KR101496829B1

KR101496829B1 - 수전 제어 장치, 수전 장치, 무접점 전력 전송 시스템,충전 제어 장치, 배터리 장치 및 전자 기기

Info

Publication number: KR101496829B1
Application number: KR1020080069514A
Authority: KR
Inventors: 겐따로 요다; 다까히로 가미조; 고따 오니시; 마사유끼 가미야마; 노부따까 시오자끼
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2015-02-27
Also published as: US10903695B2; CN101388571A; TW201524076A; EP2017940B1; US9209636B2; US20090021219A1; EP2017940A2; EP2017940B8; TW200913428A; KR20090008158A; JP2013255423A; US20160049801A1; US20130088091A1; US8836273B2; US20170229924A1; EP2017940A3; JP5556943B2; US20200091772A1; JP2009027781A; US10516299B2

Abstract

무접점 전력 전송 시스템에서, 수전 제어 장치가 배터리의 충전 제어에 직접 관여할 수 있도록 한다. 수전 장치(40)에 설치되는 수전 제어 장치(50)는 수전 장치(40)의 동작을 제어하는 수전측 제어 회로(52)와, 배터리(94)에의 전력 공급을 제어하는 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를, 상기 충전 제어 장치(92)에 공급하기 위한 전력 공급 제어 신호 출력 단자(TB1)를 포함한다. 수전측 제어 회로(52)는 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 전력 공급 제어 신호 출력 단자(TB1)로부터 출력하는 타이밍을 제어한다. 충전 제어 장치(92)의 동작은 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 강제적으로 제어된다.

수전 장치, 수전 제어 장치, 배터리, 수전측 제어 회로, 충전 제어 장치

Description

수전 제어 장치, 수전 장치, 무접점 전력 전송 시스템, 충전 제어 장치, 배터리 장치 및 전자 기기{POWER RECEPTION CONTROL DEVICE, POWER RECEPTION DEVICE, NON-CONTACT POWER TRANSMISSION SYSTEM, CHARGE CONTROL DEVICE, BATTERY DEVICE, AND ELECTRONIC INSTRUMENT}

본 발명은 수전 제어 장치, 수전 장치, 무접점 전력 전송 시스템, 충전 제어 장치, 배터리 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

최근, 전자 유도를 이용하여, 금속 부분의 접점이 없어도 전력 전송을 가능하게 하는 무접점 전력 전송(비접촉 전력 전송)이 각광을 받고 있는, 이 무접점 전력 전송의 적용예로서, 휴대 전화기나 가정용 기기(예를 들면 전화기의 자기나 시계)의 충전 등이 제안되어 있다.

1차 코일과 2차 코일을 이용한 무접점 전력 전송 장치는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있다. 또한, 2차 전지(리튬 이온 전지 등)의 충전 장치의 회로 구성은, 예를 들면 특허 문헌 2에 기재되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-60909호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-166619호 공보

종래의 무접점 전력 전송 장치에서는, 수전측의 제어 회로는 수전 기능 및 배터리(전지팩 등)에의 급전 제어 기능을 갖는 것에 그치지 않고, 배터리의 충전 전류(및 충전 전압) 제어는 전용의 충전 제어 회로가 행하고 있다.

이 구성에서는, 배터리의 충전 전류(충전 전압) 제어에 관하여, 무접점 전력 전송 시스템은 적극적으로 관여할 수 없어, 실현할 수 있는 기능에 제약이 생긴다.

또한, 무접점 전력 전송 장치에서는 안전성 및 신뢰성의 향상을 위해, 이물대책이 중요하다. 즉, 금속 이물이 존재하는 환경 하에서 송전을 행하는 경우에는, 이상 발열이 생길 위험성이 있어, 이 경우에는 송전을 정지해야만 한다. 단, 금속 이물의 크기는 소, 중 정도의 것도 있으면, 큰 것(예를 들면 얇은 판 형상으로, 1차측 기기와 2차측 기기를 완전하게 차단하는 것)도 있어, 어떤 이물에 대해서도 안전 대책이 채용되는 것이 바람직하다.

종래의 무접점 전력 전송 장치에서는, 송전 중에, 예를 들면 얇은 판 형상의 금속 이물이 1차측 기기와 2차측 기기를 완전하게 차단하는 형태로 삽입된 경우에, 1차측 장치가, 그 금속 이물을 2차측 기기로 오인하여 급전을 계속하게 되는 현상이 생길 수 있다. 본 명세서에서는, 이와 같은 오인에 의한 급전 계속 상태를 「탈취 상태」라고 표현한다. 종래 기술에서는, 탈취 상태의 검출이 곤란하다.

본 발명은 이와 같은 고찰에 기초하여 이루어진 것이다. 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에서는, 무접점 전력 전송 시스템(수전측 제어 회로)이, 배터리의 충전 전류(충전 전압) 제어에 적극적으로 관여하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에서는, 수전측(2차측) 기기가 간헐적인 부하 변조를 실행함으로써, 탈취 상태를 검출하는 것이 가능해지고, 또한 이 기회에, 배터리의 부하 상태를 강제적으로 경감함으로써, 탈취 상태의 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(1) 본 발명의 수전 제어 장치의 일 양태는, 송전 장치로부터 수전 장치에 대해, 전자 결합된 1차 코일 및 2차 코일을 경유하여 무접점으로 전력을 전송하고, 상기 수전 장치가 배터리 장치에 대해 전력을 공급하는 무접점 전력 전송 시스템에서의, 상기 수전 장치에 설치되는 수전 제어 장치로서, 상기 수전 장치의 동작을 제어하는 수전측 제어 회로와, 상기 배터리에의 전력 공급을 제어하는 전력 공급 제어 신호를, 상기 충전 제어 장치에 공급하기 위한 전력 공급 제어 신호 출력 단자를 포함하고, 상기 수전측 제어 회로는, 상기 전력 공급 제어 신호를 상기 전력 공급 제어 신호 출력 단자로부터 출력하는 타이밍을 제어한다.

수전 제어 장치(수전 장치의 동작을 제어하는 IC 등)는, 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치(예를 들면 충전 제어 IC)에 대해, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 출력할 수 있고, 이에 의해 수전 제어 장치가, 배터리의 충전 동작에 적극적으로 관여하는 것이 가능하게 된다. 전력 공급 제어 신호(ICUTX)는 수전 제어 장치에 설치된 전력 공급 제어 신호 출력 단자로부터 출력되고, 그 출력 타이밍은 수전측 제어 회로에 의해 제어된다. 이 기능을 가짐으로써, 종래에 없는 신규 의 동작이 가능하게 된다.

예를 들면, 충전 제어 장치가 정상적으로 동작하지 않는 경우에, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 충전 제어 장치의 급전 기능을 외부로부터 컨트롤하여, 충전 전류를 조정할 수 있다. 또한, 송전 장치로부터 수전 장치에 배터리 제어 명령을 출현하고, 이에 기초하여 수전 제어 장치가 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 배터리에의 급전을 컨트롤할 수 있다. 또한, 예를 들면 소모가 심한 배터리의 충전을 행하는 경우에, 그 초기 단계에서, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 충전 전류를 증대시켜, 충전 기간을 단축하도록 할 수도 있다.

또한, 수전 장치가, 부하 변조에 의해 송전 장치에 신호를 송신할 때, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 이용하여, 배터리의 충전 전류를 줄임(저감 혹은 정지함)으로써, 배터리 장치에의 충전이 부하 변조에 의한 통신을 방해하지 않도록 할 수 있다. 이 기능을 이용하면, 탈취 상태(예를 들면, 얇은 판 형상의 금속 이물이 1차 코일과 2차 코일 사이에 삽입되어, 양 코일이 차단되는 상태)를, 송전 장치측에서 확실히 검출할 수 있게 된다.

본 발명의 수전 제어 장치는, 부하로서의 충전 제어 장치를 통하여 배터리에의 급전을 제어하므로, 자신이 급전 제한 등을 하는 수단을 가질 필요가 없고, 여분의 회로의 추가가 불필요하여, 최소한의 회로 구성으로 실현 가능하다.

또한, 배터리(2차 전지 등)에 가장 가까운 위치에 있는 충전 제어 장치를 통하여 급전을 제어하므로, 고정밀도의 급전 제어를 실현할 수 있다. 충전 제어 장치가 갖는 충전 제어 기능(충전 전류의 조정 기능이나 부귀환 제어 기능 등)을 이 용하면, 보다 고정밀도의 충전 제어를 간단히 실현할 수 있다.

(2) 본 발명의 수전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 배터리 장치는 배터리와, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치를 갖고, 상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 배터리의 충전 전류를 조정하기 위한 전류 조정용 저항의 저항값을 제어하여, 상기 배터리의 충전 전류를 조정한다.

전력 공급 제어 신호(ICUTX 신호)에 의한 배터리의 급전 제어의 일례를 도시한 것이다. 본 양태에서는, 전류 조정용 저항의 저항값을, 전력 공급 제어 신호(ICUTX 신호)에 의해 제어한다. 간단한 구성으로, 배터리에의 급전을 외부로부터 제어할 수 있다. 전류 조정용 저항은 내부 저항(예를 들면, 충전 제어 IC에 내장되는 저항)이어도 되고, 외장 저항(예를 들면, 충전 제어 IC의 저항 접속 단자에 외장되는 저항)이어도 된다.

(3) 본 발명의 수전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 전류 조정용 저항은 외장 저항이며, 또한 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값을 절환하기 위한 제어 소자가 설치되고, 상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 제어 소자의 동작을 제어하여, 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값을 조정한다.

전류 조정용 저항을 외장 저항으로 하고, 그 저항값을 제어 소자에 의해 제어하는 것이다. 이 구성에 따르면, 충전 제어 장치에 포함되는 충전 제어 IC의 내부 회로 구성은 어떠한 변경되지 않고, 전력 공급 제어 신호(ICUTX 신호)에 의한 배터리의 급전 제어를 실현할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 예를 들면 충전 전류를 다단계로 절환하는 등의 제어를 행하는 경우도, 외장 회로의 구성을 고안하는 것만으로도 되어, 실현이 용이하다.

(4) 본 발명의 수전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 배터리 장치는 배터리와, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치를 갖고, 상기 충전 제어 장치는 부귀환 제어 회로에 의해, 상기 배터리의 상기 충전 전류 또는 충전 전압이 원하는 값으로 되도록 제어하고, 상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 충전 제어 장치에서의 상기 부귀환 제어 회로의 동작을 제어하여, 상기 충전 전류를 조정한다.

전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해, 충전 제어 장치가 갖는 부귀환 제어 회로의 동작을 제어하여, 배터리의 충전 전류를 강제적으로 제어하는 것이다. 부귀환 제어를 이용하므로, 충전 전류의 전류량을 고정밀도로 제어할 수 있어, 미세 조정도 가능하다.

(5) 본 발명의 수전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 배터리 장치는 배터리와, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치를 갖고, 상기 충전 제어 장치는, 상기 배터리에의 전력 공급 경로에 설치된 전력 공급 조정 회로를 갖고, 상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 전력 공급 조정 회로의 동작을 제어하여, 상기 충전 전류를 조정한다.

본 양태에서는, 충전 제어 장치의 급전 경로에 전력 공급 조정 회로를 설치하고, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해, 전력 공급 조정 회로를 동작시켜, 예를 들면 전력 공급을 줄이도록(저감하거나 혹은 일시적으로 정지시키도록) 한 것이다. 급전 경로에서의 급전을 직접적으로 제어하므로, 복잡한 제어가 불필요하여, 내부 회로도 복잡화되지 않는다고 하는 이점이 있다.

(6) 본 발명의 수전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 송전 장치로부터 본 부하를 변조하는 부하 변조부를 더 갖고, 상기 수전측 제어 회로는, 상기 충전 제어 장치를 경유하여 상기 배터리에 급전하고 있을 때에, 상기 부하 변조부를 동작시켜, 상기 송전 장치로부터 본 상기 수전 장치측의 부하를 간헐적으로 변화시킴과 함께, 상기 송전 장치로부터 본 상기 수전 장치측의 부하를 간헐적으로 변화시키는 기간에서, 상기 전력 공급 제어 신호를 상기 전력 공급 제어 신호 출력 단자로부터 출력하여, 상기 배터리에의 공급 전력을 저감 또는 정지시킨다.

수전 장치의 간헐적인 부하 변조에 동기시켜, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 배터리에의 전력 공급을 저감 또는 정지시키는 것이다. 수전 장치측이 간헐적(예를 들면 주기적 혹은 정기적)으로 부하 변조를 행한다. 송전측에서 그 간헐적인 부하 변동을 검출할 수 없으면, 탈취 상태(금속 이물에 의해 탈취된 상태)라고 판정할 수 있다. 단, 예를 들면 배터리의 부하가 무거운 상태(충전 전류를 많이 흘리고 있는 상태)인 경우에는, 간헐적인 부하 변조에 의한 변동분을 1차측에서 검출하기 어려워진다. 따라서, 부하 변조 기간에서, 강제적인 배터리의 부하 경감을 실행함으로써, 1차측에서 부하 변조 신호를 확실히 수신할 수 있게 된다. 강제적인 부하 경감 처리는 배터리의 부하가 무거울 때에만 행하여도 되고, 부하 변조 기간에 동기시켜 반드시 행하도록 하여도 된다. 또한, 부하 경감의 양태로서는, 배터리의 충전 전류의 저감/일시적인 정지 중 어느 양태이어도 된다.

(7) 본 발명의 수전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 수전측 제어 회로는, 상기 전력 공급 제어 신호의 출력에 의해, 상기 배터리에의 공급 전력이 저감 또는 정지된 상태로 되는 부하 경감 기간을 작성함과 함께, 상기 부하 경감 기간의 도중에서, 상기 부하 변조부를 동작시켜 부하 변조를 실행한다.

전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 부하 경감 기간이 작성되고, 그 부하 경감 기간의 도중(일부의 기간)에서, 부하 변조를 실행하는 것이다. 부하 경감 기간에서는 배터리의 부하가 경감되어 있기 때문에, 부하 변조에 의해 1차측에서 본 부하를 무겁게 한 경우에, 그 변화를 1차측에서 확실히 검출할 수 있다.

(8) 본 발명의 수전 장치는, 상기 2차 코일의 유전 전압을 직류 전압으로 변환하는 수전부와, 본 발명의 수전 제어 장치와, 상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호를, 상기 충전 제어 장치에 출력하기 위한 출력 단자를 포함한다.

수전 장치(본 발명의 수전 제어 장치를 탑재함)의 구성을 명백하게 한 것이다. 수전 제어 장치가 IC인 경우, 수전 장치는, 예를 들면 그 IC를 탑재한 모듈로서 실현할 수 있다. 수전 장치도, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 출력하기 위한 단자를 갖고 있다.

(9) 본 발명의 전자 기기는, 본 발명의 수전 장치와, 상기 수전 장치로부터 전력이 공급되는 상기 충전 제어 장치 및 상기 배터리를 포함한다.

본 발명의 수전 장치는 배터리를 직접적으로 제어하는 기능을 가져, 종래에 없는 다양한 동작을 실현할 수 있다. 따라서, 이 수전 장치를 탑재하는 전자 기기도 고기능이고, 또한 소형이며, 신뢰성이나 안전성이 우수하다.

(10) 본 발명의 무접점 전력 전송 시스템은 송전 장치와, 1차 코일과, 2차 코일과, 본 발명의 수전 제어 장치를 포함하는 수전 장치와, 상기 충전 제어 장치 및 상기 배터리를 갖는다.

