JP6677795B2 - ワイヤレス送電装置、その制御方法、送電制御回路、充電器 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレス給電技術に関し、特にワイヤレス送電装置の異常検出に関する。

近年、電子機器への給電方式として、ワイヤレス給電が普及の兆しを見せている。ワイヤレス給電には、電磁誘導（MI：Magnetic Induction）方式と磁気共鳴（MR：Magnetic Resonance）方式の２つの方式が存在するが、ＭＩ方式では、現在、（１）ＷＰＣ（Wireless Power Consortium）が策定した規格「Qi」と、（２）ＰＭＡ（Power Matters Alliance）が策定した規格（以下、ＰＭＡ）が主流となっている。

ＭＩ方式のワイヤレス給電は、送信コイルと受信コイル間の電磁誘導を利用したものである。給電システムは、送信コイルを有する送電装置と、受信コイルを有する受電装置で構成される。

特開２０１３−３８８５４号公報 特許第５０７１５７４号公報

ＭＩ方式のワイヤレス給電システムは、送電装置と受電装置が密着した状態で１対１での給電を想定している。一方、ＭＩ方式よりも広い範囲で充電が可能なワイヤレス送電装置の規格（ＭＲ方式）も策定されており、それらが同じ空間に混在する状況が生じうる。本発明者は係る状況において以下の課題を認識するに至った。

（第１の課題）
図１は、第１の課題を説明する図である。いま、ある送電装置（第１送電装置）２０Ａとある受電装置３０Ａからなる給電システム１０Ａの間で、給電が行われているとする。このときその周囲に、充電範囲が広い別の送電装置２０Ｂが存在し、送電装置２０Ｂが給電動作を開始する。そうすると、受電装置３０Ａには、２つの送電装置２０Ａ，２０Ｂ両方からの過剰な電力Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂが供給されることとなり、受電装置３０Ａが発熱したり、内部の回路素子の信頼性に悪影響を及ぼすおそれがある。

（第２の課題）
図２は、第２の課題を説明する図である。いま、送電装置２０Ｃの近傍において、２つの通信機器５０Ａ，５０Ｂからなる通信システム４０の間で通信が行われているとする。送電装置２０Ｃが発生する電力信号Ｓ２Ｃの周波数と、通信機器５０Ａ，５０Ｂが使用する無線周波数が近いと干渉が起こり、通信機器５０Ａ，５０Ｂが誤動作するおそれがある。

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、上述の課題の少なくともひとつを解決可能なワイヤレス送電装置の提供にある。

本発明のある態様は、ワイヤレス送電装置に関する。ワイヤレス送電装置は、直列に接続された共振キャパシタおよび送信コイルを含む送信アンテナと、送信アンテナに駆動電圧を印加するブリッジ回路を含むドライバと、ドライバを制御する送電制御回路と、を備える。送電制御回路は、送電開始に先立って、周囲の無線機器を検出する無線機器検出器を含む。

「無線機器」とは、ワイヤレス送電装置や、無線通信を行う機器などを含む。この態様によると、給電開始前に、自身の送信周波数あるいはその近傍の周波数帯を使用する周囲の無線機器を検出することができる。それにより、すでに他のワイヤレス送電装置からの給電を受けている受電装置に対して給電を行ったり、無線通信を行っている通信機器の電波障害となるのを防止できる。

無線機器検出器は、ドライバのスイッチングを停止した状態における送信アンテナの電気的状態にもとづいて、無線機器を検出してもよい。
ドライバのスイッチングを停止した状態では、送信アンテナが受信アンテナとして機能し、送信周波数を含む周波数帯域の電波を検出することができる。なお本明細書では、ワイヤレス送電装置が発生する電力信号も、電波に含めることとする。

無線機器検出器は、ドライバへの給電を停止した状態で、ドライバの電源ラインの電気的状態にもとづいて、無線機器を検出してもよい。
ドライバは、スイッチングが停止した状態においてダイオード整流回路として機能する。送信アンテナが、周囲の無線機器からの電波を受信すると、送信アンテナに流れる電流が、ダイオード整流回路により整流され、電源ラインに変化が現れるため、周囲の無線機器を検出できる。

