KR101441994B1

KR101441994B1 - 비접촉 급전 장치

Info

Publication number: KR101441994B1
Application number: KR1020120128721A
Authority: KR
Inventors: 도요히코 쓰지모토
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-09-18
Also published as: KR20140061740A

Abstract

표시기(25)에 의해 급전 장치에 관한 정보를 사용자에게 통지할 수 있다. 구체적으로는, 사용자는 LED(27a)의 점등에 의해 급전면에 아무런 물체도 설치되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 또, 사용자는, 2개의 LED(27b, 27c)의 점등에 의해 수전 장치 등이 급전면에 설치되어 있는 것, 또는 급전 장치에서 수전 장치의 존재가 인식되어 있는 것을 알 수 있다. 또, 사용자는, LED(27d)의 점등에 의해 급전 장치 및 수전 장치 사이에 금속 등의 이물질이 존재하는 것을 알 수 있다. 또한, 사용자는 복수의 LED(28a∼28x)의 점등에 의해, 급전 중인 급전용 코일을 알 수 있다.

Description

비접촉 급전 장치 {CONTACTLESS POWER SUPPLYING DEVICE}

본 발명은 수전 장치에 비접촉에 의해 전력을 공급하는 비접촉 급전 장치에 관한 것이다.

종래, 급전 장치로부터 수전 장치에 비접촉에 의해 급전을 행하는 비접촉 급전 시스템이 존재한다(예를 들면, 일본 공개특허공보 제2003-204637호 참조). 급전 장치는 전원으로부터의 전력을 비접촉에 의해 수전 장치에 공급한다. 수전 장치는 급전 장치로부터의 전력을 수전하면, 그 전력을 전기 기기의 본체에 공급한다.

최근, 더욱더 사용자 편리성의 향상을 도모하기 위하여, 급전 장치의 상면(급전면)의 임의의 위치에 수전 장치를 설치하는 것만으로 이 수전 장치에의 급전이 가능해지는, 이른바 프리 레이아웃(free-layout)형의 비접촉 급전 시스템이 검토되고 있다. 이 시스템에서의 급전 장치의 내부에는, 그 급전면을 따라 복수의 1차 코일이 배열된다. 급전 장치는, 수전 장치가 존재하는 영역에서의 1차 코일을 여자하여, 전자 유도를 이용하여 수전 장치에 전력을 공급한다(예를 들면, 일본 공기특허공보 제2008-5573호 참조).

이 시스템에서, 급전 장치의 급전면이면, 수전 장치를 특히 정해진 위치에 설치할 필요가 없다. 예를 들면, 수전 장치를 내장하는 휴대 단말기의 충전에 이 시스템을 이용하는 것이 기대되고 있다.

그런데, 상기 프리 레이아웃형의 비접촉 급전 시스템에서, 사용자는 수전 장치를 급전면에 탑재했을 때 급전 장치에서 정상적으로 수전 장치가 인식되었는지 여부, 및 수전 장치에 정상적으로 급전이 행해지고 있는지 여부를 알 수 없다. 또, 사용자는 급전 중에도 어떤 1차 코일에 전력이 공급되고 있는지를 알 수 없다. 이와 같이, 사용자는 급전 장치에서의 현재 상황을 알 수 없었다. 따라서, 사용자는 정상적으로 급전이 행해지고 있는지 여부를 확인하기 위해, 예를 들면, 휴대 단말기의 충전 상황을 확인할 필요가 있었다.

본 발명의 목적은, 사용자에게 비접촉 급전 장치의 상태를 통지할 수 있는 비접촉 급전 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 비접촉 급전 장치는, 수전 장치를 탑재하기 위한 급전면; 상기 급전면을 따라 배치되는 복수의 급전용 코일로서, 상기 복수의 급전용 코일 중 상기 급전면에 탑재된 수전 장치와 대향하는 급전용 코일에 교류 전류를 공급함으로써 발생한 자속을 사용한 전자 유도에 의해, 상기 대향하는 급전용 코일에 비접촉에 의해 급전하는, 상기 복수의 급전용 코일; 및 상기 비접촉 급전 장치에 관한 정보를 통지하는 통지 유닛을 포함한다.

본 발명에 의하면, 비접촉 급전 장치에서, 사용자에게 비접촉 급전 장치의 상태를 통지할 수 있다.

도 1은 제1 및 제2 실시예에서의 비접촉 급전 시스템의 구성도이다.
도 2는 제1 실시예에서의 급전 장치의 사시도이다.
도 3은 제1 실시예에서의 휴대 단말기가 급전면에 설치된 상태에서의 급전 장치의 사시도이다.
도 4는 제1 실시예에서의 표시기(indicator)의 정면도이다.
도 5는 제1 실시예에서의 공통 제어 회로가 실행하는 흐름도이다.
도 6는 제2 실시예에서의 표시기의 정면도이다.
도 7은 제2 실시예에서의 공통 제어 회로가 실행하는 흐름도이다.

(제1 실시예)

이하, 본 발명의 비접촉 급전 장치를 비접촉 급전 시스템에 구체화한 제1 실시예를 도 1∼도 5를 참조하면서 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 비접촉 급전 시스템은 급전 장치(10)와 수전 장치(30)를 구비한다. 본 예에서는, 수전 장치(30)는 휴대 단말기(40)에 내장되어 있다. 이하, 급전 장치(10) 및 수전 장치(30)의 구체적 구성에 대하여 설명한다.

(급전 장치)

도 2에 나타낸 바와 같이, 급전 장치(10)는 평판형의 하우징(2)으로 덮여 있다. 하우징(2)의 상면에는, 휴대 단말기(40)를 탑재하기 위한 급전면(6)이 형성되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 급전면(6)의 면적은 복수의 휴대 단말기(40)가 설치 가능하도록 설정되어 있다.

