JPWO2018020885A1 - 受電装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
[構成例]
図1は、一実施の形態に係る給電システム(給電システム1)の一構成例を表すものである。この給電システム1は、給電前に、金属片などの異物や、コイルを有するICタグやICカードなどが、給電装置と受電装置との間に挟まっているか否かを検出するものである。
図2は、給電装置10の一構成例を表すものである。給電装置10は、給電部11と、容量素子121と、スイッチ122と、給電コイル123と、物体検出部13と、異物検出部14と、共振検出部15と、受信部16と、給電制御部19とを有している。
次に、スマートフォン20について説明する。以下、2つのスマートフォン20A,20Bを例に挙げて説明する。スマートフォン20Aは、近距離無線通信(NFC;Near Field Communication)を行う機能を有しないものであり、スマートフォン20Bは、近距離無線通信を行う機能を有するものである。
続いて、本実施の形態の給電システム1の動作および作用について説明する。
まず、図2,4A,4Bを参照して、給電システム1の全体動作概要を説明する。給電装置10(図2)では、給電部11は、給電制御部19からの指示に基づいて、電力信号SP1、交流信号SDF,SDRを生成するとともに、受電装置30に対して給電制御信号CTL1を送信する。スイッチ122は、給電制御部19からの指示に基づいて、容量素子121の両端を短絡する。給電コイル123は、電力信号SP1および交流信号SDF,SDRに基づいて電磁界を発生させる。物体検出部13は、給電装置10の給電面上に物体が置かれているか否かを検出する。異物検出部14は、異物検出DF1,DF2を行うことにより、給電装置10の給電面上に異物が有るか否かを検出する。共振検出部15は、共振検出DR1,DR2を行うことにより、給電装置10の給電面上にICタグやICカードなどが有るか否かを検出する。受信部16は、受電装置30から送信された給電制御信号CTL2を受信する。給電制御部19は、給電装置10における動作を制御する。
図7は、給電システム1における給電動作のフローチャートを表すものである。給電システム1では、給電装置10は、異物検出DF1および共振検出DR1を行い、その後に、受電装置30との間で通信を開始する。そして、給電装置10は、異物検出DF2および共振検出DR2を行い、その後に受電装置30に対して本給電を開始する。以下に、その詳細を説明する。
図9は、動作例E1を表すものである。この例では、給電装置10の給電面上にスマートフォン20Aを置いている。共振検出DR1(図7のステップS3)において、給電装置10は、周波数掃引範囲RDRにおけるインピーダンス特性ZDRを測定し、そのインピーダンス特性ZDRに基づいて、周波数掃引範囲RDRにおける共振点の数(共振数ND)を求める。給電装置10の給電コイル123は、この共振検出DR1において、共振回路を構成しない。また、スマートフォン20Aは、受電コイル311の近傍にコイルを有しない。よって、周波数掃引範囲RDRにおけるインピーダンス特性ZDRには共振点は現れず、共振数NDは“0”である。この共振数NDは、所定のしきい値X(この例では“1”)以下である。よって、共振検出部15は、共振検出DR1において、ICタグやICカードなどは無いと判断する。
図10は、動作例E2を表すものである。この例では、給電装置10とスマートフォン20Aとの間にICカード9を挿入している。このICカード9は、コイル91を有している。このコイル91は、1つの共振点を有する共振回路を構成する。よって、周波数掃引範囲RDRにおけるインピーダンス特性ZDRには、この共振回路に起因して、1つの共振点が現れる。
図12は、動作例E3を表すものである。この例では、給電装置10の給電面上にスマートフォン20Bを置いている。このスマートフォン20Bでは、受電コイル311およびコイル231を、それぞれの中心点が略一致するように配置している。このコイル231は、1つの共振点を有する共振回路を構成する。よって、動作例E2の場合と同様に、周波数掃引範囲RDRにおけるインピーダンス特性ZDRには1つの共振点が現れ、共振数NDは“1”である。この共振数NDは、所定のしきい値X以下である。よって、共振検出部15は、共振検出DR1において、ICタグやICカードなどは無いと判断する。
図13は、動作例E4を表すものである。この例では、給電装置10とスマートフォン20Bとの間にICカード9を挿入している。この場合には、周波数掃引範囲RDRにおけるインピーダンス特性ZDRには、2つの共振点が現れる。
以上のように本実施の形態では、異物検出DF1,DF2に加えて、共振検出DR1,DR2を行うようにしたので、安全性を高めることができる。
上記実施の形態では、共振検出DR1において共振数NDと比較する所定のしきい値Xを“1”にしたが、これに限定されるものではない。例えば、この所定のしきい値Xを“2”以上の値にしてもよいし、この所定のしきい値Xを“0”にしてもよい。
