JP6890504B2 - 送電装置、受電装置、無線電力伝送システムおよびそれらの制御方法 - Google Patents

送電装置、受電装置、無線電力伝送システムおよびそれらの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は無線電力伝送システムに関するものである。
近年、無線電力伝送システムの技術開発は広く行われている。特許文献1では、非接触充電規格の標準化団体Wireless Power Consortium(WPC)が策定する規格(WPC規格)に準拠した送電装置および受電装置が開示されている。また、特許文献2には、非接触充電の送電装置および受電装置間の機器認証方法が開示されている。特許文献2によれば、送電装置はチャレンジデ−タを、送電コイルを介して受電装置に送信し、受電装置はそのチャレンジデ−タに対して認証用演算を施すことで作成されたレスポンスデ−タを、受電コイルを介して送電装置に送信する。そして送電装置が受電装置から受信したレスポンスデ−タを照合することで、機器認証プロトコルを実行する。
特開2016−007116号公報 特開2010−104097号公報
送電装置において、受電装置に無線で電力伝送を行うための電力を外部の電源(例えばACアダプタ)からケーブル(例えばUSBケーブル)を介して電力を受け取る構成が知られている。このようなACアダプタやケーブルなどの外部の電源装置が正当なものではない場合、送電装置や受電装置に過剰な電力が供給され得る。したがって、ケーブルやACアダプタについても正当性を確認するための機器認証を行い、機器認証により認証された正当性に応じた電力で無線電力伝送が行われることが望まれる。
また、例えば、WPC規格などの標準規格のバージョンアップでより大電力を送電する場合に、機器の正当性を認証するため新たな機器認証を導入することが考えられる。この場合、新たな機器認証を導入する前の規格に対応する装置とも互換性を保つことが望まれる。そして、例えば、機器認証で正当性が証明された装置間である場合は、より大きな電力で無線電力伝送を行い、古いバージョンで機器認証が実施できない場合であっても、この古いバージョン内で供給可能な電力で無線電力伝送を行うことが望まれる。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、機器の正当性証を実施可能な無線電力伝送において、その認証の実行可否の判定の結果を有効に利用できるようにすることを目的とする。
本発明の一態様による受電装置は、
Authenticationが規定されたWPC(Wireless Power Consortium)規格に対応した受電装置であって、
前記WPC規格におけるDigital Pingを送電装置から受けたことに基づいて、当該受電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報を含む、前記WPC規格におけるConfigurationのパケットを、前記送電装置に送信する送信手段と、
前記送信手段が前記Configurationのパケットを送信した前記送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、
前記送電装置と前記Authenticationに関する処理を行う認証手段と、
前記認証手段による前記Authenticationの結果に基づいて、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉を前記送電装置と行う交渉手段と、を有し、
前記交渉手段は、前記Authenticationに成功した場合は、前記Authenticationに失敗した場合よりも、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値を大きい値にするように交渉することができる
本発明によれば、機の正当性の証を実施可能な無線電力伝送において、その認証の実行可否の判定の結果を有効に利用できる。
実施形態による送電装置の構成例を示すブロック図。 実施形態による受電装置の構成例を示すブロック図。 実施形態による非接触充電システムの構成例を示すブロック図。 USB認証とWPT認証を含む、非接触充電システムの動作シーケンス図。 送電装置の制御部による、GPの設定処理を示すフローチャート。 機器認証の結果とGPの設定値の関係を示す図。 送電装置の制御部による電力伝送までの状態遷移を示すフローチャート。 送電装置と受電装置の間の通信に関するシーケンス図。 送電装置と受電装置の間の通信に関するシーケンス図。 受電装置の制御部による電力伝送までの状態遷移を示すフローチャート。 受電装置の制御部による電力伝送までの状態遷移を示すフローチャート。 受電装置の制御部による電力伝送までの状態遷移を示すフローチャート。 (a)はConfiguration Packetの構成を示す図、(b)はPower Transmitter Capability Packetの構成を示す図。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下に記載する実施形態では、送電装置の電源となるACアダプタやケーブルについても正当性を確認するための機器認証について記載する。また、以下の実施形態では、送電装置の電源となるACアダプタやケーブルが機器認証に対応していない場合であっても、安全性を担保しつつ無線電力伝送を行う仕組みについて記載する。また、電源との機器認証及び送電装置と受電装置が送電コイルおよび受電コイルを介した機器認証の複数種類の機器認証プロトコルを用いた好適な無線電力伝送に係る制御方法について記載する。
図3は、実施形態による無線電力伝送システムとしての非接触充電システムの構成例を示すブロック図である。図3において、送電装置(以下、TX100)は、ACアダプタ301からUSBケーブル300を介して供給される電力を受電装置(以下、RX200)へ、無線により伝送する。RX200は、TX100から無線により伝送された電力を受け取り、例えばバッテリを充電する。ACアダプタ301は、電源プラグ302を介して供給される商用電源の電力をTX100に適した電圧に変換して、TX100に供給する。
図1は、図3に示した非接触充電システムに適用可能な送電装置(TX100)の構成例を示すブロック図である。TX100はWPC規格に準拠しており、さらにWPC規格v1.2.2に記載の機能を含む。本実施形態のTX100は同じくWPC規格に対応した受電装置(RX200)の充電部に最大15ワットの電力を出力するだけの電力を供給する能力があるものとする。なお、本実施形態ではTX100とRX200はWPC規格に準拠しているものとして説明するが、それに限定されず、他の非接触充電規格であってもよい。
制御部101は、TX100全体を制御する。制御部101の一例はCPU(Central Processing Unit)である。電源部102はUSB Power-Delivery規格に対応しており、さらに接続されたUSB機器同士の機器認証を行うAuthentication規格にも対応している。電源部102は、ACアダプタ301からUSBケーブル300を介してTX100の動作電源を受け、少なくとも制御部101および送電部103が動作する電源を供給する。送電部103は送電コイル105を介して受電装置(RX200)へ伝送する交流電圧および交流電流を発生させる。具体的には電源部102が供給する直流電圧を、FETを使用したハーフブリッジもしくはフルブリッジ構成のスイッチング回路で交流電圧に変換する。送電部103はFETのON/OFFを制御するゲ−トドライバを含む。
通信部104はRX200(図2の通信部204)との間で、WPC規格に基づいた無線電力伝送の制御通信を行う。本実施形態では通信部104が実行する通信は送電部103が発生する交流電圧または電流を変調し、無線電力に通信を重畳するいわゆるインバンド通信とする。しかし、これに限られるものではなく、送電部103の周波数と異なる周波数を使用するアウトバンド通信でもよい。アウトバンド通信としては、たとえば、NFC、RFID、Wi-Fi(IEEE802.11シリーズ)、Bluetooth(登録商標)などがあげられる。表示部106は、TX100自体の状態、もしくは図3に示すようなTX100、RX200、USBケーブル300、ACアダプタ301などの機器を含む非接触充電システムの状態を表示し、ユーザに報知する。本実施形態では、表示部106はLEDとして説明するが、これはユーザに上記状態を報知するものであれば他の構成でもよく、スピーカ、振動発生回路、ディスプレイであってもよい。
メモリ107は、TX100および非接触充電システム(図3)の各要素および全体の状態を記憶する。第一認証部108は電源部102と、それに接続されるUSBケーブル300およびACアダプタ301について機器認証を行う。第一認証部108は、本実施形態ではUSB Authentication規格に対応しているものとして説明する。しかしこれは機器認証に対応している他の規格でもよく、Qualcomm社のQuick Charge規格でもよいし、それ以外の規格に対応していてもよい。第二認証部109は通信部104を介した通信によってTX100とRX200との間の機器認証を行う。第二認証部109が行う機器認証を本実施形態ではWireless Power Transfer認証(WPT認証)と呼ぶ。
図1では制御部101、電源部102、送電部103、通信部104、メモリ107、第一認証部108、第二認証部109は別体として記載しているが、これらの内の任意の複数は、同一チップ内に実装されてもよい。例えば、Power-Deliveryに対応した電源部102とUSB Authentication規格に対応した第一認証部108をUSB関連チップとして同一チップ内に実装してもよい。その場合、制御部101とUSB関連チップとの間は、例えばGPIO(General Purpose Input/Output)やシリアル通信で接続するようにしてもよい。
図2は、本実施形態による受電装置(RX200)の構成例を示すブロック図である。RX200はWPCが策定する規格に準拠しており、WPC規格v1.2.2に記載の機能を含む。
RX200において、制御部201は、RX200の全体を制御する。制御部201の一例はCPUである。受電部203は、受電コイル205を介して受電した送電コイル105からの交流電圧および交流電流を制御部201および充電部206などが動作する直流電圧および直流電流に変換する。本実施形態の受電部203は、充電部206に最大15ワットの電力を出力する能力があるものとする。
通信部204はTX100の通信部104との間で、WPC規格に基づいた非接触充電の制御通信を行う。この制御通信は、受電コイル205で受電した電磁波を負荷変調する、いわゆるインバンド通信である。しかしながら、これに限られるものではなく、送電部103の周波数と異なる周波数を使用するアウトバンド通信でもよい。アウトバンド通信としては、NFC、RFID、Wi-Fi(IEEE802.11シリーズ)、Bluetooth(登録商標)などがあげられる。
充電部206は受電部203から供給される直流電圧と直流電流を利用してバッテリ207を充電する。認証部208は通信部204を介した通信によってTX100(第二認証部109)とRX200との間のWPT認証を行う。メモリ209はRX200および非接触充電システム(図3)の各要素および全体の状態を記憶する。なお、TX100またはRX200がWPT認証を含むWPC規格に対応していることを、以下ではWPC規格バージョンAに対応していると表現する。ここでWPC規格バージョンAとはWPCv1.2.2の後継の規格であり、少なくともWPT認証機能が追加されているものとする。