ある態様において、ワイヤレス送電装置は、受信コイルをさらに備えてもよい。無線機器検出器は、送電開始より前の受信コイルの電気的状態にもとづいて、無線機器を検出してもよい。この場合、受信コイルを周囲の無線機器の検出に適するように設計できるため、検出感度を高めることができる。

無線機器検出器は、送電開始後の受信コイルの電気的状態にもとづいて、無線機器を検出してもよい。受信コイルを設けた場合、送信コイルを用いた給電開始後においても、周囲の無線機器を検出できる。

送電制御回路は、無線機器が検出されると、送電を行わなくてもよい。これにより安全性を高めることができる。

送電制御回路は、無線機器が検出されると、そのことを外部に通知する通知部を含んでもよい。

ワイヤレス送電装置は、Ｑｉ規格とＰＭＡ規格の少なくとも一方に準拠してもよい。

本発明の別の態様は、充電器に関する。充電器は上述のいずれかのワイヤレス送電装置を備える。

本発明の別の態様は、ワイヤレス送電装置を制御する送電制御回路に関する。ワイヤレス送電装置は、直列に接続された共振キャパシタおよび送信コイルを含む送信アンテナと、送信アンテナに駆動電圧を印加するブリッジ回路を含むドライバと、を備える。送電制御回路は、送信アンテナが受信した制御信号を復調する復調器と、制御信号にもとづいてドライバを制御する電力コントローラおよびプリドライバと、送電開始に先立って、周囲の無線機器を検出する無線機器検出器と、を備える。

送電制御回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
回路を１つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、上述の課題の少なくともひとつを解決できる。

第１の課題を説明する図である。 第２の課題を説明する図である。 第１の実施の形態に係るワイヤレス送電装置を備える給電システムのブロック図である。 図３の送電装置の具体的な構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係る送電装置を備える給電システムのブロック図である。 送電装置を備える充電器の回路図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係るワイヤレス送電装置２００を備える給電システム１００のブロック図である。給電システム１００は、送電装置２００および受電装置３００を備える。受電装置３００は、携帯電話端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器、タブレット端末などの電子機器に搭載される。送電装置２００は、Ｑｉ規格とＰＭＡ規格の少なくとも一方に準拠する。本実施の形態では、Ｑｉ規格にもとづいて構成および動作を説明する。

送電装置２００は、たとえば充電台を有する充電器に搭載される。送電装置２００は、送信アンテナ２０１、ドライバ２０４、ハイサイドスイッチＳＷ１ならびに送電制御回路（以下、ＴＸコントローラ）６００を備える。

送信アンテナ２０１は、直列に接続された送信コイル２０２および共振コンデンサ２０３を含む。ドライバ２０４は、Ｈブリッジ回路（フルブリッジ回路）あるいはハーフブリッジ回路を含むインバータ回路であり、そのスイッチング動作により、送信コイル２０２に駆動信号Ｓ１、具体的にはパルス信号を印加し、送信コイル２０２に流れる駆動電流により、送信コイル２０２に電磁界の電力信号Ｓ２を発生させる。本実施の形態では、フルブリッジ回路が使用される。通常の給電中において、ブリッジ回路２０５の上側電源端子Ｐ１には直流電圧Ｖ_ＩＮが供給され、下側電源端子Ｐ２は接地される。上側電源端子Ｐ１には平滑キャパシタＣ_Ｓが接続されてもよい。

ハイサイドスイッチＳＷ１は、ブリッジ回路２０５の上側電源端子Ｐ１に至る電源ライン上に設けられており、そのオン、オフによりブリッジ回路２０５への給電が制御される。

ＴＸコントローラ６００は、送電装置２００全体を統括的に制御する回路ブロックであり、ひとつの半導体基板に一体集積化されたＩＣであってもよいし、複数のＩＣやチップ部品の組み合わせで構成してもよい。