본 발명에 의해, 충전 제어 장치 및 배터리(부하)의 충전 상태를 직접적으로 제어 가능한, 신규의 무접점 전력 전송 시스템이 실현된다.

(11) 본 발명의 충전 제어 장치의 일 양태에서는, 무접점 전력 전송 시스템의 수전 장치로부터의 전력 공급을 받아, 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치로서, 상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 충전 제어 장치의 동작이 강제적으로 제어된다.

신규의 본 발명의 무접점 전력 전송 시스템에 적응한 충전 제어 장치의 구성을 명백하게 한 것이다. 즉, 충전 제어 장치는 전력 공급 제어 신호를 입력하기 위한 전력 공급 제어 신호 입력 단자를 갖고 있다.

(12) 본 발명의 충전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 배터리의 충전 전류를 조정하기 위한 전류 조정용 저항의 저항값이 제어된다.

전류 조정용 저항에 의해, 배터리의 충전 전류량(급전량)을 프로그램할 수 있다. 이 기능을 적극적으로 이용하여, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해, 외부로부터 급전을 강제적으로 제어할 수 있도록 한 것이다.

(13) 본 발명의 충전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 전류 조정용 저항은 외장 저항이며, 또한 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값을 절환하기 위한 제어 소자가 설치되고, 상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 제어 소자의 동작이 제어되어, 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값이 조정된다.

(14) 본 발명의 충전 제어 장치의 다른 양태에서는, 부귀환 제어 회로를 갖고, 상기 부귀환 제어 회로는, 상기 배터리에 공급하는 전류 또는 전압이 원하는 값으로 되도록 제어하고, 상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 충전 제어 장치에서의 상기 부귀환 제어 회로의 동작이 제어된다.

(15) 본 발명의 충전 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 배터리에의 전력 공급 경로에 설치된 전력 공급 조정 회로를 갖고, 상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 전력 공급 조정 회로의 동작이 제어된다.

본 양태의 충전 제어 장치에서는, 급전 경로에 전력 공급 조정 회로를 설치하고, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해, 배터리에의 공급 전력을 강제적으로 저감 혹은 정지시킨다. 급전 경로에서의 급전을 직접적으로 제어하므로, 복잡한 제어가 불필요하여, 내부 회로도 복잡화되지 않다고 하는 이점이 있다.

(16) 본 발명의 배터리 장치는, 본 발명의 충전 제어 장치와, 상기 충전 제어 장치에 의해 충전이 제어되는 배터리를 포함한다.

충전 제어 장치 및 배터리(2차 전지 등)의 쌍방을 포함하는 배터리 장치이다. 이 배터리 장치로서는, 예를 들면 충전 제어 IC를 가진 2차 전지팩이 있다. 또한, 배터리 자체가 충전 제어 기능을 갖는 스마트 배터리도 포함된다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것이 아니라, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 모두가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

<제1 실시 형태>

우선, 본 발명이 적용되는 바람직한 전자 기기의 예 및 무접점 전력 전송 기술의 원리에 대해 설명한다.

<전자 기기의 예와 무접점 전력 전송의 원리>

도 1의 (A) 내지 도 1의 (C)는, 무접점 전력 전송 방법이 적용되는 전자 기기의 예 및 유도 트랜스포머를 이용한 무접점 전력 전송의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 1의 (A), 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 송전측 전자 기기인 충전기(크레이들)(500)는 송전 장치(송전측 제어 회로(송전측 제어 IC)를 포함하는 송전 모듈 등)(10)를 갖는다.

또한, 이 충전기(크레이들)(500)는 송전 개시 또는 송전 정지의 계기(동기, 트리거)를 주는 스위치(SW)와, 충전기의 송전 시(동작 시)에 점등하는 표시부(LED 등)(16)를 갖는다. 단, 스위치(SW)를 설치하지 않는 경우도 있을 수 있다.

도 1의 (A)의 충전기(크레이들)(500)에서는, 스위치(SW)는 수전측 전자 기기(휴대 전화기)(510)가 탑재되는 영역 밖에 설치되어 있다. 휴대 전화기(510)의 충전을 희망하는 유저는, 손가락으로 스위치(SW)를 누르고, 이것을 계기(동기)로 하여, 송전 장치(10)로부터의 송전(위치 검출이나 ID 인증을 행하기 위한 가송전:후술)이 개시된다. 또한, 송전(가송전 및 본송전을 포함함) 중에서, 스위치(SW)가 눌려지면, 송전은 강제적으로 정지된다.

스위치(SW)로서는, 예를 들면 기계식의 모멘터리 스위치를 사용할 수 있다. 단, 이에 한정되는 것이 아니라, 릴레이 스위치나 마그네트식의 스위치 등, 각종 스위치를 사용할 수 있다.

또한, 도 1의 (B)의 충전기(크레이들)(500)에서는, 스위치(SW)는 수전측 전자 기기(휴대 전화기)(510)가 탑재되는 영역 내에 설치되어 있다. 따라서, 휴대 전화기(510)가 충전기(크레이들)(500) 상에 재치되면, 충전기(크레이들)(500)의 자중에 의해 스위치(SW)는 자동적으로 눌려(온)진다. 이를 계기(동기)로 하여, 충전기(크레이들)(500)로부터의 송전(위치 검출이나 ID 인증을 행하기 위한 가송전:후술)이 개시된다.

또한, 송전(가송전 및 본송전을 포함함) 중에서, 스위치(SW)가 다시 눌려지면(예를 들면, 휴대 전화기(510)가 들어 올려진 후, 착지함으로써 스위치(SW)가 다시 눌려지는 경우), 송전은 강제적으로 정지된다.

도 1의 (B)의 경우도, 도 1의 (A)와 마찬가지로, 스위치(SW)는 송전 개시의 계기(동기)를 준다고 하는 역할을 하고 있고, 휴대 전화기(510)의 존재를 검출하기 위해 이용되고 있는 것은 아니다(휴대 전화기(510)의 제거는, 1차 코일의 유기 전압에 기초하여 판정되는 것이 기본임:후술). 단, 이것은 스위치(SW)가, 휴대 전화기(510)의 존재를 검출하는 기능을 겸하는 것을 배제하는 것은 아니다.

수전측 전자 기기인 휴대 전화기(510)는 수전 장치(수전측 제어 회로(수전측 제어 IC)를 포함하는 송전 모듈 등)(40)를 갖는다. 이 휴대 전화기(510)는 LCD 등의 표시부(512), 버튼 등으로 구성되는 조작부(514), 마이크(516)(음 입력부), 스피커(518)(음 출력부), 안테나(520)를 갖는다.

충전기(500)에는 AC 어댑터(502)를 통하여 전력이 공급된다. 이 전력이 무접점 전력 전송에 의해 송전 장치(10)로부터 수전 장치(40)에 송전된다. 이에 의해, 휴대 전화기(510)의 배터리를 충전하거나, 휴대 전화기(510) 내의 디바이스를 동작시키거나 할 수 있다.

도 1의 (C)에 모식적으로 도시한 바와 같이, 송전 장치(10)로부터 수전 장치(40)에의 전력 전송은 송전 장치(10)측에 설치된 1차 코일 L1(송전 코일)과, 수전 장치(40)측에 설치된 2차 코일 L2(수전 코일)를 전자적으로 결합시켜 전력 전송 트랜스포머를 형성함으로써 실현된다. 이에 의해 비접촉에 의한 전력 전송이 가능하게 된다.

또한, 스위치(SW)는 필수인 것은 아니며, 휴대 전화기(수전측 기기)(510)의 세트를 어떠한 방법으로 검출할 수 있으면, 설치할 필요는 없다.

또한, 본 실시 형태가 적용되는 전자 기기는 휴대 전화기(510)에 한정되지 않는다. 예를 들면 손목 시계, 코드리스 전화기, 쉐이버, 전동 칫솔, 리스트 컴퓨터, 핸디 터미널, 휴대 정보 단말기, 혹은 전동 자전거 등의 다양한 전자 기기에 적용할 수 있다.

특히 바람직한 전자 기기의 예로서는, 휴대 단말기(휴대 전화 단말기, PDA 단말기, 휴대 가능한 퍼스널 컴퓨터 단말기를 포함함)나 시계(와치)를 들 수 있다. 본 발명의 수전 장치는, 구성이 간단하며 소형이기 때문에 휴대 단말기 등에의 탑재도 가능하고, 저손실이기 때문에, 예를 들면 전자 기기에서의 2차 전지의 충전 시간을 단축하는 것이 가능하며, 또한 발열이 저감되므로, 전자 기기의 안전면에서 본 신뢰성도 향상된다.

특히, 휴대 단말기(휴대 전화 단말기, PDA 단말기, 휴대 가능한 퍼스널 컴퓨터 단말기를 포함함)는 고부하 시의 충전 전류량이 커서, 발열의 문제도 현재화되기 쉽다. 또한, 시계(와치)는 소형화 또한 저소비 전력성이 엄격하게 요구되는 기 기로서, 전지의 충전 시의 저손실성이 중요하다. 따라서, 이들 기기는, 본 발명이 갖는 저손실 또한 저발열이라고 하는 특성을 충분히 살리는 것이 가능한 기기라고 할 수 있다.

(수전 장치에 의한 부하의 제어)

본 발명에서는, 수전 장치(1차측으로부터의 전력 공급을 받는 2차측의 장치:예를 들면 모듈 장치)가, 전지팩 등에서의 배터리(2차 전지 등)에의 전력 공급을 적극적으로 제어한다. 이하, 이 점에 대해 설명한다.

도 2는, 수전 장치에 의한 부하의 급전 제어에 대해 설명하기 위한 도면이다. 송전 장치(10)는 1차 코일(L1) 및 2차 코일(L2)을 경유하여 수전 장치(40)에 무접점으로 전력을 전송한다. 수전 장치(40)는 송전 장치(10)로부터 보내어져 오는 전력에 의해 동작하고, 충전 제어 장치(전력을 소비하므로, 그 자체가 부하로 됨)에 대한 급전을 실행한다.

충전 제어 장치(92)는, 예를 들면 배터리(94)의 충전을 제어하기 위한 전용의 IC이다. 충전 제어 장치(92)와 배터리(94)는, 별개의(독립된) 부품이어도 되거나, 혹은 배터리 장치(90)로서 일절적으로 설치되는 것이어도 된다.

이하의 설명에서는 배터리 장치(90) 내에, 충전 제어 장치(92)와 배터리(94)가 설치되는 경우를 상정한다(단 이에 한정되는 것은 아니다). 배터리 장치(90) 전체가 부하로 되기 때문에, 이하의 설명에서는 부하(90)라고 하는 경우가 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수전 장치(예를 들면 모듈 장치)(40)는 부하(90)에 대해 전원(VDD, VSS)을 공급하는 파워 단자(TA1, TA2)와, 부하(90)로부터의 충전 검출용 신호(LEDR)를 받는 단자(TA4)와, 부하(90)에 대해 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 공급하기 위한 출력 단자(TA3)를 갖는다.

또한, 수전 장치(40)에 내장되는 수전 제어 장치(IC)(50)는 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 출력하는 전력 공급 제어 신호 출력 단자(TB1)와, 충전 검출 신호(LEDR)를 받는 단자(TB2)를 갖는다.

부하(배터리 장치)(90)는 수전 장치(40)의 단자(TA1∼TA4)의 각각에 대응하여 설치된 4개의 노드(TA5∼TA6)와, 배터리(2차 전지 등)(94)와, 충전 제어 장치(92)(예를 들면, 전류 제어 수단(93)을 내장함)를 갖는다.

전력 공급 제어 신호(ICUTX)는, 예를 들면 충전 제어 장치(92)에 설치되는 전류 제어 수단(93)의 동작을 제어하고, 이에 의해 배터리(94)에의 전력 공급(충전 전류(Iload)의 공급)이 강제적으로 제어된다. 전류 제어 수단(93)의 구성이나 동작에 대해서는, 도 11 내지 도 14를 이용하여 후술한다. 또한, 전류 제어 수단(93)은 충전 제어 장치(92)에 포함되는 충전 제어 IC의 내부에 설치되어도 되고, 외장의 조정 수단으로서, 충전 제어 IC의 외부에 설치되어도 된다.

수전 장치(40)가, 부하(90)에서의 배터리에의 급전 기능을 강제적으로 제어할 수 있으므로, 종래에 없는 다양한 동작이 실현된다. 예를 들면, 이하와 같은 신규의 동작이 가능하게 된다. (1) 예를 들면, 배터리(94)의 충전 제어 장치(92)가 정상적으로 동작하지 않는 경우에, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 충전 제어 장치(92)의 급전 기능(즉, 전류 제어 수단(93)의 동작)을 외부로부터 컨트롤하여, 충전 전류를 조정할 수 있다.

(2) 송전 장치(10)로부터 수전 장치(40)에 배터리 제어 명령을 출현하여, 부하(90)에서의 배터리(94)에의 급전을 컨트롤할 수 있다.

(3) 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 적극적으로 활용함으로써 통상의 충전 동작과는 상이한 특수한 충전 형태를 실현할 수 있다. 예를 들면, 소모가 심한 배터리(94)의 충전을 행하는 경우에, 그 초기 단계에서, 수전 전류를 증대시키거나 하여, 충전 기간을 단축할 수 있다.

(4) 수전 장치(40)가, 부하 변조에 의해 송전 장치(10)에 신호를 송신할 때, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)를 이용하여, 배터리(94)의 충전 전류(Iload)를 줄임(저감 혹은 정지함)으로써, 배터리에의 충전이 부하 변조에 의한 통신을 방해하지 않도록 할 수 있다.

(5) 상기 (4)의 기능을 이용하면, 탈취 상태(예를 들면, 얇은 판 형상의 금속 이물이 1차 코일과 2차 코일 사이에 삽입되어, 양 코일이 차단되는 상태)를, 송전 장치(10)측으로 확실히 검출할 수 있게 된다.

(6) 부하(90)에 설치되는 충전 제어 장치(92)를 통하여 배터리에의 급전을 제어하므로, 여분의 회로의 추가가 불필요하여, 최소한의 회로 구성으로 실현 가능하다.

(7) 배터리(2차 전지 등)(94)에 가장 가까운 위치에 있는 충전 제어 장치(92)를 통하여 급전을 제어하므로, 고정밀도의 급전 제어를 실현할 수 있다. 충전 제어 장치(92)가 갖는 충전 제어 기능(충전 전류의 부귀환 제어 기능 등)을 이용하면, 보다 고정밀도의 충전 제어를 간단히 실현할 수 있다.

(송전 장치 및 수전 장치의 구성의 구체예)

도 3은, 송전 장치, 수전 장치를 포함하는 무접점 전력 전송 시스템에서의, 각 부의 구체적인 구성의 일례를 도시하는 회로도이다.

도시된 바와 같이, 송전 장치(10)는 송전 제어 장치(20)와, 송전부(12)와, 파형 모니터 회로(14)를 갖는다. 또한, 송전 제어 장치(20)는 송전측 제어 회로(22)와, 발진 회로(24)와, 드라이버 제어 회로(26)와, 파형 검출 회로(28)를 갖는다.

또한, 수전 장치(40)에는 수전부(40)와, 부하 변조부(46)와, 급전 제어부(48)가 설치되어 있다. 또한, 부하(배터리 장치)(90)는 충전 제어 장치(92)와 배터리(2차 전지)(94)가 포함된다. 이하, 구체적으로 설명한다.

