JP6721459B2

JP6721459B2 - 受電装置、送電装置、給電システム及び受電方法

Info

Publication number: JP6721459B2
Application number: JP2016164407A
Authority: JP
Inventors: 上原　輝昭; 輝昭上原
Original assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: JP2020162415A; JP2018033252A; CN107785951A; US20180062452A1; CN107785951B; US10491051B2; JP7101210B2

Description

本発明は、受電装置、送電装置、給電システム及び受電方法に関する。

近年、ＮＦＣ（Near Field Communication）による近距離無線通信が広く用いられている。この近距離無線通信を用いて、非接触に電力供給（電力伝送）を行う給電システムが検討されている。このような無線給電システムでは、送電装置及び受電装置が互いにマイコン（ＣＰＵ）を内蔵しており、プログラムにより制御動作を実行することが一般的である。マイコンは複雑な通信プロトコルを実現するために使用されており、プロトコルの制御はマイコンのプログラムにより実現されている。

マイコンは一般的に動作可能電圧が定められており、バッテリの充電量が動作可能電圧を下回るような極めて低い状態では動作することができない。また、充電を開始しても、充電開始時からしばらくの間は受電した電力が全てバッテリに取り込まれるためバッテリの電圧は低いままである。従って、マイコンの動作による近距離無線通信を用いて非接触充電の制御を行う給電システムでは、バッテリの充電量が０もしくは極めて低い状態から非接触充電を行うことができないという問題があった。

この問題を解決するため、情報通信を制御するＣＰＵ（マイコン）とは別に、無線充電を制御するＣＰＵを受電装置に設けた無線電力伝送システムが考えられた（例えば、特許文献１）。また、通信規格に違反しない最小限の通信プロトコルを用いることにより、ＣＰＵの動作を前提としない方法で充電を行う無線給電システムが考えられた。

特開２０１５−３３２４６号公報

上記従来技術のように複数のＣＰＵ（マイコン）を設ける場合、ＣＰＵ自体の増加に加えてそのマイコンを動作させるためのプログラムＲＯＭやデータＲＡＭがさらに必要となり、コストやチップサイズが増大してしまう。

また、最低限のプロトコルを用いて充電を行う場合、近距離無線通信による非接触充電の最高能力が使用できず、充電に長時間が必要になるという問題があった。

上記課題を解決するため、本発明は、装置規模を抑えつつ、バッテリ電圧が極めて低い状態から短時間で充電を行うことが可能な給電システムを提供することを目的とする。

本発明に係る受電装置は、受電コイルを有し、送電装置の送電コイルと前記受電コイルとの間で情報パケットの送受信と前記送電コイルからの非接触での電力の受電とを切り替えつつ、受電電力に基づいてバッテリを充電する受電装置であって、前記バッテリの状況を示す状況パラメータと前記送電装置に送電を要求する電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記送電装置に送信する通信手段と、前記電力の受電を行い、前記受電電力によって前記バッテリを充電する受電手段と、前記受電コイルと前記通信手段及び前記受電手段との間の接続を切り替える切替手段と、を有し、前記通信手段は、前記バッテリの電圧値を判定する判定手段と、前記バッテリの電圧値が電圧閾値以上である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを前記バッテリの電圧値に応じた値に設定し、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値未満である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを固定値に設定する受電制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る送電装置は、送電コイルを有し、受電コイルを有する受電装置との間で情報パケットの送受信と非接触での送電とを切り替えつつ実行する送電装置であって、前記受電装置のバッテリの状況を示す状況パラメータと前記受電装置が送電を要求する電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記受電装置から受信し、前記状況パラメータ及び前記要求パラメータに基づいて送電パラメータを設定する通信手段と、前記送電パラメータに従って送電する送電手段と、前記送電コイルと前記通信手段及び前記送電手段との間の接続を切り替える切替手段と、を有し、前記通信手段は、前記送電手段による１回毎の送電時間を積算して積算値を得る積算手段を有し、前記送電手段は、前記通信手段が同じ値を有する前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを前記受電装置から複数回受信し且つ前記積算値が設定値以上となった場合、前記送電を停止することを特徴とする。