ＴＸコントローラ６００は、メインコントローラ６０１および無線機器検出器６４０を備える。メインコントローラ６０１は、受電装置３００への給電に関連する処理を行う。

Ｑｉ規格では、送電装置２００と受電装置３００の間で通信プロトコルが定められており、受電装置から送電装置２００に対して、制御信号Ｓ３による情報の伝達が可能となっている。この制御信号Ｓ３は、後方散乱変調（Backscatter modulation）を利用して、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調された形で、受信コイル３０２（２次コイル）から送信コイル２０２に送信される。この制御信号Ｓ３には、たとえば、受電装置３００に対する電力供給量を制御する電力制御データ（パケットともいう）、受電装置３００の固有の情報を示すデータなどが含まれる。また制御信号Ｓ３には、送信アンテナ２０１のＱ値の適正範囲を規定するしきい値が含まれてもよい。

メインコントローラ６０１は、復調端子（ＤＥＭＯＤ）にコイル電流あるいはコイル電圧に応じた信号を受け、送信コイル２０２の電流あるいは電圧に含まれる制御信号Ｓ３を復調する。メインコントローラ６０１は、復調された制御信号Ｓ３に含まれる電力制御データにもとづいて、ドライバ２０４を制御する。

具体的にはメインコントローラ６０１は、電力制御データにもとづいて、ブリッジ回路２０５のスイッチング周波数ｆ_ＳＷ、スイッチングのデューティ比、動作モード（ハーフブリッジモード／フルブリッジモード）、あるいはフルブリッジモードにおけるレグ間の位相差を制御することにより、送信電力を変化させる。

無線機器検出器６４０は、送電装置２００から受電装置３００への送電開始に先立って、周囲の無線機器５００を検出する。無線機器検出器６４０は、送電装置２００が発生可能な電力信号Ｓ２の周波数帯域に含まれる電波Ｓ４を送信および／または受信する無線機器５００、言い換えれば、電力信号Ｓ２と電波干渉を起こしうる無線機器５００を検出対象とする。たとえば無線機器５００は、周囲の別のワイヤレス送電装置（充電器）、無線通信機器、ワイヤレスリモコンなどを含みうる。「送電開始に先立って」とは、Ｑｉ規格においては、パワートランスファーフェーズへの移行前であってもよい。

無線機器検出器６４０は、外部の無線機器５００が発生する電波が引き起こす送電装置２００の電気的状態の変化にもとづいて、無線機器５００の有無を判定する。以下、無線機器５００の検出方法およびその動作についていくつかの例を説明する。

（第１の検出方法）
無線機器５００が送受信する電波Ｓ５の周波数が、送信アンテナ２０１の周波数帯に含まれると、送信アンテナ２０１には、電波Ｓ５によって電流が誘起され、（i）送信コイル２０２に流れるコイル電流、（ii）送信コイル２０２の両端間のコイル電圧、あるいは（iii）共振コンデンサ２０３の両端間のコンデンサ電圧、あるいは送信アンテナ２０１の両端間のアンテナ電圧に変化が生ずる。そこで無線機器検出器６４０は、送信アンテナ２０１の電気的状態にもとづいて、無線機器５００を検出する。

たとえば無線機器検出器６４０は、（i）送信コイル２０２と共振コンデンサ２０３の接続ノードの電圧、（ii）送信コイル２０２に流れるコイル電流の少なくともひとつを監視し、無線機器５００の有無を判定してもよい。

コイル電流の検出方法は特に限定されないが、たとえばＩＳＥＮＳＥ信号を利用することができる。あるいは、コイル電流を正確に検出するために、さらに電流センサを備えてもよい。たとえば電流センサは、ブリッジ回路２０５を構成するトランジスタに流れる電流を検出してもよい。トランジスタに流れる電流を検出する手法は、公知技術を用いればよい。あるいは、ブリッジ回路２０５の電源電圧を生成する電源回路が電流センサを含む場合、その電流検出値を、コイル電流として利用してもよい。

