WO2010035545A1 - 無接点充電システム - Google Patents

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WO2010035545A1
WO2010035545A1 PCT/JP2009/059335 JP2009059335W WO2010035545A1 WO 2010035545 A1 WO2010035545 A1 WO 2010035545A1 JP 2009059335 W JP2009059335 W JP 2009059335W WO 2010035545 A1 WO2010035545 A1 WO 2010035545A1
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voltage
charging
unit
load modulation
power receiving
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PCT/JP2009/059335
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近藤靖浩
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株式会社村田製作所
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a contactless charging system including a power transmission terminal that excites a near electromagnetic field and a power receiving terminal that performs contactless charging by coupling with the near electromagnetic field.
  • a rechargeable battery is charged with a charging current and a charging voltage so that it has an appropriate charging pattern (charging profile) according to the type of battery such as a lithium ion battery, nickel cadmium battery, electric double layer capacitor, or nickel metal hydride battery. It is desirable to control.
  • An example of an appropriate charging pattern depending on the battery type is shown in FIG.
  • a lithium ion battery it is desirable to perform charging at a constant current after charging at a constant current and after the charging voltage reaches a specified value.
  • a nickel metal hydride battery it is desirable to perform charging at a constant current and terminate the charging if a voltage drop or a temperature rise is observed.
  • a charging control circuit may be attached to the rechargeable battery. If the rechargeable battery connected to the charge control circuit is of a single type, it is easy to achieve an appropriate charging pattern, but if the rechargeable battery is replaceable, a non-supported rechargeable battery is loaded. The battery may be charged with an inappropriate charging pattern. Therefore, there is a case in which a charge control circuit is configured so that charging is not performed except for a rechargeable battery of a corresponding battery type by configuring the rechargeable battery to be identifiable (see, for example, Patent Document 1). ).
  • contactless power transmission using a near electromagnetic field is used for connection between a household power supply and a rechargeable battery, so that a power receiving terminal provided with a rechargeable battery can be connected.
  • Contactless charging that eliminates the need to connect power lines may be used.
  • a charging control circuit is provided on the power receiving terminal side.
  • a signal may be transmitted by load modulation communication from the power receiving terminal side to the power transmitting terminal side for terminal authentication on the power receiving terminal side (see, for example, Patent Document 2).
  • JP 2001-266955 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-23366
  • a charging control circuit that realizes an appropriate charging pattern of the rechargeable battery is provided in all the power receiving terminals, it is possible to charge a plurality of power receiving terminals with a common power transmitting terminal.
  • the charge control circuit needs to be provided with a large and heat-generating component such as a DC / DC converter, and there is a problem in that the size of the power receiving terminal is increased and the characteristics of the rechargeable battery are deteriorated due to an increase in heat generation.
  • an object of the present invention is to enable charging with an appropriate charging pattern for each power receiving terminal even if the power transmitting terminal is shared among a plurality of power receiving terminals with different appropriate charging patterns, and to reduce the size of the power receiving terminal.
  • the object is to provide a contactless charging system capable of realizing low heat generation.
  • the contactless power receiving system of the present invention includes a power transmitting terminal and a power receiving terminal.
  • the power transmission terminal includes a charge control unit, a power transmission unit, and a primary signal processing unit.
  • the charge control unit outputs an AC signal having a voltage according to the charge control signal.
  • the power transmission unit excites a near electromagnetic field with an AC signal.
  • the primary signal processing unit acquires a reception signal from the voltage of the power transmission unit during load modulation communication, and sets a charge control signal based on reference information included in the reception signal.
  • the power receiving terminal includes a power receiving unit, a charging voltage generation unit, a load modulation unit, an information acquisition unit, and a secondary side signal processing unit. The power receiving unit is coupled to the near electromagnetic field.
  • the charging voltage generation unit generates a charging voltage for the rechargeable battery from the output of the power reception unit.
  • the load modulation unit changes the load impedance of the power reception unit viewed from the power transmission unit by performing load modulation during load modulation communication.
  • the information acquisition unit acquires reference information related to the rechargeable battery.
  • the secondary signal processing unit controls the load modulation unit during load modulation communication using the reference information acquired by the information acquisition unit as a transmission signal.
  • the charging control unit of the power transmission terminal performs appropriate charging control to adjust the strength of the near electromagnetic field, and the power receiving terminal A charging voltage of the charging pattern can be generated. Since the charging control unit is provided not in the power receiving terminal but in the power transmitting terminal, the power receiving terminal can be reduced in size and heat can be reduced. Charging control can be performed on the power transmission terminal based on the reference information, and even a plurality of power receiving terminals having different reference information can be charged using the common power transmission terminal.
  • the secondary side signal processing unit uses the reference information and the unique identifier of the power receiving terminal as a transmission signal.
  • terminal authentication is generally performed using a unique identifier as a transmission signal. Therefore, by using this load modulation communication function, the reference information of the rechargeable battery is transmitted from the power receiving terminal to the power transmitting terminal, so that it is simple without adding a special configuration for transmitting the rechargeable battery reference information.
  • the reference information of the rechargeable battery can be transmitted with the configuration.
  • the reference information may include a voltage setting value of the AC signal of the charging control unit.
  • the reference information may include characteristic information of the rechargeable battery stored in advance in the information acquisition unit.
  • the characteristic information for example, information such as a battery type such as a lithium ion battery, a nickel cadmium battery, an electric double layer capacitor, and a nickel metal hydride battery, and an optimum charging pattern may be adopted.
  • the reference information may include timely information during charging of the rechargeable battery acquired by the information acquisition unit.
  • the characteristic information information such as the temperature of the rechargeable battery, the charging current, and the charging voltage may be adopted.
  • the reference information may include a processing program of the primary side signal processing unit for controlling the charging control unit according to the rechargeable battery. If the processing program itself can be updated, even if a completely new type of rechargeable battery or standard power receiving terminal is added later, charging can be performed with a charging pattern suitable for the terminal.
  • the power transmission terminal since the power transmission terminal performs charging control based on the reference information acquired by the information acquisition unit of the power receiving terminal, even if the power transmission terminal is shared among a plurality of power receiving terminals having different appropriate charging patterns.
  • each power receiving terminal can be charged with an appropriate charging pattern, and further, the power receiving terminal can be reduced in size and heat generated.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a contactless charging system according to a first embodiment of the present invention. It is a figure explaining the operation
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic circuit example of the contactless charging system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the contactless charging system 1 includes a power receiving terminal 100 and a power transmitting terminal 200.
  • the power transmission terminal 200 includes a coil antenna 21, a charging control unit 22, and a primary side signal processing unit 23.
  • the charge control unit 22 includes a rectifier circuit 24, a DC / DC converter 25, and an inverter 26.
  • the rectifier circuit 24 rectifies an AC voltage received from a commercial power source or the like.