충전기(500) 등의 송전측의 전자 기기는, 적어도 도 2에 도시되는 송전 장치(10)를 포함한다. 또한, 휴대 전화기(510) 등의 수전측의 전자 기기는, 적어도 수전 장치(40)와 부하(90)를 포함한다.

그리고, 도 2의 구성에 의해, 1차 코일 L1과 2차 코일 L2를 전자적으로 결합시켜 송전 장치(10)로부터 수전 장치(40)에 대해 전력을 전송하고, 수전 장치(40)의 전압 출력 노드 NB7로부터 부하(90)에 대해 전력(전압 VOUT)을 공급하는 무접점 전력 전송(비접촉 전력 전송) 시스템이 실현된다.

송전 장치(10)(송전 모듈, 1차 모듈)는 1차 코일 L1, 송전부(12), 파형 모니터 회로(14), 표시부(16), 송전 제어 장치(20)를 포함할 수 있다. 또한, 송전 장치(10)나 송전 제어 장치(20)는 도 2의 구성에 한정되지 않고, 그 구성 요소의 일 부(예를 들면 표시부, 파형 모니터 회로)를 생략하거나, 다른 구성 요소를 추가하거나, 접속 관계를 변경하는 등의 다양한 변형 실시가 가능하다.

송전부(12)는 전력 전송 시에는 소정 주파수의 교류 전압을 생성하고, 데이터 전송 시에는 데이터에 따라서 주파수가 상이한 교류 전압을 생성하여, 1차 코일 L1에 공급한다.

도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는, 1차측 기기와 2차측 기기 사이의 정보 전송의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 1차측으로부터 2차측으로의 정보 전달에는 주파수 변조가 이용된다. 또한, 2차측으로부터 1차측으로의 정보 전달에는 부하 변조가 이용된다.

도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 예를 들면 데이터 「1」을 송전 장치(10)로부터 수전 장치(40)에 대해 송신하는 경우에는, 주파수 f1의 교류 전압을 생성하고, 데이터 「0」을 송신하는 경우에는, 주파수 f2의 교류 전압을 생성한다. 또한, 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, 수전 장치(40)는 부하 변조에 의해 저부하 상태/고부하 상태를 절환할 수 있고, 이에 의해 「0」, 「1」을 1차측(송전 장치(10))에 송신할 수 있다.

도 3의 송전부(12)는, 1차 코일 L1의 일단을 구동하는 제1 송전 드라이버와, 1차 코일 L1의 타단을 구동하는 제2 송전 드라이버와, 1차 코일 L1과 함께 공진 회로를 구성하는 적어도 1개의 컨덴서를 포함할 수 있다. 그리고, 송전부(12)가 포함하는 제1, 제2 송전 드라이버의 각각은, 예를 들면 파워 MOS 트랜지스터에 의해 구성되는 인버터 회로(혹은 버퍼 회로)이며, 송전 제어 장치(20)의 드라이버 제어 회로(26)에 의해 제어된다.

1차 코일 L1(송전측 코일)은, 2차 코일 L2(수전측 코일)와 전자 결합하여 전력 전송용 트랜스포머를 형성한다. 예를 들면, 전력 전송이 필요할 때에는, 도 1에 도시한 바와 같이 충전기(500) 상에 휴대 전화기(510)를 두고, 1차 코일 L1의 자속이 2차 코일 L2를 통과하도록 하는 상태로 한다. 한편, 전력 전송이 불필요할 때에는, 충전기(500)와 휴대 전화기(510)를 물리적으로 떼어, 1차 코일 L1의 자속이 2차 코일 L2를 통과하지 않도록 하는 상태로 한다.

1차 코일 L1과 2차 코일 L2로서는, 예를 들면 절연된 단선을 동일 평면 내에서 스파이럴 형상으로 감은 평면 코일을 이용할 수 있다. 단, 단선을 꼬은선으로 대체하고, 이 꼬은선(절연된 복수의 가는 단선을 서로 꼬은 것)을 스파이럴 형상으로 감은 평면 코일을 이용하여도 된다.

파형 모니터 회로(14)는 1차 코일 L1의 유기 전압을 검출하는 회로로서, 예를 들면 저항 RA1, RA2나, RA1과 RA2의 접속 노드 NA3과 GND(광의로는 저전위측 전원) 사이에 설치되는 다이오드 DA1을 포함한다. 구체적으로는, 1차 코일의 유기 전압을 저항 RA1, RA2에 의해 분압함으로써 얻어진 신호 PHIN이, 송전 제어 장치(20)의 파형 검출 회로(28)에 입력된다.

표시부(16)는 무접점 전력 전송 시스템의 각종 상태(전력 전송 중, ID 인증 등)를, 색이나 화상 등을 이용하여 표시하는 것으로써, 예를 들면 LED(발광 다이오드)나 LCD(액정 표시 장치) 등에 의해 실현된다.

송전 제어 장치(20)는 송전 장치(10)의 각종 제어를 행하는 장치로서, 집적 회로 장치(IC) 등에 의해 실현할 수 있다. 이 송전 제어 장치(20)는 송전측 제어 회로(22)와, 발진 회로(24)와, 드라이버 제어 회로(26)와, 파형 검출 회로(28)를 포함한다.

또한, 송전측 제어 회로(22)는 송전 장치(10)나 송전 제어 장치(20)의 제어를 행하는 것으로서, 예를 들면 게이트 어레이나 마이크로컴퓨터 등에 의해 실현할 수 있다.

구체적으로는, 송전측 제어 회로(22)는 전력 전송, 부하 검출, 주파수 변조, 이물 검출, 혹은 착탈 검출 등에 필요한 각종 시퀀스 제어나 판정 처리를 행한다. 전술한 바와 같이, 송전측 제어 회로(22)는, 예를 들면 스위치(SW)의 온을 계기로 하여, 수전 장치(40)에 대한, 위치 검출이나 ID 인증용의 가송전을 개시한다.

발진 회로(24)는, 예를 들면 수정 발진 회로에 의해 구성되고, 1차측의 클럭을 생성한다. 드라이버 제어 회로(26)는 발진 회로(24)에서 생성된 클럭이나 제어 회로(22)로부터의 주파수 설정 신호 등에 기초하여, 원하는 주파수의 제어 신호를 생성하고, 송전부(12)의 송전 드라이버(도시 생략)에 출력하여, 그 송전 드라이버의 동작을 제어한다.

파형 검출 회로(28)는 1차 코일 L1의 일단의 유기 전압에 상당하는 신호 PHIN의 파형을 모니터하여, 부하 검출, 이물 검출 등을 행한다. 예를 들면, 수전 장치(40)의 부하 변조부(46)가, 송전 장치(10)에 대해 데이터를 송신하기 위한 부하 변조를 행하면, 1차 코일 L1의 유기 전압의 신호 파형이, 그에 대응하여 변화한다.

구체적으로는, 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, 데이터 「0」을 송신하기 위해, 수전 장치(40)의 부하 변조부(46)가 부하를 낮게 하면, 신호 파형의 진폭(피크 전압)이 작아지고, 데이터 「1」을 송신하기 위해 부하를 높게 하면, 신호 파형의 진폭이 커진다. 따라서, 파형 검출 회로(28)는 유기 전압의 신호 파형의 피크 홀드 처리 등을 행하여, 피크 전압이 임계값 전압을 초과하였는지의 여부를 판단함으로써, 수전 장치(40)로부터의 데이터가 「0」인지 「1」인지를 판단할 수 있다. 또한, 파형 검출의 방법은, 전술한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 수전측의 부하가 높아졌는지 낮아졌는지를, 피크 전압 이외의 물리량(전류와 전압의 위상차나, 전압 파형에 기초하여 생성되는 펄스의 펄스 폭 등)을 이용하여 판단하여도 된다.

수전 장치(40)(수전 모듈, 2차 모듈)는 2차 코일 L2, 수전부(42), 부하 변조부(46), 급전 제어부(48), 수전 제어 장치(50)를 포함할 수 있다. 또한, 수전 장치(40)나 수전 제어 장치(50)는 도 2의 구성으로 한정되지 않고, 그 구성 요소의 일부를 생략하거나, 다른 구성 요소를 추가하거나, 접속 관계를 변경하는 등의 다양한 변형 실시가 가능하다.

수전부(42)는 2차 코일 L2의 교류의 유기 전압을 직류 전압으로 변환한다. 이 변환은 수전부(42)가 갖는 정류 회로(43)에 의해 행해진다. 이 정류 회로(43)는 다이오드 DB1∼DB4를 포함한다. 다이오드 DB1은 2차 코일 L2의 일단의 노드 NB1과 직류 전압 VDC의 생성 노드 NB3 사이에 설치되고, DB2는 노드 NB3과 2차 코일 L2의 타단의 노드 NB2 사이에 설치되고, DB3은 노드 NB2와 VSS의 노드 NB4 사이 에 설치되고, DB4는 노드 NB4와 NB1 사이에 설치된다.

수전부(42)의 저항 RB1, RB2는 노드 NB1과 NB4 사이에 설치된다. 그리고 노드 NB1, NB4 사이의 전압을 저항 RB1, RB2에 의해 분압함으로써 얻어진 신호 CCMPI가, 수전 제어 장치(50)의 주파수 검출 회로(60)에 입력된다.

수전부(42)의 컨덴서 CB1 및 저항 RB4, RB5는 직류 전압 VDC의 노드 NB3과 VSS의 노드 NB4 사이에 설치된다. 그리고 노드 NB3, NB4 사이의 전압을 저항 RB4, RB5에 의해 분압하여 얻어지는 분압 전압 VD4는 신호선 LP2를 경유하여, 수전측 제어 회로(52) 및 위치 검출 회로(56)에 입력된다. 위치 검출 회로(56)에 관해서는, 그 분압 전압 VD4가, 주파수 검출을 위한 신호 입력(ADIN)으로 된다.

부하 변조부(46)는 부하 변조 처리를 행한다. 구체적으로는, 수전 장치(40)로부터 송전 장치(10)에 원하는 데이터를 송신하는 경우에, 송신 데이터에 따라서 부하 변조부(46)(2차측)에서의 부하를 가변으로 변화시켜, 1차 코일 L1의 유기 전압의 신호 파형을 변화시킨다. 이를 위해서 부하 변조부(46)는, 노드 NB3, NB4 사이에 직렬로 설치된 저항 RB3, 트랜지스터 TB3(N형의 CMOS 트랜지스터)을 포함한다.

이 트랜지스터 TB3은 수전 제어 장치(50)의 수전측 제어 회로(52)로부터 신호선 LP3을 경유하여 공급되는 제어 신호 P3Q에 의해 온ㆍ오프 제어된다. 본송전이 개시되기 전의 인증 스테이지에서, 트랜지스터 TB3을 온ㆍ오프 제어하여 부하 변조를 행하여 송전 장치에 신호를 송신할 때에는, 급전 제어부(48)의 트랜지스터 TB1, TB2는 오프로 되어, 부하(90)가 수전 장치(40)에 전기적으로 접속되지 않는 상태로 된다.

예를 들면, 데이터 「0」을 송신하기 위해 2차측을 저부하(임피던스 대)로 하는 경우에는, 신호 P3Q가 L레벨로 되어 트랜지스터 TB3이 오프로 된다. 이에 의해 부하 변조부(46)의 부하는 거의 무한대(무부하)로 된다. 한편, 데이터 「1」을 송신하기 위해 2차측을 고부하(임피던스 소)로 하는 경우에는, 신호 P3Q가 H레벨로 되어 트랜지스터 TB3이 온으로 된다. 이에 의해 부하 변조부(46)의 부하는, 저항 RB3(고부하)으로 된다.

급전 제어부(48)는 부하(90)에의 전력의 급전을 제어한다. 레귤레이터(LDO)(49)는 정류 회로(43)에서의 변환에 의해 얻어진 직류 전압 VDC의 전압 레벨을 조정하여, 전원 전압 VD5(예를 들면 5V)를 생성한다. 수전 제어 장치(50)는, 예를 들면 이 전원 전압 VD5가 공급되어 동작한다.

또한, 레귤레이터(LDO)(49)의 입력단과 출력단 사이에는, PMOS 트랜지스터(M1)로 이루어지는 스위치 회로가 설치되어 있다. 이 스위치 회로로서의 PMOS 트랜지스터(M1)를 온함으로써, 레귤레이터(LDO)(49)를 바이패스하는 경로가 형성된다. 예를 들면, 고부하 시(예를 들면, 소모가 심한 2차 전지의 충전의 초기에서는, 거의 일정한 대전류를 정상적으로 흘리는 것이 필요하게 되고, 이와 같은 때가 고부하 시에 해당함)에서는, 레귤레이터(49) 자체의 등가 임피던스에 의해 전력 로스가 증대되고, 발열도 증대되므로, 레귤레이터를 우회하여, 바이패스 경로를 경유하여 전류를 부하에 공급하도록 한다.

스위치 회로로서의 PMOS 트랜지스터(M1)의 온/오프를 제어하기 위해, 바이패 스 제어 회로로서 기능하는 NMOS 트랜지스터(M2) 및 풀업 저항 R8이 설치되어 있다.

수전측 제어 회로(52)로부터, 신호선 LP4를 통하여, 하이 레벨의 제어 신호가 NMOS 트랜지스터(M2)의 게이트에 공급되면, NMOS 트랜지스터(M2)가 온한다. 그렇게 하면, PMOS 트랜지스터(M1)의 게이트가 로우 레벨로 되어, PMOS 트랜지스터(M1)가 온하여 레귤레이터(LDO)(49)를 바이패스하는 경로가 형성된다. 한편, NMOS 트랜지스터(M2)가 오프 상태일 때에는, PMOS 트랜지스터(M1)의 게이트는 풀업 저항 R8을 통하여 하이 레벨로 유지되므로, PMOS 트랜지스터(M1)는 오프하고, 바이패스 경로는 형성되지 않는다.

NMOS 트랜지스터(M2)의 온/오프는, 수전 제어 장치(50)에 포함되는 수전 제어 회로(52)에 의해 제어된다.

또한, 트랜지스터 TB2(P형의 CMOS 트랜지스터)는 전원 전압 VD5의 생성 노드 NB5(레귤레이터(49)의 출력 노드)와 트랜지스터 TB1(노드 NB6) 사이에 설치되고, 수전 제어 장치(50)의 제어 회로(52)로부터의 신호 P1Q에 의해 제어된다. 구체적으로는, 트랜지스터 TB2는 ID 인증이 완료(확립)되어 통상의 전력 전송(즉, 본송전)을 행하는 경우에는 온 상태로 된다.

또한, 전원 전압 생성 노드 NB5와 트랜지스터 TB2의 게이트의 노드 NB8 사이에는 풀업 저항 RU2가 설치된다.

수전 제어 장치(50)는 수전 장치(40)의 각종 제어를 행하는 장치로서, 집적 회로 장치(IC) 등에 의해 실현할 수 있다. 이 수전 제어 장치(50)는 2차 코일 L2 의 유기 전압으로부터 생성되는 전원 전압 VD5에 의해 동작할 수 있다. 또한, 수전 제어 장치(50)는 제어 회로(52)(수전측), 위치 검출 회로(56), 발진 회로(58), 주파수 검출 회로(60), 만충전 검출 회로(62)를 포함할 수 있다.