하우징(2)의 내부에는 급전면(6)의 전역에 걸쳐 24개의 코일 유닛이 설치되어 있다. 각 코일 유닛은 급전용 코일(L1), 1차측 인증용 코일(L2) 및 1차측 이물질 검출용 코일(L3)을 포함한다. 24개의 코일 유닛은 급전면(6)에 4행×6열의 매트릭스형으로 배치되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 급전 장치(10)는 단일의 공통 유닛(11)과, 이 공통 유닛(11)에 접속되는 복수(본 예에서는 24개)의 급전 유닛(15)과, 표시기(25)를 구비한다. 공통 유닛(11) 및 급전 유닛(15)은 하우징(2)의 내부에 설치되어 있다. 또, 표시기(25)는 하우징(2)의 표면에 설치되어 있다.

공통 유닛(11)은 전원 회로(13)와 공통 제어 회로(12)와 불휘발성의 메모리(14)를 구비한다.

메모리(14)에는 미리 등록되어 있는 수전 장치(30)에 고유한 ID 코드가 기억되어 있다.

전원 회로(13)는 외부 전원으로부터의 교류 전력을 적절한 직류 전압으로 변환하여, 그 직류 전압을 동작 전력으로서 각 급전 유닛(15) 및 공통 유닛(11)에 공급한다.

공통 제어 회로(12)는 마이크로컴퓨터로 구성된다. 공통 제어 회로(12)는 각 급전 유닛(15)에 명령 신호를 송신하여, 급전 장치(10)를 총괄 제어한다.

급전 유닛(15)은 유닛 제어 회로(19), 여자 구동 회로(16), 전류 검출 회로(17), 1차측 인증용 회로(18), 이물질 검출용 회로(21), 및 신호 추출 회로(22)를 구비한다. 여자 구동 회로(16)에는 급전용 코일(L1)이 설치되어 있다. 1차측 인증용 회로(18)에는 1차측 인증용 코일(L2)이 설치되어 있다. 또, 이물질 검출용 회로(21)에는 1차측 이물질 검출용 코일(L3)이 접속되어 있다.

급전용 코일(L1)에는 전류 검출 회로(17)가 접속되어 있다. 이 전류 검출 회로(17)는 급전용 코일(L1)에 흐르는 전류를 검출하여, 그 검출 결과를 유닛 제어 회로(19)에 공급한다.

유닛 제어 회로(19)는 공통 제어 회로(12)로부터의 급전을 요구하는 취지의 명령 신호에 따라 여자 구동 회로(16)의 동작을 제어한다. 여자 구동 회로(16)는 공통 제어 회로(12)로부터의 명령 신호를 받아 고주파 전류(교류 전류)를 생성하고, 그 생성한 전류를 급전용 코일(L1)에 공급한다. 이로써, 급전용 코일(L1)은 여자된다.

공통 제어 회로(12)는 각 유닛 제어 회로(19)를 통하여 급전용 코일(L1)에 차례로 고주파 전류를 공급한다. 이 경우, 고주파 전류의 공급 시간으로는, 그 전류에 의해 급전면(6)에서의 물체의 온도 상승이 거의 검출되지 않도록 짧은 시간이 설정된다. 유닛 제어 회로(19)는, 이 전류 공급에서의 전류 검출 회로(17)의 검출 결과에 따라, 급전용 코일(L1)의 주변에 물체가 존재하는지 여부를 검지한다. 유닛 제어 회로(19)는 존재 검지 결과를 공통 제어 회로(12)에 공급한다. 그리고, 유닛 제어 회로(19), 전류 검출 회로(17) 및 급전용 코일(L1)은 존재 검지부를 구성한다.

공통 제어 회로(12)는, 각 급전 유닛(15)으로부터의 존재 검지 결과에 따라, 급전면(6)에 물체가 존재하는 것으로 판단했을 때, 유닛 제어 회로(19)에 ID 요구 신호를 송신시키기 위한 명령 신호를 공급한다. 이 명령 신호는 물체의 존재를 검지한 유닛 제어 회로(19)에만 공급된다. 유닛 제어 회로(19)는 이 명령 신호를 수신하면, ID 요구 신호를 생성하고, 그 생성한 신호를 1차측 인증용 회로(18)에 공급한다. 1차측 인증용 회로(18)는 ID 요구 신호를 변조하고, 그 변조한 신호를 1차측 인증용 코일(L2)을 통하여 무선 송신한다.

1차측 인증용 코일(L2)은 수전 장치(30)로부터의 ID 신호를 전자 유도를 이용하여 수신하면, 그 수신 신호를 1차측 인증용 회로(18)에 공급한다. 1차측 인증용 회로(18)는 ID 신호를 복조하고, 그 복조한 신호를 유닛 제어 회로(19)에 공급한다. 유닛 제어 회로(19)는 ID 신호에 포함되는 ID 코드를 공통 제어 회로(12)에 공급한다. 공통 제어 회로(12)는 그 ID 코드와 메모리(14)에 기억되는 ID 코드의 대조를 행한다. 공통 제어 회로(12)는 ID 코드의 대조가 성립했을 때, 물체가 정규의 수전 장치(30)인 것으로 판단하여, 수전 장치(30)에 대응하는 영역에서의 각 급전용 코일(L1)을 여자시킴으로써 급전을 실행한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 급전면(6)에 2개의 수전 장치(30)가 설치된 경우에는, 각각의 수전 장치(30)에 대하여 ID 코드의 대조가 실행된다. 그리고, 각 ID 코드의 대조가 성립하면, 양(兩) 수전 장치(30)에 동시에 급전이 실행된다. 이때, 수전 장치(30)의 존재를 검지하지 않은 급전용 코일(L1)은 여자되지 않는다. 그리고, 공통 제어 회로(12), 유닛 제어 회로(19), 1차측 인증용 회로(18) 및 1차측 인증용 코일(L2)은 인증부를 구성한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 유닛 제어 회로(19)는, 공통 제어 회로(12)로부터의 이물질 검출을 요구하기 위한 명령 신호에 따라, 이물질 검출용 회로(21)의 동작을 제어한다. 이물질 검출용 회로(21)는 유닛 제어 회로(19)로부터의 명령 신호를 수신하면 고주파 전류(고주파 신호)를 생성하고, 그 생성한 전류를 1차측 이물질 검출용 코일(L3)에 공급한다. 이로써, 1차측 이물질 검출용 코일(L3)이 여자된다. 따라서, 1차측 이물질 검출용 코일(L3)로부터 고주파 신호가 송신된다. 그리고, 급전용 코일(L1) 및 1차측 이물질 검출용 코일(L3)은 상이한 주파수로 여자된다.

