JP6637335B2

JP6637335B2 - 電子機器および制御方法

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Inventors: 信孝西垣
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Description

本発明の実施形態は、電子機器および制御方法に関する。

近年、電磁誘導方式、磁気共鳴方式、電界結合方式などのワイヤレス給電技術を利用したワイヤレス給電システムが実用化されている。ワイヤレス給電機能（受電機能）が付加された電子機器の場合、ユーザは、たとえば（ワイヤレス送電機能を有する）ワイヤレス給電ユニットの上に置くだけで、その電子機器への給電を行うことができる。つまり、ＡＣアダプタを接続するといった手間を省くことができる。

特開２０１３−１５０５３１号公報

たとえばノート型のＰＣ（Personal Computer）などのバッテリ駆動可能なＰＣにワイヤレス給電機能（受電機能）を付加した場合を想定する。ＰＣでは、一般的に、様々な省電力機能が実現されているため、ユーザの使用状況により、消費電力が動的に変化する。ＰＣが省電力状態の場合、ワイヤレス給電は、効率（送電側の入力に対する受電側の出力の比）が低い状態で行われることになる。

本発明が解決しようとする課題は、ワイヤレス給電を適応的に制御する電子機器および制御方法を提供することである。

実施形態によれば、電子機器は、受電回路、バッテリー駆動用の２次電池、電源回路、測定手段および前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を制御する制御手段を具備する。前記受電回路は、ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受ける。前記電源回路は、前記受電回路と前記２次電池とが接続され、前記電子機器に内蔵される回路に電力を供給する。前記測定手段は、前記電力を測定する。前記制御手段は、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オンされたとき、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための制御を行い、前記測定手段から取得した前記電力のある期間における平均値が第１設定値以下の場合、前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を停止する一方、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オフ状態のとき、前記２次電池が満充電状態でない場合、前記ワイヤレス給電される前記受電回路からの出力を継続させ、前記２次電池が満充電状態である場合、前記受電回路からの出力を停止する。

第１実施形態の電子機器の外観を示す斜視図。第１実施形態の電子機器のシステム構成を示す図。第１実施形態の電子機器のワイヤレス給電機能（受電機能）およびワイヤレス給電ユニットのワイヤレス給電機能（送電機能）に関する機能ブロック図。ワイヤレス給電による受信電力と効率との関係の一例を示す図。第１実施形態の電子機器の電源オン状態におけるワイヤレス給電に関する制御の流れを示すフローチャート。第２実施形態の電子機器の電源オフ状態におけるワイヤレス給電に関する基本的な制御の流れを示すフローチャート。第２実施形態の電子機器の電源オフ状態におけるワイヤレス給電に関する（第２実施形態の電子機器に固有の）制御の流れを示すフローチャート。第３実施形態の電子機器において定められるワイヤレス給電の効率に関する２点の境界値の一例を示す図。第３実施形態の電子機器の電源オン状態におけるワイヤレス給電に関する制御の流れを示すフローチャート。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態の電子機器の外観を示す図である。ここでは、電子機器が、ノート型のＰＣ１として実現されているものと想定する。

図１は、ワイヤレス送電機能を有するワイヤレス給電ユニット２上に置かれた状態であって、ディスプレイユニットを開いた状態のＰＣ１を正面側から見た斜視図である。ＰＣ１は、電気的には非接触な状態のワイヤレス給電ユニット２と、バッテリパックなどと称される２次電池ユニット２１とのいずれからも、動作用の電力を受けることが可能なように構成されている。即ち、ＰＣ１は、ワイヤレス給電機能（受電機能）を有している。

ＰＣ１は、本体１１とディスプレイユニット１２とを備える。ディスプレイユニット１２には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）３１等の表示装置が組み込まれている。また、ディスプレイユニット１２の上端部には、カメラ（Ｗｅｂカメラ）３２が配置されている。

ディスプレイユニット１２は、本体１１の上面が露出される開放位置と本体１１の上面がディスプレイユニット１２で覆われる閉塞位置との間を回動自在に本体１１に取り付けられている。

