KR102189365B1 - 비접촉 급전 시스템, 단말 장치, 비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 방법 - Google Patents

비접촉 급전 시스템, 단말 장치, 비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 방법 Download PDF

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Abstract

1차측 코일을 구비한 급전 장치로부터 2차측 코일을 구비한 단말 장치에 비접촉 급전을 행하는 경우에, 2차측 코일이 수전한 전력을 소정 전압의 전력으로 변환하는 레귤레이터를, 복수의 방식의 변환 동작으로 행하도록 한다. 그리고, 급전 장치와 단말 장치와의 통신에서 얻은 정보에 의거하여, 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 설정하도록 하였다.

Description

비접촉 급전 시스템, 단말 장치, 비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 방법{CONTACTLESS-POWER-SUPPLY SYSTEM, TERMINAL DEVICE, CONTACTLESS-POWER-SUPPLY DEVICE AND CONTACTLESS-POWER-SUPPLY METHOD}
본 개시는, 비접촉 급전 시스템, 단말 장치, 비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 방법에 관한 것이다.
충전 장치 등의 기기가, 단말 장치에 대해, 단자 등을 직접 접속시키지 않은 비접촉 상태에서, 전원을 공급하는 것이 종래로부터 행하여지고 있다.
종래로부터 행하여지고 있는 비접촉 전원 전송 방식으로서는, 전자유도 방식이 알려져 있다. 이것은, 전력을 송신하는 측의 기기에 송전용 코일을 배치하고, 수신측의 단말 장치측에 수전용 코일을 배치하는 것이다. 이 전자유도 방식에서는, 송신측의 기기의 송전용 코일을 배치한 개소와, 수신측의 기기의 수전용 코일을 배치한 개소를 근접시켜서, 양 코일 사이를 자속(磁束) 결합하여, 비접촉으로 전력을 보내는 처리가 행하여진다.
또한, 어느 정도 떨어진 거리의 단말 장치에 대해 비접촉으로 효율적으로 전력을 공급하는 방식으로서, 자계공명(磁界共鳴) 방식이라고 칭하여지는 것이 개발되어 있다. 이것은, 송전측 장치와 수전측 장치의 각각에, 코일과 콘덴서 등으로 이루어지는 LC 회로를 마련하고, 쌍방의 회로 사이에서 전장·자장을 공명시킴으로써, 무선으로 전력을 전송하는 것이다.
전자유도 방식과 자계공명 방식의 어느 경우에도, 송전측 장치가 송전용 코일을 구비하고, 수전측 장치가 수전용 코일을 구비한다. 이하의 본 명세서에서 전자유도 방식이라고 기술한 경우, 자계공명 방식 등의 유사한 다른 비접촉 전원 전송 방식도 포함한다.
도 11은, 종래의 급전 장치로부터 단말 장치에 비접촉으로 전자유도 방식에 의해 급전(給電)을 행하는 구성례를 도시하는 도면이다.
1차측 기기인 급전 장치(10)는, AC 100V 등의 교류 전원(11)을 AC-DC 컨버터(12)에서 직류 저압 전원으로 변환한다. AC-DC 컨버터(12)에서 얻어진 직류 저압 전원이, 송전 드라이버(13)에 공급된다. 송전 드라이버(13)에는, 콘덴서(14)와 1차측 코일(15)이 접속된 송전 회로가 접속하여 있고, 송전 드라이버(13)로부터 소정의 주파수의 송전 전력이 1차측 코일(15)에 공급된다.
2차측 기기인 단말 장치(20)는, 2차측 코일(21)과 콘덴서(22)가 정류부(23)에 접속하여 있고, 1차측 코일(15)로부터의 전력을 2차측 코일(21)이 수전한다.
2차측 코일(21)과 콘덴서(22)와의 직렬 회로는, 정류부(23)에 접속하여 있고, 정류부(23)가 수전 전원을 정류하여, 소정 전압(Va)의 직류 전원을 얻는다. 소정 전압(Va)으로서는, 예를 들면 5V를 약간 넘는 정도의 직류 전력을 얻는다.
정류부(23)에서 얻어진 직류 전원이, 레귤레이터(24)에 공급되고, 일정한 전압(예를 들면 5V)으로 정전압화(定電壓化)한다. 이 레귤레이터(24)에서 얻어진 정전압의 직류 전원이 충전 제어부(25)에 공급되고, 충전 제어부(25)의 제어로 2차 전지(26)의 충전이 행하여진다.
이와 같은 비접촉 급전 시스템을 구성한 경우, 2차측 기기의 레귤레이터(24)는, 통상, LDO(Low Drop Out : 저(低) 드롭 아웃)라고 칭하여지는, 입력 전압과 출력 전압과의 차가 비교적 작은 경우에 적용되는 시리즈 레귤레이터가 사용된다. 레귤레이터(24)로서 LDO를 사용함으로써, 수전 전력이 5W 정도의 저전력용으로서, 어느 정도 효율이 높은 시스템을 꾸밀 수 있다.
그런데, 비접촉으로 전력 전송을 행하는 경우에 있어서, 전송 전력의 대전력화에 대한 요망이 있다. 즉, 현재 실용화되고 있는 비접촉 급전 시스템에서는, 단말 장치에서의 수전 전력이 1W 내지 5W 정도의 비교적 작은 전력이다. 이에 대해, 전자유도 방식에 의한 비접촉 전송으로, 단말 장치가 10W나 15W와 같은, 보다 큰 수전 전력을 얻도록 하는 요망이 있다.
여기서, 도 11에 도시하는 구성에서 대전력의 수전을 행하도록 한 경우, LDO를 사용한 레귤레이터(24)에서는, 대전류가 흐르기 때문에 코일의 손실이 크다는 문제가 있다.
비교적 큰 전력이나 높은 전압을 취급하는 레귤레이터로서는, 이른바 DC-DC 컨버터라고 칭하여지는 스위칭 레귤레이터가 알려져 있다.
특허 문헌 1에는, 전원 장치에서, LDO를 사용한 레귤레이터와, 스위칭 레귤레이터를 병용하는 점에 관한 기재가 있다. 이 특허 문헌 1에는, 중(重)부하시에는 스위칭 레귤레이터를 사용하고, 경(輕)부하시에는 LDO에 의한 레귤레이터를 사용하는 점에 관한 기재가 있다.
일본 특개2010-183812호 공보
종래, 특허 문헌 1 등에 기재된 바와 같이, AC 어댑터 등의 전원 장치에서는, LDO를 사용한 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터를 병용하는 경우에, 입력 전원의 전압을 검출하여 2개의 레귤레이터를 전환하도록 하고 있다.
여기서, 도 11에 도시하는 바와 같은 비접촉 급전 시스템의 2차측 기기의 레귤레이터에는, 같은 구성을 적용할 수가 없다. 즉, 도 11에 도시하는 비접촉 급전 시스템을 구성한 경우, 단말 장치(20) 내의 레귤레이터(24)의 입력 전압(Va)은 거의 일정하고, 수전 전력이 증가한 때에는, 전류가 증가할 뿐이다. 따라서 입력 전압의 검출에 의해 레귤레이터를 전환하는 구성은 적용할 수 없다.
여기서, 수전 전력의 변화에 의해, 수전용 코일이 발열하는 예를, 도 12의 표를 참조하여 설명한다.
