TWI425735B - 送電控制裝置、送電裝置、無接點電力傳送系統及電子機器 - Google Patents
送電控制裝置、送電裝置、無接點電力傳送系統及電子機器 Download PDFInfo
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Description
本發明係關於一種送電控制裝置、送電裝置、無接點電力傳送系統及電子機器等。
近年來,利用電磁感應,且即便無金屬部分之接點亦可進行電力傳送之無接點電力傳送(非接觸電力傳送)備受矚目,作為該無接點電力傳送之應用例,已提出有行動電話終端或家用機器(例如電話機終端之子機或鐘錶)之充電等。
使用有一次線圈與二次線圈之無接點電力傳送裝置例如已揭示於專利文獻1中。
[專利文獻1]日本專利特開2006-60909號公報
於無接點電力傳送裝置中,例如為了實現電子機器之電池(battery)之長壽命化,嚴格地要求低消耗電力性。因此,重要的是儘可能地抑制自送電側機器(送電側機器)向受電側機器(受電側機器)之無用之電力傳送。
又,於無接點電力傳送裝置中,最重要的是要求高安全性及可靠性。例如,若錯誤地對規格外之受電側機器進行電力傳送,則有導致機器損壞之情形。
又,即便於對符合規格之受電側機器進行電力傳送之情形時,若送電環境不合適,則亦必需停止送電。例如,當於存在金屬異物之環境下進行送電時,有產生異常發熱之危險性,於此情形時必需停止送電。然而,金屬異物之大小既有小、中程度者,亦有較大者(例如為較薄之板狀且完全阻斷送電側機器與受電側機器者),較理想的是對於任何異物均能夠採取安全對策。
又,無接點電力傳送裝置係具有提高用戶之日常生活之便利性之目的,因此必需為便於使用之裝置。又,對於無接點電力傳送裝置而言,重要的是削減零件個數,從而實現小型化及低成本化。
又,為了滿足利用無接點電力傳送系統之顧客之需求,重要的是提供一種富有便利性以及靈活性之系統亦。顧客之需求多種多樣。
例如,有顧客期望能夠藉由親自接通/斷開動作開關而主動地對系統之動作/不動作進行控制之系統(即具有開關模式之系統),另一方面,亦有顧客因開關操作麻煩而期望全自動地進行動作之系統(即具有自動模式之系統)。又,例如亦可有如下情形,即,期望對應於設置系統之環境而適當地區分使用開關模式與自動模式。為了廣泛地普及無接點電力傳送系統,重要的是細緻入微地應對顧客之上述多樣需求。
根據本發明之若干實施形態,例如可提供一種無接點電力傳送技術,其可根據顧客之需求而適當地切換開關模式與自動模式,用戶之便利性高,且能夠抑制消耗電力。又,例如可提供一種實施有完備之安全對策之可靠性高之無接點電力傳送技術。
(1)本發明之送電控制裝置之一態樣係無接點電力傳送系統中之設置於送電裝置者,該無接點電力傳送系統將電力經由經電磁耦合之一次線圈及二次線圈,自送電裝置無接點地傳送至受電裝置,其包括:動作模式切換端子,其用以輸入對自動模式與開關模式進行切換之動作模式切換控制信號,於上述自動模式,當自動地檢測出具有上述受電裝置之受電側機器已設置於可接收利用無接點電力傳送所傳送之電力之場所後,開始用以將電力供給至上述受電側機器之負載之正常送電,於上述開關模式,於動作觸發開關接通之後開始上述正常送電;動作觸發端子,其用以輸入由上述動作觸發開關之操作所產生之動作觸發信號;以及送電側控制電路,其控制向上述受電裝置之送電,並且根據上述動作模式切換控制信號來切換上述送電裝置之動作模式。
於本態樣之送電控制裝置中,可藉由將動作模式切換信號提供至送電側控制電路,而對開關模式(以動作觸發開關之接通為契機而開始特定動作之模式)與自動模式(自動地檢測送電側機器之設置後開始特定動作之模式)進行切換。於開關模式之情形時,用戶將受電側機器設置於特定位置之後,可於適當之時序接通動作觸發開關而開始送電。又,亦可藉由再次操作動作觸發開關,將動作觸發信號再次輸入至送電側控制電路中而強制性地停止送電。亦即,藉由開關模式,用戶可隨心所欲地利用無接點電力傳送系統。又,由於在動作觸發開關接通之前,送電裝置完全不進行送電,因此不會產生無用之電力消耗。另一方面,於自動模式,由送電控制裝置自動地檢測受電側機器之設置後開始送電,因此用戶無需進行開關操作,無接點電力傳送系統之便利性及可用性提高。由於可進行動作模式之切換,故而實現一種能夠符合多樣之需求之無接點電力傳送系統。
(2)於本發明之送電側控制電路之其他態樣中,上述送電側控制電路於根據上述動作模式切換控制信號而選擇自動模式之情形時,使上述送電裝置執行間歇性假送電,並藉由對來自接收上述假送電之上述受電裝置之回應進行檢測,而檢測上述受電側機器之上述設置,於檢測出上述設置之情形時,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之連續性正常送電,於未檢測出上述設置之情形時,使上述送電裝置繼續執行上述間歇性假送電之狀態;且於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述開關模式之情形時,對上述送電裝置進行控制,使得每當將上述動作觸發信號輸入至上述動作觸發端子時,重複地對上述受電裝置開始及停止送電。
於本態樣中,若選擇自動模式,則送電側控制電路使送電裝置執行間歇性假送電,藉由檢測來自受電裝置之回應而自動地檢測受電側機器之設置。繼續進行間歇性假送電之狀態,直至檢測出受電側機器之設置為止。又,於選擇開關模式之情形時,用戶若接通動作觸發開關,則開始對受電裝置進行送電(假送電),又,若用戶再次操動作觸發開關,則強制性地停止送電(包含假送電及正常送電該兩者)。每當接通動作觸發開關,以下反覆進行相同之動作。
(3)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,無論選擇上述自動模式及上述開關模式中之何者,上述送電側控制電路均於上述正常送電之前執行ID認證處理,判定上述受電側機器是否具有相對於上述無接點電力傳送系統之相容性,於上述ID認證成功之後,使上述送電裝置執行上述正常送電。
於正常送電之前,執行基於自受電裝置發送來之ID認證資訊(例如表示製造業者之編號、機器ID編號、電力額定資訊等)之ID認證處理,藉此可靠地防止相對於不合適之對象之正常送電,可靠性、安全性顯著地提高。
(4)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述自動模式之情形時,上述送電側控制電路使上述送電裝置執行間歇性假送電,並根據自上述假送電之開始時點起於特定時間內能否接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置之ID認證資訊,檢測具有上述受電裝置之受電側機器之設置;當檢測岀上述受電側機器之設置時,以上述ID認證成功為條件,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之正常送電;當自上述假送電之開始時點起於特定時間內未能接收到來自上述受電裝置之ID認證資訊時、以及上述ID認證失敗時,使上述送電裝置繼續執行上述間歇性假送電之狀態。
於自動模式時,送電側控制電路執行間歇地假送電,並根據自上述假送電之開始時序起於特定時間內能否接收到來自受電裝置之ID認證資訊,而檢測受電側機器之設置。亦即,若已設置有受電側機器,則當執行假送電時,於特定時間內應有ID認證資訊之回應。因此,藉由於特定時間內是否返回有ID認證資訊,可檢測受電側機器之設置。此處,所謂自動模式時之假送電,係指向受電裝置之正常送電(向負載供電這一按照原來目的之送電)之前所進行的送電,例如為間歇性送電。
(5)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,上述送電側控制電路若於上述正常送電之期間中檢測到來自上述受電裝置之電量充滿通知,則使上述送電裝置停止上述正常送電;並且執行用以於電量充滿後檢測移除之送電、以及用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電;當根據自接收上述用以於電量充滿後檢測移除之送電之上述受電裝置發送來的信號,檢測岀上述移除時,使上述送電裝置恢復至執行上述間歇性假送電之狀態;當根據自接收上述用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電之上述受電裝置發送來的信號,判定為必需再充電時,使上述送電裝置再次開始上述正常送電。
於本態樣中,在自動模式時,於受電側機器之負載之電量充滿後,進而監視負載狀態並亦自動地進行再充電之管理。亦即,當電量充滿後仍設置著受電側機器時,若經過一段時間,則負載(電池)會放電而需要再充電。因此,送電裝置於檢測出電量充滿之後,執行代替正常送電之送電(可為間歇性送電,亦可為頻率不同之弱位準之連續送電),且亦自動地判定負載是否需要再充電,若需要再充電則再次開始送電。藉此,自動地執行負載之再充電。因此,即便於電量充滿之後長時間地放置受電側機器時,於用戶使用受電側機器之時點,電池亦經常為電量充滿之狀態。因此不會發生如下問題,即,好不容易充了電,卻因其後之放電,結果成為不充分之充電狀態,從而不會辜負用戶之期待。然而,當於電量充滿之後移除受電側機器時,無需進行再充電之管理。因此,亦可一併執行用以於電量充滿後檢測移除之送電(可為間歇性送電,亦可為上述頻率不同之弱位準之連續送電)。若無來自接收移除檢測用之間歇送電之受電側機器之回應,則可判定為已移除受電側機器。若檢測出移除,則送電側控制電路使送電裝置恢復至初始狀態。再者,上述「電量充滿」之意思,例如可廣義地解釋為「受電裝置側之負載狀態為特定之狀態」。因此,負載並不限定於電池。例如,亦可有受電側機器之特定之電路成為負載之情形。亦即,例如,「特定之電路接收來自送電裝置之送電而動作之後,該特定之電路成為無需動作之狀態」相當於負載之電量已充滿之情形,此種情形亦包含於本態樣之技術範圍。
(6)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述開關模式之情形時,上述送電側控制電路以設置於送電側機器之上述動作觸發開關之接通為契機,為了能夠進行ID認證處理而使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之假送電;若於自上述假送電之開始時點起在特定時間內,接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置之ID認證資訊,則根據上述ID認證資訊來執行上述ID認證處理,上述ID認證成功之後,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之上述正常送電,於自上述假送電之開始時點起在特定時間內,未能夠接收到來自上述受電裝置之上述ID認證資訊之情形,以及上述ID認證失敗之情形時,對上述送電裝置進行控制,以使上述送電裝置停止上述假送電,並恢復至等待上述動作觸發開關之接通之初始狀態。
於開關模式時,以設置於送電側機器之動作觸發開關之接通(藉由開關而產生觸發)為契機,開始自送電側向受電側之假送電。此處,「開關接通模式時之假送電」係表示可用以進行ID認證之正常送電前之送電(例如連續送電)。作為動作觸發開關之利用形態,例如有用戶於設置受電側機器之後接通動作觸發開關之情形、與接通動作觸發開關之後設置受電側機器之情形。由於任一情形時,均係以由用戶接通動作觸發開關(亦即,由用戶表示充電開始之明確之意思)為送電(包含假送電)之條件,因此不會於用戶不知情之狀況下突然地開始送電,用戶之安心感提高。又,若設置受電側機器,則亦可有動作觸發開關因該受電側機器之自重而接通之情形。於此情形時,可省略用戶接通開關之操作。藉由該構成,於接通動作觸發開關之前完全不進行送電亦可(亦即,無需進行用以檢測受電側機器之設置之間歇性假送電)。由於不進行無用之電力傳送,故而可實現消耗電力之削減與安全性之提高。
(7)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,上述送電側控制電路若於上述正常送電開始之後,接收到來自上述受電裝置之電量充滿通知,則對上述送電裝置進行控制,以使上述送電裝置停止上述正常送電,並恢復至等待上述動作觸發開關之接通之初始狀態。
藉由來自受電側機器之電量充滿通知(廣義而言為送電停止要求)而停止正常送電,因此不會產生不必要之電力傳送,而且亦無需擔心發熱。因此,實現安全性之進一步提高,且亦達成進一步之低消耗電力化。
(8)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,上述送電側控制電路根據上述一次線圈之感應電壓信號之波形之變化來判定有無異物,當於上述正常送電中檢測岀異物時,使上述送電裝置停止上述正常送電。
(9)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,上述送電側控制電路對誤接狀態進行檢測,該誤接狀態係指將載置於上述一次線圈與上述二次線圈之間之異物誤認為上述受電側機器而繼續上述正常送電之狀態,若於上述正常送電中檢測出誤接狀態,則使上述送電裝置停止上述正常送電。
於正常送電期間中,執行所謂之「誤接狀態」之檢測,以實現無接點電力傳送系統之安全性、可靠性之進一步提高。「誤接狀態」係異物插入之特殊形態與定位者,且係「將異物誤認為上述受電側機器而繼續正常送電之狀態」。例如,當以完全阻斷一次線圈與二次線圈間之方式插入薄金屬板時,若自送電側觀察,則經常存在相當程度之負載,從而難以進行例如移除檢測。亦即,即便於移除受電側機器之後,自送電側觀察,亦可檢測出相當於受電側機器之負載,因此無法進行移除檢測,於此情形時無法停止正常送電。於此情形時,金屬板達到高溫,有產生異常發熱或起火、機器損壞、火傷等之虞。因此,除設置「異物檢測」、「移除檢測」之外,設置「誤接檢測」功能,於檢測出誤接狀態之情形時,迅速地停止正常送電。藉此,可進一步提高無接點電力傳送系統之安全性、可靠性。
(10)於本發明之送電控制裝置之其他態樣中,上述送電側控制電路檢測由上述送電裝置觀之上述受電裝置側之負載之間歇性變化,藉由於上述正常送電中有無檢測岀上述負載之間歇性變化而檢測上述誤接狀態。
若成為「誤接狀態」,則異物會阻止自受電側向送電側之信號傳遞,該信號無法到達送電側。利用該原理,自受電側向送電側發送某種信號,藉由於送電側能否檢測出該信號而檢測誤接狀態。例如,受電裝置藉由負載調變將信號(物理信號)經由二次線圈及一次線圈而發送至送電側,藉由送電側能否檢測出該信號(物理信號)而判定誤接狀態。然而,並不限定於該方法。例如,亦可於受電側設置發光機構,於送電側設置受光機構,藉由於送電側能否檢測出來自受電側之光(包含紅外光等)而檢測「誤接狀態」。亦可檢測外光(周圍之光)是否未受到異物阻擋而到達送電裝置。除電信號或光以外,亦可藉由能否於送電側以特定位準檢測出來自受電側之聲音而進行誤接檢測。
(11)本發明之送電控制裝置之其他態樣係設置於對受電裝置傳送電力之送電裝置者,其包括輸入有第1信號之第1端子;輸入有第2信號之第2端子;以及控制上述送電裝置之送電控制電路;且上述送電控制電路根據上述第1信號,使上述送電裝置以第1動作模式或第2動作模式而動作;於上述第1動作模式中,上述送電裝置於自動地檢測出上述受電裝置已存在於能夠受電之場所之後,進行用以將電力供給至與上述受電裝置電性連接之負載之送電;於上述第2動作模式中,於上述第2信號輸入至上述第2端子之後進行上述送電。
