WO2013011905A1 - 充電台、パック電池と充電台、及び、パック電池 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a charging stand on which a battery built-in device such as a battery pack or a mobile phone is placed on top and the power is transferred by electromagnetic induction to charge the built-in battery.
- a battery built-in device such as a battery pack or a mobile phone
- a charging stand has been developed that carries power from the power transmission coil to the power receiving coil by the action of electromagnetic induction and charges the internal battery.
- This charging stand incorporates a power transmission coil that is excited by an AC power source.
- a battery built-in device such as a battery pack or a portable device set on a charging base has a power receiving coil that is electromagnetically coupled to a power transmission coil of the charging base.
- the battery built-in device also has a built-in circuit for rectifying the alternating current induced in the power receiving coil and supplying the battery to the battery for charging. According to this structure, the battery pack can be charged in a non-contact state by placing the battery pack on the charging stand.
- the above charging stand can be conveniently used by moving the power transmission coil to the position of the power reception coil. This is because the user can set the battery built-in device at a free position on the charging stand and charge the power receiving coil of the battery built-in device close to the power receiving coil.
- a charging stand has been developed to achieve this. (See Patent Document 1)
- the transmission efficiency in a state where power is transferred from the power transmission coil to the power reception coil by magnetic induction varies depending on the structure of the power reception coil of the battery built-in device, the resonance frequency, the coupling ratio between the power transmission coil and the power reception coil, the frequency of the power transmission coil, and the like.
- a method of adjusting the frequency of the AC power supplied to the power transmission coil has been developed. (See Patent Document 2)
- the charging base of Patent Document 1 described above includes a moving mechanism that moves the power transmission coil so as to approach the power reception coil, and can efficiently transmit power from the power transmission coil to the power reception coil.
- a moving mechanism that moves the power transmission coil so as to approach the power reception coil, and can efficiently transmit power from the power transmission coil to the power reception coil.
- a conductive or insulating foreign material such as metal is interposed between the power transmission coil and the power reception coil, there is a problem because the efficiency of transmitting power is deteriorated. Therefore, in such non-contact charging, it is important to detect intervening foreign matter.
- the present invention was developed for the purpose of solving such problems.
- An important object of the present invention is to provide a charging stand that can detect foreign matter.
- the charging stand of the present invention charges the battery pack 50 ⁇ / b> A by itself with the battery 52 ⁇ / b> A containing the battery 52 charged by the power conveyed to the power receiving coil 51, or charges the battery pack 50 ⁇ / b> A while attached to the battery built-in device 50.
- the charging stand includes a power transmission coil 11 that is connected to the AC power source 12 and that conveys electromotive force to the power receiving coil 51.
- the AC power supply 12 includes a control circuit 80 having a transmission efficiency detection unit 84 that detects transmission efficiency for carrying power to the battery built-in device 50.
- the transmission efficiency is compared with a predetermined value, and a charging stand And whether or not there is a foreign object between the battery built-in device 50 or the battery pack 50A
- the predetermined value is a type indicating whether the battery pack 50A is a single unit or is attached to the device main body 50B. It is a predetermined value depending on the mounting information to be shown and / or depending on the magnitude of the charging current value.
- the charging base described above can have an appropriate predetermined value according to the mounting information because the predetermined value depends on the mounting information, for example, the predetermined value is different.
- the predetermined value is different for each charging current value range, an appropriate predetermined value corresponding to the charging current value can be obtained. Therefore, the foreign object can be properly determined and detected.
- the charging stand of this invention determines with the control circuit 80 that a foreign material exists between a charging stand and the battery built-in apparatus 50 or the battery pack 50A, when transmission efficiency is below a predetermined value.
- the above charging stand can determine that there is a foreign object between the charging stand and the battery built-in device 50 or the battery pack 50A due to such a change in transmission efficiency.
- the transmission efficiency detection unit 84 multiplies the power consumption or current value and voltage value consumed by the AC power supply 12 and the charging power or current and voltage for charging the battery 52 of the battery built-in device 50.
- the transmission efficiency can be detected from the ratio of the charging power to the power consumption.
- the above charging stand has a feature that the transmission efficiency detection unit can detect the transmission efficiency more accurately.
- the charging current value measured in the battery pack 50A and the predetermined value depending on the magnitude of the charging current value are also transmitted from the battery pack 50A to the charging stand.
- the charging stand described above is simple because there is no work such as calculating and calculating a predetermined value on the charging stand 10 side, thereby reducing the configuration and work load in the charging stand 10.
- a predetermined value depending on the mounting information and the magnitude of the charging current value is transmitted from the pack battery 50A to the charging stand together with the charging current value measured in the battery pack 50A.
- the charging stand described above is simple because there is no work such as calculating and calculating a predetermined value on the charging stand 10 side, thereby reducing the configuration and work load in the charging stand 10.