表示部202は、電力の供給状態、充電状態などを表示する。本実施形態では、表示部202はLEDとして説明するが、これはユーザに上記状態を報知するものであれば他の構成でもよく、例えば、スピーカ、振動発生回路、ディスプレイであってもよい。なお、図2では受電部203、認証部208、制御部201、メモリ209、通信部204、充電部206を別体として記載しているが、これらの内の任意の複数が同一チップ内に実装されてもよい。
以上のような構成を備えた本実施形態の非接触充電システムにおいて、TX100の第一認証部108は、ACアダプタ301およびUSBケーブル300と、第一の通信プロトコル(例えば、USBケーブルを介したUSB認証)を使用して機器認証を行う。また、TX100の第二認証部109は、第一の通信プロトコルが通信に使用する媒体とは異なる媒体(例えば、送電コイル105および受電コイル205)を使用する第二の通信プロトコルを使用してRX200と機器認証を行う。
図3に示される本実施形態の非接触充電システムにおいて、ACアダプタ301、USBケーブル300、TX100(電源部102)はUSB機器である。USB機器がUSB認証に対応しかつUSB認証に成功するということは、それらにUSB認証で定められた電力を印加したとしても過度の発熱などのリスクがないことを意味する。つまり、USB認証に成功した場合、定められた電力をACアダプタ301からUSBケーブル300を介してTX100の電源部102に供給したとしても、TX100の電源部102、USBケーブル300、ACアダプタ301が過度に発熱することはない。
仮にTX100の送電部103に供給される電力の通り道である、TX100の電源部102、USBケーブル300、ACアダプタ301のいずれかがUSB認証に非対応である場合は、当然USB認証に成功しない。この場合、定められた電力を印加した場合に、USB認証に非対応であるいずれかが過度に発熱するなどのリスクがある。ここでUSB認証に非対応とは、USB認証規格が策定される以前の複数のバージョンのUSB規格のいずれかに対応していることを含む。本実施形態ではUSB認証規格が策定される以前の複数のバージョンのUSB規格のいずれかに対応したUSB機器をレガシーのUSB機器と呼ぶことにする。
また、TX100の電源部102、USBケーブル300、ACアダプタ301のいずれかがUSB認証に失敗した場合は、これもUSB認証に成功しない為、上記の定められた電力を印加した場合に、上記のリスクがある。ここで、USB認証に失敗するとは、USBケーブル300とACアダプタ301のいずれかまたは両方が、一見USB認証に対応しているように見えるが、実際はUSB認証に対応していないというような悪意のあるUSB機器の可能性があるという場合を含む。
また、RX200とTX100がWPC規格バージョンAに対応しており、かつWPT認証に成功した場合は、RX200とTX100が所定の電力のやり取りをしたとしても、それらが過度に発熱するなどのリスクがないことを意味する。一方、RX200とTX100のいずれかまたは両方がWPC規格バージョンAに非対応である場合は、WPT認証に成功しない。この場合、上記の定められた電力が印加された場合に、WPC規格バージョンAに非対応である装置が過度に発熱するなどのリスクがある。ここでWPC規格バージョンAに非対応とは、WPC規格バージョンAより前の複数のバージョンのWPC規格のいずれかに対応していることを含む。本実施形態ではWPC規格バージョンAより前の複数のバージョンのWPC規格のいずれかに対応したTXもしくはRXをレガシーのTXもしくはRXと呼ぶ。
また、TX100とRX200がWPT認証に失敗した場合は、一見WPT認証に対応しているように見えるが、実際は対応していないというような悪意のあるRXまたはTXである可能性がある(WPT認証に対応していれば、認証は必ず成功する為)。この場合も、WPT認証に成功しない為、上述の定められた電力を印加した場合に、過度の発熱などの上記したリスクがある。
本実施形態では、USBケーブル300およびACアダプタ301がUSB認証に成功し、かつRX200およびTX100がWPT認証に成功した場合に、安全に所定の電力を供給することが可能であると判断される。すなわち、RX200の受電部203が負荷(本実施形態では充電部206)に所定の電力(15ワット)を供給したとしても、過度の発熱などのリスクがない。他方、TX100(電源部102)、USBケーブル300、ACアダプタ301のいずれかがUSB認証に成功しない、またはRX200とTX100のいずれかがWPT認証に成功しない場合は、安全に所定の電力を供給できない可能性がある。すなわち、RX200の受電部203が負荷に15ワットの所定の電力を供給した場合に、過度の発熱などのリスクがある。以下では、そのようなリスクを回避するために、認証に成功しない場合に、受電部203が供給する電力を所定の電力(例えば15ワット)より小さい電力(例えば5ワット以下)に制限するものとする。
従来、上述のようにUSB認証とWPT認証など複数の機器認証プロトコルが存在するシステムにおいて、これら複数の認証を考慮した制御方法については何等提案されていない。
図4は本実施形態によるUSB認証とWPT認証を含むシーケンス図である。図5は本実施形態におけるGuaranteed Power(以下、GP)の設定に関する送電装置(TX100)の制御部101の動作を示すフローチャートである。GPとは、TX100とRX200の位置関係がずれて、送電コイル105と受電コイル205の間の送電効率が低下しても、受電部203の負荷への出力電力に関して保障される電力値を意味する。受電部203の負荷とは、受電部203が電源を供給する対象であり、少なくとも充電部206を含む。例えば、GPが5ワットの場合、送受電コイルの位置関係がずれて、コイル間の送電効率が低下したとしても、受電部203が5ワットを出力することができるように、TX100は送電部103を制御する。図4、図5に示される動作(GPの決定動作)については、図6の説明の後で述べる。
図6はUSB認証およびWPT認証の結果によって、後述するNegotiationにおいて用いられるGPの制限値の例を示す図である。
列600の「USB認証非対応」とは、TX100の電源部102、USBケーブル300、ACアダプタ301の少なくともいずれかがUSB認証に対応していない(ただし、USB認証に対応している機器は認証に成功している)こと示す。列601の「USB認証失敗」とは、TX100の電源部102、USBケーブル300、ACアダプタ301のいずれかが、USB認証に対応しているがUSB認証に失敗したことを示す。列602の「USB認証成功」とはTX100の電源部102、USBケーブル300、ACアダプタ301のすべてがUSB認証に成功したことを示す。また、行603はRX200がWPT認証に対応していないことを、行604はRX200がWPT認証に対応しているがWPT認証に失敗したことを、行605はRX200がWPT認証に対応しておりWPT認証に成功したことを示す。なお、テーブル中の「0,2.5,5」の3種類のGPの電圧値が記載されている欄については、予めそれらのうちの1つを採用するように決定しておく。
図6によればUSB認証に非対応(列600)である場合は、WPT認証の結果によらず、GPを5ワットに制限することで、過度の発熱などのリスクを回避しつつ、送電を行うことができる。また、列600のうち、WPT認証に失敗した場合(行604)は、0ワット(送電しない)、2.5ワットなど(5ワットより小)、WPT認証に非対応の場合(行603)と比較して小さい値に制限してもよい。なぜかというと、WPT認証に失敗したということはWPT認証を実装してはいるが正確には実装していない悪意のあるRX(例えばWPC規格をみたしていない偽物)の可能性があるからである。過度の発熱などの上記リスクの観点では、GPを5ワットに制限すればよいが、WPT認証非対応であるが正確に規格を実装しているレガシーのRXよりも低いGP(0ワットまたは2.5ワット)に制限することは、偽物を排除できるというメリットがある。
同様に、USB認証に失敗した場合(列601)は、WPT認証の結果にかかわらず0ワット(送電しない)、2.5ワットなど(5ワットより小)USB認証に非対応の場合(列600)と比較して小さい値に制限してもよい。USB認証に失敗したということはUSB認証を実装してはいるが正確には実装していない悪意のあるUSB機器の可能性がある。よって、USB認証非対応であるが正確に規格を実装しているレガシーのUSB機器と比較して、より低い0ワットまたは2.5ワットに制限することは偽物を排除できるというメリットがある。
また、USB認証に成功した場合(列602)は、図3のシステムでUSBに関連するTX100の電源部102、USBケーブル300、ACアダプタ301に関して、RX200が負荷へ15ワットを供給したとしても上記リスクがないことを意味する。よってTX100はWPC認証の結果に基づいてGPの設定を行う。WPT認証非対応の場合(行603)は前述の理由によりGPは5ワットとし、WPT認証に失敗した場合(行604)はより低いGP(0ワットまたは2.5ワット)に制限される。USB認証に成功し(列602)WPT認証にも成功(行605)した場合は、上記リスクがないと判断し、TX100はGPの制限値としてTX100およびRX200の能力の最大値である15ワットを設定する。このように、USB認証とWTP認証のすべての機器認証が成功した場合は、後述のNegotiationフェーズにおける交渉でTX100とRX200の最大能力により送電電力が決定される。
<非接触充電システム起動から送電までのシーケンス>
図3の非接触充電システムの起動から送電までのシーケンスについて、図4および図5を使用して説明する。TX100はUSB認証およびWPT認証において、認証の対象となる機器のうち認証に非対応もしくは認証に失敗した機器が1つでもあれば送電電力を制限するように動作する。
TX100の電源部102にUSBケーブル300とACアダプタ301が接続されると(400)、TX100の制御部101はUSB認証を行う(401、S501)。USB認証において、制御部101は、第一認証部108を動作させ、認証対象であるすべてのUSB機器(実施形態ではUSBケーブル300とACアダプタ301の両方)がUSB認証に対応しているかを判断する。第一認証部108は、すべてのUSB機器についてUSB認証を実行し、実行したすべてのUSB認証に成功した場合に、「USB認証成功」と判定する。また、本実施形態では、すべてのUSB認証に成功しなかった場合の認証結果として「USB認証非対応」と「USB認証失敗」を設けている。USB認証に対応しているが認証に失敗した機器が1つでも存在する場合は「USB認証失敗」とする。また、USB認証に成功しなかった機器がすべてUSB認証に対応していない機器である場合は「USB認証非対応」とする。
例えば、ACアダプタ301のUSB認証に成功したが、USBケーブル300がUSB認証に対応していない場合、「USB認証非対応」と判定される。また、例えば、ACアダプタ301のUSB認証に成功し、USBケーブル300はUSB認証に対応しているものの認証に失敗した場合、「USB認証失敗」と判定される。また、例えば、ACアダプタ301とUSBケーブル300の両方がUSB認証に成功した場合、「USB認証成功」と判定される。制御部101は、このようなUSB認証結果をメモリ107に保持しておく(S502)。
次に、制御部101はUSB PD(USB-Power Delivery規格)のシーケンスに基づいてACアダプタ301との間でACアダプタ301から供給される電圧および電流に関する電源仕様を決定する(402)。電源電圧はTX100の内部構成により決まっているので、この場合は電流値に関して決定する。図3のシステムにおける電源部102の電圧は15Vであるとし、電源部102の出力電流は最大3Aであるとする。ここで、TX100の制御部101は電流値を下げるにあたって、図6に示されるように判断する。例えば、USB認証非対応の場合、図6の列600に基づいて、WPC規格のNegotiationフェーズ(後述)による交渉におけるGPの最大値は5ワットと決定される。
