JP6880546B2 - 制御装置、受電装置、電子機器及び無接点電力伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、受電装置、電子機器及び無接点電力伝送システム等に関する。

近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、家庭用機器や携帯端末や電気自動車などの電子機器の給電が提案されている。

無接点電力伝送の従来技術としては、例えば特許文献１に開示される技術がある。この従来技術では、受電装置の着地を待つ待機期間において、送電装置は受電装置に対して間欠的に電力を送電する。そして、この着地検出用の間欠送電の期間において、通常送電時よりも受電装置への送電電力を低下させる手法を採用している。

特開２０１０−２１３４１４号公報

無接点電力伝送システムにおいて、送電装置と受電装置の距離（１次コイルと２次コイルの距離）が離れている場合に、適切な着地検出を実現するためには、送電装置の送電の駆動電圧（１次コイル駆動電圧）を高く設定する必要がある。

しかしながら、駆動電圧を高く設定すると、その状態で送電装置と受電装置の距離が近づいた場合に、受電装置の受電部の出力電圧が許容電圧よりも高くなり、受電装置の回路に不具合が発生してしまうおそれがある。具体的には、整流電圧である出力電圧が高くなって、回路を構成するトランジスターの耐圧を超えてしまう耐圧異常等が発生してしまう。このため、広い距離範囲での着地検出を実現できないという課題がある。

本発明の幾つかの態様によれば、広い距離範囲での着地検出等を実現しながら回路の不具合発生等を抑制できる制御装置、受電装置、電子機器及び無接点電力伝送システム等を提供できる。

本発明の一態様は、送電装置から無接点電力伝送で電力を受電する受電装置に使用される制御装置であって、受電部が受電した電力に基づいて、負荷に対して電力を供給する電力供給部と、前記送電装置に対して通信データを送信する通信を行う通信部と、前記電力供給部と前記通信部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなった場合に、前記通信部の前記通信を開始させ、前記通信を開始させた後、前記受電部の前記出力電圧が前記第１の電圧とは異なる第２の電圧よりも高くなった場合に、前記電力供給部の前記負荷への電力供給を開始させる制御装置に関係する。

本発明の一態様では、送電装置からの電力が受電部により受電され、受電した電力に基づいて負荷への電力供給が行われる。そして受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなった場合に、通信部の通信が開始し、送電装置に通信データが送信される。また第１の電圧とは異なる第２の電圧が用意され、通信を開始させた後、受電部の出力電圧が第２の電圧よりも高くなった場合に、電力供給部による負荷への電力供給が開始する。このように本発明の一態様では、通信開始電圧である第１の電圧と、電力供給開始電圧である第２の電圧とが、別個の電圧として用意され、これらの第１、第２の電圧を用いて、通信開始の判断と、電力供給開始の判断とを、個別に行うことが可能になる。これにより、広い距離範囲での着地検出等を実現しながら、受電側の回路の不具合の発生を抑制することなどが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部によって前記通信を開始した前記通信部は、送電電力設定情報を前記通信データとして前記送電装置に送信し、前記制御部は、前記送電電力設定情報に基づく前記送電装置の電力制御により、前記受電部の前記出力電圧が前記第２の電圧よりも高くなった場合に、前記電力供給部の前記負荷への電力供給を開始させてもよい。

このようにすれば、受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなることで、通信が開始すると、送電装置は、送電電力設定情報を受信して、受信した送電電力設定情報に基づいて、送電電力の制御を行うことが可能になる。そして、この送電電力の制御によって、受電部の出力電圧が第２の電圧よりも高くなると、負荷への電力供給が開始するようになり、広い距離範囲での着地検出等と回路の不具合発生の抑制等を実現できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記送電装置が行う着地検出用の間欠送電により前記受電部の前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高くなった場合に、前記通信部の前記通信を開始させてもよい。

このように着地検出用の間欠送電を行うことで、着地検出の期間での低消費電力化を図れる。そして着地検出用の間欠送電により受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなると、通信が開始して、例えば受電部の出力電圧を変化させる各種の制御を送電装置に行わせることが可能になる。

また本発明の一態様では、前記通信部は、前記受電部の前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高くなった場合に、前記送電装置が着地検出を判断するためのダミーデータを、前記送電装置に送信してもよい。

このようにすれば、受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなると、着地検出用のダミーデータが送電装置に送信される。そして送電装置は、このダミーデータを検出することで、受電側の着地を検出できるようになる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記送電装置が着地検出に成功して前記受電装置に対して応答を行った場合に、前記電力供給部の前記負荷への電力供給を許可してもよい。

このようにすれば、着地検出に成功した送電装置が、受電装置に対して応答を行うことで、着地検出の成功を受電側の制御装置に伝えることができる。そして受電側の制御装置は、このような応答が送電装置により行われたことを条件に、負荷への電力供給を開始できるようになる。

また本発明の一態様では、前記通信部は、負荷変調により前記通信データを送信する負荷変調部であり、前記負荷変調部は、前記受電部の前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高くなって着地が検出された場合に、前記負荷変調を開始し、取り去りが検出された場合に、前記負荷変調を停止してもよい。

このようにすれば、出力電圧が第１の電圧よりも高くなって着地が検出された場合に、負荷変調により送電装置に対して各種の情報を送信して、送電装置に各種の処理や制御を行わせることが可能になる。そして、取り去りが検出された場合に、負荷変調を停止することで、負荷変調の継続を条件にして送電装置に通常送電を継続させることなどが可能になる。

また本発明の一態様では、前記通信部は、負荷変調により前記通信データを送信する負荷変調部であり、前記負荷変調部は、前記送電装置に送信する前記通信データの第１の論理レベルについては、負荷変調パターンが第１のパターンとなる負荷変調を行い、前記送電装置に送信する前記通信データの第２の論理レベルについては、負荷変調パターンが前記第１のパターンとは異なる第２のパターンとなる負荷変調を行ってもよい。

このようにすれば、例えば通信データの第１、第２の論理レベルを、負荷変調の第１、第２の負荷状態に対応させて通信する手法に比べて、負荷変調による負荷変動についての検出感度や検出のノイズ耐性の向上を図れるようになる。

また本発明の一態様では、前記負荷は、バッテリーと、前記バッテリーの電力供給対象と、を含み、前記電力供給部は、前記受電部が受電した電力に基づいて、前記バッテリーを充電する充電部と、前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を前記電力供給対象に対して供給する放電部と、を含んでもよい。

このようにすれば、送電装置から受電した電力に基づいてバッテリーの充電を行うと共に、バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する放電動作を行って、電力供給対象を動作させることが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、着地が検出された場合に、前記放電部の前記放電動作を停止し、取り去り期間において、前記放電部に前記放電動作を行わせてもよい。

このように、着地が検出された場合に、放電動作が停止することで、無駄な電力の消費を抑制でき、省電力化を図れるようになる。そして取り去り期間において、放電部の放電動作を行わせて、バッテリーからの電力を電力供給対象に供給することで、電力供給対象を動作させることが可能になる。

また本発明の一態様では、前記第１の電圧が前記第２の電圧よりも低い電圧に設定されていてもよい。

但し、第１の電圧と第２の電圧の関係はこのような電圧関係には限定されない。

また本発明の一態様では、前記第１の電圧の電圧情報を記憶する記憶部を含み、前記制御部は、前記記憶部に記憶される前記電圧情報に基づいて、前記受電部の前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高くなったか否かを判断してもよい。

このようにすれば、記憶部に記憶される第１の電圧の電圧情報を異ならせることで、無接点電力伝送の状況に応じて第１の電圧を様々な電圧に設定できるようになる。

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の制御装置を含む受電装置に関係する。

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の制御装置を含む電子機器に関係する。

また本発明の他の態様は、送電装置と受電装置とを含む無接点電力伝送システムであって、前記送電装置は、前記受電装置に電力を送電し、前記受電装置は、前記送電装置からの電力を受電する受電部が受電した電力に基づいて、負荷に対して電力を供給すると共に、前記送電装置に対して通信データを送信する通信を行い、前記受電装置は、前記受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高い場合に、前記通信を開始し前記送電装置は、前記通信を開始した前記受電装置から、送電電力設定情報を前記通信データとして受信し、前記送電電力設定情報に基づいて送電電力の制御を行い、前記受電装置は、前記送電装置の送電電力の制御により前記受電部の前記出力電圧が、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧よりも高くなった場合に、前記負荷への電力供給を開始する無接点電力伝送システムに関係する。

本発明の他の態様によれば、受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなると、受電装置から送電装置に送電電力設定情報が送信され、送電装置は、受信した送電電力設定情報に基づいて、送電電力の制御を行うようになる。そして、この送電電力の制御により、受電部の出力電圧が第２の電圧よりも高くなると、負荷への電力供給が開始するようになる。これにより、広い距離範囲での着地検出等を実現しながら回路の不具合発生を抑制できる無接点電力伝送システムの提供が可能になる。

図１Ａ、図１Ｂは本実施形態の無接点電力伝送システムの説明図。 本実施形態の制御装置、送電装置、受電装置の構成例。 図３Ａ〜図３Ｃは着地検出の問題点の説明図。 本実施形態の手法を説明するフロー図。 第１の電圧、第２の電圧、動作下限電圧の電圧関係の説明図。 記憶部に記憶される電圧情報の説明図。 送電装置の応答手法の説明図。 本実施形態の制御装置、送電装置、受電装置の詳細な構成例。 無接点電力伝送システムの動作シーケンスの一例の説明図。 着地検出時の動作シーケンスを説明する信号波形図。 取り去り時の動作シーケンスを説明する信号波形図。 取り去り時の動作シーケンスを説明する信号波形図。 負荷変調による通信手法の説明図。 送電側の通信部の構成例。 受電側の通信構成の説明図。 通信時のノイズに起因する問題点の説明図。 本実施形態の通信手法の説明図。 本実施形態の通信手法の説明図。 図１９Ａ、図１９Ｂは通信データのフォーマットの例。 図２０Ａ、図２０Ｂは電力制御手法の説明図。 受電部、充電部の詳細な構成例。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．電子機器
図１Ａに本実施形態の無接点電力伝送システムの一例を示す。充電器５００（電子機器の１つ）は送電装置１０を有する。電子機器５１０は受電装置４０を有する。また電子機器５１０は、操作用のスイッチ部５１４（広義には操作部）やバッテリー９０を有する。なお図１Ａではバッテリー９０を模式的に示しているが、このバッテリー９０は実際には電子機器５１０に内蔵されている。図１Ａの送電装置１０と受電装置４０により本実施形態の無接点電力伝送システムが構成される。

充電器５００には、電源アダプター５０２を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、電子機器５１０のバッテリー９０を充電し、電子機器５１０内のデバイスを動作させることができる。

なお充電器５００の電源は、ＵＳＢ（ＵＳＢケーブル）による電源であってもよい。また、本実施形態が適用される電子機器５１０としては種々の機器を想定できる。例えば補聴器、腕時計、生体情報の測定装置（脈波等を測定するウェアラブル機器）、携帯情報端末（スマートフォン、携帯電話機等）、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピューター、ハンディターミナル、車載用機器、ハイブリッド車、電気自動車、電動バイク、或いは電動自転車などの種々の電子機器を想定できる。例えば本実施形態の制御装置（受電装置等）は、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばモーターやエンジン等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器（車載機器）を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。

図１Ｂに模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することなどで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。なお無接点電力伝送の方式としては、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式等の種々の方式を採用できる。

２．送電装置、受電装置、制御装置の構成
図２に本実施形態の制御装置２０、５０及びこれを含む送電装置１０、受電装置４０の構成例を示す。なお、これらの各装置の構成は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素（例えば報知部）を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

図１Ａの充電器５００などの送電側の電子機器は送電装置１０を含む。また受電側の電子機器５１０は受電装置４０と負荷８０を含む。負荷８０は、バッテリー９０、電力供給対象１００を含むことができる。電力供給対象１００は、例えば処理部（ＤＳＰ等）などの各種のデバイスである。そして図２の構成により、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。