1차측 이물질 검출용 코일(L3)에 공급되는 고주파 신호는, 수전 장치(30)에 의한 후술하는 부하 변조에 의해, 소정의 주기로 진폭이 2진 값 사이에서 변화한다. 1차측 이물질 검출용 코일(L3)과 수전 장치(30) 사이에 금속 등의 이물질이 존재하는 경우에는, 진폭이 2진 값 사이에서 변화하는 주기가 길어진다. 신호 추출 회로(22)는 고주파 신호를 검파하고, 그 검파 신호를 유닛 제어 회로(19)에 공급한다. 유닛 제어 회로(19)는 검파 신호의 주기에 따라 금속 등의 이물질의 유무를 판단하고, 그 판단 결과를 공통 제어 회로(12)에 공급한다. 그리고, 유닛 제어 회로(19), 이물질 검출용 회로(21), 신호 추출 회로(22) 및 1차측 이물질 검출용 코일(L3)은 이물질 검지부를 구성한다.

다음에, 표시기(25)의 구성에 대하여 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 표시기(25)는 급전면(6)과 동일면 상으로서, 또한 하우징(2)의 도 2에서의 전단에 설치된다. 이 표시기(25)는 급전면(6)에 휴대 단말기(40)가 설치된 경우에, 그 표시 부분이 가려지지 않는 위치에 형성되어 있다.

상세하게는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 표시기(25)는 총 28개로 이루어지는 포탄형의 LED(발광 다이오드)(27a∼27d, 28a∼28x)로 구성된다. 24개의 LED(28a∼28x)는 급전용 코일(L1)의 배치에 대응하여 4행×6열로 배치되어 있다. 또, 4개의 LED(27a∼27d)는 24개의 LED(28a∼28x)의 좌측에, 24개의 LED(28a∼28x)의 길이 방향을 따라 차례대로 배열되어 있다.

본 예에서는, LED(27a)에는 청색으로 발광하는 다이오드가 채용되고, LED(27b)에는 녹색으로 발광하는 다이오드가 채용된다. 또, LED(27c)에는 오렌지색으로 발광하는 다이오드가 채용되고, LED(27d)에는 적색으로 발광하는 다이오드가 채용된다. LED(28a∼28x)에는 청색으로 발광하는 다이오드가 채용된다. 이와 같이, LED의 발광색을 다르게 함으로써, 표시기(25)에 의한 표시 내용이 보다 확실하게 식별된다.

공통 제어 회로(12)는 존재 검지 결과에 따라 급전면(6)에 아무것도 설치되어 있지 않은 것으로 판단했을 때, 대기 중인 것을 나타내는 LED(27a)를 점등시킨다. 이로써, 사용자는 급전면(6)에 아무것도 설치되어 있지 않은 것, 또는 설치되어 있는 물체가 급전 장치(10)에서 인식되지 않은 것을 알 수 있다.

공통 제어 회로(12)는, 존재 검지 결과에 따라 급전면(6)에 첫 번째의 수전 장치(30)가 설치된 것으로 판단했을 때, 점등 중인 LED(27a)를 소등하고, 또한 기종 1이 급전면(6)에 설치되었다는 것을 나타내는 LED(27b)를 점등시킨다. 또, 공통 제어 회로(12)는, 존재 검지 결과에 따라 급전면(6)에 두 번째의 수전 장치(30)가 설치된 것으로 판단했을 때, LED(27b)의 점등을 유지하면서 기종 2가 급전면(6)에 설치되었다는 것을 나타내는 LED(27c)를 점등시킨다. 이로써, 사용자는, 급전면(6)에 물체(수전 장치(30))가 설치되어 있는 것, 및 설치된 물체가 급전 장치(10)에서 인식되어 있는 것을 알 수 있다.

또, 공통 제어 회로(12)는, 이물질 검지 결과에 따라 1차측 이물질 검출용 코일(L3)과 수전 장치(30) 사이에 금속 등의 이물질이 존재하는 것으로 판단했을 때, 이상 상태(비정상)인 것을 나타내는 LED(27d)를 점등시킨다. 이때, LED(27b, 27c)는 소등된다. 이로써, 사용자는, 1차측 이물질 검출용 코일(L3)과 수전 장치(30) 사이에 금속 등의 이물질이 존재한다는 것을 알 수 있고, 신속히 그 이물질을 제거할 수가 있다.