本体１１は、薄い箱形の筐体を有しており、その上面には、キーボード１３、タッチパッド１４、クリックボタン１５Ａ，１５Ｂ、ＰＣ１を電源オン／電源オフするための電源スイッチ１６、いくつかの機能ボタン１７、スピーカ１８Ａ，１８Ｂなどが配置されている。また、本体１１の後端部には、２次電池ユニット２１を取り外し自在に装着するための装着部が設けられている。２次電池ユニット２１は、本体１１に内蔵されるものであってもよい。即ち、２次電池ユニット２１の収容部は、ＰＣ１のどこに設けられても構わない。さらに、本体１１の側面部には、いくつかのＵＳＢポート２２、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）出力端子２３、ＶＧＡ（Video Graphics Array：ＲＧＢ）ポート２４、（図示されない）ＬＡＮ（Local Area Network）コネクタ２５などが設けられている。

一方、ワイヤレス給電ユニット２の側面、たとえば左側面部には、電源コネクタ４１が設けられている。電源コネクタ４１には、外部電源装置が取り外し自在に接続される。外部電源装置としては、ＡＣアダプタを用いることができる。ＡＣアダプタは商用電源（ＡＣ電力）をＤＣ電力に変換する電源装置である。

電源コネクタ４１に外部電源装置が接続されているワイヤレス給電ユニット２上に置かれている場合、ＰＣ１は、ワイヤレス給電ユニット２からの電力により動作する。ワイヤレス給電ユニット２からの電力は、２次電池ユニット２１の充電にも用いられる。ワイヤレス給電ユニット２上からの給電を受けていない期間中は、ＰＣ１は、２次電池ユニット２１からの電力により動作する。

図２は、ＰＣ１のシステム構成を示している。ＰＣ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１、システムコントローラ１１２、主メモリ１１３、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）１１４、サウンドコーデック１１５、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）−ＲＯＭ（Read Only Memory）１１６、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１７、ＯＤＤ（Optical Disc Drive）１１８、ＢＴ（Bluetooth（登録商標））モジュール１２０、無線ＬＡＮモジュール１２１、ＬＡＮモジュール１２２、ＳＤ（Secure Digital）カードコントローラ１２３、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）Ｅｘｐｒｅｓｓカードコントローラ１２４、ＥＣ（Embedded Controller）／ＫＢＣ（Keyboard Controller）１３０、パネル開閉スイッチ１３１、ワイヤレス給電用受電回路１４１、電源回路１４２等を備えている。

ＣＰＵ１１１は、ＰＣ１の各コンポーネントの動作を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１１は、ＨＤＤ１１７やＯＤＤ１１８などから主メモリ１１３にロードされる各種ソフトウェアを実行する。各種ソフトウェアには、ＯＳ（Operating System）２０１や省電力ユーティリティプログラム２０２が含まれている。ＯＳ２０１は、たとえば、一定期間以上キーボード１３やタッチパッド１４などが操作されない場合にＬＣＤ３１を消灯したり、一定期間以上ＣＰＵ１１１がアイドル状態の場合にＣＰＵ１１１の動作周波数を低下させたりといった省電力機能を有する。省電力ユーティリティプログラム２０２は、ＯＳ２０１の省電力機能の他に、様々な省電力機能を提供するプログラムである。

また、ＣＰＵ１１１は、不揮発性メモリであるＢＩＯＳ−ＲＯＭ１１６に格納されたＢＩＯＳも実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御のためのシステムプログラムである。

ＧＰＵ１１４は、ディスプレイユニット１２に組み込まれたＬＣＤ３１を制御する表示コントローラである。ＧＰＵ１１４は、ＶＲＡＭ（Video RAM [Random Access Memory]）１１４Ａに格納された表示データからＬＣＤ３１に供給すべき表示信号（ＬＶＤＳ[Low Voltage Differential Signaling]信号）を生成する。ＧＰＵ１１４は、表示データからアナログＲＧＢ信号およびＨＤＭＩビデオ信号を生成することもできる。アナログＲＧＢ信号はＶＧＡポート２４を介して外部表示装置に供給される。ＨＤＭＩ出力端子２３は、ＨＤＭＩビデオ信号（非圧縮のデジタル映像信号）と、デジタルオーディオ信号とを１本のケーブルで外部ディスプレイに送出することができる。ＨＤＭＩ制御回路１１９は、ＨＤＭＩビデオ信号とデジタルオーディオ信号とを、ＨＤＭＩ出力端子２３を介して外部表示装置に送出するためのインタフェースである。

