS5−10において、システム制御部12は、隣接する全ての非通電になった給電コイルL1について、給電中の給電コイルL1に対して隣接の給電コイルである給電動作情報(非通電中)をメモリ13に書き込むようにした。
また、第2機器検知モード処理の場合、ステップS6−5において、給電中の給電コイルL1に隣接する全ての給電コイルL1を非通電状態する。そして、ステップS6−6において、隣接する全ての非通電になった給電コイルL1について、給電中の給電コイルL1に対して隣接の給電コイルである給電動作情報(非通電中)をメモリ13に書き込むようにした。
上記これらに処理を、省略してもよい。この場合、ステップS4において、システム制御部12は、隣接している給電コイルL1が給電していることを判断して、ステップS6の第2機器検知モード処理に移る。そして、図12に示すステップS6−1の前に、システム制御部12が第2制御信号CT2を出力し当該給電コイルL1を非通電状態にする処理動作を実行させるようにして実施してもよい。
これによって、ステップS5−9、ステップS5−10において、隣接する全ての給電コイルL1に対して非通電及び非通電の情報を書き込む処理動作がなくなり、処理動作がよりシンプルな処理動作にすることができる。同様に、ステップS6−5、ステップS6−6においも、隣接する全ての給電コイルL1に対して非通電及び非通電の情報を書き込む処理動作がなくなり、処理動作がよりシンプルな処理動作にすることができる。
1…給電装置(非接触電力伝達装置)、2…筐体、3…載置面、4…給電回路、8…受電回路、8a…整流回路、8b…通信回路、10…共通ユニット部(機器検知回路、第1,第2,第3機器検知回路、制御回路、第1,第2,第3制御回路)、11…電源回路、12…システム制御部、13…メモリ、20…基本ユニット部、21…ハーフブリッジ回路(高周波発振回路)、22…ドライブ回路、23…電流検出回路(検出回路)、24…出力検出回路(検出回路)、25…信号抽出回路、E…機器(電気機器)、AR…給電エリア、L1…給電コイル、L2…受電コイル、Cx1,Cx2…共振コンデンサ、Z…負荷、ID…機器認証信号、RQ…励磁要求信号、fp…給電用周波数、fs…検知用周波数、Vdd…直流電圧、Ca,Cb…第1及び第2コンデンサ、Qa,Qb…第1及び第2パワーコンデンサ、N1,N2…ノード、PSa,PSb…駆動信号、CT1〜CT3…第1〜第3制御信号、Vs…出力電圧、Va1…第1閾値電圧、Va2…第2閾値電圧、Vb…第3閾値電圧、Vc…第4閾値電圧、A1〜A4…第1〜第4共振特性、B1〜B4…第1〜第4共振特性、C1,C2…第1及び第2共振特性、M…金属。

Claims (8)