また、本発明に係る給電システムは、送電コイルを有する送電装置と受電コイルを有する受電装置とを含み、前記送電コイルと前記受電コイルとの間で情報パケットの送受信と非接触での電力の伝送とを切り替えつつ実行する給電システムであって、前記受電装置は、バッテリの状況を示す状況パラメータと前記送電装置に要求する送電の電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記送電装置に送信する受電側通信手段と、前記送電装置から電力を受電して前記バッテリを充電する受電手段と、前記受電コイルと前記通信手段及び前記受電手段との間の接続を切り替える受電側切替手段と、を有し、前記送電装置は、前記状況パラメータと前記要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記受電装置から受信し、前記状況パラメータ及び前記要求パラメータに基づいて送電パラメータを設定する送電側通信手段と、前記送電パラメータに従って送電を行う送電手段と、前記送電コイルと前記通信手段及び前記送電手段との間の接続を切り替える送電側切替手段と、を有し、前記受電装置の前記受電側通信手段は、前記バッテリの電圧値を判定する判定手段と、前記バッテリの電圧値が電圧閾値以上である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを前記バッテリの電圧値に応じた値に設定し、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値未満である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを固定値に設定する受電制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る受電方法は、受電コイルと通信手段と受電手段と切替手段とを有し、送電装置の送電コイルと前記受電コイルとの間で情報パケットの送受信と前記送電コイルからの非接触での電力の受電とを切り替えつつ実行し、受電電力に基づいてバッテリを充電する受電装置における受電方法であって、前記通信手段は、前記バッテリの電圧値を判定するステップと、前記バッテリの電圧値が電圧閾値以上である場合には前記バッテリの状況を示す状況パラメータと前記送電装置に要求する送電の電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを前記バッテリの電圧値に応じた値に設定し、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値未満である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを固定値に設定するステップと、前記状況パラメータと前記要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記送電装置に送信するステップと、を実行し、前記切替手段は、前記通信手段が前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを送信した後、前記受電コイルを前記受電手段に接続するステップと、前記送電装置からの受電の終了後、前記受電コイルを前記通信手段に接続するステップと、を実行することを特徴とする。

本発明によれば、装置規模の増大を抑えつつ、バッテリ電圧が極めて低い状態から短時間で充電を行うことが可能となる。

給電システムの構成を示すブロック図である。送電装置のＮＦＣ通信モジュールの構成を示すブロック図である。電力伝送時の信号の概要を示す図である。受電装置のＮＦＣ通信モジュールの構成を示すブロック図である。送電装置及び受電装置の動作を示すシーケンス図である。簡易型送電時の送電装置及び受電装置の動作を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の給電システム１００の構成を示すブロック図である。給電システム１００は、送電装置１０及び受電装置２０から構成されている。送電装置１０は送電コイルＴＣを有し、受電装置２０は受電コイルＲＣを有する。

送電装置１０及び受電装置２０は、送電コイルＴＣと受電コイルＲＣとの間で、例えば１３．５６ＭＨｚの電磁波を利用して近距離無線通信（以下、ＮＦＣ（Near Field Communication）とも称する）による情報交換を行う。送電装置１０及び受電装置２０は、この情報交換を例えばＮＦＣのパケット規格の１つであるＴｙｐｅ−Ｆのパケットを用いた情報パケットの送受信により行う。

また、送電装置１０及び受電装置２０は、送電コイルＴＣと受電コイルＲＣとの間で、例えば電磁界共振により非接触で送電及び受電を行う。以下の説明では、送電及び受電を総称して電力伝送とも称する。

電力伝送に用いる信号は情報交換に用いる信号に比べて振幅が大きいため、電力伝送を行っている間は情報交換を行うことができない。そこで、送電装置１０及び受電装置２０は、電力伝送と情報交換とを切り替えつつ実行する。

電力伝送は、電力伝送の設定に関する情報パケットの送受信（例えば、受電装置２０におけるバッテリＢＴの状況を示す状況パラメータの送信）とこれに続く短時間の送電及び受電とが複数回繰り返されることによって行われる。以下の説明では、１回毎の送電における送電時間を単位送電時間と称する。なお、以下に説明する通常充電用受電制御回路４５による要求パラメータの設定において、単位送電時間は受電装置２０のバッテリＢＴの電圧レベルの変化に応じて異なる値に設定されうる。