도 12의 예에서는, 수전 전력이 5W, 10W, 15W인 3개의 예를 나타낸다. 어느 예라도 정류부(23)가 5V로 정류할 때, 전류치는, 수전 전력 5W일 때 1A, 수전 전력 5W일 때 2A, 수전 전력 5W일 때 3A가 된다. 2차측 코일(21)의 저항치는, 2차측 코일(21)의 단면적으로 정해지기 때문에, 어느 전력이라도 일정하다. 도 12의 예에서는, 2차측 코일(21)의 저항치를 0.4Ω으로 하였다. 2차측 코일(21)의 전력 손실은, Q=I2R의 식에 의해, 전류의 2제곱과 저항치의 곱으로 결정되고, 전류가 증가할수록 손실 전력이 증가한다. 여기서, 2차측 전력 손실과 온도와의 변환식을 20℃/0.6W로 하였을 때, 각 수전 전력에서의 2차측 코일(21)의 발열 온도는, 도 12에 도시하는 바와 같이 변화한다. 즉, 수전 전력이 5W일 때 약 13℃가 되고, 10W일 때 약 53℃가 되고, 15W일 때 약 120℃가 된다.
또한, 도 12에서, 2차측 전력 손실과 온도와의 변환식을 20℃/0.6W로 한 것은, 비접촉 급전용의 코일을 구비한 2종류의 단말 장치의 온도 특성을 실측한 결과에 의거한다. 즉, 도 13에 도시하는 바와 같이, 어느 형식의 단말 장치의 온도 특성(T1)과, 다른 형식의 단말 장치의 온도 특성(T2)을 측정한 때, 각각 손실 전력의 변화에 거의 직선적으로 온도가 상승하는 특성이 얻어졌다. 이들 특성(T1, T2)을 직선 근사한 특성으로부터, 20℃/0.6W의 변환식을 얻었다.
그런데, 발열과는 별개의 문제로서, 2차측의 기기가 스위칭 레귤레이터를 사용한 경우, 소전력으로의 급전을 받는 때의 효율에 문제가 있다. 즉, 도 14는, 수전 전력과 수전 주파수와의 관계를 도시하는 도면이고, 특성(W1)은 LDO를 사용한 레귤레이터의 경우이고, 특성(W2)은 스위칭 레귤레이터의 경우이다. 이 특성(W1, W2)를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 예를 들면 LDO를 사용한 특성(W1)의 경우에는, 특정한 주파수 대역의 부근에서 수전 전력이 높아진다. 한편, 스위칭 레귤레이터를 사용한 특성(W2)의 경우에는, 특성(W1)에서 수전 전력이 높은 주파수 대역에서는, 수전 전력이 낮게 되어 버린다.
이와 같이, 2차측의 기기가 구비하는 레귤레이터의 방식에 의해, 적절한 반송 주파수가 변화하고, 레귤레이터의 방식의 선정이 간단하게는 될 수 없다는 문제가 있다.
본 개시의 목적은, 비접촉 급전 시스템을 꾸미는 경우에 있어서, 송전 전력을 대전력화한 경우의 발열이나 효율의 나쁨 등의 문제를 해결하는 것에 있다.
본 개시된 비접촉 급전 시스템은, 급전 장치와, 상기 급전 장치로부터 급전을 받는 단말 장치를 구비하는 비접촉 급전 시스템이다.
급전 장치는, 1차측 코일과, 1차측 코일에 송전 전력을 공급하는 드라이버와, 드라이버가 공급하는 송전 전력을 복수단계로 제어하는 1차측 제어부와, 1차측 코일로부터 급전되는 전력을 수전하는 측과 통신을 행하는 1차측 통신부를 구비한다.
단말 장치는, 전력을 수전하는 2차측 코일과, 2차측 코일에 얻어지는 수전 전력을 정류하는 정류부와, 정류부가 정류한 수전 전력을 소정 전압의 전력으로 변환하는 레귤레이터와, 2차측 통신부와, 레귤레이터를 제어하는 2차측 제어부를 구비한다.
레귤레이터는, 수전 전력의 변환 동작을 복수의 방식으로 행한다. 2차측 제어부는, 1차측 통신부와 통신을 행하는 2차측 통신부에서 수신한 정보에 의거하여, 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어한다.
또한, 본 개시된 단말 장치는, 급전 장치로부터 송출되는 전력을 수전하는 2차측 코일과, 2차측 코일에 얻어지는 수전 전력을 정류하는 정류부와, 정류부가 정류한 수전 전력을 소정 전압의 전력으로 변환하는 레귤레이터와, 통신부와, 제어부를 구비한다.
레귤레이터는, 수전 전력의 변환 동작을 복수의 방식으로 행한다. 제어부는, 통신부에서 급전 장치로부터 얻은 정보에 의거하여, 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어한다.
또한, 본 개시된 비접촉 급전 장치는, 1차측 코일과, 1차측 코일에 송전 전력을 공급하는 드라이버와, 1차측 코일로부터 급전되는 전력을 수전하는 측의 장치와 통신을 행하는 통신부와, 제어부를 구비한다.
제어부는, 드라이버가 1차측 코일에 공급하는 송전 전력을 복수단계로 제어하고, 통신부가 수신한 정보에 의거하여 송신 전력을 결정한다.
또한, 본 개시된 비접촉 급전 방법은, 1차측 코일을 구비한 급전 장치로부터 2차측 코일을 구비한 단말 장치에 비접촉 급전을 행하는 경우에 적용된다.
단말 장치에서는, 2차측 코일이 수전한 전력을 소정 전압의 전력으로 변환하는 레귤레이터를, 복수의 방식의 변환 동작으로 행하도록 한다. 그리고, 급전 장치와 단말 장치와의 통신에서 얻은 정보에 의거하여, 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 설정한다.
본 개시에 의하면, 급전 장치로부터 송전되는 전력을 수전하는 단말 장치가 구비하는 레귤레이터가, 급전 장치로부터 지시된 정보에 의거하여, 적절한 변압 동작을 행하는 방식으로 설정된다.
본 개시에 의하면, 단말 장치에서의 수전 전력이 어느 수전 전력이라도, 레귤레이터에서의 변환 방식이 효율이 좋은 적절한 변환 방식으로 설정되어, 전송 효율을 높게 할 수 있음과 함께 코일의 발열을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 시스템 구성례를 도시하는 블록도.
도 2는 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 수전 전력의 변화례에 의한 특성도.
도 3은 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 레귤레이터의 구성례(예 1)를 도시하는 블록도.
도 4는 도 3의 예의 레귤레이터의 동작 상태를 도시하는 도면.
도 5는 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 레귤레이터의 구성례(예 2)를 도시하는 블록도.
도 6은 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 레귤레이터의 구성례(예 3)를 도시하는 블록도.
도 7은 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 동작례(1차측부터 통신하는 예)를 도시하는 플로 차트.
도 8은 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 동작례(2차측부터 통신하는 예)를 도시하는 플로 차트.
도 9는 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 동작(변형례 1 : 온도에 의해 제어하는 예)를 도시하는 플로 차트.
도 10은 본 개시된 한 실시의 형태에 의한 동작(변형례 2 : 효율에 의해 제어하는 예)를 도시하는 플로 차트.
도 11은 종래의 시스템 구성례를 도시하는 블록도.
도 12는 도 11의 예에 의한 수전 전력의 변화례에 의한 특성도.