上記実施の形態では、給電装置10は、共振検出DR1を行う際に、給電コイル123が共振回路を構成しないようにしたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて詳細に説明する。
上記実施の形態では、共振情報IRは共振数Nについての情報を含むようにしたのが、これに限定されるものではなく、例えば、共振周波数についての情報を含んでもよい。以下に、本変形例に係る給電システム1Cについて詳細に説明する。給電システム1Cは、スマートフォン20Cと、給電装置10Cとを備えている。
この動作例F1では、動作例E3(図12)と同様に、給電装置10の給電面上にスマートフォン20Cを置いている。このスマートフォン20Cでは、受電コイル311およびコイル231Cを、それぞれの中心点が略一致するように配置している。このコイル231Cは、1つの共振点を有する共振回路を構成する。この共振回路の共振周波数は10MHzである。しかしながら、この共振周波数は、この例では、周波数掃引範囲RDRの範囲外である。よって、周波数掃引範囲RDRにおけるインピーダンス特性ZDRには、共振点は現れないため、共振数NDは“0”である。この共振数NDは、所定のしきい値X(この例では“1”)以下である。よって、共振検出部15Cは、共振検出DR1において、ICタグやICカードなどは無いと判断する。
この動作例F2では、動作例E4(図13)と同様に、給電装置10Cとスマートフォン20Cとの間にICカード9を挿入している。この場合には、周波数掃引範囲RDRにおけるインピーダンス特性ZDRには、ICカード9に起因する1つの共振点が現れるため、共振数NDは“1”である。この共振数NDは、所定のしきい値X以下である。よって、共振検出部15Cは、共振検出DR1において、ICタグやICカードなどは無いと判断する。
上記実施の形態では、共振情報IRは共振数Nについての情報を含むようにしたのが、これに限定されるものではなく、例えば、図21に示すスマートフォン20Dのように、共振点におけるインピーダンス(共振インピーダンス)についての情報をも含んでもよい。このスマートフォン20Dは、受電装置30Dを有している。受電装置30Dは、共振情報IRを記憶する記憶部36Dを有している。この共振情報IRは、共振数Nについての情報に加え、共振インピーダンスZrについての情報をも含んでいる。共振インピーダンスZrは、受電コイル311の近傍にコイルが設けられている場合における、共振点でのインピーダンスである。このスマートフォン20Dは、スマートフォン20Bの場合(図5,6)と同様に、受電コイル311の近傍にコイル231を有している。よって、スマートフォン20Dの記憶部36Dは、共振数N(N=1)を記憶するとともに、その共振点での共振インピーダンスZrをも記憶している。この共振インピーダンスZrは、給電装置が共振点を検出する場合における、その共振点の検出しやすさに対応する。給電装置は、共振検出DR1,DR2を行う際、この共振インピーダンスZrを利用することができる。
上記実施の形態では、異物検出DF1,DF2、共振検出DR1,DR2、および給電動作において、同じ給電コイル123を用いたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る給電装置10Dについて詳細に説明する。
上記実施の形態では、給電装置10は、異物検出DF1および共振検出DR1を行い、次に通信を開始し、次に異物検出DF2および共振検出DR2を行い、その後に本給電を開始したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図24,25に示したように、受電装置30が準拠する給電規格に応じて、異物検出DF2および共振検出DR2のうちの一方または双方を省いてもよい。図24,25の例では、ステップS4において通信を開始した後、給電装置10は、例えば受電装置30から、受電装置30が準拠する給電規格についての情報を取得する(ステップS31)。そして、受電装置30が準拠する給電規格が規格Aである場合には、給電装置10は、異物検出DF2および共振検出DR2を行う。また、受電装置30が準拠する給電規格が規格Bである場合には、給電装置10は、異物検出DF2および共振検出DR2のうちの一方または双方を省く。図24の例では、給電装置10は、異物検出DF2および共振検出DR2の双方を省き、給電を開始する。図25の例では、給電装置10は、異物検出DF2を省き、共振検出DR2を行い、その後に給電を開始する。
前記受電コイルの近傍にコイルが設けられているか否かを示すコイル情報を前記給電装置に対して送信する通信部と
を備えた受電装置。
(2)前記通信部は、前記受電コイルの特性に対応する受電コイル情報を前記給電装置に対して送信する
前記(1)に記載の受電装置。
(3)前記通信部は、前記受電コイル情報を送信した後に、前記コイル情報を送信する
前記(2)に記載の受電装置。