- the control circuit 80 compares the transmission efficiency with a predetermined value to determine whether there is a foreign object between the charging stand and the battery built-in device 50 or the battery pack 50A, and stops charging. To do.
- the above charging stand can be charged efficiently by preventing charging from being continued in a state where transmission efficiency is reduced due to the space due to the foreign matter, and it is also possible to increase the safety by preventing the metallic foreign matter from becoming hot. be able to.
- the battery pack and the charging stand of the present invention include a battery pack 50A attached to the battery built-in device 50 and a battery stand that charges the battery pack 50A in a state of being charged with the battery pack 50A alone or attached to the battery built-in device 50.
- a battery pack 50A that stores a predetermined efficiency value, and is a charging base 10 of a battery built-in device 50 that includes a battery 52 that is charged by the power carried by the power receiving coil 51, and is connected to the AC power source 12.
- the power receiving coil 51 includes a power transmission coil 11 that conveys electromotive force
- the AC power source 12 includes a transmission efficiency detection unit (84) that detects transmission efficiency of power transmission to the battery-equipped device 50.
- a control circuit 80 wherein the control circuit 80 compares the transmission efficiency with the predetermined value to determine whether a foreign object exists between the charging base 10 and the battery-equipped device 50 or the battery pack 50A. It is characterized by.
- the above battery pack and charging stand can be set to appropriate predetermined values according to the mounting information because the predetermined values depend on the mounting information, for example, the predetermined values are different.
- the predetermined value is different for each charging current value range, an appropriate predetermined value corresponding to the charging current value can be obtained. Therefore, the foreign object can be properly determined and detected.
- the battery pack of the present invention is a battery pack 50A attached to the battery built-in device 50, and is charged by the charging stand 10 alone, or the battery pack 50A is charged while attached to the battery built-in device 50.
- a battery pack (52) that is connected to the AC power supply 12 and is charged by the power carried by the power receiving coil 51 by the charging stand 10 including the power transmitting coil 11 that carries the electromotive force to the power receiving coil 51.
- the battery 50 ⁇ / b> A is charged, and the AC power supply 12 of the charging stand 10 includes a control circuit 80 having a transmission efficiency detection unit 84 that detects transmission efficiency for conveying power to the battery built-in device 50.
- the transmission In order to compare the efficiency with a predetermined value and determine whether there is a foreign object between the charging base 10 and the battery built-in device 50 or the battery pack 50A, the battery pack The transmission efficiency depends on the mounting information indicating the type of whether the battery pack 50A is a single unit or is mounted on the battery-powered device 50 in 50A, and / or the transmission efficiency depends on the magnitude of the charging current value.
- the predetermined value is stored.
- the battery pack described above can have an appropriate predetermined value according to the mounting information because the predetermined value depends on the mounting information, for example, the predetermined value is different.
- the predetermined value is different for each charging current value range, an appropriate predetermined value corresponding to the charging current value can be obtained. Therefore, the foreign object can be properly determined and detected.
- the charging current value measured in the battery pack 50A and a predetermined value depending on the magnitude of the charging current value are also transmitted from the battery pack 50A to the charging stand.
- the charging stand described above is simple because there is no work such as calculating and calculating a predetermined value on the charging stand 10 side, thereby reducing the configuration and work load in the charging stand 10.
- a predetermined value that depends on the mounting information and depends on the magnitude of the charging current value is also transmitted from the battery pack 50A to the charging stand.
- the charging stand described above is simple because there is no work such as calculating and calculating a predetermined value on the charging stand 10 side, thereby reducing the configuration and work load in the charging stand 10.
- FIG. 1 It is a figure which shows the level of the echo signal induced
- each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
- the contents described in some examples and embodiments may be used in other examples and embodiments.
- FIGS. 1 to 6 show a schematic configuration diagram and a principle diagram of a charging stand.
- the charging stand 10 places the battery built-in device 50 on the charging stand 10 and charges the built-in battery 52 of the battery built-in device 50 by magnetic induction.
- the battery built-in device 50 includes a power receiving coil 51 that is electromagnetically coupled to the power transmitting coil 11.
- a battery 52 that is charged with electric power induced in the power receiving coil 51 is incorporated.
- the battery built-in device 50 includes a battery pack 50A and a device main body 50B to which the battery is mounted. . Then, as the battery built-in device 50, the battery pack 50A can be charged with the battery pack 50A attached to the device main body 50B, and the battery pack 50A can be charged with the battery pack 50A removed from the device main body 50B.
- FIG. 6 shows a circuit diagram of the battery built-in device 50.
- the battery built-in device 50 has a capacitor 53 connected in parallel with the power receiving coil 51.
- the capacitor 53 and the power receiving coil 51 constitute a parallel resonance circuit 54.
- the battery built-in device 50 of FIG. 6 includes a rectifier circuit 57 including a diode 55 that rectifies an alternating current output from the power receiving coil 51, a smoothing capacitor 56 that smoothes the rectified pulsating current, and an output from the rectifier circuit 57.