도 13은 종래의 단말 장치의 발열례를 도시하는 특성도.
도 14는 레귤레이터의 방식마다의 수전 전력의 예를 도시하는 특성도.
본 개시된 실시의 형태에 관한 비접촉 급전 시스템, 단말 장치, 비접촉 급전 장치 및 비접촉 급전 방법의 예를, 도면을 참조하면서, 이하의 순서로 설명한다.
1. 급전 장치와 단말 장치의 구성례(도 1 내지 도 2)
2. 레귤레이터의 예(예 1 : 도 3 내지 도 4)
3. 레귤레이터의 예(예 2 : 도 5)
4. 레귤레이터의 예(예 3 : 도 6)
5. 급전 처리례(예 1 : 도 7)
6. 급전 처리례(예 2 : 도 8)
7. 급전 처리의 변형례(변형례 1 : 도 9)
8. 급전 처리의 변형례(변형례 2 : 도 10)
9. 기타의 변형례
[1. 급전 장치와 단말 장치의 구성례]
도 1은, 본 개시된 한 실시의 형태의 예에 관한 비접촉 급전 시스템의 구성례를 도시하는 도면이다.
본 개시된 비접촉 급전 시스템은, 1차측 기기인 급전 장치(100)와, 2차측 기기인 단말 장치(수전 장치)(200)로 구성되고, 전자유도 방식에 의해 비접촉으로 전력을 급전한다. 급전 장치(100)는, 상용교류 전원 등의 공급을 받아, 단말 장치(200)에 전원을 비접촉으로 급전하는 장치이다. 단말 장치(200)는, 급전 장치(100)로부터 공급되는 전원으로 작동한 부하 회로를 구비한다. 또는 단말 장치(200)는, 급전 장치(100)로부터 공급되는 전원으로 충전되는 2차 전지를 구비하도록 하여도 좋다. 단말 장치(200)는, 예를 들면 휴대전화 단말 장치나 포터블 오디오 재생 장치 등, 각종 단말 장치(전자기기)에 적용 가능하다.
1차측 기기인 급전 장치(100)는, AC 100V 등의 교류 전원(101)을 AC-DC 컨버터(102)에서 직류 저압 전원으로 변환한다. AC-DC 컨버터(102)에서 얻어진 직류 저압 전원이, 송전 드라이버(103)에 공급된다. 교류 전원(101)을 사용하는 것은 하나의 예이고, 예를 들면 직류 전원을 입력 전원으로서 사용하여도 좋다.
송전 드라이버(103)에는, 콘덴서(105)와 1차측 코일(106)이 접속된 송전 회로가 접속하여 있고, 송전 드라이버(103)로부터 소정의 주파수의 송전 전력이 1차측 코일(106)에 공급된다.
급전 장치(100)는, 급전 처리를 제어하는 제어부(1차측 제어부)(104)를 구비하고, 제어부(104)가, 송전 드라이버(103)로부터 1차측 코일(106)에 공급되는 송전 전력을 제어한다. 본 실시의 형태의 예의 급전 장치(100)는, 송전 전력을 복수단계로 가변 설정할 수 있도록 하고 있고, 제어부(104)가, 그 복수단계의 어느 하나의 송전 전력치를 설정한다. 송전 전력을 설정하는 구체례에 관해서는 후술한다.
또한 급전 장치(100)는, 통신부(107)를 구비하고, 통신부(107)가 단말 장치(200)와 쌍방향으로 통신을 행한다. 이 통신부(107)에 의한 통신은, 예를 들면, 송전 드라이버(103)로부터 1차측 코일(106)에 공급된 송전 전력에, 전송 신호를 중첩하여 행한다. 구체적으로는, 1차측 코일(106)에 공급되는 송전 전력의 주파수를 반송파로서 이용하여, ASK(amplitude shift keying) 등으로 정보를 변조하여 전송한다. 단말 장치(200)측부터 통신부(107)에의 정보의 전송에 관해서도, 같은 방법으로 행하여진다. 또는, 단말 장치(200)측부터 통신부(107)에의 정보의 전송에 관해서는, 송전 전력의 주파수와는 다른 부반송파(副搬送波)를 이용한 전송이라도 좋다. 근접한 코일 사이에서, 비접촉에 의해 전력과 함께 정보를 쌍방향으로 전송하는 방식에 관해서는, 이미 비접촉 IC 카드와 리더와의 사이에서의 통신 등에서 각종 방식의 것이 실용화되어 있고, 본 개시된 예에서는 어느 방식을 적용하여도 좋다.
다음에, 2차측 기기인 단말 장치(200)에 관해 설명한다.
단말 장치(200)는, 2차측 코일(201)과 콘덴서(202)가 정류부(203)에 접속하여 있고, 1차측 코일(106)로부터의 전력을 2차측 코일(201)이 수전한다. 전자유도 방식의 경우, 통상은 1차측 코일(106)과 2차측 코일(201)은 근접한 위치에 배치된다.
정류부(203)는, 2차측 코일(201)이 수전한 소정 주파수의 전원을 정류하여 직류 전원을 얻는다.
그리고, 정류부(203)에서 얻어진 직류 전원이, 레귤레이터(210)에 공급된다. 레귤레이터(210)는, 입력 전원의 전압을, 소정 전압으로 변환하는 전압 변환기이고, 레귤레이터(210)에서 얻어진 소정 전압의 직류 전원이, 부하 회로(204)에 공급된다. 또한, 부하 회로(204) 대신에 2차 전지를 충전하도록 하여도 좋다.
본 개시된 예의 레귤레이터(210)는, 수전 전력의 변환 동작을 복수의 방식으로 행하는 구성이다. 도 1의 예에서는, 레귤레이터(210)는, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 2개의 방식의 변환 회로를 구비한다.
DC-DC 컨버터(211)는, 스위칭 레귤레이터라고 칭하여지고, 입력 전원을 스위칭 소자로 비교적 고속에 스위칭하고, 그 스위칭된 전원을 정류 및 평활화하여, 소망하는 전압의 직류 전원으로 하는 회로이다. DC-DC 컨버터(211)는, 입력 전압의 가변 범위가 넓다.
LDO(212)는, 트랜지스터 소자에서의 전압 강하량을 제어하여, 소망하는 전압의 직류 전원으로 하는 시리즈 레귤레이터이다. LDO(212)는, 입력 전압의 가변 범위가 좁고, 출력 전압보다 약간 높은 정도의 입력 전압일 때, 효율이 좋은 전압 변환이 행하여진다.
레귤레이터(210)는, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 어느 하나의 회로를 사용하여 입력 전원의 전압을, 안정된 일정 전압으로 변환한다. 이 레귤레이터(210)가 변환 동작에 사용하는 회로는, 수전(受電)을 제어하는 제어부(2차측 제어부)(205)로부터의 지시로 결정된다. 본 개시된 예의 경우에는, 입력 전압이 비교적 높은 전압일 때, DC-DC 컨버터(211)를 사용하고, 입력 전압이 비교적 낮은 전압일 때, LDO(212)를 사용한다. 이 제어부(205)의 제어에 의한 DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 선택 동작의 상세에 관해서는 후술한다.