수전측 제어 회로(52)는 수전 장치(40)나 수전 제어 장치(50)의 제어를 행하는 것으로서, 예를 들면 게이트 어레이나 마이크로컴퓨터 등에 의해 실현할 수 있다. 이 수전측 제어 회로(52)는 시리즈 레귤레이터(LDO)(49)의 출력단의 정전압(VD5)을 전원으로 하여 동작한다. 이 전원 전압(VD5)은 전원 공급선 LP1을 경유하여, 수전측 제어 회로(52)에 공급된다.

이 수전측 제어 회로(52)은, 구체적으로는 ID 인증, 위치 검출, 주파수 검출, 만충전 검출, 인증용의 통신을 위한 부하 변조, 이물 삽입 검출을 가능하게 하기 위한 통신을 위한 부하 변조 등에 필요한 각종 시퀀스 제어나 판정 처리를 행한다.

위치 검출 회로(56)는 2차 코일 L2의 유기 전압의 파형에 상당하는 신호 ADIN의 파형을 감시하여, 1차 코일 L1과 2차 코일 L2의 위치 관계가 적정할지를 판단한다.

구체적으로는, 신호 ADIN을 컴퍼레이터에서 2치로 변환하여, 위치 관계가 적정한지의 여부를 판단한다.

발진 회로(58)는, 예를 들면 CR 발진 회로에 의해 구성되고, 2차측의 클럭을 생성한다. 주파수 검출 회로(60)는 신호 CCMPI의 주파수(f1, f2)를 검출하여, 송전 장치(10)로부터의 송신 데이터가 「1」인지 「0」인지를 판단한다.

만충전 검출 회로(62)(충전 검출 회로)는 부하(90)의 배터리(94)가, 만충전 상태(충전 상태)로 되었는지의 여부를 검출하는 회로이다. 구체적으로는 만충전 검출 회로(62)는, 예를 들면 충전 상태의 표시에 사용되는 LED의 온ㆍ오프를 검출함으로써, 만충전 상태를 검출한다. 즉, 소정 시간(예를 들면 5초) 연속으로 LED가 소등된 경우에, 배터리(94)가 만충전 상태(충전 완료)라고 판단한다.

또한, 부하(90) 내의 충전 제어 장치(92)도, LED의 점등 상태에 기초하여 만충전 상태를 검출할 수 있다.

또한, 부하(90)는 배터리(94)의 충전 제어 등을 행하는 충전 제어 장치(92)를 포함한다. 충전 제어 장치(92)는 발광 장치(LED)의 점등 상태에 기초하여 만충전 상태를 검출할 수 있다. 이 충전 제어 장치(92)(충전 제어 IC)는 집적 회로 장치 등에 의해 실현할 수 있다. 또한, 스마트 배터리와 같이, 배터리(94) 자체에 충전 제어 장치(92)의 기능을 갖게 하여도 된다. 이 경우, 배터리(94) 자체가, 본 명세서에서의 부하 장치(90)에 해당한다.

도 2에서 설명한 바와 같이, 수전 장치(40)는 4개의 단자(TA1∼TB1)를 갖는다. 또한, 부하(90)도 마찬가지로, 4개의 단자(TA5∼TA8)를 갖는다. 수전 제어 장치(50)는, 2개의 단자(ICUTX 신호의 출력 단자 TB1, LEDR 신호의 입력 단자 TB2)를 갖는다.

또한, 부하(90)는 2차 전지에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 소정의 회로가 동작함으로써, 그 회로가 부하로 되는 경우도 있을 수 있다. 다음으로, 탈취 상태의 검출(탈취 발열 대책)에 대해 구체적으로 설명한다.

(탈취 발열 대책)

기기의 인증이 완료되어 본송전이 개시된 후에, 1차 코일과 2차 코일 사이에 대면적의 이물이 삽입되는 경우가 있을 수 있다. 소, 중 정도의 금속 이물의 존재는, 1차 코일(L1)의 유기 전압을 감시함으로써 검출할 수 있다.

단, 도 5의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 1차측 기기와 2차측 기기 사이에, 1차 코일과 2차 코일을 차단하는 대면적의 금속 이물(예를 들면, 얇은 금속판)이 삽입된 경우, 1차측으로부터의 송전 에너지는, 그 금속 이물에 의해 소비되므로(즉, 그 금속 이물이 부하로 되므로), 1차측에서 보면, 배터리(2차측 기기)가 항상 존재하고 있는 것처럼 보인다. 따라서, 예를 들면 2차측 기기가 제거되어도, 1차 코일의 유기 전압에 기초하는 제거 검출을 할 수 없는 경우가 생길 수 있고, 이 경우에는 2차측 기기가 없음에도 불구하고, 1차측으로부터의 송전이 계속되어, 금속 이물이 고온도에 달하게 된다.

이와 같이, 대면적의 금속 이물이, 본래의 2차측 기기를 대신하게 되는 현상을, 본 명세서에서는 「탈취 상태」라고 말하고, 또한 탈취 상태에 의한 발열 현상을 「탈취 발열」이라고 하는 것으로 한다.

무접점 전력 전송 시스템의 안전성, 신뢰성을 실용 레벨로까지 높이기 위해서는, 이와 같은 「탈취 발열」에 대해서도 충분한 대책을 실시할 필요가 있다.

이물이 삽입되는 경우로서는, 우발적으로 이루어지는 경우와, 악의를 갖고 이루어지는 경우가 상정된다. 이물이 삽입되면, 발열이 생겨, 화상, 기기의 손상이나 파괴의 위험성이 생기기 때문에, 무접점 전력 전송 시스템에서는 이물 삽입에 대한 안전 대책의 철저가 요구된다. 이하, 탈취 발열 대책에 대해, 구체적으로 설명한다.

도 5의 (A), 도 5의 (B)는, 본송전 개시 후의 이물 삽입(탈취 상태)에 대해 설명하기 위한, 무접점 전력 전송 시스템을 구성하는 전자 기기의 단면도이다.

도 5의 (A)에서는, 크레이들(500)(송전 장치(10)를 구비하는 전자 기기) 상의 소정 위치에, 휴대 전화 단말기(510)(수전 장치(40)를 구비하는 전자 기기)가 세트되어 있고, 이 상태에서 1차 코일과 2차 코일을 경유하여, 크레이들(충전 대)(500)로부터 휴대 전화 단말기(510)에 무접점 전력 전송이 이루어져, 휴대 전화 단말기(510)에 내장되는 2차 전지(예를 들면 전지팩)의 충전이 행해지고 있다.

도 5의 (B)에서는, 본송전 시에서, 악의에 의해, 크레이들(충전대)(500)과 휴대 전화 단말기(510) 사이에, 얇은 판 형상의 금속의 이물(도전성의 이물) AR이 삽입된다. 이물 AR이 삽입되면, 1차측의 기기(크레이들(500))로부터 2차측의 기기(휴대 전화 단말기(510))에 공급되는 전력의 대부분은, 이물(AR)에서 소비되어(즉, 송전 전력의 탈취가 생겨), 이물 AR이 발열될 위험성이 높아진다. 따라서, 도 5의 (B)와 같은 상태로 되었을 때에는, 1차측의 기기(크레이들(500))에 포함되는 송전 장치(10)가 이물 AR의 삽입을 검출하여, 본송전을 바로 정지할 필요가 있다.

그러나, 1차 코일(L1)의 유기 전압에 기초하는 금속 이물의 검출 방법에서는, 도 5의 (B)와 같은 탈취 상태를 충분히 파악하는 것은 어렵다.

예를 들면, 수전 장치측의 부하가 클 때에는, 1차 코일(L1)에 유기되는 전압 의 진폭이 증대되고, 수전 장치측의 부하가 작아지면, 1차 코일(L1)에 유기되는 전압의 진폭은 작아진다. 휴대 전화 단말기(510)의 2차 전지가 정상적으로 충전되면, 시간 경과와 함께, 수전 장치(40)측의 부하는 서서히 감소해 갈 것이다. 여기서, 갑자기 수전 장치(40)측의 부하가 증대되었다고 하면, 송전 장치(10)는 수전 장치(40)측의 부하 변동을 감시하고 있으므로, 부하가 갑자기 증대되는 것은 검지할 수 있다. 그러나, 그 부하의 증대가, 배터리(휴대 전화 단말기의 2차 전지)에 기인하여 생긴 것인지, 휴대 전화 단말기(510)와 크레이들(500) 사이의 위치 어긋남에 기인하는 것인지, 혹은 이물 삽입에 기인하는 것인지를 판정할 수 없다. 따라서, 송전 장치(10)가, 단순히 수전 장치(40)측의 부하 변동을 검출한다고 하는 방법에서는, 이물 삽입을 검출할 수 없다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 본송전 중에서, 배터리(2차 전지 등)에의 전력 공급을 계속시키면서, 수전 장치(40)가, 송전 장치(10)로부터 본 부하를 간헐적으로 의도적으로 변화시켜(정기 부하 변조 동작), 송전 장치(10)에 대해 정보를 발신한다.

이 간헐적인 부하 변화에 의한 정보를, 송전 장치(10)가 소정 타이밍에서 검출할 수 있었던 경우에는, 이하의 것이 증명된다.

(1) 수전 장치(40)측의 기기(휴대 전화기(510))가 송전 장치(10)측의 기기(크레이들(500)) 상에 정확하게 세트되어 있다.

(2) 수전 장치(40)측의 기기(휴대 전화 단말기(510)의 2차 전지를 포함함)는 정상적으로 동작하고 있다.

(3) 이물 AR이 삽입되어 있지 않다.

한편, 본송전 시에서 이물 AR이 삽입되면, 수전 장치(40)로부터 발신되는 정보는, 그 이물 AR에 저해되어 송전 장치(10)에 도달하지 않게 된다. 즉, 송전 장치(10)에서는 수전 장치측의 간헐적인 부하 변화(예를 들면, 정기적인 부하 변화)를 검출할 수 없게 된다. 전술한 (1)∼(3)이 확인된 후에, 간헐적인 부하 변화가 검출되지 않게 되는 것의 요인으로서는, 전술한 (3)의 요인이 가장 의심된다. 즉, 이물 AR이 삽입되었기 때문에, 간헐적인 부하 변화를 검출할 수 없게 되었다고 판정하는 것이 가능하다.

도 6의 (A), 도 6의 (B)는, 이물 삽입을 검출 가능하게 하기 위해, 수전 장치측의 부하를 간헐적으로 변화시키는 경우의 구체적인 양태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6의 (A)에서는, 수전 장치측의 부하의 간헐적인 변화의 모습을, 2차 전류(2차 코일 L2에 흐르는 전류)의 변화에 의해 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 시각 t1, t2, t3, t4, t5 …에서, 간헐적으로 수전 장치측의 부하가 변화하고 있다.

구체적으로는, 도 6의 (A)에서는 주기 T3에서 부하가 변화하고 있다. 또한, 예를 들면 시각 t1을 기점으로 한 기간 T2에서는 부하가 가벼워지고, 그 후의 기간 T1에서는 부하가 무거워진다. 이와 같은 주기적인 변화가, 주기 T3에서 반복된다.

도 6의 (B)는, 2차 부하 전류의 변화에 대한 1차 코일 전압(1차 코일의 일단의 유기 전압)의 변화를 도시하고 있다. 전술한 바와 같이, 기간 T1은 2차측의 부 하가 무겁고, 기간 T2에서는 부하가 가볍다. 이 2차측의 부하의 변화에 따라서, 1차 코일(L1)의 일단의 유기 전압(1차 코일 전압)의 진폭(피크값)이 변화한다. 즉, 부하가 무거운 기간 T1에서는 진폭이 크고, 부하가 가벼운 기간 T2에서는 진폭이 작아진다. 따라서, 송전 장치(10)에서는 파형 모니터 회로(14)(도 3 참조)에 의해, 예를 들면 1차 코일 전압의 피크 검출을 행함으로써, 수전 장치(40)측의 부하 변동을 검출할 수 있다. 단, 부하 변동의 검출 방법은 이 방법에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 1차 코일 전압이나 1차 코일 전류의 위상을 검출하여도 된다.

부하 변조는, 예를 들면 트랜지스터의 스위칭에 의해 간단히 행할 수 있고, 또한 1차 코일의 피크 전압의 검출 등은, 아날로그나 디지털의 기본적인 회로를 이용하여 정밀도 좋게 행할 수 있어, 기기에의 부담이 적으며, 실현이 용이하다. 또한, 실장 면적의 억제나 코스트면에서도 유리하다.

이와 같이, 본송전 시에서, 수전 장치(40)가, 간헐적(또한 주기적)인 부하 변조에 의한 정보 발신을 행하고, 송전 장치(10)가 그 부하 변동을 검출한다고 하는 신규의 방식을 채용함으로써, 특별한 구성을 부가하지 않고, 간단한 방법으로써 이물 삽입을 고정밀도로 검출할 수 있다.

(이물 삽입 검출의 구체예)

도 7은, 도 2에 도시된 무접점 전력 전송 시스템 중으로부터, 이물 삽입(탈취 상태)의 검출에 관계되는 구성을 추출하여 도시하는 회로도이다. 도 7에서, 도 2와 공통되는 부분은 동일한 참조 부호를 붙이고 있다. 또한, 도 7에서, 이물 삽입 검출에서 중요한 역할을 하는 부분은 태선으로 나타내고 있다.

도 7에 도시되는 수전 장치(40)에서 주목할 회로 구성은, 부하 변조부(46)를 구성하는 부하 변조용 트랜지스터 TB3, 급전 제어부(48)를 구성하는 급전 제어 트랜지스터 TB2, 양 트랜지스터(TB2, TB3)의 온/오프를 제어하는 수전 제어 회로(52)이다. 또한, 시리즈 레귤레이터(LDO)(49)의 입력단 및 출력단의 전압이, 신호선 LP2 및 LP1을 경유하여 수전 제어 회로(52)에 입력되어 있어, LDO(49)의 양단 전압을 감시함으로써, 부하(90)에 포함되는 배터리(2차 전지)(94)의 부하 상태(부하의 경중)를 검출할 수 있도록 되어 있다.

또한, 송전 장치(10)에서는 파형 검출 회로(28)에 의해 1차 코일(L1)의 유기 전압의 피크값(진폭) 등의 파형이 검출되고, 또한 송전 제어 회로(22)에 의해 수전 장치(40)측의 부하 변동이 검출된다.

도 7에서, 수전 장치(40)는, 본송전(인증 후의 연속 송전) 중에 부하 변조를 행하여, 송전 장치(10)에 대해, 이물 검출용 패턴 PT1을 송신하고, 송전 장치(10)의 송전측 제어 회로(22)는, 본송전 중에 수전 장치(40)측의 부하 변화를 감시하고(연속적 감시이어도 간헐적 감시이어도 됨), 그 이물 검출 패턴 PT1을 수신할 수 없게 되었을 때에, 이물 AR이 삽입되었다고 판정하고, 본송전을 정지한다.

(이물 검출 패턴 PT1의 구체적인 양태)

도 8의 (A), 도 8의 (B)는 이물 검출을 가능하게 하기 위한 부하 변조의 바람직하고 구체적인 양태를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 부하 변조의 타이밍 예를 도시하는 도면이며, (B)는 송전 장치에 의해 검출되는 수전 장치측의 부하 변동의 모습을 구체적으로 도시하는 도면이다.

도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 이물 검출을 가능하게 하기 위한 부하 변조는, 예를 들면 10초(10sec) 주기로 주기적(정기적)으로 행해진다.