- a charge control circuit 58 for charging the battery 52 with a direct current.
- the charge control circuit 58 detects the full charge of the battery 52 and transmits a full charge signal indicating that the battery 52 is fully charged to the charging stand 10.
- the charging stand 10 detects a full charge signal and stops charging.
- the charging stand 10 includes a power transmission coil 11 that is connected to an AC power source 12 and conveys power to the power receiving coil 51, and the power transmission coil 11.
- a case 20 having an upper surface plate 21 on which the power receiving coil 51 is mounted, a moving mechanism 13 that is built in the case 20 and moves the power transmission coil 11 along the inner surface of the upper surface plate 21 to approach the power receiving coil 51, and the upper surface plate 21.
- a position detection controller 14 that detects the position of the battery built-in device 50 to be mounted and controls the moving mechanism 13 to bring the power transmission coil 11 closer to the power receiving coil 51 of the battery built-in device 50.
- the charging stand 10 includes a power transmission coil 11, an AC power source 12, a moving mechanism 13, and a position detection controller 14 in a case 20.
- the charging stand 10 charges the built-in battery 52 of the battery built-in device 50 by the following operation.
- the position detection controller 14 detects the position of the battery built-in device 50.
- the position detection controller 14 that has detected the position of the battery built-in device 50 controls the moving mechanism 13 to move the power transmission coil 11 along the upper surface plate 21 with the moving mechanism 13, thereby Approach the power receiving coil 51.
- the power transmission coil 11 approaching the power reception coil 51 is electromagnetically coupled to the power reception coil 51 and carries AC power to the power reception coil 51.
- the battery built-in device 50 rectifies the AC power of the power receiving coil 51 and converts it into direct current, and charges the built-in battery 52 with this direct current.
- the charging stand 10 that charges the battery 52 of the battery built-in device 50 through the above operation has the power transmission coil 11 connected to the AC power supply 12 built in the case 20.
- the power transmission coil 11 is disposed below the upper surface plate 21 of the case 20 and is disposed so as to move along the upper surface plate 21.
- the efficiency of power transfer from the power transmission coil 11 to the power reception coil 51 can be improved by bringing the power transmission coil 11 closer to the power reception coil 51. Therefore, the power transmission coil 11 is disposed below the top plate 21 and as close to the top plate 21 as possible. Since the power transmission coil 11 moves so as to approach the power reception coil 51 of the battery built-in device 50 placed on the upper surface plate 21, the power transmission coil 11 is disposed so as to be movable along the lower surface of the upper surface plate 21.
- the case 20 containing the power transmission coil 11 is provided with a flat top plate 21 on which the battery built-in device 50 is placed on the top surface.
- the charging stand 10 shown in the figure is disposed horizontally with the entire top plate 21 as a flat surface.
- the upper surface plate 21 has such a size that various battery built-in devices 50 having different sizes and outer shapes can be placed thereon, for example, a quadrangle having a side of 5 cm to 30 cm, or a circle having a diameter of 5 cm to 30 cm.
- the charging stand according to the present invention can also charge a built-in battery in order by placing a plurality of battery-equipped devices together so that the top plate is enlarged, that is, a size that allows a plurality of devices with a built-in battery to be loaded simultaneously.
- the top plate can also be provided with a peripheral wall around it, and a battery built-in device can be set inside the peripheral wall to charge the built-in battery.
- the power transmission coil 11 is wound in a spiral shape on a surface parallel to the upper surface plate 21 and radiates an alternating magnetic flux above the upper surface plate 21.
- the power transmission coil 11 radiates an alternating magnetic flux orthogonal to the upper surface plate 21 above the upper surface plate 21.
- the power transmission coil 11 is supplied with AC power from the AC power source 12 and radiates AC magnetic flux above the upper surface plate 21.
- the power transmission coil 11 can increase the inductance by winding a wire around a core 15 made of a magnetic material.
- the core 15 is made of a magnetic material such as ferrite having a high magnetic permeability, and has a bowl shape that opens upward.
- the bowl-shaped core 15 has a shape in which a columnar portion 15A disposed at the center of a power transmission coil 11 wound in a spiral shape and a cylindrical portion 15B disposed on the outside are connected at the bottom.
- the power transmission coil 11 having the core 15 can concentrate the magnetic flux to a specific portion and efficiently transmit power to the power reception coil 51.
- the power transmission coil does not necessarily need to be provided with a core, and may be an air-core coil. Since the air-core coil is light, a moving mechanism for moving it on the inner surface of the upper plate can be simplified.
- the power transmission coil 11 is substantially equal to the outer diameter of the power reception coil 51 and efficiently conveys power to the power reception coil 51.
- the AC power supply 12 supplies, for example, high frequency power of 20 kHz to 1 MHz to the power transmission coil 11.