또한 단말 장치(200)는, 통신부(206)를 구비하고, 급전 장치(100)측의 통신부(107)와 쌍방향으로 통신을 행한다. 이 통신부(206)가 통신을 행하기 위해, 2차측 코일(201)과 콘덴서(202)와의 직렬 회로가, 통신부(206)에 접속하여 있고, 급전 장치(100)로부터 공급된 전원에 중첩된 신호를 검출하여, 통신부(107)로부터 전송된 신호의 수신을 행한다. 또한, 통신부(206)로부터 송신하는 신호가, 2차측 코일(201)과 콘덴서(202)와의 직렬 회로에 공급된다.
또한 단말 장치(200)는, 온도 센서(207)를 구비하고, 2차측 코일(201) 부근의 온도를 계측한다. 온도 센서(207)가 계측한 온도의 데이터가, 제어부(205)에 공급된다.
본 개시된 비접촉 급전 시스템은, 급전 장치(100)로부터 단말 장치(200)에 급전하는 경우에, 5W로 급전을 행하는 경우와, 10W로 급전을 행하는 경우와, 15W로 급전을 행하는 경우의, 적어도 3단계로 급전 전력을 설정할 수 있다. 그리고, 단말 장치(200)에서 그 급전 전력의 수전을 행하는 경우에, 급전 전력에 대응한 레귤레이터(210)에서의 입력 전압(Vx)을 설정하고, 그 입력 전압(Vx)의 수전 전력을, 레귤레이터(210)가 일정 전압으로 변환하여 출력한다. 그 레귤레이터(210)에서의 입력 전압(Vx)의 설정은, 제어부(205)의 제어로 행하여진다. 이 때, 제어부(205)는, 상술한 바와 같이 DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 어느 하나의 적절한 쪽을 사용하여 변환 동작을 행하도록 제어한다.
도 2는, 급전 전력과, 단말 장치(200)에서의 수전 전압(즉 레귤레이터(210)에서의 입력 전압(Vx))과, 손실 전력이나 발열의 예를 도시하는 도면이다. 발열하는 조건은, 종래례로서 도시한 도 12와 같은 조건이다.
이 도 2에서는, 5W 급전과 10W 급전과 15W 급전의 3개의 예를 나타낸다.
급전 장치(100)가 5W, 10W, 15W의 각 예로 급전을 행할 때, 이 예에서는, 레귤레이터(210)에서의 입력 전압(Vx)(2차측 전압)을, 각각 5V, 10V, 15V로 설정하고, 단말 장치(200)에서 얻어지는 2차측 전류를 어느 경우도 약 1A로 한다.
2차측 코일(201)의 저항치는 어느 예에서도 같고, 2차측 전류가 어느 급전 전력일 때에도 1A이기 (때문에, 2차측 손실 전력은, 어느 전력의 경우도 0.4W가 된다. 따라서 2차측 코일(201)의 발열 온도에 대해서도, 어느 전력의 경우도 약 13℃가 된다. 또한, 도 2에 도시하는 발열 온도는, 도 12의 예에서 설정한 조건(20℃/0.6W)으로 산출한 것이다.
[2. 레귤레이터의 예(예 1)]
다음에, 레귤레이터(210)의 구체적인 구성의 예를 설명한다. 여기서는, 예 1, 예 2, 예 3의 3개의 예를 설명한다.
도 3은, 예 1의 레귤레이터(210)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3에 도시하는 구성에서는, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)를 직렬로 접속한다. 도 3의 예에서는, DC-DC 컨버터(211)의 후단에 LDO(212)를 접속하였지만, 반대의 접속 순서라도 좋다. 그리고, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)는, 어느 한쪽만이 작동하도록 한다. DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212) 중의 정지한 측은, 입력 신호를 그대로 출력한다.
도 4는, 도 3의 예의 레귤레이터(210)의 동작 상태를 도시하는 도면이다. DC-DC 컨버터(211)를 사용할 때에는, 도 4A에 도시하는 바와 같이, 제어부(205)는, DC-DC 컨버터(211)를 작동시키고, LDO(212)를 통과시킨다. 이와 같이 함으로써, DC-DC 컨버터(211)에서 변환된 전원이, 레귤레이터(210)의 출력부에 얻어진다.
또한, LDO(212)를 사용할 때에는, 도 4B에 도시하는 바와 같이, 제어부(205)는, LDO(212)를 작동시키고, DC-DC 컨버터(211)를 통과시킨다. 이와 같이 함으로써, LDO(212)에서 변환된 전원이, 레귤레이터(210)의 출력부에 얻어진다.
[3. 레귤레이터의 예(예 2)]
도 5는, 예 2의 레귤레이터(210)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5에 도시하는 구성에서는, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)를 병렬로 접속한다. 그리고, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 어느 한쪽만이 작동하도록, 제어부(205)가 작동하는 측을 제어한다.
[4. 레귤레이터의 예(예 3)]
도 6은, 예 3의 레귤레이터(210)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6에 도시하는 구성은, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)가, 회로를 공용화한 것이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 레귤레이터(210)의 입력단자(210a)와 접지 전위부와의 사이에는, 2개의 트랜지스터(Q1, Q2)가 접속된다. 2개의 트랜지스터(Q1, Q2)는, 제어부(205)에 의해 온·오프가 제어된다. 그리고, 양 트랜지스터(Q1, Q2)의 접속점이, 코일(L1)을 통하여 레귤레이터(210)의 출력 단자(210b)에 접속된다. 코일(L1)과 출력 단자(210b)와의 접속점에는, 평활용의 콘덴서(C1)의 일단이 접속된다.
트랜지스터(Q1, Q2)와 코일(L1)의 접속점과, 접지 전위부와의 사이에는, 전압 검출용의 저항기(R1, R2)의 직렬 회로가 접속된다. 또한, 코일(L1)과 출력 단자(210b)와의 접속점과, 접지 전위부와의 사이에는, 전압 검출용의 저항기(R3, R4)의 직렬 회로가 접속된다. 제어부(205)는, 저항기(R1, R2)의 접속점의 전압과, 저항기(R3, R4)의 접속점의 전압을 검출한다.
이 도 6에 도시하는 구성에서, 레귤레이터(210)를 DC-DC 컨버터(211)로서 사용한 경우, 제어부(205)는, 2개의 트랜지스터(Q1, Q2)를 고속으로 온·오프 시켜서, 스위칭 동작을 행한다. 이때, 제어부(205)는, 저항기(R3, R4)의 접속점의 전압으로부터, 평활용의 콘덴서(C1)에 충전되는 전압을 모니터하고, 그 검출되는 전압이 적정하게 되도록, 2개의 트랜지스터(Q1, Q2)의 스위칭 상태를 제어한다.
또한, 도 6에 도시하는 구성에서, 레귤레이터(210)를 LDO(212)로서 사용하는 경우, 트랜지스터(Q1)를 전압 제어 소자가 되도록 제어한다. 트랜지스터(Q2)는, 제어부(205)가 오픈 상태로 설정한다. 이때, 제어부(205)는, 저항기(R1, R2)의 접속점의 전압을 검출하고, 그 전압이 적정하게 되도록, 트랜지스터(Q1)에서의 전압 강하량을 제어한다.
[5. 급전 처리례(예 1)]
다음에, 급전 장치(100)와 단말 장치(200)와의 사이에서 행하여지는 급전 처리례에 관해 설명한다. 여기서는, 급전 장치(100)로부터의 통신으로 처리를 행하는 예 1(도 7)과, 단말 장치(200)로부터의 통신으로 처리를 행하는 예 2(도 8)의 2개의 예를 설명한다. 어느 예의 경우에도, 급전 장치(100)의 1차측 코일(106)과, 단말 장치(200)의 2차측 코일(201)은, 전력 전송이 가능한 상태로 근접하고 있는 상태이다.