  • the DC / DC converter 25 transforms and outputs the output voltage of the rectifier circuit 24 to a charge control voltage that is a direct current voltage according to the charge control signal output from the primary side signal processing unit 23.
  • the inverter 26 converts the charging control voltage output from the DC / DC converter 25 into alternating current and supplies power to the coil antenna 21.
  • the coil antenna 21 is a power transmission unit of the present invention, and a near electromagnetic field is excited by power feeding from the inverter 26.
  • the primary side signal processing unit 23 includes a voltage detection circuit 27 and a primary side signal processing circuit 28.
  • the voltage detection circuit 27 envelope-detects and shapes the AC voltage at both ends of the coil antenna 21 and outputs it as an envelope voltage signal.
  • the primary-side signal processing circuit 28 samples the envelope voltage signal output from the voltage detection circuit 27 and detects a transmission signal from the power receiving terminal 100 based on a change in signal level.
  • the primary side signal processing circuit 28 sets the charge control signal based on the reference information included in the received signal.
  • the power receiving terminal 100 includes a coil antenna 11, a rectifier circuit 12, a load modulation unit 13, a secondary side signal processing circuit 14, a voltage detection circuit 15, a current detection resistor R 2 , a thermistor TH, and a rechargeable battery pack 19.
  • the coil antenna 11 is a power receiving unit of the present invention, and is coupled to the near electromagnetic field of the primary coil antenna 21 when the power receiving terminal 100 is disposed at the chargeable position of the power transmitting terminal 200.
  • the rectifier circuit 12 is a charging voltage generator of the present invention, and rectifies a high-frequency signal output from the coil antenna 11.
  • the resistor R 1 has a first end connected between the rectifier circuit 12 and the rechargeable battery pack 19. Switch Q 1 is, is connected between the second end and the ground resistor R 1.
  • Secondary signal processing circuit 14 the reference information acquired by generating a transmission signal, for turning on and off the switch Q 1 in response to the transmission signal.
  • the switching of the switch Q 1, the load modulation section impedance 13 is changed, the load impedance of the coil antenna 11 of the power receiving terminal 100 is changed as viewed from the coil antenna 21 of the transmission terminal 200. Therefore, the power transmission terminal 200 can detect a signal of load modulation communication.
  • the voltage detection circuit 15 is provided between the rectifier circuit 12 of the power line and the rechargeable battery pack 19 and detects the voltage (charging voltage) of the power line.
  • Current detection resistor R 2 is provided between the battery pack 19 of the charging power line ground.
  • the thermistor TH is arranged close to the rechargeable battery pack 19 and is sensitive to the ambient temperature in the vicinity of the rechargeable battery pack 19.
  • the voltage detection circuit 15, the current detection resistor R 2 , and the thermistor TH constitute an information acquisition unit of the present invention together with the secondary side signal processing circuit 14, and the secondary side signal processing circuit 14 detects based on the respective outputs. The voltage, current, and temperature to be corresponded to the timely information of the present invention.
  • the rechargeable battery pack 19 includes a protection circuit 18, an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) 17, and a rechargeable battery RL .
  • the protection circuit 18 is provided between the rectifier circuit 12 and the rechargeable battery RL, and interrupts the charging current when the rechargeable battery RL is in an abnormally high temperature state or an overcurrent occurs.
  • the rechargeable battery RL is, for example, an operating power supply for a mobile phone.
  • the EEPROM 17 stores the battery type of the rechargeable battery RL , the optimum charging pattern, and the like.
  • the EEPROM 17 constitutes an information acquisition unit of the present invention together with the secondary side signal processing circuit 14, and the information related to the characteristics of the rechargeable battery among the stored information corresponds to the characteristic information of the present invention.
  • the charging history is also stored in the EEPROM 17 and the optimum charging pattern corresponding to the charging history is stored on the secondary side signal processing circuit. You may make it calculate by 14.
  • the contactless charging system 1 configured as described above operates while switching between the load modulation communication mode and the power transmission mode.
  • the power transmission terminal 200 outputs a high voltage charge control voltage when operating in the power transfer mode, and switches to the load modulation communication mode when a certain time elapses and outputs a low voltage charge control voltage. Suppresses electromagnetic fields.
  • the power receiving terminal 100 determines whether the charging voltage is a voltage value in the load modulation communication mode or a voltage value in the power transmission mode by the secondary side signal processing circuit 14 and switches the operation according to the mode.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation flow in the contactless charging system 1
  • FIG. 3A shows an operation flow of the power receiving terminal 100
  • FIG. 3B shows an operation flow of the power transmission terminal 200.
  • the secondary side signal processing circuit 14 determines the mode from the charging voltage output from the voltage detection circuit 15, and if the voltage level of the charging voltage is lower than the specified value, the operation control is performed as the load modulation communication mode. (S11).
  • the secondary-side signal processing circuit 14 acquires timely information that varies with time from outputs from the voltage detection circuit 15, the current detection resistor R 2 , the thermistor TH, and the like. Further, the secondary signal processing circuit 14 acquires characteristic information from the EEPROM 17 or the like (S12). At this time, the past charging history may be read from the EEPROM 17, or the detected voltage, the detected current, the detected temperature, the charging time, etc. may be additionally stored in the EEPROM 17 as a charging history.
  • the secondary side signal processing circuit 14 determines a charge control voltage to be set by the primary side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 by calculation based on the characteristic information and timely information. (S13).
  • the secondary signal processing circuit 14 is turned on and off control of the switches Q 1, carried out a terminal-specific terminal identifier such as a mobile phone, the load modulation communication as a transmission signal and a charge control voltage (S14).
  • a terminal-specific terminal identifier such as a mobile phone
  • the load modulation communication as a transmission signal
  • a charge control voltage S14.
  • the secondary side signal processing circuit 14 monitors the charging voltage output from the voltage detection circuit 15 for a certain period of time, and if the voltage level of the charging voltage becomes higher than a specified value, performs the operation control as the power transmission mode, and if not, again Operation control in the load modulation communication mode is performed (S15). In the power transmission mode, a charging voltage sufficiently larger than the electromotive voltage of the rechargeable battery RL is supplied, and charging of the rechargeable battery RL progresses (S16).
  • the power transmission terminal 200 performs the operation in the load modulation communication mode in the standby state, and after receiving a signal by the load modulation communication, shifts to the operation in the power transmission mode.
  • the mode shifts to the load modulation communication mode, and periodic authentication with the power receiving terminal 100 is performed.
  • the primary side signal processing circuit 28 In the load modulation communication mode, first, the primary side signal processing circuit 28 outputs a charge control signal for setting the low voltage charge control voltage to control the DC / DC converter 25 (S21). Thereby, the voltage level of the charging voltage of the power receiving terminal 100 is lowered. Therefore, the power receiving terminal 100 performs a load modulation communication transmission operation.