공통 제어 회로(12)는 존재 검지를 통하여 수전 장치(30)(정확하게는 그 수전용 코일(L4))가 존재하는 영역에서의 급전용 코일(L1)만 여자시킨다. 공통 제어 회로(12)는 여자시키고 있는 급전용 코일(L1)의 위치에 대응한 LED(28a∼28x)를 점등시킨다. 이로써, 사용자는 여자 중인 급전용 코일(L1)을 알 수 있다. 또, 사용자는 급전면(6)에 설치된 수전 장치(30)에 급전이 실행되고 있는지 여부를 알 수 있다.

도 4에 예시되는 표시기(25)에서는, LED(27b)와 4개의 LED(28f, 28g, 28j, 28k)가 점등되어 있다. 이 경우에는, 1개의 수전 장치(30)가 4개의 LED(28f, 28g, 28j, 28k)에 각각 대응하는 4개의 급전용 코일(L1)에 걸치는 범위에 설치되고, 또한 그 4개의 급전용 코일(L1)이 여자되고 있음이 시각을 통해서 인식된다.

(수전 장치)

다음에, 수전 장치(30)에 대하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 수전 장치(30)는 정류 회로(31), 2차측 인증용 회로(32), 2차측 제어 회로(33), 메모리(34), 및 DC/DC 변환기(35)를 구비한다. 정류 회로(31)에는 수전용 코일(L4)이 접속되고, 2차측 인증용 회로(32)에는 2차측 인증용 코일(L5)이 접속되어 있다.

수전용 코일(L4)에는 급전용 코일(L1)로부터의 자속의 변화에 의해 교류 전력이 유기된다. 정류 회로(31)는 수전용 코일(L4)에 유기되는 교류 전력을 정류한다. DC/DC 변환기(35)는 정류 회로(31)로부터의 직류 전압을 휴대 단말기(40)의 동작에 적절한 값으로 변환한다. 이 직류 전압은, 예를 들면, 휴대 단말기(40)의 동작 전원인 2차 전지(도시 대략)의 충전에 이용된다.

2차측 제어 회로(33)는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. 2차측 제어 회로(33)는 정류 회로(31)로부터의 직류 전력의 일부를 수신함으로써 동작한다. 또, 메모리(34)에는 수전 장치(30)에 고유한 ID 코드가 기억되어 있다.

2차측 인증용 코일(L5)은 1차측 인증용 코일(L2)로부터의 ID 요구 신호를 전자 유도를 이용하여 수신하면, 그 수신 신호를 2차측 인증용 회로(32)에 공급한다. 2차측 인증용 회로(32)는 ID 요구 신호를 복조하고, 그 복조한 신호를 2차측 제어 회로(33)에 공급한다. 2차측 제어 회로(33)는 ID 요구 신호를 인식하면, 메모리(34)에 기억되는 ID 코드를 포함하는 ID 신호를 생성하고, 그 생성한 신호를 2차측 인증용 회로(32)에 공급한다. 2차측 인증용 회로(32)는 ID 신호를 변조하고, 그 변조한 신호를 2차측 인증용 코일(L5)을 통하여 무선 송신한다.

또, 수전 장치(30)는, 부하 변조를 행하는 구성으로서 기능하는, 2차측 이물질 검출용 코일(L6), 정류 회로(36), 멀티바이브레이터(37), 부하(38), 및 트랜지스터(39)를 구비한다.

2차측 이물질 검출용 코일(L6)은 정류 회로(36)에 접속되어 있다. 또, 정류 회로(36)의 후단에는 멀티바이브레이터(37)가 접속되어 있다. 2차측 이물질 검출용 코일(L6)과 접지 사이에는 부하(38)가 접속되어 있다. 트랜지스터(39)는 부하(38)와 접지 사이에 설치되어 있다. 트랜지스터(39)의 이미터 단자 및 콜렉터 단자는 각각 부하(38) 및 접지에 접속되어 있다. 트랜지스터(39)의 베이스 단자에는 멀티바이브레이터(37)가 접속되어 있다.

2차측 이물질 검출용 코일(L6)은 1차측 이물질 검출용 코일(L3)로부터의 고주파 신호를 전자 유도를 이용하여 수신하면, 고주파 신호를 정류 회로(36)에 공급한다. 정류 회로(36)는 고주파 신호를 정류한다. 멀티바이브레이터(37)는 정류 회로(36)로부터의 신호에 따라 Hi 레벨과 Lo 레벨의 반복으로 이루어지는 펄스파를 생성하고, 펄스파를 트랜지스터(39)에 공급한다. 트랜지스터(39)는 펄스파에서의 Hi 레벨과 Lo 레벨에 따라 온오프한다. 트랜지스터(39)가 온할 때, 2차측 이물질 검출용 코일(L6)의 전류의 일부가 접지에 흐른다. 따라서, 2차측 이물질 검출용 코일(L6)에서의 고주파 신호의 진폭은, 트랜지스터(39)의 온오프에 따라 일정 주기마다 2진 값 사이에서 변화한다. 이에 따라 1차측 이물질 검출용 코일(L3)에서의 고주파 신호의 진폭도 일정 주기마다 2진 값 사이에서 변화한다(부하 변조).

1차측 이물질 검출용 코일(L3)과 2차측 이물질 검출용 코일(L6) 사이에 금속 등의 이물질이 존재하는 경우에는, 1차측 이물질 검출용 코일(L3)과 2차측 이물질 검출용 코일(L6) 사이에서 송수신되는 고주파 신호의 진폭이 작아진다. 이로써, 멀티바이브레이터(37)가 생성하는 펄스파에서의 Hi 레벨 및 Lo 레벨의 반복 주기가 길어져서, 즉 트랜지스터(39)에서의 온오프의 전환 주기가 길어진다. 따라서, 2차측 이물질 검출용 코일(L6) 및 1차측 이물질 검출용 코일(L3) 사이에서 송수신되는 고주파 신호에서의 진폭이 2진 값 사이에서 변화하는 주기가 길어진다. 따라서, 전술한 바와 같이, 급전 장치(10)에서 이물질 검지가 가능해진다.