そして、制御部101はTX100内部のロスを考慮して電流値を決定する。たとえば送受電コイルの位置が変化し、コイル間効率が一番低くなった時にGPである5ワットをRX200が出力したときのシステム効率を50%であるとする。この場合、電源部102が送電部103や制御部101に供給する電力は10ワット(5W×2)である。電源電圧が15Vなので、出力電流は0.67Aである。本実施形態では、USB機器がUSB認証に非対応であった場合、リスクを回避する為にはGPを5ワットに制限すればよいとした。ゆえに、電源部102がUSB PDのシーケンスに基づいてACアダプタ301と交渉して決定すべき電流値は0.67A程度であればよい。この決定すべき電流値に基づいて、TX100の制御部101はACアダプタ301との間で電源仕様を決定する。他方、USB認証に成功した場合は、15ワットのGP値に対応できるように、電源仕様を2.0A(15W×2/15V)に決定する。
TX100の制御部101は送電部103を起動する(403)。送電部103を起動することとは、電源部102から制御部101と送電部103と通信部104の少なくともいずれかに電源を投入するいわゆるパワーオンリセットでもよい。または第一認証部108がTX100の制御部101と送電部103と通信部104の少なくともいずれかに図示しないリセット信号(LO:約0V)を入力することで制御部101と送電部103と通信部104の少なくともいずれかにリセットをかけてもよい。この場合、電源仕様が決まり、GPの値が決定したのちに、第一認証部108は、リセット信号をHI(例えば3.3V)にすることで、リセットを解除する。
送電部103が起動すると、TX100はWPC規格に準拠した動作を開始する。本実施形態では、WPC規格に準拠したフェーズに加え、WPT認証を行うフェーズとしてAuthenticationフェーズを定義する。AuthenticationフェーズではTXとRXはWPT認証に基づいた機器認証を実施する。TXおよびRXの両方がAuthenticationフェーズに対応している場合、TXとRXは、Selectionフェーズ、Pingフェーズ、Identification & Configurationフェーズ(I&Cフェーズ)、Authenticationフェーズ、Negotiationフェーズ、Calibrationフェーズ、Power Transferフェーズ(PTフェーズ)の順に遷移する。
具体的には、まずSelectionフェーズにおいて、送電部103は送電コイル105を介してAnalog Pingを送電する(405)。Analog Pingとは送電コイル105の近傍に存在する物体を検出する為の微小な電力の信号である。TX100はAnalog Pingを送電した時の送電コイルの電圧値または電流値を検出し、電圧がある閾値を下回るもしくは電流値がある閾値を超える場合に物体が存在すると判断し、Pingフェーズに遷移する。
PingフェーズではTX100はAnalog Pingより大きいDigital Pingを送電する。Digital Pingの大きさは、送電コイル105の近傍に存在するRX200の制御部201が起動するのに十分な電力である。RX200の制御部201は、受電コイル205を介して受電したDigital Pingにより起動すると、受電電圧の大きさをTX100へ通知し(407)、I&Cフェーズへ遷移する。TX100は受電電圧値の通知を受けると、I&Cフェーズに遷移する。続いてRX200はID PacketおよびConfiguration PacketをTX100へ送信する(408、409)。
続いて、第二認証部109はAuthenticationフェーズでWPT認証処理を実施する(410、S503)。認証対象は、無線電力伝送システムにおける受電装置としてのRX200である。制御部101は、このWPT認証の結果をメモリ107に保持する(S504)。そして、制御部101は、S502でメモリ107に保持したUSB認証の結果とS504でメモリ107に保持したWPT認証の結果と図6に基づいてNegotiationフェーズで用いるGPの最大値を決定する(404、S505)。Authenticationフェーズの詳細は、図8(e)により後述する。
その後、TX100の制御部101はNegotiationフェーズでRX200との交渉によりGPを決定する(411)。ここでは、送電電力が、第一認証部108(USB認証)と第二認証部109(WPT認証)による機器認証の結果に基づいて制限されたGP値(404)、すなわち許容される送電電力以下となるように交渉が行われる。例えば、USB認証の結果が「USB認証成功」かつWPT認証の結果が「WPT認証成功」の場合は、図6に示されるようにGPの設定が15ワットまで許容される。一方、USB認証の結果が「USB認証非対応」であれば、GPは5ワットまたはそれ未満に制限される。この場合、Negotiationフェーズにおいて、RX200の制御部201から5ワットを超えるGPを要求された場合は、TX100の制御部101は当該要求に対してNAKを送信する。他方、制限値以下のGPが要求されれば、制御部101はアクノリッジ(ACK)を送信する。
以上のように、TX100の制御部101はUSB認証およびWPT認証の両方の結果に基づいてGPを設定するので、複数の認証のうちいずれかの認証が失敗した際はGPの大きさが制限され、過度の発熱などのリスクを回避することができる。また、全ての認証が成功した場合のみ、送電部103の能力の最大値をGPに設定することができる。
続いてTX100の制御部101はGPを制限した理由をRX200の制御部201へ通知する理由通知を送信する(412)。理由通知により、第一認証部108および第二認証部109による機器認証の結果が受電装置であるRX200に通知される。この理由通知は、後述のRESULTパケット(図8Bの(e)の820)であってもよい。本実施形態では、TX100の制御部101は、RESULTパケットに、WPT認証の結果と、TX100の電源部102に関係するUSB認証の結果を格納してRX200の制御部201に送信する。例えば、制御部101は、RESULTパケットの中にWPT認証結果を格納する1ビットを設け、WPT認証が成功すれば「1」を、そうでなければ「0」を格納する。また、制御部101は、RESULTパケットにACアダプタ301およびUSBケーブル300とのUSB認証結果を格納する1ビットを儲け、全てのUSB認証が成功すれば「1」をそうでなければ「0」を格納する。制御部101は、こうして機器認証の結果が格納されたRESULTパケットを送信する。
その後、TX100の制御部101およびRX200の制御部201はCalibrationフェーズの処理を実行し(413)、PTフェーズへ遷移する。PTフェーズにおいて、RX200は負荷へ電力を供給する(414)。RX200の制御部201は、理由通知(412)に基づいて表示部202に電力が制限されていることを表示してもよい(416)。同様にTX100の制御部101は、機器認証の結果(理由通知)に基づいて表示部106に電力が制限されていることを表示してもよい(415)。例えば、前記RESULTパケットのUSB認証結果ないしWPT認証結果を示すビットにもとづいて、「USB認証に成功しない為(USB機器が原因で)、低速充電中です」という表示をしてもよい。このような表示により、ユーザは、充電に、電力が制限されない場合よりも長い時間がかかることを知ることができ、USBケーブルやUSBアダプタをUSB認証に対応した製品に交換するなどの対応をとることができる。前記表示はWPT認証の結果について言及してもよく、同様の効果があることは明らかである。また、当該表示は電力が制限されない場合異なるLEDの色もしくは点灯パタ−ンで表示してもよい。また、電力が制限されない場合と異なる音や振動でユーザに報知するようにしても同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態ではUSB認証において送電電力を制限するか否かを判断した後に、WPCの送電装置を起動するようにした。しかしこれは、USBとWPCを同時に起動してUSB認証とWPC認証を非同期に実施し、WPCが送電を開始した後に、USB認証による送電電力の制限が判明した場合、WPCの送電電力を再度Negotiationにより制限しても同様の効果をえることができる。しかし、本実施形態のようにUSB認証において送電電力を制限するか否かを判断した後に、WPCの送電装置を起動するようにすれば、さらなる効果を期待できる。TX100がNegotiationフェーズ(411)でGPを決定する時には、すでにUSB認証において送電電力を制限するか否かが決定している為、前記再度Negotiationする処理が発生しない効果がある。
<WPT認証の動作と後方互換性>
WPC規格でより大きな電力を送電するようになり、前記リスクを回避する為にレガシーのWPC規格にWPT認証機能を追加する必要がある。ここでWPT認証機能を有したTXは同じくWPT認証機能を有するRXのみならず、レガシーのRXとも後方互換性を確保しなければならない。同様にWPT認証機能を有したRXはレガシーのTXとも後方互換性を確保しなければならない。しかしながら、レガシーのWPC規格に準拠しながらWPT認証機能を加え後方互換も考慮した技術は提案されていないという課題がある。
そこで、以下では、無線電力伝送の標準規格に新たな機器認証を追加した場合に、新たな機器認証を有さないバージョンの標準規格と互換性を保つ形態を説明する。
図7は本実施形態のTX100の制御部101の動作を示すフローチャートである。図8A〜8Bは、バージョンAのTX100あるいはRX200による後方互換性を説明するシーケンス図である。本実施形態のWPT認証は、USB認証と同様に電子証明書を用いたチャレンジ・レスポンス型の機器認証として説明するが、WPT認証はこれに限定されない。TX100がRX200に対してチャレンジテキストを送信するイニシエータとして動作し、RX200はチャレンジテキストを暗号化してTX100に送信するレスポンダとして動作する。図9A〜9CはRX200の制御部201の動作を示すフローチャートである。図10(a)はWPC規格によるConfiguration Packetのビット構成例を示す図である。図10(b)はWPC規格によるPower Transmitter Capability Packetのビット構成例を示す図である。なお図中の同一の構成に関しては、同一の符号を付与している。
シーケンス図およびフローチャートの説明に先立って、WPC規格v1.2.2に基づいたTXおよびRXのカテゴリについて説明する。GPが5ワットであるTXおよびRXはBasic Power Profile(BPP)にカテゴライズされる。また、GPが5ワットより大きく15ワット以下であるTXおよびRXはExtended Power Profile(EPP)にカテゴライズされる。さらにWPC規格v1.2.2ではGPに関してTXとRX間で交渉(Negotiation)する機能が追加されている。EPPにカテゴライズされたTXおよびRXはNegotiation機能を有する。BPPにカテゴライズされたTXおよびRXは、Negotiation機能に対応したものとそうでないものにさらにカテゴライズされる。RXがNegotiation機能を有するかどうかは、TXがRXの設定情報が記載されているConfiguration Packet(図10(a))のNeg bit(Bank4、bit7)によって判断できる。Neg bitが「1」であればNegotiation機能を有しており、「0」であればそれを有していない。本実施形態では、特に指定がない限り、レガシーのTXおよびRXはNegotiation機能を有しており、NegotiationはNegotiationフェーズで実施されるものとして説明する。
