JP6493385B2 - 受電装置、給電制御方法、および給電システム - Google Patents
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Description
図1は、一実施の形態に係る給電システムの一構成例を表すものである。給電システム1は、電磁誘導により電力を供給する給電システムである。なお、本開示の一実施の形態に係る受電装置および給電制御方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。
続いて、本実施の形態の給電システム1の動作および作用について説明する。
まず、図1〜4を参照して、給電システム1の全体動作概要を説明する。給電装置10では、AC/DCコンバータ11は、交流電源9から供給される交流電源信号を直流電源信号に変換し、送電ドライバ12に供給する。送電ドライバ12は、AC/DCコンバータ11から供給された直流電源信号に基づいて、矩形波形を有する交流の電力信号Sp1を生成し、その電力信号Sp1を給電コイル131に供給する。給電コイル131は、電力信号Sp1に基づいて電磁界を発生させる。通信部14は、受電装置20の通信部40と通信を行い、給電制御信号CTLを受信する。制御部15は、給電制御信号CTLに基づいて送電ドライバ12を制御し、受電装置20への給電電力を制御する。
図5は、給電システム1の給電動作のフローチャートを表すものである。例えばユーザが、電子機器90を給電装置10の給電面S1上に置くと、給電装置10は、受電装置20に対して給電を行い、給電装置10と受電装置20との間で定期的に通信を行うことにより給電電力を調節する。。以下に、その詳細を説明する。
次に、比較例に係る受電装置20Rについて説明する。受電装置20Rは、単一の変調回路44Rを含む通信部40Rを有するものである。その他の構成は、本実施の形態(図3)と同様である。
以上のように本実施の形態では、2つの変調回路を設け、インピーダンスZloadが大きい場合には、容量素子の容量値が小さい変調回路を選択するようにしたので、受電装置内に過大な電圧が生じるおそれ低減することができ、回路が破壊され、あるいは、信頼性が劣化するおそれを低減することができる。また、このように各ノードにおける電圧を低減することができるため、給電電力を大きくすることができ、短い時間で2次電池を充電することができる。
上記実施の形態では、通信部40は、電流Irectに基づいて、変調回路41,42のうちの一方を選択したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図9に示す電子機器90Aのように、電流Irectおよび電圧Vrectに基づいて、変調回路41,42のうちの一方を選択してもよい。電子機器90Aは、通信部40Aを有する受電装置20Aを備えている。通信部40Aは、上記実施の形態に係る通信部40と同様に、給電装置10と通信を行い、負荷変調により給電制御信号CTLを送信するものである。その際、通信部40Aは、電流Irectおよび電圧Vrectに基づいて負荷電力値を求め、その負荷電力値と所定のしきい値とを比較して、変調回路41,42のうちの一方を選択する。このようにしても、上記受電装置20と同様の効果を得ることができる。
上記実施の形態では、通信部40は、整流回路22の出力電流Irectに基づいて、変調回路41,42のうちの一方を選択したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図10に示す電子機器90Bのように、レギュレータ27の出力電流Iloadに基づいて変調回路41,42のうちの一方を選択してもよい。電子機器90Bは、電流検出部23Bを有する受電装置20Bを備えている。この電流検出部23Bは、レギュレータ27の出力電流Iloadを検出し、その検出結果を通信部40に供給するものである。また、例えば、図11に示す電子機器90Cのように、整流回路22の入力電流に基づいて変調回路41,42のうちの一方を選択してもよい。電子機器90Cは、電流検出部23Cを有する受電装置20Cを備えている。この電流検出部23Cは、整流回路22の入力電流を検出し、その入力電流のピーク値やRMS(Root Mean Square)値を求め、これらを通信部40に供給するものである。すなわち、整流回路22の入力電流は交流電流であるため、電流検出部23Cは、この入力電流のピーク値やRMS値を求める。このようにしても、上記受電装置20と同様の効果を得ることができる。
上記実施の形態では、通信部40の通信制御部43は、変調回路41,42のうちの一方を選択したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、変調回路41,42のうちの一方または双方を選択するようにしてもよい。以下に、本変形例に係る給電システム1Dについて具体的に説明する。
上記実施の形態では、給電装置10は、電力信号Sp1の給電周波数fpを制御することにより給電電力を調節したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、電力信号Sp1のデューティ比DRを制御することにより給電電力を調節してもよい。この場合でも、受電装置20では、以下に示すように、装置内の各ノードにおける電圧を低減することができる。
上記実施の形態では、2つの変調回路41,42を設け、これらのうちの一方を選択することにより容量値を変更したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、可変容量素子を用いて容量値を変更してもよい。以下に、本変形例に係る給電システム1Eについて詳細に説明する。
上記実施の形態では、容量素子411,413,421,423により負荷を変調したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば図17に示す通信部40Fのように、抵抗素子415,416,426,427により負荷を変調してもよい。通信部40Fは、変調回路41F,42Fと、通信制御部43Fとを有している。変調回路41Fは、抵抗素子415,416を有している。変調回路42Fは、抵抗素子426,427を有している。