또한, 시각 t1∼t6 및 시각 t7∼t12가, 이물 검출을 가능하게 하기 위한 부하 변조가 실행되는 기간이다. 시각 t1∼t6까지(시각 t7∼t12까지)가 0.5초(0.5sec)이며, 0.5초를 5등분한 0.1초(100msec)를 단위로 하여, 부하의 경중이 절환된다.

도 8의 (A)에서, 태선의 쌍방의 화살표로 표시되는 기간은 부하가 무거운 기간이다. 즉, 시각 t1∼t2, 시각 t3∼t4, 시각 t5∼t6, 시각 t7∼t8, 시각 t9∼t10, 시각 t11∼시각 t12의 각 기간에서 부하가 무거워진다. 부하가 무거워지는 기간이 TA이다.

한편, 시각 t2∼t3, 시각 t4∼t5, 시각 t8∼t9, 시각 t10∼t11의 각 기간에서 부하가 가벼워진다. 부하가 가벼워지는 기간이 TB이다.

도 8의 (A)에서는, 명백한 바와 같이, 본송전 중에서의 수전 장치측의 부하의 간헐적인 변화가 주기적(즉 1주기마다)으로 실행되고, 또한 1주기 내에서, 부하가, 소정 간격으로 복수회, 간헐적으로 변화한다.

주기적인 부하 변화로 함으로써, 송전 장치(10)와 수전 장치(40)가 동기를 확보하면서 부하 변화에 의한 정보의 수수를 행할 수 있다(즉, 송전 장치(10)측에서, 수전 장치(40)측의 부하가 변화하는 타이밍을 용이하게 알 수 있다).

또한, 1주기 내에서, 소정 간격으로 복수회, 간헐적으로 부하를 변화시킴으로써, 송전 장치(10)측에서 부하 변동을 검출할 때에, 단순한 노이즈인지 정규의 신호인지의 판정을 하기 쉬워져, 이물 검출의 정밀도를 높일 수 있다. 즉, 1주기에서, 1회만 부하가 변화하는 경우에는, 송전 장치(10)측에서 본 부하의 변화가 우발적인 것인지, 부하 변조에 의한 것인지를 판별하기 어려워지는 경우가 있다. 이에 대해, 1주기 내에서 복수회의 부하 변화가 생기는 것이면, 그 변화는 부하 변조에 의한 것이라고 간단히 판별할 수 있다.

또한, 도 8의 (A)에서는, 1주기 내(예를 들면 시각 t1∼t7) 중의 부분적인 기간(시각 t1∼t6)에서만, 부하를 소정 간격으로 복수회, 간헐적으로 변화시키고 있다. 즉, 1주기(10sec)의 전반의 초기 기간(최초의 0.5sec)에, 부하 변조를 집중적으로 행한다. 이와 같은 형식의 부하 변조를 행하는 이유는, 이하와 같다.

즉, 본송전 중에서의 부하 변화(부하 변조)는 배터리(94)에의 전력 공급에 영향을 주는 일이 있으므로, 그다지 빈번하게 행하는 것은 바람직하지 못하다. 따라서, 예를 들면 부하 변조의 1주기를 어느 정도 길게 한다(이와 같이, 주기를 조금 길게 취하여도 이물 검출의 점에서는 아무런 문제가 없다).

그리고, 그 1주기 중의 부분적인 기간에서만, 소정 간격으로 복수회, 간헐적으로 부하를 변화시킨다. 부분적인 기간에 한정하는 것은, 부하 변화의 간격이 크게 벌어지게 되면, 시간 경과에 수반하여 배터리의 부하 상황이 변하거나, 주위의 조건이 변하거나 하여, 결과적으로 송전 장치에 의한, 수전 장치측에서의 간헐적인 부하 변화의 검출에 바람직하지 않은 영향을 주는 경우가 있는 것을 고려한 것이다. 즉, 예를 들면 1주기를 길게 취해 두고(도 8의 (A)에서는 10sec), 그리고 그 긴 1주기 내의, 부분적인 짧은 기간(도 7의 (A)에서는 0.5sec)에서 집중적으로, 복 수회(도 8의 (A)에서는 5회)의 간헐적인 부하 변조를 행한다.

이와 같은 형식의 부하 변조를 실행함으로써, 배터리(94)에의 전력 공급(예를 들면, 전지팩의 충전)에 미치는 영향을 최소한으로 억제하면서, 송전 장치(10)측에서의 높은 이물(AR)의 검출 정밀도를 실현할 수 있다.

도 8의 (B)는, 송전 장치로부터 본 수전 장치측의 부하에 대응한, 송전 장치(10)에서의 1차 코일(L1)의 일단의 유기 전압의 진폭 변화의 일례를 도시하고 있다. 단, 도 8의 (B)에서는, 전반의 1주기에서의 부하 변조 기간(t1∼t6)과, 후반의 1주기에서의 부하 변조 기간(t7∼t12)에서는, 배터리(94)의 부하 상태가 변화하고 있고, 후반의 주기에서 배터리(94)의 부하 상태는 무거워지고, 이에 의해 1차 코일 전압의 피크값이 증대된다.

도 8의 (B)의 시각 t1∼t6에서, 부하가 무거워지는 기간 TA에서의 1차 코일 전압과, 부하가 가벼워지는 기간 TB에서의 1차 코일 전압과의 차는 ΔV1이다. 이 1차 코일 전압의 진폭차 ΔV1로부터, 송전 장치(10)의 송전측 제어 회로(22)는 수전 장치(40)측의 부하 변화를 검출하는 것이 가능하다.

그러나, 후반의 부하 변조 기간(시각 t7∼t12)에서는, 배터리(94)의 부하 상태가 무거워져, 배터리(94)의 충전 전류(Iload)가 증대되고 있기 때문에, 충전 전류(Iload)에 대한 부하 변조에 수반되는 변조 전류(Imod)의 비율이 작아져, 변조 전류(Imod)의 온/오프에 의한 1차 코일 전압의 차분은 ΔV2(ΔV2 <ΔV1)로 축소되게 된다. 즉, 변조 전류(Imod)가 배터리(94)의 충전 전류(Iload)에 매몰되게 되는 형태로 된다. 따라서, 배터리(94)가 무거울 때에는, 가벼울 때에 비해, 송전 장 치(10)측에서의 부하 변화의 검출이 어렵게 되는 것은 부정할 수 없다.

따라서, 본 실시 형태에서는 배터리(94)에의 전력 공급을 강제적으로 감소시켜 배터리(94)의 부하 상태를 경감하여, 1차측에서, 부하 변조에 의한 부하 변화를 검출하기 쉽게 한다. 이하, 배터리의 경감 조치에 대해 설명한다.

(배터리의 부하 상태를 강제적으로 경감하는 처리)

본 발명에서는, 본송전 중에서, 배터리(94)에의 송전을 정지하지 않고 부하 변조를 행하기 때문에, 그 부하 변조에 의한 송전 장치(10)측에의 신호의 송신은, 항상 배터리(94)에의 급전 상황(즉, 배터리의 부하 상태)에 의한 영향을 받는다.

전술한 바와 같이, 배터리(94)(전지팩 등)에 대량의 충전 전류를 공급하고 있을 때에, 부하 변조를 위해 작은 전류를 온/오프하여도, 그 온/오프 전류(Imod)의 전류량은 배터리(94)의 충전 전류(Iload)의 전류량에 비해 작으므로, 송전 장치(10)측에서는 부하 변조에 의한 부하 변화의 모습을 검출하는 것이 어렵게 되는(즉, 노이즈인지 부하 변조에 의한 신호인지의 검출을 하기 어려워지는) 것은 부정할 수 없다. 한편, 배터리(94)에 공급하는 전류가 적을 때(배터리가 가벼울 때)에는, 부하 변조에 의한 온/오프 전류(Imod)의 상대적인 비율이 증가되어, 송전 장치(10)로부터는 그 온/오프에 의한 부하 변화를 파악하기 쉬워진다.

따라서, 예를 들면, 본송전 중에서, 수전 장치(40) 자신이 배터리(94)의 부하 상태를 감시하고, 이물 검출을 가능하게 하기 위한 부하 변조를 행할 때에, 배터리(94)가 무거울 때(즉, 전류를 대량으로 배터리(94)에 공급하고 있을 때)에는, 배터리(94)에의 전력 공급을 강제적으로 저하시키는 조치를 취할 수 있다.

배터리(94)에의 전력 공급을 줄이면, 그 배터리(94)의 부하 상태가 외관상, 경감된 것으로 되어, 송전 장치(10)측에서는 부하 변조에 의한 신호를 검출하기 쉬워지고, 따라서 배터리(94)가 무거운 상태일 때라도, 이물 검출 정밀도는 원하는 레벨로 유지된다. 또한, 강제적인 배터리(94)의 경감을 행한 경우라도, 배터리(94)에는, 적어도 필요한 최소한의 전력은 항상 주어져 있어, 배터리(94)측의 전자 회로(충전 제어 장치(92))가 동작할 수 없게 된다고 하는 문제는 생기지 않는다.

또한, 이물 삽입을 검출 가능하게 하기 위한 부하 변조는, 전술한 바와 같이 간헐적으로 행해지고, 또한 그 부하 변조는 배터리(94)에의 전력 공급에 미치는 영향을 고려하여 적절한 간격으로 실행되는 것으로, 강제적인 부하 경감이 행해졌기 때문이라고 해서, 배터리(94)에의 전력 전송에 특단의 악영향은 생기지 않는다. 예를 들면, 전지팩의 충전 시간이 극단적으로 길어지는 폐해는 결코 생기지 않는다.

이와 같이, 수전 장치(40)측에서 배터리(94)의 상태를 감시하고, 이물 삽입을 검출 가능하게 하기 위한 부하 변조 시에, 필요하면 배터리(94)의 부하 상태의 강제적인 경감도 아울러 실행함으로써, 배터리(94)가 무거울 때라도, 송전 장치(10)측에서의 부하 변화의 검출 정밀도를 원하는 레벨로 유지할 수 있다.

또한, 배터리(94)의 부하 상태에 상관없이, 일률적으로 부하 경감 처리를 실행할 수도 있다. 이와 같이 하면, 배터리의 부하 상태의 감시를 행할 필요가 없어져, 수전측 제어 회로(52)의 부담이 경감된다.

도 9의 (A) 내지 도 9의 (E)는, 배터리의 부하 경감 동작을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로는 도 9의 (A)는 배터리가 가벼운 상태를 도시하는 도면이며, 도 9의 (B)는 배터리가 무거운 상태를 도시하는 도면이며, 도 9의 (C)는 도 9의 (B)에 도시되는 상태에서의 1차 코일 전압의 변화의 모습을 도시하는 도면이며, 도 9의 (D)는 급전 제어 트랜지스터를 연속적으로 온/오프시키거나, 반온 상태로 하거나 하여 배터리의 경감을 행하고 있는 상태를 도시하는 도면이며, 도 9의 (E)는 도 9의 (D)에 도시되는 상태에서의 1차 코일 전압의 변화의 모습을 도시하는 도면이다.

도 9의 (A)의 경우에는, 배터리(94)가 가볍기(즉, 배터리의 충전 전류 Iload는 작기) 때문에, 수전 장치(40)측에서, 배터리의 경감 동작을 행하지 않아도, 송전 장치(10)측에서, 부하 변조에 의한 부하 변화를 충분히 검출할 수 있다. 따라서, 급전 제어 트랜지스터 TB2는, 항상 온 상태이다. 부하 변조 트랜지스터 TB3은 간헐적으로 온/오프되고, 이에 의해 부하 변조가 실행된다.

도 9의 (B)에서는, 배터리(94)가 무겁기(즉, 배터리의 충전 전류 Iload는 크기) 때문에, 변조 전류(Imod)의 온/오프에 의한 전류 변화가 보이기 곤란해진다. 도 9의 (C)에 도시한 바와 같이, 배터리가 가벼운 상태로부터 무거운 상태로 변화하면, 1차 코일 전압의 진폭의 변화분이 ΔV1로부터 ΔV2로 축소되어, 부하 변조에 의한 부하 변화를 검출하기 어려워진다.

따라서, 도 9의 (D)에서는, 부하 변조 시에, 아울러 배터리의 경감 동작도 행한다. 즉, 도 9의 (D)에서는, 급전 제어 트랜지스터 TB2를 연속적으로 온/오프 하거나, 혹은 반온 상태로 한다고 하는 동작을 실행한다.

즉, 급전 경로에 개재하는 급전 제어 트랜지스터 TB2를 연속적으로 온/오프시켜, 전력 공급을 간헐적으로 행한다고 하는 디지털적인 방법에 의해, 배터리(94)에의 전력 공급을 강제적으로 줄일 수 있다. 트랜지스터를 연속적으로 스위칭시키는 것은, 디지털 회로에서는 통상 행해지는 동작으로, 실현이 용이하다. 또한, 스위칭 주파수를 선택함으로써, 배터리에의 급전 전력을 어느 정도 삭감할 것인지를 정밀도 좋게 제어할 수 있다고 하는 이점이 있다.

또한, 아날로그적인 방법을 채용하여, 급전 제어 트랜지스터(PMOS 트랜지스터)의 게이트에, 완전 온 시의 전압과 완전 오프 시의 전압의 중간의 전압을 공급하여, 그 PMOS 트랜지스터를, 소위 반온 상태로 함으로써도, 배터리(94)에 공급하는 전력을 줄일 수 있다. 게이트 전압을 제어함으로써, 급전 제어 트랜지스터(PMOS 트랜지스터)의 온 저항을 미세 조정할 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 9의 (E)에서, 배터리의 강제적인 경감에 의해, 배터리가 무거운 상태의 1차 코일 전압의 진폭은, V10으로부터 V20으로 변화한다. 도면 중, "X"는 배터리(94)의 강제적인 경감량을 나타내고 있다. 배터리(94)의 강제적인 경감에 의해, 1차 코일 전압의 진폭의 변화분은, ΔV2(도 9의 (C) 참조)로부터 ΔV3(ΔV3>ΔV2)으로 확대되어, 송전 장치(10)에서는 부하 변조에 의한 수전 장치(40)측의 부하 변화를 검출하기 쉬워진다.

이와 같이, 부하 변조와 함께, 배터리 경감 동작을 아울러 실행함으로써, 배터리가 무거울 때라도, 송전 장치측에서 부하 변화를 확실히 검출하는 것이 가능하 게 된다.

(부하 변조 및 부하 경감의 타이밍)

도 10의 (A), 도 10의 (B)는 부하 변조 및 부하 경감의 타이밍에 대해 설명하기 위한 도면이다.

도 10의 (A)에 도시한 바와 같이, 수전 제어 장치(50) 내의 수전측 제어 회로(52)는 부하 변조 신호(LP3)에 의해, 수전 장치(40)에 설치되는 부하 변조부(46)를 동작시켜 부하 변조를 실행시키고, 이와 병행하여 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 충전 제어 장치(92)의 동작을 제어하여, 배터리(94)의 부하 상태의 경감 처리를 실행한다.

도 10의 (B)에 도시한 바와 같이, 간헐적인 부하 변조는 주기 TX에서 정기적(주기적)으로 행해진다. 부하 변조 기간 TX의 전반 기간(시각 t20∼t23, t24∼t27)에서, 전력 제어 신호(ICUTX)는 로우 레벨로 된다. 이에 의해, 충전 제어 장치(92)의 동작이 강제적으로 제어되어, 배터리(94)에의 충전 전류의 저감 혹은 일시적인 정지가 실현된다.

