KR20150134307A - 비접촉 전력 전송 장치 - Google Patents

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KR20150134307A
KR20150134307A KR1020157005847A KR20157005847A KR20150134307A KR 20150134307 A KR20150134307 A KR 20150134307A KR 1020157005847 A KR1020157005847 A KR 1020157005847A KR 20157005847 A KR20157005847 A KR 20157005847A KR 20150134307 A KR20150134307 A KR 20150134307A
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마사시 모리
유이치 사쿠라이
카즈마사 마키타
코이치 미시나
주네츠 우라타
유이치 호소카와
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엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
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Abstract

비접촉 전력 전송 장치는, 비접촉 전력 전송부와, 전력 전송 회로와, 비접촉 통신부와, 차단 회로와, 통신 회로와, 제어 회로를 구비한다. 상기 전력 전송 회로는, 상기 비접촉 전력 전송부에 접속되어 상기 비접촉 전력 전송부를 통해 상대측 장치와 비접촉식으로 전력 전송을 행한다. 상기 차단 회로는, 상기 비접촉 통신부에 접속되어 있다. 상기 통신 회로는, 상기 차단 회로를 통해 상기 비접촉 통신부에 접속되며, 상기 비접촉 통신부를 통해 상기 상대측 장치와 통신을 행한다. 상기 제어 회로는, 상기 전력 전송 회로 및 상기 차단 회로에 접속되며, 상기 전력 전송 회로에서 전송하는 전력 레벨에 근거하여 상기 전력 전송시에 상기 비접촉 통신부와 상기 통신 회로와의 사이를 차단하도록 상기 차단 회로를 제어한다.

Description

비접촉 전력 전송 장치{WIRELESS POWER TRANSMISSION DEVICE}
본 발명은, 상대측 장치와 통신하는 동시에 비(非)접촉식으로 전력을 전송하는 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 장치는, 예컨대, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1의 장치의 각각은, 통신 및 전력 전송의 양방(兩方)에 사용되는 코일 안테나를 구비하고 있다. 특허 문헌 1의 장치 간에 있어서의 전력 전송 방식은, 자속(磁束)을 매체로 하여 송전(送電)측 장치의 코일 안테나로부터 수전(受電)측 장치의 코일 안테나로 전력을 전송하는 전자 유도 방식이다. 특히, 특허 문헌 1의 수전 장치는, 코일 안테나와 통신 회로 사이에 입력 접속 회로를 구비하고 있다. 입력 접속 회로는, 코일 안테나에 발생하는 전압에 따라 통신 회로에 인가(印加)되는 전압을 변화시킨다. 이에 따라, 전력 전송시에 통신 회로에 과전압(過電壓)이 인가되어 버리는 것을 방지하고 있다.
코일을 이용하는 다른 비접촉 전력 전송 방식으로서는, 예컨대, 코일을 포함하는 회로끼리의 공명(共鳴)을 이용하는 공명 방식이 알려져 있다. 나아가서는, 송전측의 전극과 수전측의 전극을 서로 근접하게 배치하여 양자 사이에서 용량 결합을 이용하여 전력 전송을 행하는 방식도 알려져 있다(특허 문헌 2 참조).
일본 특허공개공보 제2011-172299호 일본 특허공표공보 제2012-530480호
상술한 특허 문헌 1의 장치는, 입력 접속 회로가 통신시에도 기능하여 버림으로 인해 통신시에 있어서의 신호 레벨이 저하되어 버리는 문제를 가지고 있다.