  • the primary side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 detects a transmission signal from the power reception terminal 100 (S22).
  • the primary side signal processing circuit 28 that has detected the transmission signal authenticates the terminal identifier (S23). If verification is possible, a charge control signal for setting a charge control voltage (high voltage charge control voltage) included in the transmission signal is output to control the DC / DC converter 25 (S24).
  • the output voltage of the DC / DC converter 25 changes to the high voltage charge control voltage, and the near electromagnetic field excited by the coil antenna 21 is strengthened (S25). Therefore, the charging voltage in the power receiving terminal 100 is higher than the predetermined value and the power transmission mode is set, and charging of the rechargeable battery RL progresses.
  • the primary-side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 performs the operation in the load modulation communication mode again (S26).
  • the secondary-side signal processing circuit 14 of the power receiving terminal 100 appropriately sets the voltage value of the high voltage charging control voltage of the power transmitting terminal 200, thereby obtaining the charging voltage and charging current of the power receiving terminal 100. It becomes possible to follow the optimal charging pattern of the rechargeable battery RL .
  • the high voltage charge control voltage may be set so as to have a charge pattern similar to that shown in FIG. That is, the secondary-side signal processing circuit 14 performs a charging current feedback control calculation for making the secondary-side charging current constant, and monitors the change in the charging voltage during that time. If the increase in the monitored charging voltage is saturated, the operation of the secondary side signal processing circuit 14 is switched to the charging voltage feedback control that makes the charging voltage constant, and charging is performed based on the constant charging voltage. A charging pattern in which the current decreases is realized.
  • the high voltage charge control voltage may be set so as to have the same charge pattern as that in FIG. That is, the secondary side signal processing circuit 14 performs a feedback control calculation of the charging current to make the secondary side charging current constant, and monitors the temperature and the charging voltage of the rechargeable battery RL during that time. Then, when the temperature of the rechargeable battery RL suddenly increases or the charging voltage decreases, a charging pattern for terminating charging is realized.
  • the rechargeable battery RL is optimized by obtaining reference information at the power receiving terminal 100 and appropriately setting the high voltage charging control voltage of the power transmitting terminal 200. It can be charged with a charge pattern. Therefore, various power receiving terminals with different battery types can be charged with the single power transmitting terminal 200. Further, by providing the power transmission terminal 200 with the DC / DC converter 25, it is possible to adopt a configuration in which the DC / DC converter is omitted as the power reception terminal 100, and it is easy to realize a reduction in size and low heat generation of the power reception terminal 100.
  • the contactless charging system of the present embodiment has substantially the same configuration as the contactless charging system according to the first embodiment, but is different in terms of the operation flow.
  • the charge control voltage not the charge control voltage but a detection value such as a charge voltage, a charge current, and a rechargeable battery temperature is transmitted as a transmission signal by load modulation communication, and the setting value of the charge control voltage is transmitted instead of the power receiving terminal 100. This is performed on the terminal 200 side.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation flow in the contactless charging system according to the second embodiment.
  • FIG. 4A illustrates an operation flow of the power receiving terminal 100
  • FIG. 4B illustrates an operation flow of the power transmission terminal 200. Indicates.
  • the secondary side signal processing circuit 14 determines the mode from the charging voltage output from the voltage detection circuit 15, and if the voltage level of the charging voltage is lower than the specified value, the operation control is performed as the load modulation communication mode. (S31).
  • the secondary-side signal processing circuit 14 acquires timely information that varies with time from outputs from the voltage detection circuit 15, the current detection resistor R 2 , the thermistor TH, and the like. Further, the secondary side signal processing circuit 14 acquires the characteristic information from the EEPROM 17 (S32). At this time, the past charging history may be read from the EEPROM 17, or the detected voltage, the detected current, the detected temperature, the charging time, etc. may be additionally stored in the EEPROM 17 as a charging history.
  • the secondary signal processing circuit 14 is turned on and off control of the switches Q 1, terminal-specific terminal identifier, such as a mobile phone, perform timely information, the load modulation communication characteristic information as a transmission signal (S33).
  • the secondary side signal processing circuit 14 monitors the charging voltage output from the voltage detection circuit 15 for a certain period of time, and if the voltage level of the charging voltage becomes higher than a specified value, performs the operation control as the power transmission mode, and if not, again Operation control in the load modulation communication mode is performed (S34). In the power transmission mode, a charging voltage sufficiently larger than the electromotive voltage of the rechargeable battery RL is supplied, and charging of the rechargeable battery RL progresses (S35).
  • the power transmission terminal 200 performs the operation in the load modulation communication mode in the standby state, and after receiving a signal by the load modulation communication, shifts to the operation in the power transmission mode.
  • the mode shifts to the load modulation communication mode, and periodic authentication with the power receiving terminal 100 is performed.
  • the primary side signal processing circuit 28 In the load modulation communication mode, first, the primary side signal processing circuit 28 outputs a charge control signal for setting a low voltage charge control voltage to control the DC / DC converter 25 (S41). Thereby, the voltage level of the charging voltage of the power receiving terminal 100 is lowered. Therefore, the power receiving terminal 100 performs a load modulation communication transmission operation.
  • the primary side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 detects a transmission signal from the power reception terminal 100 (S42).
  • the primary-side signal processing circuit 28 that has detected the transmission signal authenticates the terminal identifier (S43). If verification is possible, the charging control voltage is determined by calculation based on the characteristic information and timely information included in the transmission signal (S44).
  • a charge control signal for setting the determined charge control voltage is output to control the DC / DC converter 25 (S45).
  • the output voltage of the DC / DC converter 25 changes to the high voltage charge control voltage, and the near electromagnetic field excited by the coil antenna 21 is strengthened (S46). Therefore, the charging voltage in the power receiving terminal 100 is higher than the predetermined value and the power transmission mode is set, and charging of the rechargeable battery RL progresses.
  • the primary-side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 performs the operation in the load modulation communication mode again (S47).
  • the primary-side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 appropriately sets the voltage value of the high voltage charge control voltage, so that the charging voltage and the charging current of the power receiving terminal 100 are stored in the rechargeable battery RL . It is possible to follow the optimal charging pattern.
  • the contactless charging system of the present embodiment has substantially the same configuration as the contactless charging system according to the first embodiment, but is different in terms of the operation flow.
  • a microcomputer that implements a platform-independent program execution environment with a virtual machine is adopted as the primary signal processing circuit 28.
  • the virtual machine bytecode (or machine language, interpreter language), which is a processing program for calculating the setting value of the charge control voltage, is transmitted by load modulation communication so that it can be updated.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an operation flow of the power receiving terminal in the contactless charging system according to the third embodiment.
  • the power receiving terminal 100 updates the processing program at the start of communication with the power transmitting terminal 200.