충전 전류를 저감하는(오프로는 하지 않음) 제어에서는, 배터리(94)에의 충전이 계속되므로 충전 시간의 연장을 최소한으로 멈출 수 있다. 또한, 충전 제어 장치(92)에 내장되는 CPU가 리세트되는 일이 없기 때문에, 충전 제어 장치(92)의 통상 동작을 유지할 수 있다고 하는 이점이 있다.

한편, 충전 전류를 일시적으로 정지하는 제어에서는, 배터리의 충전이 일시적으로 정지되게 되기 때문에, 충전 시간은 약간 길어지지만, 부하 변조 신호에 대 한 배터리 충전의 영향이 완전히 없어져, 송전 장치(10)(1차측)로부터 본 부하 변동의 검출이, 보다 용이화된다고 하는 이점이 있다.

충전 시간이나 충전 제어 장치(92) 내의 CPU의 리세트를 방지할 수 있는 효과를 고려하면, 부하 경감 시에서, 급전을 완전하게 오프시키는 것보다도, CPU가 동작 가능한 최저 한도의 급전을 계속시키는 쪽이 바람직하다고 할 수 있다(단, 이에 한정되는 것은 아니다).

부하 변조 기간의 전반 기간(시각 t20∼t23, t24∼t27)은, 「부하 경감 기간」이라고 할 수 있다. 후반 기간(t23∼t24, t27∼t28)은 「통상 동작 기간」으로 된다.

도 10의 (B)에 도시한 바와 같이, 부하 경감 기간의 도중의 기간(시각 t21∼t22, 시각 t25∼t26)에서, 부하 변조 신호 LP3이 액티브로 되어, 부하 변조가 실행된다. 도 7의 부하 변조용 트랜지스터 TB3이 온하면, 변조 전류(Imod)가 흘러 외관상, 1차측에서 본 부하가 무거워지고, 부하 변조용 트랜지스터 TB3이 오프하면, 저부하(혹은 무부하) 상태로 되돌아간다.

즉, 1차측에서 본 부하가, 경, 중, 경의 변화를 나타내게 되고, 이 특징적인 부하 변동을 1차측에서 검출하고, 정기적인 부하 변동을 검출할 수 없을 때에는, 이물 삽입에 의한 탈취 상태가 발생하였다고 판정하여 송전을 정지한다. 부하 경감이 행해짐으로써, 1차측에서 부하 변동을 검출하기 쉬워진다.

(충전 제어 장치의 내부 구성과 동작)

이하, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 배터리의 충전을 제어하는 경우의 구체적인 양태에 대해, 도 11 내지 도 14를 이용하여 설명한다. 이하, 전류 조정 저항을 조정하는 예, 부귀환 제어를 이용하는 예 및 급전 경로에서의 급전을 직접적으로 제어하는 예의 순으로 설명한다.

(1) 전류 조정 저항(예를 들면 외장 저항)을, ICUTX 신호로 조정하는 예

도 11의 (A), 도 11의 (B)는 배터리의 충전 제어의 일례(전류 조정 저항을 이용하는 예)를 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 (A)는 충전 제어 장치(92)에 포함되는 충전기(충전 제어 IC)(91) 및 전류 조정 저항(R19, R17) 등의 접속 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 11의 (B)는 배터리(94)(예를 들면, 리튬 이온 전지)의 충전 특성을 도시하고 있다.

도 11의 (A)에 도시된 바와 같이, 충전기(충전 제어 IC)(91)는 6개의 단자를 갖고 있다. 1번 단자는 수전 장치(40)로부터의 공급되는 전압(Vin)을 받는 전원 단자이다.

2번 단자는 배터리(94)의 충전 상태를 검출하기 위한 단자이다. 3번 단자는 인에이블 신호(EN)가 입력되는 단자이다.

4번 단자는 배터리(94)를 충전하기 위한 단자이다. 5번 단자는 외장의 전류 조정 저항(R19, R17)이 접속되는 단자이다. 또한, 전류 조정 저항(R19, R17)이 충전기(충전 제어 IC)(91)의 내부에 설치되어도 된다. 6번 단자는 접지(그라운드) 단자이다.

충전기(충전 제어 IC)(91)의 5번 단자와 그라운드 사이에는, 전류 조정용 저항(외장 저항)(R19)이 접속되어 있다. 또한, 충전기(충전 제어 IC)(91)의 5번 단 자와 그라운드 사이에는, 전류 조정용 저항(외장 저항)(R17)과, 제어 소자(충전 전류 제어 소자)로서의 NMOS 트랜지스터(M15)가 직렬로 접속되어 있다.

제어 소자(충전 전류 제어 소자)로서의 NMOS 트랜지스터(M15)는, 예를 들면 스위칭 소자로서 기능하고, 그 게이트가, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 구동되고, 이에 의해 NMOS 트랜지스터(M15)는 온/오프 구동된다.

NMOS 트랜지스터(M15)가 온하면, 2개의 전류 조정 저항(R19, R17)은 5번 단자와 그라운드 사이에 병렬 접속되게 된다. 병렬 접속된 전류 조정 저항(R19, R17)의 합성 저항의 저항값은 전류 조정 저항 R19 단독의 저항값보다도 작다.

NMOS 트랜지스터(M15)가 오프하면, 전류 조정 저항 R17은 무효화되고, 전류 조정 저항 R19만이 유효하게 된다.

전류 조정 저항(R19, R17)의 저항값이 커지면 배터리(94)에의 충전 전류는 줄어들고(저감되고), 그 저항값이 작아지면 충전 전류는 증대된다. 즉, 예를 들면 전류 조정 저항(R19, R17)은 배터리의 충전 전류를 결정하는 커런트 미러의 기준 전류의 전류량을 조정하는 기능을 갖는다. 따라서, 전류 조정 저항(R19, R17)의 저항값이 커지면 기준 전류가 작아져, 배터리의 충전 전류(Iload)는 강제적으로 삭감되어, 급전이 제한되게 된다.

전력 공급 제어 신호(ICUTX)가 비액티브(H레벨)일 때에는, NMOS 트랜지스터(M15)가 온하여, 2개의 전류 조정 저항(R19, R17)은 5번 단자와 그라운드 사이에 병렬 접속되어 있지만, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)가 액티브(L레벨)로 되면, NMOS 트랜지스터(M15)가 오프하여, 전류 조정 저항(R19)만이 5번 단자에 접속된 상태로 되어, 결과적으로 전류 조정 저항의 저항값이 증대된다. 따라서, 배터리(94)에의 충전 전류(Iload)는 강제적으로 삭감된다.

전류 조정 저항의 저항값을 전력 공급 제어 신호(ICUTX)로 제어하는 구성을 채용함으로써, 간단한 회로로써, 배터리(94)에의 전력 공급을 외부로부터 제어하는 것이 가능하게 된다.

전류 조정용 저항을 외장 저항으로 하고(단, 이에 한정되는 것은 아님), 그 저항값을 제어 소자(스위치 소자 등)에 의해 제어하는 구성을 채용함으로써, 충전 제어 장치(92)에 포함되는 충전기(충전 제어 IC)(91)의 내부 회로 구성은 어떠한 변경되지 않고, 전력 공급 제어 신호(ICUTX 신호)에 의한 배터리의 급전 제어를 실현할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 제어 소자(M15)의 수를 늘리는 등의 고안를 하면, 예를 들면 충전 전류를 다단계로 절환하는 등의 제어도 간단히 실현할 수 있다.

또한, 충전기(충전 제어 IC)(91)는, 도 11의 (B)에 도시된 바와 같이, 충전 초기에서는 정전류 모드에서의 충전을 실행하고, 그 후 정전압 모드로 이행한다.

도 12는, 도 11의 충전기(충전 제어 IC)의, 주요부의 내부 회로 구성예를 도시하는 회로도이다. 도 12에서, PMOS 트랜지스터(M100)는 커런트 미러의 기준측 트랜지스터이며, PMOS 트랜지스터(M200)는 커런트 미러의 출력측 트랜지스터이다.

커런트 미러비는, 예를 들면 1:205로 설정된다. 즉, 커런트 미러의 기준 전류를 IX로 하고, 출력 전류(배터리의 충전 전류)를 IBAT로 하였을 때, IBAT=205ㆍIX로 된다.

커런트 미러의 기준 전류 IX의 전류량은, 전술한 바와 같이 전류 조정 저항(CRR:R19, R17)의 저항값에 의해 프로그램(조정)할 수 있다. 따라서, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 전류 조정 저항(CRR)의 저항값을 가변으로 조정하면, 결과적으로 충전 전류 IBAT(Iload)를 조정(저감, 증대, 정지)시킬 수 있다.

이상이 도 12의 회로의 기본적인 충전 동작이다. 단, 도 11의 (B)에 도시한 바와 같이 정전류 모드/정전압 모드의 자동 절환을 행할 필요가 있고, 이를 위해 충전기(충전 제어 IC)(91)에서는 회로 W1, 회로 W2 및 회로 W3이 설치되어 있다.

또한, 정전류원 IS는 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터(M100, M200)의 게이트를 풀다운할 수 있도록 하기 위해 설치되어 있어, 접지된 저항으로 치환할 수도 있다. 또한, NMOS 트랜지스터(M160)는 충전 인에이블 트랜지스터이다.

회로 W1은 정전류 충전을 실현하기 위한 부귀환 회로이며, 회로 W2는 정전압 충전을 실현하기 위한 부귀환 회로이며, 회로 W3은 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터(M100, M200)의 드레인(노드 Y3, Y4)의 전위를 동등하게 하기 위한 이퀄라이저이다.

회로 W1의 컴퍼레이터 CMP10은, 커런트 미러의 기준측 노드 Y1이 제1 기준 전위 VREFA에 동등하게 되도록, 다이오드 D100을 경유하여 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터(M100, M200)의 게이트를 바이어스한다. 커런트 미러의 기준 전류 IX=VREFA/CRR(전류 조정용 저항의 저항값)로 되어, 기준 전류 IX는 정전류로 된다. 따라서, 충전 전류 IBAT(Iload)는 정전류화된다.

마찬가지로, 회로 W2의 컴퍼레이터 CMP20은 커런트 미러의 출력측 노드 Y2가 제2 기준 전위 VREFB에 동등하게 되도록, 다이오드 D200을 경유하여 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터(M100, M200)의 게이트를 바이어스한다. 이 경우, 충전 전압 VBAT=VREFB(1+R300/R400)로 되어, 충전 전압은 정전압화된다.

회로 W1 및 회로 W2 중 어느 것이 유효로 될지는, 배터리(94)의 정극의 전위에 의해 자동적으로 정해진다. 즉, 배터리(94)의 정극의 전위가 낮을 때(충전 초기)에는, 회로 W2에서의 컴퍼레이터 CMP20의 출력은 저하되고, 따라서 다이오드 D200은 역바이어스되어 오프한다. 한편, 회로 W1의 다이오드 D100은 순바이어스 되어, 회로 W1에 의해, 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터(M100, M200)의 게이트가 바이어스되게 된다.

배터리(94)의 정극의 전위가 상승하면, 회로 W2의 다이오드 D200이 순바이어스되고, 회로 W2에 의해, 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터(M100, M200)의 게이트가 바이어스된다. 이 때, 회로 W1의 다이오드 D1은 역바이어스되어, 회로 W1은 무효화된다. 즉, 배터리(94)의 정극의 전위가 소정 레벨(VREFB에 의해 정해지는 소정 전위)까지 상승하면, 정전류 모드로부터 정전압 모드로 자동적으로 절환된다.

또한, 정전류 모드/정전압 모드 중 어떠한 경우라도, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해, 커런트 미러의 기준 전류 IX가 예를 들면 대폭 삭감되면, 충전 전류(IBAT, Iload)도 감소하고, 결과적으로 배터리의 부하 상태는, 외부로부터의 제어에 의해 강제적으로 저감되게 된다.

(충전기(충전 제어 IC)의 부귀환 제어 회로를 이용하여 배터리의 충전을 제어하는 예)

도 13은, 충전 제어 장치(92)의 구체적인 내부 구성과 동작의 일례를 설명하기 위한 회로도이다.

도 13의 충전 제어 장치(92)에서는, 정전류 제어(혹은 정전압 제어)를 위한 부귀환 제어 회로의 기준 전압(Vref)을, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 조정하여, 충전 전류(부하 전류)를 저감(혹은 증대)시킨다.

도 13의 배터리(94)는 2차 전지 QP와, 충전 전류의 검출 저항(전류/전압 변환 저항) R16을 갖는다.

또한, 도 13의 충전 제어 장치(IC)(92)는 전력 공급 제어 회로(99)로서 기능하는 PMOS 트랜지스터(충전 전류 조정 소자) M10과, 컴퍼레이터 CP1과, 기준 전압 생성 회로(97)를 갖는다. 또한, 통상은 고정밀도의 제어를 위해 CPU를 갖고 있지만, 도 13에서는 기재를 생략하고 있다.

컴퍼레이터 CP1의 반전 단자에는 기준 전압(Vref)이 공급되고, 비반전 단자에는 저항 R16의 양단 전압이 공급된다. 컴퍼레이터 CP1의 출력 신호에 의해, PMOS 트랜지스터(99)의 게이트가 구동되고, 이에 의해 배터리(94)에 공급되는 전류(충전 전류)의 전류량이 조정된다. 이 경우, 부귀환 제어에 의해, 저항 R16의 양단 전압이 기준 전압 Vref에 동등하게 되도록 제어되므로, 저항 R16을 흐르는 전류(충전 전류)가, 기준 전압 Vref에 대응하는 전류로 되도록 부귀환 제어가 이루어지게 된다.

컴퍼레이터 CP1의 비반전 단자에, 2차 전지 QP의 정극의 전압을 공급하면, 2차 전지 QP에의 충전 전압이, 기준 전압 Vref로 되도록 조정할 수 있다(단, 이 구 성은 도시 생략).

기준 전압 생성 회로(97)는 제너 다이오드 D10과, 분압 저항 R12, R13과, 기준 전압을 조정하기 위한 저항 R14 및 PMOS 트랜지스터 M12를 갖는다.

저항 R10 및 제너 다이오드 D10은 정전압 회로를 구성하고, 제너 다이오드 D10의 캐소드 전압이 저항 R12, R13에 의해 분압되고, 이 분압된 전압이 컴퍼레이터 CP1의 반전 단자에 입력되는 기준 전압(Vref)으로 된다.

예를 들면, 수전 제어 장치(50)(수전측 제어 회로(52))로부터의 전압 공급 제어 신호(ICUTX)가 로우 레벨이면, NMOS 트랜지스터 M12는 오프한다. 따라서, 제너 다이오드 D10의 캐소드 전압을 저항 R12, R13에 의해 분압한 전압이 그대로 기준 전압(Vref)으로 된다.

한편, 전압 공급 제어 신호(ICUTX)가 하이 레벨이면, NMOS 트랜지스터 M12는 온한다. 그렇게 하면, 저항 R14와 저항 R13이 병렬로 접속되게 되고, 저항 R14와 R13의 합성 저항(그 저항값은 저항 R13의 저항값보다도 작음)과, 저항 R12가 직렬로 접속되게 된다. 따라서, 기준 전압 Vref의 전압 레벨은 저하되고, 이에 수반하여 배터리(94)에의 충전 전류 Iload는 저감되고(전류 오프도 포함함), 이에 의해 부하 경감이 행해지게 된다.