따라서, 본 발명은, 전력 전송시에 통신 회로의 보호가 가능한 동시에 통신시에 있어서의 신호 레벨의 저하를 피할 수 있는 비접촉 전력 전송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 측면은, 비접촉 전력 전송부와, 전력 전송 회로와, 비접촉 통신부와, 차단 회로와, 통신 회로와, 제어 회로를 구비하는 비접촉 전력 전송 장치를 제공한다. 상기 전력 전송 회로는, 상기 비접촉 전력 전송부에 접속되어 상기 비접촉 전력 전송부를 통해 상대측 장치와 비접촉식으로 전력 전송을 행한다. 상기 차단 회로는, 상기 비접촉 통신부에 접속되어 있다. 상기 통신 회로는, 상기 차단 회로를 통해 상기 비접촉 통신부에 접속되어, 상기 비접촉 통신부를 통해 상기 상대측 장치와 통신을 행한다. 상기 제어 회로는, 상기 전력 전송 회로 및 상기 차단 회로에 접속되어, 상기 전력 전송 회로에서 전송하는 전력 레벨에 근거하여 상기 전력 전송시에 상기 비접촉 통신부와 상기 통신 회로와의 사이를 차단하도록 상기 차단 회로를 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 하나의 측면에 따른 제어 회로는, 전력 전송 회로에서 전송하는 전력 레벨에 근거하여, 전력 전송시에 비접촉 통신부와 통신 회로와의 사이를 차단하도록 차단 회로를 제어한다. 이 때문에, 본 발명의 하나의 측면에 의한 비접촉 전력 전송 장치는, 특허 문헌 1의 입력 접속 회로와 같은 회로를 필요로 하지 않는다. 따라서, 전력 전송시에 통신 회로를 적절히 보호할 수 있는 동시에 통신시에 있어서의 신호 레벨의 저하를 피할 수 있다.
첨부 도면을 참조하면서 하기의 바람직한 실시형태의 설명을 검토함으로써, 본 발명의 목적이 올바르게 이해되고, 또한 그 구성에 대해 보다 완전하게 이해될 것이다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는, 도 1의 비접촉 전력 전송 장치에 포함되는 수전 회로를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는, 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 5의 비접촉 전력 전송 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은, 도 6의 비접촉 전력 전송 장치의 변형예를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
본 발명에 대해서는 다양한 변형이나 여러 가지의 형태로 실현이 가능한데, 이하에서는, 그 일례로서, 도면에 나타낸 바와 같은 특정한 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 도면 및 실시형태는, 본 발명을 여기에 개시된 특정한 형태로 한정하는 것이 아니라, 첨부의 특허청구범위에 명시되어 있는 범위 내에서 이루어지는 모든 변형예, 균등물, 대체예를 그 대상으로 포함하는 것으로 한다.
(제 1 실시형태)
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 비접촉 전력 전송 장치는 수전 장치이며, 상대측 장치가 되는 송전 장치와 비접촉식으로 전력을 전송하는 동시에 통신을 행하는 것이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10)는, 전력 전송 안테나(비접촉 전력 전송부)(20)와, 전력 전송 안테나(20)에 접속된 수전 회로(전력 전송 회로)(30)와, 통신 안테나(비접촉 통신부)(40)와, 통신 안테나(40)에 접속된 차단 회로(50)와, 차단 회로(50)를 통해 통신 안테나(40)에 접속된 통신 회로(60)와, 수전 회로(30) 및 차단 회로(50)에 접속된 제어 회로(70)를 구비하고 있다.
도시된 전력 전송 안테나(20)는, 루프 안테나로 이루어진 것이지만, 코일 안테나로 이루어진 것이어도 좋다.
수전 회로(30)는, 전력 전송 안테나(20)를 통해, 상대측 장치(도시 생략)와 비접촉식으로 전력 전송을 행하는 것이다. 본 실시형태에 의한 전력 전송 방식은, 상대측 장치(도시 생략)가 가지는 안테나와의 사이에서 자속을 매체로 하여 전력을 전송하는 전자 유도 방식이다.
특히, 도시된 수전 회로(30)는, 상대측 장치인 송전 장치(도시 생략)로부터 비접촉식으로 전송되어 온 전력을 수전하는 것이다. 본 실시형태에 의한 수전 회로(30)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전력 전송 안테나(20)에 접속된 정류 회로(32)와, 부하부(34)를 구비하고 있다. 도시된 정류 회로(32)는, 전파(全波)정류 회로와 평활 콘덴서를 가지고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 정류 회로를 이용할 수 있다.