(4)前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記コイル情報は、前記共振回路における共振点の数についての情報を含む
前記(1)から(3)のいずれかに記載の受電装置。
(5)前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記コイル情報は、前記共振回路の共振周波数についての情報を含む
前記(1)から(4)のいずれかに記載の受電装置。
(6)前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記コイル情報は、前記共振回路のインピーダンスについての情報を含む
前記(1)から(5)のいずれかに記載の受電装置。
(7)前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記共振回路の共振周波数は、13.56MHz付近である
前記(1)から(6)のいずれかに記載の受電装置。
(8)前記通信部は、前記コイル情報を送信した後に、前記給電装置が前記受電部に対して電力を供給するか否かを示す応答情報を受信する
前記(1)から(7)のいずれかに記載の受電装置。
(9)前記通信部は、前記応答情報が電力を供給する旨を示す場合に、前記給電装置に対して、給電電力の増大要求を送信する
前記(8)に記載の受電装置。
(10)前記受電部は、前記通信部が前記給電装置に対して前記コイル情報を送信した後に、2次電池に対する充電を開始する
前記(1)から(9)のいずれかに記載の受電装置。
(11)前記コイルは、通信に用いられるものである
前記(1)から(10)のいずれかに記載の受電装置。
(12)前記通信部は、前記給電装置から送信された所定の信号を受信する期間において、前記通信部のインピーダンスを変調させることにより、前記コイル情報を送信する
前記(1)から(11)のいずれかに記載の受電装置。
(13)受電コイルを用いて、給電装置から電力を受け取る受電部と、
前記受電コイルの近傍にコイルが設けられているか否かを示すコイル情報を前記給電装置に対して送信する通信部と
を備えた電子機器。
(14)前記受電コイルおよび前記コイルを備え、
前記受電コイルおよび前記コイルは、平面コイルであり、同一平面に配置され、
前記受電コイルおよび前記コイルのうちの一方は、他方の内側に配置された
前記(13)に記載の電子機器。
Claims (14)
- 受電コイルを用いて給電装置から電力を受け取る受電部と、
前記受電コイルの近傍にコイルが設けられているか否かを示すコイル情報を前記給電装置に対して送信する通信部と
を備えた受電装置。 - 前記通信部は、前記受電コイルの特性に対応する受電コイル情報を前記給電装置に対して送信する
請求項1に記載の受電装置。 - 前記通信部は、前記受電コイル情報を送信した後に、前記コイル情報を送信する
請求項2に記載の受電装置。 - 前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記コイル情報は、前記共振回路における共振点の数についての情報を含む
請求項1に記載の受電装置。 - 前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記コイル情報は、前記共振回路の共振周波数についての情報を含む
請求項1に記載の受電装置。 - 前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記コイル情報は、前記共振回路のインピーダンスについての情報を含む
請求項1に記載の受電装置。 - 前記コイルは、前記受電コイルの近傍に設けられるとともに共振回路を構成し、
前記共振回路の共振周波数は、13.56MHz付近である
請求項1に記載の受電装置。 - 前記通信部は、前記コイル情報を送信した後に、前記給電装置が前記受電部に対して電力を供給するか否かを示す応答情報を受信する
請求項1に記載の受電装置。 - 前記通信部は、前記応答情報が電力を供給する旨を示す場合に、前記給電装置に対して、給電電力の増大要求を送信する
請求項8に記載の受電装置。 - 前記受電部は、前記通信部が前記給電装置に対して前記コイル情報を送信した後に、2次電池に対する充電を開始する
請求項1に記載の受電装置。 - 前記コイルは、通信に用いられるものである
請求項1に記載の受電装置。 - 前記通信部は、前記給電装置から送信された所定の信号を受信する期間において、前記通信部のインピーダンスを変調させることにより、前記コイル情報を送信する
請求項1に記載の受電装置。 - 受電コイルを用いて、給電装置から電力を受け取る受電部と、
前記受電コイルの近傍にコイルが設けられているか否かを示すコイル情報を前記給電装置に対して送信する通信部と
を備えた電子機器。 - 前記受電コイルおよび前記コイルを備え、
前記受電コイルおよび前記コイルは、平面コイルであり、同一平面に配置され、
前記受電コイルおよび前記コイルのうちの一方は、他方の内側に配置された
請求項13に記載の電子機器。
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