システムコントローラ１１２は、ＣＰＵ１１１と各コンポーネントとの間を接続するブリッジデバイスである。システムコントローラ１１２は、ＨＤＤ１１７およびＯＤＤ１１８を制御するためのシリアルＡＴＡ（AT Attachment）コントローラを内蔵している。さらに、システムコントローラ１１２は、ＬＰＣ（Low Pin Count）バス上の各デバイスとの通信を実行する。

ＥＣ／ＫＢＣ１３０は、ＬＰＣバスに接続されている。ＥＣ／ＫＢＣ１３０は、キーボード１３、タッチパッド１４、クリックボタン１５Ａ，１５Ｂ、電源スイッチ１６などからの入力を制御するキーボードコントローラを内蔵したワンチップマイクロコンピュータとして実現されている。また、ＥＣ／ＫＢＣ１３０は、ＰＣ１の電力管理を実行するための電力管理コントローラとしても機能し、ＰＳＣ（Power Supply Controller）１３０Ａを内蔵している。ＰＳＣ１３０Ａは、Ｉ２Ｃバスのようなシリアルバスを介して２次電池ユニット２１と接続され、２次電池ユニット２１内に設けられる電池残容量ＩＣ（ガスゲージＩＣ）と通信することができる。また、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１および電源回路１４２とも接続されており、ワイヤレス給電用受電回路１４１および電源回路１４２の制御を行う。本実施形態のＰＣ１は、ＰＳＣ１３０Ａが、ＰＣ１の状況に応じて、ワイヤレス給電用受電回路１４１および電源回路１４２を適切に制御することで、ワイヤレス給電を適応的に制御するようにしたものである。この点については後述する。なお、ＰＳＣ１３０Ａは、ＥＣ／ＫＢＣ１３０とは別に、単独のマイクロコントローラとして設けられるものであってもよい。

また、ＰＳＣ１３０Ａは、ユーザによる電源スイッチ１６の操作に応じて、ＰＣ１を電源オンまたは電源オフする制御を行う。具体的には、ＰＳＣ１３０Ａは、電源回路１４２を制御することで、ＰＣ１を電源オンまたは電源オフする。

ワイヤレス給電用受電回路１４１は、ワイヤレス給電ユニット２からの給電を受けるためのモジュールであって、たとえば、ワイヤレス給電ユニット２側のコイルが発生させる磁束を通過させるためのコイル、または、ワイヤレス給電ユニット２側のコイルと共鳴させるためのコイルなどを備えている。なお、ワイヤレス給電ユニット２のコイルと、ワイヤレス給電用受電回路１４１のコイルは、コイルの中心軸を一致させて、互いに対向させた配置となっている。

電源回路１４２は、ワイヤレス給電用受電回路１４１により受電されるワイヤレス給電ユニット２からの電力または２次電池ユニット２１からの電力を用いて、各コンポーネントへ供給すべき電力（動作電源）を生成する。電源回路１４２は、ワイヤレス給電用受電回路１４１により受電されるワイヤレス給電ユニット２からの電力を用いて、２次電池ユニット２１を充電する機能も有している。

なお、ＥＣ／ＫＢＣ１３０および電源回路１４２は、ＰＣ１が電源オフされている期間中も、ワイヤレス給電用受電回路１４１により受電されるワイヤレス給電ユニット２からの電力または２次電池ユニット２１からの電力によって動作する。

また、ＥＣ／ＫＢＣ１３０は、ディスプレイユニット１２の開閉を検出するように構成されたパネル開閉スイッチ１３１に接続されている。パネル開閉スイッチ１３１によってディスプレイユニット１２のオープンが検出された場合にも、ＰＳＣ１３０Ａは、ＰＣ１を電源オンすることができる。

図３は、ＰＣ１のワイヤレス給電機能（受電機能）に関する機能ブロック図である。図３には、ワイヤレス給電ユニット２のワイヤレス給電機能（送電機能）に関する機能ブロックも併せて示されている。