  • the secondary signal processing circuit 14 detects the connection with the power transmission terminal 200 from the output of the charging voltage detection circuit 15 (S51). If detected, the byte code is acquired from the EEPROM 17 (S52). This byte code corresponds to the battery type of the rechargeable battery RL .
  • the secondary signal processing circuit 14 is turned on and off control of the switches Q 1, carried out a terminal-specific terminal identifier such as a mobile phone, the load modulation communication as a transmission signal and a byte code (S53).
  • a terminal-specific terminal identifier such as a mobile phone
  • the load modulation communication as a transmission signal and a byte code (S53).
  • the load impedance of the coil antenna 11 of the power receiving terminal 100 viewed from the coil antenna 21 of the power transmitting terminal 200 changes, and the voltage level at the coil antenna 21 of the power transmitting terminal 200 changes according to the transmission signal from the power receiving terminal 100.
  • the secondary side signal processing circuit 14 determines the mode from the charging voltage output from the voltage detection circuit 15, and performs operation control as the load modulation communication mode if the voltage level of the charging voltage is lower than the specified value. (S54).
  • the secondary signal processing circuit 14 and the voltage detecting circuit 15, a current detection resistor R 2, an output such as a thermistor TH obtains timely information that varies by time (S55).
  • the past charging history may be read from the EEPROM 17, or the detected voltage, the detected current, the detected temperature, the charging time, etc. may be additionally stored in the EEPROM 17 as a charging history.
  • the secondary signal processing circuit 14 is turned on and off control of the switches Q 1, terminal-specific terminal identifier, such as a mobile phone, perform load modulation communication timely information as a transmission signal (S56).
  • the secondary side signal processing circuit 14 monitors the charging voltage output from the voltage detection circuit 15 for a certain period of time, and if the voltage level of the charging voltage becomes higher than a specified value, performs the operation control as the power transmission mode, and if not, again Operation control in the load modulation communication mode is performed (S57). In the power transmission mode, a charging voltage sufficiently larger than the electromotive voltage of the rechargeable battery RL is supplied, and charging of the rechargeable battery RL progresses (S58).
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an operation flow of the power transmission terminal in the contactless charging system according to the third embodiment.
  • the primary side signal processing circuit 28 detects a transmission signal from the power receiving terminal 100 (S61). If detected, the terminal identifier is authenticated (S62). If verification is possible, it is determined whether the byte code included in the transmission signal is a new one updated (S63). If updated, the processing program of the primary side signal processing circuit 28 is changed (S64).
  • the primary side signal processing circuit 28 operates in the load modulation communication mode, outputs a charge control signal for setting a low voltage charge control voltage, and controls the DC / DC converter 25 (S65). Thereby, the voltage level of the charging voltage of the power receiving terminal 100 is lowered. Therefore, the power receiving terminal 100 performs a load modulation communication transmission operation.