送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、制御装置２０を含む。送電部１２は、電力伝送時において所定周波数の交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。送電部１２は、１次コイルＬ１を駆動する送電ドライバーや、送電ドライバーに電源を供給する電源回路（例えば電源電圧制御部）や、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのキャパシター（コンデンサー）を含むことができる。

１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば電力伝送が必要なときには、図１Ａ、図１Ｂに示すように、充電器５００の上に電子機器５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と電子機器５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。

制御装置２０は、送電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。制御装置２０は、制御部２４、通信部３０を含む。なお送電部１２を制御装置２０に内蔵させるなどの変形実施も可能である。

制御部２４は、送電側の制御装置２０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部２４は、送電部１２や通信部３０の制御を行う。具体的には制御部２４は、電力伝送、通信処理等に必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。この制御部２４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。

通信部３０は、受電装置４０との間での通信データの通信処理を行う。例えば通信部３０は、受電装置４０からの通信データを検出して受信するための処理を行う。

受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、制御装置５０を含む。制御装置５０は、受電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、電力供給部５７を含む。また通信部４６、記憶部４８を含むことができる。なお、受電部５２を制御装置５０の外部に設けるなどの変形実施も可能である。

受電部５２は、送電装置１０からの電力を受電する。具体的には受電部５２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流の整流電圧（ＶＣＣ）に変換して、出力する。

電力供給部５７は、受電部５２が受電した電力に基づいて、負荷８０に対して電力を供給する。例えば受電部５２が受電した電力を供給して、バッテリー９０を充電する。或いはバッテリー９０からの電力や、受電部５２が受電した電力を、電力供給対象１００に供給する。電力供給部５７は電力供給スイッチ４２を含む。電力供給スイッチ４２は、受電部５２が受電した電力を、負荷８０に供給するスイッチ（スイッチ素子、スイッチ回路）である。例えば電力供給スイッチ４２は、受電部５２が受電した電力を、負荷８０であるバッテリー９０に供給して、バッテリー９０を充電する。

制御部５４は、受電側の制御装置５０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部５４は、通信部４６、電力供給部５７の制御を行う。また受電部５２や記憶部４８の制御を行うこともできる。制御部５４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。

通信部４６は、送電装置１０に対して通信データを送信する通信を行う。或いは送電装置１０から通信データを受信する通信を行ってもよい。通信部４６の通信は、例えば負荷変調により実現できる。但し、通信部４６の通信方式は負荷変調には限定されない。例えば通信部４６は、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２を用いて負荷変調以外の方式で通信を行ってもよい。或いは、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２とは別のコイルを設け、この別のコイルを用いて負荷変調やそれ以外の通信方式で通信を行ってもよい。或いはＲＦなどの近接無線通信で通信を行ってもよい。

記憶部４８は、各種の情報を記憶する。記憶部４８は例えば不揮発性メモリーにより実現できるが、これに限定されるものではない。例えば不揮発性メモリー以外のメモリー（例えばＲＯＭ）により記憶部４８を実現してもよい。或いは、ヒューズ素子を用いた回路等により記憶部４８を実現してもよい。

負荷８０は、バッテリー９０、電力供給対象１００を含む。但し、これらのいずれか一方が設けられない変形実施も可能である。

バッテリー９０は例えば充電可能な二次電池であり、例えばリチウム電池（リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等）、ニッケル電池（ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等）などである。電力供給対象１００は、例えば、処理部（ＤＳＰ、マイコン）などのデバイス（集積回路装置）であり、受電装置４０を内蔵する電子機器５１０（図１Ａ）に設けられ、例えばバッテリー９０の電力供給対象となるデバイスである。なお、受電部５２が受電した電力を直接に電力供給対象１００に供給してもよい。

そして本実施形態では、送電装置１０から無接点電力伝送で電力を受電する受電装置４０に使用される制御装置５０は、制御部５４と、電力供給部５７と、通信部４６を含む。電力供給部５７は、送電装置１０からの電力を受電する受電部５２が受電した電力に基づいて、負荷８０に対して電力を供給する。例えば電力供給スイッチ４２を介して、負荷８０であるバッテリー９０に電力を供給して、バッテリー９０を充電する。通信部４６は、送電装置１０に対して通信データを送信する通信を行う。例えば負荷変調等の各種の通信方式で、送電装置１０に対して通信データを送信する。制御部５４は、電力供給部５７と通信部４６を制御する。

そして制御部５４は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣ（整流電圧）が第１の電圧よりも高くなった場合に、通信部４６の通信を開始させる。例えば受電部５２の受電により、受電部５２による整流電圧である出力電圧ＶＣＣが上昇した場合に、出力電圧ＶＣＣが第１の電圧に達するまでは、通信部４６は通信を行わず、出力電圧ＶＣＣが第１の電圧よりも高い場合に、通信部４６が送電装置１０に対して通信データを送信する。

そして制御部５４は、通信を開始させた後、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが、上記の第１の電圧とは異なる第２の電圧よりも高くなった場合に、電力供給部５７の負荷８０への電力供給を開始させる。例えば出力電圧ＶＣＣが第１の電圧を超えて、通信部４６が通信を開始した場合にも、電力供給を開始せずに、出力電圧ＶＣＣが第２の電圧よりも高くなった場合に、初めて、電力供給を開始する。例えば電力供給スイッチ４２をオンにして、受電部５２が受電した電力を負荷８０に供給して、バッテリー９０の充電等を行う。

このように本実施形態では、通信部４６の通信が開始する第１の電圧（後述するＶＳＴ）と、負荷８０への電力供給が開始する第２の電圧（後述するＶＣＣＬ）とを異ならせている。そして受電部５２の出力電圧ＶＣＣが、第２の電圧を超えていなくても、第１の電圧よりも高くなった場合には、通信部４６の通信が開始し、送電装置１０に対して通信データが送信される。こうすることで、この通信データを受けた送電装置１０の制御装置２０（制御部２４）は、受電側の出力電圧ＶＣＣを高めるための各種の制御を行うことができる。例えば送電部１２を制御して、送電電力を高めるような制御を行うことができる。こうすることで、出力電圧ＶＣＣが上昇して第２の電圧を超えると、例えば電力供給スイッチ４２がオンになって、受電部５２が受電した電力が負荷８０に供給されるようになる。従って、例えば着地検出時の送電部１２の駆動電圧（送電ドライバの電源電圧）をそれほど高い電圧に設定しなくても、広い距離範囲での着地検出を実現できるようになる。そして着地検出時の駆動電圧を低い電圧に設定できるため、ＶＣＣが高くなることによる回路の不具合の発生を抑制できる。即ち、送電側の駆動電圧が低く設定されることで、受電側の電圧（ＶＣＣ）も低くなり、受電側での過電圧の発生を抑制できるようになる。

ここで、第１の電圧は、通信部４６による通信が可能な電圧である。例えば受電側の通信部４６が通信データを送信したときに、送電側の通信部３０が受電側からの通信データの検出が可能になる電圧である。また第２の電圧は、受電側の回路の動作下限電圧よりも高い電圧である。より具体的には第２の電圧は、バッテリー９０の充電電圧（例えば４．２Ｖ）よりも高い電圧である。例えば第２の電圧は、充電電圧よりも高い充電可能電圧であり、例えばＣＶ充電の場合のＣＶ充電電圧よりも高い電圧（例えば＋０．６Ｖ）である。

また制御部５４によって通信を開始した通信部４６は、送電電力設定情報を通信データとして送電装置１０（制御装置２０）に送信する。送電電力設定情報は、送電側の送電電力を制御するための情報であり、一例としては受電部５２の整流電圧である出力電圧ＶＣＣの情報である。送電側の制御装置２０（制御部２４）は、この送電電力設定情報に基づいて、送電部１２の送電電力を制御する。例えば出力電圧ＶＣＣが高くなると、送電電力を低くし、出力電圧ＶＣＣが低くなると、送電電力を高くするような送電制御を行う。

そして制御部５４は、送電電力設定情報に基づく送電装置１０（制御装置２０）の送電電力の制御により、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第２の電圧よりも高くなった場合に、電力供給部５７による負荷８０への電力供給を開始させる。例えば電力供給スイッチ４２をオンにして、バッテリー９０への充電を開始する。

このようにすれば、例えば着地検出時の送電部１２の駆動電圧が低く設定され、出力電圧ＶＣＣが第２の電圧に達していない場合にも、送電電力設定情報を受信した送電装置１０が、送電電力を高くすることで、出力電圧ＶＣＣが上昇するようになる。そして、出力電圧ＶＣＣが第２の電圧を超えて、適正な電圧になった場合に、負荷８０への電力供給が開始され、バッテリー９０の充電等が行われるようになる。

また送電装置１０は、着地検出用の間欠送電を行う。例えば送電装置１０（送電部１２）は、通常送電のような連続送電は行わずに、所与の期間毎に間欠的に電力を送電する間欠送電を行って、着地（受電側の電子機器の着地）を検出する。そして制御部５４は、着地検出用の間欠送電により受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧よりも高くなった場合に、通信部４６の通信を開始させる。この通信の結果、出力電圧ＶＣＣが上昇して第２の電圧を超えると、負荷８０への電力供給が開始する。例えば送電電力設定情報を受信した送電装置１０が送電電力を増加させ、これにより出力電圧ＶＣＣが上昇して第２の電圧を超えると、負荷８０への電力供給が開始して、バッテリー９０が充電される。

また通信部４６は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧よりも高くなった場合に、送電装置１０が着地検出を判断するためのダミーデータを、送電装置１０に送信する。送電装置１０は、このダミーデータを用いて、受電側の電子機器５１０（受電装置）が着地したか否かを判断する。例えばダミーデータとしては、全てのビットが所定の論理レベル（例えば論理レベル「０」）となる所定ビット数（例えば６４ビット）のデータを用いることができる。例えばダミーデータがｐビット（例えばｐ＝６４）である場合に、ｐビットのうちｑビット（例えばｑ＝８ビット）が所定の論理レベル（例えば「０」）であることが検出された場合に、送電装置１０は着地が検出されたと判断し、通常送電を開始する。なお、通信方式が負荷変調の場合に、ダミーデータの各ビットの論理レベルは、負荷変調パターン（例えば論理レベル「０」に対応する第２のパターン）で表されることになる。

また制御部５４は、送電装置１０が着地検出（例えばダミーデータの検出）に成功して受電装置４０に対して応答を行った場合に、電力供給部５７の負荷８０への電力供給（バッテリーの充電）を許可する。即ち、着地検出に成功した送電装置１０が受電装置４０に対して応答することが、負荷８０への電力供給の条件になる。

例えば送電装置１０は、送電周波数を変化させることで、上記の応答を行う。例えば、通常時には第１の送電周波数（ｆ１）で送電を行っていたとする。すると、送電装置１０は、着地検出後（ダミーデータの受信後）の所与の応答期間において、送電周波数を第１の送電周波数から第２の送電周波数（ｆ２）に変更する。受電側の制御部５４は、この送電周波数（送電周波数に対応する受電周波数）を測定し、応答期間に対応する測定期間において送電周波数の変化を検出することで、送電装置１０の応答を検出する。例えば、送電周波数が第１の送電周波数（ｆ１）から第２の送電周波数（ｆ２）に変化していることが、当該測定期間において検出された場合に、送電装置１０からの応答があったと判断する。そして、このような応答があったことを条件に、負荷８０への電力供給（バッテリー９０の充電）を許可する。

また、通信開始電圧である第１の電圧は、電力供給開始電圧である第２の電圧よりも低い電圧に設定される。但し本実施形態はこれに限定されず、第１の電圧が第２の電圧よりも高い電圧に設定されていてもよい。