本態樣之送電控制裝置中設置有用於輸入第1信號之第1端子、與用於輸入第2信號之第2端子。又,作為動作模式,準備第1動作模式及第2動作模式。藉由輸入至第1端子之第1信號而決定選擇第1動作模式或者選擇第2動作模式。由於可進行動作模式之切換,因此實現一種能夠符合多樣之需求且便於使用之電力傳送系統。
又,於第1動作模式中,送電裝置於自動地檢測出受電裝置已存在於能夠受電之場所之後,進行用以將電力供給至與受電裝置電性連接之負載的送電。於第2模式中,送電裝置於第2信號輸入至第2端子之後進行送電。
根據第1動作模式,檢測出受電裝置已設置於能夠受電之位置之後自動地開始電力傳送,因此電力傳送系統之便利性及可用性提高。又,根據第2動作模式,控制向第2端子之第2信號之輸入時序,藉此可自由地控制送電時序。
又,由於在第2信號輸入至第2端子之前,完全不進行藉由送電裝置之送電,因此不會產生無用之電力消耗。
(12)本發明之送電裝置包括上述送電控制裝置、以及產生交流電壓並供給至一次線圈之送電部。
藉此,實現一種能夠適當地切換自動模式與開關模式之新穎的送電裝置。
(13)本發明之電子機器之一態樣包括上述送電裝置、用以產生上述動作模式切換控制信號之動作模式切換開關、以及上述動作觸發開關。
例如,於作為送電側機器之充電器(充電座)中設置動作模式切換開關、動作觸發開關及上述送電裝置,藉此用戶能夠適當地切換自動模式與開關模式。
(14)於本發明之電子機器之其他態樣中,上述動作模式切換開關設置於用戶能夠操作上述動作模式切換開關之場所。
藉此,用戶可直接地操作動模式切換開關,以自由地選擇開關模式與自動模式中之任一者。因此,無接點電力傳送系統之便利性提高。
(15)於本發明之電子機器之其他態樣中,上述動作模式切換開關設置於用戶無法進行操作之場所。
於本態樣中,用戶無法直接地操作動作模式切換開關。於本態樣中,例如當送電側機器出廠時,廠商決定是否選擇自動模式。本態樣例如適合於非特定多數之用戶利用無接點電力傳送系統之情形。亦即,當無接點電力傳送系統供非特定多數之用戶使用時,若使每個用戶選擇自動模式1開關模式,則反而會有可能導致引起混亂之結果。因此,例如製品出廠時,若由廠商決定自動模式或開關模式,則無混亂且易於獲得系統相關之理解。
(16)本發明之電子機器之其他態樣具有複數個上述動作模式切換開關。
藉由使自動模式之種類豐富化,能夠應對用戶之更多樣之需求。例如,於第1自動模式中,全自動地進行受電側機器設置之自動檢測、假送電、ID認證、正常送電、移除或異物之檢測、電量充滿之檢測、正常送電之停止的一連串之動作。於第2自動模式中,亦可進而自動地進行電量充滿後之再充電管理。
(17)本發明之無接點電力傳送系統之一態樣係將電力經由經電磁耦合之一次線圈及二次線圈,自送電裝置無接點地傳送至受電裝置者;上述送電裝置包括根據一次線圈之感應電壓而控制向上述受電裝置之送電之送電側控制電路,上述送電控制裝置包含:動作模式切換端子,其輸入有用以切換自動模式與開關模式之動作模式切換控制信號,於上述自動模式,自動地檢測具有上述受電裝置之受電側機器之設置,並經過ID認證處理而開始正常送電,於上述開關模式,以動作觸發開關之接通為契機而開始送電,並經過ID認證處理而開始正常送電;動作觸發端子,其輸入有由上述動作觸發開關之操作所產生之動作觸發信號;及送電側控制電路,其控制向上述受電裝置之送電,並且接收上述動作模式切換控制信號,以切換上述送電裝置之動作模式;上述受電裝置包括控制對於負載之電力供給之供電控制部,與具有控制上述受電裝置之受電側控制電路之受電控制裝置;上述送電裝置之上述送電側控制電路於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述自動模式之情形時,執行間歇性假送電,並根據自上述假送電之開始時點起,於特定時間內能否接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置的ID認證資訊,檢測具有上述受電裝置之受電側機器之設置;若檢測到上述受電側機器之設置,則以上述ID認證處理成功為條件,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之上述正常送電;於自上述假送電之開始時點起,於特定時間內未能接收到來自上述受電裝置之ID認證資訊之情形,以及上述ID認證失敗之情形時,使上述送電裝置恢復至執行上述間歇性假送電之狀態;於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述開關模式之情形時,以設置於送電側機器中之開關之接通為契機,為了能夠進行上述ID認證處理而使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之假送電;若於自上述假送電之開始時點起,於特定時間內接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置之ID認證資訊,則根據上述ID認證資訊來執行上述ID認證處理,上述ID認證成功之後,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之上述正常送電,於自上述假送電之開始時點起,於特定時間內未能夠接收到來自上述受電裝置之上述ID認證資訊之情形,以及上述ID認證失敗之情形時,對上述送電裝置進行控制,以使上述送電裝置停止上述假送電,並恢復至等待上述開關之接通之初始狀態。
藉此,可提供如下之無接點電力傳送技術,其能夠根據顧客之需求而適當地切換開關模式與自動模式,用戶之便利性高,且能夠抑制消耗電力。又,藉由ID認證或異物對策,可提供一種實施有完備之安全對策之可靠性高之無接點電力傳送技術。
(18)於本發明之無接點電力傳送系統之其他態樣中,當根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述自動模式時,上述送電側控制電路若於上述正常送電之期間中檢測到來自上述受電裝置之電量充滿通知,則使上述送電裝置停止上述正常送電;並且執行用以於電量充滿後檢測移除之送電、以及用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電;當根據自接收上述用以於電量充滿後檢測移除之送電之上述受電裝置發送來的信號,檢測岀上述移除時,使上述送電裝置恢復至執行上述間歇性假送電之狀態;當根據自接收上述用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電之上述受電裝置發送來的信號,判定為必需再充電時,使上述送電裝置再次開始上述正常送電。
藉此,實現一種當選擇自動模式時,亦能夠全自動地進行電量充滿後之電池管理且便利性更高之無接點電力傳送系統。
如此,於本發明之至少一個實施形態中,例如可提供一種用戶之便利性高且可抑制消耗電力之無接點電力傳送技術。又,於本發明之至少一個實施形態中,可提供一種實施有完備之安全對策之可靠性高之無接點電力傳送技術。
以下,參照圖式,就本發明之較佳實施形態加以說明。再者,以下所說明之實施形態並非不恰當地限定申請專利範圍中所揭示之本發明之內容,本實施形態中所說明之所有構成不一定必需作為本發明之解決手段。
(第一實施形態)
圖1(A)~圖1(C)係表示能夠切換開關模式與自動模式之無接點電力傳送系統之構成例之概要的圖。圖1(A)之無接點電力傳送系統具有:送電側機器(例如充電器(充電座))500;以及載置於送電側機器500上,且藉由無接點電力傳送對二次電池(電池)進行充電之受電側機器(例如行動電話終端)510。送電側機器500中內置有送電裝置10。又,受電側機器510中內置受電裝置40。亦可使用配接器等自外側將受電裝置40安裝於受電側機器510上。
圖1(A)之無接點電力傳送系統可切換開關模式與自動模式。於受電側機器510之主表面之端部設置有動作觸發開關SW1,於側面設置有自動模式開關SW2。自動模式開關SW2係作為用以切換送電裝置10之動作模式之動作模式切換開關而發揮功能。作為開關SW1、SW2,例如可使用機械式之瞬時開關。然而,並不限定於此,可使用繼電器開關(relay switch)或電磁式開關等各種開關。
「開關模式」係可供用戶對動作觸發開關SW1進行操作,藉此自由地決定送電之開始/送電之停止之時序的模式。於開關模式之情形時,若檢測出電量充滿,則自動地停止藉由送電裝置10之正常送電,並恢復至初始狀態(等待動作觸發開關SW1之接通之狀態)。又,於正常送電中,若用戶按下動作觸發開關SW1,則強制性地中止藉由送電裝置10之正常送電,並恢復至初始狀態(等待動作觸發開關SW1之接通之狀態)。
另一方面,「自動模式」係一種全自動模式,若用戶將受電側機器510載置於送電側機器500上,則送電裝置10會自動地檢測受電側機器510之設置,自動地進行例如假送電、ID認證、正常送電、移除或異物之檢測、電量充滿之檢測、正常送電之停止等的一連串之動作。又,亦可於檢測出電量充滿並停止正常送電之後,進而自動地執行是否需要再充電之判定、再充電之開始以及電量充滿後之移除檢測。
於圖1(A)之無接點電力傳送系統中,用戶可自由地選擇開關模式及自動模式中之任一者。自動模式開關SW2係作為切換自動模式之接通/斷開之動作模式切換開關而發揮功能。若藉由自動模式開關SW2而選擇自動模式,則送電控制裝置(送電控制IC(Integrated Circuit,積體電路))20會成為自動模式。於未選擇自動模式之情形時,使開關模式變得有效。當選擇自動模式時,動作觸發開關SW1失效,即便按下動作觸發開關SW1,送電裝置10之動作亦不會受到影響。
另一方面,當未選擇自動模式時(自動模式已解除時),自動地選擇開關模式。於選擇開關模式之情形時,動作觸發開關SW1變得有效,用戶每按1次動作觸發開關SW1,送電裝置10會反覆進行送電之開始或送電之結束。
於自動模式下,用戶不僅無需將受電側機器510設置於送電側機器500上,而且完全無需進行開關操作等,故用戶無負擔,且系統之便利性、可用性提高。
另一方面,於開關模式下,由於用戶可自主地決定送電開始1送電停止之時序,因此用戶可隨心所欲地利用系統,藉由該點而實現一種便利性高之系統。又,於開關模式之情形時,完全不進行送電直至用戶接通動作觸發開關SW1為止。又,若檢測出電量充滿,則停止正常送電並恢復至初始狀態,因此完全不進行送電直至再次按下動作觸發開關SW1為止。因此,不會有無用之電力消耗,從而能夠實現省電力化。
於圖1(B)之無接點電力傳送系統中,自動模式開關SW2內置於送電側機器500中。亦即,於圖1(B)之系統中,例如當電側機器500出廠時,由廠商決定是否選擇自動模式。若選擇自動模式,則廠商之作業員對自動模式開關SW2進行操作來激活自動模式。於實際使用之場景時,用戶無法對自動模式之選擇1不選擇進行切換。圖1(B)之系統例如適合於非特定多數之用戶利用系統之情形。亦即,當系統供非特定多數之用戶使用時,若使各個用戶選擇自動模式1開關模式,則反而有可能會導致引起混亂之結果。因此,例如於製品出廠時,若由廠商決定自動模式或開關模式,則無混亂且易於獲得與系統相關之理解。
圖1(C)之無接點電力傳送系統係圖1(A)之系統之變形例。圖1(C)之系統中準備有兩個自動模式開關。亦即,於送電側機器500之兩側面上分別設置有第1自動模式開關SW2a及第2自動模式開關SW2b。亦即,圖1(C)之系統可選擇自動模式之種類。
藉由第1自動模式開關SW2a所選擇之自動模式係全自動地進行例如受電側機器510之設置之自動檢測,假送電、ID認證,正常送電,移除或異物之檢測,電量充滿之檢測,正常送電之停止的一連串動作之模式。藉由第2自動模式開關SW2b所選擇之自動模式係進而亦自動地進行電量充滿後之再充電管理之模式。例如,若藉由第2自動模式開關SW2b而選擇第2自動模式,則送電裝置10會自動地執行包括受電側機器510之設置之自動檢測、假送電、ID認證、正常送電、移除或異物之檢測、電量充滿之檢測、正常送電之停止、電量充滿後是否需要再充電之判定、再充電之開始以及電量充滿後之移除檢測的一連串動作。
打算於電量充滿後立即使用受電側機器510之用戶於利用自動模式時,將第1自動模式開關SW2a接通。打算將受電側機器510長時間地放置之用戶將第2自動模式開關SW2b接通。如此,可對應於用戶之利用形態而區分地使用自動模式之種類。再者,自動模式之種類並不限定於上述之例。亦可設置三種以上之自動模式,並相應地增加自動模式開關之數量。又,亦可設置僅進行電量充滿後之再充電監視之自動模式。亦即,亦可使對應於第2自動模式開關SW2b之自動模式為專門進行電量充滿後之再充電管理的自動模式。例如,打算長期間地放置移動終端之用戶將移動終端設置於送電側機器500上,並將第2自動模式開關SW2b接通。若移動終端之電池放電後需要再充電,則會自動地對移動終端進行再充電,因此能夠使移動終端之電池經常保持於電量充滿之狀態。
其次,就使用本發明之較佳之電子機器之例、以及無接點電力傳送技術之原理加以說明。
(電子機器之例與無接點電力傳送之原理)
圖2(A)~圖2(C)係用以說明使用無接點電力傳送方法之電子機器之例、以及使用有感應變壓器之無接點電力傳送之原理之圖。
如圖2(A)、圖2(B)所示,作為送電側電子機器之充電器(充電座)500具有送電裝置(包含送電側控制電路(送電側控制IC)之送電模組等)10。
又,該充電器(充電座)500具有提供送電開始或送電停止之契機(時機、觸發)之動作觸發開關SW1、自動模式開關SW2、以及於充電器之送電時點燈且可藉由改變發光色而識別自動模式/開關模式之顯示部(LED(Light Emitting Diode,發光二極體)等)16。
於圖2(A)之充電器(充電座)500中,動作觸發開關SW1設置於搭載有受電側電子機器(行動電話終端)510之區域外。希望對行動電話終端510進行充電之用戶於不選擇自動模式之狀態下,按下動作觸發開關SW1。藉此,以此為契機(時機),開始來自送電裝置10之送電(用以進行位置檢測或ID認證之假送電)。又,若於送電(包含假送電以及正常送電)中按下動作觸發開關SW1,則會強制性地停止送電。
又,於圖2(B)之充電器(充電座)500中,動作觸發開關SW1設置於搭載有受電側機器(行動電話終端)510之區域內。因此,若將行動電話終端510載置於充電器(充電座)500上,則動作觸發開關SW1會因充電器(充電座)500之自重而自動地被按下(接通)。以此為契機,開始來自充電器(充電座)500之送電(用以進行位置檢測或ID認證之假送電)。又,若於送電(包含假送電以及正常送電)中再次按下動作觸發開關SW1(例如於拿起行動電話終端510後,再次藉由設置而按下動作觸發開關SW1之情形),則強制性地停止送電。
圖2(B)之情形亦與圖2(A)相同,動作觸發開關SW1發揮提供送電開始之契機(時機)之作用,而非用以檢測行動電話終端510之存在(一般係根據一次線圈之感應電壓而判定行動電話終端510之移除:下述)。然而,此並不排除動作觸發開關SW1兼具有檢測行動電話終端510之存在之功能。