- the AC power supply 12 is connected to the power transmission coil 11 via a flexible lead wire 16. This is because the power transmission coil 11 is moved so as to approach the power reception coil 51 of the battery built-in device 50 placed on the upper surface plate 21.
- the AC power supply 12 includes an oscillation circuit and a power amplifier that amplifies the AC output from the oscillation circuit.
- the power transmission coil 11 is moved by the moving mechanism 13 so as to approach the power reception coil 51.
- the moving mechanism 13 in FIGS. 1 to 4 moves the power transmission coil 11 along the upper surface plate 21 in the X-axis direction and the Y-axis direction to approach the power receiving coil 51.
- the moving mechanism 13 shown in the figure rotates the screw rod 23 by the servo motor 22 controlled by the position detection controller 14 to move the nut member 24 screwed into the screw rod 23, thereby moving the power transmission coil 11 to the power receiving coil 51.
- the servo motor 22 includes an X-axis servo motor 22A that moves the power transmission coil 11 in the X-axis direction, and a Y-axis servo motor 22B that moves the Y-axis direction.
- the screw rod 23 includes a pair of X-axis screw rods 23A that move the power transmission coil 11 in the X-axis direction, and a Y-axis screw rod 23B that moves the power transmission coil 11 in the Y-axis direction.
- the pair of X-axis screw rods 23A are arranged in parallel to each other, driven by the belt 25, and rotated together by the X-axis servomotor 22A.
- the nut member 24 includes a pair of X-axis nut members 24A screwed into the respective X-axis screw rods 23A and a Y-axis nut member 24B screwed into the Y-axis screw rods 23B.
- the Y-axis screw rod 23B is coupled so that both ends thereof can rotate to the pair of X-axis nut members 24A.
- the power transmission coil 11 is connected to the Y-axis nut member 24B.
- the moving mechanism 13 shown in the figure has a guide rod 26 disposed in parallel with the Y-axis screw rod 23B in order to move the power transmission coil 11 in the Y-axis direction in a horizontal posture. Both ends of the guide rod 26 are connected to the pair of X-axis nut members 24A and move together with the pair of X-axis nut members 24A. The guide rod 26 penetrates the guide portion 27 coupled to the power transmission coil 11 so that the power transmission coil 11 can be moved along the guide rod 26 in the Y-axis direction.
- the power transmission coil 11 moves in the Y-axis direction in a horizontal posture via the Y-axis nut member 24 ⁇ / b> B and the guide portion 27 that move along the Y-axis screw rod 23 ⁇ / b> B and the guide rod 26 arranged in parallel to each other. To do.
- the X-axis servo motor 22A rotates the X-axis screw rod 23A
- the pair of X-axis nut members 24A move along the X-axis screw rod 23A
- the Y-axis screw rod 23B and the guide rod 26 is moved in the X-axis direction.
- the Y-axis servo motor 22B rotates the Y-axis screw rod 23B
- the Y-axis nut member 24B moves along the Y-axis screw rod 23B, and moves the power transmission coil 11 in the Y-axis direction.
- the guide part 27 connected to the power transmission coil 11 moves along the guide rod 26 to move the power transmission coil 11 in the Y-axis direction in a horizontal posture.
- the rotation of the X-axis servomotor 22A and the Y-axis servomotor 22B can be controlled by the position detection controller 14, and the power transmission coil 11 can be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the charging stand of the present invention does not specify the moving mechanism as the above mechanism. This is because any mechanism that can move the power transmission coil in the X-axis direction and the Y-axis direction can be used as the moving mechanism.
- the charging stand of the present invention does not specify the moving mechanism as a mechanism that moves the power transmission coil in the X-axis direction and the Y-axis direction. That is, the charging stand of the present invention has a structure in which a linear guide wall is provided on the upper plate, and a battery built-in device is placed along the guide wall, and the power transmission coil can be moved linearly along the guide wall. Because it can be done.
- the power transmission coil can be moved linearly along the guide wall as a moving mechanism that can move the power transmission coil only in one direction, for example, the X-axis direction.
- the position detection controller 14 detects the position of the battery built-in device 50 placed on the top plate 21.
- the position detection controller 14 in FIGS. 1 to 4 detects the position of the power receiving coil 51 built in the battery built-in device 50, and causes the power transmitting coil 11 to approach the power receiving coil 51.
- the position detection controller 14 generates a plurality of position detection coils 30 fixed to the inner surface of the upper surface plate 21, and generates a detection pulse for supplying a pulse signal as a position detection signal to the position detection coil 30.
- a receiving circuit 32 that receives an echo signal that is excited by a pulse of a position detection signal supplied from the detection pulse generation circuit 31 to the position detection coil 30 and is output from the power receiving coil 51 to the position detection coil 30;
- an identification circuit 33 for determining the position of the power receiving coil 51 from the echo signal received by the receiving circuit 32.
- the position detection coil 30 is composed of a plurality of rows of coils, and the plurality of position detection coils 30 are arranged on the back side of the top plate 21.