다음에, 급전 시의 공통 제어 회로(12)의 처리 단계에 대하여 도 5의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 상기 흐름도는 일정 주기가 경과할 때마다 실행된다. 그리고, 상기 흐름도의 개시 시에는, 급전면(6)에 아무것도 설치되어 있지 않고, 대기 중인 것을 나타내는 LED(27a) 만이 점등되어 있다.

먼저, 공통 제어 회로(12)는 각 급전 유닛(15)을 사용하여 존재 검지를 행한다(S101). 공통 제어 회로(12)는 물체의 존재를 검지하지 않은 때(S102에서 NO), 처리를 종료한다. 즉, 급전면(6)에 아무것도 설치되어 있지 않은 때, 상기 흐름도의 처리 주기마다 존재 검지가 실행된다. 한편, 공통 제어 회로(12)는 물체의 존재를 검지했을 때(S102에서 YES), LED(27a)를 소등하고, 또한 2개의 LED(27b, 27c)를 점등한다(S103).

공통 제어 회로(12)는 각 급전 유닛(15)을 사용하여 금속 등의 이물질의 검지를 행한다(S104). 공통 제어 회로(12)는 이물질의 존재를 검지했을 때(S105에서 YES), 이상 상태인 것을 나타내는 LED(27d)를 점등하고, 2개의 LED(27b, 27c)를 소등한 후(S106), 처리를 종료한다. 또, 공통 제어 회로(12)는 이물질의 존재를 검지하지 않은 때(S105에서 NO), 급전 유닛(15)을 통하여 ID 요구 신호를 송신한다(S107). 수신한 ID 신호에 포함되는 ID 코드와 자체의 메모리(14)에 기억되는 ID 코드와의 대조를 행한다(S108). 공통 제어 회로(12)는, ID 코드의 대조가 성립하지 않을 때(S108에서 NO), 정규의 수전 장치(30)가 아니라고 판단하여 2개의 LED(27b, 27c)를 소등한 후(S109), 처리를 종료한다. 이로써, 정규의 수전 장치(30) 이외에 대하여 급전되는 것을 방지할 수 있다. 공통 제어 회로(12)는, ID 코드의 대조가 성립했을 때(S108에서 YES), 수전 장치(30)가 존재하는 영역에 대응하는 급전용 코일(L1)에 급전을 개시한다(S110). 공통 제어 회로(12)는 급전 중인 급전용 코일(L1)에 대응하는 복수의 LED(28a∼28x)를 선택하여 점등한다(S111). 이상으로 처리를 종료한다.

이상, 설명한 실시예에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 표시기(25)에 의해 급전 장치(10)에 관한 정보를 사용자에게 통지할 수 있다. 구체적으로는, 사용자는 LED(27a)의 점등에 의해 급전면(6)에 어떤 물체도 설치되어 있지 않은 것을 알 수 있다.

또, 사용자는, 2개의 LED(27b, 27c)의 점등에 의해 수전 장치(30) 등이 급전면(6)에 설치되어 있는 것, 또는 급전 장치(10)에서 수전 장치(30)의 존재가 인식되어 있는 것을 알 수 있다.

또, 사용자는 LED(27d)의 점등에 의해 급전 장치(10)와 수전 장치(30) 사이에 금속 등의 이물질이 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서, 신속히 이물질을 제거할 수가 있다. 또한, 사용자는 복수의 LED(28a∼28x)의 점등을 통하여, 급전 중인 급전용 코일(L1)을 알 수 있다. 따라서, 급전면(6)에 설치되는 수전 장치(30)에 대하여 정상적으로 급전되고 있는 것을 알 수 있다.

(제2 실시예)

이하, 본 발명에 따른 비접촉 급전 장치를 비접촉 급전 시스템에 구체화한 제2 실시예에 대하여, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 이 실시예의 비접촉 급전 시스템은 수전 장치의 설치 위치에 따라서는 급전 효율이 저하되어 있는 것이 통지되는 점이 상기 제1 실시예와 다르다. 이하, 제1 실시예와의 상위점을 중심으로 설명한다. 그리고, 이 실시예의 비접촉 급전 시스템은, 도 1에 나타내는 제1 실시예의 비접촉 급전 시스템과 거의 동일한 구성을 구비하고 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 표시기(25)에는, 급전 효율이 저하되어 있는 것을 나타내는 LED(27e)가 새롭게 설치된다. 이 LED(27e)는 LED(27c)와 LED(27f) 사이에 위치하고 있다.

또, 도 1에 1점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 수전 장치(30)에는 수전 전력 검출부(45)가 설치된다. 수전 전력 검출부(45)는 정류 회로(31)로부터 DC/DC 변환기(35)에 공급되는 수전 전력을 검출하고, 그 검출 결과를 2차측 제어 회로(33)에 출력한다.

2차측 제어 회로(33)는 수전 중에는 일정 주기마다 수전 전력에 관한 정보를 포함하는 정보 신호를 생성하고, 그 생성한 신호를 2차측 인증용 회로(32)에 공급한다. 2차측 인증용 회로(32)는 그 정보 신호를 변조하고, 그 변조한 신호를 2차측 인증용 코일(L5)을 통하여 무선 송신한다.

