KR20090100335A - 무접점 전송장치 - Google Patents

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KR20090100335A
KR20090100335A KR1020097011032A KR20097011032A KR20090100335A KR 20090100335 A KR20090100335 A KR 20090100335A KR 1020097011032 A KR1020097011032 A KR 1020097011032A KR 20097011032 A KR20097011032 A KR 20097011032A KR 20090100335 A KR20090100335 A KR 20090100335A
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system clock
clock
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coil
oscillator
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KR1020097011032A
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고노무 다카이시
가즈노리 노하라
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아스카 일렉트론 가부시키가이샤
산요덴키가부시키가이샤
산요 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명의 무접점 전송장치(100)는, 코일(102)을 구동하는 드라이버(106)와, 시스템 클럭(CK0)을 출력하는 시스템 클럭 발진기(110)와, 시스템 클럭 발진기(CKO)보다 주파수가 낮은 감시용 클럭(LF0)을 출력하는 감시용 클럭 발진기(112)와, 제어회로(108)를 포함하여 구성되어 있다. 제어회로(108)는, 대기 중에는 감시용 클럭(LF0)에 의거하여 시스템 클럭 발진기용 제어신호(S60)를 출력하여 시스템 클럭 발진기(110)에 상기 제어신호(S60)에 동기하여 간헐적으로 시스템 클럭(CK0)을 출력시키고, 시스템 클럭(CK0)의 출력기간 중에 드라이버용 제어신호(SD)에 의하여 코일(102)을 구동하여 피전송장치(200)가 배치되어 있는지의 여부의 검출을 행한다.

Description

무접점 전송장치{NONCONTACT TRANSMISSION DEVICE}
본 발명은, 코일을 거친 전자적 결합을 이용하여 전력과 데이터 신호 중의 적어도 한쪽을 피전송장치로 전송하는 무접점 전송장치에 관한 것이다.
전기기기의 내장 충전지를 충전하는 방식의 하나로서, 코일에 의한 전자적 결합(유전결합이라고 한다)을 이용하여 충전기로부터 전력을 송전하는, 이른바 무접점 전력 전송방식이 있다. 또, 이 방식의 충전기로서, 전기기기(바꿔말하면, 부하)가, 충전기 상에 존재하고 있는지, 적절히 배치되어 있는지, 정규의 것인지의 여부 등을 확인한 후에, 전력 전송을 개시하는 구성이 알려져 있다.
배경기술에 관한 문헌으로서, 일본국 특개2006-230032호 공보, 특개2006-60909호 공보, 특허제2689927호 명세서를 들 수 있다.
충전기는 전기기기가 배치되어 있지 않은 대기기간 중에도 상용전원에 접속된 채의 상태가 되는 경우가 있다. 이 경우, 대기기간 중에도 충전기에서 전력이 계속 소비된다. 이것에 대하여, 충전을 할 때에 충전기를 상용전원에 접속하도록 하면, 소비전력을 억제하는 것은 가능하다. 그러나, 충전을 개시하기 위하여, 그 때마다 상용전원에 접속하는 작업이 필요하게 되어, 불편한 경우가 있다. 또한, 전력 전송의 경우를 설명하였으나, 코일에 의한 전자적 결합을 이용하여 데이터 신 호를 송신하는 경우에서도 동일한 것이 적용된다.