図３中、符号ａ１で示される線は、２次電池ユニット２１の充放電電源線であり、符号ａ２で示される線は、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの電源出力線である。符号ａ３で示される線は、ＰＳＣ１３０Ａがワイヤレス給電用受電回路１４１の出力／出力停止を制御するための制御線であり、符号ａ４で示される線は、ＰＳＣ１３０Ａと電源回路１４２とを繋ぐ通信バス信号線である。符号ａ５で示される線は、ＰＣ部分の回路向けの電源線であり、符号ａ６で示される線は、ＰＳＣ１３０Ａと２次電池ユニット２１とを繋ぐ通信バス信号線（図２におけるＩ２Ｃバス）である。ＰＣの電源オン時には、電源回路１４２は、ワイヤレス給電用受電回路１４１の最大出力電力よりもＰＣ部分の回路への供給電力の方が小さい場合、その差分の電力を用いて、２次電池ユニット２１の充電を行う。ＰＣの電源オフ時には、電源回路１４２は、ワイヤレス給電用受電回路１４１の出力電力を用いて、２次電池ユニット２１の充電を行う。

前述したように、ＰＣ１は、ワイヤレス給電用受電回路１４１を有しており、また、図３に示されるように、ワイヤレス給電ユニット２は、ワイヤレス給電用送電回路３０１を有している。ワイヤレス給電ユニット２からＰＣ１への給電が、たとえば電磁誘導方式によって行われる場合を想定すると、ワイヤレス給電ユニット２の電源コネクタ４１に接続されているＡＣアダプタ３からの電力により、ワイヤレス給電ユニット２のワイヤレス給電用送電回路３０１側のコイルに交流電流が流れて磁束が発生する。この磁束がＰＣ１のワイヤレス給電用受電回路１４１側のコイルを通過すると、磁束の変化により、このコイルにも電流が流れる。このように受電される電力は、ワイヤレス給電用受電回路１４１から電源回路１４２に出力される。ＰＳＣ１３０Ａの制御の下、電源回路１４２は、ワイヤレス給電用受電回路１４１から受け取った電力を各コンポーネントへ供給し、また、この電力を用いて２次電池ユニット２１を充電する。なお、ワイヤレス給電ユニット２からＰＣ１への給電は、電磁誘導方式に限定されるものではなく、たとえば磁気共鳴方式や電界結合方式などであってもよい。

ここで、ワイヤレス給電による受信電力と効率との関係について考える。図４に、ワイヤレス給電による受信電力と効率との関係の一例を示す。効率は、送電回路側の入力に対する受電回路側の出力の比を意味する。図４に示されるように、最大受信電力に近い受信電力値で効率が高い状態となり、受信電力が小さい場合、効率が低い状態となる。

前述したように、ＰＣ１では様々な省電力機能が実現されている。そのため、ユーザの使用状況により、消費電力が動的に変化する。たとえば、アプリケーションプログラムを実行していない状態や、実行していてもキーボード１３などからの入力待ちの状態、または、アプリケーションプログラムの起動待ちでＬＣＤ３１が消灯されている状態などでは、消費電力は低い。一方、ＣＰＵ１１１やＧＰＵ１１４に対する処理負荷が大きいアプリケーションプログラムが実行されたり、ＵＳＢポート２２から外部機器へ電力供給したりすると、消費電力は増加する。つまり、ＰＣ１の消費電力は、ＰＣ１の使われ方に大きく依存し、動的に変化する。

このような背景により、ＰＣ１の消費電力は動的に大きく変化するため、ＰＣ１が省電力状態の場合、ワイヤレス給電ユニット２からＰＣ１へのワイヤレス給電は、効率が低い状態で行われることになる。この場合、損失電力が大きくなるため、結果的に入力電力が大きくなり、ＰＣ１としての消費電力が小さくても、無駄な電力消費が大きくなることがある。さらに、入力電力と受信電力の差は、熱として放出されるため、最大入力電力で使用した場合より発熱量が多くなる場合もあり、必要以上に、放熱するための機構を持たざるを得なくなる可能性もある。

そこで、本実施形態のＰＣ１では、ＰＳＣ１３０Ａが、ＰＣ１の状況に応じて、ワイヤレス給電用受電回路１４１および電源回路１４２を適切に制御することで、ワイヤレス給電を適応的に制御する。以下、この点について詳述する。