1차측 인증용 회로(18)는 1차측 인증용 코일(L2)을 통하여 수신한 정보 신호를 복조하고, 그 복조한 신호를 유닛 제어 회로(19)에 공급한다. 유닛 제어 회로(19)는 정보 신호에 포함되는 수전 전력에 관한 정보를 공통 제어 회로(12)에 공급한다. 공통 제어 회로(12)는 급전 중인 급전용 코일(L1)의 수에 따라 급전 전력을 인식한다. 공통 제어 회로(12)는 급전 전력 및 수전 전력에 따라 급전 효율을 산출한다. 구체적으로는, 급전 효율(%)은 "수전 전력/급전 전력×100"에 의해 산출된다. 공통 제어 회로(12)는, 산출된 급전 효율이 임계값 이하가 되는 것으로 판단했을 때, 급전 효율이 저하되어 있는 것을 나타내는 LED(27e)를 점등한다. 공통 제어 회로(12)는, 다시 산출된 급전 효율이 임계값을 넘는 것으로 판단했을 때 LED(27e)를 소등한다.

여기서, 급전 효율은, 수전용 코일(L4)이 2개의 급전용 코일(L1) 사이에 위치할 때 저하된다. 이것은 양 급전용 코일(L1)로부터의 자속이 서로 상쇄되는 것이 한 요인이라고 생각된다. 사용자는 LED(27e)의 점등을 통해서 급전 효율이 낮은 것을 인식하면, 수전 장치(30)의 위치를 이동시킴으로써 급전 효율의 개선을 도모할 수 있다. 수전 장치(30)가 소정의 위치로 이동된 때 LED(27e)가 소등된다. 이 소정의 위치는, 예를 들면, 수전용 코일(L4)과 급전용 코일(L1)이 정면으로 마주하는 위치이다. 사용자는 LED(27e)의 소등에 의해 급전 효율이 개선된 것을 인식하고, 수전 장치(30)를 그 소정의 위치에 유지한다. 본 구성에 의하면, 더욱 확실하게 양호한 급전 효율을 가지는 급전을 행할 수 있다 그리고, 본 예에서는, 공통 제어 회로(12)가 효율 연산부를 구성한다.

다음에, 급전 시의 공통 제어 회로(12)의 처리 단계에 대하여 도 7의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 상기 흐름도는 일정 주기가 경과할 때마다 실행된다. 이 흐름도에서, 단계 S201∼S211은 도 5의 단계 S101∼S111의 처리와 동일하다. 그러므로, 단계 S201∼S211의 설명을 생략한다.

공통 제어 회로(12)는 급전 중인 급전용 코일(L1)에 대응하는 24개의 LED(28a∼28x)를 점등한 후(S211), 수전 전력에 관한 정보를 포함하는 정보 신호를 수신하면 급전 효율을 산출한다(S212). 공통 제어 회로(12)는 산출된 급전 효율이 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다(S213). 공통 제어 회로(12)는 산출된 급전 효율이 임계값 이하라고 판단하면(S213에서 NO), LED(27e)를 점등한다(S214). 공통 제어 회로(12)는 다시 정보 신호를 수신하면 급전 효율을 산출하고(S212), 그 급전 효율과 임계값을 비교한다(S213).

공통 제어 회로(12)는 산출된 급전 효율이 임계값을 초과하는 것으로 판단하면(S213에서 YES), LED(27e)가 점등되어 있는 경우에는 LED(27e)를 소등한다(S215). 그리고, 이때 LED(27e)가 소등 상태에 있으면 그것이 유지된다. 이상으로 처리를 종료한다.

이상, 설명한 실시예에 의하면, 제1 실시예의 (1)의 효과에 더하여, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(2) 급전 효율이 낮은 상태로 수전 장치(30)가 급전면(6)에 설치되어 있는 경우에는, LED(27e)의 점등을 통해서 급전 효율이 낮다는 것이 사용자에게 통지된다. 그러므로, 사용자는 수전 장치(30)의 위치를 이동시킴으로써 급전 효율의 개선을 도모할 수 있다. 수전 장치(30)가 소정의 위치로 이동한 때 LED(27e)를 소등한다. 이 소정의 위치는, 예를 들면, 수전용 코일(L4)과 급전용 코일(L1)이 정면으로 마주하는 위치이다. 사용자는 LED(27e)의 소등을 통해서 급전 효율이 개선된 것을 인식하고, 상기 소정의 위치에 수전 장치(30)를 유지한다. 본 구성에 의하면, 더욱 확실하게 급전 효율이 양호한 상태에서 급전을 행할 수 있다.

그리고, 상기 실시예는, 이것을 적절히 변경한 이하의 형태로 실시할 수 있다.

- 상기 각 실시예에서, 존재 검지 결과에 따라 기종 1, 2가 급전면(6)에 설치되었다는 것을 나타내는 2개의 LED(27b, 27c)가 점등되어 있었다. 그러나, 공통 제어 회로(12)는, ID 코드의 대조가 성립하였다는 취지의 판단을 했을 때, 2개의 LED(27b, 27c)를 점등시켜도 된다. 이로써, 정규의 수전 장치(30)가 급전면(6)에 설치된 경우에만, LED(27b, 27c)를 점등시키는 것이 가능하다.

- 상기 각 실시예에서의 5개의 LED(27a∼27e), 24개의 LED(28a∼28x)를 점멸시켜도 된다. 예를 들면, 이상 상태인 취지를 나타내는 LED(27d) 또는 급전 효율이 저하된 상태인 취지를 나타내는 LED(27e)를 점멸시킴으로써, 사용자에게 주의를 환기시킬 수 있다. 또, 급전 효율 등의 상황에 따라 점멸 시간을 변화시켜도 된다.