본 발명의 목적은, 코일을 거친 전자적 결합을 이용하여 전력과 데이터 신호 중의 적어도 한쪽을 피전송장치로 전송하는 무접점 전송장치로서, 대기전력을 억제 가능함과 동시에 상용전원에 그 때마다, 접속하는 불편을 해소 가능한 무접점 전송장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 무접점 전송장치는, 코일을 거친 전자적 결합을 이용하여 전력과 데이터 신호 중의 적어도 한쪽을 피전송장치로 전송하는 무접점 전송장치로서, 상기 코일을 구동하는 드라이버와, 시스템 클럭을 출력하는 시스템 클럭 발진기와, 상기 시스템 클럭보다 주파수가 낮은 감시용 클럭을 출력하는 감시용 클럭 발진기와, 상기 시스템 클럭 및 상기 감시용 클럭을 이용하여 동작하고, 상기 드라이버용 제어신호 및 상기 시스템 클럭 발진기용 제어전호를 출력하는 제어회로를 구비하고, 상기 제어회로는, 상기 전력과 상기 데이터 신호 중의 적어도 한쪽의 전송을 개시하기까지의 대기 중에는, 상기 감시용 클럭에 의거하여 상기 시스템 클럭 발진기용 제어신호를 출력하여 상기 시스템 클럭 발진기에 상기 시스템 클럭 발진기용 제어신호에 동기하여 간헐적으로 상기 시스템 클럭을 출력시키고, 상기 시스템 클럭의 출력기간 중에 상기 드라이버용 제어신호에 의해 상기 코일을 구동하여상기 피전송장치가 배치되어 있는지의 여부의 검출을 행하는 것을 특징으로 한다. 또, 상기 시스템 클럭의 출력기간은 상기 검출의 소요 시간으로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 전송장치는 대기 중에는 간헐적으로 동작하여 피전송장치의 검출을 행한다. 이 때문에, 상용전원에 접속한 채의 사용에 있어서, 대기전력을 억제할 수 있어, 상용전원에 그 때마다 접속하는 불편을 해소할 수 있다. 또 간헐동작의 타이밍제어에는 시스템 클럭보다 주파수가 낮은 감시용 클럭을 이용하고, 시스템 클럭 자체는 간헐 동작시에 한정적으로 이용하기 때문에, 이 점에서도 대기전력의 억제를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 전송장치의 일례를 설명하는 블럭도,
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 전송장치의 드라이버의 일례를 설명하는 회로도,
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 전송장치의 제어회로의 일례를 설명하는 블럭도,
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 전송장치의 동작의 일례를 설명하는 타이밍 차트이다.
도 1에 실시형태에 관한 전송장치(100)의 일례를 설명하는 블럭도를 나타낸다. 전송장치(100)는 전력과 데이터 신호 중의 적어도 한쪽을 피전송장치(200)로전송하는 장치로서, 도 1에는 설명을 위하여 피전송장치(200)의 일례를 아울러 도시하고 있다. 전력 등의 전송은 전송장치(100)와 피전송장치(200)가 전자적으로 결합한 상태에서 전자유도에 의해 행하여지는 무접점 전송방식에 의한다. 여기서 는 피전송장치(200)가 예를 들면 각종 전기기기이고, 전송장치(100)가 그 각종 전기기기의 충전기인 경우를 예시하나, 양 장치(100, 200)는 이들에 한정되는 것은 아니다.
전송장치(100)는, 코일(102)과, 콘덴서(104)와, 드라이버(106)와, 제어회로(108)와, 시스템 클럭 발진기(110)와, 감시용 클럭 발진기(112)와, 메모리(114)와, 리세트 회로(116)와, 콘덴서(118)와, 저항(120)과, 제너 다이오드(122)를 포함하여 구성되어 있다.
코일(102)은, 피전송장치(200)의 코일(202)과 전자적으로 결합함으로써 코일(102, 202)을 거친 전력 등의 전송을 가능하게 하는 것으로, 예를 들면 평면형상공심 코일로 구성 가능하나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 코일(102)의 한쪽 끝은 드라이버(106)에 접속되고, 그 코일(102)의 다른쪽 끝은 콘덴서(104)를 거쳐 드라이버(106)에 접속되어 있다. 코일(102) 및 콘덴서(104)에 의해, 드라이버(106)로부터 코일(102)로 공급되는 전압이 교류화 및 승압된다.
드라이버(106)는 코일(102)로 전압을 공급하는 회로, 바꾸어 말하면 그 코일(102)을 구동하는 회로이다. 드라이버(106)의 구성의 일례를 도 2에 나타낸다. 또한, 설명을 위해 도 2에는 코일(102) 및 콘덴서(104)도 도시하고 있다. 이 예에서는, 드라이버(106)는, C-MOS(Complementary-Metal 0xide Semiconductor) 회로(132)와, CMOS 회로(134)와, 인버터(136)를 포함하여 구성되어 있다.