本実施形態においては、図４に示されるように、前述した効率が低い状態の境界値の効率をηａとし、その時の受信電力Ｐａを設定値として定める。境界値の決定方法は、特定の方法に限定されない。また、図３に示される、ＰＣ部分の回路への供給電力と２次電池ユニット２１への充電電力との合計である消費電力をＰｏｎとする。電源回路１４２は、消費電力Ｐｏｎを測定する消費電力測定部１４２Ａを有している。ＰＳＣ１３０Ａは、電源回路１４２との通信により、消費電力Ｐｏｎを取得することができる。また、ＰＳＣ１３０Ａは、設定値Ｐａを保持する機能を有している。

さらに、２次電池ユニット２１の充電電力量（残量）について、満充電時の電力量を１００％として、充電電力量の比率をＹ％とし、また、予め定めた充電電力量の比率の境界値をＸ％とする。ＰＳＣ１３０Ａは、２次電池ユニット２１（ガスゲージＩＣ２１Ａ）との通信により、２次電池ユニット２１の満充電時の電力量と充電電力量とを取得することができ、充電電力量の比率Ｙ％を算出することができる。また、ＰＳＣ１３０Ａは、境界値Ｘ％を保持する機能も有している。

ワイヤレス給電ユニット２からの給電を受け得る状況下で、ＰＣ１が電源オンされた場合、つまりＰＣ１の電源オン直後において、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力が行われるように、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する。換言すると、ワイヤレス給電用受電回路１４１は、ワイヤレス給電ユニット２からの給電を受けるための動作を行う。

ＰＣ１が電源オンされてから一定期間経過後、ＰＳＣ１３０Ａは、消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下となっていないかを調べる。消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａを超えている場合、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる。

消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下の場合、ＰＳＣ１３０Ａは、基本的には、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させるべく、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する。換言すると、ワイヤレス給電用受電回路１４１は、ワイヤレス給電ユニット２からの給電を受けるための動作を停止する。ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力が停止した場合、ＰＣ１は、２次電池ユニット２１からの電力で動作するバッテリ駆動状態となる。ＰＣ１側で受電動作を停止した場合、ＰＣ１とワイヤレス給電ユニット２との間の通信により、ワイヤレス給電ユニット２側での送電動作も停止する。ここでは、ＰＣ１とワイヤレス給電ユニット２との協働に関する説明は省略する。具体的には、ワイヤレス給電ユニット２側の動作の詳細については、その説明を省略する。

上述のワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止する前に、２次電池の充電電力量が少ない状態では、大電力の供給が必要となった場合に、電力供給ができなくなることがあるため、次のように２次電池の充電電力量を調べ、制御する。

ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力が停止すると、ＰＣ１がバッテリ駆動状態となることから、ＰＳＣ１３０Ａは、消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下の場合、２次電池ユニット２１の充電電力量の比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下となっていないかを調べる。比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下の場合、ＰＳＣ１３０Ａは、（消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下であっても）ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる。

これにより、本実施形態のＰＣ１は、ＰＣ１の動作に影響を与えることなく、効率が低い状態でワイヤレス給電が行われることを適応的に抑止する。なお、ＰＣ１の消費電力は、ソフトウェアのＣＰＵ１１１やＧＰＵ１１４に対する負荷変動や、ＯＳ２０１等による省電力制御等により動的に変わることから、消費電力Ｐｏｎを設定値Ｐａと瞬間的に比較すると、マイクロ秒あるいはミリ秒単位のような短時間に、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力と、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力の停止とを、頻繁に切り替える制御が発生する可能性がある。これを避けるために、ＰＳＣ１３０Ａは、消費電力Ｐｏｎを、一定期間における平均値として算出するようにしてもよい。

図５は、本実施形態のＰＣ１が電源オン状態におけるＰＳＣ１３０Ａによるワイヤレス給電に関する制御の流れを示すフローチャートである。ここでは、ＰＣ１が、ワイヤレス給電ユニット２からの給電を受け得る状況下にあることを想定する。