また記憶部４８は、第１の電圧の電圧情報を記憶する。記憶部４８は、例えば不揮発性メモリーなどのメモリーにより実現できる。制御部５４は、記憶部４８に記憶される電圧情報（第１の電圧の情報）に基づいて、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧よりも高くなったか否かを判断する。こうすることで、記憶部４８に記憶される第１の電圧の電圧情報を異ならせることで、コイル性能等に応じて第１の電圧を様々な電圧に設定できるようになる。

また本実施形態の無接点電力伝送システムは、送電装置１０と受電装置４０を含み、送電装置１０は、受電装置４０に電力を送電し、受電装置４０は、送電装置１０からの電力を受電する受電部５２が受電した電力に基づいて、負荷８０に対して電力を供給すると共に、送電装置１０に対して通信データを送信する通信を行う。そして受電装置４０は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧よりも高くなった場合に、通信を開始する。一方、送電装置１０は、通信を開始した受電装置４０から、送電電力設定情報（例えばＶＣＣの電圧情報）を通信データとして受信し、送電電力設定情報に基づいて送電電力の制御を行う。そして受電装置４０は、送電装置１０の送電電力の制御により受電部５２の出力電圧ＶＣＣが、第１の電圧とは異なる第２の電圧よりも高くなった場合に、負荷８０への電力供給を開始する。

３．本実施形態の手法
無接点電力伝送システムにおいて広い距離範囲での着地検出を実現するためには、送電部１２の駆動電圧（１次コイル駆動電圧）を高くする必要がある。例えば図３Ａでは、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の距離が離れている。このような状況において、受電側の電子機器５１０の充電器５００への着地を適切に検出するためには、送電部１２の駆動電圧を高くする必要がある。

なお１次コイルＬ１から２次コイルＬ２へと向かう方向をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する方向をＸ軸、Ｙ軸とした場合に、図３Ａは、Ｚ軸方向でのＬ１、Ｌ２のコイル間の距離が遠い場合である。なお、図３Ｃは、ＸＹ平面でのＬ１、Ｌ２のコイル間の距離が遠い場合であり、このような場合でも、適切な着地検出を実現するためには、送電部１２の駆動電圧を高くする必要がある。

しかしながら、送電側の駆動電圧を高く設定すると、図３Ｂのようにコイル間の距離が近い場合に、受電電力に基づく電圧が受電装置４０の回路の耐圧を超えてしまい、耐圧異常が生じるリスクがある。例えば受電装置４０の回路（電力供給部、制御部、通信部等）は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣに基づく電源電圧で動作する。従って、送電側の駆動電圧が高くなり、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが耐圧を超える電圧になると、これらの回路を構成するトランジスターに対して過電圧が印加されて、トランジスターの破壊や劣化等の不具合が生じるおそれがある。

そこで本実施形態では、通信開始電圧である第１の電圧と、電力供給開始電圧である第２の電圧とを別個に用意し、これらの第１、第２の電圧を異なる電圧に設定する。そして受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧よりも高い場合に、通信部４６の通信を開始させ、出力電圧ＶＣＣが第２の電圧よりも高い場合に、電力供給部５７の負荷８０への電力供給を開始させる。

なお以下では、負荷８０への電力供給によりバッテリー９０を充電する場合を主に例にとり説明する。この場合には第２の電圧は充電開始電圧になる。具体的には第２の電圧は、バッテリー９０の充電電圧（例えば４．２Ｖ）よりも高い充電可能電圧（例えば４．８Ｖ）である。また以下では、通信開始電圧である第１の電圧を電圧ＶＳＴと記載し、充電開始電圧である第２の電圧を電圧ＶＣＣＬと記載する。また、ＶＣＣを、適宜、整流電圧と記載したり、受電部５２の出力電圧と記載する。

例えば本実施形態の比較例の手法として、整流電圧ＶＣＣが充電開始の電圧ＶＣＣＬよりも高くなった場合にバッテリー９０の充電を開始する制御だけを行い、通信開始の電圧ＶＳＴを設定しない手法が考えられる。

しかしながら、この比較例の手法では、例えば図３Ａのようにコイル間の距離が遠い場合に、バッテリー９０の充電を開始するためには、整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬを超えるように、送電側の駆動電圧を十分に高い電圧にする必要がある。このため、例えば図３Ｂのようにコイル間の距離が近い場合に、上述した耐圧異常の不具合が発生してしまう。

これに対して本実施形態では、電圧ＶＳＴとは別個に電圧ＶＣＣＬを設定している。そして整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴを超えると、送電側への通信を開始し、整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬを超えると、バッテリー９０の充電を開始する手法を採用する。

このようにすれば、例えば図３Ａのようにコイル間の距離が遠い場合に、送電側の駆動電圧をそれほど高くしなくても、整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴに達することで、通信が開始して、受電側から送電側に通信データが送信されるようになる。そして、送電側は、この通信データ（例えばダミーデータ）を受信することで、受電側の着地を検出して、例えば送電電力制御等の制御を開始できるようになる。そして、この送電電力制御等により、整流電圧ＶＣＣが高くなり、ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬを超え、ＶＣＣが充電可能な電圧になると、バッテリー９０の充電が開始するようになる。

従って本実施形態の手法によれば、着地検出の距離範囲を広げるために、送電側の駆動電圧をそれほど高くする必要がなくなり、受電側の耐圧異常等の不具合の発生も抑制できるようになる。この結果、着地検出の距離範囲の拡大と、受電側の耐圧異常等の不具合の発生の抑制とを、両立して実現することが可能になる。

図４は本実施形態の手法を説明するフロー図である。まず送電側は着地検出用の間欠送電を行う（ステップＳ１１）。例えば後述するように第１の期間（ＴＬ１）の間隔毎に第２の期間（ＴＬ２）、送電を行う。

受電側は、この着地検出用の間欠送電により、整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴ（第１の電圧）よりも高くなった場合に、送電側への通信を開始する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。具体的には通信部４６が、送電側が着地検出を判断するためのダミーデータを送信する（ステップＳ２３）。

このダミーデータ（広義には通信データ）を受信した送電側は、ダミーデータの検出により受電側の着地を検出する（ステップＳ１２）。そして、間欠送電とは異なる連続送電の通常送電を開始する（ステップＳ１３）。

受電側は、着地検出用のダミーデータの送信後、送電電力設定情報を送信する（ステップＳ２４）。例えば送電電力設定情報としてＶＣＣの電圧情報を送信する。すると、この送電電力設定情報を受信した送電側は、送電電力設定情報に基づいて送電部１２の送電電力の制御を行う（ステップＳ１４）。

この送電電力の制御により、送電側の駆動電圧（１次コイル電圧）が高くなると、送電電力を受電する受電部５２の整流電圧ＶＣＣも高くなる。例えば、駆動電圧が高くなることで送電信号波形の振幅が大きくなると、受電信号波形の振幅も大きくなり、受電信号波形の整流電圧ＶＣＣも高くなる。そしてＶＣＣがＶＣＣＬよりも高くなると、バッテリー９０の充電が開始する（ステップＳ２５、Ｓ２６）。

本実施形態によれば、図４のステップＳ１１の着地検出用の間欠送電時における送電側の駆動電圧を、それほど高い電圧に設定しなくても済むようになる。例えば図３Ａのようにコイル間の距離が離れており、送電側の駆動電圧がそれほど高い電圧でなくても、図４のステップＳ２１で整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴよりも高くなることで、受電側から送電側への通信が開始する。そして受電側からの通信データ（ダミーデータ）に基づいて（Ｓ２３）、送電側が受電側の着地を検出する（Ｓ１２）。次に受電側からの送電電力設定情報に基づいて（Ｓ２４）、送電側が送電電力を制御することで（Ｓ１４）、受電側の整流電圧ＶＣＣが上昇する。そして整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬよりも高くなることで（Ｓ２５）、バッテリー９０の充電が開始するようになる（Ｓ２６）。従って、本実施形態によれば、広い距離範囲での着地検出と、受電側の耐圧異常の発生の抑制とを、両立して実現することが可能になる。

図５に電圧ＶＳＴ、ＶＣＣＬ、動作下限電圧ＶＬの関係の一例を示す。動作下限電圧ＶＬ（最小動作電圧）は、回路の正常な動作を保証できる電圧であり、例えば受電側の回路（電力供給部、制御部、通信部）の動作に必要な下限となる電源電圧である。この動作下限電圧ＶＬは、例えば回路を構成するＮ型トランジスターの閾値電圧とＰ型トランジスターの閾値電圧の和に相当する電圧（例えば０．９〜１．４Ｖ程度）になる。

通信開始電圧である電圧ＶＳＴや充電開始電圧（電力供給開始電圧）である電圧ＶＣＣＬは、この動作下限電圧ＶＬよりも十分に高い電圧になる。また図５では、電圧ＶＣＣＬ（第２の電圧）は電圧ＶＳＴ（第１の電圧）よりも高い電圧になっている。一例としては、動作下限電圧ＶＬは０．９〜１．４Ｖ程度であり、電圧ＶＳＴは４．５Ｖ程度であり、電圧ＶＣＣＬは４．８Ｖ程度であり、ＶＬ＜ＶＳＴ＜ＶＣＣＬの関係が成り立っている。

なお、本実施形態では、必ずしも、ＶＳＴ＜ＶＣＣＬの関係が成り立たなくてもよい。例えば通信開始時での無接点電力伝送の状態と、充電開始時の無接点電力伝送の状態は異なる。例えば通信開始時には、バッテリー９０への充電（負荷への電力供給）は行われていないため、例えばバッテリー９０に充電電流が流れることによるＶＣＣの電圧低下は発生しない。一方、充電開始時には、バッテリー９０に充電電流が流れることによるＶＣＣの電圧低下が発生する。従って、この電圧低下の影響も考慮して、ＶＳＴ＞ＶＣＣＬとなるように電圧ＶＳＴ、ＶＣＣＬを設定してもよい。

また、通信開始の電圧ＶＳＴの高低は、無接点電力伝送に使用するコイルの性能も影響する。例えばコイル性能が高い場合には、電圧ＶＳＴをそれほど高い電圧に設定しなくても、負荷変調等による受電側と送電側の通信が可能になる。一方、コイル性能が低い場合に、電圧ＶＳＴを低い電圧に設定してしまうと、例えば図３Ａのようにコイル間の距離が遠い場合に、負荷変調等による受電側と送電側の通信が困難になってしまう。従って、使用するコイル性能に応じて電圧ＶＳＴを設定できることが望ましい。

そこで本実施形態では、記憶部４８がＶＳＴ（第１の電圧）の電圧情報を記憶する。例えば不揮発性メモリーで構成される記憶部４８がＶＳＴの電圧情報を記憶する。そして記憶部４８に記憶されるＶＳＴの電圧情報に基づいて、ＶＣＣがＶＳＴよりも高くなったか否かを判断する。これにより、ＶＳＴを、コイル性能等に応じた電圧に設定できるようになる。

例えば図６に、記憶部４８へのＶＳＴの電圧情報の設定例を示す。図６では、ＶＳＴの電圧として、４．５Ｖ、５．０Ｖ、５．５Ｖ、６．０Ｖの設定が可能になっている。例えば電圧情報であるＤＶＳＴ［１：０］の設定により、これらのＶＳＴの電圧を設定する。

そして、コイル性能が高い場合には、ＤＶＳＴ［１：０］＝０に設定して、ＶＳＴ＝４．５Ｖに設定する。この場合にはＶＳＴ＜ＶＣＣＬ（＝４．８Ｖ）の関係が成り立つ。一方、コイル性能がそれほど高くない場合には、ＤＶＳＴ［１：０］＝１、２又は３に設定して、ＶＳＴ＝５Ｖ、５．５Ｖ、６．０Ｖに設定する。この場合にはＶＳＴ＜ＶＣＣＬの関係は成り立たなくなる。但し、例えばＶＳＴ＝５Ｖに設定したとしても、上述したように充電開始時には充電電流が流れることでＶＣＣが低下する。従って、ＶＳＴ＝５．０Ｖで通信が開始した後、充電開始時に、一旦、ＶＣＣが５．０Ｖよりも低い電圧（例えば４．０Ｖ）に低下し、その後に、再度、ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬを超えることで、バッテリー９０の充電が開始することになる。