送電装置１０は、ＮＦＣ通信モジュール１１、ＮＦＣ送電モジュール１２、切替スイッチ１３及び送電コイルＴＣを有する。

ＮＦＣ通信モジュール１１は、送電装置１０に近接する他の装置（本実施例では受電装置２０）との間で、情報パケットの送受信を行う。ＮＦＣ通信モジュール１１は、電力伝送の設定に関する情報パケット（以下、電力伝送パケットと称する）の送受信と、電力伝送パケット以外の通常の情報パケット（以下、通常パケットと称する）の送受信とを行う。

ＮＦＣ通信モジュール１１は、電力伝送パケットとして、受電装置２０のバッテリ状況を確認するための状況確認パケットを送信する。また、ＮＦＣ通信モジュール１１は、状況確認パケットに応じて受電装置２０から送信された、受電装置２０におけるバッテリの状況を示す状況パラメータ（例えば、バッテリの充電率等）と、受電装置２０が送電を要求する電力量及び送電時間（単位送電時間）を示す要求パラメータを受信する。

なお、ＮＦＣ通信モジュール１１は、ＮＦＣ送電モジュール１２による単位送電時間の送電が終わる毎に、状況確認パケットを送信する。これにより、状況確認パケット、状況パラメータ及び要求パラメータの送受信と電力伝送とが交互に行われる。

図２は、ＮＦＣ通信モジュール１１の構成を示すブロック図である。ＮＦＣ通信モジュール１１は、通信回路３１、受電モジュール認証回路３２、送電時間積算回路３３及び送電制御回路３４を有する。

通信回路３１は、周辺の装置に問い合わせを行うポーリングパケット、相手方の装置の認証に用いる認証パケット、相手方の装置がＮＦＣによる給電に対応しているか否かを確認するための能力確認パケット等を相手方の装置（本実施例では、受電装置２０）との間で送受信する。また、通信回路３１は、状況確認パケットを送信し、状況パラメータ及び要求パラメータを受信する。

受電モジュール認証回路３２は、通信回路３１が受信した認証パケットに基づいて、相手方の装置の認証を行う。また、通信回路３１が受信した能力確認パケットに基づいて、相手方の装置がＮＦＣによる給電に対応しているか否かの確認を行う。

送電制御回路３３は、通信回路３１が受信した状況パラメータ及び要求パラメータに基づいて、送電パラメータを設定する。送電パラメータは、例えばＮＦＣ送電モジュール１２が送電を行う際の単位送電時間（１回あたりの送電時間）及び電力量の情報を含む。送電制御回路３３は、設定した送電パラメータに従って、ＮＦＣ送電モジュール１２に送電を行わせる。この際、設定した送電パラメータに従った単位送電時間の送電の後、再び通信回路３１による状況確認パケット、状況パラメータ及び要求パラメータの送受信が行われ、送電制御回路３３は再び送電パラメータを設定する。これにより、ＮＦＣ送電モジュール１２は送電を繰り返し実行するように制御される。

送電時間積算回路３４は、ＮＦＣ送電モジュール１２による単位送電時間を積算して積算値を算出する。

この積算値は、電力伝送時において、受電装置２０のバッテリＢＴについてのエラー判定に用いられる。すなわち、送電制御回路３３は、同じ送電パラメータに従った送電の単位送電時間についての積算値が設定時間を超えているか否かを判定する。積算値が設定時間を超えている場合、受電装置２０のバッテリＢＴにバッテリエラーが生じている（すなわち、充電を行っても電圧レベルが上昇しない）と判定し、送電制御回路３３は、通信回路３１及びＮＦＣ送電モジュール１２を制御して、状況確認パケットの送信及び送電を停止させる。

再び図１参照すると、ＮＦＣ送電モジュール１２は、送電制御回路３３の制御に従い、送電パラメータに従って送電を行う。

切替スイッチ１３は、受電装置２０との間で情報パケットの送受信を行うか受電装置２０に対して送電を行うかに応じて、送電コイルＴＣに接続されるモジュールをＮＦＣ通信モジュール１１とＮＦＣ送電モジュール１２とに切り替える。