  • the primary side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 detects a transmission signal from the power reception terminal 100 (S66).
  • the primary-side signal processing circuit 28 that has detected the transmission signal authenticates the terminal identifier (S67). If collation is obtained, the charging control voltage is determined by calculation based on timely information included in the transmission signal (S68).
  • a charge control signal for setting the determined charge control voltage is output to control the DC / DC converter 25 (S69).
  • the output voltage of the DC / DC converter 25 changes to the high voltage charge control voltage, and the near electromagnetic field excited by the coil antenna 21 is strengthened (S70). Therefore, the charging voltage in the power receiving terminal 100 is higher than the predetermined value and the power transmission mode is set, and charging of the rechargeable battery RL progresses.
  • the primary-side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 performs the operation in the load modulation communication mode again (S71).
  • the primary-side signal processing circuit 28 of the power transmission terminal 200 appropriately sets the voltage value of the high voltage charge control voltage, so that the charging voltage and the charging current of the power receiving terminal 100 are stored in the rechargeable battery RL . It is possible to follow the optimal charging pattern.

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Abstract

　送電端末（２００）では、充電制御部（２２）が充電制御信号に従った充電制御電圧の交流信号を出力する。コイルアンテナ（２１）は近接電磁界を励起する。一次側信号処理部（２３）は、負荷変調通信時にコイルアンテナ（２１）の電圧から受信信号を取得し、受信信号に含まれる充電制御電圧の設定値に基づいて充電制御信号を設定する。受電端末（１００）では、コイルアンテナ（１１）はコイルアンテナ（２１）の近接電磁界に結合する。整流回路（１２）は充電池（ＲＬ）の充電電圧を生成する。負荷変調部（１３）は、負荷変調通信時に負荷変調することでコイルアンテナ（２１）から見たコイルアンテナ（１１）の負荷インピーダンスを変化させる。二次側信号処理回路（１４）は、充電電圧や充電電流から演算した充電制御電圧の設定値を送信信号として、負荷変調通信時に負荷変調部（１３）を制御する。

Description

無接点充電システム
　この発明は、近接電磁界を励起する送電端末と、近接電磁界との結合により無接点充電が行われる受電端末とを備える無接点充電システムに関するものである。
　一般に充電池は、充電時にはリチウムイオン電池や、ニッケルカドミウム電池、電気二重層コンデンサ、ニッケル水素電池などの電池種別などに応じた適切な充電パターン（充電プロファイル）となるように充電電流や充電電圧を制御するのが望ましい。なお、電池種別による適切な充電パターンの例を図１に示す。例えばリチウムイオン電池の場合、定電流での充電を行い、充電電圧が規定値に達した後に、定電圧での充電を行うことが望ましい。また、例えばニッケル水素充電池の場合、定電流での充電を行い、電圧低下や温度上昇が見られれば、充電を終了することが望ましい。
　このような適切な充電パターンを実現するため、充電池には充電制御回路が付設されることがある。充電制御回路に接続される充電池が単一種別のものであれば適切な充電パターンを実現することは容易であるが、充電池が交換可能である場合には非対応種別の充電池が装填されて不適切な充電パターンで充電がなされる虞がある。そこで、充電池の電池種別を識別可能に構成することにより、対応する電池種別の充電池以外には充電を行わないようにした充電制御回路が利用されることがある（例えば特許文献１参照。）。
　また、ＲＦＩＤや、固定電話の子機、電気シェーバーなどでは、家庭用電源と充電池との接続に近接電磁界を利用した無接点電力伝送を利用することで、充電池を設ける受電端末への電力線の接続を不要にする無接点充電が利用されることがある。無接点充電を利用する場合、受電端末側に充電制御回路が設けられていた。また、受電端末側の端末認証などのために、受電端末側から送電端末側に負荷変調通信により信号を送信することがあった（例えば特許文献２参照）。
特開２００１－２６６９５５号公報 特開２００３－２３３６６号公報
　無接点充電システムの利用者にとって、保有する受電端末ごとに送電端末を所有するよりは、共用の送電端末で複数の受電端末を充電できたほうが望ましい。しかしながら、受電端末ごとに適切な充電パターンで充電する必要があり、多様な電池種別の様々な受電端末に対して送電端末を共用することは、従来は難しかった。
　仮に、全ての受電端末に充電池の適切な充電パターンを実現する充電制御回路を設ければ、共用の送電端末で複数の受電端末を充電することは可能である。しかし、充電制御回路にはＤＣ／ＤＣコンバータなどの大型で発熱の大きい部品を設ける必要があり、受電端末の大型化や、発熱の増加による充電池の特性劣化を招来する問題があった。
　そこで、充電制御回路を受電端末ではなく送電端末に設けることが考えられるが、その場合、各受電端末の適切な充電パターンを実現するためには充電パターンごとに専用の送電端末を用意する必要があり、その場合にも非対応の充電パターンを要する受電端末が装着される虞を免れることはできず、その実現は現実的では無かった。
　そこで、この発明の目的は、適切な充電パターンの異なる複数の受電端末の間で送電端末を共用しても、受電端末ごとに適切な充電パターンで充電ができ、且つ、受電端末の小型化や低発熱化を実現できる無接点充電システムを提供することにある。
　この発明の無接点受電システムは送電端末と受電端末とを備える。送電端末は、充電制御部、送電部、および、一次側信号処理部を備える。充電制御部は、充電制御信号に従った電圧の交流信号を出力する。送電部は、交流信号により近接電磁界を励起する。一次側信号処理部は、負荷変調通信時に送電部の電圧から受信信号を取得し、受信信号に含まれる参照情報に基づいて充電制御信号を設定する。受電端末は、受電部、充電電圧生成部、負荷変調部、情報取得部、および、二次側信号処理部を備える。受電部は近接電磁界に結合する。充電電圧生成部は、受電部の出力から充電池の充電電圧を生成する。負荷変調部は、負荷変調通信時に負荷変調することで送電部から見た受電部の負荷インピーダンスを変化させる。情報取得部は充電池に関する参照情報を取得する。二次側信号処理部は、情報取得部の取得する参照情報を送信信号として、負荷変調通信時に負荷変調部を制御する。