이상의 동작은 일례이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 부귀환 제어를 이용한 충전 전류 Iload의 제어의 양태에는 다양한 것이 생각되고, 충전 전류의 저감 뿐만 아니라, 증대도 행할 수 있다. 기준 전압의 전압 레벨을 다단계로 변화시켜도 된다.

전술한 예에서는, 컴퍼레이터 CP1의 기준 전압(Vref)을 조정하고 있지만, 기준 전압은 그대로이고, 컴퍼레이터 CP1의 비반전 단자에 입력되는 전압(제어 대상의 전압) 자체를, 전력 공급 제어 신호(ICUTX 신호)에 의해 변화시키도록 하여도 된다.

도 13의 충전 제어 장치(92)에서는, ICUTX 신호에 의해 부귀환 제어 회로의 동작을 제어하여 충전 전류를 증감(조정)하기 때문에, 충전 전류량의 제어를 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 충전 제어 장치(92)에는, 본래 정전류 제어나 정전압 제어를 위해 부귀환 제어 회로가 설치되어 있고, 이 회로를 유효 이용하고 있기 때문에, 회로 부담이 경감되고, 실현이 용이하다.

(충전 경로에 전력 공급 조정 회로(전류 제한 소자 등)를 설치하여 충전 전류를 제어하는 예)

도 14는, 충전 제어 장치(92)의 구체적인 내부 구성과 동작의 다른 예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 14의 충전 제어 장치(92)에서는 전력 공급 경로에 전력 공급 조정 회로(101)로서 기능하는 PMOS 트랜지스터 M14(전류 제한 소자)를 설치하고, 이 PMOS 트랜지스터 M14의 동작을, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)에 의해 제어하는 구성을 채용하고 있다.

예를 들면, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)가 하이 레벨일 때(통상 동작 시)에는, 인버터 INV1에 의해 반전된 신호가 PMOS 트랜지스터 M14의 게이트에 주어져, PMOS 트랜지스터 M14는 완전히 온하여, 배터리(94)에 충전 전류 Iload를 공급하고 있다.

여기서, 전력 공급 제어 신호(ICUTX)가 로우 레벨로 되면(부하 경감 시), PMOS 트랜지스터 M14는 반온 상태(완전 오프와 완전 온의 중간의 도통 상태) 혹은 오프 상태로 되고, 이에 의해 충전 전류 Iload가 저감되어, 저부하 상태 혹은 무부하 상태가 실현된다. 본 양태에서는, 회로 구성이 복잡화되지 않는다고 하는 이점이 있다.

또한, 도 14의 충전 제어 장치(92)는, 도 13과 마찬가지의 부귀환 제어 회로를 갖고 있어, 통상 동작 시에서는, 도 13의 경우와 마찬가지로, 고정밀도의 충전 전류의 제어가 가능하다.

<제2 실시 형태>

본 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2에 도시되는 무접점 전력 전송 시스템의 일련의 시퀀스에 대해 설명한다.

(무접점 전력 전송 시스템의 일련의 동작)

도 15는, 송전 장치의 동작의 일례의 개요를 설명하는 플로우도이다. 굵은 점선으로 둘러싸서 나타낸 바와 같이, 송전 장치(10)의 동작은 송전 전의 「송전 대상의 확인(스텝 SA)」과, 「송전 중(송전 전을 포함함)에서의 송전 환경의 확인(스텝 SB)」으로 대별된다.

전술한 바와 같이, 송전 장치(10)는 스위치(SW)의 온을 계기로 하여 가송전을 개시한다(스텝 S1, S2).

다음으로, 수전측 기기(510)의 세트 위치가 적정한지를 확인하고(스텝 S3), 수전측 기기(510)(수전 장치(40))의 ID 인증을 실행하여, 적절한 송전 대상인지의 여부를 판정한다(스텝 S4). ID 인증 시, 복수회의 재트라이를 허용함으로써, 우발적인 ID 인증 실패에 의해, 유저가, 스위치(SW)의 재온을 어쩔 수 없이 하게 되는 것이 방지되어, 유저의 편리성이 향상된다.

위치 검출 또는 ID 인증에 실패하면(스텝 S5), 가송전을 정지하고 스위치 온 대기의 초기 상태(즉 스텝 S1을 대기하는 상태)로 되돌아간다.

또한, 위치 검출은, 도 2의 수전 장치(40) 내의 위치 검출 회로(56)가, 1차 코일(L1)의 유기 전압 신호의 파형 모니터 신호(PHIN) 또는 2차 코일(L2)의 유기 전압을 정류하여 얻어지는 직류 전압(ADIN)에 기초하여 판정한다.

도 21은, 위치 검출의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 21에 도시한 바와 같이, 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2)의 위치 관계에 따라서, PHIN의 파형(파고) 및 ADIN의 전압 레벨이 변화한다.

예를 들면, ADIN에 기초하여 위치 검출을 행하는 경우, 수전측 기기의 세트 위치가 부적합할 때에는, 소정 레벨(V3 레벨)의 직류 전압(ADIN)이 얻어지지 않으므로 위치 부적합이라고 판정되고, 그 위치 검출 결과는, 예를 들면 수전측으로부터 송전측에 부하 변조를 이용하여 전달할 수 있다. 또한, 가송전을 받고 나서 소정 시간 내에 ID 인증 정보를 송전측에 송신하지 않음으로써, 위치 부적합을 아울러 전달하도록 하여도 된다.

도 15로 되돌아가 설명을 계속한다. 도 15에서, ID 인증 후에, 본송전(충전 송전)을 개시한다(스텝 S6). 본송전 중에는, 금속 이물 검출(스텝 S7), 정기 부하 변동 검출에 의한 탈취 상태의 검출을 실행하고(스텝 S8, S9), 또한 수전측 기기의 제거(리브) 검출을 실행하고(스텝 S10), 또한 스위치의 강제 오프 검출(스텝 S11), 만충전 통지(송전 정지 요구) 검출을 실행한다(스텝 S12). 어느 하나의 검출이 확인되면(스텝 S13), 본송전을 오프하고(스텝 S14), 초기 상태(스텝 S1을 대기하는 상태)로 되돌아간다.

금속 이물 검출(스텝 S7) 및 제거 검출(스텝 S10)은, 1차 코일(L1)의 유기 전압 신호의 파형 변화에 기초하여 검출할 수 있다. 도 22의 (A) 내지 도 22의 (F)는, 금속 이물(도전성 이물) 검출의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 22의 (B) 내지 (F)는, 1차 코일과 금속 이물(소, 중 정도의 도전성 이물) MET와의 상대 위치에 따라서, 도 22의 (A)에 도시된 1차 코일(L1)의 유기 전압 신호(V(NA2))가 어떻게 변화하는지를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 금속 이물(MET)이 전혀 없는 상태(도 22의 (F))와, 금속 이물(MET)이 존재하는 상태(도 22의 (B) 내지 (E))에서는, V(NA2)의 파형(진폭)은 명백히 상이하다. 따라서, 1차 코일(L1)의 유기 전압 신호 V(NA2)의 파형을 파형 모니터 회로(14)(도 2 참조)에 의해 모니터함으로써, 금속 이물(MET)을 검출할 수 있다. 또한, 「파형을 모니터하는」 것에는, 진폭을 모니터하는 경우 외에, 예를 들면 전류와 전압의 위상을 모니터하는 경우 등도 포함된다.

도 23의 (A) 내지 도 23의 (D)는, 제거 검출의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 23의 (A)에 도시한 바와 같이, 수전측 기기(510)가 세트되어 있을 때에는, 1차 코일(L1)의 유기 전압 신호 V(NA2)의 파형은, 도 23의 (B)에 도시한 바와 같이 된다. 한편, 도 23의 (C)에 도시한 바와 같이, 수전측 기기(510)가 제거되었을 때(리브 때)에는, 1차 코일과 2차 코일간의 결합이 떨어짐으로써, 결합에 의해 생겼던 상호 인덕턴스분이 없어져 1차 코일의 인덕턴스분만큼이 공진하게 되고, 그 결과 공진 주파수가 높아지고, 전송 주파수에 근접하기 때문에 송전 코일에 전류가 흐르기 쉬워지므로, 송전측에서는 고부하로 보인다(유기 전압이 상승한다). 즉, 1차 코일의 유기 전압 신호의 파형에 변화가 생긴다.

즉, 1차 코일(L1)의 유기 전압 신호 V(NA2)의 파형은, 도 23의 (D)에 도시한 바와 같게 되어, 그 파형(진폭)은 명백히, 도 23의 (B)의 파형과는 구별된다. 따라서, 1차 코일(L1)의 유기 전압 신호 V(NA2)의 파형을 파형 모니터 회로(14)(도 3 참조)에 의해 모니터함으로써, 제거(리브)를 검출할 수 있다. 따라서, 이 원리를 이용하여, 간단한 구성의 회로로써 수전측 기기의 제거를 검출할 수 있다. 본송전 중에서 수전측 기기의 제거(리브) 검출을 행함으로써, 쓸데없는 전력 전송이 생기지 않는다. 따라서, 저소비 전력화 및 안전성이나 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

(송전측 제어 회로의 구성의 일례)

도 16은, 송전측 제어 회로의 구성의 일례를 도시하는 회로도이다. 도시된 바와 같이, 송전측 제어 회로(22)는 로직 회로(100)를 갖는다.

로직 회로(100)는, 스위치 SW의 온/오프에 수반하여 생기는 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 회로(102)와, 현재의 상태가 송전 상태인지, 혹은 초기 상태인지를 기억하기 위한 플립플롭(F/F)(104)과, 위치 검출부(106)와, ID 인증부(108)와, 제 거 검출부(110)와, 이물 검출부(112)(탈취 상태 검출부(114)를 포함함)와, 만충전 통지(송전 정지 요구) 검출부(116)와, 각 부의 검출 결과에 기초하여, 송전의 온/오프를 제어하는 송전 제어부(118)를 갖는다.

(무접점 전력 전송 시스템의 기본 시퀀스예)

도 17은, 무접점 전력 전송 시스템의 기본 시퀀스예를 도시하는 도면이다. 좌측에 도시된 바와 같이, 송전측 전자 기기(송전측 기기)(500)에는 스위치 SW가 설치되어 있다. 유저는, 수전측 전자 기기(수전측 기기)(510)를 소정 위치에 세트하여 스위치 SW를 누른다. 이에 의해 생기는 엣지(예를 들면 네가티브 엣지 NT)를 트리거(계기)로 하여, 송전 장치(10)로부터의 가송전이 개시되고(S20), 위치 검출이 이루어지며(스텝 S21), 위치가 부적합하면 가송전이 정지된다(스텝 S22).

수전측 기기(510)의 세트 위치가 적절하면, ID 인증이 실행된다(스텝 S23). 즉, ID 인증 정보(메이커 정보, 기기 ID 번호, 정격 정보 등)가 수전측 기기로부터 송전측 기기에 송신된다. 우발적으로 ID 인증이 불가로 되는 경우도 있을 수 있으므로, 유저의 편리성을 고려하여(몇 번이나 스위치 SW를 재온하는 수고를 줄이기 위해), 소정 횟수(예를 들면 3회)의 재트라이를 허용하고, 연속하여 실패한 경우(NG의 경우)에 ID 인증 실패라고 판정하는 것이 바람직하다(스텝 S24).

ID 인증 후에, 송전 장치(10)는 수전 장치(40)에 대해 본송전을 개시한다(스텝 S26). 본송전 기간 중에서, 스위치(SW)의 누름(강제 오프)이 검출되면(스텝 S27), 본송전이 정지되고 초기 상태로 되돌아간다(스텝 S28).

또한, 전술한 바와 같이, 제거 검출(스텝 S29), 금속 이물 검출(스텝 S30), 2차측의 정기 부하 인증(2차측 부하 경감 처리를 포함함:스텝 S31), 탈취 상태 검출(스텝 S32)이 실행되고, 어느 하나가 검출되었을 때에는, 본송전이 정지된다(스텝 S33). 또한, 2차측에서의 정기 부하 인증에 수반되는 부하 경감이란, 배터리(배터리 등)가 무거운 상태에서 부하 변조를 하여도, 1차측에서 그 변조 신호를 잘 수신할 수 없는 경우가 있으므로, 부하 변조를 할 때에 배터리에의 급전을 줄여(혹은 정지시켜), 배터리의 부하 상태를 외관상, 강제적으로 경감시키는 처리의 것이다.

도 17에서, 수전 장치(40)는 만충전을 검출하면 만충전 통지(세이브 프레임:송전 정지 요구 프레임)를 작성하여 송전측에 송신한다(스텝 S34). 송전 장치(10)는 만충전 통지(송전 정지 요구 프레임)를 검출하면(스텝 S35), 본송전을 오프하여 초기 상태로 되돌아간다(스텝 S36).

도 18은, 도 17의 시퀀스를 실행하는 무접점 전력 전송 시스템의 상태 천이를 도시하는 상태 천이도이다. 도시된 바와 같이, 시스템의 상태는 초기 상태(아이들 상태:ST1), 위치 검출 상태(ST2), ID 인증 상태(ST3), 송전(본송전) 상태(ST4), 정기 부하 인증 상태(ST5)(및 부하 경감 상태 ST6)로 대별된다.

스위치 온(Q1)에 의해 ST1로부터 ST2로 천이하고, 위치 검출 NG일 때에, ST1로 되돌아간다(Q2). 위치 검출 OK이면 ST3으로 천이하고(Q3), ID 인증이 복수회 연속하여 실패하는지를 와칭하고(Q4), 연속하여 NG이면(Q5) ST1로 되돌아간다. ID 인증 OK이면(Q6), ST4로 천이한다.

본송전 상태에서는 SW 오프 검출(Q7), 제거 검출(Q12), 금속 검출(Q10), 탈 취 상태 검출(Q17), 만충전 검출(Q14)이 실행되고, 어느 하나가 검출되면 초기 상태로 복귀한다(Q8, Q9, Q11, Q13, Q15).

도 17의 기본 시퀀스를 실행하는 무접점 전력 전송 시스템에서는, 스위치의 온을 계기로 하여 송전을 개시하고, 그때까지는 일적 송전을 행하지 않으므로 저소비 전력화, 안전성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 만충전 통지(송전 정지 요구)를 수신하면 송전을 정지하고 초기 상태(스위치 온 대기 상태)로 되돌아가기 때문에, 여기서도 쓸데없는 송전은 일절 생기지 않아, 저소비 전력화, 안전성의 향상이 도모된다.

또한, ID 인증을 본송전의 조건으로 하기 때문에, 부적절한 기기에 송전이 행해지는 일이 없어, 신뢰성 및 안전성이 향상된다.

또한, 본송전 중에서, 각종 검출 동작(제거 검출, 금속 이물 검출, 2차측의 정기 부하 인증에 기초하는 탈취 상태 검출, 만충전 검출)이 실행되고, 어느 하나가 검출되었을 때에는, 본송전이 신속하게 정지되고 초기 상태로 되돌아가기 때문에, 불필요한 송전은 일절 생기지 않으며, 이물에 대해서도 만전의 대책이 실시되게 되므로, 매우 높은 신뢰성(안전성)을 갖는 시스템이 실현된다.

도 19 및 도 20은, 도 17의 기본 시퀀스를 실행하는 무접점 전력 전송 시스템의 동작예를 설명하는 플로우도이다. 도 19 및 도 20에서, 좌측에는 1차측의 동작 플로우가 설명되고, 우측에 2차측의 동작 플로우가 설명된다.