도 7은, 예 1의 급전 처리례를 도시하는 플로 차트이다.
도 7에 따라 처리를 설명하면, 우선, 1차측 기기인 급전 장치(100)의 제어부(104)는, 송전 드라이버(103)로부터 1차측 코일(106)에의 송전 전력의 공급을 시작한다(스탭 S11). 이때에는, 기동시용(起動時用)의 비교적 낮은 전력을 설정한다. 즉, 제어부(104)는, 상술한 5W나 15W와 같은 전력보다도 낮은 전력을 설정한다. 이 기동시용의 저 전력은, 1차측의 통신부(107)와 2차측의 통신부(206) 사이의 통신이 가능한 전력이라면 좋다. 또는, 제어부(104)는, 상술한 복수단계로 설정 가능한 전력 중의 가장 작은 전력인 5W를, 기동시용의 송신 전력으로 설정하여도 좋다.
이와 같이 하여 전력 전송을 시작함으로써, 2차측 기기인 단말 장치(200)의 통신부(206)나 제어부(205)가 기동한다(스탭 S12). 이 기동한 때에는, 단말 장치(200)의 통신부(206)로부터 급전 장치(100)의 통신부(107)에, 기동한 것을 나타내는 신호를 전송하도록 하여도 좋다.
그리고, 2차측 기기가 기동하면, 급전 장치(100)의 제어부(104)는, 단말 장치(200)의 부하 회로(204)가 필요로 하는 부하 전력을 확인하는 신호를, 통신부(107)로부터 송신한다(스탭 S13). 이 부하 전력을 확인하는 신호를 단말 장치(200)의 통신부(206)가 수신하면, 제어부(205)는, 통신부(206)로부터 부하 전력을 나타내는 정보를 반송하고, 급전 장치(100)의 제어부(104)가 전송된 정보로부터 부하 전력을 확인한다.
그리고, 제어부(104)는, 확인한 부하 전력에 대응한 송신 전력을 결정한다(스탭 S14). 예를 들면 제어부(104)는, 부하 전력과 같든지, 또는 부하 전력보다도 큰 송신 전력을 선택한다.
이때, 제어부(104)는, 결정한 송신 전력의 정보를, 통신부(107)로부터 단말 장치(200)에 전송하여도 좋다.
단말 장치(200)의 제어부(205)는, 통신부(206)가 수신한 정보로부터, 송신 전력이 임계치(THx) 이상인지 임계치(THx) 미만인지를 판단한다.
여기서, 송신 전력이 임계치(THx) 이상인 경우, 제어부(205)는, 레귤레이터(210)로서 DC-DC 컨버터(211)를 사용할 것을 지시한다(스탭 S15).
또한, 송신 전력이 임계치(THx) 미만인 경우에는, 제어부(205)는, 레귤레이터(210)로서 LDO(212)를 사용할 것을 지시한다(스탭 S16). 또한, 레귤레이터(210)의 입력 전압은, 예를 들면 송신 전력에 의거하여 적정하게 설정한다. 한 예로서 전류를 일정하게 하고 싶은 경우, 제어부(205)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 송신 전력 5W, 10W, 15W에 대응하여, 입력 전압 5V, 10V, 15V의 어느 하나를 설정한다.
그리고, 급전 장치(100)의 제어부(104)는, 스탭 S14에서 결정한 송신 전력으로의 급전을 시작한다(스탭 S17).
이와 같이 도 7의 플로 차트의 처리에 의하면, 급전 장치(100)로부터 지시한 송신 전력에 의거하여, 단말 장치(200) 내의 레귤레이터(210)가, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 어느 하나의 적절한 쪽을 사용하여 전압 변환을 행하게 된다.
[6. 급전 처리례(예 2)]
도 8은, 예 2의 급전 처리례를 도시하는 플로 차트이다.
도 8에 따라 처리를 설명하면, 우선, 1차측 기기인 급전 장치(100)의 제어부(104)는, 송전 드라이버(103)로부터 1차측 코일(106)에의 송전 전력의 공급을 시작한다(스탭 S21). 이때에는, 도 7의 플로 차트의 스탭 S11에서의 처리와 마찬가지로, 기동시용의 비교적 낮은 전력을 설정한다.
이와 같이 하여 전력 전송을 시작함으로써, 2차측 기기인 단말 장치(200)의 통신부(206)나 제어부(205)가 기동한다(스탭 S22).
그리고, 2차측 기기가 기동하면, 단말 장치(200)의 제어부(205)는, 급전 장치(100)의 송신 전력을 확인하는 신호를, 통신부(206)로부터 송신한다(스탭 S23). 이 송신 전력을 확인하는 신호를 급전 장치(100)의 통신부(107)가 수신하면, 제어부(104)는, 통신부(107)로부터 송신 전력을 나타내는 정보를 반송하고, 단말 장치(200)의 제어부(205)가 전송된 정보로부터 송신 전력을 확인한다.
그리고, 제어부(205)는, 확인한 송신 전력에 대응한 부하 전력을 결정된다(스탭 S24). 즉, 제시된 송신 전력을 넘지 않는 범위에서, 부하 회로(204)가 소비하는 부하 전력을 결정한다.
그리고, 제어부(205)는, 결정한 부하 전력이 임계치(THx) 이상인지 임계치(THx) 미만인지를 판단한다.
여기서, 부하 전력이 임계치(THx) 이상인 경우, 제어부(205)는, 레귤레이터(210)로서 DC-DC 컨버터(211)를 사용할 것을 지시한다(스탭 S25).
또한, 부하 전력이 임계치(THx) 미만인 경우에는, 제어부(205)는, 레귤레이터(210)가 LDO(212)를 사용할 것을 지시한다(스탭 S26). 또한, 이 예의 경우에도, 레귤레이터(210)의 입력 전압은, 예를 들면 송신 전력에 의거하여 적정하게 설정한다. 한 예로서 전류를 일정하게 하고 싶은 경우, 제어부(205)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 송신 전력 5W, 10W, 15W에 대응하여, 입력 전압 5V, 10V, 15V의 어느 하나를 설정한다.
그리고, 급전 장치(100)의 제어부(104)는, 스탭 S23에서 통지한 송신 전력으로의 급전을 시작한다(스탭 S27).
이와 같이 도 8의 플로 차트의 처리에 의하면, 단말 장치(200) 내에서 설정한 부하 전력에 대응하여, 레귤레이터(210)가, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 어느 하나의 적절한 쪽을 사용하여 전압 변환을 행하게 된다.
이들 도 7 및 도 8의 플로 차트에 도시하는 바와 같이, 송전 전력 또는 부하 전력에 의거하여, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)의 어느 것을 사용하여 전압 변환을 행하는지가 선택된다. 이 때문에, 소전력의 전송시와 대전력의 전송시의 어느 것에서도 효율이 좋은 비접촉 급전을 행할 수 있음과 함께, 대전력 전송시의 2차측 코일(201)의 발열을 억제할 수 있다.
[7. 급전 처리의 변형례(변형례 1)]
도 9는, 급전 처리의 변형례 1을 도시하는 플로 차트이다.