ＰＳＣ１３０Ａは、ＰＣ１の電源オン直後においては、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力が行われるように、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＡ１）。一定期間経過後、ＰＳＣ１３０Ａは、ＰＣ１の消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下となっていないかを調べる（ブロックＡ２）。消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａを超えている場合（ブロックＡ２のＮｏ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる（ブロックＡ３）。

消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下の場合（ブロックＡ２のＹｅｓ）、ＰＳＣ１３０Ａは、続いて、２次電池ユニット２１の充電電力量の比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下となっていないかを調べる（ブロックＡ４）。比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下の場合（ブロックＡ４のＹｅｓ）、消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下であっても、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる（ブロックＡ３）。一方、比率Ｙ％が境界値Ｘ％を超えている場合（ブロックＡ４のＮｏ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させるべく、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＡ５）。

このように、本実施形態のＰＣ１によれば、ワイヤレス給電を適応的に制御することが実現される。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。

本実施形態の電子機器も、第１実施形態と同様、ノート型のＰＣ１として実現されているものと想定する。そこで、システム構成等についての説明は省略し、第１実施形態と同一の構成要素については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用いる。

第１実施形態で説明したように、ＰＣ１が電源オフされている期間中も、ＥＣ／ＫＢＣ１３０および電源回路１４２は、ワイヤレス給電用受電回路１４１により受電されるワイヤレス給電ユニット２からの電力または２次電池ユニット２１からの電力によって動作する。ここでは、ＰＣ１が、ワイヤレス給電ユニット２からの給電を受け得る状況下で電源オフ状態にあることを想定する。

このような場合、ＰＣ１は、基本的には、２次電池ユニット２１が満充電でなければ、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力により２次電池ユニット２１を充電し、満充電であれば、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止する。図６に、ＰＣ１が電源オフ状態におけるＰＳＣ１３０Ａによるワイヤレス給電に関する基本的な制御の流れを示す。

ＰＣ１が電源オフの場合、ＰＳＣ１３０Ａは、まず、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力が行われるように、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＢ１）。その出力を受けて電源回路１４２による２次電池ユニット２１の充電が行われる。

そこで、ＰＳＣ１３０Ａは、２次電池ユニット２１が満充電となっていないかを監視する（ブロックＢ２）。満充電でなければ（ブロックＢ２のＮｏ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる（ブロックＢ１）。一方、満充電の場合（ブロックＢ２のＹｅｓ）、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させるべく、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＢ３）。

ところで、昨今、バッテリ駆動可能な電子機器のバッテリには、リチウムイオン電池が広く使用されている。本実施形態のＰＣ１でも、リチウムイオン電池が２次電池ユニット２１に適用されていることを想定する。一般的に、リチウムイオン電池の充電は、充電初期の段階では、定電流充電が行われ、電池電圧が一定の電圧に達した後、定電圧充電に切り替える方式を採用している。定電圧充電に切り替わると、徐々に、充電電流は低下し、所定の充電電流値となったところで満充電となる。

したがって、満充電に近い段階で、充電電流が低下することから、充電電力が小さくなり、満充電に近い状態では、ワイヤレス給電は、効率が悪い状態で行われることとなる。

この状態を回避するために、本実施形態のＰＣ１では、満充電になる前に、ある程度の充電電力量で、充電を停止する。

本実施形態においては、電源オフ時における２次電池ユニット２１への充電電力をＰｏｆｆとし、充電電流が低下してくる際の充電電力を設定値Ｐｃとして、充電電力Ｐｏｆｆが設定値Ｐｃ以下となったら受電を停止する。また、２次電池ユニット２１の充電電力量の比率Ｙ％が予め定めた設定値Ｚ％まで低下したら、充電を再開する。

図７は、本実施形態のＰＣ１が電源オフ状態におけるＰＳＣ１３０Ａによるワイヤレス給電に関する（本実施形態のＰＣ１に固有の）制御の流れを示すフローチャートである。

ＰＣ１が電源オフの場合、ＰＳＣ１３０Ａは、まず、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力が行われるように、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＣ１）。ＰＳＣ１３０Ａは、充電電力Ｐｏｆｆが設定値Ｐｃ以下となっていないかを調べる（ブロックＣ２）。