CMOS 회로(132)는 전원전압(V)과 접지전위와의 사이에 P 채널 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effet Transistor)(132p)와 N 채널 MOSFET(132n)가 직 렬 접속되어 구성되고, MOSFET(132p, 132n)의 드레인(서로 접속되어 있다)은 코일(102)의 상기 한쪽 끝에 접속되어 있다. MOSFET(132p, 132n)의 게이트에는 제어회로(108)로부터 출력되는 드라이버 제어회로(SD)가 공통으로 입력된다. 또한, 전원전압(V)은 예를 들면 도시 생략한 AC 어댑터(AC-DC 변환기)에 의해 상용 교류전원을 직류화하여 생성되고, 그 AC 어댑터는 전송장치(100) 내에 설치된 것이어도 되고, 전송장치(100)에 외부 부착된 것이어도 된다.
CMOS 회로(134)는 전원전압(V)과 접지전위와의 사이에 P 채널 MOSFET(134p)와 N 채널 MOSFET(134n)가 직렬 접속되어 구성되고, MOSFET(134p, 134n)의 드레인(서로 접속되어 있다)은 콘덴서(104)를 거쳐 코일(102)의 상기 다른쪽 끝에 접속되어 있다. MOSFET(134p, 134n)의 게이트에는 드라이버 제어신호(SD)가 인버터(136)를 거쳐 공통으로 입력된다.
이 구성에 의하여 드라이버 제어신호(SD)가 H(High) 레벨인 경우, MOSFET(132n, 134p)가 온상태가 된다. 반대로, 드라이버 제어신호(SD)가 L(Low) 레벨인 경우, MOSFET(132p, 134n)가 온상태가 된다. 전송장치(100)로부터 피전송장치(200)로 전력을 전송하는 경우, 예를 들면 드라이버 제어신호(SD)에서 H 레벨과 L 레벨을 교대로 반복함으로써, 코일(102)에 교류전압이 인가된다. 전송장치(100)로부터 피전송장치(200)로 각종 데이터 신호를 전송하는 경우, 예를 들면 드라이버 제어신호(SD)에서 H 레벨 및 L 레벨의 펄스폭 또는 주기를 변조함으로써 전송 데이터에 따른 전압이 코일(102)에 인가된다.
제어회로(108)는, 시스템 클럭 발진기(110)로부터 시스템 클럭(마스터 클럭 이라고도 한다)(CK0)이 공급되고, 감시용 클럭 발진기(112)로부터 감시용 클럭(LF0)이 공급되고, 이들 클럭(CK0, LF0)을 이용하여 동작하는 로직회로를 포함하여 구성된다. 제어회로(108)는, 예를 들면 드라이버 제어신호(SD)를 생성하여 드라이버(106)로 출력한다. 제어회로(108)에 대해서는 뒤에서 상세하게 설명한다.
시스템 클럭 발진기(110)는 예를 들면 수정 진동자(110a)와 그 진동자(110a)에 접속된 발진회로(11Ob)를 포함하여 구성된다. 또한, 수정 진동자 대신 세라믹 진동자 등을 사용하여도 된다. 발진회로(11Ob)는 수정 진동자(110a)를 안정적으로 동작시킴과 동시에 수정 진동자(110a)의 출력을 예를 들면 직사각형 펄스로 변환하여 시스템 클럭(CK0)으로서 출력한다. 시스템 클럭(CK0)의 주파수는 예를 들면 32 MHz 이다. 시스템 클럭 발진기(110)는, 시스템 클럭(CK0)을 제어회로(108)로 공급 가능하게 설치되어 있다. 시스템 클럭(CK0)의 공급은, 뒤에서 설명하는 바와 같이, 제어회로(108)로부터의 클럭 공급 제어신호(S60)에 의하여 제어 가능하게 구성되어 있다.
감시용 클럭 발진기(112)는, 시스템 클럭(CK0)보다 낮은 주파수, 예를 들면 250 kHz의 클럭(LFO)을 생성하여 출력한다. 감시용 클럭 발진기(112)는 예를 들면, 저항과 콘덴서에 의한 RC 발진회로(112a)와, RC 발진회로(112a)에 접속된 발진회로(112b)를 포함하여 구성된다. 발진회로(112b)는 RC 발진회로(112a)를 안정적으로 동작시킴과 동시에 그 회로(112a)의 출력을 예를 들면 직사각형 펄스로 변환하여 감시용 클럭(LF0)으로서 출력한다. 감시용 클럭 발진기(112)는, 감시용 클럭(LF0)을 제어회로(108)로 공급 가능하게 설치되어 있다.