作為受電側機器之行動電話終端510具有受電裝置(包含受電側控制電路(受電側控制IC)之受電模組等)40。該行動電話終端510具有LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示器)等之顯示部512、由按鈕等所構成之操作部514、麥克風516(聲音輸入部)、揚聲器518(聲音輸出部)、及天線520。
將電力經由AC(Alternating Current,交流電)配接器502而供給至充電器500。該電力係藉由無接點電力傳送而自送電裝置10傳送至受電裝置40。藉此,可對行動電話終端510之電池進行充電,或者使行動電話終端510內之裝置動作。
如圖2(C)模式性所示,自送電裝置10向受電裝置40之電力傳送係藉由如下之方式而實現:使設置於送電裝置10側之一次線圈L1(送電線圈)、與設置於受電裝置40側之二次線圈L2(受電線圈)電磁耦合而形成電力傳送變壓器。藉此,可進行非接觸之電力傳送。
再者,使用本實施形態之電子機器並不限定於行動電話終端510。本實施形態例如可應用於手錶、無線電話、電動剃刀、電動牙刷、手腕型電腦、掌上終端機、移動資訊終端、或者電動自行車等各種電子機器中。
作為尤佳之電子機器之例,可列舉移動終端(包含行動電話終端、PDA(Personal Digital Assistant,個人數位助理)終端、可攜式個人電腦終端)或鐘錶(手錶)。由於本發明之受電裝置之構成簡單且小型,因此亦可搭載於移動終端等,且由於損耗低,因此例如可縮短電子機器中之二次電池之充電時間,又,因發熱減少,故由電子機器之安全面觀之可靠性亦得到提高。
尤其,移動終端(包含行動電話終端、PDA終端、可攜式個人電腦終端)於高負載時之充電電流量較大,亦容易引發發熱之問題。因此,該移動終端可稱為能夠充分地運用本發明所具有之低損耗且低發熱之特性的機器。
(送電裝置及受電裝置之內部構成例)
圖3係表示包含送電裝置、受電裝置之無接點電力傳送系統中之各部分之具體構成的一例之電路圖。如圖所示,送電裝置10具有送電控制裝置20、送電部12、波形監視電路14、動作觸發開關SW1及自動模式開關SW2。又,送電控制裝置20具有送電側控制電路22、振盪電路24、驅動器控制電路26及波形檢測電路28。
又,受電裝置40中設置有受電部42、負載調變部46、供電控制部48及受電控制裝置50。又,負載90包含充電控制裝置92與電池(二次電池)94。以下進行具體說明。充電器500等之送電側之電子機器至少包含圖3所示之送電裝置10。又,行動電話終端510等之受電側之電子機器至少包含受電裝置40與負載90。而且,藉由圖3之構成而實現如下之無接點電力傳送(非接觸電力傳送)系統,其使一次線圈L1與二次線圈L2電磁耦合而將電力自送電裝置10傳送至受電裝置40,且將電力(電壓VOUT)自受電裝置40之電壓輸出節點NB6供給至負載90。
送電裝置10(送電模組、一次模組)可包含一次線圈L1、送電部12、波形監視電路14、顯示部16、及送電控制裝置20。再者,送電裝置10或送電控制裝置20並不限定於圖3之構成,可實施各種變形,例如省略該構成要素之一部分(例如顯示部、波形監視電路),追加其它構成要素,或改變連接關係等。送電部12於電力傳送時產生特定頻率之交流電壓,於資料傳輸時對應於資料而產生頻率不同之交流電壓,並供給至一次線圈L1。
圖4(A)及圖4(B)係用以說明送電側機器與受電側機器之間之資訊傳送的原理之一例之圖。於自一次側向二次側之資訊傳遞中係利用頻率調變。又,於自二次側向一次側之資訊傳遞中係利用負載調變。如圖4(A)所示,例如於將資料「1」自送電裝置10發送至受電裝置40之情形時,產生頻率f1之交流電壓,於發送資料「0」之情形時,產生頻率f2之交流電壓。又,如圖4(B)所示,受電裝置40可藉由負載調變而切換低負載狀態/高負載狀態,藉此,可將「0」、「1」發送至一次側(送電裝置10)。
返回圖3並繼續說明。圖3之送電部12可包含驅動一次線圈L1之一端之第1送電驅動器、驅動一次線圈L1之另一端之第2送電驅動器、及與一次線圈L1一併構成共振電路之至少一個電容器。而且,送電部12所包含之第1、第2送電驅動器,例如分別係藉由功率型MOS(Metal Oxide Semiconductor,金屬氧化物半導體)電晶體構成之反相器電路(或者緩衝電路),且藉由送電控制裝置20之驅動器控制電路26而受到控制。
一次線圈L1(送電側線圈)與二次線圈L2(受電側線圈)電磁耦合而形成電力傳送用變壓器。例如當需要傳送電力時,如圖1所示,將行動電話終端510置於充電器500之上,從而成為一次線圈L1之磁通經由二次線圈L2之狀態。另一方面,當無需傳送電力時,將充電器500與行動電話終端510物理性地分離,從而成為一次線圈L1之磁通不經由二次線圈L2之狀態。
波形監視電路14係檢測一次線圈L1之感應電壓之電路,且包含例如電阻RA1、RA2、以及設置於RA1與RA2之連接節點NA3與GND(廣義上為低電位側電源)之間的二極體DA1。具體而言,將信號PHIN輸入至送電控制裝置20之波形檢測電路28,該信號PHIN係藉由以電阻RA1、RA2對一次線圈之感應電壓進行分壓而獲得之信號。
顯示部16係使用顏色或圖像等來顯示無接點電力傳送系統之各種狀態(電力傳送中、ID認證等)者,且藉由例如LED(發光二極體)或LCD(液晶顯示裝置)等而實現。
送電控制裝置20係對送電裝置10進行各種控制之裝置,且可藉由積體電路裝置(IC)等而實現。該送電控制裝置20包含送電側控制電路22、振盪電路24、驅動器控制電路26及波形檢測電路28。
又,送電側控制電路22係對送電裝置10或送電控制裝置20進行控制者,且可藉由例如閘極陣列或微電腦等而實現。
具體而言,送電側控制電路22進行電力傳送、負載檢測、頻率調變、異物檢測、或者裝卸檢測等所必需之各種序列控制或判定處理。如上所述,送電側控制電路22係以開關(SW)之接通為契機,開始對受電裝置40進行位置檢測或ID認證用之假送電(下述)。
振盪電路24例如係由晶體振盪電路構成,且產生一次側之時脈。驅動器控制電路26根據振盪電路24所產生之時脈或來自控制電路22之頻率設定信號等,產生所期望之頻率之控制信號,並輸出至送電部12之送電驅動器(未圖示),對該送電驅動器之動作進行控制。
波形檢測電路28對相當於一次線圈L1之一端之感應電壓之信號PHIN的波形進行監視,並進行負載檢測、異物檢測等。例如,若受電裝置40之負載調變部46進行用以對送電裝置10發送資料之負載調變,則一次線圈L1之感應電壓之信號波形會對應於該負載調變而變化。
具體而言,例如圖4(B)所示,若為了發送資料「0」,受電裝置40之負載調變部46降低負載,則信號波形之振幅(峰值電壓)會變小,若為了發送資料「1」而提高負載,則信號波形之振幅會變大。因此,波形檢測電路28進行感應電壓之信號波形之峰值鎖定處理等,判斷峰值電壓是否已超過臨限值電壓,藉此可判斷來自受電裝置40之資料是「0」還是「1」。再者,波形檢測之方法並不限定於上述方法。例如,亦可利用峰值電壓以外之物理量來判斷受電側之負載變高還是變低。
受電裝置40(受電模組、二次模組)可包含二次線圈L2、受電部42、負載調變部46、供電控制部48、受電控制裝置50。再者,受電裝置40或受電控制裝置50並不限定於圖3之構成,可實施各種變形,例如省略該構成要素之一部分,追加其它構成要素,或改變連接關係等。
受電部42將二次線圈L2之交流感應電壓轉換成直流電壓。該轉換係藉由受電部42所具有之整流電路43而進行。該整流電路43包含二極體DB1~DB4。二極體DB1設置於二次線圈L2之一端之節點NB1與直流電壓VDC之產生節點NB3之間,DB2設置於節點NB3與二次線圈L2之另一端之節點NB2之間,DB3設置於節點NB2與VSS之節點NB4之間,DB4設置於節點NB4與NB1之間。
受電部42之電阻RB1、RB2設置於節點NB1與NB4之間。繼而,將信號CCMPI輸入至受電控制裝置50之頻率檢測電路60中,該信號CCMPI係藉由利用電阻RB1、RB2對節點NB1、NB4間之電壓進行分壓而獲得之信號。
受電部42之電容器CB1及電阻RB4、RB5係設置於直流電壓VDC之節點NB3與VSS之節點NB4之間。而且,分壓電壓VD4經由信號線LP2輸入至受電側控制電路52及位置檢測電路56中,該分壓電壓VD4係藉由利用電阻RB4、RB5對節點NB3、NB4間之電壓進行分壓而獲得之信號。關於位置檢測電路56,其分壓電壓VD4成為用以檢測位置之信號輸入(ADIN)。
負載調變部46進行負載調變處理。具體而言,於將所期望之資料自受電裝置40發送至送電裝置10之情形時,對應於傳送資料而使負載調變部46(二次側)中之負載可變地變化,從而使一次線圈L1之感應電壓之信號波形產生變化。因此,負載調變部46包含串聯地設置於節點NB3、NB4之間之電阻RB3、電晶體TB3(N型之CMOS(Complementary Metal
Oxide
Semiconductor
,互補金氧半導體)電晶體)。
藉由自受電控制裝置50之受電側控制電路52經由信號線LP3所供給之控制信號P3Q,控制該電晶體TB3之接通.斷開。於開始正常送電前之認證階段中,當控制電晶體TB3之接通.斷開,進行負載調變,並將信號發送至送電裝置時,供電控制部48之電晶體TB2斷開,負載90成為未與受電裝置40電性連接之狀態。
例如,於為了發送資料「0」而使二次側為低負載(阻抗大)之情形時,信號P3Q成為L位準,電晶體TB3斷開。藉此,負載調變部46之負載大致變得無限大(無負載)。另一方面,於為了發送資料「1」而使二次側為高負載(阻抗小)之情形時,信號P3Q成為H位準,電晶體TB3接通。藉此,負載調變部46之負載成為電阻RB3(高負載)。
供電控制部48控制向負載90之電力供給。調節器(LDO)49對在整流電路43中經轉換所獲得之直流電壓VDC之電壓位準進行調整,從而產生電源電壓VD5(例如5V)。受電控制裝置50例如供給有該電源電壓VD5而動作。
又,於調節器(LDO)49之輸入端與輸出端之間設置有由PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor,P通道金氧半導體)電晶體(M1)所構成之開關電路。將作為該開關電路之PMOS電晶體(M1)接通,藉此形成繞過調節器(LDO)49之路徑。例如,於高負載時(例如,於消耗劇烈之二次電池之充電初期,必需使大致固定之大電流恆定地流動,此時相當於高負載時),電力損耗會因調節器49本身之等效阻抗而增大,且發熱亦會增大,因此將電流繞過調節器,經由旁路路徑而供給至負載。
為了控制作為開關電路之PMOS電晶體(M1)之接通1斷開,設置有作為旁路控制電路發揮功能之NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor,N通道金氧半導體)電晶體(M2)及上拉電阻R8。
若將高位準之控制信號自受電側控制電路52經由信號線LP4而供給至NMOS電晶體(M2)之閘極,則NMOS電晶體(M2)接通。藉此,PMOS電晶體(M1)之閘極成為低位準,PMOS電晶體(M1)接通並形成繞過調節器(LDO)49之路徑。另一方面,當NMOS電晶體(M2)為斷開狀態時,PMOS電晶體(M1)之閘極經由上拉電阻R8而維持於高位準,因此PMOS電晶體(M1)斷開,且不會形成旁路路徑。
NMOS電晶體(M2)之接通1斷開係藉由受電控制裝置50所包含之受電側控制電路52而受到控制。
又,電晶體TB2(P型之CMOS電晶體)係設置於電源電壓VD5之產生節點NB5(調節器49之輸出節點)與節點NB6(受電裝置40之電壓輸出節點)之間,並藉由來自受電控制裝置50之受電側控制電路52之信號P1Q而受到控制。具體而言,電晶體TB2於ID認證結束(確立)後進行通常之電力傳送(即正常送電)時成為接通狀態。
再者,電源電壓產生節點NB5與電晶體TB2之閘極之節點NB8之間設置有上拉電阻RU2。
受電控制裝置50係對受電裝置40進行各種控制之裝置,且可藉由積體電路裝置(IC)等而實現。該受電控制裝置50可藉由自二次線圈L2之感應電壓產生之電源電壓VD5而動作。又,受電控制裝置50可包含控制電路52(受電側)、位置檢測電路56、振盪電路58、頻率檢測電路60、電量充滿檢測電路62、以及再充電監視電路64。
受電側控制電路52係對受電裝置40或受電控制裝置50進行控制者,且可藉由例如閘極陣列或微電腦等而實現。該受電側控制電路52將串聯調節器(LDO)49之輸出端之恆定電壓(VD5)作為電源而動作。該電源電壓(VD5)經由電源供給線LP1供給至受電側控制電路52。
具體而言,該受電側控制電路52進行ID認證、位置檢測、頻率檢測、電量充滿檢測、是否需要再充電之判定、用以認證用之通訊之負載調變、用以可檢測異物插入之通訊之負載調變等所必需的各種序列控制或判定處理。
位置檢測電路56對相當於二次線圈L2之感應電壓之波形之信號ADIN的波形進行監視,判斷一次線圈L1與二次線圈L2之位置關係是否合適。
具體而言,利用比較器將信號ADIN轉換成二進制值,判斷位置關係是否合適。
振盪電路58例如係由CR(Capacitance and Resistance,電容電阻)振盪電路構成,且產生二次側之時脈。頻率檢測電路60檢測信號CCMPI之頻率(f1、f2),並判斷來自送電裝置10之傳送資料是「1」還是「0」。
電量充滿檢測電路62(充電檢測電路)係檢測負載90之電池94是否已成為電量充滿狀態(充電狀態)之電路。具體而言,電量充滿檢測電路62例如檢測用於顯示充電狀態之LEDR之接通‧斷開,藉此檢測電量充滿狀態。亦即,當LEDR於特定時間(例如5秒)內連續地熄滅時,判斷電池94為電量充滿狀態(充電結束)。
又,於電量充滿後,若受電側機器510長時間地放置於充電座500上,則電池電壓VBAT之電壓會因放電而降低。再充電監視電路64根據電池電壓VBAT判定是否需要再充電。亦即,若例如電池電壓VBAT低於臨限值電壓,則再充電監視電路64判定需要再充電。
又,負載90包含對電池94之充電進行控制等之充電控制裝置92。充電控制裝置92可根據發光裝置(LEDR)之點燈狀態而檢測電量充滿狀態。該充電控制裝置92(充電控制IC)可藉由積體電路裝置等而實現。再者,亦可如智慧型電池一樣,使電池94本身具備充電控制裝置92之功能。再者,負載90並不限定於二次電池。例如亦可有如下情形,即,藉由特定之電路進行動作,該電路成為負載。
(關於動作觸發開關及自動模式開關之設置態樣)圖5~圖7係表示動作觸發開關及自動模式開關之具體設置例之圖。圖5表示圖1(A)之系統中之送電裝置10之內部構成。
於圖5中,送電控制裝置(送電控制IC)20具有動作觸發輸入端子SWONX與自動模式端子AUTO該兩個端子。於動作觸發輸入端子SWONX上連接有動作觸發開關SW1之一端。動作觸發開關SW1之一端藉由上拉電阻RX而上拉。因此,若動作觸發開關SW1為打開狀態,則動作觸發輸入端子SWONX維持為H位準。動作觸發開關SW1之另一端接地。因此,若動作觸發開關SW1成為閉合狀態,則動作觸發輸入端子SWONX成為L位準。每當輸入動作觸發之負緣NT,送電側控制電路22反覆進行送電/送電之停止。