また本実施形態では、着地検出用の間欠送電により整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴよりも高くなった場合に、通信が開始して、着地検出用のダミーデータが通信データとして受電側から送電側に送信される。送電側はこのダミーデータを検出することで、受電側の着地を検出する。そして、送電側は着地検出に成功すると、受電側に対してその応答を行い、受電側は、送電側が応答を行ったことを条件に、負荷９０への電力供給を開始して、バッテリー９０の充電を開始する。

例えば図７は、送電側の応答手法の一例を説明する図である。例えば送電側は、通常時は送電周波数ｆｃｋ＝ｆ１で送電を行う。受電側は、着地検出用のダミーデータを送信した後に、送電装置１０（充電器）を認証するためのＩＤ情報（認証情報、ＩＤコード）を送電側に送信する。図７では受電側はＩＤ情報を２回送信する。１回目のＩＤ情報をチェックした送電側は、２回目のＩＤ通信期間における応答期間ＴＲＳにおいて、送電周波数ｆｃｋをｆ１からｆ２に変化させることで、ＩＤ情報による認証に対する応答を行う。受電側は、送電側がこのような応答を行った場合に、適正な送電装置１０（充電器）に対して着地したと判断する。これにより簡易的な認証処理が実現される。認証に成功すると、受電側は、ＩＣ番号（ＩＣＮ）や充電実行フラグ（ＣＧＯ）を送電側に送信する。

具体的には図７において、受電側は、１回目のＩＤ通信期間における期間ＴＲＥＦにおいて、送電周波数ｆｃｋ＝ｆ１を検出する。そして期間ＴＲＥＦでのｆｃｋ＝ｆ１をリファレンス周波数として、２回目のＩＤ通信期間における期間ＴＭＳにおいて、送電周波数ｆｃｋ＝ｆ２を検出する。受電側は、期間ＴＭＳにおいて送電周波数ｆｃｋ＝ｆ２が検出された場合に、送電側が応答を行ったと判断する。

例えば受電側の制御装置５０は、２次コイルＬ２の一端に現れるコイル端信号を、例えばヒステリシスタイプのコンパレーターを用いて整形することで、送電信号波形（受電信号波形）に対応する矩形波信号を抽出する。そして抽出された矩形波信号を用いて送電周波数ｆｃｋを測定する。具体的には、受電側の制御装置５０は、発振回路（例えばＣＲ発振回路）を内蔵しており、この発振回路の発振信号に基づき生成されたクロック信号を用いて、送電周期Ｔ＝１／ｆｃｋの長さ（具体的には３２×Ｔ）をカウントする測定を行うことで、送電周波数ｆｃｋ（送電周波数に対応する受電周波数）を測定する。なお送電側の応答は、このような送電周波数の変化による応答には限定されず、例えば送電信号波形のデューティーの変化や振幅の変化による応答であってもよい。

４．送電装置、受電装置、制御装置の詳細な構成例
図８に本実施形態の制御装置２０、５０及びこれを含む送電装置１０、受電装置４０の詳細な構成例を示す。なお図８において図２と同様の構成については詳細な説明を省略する。

図８では、送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバーＤＲ１と、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバーＤＲ２と、電源電圧制御部１４を含む。送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の各々は、例えばパワーＭＯＳトランジスターにより構成されるインバーター回路（バッファー回路）などにより実現される。これらの送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２は、制御装置２０のドライバー制御回路２２により制御（駆動）される。即ち、制御部２４は、ドライバー制御回路２２を介して送電部１２を制御する。

電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の電源電圧ＶＤＲＶを制御する。例えば制御部２４は、受電側から受信した通信データ（送電電力設定情報）に基づいて、電源電圧制御部１４を制御する。これにより、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶが制御されて、例えば送電電力の可変制御等が実現される。この電源電圧制御部１４は、例えばＤＣＤＣコンバーターなどにより実現できる。例えば電源電圧制御部１４は、電源からの電源電圧（例えば５Ｖ）の昇圧動作を行って、送電ドライバー用の電源電圧ＶＤＲＶ（例えば６Ｖ〜１５Ｖ）を生成して、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する。具体的には、送電装置１０から受電装置４０への送電電力を高くする場合には、電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する電源電圧ＶＤＲＶを高くし、送電電力を低くする場合には、電源電圧ＶＤＲＶを低くする。

報知部１６（表示部）は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、光や音や画像などを用いて報知（表示）するものであり、例えばＬＥＤやブザーやＬＣＤなどにより実現できる。

送電側の制御装置２０は、ドライバー制御回路２２、制御部２４、通信部３０、クロック生成回路３７、発振回路３８を含む。ドライバー制御回路２２（プリドライバー）は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を制御する。例えばドライバー制御回路２２は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を構成するトランジスターのゲートに対して制御信号（駆動信号）を出力し、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２により１次コイルＬ１を駆動させる。発振回路３８は、例えば水晶発振回路などにより構成され、１次側のクロック信号を生成する。クロック生成回路３７は、送電周波数（駆動周波数）を規定する駆動クロック信号等を生成する。そしてドライバー制御回路２２は、この駆動クロック信号や制御部２４からの制御信号などに基づいて、所与の周波数（送電周波数）の制御信号を生成し、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に出力して、制御する。

受電側の制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、負荷変調部５６、電力供給部５７、不揮発性メモリー６２、検出部６４を含む。

受電部５２は、複数のトランジスターやダイオードなどにより構成される整流回路５３を含む。整流回路５３は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流の整流電圧ＶＣＣに変換して、出力する。

負荷変調部５６（広義には通信部）は負荷変調を行う。例えば負荷変調部５６は電流源ＩＳを有し、この電流源ＩＳを用いて負荷変調を行う。具体的には、負荷変調部５６は電流源ＩＳ（定電流源）とスイッチ素子ＳＷを有する。電流源ＩＳとスイッチ素子ＳＷは、例えば整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとＧＮＤ（広義には低電位側電源）のノードとの間に直列に設けられる。そして、例えば制御部５４からの制御信号に基づいてスイッチ素子ＳＷがオン又はオフにされ、ノードＮＶＣからＧＮＤに流れる電流源ＩＳの電流（定電流）をオン又はオフにすることで、負荷変調が実現される。

なお、ノードＮＶＣにはキャパシターＣＭの一端が接続される。このキャパシターＣＭは例えば制御装置５０の外付け部品として設けられる。またスイッチ素子ＳＷはＭＯＳのトランジスターなどにより実現できる。このスイッチ素子ＳＷは、電流源ＩＳの回路を構成するトランジスターとして設けられるものであってもよい。また負荷変調部５６は図８の構成に限定されず、例えば電流源ＩＳの代わりとして抵抗を用いるなどの種々の変形実施が可能である。

電力供給部５７は充電部５８と放電部６０を含む。充電部５８はバッテリー９０の充電（充電制御）を行う。例えば充電部５８は、受電部５２からの整流電圧ＶＣＣ（広義には直流電圧）に基づく電圧が供給されて、バッテリー９０を充電する。この充電部５８は、電力供給スイッチ４２とＣＣ充電回路５９を含むことができる。ＣＣ充電回路５９は、バッテリー９０のＣＣ（Constant-Current）充電を行う回路である。

放電部６０はバッテリー９０の放電動作を行う。例えば放電部６０は、バッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する。例えば放電部６０は、バッテリー９０からのバッテリー電圧ＶＢＡＴが供給され、出力電圧ＶＯＵＴを電力供給対象１００に供給する。この放電部６０はチャージポンプ回路６１を含むことができる。チャージポンプ回路６１は、バッテリー電圧ＶＢＡＴを降圧（例えば１／３降圧）して、出力電圧ＶＯＵＴ（ＶＢＡＴ／３）を電力供給対象１００に対して供給する。この放電部６０（チャージポンプ回路）は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴを電源電圧として動作する。

不揮発性メモリー６２（広義には記憶部）は、各種の情報を記憶する不揮発性のメモリーデバイスである。この不揮発性メモリー６２は例えば受電装置４０のステータス情報等の各種の情報を記憶する。不揮発性メモリー６２としては、例えばＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。ＥＥＰＲＯＭとしては例えばＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）型のメモリーを用いることができる。例えばＭＯＮＯＳ型のメモリーを用いたフラッシュメモリーを用いることができる。或いはＥＥＰＲＯＭとして、フローティングゲート型などの他のタイプのメモリーを用いてもよい。

検出部６４は各種の検出処理を行う。例えば検出部６４は、整流電圧ＶＣＣやバッテリー電圧ＶＢＡＴ等を監視して、各種の検出処理を実行する。具体的には検出部６４はＡ／Ｄ変換回路６５を有し、整流電圧ＶＣＣやバッテリー電圧ＶＢＡＴに基づく電圧や、不図示の温度検出部からの温度検出電圧などを、Ａ／Ｄ変換回路６５によりＡ／Ｄ変換し、得られたデジタルのＡ／Ｄ変換値を用いて検出処理を実行する。検出部６４が行う検出処理としては、過放電、過電圧、過電流、或いは温度異常（高温、低温）の検出処理を想定できる。

そして図８では、負荷変調部５６は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧（ＶＳＴ）よりも高くなって着地が検出された場合に、負荷変調を開始し、取り去りが検出された場合に、負荷変調を停止する。具体的には負荷変調部５６は、電子機器５１０の着地が検出された場合に、負荷変調を開始する。送電装置１０（制御部２４）は、例えば受電装置４０（負荷変調部５６）が負荷変調を開始したことを条件に、送電部１２による通常送電を開始させる。そして電子機器５１０の取り去りが検出された場合に、負荷変調部５６は負荷変調を停止する。送電装置１０（制御部２４）は、負荷変調が継続されている間は、送電部１２による通常送電を継続させる。即ち、負荷変調が非検出となった場合に、通常送電を停止させ、例えば着地検出用の間欠送電を送電部１２に行わせる。この場合に受電側の制御部５４は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣに基づいて、着地検出、取り去り検出を行うことができる。

また図８では、図２の通信部４６が、負荷変調により通信データを送信する負荷変調部５６により実現されている。具体的には、負荷変調部５６は、送電装置１０（制御装置２０）に送信する通信データ（通信データのビット）の第１の論理レベル（例えば「１」）については、第１の負荷状態と第２の負荷状態で構成される負荷変調パターンが第１のパターン（第１のビットパターン）となる負荷変調を行う。一方、送電装置１０に送信する通信データ（通信データのビット）の第２の論理レベル（例えば「０」）については、負荷変調パターンが第１のパターンとは異なる第２のパターン（第２のビットパターン）となる負荷変調を行う。

一方、送電側の通信部３０は、負荷変調パターンが第１のパターンである場合には、第１の論理レベルの通信データであると判断し、負荷変調パターンが第２のパターンである場合には、第２の論理レベルの通信データであると判断する。

ここで第１のパターンは、例えば第１の負荷状態の期間の幅が第２のパターンに比べて長くなるパターンである。例えば通信部３０は、第１のパターンにおける第１の負荷状態の期間内に設定された第１のサンプリングポイントから、所与のサンプリング間隔で負荷変調パターンのサンプリングを行って、所与のビット数（例えば１６ビット、６４ビット）の通信データを取り込む。

このような負荷変調パターンを用いた手法によれば、負荷変調による負荷変動についての検出感度や検出のノイズ耐性の向上を図れる。これにより、通信開始電圧（負荷変調開始電圧）である第１の電圧を低い電圧に設定することが可能になる。この結果、広い距離範囲で着地を検出して、通信を開始し、バッテリー９０の充電のための制御（例えば送電電力制御）を送電側に行わせることが可能になる。

また電力供給部５７は、受電部５２が受電した電力に基づいて、バッテリー９０を充電する充電部５８と、バッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する放電部６０を含む。