WPT認証に対応したWPC規格バージョンAのTXおよびRXは、WPC規格v1.2.2に対応したレガシーのRXおよびTXとそれぞれ後方互換をとらなければならない。つまり、WPC規格バージョンAに対応したTXは、バージョンAより前のWPC規格に対応したRXに対しても矛盾なく動作する必要がある。同様にバージョンAに対応したRXはバージョンAより前のWPC規格に対応したTXに対しても矛盾なく動作する必要がある。
そこで、図7、図8A〜8B、図9A〜9Cを参照して本実施形態に示すバージョンAに対応したTX100およびRX200がWPC規格v1.2.2との後方互換があることについて説明する。WPC規格v1.2.2のレガシーのEPPに対応したTXおよびRXは、Selectionフェーズ、Pingフェーズ、I&Cフェーズ、Negotiationフェーズ、Calibrationフェーズ、PTフェーズの順で状態遷移する。また、レガシーのTXおよびRXのうち少なくとも片方がNegotiation機能を有しないBPPの機器である場合は、TXおよびRXは、Selectionフェーズ、Pingフェーズ、I&Cフェーズ、PTフェーズの順で状態遷移する。
上述のように、TXおよびRXの両方がAuthenticationフェーズに対応している場合、TXとRXは、Selectionフェーズ、Pingフェーズ、I&Cフェーズ、Authenticationフェーズ、Negotiationフェーズ、Calibrationフェーズ、PTフェーズの順に遷移する。ここで、AuthenticationフェーズはNegotiationフェーズに先立って実施されるべきである。その理由は次のとおりである。図6においてWPT認証の結果によってGPの値が変わることを説明した。仮にNegotiationフェーズにおいてTXとRXが交渉によりGPを決定した後でAuthenticationフェーズに遷移した場合を考える。この場合、Authenticationフェーズの結果によって上記リスクを回避するために、既に決定したGPが再度変更される可能性がある。このようなGPの再変更には、PTフェーズに遷移するまでの手順が煩雑になる、より時間がかかるなどの課題がある。Negotiationフェーズに先立ってAuthenticationフェーズを実施することにより、AuthenticationフェーズでGPに関する制限をかけ、制限されたGPを前提にNegotiationフェーズでGPを決定することができる。このように、Negotiationフェーズに先立ってAuthenticationフェーズでGPに制限をかけることにより、PTフェーズに遷移するまでのGPの再変更が発生せず、速やかにPTフェーズに遷移することができる。
<TX100、RX200ともにレガシーの場合>
まず、TX100、RX200ともにレガシーのEPPに対応している場合のWPC規格v1.2.2におけるシーケンスである図8Aの(a)について説明する。なお、以降の説明では、TX100によるUSBケーブル300およびACアダプタ301とのUSB認証は成功したものとする。図7、図9AのフローチャートについてはレガシーのEPPに関する部分のみが用いられる。すなわち、レガシーのTXでは図7のS703〜S708の処理は存在せず、レガシーのRXでは図9AのS903〜S905,S908の処理が存在しない。なお、図8Aの(a)では後方互換に関係するI&Cフェーズ以降のシーケンスのみを示している。
TX100とRX200との間でSelectionフェーズとPingフェーズの処理が行われた後、I&Cフェーズへ遷移する(S701)。I&CフェーズにおいてRX200はTX100に対してIdentification Packet(ID Packet)を送信する(800、S901)。ID packetには、自身の個体識別情報のほかに、対応しているWPC規格のバージョン(この場合v1.2.2)がわかる情報要素が格納される。つづいてRX200はConfiguration PacketをTX100へ送信する(801、S901)。WPC規格v1.2.2のConfiguration PacketはRX200が負荷に供給できる最大電力の具体的な値であるMaximum Power Value、Negotiation機能を有するか否かを示すビットであるNeg bitを含む。ここで、RX200はNeg bitを「1」に設定し、Negotiation機能を有することを示す。
TX100はRX200からID PacketおよびConfiguration Packetを受信すると(S702)、RX200がNegotiation機能を有するかを判断する(S704)。RX200はNegotiation機能を有するので(S704でYES)、TX100はConfiguration Packetに対してACKを送信し(S713、802)、Negotiationフェーズに遷移する(S709)。なお、RX200がNegotiationに対応していないBPP(Neg bitが0)の場合は、TX100はACKを送信せずにPTフェーズに遷移する(S712)。また、TX100自身がBPPでありかつNegotiationに対応してない場合も同様に、TX100はACKを送信せずにPTフェーズに遷移する。この場合、GPは5ワットに制限される。
RX200はACKを受信すると(S902でYES)、TX100がNegotiation機能に対応していることがわかり、Negotiationフェーズへ遷移する(S906)。そして、RX200は、自身が必要な電力(例えば15ワット)を要求するSpecific Requestパケットを送信する。この場合、RX200はSpecific Requestパケットの情報要素として、GPとして15ワットを要求することを示すSpecific Request (15W)をTX100に送信する(803)。ここで、WPC規格v1.2.2のRX200はConfiguration Packet送信後、15ms以内にACKを受信しなければ(S902でNO)、TX100がNegotiation機能を有しないBPPであると判断する(S909)。そして、RX200はPTフェーズへ遷移する(S910)。
TX100はSpecific Request(15W)を受信すると、自身の送電能力と15ワットを比較し、送電可能であれば肯定を意味するACKを、そうでなければ要求を拒否することを示すNAKをRX200に送信する。ここでは、15ワットを送電可能と判断して、GPを15ワットと決定し(S710)、ACKを送信する(804)。そしてTX100はCalibrationフェーズに遷移する。RX200はSpecific Request(803)に対してTX100からACKを受信するとCalibrationフェーズへ遷移する(S907)。Calibrationフェーズでは、TX100がRX200に送電した電力についてTX100の内部で測定した値と、RX200の内部で測定した受電電力の値との相関に基づいてTX100が調整を行う。Calibrationフェーズが終了すると、TX100とRX200はPTフェーズへ遷移し、無線電力伝送を開始する(S712、S910)。
以上のように、WPC規格v1.2.2のTX100は、Neg bitによってRX200がNegotiation機能を有するEPPないしBPPか、もしくはNegotiation機能を有しないBPPかを判断する。そして、前者の場合はNegotiationフェーズへ遷移し、後者の場合はPTフェーズへ遷移する。
また、WPC規格v1.2.2のRX200は、Configuration Packet送信から15ms以内にACKを受信するかを判断基準として、ACKを受信すればNegotiationフェーズに遷移し、そうでなければPTフェーズへ遷移する。
以上の動作により、WPC規格v1.2.2ではNegotiation機能を持つTX100およびRX200とそうでないTX100およびRX200の互換性が確保されている。
<TX100がバージョンA、RX200がレガシーの場合>
TX100がバージョンAに対応し、RX200がレガシーの場合について、図8Aの(b)、図6、図7、図9Aを用いて説明する。なお、以降の説明では、TX100によるUSBケーブル300およびACアダプタ301とのUSB認証は成功したものとする。なお、以降のすべての説明はWPC規格の後方互換に関する説明の為、TX100が第一認証部を持たない構成であっても適応可能なことは明らかである。
まず、Configuration Packet内のAuth bitについて定義する。図10(a)にWPC規格v1.2.2のConfiguration Packetの構成を示す。なお、本発明と関連がない部分の説明は省略する。Configuration Packetには複数のReserved領域がある。例えば、Bank2のbit4からbit6のReserved領域1001、Bank1のbit0からbit7のReserved領域1000、Bank4のbit2からbit0のReserved領域1002である。本実施形態では、Auth bitをBank2のbit6に配置する。但し、Auth bitの配置はこれに限られるものではく、他のReserved領域に配置してもよい。なお、WPC規格v1.2.2ではReserved領域のビットはいずれも0である。RX200は自身がWPT認証に対応していればAuth bitに「1」を、そうでない場合は「0」を格納する。
TX100はConfiguration PacketのAuth bitにより、RX200がWPT認証に対応しているかを判断する(S703)。RX200はレガシーであるためAuth bitは「0」である。TX100は、RX200がWPT認証に対応していないと判断し(S703でNO)、Negotiationフェーズに遷移する。ここで、RX200からGPとして15ワットの要求を受信した場合、要求を拒否する旨を示すNAKをRX200に送信する(805)。なぜなら、図6で説明したように、RX200はWPT認証非対応であり、TX100はリスクを回避するために15ワットを送信するべきでないと判断するからである。
RX200はNAKにより要求が拒否されたので、TX100が設定可能なGPの値を知ることを目的に、WPC規格v1.2.2に定義されたGeneral Requestを送信する。ここでGeneral Requestのうち、Transmitter Capability Packetを要求するメッセ−ジを、本実施形態ではGeneral Request(capability)と表す。Transmitter Capability Packetとは、設定可能なGPの値を含み、WPC規格v1.2.2で定義されたパケットである。
TX100はGeneral Request(capability)を受信すると(806)、既に説明した図6に基づいて、WPT認証非対応(行603)でUSB認証成功(列602)に該当する5ワットをGPとすると決定する。そして、TX100は、Power Transmitter Capability PacketのGuaranteed Power Valueに5ワットを示す情報を格納して、これをRX200に送信する(807)。
以上のように、本実施形態で定義したAuth bitによって、WPC規格バージョンAに対応したTX100は、バージョンAより前のWPC規格に対応したレガシーRXに対しても矛盾なく動作する。
<TX100、RX200ともにバージョンAの場合>
次に、TX100とRX200がともにWPT認証処理に対応している場合について、図6、図7、図8Bの(e)、図9Aを使って説明する。なお、以降の説明では、TX100によるUSBケーブル300およびACアダプタ301とのUSB認証は成功したものとする。説明に先立ってWPT認証に対応したバージョンAのTX100とRX200の動作について説明する。