도 7 및 도 8의 플로 차트에서는, 급전 시작시에 레귤레이터(210)의 설정을 행하도록 하였다. 이에 대해, 이 변형례 1에서는, 단말 장치(200)의 제어부(205)가, 온도 센서(207)가 검출한 온도에 의거하여, 레귤레이터(210)의 설정을 행하도록 한 예이다.
즉, 우선 단말 장치(200)의 제어부(205)는, 수전 전력이 임계치(THx) 미만이라고 가정하고, LDO(212)를 사용할 것을 레귤레이터(210)에 지시한다(스탭 S31). 그리고, 급전 장치(100)가 송전을 시작한 후(스탭 S32), 단말 장치(200)의 제어부(205)는, 미리 결정한 X초간의 수전을 행하고(스탭 S33), 급전이 완료되었는지의 여부의 판단을 행한다(스탭 S34). 여기서의 X초간은, 예를 들면 60초 정도의 시간으로 한다.
스탭 S34로 급전이 완료되었다고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 수전을 완료하는 처리를 행한다(스탭 S35).
그리고, 스탭 S34에서 급전이 계속되고 있다고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 온도 센서(207)가 검출한 온도가, 미리 결정한 임계치의 온도 α℃ 이상인지의 여부를 판단한다(스탭 S36). 여기서 온도 α℃ 이상이 아니라고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 스탭 S33의 처리로 되돌아온다.
스탭 S36에서 온도 α℃ 이상이라고 판단한 때에는, 제어부(205)는, DC-DC 컨버터(211)를 사용할 것을 레귤레이터(210)에 지시함과 함께, 레귤레이터(210)의 입력 전압을 10V 등의 높은 전압으로 변경한다(스탭 S37). 이 레귤레이터(210)의 설정 변경 후, 제어부(205)는, 급전되는 전력을 정상적으로 수전할 수 있는지의 여부를 판단하고(스탭 S38), 그 판단에서 정상적으로 수전할 수가 없는 경우에는 이상(異常) 상태인 것으로 하여 급전 처리를 정지한다(스탭 S39).
스탭 S38에서 정상적으로 수전할 수 있다고 판단한 경우, 제어부(205)는, 미리 결정된 X초간의 수전을 행하고(스탭 S40), 급전이 완료되었는지의 여부의 판단을 행한다(스탭 S41).
스탭 S41에서 급전이 완료되었다고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 수전을 완료하는 처리를 행한다(스탭 S42).
그리고, 스탭 S41에서 급전이 계속되고 있다고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 온도 센서(207)가 검출한 온도가, 미리 결정한 임계치의 온도 α℃ 이상인지의 여부를 판단한다(스탭 S43). 여기서 온도 α℃ 이상이 아니라고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 스탭 S40의 처리로 되돌아온다.
스탭 S40에서 온도 α℃ 이상이라고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 이상 상태인 것으로 하여 급전 처리를 정지한다(스탭 S44).
이 도 9의 플로 차트에 도시하는 바와 같이, 2차측 코일(201) 부근의 온도가 미리 정한 임계치의 온도 α℃ 이상인지의 여부의 판단으로, 제어부(205)가 레귤레이터(210)에서의 변환 방식을 정하도록 함으로써, 적절한 변환 방식과 입력 전력을 설정할 수 있게 된다. 즉, 2차측 코일(201)이 거의 발열하지 않는 상태에서는, 제어부(205)는, 적정한 비접촉 급전이 행하여지고 있다고 판단하고, 최초에 설정한 조건으로의 수전을 행한다. 그리고, 2차측 코일(201)이 어느 정도 발열한 상태에서는, 급전 전력이 큰 상태라고 판단하고, 제어부(205)가, 변환 방식이나 입력 전압을 변경함으로써, 적정하게 수전할 수 있는 상태가 된다.
또한, 이 도 9의 플로 차트에 도시하는 처리는, 단독으로 행하도록 하여도 좋지만, 예를 들면 도 7 또는 도 8의 플로 차트에 도시하는 급전 시작시의 처리를 행하고, 급전을 시작한 후에, 제어부(205)가, 이 도 9의 플로 차트에 도시하는 처리를 행하도록 하여도 좋다.
[8. 급전 처리의 변형례(변형례 2)]
도 10은, 급전 처리의 변형례 2를 도시하는 플로 차트이다.
이 변형례 2에서는, 단말 장치(200)의 제어부(205)가, 급전 전력의 수전 효율을 판단하여, 레귤레이터(210)의 설정을 행하도록 한 예이다.
즉, 우선 단말 장치(200)의 제어부(205)는, DC-DC 컨버터(211) 또는 LDO(212)의 어느 한쪽을 선택하여 변환 동작을 행할 것을 레귤레이터(210)에 지시한다(스탭 S51). 그리고, 급전 장치(100)가 송전을 시작한 후(스탭 S52), 단말 장치(200)의 제어부(205)는, 미리 결정된 X초간의 수전을 행하고(스탭 S53), 현재의 급전 전력의 수전 효율이, 미리 결정한 β% 이상인지의 여부를 판단한다(스탭 S54). 이 수전 효율은, 제어부(205)가 산출한다. 예를 들면, 급전 장치(100)로부터 송전 전력의 정보를 제어부(205)가 취득하고, 또한 단말 장치(200)에서 수전한 전력을 제어부(205)가 계측하고, 이들의 수전 전력과 급전 전력을 사용한 제어부(205)에서의 연산으로, 수전 효율을 얻는다.
스탭 S54로 수전 효율이 β% 이상이 아니라고 판단한 경우에는, 제어부(205)는, 레귤레이터(210)의 변환 방식을 다른 방식으로 전환하는 지시를 행한다(스탭 S55). 이때, 입력 전압의 설정이 필요한 경우에는, 입력 전압에 관해서도 전환한다.
그 후, 급전이 완료되었는지의 여부의 판단을 행한다(스탭 S56). 스탭 S56에서 급전이 완료되었다고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 수전을 완료하는 처리를 행한다(스탭 S57).
그리고, 스탭 S56에서 급전이 계속되고 있다고 판단한 때에는, 제어부(205)는, 미리 결정한 X초간의 수전을 행하고(스탭 S58), 현재의 급전 전력의 수전 효율이, 미리 결정한 β% 이상인지의 여부를 판단한다(스탭 S59).
여기서, 수전 효율이 β% 이상이라고 판단한 경우에는, 제어부(205)는, 스탭 S58의 처리로 되돌아온다.
또한, 스탭 S59에서, 수전 효율이 β% 이상이 아니라고 판단한 경우에는, 제어부(205)는, 레귤레이터(210)를 어느 설정으로 하여도 적정한 상태로 수전할 수가 없다고 판단하여, 급전을 종료하는 처리를 행한다(스탭 S60).
이 도 10의 플로 차트에 도시하는 바와 같이, 실제의 수전 효율에 의거하여, 제어부(205)가 레귤레이터(210)에서의 변환 방식을 전환하도록 함으로써, 적절한 변환 방식과 입력 전력을 설정할 수 있게 된다.
또한, 이 도 10의 플로 차트에 도시하는 처리는 단독으로 행하도록 하여도 좋지만, 예를 들면 도 7 또는 도 8의 플로 차트에 도시하는 급전 시작시의 처리를 행하고, 급전을 시작한 후에, 제어부(205)가, 이 도 10의 플로 차트에 도시하는 처리를 행하도록 하여도 좋다.