充電電力Ｐｏｆｆが設定値Ｐｃを超えている場合（ブロックＣ２のＮｏ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる（ブロックＣ１）。一方、充電電力Ｐｏｆｆが設定値Ｐｃ以下の場合（ブロックＣ２のＹｅｓ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させるべく、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＣ３）。

また、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させた場合、ＰＳＣ１３０Ａは、２次電池ユニット２１の充電電力量の比率Ｙ％が設定値Ｚ％以下となっていないかを監視する（ブロックＣ４）。充電電力量の比率Ｙ％が設定値Ｚ％以下の場合（ブロックＣ４のＹｅｓ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を再開させるべく、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＣ１）。

このように、本実施形態のＰＣ１によれば、さらに、ワイヤレス給電を適応的に制御することが実現される。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。

第１実施形態で説明したように、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力と、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力の停止とが、頻繁に切り替わることを防止するために、ＰＳＣ１３０Ａは、消費電力Ｐｏｎを、一定期間における平均値として算出するようにしてもよい。しかしながら、平均値による制御だけでは、受電の出力や出力停止が頻繁に発生するような場合が考えられなくはない。

そこで、本実施形態においては、ヒステリシスを持った制御を行う。即ち、第１実施形態では、消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下か、消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａを超えているかにより、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力と、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力の停止とを切り換えるべく制御することとしていたが、本実施形態では、図８に示されるように、効率に関して、予め値の異なる２点の境界値を定める。これらをηa，ηb（ηa＜ηｂ）とし、また、これらのそれぞれに対する受信電力をＰa，Ｐｂとする（Ｐａ＜Ｐｂ）。

図９のフローチャートを参照しながら、本実施形態のＰＣ１が電源オン状態におけるＰＳＣ１３０Ａによるワイヤレス給電に関する制御の流れを説明する。

ＰＳＣ１３０Ａは、ＰＣ１の電源オン直後においては、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力が行われるように、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＤ１）。一定期間経過後、ＰＳＣ１３０Ａは、ＰＣ１の消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下となっていないかを調べる（ブロックＤ２）。消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａを超えている場合（ブロックＤ２のＮｏ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる（ブロックＤ３）。

消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下の場合（ブロックＤ２のＹｅｓ）、ＰＳＣ１３０Ａは、続いて、２次電池ユニット２１の充電電力量の比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下となっていないかを調べる（ブロックＤ４）。比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下の場合（ブロックＤ４のＹｅｓ）、消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐａ以下であっても、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を継続させる（ブロックＤ３）。一方、比率Ｙ％が境界値Ｘ％を超えている場合（ブロックＡ４のＮｏ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させるべく、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＤ５）。

また、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させた場合、ＰＳＣ１３０Ａは、ＰＣ１の消費電力Ｐｏｎが（設定値Ｐａよりも大きい）設定値Ｐｂを超えていないかを監視する（ブロックＤ６）。消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐｂを超えている場合（ブロックＤ６のＹｅｓ）、ＰＳＣ１３０Ａは、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を再開させるべく、ワイヤレス給電用受電回路１４１を制御する（ブロックＤ３）。ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を停止させた場合、ＰＳＣ１３０Ａは、２次電池ユニット２１の充電電力量の比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下となっていないかについても監視を行い、比率Ｙ％が境界値Ｘ％以下の場合には、消費電力Ｐｏｎが設定値Ｐｂを超えていなくとも、ワイヤレス給電用受電回路１４１からの出力を再開させる。

本実施形態に記載された様々な機能の各々は、処理回路によって実現されてもよい。処理回路の例には、中央処理装置（ＣＰＵ）のような、プログラムされたプロセッサが含まれる。このプロセッサは、メモリに格納されたプログラムを実行することによって、記載された機能それぞれを実行する。このプロセッサは、電気回路を含むマイクロプロセッサであってもよい。処理回路の例は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラ、コントローラ、他の電気回路部品も含む。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ＰＣ、２…ワイヤレス給電ユニット、３…ＡＣアダプタ、２１…２次電池ユニット、２１Ａ…電池残容量ＩＣ（ガスゲージＩＣ）、４１…電源コネクタ、１３０…ＥＣ／ＫＢＣ、１３０Ａ…ＰＳＣ、１４１…ワイヤレス給電用受電回路、１４２…電源回路、１４２Ａ…消費電力測定部、３０１…ワイヤレス給電用送信回路。