　この構成では、受電端末の情報取得部で取得する参照情報に基づいて、送電端末の充電制御部での適切な充電制御を行うことで近接電磁界の強さを調整し、受電端末で適切な充電パターンの充電電圧を生成することができる。充電制御部を受電端末ではなく送電端末に設けるため、受電端末の小型化や低発熱化を実現できる。送電端末で参照情報に基づいて充電制御でき、参照情報の異なる複数の受電端末であっても、共用の送電端末を利用して充電を行える。
　二次側信号処理部は、参照情報および受電端末の固有識別子を送信信号とすると好適である。従来の負荷変調通信では固有の識別子を送信信号として端末認証を行うことが一般的である。そこで、この負荷変調通信の機能を利用して充電池の参照情報を受電端末から送電端末に送信することで、充電池の参照情報の伝達のための特別な構成を追加すること無く、簡易な構成で充電池の参照情報の伝達を行える。
　参照情報は、充電制御部の交流信号の電圧設定値を含んでもよい。
　参照情報は、情報取得部に予め記憶した充電池の特性情報を含んでもよい。この特性情報としては、例えばリチウムイオン電池やニッケルカドミウム電池、電気二重層コンデンサ、ニッケル水素電池などの電池種別や、最適充電パターンなどの情報を採用してもよい。
　参照情報は、情報取得部で取得する充電池の充電中の適時情報を含んでもよい。この特性情報としては、その時々の充電池の温度や、充電電流、充電電圧などの情報を採用してもよい。
　参照情報は、充電制御部を充電池に応じて制御するための一次側信号処理部の処理プログラムを含んでもよい。処理プログラム自体の更新ができれば、全く新しい種別の充電池や規格の受電端末が後に追加されても、その端末に適した充電パターンでの充電を行える。
　この発明によれば、受電端末の情報取得部で取得する参照情報に基づいて、送電端末で充電制御を行うので、適切な充電パターンの異なる複数の受電端末の間で送電端末を共用しても、受電端末ごとに適切な充電パターンで充電ができ、さらには受電端末の小型化や低発熱化を実現できる。
一般的な充電池の最適充電パターンの例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る無接点充電システムの概略の回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る無接点充電システムの動作フローを説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る無接点充電システムの動作フローを説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る無接点充電システムでの受電端末の動作フローを説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る無接点充電システムでの送電端末の動作フローを説明する図である。
《第１の実施形態》
　以下、無接点充電システムの具体例として携帯電話機やモバイルＰＣなどの無接点充電回路、無接点充電アダプタを想定して本発明の実施形態を説明する。
　図２は本発明の第１の実施形態に係る無接点充電システム１の概略回路例を示す図である。無接点充電システム１は、受電端末１００と送電端末２００とを備える。
　送電端末２００は、コイルアンテナ２１、充電制御部２２、および、一次側信号処理部２３を備える。充電制御部２２は整流回路２４、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５、およびインバータ２６を備える。整流回路２４は商用電源などから受け取る交流電圧を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は整流回路２４の出力電圧を、一次側信号処理部２３の出力する充電制御信号に従った電圧の直流電圧である充電制御電圧に変圧して出力する。インバータ２６はＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力する充電制御電圧を交流に変換して、コイルアンテナ２１へ給電する。コイルアンテナ２１は本発明の送電部であり、インバータ２６からの給電により近接電磁界が励起する。一次側信号処理部２３は電圧検出回路２７および一次側信号処理回路２８を備える。電圧検出回路２７は、コイルアンテナ２１の両端交流電圧を包絡線検波および波形整形して包絡線電圧信号として出力する。一次側信号処理回路２８は、電圧検出回路２７の出力する包絡線電圧信号をサンプリングし、信号レベルの変動に基づいて受電端末１００からの送信信号を検出する。そして、一次側信号処理回路２８は、受信した信号に含まれる参照情報に基づいて充電制御信号を設定する。
　受電端末１００は、コイルアンテナ１１、整流回路１２、負荷変調部１３、二次側信号処理回路１４、電圧検出回路１５、電流検出用抵抗Ｒ２、サーミスタＴＨ、充電池パック１９を備える。コイルアンテナ１１は本発明の受電部であり、受電端末１００が送電端末２００の充電可能位置に配置された際に、一次側のコイルアンテナ２１の近接電磁界に結合する。整流回路１２は本発明の充電電圧生成部であり、コイルアンテナ１１から出力される高周波信号を整流する。負荷変調部１３は、抵抗Ｒ１とスイッチＱ１とを備える。抵抗Ｒ１は、整流回路１２－充電池パック１９間に第一端が接続される。スイッチＱ１は、抵抗Ｒ１の第二端とグランドとの間に接続される。
　二次側信号処理回路１４は、参照情報を取得して送信信号を生成し、この送信信号に応じてスイッチＱ１をオンオフ制御する。スイッチＱ１の切り替えにより、負荷変調部１３のインピーダンスが変化し、送電端末２００のコイルアンテナ２１から見た受電端末１００のコイルアンテナ１１の負荷インピーダンスが変化する。そのため送電端末２００では負荷変調通信の信号を検出できる。
　電圧検出回路１５は、電力ラインの整流回路１２－充電池パック１９間に設けられ、電力ラインの電圧（充電電圧）を検出する。電流検出用抵抗Ｒ２は、充電電力ラインの充電池パック１９とグランドとの間に設けられる。サーミスタＴＨは、充電池パック１９に近接配置されていて充電池パック１９近傍の雰囲気温度に感応する。電圧検出回路１５、電流検出用抵抗Ｒ２、サーミスタＴＨは、それぞれ二次側信号処理回路１４とともに本発明の情報取得部を構成し、それぞれの出力に基づいて二次側信号処理回路１４が検出する電圧、電流、温度が本発明の適時情報に相当する。
　充電池パック１９は、保護回路１８、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically 　Erasable　and　Programmable　Read　Only　Memory）１７、および充電池ＲＬを備える。保護回路１８は、整流回路１２と充電池ＲＬとの間に設けられ、充電池ＲＬが異常高温状態になる場合や、過電流が生じる場合に充電電流を遮断する。充電池ＲＬは、例えば携帯電話機の動作電源である。ＥＥＰＲＯＭ１７は、充電池ＲＬの電池種別、最適充電パターンなどを記憶している。このＥＥＰＲＯＭ１７は二次側信号処理回路１４とともに本発明の情報取得部を構成し、記憶する情報のうち充電池の特性に関するものが本発明の特性情報に相当する。
　なお、充電池の最適充電パターンは充電回数や充電時間などの充電履歴に依存することがあるため、充電履歴についてもＥＥＰＲＯＭ１７に記憶し、充電履歴に応じた最適充電パターンを二次側信号処理回路１４で演算するようにしてもよい。
　以上の構成の無接点充電システム１は、負荷変調通信モードと電力伝送モードとを切り替えながら動作する。送電端末２００は、電力伝送モードでの動作時に高電圧充電制御電圧を出力し、一定の時間が経過すると負荷変調通信モードに動作を切り替えて低電圧充電制御電圧を出力し、コイルアンテナ２１の近接電磁界を抑制する。一方、受電端末１００は、充電電圧が負荷変調通信モードでの電圧値なのか電力伝送モードでの電圧値なのかを、二次側信号処理回路１４で判定してモードに応じて動作を切り替える。
　図３は、無接点充電システム１での動作フローを示す図であり、図３（Ａ）が受電端末１００の動作フローを、図３（Ｂ）が送電端末２００の動作フローを示す。
　受電端末１００では二次側信号処理回路１４が電圧検出回路１５の出力する充電電圧からモードの判定を行い、充電電圧の電圧レベルが規定値よりも低ければ、負荷変調通信モードとして動作制御を行う（Ｓ１１）。
　負荷変調モードでは、まず、二次側信号処理回路１４が、電圧検出回路１５や、電流検出用抵抗Ｒ２、サーミスタＴＨなどの出力から、時刻によって変動する適時情報を取得する。また、二次側信号処理回路１４が、特性情報をＥＥＰＲＯＭ１７などから取得する（Ｓ１２）。この際、ＥＥＰＲＯＭ１７から過去の充電履歴を読み出したり、検出電圧や、検出電流、検出温度、充電時間などを、充電履歴としてＥＥＰＲＯＭ１７に追加して記憶させたりしても良い。