なお検出期間中、コイル電流を監視する場合、コイル電流が流れる経路が必要であるため、トランジスタＭ１，Ｍ４のペア（あるいはＭ２，Ｍ３のペア）をオンし、残りをオフしてもよい。あるいは、すべてのトランジスタＭ１〜Ｍ４をオフし、ブリッジ回路２０５をダイオード整流回路として動作させ、このときのＩＳＥＮＳＥ信号にもとづいてコイル電流をモニタしてもよい。

また、コイル電圧を監視する場合、すべてのトランジスタＭ１〜Ｍ４をオフとし、送信アンテナ２０１の両端をハイインピーダンスとしてもよい。ハイサイドスイッチＳＷ１はオンであってもよいし、オフであってもよい。

（第２の検出方法）
第２の検出方法では、ハイサイドスイッチＳＷ１がオフであり、ドライバ２０４への給電が停止され、ドライバ２０４と接続される電源ライン２０８がハイインピーダンスとされる。

ドライバ２０４は、スイッチングが停止した状態においてダイオード整流回路として機能する。したがって送信アンテナ２０１が、周囲の無線機器５００からの電波Ｓ４を受信すると、送信アンテナ２０１に流れる電流が、ダイオード整流回路により全波整流（あるいは半波整流）され、電源ライン２０８の電気的状態に変化が現れる。そこで無線機器検出器６４０は、電源ライン２０８の電気的状態にもとづいて、無線機器５００を検出する。

たとえば無線機器検出器６４０は、（iii）電源ライン２０８の電圧、（iv）電源ライン２０８に流れる電流の少なくともひとつを監視し、無線機器５００の有無を判定してもよい。

無線機器検出器６４０によって無線機器５００が検出されると、ＴＸコントローラ６００は、受電装置３００に対する送電を行わない。またＴＸコントローラ６００は、無線機器５００を検出すると、その旨を他の回路に通知してもよい。たとえば送電装置２００を搭載する充電器に、ＬＥＤやビープ音を発生するスピーカなどのアラームをつけておき、通知に応じて無線機器５００の存在を、充電器のユーザに知らせてもよい。

以上が送電装置２００の構成および動作である。
この送電装置２００によれば、無線機器５００が周囲に存在する状況において、受電装置３００への送電を停止できる。たとえば無線機器５００が、送電装置２００とは別の送電装置である場合には、２つの送電装置からの給電により、受電装置３００が発熱したりするのを防止できる。

たとえば無線機器５００が無線通信機器である場合には、無線通信機器の通信を妨害するのを抑制でき、無線通信機器の誤動作を防止できる。

また無線機器５００が、リモコンである場合には、リモコンの制御対象の機器が誤動作するのを防止できる。たとえば車のキーレスエントリーあるいはスマートエントリー用のリモコンの周波数は、Ｑｉ規格あるいはＰＭＡ規格で使用される周波数と近い。したがって送電装置２００を備える充電器が、車載される場合には、それらの干渉が問題となる。実施の形態に係る送電装置２００によれば、リモコンの誤動作を防止できる。

本発明は、図３のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例を説明する。

図４は、図３の送電装置２００の具体的な構成例を示すブロック図である。メインコントローラ６０１は、復調器６０２、電力コントローラ６０４、プリドライバ６０６を含む。復調器６０２は、送信コイル２０２の電流あるいは電圧に含まれる制御信号Ｓ３を復調する。電力コントローラ６０４は、復調器６０２が受信した電力制御データＳ１１にもとづいて、ドライバ２０４のスイッチング周波数、デューティ比、動作モード（ハーフブリッジ／フルブリッジ）、フルブリッジモードにおけるレッグ間の位相差を指示する制御指令Ｓ１２を生成する。プリドライバ６０６は、制御指令Ｓ１２にしたがってブリッジ回路２０５を駆動する。