메모리(114)는, 제어회로(108)가 액세스 가능하게 설치되어 있고, 예를 들면 제어회로(108)로부터의 판독 명령(RD)에 따라, 저장되어 있는 소정의 정보(D)를 제어회로(108)로 송신하도록 구성되어 있다. 메모리(114)는 예를 들면 마스크 ROM(Read Only Memory)나 EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) 등의 불휘발성 메모리로 구성되어 있다. 메모리(114) 내에 저장되는 정보(D)의 일례로서, 예를 들면 드라이버 제어신호(SD)에서의 H 레벨과 L 레벨의 주파수, 바꾸어 말하면 코일(102)의 구동 주파수를 들 수 있다.
리세트 회로(116)는 제어회로(108) 전체의 리세트를 행하는 회로이며, 제어회로(108)는 리세트 회로(116)로부터 리세트 신호(RE)를 수신함으로써 재기동한다. 리세트 회로(116)는 콘덴서(118)를 거쳐 접지되어 있다.
저항(120)은, 한쪽 끝이 코일(102)의 상기 다른쪽 끝에 접속되고, 다른쪽 끝이 제너 다이오드(122)를 거쳐 접지되어 있음과 동시에 제어회로(108)에 접속되어 있다. 이에 의하여, 코일(102)의 상기 다른쪽 끝의 전압(또는 전류)이 저항(120)을 거쳐 전압(VC)으로서 제어회로(108)에 입력된다. 또한, 저항(120) 및 제너 다이오드(122)에 의해 제어회로(108)는 과대한 입력전압으로부터 보호된다. 전압(VC)은, 뒤에서 설명하는 바와 같이, 전송장치(100)와 피전송장치(200)가 전자적 결합의 상태로 배치되어 있는지의 여부의 검출에 이용된다.
피전송장치(200)는, 예를 들면 평면형상 공심 코일 등으로 구성되는 코일(202)과, 정류 평활회로(204)와, 제어회로(206)와, 부하(208)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 부하(208)는 예를 들면 충전지이다. 정류 평활회로(204)는, 코 일(102)로부터 코일(202)로 전송된 전력 등을 정류하여 평활화하는 회로이고, 예를 들면, 코일(202)의 양쪽 끝에 접속된 다이오드 브리지와 그 다이오드 브리지의 출력에 병렬로 접속된 콘덴서를 포함하여 구성된다. 또한, 부하(208)는 예를 들면 다이오드 브리지의 출력에 접속되어 있다. 제어회로(206)는, 여기서는 설명의 간단을 위해, 피전송장치(200)에서의 각종 제어를 행하는 회로를 총칭하는 것으로 한다. 제어회로(206)는 예를 들면 코일(202)에 대한 전압공급을 제어 가능하게 구성되고, 그 전압을 변조함으로써 코일(202, 102)을 거쳐 전송장치(100)로 데이터 신호를 전송하는 것이 가능하다. 전송장치(100)로 전송하는 데이터 신호로서 예를 들면 피전송장치(200)에 부여된 ID 데이터 등을 들 수 있다.
도 3에 제어회로(108)의 구성의 일례를 나타낸다. 또한, 설명을 위해 도 3에는 시스템 클럭 발진기(110) 및 감시용 클럭 발진기(112)도 도시하고 있다. 또, 도 4에 전송장치(100)의 동작의 일례를 설명하는 타이밍 차트를 나타낸다.
도 3의 예에서는, 제어회로(108)는, 분주기(152)와, 드라이버 제어신호 생성회로(154)와, 부하 검출기(156)와, 타이머(158)와, 클럭 공급 제어회로(160)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 이들 요소(152, 154, 156, 158, 160)는 로직회로로 구성 가능하고, 제어회로(108)를 로직 IC(Intergrated Circuit)부품으로서 구성하는 것이 가능하다.