본 실시형태에 의한 부하부(34)는, 구체적으로는, 배터리 본체 및 보호 회로로 이루어진다. 배터리 본체가 가득 충전된 상태에 가까울 때나 보호 회로가 기능하고 있을 때, 부하부(34)의 입력 임피던스는 높다. 한편, 배터리 본체가 빈 것에 가까운 상태이고 보호 회로가 기능하고 있지 않을 때(즉, 충전중)에는, 부하부(34)의 입력 임피던스가 낮다. 이와 같이, 본 실시형태에 의한 부하부(34)의 입력 임피던스는 변화한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 통신 안테나(40)는, 루프 안테나로 이루어진 것이지만, 코일 안테나로 이루어진 것이어도 좋다. 본 실시형태에 의한 통신 안테나(40)는, 전력 전송 안테나(20)에 둘러싸여 있다. 이러한 배치 형태의 경우, 비접촉 전력 전송 장치(10) 전체로서는 공간절약화가 도모될 수 있지만, 전력 전송 안테나(20)와 통신 안테나(40)와의 사이의 결합계수가 크며, 이에 따라, 전력 전송으로부터 통신 회로(60)를 보호할 필요가 높아진다. 본 실시형태와는 반대로 전력 전송 안테나(20)가 통신 안테나(40)에 둘러싸여 있는 경우도 동일한 이유에 의해 전력 전송으로부터 통신 회로(60)를 보호할 필요가 높다. 이러한 경우에, 후술하는 본 실시형태에 따른 제어 회로(70) 및 차단 회로(50)에 의한 통신 회로(60)의 보호가 특히 유효하다.
차단 회로(50)는, 제어 회로(70)의 제어 하에서, 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)와의 사이를 차단하거나 반대로 차단을 해제하거나(즉, 접속하거나) 한다. 차단 회로(50)는, 예컨대, 반도체 스위치 또는 기계적 스위치로 구성된다.
통신 회로(60)는, 통신 안테나(40)를 통해 상대측 장치(도시 생략)와 통신을 행한다. 참고로, 통신시에는, 당연히 차단 회로(50)에 의한 차단은 해제되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 전력 전송의 전력의 주파수와 통신의 반송(搬送)파 주파수는 서로 상이하다. 이와 같이 전력 전송의 전력의 주파수와 통신의 반송파 주파수를 상이하게 하면, 통신 안테나(40)로부터 통신 회로(60)에 이르는 시스템에 밴드 패스 필터(band-pass filter)나 공진(共振) 회로를 부가하여 전력 전송에 수반하는 교류 전력을 보다 확실히 차단할 수도 있다. 단, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 전력 전송의 전력의 주파수와 통신의 반송파 주파수가 서로 동일해도 된다.
제어 회로(70)는, 수전 회로(30)에서 수전한 전력 레벨(즉, 전력 전송 회로에서 전송하는 전력 레벨)에 근거하여 전력 전송시에 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)와의 사이를 차단하도록 차단 회로(50)를 제어한다. 구체적으로는, 본 실시형태에 의한 제어 회로(70)는, 전송되는 전력 레벨이 소정의 문턱값(threshold value)을 초과한 것에 의해 전력 전송이 개시된 것으로 판단하고, 통신 안테나(40)와 통신 회로(60) 사이를 차단하여, 전송되는 전력으로부터 통신 회로(60)를 보호한다. 제어 회로(70)가 전력 전송 시스템에 있어서 전송되고 있는 전력의 레벨에 근거하여 차단 회로(50)를 제어하고 있기 때문에, 특허 문헌 1의 경우와 달리, 통신 회로(60)의 전단(前段)에 불필요한 임피던스를 부가할 필요가 없다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 통신시에 있어서의 신호 레벨의 저하를 피할 수 있다.
자세하게는, 본 실시형태에 의한 제어 회로(70)는, 히스테리시스 제어를 행하는 것이다. 즉, 제어 회로(70)는, 전송되는 전력의 레벨이 제 1 문턱값을 상회(上廻)하였을 때, 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)와의 사이를 차단하도록 차단 회로(50)를 제어한다. 한편, 제어 회로(70)는, 전송되는 전력의 레벨이 제 1 문턱값보다 낮은 제 2 문턱값을 하회(下廻)하였을 때, 차단을 해제하도록 차단 회로(50)를 제어한다.