そして制御部５４（放電系の制御部）は、着地が検出された場合に、放電部６０の放電動作を停止する。即ち図１Ａにおいて電子機器５１０の着地が検出された場合に、放電部６０の放電動作（ＶＯＵＴの供給）を停止して、バッテリー９０の電力が電力供給対象１００に放電されないようにする。そして制御部５４は、取り去り期間（電子機器５１０が取り去られている期間）において、放電部６０に放電動作を行わせる。この放電動作により、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給されるようになる。

５．無接点電力伝送システムの動作シーケンス
次に本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの一例について説明する。図９は動作シーケンスの概要を説明する図である。

図９のＡ１では、受電装置４０を有する電子機器５１０が、送電装置１０を有する充電器５００に上に置かれておらず、取り去り状態になっている。この場合にはスタンバイステートとなる。このスタンバイステートでは、送電装置１０の送電部１２は、着地検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の着地を検出する状態になる。またスタンバイモードでは、受電装置４０では、電力供給対象１００への放電動作がオンになっており、電力供給対象１００への電力供給がイネーブルになっている。これにより、処理部等の電力供給対象１００は、バッテリー９０からの電力が供給されて動作可能になる。

図９のＡ２に示すように、電子機器５１０が充電器５００に上に置かれ、着地が検出されると、通信チェック＆充電ステートになる。この通信チェック＆充電ステートでは、送電装置１０の送電部１２は、連続送電である通常送電を行う。この際に、電力伝送の状態などに応じて電力が可変に変化する電力制御を行いながら、通常送電を行う。またバッテリー９０の充電状態に基づく制御も行われる。電力伝送の状態は、例えば１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の位置関係（コイル間距離等）などにより決まる状態であり、例えば受電部５２の整流電圧ＶＣＣなどの情報に基づいて判断できる。バッテリー９０の充電状態は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴなどの情報に基づいて判断できる。

また通信チェック＆充電ステートでは、受電装置４０の充電部５８の充電動作がオンになり、受電部５２が受電した電力に基づいてバッテリー９０の充電が行われる。また放電部６０の放電動作がオフになり、バッテリー９０からの電力が、電力供給対象１００に供給されなくなる。また通信チェック＆充電ステートでは、負荷変調部５６の負荷変調により、通信データが送電側に送信される。例えば電力伝送状態情報（ＶＣＣ等）や、充電状態情報（ＶＢＡＴや各種のステータスフラグ等）や、温度などの情報を含む通信データが、通常送電期間中の常時の負荷変調により、受電側から送電側に送信される。

図９のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、満充電スタンバイステートになる。この満充電スタンバイステートでは、送電部１２は、例えば取り去り検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の取り去りを検出する状態になる。また放電部６０の放電動作はオフのままとなり、電力供給対象１００への電力供給もディスエーブルのままとなる。

図９のＡ４に示すように電子機器５１０の取り去りが検出されると、Ａ５に示すように電子機器５１０が使用状態になり、受電側の放電動作がオンになる。具体的には、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給される。これにより、バッテリー９０からの電力が供給されて、処理部等の電力供給対象１００が動作し、ユーザーが電子機器５１０を通常に使用できる状態となる。

以上のように本実施形態では図９のＡ１に示すように、電子機器５１０の着地が検出されると、通常送電が行われ、この通常送電期間において常時の負荷変調が行われる。また着地が検出されると、放電部６０の放電動作が停止する。そして、この常時の負荷変調では、送電側の電力制御のための情報や受電側のステータスを表す情報を含む通信データが、受電側から送電側に送信される。例えば電力制御のための情報（電力伝送状態情報）を通信することで、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係等に応じた最適な電力制御を実現できる。また受電側のステータスを表す情報を通信することで、最適で安全な充電環境を実現できる。そして本実施形態では、負荷変調が継続している間は、通常送電も継続され、放電部６０の放電動作もオフのままになる。

また本実施形態では図９のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われる。そしてＡ４、Ａ５に示すように、取り去りが検出されて、取り去り期間になると、放電部６０の放電動作が行われる。これによりバッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されて、電子機器５１０の通常動作が可能になる。なお、着地検出や取り去り検出は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣに基づいて行われる。

このように本実施形態では、電子機器５１０のバッテリー９０の充電期間（通常送電期間）においては、電力供給対象１００への放電動作がオフになるため、充電期間において電力供給対象１００により無駄に電力が消費されてしまう事態を抑制できる。

そして、電子機器５１０の取り去りが検出されると、通常送電から間欠送電に切り替わると共に、電力供給対象１００への放電動作がオンになる。このように放電動作がオンになることで、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになり、処理部（ＤＳＰ）等の電力供給対象１００の通常動作が可能になる。このようにすることで、例えば電子機器５１０が充電器５００の上に置かれる充電期間においては動作しないようなタイプの電子機器５１０（例えば、補聴器、ウェアラブル機器等のユーザーが装着する電子機器）において、好適な無接点電力伝送の動作シーケンスを実現できる。

図１０、図１１、図１２は本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの詳細を説明するための信号波形図である。

図１０のＢ１は、図９のＡ１のスタンバイステートであり、着地検出用の間欠送電が行われている。即ち、期間ＴＬ１の間隔毎に期間ＴＬ２の間隔の送電が行われる。ＴＬ１の間隔は例えば３秒であり、ＴＬ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。そして図１０のＢ２、Ｂ３では、整流電圧ＶＣＣは電圧ＶＳＴ以下（第１の電圧以下）であるため、負荷変調による通信は行われない。

一方、Ｂ４では整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴ（例えば４．５Ｖ）を超えたため、Ｂ５に示すように負荷変調部５６が負荷変調を開始する。即ち、Ｂ２、Ｂ３ではＬ１、Ｌ２のコイルが十分には電磁的結合状態になっていないが、Ｂ４ではＬ１、Ｌ２のコイルが図１Ｂに示すように適正な電磁的結合状態になっている。このため、整流電圧ＶＣＣが上昇して、電圧ＶＳＴを超え、Ｂ５に示すように負荷変調が開始する。そして、この負荷変調により、Ｂ６に示すような通信データが送電側に送信される。このＢ５の負荷変調は、Ｂ７に示す着地検出用の間欠送電により整流電圧ＶＣＣが上昇したことにより開始している。

具体的には、受電側は、着地検出用のダミーデータ（例えば６４ビットの「０」）を送信する。送電側は、このダミーデータを検出（例えば８ビットの「０」の検出）することで、受電側の着地を検出して、Ｂ７に示すように通常送電（連続送電）を開始する。

次に受電側は、ＩＤ情報や整流電圧ＶＣＣの情報を送信する。前述したように、ＩＤ情報の送信に対して送電側が応答を行うことで、簡易的な認証処理が実現される。

また送電側は、整流電圧ＶＣＣの情報である送電電力設定情報を受信して、送電電力の制御を行う。この送電側の送電電力の制御により、Ｂ８に示すように整流電圧ＶＣＣが上昇する。そしてＢ９に示すように、ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬ（第２の電圧）を超えると、バッテリー９０への充電が開始する。

このように本実施形態では、負荷変調（通信）を開始する電圧ＶＳＴを低く設定できる。これにより送電側の駆動電圧が高く設定されることによる耐圧異常等の不具合の発生を抑制できる。そして、開始した負荷変調により、送電電力設定情報（ＶＣＣ）を送電側に送信することで、送電側の送電電力の制御が行われ、この送電電力の制御により、Ｂ８に示すように整流電圧ＶＣＣが上昇する。そして、整流電圧ＶＣＣが上昇して、Ｂ９に示すように充電可能電圧である電圧ＶＣＣＬを超えると、バッテリー９０の充電が開始するようになる。従って、広い距離範囲での着地検出と、耐圧異常等の不具合の発生の抑制とを、両立して実現できるようになる。

図１１のＣ１では、バッテリー９０の充電が行われる通常送電期間において、電子機器５１０が取り去られている。このＣ１の取り去りは、Ｃ２、Ｃ３に示すように、バッテリー９０の満充電前（満充電フラグ＝Ｌレベル）の取り去りである。

このように電子機器５１０の取り去りが行われると、送電側の電力が受電側に伝達されなくなり、整流電圧ＶＣＣが低下する。そしてＣ４に示すように例えばＶＣＣ＜３．１Ｖになると、Ｃ５に示すように負荷変調部５６による負荷変調が停止する。負荷変調が停止すると、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。

また、整流電圧ＶＣＣが低下し、判定電圧である例えば３．１Ｖを下回ると、不図示の受電側のスタートキャパシターの放電が開始する。このスタートキャパシターは、受電側の放電動作の起動用（起動期間の計測用）のキャパシターであり、例えば受電側の制御装置５０の外付け部品として設けられる。そして、整流電圧ＶＣＣが判定電圧（３．１Ｖ）を下回ってから、起動期間ＴＳＴが経過すると、Ｃ８に示すように放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。また送電部１２は、通常送電を停止した後、Ｃ９に示すように、着地検出用の間欠送電を行うようになる。

なお本実施形態では受電側の制御部５４として、充電系の制御部と、放電系の制御部が設けられている。充電系の制御部は、受電部５２の整流電圧ＶＣＣ（出力電圧）による電源電圧が供給されて動作する。一方、放電系の制御部や放電部６０は、バッテリー電圧ＶＢＡＴによる電源電圧が供給されて動作する。そしてスタートキャパシターの充放電の制御や、放電部６０の放電動作の制御（オン・オフ制御）は、放電系の制御部が行うことになる。

図１２のＤ１では、満充電フラグがアクティブレベルであるＨレベルになっており、バッテリー９０の満充電が検出されている。このように満充電が検出されると、Ｄ２に示すように満充電後の取り去り検出用の間欠送電が行われる。即ち、期間ＴＲ１の間隔毎に期間ＴＲ２の間隔の送電が行われる。ＴＲ１の間隔は例えば１．５秒であり、ＴＲ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔は、着地検出用の間欠送電の期間ＴＬ１の間隔に比べて、短くなっている。

この取り去り検出用の間欠送電により、図１２のＤ３、Ｄ４に示すように整流電圧がＶＣＣ＞ＶＳＴとなり、Ｄ５、Ｄ６に示すように負荷変調が行われる。送電側は、この負荷変調（空の通信データ等）を検出することで、電子機器５１０が未だ取り去られていないことを検出できる。

そして、前述のスタートキャパシターにより設定されるＤ７に示す起動期間ＴＳＴの間隔（例えば３秒より長い）に比べて、取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔（例えば１．５秒）は短い。従って、電子機器５１０が取り去られていない状態では、スタートキャパシターの電圧（充電電圧）は、放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回らず、Ｄ８に示すように放電動作のオフからオンへの切り替わりは行われない。

一方、Ｄ９では、電子機器５１０が取り去られている。そして、Ｄ４に示す取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ２の終了後に、Ｄ１０に示すように、整流電圧ＶＣＣは判定電圧である３．１Ｖを下回るため、Ｄ７に示す起動期間ＴＳＴの計測がスタートする。そしてＤ１１では、スタートキャパシターの電圧が放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回っており、起動期間ＴＳＴの経過が検出されている。これにより、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。またＤ１２に示すように、電子機器５１０の着地検出用の間欠送電が行われるようになる。

以上のように本実施形態では、図１０のＢ５に示すように受電装置４０が負荷変調を開始したことを条件に、Ｂ７に示すように送電部１２による通常送電が開始する。そしてＢ５の負荷変調が継続されている間は、Ｂ７に示す通常送電は継続する。具体的には図１１のＣ５に示すように負荷変調が非検出となった場合に、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。そしてＣ９に示すように送電部１２による着地検出用の間欠送電が行われるようになる。

このように本実施形態では、負荷変調の開始を条件に通常送電を開始し、負荷変調が継続されている間は通常送電を継続し、負荷変調が非検出になると通常送電を停止するという動作シーケンスを採用している。このようにすれば、シンプルで簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信を実現できるようになる。また、通常送電期間中において、常時の負荷変調による通信を行うことで、電力伝送の状態等に応じた効率的な無接点電力伝送も実現できるようになる。