  1. 複数の給電コイルのうちの一部の前記給電コイルに給電用周波数の高周波電流を通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置の機器検知方法であって、
    前記非接触電力伝達装置は、筐体と、前記筐体を構成する面であり前記電気機器が載置される平面である載置面と、前記載置面に対して1次元方向又は2次元方向に区画形成された複数の給電エリアと、を有し、
    前記各給電コイルは、前記筐体内の前記各給電エリアに対応する位置に配置され、
    給電中の前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、
    その出力電圧が予め定めた第1閾値電圧になった時、同給電中の給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出し、
    給電中の前記給電コイルに隣接する非給電中の前記給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の前記給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を前記検出回路にて検出し、
    その出力電圧が予め定めた第2閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルに給電するための前記受電装置が存在すると検出することを特徴とする非接触電力伝達装置の機器検知方法。
  2. 複数の給電コイルのうちの一部の前記給電コイルに給電用周波数の高周波電流を通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置であって、
    筐体と、
    前記筐体を構成する面であり前記電気機器が載置される平面である載置面と、
    前記載置面に対して1次元方向又は2次元方向に区画形成された複数の給電エリアと、
    給電中に、前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を出力し、給電中の前記給電コイルに隣接する非給電中の前記給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の前記給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を出力する検出回路と、
    給電中に、前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた第1閾値電圧になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出し、非給電中に前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた第2閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルで給電するための前記受電装置が存在すると検出する機器検知回路と、
    前記機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在しないと検出したとき、給電中の前記給電コイルへの給電用周波数の高周波電流の通電を停止し、前記機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在すると検出したとき、非給電中の前記給電コイルに対して給電用周波数の高周波電流の通電を実行する制御回路と、を有し、
    前記各給電コイルは、前記筐体内の前記各給電エリアに対応する位置に配置されることを特徴とする非接触電力伝達装置。
  3. 複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置の機器検知方法であって、
    給電中の給電コイルに隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、
    その出力電圧が予め定めた閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルに給電するための前記受電装置が存在すると検出することを特徴とする非接触電力伝達装置の機器検知方法。
  4. 複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置であって、
    給電中の給電コイルに隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を出力する検出回路と、
    非給電中に前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルで給電するための前記受電装置が存在すると検出する機器検知回路と、
    前記機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在すると検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して給電用周波数の高周波電流の通電を実行する制御回路と
    を有した非接触電力伝達装置。
  5. 複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイ
    ルに給電を行う非接触電力伝達装置の機器検知方法であって、
    非給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、前記給電用周波数とは異なる周波数の前記電気機器の存在検知を行うための検知用周波数の高周波電流を通電し、その給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた第1閾値電圧以下になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在すると検出し、
    また、給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた第3閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルに給電するための前記受電装置が存在すると検出し、
    さらに、給電中の給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を検出回路にて検出し、その出力電圧が予め定めた第4閾値電圧になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出することを特徴とする非接触電力伝達装置の機器検知方法。
  6. 請求項に記載の非接触電力伝達装置の機器検知方法において、
    非給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、前記給電用周波数とは異なる周波数の前記電気機器の存在検知を行うための検知用周波数の高周波電流を通電しているとき、前記検出回路が検出した出力電圧が、前記第1閾値電圧より高い予め定めた第2閾値電圧以上になった時、同給電コイルに対向位置に金属が存在すると検出するとともに、前記検出回路が検出した出力電圧が、前記第1閾値電圧と第2閾値電圧の間にある時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出することを特徴とする非接触電力伝達装置の機器検知方法。
  7. 複数の給電コイルを有し、少なくとも1つの給電コイルを給電用周波数の高周波電流にて通電させて電磁誘導現象を利用して対向する電気機器に設けられた受電装置の受電コイルに給電を行う非接触電力伝達装置であって、
    前記給電コイルに前記給電用周波数の高周波電流と、前記給電用周波数とは異なる周波数の前記電気機器の機器検知を行うための検知用周波数の高周波電流を生成する高周波発振回路と、
    前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した出力電圧を出力する検出回路と、
    非給電中の給電コイルに対して隣接する非給電中の給電コイルに、通電される検知用周波数の高周波電流に基づいてその給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた第1閾値電圧以下になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在すると検出する第1機器検知回路と、
    前記第1機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在すると検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して検知用周波数から給電用周波数の高周波電流の通電を実行する第1制御回路と、
    給電中の給電コイルに隣接する非給電中の給電コイルに、前記受電コイルを介して給電中の給電コイルの伝搬電磁エネルギーに基づいて流れる電流から、その電流に相対した前記検出回路が検出した出力電圧が予め定めた第3閾値電圧以上になった時、同非給電中の給電コイルで給電するための前記受電装置が存在すると検出する第2機器検知回路と、
    前記第2機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在すると検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して給電用周波数の高周波電流の通電を実行する第2制御回路と、
    給電中に、前記給電コイルに流れる電流から、その電流に相対した前記検出回路は検出した出力電圧が予め定めた第4閾値電圧になった時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出する第3機器検知回路と、
    前記第3機器検知回路が、給電する前記受電装置が存在しないと検出したとき、前記給電コイルへの給電用周波数の高周波電流の通電を停止する第3制御回路と
    を有したことを特徴とする非接触電力伝達装置。
  8. 請求項に記載の非接触電力伝達装置において、
    前記第1機器検知回路は、前記検出回路が検出した出力電圧が前記第1閾値電圧より高い予め定めた第2閾値電圧以上になった時、同給電コイルに対向する位置に金属が存在すると検出するとともに、前記検出回路が検出した出力電圧が、前記第1閾値電圧と第2閾値電圧の間にある時、同給電コイルにて給電される前記受電装置が存在しないと検出するものであり、
    前記第1制御回路は、前記第1機器検知回路が金属を検出したとき、前記非給電中の給電コイルに対して前記検知用周波数の高周波電流の非通電を実行するとともに、前記第1機器検知回路が前記受電装置を存在しないと検出したとき、前記検知用周波数の高周波電流の通電を実行することを特徴とする非接触電力伝達装置。
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JP6213835B2 (ja) * 2014-03-13 2017-10-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 非接触給電装置の機器検知方法及び非接触給電装置
CN107155384B (zh) * 2014-12-05 2021-01-05 三菱电机工程技术株式会社 谐振型功率传输系统、发送装置以及供电位置控制系统
EP3460954B1 (en) * 2016-05-18 2020-03-04 Nissan Motor Co., Ltd. Coil position detection method for non-contact power supply system, and power reception device
KR102574119B1 (ko) * 2018-07-03 2023-09-05 삼성전자주식회사 복수의 외부 전자 장치들의 상태에 기반한 멀티 무선 전송 전력 제어 방법 및 전자 장치

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JP4156537B2 (ja) * 2004-01-21 2008-09-24 理想科学工業株式会社 給電装置
JP2009027781A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Seiko Epson Corp 受電制御装置、受電装置、無接点電力伝送システム、充電制御装置、バッテリ装置および電子機器
JP5874043B2 (ja) * 2011-06-09 2016-03-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 非接触給電装置における1次コイルの励磁方法及び非接触給電装置
JP2013027076A (ja) * 2011-07-15 2013-02-04 Panasonic Corp 非接触給電装置
JP2013046439A (ja) * 2011-08-22 2013-03-04 Panasonic Corp 非接触給電システム及び電気機器に設けた受電装置

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