前記電力生成部の出力電流に応じて前記電力信号の負荷の設定を行い、その負荷を変調することにより前記給電装置との間で通信を行う通信部と
を備えた受電装置。
前記(1)に記載の受電装置。
第1のスイッチと、
前記第1のスイッチと直列に接続された第1の受動素子と、
第2のスイッチと、
前記第2のスイッチと直列に接続された第2の受動素子と
を有し、
前記電力生成部の出力電流に応じて、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチのうちのオンオフするスイッチを決定することにより、前記負荷の設定を行う
前記(1)または(2)に記載の受電装置。
前記(3)に記載の受電装置。
前記(3)または(4)に記載の受電装置。
前記(3)または(4)に記載の受電装置。
スイッチと、
前記スイッチと直列に接続され、前記電力生成部の出力電流に応じて素子値を変更可能に構成された可変受動素子と
を備えた
前記(1)または(2)に記載の受電装置。
前記(7)に記載の受電装置。
前記(7)に記載の受電装置。
前記通信部は、前記整流回路の出力電流に基づいて、前記電力信号の負荷の設定を行う
前記(1)から(9)のいずれかに記載の受電装置。
前記(10)に記載の受電装置。
前記通信部は、前記レギュレータ回路の出力電流に基づいて、前記負荷の設定を行う
前記(1)から(9)のいずれかに記載の受電装置。
前記直流電力が供給される回路への電流に応じて前記電力信号の負荷の設定を行い、その負荷を変調することにより前記給電装置との間で通信を行う
給電制御方法。
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記電力生成部の出力電流に応じて前記電力信号の負荷の設定を行い、その負荷を変調することにより前記給電装置との間で通信を行う通信部と
を有する
給電システム。
Claims (13)
- 給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記電力生成部の出力電流に応じて前記電力信号の負荷の設定を行い、その負荷を変調することにより前記給電装置との間で通信を行う通信部と
を備え、
前記通信部は、前記電力生成部の出力電流が所定のしきい値よりも大きい場合における前記負荷のインピーダンスを、前記電力生成部の出力電流が前記所定のしきい値よりも小さい場合における前記負荷のインピーダンスよりも小さくするように、前記負荷の設定を行う
受電装置。 - 前記通信部は、
第1のスイッチと、
前記第1のスイッチと直列に接続された第1の受動素子と、
第2のスイッチと、
前記第2のスイッチと直列に接続された第2の受動素子と
を有し、
前記電力生成部の出力電流に応じて、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチのうちのオンオフするスイッチを決定することにより、前記負荷の設定を行う
請求項1に記載の受電装置。 - 前記第1の受動素子の素子値は、前記第2の受動素子の素子値と異なる
請求項2に記載の受電装置。 - 前記第1の受動素子および前記第2の受動素子は容量素子である
請求項2または請求項3に記載の受電装置。 - 前記第1の受動素子および前記第2の受動素子は抵抗素子である
請求項2または請求項3に記載の受電装置。 - 前記通信部は、
スイッチと、
前記スイッチと直列に接続され、前記電力生成部の出力電流に応じて素子値を変更可能に構成された可変受動素子と
を備えた
請求項1に記載の受電装置。 - 前記可変受動素子は可変容量素子である
請求項6に記載の受電装置。 - 前記可変受動素子は可変抵抗素子である
請求項6に記載の受電装置。 - 前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流回路を有し、
前記通信部は、前記整流回路の出力電流に基づいて、前記電力信号の負荷の設定を行う
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の受電装置。 - 前記通信部は、前記整流回路の出力電圧にも基づいて、前記負荷の設定を行う
請求項9に記載の受電装置。 - 前記電力生成部は、前記直流電力を生成するレギュレータ回路を有し、
前記通信部は、前記レギュレータ回路の出力電流に基づいて、前記負荷の設定を行う
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の受電装置。 - 電力生成部が、給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成し、
通信部が、前記直流電力が供給される回路への電流に応じて前記電力信号の負荷の設定を行い、その負荷を変調することにより前記給電装置との間で通信を行い、
前記通信部が前記負荷の設定を行う際、前記電力生成部の出力電流が所定のしきい値よりも大きい場合における前記負荷のインピーダンスを、前記電力生成部の出力電流が前記所定のしきい値よりも小さい場合における前記負荷のインピーダンスよりも小さくする
給電制御方法。 - 給電装置と、
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記電力生成部の出力電流に応じて前記電力信号の負荷の設定を行い、その負荷を変調することにより前記給電装置との間で通信を行う通信部と
を有し、
前記通信部は、前記電力生成部の出力電流が所定のしきい値よりも大きい場合における前記負荷のインピーダンスを、前記電力生成部の出力電流が前記所定のしきい値よりも小さい場合における前記負荷のインピーダンスよりも小さくするように、前記負荷の設定を行う
給電システム。
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