図３は、送電装置１０が送電を行う際に送信する信号の概要を示す図である。ＮＦＣ通信モジュール１１の通信回路３１は、まずポーリングパケットを送受信して周辺の装置に問い合わせを行い、受電装置２０の存在を確認する。そして、ＮＦＣ通信モジュール１１は、受電装置２０との間で認証パケット及び能力確認パケットの送受信を行い、受電装置２０との間で近距離無線通信の接続を確立する（図中、「ＮＦＣＬｉｎｋ確立」として示す）。そして、ＮＦＣ通信モジュール１１は、受電装置２０に状況確認パケットを送信し、受電装置２０から状況パラメータ及び要求パラメータを含む電力伝送パケットを受信する（図中、「ＷＰＣ」として示す）。ＮＦＣ通信モジュール１１は、状況パラメータ及び要求パラメータに従って送電パラメータを設定し、ＮＦＣ送電モジュール１２は設定された送電パラメータに従って送電を行う（図中、「ＷＰＴ（１）」として示す）。ＮＦＣ送電モジュール１２は、ＮＦＣ通信モジュール１１により状況確認パケット、状況パラメータ及び要求パラメータの送受信が行われる度に、繰り返し送電を行う（図中、「ＷＰＴ（２）」「ＷＰＴ（３）」として示す）。

再び図１を参照すると、受電装置２０は、ＮＦＣ通信モジュール２１、ＮＦＣ受電モジュール２２、切替スイッチ２３、受電コイルＲＣ及びバッテリＢＴを有する。

ＮＦＣ通信モジュール２１は、受電装置２０に近接する他の装置（本実施例では送電装置１０）との間で、情報パケットの送受信を行う。ＮＦＣ通信モジュール２１は、通常パケットの送受信を行うほか、電力伝送パケットの送受信を行う。

図４は、ＮＦＣ通信モジュール２１の構成を示すブロック図である。ＮＦＣ通信モジュール２１は、通信回路４１、バッテリ電圧判定回路４２、受電制御回路４３及びＣＰＵ４４を含む。

通信回路４１は、ポーリングパケット、認証パケット、能力確認パケット等の送受信を行う。また、通信回路４１は、状況確認パケットを受信し、これに応じて状況パラメータ及び要求パラメータを送信する。

バッテリ電圧判定回路４２は、バッテリＢＴの電圧レベルを判定し、判定結果を受電制御回路４３に供給する。

ＣＰＵ４４は、ＮＦＣ通信モジュール２１の各部の動作の制御を行う。また、ＣＰＵ４４は、通常充電用受電制御回路４５による通信動作の制御を行う。

受電制御回路４３は、状況パラメータ及び要求パラメータを設定し、これらを通信回路４１を介して送信することにより、ＮＦＣ受電モジュール２２が送電装置１０から受電する電力の制御（すなわち、受電制御）を行う。受電制御回路４３は、通常充電用受電制御回路４５、簡易充電用受電制御回路４６及び受電切替スイッチ４７を含む。

通常充電用受電制御回路４５は、ＣＰＵ４４の制御に従って状況パラメータ及び要求パラメータを設定する。例えば、通常充電用受電制御回路４５は、バッテリ電圧判定回路４２が判定したバッテリＢＴの電圧レベルに応じて、充電を効率的に実行するために必要な電力量及び送電時間を算出し、要求パラメータを設定する。例えば、単位送電時間はバッテリＢＴの電圧レベルが変化するにつれて、異なる時間に設定される。また、通常充電用受電制御回路４５は、バッテリ電圧判定回路４２が判定したバッテリＢＴの電圧レベルに基づいてバッテリの充電率を算出し、状況パラメータとして設定する。

一方、簡易充電用受電制御回路４６は、状況パラメータ及び要求パラメータを固定値に設定する。すなわち、簡易充電用受電制御回路４６は、通常充電用受電制御回路４５のように状況パラメータ及び要求パラメータをバッテリＢＴの電圧レベルに応じた値に設定するのではなく、予め定められた所定の値に設定する。これにより、要求パラメータは、バッテリＢＴの電圧レベルが変化した場合であっても、同じ電力量及び同じ単位送電時間を示す値に設定される。簡易充電用受電制御回路４６は、ハードウェアで動作を行い、ＣＰＵ４４による制御を前提としないため、バッテリＢＴの電圧レベルが極めて低く、ＣＰＵ４４が動作できないような状況下であっても、状況パラメータ及び要求パラメータを設定することが可能である。