분주기(152)는, 시스템 클럭(CK0)이 공급되고, 시스템 클럭(CK0)을 분주하여 예를 들면 수백 kHz의 클럭(CK1)을 생성한다. 예를 들면, 분주값에 대한 정보(D)를 메모리(114)(도 1 참조)에 저장하여도 되고, 이 경우, 그 정보(D)를 분주 기(152)가 전송장치(100)의 기동시 등에 취득하여 클럭(CK1)의 생성에 이용하도록 구성하는 것이 가능하다. 클럭(CK1)은, 여기서는, 드라이버 제어신호 생성회로(154) 및 부하 검출기(156)로 출력된다.
드라이버 제어신호 생성회로(154)는, 클럭(CK1)을 이용하여 동작하고, 드라이버 제어신호(SD)를 생성한다. 예를 들면, 드라이버 제어신호(SD)에 대한 정보(D)를 메모리(114)에 저장하여도 되고, 이 경우, 그 정보(D)를 드라이버 제어신호 생성회로(154)가 전송장치(100)의 기동시 등에 취득하여, 제어신호(SD)의 생성에 이용하도록 구성하는 것이 가능하다. 드라이버 제어신호(SD)는, 여기서는, 드라이버(106)(도 1 참조)로 출력된다.
부하 검출기(156)는, 전송장치(100)와 피전송장치(200)가 코일(102, 202)을 거쳐 적절한 전자적 결합의 상태로 배치되어 있는지의 여부 등의 검출을 행하여, 검출 결과 신호(S56)를 생성한다.
상기 검출은, 예를 들면 클럭(CK1)의 위상과 전압(VC)의 위상과의 관계가, 전송장치(100)에, 피전송장치(200)가 적절한 전자적 결합을 하고 있는 상태(정규 부하상태)와, 그것 이외의 상태에서 다른 것을 이용함으로써, 가능하다. 예를 들면, 전압(VC)의 위상은 클럭(CK1)의 위상과 비교하면, 정규의 부하상태에서는 동일해지고, 피전송장치(200)가 전자적 결합을 하고 있지 않은 상태(무부하상태)에서는 지연된다. 이 때문에, 부하 검출기(156)는 클럭(CK1)과 전압(VC)과의 위상 비교에 의해 정규의 부하상태에 있는지의 여부를 검출하는 것이 가능하다. 또, 상기 검출은 예를 들면 전압(VC)의 진폭을 이용함에 의해서도 가능하다. 예를 들면, 정규의 부하상태에서는 코일(102, 202)을 거쳐 공진이 생기고 전압(VC)은 무부하상태와 비교하여 진폭이 커지기 때문에, 소정의 기준 전압과의 진폭 비교에 의하여 정규의 부하상태에 있는지의 여부를 검출할 수 있다. 여기서, 예를 들면 피전송장치(200)가 아닌 도전물이 코일(102)에 근접하고 있는 상태(이물 부하상태)에서는, 전압(VC)의 위상 및 진폭이 정규 부하 및 무부하의 상태와는 다르기 때문에, 이물 부하상태를 검출하는 것도 가능하다. 또, 피전송장치(200)에 부여된 ID 데이터를 이용하여 정규의 부하상태를 판단하도록 구성하여도 상관없다.
도 3에서는, 부하 검출기(156)가 상기한 위상 비교를 위한 위상 검출기(156a)와 상기한 진폭 비교를 위한 진폭 검출기(156b)로 구성되는 경우를 예시하고 있다. 이 경우, 부하 검출기(156)는 양 검출기(156a, 156b)에 의한 검출결과에 의거하여 검출 결과 신호(S56)를 생성할 수 있기 때문에, 검출 정밀도가 높아진다. 검출 결과 신호(S56)는, 여기서는, 정규의 부하상태에 있다고 판단된 경우에는 H 레벨이 되고, 정규의 부하상태가 아니라고 판단된 경우에는 L 레벨이 되는 파형의 경우를 예시한다(도 4 참조). 검출 결과 신호(S56)는, 여기서는 클럭 공급 제어회로(160)로 출력된다. 또한, 부하 검출기(156)를 위상 검출기(156a)와 진폭 검출기(156b)의 한쪽만으로 구성하는 것도 가능하다. 또, 예를 들면 검출기(156a, 156b)에서 이용하는 비교용 기준값에 대한 정보(D)를 메모리(114)에 저장하여도 되고, 이 경우, 그 정보(D)를 부하 검출기(156)가 전송장치(100)의 기동시 등에 취득하여, 검출동작에 이용하도록 구성하는 것이 가능하다.