又,於自動模式端子AUTO上連接有自動模式端子SW2之一端。自動模式開關SW2之一端藉由上拉電阻RY1而上拉。因此,若自動模式開關SW2為打開狀態,則自動模式端子AUTO維持為H位準。自動模式開關SW2之另一端接地。因此,若自動模式開關SW2為閉合狀態,則自動模式端子AUTO成為L位準。當自動模式端子AUTO為H位準時,送電側控制電路22成為自動模式,且全自動地執行自動設置檢測、假送電、ID認證、正常送電、移除檢測以及異物檢測、電量充滿檢測、及正常送電斷開等之一連串的動作。當自動模式端子AUTO為L位準時,自動模式斷開。於自動模式斷開之情形時,動作觸發模式成為激活狀態。因此,來自動作觸發開關SW1之負緣NT之輸入變成有效,如上所述,每當輸入負緣NT時,送電側控制電路22反覆進行送電1送電之停止。
於圖5中,動作觸發開關SW1及上拉電阻RX構成動作觸發電路3。動作觸發電路3於自動模式未激活時,發揮將用以指示送電/送電之停止之動作觸發提供至送電控制裝置(送電控制IC)20的作用。又,自動模式開關SW2及上拉電阻RY1構成自動模式電路5。自動模式電路5係作為切換自動模式之接通/斷開之動作模式切換電路而發揮功能。亦即,當自動模式電路5之輸出為H位準時,送電控制裝置(送電控制IC)20成為自動模式,當為L位準時,自動模式解除,而開關模式變得有效。
圖6表示圖1(B)之系統中之送電裝置10之內部構成。於圖6中,自動模式電路5(包含自動模式開關SW2)設置於送電裝置10之內部。例如於製品出廠時,由廠商之作業員利用自動模式電路5來選擇自動模式。
圖7表示圖1(C)之系統中之送電裝置10之內部構成。於圖7中,自動模式電路5中包含第1自動模式開關SW2a與第2自動模式開關SW2b。如上所述,於第1自動模式開關SW2a為接通之情形時,送電側控制電路22全自動地執行例如受電側機器510之設置之自動檢測、假送電、ID認證、正常送電、移除或異物之檢測、電量充滿之檢測、及正常送電之停止的一連串之動作。又,於第2自動模式開關SW2b為接通之情形時,送電側控制電路22自動地執行包含受電側機器510之設置之自動檢測、假送電、ID認證、正常送電、移除或異物之檢測、電量充滿之檢測、正常送電之停止、電量充滿後是否需要再充電之判定、再充電之開始以及於電量充滿後之移除檢測的一連串之動作。再者,於圖7之送電控制裝置(送電控制IC)20中設置有兩個自動模式端子(AUTO1、AUTO2)。
(第二實施形態)
於本實施形態中,就選擇自動模式時之無接點電力傳送系統之動作加以說明。
(自動模式時之送電裝置之動作之概要)
圖8係表示自動模式時之送電裝置之動作之一例的概要之流程圖。如上所述,本發明之送電裝置10之送電側控制電路22可自動地檢測受電側機器510之設置,進而亦可執行電量充滿後之再充電管理。如此,將送電裝置10自動地執行一連串之動作之動作模式稱為自動模式。
如圖8中由粗點線所圍成之部分所示,自動模式之送電裝置10之動作大致分為「設置檢測及送電對象之確認(步驟SA)」、「正常送電中之送電環境之確認(步驟SB)」、「電量充滿檢測(步驟SC)」及「電量充滿後之監視(步驟SD)」。以下,按順序進行說明。
若接通電源(步驟S0),則執行設置檢測及送電對象之確認(步驟SA)。該步驟SA中包含步驟S1~步驟4。藉由步驟S1及步驟S2,送電裝置10以特定週期(例如0.3秒)自動且間歇地驅動一次線圈L1,以執行間歇性假送電。其次,確認受電側機器510之設置位置是否合適(步驟S3),執行受電側機器510(或者受電裝置40)之ID認證,判定是否為適當之送電對象(步驟S4)。
當受電裝置40之位置檢測(步驟S3)成功時,於特定時間內,將ID認證資訊發送至送電裝置10。送電裝置10根據自間歇性假送電之時序起於特定時間內能否接收到來自受電裝置之ID認證資訊,進行受電側機器510之設置檢測。於無法檢測出電側機器510之設置之情形時,或於ID認證(步驟S4)失敗之情形時(步驟S5),停止假送電,並恢復至間歇地進行假送電之狀態(初始狀態)。
於上述位置檢測(步驟S3)中,例如,圖3之受電裝置40內之位置檢測電路56根據對二次線圈(L2)之感應電壓進行整流所獲得之直流電壓(ADIN)而進行判定。圖16係用以說明位置檢測之原理之圖。如圖16所示,ADIN之電壓位準對應於一次線圈(L1)與二次線圈(L2)之位置關係而變化。
例如,當受電側機器之設置位置不合適時,無法獲得特定位準(V3位準)之直流電壓(ADIN),據此判定位置不合適,例如可利用負載調變將該位置檢測結果自受電裝置40傳遞至送電裝置10。又,亦可由受電裝置40接收假送電後於特定時間內不將ID認證資訊發送至送電裝置10,藉此傳遞位置不合適之資訊。
返回圖8繼續說明。於圖8中,若ID認證(步驟S4)成功,則開始正常送電(步驟S6)。正常送電中,於送電裝置10中執行金屬異物檢測(步驟S7)以及藉由定期負載變動檢測之誤接狀態之檢測(步驟S8、S9)。又,亦執行受電側機器510之移除(移去)檢測(步驟S10)。於檢測出金屬異物、誤接狀態以及移除中之任一者之情形時(步驟S11),停止正常送電(步驟S12),並返回至步驟S1(進行自動間歇動作之步驟)。
金屬異物檢測(步驟S7)以及移除檢測(步驟S10)係可根據一次線圈(L1)之感應電壓信號之波形變化而檢測。以下,進行具體說明。
圖17(A)~圖17(F)係用以說明金屬異物(導電性異物)檢測之原理之圖。圖17(B)~圖17(F)分別表示圖17(A)所示之一次線圈L1之感應電壓信號(V(NA2))對應於一次線圈與金屬異物(導電性異物)MET之相對位置而如何變化。如圖所示,於完全無金屬異物(MET)之狀態(圖17(F))與存在金屬異物(MET)之狀態(圖17(B)~圖17(E))下,V(NA2)之波形(振幅)明顯不同。因此,藉由波形監視電路14(參照圖3)來監視一次線圈(L1)之感應電壓信號V(NA2)之波形,藉此可檢測金屬異物(MET)。再者,於「監視波形」中,除了監視振幅之情形以外,例如亦包含監視電流與電壓之相位之情形等。
圖18(A)~圖18(D)係用以說明移除檢測之原理之圖。如圖18(A)所示,當設置受電側機器510時,一次線圈(L1)之感應電壓信號V(NA2)之波形成為如圖18(B)所示。另一方面,如圖18(C)所示,當已移除(移去)了受電側機器510時,一次線圈(L1)之感應電壓信號V(NA2)之波形成為如圖18(D)所示,該波形(振幅)明顯與圖18(B)有所區別。因此,利用波形監視電路14(參照圖3)來監視一次線圈(L1)之感應電壓信號V(NA2)之波形,藉此可檢測移除(移去)。
再者,誤接狀態之檢測(圖8之步驟S9)係可藉由能否於送電側檢測出受電側之間歇性(例如定期性)負載調變信號而進行檢測(該點見下述)。
返回圖8繼續說明。於圖8中,送電裝置10之送電側控制電路22若檢測出自受電裝置40發送來之顯示電池之電量充滿的電量充滿通知(步驟S13),則斷開正常送電(步驟S14),並過渡至電量充滿後之監視步驟(步驟SD)。
再者,電池94之電量充滿係由圖3之受電裝置40中所包含之電量充滿檢測電路62來檢測。若檢測出電量充滿,則受電裝置40中所包含之受電側控制電路52朝送電裝置10發送電量充滿通知。送電裝置10之送電側控制電路22若檢測出來自受電裝置40之電量充滿通知,則如上所述,執行電量充滿後之監視步驟(步驟SD)。
電量充滿後之監視步驟(步驟SD)包含:執行電量充滿後之移除檢測用之週期T1之間歇送電的步驟(步驟S15)及移除檢測步驟(步驟S16);以及執行用以檢測是否需要再充電之週期T2之間歇送電的步驟(步驟S17)及再充電要求檢測步驟(步驟S18)。藉此,可於受電側機器510之負載(電池)94之電量充滿之後,進而監視負載狀態並亦自動地再次開始進行再充電。
亦即,當電量充滿之後仍設置著受電側機器510時,經過一段時間之後,負載(電池)94會放電而需要再充電。因此,於檢測出電量充滿之後,執行適當週期之間歇性送電來代替正常送電,且亦自動地判定是否需要對負載進行再充電,若需要再充電則再次開始送電(步驟S6)。藉此,自動地執行負載(電池)94之再充電。因此,即便於電量充滿之後長時間地放置受電側機器510時,於用戶使用受電側機器510之時點,負載(電池)94亦經常為電量充滿之狀態。因此,不會發生如下問題,即,好不容易充了電,但卻因其後之放電,結果變成不充分之充電狀態,從而不會辜負用戶之期待。
其中,當於電量充滿之後移除受電側機器時,無需進行再充電之管理。因此,較好的是與再充電之管理用之間歇送電(步驟S15)不同地,執行用以於電量充滿後檢測移除之間歇送電。例如,若無來自接收了移除檢測用之間歇送電之受電側機器510的回應,則可判定已移除了受電側機器510。若檢測出移除,則送電裝置10中所包含之送電側控制電路22會恢復至初始狀態(進行間歇性假送電之狀態),又,移除檢測用之間歇送電以及用以再充電管理之間歇送電無需如此頻繁地進行,且較理想的是以適當之週期來進行,以不會無意義地使消耗電力增大。因此,移除檢測用之間歇送電係以第一週期T10進行,用以再充電管理之間歇送電係以第二週期T20進行。
以第一週期T10及第二週期T20來區分兩者之原因在於:期望配合各個目的而使週期最佳化。然而,第一週期T10與第二週期T20亦可相同。再者,上述「電量充滿」之意思,例如可廣義地解釋為「受電裝置40側之負載狀態為特定之狀態」。因此,負載並不限定於電池。例如,亦可有受電側機器510之特定之電路成為負載之情形。亦即,例如「特定之電路接收來自送電裝置之送電而動作之後,該特定之電路變成無需動作之狀態」相當於「負載電量已充滿之情形」,此種情形亦包含於本態樣之技術範圍。
又,對於間歇性假送電之週期(圖8之步驟S1中之自動間歇動作之週期)而言,根據迅速地檢測出受電側機器510之設置之重要性,較理想的是以相當短之週期(例如0.5秒之週期)來進行。相對於此,即便電量充滿後之移除檢測比假送電之週期長,亦無特別之問題,若頻繁地進行移除檢測,則無用之電力消耗會增大。因此,將於電量充滿後之移除檢測之第一週期T10設定為比假送電之週期長的週期(例如5秒之週期),以抑制消耗電力之增大。又,由於在電量充滿後檢測是否需要再充電之頻率可更少(由於電量充滿之電池自放電至需要再充電為止需要相當長之時間,又,即便稍微延遲判定是否需要再充電,於實用上亦不會產生任何問題),因此將用以電量充滿檢測之第二週期T20設定得長於第一週期T10(例如設定為10分鐘之週期)。藉此,能夠以與各個目的相對應之週期來進行間歇性送電,從而可將消耗電力抑制至最小限度。
(自動模式時之送電側控制電路之構成之一例)
圖9係表示自動模式時之送電側控制電路之構成之一例的電路圖。如圖所示,送電側控制電路22具有邏輯電路100。邏輯電路100具有位置檢測部106、ID認證部108、移除檢測部110、異物檢測部112(包含誤接狀態檢測部114)、電量充滿通知(送電停止要求)檢測部116、再充電要求檢測部117、用以管理時間之計時器119、以及根據各部之檢測結果來控制送電(假送電及正常送電)之接通/斷開之送電控制部118。送電控制部118中包含電量充滿後之間歇送電控制部121。
(自動模式之無接點電力傳送系統之基本序列例)
圖10係表示自動模式之無接點電力傳送系統之基本序列例之圖。用戶將受電側機器510例如設置於充電台500之特定位置。如上所述,送電裝置10進行自動間歇動作,經常執行間歇性假送電(步驟S19、S20)。執行接收了假送電之受電側機器510之位置檢測(步驟S21),若位置不合適則停止假送電(步驟S22)。
若受電側機器510之設置位置適當,則執行ID認證(步驟S23)。亦即,將ID認證資訊(廠商資訊、機器ID編號、額定資訊等)自受電裝置40發送至送電裝置10。
若ID認證之後成功,則送電裝置10開始對受電裝置40正常送電(步驟S26)。於正常送電期間中,如上所述,執行移除檢測(步驟S29)、金屬異物檢測(步驟S30)、二次側之定期負載認證(包含視需要之二次側負載減輕處理:步驟S31)、及誤接狀態檢測(步驟S32),當檢測出任一者時,停止正常送電(步驟S33)。再者,所謂伴隨二次側之定期負載認證之負載減輕,係指如下之處理:有時於負載(電池等)較重之狀態下,即便進行負載調變,於一次側亦無法較好地接收該調變信號,因此當進行負載調變時,減少(或者停止)向負載之供電,以明顯地使負載之負載狀態強制性地減輕(關於該點,利用圖23於下文中敍述)。
於圖10中,受電裝置40若檢測出電量充滿,則製成電量充滿通知(省電訊框:送電停止要求訊框)並發送至送電裝置10(步驟S34)。送電裝置10若檢測出電量充滿通知(送電停止要求訊框)(步驟S35),則斷開正常送電(步驟S36),並執行電量充滿後之間歇性送電(步驟S37)以取代正常送電。執行是否需要進行間歇性再充電之判定(步驟S38),若需要再充電則再次開始正常送電(步驟S26)。又,執行電量充滿後之受電側機器510之移除檢測(步驟S39),若檢測出移除,則恢復至初始狀態。
圖11係表示執行圖10之序列之無接點電力傳送系統之狀態過渡的狀態過渡圖。如圖所示,系統之狀態大致分為初始狀態(怠機狀態:ST1)、位置檢測狀態(ST2)、ID認證狀態(ST3)、送電(正常送電)狀態(ST4)、定期負載認證狀態(ST5)(以及負載減輕狀態ST6)、及電量充滿後之間歇送電之狀態(ST7)。
藉由利用自動間歇動作之受電側機器之設置檢測(Q1)而自ST1過渡至ST2,當位置檢測NG(No Good,失敗)時,返回至ST1(Q2)。若位置檢測成功,則過渡至ST3。若ID認證OK(Q6),則過渡至正常送電狀態(ST4)。
於正常送電狀態ST4下,執行移除檢測(Q12)、金屬檢測(Q10)、誤接狀態檢測(Q17)、及電量充滿檢測(Q14)。若檢測出Q10、Q12、Q17中之任一者,則恢復至初始狀態(Q9、Q11、Q13)。又,若檢測出電量充滿(Q14),則過渡至間歇送電狀態ST7(Q15)。於間歇送電狀態ST7下,執行是否需要再充電之檢測Q18以及移除檢測Q16。若檢測出移除,則恢復至初始狀態(Q20)。又,於需要再充電之情形時,再次開始正常送電(Q19)。
執行圖10及圖11之基本序列之無接點電力傳送系統,係可自動地檢測作為送電對象之受電側機器之設置。因此,實現一種用戶無需進行動作開關操作等一切操作、且便於使用之無接點電力傳送系統。又,藉由將ID認證作為正常送電之條件,不會向不合適之機器送電,可靠性及安全性得到提高。又,於正常送電中執行各種檢測動作(移除檢測,金屬異物檢測,基於二次側之定期負載認證之誤接狀態檢測,及電量充滿檢測),當檢測出任一者時,迅速停止正常送電並恢復至初始狀態,因此完全不會產生不必要之送電,且對於異物亦已實施完備之對策,故實現一種具有極高之可靠性(安全性)之系統。進而,若檢測出電量充滿(廣義上為負載成為特定之狀態),則執行用以於電量充滿後監視負載狀態之間歇送電(具體而言,例如用以檢測移除之間歇送電以及用以判定是否需要再充電之間歇送電),藉此於電量充滿之後,繼續進行用以將受電側機器保持為最佳狀態之動作。因此,用戶之滿意度進一步提高。
圖12及圖13係表示執行圖10之基本序列之無接點電力傳送系統之動作例的流程圖。於圖12及圖13中,左側係表示送電側(一次側)之動作流程,右側係表示受電側(二次側)之動作流程。
如圖12所示,送電側控制電路22執行自動間歇動作(步驟S40)。亦即,以特定之時間間隔自送電側開始假送電(例如傳送頻率為f1:步驟S41),並藉由計時器開始計時(步驟S42)。