受電切替スイッチ４７は、バッテリ電圧判定回路４２が判定したバッテリＢＴの電圧レベルが所定の電圧閾値以上か否かに応じて、通信回路４１と通常充電用受電制御回路４５及び簡易充電用受電制御回路４６との間の接続を切り替える。具体的には、受電切替スイッチ４７は、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値以上である場合、通信回路４１と通常充電用受電制御回路４５とを接続する。一方、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値未満である場合、受電切替スイッチ４７は、通信回路４１と簡易充電用受電制御回路４６とを接続する。

電圧閾値は、ＣＰＵ４４の動作電圧の下限値（以下、動作可能電圧と称する）に基づいて定められる。すなわち、バッテリＢＴの電圧値がＣＰＵ４４の動作可能電圧以上である場合、ＣＰＵ４４は動作可能な状態にあるため、通常充電用受電制御回路４５はＣＰＵ４４の制御に従って、バッテリＢＴの電圧レベルに応じて要求パラメータを設定することが可能である。従って、受電制御回路４３は、通信回路４１と通常充電用受電制御回路４５とを接続することにより、状況パラメータ及び要求パラメータをバッテリＢＴの電圧レベルに応じた値に設定する。

これに対し、バッテリＢＴの電圧値がＣＰＵ４４の動作可能電圧を下回っている場合、ＣＰＵ４４は動作不可能な状態にあるため、通常充電用受電制御回路４５はＣＰＵ４４の制御に従って要求パラメータを設定することができない。従って、受電制御回路４３は、通信回路４１と簡易充電用受電制御回路４６とを接続することにより、状況パラメータ及び要求パラメータを固定値に設定する。

再び図１を参照すると、ＮＦＣ受電モジュール２２は、送電装置１０から送電された電力を受電し、バッテリＢＴを充電する。

切替スイッチ２３は、送電装置１０との間で情報パケットの送受信を行うか送電装置１０から送電された電力を受電するかに応じて、受電コイルＲＣに接続されるモジュールをＮＦＣ通信モジュール２１とＮＦＣ受電モジュール２２とに切り替える。

次に、送電装置１０及び受電装置２０の動作について、図５のシーケンス図を参照して説明する。

まず、送電装置１０及び受電装置２０は、互いにポーリングパケットを送受信することにより、ポーリングを行う（ステップＳ１０１）。

送電装置１０及び受電装置２０は、互いに認証パケットを送受信し、相手方装置の認証を行う（ステップＳ１０２）。

送電装置１０及び受電装置２０は、互いに能力確認パケットを送受信し、相手方装置がＮＦＣによる給電に対応しているか否かを確認する（ステップＳ１０３）。

以上の動作により、送電装置１０と受電装置２０との間の接続が確立される。

次に、送電装置１０は、受電装置１０のバッテリ状況を確認するための状況確認パケットを送信する（ステップＳ１０４）。

受電装置２０は、送電装置１０から送信された状況確認パケットに応じて、状況パラメータ及び要求パラメータを送信する（ステップＳ１０５）。上記の通り、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値未満である場合、受電装置２０は、固定値を有する状況パラメータ及び要求パラメータを送信する。一方、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値以上である場合、受電装置２０は、バッテリＢＴの電圧レベルに応じた状況パラメータ及び要求パラメータを送信する。

送電装置１０は、状況パラメータ及び要求パラメータを受信し、これらに基づいて送電パラメータを設定する（ステップＳ１０６）。

送電装置１０は、設定した送電パラメータに従って送電する。受電装置２０は、電力を受電してバッテリＢＴを充電する（ステップＳ１０７）。

以降、ステップＳ１０４〜１０７の動作（図中、ステップＳ２００として示す）を繰り返す。

次に、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値未満の場合における送電装置１０及び受電装置２０の動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の説明では、図５のＳ１０１〜１０３に対応する動作については省略し、Ｓ２００に対応する動作について説明する。

送電装置１０は、状況確認パケットを送信する（ステップＳ２０１）。

受電装置２０は、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値未満であるため、状況パラメータ及び要求パラメータを固定値に設定し、当該固定値を有する状況パラメータ及び要求パラメータを送電装置１０に送信する（ステップＳ２０２）。

送電装置１０は、状況パラメータ及び要求パラメータを受信し、これらに基づいて送電パラメータを設定する。状況パラメータ及び要求パラメータが固定値であるため、送電パラメータも固定値に設定される（ステップＳ２０３）。