또는, 제어부(205)가, 도 9의 플로 차트에 도시하는 온도에 의거한 선택 처리와, 도 10의 플로 차트에 도시하는 효율에 의거한 선택 처리를 병용하도록 하여도 좋다.
[9. 기타의 변형례]
상술한 실시의 형태의 예에서는, 레귤레이터(210)로서, DC-DC 컨버터(211)와 LDO(212)를 구비하도록 하였다. 이에 대해, 기타의 변환 방식이 다른 2종류의 레귤레이터를 구비하도록 하여, 송전 전력이나 부하 전력 등에 의거하여, 2종류의 레귤레이터를 전환하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시의 형태에서는, 급전 전력을 도 2에 도시하는 바와 같이 3단계로 변화하는 예를 나타내었다. 이에 대해, 2단계 또는 4단계 이상으로 급전 전력을 변화시키도록 하여도 좋다. 또한, 도 2에 도시한 급전 전력과 전압이나 전류와의 관계는 한 예를 나타낸 것이고, 기타의 급전 전력이나 전압, 전류를 설정하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시의 형태의 예에서는, 급전 장치(100)로부터 단말 장치(200)에, 송전 전력의 정보를 전송하도록 하였다. 이에 대해, 송전 전력 대신에, 레귤레이터의 변환 방식이나 입력 전압 등을 지시하는 정보를 전송하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시의 형태의 예에서는, 급전 장치(100)의 통신부(107)와, 단말 장치(200)의 통신부(206)는, 급전 전력에 전송 신호를 중첩하여 통신을 행하도록 하였다. 이에 대해, 전력을 급전하는 계와는 다른 무선 전송로 또는 유선 전송로를 사용하여, 통신을 행하도록 하여도 좋다.
또한, 본 개시는 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
급전 장치와, 상기 급전 장치로부터 급전을 받는 수전 장치를 구비하고,
상기 급전 장치는,
1차측 코일과,
상기 1차측 코일에 송전 전력을 공급하는 드라이버와,
상기 드라이버가 공급하는 송전 전력을 복수단계로 제어하는 1차측 제어부와,
상기 1차측 코일로부터 급전되는 전력을 수전하는 측과 통신을 행하는 1차측 통신부를 구비하고,
상기 수전 장치는,
상기 1차측 코일로부터 송출되는 전력을 수전하는 2차측 코일과,
상기 2차측 코일에 얻어지는 수전 전력을 정류하는 정류부와,
상기 정류부가 정류한 수전 전력을 소정 전압의 전력으로 변환함과 함께, 그 변환 동작을 복수의 방식으로 행하는 레귤레이터와,
상기 1차측 통신부와 통신을 행하는 2차측 통신부와,
상기 2차측 통신부가 상기 1차측 통신부로부터 수신한 정보에 의거하여, 상기 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어하는 2차측 제어부를 구비하는 비접촉 급전 시스템.
(2)
상기 1차측 제어부가 결정한 송신 전력의 정보가, 상기 1차측 통신부로부터 상기 2차측 통신부에 전송된 때, 상기 2차측 제어부는, 상기 레귤레이터가 행하는 변환 동작의 방식을, 그 전송된 송신 전력에 적합한 방식으로 결정하는 상기 (1) 기재의 비접촉 급전 시스템.
(3)
상기 1차측 통신부와 상기 2차측 통신부와의 통신은, 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에 송전되는 전력에 전송 신호를 중첩하는 통신이고,
상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에의 전력 전송을, 기동시용의 작은 전력으로 행하면서, 송전 전력의 정보를 상기 1차측 통신부로부터 상기 2차측 통신부에 송신한 후, 상기 1차측 제어부는 상기 송전 전력의 정보로 나타낸 송전 전력을 설정하는 상기 (1) 또는 (2) 기재의 비접촉 급전 시스템.
(4)
상기 1차측 제어부는, 상기 2차측 통신부로부터 상기 1차측 통신부에 전송된 정보에 의거하여, 송신 전력을 결정하는 상기 (1) 내지 (3)의 어느 한 항에 기재된 비접촉 급전 시스템.
(5)
상기 1차측 통신부와 상기 2차측 통신부와의 통신은, 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에 송전되는 전력에 전송 신호를 중첩하는 통신이고,
상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에의 전력 전송을, 기동시용의 작은 전력으로 행하면서, 부하 전력의 정보를 상기 2차측 통신부로부터 상기 1차측 통신부에 송신한 후, 상기 2차측 제어부는 상기 부하 전력의 정보로 나타낸 송전 전력을 설정하는 상기 (1) 또는 (2) 기재의 비접촉 급전 시스템.
(6)
상기 2차측 제어부는, 상기 2차측 통신부로부터 상기 1차측 통신부에 전송된 정보에 의거하여, 부하 전력을 결정하는 상기 (1), (2), (5)의 어느 한 항에 기재된 비접촉 급전 시스템.
(7)
상기 수전 장치는, 상기 2차측 코일 부근의 온도를 검출하는 온도 센서를 구비하고,
상기 2차측 제어부는, 상기 온도 센서가 검출한 온도에 의거하여, 상기 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어하는 상기 (1) 내지 (6)의 어느 한 항에 기재된 비접촉 급전 시스템.
(8)
상기 2차측 제어부는, 송전 전력을 수전하는 효율에 의거하여, 상기 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어하는
상기 (1) 내지 (7)의 어느 한 항에 기재된 비접촉 급전 시스템.
(9)
상기 레귤레이터는, 시리즈 레귤레이터와, 스위칭 레귤레이터의 2개의 레귤레이터를 구비하는 상기 (1) 내지 (8)의 어느 한 항에 기재된 비접촉 급전 시스템.
(10)
급전 장치의 1차측 코일로부터 송출되는 전력을 수전하는 2차측 코일과,
상기 2차측 코일에 얻어지는 수전 전력을 정류하는 정류부와,
상기 정류부가 정류한 수전 전력을 소정 전압의 전력으로 변환함과 함께, 그 변환 동작을 복수의 방식으로 행하는 레귤레이터와,
상기 급전 장치와 통신을 행하는 통신부와,
상기 통신부에서 수신한 정보에 의거하여, 상기 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어하는 제어부를 구비하는 단말 장치.
(11)
상기 급전 장치가 결정한 송신 전력의 정보가, 상기 통신부에 전송된 때, 상기 제어부는, 상기 레귤레이터가 행하는 변환 동작의 방식을, 그 전송된 송신 전력에 적합한 방식으로 결정하는 상기 (10) 기재의 단말 장치.
(12)
상기 통신부에서의 통신은, 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에 송전되는 전력에 전송 신호를 중첩하는 통신이고,
상기 통신부에 의한 통신으로, 부하 전력을 급전 장치에 통지하는 상기 (10) 또는 (11) 기재의 단말 장치.
(13)
상기 2차측 코일 부근의 온도를 검출하는 온도 센서를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 온도 센서가 검출한 온도에 의거하여, 상기 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어하는 상기 (10) 내지 (12)의 어느 한 항에 기재된 단말 장치.
(14)
상기 제어부는, 송전 전력을 수전하는 효율에 의거하여, 상기 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 제어하는 상기 (10) 내지 (13)의 어느 한 항에 기재된 단말 장치.
(15)
상기 레귤레이터는, 시리즈 레귤레이터와, 스위칭 레귤레이터의 2개의 레귤레이터를 구비하는 상기 (10) 내지 (14)의 어느 한 항에 기재된 단말 장치.