電流センサ２０６は、異物検出や過電流保護ために設けられる。電流センサ２０６は、ドライバ２０４に流れる電流Ｉ_ＩＮを検出し、電流量を示す電流検出（ＩＳＥＮＳＥ）信号を生成する。電流センサ２０６は、センス抵抗Ｒ_Ｓおよびセンスアンプ２０７を含んでもよい。ＩＳＥＮＳＥ信号は、ＴＸコントローラ６００のＩＳＥＮＳＥ端子に入力される。ＴＸコントローラ６００は、ＩＳＥＮＳＥ信号にもとづいて、異物検出を行い、あるいは過電流保護を行う。

異物検出あるいは過電流保護に関連して、ＯＣＰ（過電流保護）回路６２０、ＦＯＤ（異物検出）回路６２２が設けられる。ＯＣＰ回路６２０は、ＩＳＥＮＳＥ信号を所定のしきい値と比較し、過電流状態を検出する。過電流が検出されると、ハイサイドスイッチＳＷ１がオフ状態に切りかえられ、またドライバ２０４の動作を停止する。

ＦＯＤ回路６２２はＩＳＥＮＳＥ信号にもとづいて、送信電力を計算する。そして、復調器６０２が受信した制御信号Ｓ３に含まれる受信電力との比較により、パワーロスメソッドによって異物の有無を判定する。

ロジック部６３０は、ＴＸコントローラ６００全体を統括的に制御する。またロジック部６３０は、ワイヤレス給電および異常検出のシーケンス制御も担う。

無線機器検出器６４０には、ＶＳ１端子、ＶＳ２端子、ＶＳ３端子、ＩＳＥＮＳＥ信号の少なくともひとつの電圧にもとづいて、無線機器５００の有無を判定してもよい。具体的な判定手法は上述した通りである。

ロジック部６３０は、無線機器５００が検出されると、ハイサイドスイッチＳＷ１をオフする。図４の場合、ハイサイドスイッチＳＷ１は、トランジスタＭ１１，Ｍ１２，抵抗Ｒ１１を含む。ロジック部６３０は、トランジスタＭ１２をオフすることにより、トランジスタＭ１１をオフし、ドライバ２０４への給電を停止することができる。また無線機器検出器６４０は、無線機器５００が検出されると、電力コントローラ６０４に、送電停止を指示する。これにより電力コントローラ６０４はドライバ２０４の制御を停止する。

通知部６５０は、無線機器５００が検出されると、そのことを外部のプロセッサなどに通知する。通知部６５０はＩ^２ＣインタフェースやＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）であってもよい。あるいは、通知部６５０は、ハイレベル／ローレベルの２値をとるフラグ信号を発生し、外部に出力してもよい。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、送信アンテナ２０１を、無線機器５００を検出するためのセンサとして利用した。これに対して第２の実施の形態の送電装置には、無線機器５００の検出用の専用のアンテナが設けられる。

図５は、第２の実施の形態に係る送電装置２００ａを備える給電システム１００ａのブロック図である。送電装置２００ａは、受信アンテナ２５１を備える。受信アンテナ２５１は、受信コイル２５２と、それと直列（あるいは並列）に接続される共振コンデンサ２５３を含む。受信アンテナ２５１の共振周波数およびＱ値は、無線機器５００が発生する電波Ｓ４の周波数をカバーするように定めればよい。受信アンテナ２５１を送信アンテナ２０１のレプリカとしてもよい。

無線機器検出器６４０は、受信コイル２５２の電気的状態にもとづいて、無線機器５００を検出する。

より詳しくは、無線機器検出器６４０は、送電開始前において、ドライバ２０４を停止した状態において、電波Ｓ４が引き起こす受信アンテナ２５１の電圧あるいは電流の変化にもとづいて、無線機器５００を検出することができる。

またそれに代えて、あるいはそれに加えて無線機器検出器６４０は、送電開始後においても、電波Ｓ４が引き起こす受信アンテナ２５１の電圧あるいは電流の変化にもとづいて、無線機器５００を検出することができる。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態では、送信アンテナ２０１の共振周波数およびＱ値を、送電効率などを考慮して設計する必要があるが、第２の実施の形態における受信アンテナ２５１は、送電効率などとは無関係に、周囲の無線機器５００の検出に最適となるように設計できるため、検出感度を高めることができる。