バージョンAのRX200はAuth Bitに「1」を格納したConfiguration PacketをTX100に送信する。バージョンAのTX100はConfiguration PacketのAuth Bitによって、RX200がWPT認証に対応していると判断すると(S703でYES)、ACK(auth)をRX200に送信する(S705、802)。ACK(auth)は、ACKとは区別可能なアクノリッジであり、ACKとは異なるビットパタ−ンで構成され、Configuration Packetに対するアクノリッジと、TX100がWPT認証に対応していることを示すパケットである。
こうして、TX100はRX200がWPT認証に対応していることがわかると、ACK(auth)を送信してAuthenticationフェーズへ遷移する(S706)。一方、RX200はACK(auth)を受信すると(S903でYES)、TX100がWPT認証に対応していると判断し(S904)、Authenticationフェーズへ遷移する(S905)。
図8Bの(e)の814から820は、本実施形態のWPT認証の例である。まずTX100はGET_DIGESTメッセ−ジをRX200に送信する(814、S707)。GET_DIGEST Packetは、RX200が持つ電子証明書に関する情報を要求するPacketである。RX200はGET_DIGEST Packetに応答してDIGESTを送信する(815)。DIGESTとはRX200が所有する電子証明書に関する情報である。TX100は続いて、電子証明書に関する詳細な情報を要求するGET_CETTIFICATE PacketをRX200に送信する(816)。RX200はGET_CERTIFICATE Packetに応答してCERTIFICATEを送信する(817)。
次に、TX100はチャレンジテキストを含むCHALLENGEメッセ−ジをRXに送信し(818)、RX200はチャレンジテキストを暗号化したRESPONSEをTX100に送信する(819)。TX100はRESPONSEの正当性が確認されれば、RESULT(success)をRXに送信し(820、S708)、Negotiationフェーズに遷移する(S709)。RESULT(success)パケットは、RESPONSEの結果、WPT認証が成功したことを意味する。RX200はRESULT(success)を受信すると、Negotiationフェーズに遷移する(S906)。
Negotiationフェーズでは、既に説明した図6に基づいて、TX100は、WPT認証成功(行605)でUSB認証成功(列602)に該当する15ワットをGPとすると決定し、Negotiationを行う。TX100は、GPとして15ワットをRX200から要求され(803)、自身は図6を参照して交渉の際のGPの値は15ワットとした。従って、要求を認めるACKをRX200に送信する(804)。また、TX100はRESPONSEの結果、認証に失敗すると、失敗したことを示すRESULT(fail)をRESULT(success)に代えてRX200に送信する。そして図6に基づいて、後続するNegotiationフェーズにおいてGPの値を決定する。もしくは、TX100は、RESULT(fail)を送信した後、送電部103を停止してもよい。
以上のように、本実施形態のTX100はバージョンAより前のWPC規格に対応したRXに対してだけでなく、バージョンAに対応したRXに対しても矛盾なく動作する。
ここで、GET_DIGESTS(814)からRESULT(success)(820)までのパケット間の時間間隔について補足する。RX200のパケットに対するTX100の応答について、例えばWPC規格v1.2.2のNegotiationフェーズでは、RX200のパケットの後端からTX100の応答パケットの先端まで10ms以内と規定されている。しかしAuthenticationフェーズのイニシエータ(TX100)はRX200が送信する電子証明書に関連するパケット(DIGEST、CERTIFICATE、RESPONSE)の正当性を確認する為に暗号化・複合化の処理が必要である。その為、Authenticationフェーズでは応答に時間がかかる。そこでAuthenticationフェーズでは、他のフェーズにおける応答時間(Response time)と比較して長い応答時間を設ける。本実施形態では、この応答時間を50msとする。つまり、図8Bの(e)において、応答時間はDIGESTからGET_CERTIFICATE、CERTIFICATEからCHALLENGE、RESPONSEからRESULT(success)までの時間である。応答時間を長くすることで、TX100の制御部101が高速に動作する必要性が低下し、制御部101の消費電力の低減や低速なCPUの使用により低コスト化を実現できるという効果がある。
なお、TX100はConfiguration PacketのAuth bitによって受電装置がWPT認証対応かどうか判断したが、これはID Packetのバージョン情報で判断してもよい。バージョン情報がバージョンA(かそれ以降のバージョン)であればWPT認証に対応していると判断し、バージョン情報がバージョンAより前であればWPT認証に非対応と判断しても同様の効果を得られる。
<TXがレガシー、RXがバージョンAの場合1>
TX100がレガシーであり、RX200がバージョンAに対応している場合について、図8Aの(c)、図6、図9Aを用いて説明する。なお、以降の説明では、TX100によるUSBケーブル300およびACアダプタ301とのUSB認証は成功したものとする。まず、バージョンAに対応したRX200の動作について説明する。
RX200はConfiguration Packetで自身がWPT認証に対応していることをTX100に通知する(800、801)。しかしTX100はレガシーであるため、Auth bitを無視する。そして、TX100は、RX200がNegotiation機能に対応しているのでACKを送信して、自身はNegotiationフェーズへ遷移する(S704でYES、S713、S709)。
RX200はACKを受信すると(802、S902でYES)、TX100がWPT認証に非対応であり、レガシーのTXであると判断する(S908)。なぜなら、自身がWPT認証に対応しているため、TX100がWPT認証対応であれば、ACK(auth)を受信するからである。なお、RX200がConfiguration Packet送信から15ms以内にACKを受信せず(S902でNO)、かつACK(auth)も受信しない場合は(S903でNO)、処理はS909へ進む。この場合、RX200は、TX100がBPPでありかつNegotiation機能に対応してないと判断し(S909)、PTフェーズへ遷移する(S910)。
RX200はNegotiationフェーズにおいてGPの交渉を行うが、図6で説明したように、RX200は上記のリスクを回避するために15ワットを受信するべきでないと判断する。そして、RX200はWPT認証非対応(行603)でUSB認証成功(列602)に該当する5ワットをGPとして交渉すると判断し、Specific Request(5W)を送信する(809)。そして、RX200はTX100からACKを受信し(810)、Negotiationフェーズを終了する。そして、RX200はCalibrationフェーズへ遷移し(S907)、所定の処理を実行した後、PTフェーズへ遷移する(S910)。
以上のように、WPC規格バージョンAに対応したRX200は、バージョンAより前のWPC規格に対応したTX100に対しても矛盾なく動作することができる。さらに、図8Bの(e)で説明したように、RX200はTX100がWPT認証に対応している場合でも矛盾なく動作できる。
<TXがレガシー、RXがバージョンAの場合2>
上記では、RX200がバージョンAに対応している場合に、Configuration Packetに対するTX100からの応答に基づいてTX100がWPT認証に対応しているか否か、Negotiation機能に対応しているか否かを判断した。より具体的には、Configuration Packetの送信から15ms以内に、ACKまたはACK(auth)のどちらを受信したのか、または、いずれも受信していないのか、によって上記判断をする例について説明した。ここでは、TX100がバージョンAに対応しているか否かの判断を行う別の例について、図8Bの(d)、図9Cを使用して説明する。なお、以降の説明では、TX100によるUSBケーブル300およびACアダプタ301とのUSB認証は成功したものとする。
RX200は、Configuration Packetに対してACKを受信すると、WPT認証の実行を要求するためにAuth Reqを送信する(S912、810)。Auth Reqは、Authenticationフェーズへ遷移することをTX100に要求する認証要求のパケットであり、WPC規格v1.2.2でパケットタイプが規定されていないReserved Packetである。本実施形態では、Reserved Packetの内、パケットヘッダが0x40のパケットをAuth Reqパケットとして定義する。バージョンAに対応したTXは、Configuration Packetに対してACKを返した後、Auth Reqパケットの受信に応じてAuthenticationフェーズへ遷移し、WPT認証を開始する。
一方、バージョンAに非対応のTXでは次のように動作する。WPC規格v1.2.2ではNegotiationフェーズにおいて、TX100は、パケットタイプを見て、自身が対応していないPacketを受信すると、Not-Defined Response(ND Resp)パケットを送信するように規定されている。但し、I&Cフェーズでは、TX100は、対応していないPacketを受信しても何も応答しないように規定されている。TX100はConfiguration Packetに対するACK(802)を送信している為、Negotiationフェーズになっている。よってレガシーであるTX100はAuth Reqのパケットに応答してND RespをRX200へ送信する(811)。RX200はND Respを受信すると(S913でYES)、TX100がWPT認証非対応であると判断し(S908)、WPT認証は行わず、Negotiationフェーズへ遷移する(S906)。
ここで、RX200がAuth Reqに対して、ND Respを受信せず(S913でNO)、ACKを受信した場合(S914でYES)、処理はS904へ進む。この場合、RX200はTX100がWPT認証対応であると判断し(S904)、Authenticationフェーズへ遷移する(S905)。なお、Auth Reqに対して、RX200がND RespもACKも受信しない場合は(S914でNO)RX200はTX100に対して送電の停止を要求し、Selectionフェーズに戻る(S915)。送電の停止の要求は、たとえばEnd of Transmission Packet(ETP)を送信することにより行われる。TX100に対して送電の停止を要求することにより、TX100の故障やTX100とRX200との間の通信品質の劣化によってWPCシーケンスを継続できない場合に、システムを元の状態に戻せるという効果がある。
また、RX200がND RespもACKも受信しない場合に、RX200はAuth Reqを再送するしてもよい。これは、TX100がAuth Reqを正しく受信できなかった可能性があるからである。そして、WPC規格v1.2.2では、TX100がNegotiationフェーズにおいてパケットを正しく受信できない場合は、TX100はNegotiationフェーズにとどまることが規定されている。よってAuth Reqを再送することで、TX100が正しくパケットを受信し、ACKもしくはND Respを受信でき、シーケンスを継続できる可能性があるからである。そして、Auth Reqが数回(3回など)連続してACKもND Respも受信しない場合にEPTを送信するようにしてもよい。