６．通信手法
図１３は、負荷変調による通信手法を説明する図である。図１３に示すように、送電側では、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２が、電源電圧制御部１４から供給された電源電圧ＶＤＲＶに基づいて動作して、１次コイルＬ１を駆動する。

一方、受電側（２次側）では、２次コイルＬ２のコイル端電圧を受電部５２の整流回路５３が整流し、ノードＮＶＣに整流電圧ＶＣＣが出力される。なお、１次コイルＬ１とキャパシターＣＡ１により送電側の共振回路が構成され、２次コイルＬ２とキャパシターＣＡ２により受電側の共振回路が構成されている。

受電側では、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン・オフさせることで、電流源ＩＳの電流ＩＤ２をノードＮＶＣからＧＮＤ側に間欠的に流して、受電側の負荷状態（受電側の電位）を変動させる。

送電側では、負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源ラインに設けられたセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動する。例えば送電側の電源（例えば図１Ａの電源アダプター５０２等の電源装置）と電源電圧制御部１４との間に、電源に流れる電流を検出するためのセンス抵抗ＲＣＳが設けられている。電源電圧制御部１４は、このセンス抵抗ＲＣＳを介して電源から電源電圧が供給される。そして負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源からセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動し、通信部３０が、この電流変動を検出する。そして通信部３０は、検出結果に基づいて、負荷変調により送信される通信データの検出処理を行う。

図１４に通信部３０の具体的な構成の一例を示す。通信部３０は、電流検出回路３２、比較回路３４、復調部３６を含む。また信号増幅用のアンプＡＰ、フィルター部３５を含むことができる。

電流検出回路３２は、電源（電源装置）から電源電圧制御部１４を介して送電部１２に流れる電流ＩＤ１を検出する。この電流ＩＤ１は、例えばドライバー制御回路２２等に流れる電流を含んでいてもよい。電流検出回路３２は、ＩＶ変換用アンプＩＶＣにより構成される。ＩＶ変換用アンプＩＶＣは、センス抵抗ＲＣＳに微少の電流ＩＤ１が流れることで生成される微少の電圧ＶＣ１−ＶＣ２を増幅して、検出電圧ＶＤＴとして出力する。アンプＡＰは、基準電圧ＶＲＦを基準として検出電圧ＶＤＴを増幅した検出電圧ＶＤＴＡの信号を、比較回路３４に出力する。

比較回路３４は、電流検出回路３２による検出電圧ＶＤＴＡと、判定用電圧ＶＣＰ＝ＶＲＦ＋ＶＯＦＦとの比較判定を行い、比較判定結果ＣＱを出力する。比較回路３４は、コンパレーターＣＰにより構成できる。この場合に、例えば判定用電圧ＶＣＰ＝ＶＲＦ＋ＶＯＦＦの電圧ＶＯＦＦは、コンパレーターＣＰのオフセット電圧などにより実現できる。

復調部３６は、比較回路３４の比較判定結果ＣＱ（フィルター処理後の比較判定結果ＦＱ）に基づいて負荷変調パターンの復調処理を行うことで、通信データを検出し、検出データＤＡＴとして出力する。比較回路３４と復調部３６との間にはフィルター部３５が設けられており、復調部３６は、フィルター部３５によるフィルター処理後の比較判定結果ＦＱに基づいて、負荷変調パターンの復調処理を行う。

フィルター部３５、復調部３６は、例えば駆動クロック信号ＦＣＫが供給されて動作する。駆動クロック信号ＦＣＫは、送電周波数を規定する信号であり、ドライバー制御回路２２は、この駆動クロック信号ＦＣＫが供給されて、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を駆動する。

図１５は、受電側の通信構成を説明する図である。受電部５２は、２次コイルＬ２のコイル端信号を整形することで、送電信号波形に対応する矩形波信号を抽出して、通信データ生成部４３に供給する。通信データ生成部４３は制御部５４に設けられており、送電周波数測定部４４を含む。送電周波数測定部４４は、送電信号波形に対応する矩形波信号の周期を、発振回路４５で生成されたクロック信号を用いてカウントすることで、送電周波数を測定する。そして通信データ生成部４３は、測定された送電周波数に基づいて、通信データを送信するための制御信号ＣＳＷを生成して、負荷変調部５６に出力する。そして、制御信号ＣＳＷにより例えばスイッチ素子ＳＷのオン・オフ制御を行って、通信データに対応する負荷変調を負荷変調部５６に行わせる。

負荷変調部５６は、例えば第１の負荷状態、第２の負荷状態というように、受電側の負荷状態（負荷変調による負荷）を変化させることで、負荷変調を行う。第１の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオンになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が高負荷（インピーダンス小）になる状態である。第２の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオフになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が低負荷（インピーダンス大）になる状態である。

そして、これまでの負荷変調手法では、例えば第１の負荷状態を、通信データの論理レベル「１」（第１の論理レベル）に対応させ、第２の負荷状態を、通信データの論理レベル「０」（第２の論理レベル）に対応させて、受電側から送電側への通信データの送信を行っていた。即ち、通信データのビットの論理レベルが「１」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオンにし、通信データのビットの論理レベルが「０」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオフにすることで、所定のビット数の通信データを送信していた。

しかしながら、例えばコイル間の結合度が低かったり、コイルが小型であったり、送電電力も低パワーであるような用途では、このような従来の負荷変調手法では、適正な通信の実現が難しい。即ち、負荷変調により受電側の負荷状態を、第１の負荷状態、第２の負荷状態というように変化させても、ノイズ等が原因で、通信データの論理レベル「１」、「０」のデータ検出エラーが発生してしまう。つまり、受電側で負荷変調を行っても、この負荷変調により、送電側のセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１は、非常に微少な電流となる。このため、ノイズが重畳すると、データ検出エラーが発生し、ノイズ等を原因とする通信エラーが発生してしまう。

例えば図１６は、検出電圧ＶＤＴＡ、比較回路３４の判定用電圧ＶＣＰ及び比較判定結果ＣＱの信号波形を模式的に示した図である。図１６に示すように、検出電圧ＶＤＴＡは、基準電圧ＶＲＦを基準にして変化する電圧信号になっており、判定用電圧ＶＣＰは、この基準電圧ＶＲＦにコンパレーターＣＰのオフセット電圧ＶＯＦＦを加算した電圧信号になっている。

そして図１６に示すように、例えば検出電圧ＶＤＴＡの信号にノイズが重畳すると、Ｆ１、Ｆ２に示すように比較判定結果ＣＱの信号のエッジの位置が変化し、期間ＴＭ１の幅（間隔）が長くなったり、短くなるというように変動してしまう。例えば期間ＴＭ１が論理レベル「１」に対応する期間であるとすると、期間ＴＭ１の幅が変動すると、通信データのサンプリングエラーが発生してしまい、通信データの検出エラーが生じる。特に、通常送電期間において常時の負荷変調を行って通信を行う場合には、通信データに重畳されるノイズが多くなる可能性があり、通信データの検出エラーが発生する確率が高くなってしまう。

そこで本実施形態では、通信データの各ビットの論理レベル「１」（データ１）、論理レベル「０」（データ０）を、負荷変調パターンを用いて、受電側から送信し、送電側において検出する手法を採用している。

具体的には図１７に示すように、受電側の負荷変調部５６は、送電装置１０に送信する通信データの第１の論理レベル「１」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１となる負荷変調を行う。一方、通信データの第２の論理レベル「０」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２となる負荷変調を行う。

そして送電側の通信部３０（復調部）は、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１である場合には、第１の論理レベル「１」の通信データであると判断する。一方、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２である場合には、第２の論理レベル「０」の通信データであると判断する。

ここで負荷変調パターンは、第１の負荷状態と第２の負荷状態で構成されるパターンである。第１の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば高負荷になる状態である。具体的には、図１７において、第１の負荷状態の期間ＴＭ１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになって、電流源ＩＳの電流がノードＮＶＣからＧＮＤ側に流れる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＨレベル（ビット＝１）に対応する期間である。

一方、第２の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば低負荷になる状態である。具体的には、図１７において第２の負荷状態の期間ＴＭ２は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＬレベル（ビット＝０）に対応する期間である。

そして図１７において、第１のパターンＰＴ１は、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が第２のパターンＰＴ２に比べて長くなるパターンとなっている。このように第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第２のパターンＰＴ２に比べて長い第１のパターンＰＴ１については、論理レベル「１」であると判断される。一方、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１のパターンＰＴ１に比べて短い第２のパターンＰＴ２については、論理レベル「０」であると判断される。

図１７に示すように、第１のパターンＰＴ１は、例えば（１１１０）のビットパターンに対応するパターンである。第２のパターンＰＴ２は、例えば（１０１０）のビットパターンに対応するパターンである。これらのビットパターンにおいて、ビット＝１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになる状態に対応し、ビット＝０は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる状態に対応する。

例えば受電側は、送信する通信データのビットが論理レベル「１」である場合には、第１のパターンＰＴ１に対応する（１１１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。具体的には、スイッチ素子ＳＷを、順に、オン、オン、オン、オフにするスイッチ制御を行う。そして送電側は、負荷変調パターンが、（１１１０）のビットパターンに対応する第１のパターンＰＴ１であった場合には、通信データのビットの論理レベルは「１」であると判断する。

一方、受電側は、送信する通信データのビットが論理レベル「０」である場合には、第２のパターンＰＴ２に対応する（１０１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。具体的には、スイッチ素子ＳＷを、順に、オン、オフ、オン、オフにするスイッチ制御を行う。そして送電側は、負荷変調パターンが、（１０１０）のビットパターンに対応する第２のパターンＰＴ２であった場合には、通信データのビットの論理レベルは「０」であると判断する。

ここで、送電部１２の送電周波数（駆動クロック信号ＦＣＫの周波数）をｆｃｋとし、送電周期をＴ＝１／ｆｃｋとした場合には、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２の長さは、例えば５１２×Ｔと表すことができる。この場合に、１つのビット区間の長さは、（５１２×Ｔ）／４＝１２８×Ｔと表される。従って、受電側は、通信データのビットが論理レベル「１」である場合には、例えば１２８×Ｔの間隔で、第１のパターンＰＴ１に対応する（１１１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。また受電側は、通信データのビットが論理レベル「０」である場合には、例えば１２８×Ｔの間隔で、第２のパターンＰＴ２に対応する（１０１０）のビットパターンで、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン又はオフにする。

一方、送電側は、例えば図１８に示す手法で通信データの検出処理及び取り込み処理を行う。例えば通信部３０（復調部）は、第１のパターンＰＴ１における第１の負荷状態の期間ＴＭ１内に設定された第１のサンプリングポイントＳＰ１から、所与のサンプリング間隔ＳＩで負荷変調パターンのサンプリングを行って、所与のビット数の通信データを取り込む。

例えば図１８のサンプリングポイントＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ６は、サンプリング間隔ＳＩ毎に設定されるサンプリングポイントである。このサンプリング間隔ＳＩは、負荷変調パターンの長さに対応する間隔である。例えば図１７では、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２の長さは５１２×Ｔ（＝５１２／ｆｃｋ）となっているため、サンプリング間隔ＳＩの長さも５１２×Ｔになる。

そして図１８では、期間ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、ＴＳ５、ＴＳ６での負荷変調パターンは、各々、ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ２、ＰＴ２になっている。従って、図１８の場合には、第１のサンプリングポイントＳＰ１から、サンプリング間隔ＳＩで負荷変調パターンのサンプリングを行うことで、例えばビット数＝６である通信データ（１０１０００）が取り込まれることになる。