도 19에 도시된 바와 같이, 스위치 SW가 온되면(스텝 S40), 송전측으로부터 가송전이 개시되고(예를 들면 전송 주파수는 f1임:스텝 S41), 타이머에 의한 카운 트가 개시된다(스텝 S42).

수전측에서는, 가송전을 받으면, 정지 상태(스텝 S60)로부터 파원 온 상태로 이행하고(스텝 S61), 위치 레벨의 판정(위치 검출)이 실행된다. 위치 레벨 NG이면 초기 상태(스텝 S60)로 되돌아가고, OK이면 ID 인증 프레임의 작성(S63), ID 인증 프레임의 송신(스텝 S64)이 실행된다.

송전측에서는 ID 인증 프레임의 수신 처리(스텝 S44) 및 타임아웃 판정(스텝 S43)을 행하고, ID 인증 프레임을 소정 시간 내에 수신할 수 없는 경우에는, 송전을 정지한다(스텝 S51).

한편, ID 인증 프레임을 소정 시간 내에 수신할 수 있었던 경우에는, 프레임 인증 처리를 실행하고(스텝 S45), 인증 OK이면 허락 프레임을 수전측에 송신하고(스텝 S47), 인증 NG인 경우에는 송전을 정지한다(스텝 S51).

수전측은 송전측으로부터의 허락 프레임을 검증하고(스텝 S65), 스테이트 프레임을 송전측에 송신한다(스텝 S66).

송전측에서는 스타트 프레임을 검증하고(스텝 S48), 정기 부하 변동(탈취 상태 검출용)의 검출을 온시키고(스텝 S49), 충전 송전(본송전)을 개시한다(스텝 S50).

수전측에서는 충전 송전(본송전)을 받아, 배터리(예를 들면 배터리)의 충전을 개시한다(스텝 S67).

계속해서, 도 20을 이용하여, 그 후의 플로우를 설명한다. 송전측에서는 제거, 금속 이물, 탈취 상태, 스위치 오프의 각 검출을 실행하면서(스텝 S70), 수전 측으로부터의 만충전 통지(송전 정지 요구)를 대기한다(스텝 S71).

수전측에서는 배터리의 충전을 행하면서, 탈취 검출을 위한 정기 부하 변조를 실행하고(스텝 S80), 또한 배터리의 만충전을 검출한다(스텝 S81). 만충전이 검출되면, 송전측에, 만충전 통지 프레임(세이브 프레임:송전 정지 요구)을 송신한다(스텝 S82).

송전측에서는 수전측으로부터의 만충전 통지 프레임(세이브 프레임:송전 정지 요구)을 수신하면, 정기 부하 변동 검출을 오프하고(스텝 S72), 송전을 정지한다(스텝 S73).

이와 같은 동작을 행하는 본 실시 형태의 무접점 전력 전송 시스템에서는, 이하의 주요한 효과를 얻을 수 있다. 단, 하기 효과는 동시에 얻어진다고는 할 수 없다.

(1) 스위치의 온을 계기로 하여 송전을 개시하고, 그때까지는 일절 송전을 행하지 않으므로 저소비 전력화, 안전성의 향상을 도모할 수 있다.

(2) 스위치의 이용 형태로서는, 예를 들면 2차측 기기를 세트한 후에 유저가 스위치를 온하는 경우와, 스위치를 온하고 나서 2차측 기기를 세트하는 경우가 있다. 어떠한 경우라도, 유저에 의한 스위치 온(즉, 유저에 의한 충전 개시의 명확한 의사 표시)을 송전(가송전을 포함함)의 조건으로 하기 때문에, 유저가 모르는 사이에 기습적으로 송전이 개시되는 일이 없어, 유저의 안심감이 높아진다. 또한, 2차측 기기를 세트하면, 그 자중에 의해 스위치가 온하는 경우도 있을 수 있다. 이 경우에는, 유저의 스위치 온의 수고를 덜 수 있다.

(3) 만충전 통지(송전 정지 요구)를 수신하면 송전을 정지하고 초기 상태(스위치 온 대기 상태)로 되돌아가기 때문에, 여기서도 쓸데없는 송전은 일절 생기지 않아, 저소비 전력화, 안전성의 향상이 도모된다.

(4) ID 인증을 본송전의 조건으로 하므로, 부적절한 기기에 송전이 행해지는 일이 없어, 신뢰성 및 안전성이 향상된다.

(5) 본송전 중에서, 각종 검출 동작(제거 검출, 금속 이물 검출, 2차측의 정기 부하 인증에 기초하는 탈취 상태 검출, 만충전 검출)이 실행되고, 어느 하나가 검출되었을 때에는, 본송전이 신속하게 정지되고 초기 상태로 되돌아가기 때문에, 불필요한 송전은 일절 생기지 않으며, 이물에 대해서도 만전의 대책이 실시되게 되므로, 매우 높은 신뢰성(안전성)을 갖는 시스템이 실현된다.

이상, 본 발명을, 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 변형, 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것은 당업자에게는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 이와 같은 변형예는 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다. 예를 들면, 명세서 또는 도면에서, 적어도 한번, 보다 광의 또는 동의의 다른 용어(저전위측 전원, 전자 기기 등)와 함께 기재된 용어(GND, 휴대 전화기ㆍ충전기 등)는, 명세서 또는 도면의 어떠한 개소에서도, 그 다른 용어로 치환할 수 있다. 또한 본 실시 형태 및 변형예의 모든 조합도, 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 송전 제어 장치, 송전 장치, 수전 제어 장치, 수전 장치의 구성 및 동 작이나, 1차측에서의 2차측의 부하 검출의 방법도, 본 실시 형태에서 설명한 것에 한정되지 않으며, 다양한 변형 실시가 가능하다.

본 발명은, 저소비 전력 또한 고신뢰도의 무접점 전력 전송 시스템을 제공한다고 하는 효과를 발휘하고, 따라서 특히 송전 제어 장치(송전 제어 IC), 송전 장치(IC 모듈 등), 무접점 전력 전송 시스템 및 전자 기기(휴대 단말기 및 충전기 등)로서 유용하다.

또한, 「휴대 단말기」에는 휴대 전화 단말기, PDA 단말기, 휴대 가능한 컴퓨터 단말기가 포함된다.

도 1의 (A) 내지 도 1의 (C)는 무접점 전력 전송 방법이 적용되는 전자 기기의 예 및 유도 트랜스포머를 이용한 무접점 전력 전송의 원리를 설명하기 위한 도면.

도 2는 수전 장치에 의한 부하의 급전 제어에 대해 설명하기 위한 도면.

도 3은 송전 장치, 수전 장치를 포함하는 무접점 전력 전송 시스템에서의, 각 부의 구체적인 구성의 일례를 도시하는 회로도.

도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는 1차측 기기와 2차측 기기 사이의 정보 전송의 원리를 설명하기 위한 도면.

도 5의 (A), 도 5의 (B)는 본송전 개시 후의 이물 삽입(탈취 상태)에 대해 설명하기 위한, 무접점 전력 전송 시스템을 구성하는 전자 기기의 단면도.

도 6의 (A), 도 6의 (B)는 이물 삽입을 검출 가능하게 하기 위해, 수전 장치측의 부하를 간헐적으로 변화시키는 경우의 구체적인 양태를 설명하기 위한 도면.

도 7은 탈취 상태 검출 기능을 갖는 무접점 전력 전송 시스템의 구성의 개요를 도시하는 회로도.

도 8의 (A), 도 8의 (B)는 이물 검출을 가능하게 하기 위한 부하 변조의 바람직하고 구체적인 양태를 설명하기 위한 도면.

도 9의 (A) 내지 도 9의 (E)는 배터리의 부하 경감 동작을 설명하기 위한 도면.

도 10의 (A), 도 10의 (B)는 부하 변조 및 부하 경감의 타이밍에 대해 설명 하기 위한 도면.

도 11의 (A), 도 11의 (B)는 배터리의 충전 제어의 일례(전류 조정 저항을 이용하는 예)를 설명하기 위한 도면.

도 12는 도 11의 (A)의 충전기(충전 제어 IC)의, 주요부의 내부 회로 구성예를 도시하는 회로도.

도 13은 충전 제어 장치의 구체적인 내부 구성 및 동작의 일례를 설명하기 위한 회로도.

도 14는 충전 제어 장치의 구체적인 내부 구성 및 동작의 다른 예를 설명하기 위한 회로도.

도 15는 송전 장치의 동작의 일례의 개요를 설명하는 플로우도.

도 16은 송전측 제어 회로의 구성의 일례를 도시하는 회로도.

도 17은 무접점 전력 전송 시스템의 기본 시퀀스예를 도시하는 도면.

도 18은 도 17의 시퀀스를 실행하는 무접점 전력 전송 시스템의 상태 천이를 도시하는 상태 천이도.

도 19는 도 17의 기본 시퀀스를 실행하는 무접점 전력 전송 시스템의 동작예를 설명하는 플로우도.

도 20은 도 17의 기본 시퀀스를 실행하는 무접점 전력 전송 시스템의 동작예를 설명하는 플로우도.

도 21은 위치 검출의 원리를 설명하기 위한 도면.

도 22의 (A) 내지 도 22의 (F)는 금속 이물(도전성 이물) 검출의 원리를 설 명하기 위한 도면.

도 23의 (A) 내지 도 23의 (D)는 제거 검출의 원리를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

L1 : 1차 코일

L2 : 2차 코일

10 : 송전 장치

12 : 송전부

14 : 파형 모니터 회로

16 : 표시부

20 : 송전 제어 장치

22 : 송전측 제어 회로

23 : 주파수 변조부

24 : 발진 회로

26 : 드라이버 제어 회로

28 : 파형 검출 회로

40 : 수전 장치

42 : 수전부

43 : 정류 회로

46 : 부하 변조부

48 : 급전 제어부

50 : 수전 제어 장치

52 : 수전측 제어 회로

56 : 위치 검출 회로

58 : 발진 회로

60 : 주파수 검출 회로

62 : 만충전 검출 회로

90 : 2차측 기기의 부하

92 : 충전 제어 장치(충전 제어 IC)

94 : 배터리(예를 들면, 2차 전지)

LED : 전지 잔량이나 전지의 상태의 인디케이터로서의 발광 장치

LEDR : 충전 검출 신호

ICUTX : 전력 공급 제어 신호

TB1 : 수전 제어 장치(IC)의 ICUTX 신호 출력 단자(출력 노드)

TA3 : 수전 장치(모듈)의 ICUTX 신호 출력 단자(출력 노드)

Claims

송전 장치로부터 수전 장치에 대해, 전자(電磁) 결합된 1차 코일 및 2차 코일을 경유하여 무접점으로 전력을 전송하고, 상기 수전 장치가 배터리 장치에 대해 전력을 공급하는 무접점 전력 전송 시스템에서의, 상기 수전 장치에 설치되는 수전 제어 장치로서,

상기 수전 장치의 동작을 제어하는 수전측 제어 회로와,

상기 송전 장치로부터 본 상기 수전 장치측의 부하를 변조하는 부하 변조부와,

상기 배터리 장치로의 전력 공급을 제어하는 전력 공급 제어 신호를, 상기 배터리 장치에 공급하기 위한 전력 공급 제어 신호 출력 단자

를 포함하고,

상기 수전측 제어 회로는, 상기 부하 변조부를 제어하여 상기 수전 장치로부터 상기 송전 장치에 정보 전송을 행하는 경우에, 상기 전력 공급 제어 신호에 의해 상기 수전 장치가 상기 배터리 장치로 공급하는 충전 전력을 저감하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 수전측 제어 회로는, 상기 충전 전력이 소정값보다도 크다고 판단한 경우에 상기 충전 전력을 저감 또는 정지시키면서 상기 정보 전송을 행하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 수전측 제어 회로는, 상기 충전 전력을 정지한 경우에도 상기 배터리 장치로의 급전을 계속하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 배터리 장치는 배터리와, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치를 갖고,

상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 배터리의 충전 전류를 조정하기 위한 전류 조정용 저항의 저항값을 제어하여 상기 배터리의 충전 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
제4항에 있어서,

상기 전류 조정용 저항은 외장 저항이며, 또한 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값을 절환하기 위한 제어 소자가 설치되고,

상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 제어 소자의 동작을 제어하여, 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값을 조정하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 배터리 장치는 배터리와, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치를 갖고,

상기 충전 제어 장치는, 부귀환 제어 회로에 의해, 상기 배터리의 충전 전류 또는 충전 전압이 원하는 값으로 되도록 제어하고,

상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 충전 제어 장치에서의 상기 부귀환 제어 회로의 동작을 제어하여, 상기 충전 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 배터리 장치는 배터리와, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치를 갖고,

상기 충전 제어 장치는, 상기 배터리로의 전력 공급 경로에 설치된 전력 공급 조정 회로를 갖고,

상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호는, 상기 전력 공급 조정 회로의 동작을 제어하여, 충전 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 수전측 제어 회로는,

상기 전력 공급 제어 신호의 출력에 의해, 상기 배터리 장치로의 공급 전력이 저감 또는 정지된 상태로 되는 부하 경감 기간을 작성함과 함께,

상기 부하 경감 기간의 도중에서, 상기 부하 변조부를 동작시켜 부하 변조를 실행하는 것을 특징으로 하는 수전 제어 장치.
상기 2차 코일의 유전 전압을 직류 전압으로 변환하는 수전부와,

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 수전 제어 장치와,

상기 수전 제어 장치로부터 출력되는 상기 전력 공급 제어 신호를, 상기 배터리 장치에 출력하기 위한 출력 단자

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수전 장치.
제9항의 수전 장치와, 상기 수전 장치로부터 전력이 공급되는 상기 배터리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
송전 장치와,

1차 코일과,

2차 코일과,

제9항의 수전 제어 장치를 포함하는 수전 장치와,

상기 배터리 장치

를 갖는 것을 특징으로 하는 무접점 전력 전송 시스템.
무접점 전력 전송 시스템의 수전 장치로부터의 전력 공급을 받아, 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치로서,

상기 수전 장치에 포함된 수전측 제어 회로가 부하 변조를 이용하여 상기 수전 장치로부터 상기 무접점 전력 전송 시스템의 송전 장치에 정보 전송을 행하는 경우에, 상기 수전 장치로부터의 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 충전 제어 장치의 동작이 제어되는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
제12항에 있어서,

상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 배터리의 충전 전류를 조정하기 위한 전류 조정용 저항의 저항값이 제어되는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
제13항에 있어서,

상기 전류 조정용 저항은 외장 저항이며, 또한 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값을 절환하기 위한 제어 소자가 설치되고,

상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 제어 소자의 동작이 제어되어, 상기 외장 저항으로서의 상기 전류 조정용 저항의 저항값이 조정되는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
제12항에 있어서,

부귀환 제어 회로를 갖고, 상기 부귀환 제어 회로는, 상기 배터리에 공급하는 전류 또는 전압이 원하는 값으로 되도록 제어하고,

상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 충전 제어 장치에서의 상기 부귀환 제어 회로의 동작이 제어되는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
제12항에 있어서,

상기 배터리로의 전력 공급 경로에 설치된 전력 공급 조정 회로를 갖고,

상기 전력 공급 조정 회로는, 상기 전력 공급 제어 신호에 의해, 상기 배터리에 공급하는 전류 또는 전압을 저감하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항의 상기 충전 제어 장치와, 상기 충전 제어 장치에 의해 충전이 제어되는 상기 배터리를 포함하는 배터리 장치.