특히, 본 실시형태에 의한 제어 회로(70)는, 정류 회로(32)의 출력에 근거하여 차단 회로(50)를 제어하고 있다. 구체적으로, 제어 회로(70)는, 정류 회로(32)의 출력(정류된 전력의 전압치)이 제 1 문턱값을 상회하였을 때, 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)와의 사이를 차단하도록 차단 회로(50)를 제어한다. 한편, 제어 회로(70)는, 정류 회로(32)의 출력이 제 2 문턱값을 하회하였을 때, 차단을 해제하도록 차단 회로(50)를 제어하고 있다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 문턱값은 통신 회로(60)의 내전압치(耐電壓値)에 근거하여 결정되어 있으며, 제 2 문턱값은 부하부(34)의 임피던스가 최소일 때 부하부(34)에 공급되는 전압치에 근거하여 결정되어 있다. 이와 같이 설정하면, 전력 전송의 개시(開始)시에는 정류 회로(32)의 출력이 제 1 문턱값을 초과하므로, 통신 회로(60)의 보호가 적절히 개시된다. 또한, 부하부(34)의 배터리에 충전이 개시되어 정류 회로(32)의 출력이 일시적으로 내려간 경우에도 차단 회로(50)에 의한 차단은 계속되어, 통신 회로(60)는 계속적으로 보호된다. 더욱이, 전력 전송이 끝나 통신이 개시될 경우에는, 정류 회로(32)의 출력이 제 2 문턱값도 하회하므로 차단 회로(50)에 의한 차단은 해제되고 통신 회로(60)는 통신 안테나(40)에 접속되어, 통신이 이루어진다. 이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 전력 전송시에 통신 회로(60)를 적절히 보호하는 것이 가능하다.
참고로, 제어 회로(70)에 의한 차단 회로(50)의 제어는, 상술한 것에 한정되지는 않는다. 예컨대, 전송되는 전력 레벨에 따라 전력 전송시에 차단 회로(50)가 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)와의 사이를 차단하고, 이후, 소정 기간이 경과하였을 때 차단 회로(50)가 그 차단을 해제하도록, 차단 회로(50)를 제어 회로(70)가 제어하는 것으로 해도 된다. 그 제어에 있어서, 제어 회로(70)가 소정 시간을 계측해도 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제어 회로(70)는, 전송하는 전력 레벨이 소정의 레벨을 초과하였을 때 전력 전송이 개시되었다고 판단하여 차단 회로(50)가 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)와의 사이를 차단하도록 차단 회로(50)를 제어하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 통신 개시로부터 일정시간이 경과한 후에 전력 전송이 이루어진다는 것을 알고 있는 경우에는, 제어 회로(70)는 전력 레벨에 근거하여 통신 개시를 검지하고 나서 일정시간을 카운트한 후에 차단 회로(50)가 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)와의 사이를 차단하도록 차단 회로(50)를 제어하는 것으로 해도 된다.
(제 2 실시형태)
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10a)는, 상술한 제 1 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10)의 변형예이다. 도 3에 있어서, 도 1의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이며, 그 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상술한 제 1 실시형태에 있어서의 전력 전송 방식은 전자 유도 방식이었지만, 본 실시형태에 의한 전력 전송 방식은 공명장(共鳴場; resonance field)을 이용한 공명 방식이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10a)의 전력 전송 안테나(20a)는, 소정의 주파수로 공명하여 전력을 축적할 수 있는 공명 안테나(22a)와, 공명 안테나(22a)에 축적된 전력을 취출(取出)하기 위한 전력 수수(授受) 안테나(24a)를 구비하고 있다. 전력 수수 안테나(24a)는, 수전 회로(30)에 접속되어 있다. 기타의 구성은, 상술한 제 1 실시형태의 경우와 동일하다.
도시된 공명 안테나(22a)와 전력 수수 안테나(24a)는 물리적으로 별체(別體)로 구성되어 있지만, 공명 안테나(22a)와 전력 수수 안테나(24a)는 서로 일부를 공용(共用)하고 있어도 된다. 또한, 전력 수수 안테나(24a)를 생략하고 공명 안테나(22a)로부터 직접 전력을 수전 회로(30)로 취출하는 것으로 해도 된다. 나아가, 전력 수수 안테나(24a)측에서도 공진시키는 것으로 해도 된다.
(제 3 실시형태)
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10b)는, 상술한 제 1 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10)의 변형예이다. 도 4에 있어서, 도 1의 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이며, 그 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10b)는, 통신 안테나(40)와 차단 회로(50) 사이에 접속되어, 통신 안테나(40)와 통신 회로(60)의 임피던스를 일치시키기 위한 정합 회로(80)를 더 구비하고 있다.