受電側若接收假送電,則自停止狀態(步驟S60)過渡至電源接通狀態(步驟S61),並執行位置水準之判定(位置檢測)。若位置水準判定NG,則恢復至初始狀態(步驟S60),若判定OK,則執行ID認證訊框之產生(步驟S63)、ID認證訊框之發送(步驟S64)。
送電側進行ID認證訊框之接收處理(步驟S44)以及逾時判定(步驟S43),於在特定時間內無法接收ID認證訊框之情形時,停止假送電(步驟S51),並恢復至初始狀態。
另一方面,於在特定時間內能夠接收ID認證訊框之情形時,執行訊框認證處理(步驟S45),若認證OK,則將許可訊框發送至受電側(步驟S47),於認證NG之情形時停止假送電(步驟S51),並恢復至初始狀態。
受電裝置40對來自送電裝置10之許可訊框進行驗證(步驟S65),並將啟動訊框發送至送電裝置10(步驟S66)。
於送電裝置10中對啟動訊框進行驗證(步驟S48),開始對定期負載變動(誤接狀態檢測用)進行檢測(步驟S49),並開始正常送電(步驟S50)。於受電裝置40中接收正常送電,開始負載(例如電池)之充電(步驟S67)。
繼而,使用圖13對其後之流程加以說明。於送電裝置10中執行移除、金屬異物、誤接狀態之各種檢測(步驟S70),並且等待來自受電裝置40之電量充滿通知(送電停止要求)(步驟S71)。
於受電裝置40中進行負載之充電,並且執行用以檢測誤接之定期負載調變(步驟S80),又,檢測負載之電量充滿(步驟S81)。亦即,當發光二極體LEDR之熄滅持續特定時間(例如,5秒)以上後接通時,電量充滿檢測電路62判定電量充滿。若檢測出電量充滿,則受電裝置40將電量充滿通知訊框(省電訊框:送電停止要求)發送至送電裝置10(步驟S82)。
於送電裝置10中,若接收到來自受電裝置40之電量充滿通知訊框(省電訊框:送電停止要求),則停止定期負載變動檢測(步驟S72),並停止送電(步驟S73)。
(關於誤接狀態之檢測)
以下,就誤接狀態之檢測(誤接發熱對策)加以具體說明。「誤接狀態」係異物插入之特殊形態與定位者,且係「將異物誤認為上述受電側機器而繼續正常送電之狀態」。例如,當以完全阻斷一次線圈與二次線圈間之方式插入薄金屬板時,若自送電側觀察,則經常存在相當程度之負載,從而例如難以進行移除檢測。
(誤接發熱對策)
首先,就「誤接狀態」加以具體說明。可存在如下情形,即,於受電裝置(或者受電側機器)之認證結束而開始正常送電之後,於一次線圈L1與二次線圈L2之間插入有例如大面積之異物。如使用圖17之說明所述,可藉由監視一次線圈(L1)之感應電壓而檢測金屬異物之存在。
然而,如圖19(B)所示,當於送電側機器與受電側機器之間,插入用以阻斷一次線圈L1與二次線圈L2之金屬異物(例如,薄金屬板)時,由於來自一次側之電能被該金屬異物消耗(亦即,該金屬異物成為負載),因此若自送電裝置10觀察,則顯得負載(受電側機器)經常存在。因此,例如即便移除受電側機器,亦可產生如下情形,即,無法進行如使用圖18所說明之基於一次線圈L1之感應電壓的移除檢測。於此情形時,儘管無受電側機器,但送電裝置10仍會繼續送電,從而導致金屬異物達到高溫度。
如此,於本說明書中,將金屬異物取代原來之受電側機器510之現象稱為「誤接」。為了將無接點電力傳送系統之安全性、可靠性提高至實用水準,必需對此種「誤接發熱」亦實施充分之對策。作為插入有異物之情形,可假定偶然產生之情形與惡意使之產生之情形。若插入會使誤接產生之異物,則產生發熱,從而產生火傷、機器之損壞或破損之危險性,因此於無接點電力傳送系統中要求貫徹相對於異物插入之安全對策。以下,就誤接發熱對策加以具體說明。
圖19(A)、圖19(B)係用以說明正常送電開始後之異物插入(誤接狀態)之構成無接點電力傳送系統的電子機器之剖面圖。
於圖19(A)中,行動電話終端510(具備受電裝置40之電子機器)設置於充電座500(具備送電裝置10之電子機器)上之特定位置,於該狀態下,經由一次線圈L1與二次線圈L2,自充電座(充電器)500對行動電話終端510進行無接點電力傳送,對內置於行動電話終端510中之二次電池(例如電池組)94進行充電。
於圖19(B)中,在正常送電時,惡意地將薄板狀之金屬之異物(導電性之異物)AR插入至充電座(充電器)500與行動電話終端510之間。若插入異物AR,則自一次側之機器(充電座500)供給至二次側之機器(行動電話終端510)之大部分電力被異物(AR)消耗(亦即,產生送電電力之誤接),從而異物AR發熱之危險性變高。因此,當成為如圖19(B)之狀態時,一次側之機器(充電座500)中所含之送電裝置10檢測出異物AR之插入,必需立即停止正常送電。
然而,對於使用圖17所說明之金屬異物之檢測方法而言,難以充分地把握如圖19(B)之誤接狀態。
例如,當受電裝置側之負載較大時,由一次線圈L1引起之電壓之振幅增大,若受電裝置側之負載變小,則由一次線圈L1引起之電壓之振幅變小。當正常地對行動電話終端510之二次電池94充電時,隨著時間經過,受電裝置40側之負載應該逐步減少。此處,若受電裝置40側之負載突然增大,則由於送電裝置10正監視受電裝置40側之負載變動,因此可檢測出負載已急遽地增大。然而,無法判定該負載之增大是因負載(行動電話終端之二次電池94)而產生,還是因行動電話終端510與充電座500之間之位置偏移而產生,或者因異物插入而產生。因此,若利用由送電裝置10僅檢測受電裝置40側之負載變動之方法,則無法檢測出異物插入。
因此,於本發明中,在正常送電中,持續地朝負載(二次電池等)供給電力,並且受電裝置40有意地使由送電裝置10觀之負載間歇地變化(定期負載調變動作),並對送電裝置10發送資訊。
當送電裝置10能夠以特定時序檢測出由該間歇性負載變化產生之資訊時,證明以下之內容。
(1)受電裝置40側之機器(行動電話終端510)已正確地設置於送電裝置10側之機器(充電座500)上。
(2)受電裝置40側之機器(包含行動電話終端510之二次電池)已正常地動作。
(3)未插入異物AR。
另一方面,若於正常送電時插入異物AR,則自受電裝置40發送之資訊會受到該異物AR阻擋而無法到達送電裝置10。亦即,送電裝置10無法檢測出受電裝置側之間歇性負載變化(例如定期性負載變化)。確認上述(1)~(3)之後,作為未檢測出間歇性負載變化之主要原因,上述(3)之原因最為可疑。亦即,可判定為由於插入有異物AR而無法檢測出間歇性負載變化。
圖20(A)、圖20(B)係用以說明為了能夠檢測出異物插入而使受電裝置側之負載間歇地變化時的具體態樣之圖。
於圖20(A)中,藉由二次電流(於二次線圈L2中流動之電流)之變化來表示受電裝置側之負載的間歇性變化之情況。如圖所示,於時刻t1、t2、t3、t4、t5…中,受電裝置側之負載間歇地變化。
具體而言,於圖20(A)中,負載係以週期T3產生變化。又,例如於以時刻t1為起點之期間T2中負載變輕,於其後之期間T1中負載變重。此種週期性變化係以週期T3反覆進行。
圖20(B)表示相對於二次負載電流之變化之一次線圈電壓(一次線圈之一端之感應電壓)之變化。如上所述,於期間T1中二次側之負載較重,於期間T2中負載較輕。對應於該二次側之負載之變化,一次線圈(L1)之一端之感應電壓(一次線圈電壓)的振幅(峰值)產生變化。亦即,於負載較重之期間T1中振幅變大,於負載較輕之期間T2中振幅變小。因此,於送電裝置10中,藉由波形檢測電路28(參照圖3)對例如一次線圈電壓之峰值進行檢測,藉此可檢測受電裝置40側之負載變動。然而,負載變動之檢測方法並不限定於該方法,例如亦可檢測一次線圈電壓或一次線圈電流之相位。
負載調變例如可藉由電晶體之切換而簡單地進行,又,一次線圈之峰值電壓之檢測等可使用類比或數位之基本電路而精確地進行,對於機器之負擔較少,且易於實現。又,於安裝面積之抑制或成本方面亦有利。
如此,採用如下之新穎方式,即於正常送電時,受電裝置40發送藉由間歇性(且週期性)之負載調變產生之資訊,送電裝置10檢測該負載變動,藉此可無需附加特別之構成而以簡單之方法來高精度地檢測異物插入。
(異物插入檢測之具體例)
圖21係自圖3所示之無接點電力傳送系統中,抽出與異物插入(誤接狀態)之檢測相關之主要構成而表示之電路圖。於圖21中,對與圖3共通之部分附上相同之參照符號。又,於圖21中,在粗線表示於異物插入檢測中發揮重要作用之部分係以粗線表示。
於圖21所示之受電裝置40中應關注之電路構成係構成負載調變部46(參照圖3)之負載調變用電晶體TB3、構成供電控制部48(參照圖3)之供電控制電晶體TB2、及控制兩個電晶體(TB2、TB3)之接通/斷開之受電控制電路52。又,重要點亦在於:串聯調節器(LDO)49之輸入端及輸出端之電壓係經由信號線LP2及LP1而輸入至受電控制電路52,可藉由監視LDO49之兩端電壓而檢測負載90中所含之電池(二次電池)94之負載狀態(負載之輕重)。
又,於送電裝置10(參照圖3)中,應關注之構成係送電控制裝置20之構成。亦即,重要點在於:藉由波形檢測電路28來檢測一次線圈(L1)之感應電壓之峰值(振幅);藉由送電控制電路22來檢測受電裝置40側之負載變動。
於圖21中,受電裝置40於正常送電(認證後之連續送電)中進行負載調變,並將異物檢測用圖案PT1發送至送電裝置10,送電裝置10之送電側控制電路22於正常送電中監視受電裝置40側之負載變化(可為連續性監視,亦可為間歇性監視),當無法接收該異物檢測圖案PT1時,判定為插入有異物AR,並停止正常送電。
(異物檢測圖案PT1之具體態樣)
圖22(A)、圖22(B)係用以說明可用於檢測異物之負載調變之較佳且具體態樣的圖,圖22(A)係表示負載調變之時序例之圖,圖22(B)係具體地表示藉由送電裝置所檢測之受電裝置側之負載變動之情況的圖。
如圖22(A)所示,可用以檢測異物之負載調變例如係以10秒(10sec)為週期而週期地(定期地)進行。
又,時刻t1~t6及時刻t7~t12係執行可用以檢測異物之負載調變之期間。時刻t1至t6為止(時刻t7至t12為止)為0.5秒(0.5sec),以將0.5秒五等分所得之0.1秒(100msec)為單位,對負載之輕重進行切換。
於圖22(A)中,以粗線之兩個箭頭所表示之期間為負載較重之期間。亦即,時刻t1~t2、時刻t3~t4、時刻t5~t6、時刻t7~t8、時刻t9~t10、時刻t11~時刻t12之各期間中負載變重。負載變重之期間為TA。
另一方面,於時刻t2~t3、時刻t4~t5、時刻t8~t9、時刻t10~t11之各期間中負載變輕。負載變輕之期間為TB。
圖22(A)中顯而易見的是,正常送電中之受電裝置側之間歇性變化係週期地(即每隔一個週期)執行,且於一個週期內,負載以特定間隔間歇地變化複數次。
藉由設為週期性負載變化,可確保送電裝置10與受電裝置40為同步,並且可收發藉由負載變化產生之資訊(亦即,於送電裝置10側可容易地獲知受電裝置40側之負載產生變化之時序)。
又,於圖22(A)中,僅於一個週期內(例如時刻t1~t7)之部分期間(時刻t1~t6)中使負載以特定間隔間歇地變化複數次。亦即,於一個週期(10sec)之前半段之初始期間(最初之0.5sec)中集中地進行負載調變。進行此種形式之負載調變之理由如下所述。
亦即,由於正常送電中之負載變化(負載調變)會對向負載(圖21之電池94)之電力供給造成影響,因此若過於頻繁地進行則不佳。因此,例如以其程度延長負載調變之一個週期(如此,即便稍微延長週期,於異物檢測方面亦不會有任何問題)。
而且,僅於該一個週期中之部分期間內,使負載以特定間隔間歇地變化複數次。限定於部分期間之原因在於:若負載變化之間隔拉大,則伴隨時間經過,負載之負載狀況會發生變化,或周圍之條件會發生變化,結果會對藉由送電裝置來對受電裝置側之間歇性負載變化進行之檢測造成不良影響。亦即,例如將一個週期延長(圖22(A)中為10sec),繼而於該較長之一個週期內之部分較短之期間(圖22(A)中為0.5sec)中,集中地進行複數次(圖22(A)中為5次)之間歇性負載調變。
藉由執行此種形式之負載調變,可將對朝向負載(電池94)之電力供給(例如電池組之充電)造成之影響抑制為最小限度,並且可實現送電裝置10側之較高之異物(AR)檢測精度。
圖22(B)表示與由送電裝置觀之受電裝置側之負載相對應之、送電裝置10中的一次線圈(L1)之一端之感應電壓之振幅變化的一例。然而,於圖22(B)中,於一個週期中之前半段之負載調變期(t1~t6)、與一個週期中之後半段之負載調變期(t7~t12)中,負載(電池94)之負載狀態產生變化,於後半段之週期中負載(電池94)之負載狀態變重,藉此,一次線圈電壓之峰值增大。
於圖22(B)之時刻t1~t6中,負載變重之期間TA中之一次線圈電壓、與負載變輕之期間TB中之一次線圈電壓之差為△V1。送電裝置10之送電側控制電路22可根據該一次線圈電壓之振幅差△V1而檢測出受電裝置40側之負載變化。
然而,於後半段之負載調變期間(時刻t7~t12)中,負載(電池94)之負載狀態變重,負載94之充電電流(Iload)增大,因此相對於充電電流(Iload)之伴隨負載調變之調變電流(Imod)之比例變小,藉由調變電流(Imod)之接通/斷開而產生之一次線圈電壓之差分會縮小至ΔV2(ΔV2<ΔV1)。亦即,成為調變電流(Imod)埋沒於負載(電池94)之充電電流(Iload)中之形式。因此,不可否認的是當負載(電池94)較重時,與負載較輕時相比,送電裝置10側之負載變化之檢測變得困難。因此,於本實施形態中,強制性地減少向負載(電池94)之電力供給以減輕負載(電池94)之負載狀態,從而於一次側容易地檢測藉由負載調變產生之負載變化。以下,就負載之減輕措施加以說明。
(強制性地減輕負載之措施)
於本發明中,於正常送電中不停止向負載94之送電而進行負載調變,因此藉由該負載調變引起之向送電裝置10側發送之信號之發送,經常會受到向負載94之供電狀況(亦即,負載之負載狀態)之影響。
如上所述,不可否認的是當將大量之充電電流供給至負載94(電池組等)時,即便為了負載調變而對較小之電流進行接通/斷開,由於該接通/斷開電流(Imod)之電流量比負載(電池94)之充電電流(Iload)之電流量小,因此於送電裝置10側難以檢測藉由負載調變引起之負載變化之情況(亦即,難以檢測出是雜訊還是藉由負載調變產生之信號)。另一方面,當供給至負載94之電流較少時(負載較輕時),藉由負載調變產生之接通/斷開電流(Imod)之相對比例增加,送電裝置10易於把握藉由該接通/斷開引起之負載變化。
根據此種研究,於本實施形態中,當於正常送電中,受電裝置40本身監視負載94之負載狀態,並進行可用以檢測異物之負載調變時,當負載94較重時(亦即,將電流大量地供給至負載94時),採取強制性地減少向負載94之電力供給之措施。再者,減少電力供給包含暫時地(或者間歇地)停止電力供給。
若減少向負載94之電力供給,則該負載94之負載狀態會明顯地減輕,送電裝置10側易於檢測藉由負載調變產生之信號,因此,即便負載94為較重之狀態時,異物檢測精度亦維持於所期望之水準。又,即便於強制性減輕負載94之情形時,於負載94上亦至少經常供給有必需之最小限度之電力,因此不會產生負載94側之電子電路(充電控制裝置92)變得無法動作之問題。
又,如上所述,可用以檢測異物插入之負載調變係間歇地進行,且該負載調變係考慮對朝向負載94之電力供給造成之影響後以適當之間隔執行者,雖然進行強制性之負載減輕,但於向負載94之電力傳送中不會產生特別之不良影響。例如,絕對不會產生如電池組之充電時間變得極長之不良影響。