　次に、二次側信号処理回路１４が、特性情報や適時情報に基づいて送電端末２００の一次側信号処理回路２８で設定すべき充電制御電圧を演算により決定する。（Ｓ１３）。
　次に、二次側信号処理回路１４がスイッチＱ１をオンオフ制御し、携帯電話機などの端末固有の端末識別子と、充電制御電圧とを送信信号として負荷変調通信を行う（Ｓ１４）。スイッチＱ１のオンオフ制御により、送電端末２００のコイルアンテナ２１から見た受電端末１００のコイルアンテナ１１の負荷インピーダンスが変化して、送電端末２００のコイルアンテナ２１における電圧レベルが受電端末１００からの送信信号に応じて変化する。
　二次側信号処理回路１４は電圧検出回路１５の出力する充電電圧を一定時間モニタし、充電電圧の電圧レベルが規定値よりも高くなれば電力伝送モードとして動作制御を行い、そうならなければ再び負荷変調通信モードでの動作制御を行う（Ｓ１５）。電力伝送モードでは、充電池ＲＬの起電圧よりも十分に大きな充電電圧が給電され、充電池ＲＬの充電が進展する（Ｓ１６）。
　一方、送電端末２００では、待機状態では負荷変調通信モードの動作を行い、負荷変調通信による信号を受信してから、電力伝送モードでの動作に移行する。電力伝送モードで一定の時間が経過すると負荷変調通信モードに移行し、受電端末１００との定期認証を行う。
　負荷変調通信モードでは、まず、一次側信号処理回路２８が低電圧充電制御電圧を設定する充電制御信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する（Ｓ２１）。これにより、受電端末１００の充電電圧の電圧レベルが低くなる。したがって、受電端末１００では負荷変調通信の送信動作が実施される。
　次に、送電端末２００の一次側信号処理回路２８では、受電端末１００からの送信信号を検出する（Ｓ２２）。送信信号を検出した一次側信号処理回路２８は、端末識別子の認証を行う（Ｓ２３）。照合が取れれば、送信信号に含まれる充電制御電圧（高電圧充電制御電圧）を設定する充電制御信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する（Ｓ２４）。
　これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が高電圧充電制御電圧に変化し、コイルアンテナ２１に励起する近接電磁界が強まる（Ｓ２５）。したがって、受電端末１００における充電電圧が既定値よりも高まって電力伝送モードになり、充電池ＲＬの充電が進展する。
　その後、一定の時間が経過して定期認証タイミングとなると、送電端末２００の一次側信号処理回路２８は、再び負荷変調通信モードでの動作を実施する（Ｓ２６）。
　以上の動作フローでは、受電端末１００の二次側信号処理回路１４が、送電端末２００の高電圧充電制御電圧の電圧値を適切に設定することで、受電端末１００の充電電圧と充電電流とを充電池ＲＬの最適充電パターンに従わせることが可能になる。
　例えば、充電池ＲＬの電池種別がリチウムイオン電池の場合、図１（Ａ）と同様の充電パターンとなるように高電圧充電制御電圧を設定すればよい。すなわち、二次側の充電電流を一定にする充電電流のフィードバック制御演算を二次側信号処理回路１４で行い、その間の充電電圧の変化をモニタする。そして、モニタしている充電電圧の電圧増加が飽和すれば、二次側信号処理回路１４の動作を、充電電圧を一定にする充電電圧のフィードバック制御に切り替えて、一定の充電電圧の基で充電電流が減少していく充電パターンを実現する。
　また例えば、充電池ＲＬの電池種別がニッケル水素電池の場合、図１（Ｂ）と同様の充電パターンとなるように高電圧充電制御電圧を設定すればよい。すなわち、二次側の充電電流を一定にする充電電流のフィードバック制御演算を二次側信号処理回路１４で行い、その間の充電池ＲＬの温度や充電電圧をモニタする。そして、充電池ＲＬの温度が急増するようになる、又は充電電圧が低下するようになれば、充電を終了する充電パターンを実現する。
　以上のように、本実施形態の無接点充電システム１では、受電端末１００で参照情報を取得して、送電端末２００の高電圧充電制御電圧を適切に設定することにより、充電池ＲＬを最適充電パターンで充電することができる。したがって、電池種別の異なる様々な受電端末を、単一の送電端末２００で充電することが可能になる。また、送電端末２００にＤＣ／ＤＣコンバータ２５を設けることにより、受電端末１００としてＤＣ／ＤＣコンバータを省く構成を採用でき、受電端末１００の小型化や低発熱化を実現することが容易になる。
《第２の実施形態》
　次に、本発明の第２の実施形態に係る無接点充電システムについて説明する。以下では、第１の実施形態と同一の構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して説明を省く。
　本実施形態の無接点充電システムは、第１の実施形態に係る無接点充電システムと略同じ構成であるが、動作フローの点で相違する。
　具体的には、負荷変調通信による送信信号として充電制御電圧ではなく、充電電圧、充電電流、充電池温度などの検出値を送信し、充電制御電圧の設定値の演算を受電端末１００ではなく送電端末２００側で実施する。
　したがって、受電端末１００の二次側信号処理回路１４での制御が簡易になり、受電端末１００の低コスト化を図ることができる。
　図４は、第２の実施形態の無接点充電システムでの動作フローを示す図であり、図４（Ａ）が受電端末１００の動作フローを、図４（Ｂ）が送電端末２００の動作フローを示す。
　受電端末１００では二次側信号処理回路１４が電圧検出回路１５の出力する充電電圧からモードの判定を行い、充電電圧の電圧レベルが規定値よりも低ければ、負荷変調通信モードとして動作制御を行う（Ｓ３１）。
　負荷変調モードでは、まず、二次側信号処理回路１４が、電圧検出回路１５や、電流検出用抵抗Ｒ２、サーミスタＴＨなどの出力から、時刻によって変動する適時情報を取得する。また、二次側信号処理回路１４が、特性情報をＥＥＰＲＯＭ１７から取得する（Ｓ３２）。この際、ＥＥＰＲＯＭ１７から過去の充電履歴を読み出したり、検出電圧や、検出電流、検出温度、充電時間などを、充電履歴としてＥＥＰＲＯＭ１７に追加して記憶させたりしても良い。
　次に、二次側信号処理回路１４がスイッチＱ１をオンオフ制御し、携帯電話機などの端末固有の端末識別子、適時情報、特性情報を送信信号として負荷変調通信を行う（Ｓ３３）。スイッチＱ１のオンオフ制御により、送電端末２００のコイルアンテナ２１から見た受電端末１００のコイルアンテナ１１の負荷インピーダンスが変化して、送電端末２００のコイルアンテナ２１における電圧レベルが受電端末１００からの送信信号に応じて変化する。
　二次側信号処理回路１４は電圧検出回路１５の出力する充電電圧を一定時間モニタし、充電電圧の電圧レベルが規定値よりも高くなれば電力伝送モードとして動作制御を行い、そうならなければ再び負荷変調通信モードでの動作制御を行う（Ｓ３４）。電力伝送モードでは、充電池ＲＬの起電圧よりも十分に大きな充電電圧が給電され、充電池ＲＬの充電が進展する（Ｓ３５）。
　一方、送電端末２００では、待機状態では負荷変調通信モードの動作を行い、負荷変調通信による信号を受信してから、電力伝送モードでの動作に移行する。電力伝送モードで一定の時間が経過すると負荷変調通信モードに移行し、受電端末１００との定期認証を行う。
　負荷変調通信モードでは、まず、一次側信号処理回路２８が、低電圧充電制御電圧を設定する充電制御信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する（Ｓ４１）。これにより、受電端末１００の充電電圧の電圧レベルが低くなる。したがって、受電端末１００では負荷変調通信の送信動作が実施される。
　次に、送電端末２００の一次側信号処理回路２８では、受電端末１００からの送信信号を検出する（Ｓ４２）。送信信号を検出した一次側信号処理回路２８は、端末識別子の認証を行う（Ｓ４３）。照合が取れれば、送信信号に含まれる特性情報や適時情報に基づいて充電制御電圧を演算により決定する（Ｓ４４）。
　次に、決定した充電制御電圧を設定する充電制御信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する（Ｓ４５）。
　これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が高電圧充電制御電圧に変化し、コイルアンテナ２１に励起する近接電磁界が強まる（Ｓ４６）。したがって、受電端末１００における充電電圧が既定値よりも高まって電力伝送モードになり、充電池ＲＬの充電が進展する。