また送電開始前のみでなく、送電開始後においても、周囲の無線機器５００を検出することができる。たとえば送電装置２００ａと隣接して、電源オフの別の送電装置が存在したとする。そして送電装置２００ａの送電開始後に、隣接する送電装置の電源がオンする場合もありえる。あるいは送電装置２００ａの送電開始後に、無線通信機器が送電装置２００ａに接近してくる場合もあり得る。第２の実施の形態はこのような状況においても、無線機器を検出することができ、安全性をさらに高めることができる。

なお、受信アンテナ２５１が設けられる場合においても、第１の実施の形態と同様に、送電開始前において送信アンテナ２０１あるいは電源ライン２０８の電気的状態にもとづいて、無線機器５００を検出してもよい。これによりさらに検出精度を高めることができる。

図５のＴＸコントローラ６００ａは、図４のＴＸコントローラ６００と同様に構成することができ、無線機器検出器６４０による監視対象の信号を修正すればよい。

続いて送電装置２００の用途を説明する。図６は、送電装置２００を備える充電器４００の回路図である。充電器４００は、受電装置３００を備える電子機器を充電する。充電器４００は、筐体４０２、充電台４０４、回路基板４０６、を備える。充電器４００は、車載充電器であってもよい。給電対象の電子機器は、充電台４０４上に載置される。ドライバ２０４やＴＸコントローラ６００その他の回路部品は、回路基板４０６上に実装される。送信アンテナ２０１は、充電台４０４の直下にレイアウトされる。充電器４００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４１０により直流電圧を受けてもよいし、ＡＣ／ＤＣコンバータを内蔵してもよい。あるいは充電器４００は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの給電線を備えるバスを介して、外部からＤＣ電力の供給を受けてもよい。充電器４００に第２の実施の形態に係る送電装置２００ａを設ける場合、受信アンテナ２５１が追加される。

実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１００…給電システム、２００…送電装置、２０１…送信アンテナ、２０２…送信コイル、２０３…共振コンデンサ、２０４…ドライバ、２０５…ブリッジ回路、２０６…電流センサ、Ｒ_Ｓ…センス抵抗、２０７…センスアンプ、ＳＷ１…ハイサイドスイッチ、２０８…電源ライン、２５１…受信アンテナ、２５２…受信コイル、２５３…共振コンデンサ、５００…無線機器、６００…ＴＸコントローラ、６０１…メインコントローラ、６０２…復調器、６０４…電力コントローラ、６０６…プリドライバ、６２０…ＯＣＰ回路、６２２…ＦＯＤ回路、６３０…ロジック部、６４０…無線機器検出器、６５０…通知部、Ｓ１…駆動信号、Ｓ２…電力信号、Ｓ３…制御信号、３００…受電装置、３０２…受信コイル、４００…充電器、４０２…筐体、４０４…充電台、４０６…回路基板。

本発明はワイヤレス給電に利用できる。

Claims (21)