以上のように、TX100が自身が対応できないパケットに対して応答(ND Resp)を返す状態であるNegotiationフェーズの時に、RX200はTX100がWPT認証に対応するか否かがわかるパケットを送信するようにした。故にRX200はAuth Reqに対する応答によってTX100がWPT認証対応か否かを判断し、WPT認証非対応のTXに対しても矛盾なく動作することができる。
また、Auth ReqはレガシーのTX100からの応答(ND Resp)が期待されるパケットであればよい。したがって、WPC規格v1.2.2で規定されている、応答が期待されるパケットのうち、Packet typeがまだ定義されていないReserved Packetでもよい。応答が期待されるパケットとしては、例えばGeneral Request Packet、Specific Request Packetがある。具体的には、Specific Request PacketのRequestフィールドがReserved(0x05から0xEF)であるパケットでもよい。この場合は、TX100がWPT認証非対応であればTX100はND Respを送信し、RX200はこれを受信する。また、General Request PacketのRequestフィールドがReservedであるパケットでもよい。この場合は、TX100がWPT認証非対応であれば、ND Respと同様に、TX100はRequestに応答して対応できない旨を示す、Power Transmitter Data Not Available Packetを送信し、RX200はこれを受信する。
また、Auth Reqを送信する前に、WPT認証対応かどうかを知るためのパケットをやり取りするようにしてもよい。例えば、RX200は、Genaral Request PacketでTX100の個体識別情報や規格バージョンが格納されるPower Transmitter Identification Packetを要求してもよい。その場合、RX200は、Auth Reqに先立って、General Request PacketによりTX100の規格バージョンを取得する。RX200は、取得したバージョンがバージョンA以降であればTX100がWPT認証対応であると判断してAuth Reqを送信し、そうでなければTX100はWPT認証に非対応であると判断することが可能である。
また、Power Transmitter Identification Packetの要求は、同じGeneral Request PacketでTX100の能力情報が格納されるPower Transmitter Capability Packetを要求してもよい。Power Transmitter Capability Packetは、送電装置であるTX100が送電能力を通知するためのパケットであり、これにWPT認証を実行可能である旨の情報を含ませることができる。その場合、WPC規格v1.2.2のPower Transmitter Capability Packet(図10(b))でReservedとなっているBank1のbit7かbit6、もしくはBank2のbit7からbit2のいずれかのビットをAuth bitとしてバージョンAで定義する。Auth bitには、「1(WPT認証対応)」か「0(WPT認証非対応)」が書き込まれる。バージョンAに対応したTX100は、Power Transmitter Capability PacketのAuth bitに「1(WPT認証対応)」を書き込む。
また、RX200はReserved Packetに対する応答を受信する為に、TX100がNegotiationフェーズにいるときに、Reserved Packetを送信するようにした。これにより、応答がND-RespであるかACKであるかによりTX100がレガシーなのか、WPT認証に対応しているのかを判断することが可能となる。同一のパケットをI&Cフェーズで送信したとしても、WPC規格v1.2.2ではReserved Packetに対してTX100が応答しない為、上記の判断ができない。
<TXがレガシー、RXがバージョンAの場合3>
TX100がWPT認証に対応しているか否かをACK(auth)もしくはAuth Reqに対する応答によってRX200が判断する例について説明した。以下では、他の例について図9Bを使用して説明する。なお、以降の説明では、TX100によるUSBケーブル300およびACアダプタ301とのUSB認証は成功したものとする。RX200は、Configuration Packetに対するACKを受信しNegotiationフェーズに移行してから、一定時間の間にAuthenticationフェーズにおいてTX100が送信する特定のパケットを受信したか否かを判断する。上記一定時間以内に特定のパケットを受信した場合、RX200はTX100がWPT認証に対応していると判断し、受信しなかった場合、TX100がWPT認証に対応していないと判断する。
説明に先立ち、WPT認証に対応したTX100の動作について説明する。TX100はConfiguration PacketによってRX200がWPT認証に対応していると判断したら、Authenticationフェーズに遷移する。すなわち、TX100は、Configuration Packetに対するACKの後端から一定時間以内にGET_DIGESTパケットの先頭をRX200に対して送信する。
TX100がレガシーの場合は、RX200は一定時間以内にGET_DIGESTパケットの先頭を受信しないので(S911でNO)、TX100がWPT認証非対応であると判断し(S908)、Negotiationフェーズに遷移する。このように、RX200はレガシーのTX100に対して矛盾なく動作する。また、TX100がWPT認証に対応していた場合、RX200は一定時間以内にGET_DIGESTパケットの少なくとも先頭を受信する(S911でYES)。よって、RX200はTX100がWPT認証対応であると判断し(S904)、Authenticationフェーズに遷移する(S905)。
ここで、上述の一定時間を本実施形態では6msとする。WPC規格v1.2.2ではRX200はACKを受信した後の6msの間はいかなるパケットの先頭も送信してはならないと規定されている。よって、TX100が少なくとも6ms以内にGET_DIGESTパケットの先頭を送信すれば、RX200がNegotiationフェーズで送信しうるパケット(例えば、Specific Requestなど)を送信する前に、RX200をAuthenticationフェーズに遷移させることができる。
以上のように本実施形態のRX200は、TX100がレガシーである場合およびWPT認証に対応している場合に矛盾なく動作することができる。
<RXがWPT認証のイニシエータになる場合>
図8Bの(e)はTX100がイニシエータになる例について説明したが、これに限られるものではなく、RX200がイニシエータであってもよい。その場合、RX200はACK(auth)を受信すると、TX100がWPT認証に対応していると判断するので、Authenticationフェーズに遷移する。そしてRX200はTX100に対してGET_DIGESTパケットをTX100に送信する。GET_DIGESTパケットの送信およびこれ以降の認証処理は(814から820まで)、図8Bの(e)に示されるパケットの矢印の向きを逆にしたものとなる。RX200はRESULT(success)を送信するとNegotiationフェーズに遷移する。同様にTX100はRESULT(success)を受信するとNegotiationフェーズに遷移する。以上のようにしても、同様の効果が得られることは明らかである。
また、Authenticationフェーズにおいて、TX100が所定のパケット以外のパケットをRX200から受信した場合は、送電部103の送電を停止し、Selectionフェーズに遷移してもよい。所定のパケットとは、814から820のパケットであり、GET_DIGEST、DIGEST、GET-CERTICARTE、CERTIFICATE、CHALLENGE、RESPONSE、RESULTである。Authenticationフェーズにおいて、受電した電圧の電圧値を示すSignal Strength Packet、電圧値の増減を要求するControl Error Packet、ID Packet、Configuration Packetなどを受信したら、TX100は送電を停止し、Selectionフェーズに戻る。このようにTX100は、Authenticationフェーズにおいて、RX200の故障などにより所定のパケット以外のパケットを受信した場合に送電を停止することでシステムが予期せぬ動作をすることを防止することができる。
以上のように本実施形態の非接触充電システムでは、電力供給源である電源装置(ACアダプタ301)と送電装置との間でUSBプロトコルを用いた機器認証が行われ、送電装置と受電装置との間でWPCプロトコルを用いた機器認証が行われる。そして、USBの機器認証結果とWPCの機器認証結果とに基づいて、WPCの送電装置が送電電力を制御するようにした。この構成により電源供給の経路に存在する機器の過度の発熱のリスクのない好適な送電装置の制御を実現できる。
また、WPCの送電装置が受電装置に送電を開始するのに先立って、USBの認証結果に基づいてWPCの送電装置の送電電力を制限するようにした。この構成により、WPCによる送電開始後に、USB認証の結果に基づく送電電力の制限による送電電力の再交渉などが発生せず、高速な制御が実現できる。
<その他の実施形態>
本発明に係る無線電力伝送システムの電力伝送方式は特に限定はしない。TXの共振器(共鳴素子)と、RXの共振器(共鳴素子)との間の磁場の共鳴(共振)による結合によって電力を伝送する磁界共鳴方式でもよい。また電磁誘導方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レ−ザ−等を利用した電力伝送方式を用いてもよい。
また、本発明は上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワ−ク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュ−タにおける1つ以上のプロセッサ−がプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、TXおよびRXは例えば、撮像装置(カメラやビデオカメラ等)やスキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタやコピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。また、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ(PC)やスマートフォンなどの情報処理装置であってもよい。
また、図5、図7、図9A〜9Cに示すフローチャ−トは、制御部に電源が投入された場合に開始される。なお、図5、図7に示される処理はTX100のメモリ107に記憶されたプログラムを制御部101が実行することで実現される。また、図9A〜9Cに示すフローチャ−トは、RX200のメモリ209に記憶されたプログラムを制御部201が実行することで実現される。
なお、図5、図7、図9A〜9Cのフローチャ−トで示される処理の少なくとも一部がハードウェアにより実現されてもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからFPGA上に自動的に専用回路を生成すればよい。FPGAとは、Field Programmable Gate Arrayの略である。また、FPGAと同様にしてGate Array回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。