- the position detection coil 30 is fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 and can be disposed on the back side of the upper surface plate 21.
- the position detection coil 30 includes a plurality of X-axis position detection coils 30A that detect the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction, and a plurality of Y-axis position detection coils 30B that detect a position in the Y-axis direction.
- the X-axis position detection coil 30A has a loop shape elongated in the Y-axis direction, and the plurality of X-axis position detection coils 30A are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval.
- the Y-axis position detection coil 30B has a loop shape elongated in the X-axis direction, and the plurality of Y-axis position detection coils 30B are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval.
- the position detection coil 30 is arranged such that a part of the position detection coil 30 disposed adjacent to the position detection coil 30 is overlapped.
- the position detection coil 30 of the elongated coil is displaced in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the coil, and the adjacent position detection coils 30 are arranged so as to overlap each other.
- the X-axis position detection coil 30A has an elongated loop shape having a linear portion extending in the Y-axis direction, and the plurality of X-axis position detection coils 30A are displaced in the X-axis direction by a predetermined amount of overlap. It arrange
- the Y-axis position detection coil 30B has an elongated loop shape having a linear portion extending in the X-axis direction, and the plurality of Y-axis position detection coils 30B are displaced in the Y-axis direction by a predetermined amount of overlap. It arrange
- the overlapping amount (d) between the position detection coils 30 adjacent to each other so as to overlap each other is 2/3 of the lateral width (W) of the elongated coil.
- the position detection coils 30 adjacent to each other are arranged so as to be displaced in the lateral width direction of the coil by 1/3 of the lateral width (W) of the coil.
- the position detection coil 30 has an area where two adjacent position detection coils 30 overlap each other with 2/3 of each position detection coil 30 (hatching A and hatching B in FIG. 7).
- the area where the three position detection coils 30 adjacent to each other overlap each other is a 1/3 area of each position detection coil 30 (the common part of hatching A and hatching B in FIG. 7).
- the overlapping amount (d) between adjacent position detection coils 30 is 2/3 of the width (W) of the elongated coil, but the position detection coils are adjacent to each other so as to overlap each other.
- the overlap amount (d) between the position detection coils can be set to 1/2 to 9/10 of the lateral width (W) of the elongated coil.
- a position detection coil in which the overlap amount (d) between adjacent position detection coils so as to overlap each other is 1 ⁇ 2 of the lateral width (W) of the coil is not shown, but two adjacent position detection coils overlap each other.
- the area is a half of each position detection coil.
- a position detection coil in which the overlap amount (d) between adjacent position detection coils so as to overlap each other is 3/4 of the lateral width (W) of the coil is not shown, but two adjacent position detection coils are not shown.
- the overlapping area of each position detection coil becomes a 3/4 area, and the overlapping area of the three position detection coils adjacent to each other becomes a 2/4 area of each position detection coil, and the four position detections adjacent to each other.
- a region where the coils overlap is a quarter of each position detection coil.
- the lateral width (W) of the position detection coil 30 is substantially equal to the outer diameter (D) of the power receiving coil 51, or is larger than the outer diameter (D), or is smaller than the outer diameter (D). is doing.
- the position detection coil 30 can detect the position of the power receiving coil 51 with higher accuracy by narrowing the center interval (d).
- the detection pulse generation circuit 31 outputs a pulse signal to the position detection coil 30 at a predetermined timing.
- the position detection coil 30 to which the pulse signal is input excites the power receiving coil 51 that approaches with the pulse signal.
- the excited power receiving coil 51 outputs an echo signal to the position detection coil 30 with the energy of the flowing current. Therefore, as shown in FIG. 8, the position detection coil 30 near the power receiving coil 51 induces an echo signal from the power receiving coil 51 with a predetermined time delay after the pulse signal is input.
- the echo signal induced in the position detection coil 30 is output from the reception circuit 32 to the identification circuit 33.
- the identification circuit 33 determines whether or not the power receiving coil 51 is approaching the position detection coil 30 using the echo signal input from the receiving circuit 32. When echo signals are induced in the plurality of position detection coils 30, the identification circuit 33 determines that the position detection coil 30 with the highest echo signal level is closest.
- the position detection controller 14 shown in FIG. 5 connects each position detection coil 30 to the reception circuit 32 via the switching circuit 34. Since the position detection controller 14 switches the inputs in order and connects them to the plurality of position detection coils 30, the single reception circuit 32 can detect the echo signals of the plurality of position detection coils 30. However, an echo signal can also be detected by connecting a receiving circuit to each position detection coil.
- the position detection controller 14 shown in FIG. 5 connects the plurality of position detection coils 30 in order with the switching circuit 34 controlled by the identification circuit 33 and connects to the receiving circuit 32.
- the detection pulse generation circuit 31 is connected to the output side of the switching circuit 34 and outputs a pulse signal to the position detection coil 30.