　その後、一定の時間が経過して定期認証タイミングとなると、送電端末２００の一次側信号処理回路２８は、再び負荷変調通信モードでの動作を実施する（Ｓ４７）。
　以上の動作フローでは、送電端末２００の一次側信号処理回路２８が、高電圧充電制御電圧の電圧値を適切に設定することで、受電端末１００の充電電圧と充電電流とを充電池ＲＬの最適充電パターンに従わせることが可能になる。
《第３の実施形態》
　次に、本発明の第３の実施形態に係る無接点充電システムについて説明する。以下では、第１の実施形態と同一の構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して説明を省く。
　本実施形態の無接点充電システムは、第１の実施形態に係る無接点充電システムと略同じ構成であるが、動作フローの点で相違する。
　具体的には、一次側信号処理回路２８としてプラットフォーム非依存のプログラム実行環境を仮想マシンにより実現するマイコンを採用する。また、充電制御電圧の設定値の演算を行う処理プログラムである仮想マシン用バイトコード（または機械語、インタプリタ言語）を負荷変調通信により送信して更新可能にする。
　図５は、第３の実施形態の無接点充電システムでの受電端末の動作フローを示す図である。
　受電端末１００では、送電端末２００との通信開始時に、処理プログラムの更新を行う。
　まず、二次側信号処理回路１４が充電電圧検出回路１５の出力から、送電端末２００との接続を検出する（Ｓ５１）。検出すれば、バイトコードをＥＥＰＲＯＭ１７から取得する（Ｓ５２）。このバイトコードは充電池ＲＬの電池種別に応じたものである。
　次に、二次側信号処理回路１４がスイッチＱ１をオンオフ制御し、携帯電話機などの端末固有の端末識別子と、バイトコードとを送信信号として負荷変調通信を行う（Ｓ５３）。これにより、送電端末２００のコイルアンテナ２１から見た受電端末１００のコイルアンテナ１１の負荷インピーダンスが変化して、送電端末２００のコイルアンテナ２１における電圧レベルが受電端末１００からの送信信号に応じて変化する。
　次に、二次側信号処理回路１４は、電圧検出回路１５の出力する充電電圧からモードの判定を行い、充電電圧の電圧レベルが規定値よりも低ければ、負荷変調通信モードとして動作制御を行う（Ｓ５４）。
　負荷変調通信モードでは、まず、二次側信号処理回路１４が電圧検出回路１５や、電流検出用抵抗Ｒ２、サーミスタＴＨなどの出力から、時刻によって変動する適時情報を取得する（Ｓ５５）。この際、ＥＥＰＲＯＭ１７から過去の充電履歴を読み出したり、検出電圧や、検出電流、検出温度、充電時間などを、充電履歴としてＥＥＰＲＯＭ１７に追加して記憶させたりしても良い。
　次に、二次側信号処理回路１４がスイッチＱ１をオンオフ制御し、携帯電話機などの端末固有の端末識別子、適時情報を送信信号として負荷変調通信を行う（Ｓ５６）。スイッチＱ１のオンオフ制御により、送電端末２００のコイルアンテナ２１から見た受電端末１００のコイルアンテナ１１の負荷インピーダンスが変化して、送電端末２００のコイルアンテナ２１における電圧レベルが受電端末１００からの送信信号に応じて変化する。
　二次側信号処理回路１４は電圧検出回路１５の出力する充電電圧を一定時間モニタし、充電電圧の電圧レベルが規定値よりも高くなれば電力伝送モードとして動作制御を行い、そうならなければ再び負荷変調通信モードでの動作制御を行う（Ｓ５７）。電力伝送モードでは、充電池ＲＬの起電圧よりも十分に大きな充電電圧が給電され、充電池ＲＬの充電が進展する（Ｓ５８）。
　図６は、第３の実施形態の無接点充電システムでの送電端末の動作フローを示す図である。
　送電端末２００では、受電端末１００との通信開始時に、一次側信号処理回路２８が、受電端末１００からの送信信号を検出する（Ｓ６１）。検出すれば、端末識別子の認証を行う（Ｓ６２）。照合が取れれば、送信信号に含まれるバイトコードが更新された新しいものか判定する（Ｓ６３）。更新されていれば、一次側信号処理回路２８の処理プログラムを変更する（Ｓ６４）。
　次に、一次側信号処理回路２８は負荷変調通信モードの動作を行い、低電圧充電制御電圧を設定する充電制御信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する（Ｓ６５）。これにより、受電端末１００の充電電圧の電圧レベルが低くなる。したがって、受電端末１００では負荷変調通信の送信動作が実施される。
　次に、送電端末２００の一次側信号処理回路２８では、受電端末１００からの送信信号を検出する（Ｓ６６）。送信信号を検出した一次側信号処理回路２８は、端末識別子の認証を行う（Ｓ６７）。照合が取れれば、送信信号に含まれる適時情報に基づいて充電制御電圧を演算により決定する（Ｓ６８）。
　次に、決定した充電制御電圧を設定する充電制御信号を出力してＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御する（Ｓ６９）。
　これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が高電圧充電制御電圧に変化し、コイルアンテナ２１に励起する近接電磁界が強まる（Ｓ７０）。したがって、受電端末１００における充電電圧が既定値よりも高まって電力伝送モードになり、充電池ＲＬの充電が進展する。
　その後、一定の時間が経過して定期認証タイミングとなると、送電端末２００の一次側信号処理回路２８は、再び負荷変調通信モードでの動作を実施する（Ｓ７１）。
　以上の動作フローでは、送電端末２００の一次側信号処理回路２８が、高電圧充電制御電圧の電圧値を適切に設定することで、受電端末１００の充電電圧と充電電流とを充電池ＲＬの最適充電パターンに従わせることが可能になる。
　以上の各実施形態で示したように本発明は実施できるが、本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、本発明の範囲には特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１…無接点充電システム
１１…コイルアンテナ
１２…整流回路
１３…負荷変調部
１４…二次側信号処理回路
１５…電圧検出回路
１７…ＥＥＰＲＯＭ
１８…保護回路
１９…充電池パック
２１…コイルアンテナ
２２…充電制御部
２３…一次側信号処理部
２４…整流回路
２５…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２６…インバータ
２７…電圧検出回路
２８…一次側信号処理回路
１００…受電端末
２００…送電端末
Ｒ２…電流検出用抵抗
ＲＬ…充電池
ＴＨ…サーミスタ

Claims (6)

  1. 　充電制御信号に従った電圧の交流信号を出力する充電制御部、前記交流信号により近接電磁界を励起する送電部、および、負荷変調通信時に前記送電部の電圧から受信信号を取得し、前記受信信号に含まれる参照情報に基づいて前記充電制御信号を設定する一次側信号処理部、を備える送電端末と、
    　前記近接電磁界に結合する受電部、前記受電部の出力から充電池の充電電圧を生成する充電電圧生成部、前記負荷変調通信時に負荷変調することで前記送電部から見た前記受電部の負荷インピーダンスを変化させる負荷変調部、前記充電池に関する前記参照情報を取得する情報取得部、および、前記情報取得部の取得する前記参照情報を送信信号として、前記負荷変調通信時に前記負荷変調部を制御する二次側信号処理部、を備える受電端末と、を備える無接点充電システム。
  2. 　前記二次側信号処理部は、前記参照情報および前記受電端末の固有識別子を前記送信信号とする、請求項１に記載の無接点充電システム。
  3. 　前記参照情報は、前記充電制御部の交流信号の電圧設定値を含む、請求項１または２に記載の無接点充電システム。
  4. 　前記参照情報は、前記情報取得部で取得する前記充電池の充電中の適時情報を含む、請求項１～３のいずれかに記載の無接点充電システム。
  5. 　前記参照情報は、前記情報取得部に予め記憶した前記充電池の特性情報を含む、請求項１～４のいずれかに記載の無接点充電システム。
  6. 　前記参照情報は、前記充電制御部を前記充電池に応じて制御するための前記一次側信号処理部の処理プログラムを含む、請求項１～５のいずれかに記載の無接点充電システム。
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