(16)
1차측 코일과,
상기 1차측 코일에 송전 전력을 공급하는 드라이버와,
상기 1차측 코일로부터 급전되는 전력을 수전하는 측의 장치와 통신을 행하는 통신부와,
상기 드라이버가 상기 1차측 코일에 공급하는 송전 전력을 복수단계로 제어하고, 상기 통신부가 수신한 정보에 의거하여 송신 전력을 결정하는 제어부를 구비한 비접촉 급전 장치.
(17)
상기 통신부에 의한 통신은, 상기 1차측 코일로부터 송전되는 전력에 전송 신호를 중첩하는 통신이고,
상기 1차측 코일로부터의 전력 전송을, 기동시용의 작은 전력으로 행하면서, 상기 송전 전력의 정보를 상기 통신부로부터 송신한 후, 상기 제어부는 상기 송전 전력의 정보로 나타낸 송전 전력을 설정하는 상기 (16) 기재의 비접촉 급전 장치.
(18)
1차측 코일을 구비한 급전 장치로부터 2차측 코일을 구비한 수전 장치에 비접촉 급전을 행하는 경우에,
상기 2차측 코일이 수전한 전력을 소정 전압의 전력으로 변환하는 레귤레이터를, 복수의 방식의 변환 동작으로 행하도록 하고,
상기 급전 장치와 상기 수전 장치와의 통신에서 얻은 정보에 의거하여, 상기 레귤레이터가 행하는 변압 동작의 방식을 설정하는 비접촉 급전 방법.
또한, 청구의 범위에 기재된 구성이나 처리는, 상술한 실시의 형태의 예로 한정되는 것이 아니다. 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 여러가지의 개변(改變), 조합, 다른 실시의 형태례가 생길 수 있음은, 당업자에 있어서 당연한 것이라고 이해된다.
10 : 급전 장치
11 : 교류 전원
12 : AC/DC 컨버터
13 : 송전 드라이버
14 : 콘덴서
15 : 1차측 코일
20 : 단말 장치
21 : 2차측 코일
22 : 콘덴서
23 : 정류부
24 : 레귤레이터
25 : 충전 제어부
26 : 2차 전지
100 : 급전 장치
101 : 교류 전원
102 : AC/DC 컨버터
103 : 송전 드라이버
104 : 1차측 제어부
105 : 콘덴서
106 : 1차측 코일
107 : 1차측 통신부
200 : 단말 장치
201 : 2차측 코일
202 : 콘덴서
203 : 정류부
204 : 부하 회로
205 : 2차측 제어부
206 : 2차측 통신부
207 : 온도 센서
210 : 레귤레이터
211 : DC-DC 컨버터
212 : LDO

Claims (18)

  1. 급전 장치와, 상기 급전 장치로부터 급전을 받는 수전 장치를 구비하고,
    상기 급전 장치는,
    1차측 코일과,
    상기 1차측 코일에 송전 전력을 공급하는 드라이버와,
    상기 송전 전력을 복수 단계로 제어하는 1차측 제어부와,
    상기 1차측 코일로부터 급전되는 전력을 수전하는 측과 통신을 행하는 1차측 통신부를 구비하고,
    상기 수전 장치는,
    상기 1차측 코일로부터 송출되는 전력을 수전하는 2차측 코일과,
    상기 2차측 코일에 의해 얻어진 수전 전력을 정류하는 정류부와,
    상기 수전 전력을 소정 전압의 전력으로 변환하는 레귤레이터와,
    상기 1차측 통신부와 통신을 행하는 2차측 통신부와,
    상기 2차측 통신부와 상기 1차측 통신부 사이에서 통신된 제1의 송신 전력의 정보에 의거하여, 상기 레귤레이터에 의해 행해진 전압 변환을 제어하는 2차측 제어부를 구비하고,
    상기 1차측 제어부는, 상기 1차측 통신부로부터 상기 2차측 통신부에 전송된 제1의 송전 전력의 정보를 결정하고,
    상기 2차측 제어부는, 상기 전송된 제1의 송신 전력의 정보에 의거하여, 상기 레귤레이터에 의해 행해진 변압 방식을 결정하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차측 통신부와 상기 2차측 통신부 사이의 통신은, 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에 송전되는 전력에 전송 신호를 중첩하는 통신이고,
    기동시용의 작은 전력이 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일로 전송되는 동안에, 상기 제1의 송신 전력의 정보가 상기 1차측 통신부로부터 상기 2차측 통신부로 송신된 후, 상기 1차측 제어부가 상기 제1의 송신 전력의 정보에 의해 나타난 송신 전력을 설정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 1차측 제어부는, 상기 2차측 통신부로부터 상기 1차측 통신부에 전송된 제2의 정보에 의거하여, 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 1차측 통신부와 상기 2차측 통신부 사이의 통신은, 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에 송전되는 전력에 전송 신호를 중첩하고,
    기동시용의 작은 전력이 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일로 전송되는 동안, 상기 2차측 통신부로부터 상기 1차측 통신부로 전송된 상기 제2의 정보는 부하 전력의 정보에 대응된 후, 상기 2차측 제어부는 상기 부하 전력의 정보에 의해 나타난 송전 전력을 설정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2차측 제어부는, 상기 2차측 통신부로부터 상기 1차측 통신부에 전송된 제1의 정보에 의거하여, 부하 전력을 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수전 장치는, 상기 2차측 코일 부근의 온도를 검출하는 온도 센서를 구비하고,
    상기 2차측 제어부는, 검출된 상기 온도에 의거하여, 상기 레귤레이터에 의해 행해진 전압 변환을 제어하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2차측 제어부는, 송전 전력의 수전 효율에 의거하여, 상기 레귤레이터에 의해 행해진 전압 변환을 제어하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레귤레이터는 적어도 시리즈 레귤레이터 및 스위칭 레귤레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 시스템.
  9. 급전 장치의 1차측 코일로부터 송출되는 전력을 수전하는 2차측 코일과,
    상기 2차측 코일에 의해 얻어진 수전 전력을 정류하는 정류부와,
    상기 수전 전력을 소정 전압의 전력으로 변환하는 레귤레이터와,
    상기 급전 장치와 통신을 행하는 통신부와,
    상기 통신부와 상기 급전 장치 사이에서 통신되는 송신 전력의 정보에 의거하여, 상기 레귤레이터에 의해 행해진 전압 변환을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 급전 장치는, 상기 통신부에 전송되는 송신 전력의 정보를 결정하고,
    상기 제어부는, 전송된 상기 송신 전력에 의거하여 상기 레귤레이터에 의해 행해진 변환 방식을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 통신부에서의 통신은, 상기 1차측 코일로부터 상기 2차측 코일에 송전되는 전력에 전송 신호를 중첩하는 통신이고,
    상기 통신에 의거하여 급전 장치에는 부하 전력이 통지되는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 2차측 코일 부근의 온도를 검출하는 온도 센서를 구비하고,
    상기 제어부는, 검출한 상기 온도에 의거하여, 상기 레귤레이터에 의해 행해진 전압 변환을 제어하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 급전 장치로부터의 송전 전력의 수전 효율에 의거하여, 상기 레귤레이터에 의해 행해진 전압 변환을 제어하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 레귤레이터는, 적어도 시리즈 레귤레이터 및 스위칭 레귤레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  14. 삭제
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