- the level of the pulse signal output from the detection pulse generation circuit 31 to the position detection coil 30 is extremely higher than the echo signal from the power receiving coil 51.
- the receiving circuit 32 has a limiter circuit 35 made of a diode connected to the input side.
- the limiter circuit 35 limits the signal level of the pulse signal input from the detection pulse generation circuit 31 to the reception circuit 32 and inputs the pulse signal to the reception circuit 32.
- An echo signal having a low signal level is input to the receiving circuit 32 without being limited.
- the receiving circuit 32 amplifies and outputs both the pulse signal and the echo signal.
- the echo signal output from the receiving circuit 32 is a predetermined timing from the pulse signal, for example, several ⁇ sec.
- the signal is delayed by several hundred ⁇ sec. Since the delay time that the echo signal is delayed from the pulse signal is a fixed time, the signal after a predetermined delay time from the pulse signal is used as an echo signal, and the receiving coil 51 approaches the position detection coil 30 from the level of this echo signal. Determine whether or not.
- the receiving circuit 32 is an amplifier that amplifies and outputs an echo signal input from the position detection coil 30.
- the receiving circuit 32 outputs a pulse signal and an echo signal.
- the identification circuit 33 determines whether or not the power reception coil 51 is set close to the position detection coil 30 from the pulse signal and echo signal input from the reception circuit 32.
- the identification circuit 33 includes an A / D converter 36 that converts a signal input from the reception circuit 32 into a digital signal.
- the digital signal output from the A / D converter 36 is calculated to detect an echo signal.
- the identification circuit 33 detects a signal input after a specific delay time from the pulse signal as an echo signal, and further determines whether the power receiving coil 51 is approaching the position detection coil 30 from the level of the echo signal.
- the identification circuit 33 detects the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction by controlling the switching circuit 34 so that the plurality of X-axis position detection coils 30A are sequentially connected to the receiving circuit 32. Each time the identification circuit 33 connects each X-axis position detection coil 30A to the reception circuit 32, the identification circuit 33 outputs a pulse signal to the X-axis position detection coil 30A connected to the identification circuit 33, and a specific delay from the pulse signal. Whether or not the receiving coil 51 is approaching the X-axis position detection coil 30A is determined based on whether or not an echo signal is detected after the time.
- the identification circuit 33 connects all the X-axis position detection coils 30A to the reception circuit 32, and determines whether or not the power receiving coils 51 are close to the respective X-axis position detection coils 30A.
- the identification circuit 33 can detect the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction from the X-axis position detection coil 30A that can detect an echo signal.
- the identification circuit 33 determines the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction from the level of echo signals induced in the plurality of X-axis position detection coils 30A. Further, the identification circuit 33 similarly controls the Y-axis position detection coil 30Y to detect the position of the power receiving coil 51 in the Y-axis direction.
- the identification circuit 33 controls the moving mechanism 13 from the position in the X axis direction and the position in the Y axis direction to be detected, and moves the power transmission coil 11 to a position approaching the power reception coil 51.
- the identification circuit 33 controls the X-axis servomotor 22 ⁇ / b> A of the moving mechanism 13 to move the power transmission coil 11 to the position of the power reception coil 51 in the X-axis direction.
- the Y-axis servomotor 22B of the moving mechanism 13 is controlled to move the power transmission coil 11 to the position of the power reception coil 51 in the Y-axis direction.
- the position detection controller 14 moves the power transmission coil 11 to a position approaching the power reception coil 51.
- the charging stand of the present invention can charge the battery 52 by transferring power from the power transmission coil 11 to the power reception coil 51 after the power transmission coil 11 approaches the power reception coil 51 by the position detection controller 14.
- the charging stand further accurately controls the position of the power transmission coil 11 to approach the power receiving coil 51, and then transports power to charge the battery 52.
- the position detection controller 64 shown in FIG. 9 causes the discrimination circuit 73 to detect the level of the echo signal induced in each position detection coil 30 with respect to the position of the power receiving coil 51, that is, each position as shown in FIG.
- a memory circuit 77 is provided for storing the level of an echo signal that is induced after a predetermined time has elapsed by exciting the detection coil 30 with a pulse signal.
- the position detection controller 64 detects the level of the echo signal induced in each position detection coil 30, compares the level of the detected echo signal with the level of the echo signal stored in the storage circuit 77, and The position of the power receiving coil 51 is detected.
- the position detection controller 64 obtains the position of the power receiving coil 51 from the level of the echo signal induced in each position detection coil 30 as follows.
- FIG. 10 shows the level of the echo signal induced in the X-axis position detection coil 30A in a state where the power receiving coil 51 is moved in the X-axis direction
- the horizontal axis shows the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction.
- the vertical axis indicates the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30A.
- the position detection controller 64 detects the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30A, and obtains the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction. As shown in this figure, when the power receiving coil 51 is moved in the X-axis direction, the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30A changes.