환언하자면, 본 실시형태에 의한 차단 회로(50)는, 정합 회로(80)와 통신 회로(60) 사이에 배치되어 있다. 이러한 배치로 하면, 정합 회로(80)를 통과한 신호는 전압 진폭이 억제되어 있기 때문에, 차단 회로(50)의 내(耐)전압 특성에 여유를 갖게 할 수 있다.
(제 4 실시형태)
도 5에는, 상술한 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치의 적용예가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 본 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10c)는, 휴대 전자기기(100c)와 전력 전송 모듈(200c)을 구비하고 있다. 휴대 전자기기(100c)는 접점(接點)으로 구성된 기기측 접속 단자(110)를 구비하고 있고, 전력 전송 모듈(200c)은 접점으로 구성된 모듈측 접속 단자(210)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10c)에 있어서는, 휴대 전자기기(100c)를 전력 전송 모듈(200c)에 탑재함으로써, 기기측 접속 단자(110)와 모듈측 접속 단자(210)가 서로 접속된다. 참고로, 휴대 전자기기(100c)와 전력 전송 모듈(200c)의 접속 형태는, 이러한 예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기기측 접속 단자(110)와 모듈측 접속 단자(210)를 각각 커넥터로 하고, 이것들을 케이블로 접속하는 것으로 해도 된다.
휴대 전자기기(100c)에는, 상술한 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치의 구성 요소 중, 적어도 부하부(34)가 설치되어 있다. 한편, 전력 전송 모듈(200c)에는, 상술한 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치의 구성 요소 중, 적어도 전력 전송 안테나(비접촉 전력 전송부)(20)와 수전 회로(전력 전송 회로)(30)(특히, 정류 회로(32))가 설치되어 있다. 이에 따라, 비접촉 충전 기능을 갖지 않는 휴대 전자기기(100c)에 대해 비접촉 충전 기능을 부가할 수 있다.
제 1 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10)의 구성 요소를 상술한 제 4 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10c)에 적용한 예에 대해 도 6 및 도 7을 이용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 6에 도시된 비접촉 전력 전송 장치(10d)에 있어서는, 제 1 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10)의 구성 요소 중, 부하부(34)만을 휴대 전자기기(100d)에 설치하고, 다른 구성 요소를 전력 전송 모듈(200d)에 설치하는 것으로 하고 있다. 자세하게는, 휴대 전자기기(100d)에 있어서, 부하부(34)는 기기측 접속 단자(110)에 접속되어 있다. 전력 전송 모듈(200d)은, 전력 전송 안테나(20), 수전 회로(30)(정류 회로(32)), 통신 안테나(40), 차단 회로(50), 통신 회로(60), 제어 회로(70) 및 모듈측 접속 단자(210)를 구비하고 있으며, 수전 회로(30)(정류 회로(32)) 및 통신 회로(60)는 모듈측 접속 단자(210)에 접속되어 있다. 특히, 본 예의 경우, 예컨대 종래의 휴대전화기에 어떠한 변경을 가하는 일 없이, 그 휴대전화기에 대해 비접촉 충전 기능을 부가할 수 있다.
도 7에 도시된 비접촉 전력 전송 장치(10e)에 있어서는, 제 1 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10)의 구성 요소 중, 전력 전송 안테나(20) 및 수전 회로(30)(정류 회로(32))만을 전력 전송 모듈(200e)에 설치하고, 다른 구성 요소를 휴대 전자기기(100e)에 설치하는 것으로 하고 있다. 자세하게는, 전력 전송 모듈(200e)에 있어서 수전 회로(30)(정류 회로(32))는 모듈측 접속 단자(210)에 접속되어 있다. 휴대 전자기기(100e)는, 부하부(34), 통신 안테나(40), 차단 회로(50), 통신 회로(60) 및 제어 회로(70)를 구비하고 있으며, 부하부(34) 및 제어 회로(70)는 기기측 접속 단자(110)에 접속되어 있다. 특히, 본 예의 경우, 전력 전송 안테나(20)보다 통신 안테나(40)쪽이 상대측 장치로부터 떨어져 배치되게 되므로, 통신 회로(60)를 보다 확실히 보호할 수 있게 된다.