送電装置１０は、設定した送電パラメータに従って、送電する。受電装置２０は、電力を受電してバッテリＢＴを充電する。送電パラメータが固定値に設定されているため、これに応じた送電装置１０は、これに応じた固定値での送電（すなわち、簡易型の送電）を行う（ステップＳ２０４）。

送電装置１０は、送電積算時間が設定時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０５）。設定時間を超えたと判定すると、バッテリエラーが生じていると判断し、動作を停止（エラーストップ）する。

一方、送電積算時間が設定時間を超えていないと判定すると、送電装置１０は、再び状況確認パケットを送信する（ステップＳ２０６）。

受電装置２０は、バッテリＢＴの電圧レベルを確認し（ステップＳ２０７）、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値以上であるか否か、すなわちＣＰＵ４４の動作可能電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。電圧閾値未満であると判定すると、ステップＳ２０２に戻り、受電装置２０は、再び固定値を有する状況パラメータ及び要求パラメータの送信を行う。

一方、バッテリＢＴの電圧レベルが電圧閾値以上である（ＣＰＵ４４の動作可能電圧以上である）と判定すると、受電装置２０は、状況パラメータ及び要求パラメータの送信を停止する。

送電装置１０は、ステップＳ２０６で送信した状況確認パケットに対する受電装置２０からの応答がないため、タイムアウトとなる。

これにより、図５のステップＳ２０２に相当する動作が停止される。送電装置１０及び受電装置２０は、図５のステップＳ１０２に戻って、再び認証パケットの送受信を行う。この時点で受電装置２０のバッテリＢＴの電圧レベルはＣＰＵ４４の動作電圧以上となっているため、以降はバッテリＢＴの電圧レベルに応じた状況パラメータ及び要求パラメータの送受信と電力伝送とが行われる。

以上のように、本発明の給電システムでは、受電装置がバッテリの電圧レベルを判定し、バッテリの電圧レベルがＣＰＵの動作可能電圧未満である場合には、状況及び要求パラメータを固定値に設定して、送電装置に送信する。送電装置は、送電パラメータを固定値に設定して、送電を行う。従って、ＣＰＵの動作によらない充電（簡易充電）を行うことができるため、バッテリ電圧が極めて低い状態から充電を行うことが可能となる。

また、受電装置のバッテリの電圧レベルがＣＰＵの動作可能電圧未満である状態からＣＰＵの動作可能電圧以上である状態に変化した場合には、受電装置が状況及び要求パラメータの送信を停止する。これにより、送電装置の処理がタイムアウトとなり、受電装置のバッテリの電圧レベルがＣＰＵの動作可能電圧以上である状態から、再び一連の処理が開始される。従って、バッテリの電圧レベルが極めて低い状態から簡易充電を開始した場合であっても、途中からバッテリの電圧レベルに応じた通常の充電を行うことができるため、バッテリ電圧が極めて低い状態から短時間で充電を行うことが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施例では、送電装置１０及び受電装置２０がＴｙｐｅ−Ｆのパケットを用いて情報パケットの送受信を行う例について説明した。しかし、他のＮＦＣの通信規格に従って情報パケットの送受信を行っても良い。

また、上記実施例では、電磁界共振により電力伝送を行う例について説明した。しかし、電力伝送の方式はこれに限られず、電磁誘導方式等の他の方式により電力伝送を行うものであっても良い。

また、上記実施例では、電圧閾値がＣＰＵ４４の動作電圧の下限値（動作可能電圧）である場合を例として説明した。しかし、動作電圧の下限値＋αの電圧値を電圧閾値として設定しても良い。これにより、いったんバッテリの電圧レベルがいったん電圧閾値を超え、その後、短時間の後に電圧レベルが少し低下した場合であっても、ＣＰＵ４４の動作電圧の下限値以上である状態を保つことができる。

１０送電装置
１１ＮＦＣ通信モジュール
１２ＮＦＣ送電モジュール
１３切替スイッチ
２０受電装置
２１ＮＦＣ通信モジュール
２２ＮＦＣ受電モジュール
２３切替スイッチ
３１通信回路
３２受電モジュール認証回路
３３送電制御回路
３４送電時間積算回路
４１通信回路
４２バッテリ電圧判定回路
４３受電制御回路
４４ＣＰＵ
４５通常充電用受電制御回路
４６簡易充電用受電制御回路
４７受電切替スイッチ