具体的には、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１の範囲幅内（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）である場合に、図１８に示すように、第１の負荷状態の期間ＴＭ１内に、第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定する。即ち、信号レベルがＨレベルとなる期間ＴＭ１の幅が、第１の範囲幅内である場合に、ビット同期を行い、その期間ＴＭ１内の例えば中心点に、第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定する。そして、設定された第１のサンプリングポイントＳＰ１から、サンプリング間隔ＳＩ毎にサンプリングを行う。そして取り込んだ信号のレベルが、Ｈレベル（第１の負荷状態）であれば、論理レベル「１」（第１のパターンＰＴ１）であると判断し、Ｌレベル（第２の負荷状態）であれば、論理レベル「０」（第２のパターンＰＴ２）であると判断する。

ここで第１の範囲幅（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）は、第１のパターンＰＴ１における第１の負荷状態の期間ＴＭ１（３８４×Ｔ）に対応して設定される範囲幅である。即ち、図１６で説明したように、ノイズ等が原因となって、期間ＴＭ１の幅は変動してしまう。そして第１のパターンＰＴ１における期間ＴＭ１の幅のティピカル値は、３ビット分（１１１）に対応する幅である１２８×３×Ｔ＝３８４×Ｔである。従って、この３８４×Ｔを含むような第１の範囲幅２２０×Ｔ〜５１１×Ｔを設定する。そして、第１の範囲幅２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ内であるＨレベルの期間については、第１のパターンＰＴ１の期間ＴＭ１であると判断し、第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定するためのビット同期を行う。このようにすることで、図１６に示すようにノイズが信号に重畳している場合にも、適正なビット同期を行って、適切な第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定できるようになる。

そして、このように第１のサンプリングポイントＳＰ１を設定した後は、サンプリング間隔ＳＩ毎にサンプリングを行い、各サンプリングポイントでの負荷状態（信号レベル）に基づいて、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のいずれなのかを判断する。

例えば図１８では、サンプリングポイントＳＰ２での負荷状態は第２の負荷状態（Ｌレベル）であるため、第２のパターンＰＴ２であると判断され、論理レベルが「０」であると判断される。サンプリングポイントＳＰ３での負荷状態は第１の負荷状態（Ｈレベル）であるため、第１のパターンＰＴ１であると判断され、論理レベルが「１」であると判断される。サンプリングポイントＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ６での負荷状態は第２の負荷状態（Ｌレベル）であるため、第２のパターンＰＴ２であると判断され、論理レベルが「０」であると判断される。

なお、図１８の各サンプリングポイントＳＰ２〜ＳＰ６において、そのサンプリングポイントを含む負荷状態の期間の幅が、所定の範囲幅内であるか否かを確認するようにしてもよい。

例えば第２のサンプリングポイントＳＰ２において、負荷状態が第１の負荷状態（Ｈレベル）であり、且つ、第２のサンプリングポイントＳＰ２を含む第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１の範囲幅内（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）である場合には、第２のサンプリングポイントＳＰ２での負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１（論理レベル「１」）であると判断する。

一方、第２のサンプリングポイントＳＰ２において、負荷状態が第２の負荷状態（Ｌレベル）であり、且つ、第２のサンプリングポイントＳＰ２を含む第２の負荷状態の期間ＴＭ２の幅が、第２の範囲幅内（例えば８０×Ｔ〜１５０×Ｔ）である場合には、第２のサンプリングポイントＳＰ２での負荷変調パターンが第２のパターンＰＴ２（論理レベル「０」）であると判断する。

ここで第２の範囲幅（８０×Ｔ〜１５０×Ｔ）は、第２のパターンＰＴ２における第２の負荷状態の期間ＴＭ２（１２８×Ｔ）に対応して設定される範囲幅である。期間ＴＭ２のティピカル値は、１ビットに対応する幅である１２８×Ｔとなるため、この１２８×Ｔを含むような第２の範囲幅８０×Ｔ〜１５０×Ｔが設定される。

以上のように本実施形態では、負荷変調パターンを判別して通信データの論理レベルを判定している。例えば従来では、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになる第１の負荷状態を論理レベル「１」と判断し、スイッチ素子ＳＷがオフになる第２の負荷状態を論理レベル「０」と判断するような手法を採用している。しかしながら、この従来例の手法では、図１６で説明したように、ノイズ等が原因で通信データの検出エラーが発生してしまうおそれがある。

これに対して本実施形態では、負荷変調パターンが、例えば図１７に示すような第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のいずれであるかを判別することで、通信データの各ビットの論理レベルを検出している。従って、図１６のようなノイズが多いような状況においても、通信データの適正な検出が可能になる。即ち、図１７の第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２では、例えば第１の負荷状態（Ｈレベル）の期間ＴＭ１の幅が大きく異なっており、本実施形態では、この期間ＴＭ１の幅の違いを判別することで、パターンを判別して、通信データの各ビットの論理レベルを検出している。例えば図１８の最初のビット同期において、期間ＴＭ１の幅が第１の範囲幅内（２２０×Ｔ〜５１１×Ｔ）である場合に、その期間ＴＭ１の中心点にサンプリングポイントＳＰ１を設定し、その後のサンプリングポイントＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４・・・での信号の取り込みを行っている。従って、例えばノイズが原因でサンプリングポイントＳＰ１での期間ＴＭ１の幅等が変動した場合にも、通信データの適正な検出が可能になる。また、以降のサンプリングポイントＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４・・・は、サンプリング間隔ＳＩに基づき簡素な処理で設定できるため、通信データの検出処理の処理負荷も軽減できるという利点がある。

図１９Ａ、図１９Ｂに、本実施形態で用いられる通信データのフォーマットの例を示す。

図１９Ａでは、通信データは６４ビットで構成され、この６４ビットで１つのパケットが構成される。一番目の１６ビットは００００ｈとなっている。例えば受電側の負荷変調を検出して送電側が通常送電（或いは間欠送電）を開始する場合に、通信部３０の電流検出回路３２等が動作して、通信データを適正に検出できるようになるまでに、ある程度の時間が必要になる。このため、一番目の１６ビットには、ダミー（空）のデータである００００ｈを設定する。送電側は、この１番目の１６ビットの００００ｈの通信期間において、例えばビット同期のために必要な種々の処理を行うことになる。

次の２番目の１６ビットには、データコードと、整流電圧（ＶＣＣ）の情報が設定される。データコードは、図１９Ｂに示すように、次の３番目の１６ビットで通信されるデータを特定するためのコードである。整流電圧（ＶＣＣ）は、送電装置１０の送電電力設定情報として用いられる。

３番目の１６ビットには、データコードでの設定に従って、温度、バッテリー電圧、バッテリー電流、ステータスフラグ、サイクル回数、ＩＣ番号・充電実行・オフスタート、或いはＩＤなどの情報が設定される。温度は例えばバッテリー温度などである。バッテリー電圧、バッテリー電流は、バッテリー９０の充電状態を表す情報である。ステータスフラグは、例えば温度エラー（高温異常、低温異常）、バッテリーエラー（１．０Ｖ以下のバッテリー電圧）、過電圧エラー、タイマーエラー、満充電（ノーマルエンド）などの受電側のステータスを表す情報である。サイクル回数（サイクルタイム）は充電回数を表す情報である。ＩＣ番号は、制御装置のＩＣを特定するための番号である。充電実行のフラグ（ＣＧＯ）は、認証した送電側が適正であり、送電側からの送電電力に基づいて充電を実行することを示すフラグである。４番目の１６ビットにはＣＲＣの情報が設定される。

なお本実施形態の通信手法は、図１７〜図１９Ｂ等で説明した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１７では第１のパターンＰＴ１に論理レベル「１」を対応づけ、第２のパターンＰＴ２に論理レベル「０」を対応づけているが、この対応づけは逆であってもよい。また、図１７の第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は負荷変調パターンの一例であり、本実施形態の負荷変調パターンはこれに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１７では、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は同じ長さに設定されているが、異なる長さに設定してもよい。また図１７では、ビットパターン（１１１０）の第１のパターンＰＴ１と、ビットパターン（１０１０）の第２のパターンＰＴ２を用いているが、これらとは異なったビットパターンの第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２を採用してもよい。例えば第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は、少なくとも第１の負荷状態の期間ＴＭ１（或いは第２の負荷状態の期間ＴＭ２）の長さが異なるパターンであればよく、図１７とは異なる種々のパターンを採用できる。また、通信データのフォーマットや通信処理も本実施形態で説明した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。

７．送電電力の制御
本実施形態では、送電側は受電側からの通信データに基づいて送電制御を行う手法を採用している。具体的には、制御部２４は、通常送電の期間では、通信データが含む送電電力設定情報に基づき可変に変化する電源電圧ＶＤＲＶを、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させる。これにより、送電部１２の送電電力が、送電電力設定情報に基づき可変に制御されるようになる。

一方、制御部２４は、着地検出用、取り去り検出用の間欠送電の期間では、着地検出用、取り去り検出用の電源電圧ＶＤＲＶを、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させる。

ここで、着地検出用、取り去り検出用の電源電圧は、図１０、図１１、図１２の１次コイル駆動電圧の信号波形において、高電位側の電圧レベルに対応する電圧である。これらの着地検出用の電源電圧と取り去り検出用の電源電圧は同じ電圧であってもよいし、異なる電圧であってもよい。例えば、取り去り検出用の電源電圧を、着地検出用の電源電圧よりも高い電圧に設定してもよい。取り去り検出用の電源電圧を高い電圧に設定することで、電子機器５１０が実際には取り去られていないのに、取り去られたと誤検出されるような事態を抑制できる。

或いは制御部２４は、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧として、可変の電圧を、電源電圧制御部１４から送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給させてもよい。

着検出用の電源電圧として、例えば６Ｖ、９Ｖというように２種類の電源電圧を用意することで、広い範囲での着地検知が可能となる。例えばＬ１、Ｌ２のコイル間が近い場合に、いきなり高い電圧（例えば９Ｖ）の電源電圧を印加すると、受電側（２次側）の耐圧を超えてしまい、問題が生じる可能性がある。一方、低い電圧（例えば６Ｖ）の電源電圧では、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が遠い場合などに、適切な着地検出等を実現できなくなるという問題がある。

この点、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧を可変に制御すれば、上記の問題を解決できる。例えば着地検出用又は取り去り検出用の間欠送電において、送電期間（ＴＬ２、ＴＲ２）の前半期間で、例えば６Ｖの電圧で駆動した後に、当該送電期間（ＴＬ２、ＴＲ２）の後半の期間で、９Ｖ（ＴＬ２＝５０msec）の電圧で駆動する。こうすることで、より広い範囲の着地が可能になる。この場合に、例えば６Ｖから９Ｖというように、着地検出用又は取り去り検出用の電源電圧等を徐々に上昇させる制御を行ってもよい。

図２０Ａ、図２０Ｂは、送電電力設定情報（整流電圧ＶＣＣ等）に基づいて送電電力を制御する手法を説明する図である。

図２０Ａは、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離を近づけた場合の例を示している。この場合には９Ｖの電源電圧ＶＤＲＶでの着地検出が行われた後、コイル間の距離が近づくにつれて、電源電圧ＶＤＲＶが徐々に低下する制御が行われる。即ち、電源電圧制御部１４は、制御部２４の制御の下で、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶを低下させる制御を行う。つまり、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが一定になるように電源電圧ＶＤＲＶが制御される。これにより、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が近づいた場合にも、受電装置４０の受電電力が一定になるような電力制御が行われ、最適で安定した電力制御を実現できる。

図２０Ｂは、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離を離した場合の例を示している。この場合には、コイル間の距離が離れるにつれて、電源電圧ＶＤＲＶが徐々に上昇する制御が行われる。即ち、電源電圧制御部１４は、制御部２４の制御の下で、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶを上昇させる制御を行う。つまり、受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣが一定になるように電源電圧ＶＤＲＶが制御される。これにより、Ｌ１、Ｌ２のコイル間の距離が離れた場合にも、受電装置４０の受電電力が一定になるような電力制御が行われ、最適で安定した電力制御を実現できるようになる。