1. ワイヤレス送電装置であって、
   直列に接続された共振キャパシタおよび送信コイルを含む送信アンテナと、
   前記送信アンテナに駆動電圧を印加するブリッジ回路を含むドライバと、
   前記ドライバを制御する送電制御回路と、
   を備え、
   前記送電制御回路は、送電開始に先立って、周囲の無線通信機器またはワイヤレスリモコンである無線機器を、当該無線機器が前記ワイヤレス送電装置以外の機器に向けて発する電波にもとづいて検出する無線機器検出器を含み、前記無線機器検出器が前記無線機器を検出した際に送電を開始させないことを特徴とするワイヤレス送電装置。
2. 前記無線機器検出器は、前記ドライバのスイッチングを停止した状態における前記送信アンテナの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス送電装置。
3. 前記無線機器検出器は、前記ドライバへの給電を停止した状態で、前記ドライバの電源ラインの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤレス送電装置。
4. 受信コイルをさらに備え、
   前記無線機器検出器は、送電開始より前の前記受信コイルの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。
5. 前記無線機器検出器は、送電開始後の前記受信コイルの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項４に記載のワイヤレス送電装置。
6. 前記送電制御回路は、前記ドライバが送電を開始するよう制御する電力コントローラをさらに含み、
   前記送電制御回路は、前記無線機器が検出されると、前記ドライバへの給電を停止させるかまたは前記電力コントローラの前記制御を停止させることにより、前記送電を開始させないことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。
7. 前記送電制御回路は、前記無線機器が検出されると、そのことを外部に通知する通知部を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。
8. Ｑｉ規格とＰＭＡ規格の少なくとも一方に準拠したことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のワイヤレス送電装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のワイヤレス送電装置を備えることを特徴とする充電器。
10. ワイヤレス送電装置を制御する送電制御回路であって、
    前記ワイヤレス送電装置は、
    直列に接続された共振キャパシタおよび送信コイルを含む送信アンテナと、
    前記送信アンテナに駆動電圧を印加するブリッジ回路を含むドライバと、
    を備え、
    前記送電制御回路は、
    前記送信アンテナが受信した制御信号を復調する復調器と、
    前記制御信号にもとづいて前記ドライバを制御する電力コントローラおよびプリドライバと、
    送電開始に先立って、周囲の無線通信機器またはワイヤレスリモコンである無線機器を、当該無線機器が前記ワイヤレス送電装置以外の機器に向けて発する電波にもとづいて検出する無線機器検出器と、
    前記無線機器検出器が前記無線機器を検出した際に送電を開始させないロジック部と、
    を備えることを特徴とする送電制御回路。
11. 前記無線機器検出器は、前記ドライバのスイッチングを停止した状態における前記送信アンテナの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項１０に記載の送電制御回路。
12. 前記無線機器検出器は、前記ドライバへの給電を停止した状態で、前記ドライバの電源ラインの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項１０または１１に記載の送電制御回路。
13. 前記ワイヤレス送電装置は受信コイルをさらに備え、
    前記無線機器検出器は、送電開始より前の前記受信コイルの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載の送電制御回路。
14. 前記無線機器検出器は、送電開始後の前記受信コイルの電気的状態にもとづいて、前記無線機器を検出することを特徴とする請求項１３に記載の送電制御回路。
15. 前記電力コントローラおよびプリドライバは、前記無線機器が検出されると、前記ドライバの駆動を停止することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の送電制御回路。
16. 前記無線機器が検出されると、そのことを外部に通知する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１０から１５のいずれかに記載の送電制御回路。
17. ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項１０から１６のいずれかに記載の送電制御回路。
18. ワイヤレス送電装置の制御方法であって、
    前記ワイヤレス送電装置は、
    直列に接続された共振キャパシタおよび送信コイルを含む送信アンテナと、
    前記送信アンテナに駆動電圧を印加するブリッジ回路を含むドライバと、
    前記ドライバを制御する送電制御回路と、
    を備え、
    前記制御方法は、
    送電開始に先立って、周囲の無線通信機器またはワイヤレスリモコンである無線機器の有無を、当該無線機器がワイヤレス送電装置以外の機器に向けて発する電波にもとづいて判定するステップと、
    前記無線機器が検出されたときに、送電を開始させないステップと、
    を備えることを特徴とする制御方法。
19. 前記ドライバのスイッチングを停止した状態における前記送信アンテナの電気的状態にもとづいて、前記無線機器の有無を判定することを特徴とする請求項１８に記載の制御方法。
20. 前記ドライバへの給電を停止した状態で、前記ドライバの電源ラインの電気的状態にもとづいて、前記無線機器の有無を判定することを特徴とする請求項１８または１９に記載の制御方法。
21. 前記ワイヤレス送電装置は受信コイルをさらに備え、
    前記受信コイルの電気的状態にもとづいて、前記無線機器の有無を判定することを特徴とする請求項１８から２０のいずれかに記載の制御方法。

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