Claims

電子機器であって、
ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための受電回路と、
バッテリー駆動用の２次電池と、
前記受電回路と前記２次電池とが接続され、前記電子機器に内蔵される回路に電力を供給する電源回路と、
前記電力を測定する測定手段と、
前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を制御する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オンされたとき、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための制御を行い、前記測定手段から取得した前記電力のある期間における平均値が第１設定値以下の場合、前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を停止する一方、
前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オフ状態のとき、前記２次電池が満充電状態でない場合、前記ワイヤレス給電される前記受電回路からの出力を継続させ、前記２次電池が満充電状態である場合、前記受電回路からの出力を停止する
電子機器。
前記制御手段は、前記ワイヤレス給電を停止する前に前記２次電池の充電電力量を調べ、当該充電電力量が十分でなければ、前記電力のある期間における平均値が前記第１設定値以下の場合であっても、前記受電回路における前記ワイヤレス給電を継続する請求項１に記載の電子機器。
電子機器であって、
ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための受電回路と、
バッテリー駆動用の２次電池と、
前記受電回路と前記２次電池とが接続され、前記電子機器に内蔵される回路に電力を供給する電源回路と、
前記電力を測定する測定手段と、
前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を制御する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、
前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オンされたとき、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための制御を行い、一定期間後に、前記測定手段で測定された前記電源回路の前記電力が第１設定値以下の場合、前記２次電池の充電電力量に基づき、前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を停止し、
前記電子機器が電源オフ状態のとき、前記２次電池の充電電力量の比率が第２設定値以下である場合、前記受電回路からの出力を継続させ、前記２次電池の充電電力量の比率が前記第２設定値を超えている場合、前記受電回路からの出力を停止する
電子機器。
前記制御手段は、前記２次電池の充電電力量の比率が第３設定値以下となっていないかを監視し、前記第３設定値以下の場合は前記受電回路からの出力を再開させる請求項３に記載の電子機器。
ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための受電回路と、バッテリー駆動用の２次電池と、前記受電回路と前記２次電池とが接続され、電子機器に内蔵される回路に電力を供給する電源回路と、前記電力を測定する測定手段とを有する電子機器の制御方法であって、
前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オンされたとき、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための制御を行い、
一定期間後に、前記測定手段から取得した前記電力のある期間における平均値が第１設定値以下の場合、前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を停止する一方、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オフ状態のとき、前記２次電池が満充電状態でない場合、前記ワイヤレス給電される前記受電回路からの出力を継続させ、前記２次電池が満充電状態である場合、前記受電回路からの出力を停止する
制御方法。
前記ワイヤレス給電を停止する前に前記電源回路に接続されるバッテリー駆動用の２次電池の充電電力量を調べ、当該充電電力量が十分でなければ、前記電力のある期間における平均値が前記第１設定値以下の場合であっても、前記受電回路における前記ワイヤレス給電を継続する請求項５に記載の制御方法。
ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための受電回路と、バッテリー駆動用の２次電池と、前記受電回路と前記２次電池とが接続され、電子機器に内蔵される回路に電力を供給する電源回路と、前記電力を測定する測定手段と、前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を制御する制御手段とを有する電子機器の制御方法であって、
前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受け得る状況下で、前記電子機器が電源オンされたとき、前記ワイヤレス給電ユニットからワイヤレス給電を受けるための制御を行い、一定期間後に、前記測定手段で測定された前記電源回路の前記電力が第１設定値以下の場合、前記２次電池の充電電力量に基づき、前記受電回路における前記ワイヤレス給電ユニットからの前記ワイヤレス給電を停止し、
前記電子機器が電源オフ状態のとき、前記２次電池の充電電力量の比率が第２設定値以下である場合、前記受電回路からの出力を継続させ、前記２次電池の充電電力量の比率が前記第２設定値を超えている場合、前記受電回路からの出力を停止する
制御方法。
前記２次電池の充電電力量の比率が第３設定値以下となっていないかを監視し、前記第３設定値以下の場合は前記受電回路からの出力を再開させる請求項７に記載の制御方法。