如此,受電裝置40側監視負載94之狀態,當進行可用以檢測異物插入之負載調變時,若有需要則亦一併執行負載94之負載狀態之強制性減輕,藉此即便當負載94較重時,亦可將送電裝置10側之負載變化之檢測精度維持於所期望之水準。
圖23(A)~圖23(E)係用以說明負載之減輕動作之圖。具體而言,圖23(A)係表示負載較輕之狀態之圖,圖23(B)係表示負載較重之狀態之圖,圖23(C)係表示圖23(B)所示之狀態中之一次線圈電壓之變化情況的圖,圖23(D)係表示連續地使供電控制電晶體接通/斷開,或使其為半接通狀態而減輕負載的狀態之圖,圖23(E)係表示圖23(D)所示之狀態中之一次線圈電壓之變化情況的圖。
於圖23(A)之情形時,由於負載(電池)94較輕(亦即,負載之充電電流Iload較小),因此即便受電裝置40側不進行負載之減輕動作,送電裝置10側亦可充分地檢測出藉由負載調變引起之負載變化。因此,供電控制電晶體TB2經常為接通狀態。負載調變電晶體TB3間歇地接通/斷開,藉此執行負載調變。
於圖23(B)中,由於負載(電池)94較重(亦即,負載之充電電流Iload較大),因此難以發現藉由調變電流(Imod)之接通/斷開引起之電流變化。如圖23(C)所示,若負載自較輕之狀態變化為較重之狀態,則一次線圈電壓之振幅之變化部分自ΔV1縮小至ΔV2,從而難以檢測出藉由負載調變引起之負載變化。
因此,於圖23(D)中,於負載調變時亦一併進行負載之減輕動作。亦即,於圖23(D)中,執行如下動作:連續地接通/斷開供電控制電晶體TB2,或者使其為半接通狀態。
亦即,使插入於供電路徑中之供電控制電晶體TB2連續地接通/斷開,間歇地進行電力供給,藉由該數位性之方法,可強制性地減少向負載94之電力供給(包含暫時停止電力供給之情形)。使電晶體連續地進行切換係數位電路中通常所進行之動作,且易於實現。又,存在如下優點:可藉由選擇切換頻率來精確地控制以何種程度削減向負載之供電電力。
又,採用類比性之方法,將完全接通時之電壓與完全斷開時之電壓之中間電壓供給至供電控制電晶體(PMOS電晶體)的閘極,使該PMOS電晶體例如為所謂之半接通狀態,藉此亦可減少供給至負載94之電力。存在如下優點:可藉由控制閘極電壓來對供電控制電晶體(PMOS電晶體)之接通電阻進行微調整。
於圖23(E)中,藉由負載之強制性減輕,負載較重之狀態之一次線圈電壓之振幅自V10變化為V20。圖中,"X"表示負載94之強制性減輕量。藉由負載94之強制性減輕,一次線圈電壓之振幅之變化部分自ΔV2(參照圖23(C))擴大至ΔV3(ΔV3>ΔV2),送電裝置10易於檢測出藉由負載調變引起之受電裝置40側之負載變化。
如此,藉由一併執行負載調變與負載減輕動作(包含暫時停止負載電流之動作),即便當負載較重時,亦能夠於送電裝置側可靠地檢測負載變化。
(送電裝置之具體動作)
此處,就圖21之送電控制裝置20之具體動作加以說明。如先前之說明所述,當送電控制裝置20中所含之送電側控制電路22之定期負載變動檢測部114(參照圖9),於正常送電時無法檢測出受電裝置40側之負載之間歇性變化時,判斷為於一次線圈(L1)與二次線圈(L2)之間插入有異物(AR)並停止送電。藉此,可靠地防止異物(AR)之發熱、火傷、或者機器損傷或破損。因此,於無接點電力傳送系統中,實現可靠性高之異物插入對策。
又,由於必需慎重地判定有無異物插入,因此當送電側控制電路22於複數個週期之每個週期中檢測負載之變化,而於特定數之週期內連續地無法檢測出負載變化時,較好的是判斷為於一次線圈與二次線圈之間插入有異物。
例如,當於複數個週期之每個週期中檢測受電裝置側之負載之變化,而於特定數之週期(例如3個週期)內連續地無法檢測出負載變化時,停止正常送電。藉此,異物插入之檢測精度提高,例如不會發生如下之事態,即,當因偶然之原因而無法檢測出負載變化時,誤使正常送電停止。
再者,由送電裝置10觀之受電裝置40側之負載之變化係可藉由檢測一次線圈(L1)之感應電壓之波形而進行檢測,該波形檢測可藉由波形檢測電路22而進行。
如上所述,一次線圈(L1)之感應電壓之波形之峰值(振幅)於受電裝置40側之負載較重時增大,於受電裝置40側之負載較輕時減少,因此可藉由波形之峰值檢測來檢測出受電裝置40側之負載變化。然而,並不限定於該檢測方法,可採用其他方法,例如檢測一次線圈之感應電壓或電流之相位之方法。
如此,根據本實施形態,實現一種新穎之送電裝置10,其具有藉由負載認證來檢測異物插入(誤接)之功能。根據本實施形態,可抑制零件個數,並且可藉由簡單之信號處理而高精度地檢測出向一次線圈與二次線圈之間之異物的插入,從而可實現無接點電力傳送中之高可靠度之安全對策。
又,藉由定期負載認證之送電停止功能不僅可檢測誤接,而且可成為強制停止不恰當之送電之最後的保障。例如,即便因某種原因而未有效地進行受電側機器之移除檢測之情形、或受電側機器發生破損或故障而無法進行定期負載調變之情形等時,亦可靠地停止來自送電側機器之送電。因此,由於具有定期負載認證功能,故而無接點電力傳送系統之安全性、可靠性顯著提高。
(關於電量充滿後是否需要再充電之判定及電量充滿之移除檢測)
於以下之說明中,就電量充滿後是否需要再充電之檢測以及電量充滿後之移除檢測加以說明。例如,於圖1(C)之無接點電力傳送系統中,當將第2自動模式開關SW2a接通時,不僅自動設置檢測~電量充滿檢測及正常送電之自動斷開,亦必需自動地執行電量充滿後是否需要再充電之判定及電量充滿後之移除檢測。於此情形時,送電側控制電路22執行如圖14及圖15所示之動作。以下,按順序進行說明。
(電量充滿後之再充電)
以下,就電量充滿後之再充電加以說明。例如,於電量充滿後,若將作為受電側機器之行動電話終端長時間地置於充電台(充電座)上,則存在如下情形,即,電壓因電池之放電而降低,電池成為需要再充電之狀態。因此,於本實施形態中,在電量充滿後,送電裝置能夠自動地檢測再充電之必要性。
圖14(A)及圖14(B)係表示無接點電力傳送系統中,用以於電量充滿後進行再充電管理之一連串之動作順序的序列圖。再者,圖14(B)之順序係於圖14(A)之順序之後執行。
若電池94(參照圖3)成為電量充滿狀態,則過渡至電量充滿後之待機模式。於該電量充滿後之待機模式下,送電裝置10對受電裝置40間歇地送電,此時將電量充滿後之待機模式之訊息發送至受電裝置40。受電裝置40若接收到電量充滿後之待機模式之訊息,則對電池電壓VBAT進行確認。繼而,於電池電壓VBAT為再充電電壓(例如3.9V)以下之情形時,判斷為需要再充電之狀態,並將再充電指令發送至送電裝置10。藉此,送電裝置10再次開始向受電裝置40正常送電。藉此,開始對電池94進行再充電。此時,電量充滿後之待機模式解除。另一方面,於電池電壓VBAT大於再充電電壓之情形時,繼續電量充滿後之待機模式。以下,進行具體說明。
圖3之送電側控制電路22於檢測出負載所具有之電池94已成為電量充滿狀態之情形時,停止相對於受電裝置40之正常送電並進行間歇送電。繼而,當送電側控制電路22於該間歇送電期間中檢測出電池94已成為需要再充電之狀態時,進行控制以再次開始對受電裝置40進行正常送電。
另一方面,圖3之受電側控制電路52於電池94成為電量充滿狀態,送電裝置10停止正常送電而進行間歇送電之情形時,於該間歇送電期間中進行控制,以將通知與電池94之再充電狀態相關之資訊的再充電指令發送至送電裝置10。於該情形時,藉由電量充滿檢測電路62檢測電池94之電量充滿狀態,並藉由再充電監視電路64監視電池94之再充電狀態。再者,所謂與再充電狀態相關之資訊,係指用以判斷電池94是否已成為再充電狀態之資訊,且係是否需要再充電之資訊或電量充滿後之電池電壓VBAT之資訊。
更具體而言,如圖14(A)之A1所示,受電側之控制電路52於電池94已成為電量充滿狀態之情形時進行控制,以例如利用藉由負載調變部46之負載調變,將通知已成為電量充滿狀態之電量充滿指令(電量充滿資訊)發送至送電裝置10。繼而,如A2所示進行控制,以停止向充電控制裝置92輸出(電力供給)VOUT之電壓。例如,若藉由電量充滿檢測電路62檢測出用於顯示充電狀態之LEDR例如連續熄滅5秒鐘,則控制電路52判斷電池94為電量充滿狀態(充電結束)。繼而,產生用以發送電量充滿指令之訊框,對信號P3Q進行控制而進行負載調變,將所產生之訊框發送至送電裝置10。
另一方面,當送電側之控制電路22於向受電裝置40之正常送電中接收到電量充滿指令時,如圖14(A)之A3所示,將電量充滿旗標FC設置為1,如A4所示,於第一期間T1(例如1秒)之期間內進行停止向受電裝置40送電之控制。其後,如A5所示,再次開始送電並進行間歇送電。繼而,於再次開始送電後之間歇送電期間中,如A6所示進行控制,以將指示電池94之再充電狀態之偵測(偵測是否為需要再充電之狀態,或者偵測電量充滿後之電池電壓)之再充電偵測指令發送至受電裝置40。亦即,送電裝置10藉由圖4(A)中所說明之方法,產生並發送再充電偵測指令之訊框。又,控制電路22於發送再充電偵測指令之後,直至如A7所示經過逾時等待期間T2(例如30msec。T2<T1:T1為送電停止期間)為止之期間內,未自受電裝置40接收到再充電指令時,判斷為逾時。繼而進行如下控制:於逾時之情形時,如A8所示,於期間T1之期間內再次停止向受電裝置40之送電,如A9所示,於再次開始送電後之間歇送電期間中,將再充電偵測指令再次發送至受電裝置40。再者,於以下之說明中,有將送電停止期間T1稱為第一期間,且有將逾時等待期間T2稱為第二期間之情形。
如圖14(A)之A10所示,受電控制裝置50於電量充滿指令發送之後,因來自送電裝置10之送電停止而成為重置狀態。亦即,由於送電裝置10未供給電力,因此電源電壓變成0V而成為重置狀態。繼而,受電側之控制電路52若如A11所示於藉由來自送電裝置10之間歇送電而解除重置狀態之後,自送電裝置10接收再充電偵測指令,則如A12所示進行電池94之再充電狀態之監視處理。亦即,監視並判斷電池94是否為需要再充電之狀態。或者亦可進行用以監視電池電壓VBAT並發送至送電裝置10處理。該再充電狀態之監視處理係根據圖3之再充電監視電路64之監視結果而進行。
於圖14(B)之B1中,受電側之控制電路52將通知與電池94之再充電狀態相關之資訊的再充電指令發送至送電裝置10。例如受電側之控制電路52若根據再充電監視電路64之監視結果,而判斷電池94為需要再充電之狀態,則將再充電指令發送至送電裝置10。繼而,送電側之控制電路22若自受電裝置40接收再充電指令,則如B2所示將電量充滿旗標FC重置為0,並如B3所示再次開始向受電裝置40之正常送電。亦即,於根據再充電指令而判斷電池94為需要再充電之情形時,再次開始正常送電。藉此,電池94之再充電開始,從而可對電壓降低之電池94進行再充電。
若將自動地進行ID認證、正常送電、電量充滿檢測以及再充電管理之一連串動作之無接點電力傳送系統的動作順序加以匯總,則如圖15所示。圖15係表示自動地進行ID認證、正常送電、電量充滿檢測以及再充電管理之一連串動作之無接點電力傳送系統的動作順序之流程圖。
首先,就送電側之處理加以說明。若送電側(一次側)與受電側(二次側)之ID認證結束,則將電量充滿旗標FC重置為0(步驟S1、S2)。繼而,開始向受電側之正常送電(步驟S3)。其後,進行裝卸(移除)偵測(步驟S4),於偵測出裝卸(移除)之情形時過渡至正常待機模式。亦即,於圖2(A)(或者圖2(B))中,若物理性地行動電話510自充電器500分離,一次線圈L1之磁通成為不經由二次線圈L2之狀態,則偵測出裝卸(移除),並過渡至正常待機模式。於該正常待機模式中,不進行如電量充滿後之待機模式之間歇送電,完全停止電力傳送直至再次將行動電話510放置於充電器500之上為止。
其次,送電側判斷是否已自受電側接收到電量充滿指令(步驟S5),於未接收之情形時返回至步驟S4。另一方面,於已接收之情形時,將電量充滿旗標FC設置為1(步驟S6)。繼而,於第一期間(送電停止期間)T1之期間內停止自送電側向受電側之送電(步驟S7)。該期間T1係藉由利用送電側之時脈之計時處理而計測。
若經過第一期間T1,則送電側再次開始送電並進行間歇送電,將再充電偵測指令發送至受電側(步驟S8)。亦即,產生指示再充電狀態之偵測之訊框,並藉由頻率調變而發送至受電側。繼而,等待經過第二期間(逾時等待期間)T2而成為逾時(步驟S9)。亦即,受電側藉由間歇送電而解除重置狀態並開始動作,且等待發送來之再充電指令。繼而,於經過第二期間T2為止之期間內進行裝卸偵測(移除檢測)(步驟S10),於偵測出裝卸(移除)之情形時過渡至正常待機模式。又,於經過第二期間T2為止之期間內監視是否已自受電側接收到再充電指令(步驟S11),於未接收之情形時返回至步驟S9。繼而,若經過第二期間T2而成為逾時,則返回至步驟S7,並再次停止自送電側向受電側之送電。繼而,經過送電停止期間T1之後進行間歇送電,將再充電偵測指令再次發送至受電側(步驟S8)。如此,送電側反覆進行送電停止與間歇送電,直至自受電側接收到再充電指令為止。
若送電側於步驟S11中自受電側接收到再充電指令,則返回至步驟S2,並將電量充滿旗標FC重置為0。繼而,再次開始用以對電池94進行再充電之正常送電(步驟S3)。藉此,開始對電壓已降低之電池94進行再充電。
其次,就受電側之處理加以說明。若受電側與送電側之ID認證結束,則開始正常受電(步驟S21、S22)。其後,判斷電池94是否已成為電量充滿狀態,於已成為電量充滿狀態之情形時,將電量充滿指令發送至送電側(步驟S23、S24)。亦即,產生通知電量充滿之訊框,並藉由負載調變而發送至送電側。藉此,送電側將電量充滿旗標FC設置為1,並停止送電(步驟S6、S7)。繼而,受電側停止向充電控制裝置92之VOUT之電壓輸出(步驟S25)。亦即,將圖3之電晶體TB2、TB1斷開,以阻斷與負載90之電性連接。具體而言,控制電路52將信號P1Q設為H位準,藉此將電晶體TB2斷開。
若於圖15之步驟S7中送電側停止送電,則受電側成為無電力供給之狀態,因此成為重置狀態。其後,若送電側開始間歇送電,則將電力供給至受電側受,受電側之電源電壓上升而解除重置狀態(步驟S26)。藉此,受電側判斷是否已接收到再充電偵測指令(步驟S27)。繼而,於未接收之情形時,過渡至通常之ID認證處理。亦即,進行通常之待機模式之處理。
於接收到再充電偵測指令之情形時,判斷電池94是否需要再充電(步驟S28)。具體而言,判斷電池電壓VBAT是否小於再充電電壓(例如3.9V)。繼而,於判斷為無需再充電之情形時,不對送電側進行回應。藉此,於送電側之步驟S9中成為逾時,來自送電側之送電再次停止,受電側成為重置狀態。
另一方面,於步驟S28中判斷為需要再充電時,受電側發送再充電指令(步驟S29)。送電側接收到再充電指令之後,將電量充滿旗標FC重置為0,並再次開始正常送電(步驟S2、S3)。藉此,受電側亦再次開始正常受電(步驟S22),從而脫離電量充滿後之待機模式。
如上所述,根據本實施形態,若檢測出電池94之電量充滿,則送電側停止送電(步驟S7)。又,受電側停止向充電控制裝置92之VOUT輸出(步驟S25),並過渡至電量充滿後之待機模式。於該電量充滿後之待機模式下,由於送電側停止送電,因此受電控制裝置50成為重置狀態,並且由於VOUT輸出停止,因此充電控制裝置92亦成為重置狀態。因此,可大幅度地削減於受電控制裝置50或充電控制裝置92中流動之待機電流,從而實現省電力化。