- the first X-axis position detection coil 30A when the power receiving coil 51 is located between the first X-axis position detection coil 30A and the second X-axis position detection coil 30A, as shown by a point a in FIG. 10, the first X-axis position detection coil 30A. And the level of the echo signal induced in the second X-axis position detection coil 30A is the maximum and the same. Further, when the power receiving coil 51 is at a position deviated from the middle between the first X-axis position detection coil 30A and the second X-axis position detection coil 30A, the first X-axis position detection coil 30A and the second X-axis position The level ratio of the echo signal induced in the detection coil 30A changes. Therefore, the position of the power receiving coil 51 can be detected from the level ratio of echo signals induced in the first X-axis position detection coil 30A and the second X-axis position detection coil 30A.
- the level of the echo signal induced in the second X-axis position detection coil 30A is , Become the strongest.
- the level variation of the echo signal with respect to the movement distance of the power receiving coil 51 in the X-axis direction is small, and the level of the echo signal varies depending on other factors.
- the position of the power receiving coil 51 is determined only by the level of the echo signal induced in the second X-axis position detection coil 30A, it cannot be accurately determined.
- the first X-axis position detection coil 30A and the third X-axis position detection coil as well as the echo signal induced by the second X-axis position detection coil 30A The position of the power receiving coil 51 is also determined from the level of the echo signal induced by 30A.
- the power receiving coil 51 is located at the center of the second X-axis position detection coil 30A, the levels of the echo signals induced in the first X-axis position detection coil 30A and the third X-axis position detection coil 30A are equal. Alternatively, the level of the echo signal becomes 0 level.
- the identification circuit 33 is applied to the first X-axis position detection coil 30A and the third X-axis position detection coil 30A in a state where the echo signal induced in the second X-axis position detection coil 30A is at the maximum level. If the levels of the induced echo signals are equal or both are 0 level, it is determined that the power receiving coil 51 is located at the center of the second X-axis position detection coil 30A. When the position of the power receiving coil 51 is slightly shifted from the center portion of the second X-axis position detection coil 30A, an echo signal that is induced in the first X-axis position detection coil 30A and the third X-axis position detection coil 30A. The level of changes.
- the identification circuit 33 accurately detects the position of the power receiving coil 51 from the level ratio of echo signals induced in the first X-axis position detection coil 30A and the second X-axis position detection coil 30A. can do. This is because as the power receiving coil 51 moves toward the first X-axis position detection coil 30A, the level of the echo signal induced in the first X-axis position detection coil 30A increases.
- the identification circuit 33 can accurately detect the position 51 of the power receiving coil from the level ratio of echo signals induced in the second and third X-axis position detecting coils 30A. This is because as the power receiving coil 51 moves toward the third X-axis position detection coil 30A, the level of the echo signal induced in the third X-axis position detection coil 30A increases.
- the identification circuit 33 does not determine the position of the power receiving coil 51 only from the echo signal of the position detection coil 30 at the maximum level in a state where the echo signal is at the maximum level.
- the position of the power receiving coil 51 is determined in consideration of echo signals induced in the position detection coils 30 on both sides of the position detection coil 30 that detects the maximum level echo signal. Accordingly, the position of the power receiving coil 51 in the area A, which is the central portion of the position detection coil 30, can accurately detect even a slight deviation from the center of the position detection coil 30 at the maximum level.
- the identification circuit 33 can also determine the position of the power receiving coil 51 only from the echo signal of the position detection coil 30 at the maximum level when the echo signal is at the maximum level.
- the identification circuit 73 stores in the storage circuit 77 the level and level ratio of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30A with respect to the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction.
- an echo signal is induced in one of the X-axis position detection coils 30A. Therefore, the identification circuit 73 detects that the power receiving coil 51 has been placed by an echo signal induced in the X-axis position detection coil 30 ⁇ / b> A, that is, that the battery built-in device 50 has been placed on the charging stand 10.
- the level and level ratio of the echo signal induced in one of the X-axis position detection coils 30 ⁇ / b> A is compared with the level and level ratio stored in the storage circuit 77, and the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction. Is accurately determined.
- the above shows a method in which the identification circuit 73 detects the position of the power receiving coil 51 in the X-axis direction from the echo signal induced in the X-axis position detection coil 30A, but the position of the power receiving coil 51 in the Y-axis direction is also X. In the same manner as in the axial direction, it can be detected from the echo signal induced in the Y-axis position detection coil 30B.
- the position detection controller 64 moves the power transmission coil 11 to the position of the power receiving coil 51 with the position signal from the identification circuit 73.
- the identification circuit 73 of the charging stand can recognize and identify that the power receiving coil 51 of the battery built-in device 50 is mounted.
- the power supply can be stopped assuming that a device other than the power receiving coil 51 (for example, a metal foreign object) of the battery built-in device 50 is mounted.
- the power supply coil 51 of the battery built-in device 50 is not mounted and power is not supplied.