- 표시기(25)에 의한 표시 내용은 상기 각 실시예의 것에 한정되지 않는다. 5개의 LED(27a∼27e), 24개의 LED(28a∼28x) 중 어느 것을 적당히 생략해도 된다. 또, 예를 들면, 휴대 단말기(40)의 충전이 완료되었다는 것을 통지하는 LED를 새롭게 추가해도 된다. 이 경우, 수전 장치(30)로부터 충전이 완료되었다는 취지의 정보 신호가 송신된다. 공통 제어 회로(12)는, 충전이 완료되었다는 취지의 정보 신호를 인식했을 때, 충전이 완료되었다는 취지를 나타내는 LED를 점등된다. 또, 급전 장치(10)에 고장이 발생하였다는 취지를 통지하는 LED를 새롭게 추가해도 된다. 또한, ID 코드의 대조 결과를 통지하는 LED를 새롭게 추가해도 된다. 또, 24개의 LED(28a∼28x)를 단일 LED로 하여 급전 중일 때에만 그 LED를 점등시켜도 된다. 이로써, 표시기(25)를 더욱 컴팩트하게 구성할 수 있다.

또, LED(28a∼28x)와 마찬가지로, 각 급전용 코일(L1)에 대응하는 LED를 새롭게 표시기(25)에 추가해도 된다. 그리고, 이들 새로운 LED의 점등을 통해서 수전 장치(30)가 설치되어 있는 영역을 표시하게 한다. LED를 새롭게 설치하지 않는 경우라도, 수전 장치(30)가 설치되어 있는 영역에 대응하는 LED(28a∼28x)를 점멸시키고, 급전 중인 급전용 코일(L1)에 대응하는 LED(28a∼28x)를 점등시켜도 된다. 즉, 사용자는, LED(28a∼28x)가 점멸 상태와 점등 상태 중 어느 상태인지에 따라, 수전 장치(30)가 설치된 상태와, 이 상태에서 나아가 그 수전 장치(30)에 급전되고 있는 상태 중 어느 상태인지를 알 수 있다.

- 상기 각 실시예에서는, 표시기(25)를 통해서 수전 장치의 상태를 사용자에게 통지하였지만, 사용자에게 통지할 수 있기만 하면 통지 유닛은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 음성 또는 진동을 통해서 사용자에게 통지해도 된다. 이 음성에는 버저 음이 포함된다. 이 경우, 도 1의 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 급전 장치(10)에는, 표시기(25)에 대신하여 스피커(50) 또는 진동 소자(51)가 설치된다. 공통 제어 회로(12)는 스피커(50)를 통해서 음성으로 사용자에게 급전 장치(10)의 상태를 통지한다. 또, 공통 제어 회로(12)는 진동 소자(51)를 통해서 진동에 의해 사용자에게 급전 장치(10)의 상태를 통지한다.

진동 소자(51)의 진동을 통해서 사용자에게 통지하는 경우, 진동 회수 및 진동 주기를 변화시킴으로써, 수전 장치(30)가 설치되었다는 취지, 급전이 개시되었다는 취지 등을 통지한다. 스피커(50)로부터의 음성을 통해서 사용자에게 통지하는 경우, 급전 중인 코일 번호를 음성으로 통지한다. 이 코일 번호는, 예를 들면, 급전면(6)에 있어 각 급전용 코일(L1)에 대응하는 영역에 인자되는 것을 생각할 수 있다.

또, 표시기(25)의 표시, 음성 및 진동을 적당히 조합하여 통지해도 된다. 이 경우, 급전 장치(10)에는 표시기(25), 스피커(50) 및 진동 소자(51) 중 적어도 2개가 설치된다. 이로써, 더욱 확실하게 급전 장치(10)의 상태를 사용자에게 통지할 수 있다.

특히, 급전 효율이 저하된 것을 나타내는 LED(27e) 또는 이상 상태라는 취지를 나타내는 LED(27d)를 점등시킬 때, 병행하여 음성 및 진동을 통하여 통지함으로써, 사용자에게 신속한 대응을 촉구할 수 있다.

또, 수전 장치(30)가 급전 효율이 양호한 위치에 도달했을 때 급전면(6)을 진동시켜도 된다. 이 진동은 버저음에 수반하는 진동이라도 된다. 이 경우, 사용자는 급전면(6)의 진동을 수전 장치(30)를 통하여 지각할 수 있다. 이때, 진동의 주기나 회수의 변화를 통해서 급전 효율을 사용자에게 통지해도 된다.

- 상기 각 실시예에서는, 각 급전용 코일(L1)의 전류를 통하여 존재 검지가 행해지고 있었지만, 존재 검지용 코일이 별도로 설치되어 있어도 된다. 예를 들면, 정전 용량 센서를 사용하여 존재 검지를 행해도 된다. 또, 존재 검지, 이물질 검지의 방법은 상기 각 실시예 방법에 한정되지 않는다.

- 상기 각 실시예에서는, 표시기(25)는 포탄형의 LED로 구성되어 있었지만, 점등 가능한 것이면 전구라도 된다.

또한, 표시기(25)를 디스플레이로서 구성하고, 그 디스플레이에 표시기(25)와 동일한 정보를 문자 등으로 표시하도록 하여도 된다. 예를 들면, 제2 실시예에서는, 디스플레이에 급전 효율을 숫자로 표시하도록 하여도 된다. 이로써, 사용자는, 급전 효율을 참조하면서 수전 장치(30)를 이동시킴으로써 수전 장치(30)를 어느 방향으로 이동시켜야 급전 효율이 향상되는지를 알 수 있다.

- 표시기(25)의 설치 위치는 상기 각 실시예의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 급전 장치(10)에서의 하우징(2)의 측면에 형성되어 있어도 된다. 또, 하우징(2)과는 별도로, 그 주위에 독립적으로 설치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 급전면(6)에 설치되는 휴대 단말기(40)에 의해 표시기(25)의 표시가 가려지는 것이 더욱 확실하게 억제된다.