타이머(158)는, 감시용 클럭(LFO)이 공급되고, 그 클럭(LFO)을 이용하여 타 이머 신호(LF1)를 생성한다. 여기서는, 타이머 신호(LF1)는 간헐적으로 H 레벨로 변화(천이)하여 그 H 레벨이 소정의 시간폭 지속되는 파형의 경우를 예시하고(도 4 참조), 타이머 신호(LF1)에서, H 레벨의 주기는 예를 들면 250 ms(밀리 초)이고, H 레벨의 펄스 폭은 예를 들면 128μs(마이크로 초)이다. 예를 들면 상기한 주기나 펄스 폭에 대한 정보(D)를 메모리(114)에 저장하여도 되고, 이 경우, 그 정보(D)를 타이머(158)가 전송장치(100)의 기동시 등에 취득하여, 타이머 신호(LF1)의 생성에 이용하도록 구성하는 것이 가능하다. 타이머 신호(LF1)는, 여기서는, 클럭 공급 제어회로(160)로 출력된다.
클럭 공급 제어회로(160)는, 검출 결과 신호(S56) 및 타이머 신호(LF1)가 공급되고, 이들 신호(S56, LF1)에 의거하여 클럭 공급 제어신호(S60)를 생성한다. 클럭 공급 제어신호(S60)는, 검출 결과 신호(S56)와 타이머 신호(LF1) 중의 적어도 한쪽이 H 레벨인 경우와 그것 이외의 경우를 판별하는 신호이고, 여기서는 신호(S56, LF1)의 적어도 한쪽이 H 레벨인 경우에 H 레벨이 되는 파형의 경우를 예시한다(도 4 참조). 신호(S56, LF1, S60)가 상기 예시한 파형의 경우, 클럭 공급 제어회로(160)는 예를 들면, 신호(S56, LF1)를 입력신호로 하는 OR 회로(논리합회로)로 구성 가능하고, 그 OR 회로의 출력신호가 클럭 공급 제어신호(S60)가 된다. 그 신호(S60)는 시스템 클럭 발진기(110) 및 드라이버 제어신호 생성회로(154)로 출력된다.
클럭 공급 제어신호(S60)는, 시스템 클럭 발진기(110) 및 드라이버 제어신호생성회로(154)의 이네이블 신호에 상당하고, 여기서는 클럭 공급 제어신호(S60)가 H 레벨인 기간에 있어서 시스템 클럭 발진기(110) 및 드라이버 제어신호 생성회로(154)가 동작하는 경우를 예시한다.
시스템 클럭 발진기(110)는, 클럭 공급 제어신호(S60)에 의하여, 시스템 클럭(CK0)의 출력이 제어 가능하게 구성되어 있다. 이와 같은 출력제어는 예를 들면, 시스템 클럭 발진기(110)에 대한 전원공급로에 MOSFET 등의 스위칭 소자를 설치하고 그 스위칭 소자의 개폐(온/오프)에 클럭 공급 제어신호(S60)를 사용함으로써 가능하다. 또, 상기 스위칭 소자는, 수정 진동자(110a)와 발진회로(110b)와의 사이에 MOSFET 등의 스위칭 소자를 설치하여도 되고, 시스템 클럭 발진기(110)의 출력경로에 설치하여도 된다.
상기 구성에 의하면, 검출 결과 신호(S56)가 L 레벨인 경우(도 4에서의 시간 t 이전을 참조), 즉 정규의 부하상태에 없는 경우, 전송장치(100)는 대기상태가 된다. 이 대기기간 중, 전송장치(100)는 피전송장치(200)의 검출을 간헐적으로 행한다. 도 4의 예에서는, 대기기간 중에 있어서, 클럭 공급 제어회로(160)는 타이머 신호(LF1)에 동기하여 클럭 공급 제어신호(S60)를 간헐적으로 H 레벨로 하고, 그 H 레벨에 대한 천이에 동기하여 시스템 클럭 발진기(110)가 시스템 클럭(CK0)을 간헐적으로 출력한다. 시스템 클럭(CK0)이 공급되고 있는 기간에 있어서, 드라이버 제어신호 생성회로(154)가 드라이버 제어신호(SD)를 드라이버(106)로 출력하고, 이것에 의해 코일(102)에 전압이 공급된다. 또, 시스템 클럭(CKO)의 공급기간에 있어서, 부하 검출기(156)가 동작하여 상기한 부하 검출을 행한다. 부하 검출은 예를 들면 1초 동안에 4회 행하고, 이 경우의 타이머 신호(LF1)의 H 레벨의 주기는 예를 들면 250 ms 이다.