Claims

受電コイルを有し、送電装置の送電コイルと前記受電コイルとの間で情報パケットの送受信と前記送電コイルからの非接触での電力の受電とを切り替えつつ、受電電力に基づいてバッテリを充電する受電装置であって、
前記バッテリの状況を示す状況パラメータと前記送電装置に送電を要求する電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記送電装置に送信する通信手段と、
前記電力の受電を行い、前記受電電力によって前記バッテリを充電する受電手段と、
前記受電コイルと前記通信手段及び前記受電手段との間の接続を切り替える切替手段と、
を有し、
前記通信手段は、
前記バッテリの電圧値を判定する判定手段と、
前記バッテリの電圧値が電圧閾値以上である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを前記バッテリの電圧値に応じた値に設定し、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値未満である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを固定値に設定する受電制御手段と、
を有する
ことを特徴とする受電装置。
前記通信手段は、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値未満である状態で前記バッテリの充電が開始された後、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値以上となった場合、前記状況パラメータ及び前記要求パラメータの送信を停止することを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
送電コイルを有し、受電コイルを有する受電装置との間で情報パケットの送受信と非接触での送電とを切り替えつつ実行する送電装置であって、
前記受電装置のバッテリの状況を示す状況パラメータと前記受電装置が送電を要求する電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記受電装置から受信し、前記状況パラメータ及び前記要求パラメータに基づいて送電パラメータを設定する通信手段と、
前記送電パラメータに従って送電する送電手段と、
前記送電コイルと前記通信手段及び前記送電手段との間の接続を切り替える切替手段と、
を有し、
前記通信手段は、前記送電手段による１回毎の送電時間を積算して積算値を得る積算手段を有し、
前記送電手段は、前記通信手段が同じ値を有する前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを前記受電装置から複数回受信し且つ前記積算値が設定値以上となった場合、前記送電を停止する
ことを特徴とする送電装置。
送電コイルを有する送電装置と受電コイルを有する受電装置とを含み、前記送電コイルと前記受電コイルとの間で情報パケットの送受信と非接触での電力の伝送とを切り替えつつ実行する給電システムであって、
前記受電装置は、
バッテリの状況を示す状況パラメータと前記送電装置に要求する送電の電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記送電装置に送信する受電側通信手段と、
前記送電装置から電力を受電して前記バッテリを充電する受電手段と、
前記受電コイルと前記通信手段及び前記受電手段との間の接続を切り替える受電側切替手段と、
を有し、
前記送電装置は、
前記状況パラメータと前記要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記受電装置から受信し、前記状況パラメータ及び前記要求パラメータに基づいて送電パラメータを設定する送電側通信手段と、
前記送電パラメータに従って送電を行う送電手段と、
前記送電コイルと前記通信手段及び前記送電手段との間の接続を切り替える送電側切替手段と、
を有し、
前記受電装置の前記受電側通信手段は、
前記バッテリの電圧値を判定する判定手段と、
前記バッテリの電圧値が電圧閾値以上である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを前記バッテリの電圧値に応じた値に設定し、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値未満である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを固定値に設定する受電制御手段と、
を有することを特徴とする給電システム。
受電コイルと通信手段と受電手段と切替手段とを有し、送電装置の送電コイルと前記受電コイルとの間で情報パケットの送受信と前記送電コイルからの非接触での電力の受電とを切り替えつつ実行し、受電電力に基づいてバッテリを充電する受電装置における受電方法であって、
前記通信手段は、
前記バッテリの電圧値を判定するステップと、
前記バッテリの電圧値が電圧閾値以上である場合には前記バッテリの状況を示す状況パラメータと前記送電装置に要求する送電の電力量及び送電時間を示す要求パラメータとを前記バッテリの電圧値に応じた値に設定し、前記バッテリの電圧値が前記電圧閾値未満である場合には前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを固定値に設定するステップと、
前記状況パラメータと前記要求パラメータとを含む前記情報パケットを前記送電装置に送信するステップと、
を実行し、
前記切替手段は、
前記通信手段が前記状況パラメータ及び前記要求パラメータを送信した後、前記受電コイルを前記受電手段に接続するステップと、
前記送電装置からの受電の終了後、前記受電コイルを前記通信手段に接続するステップと、
を実行することを特徴とする受電方法。