또, 표시기(25)에서의 표시면(LED가 설치되는 면)이 사용자를 향하도록 경사지게 해도 된다. 이로써, 표시기(25)의 시인성(視認性)을 향상시킬 수 있다.

- 상기 각 실시예에서는, 수전 장치(30)는 휴대 단말기(40)에 설치되어 있었지만, 예를 들면, LED 조명이나 선풍기 등, 그 외의 전기 기기에 설치되어 있어도 된다. 또, 예를 들면, 수전 장치(30)가 전기 기기의 본체에 대하여 독립된 구성이라도 된다. 이 경우, 수전 장치(30) 및 전기 기기의 본체는 유선 접속된다.

- 상기 각 실시예에서의 급전용 코일(L1)의 수는 급전면(6)의 면적에 따라 적절히 변경 가능하다. 급전용 코일(L1)의 수에 따라 LED(28a∼28x)의 수가 정해진다.

- 상기 실시예에서의 유닛 제어 회로(19)를 생략해도 된다. 이 경우에는, 공통 제어 회로(12)는, 상기 각 실시예에서 유닛 제어 회로(19)가 실행하고 있던 제어도 행한다. 또, 유닛 제어 회로(19)가 행하고 있던 제어의 일부를 공통 제어 회로(12)가 행하거나, 공통 제어 회로(12)가 행하고 있던 제어의 일부를 유닛 제어 회로(19)가 행하거나 해도 된다.

- 상기 각 실시예에서는, 공통 제어 회로(12)는 이물질이 존재한다는 취지의 판단을 했을 때, 이상 상태라는 취지를 나타내는 LED(27d)를 점등시키는 동시에, LED(27b, 27c)를 소등하고 있었다. 그러나, 이때 LED(27b, 27c)의 점등 상태를 유지해도 된다.

- 상기 각 실시예에서는, 각 코일(L1∼L6)은 독립적으로 설치되어 있었다. 그러나, 1차측 인증용 코일(L2)과 1차측 이물질 검출용 코일(L3) 중 적어도 어느 한쪽을 급전용 코일(L1)과 공용해도 되고, 2차측 인증용 코일(L5)과 2차측 이물질 검출용 코일(L6) 중 적어도 어느 한쪽을 수전용 코일(L4)과 공용해도 된다. 또, 급전용 코일(L1)을 독립적으로 설치하고, 1차측 인증용 코일(L2)과 1차측 이물질 검출용 코일(L3)을 공용으로 해도 된다. 마찬가지로, 수전용 코일(L4)을 독립적으로 설치하고, 2차측 인증용 코일(L5)과 2차측 이물질 검출용 코일(L6)을 공용으로 해도 된다.

Claims

비접촉 급전 장치로서,
수전 장치를 탑재하기 위한 급전면;
상기 급전면을 따라 배치되는 복수의 급전용 코일로서, 상기 복수의 급전용 코일 중 상기 급전면에 탑재된 수전 장치와 대향하는 급전용 코일에 교류 전류를 공급함으로써 발생한 자속을 사용한 전자 유도에 의해, 상기 대향하는 급전용 코일에 비접촉에 의해 급전하는, 상기 복수의 급전용 코일;
상기 비접촉 급전 장치에 관한 정보를 통지하는 통지 유닛; 및
상기 비접촉 급전 장치에 의해 공급되는 급전 전력과, 상기 수전 장치에 의해 수신되는 수전 전력의 비에 따라, 급전 효율을 연산하는 효율 연산부
를 포함하고,
상기 통지 유닛은 상기 효율 연산부에 의해 산출된 급전 효율을 나타내는 상기 정보를 통지하고,
상기 효율 연산부는, 상기 급전 효율이 임계값 이하인지 여부를 판단하며,
상기 통지 유닛은, 상기 효율 연산부에 의해 산출된 급전 효율이 임계값 이하라고 판단되었을 때, 급전 효율이 임계값 이하인 것을 나타내는 상기 정보를 통지하는, 비접촉 급전 장치.
제1항에 있어서,
상기 급전면에 탑재된 단수 또는 복수의 물체의 유무를 검지하는 존재 검지부를 포함하고,
상기 통지 유닛은, 상기 존재 검지부의 검지 결과에 따라, 상기 물체의 유무를 나타내는 상기 정보를 통지하는, 비접촉 급전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급전면과 상기 수전 장치 사이에서의 이물질의 유무를 검지하는 이물질 검지부를 포함하고,
상기 통지 유닛은, 상기 이물질 검지부의 검지 결과에 따라, 상기 이물질의 유무를 나타내는 상기 정보를 통지하는, 비접촉 급전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 통지 유닛은 상기 복수의 급전용 코일 중 급전 중인 상기 급전용 코일을 나타내는 상기 정보를 통지하는, 비접촉 급전 장치.
제1항에 있어서,
상기 효율 연산부는, 상기 수전 장치로부터 수전 전력에 관한 정보 신호를 수신하고, 수신한 정보 신호에 따라 수전 전력을 검출하는, 비접촉 급전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수전 장치가 정규품인지 여부를 인증하는 인증부를 구비하고,
상기 통지 유닛은 상기 인증부에 의해 인식된 인증 결과를 나타내는 상기 정보를 통지하는, 비접촉 급전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 통지 유닛은 시각을 통해서 상기 정보를 통지하는 표시기를 포함하는, 비접촉 급전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 통지 유닛은 음성을 통해서 상기 정보를 통지하는 스피커를 포함하는, 비접촉 급전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 통지 유닛은 진동을 통해서 상기 정보를 통지하는 진동 소자를 포함하는, 비접촉 급전 장치.
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