100:TX、101:制御部、102:電源部、103:送電部、104:通信部、105:送電コイル、106:表示部、107:メモリ、108:第一認証部、109:第二認証部、200:RX、201:制御部、202:表示部、203:受電部、204:通信部、205:受電コイル、206:充電部、207:バッテリ、208:認証部、209:メモリ

Claims (37)

  1. Authenticationが規定されたWPC(Wireless Power Consortium)規格に対応した受電装置であって、
    前記WPC規格におけるDigital Pingを送電装置から受けたことに基づいて、当該受電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報を含む、前記WPC規格におけるConfigurationのパケットを、前記送電装置に送信する送信手段と、
    前記送信手段が前記Configurationのパケットを送信した前記送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、
    前記送電装置と前記Authenticationに関する処理を行う認証手段と、
    前記認証手段による前記Authenticationの結果に基づいて、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉を前記送電装置と行う交渉手段と、を有し、
    前記交渉手段は、前記Authenticationに成功した場合は、前記Authenticationに失敗した場合よりも、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値を大きい値にするように交渉することができることを特徴とする受電装置。
  2. 前記送信手段が前記Configurationのパケットを前記送電装置に送信した後に、前記認証手段は、前記送電装置と前記Authenticationに関する処理を開始することを特徴とする請求項1に記載の受電装置。
  3. 前記ConfigurationのパケットのBank2のbit6に、当該受電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報が格納されることを特徴とする請求項1又は2に記載の受電装置。
  4. 当該受電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報は「1」であり、当該受電装置が前記Authenticationに対応していないことを示す情報は「0」であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の受電装置。
  5. 前記Authenticationにおいて、前記送電装置と当該受電装置との間でやりとりされる第1のパケットと次の第2のパケットの間の第1の時間は、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉において、前記送電装置と当該受電装置との間でやりとりされる第3のパケットと次の第4のパケットの間の第2の時間よりも長いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の受電装置。
  6. 前記第1のパケット又は前記第2のパケットは、前記WPC規格におけるGET_DIGEST、GET_CERTIFICATE、CHALLENGEのいずれかに関するパケットであることを特徴とする請求項に記載の受電装置。
  7. 前記第3のパケット又は前記第4のパケットは、前記WPC規格におけるSpecific Requestに関するパケットであることを特徴とする請求項5又は6に記載の受電装置。
  8. 前記Authenticationは、送電装置と受電装置の間で装置の正当性を確認するための処理であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の受電装置。
  9. 前記送信手段は、前記WPC規格におけるDigital Pingを送電装置から受けたことに基づいて、当該受電装置の識別情報を含む、前記WPC規格におけるIdentificationのパケットを、前記送電装置に送信することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の受電装置
  10. 前記送電装置から送信された、前記WPC規格におけるPower Transmitter Capabilityのパケットに基づいて、前記送電装置が前記Authenticationに対応しているか否かを判断する判断手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の受電装置。
  11. 前記Authenticationの要求に対する前記送電装置からの応答に基づいて、前記送電装置が前記Authenticationに対応しているか否かを判断する判断手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の受電装置。
  12. 前記交渉手段は、前記送電装置が前記Authenticationに対応しているか否かの前記判断手段による判断結果に基づいて、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉を前記送電装置と行うことを特徴とする請求項10又は11に記載の受電装置。
  13. 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の受電装置の少なくとも前記送信手段、前記認証手段及び前記交渉手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  14. Authenticationが規定されたWPC(Wireless Power Consortium)規格に対応した送電装置であって、
    受電装置からの要求に基づいて、当該送電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報を含む、前記WPC規格におけるPower Transmitter Capabilityのパケットを前記受電装置に送信する送信手段と、
    前記送信手段が前記Power Transmitter Capabilityのパケットを送信した前記受電装置に無線で電力を送電する送電手段と、
    前記受電装置と前記Authenticationに関する処理を行う認証手段と、
    前記認証手段による前記Authenticationの結果に基づいて、前記受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉を前記受電装置と行う交渉手段と、を有し、
    前記交渉手段は、前記Authenticationに成功した場合は、前記Authenticationに失敗した場合よりも、前記受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値を大きい値にすることを許容することを特徴とする送電装置。
  15. 前記送信手段が前記Power Transmitter Capabilityのパケットを前記受電装置に送信した後に、前記認証手段は、前記受電装置と前記Authenticationに関する処理を開始することを特徴とする請求項14に記載の送電装置。
  16. 前記Power Transmitter CapabilityのパケットのBank2のbit7からbit2のいずれかに、当該送電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報が格納されることを特徴とする請求項14又は15に記載の送電装置。
  17. 当該送電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報は「1」であり、当該送電装置が前記Authenticationに対応していないことを示す情報は「0」であることを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の送電装置。
  18. 前記Authenticationにおいて、前記受電装置と当該送電装置との間でやりとりされる第1のパケットと次の第2のパケットの間の第1の時間は、前記受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉において、前記受電装置と当該送電装置との間でやりとりされる第3のパケットと次の第4のパケットの間の第2の時間よりも長いことを特徴とする請求項14乃至17のいずれか1項に記載の送電装置。
  19. 前記Authenticationは、送電装置と受電装置の間で装置の正当性を確認するための処理であることを特徴とする請求項14乃至18のいずれか1項に記載の送電装置。
  20. 前記受電装置から送信された、前記WPC規格におけるConfigurationのパケットに基づいて、前記受電装置が前記Authenticationに対応しているか否かを判断する判断手段をさらに有することを特徴とする請求項14乃至19のいずれか1項に記載の送電装置。
  21. 前記交渉手段は、前記受電装置が前記Authenticationに対応しているか否かの前記判断手段による判断結果に基づいて、前記受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉を前記受電装置と行うことを特徴とする請求項20に記載の送電装置。
  22. 請求項14乃至21のいずれか1項に記載の送電装置の少なくとも前記送信手段、前記認証手段及び前記交渉手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  23. Authenticationが規定されたWPC(Wireless Power Consortium)規格に対応した受電装置の制御方法であって、
    前記WPC規格におけるDigital Pingを送電装置から受けたことに基づいて、当該受電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報を含む、前記WPC規格におけるConfigurationのパケットを前記送電装置に送信する送信工程と、
    前記送信工程で前記Configurationのパケットを送信した前記送電装置から無線で電力を受電する受電工程と、
    前記送電装置と前記Authenticationに関する処理を行う認証工程と、
    前記認証工程における前記Authenticationの結果に基づいて、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉を前記送電装置と行う交渉工程と、を有し、
    前記交渉工程において、前記Authenticationに成功した場合は、前記Authenticationに失敗した場合よりも、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値を大きい値にするように交渉することができることを特徴とする受電装置の制御方法。
  24. 前記送信工程で、前記Configurationのパケットを前記送電装置に送信した後に、
    前記認証工程で、前記送電装置と前記Authenticationに関する処理を開始することを特徴とする請求項23に記載の受電装置の制御方法。
  25. 前記ConfigurationのパケットのBank2のbit6に、当該受電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報が格納されることを特徴とする請求項23又は24に記載の受電装置の制御方法。
  26. 当該受電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報は「1」であり、当該受電装置が前記Authenticationに対応していないことを示す情報は「0」であることを特徴とする請求項23乃至25のいずれか1項に記載の受電装置の制御方法。