여기서, 상기한 위상 검출 및 진폭 검출을 행하기 위해서는 전압(VC)의 변화(파형변화)를 취득할 필요가 있다. 전압(VC)의 변화는 코일(102) 및 콘덴서(104)에 의한 지연의 영향을 받기 때문에, 시스템 클럭(CK0)의 출력기간, 여기서는 타이머 신호(LF1)에서의 H 레벨의 펄스폭은, 부하검출에 요하는 시간, 예를 들면 128 ㎲로 설정되어 있다.
간헐적인 부하 검출에 의하여 정규의 부하상태가 검출된 경우, 전송장치(100)는 전력 등의 전송을 개시한다(도 4에서 시간 t 이후를 참조). 구체적으로는, 검출 결과 신호(S56)가 H 레벨이 되고, 클럭 공급 제어신호(S60)는 타이머 신호(LF1)에 의하지 않고 계속적으로 H 레벨이 된다. 이에 의하여, 시스템 클럭 발진기(110)로부터 시스템 클럭(CK0)이 계속적으로 출력되고, 드라이버 제어신호 생성회로(154) 등이 계속적으로 동작하여 전력 등의 전송이 행하여진다.
상기 간헐동작에 의하면, 상용전원에 접속한 채의 상태이어도 대기기간 중의 소비전력을 억제할 수 있다. 또, 상용전원에 접속한 채의 사용에 의하여, 상용전원에 그 때마다 접속하는 불편도 해소된다.
대기전력의 억제에 대해서는, 예를 들면, 제어회로(108)를 3.3 V 전압계의 CMOS 로직으로 구성하여 32 MHz의 시스템 클럭(CK0)을 사용한 예에서는, 제어회로(108)의 대기 중의 소비전력을, 간헐 구동하지 않는 경우에는 약 200 mW이었던 것에 대하여, 간헐구동에 의하여 10 mW 이하로 할 수 있었다. 또한, 드라이버(106)의 소비전력은 코일(102)의 크기, 바꾸어 말하면 전송 전력에 따라 다르다.
여기서, 전력 등의 전송효율의 향상을 위해서는, 시스템 클럭은 안정된 정밀도를 가지고 주파수가 높을수록 바람직하다. 이것은 예를 들면, 분주기의 분주값을 코일의 인덕턴스값에 따라 조정함으로써 코일의 구동 주파수를 미세 조정할 수 있기 때문이다. 또, 안정적이고 주파수가 높은 시스템 클럭에 의하여, 부하검출, 피전송장치로부터의 ID의 수신, 그 ID의 인식 등의 정밀도 향상이 가능하게 된다. 한편, 집적회로 등의 반도체장치에서의 소비전력은 시스템 클럭의 주파수에 비례하기 때문에, 시스템 클럭의 주파수가 높을수록 전송장치의 소비전력은 증대한다. 이 때문에, 고효율의 전송 및 부하 검출 정밀도의 향상 등은 소비전력의 삭감과 트레이드 오프의 관계가 된다. 이 경우, 시스템 클럭을 상시 동작시키는 구성의 전송장치의 소비전력은, 전력 등의 전송 중에서는 드라이버에서의 소비전력이 차지하는 비율이 높으나, 대기 중에서는 부하 검출 정밀도의 향상 등과 트레이드 오프의 관계가 된다.
이것에 대하여, 실시형태에 관한 전송장치(100)에서는, 시스템 클럭(CK0)의 고주파수화를 도모한 경우에도, 상기 간헐동작에 의하여 소비전력의 증가를 억제하는 것이 가능하다. 이 때문에, 소비전력을 억제하면서, 고효율의 전송, 부하 검출정밀도의 향상 등을 실현하는 것이 가능하다.