８．受電部、充電部
図２１に、受電部５２、充電部５８等の詳細な構成例を示す。図２１に示すように、受電部５２の整流回路５３は、整流用のトランジスターＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３、ＴＡ４と、これらのトランジスターＴＡ１〜ＴＡ４を制御する整流制御部５１を有する。トランジスターＴＡ１〜ＴＡ４の各々のドレイン・ソース間にはボディーダイオードが設けられている。整流制御部５１は、トランジスターＴＡ１〜ＴＡ４のゲートに対して制御信号を出力して、整流電圧ＶＣＣを生成するための整流制御を行う。

整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとＧＮＤのノードとの間には抵抗ＲＢ１、ＲＢ２が直列に設けられている。整流電圧ＶＣＣを、抵抗ＲＢ１、ＲＢ２で電圧分割した電圧ＡＣＨ１が、例えばＡ／Ｄ変換回路６５に入力される。これにより整流電圧ＶＣＣの監視が可能になり、ＶＣＣに基づく電力制御や、ＶＣＣに基づく通信開始や充電開始の制御を実現できる。

レギュレーター６７は、整流電圧ＶＣＣの電圧調整（レギュレート）を行って、電圧ＶＤ５を出力する。この電圧ＶＤ５は、トランジスターＴＣ１を介して、充電部５８のＣＣ充電回路５９に供給される。トランジスターＴＣ１は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴが所与の電圧を超える過電圧の検出時において、制御信号ＧＣ１に基づいてオフになる。なお制御装置５０の各回路（放電部６０等の放電系の回路を除く回路）は、この電圧ＶＤ５に基づく電圧（ＶＤ５をレギュレートした電圧等）を電源電圧として動作する。

ＣＣ充電回路５９は、トランジスターＴＣ２と、演算増幅器ＯＰＣと、抵抗ＲＣ１と、電流源ＩＳＣを有する。演算増幅器ＯＰＣの仮想接地により、抵抗ＲＣ１の一端の電圧（非反転入力端子の電圧）と、外付け部品であるセンス抵抗ＲＳの他端の電圧ＶＣＳ２（反転入力端子の電圧）とが等しくなるように、トランジスターＴＣ２が制御される。信号ＩＣＤＡの制御により電流源ＩＳＣに流れる電流をＩＤＡとし、センス抵抗ＲＳに流れる電流をＩＲＳとする。すると、ＩＲＳ×ＲＳ＝ＩＤＡ×ＲＣ１となるように、制御される。即ち、このＣＣ充電回路５９では、センス抵抗ＲＳに流れる電流ＩＲＳ（充電電流）が、信号ＩＣＤＡにより設定される一定の電流値になるように制御される。これにより、ＣＣ（Constant-Current）充電が可能になる。

トランジスターＴＣ３は、ＣＣ充電回路５９の出力ノードと、バッテリー電圧ＶＢＡＴの供給ノードＮＢＡＴとの間に設けられる。Ｐ型のトランジスターＴＣ３のゲートには、Ｎ型のトランジスターＴＣ４のドレインが接続されており、トランジスターＴＣ４のゲートには、制御部５４からの充電の制御信号ＣＨＯＮが入力されている。また、トランジスターＴＣ３のゲートとノードＮＢＡＴの間には、プルアップ用の抵抗ＲＣ２が設けられ、トランジスターＴＣ４のゲートとＧＮＤ（低電位側電源）のノードの間には、プルダウン用の抵抗ＲＣ３が設けられている。トランジスターＴＣ３（ＴＣ４）により、図２の電力供給スイッチ４２が実現される。

充電時には、制御部５４が、制御信号ＣＨＯＮをアクティブレベル（Ｈレベル）にする。これにより、Ｎ型のトランジスターＴＣ４がオンになって、Ｐ型のトランジスターＴＣ３のゲート電圧がＬレベルになる。この結果、トランジスターＴＣ３がオンになり、バッテリー９０の充電が行われるようになる。

一方、制御部５４が、制御信号ＣＨＯＮを非アクティブレベル（Ｌレベル）にすると、Ｎ型のトランジスターＴＣ４がオフになる。そしてＰ型のトランジスターＴＣ３のゲート電圧が、抵抗ＲＣ２によりバッテリー電圧ＶＢＡＴにプルアップされることで、トランジスターＴＣ３がオフになり、バッテリー９０の充電が停止する。

また、充電系の電源電圧が回路の動作下限電圧よりも低くなった場合には、トランジスターＴＣ４のゲート電圧が、抵抗ＲＣ３によりＧＮＤにプルダウンされることで、トランジスターＴＣ４がオフになる。そしてトランジスターＴＣ３のゲート電圧が、抵抗ＲＣ２によりバッテリー電圧ＶＢＡＴにプルアップされることで、トランジスターＴＣ３がオフになる。このようにすれば、例えば受電側が取り去られ、電源電圧が動作下限電圧よりも低くなった場合に、トランジスターＴＣ３がオフになることで、ＣＣ充電回路５９の出力ノードとバッテリー９０のノードＮＢＡＴとの間の経路が電気的に遮断される。これにより、電源電圧が動作下限電圧以下になった場合におけるバッテリー９０からの逆流が防止されるようになる。

またノードＮＢＡＴとＧＮＤのノードとの間には抵抗ＲＣ４、ＲＣ５が直列に設けられており、バッテリー電圧ＶＢＡＴを、抵抗ＲＣ４、ＲＣ５で電圧分割した電圧ＡＣＨ２が、Ａ／Ｄ変換回路６５に入力される。これによりバッテリー電圧ＶＢＡＴの監視が可能になり、バッテリー９０の充電状態に応じた各種の制御を実現できる。またバッテリー９０の近くには、サーミスターＴＨ（広義には温度検出部）が設けられている。このサーミスターＴＨの一端の電圧ＲＣＴが制御装置５０に入力され、これによりバッテリー温度の測定が可能になる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また送電側、受電側の制御装置、送電装置、受電装置の構成・動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、ＤＲ１、ＤＲ２…送電ドライバー、
ＩＳ、ＩＳＣ…電流源、ＳＷ…スイッチ素子、ＣＭ…キャパシター、
ＩＶＣ…ＩＶ変換用アンプ、ＡＰ…アンプ、ＣＰ…コンパレーター、
ＴＡ１〜ＴＡ４、ＴＣ１〜ＴＣ４…トランジスター、
ＲＣＳ、ＲＳ…センス抵抗、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＣ１〜ＲＣ５…抵抗、
ＯＰＣ…演算増幅器、ＴＨ…サーミスター（温度検出部）、
１０…送電装置、１２…送電部、１４…電源電圧制御部、１６…報知部、
２０…制御装置、２２…ドライバー制御回路、２４…制御部、
３０…通信部、３２…電流検出回路、３４…比較回路、３５…フィルター部、
３６…復調部、３７…クロック生成回路、３８…発振回路、
４０…受電装置、４２…電力供給スイッチ、４３…通信データ生成部、
４４…送電周波数測定部、４５…発振回路、４６…通信部、
５０…制御装置、５１…整流制御部、５２…受電部、５３…整流回路、５４…制御部、
５６…負荷変調部、５７…電力供給部、５８…充電部、５９…ＣＣ充電回路、
６０…放電部、６１…チャージポンプ回路、６２…不揮発性メモリー、
６４…検出部、６５…Ａ／Ｄ変換部、６７…レギュレーター、
８０…負荷、９０…バッテリー、１００…電力供給対象、
５００…充電器、５０２…電源アダプター、５１０…電子機器、５１４…スイッチ部

Claims (12)

1. 送電装置から無接点電力伝送で電力を受電する受電装置に使用される制御装置であって、
   受電部が受電した電力に基づいて、負荷に対して電力を供給する電力供給部と、
   前記送電装置に対して、負荷変調により通信データを送信する通信を行う通信部と、
   前記電力供給部と前記通信部を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記送電装置が行う着地検出用の間欠送電により前記受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなって前記送電装置への着地が検出された場合に、定期負荷変調ではない通常送電期間中の常時の前記負荷変調による前記通信データの送信を前記通信部に開始させて、前記受電部が受電した電力に基づき前記負荷に対して電力を供給するための連続送電である通常送電を前記送電装置に開始させ、
   前記通信部は、
   開始した前記負荷変調を、前記送電装置からの取り去りが検出されるまで継続し、前記負荷変調が継続することで継続される前記送電装置の前記通常送電の連続送電期間において、前記負荷変調により前記受電部の前記出力電圧の情報である送電電力設定情報を前記通信データとして前記送電装置に送信し、
   前記送電電力設定情報に基づく前記送電装置の電力制御により、前記受電部の前記出力電圧が、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧よりも高くなった場合に、前記電力供給部の前記負荷への電力供給を開始させることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１において、
   前記通信部は、
   前記受電部の前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高くなった場合に、前記送電装置が着地検出を判断するためのダミーデータを、前記送電装置に送信することで、前記送電装置に前記通常送電を開始させることを特徴とする制御装置。
3. 請求項２において、
   前記制御部は、
   前記送電装置が着地検出用の前記ダミーデータに対して応答を行った場合に、前記電力供給部の前記負荷への電力供給を許可することを特徴とする制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記通信部は、
   前記送電装置に送信する前記通信データの第１の論理レベルについては、負荷変調パターンが第１のパターンとなる前記負荷変調を行い、前記送電装置に送信する前記通信データの第２の論理レベルについては、負荷変調パターンが前記第１のパターンとは異なる第２のパターンとなる前記負荷変調を行うことを特徴とする制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記負荷は、バッテリーと、前記バッテリーの電力供給対象と、を含み、
   前記電力供給部は、
   前記受電部が受電した電力に基づいて、前記バッテリーを充電する充電部と、
   前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を前記電力供給対象に対して供給する放電部と、
   を含むことを特徴とする制御装置。
6. 請求項５において、
   前記制御部は、
   着地が検出された場合に、前記放電部の前記放電動作を停止し、取り去り期間において、前記放電部に前記放電動作を行わせることを特徴とする制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記第１の電圧が前記第２の電圧よりも低い電圧に設定されていることを特徴とする制御装置。
8. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記第１の電圧の電圧情報を記憶する記憶部を含み、
   前記制御部は、
   前記記憶部に記憶される前記電圧情報に基づいて、前記受電部の前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高くなったか否かを判断することを特徴とする制御装置。
9. 請求項８において、
   前記記憶部は、
   前記第１の電圧の前記電圧情報として、前記第２の電圧よりも低い電圧を設定する情報と、前記第２の電圧よりも高い電圧を設定する情報を記憶可能であることを特徴とする制御装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする受電装置。
11. 請求項１乃至９のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする電子機器。
12. 送電装置と受電装置とを含む無接点電力伝送システムであって、
    前記送電装置は、
    前記受電装置に電力を送電し、
    前記受電装置は、
    受電部が受電した電力に基づいて、負荷に対して電力を供給すると共に、前記送電装置に対して負荷変調により通信データを送信する通信を行い、
    前記送電装置は、
    着地検出用の間欠送電を行い、
    前記受電装置は、
    前記着地検出用の間欠送電により前記受電部の出力電圧が第１の電圧よりも高くなって前記送電装置への着地が検出された場合に、定期負荷変調ではない通常送電期間中の常時の前記負荷変調による前記通信データの送信を開始し、
    前記送電装置は、
    前記負荷変調が開始された場合に、前記受電部が受電した電力に基づき前記負荷に対して電力を供給するための連続送電である通常送電を開始し、
    前記受電装置は、
    開始した前記負荷変調を、前記送電装置からの取り去りが検出されるまで継続し、前記負荷変調が継続することで継続される前記送電装置の前記通常送電の連続送電期間において、前記負荷変調により前記受電部の前記出力電圧の情報である送電電力設定情報を前記通信データとして前記送電装置に送信し、
    前記送電装置は、
    前記送電電力設定情報を受信し、前記送電電力設定情報に基づいて送電電力の制御を行い、
    前記受電装置は、
    前記送電装置の送電電力の制御により前記受電部の前記出力電圧が、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧よりも高くなった場合に、前記負荷への電力供給を開始することを特徴とする無接点電力伝送システム。

Images