  27. 前記Authenticationにおいて、前記送電装置と当該受電装置との間でやりとりされる第1のパケットと次の第2のパケットの間の第1の時間は、当該受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉において、前記送電装置と当該受電装置との間でやりとりされる第3のパケットと次の第4のパケットの間の第2の時間よりも長いことを特徴とする請求項23乃至26のいずれか1項に記載の受電装置の制御方法。
  28. 前記第1のパケット又は前記第2のパケットは、前記WPC規格におけるGET_DIGEST、GET_CERTIFICATE、CHALLENGEのいずれかに関するパケットであることを特徴とする請求項27に記載の受電装置の制御方法。
  29. 前記第3のパケット又は前記第4のパケットは、前記WPC規格におけるSpecific Requestに関するパケットであることを特徴とする請求項27又は28に記載の受電装置の制御方法。
  30. 前記Authenticationは、送電装置と受電装置の間で装置の正当性を確認するための処理であることを特徴とする請求項23乃至29のいずれか1項に記載の受電装置の制御方法。
  31. 前記送信工程において、前記WPC規格におけるDigital Pingを送電装置から受けたことに基づいて、当該受電装置の識別情報を含む、前記WPC規格におけるIdentificationのパケットを、前記送電装置に送信することを特徴とする請求項23乃至30のいずれか1項に記載の受電装置の制御方法。
  32. Authenticationが規定されたWPC(Wireless Power Consortium)規格に対応した送電装置の制御方法であって、
    受電装置からの要求に基づいて、当該送電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報を含む、前記WPC規格におけるPower Transmitter Capabilityのパケットを前記受電装置に送信する送信工程と、
    前記送信工程で前記Power Transmitter Capabilityのパケットを送信した前記受電装置に無線で電力を送電する送電工程と、
    前記受電装置と前記Authenticationに関する処理を行う認証工程と、
    前記認証工程における前記Authenticationの結果に基づいて、前記受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉を前記受電装置と行う交渉工程と、を有し、
    前記交渉工程において、前記Authenticationに成功した場合は、前記Authenticationに失敗した場合よりも、前記受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値を大きい値にすることを許容することを特徴とする送電装置の制御方法。
  33. 前記送信工程で、前記Power Transmitter Capabilityのパケットを前記受電装置に送信した後に、
    前記認証工程で、前記受電装置と前記Authenticationに関する処理を開始することを特徴とする請求項32に記載の送電装置の制御方法。
  34. 前記Power Transmitter CapabilityのパケットのBank2のbit7からbit2のいずれかに、当該送電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報が格納されることを特徴とする請求項32又は33に記載の送電装置の制御方法。
  35. 当該送電装置が前記Authenticationに対応していることを示す情報は「1」であり、当該送電装置が前記Authenticationに対応していないことを示す情報は「0」であることを特徴とする請求項32乃至34のいずれか1項に記載の送電装置の制御方法。
  36. 前記Authenticationにおいて、前記受電装置と当該送電装置との間でやりとりされる第1のパケットと次の第2のパケットの間の第1の時間は、前記受電装置の負荷への出力電力に関して保障される電力値に関する交渉において、前記受電装置と当該送電装置との間でやりとりされる第3のパケットと次の第4のパケットの間の第2の時間よりも長いことを特徴とする請求項32乃至35のいずれか1項に記載の送電装置の制御方法。
  37. 前記Authenticationは、送電装置と受電装置の間で装置の正当性を確認するための処理であることを特徴とする請求項32乃至36のいずれか1項に記載の送電装置の制御方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3890160A1 (en) * 2017-05-01 2021-10-06 LG Electronics Inc. Device and method for performing authentication in wireless power transmission system
JP7005423B2 (ja) * 2018-04-27 2022-02-04 キヤノン株式会社 受電装置、送電装置、無線で送電するシステム、受電装置の制御方法、送電装置の制御方法及びプログラム
JP7427395B2 (ja) * 2019-08-29 2024-02-05 キヤノン株式会社 受電装置、制御方法及びプログラム
US11561592B2 (en) * 2020-05-08 2023-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Power receiving apparatus and control method
JP7461807B2 (ja) * 2020-06-22 2024-04-04 キヤノン株式会社 受電装置および制御方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010104097A (ja) 2008-10-21 2010-05-06 Seiko Epson Corp 認証処理装置、送電装置、受電装置、及び電子機器
JP5556044B2 (ja) * 2009-03-31 2014-07-23 富士通株式会社 無線送電システム、無線電力受電装置、および無線電力送電装置
JP2011030404A (ja) * 2009-06-22 2011-02-10 Felica Networks Inc 情報処理装置、プログラム、および情報処理システム
JP5659704B2 (ja) * 2010-08-30 2015-01-28 ソニー株式会社 非接触給電システム
KR101785456B1 (ko) * 2011-04-25 2017-11-06 엘지전자 주식회사 무선 충전 서비스 제공 장치 및 시스템
JP5899994B2 (ja) * 2012-02-10 2016-04-06 ソニー株式会社 給電装置、受電装置、およびプログラム
US9431844B2 (en) * 2012-04-03 2016-08-30 Qualcomm Incorporated System and method for wireless power control communication using bluetooth low energy
JP6315483B2 (ja) * 2012-08-06 2018-04-25 ジーイー・ハイブリッド・テクノロジーズ・エルエルシー 無線電力伝送システムにおける互換性提供装置及び方法
JP5801268B2 (ja) * 2012-09-03 2015-10-28 株式会社東芝 送電装置、受電装置および無線電力伝送システム
JP6053439B2 (ja) * 2012-10-05 2016-12-27 キヤノン株式会社 給電装置及びプログラム
JP2014107971A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路およびその動作方法
JP6164857B2 (ja) * 2013-02-12 2017-07-19 キヤノン株式会社 給電装置、給電装置の制御方法、受電装置、受電装置の制御方法、プログラム
KR102028455B1 (ko) * 2013-03-21 2019-10-07 삼성전자주식회사 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법
JP6100078B2 (ja) * 2013-05-02 2017-03-22 キヤノン株式会社 給電装置、給電方法及びコンピュータプログラム
EP2811615B1 (en) * 2013-06-03 2017-10-25 LG Electronics, Inc. Wireless power transfer method, wireless power transmitter and wireless charging system
CN104281802A (zh) * 2013-07-01 2015-01-14 宏达国际电子股份有限公司 无线充电验证的方法及相关无线充电系统
WO2015046640A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 Korea Electronics Technology Institute Management protocol of wireless power transfer for multi-devices
JP2015180177A (ja) * 2014-02-25 2015-10-08 船井電機株式会社 給電装置および給電方法
JP6497614B2 (ja) 2014-05-26 2019-04-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 送電装置及び無線電力伝送システム
JP6498391B2 (ja) * 2014-06-25 2019-04-10 ローム株式会社 モバイル機器およびその制御方法
KR102197580B1 (ko) * 2014-10-07 2021-01-04 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 무선 전력 전송 장치 및 방법
JP2016100922A (ja) 2014-11-18 2016-05-30 キヤノン株式会社 送電装置、送電装置の制御方法、プログラム
KR101804410B1 (ko) * 2015-12-17 2017-12-04 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신기를 위한 송신 코일 모듈
US10545907B2 (en) 2015-12-24 2020-01-28 Intel Corporation Adjustable power delivery scheme for universal serial bus
US11405873B2 (en) * 2017-05-01 2022-08-02 Lg Electronics Inc. Device and method for performing authentication in wireless power transmission system
EP3890160A1 (en) * 2017-05-01 2021-10-06 LG Electronics Inc. Device and method for performing authentication in wireless power transmission system

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