도 6 및 도 7에 나타낸 예(例) 이외의 변형도 가능하다. 예컨대, 도 6에 도시된 비접촉 전력 전송 장치(10d)에 있어서, 통신 회로(60)만을 휴대 전자기기(100d)측으로 이동시키고, 통신 회로(60)와 기기측 접속 단자(110)를 접속하는 동시에, 차단 회로(50)를 모듈측 접속 단자(210)에 접속하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 수전 회로(30)와 부하부(34)를 연결하는 선과, 차단 회로(50)와 통신 회로(60)를 연결하는 선은, 서로 독립되어 있는 것으로 한다. 또한, 도 7에 도시된 비접촉 전력 전송 장치(10e)에 있어서, 제어 회로(70)만을 전력 전송 모듈(200e)측으로 이동시키고, 수전 회로(30)와 제어 회로(70)를 접속하고 또한 제어 회로(70)를 모듈측 접속 단자(210)에 접속하는 동시에, 차단 회로(50)를 기기측 접속 단자(110)에 접속하는 것으로 해도 된다.
참고로, 제 4 실시형태는, 제 1 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10)를 베이스로 한 것이었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 제 2 실시형태 및 제 3 실시형태에 의한 비접촉 전력 전송 장치(10a, 10b)를 상술한 제 4 실시형태와 같이 휴대 전자기기와 전력 전송 모듈로 나누어 조립하는 것으로 해도 된다.
이상, 본 발명에 대해 복수의 실시형태를 들어 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 응용·변형이 가능하다.
예컨대, 상술한 실시형태에 의한 부하부(34)는, 배터리 본체 및 보호 회로로 이루어진 것이었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 부하의 경우에도 본 발명은 적용이 가능하다.
또한, 상술한 실시형태에 있어서의 전력 전송 방식은, 전자 유도 방식이나 공명 방식이었으나, 전계 결합 방식 또는 용량 결합 방식이어도 된다. 이 경우, 상술한 비접촉 전력 전송부(20)나 비접촉 통신부(40)는 전극이 된다.
또한, 상술한 실시형태에 있어서, 수전 장치가 비접촉 전력 전송 장치이고 송전 장치가 상대측 장치였으나, 본 발명은, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 송전 장치측에 있어서도, 전력 전송시의 커다란 전력으로부터 통신 회로를 보호할 필요가 있기 때문에, 수전 장치측의 특유의 구성이나 기능이 아닌 경우에는, 통신 회로의 보호에 관한 구성을 송전 장치측에 있어서도 채용할 수 있다. 이 경우, 수전 장치에 있어서의 수전 회로에 대응하는 것은 송전 장치에 있어서의 송전 회로가 된다. 따라서, 제어 회로는 송전 회로에 의해 전송하는 전력 레벨에 근거하여 차단 회로를 제어하게 된다.
본 발명은 2013년 3월 28일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허 출원 제 2013-067804호에 근거하고 있으며, 그 내용은 참조에 의해 본 명세서의 일부를 이룬다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시형태의 변형이 가능하며, 그러한 실시형태는 본 발명의 범위에 속한다는 것은, 당업자에게 있어서 명확할 것이다.
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e : 비접촉 전력 전송 장치
20, 20a : 전력 전송 안테나(비접촉 전력 전송부)
22a : 공명 안테나
24a : 전력 수수 안테나
30 : 수전 회로(전력 전송 회로)
32 : 정류 회로
34 : 부하부
40 : 통신 안테나(비접촉 통신부)
50 : 차단 회로
60 : 통신 회로
70 : 제어 회로
80 : 정합 회로
100c, 100d, 100e : 휴대 전자기기
110 : 기기측 접속 단자
200c, 200d, 200e : 전력 전송 모듈
210 : 모듈측 접속 단자

Claims (15)

  1. 비(非)접촉 전력 전송부와,
    상기 비접촉 전력 전송부에 접속되어 상기 비접촉 전력 전송부를 통해 상대측 장치와 비접촉식으로 전력 전송을 행하는 전력 전송 회로와,
    비접촉 통신부와,
    상기 비접촉 통신부에 접속된 차단 회로와,
    상기 차단 회로를 통해 상기 비접촉 통신부에 접속되어, 상기 비접촉 통신부를 통해 상기 상대측 장치와 통신을 행하는 통신 회로와,