又,根據本實施形態,受電側成為重置狀態之後,送電側進行間歇性送電,並發送再充電偵測指令(步驟S8)。藉此,受電側於解除重置狀態時,根據所接收之再充電偵測指令之指示,進行再充電狀態之監視處理(步驟S27、S28)。繼而,於判斷為需要再充電之情形時發送再充電指令(步驟S29)。
亦即,由於受電側因送電停止而成為重置狀態,因此無法保持與電量充滿或再充電相關之資訊。相對於此,送電側能夠保持該等資訊。本實施形態中係著眼於該點,於送電停止後之間歇送電期間中,送電側朝受電側發送再充電偵測指令。如此,重置狀態已解除之受電側即便未保持有與電量充滿或再充電相關之資訊,亦可將來自送電側之再充電偵測指令作為觸發而開始再充電狀態之監視處理。繼而,受電側於判斷為需要再充電之狀態時發送再充電指令,藉此可將需要再充電之狀態該資訊通知送電側。藉此,可恰當地對電量充滿後之電池94進行再充電。
另一方面,送電側於期間T2內未接收到再充電指令而成為逾時之情形時,再次停止送電(步驟S9、S7)。亦即,反覆進行送電停止與間歇送電,直至接收到再充電指令為止。因此,受電側只要於間歇送電期間中動作即可,可藉由充分地延長送電停止期間T1而大幅度地削減電量充滿後之待機模式下之待機電流。由此,可一面將無用之電力消耗抑制至最小限度,一面實現電池94之最佳之再充電。
(電量充滿後之移除檢測處理)
當於電量充滿後移除受電側機器510時,無需繼續進行間歇性送電。因此,為了不進行無用之送電,於電量充滿後必需檢測受電側機器510之移除。以下,就電量充滿後之移除檢測加以具體說明。
例如,由送電裝置10對受電裝置40執行間歇送電,,根據能否於特定時間內自受電裝置40接收到上述ID認證資訊,而檢測電量充滿後之受電側機器之移除(裝卸)。亦即,若電池94成為電量充滿狀態,則停止正常送電。藉此,設置於負載90中之充電控制裝置92(參照圖3)受到重置,並恢復至初始狀態。若於電池之電量充滿之後,自送電裝置10以特定間隔進行間歇送電,則接收藉由該間歇送電產生之電力之受電裝置40進行動作,如上所述,將受電側機器510(或受電裝置40)之ID認證資訊發送至送電裝置10(參照4之步驟S4)。因此,若未移除受電側機器510,則自間歇送電開始時點起於特定時間內,ID認證資訊應自受電裝置40傳送至送電裝置10。當於特定時間內未自受電裝置40發送ID認證資訊時,送電裝置10可判定受電側機器510已移除。再者,如圖19所示,亦可藉由觀測一次線圈L1之線圈端之交流波形(亦即,交流電壓之振幅)而檢測受電側機器510之移除。
於本實施形態中,與用以檢測是否需要再充電之間歇送電不同地,執行用以檢測移除之間歇送電。如上所述,將電量充滿後之移除檢測之第一週期T10設定為比假送電之週期(例如0.3秒)長之週期(例如5秒)來抑制消耗電力之增大。又,由於電量充滿後檢測是否需要再充電之頻率可更少,因此將用以電量充滿檢測之第二週期T20設定得長於第一週期T10(例如設定為10分鐘)。藉此,可將消耗電力抑制至最小限度,並且能夠分別以最佳之週期檢測二次側機器之設置,檢測電量充滿後是否需要再充電,以及檢測電量充滿後之移除。又,可不使用特殊之硬體,而以軟體為基礎來檢測電量充滿後之受電側機器之移除(移去)。因此不會產生如下事態:無論是否設置有受電側機器,均進行無用之電力傳送。
如以上之說明所述,於已選擇自動模式之情形時,實現一種便利性高之無接點電力傳送系統。亦即,根據上述實施形態中之至少一個,可獲得以下之主要效果。然而,下述效果不一定可同時獲得,且以下之效果之列舉不能用作不恰當地限定本發明之技術範圍的根據。(1)於已選擇自動模式之無接點電力傳送系統中,由於自動地檢測受電側機器之設置後開始正常送電,因此用戶無需進行開關操作等,用戶之便利性提高。
(2)藉由於執行ID認證之後進行正常送電,系統不會對不合適之機器執行正常送電,可靠性及安全性提高。
(3)於正常送電中,執行各種檢測動作(移除檢測、金屬異物檢測、基於受電側之定期負載認證之誤接狀態檢測、及電量充滿檢測),由於當檢測出任一者時會迅速地停止正常送電並恢復至初始狀態,因此完全不會產生不必要之送電,且由於對於異物亦實施有完備之對策,故實現一種具有極高之可靠性(安全性)之系統。
(4)藉由併用通常之異物對策及誤接發熱對策,系統之安全性顯著提高。又,於受電裝置中,執行用以檢測誤接之間歇性負載調變(定期負載調變)時執行負載減輕,藉此送電裝置能夠可靠地檢測負載變動,誤接檢測之精度提高。
(5)進而,於電量充滿之後亦自動地執行再充電管理(以及移除檢測),因此即便將受電側機器長時間地放置於充電台上時,電池亦經常保持電量充滿之狀態。因此,用戶可安心地利用無接點電力傳送系統,並可獲得充分之滿足感。
(6)本發明之無接點電力傳送系統具有自動模式(自動執行模式),於自動模式下自動地執行所有上述一連串之動作。因此,實現一種不會對用戶造成負擔、便利性極高且便於使用之無接點電力傳送系統。
(7)由於受電側機器之設置檢測、電量充滿後之再充電管理以及移除檢測係根據來自送電裝置之間歇性送電而執行,因此實現一種消耗電力受到抑制且低消耗電力之無接點電力傳送系統。若配合上述目的而分別使間歇送電之週期最佳化,則能夠進一步抑制消耗電力。
(8)裝置構成經簡化,從而可實現無接點電力傳送系統之小型化、低成本化。
(第3之實施形態)
於本實施形態中,就開關模式時之無接點電力傳送系統之動作順序加以說明。
(開關模式時之送電裝置之動作之概要)
圖24係表示開關模式時之送電裝置之動作之一例的概要之流程圖。如以粗點線所圍成之部分所示,送電裝置10之動作大致分為送電前之「送電對象之確認(步驟SA)」、與「送電中(包含送電前)之送電環境之確認(步驟SB)」。
如上所述,送電裝置10係以開關(SW1)之接通為契機而開始假送電(步驟S1、S2)。
其次,確認受電側機器510之設置位置是否合適(步驟S3),執行受電側機器510(或者受電裝置40)之ID認證,以判定是否為適當之送電對象(步驟S4)。當進行ID認證時,允許進行複數次再試,藉此防止用戶因偶然之ID認證錯誤而不得不再次接通開關(SW1),從而用戶之便利性提高。
若位置檢測或ID認證失敗(步驟S5),則停止假送電並恢復至等待開關接通之初始狀態(亦即等待步驟S1之狀態)。
再者,位置檢測係根據圖3之受電裝置40內之位置檢測電路56對二次線圈(L2)之感應電壓進行整流所獲得的直流電壓(ADIN)而判定。
於ID認證後開始正常送電(充電送電)(步驟S6)。於正常送電中,執行金屬異物檢測(步驟S7)、及藉由定期負載變動檢測之誤接狀態之檢測(步驟S8、S9),又,執行受電側機器之移除(移去)檢測(步驟S10),進而執行開關之強制斷開檢測(步驟S11)、及電量充滿通知(送電停止要求)檢測(步驟S12)。若確認任一個檢測(步驟S13),則斷開正常送電(步驟S14),並恢復至初始狀態(等待步驟S1之狀態)。
金屬異物檢測(步驟S7)以及移除檢測(步驟S10)可根據一次線圈(L1)之感應電壓信號之波形變化而進行檢測。
(開關模式時之送電側控制電路之構成之一例)
圖25係表示開關模式時之送電側控制電路之構成之一例的電路圖。如圖所示,送電側控制電路22具有邏輯電路100。
邏輯電路100具有去除伴隨開關SW1之接通/斷開而產生之雜訊的雜訊去除電路102、用以儲存當前之狀態為送電狀態或者初始狀態之正反器(F/F)104、位置檢測部106、ID認證部108、移除檢測部110、異物檢測部112(包含誤接狀態檢測部114)、電量充滿通知(送電停止要求)檢測部116、及根據各部之檢測結果而控制送電之接通1斷開之送電控制部118。
(無接點電力傳送系統之基本序列例)
圖26係表示無接點電力傳送系統之基本序列例之圖。如左側所示,送電側電子機器(送電側機器)500中設置有開關SW1。用戶將受電側電子機器(受電側機器)510設置於特定位置並按下開關SW1。將藉此所產生之邊緣(例如負緣NT)作為觸發(契機),開始來自送電裝置10之假送電(步驟S20),並進行位置檢測(步驟S21),若位置不合適則停止假送電(步驟S22)。
若受電側機器510之設置位置適當,則執行ID認證(步驟S23)。亦即,將ID認證資訊(廠商資訊、機器ID編號、額定資訊等)自受電側機器發送至送電側機器。由於亦有ID認證偶然失敗之情形,因此考慮到用戶之便利性(為了省略多次使開關SW1再次接通之工夫),較好的是允許進行特定次數(例如3次)之再試,於連續失敗之情形(NG之情形)時判定為ID認證失敗(步驟S24)。
於ID認證後,送電裝置10開始對受電裝置40正常送電(步驟S26)。於正常送電期間中,若檢測出開關(SW1)已按下(強制斷開)(步驟S27),則停止正常送電並恢復至初始狀態(步驟S28)。
又,如上所述,執行移除檢測(步驟S29)、金屬異物檢測(步驟S30)、二次側之定期負載認證(包含二次側負載減輕處理:步驟S31)、及誤接狀態檢測(步驟S32),當檢測出任一者時,停止正常送電(步驟S33)。再者,所謂伴隨二次側之定期負載認證之負載減輕係指如下之處理:有時即便於本負載(電池等)較重之狀態下進行負載調變,一次側亦無法較好地接收該調變信號,因此當進行負載調變時,減少(或者停止)向本負載之供電,以明顯地使本負載之負載狀態強制性地減輕(關於該點,利用圖17進行詳述)。
於圖26中,受電裝置40若檢測出電量充滿,則製成電量充滿通知(省電訊框:送電停止要求訊框)並發送至送電側(步驟S34)。送電裝置10若檢測出電量充滿通知(送電停止要求訊框)(步驟S35),則斷開正常送電並恢復至初始狀態(步驟S36)。
圖27係表示執行圖26之序列之無接點電力傳送系統之狀態過渡的狀態過渡圖。如圖所示,系統之狀態大致分為初始狀態(怠機狀態:ST1)、位置檢測狀態(ST2)、ID認證狀態(ST3)、送電(正常送電)狀態(ST4)、及定期負載認證狀態(ST5)(以及負載減輕狀態ST6)之狀態。
藉由接通開關(Q1)而自ST1過渡至ST2,當位置檢測NG時,返回至ST1(Q2)。若位置檢測OK則過渡至ST3(Q3),並觀察ID認證是否連續地失敗複數次(Q4),若連續地NG(Q5)則返回至ST1。若ID認證OK(Q6),則過渡至ST4。
於正常送電狀態下,執行SW1斷開檢測(Q7)、移除檢測(Q12)、金屬檢測(Q10)、誤接狀態檢測(Q17)、及電量充滿檢測(Q14),若檢測出任一者則恢復至初始狀態(Q8、Q9、Q11、Q13、Q15)。
於執行圖26之基本序列之無接點電力傳送系統中,以開關之接通為契機而開始送電,在此之前不進行任何送電,因此可實現低消耗電力化、及安全性之提高。又,若接收到電量充滿通知(送電停止要求)則停止送電並恢復至初始狀態(等待開關接通之狀態),因此於此處亦完全不產生無用之送電,從而可實現低消耗電力化、及安全性之提高。
又,由於將ID認證作為正常送電之條件,因此不會對不合適之機器進行送電,從而可靠性及安全性提高。
又,於正常送電中,執行各種檢測動作(移除檢測、金屬異物檢測、基於二次側之定期負載認證之誤接狀態檢測、及電量充滿檢測),當檢測出任一者時,迅速地停止正常送電並恢復至初始狀態,因此完全不會產生不必要之送電,對於異物亦實施有完備之對策,故實現一種具有極高之可靠性(安全性)之系統。
圖28及圖29係表示執行圖26之基本序列之無接點電力傳送系統之動作例的流程圖。於圖28及圖29中,左側表示一次側之動作流程,右側表示二次側之動作流程。
如圖28所示,若接通開關SW1(步驟S40),則自送電側開始假送電(例如傳送頻率為f1:步驟S41),並藉由計時器開始計時(步驟S42)。受電側若接收到假送電,則自停止狀態(步驟S60)過渡至電源接通狀態(步驟S61),並執行位置水準之判定(位置檢測)。若位置水準判定NG,則恢復至初始狀態(步驟S60),若OK,則執行ID認證訊框之製成(步驟S63)、ID認證訊框之發送(步驟S64)。
於送電側中進行ID認證訊框之接收處理(步驟S44)以及逾時判定(步驟S43),於在特定時間內無法接收ID認證訊框之情形時,停止送電(步驟S51)。另一方面,於在特定時間內能夠接收ID認證訊框之情形時,執行訊框認證處理(步驟S45),若認證OK則將許可訊框發送至受電側(步驟S47),於認證NG之情形時停止送電(步驟S51)。
受電側對來自送電側之許可訊框進行驗證(步驟S65),並將啟動訊框發送至送電側(步驟S66)。
於送電側中對啟動訊框進行驗證(步驟S48),開始對定期負載變動(誤接狀態檢測用)進行檢測步驟S49),並開始充電送電(正常送電)(步驟S50)。於受電側中接收充電送電(正常送電),開始本負載(例如電池)之充電(步驟S67)。繼而,使用圖29對其後之流程加以說明。於送電側執行移除、金屬異物、誤接狀態、開關斷開之各種檢測(步驟S70),並且等待來自受電側之電量充滿通知(送電停止要求)(步驟S71)。
於受電側進行本負載之充電,並且執行用以檢測誤接之定期負載調變(步驟S80),又,檢測本負載之電量充滿(步驟S81)。若檢測出電量充滿,則將電量充滿通知訊框(省電訊框:送電停止要求)發送至送電側(步驟S82)。
於送電側若接收到來自受電側之電量充滿通知訊框(省電訊框:送電停止要求),則停止定期負載變動檢測(步驟S72),並停止送電(步驟S73)。
如以上之說明所述,於開關模式時之無接點電力傳送系統之情形時,用戶可隨心所欲地使用系統。又,可將消耗電力抑制得較低。亦即,利用藉由第2實施形態之開關模式時之無接點電力傳送系統,可獲得以下之主要效果。然而「下述效果不一定可同時獲得,且以下之效果之列舉不能用作不恰當地限定本發明之技術範圍的根據。(1)於開關模式時之無接點電力傳送系統中,由於以開關之接通為契機而開始送電,且在此之前不進行任何送電,因此可實現用戶之便利性之提高、低消耗電力化、及安全性之提高。
(2)若接收到電量充滿通知(送電停止要求),則停止送電並恢復至初始狀態(等待開關接通之狀態),因此於此處亦完全不會產生無用之送電,可實現低消耗電力化、及安全性之提高。
(3)由於將ID認證作為正常送電之條件,因此不會對不合適之機器進行送電,可靠性及安全性提高。
(4)於正常送電中,執行各種檢測動作(移除檢測、金屬異物檢測、基於受電側之定期負載認證之誤接狀態檢測、及電量充滿檢測),由於當檢測出任一者時會迅速地停止正常送電並恢復至初始狀態,因此完全不會產生不必要之送電,且由於對於異物亦實施有完備之對策,故實現一種具有極高之可靠性(安全性)之系統。
以上,已參照實施形態對本發明進行了說明,但本發明並不限定於此,可進行各種變形、應用。亦即,業者應該能夠容易地理解於不脫離本發明之主旨之範圍內,可進行多種變形。
因此,此種變形例全部包含於本發明之範圍。例如,於說明書或圖式中,至少一次可將與更廣義或同義之不同用語(低電位側電源、電子機器等)一併記載之用語(GND、行動電話‧充電器等),於說明書或圖式的任何部位中替換成該不同之用語。又,本實施形態及變形例之所有組合亦包含於本發明之範圍。
又,送電控制裝置、送電裝置、受電控制裝置、受電裝置之構成以及動作或送電裝置中之受電側之負載檢測之方法亦不限定於本實施形態中所說明者,可實施各種變形。