또, 일반적으로 발진 주파수가 높을수록 발진기 자체의 소비전력이 커진다. 이것에 대하여 실시형태에 관한 전송장치(100)에서는, 시스템 클럭(CK0) 자체는 간헐동작시에 한정적으로 이용하기 때문에, 시스템 클럭 발진기(110) 자체를 간헐 구동함으로써 상시 동작시키는 경우와 비교하여 소비전력을 작게 할 수 있다. 또, 간헐동작의 타이밍 제어에는 이용하는 감시용 클럭(LF0)은 시스템 클럭(CK0)과 비교하여 주파수가 낮기 때문에, 감시용 클럭 발진기(112)를 상시 동작시켜도 시스템 클럭 발진기(110)를 상시 동작시키는 경우와 비교하여 소비전력은 작다.
또, 감시용 클럭(LF0)은, 시스템 클럭(CK0)에 동기시킬 필요가 없기 때문에, 시스템 전체의 정합성에 의한 제약이 적다. 이 때문에 감시용 클럭 발진기(112)나 타이머(158)는, 시스템 클럭 발진기(110) 및 분주기(152)와 비교하여, 발진 정밀도 등의 동작 정밀도가 낮아도 되고, 상기 간헐동작을 간이하게 실현 가능하다. 또, 시스템 클럭(CK0)을 분주하여 신호(LF1)를 생성하는 구성에 비하여, 회로 규모가 작아도 된다.
여기서, 상기한 설명 및 도 4에서 나타낸 파형은 상기한 예시에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 H 레벨과 L 레벨을 상기와는 교체된 파형이나 직사각형파 이외의 파형을 사용하도록 전송장치(100)를 구성하여도 된다. 또, 예를 들면 감시용 클럭(LF0) 및 신호(LF1, S60)의 펄스 폭이 다르게 전송장치(100)를 구성하여도 된다. 또, 도 4에서는 예를 들면 감시용 클럭(LF0)의 상승에 동기하여 타이머 신호(LF1)가 상승하는 경우를 예시하였으나, 감시용 클럭(LF0)의 하강에 동기하여 타이머 신호(LF1)가 상승하도록 구성하여도 되고, 그 밖의 파형에 대해서도 마찬가지이다.
또, 상기에서는 메모리(114)가 외부에 설치된 경우를 예시하였으나, 각종 정보(D)를 제어회로(108) 내에 저장하도록 구성하여도 된다.
본 발명은, 코일을 거친 전자적 결합을 이용하여 전력과 데이터 신호 중의 적어도 한쪽을 피전송장치로 전송하는 무접점 전송장치에 이용된다.

Claims (2)

  1. 코일을 거친 전자적 결합을 이용하여 전력과 데이터 신호 중의 적어도 한쪽을 피전송장치로 전송하는 무접점 전송장치에 있어서,
    상기 코일을 구동하는 드라이버와,
    시스템 클럭을 출력하는 시스템 클럭 발진기와,
    상기 시스템 클럭보다 주파수가 낮은 감시용 클럭을 출력하는 감시용 클럭발진기와,
    상기 시스템 클럭 및 상기 감시용 클럭을 이용하여 동작하고, 상기 드라이버용 제어신호 및 상기 시스템 클럭 발진기용 제어신호를 출력하는 제어회로를 구비하고,
    상기 제어회로는,
    상기 전력과 상기 데이터 신호 중의 적어도 한쪽의 전송을 개시하기까지의 대기 중에는,
    상기 감시용 클럭에 의거하여 상기 시스템 클럭 발진기용 제어신호를 출력하여 상기 시스템 클럭 발진기에 상기 시스템 클럭 발진기용 제어신호에 동기하여 간헐적으로 상기 시스템 클럭을 출력시키고,
    상기 시스템 클럭의 출력기간 중에 상기 드라이버용 제어신호에 의하여 상기 코일을 구동하여 상기 피전송장치가 배치되어 있는지의 여부의 검출을 행하는 것을 특징으로 하는 무접점 전송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템 클럭의 출력기간은 상기 검출의 소요시간으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 무접점 전송장치.
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