    상기 전력 전송 회로 및 상기 차단 회로에 접속되어, 상기 전력 전송 회로에서 전송하는 전력 레벨에 근거하여 상기 전력 전송시에 상기 비접촉 통신부와 상기 통신 회로 사이를 차단하도록 상기 차단 회로를 제어하는 제어 회로를 구비하는 비접촉 전력 전송 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전력 전송 회로는, 상기 상대측 장치로부터 전송되어 온 전력을 상기 비접촉 전력 전송부를 통해 수전(受電)하는 수전 회로인 비접촉 전력 전송 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전력 전송 회로는, 상기 비접촉 전력 전송부를 통해 수전한 전력을 정류(整流)하는 정류 회로와, 상기 정류 회로로부터 정류된 전력을 받는 부하부를 가지고 있으며,
    상기 제어 회로는, 상기 정류된 전력의 전력 레벨에 근거하여 상기 차단 회로를 제어하는 비접촉 전력 전송 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 정류된 전력의 전압치가 제 1 문턱값(threshold value)을 상회(上廻)하였을 때, 상기 비접촉 통신부와 상기 통신 회로 사이를 차단하도록 상기 차단 회로를 제어하고, 상기 정류된 전력의 전압치가 상기 제 1 문턱값보다 낮은 제 2 문턱값을 하회(下廻)하였을 때, 상기 차단을 해제하도록 상기 차단 회로를 제어하는 비접촉 전력 전송 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 부하부는, 임피던스가 변화하는 것이며,
    상기 제 1 문턱값은, 상기 통신 회로의 내전압치(耐電壓値)에 근거하여 결정되며,
    상기 제 2 문턱값은, 상기 부하부의 상기 임피던스가 최소일 때 상기 부하부에 공급되는 전압치에 근거하여 결정되는 비접촉 전력 전송 장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    휴대 전자기기와 전력 전송 모듈을 구비하고 있으며,
    상기 휴대 전자기기는, 기기측 접속 단자를 적어도 구비하고 있으며,
    적어도 상기 부하부는, 상기 휴대 전자기기 내에 설치되어 있으며,
    상기 전력 전송 모듈은, 모듈측 접속 단자를 적어도 구비하고 있으며,
    적어도 상기 비접촉 전력 전송부와 상기 전력 전송 회로는, 상기 전력 전송 모듈 내에 설치되어 있으며,
    상기 부하부와 상기 전력 전송 회로는, 상기 기기측 접속 단자 및 상기 모듈측 접속 단자를 통해 서로 접속되어 있는 비접촉 전력 전송 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 전력 레벨이 제 1 문턱값을 상회하였을 때, 상기 비접촉 통신부와 상기 통신 회로 사이를 차단하도록 상기 차단 회로를 제어하고, 상기 전력 레벨이 상기 제 1 문턱값보다 낮은 제 2 문턱값을 하회하였을 때, 상기 차단을 해제하도록 상기 차단 회로를 제어하는 비접촉 전력 전송 장치.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 비접촉 통신부와 상기 통신 회로 사이를 차단하도록 상기 차단 회로를 제어하고 나서 소정 기간이 경과한 후에 상기 차단을 해제하는 비접촉 전력 전송 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉 통신부와 상기 차단 회로 사이에 접속되어, 임피던스 정합(整合)을 행하는 정합 회로를 더 구비하는 비접촉 전력 전송 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉 전력 전송부는, 루프 안테나 또는 코일 안테나로 이루어진 전력 전송 안테나를 가지고 있으며,
    상기 비접촉 통신부는, 루프 안테나 또는 코일 안테나로 이루어진 통신 안테나를 가지고 있는 비접촉 전력 전송 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전력 전송 안테나 및 상기 통신 안테나의 일방(一方)은 타방(他方)을 둘러싸도록 설치되어 있는 비접촉 전력 전송 장치.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 전력 전송 안테나는, 공명장(共鳴場; resonance field)을 통해 상기 상대측 장치와 전력 전송을 행하는 공명 안테나를 가지고 있는 비접촉 전력 전송 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 전력 전송 안테나는, 상기 공명 안테나와 상기 전력 전송 회로 간의 전력 수수(授受)에 이용되는 전력 수수 안테나를 더 구비하고 있는 비접촉 전력 전송 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 공명 안테나와 상기 전력 수수 안테나는 서로 일부를 공용(共用)하고 있는 비접촉 전력 전송 장치.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 전송의 전력의 주파수와 상기 통신의 반송파 주파수는 서로 상이한 비접촉 전력 전송 장치.
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