又,於自動模式時,為了判定於電量充滿後是否需要再充電,亦可不利用間歇送電,而利用藉由較弱之電力之連續送電(省電式送電)。圖30係用以說明電量充滿後之省電式送電之頻率的圖。圖30表示一次線圈L1之共振特性。圖中,f0為有負載時之共振頻率,f1為發送"1"時之頻率,f2為發送"0"時之頻率,f3為省電式送電時之頻率。亦即,於省電模式下,使用與共振頻率f0相差最大之頻率f3來進行連續送電。由於省電式送電為連續送電,因此與間歇送電相比,消耗電力略微增大,但藉由連續性電力供給,即便於電量充滿後,設置於負載90內之充電控制裝置92亦經常動作,因此具有如下優點:可經常進行是否需要再充電之判定以及移除檢測。
本發明之效果在於提供一種便於使用、高可靠度且低消耗電力之無接點電力傳送系統,因此,尤其作為送電控制裝置(送電控制IC)、送電裝置(IC模組等)、無接點電力傳送系統及電子機器(例如移動終端及充電器)等而有用。
又,本發明除了可應用於無接點電力傳送系統以外,亦可應用於其他傳送方式之系統(例如,有線傳送方式之電力傳送系統、或將接點彼此連接而進行電力傳送之點接觸型傳送方式之電力傳送系統)。
10...送電裝置
12...送電部
14...波形監視電路
16...顯示部
20...送電控制裝置
22...送電側控制電路
24...振盪電路
26...驅動器控制電路
28...波形檢測電路
40...受電裝置
42...受電部
43...整流電路
46...負載調變部
48...供電控制部
50...受電控制裝置
52...受電側控制電路
56...位置檢測電路
58...振盪電路
60...頻率檢測電路
62...電量充滿檢測電路
90...受電側機器之負載
92...充電控制裝置(充電控制IC)
94...作為負載之電池(二次電池)
L1...一次線圈
L2...二次線圈
LEDR...作為電池殘量或電池之狀態之指示器之發光裝置
圖1(A)~圖1(C)係表示可切換開關模式與自動模式之無接點電力傳送系統之構成例之概要的圖。
圖2(A)~圖2(C)係用以說明使用無接點電力傳送方法之電子機器之例以及使用有感應變壓器之無接點電力傳送的原理之圖。
圖3係表示包含送電裝置、受電裝置之無接點電力傳送系統中之各部分的具體構成之一例之電路圖。
圖4(A)、圖4(B)係用以說明送電側機器與受電側機器之間之資訊傳送的原理之圖。
圖5係表示動作觸發開關及自動模式開關之設置之一例之圖。
圖6係表示動作觸發開關及自動模式開關之其他設置例之圖。
圖7係表示動作觸發開關及自動模式開關之其他設置例之圖。
圖8係表示送電裝置之動作之一例之概要的流程圖。
圖9係表示送電側控制電路之構成之一例之電路圖。
圖10係表示無接點電力傳送系統之基本序列例之圖。
圖11係表示執行圖10之基本序列之無接點電力傳送系統之狀態過渡的狀態過渡圖。
圖12係表示執行圖10之基本序列之無接點電力傳送系統之動作例的流程圖。
圖13係表示執行圖10之基本序列之無接點電力傳送系統之動作例的流程圖。
圖14(A)、圖14(B)係表示無接點電力傳送系統中之用以電量充滿後之再充電管理的一連串之動作順序之序列圖。
圖15係表示自動地進行ID認證、正常送電、電量充滿檢測以及再充電管理之一連串動作之無接點電力傳送系統的動作順序之流程圖。
圖16係用以說明位置檢測之原理之圖。
圖17(A)~圖17(F)係用以說明金屬異物(導電性異物)檢測之原理之圖。
圖18(A)~圖18(D)係用以說明移除檢測之原理之圖。
圖19(A)、圖19(B)係用以說明正常送電開始後之異物插入(誤接狀態)之構成無接點電力傳送系統的電子機器之剖面圖。
圖20(A)、圖20(B)係用以說明為了能夠檢測出異物插入而使受電裝置側之負載間歇地變化時的具體態樣之圖。
圖21係自圖3所示之無接點電力傳送系統中抽出與異物插入(誤接狀態)之檢測相關的主要構成而表示之電路圖。
圖22(A)、圖22(B)係用以說明可用於檢測異物之負載調變之較佳且具體之態樣的圖。
圖23(A)~圖23(E)係用以說明負載之減輕動作之圖。
圖24係表示開關模式時之送電裝置之動作之一例的概要之流程圖。
圖25係表示開關模式時之送電側控制電路之構成之一例的電路圖。
圖26係表示無接點電力傳送系統之基本序列例之圖。
圖27係表示執行圖26之序列之無接點電力傳送系統之狀態過渡的狀態過渡圖。
圖28係表示執行圖26之基本序列之無接點電力傳送系統之動作例的流程圖。
圖29係表示執行圖26之基本序列之無接點電力傳送系統之動作例的流程圖。
圖30係用以說明電量充滿後之省電式送電之頻率的圖。
3...動作觸發電路
5...自動模式電路
10...送電裝置
12...送電部
14...波形監視電路
16...顯示部
20...送電控制裝置
22...送電側控制電路
24...振盪電路
26...驅動器控制電路
28...波形檢測電路
DA1...二極體
L1...一次線圈
NA1、NA2、NA3...連接節點
NT...負緣
PHIN...信號
RA1、RA2...電阻
RX、RY1...上拉電阻
SW1...動作觸發開關
SW2...自動模式開關
Claims (18)
- 一種送電控制裝置,其特徵在於:其係無接點電力傳送系統中之設置於送電裝置者,該無接點電力傳送系統將電力經由經電磁耦合之一次線圈及二次線圈,自送電裝置無接點地傳送至受電裝置,其包括:動作模式切換端子,其用以輸入對自動模式與開關模式進行切換之動作模式切換控制信號,於上述自動模式,當自動地檢測出具有上述受電裝置之受電側機器已設置於可接收利用無接點電力傳送所傳送之電力之場所後,開始用以將電力供給至上述受電側機器之負載之正常送電,於上述開關模式,於動作觸發開關接通之後開始上述正常送電;動作觸發端子,其用以輸入由上述動作觸發開關之操作所產生之動作觸發信號;以及送電側控制電路,其控制向上述受電裝置之送電,並且根據上述動作模式切換控制信號來切換上述送電裝置之動作模式。
- 如請求項1之送電控制裝置,其中上述送電側控制電路於根據上述動作模式切換控制信號而選擇自動模式之情形時,使上述送電裝置執行間歇性假送電,並藉由對來自接收上述假送電之上述受電裝置之回應進行檢測,而檢測上述受電側機器之上述設置,於檢測出上述設置之情形時,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之連續性正常送電,於未檢測出上述設置之情形時,使上述送電裝置繼續執行上述間歇性假送電之狀態;且於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述開關模式之情形時,對上述送電裝置進行控制,使得每當將上述動作觸發信號輸入至上述動作觸發端子時,重複地對上述受電裝置開始及停止送電。
- 如請求項2之送電控制裝置,其中無論選擇上述自動模式及上述開關模式中之何者,上述送電側控制電路均於上述正常送電之前執行ID認證處理,判定上述受電側機器是否具有相對於上述無接點電力傳送系統之相容性,於上述ID認證成功之後,使上述送電裝置執行上述正常送電。
- 如請求項3之送電控制裝置,其中於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述自動模式之情形時,上述送電側控制電路使上述送電裝置執行間歇性假送電,並根據自上述假送電之開始時點起於特定時間內能否接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置之ID認證資訊,檢測具有上述受電裝置之受電側機器之設置;當檢測岀上述受電側機器之設置時,以上述ID認證成功為條件,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之正常送電;當自上述假送電之開始時點起於特定時間內未能接收到來自上述受電裝置之ID認證資訊時、以及上述ID認證失敗時,使上述送電裝置繼續執行上述間歇性假送電之狀態。
- 如請求項4之送電控制裝置,其中上述送電側控制電路若於上述正常送電之期間中檢測到來自上述受電裝置之電量充滿通知,則使上述送電裝置停止上述正常送電;並且執行用以於電量充滿後檢測移除之送電、以及用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電;當根據自接收上述用以於電量充滿後檢測移除之送電之上述受電裝置發送來的信號,檢測岀上述移除時,使上述送電裝置恢復至執行上述間歇性假送電之狀態;當根據自接收上述用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電之上述受電裝置發送來的信號,判定為必需再充電時,使上述送電裝置再次開始上述正常送電。
- 如請求項3之送電控制裝置,其中於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述開關模式之情形時,上述送電側控制電路以設置於送電側機器之上述動作觸發開關之接通為契機,為了能夠進行ID認證處理而使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之假送電;若於自上述假送電之開始時點起在特定時間內,接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置之ID認證資訊,則根據上述ID認證資訊來執行上述ID認證處理,上述ID認證成功之後,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之上述正常送電,於自上述假送電之開始時點起在特定時間內,未能夠接收到來自上述受電裝置之上述ID認證資訊之情形,以及上述ID認證失敗之情形時,對上述送電裝置進行控制,以使上述送電裝置停止上述假送電,並恢復至等待上述動作觸發開關之接通之初始狀態。
- 如請求項6之送電控制裝置,其中上述送電側控制電路若於上述正常送電開始之後,接收到來自上述受電裝置之電量充滿通知,則對上述送電裝置進行控制,以使上述送電裝置停止上述正常送電,並恢復至等待上述動作觸發開關之接通之初始狀態。
- 如請求項1至7中任一項之送電控制裝置,其中上述送電側控制電路根據上述一次線圈之感應電壓信號之波形之變化來判定有無異物,當於上述正常送電中檢測岀異物時,使上述送電裝置停止上述正常送電。
- 如請求項1至8中任一項之送電控制裝置,其中上述送電側控制電路對誤接狀態進行檢測,該誤接狀態係指將載置於上述一次線圈與上述二次線圈之間之異物誤認為上述受電側機器而繼續上述正常送電之狀態,若於上述正常送電中檢測出誤接狀態,則使上述送電裝置停止上述正常送電。
- 如請求項9之送電控制裝置,其中上述送電側控制電路檢測由上述送電裝置觀之上述受電裝置側之負載之間歇性變化,藉由於上述正常送電中有無檢測岀上述負載之間歇性變化而檢測上述誤接狀態。
- 一種送電控制裝置,其特徵在於:其係設置於對受電裝置傳送電力之送電裝置者,其包括輸入有第1信號之第1端子;輸入有第2信號之第2端子;以及控制上述送電裝置之送電控制電路;且上述送電控制電路根據上述第1信號,使上述送電裝置以第1動作模式或第2動作模式而動作;於上述第1動作模式中,上述送電裝置於自動地檢測出上述受電裝置已存在於能夠受電之場所之後,進行用以將電力供給至與上述受電裝置電性連接之負載之送電;於上述第2動作模式中,於上述第2信號輸入至上述第2端子之後進行上述送電。
- 一種送電裝置,其特徵在於包括:如請求項1至11中任一項之送電控制裝置、以及產生交流電壓並供給至一次線圈之送電部。
- 一種電子機器,其特徵在於包括:如請求項12之送電裝置、用以產生上述動作模式切換控制信號之動作模式切換開關、以及上述動作觸發開關。
- 如請求項13之電子機器,其中上述動作模式切換開關設置於用戶能夠操作上述動作模式切換開關之場所。
- 如請求項13之電子機器,其中上述動作模式切換開關設置於用戶無法進行操作之場所。
- 如請求項13至15中任一項之電子機器,其中具有複數個上述動作模式切換開關。
- 一種無接點電力傳送系統,其特徵在於:其係將電力經由經電磁耦合之一次線圈及二次線圈,自送電裝置無接點地傳送至受電裝置者;上述送電裝置包括根據一次線圈之感應電壓而控制向上述受電裝置之送電之送電側控制裝置,上述送電控制裝置包含:動作模式切換端子,其輸入有用以切換自動模式與開關模式之動作模式切換控制信號,於上述自動模式,自動地檢測具有上述受電裝置之受電側機器之設置,並經過ID認證處理而開始正常送電,於上述開關模式,以動作觸發開關之接通為契機而開始送電,並經過ID認證處理而開始正常送電;動作觸發端子,其輸入有由上述動作觸發開關之操作所產生之動作觸發信號;及送電側控制電路,其控制向上述受電裝置之送電,並且接收上述動作模式切換控制信號,以切換上述送電裝置之動作模式;上述受電裝置包括控制對於負載之電力供給之供電控制部,與具有控制上述受電裝置之受電側控制電路之受電控制裝置;上述送電裝置之上述送電側控制電路於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述自動模式之情形時,執行間歇性假送電,並根據自上述假送電之開始時點起,於特定時間內能否接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置的ID認證資訊,檢測具有上述受電裝置之受電側機器之設置;若檢測到上述受電側機器之設置,則以上述ID認證處理成功為條件,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之上述正常送電;於自上述假送電之開始時點起,於特定時間內未能接收到來自上述受電裝置之ID認證資訊之情形,以及上述ID認證失敗之情形時,使上述送電裝置恢復至執行上述間歇性假送電之狀態;於根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述開關模式之情形時,以設置於送電側機器中之開關之接通為契機,為了能夠進行上述ID認證處理而使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之假送電;若於自上述假送電之開始時點起,於特定時間內接收到來自接收上述假送電之上述受電裝置之ID認證資訊,則根據上述ID認證資訊來執行上述ID認證處理,上述ID認證成功之後,使上述送電裝置執行相對於上述受電裝置之上述正常送電,於自上述假送電之開始時點起,於特定時間內未能夠接收到來自上述受電裝置之上述ID認證資訊之情形,以及上述ID認證失敗之情形時,對上述送電裝置進行控制,以使上述送電裝置停止上述假送電,並恢復至等待上述開關之接通之初始狀態。
- 如請求項17之無接點電力傳送系統,其中當根據上述動作模式切換控制信號而選擇上述自動模式時,上述送電側控制電路若於上述正常送電之期間中檢測到來自上述受電裝置之電量充滿通知,則使上述送電裝置停止上述正常送電;並且執行用以於電量充滿後檢測移除之送電、以及用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電;當根據自接收上述用以於電量充滿後檢測移除之送電之上述受電裝置發送來的信號,檢測岀上述移除時,使上述送電裝置恢復至執行上述間歇性假送電之狀態;當根據自接收上述用以於電量充滿後判定是否需要再充電之送電之上述受電裝置發送來的信號,判定為必需再充電時,使上述送電裝置再次開始上述正常送電。
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