- the AC power supply 12 includes a frequency adjustment circuit 81 that adjusts the frequency of the AC supplied to the power transmission coil 11 and a control circuit 80 that controls the frequency adjustment circuit 81. 6 also includes an output power adjustment circuit 82 for charging the battery 52 of the battery built-in device 50 with a predetermined power.
- the control circuit 80 includes a charging power detection unit 83 that detects charging power for charging the battery 52 of the battery built-in device 50 set on the upper surface plate 21, and a transmission efficiency detection that detects transmission efficiency for carrying power to the battery built-in device 50.
- the frequency adjustment circuit 81 is controlled by calculating the output frequency of the AC power supply 12 from the charging power of the battery 52 detected by the unit 84 and the charging power detection unit 83 and the transmission efficiency detected by the transmission efficiency detection unit 84. And an arithmetic unit 85.
- the above AC power supply 12 controls the frequency adjustment circuit 81 by both the charging power and the transmission efficiency of the battery built-in device 50 and adjusts the frequency of the AC supplied to the power transmission coil 11 by the calculation unit 85 of the control circuit 80. To do.
- the control circuit 80 specifies the output frequency of the AC power supply 12 by controlling the frequency adjustment circuit 81 so that the transmission efficiency is good and the battery 52 can be charged with a predetermined power.
- FIG. 11 shows characteristics in which the transmission efficiency and the power for charging the battery 52 are changed by changing the output frequency of the AC power supply 12. As shown in this figure, the frequency at which transmission efficiency is maximized is not the same as the frequency at which charging power is maximized.
- the frequency that maximizes the transmission efficiency decreases the charging power, while the frequency that maximizes the charging power decreases the transmission efficiency. Therefore, when the output frequency of the AC power supply 12 sets the transmission efficiency to the maximum value, the power for charging the battery 52, that is, the current decreases, and the charging time increases.
- a predetermined value for example, 50%
- the charging stand of the present invention does not charge only a specific battery built-in device.
- Various types of battery built-in devices are placed on the top plate, and the batteries of a plurality of types of battery built-in devices are charged.
- the transmission efficiency and charging power with respect to the frequency shown in FIG. 117 vary depending on the battery built-in device.
- the control circuit 80 changes the frequency of the AC power supply 12 at a predetermined interval or continuously, so that the transmission efficiency detection unit 84 and the charging power detection unit 83 Then, the transmission efficiency and the charging power are detected, and the frequency is set to an optimum value by the calculation unit 85 from the detected transmission efficiency and the charging power.
- the control circuit 80 specifies the output frequency as follows. (1) The frequency is changed, the transmission efficiency detection unit 84 detects the transmission efficiency, and the calculation unit 85 detects the frequency at which the transmission efficiency becomes the maximum value. (2) The charging power detection unit 83 detects the charging power of the battery 52 by increasing or decreasing the frequency from the frequency at which the transmission efficiency is maximized. (3) When the frequency is changed and the charging power of the battery 52 reaches the preset power, the calculation unit 85 controls the frequency adjustment circuit 81 so that the output frequency of the AC power supply 12 becomes the frequency. To control.
- control circuit 80 can specify the output frequency as follows. (1) The frequency is changed, the transmission efficiency detection unit 84 detects the transmission efficiency, and the calculation unit 85 detects the frequency at which the transmission efficiency becomes the maximum value. (2) The charging power detection unit 83 detects the charging power of the battery 52 by increasing or decreasing the frequency from the frequency at which the transmission efficiency is maximized. (3) The arithmetic unit 85 controls the frequency adjustment circuit 81 when the frequency is changed and the charging power of the battery 52 does not reach the preset setting power, that is, when the charging power is smaller than the setting power. Then, the output frequency is specified as a frequency that maximizes the charging power.
- control circuit 80 can specify the output frequency as follows. (1) The frequency is changed, the transmission efficiency detection unit 84 detects the transmission efficiency, and the calculation unit 85 detects the frequency at which the transmission efficiency becomes the maximum value. (2) The charging power detection unit 83 detects the charging power of the battery 52 by increasing or decreasing the frequency from the frequency at which the transmission efficiency is maximized. (3) The arithmetic unit 85 controls the frequency adjustment circuit 81 when the charge power of the battery 52 does not become the preset set power by changing the frequency, that is, when the charge power is smaller than the set power. The output frequency is set to the frequency at which the charging power becomes the maximum value, and the output power adjusting circuit 82 is controlled to set the charging power of the battery 52 as the set power.
- the charging power detection unit 83 detects both the current and voltage for charging the battery 52 of the battery built-in device 50, or detects the charging current to detect the charging power or current and voltage of the battery 52. 6 receives the signal transmitted from the transmission unit 59 of the battery built-in device 50 by the reception unit 89, and detects the charging power (or current and voltage) of the battery 52.
- the charging stand 10 detects the full charge of the battery 52 of the battery built-in device 50 and stops charging. Therefore, the receiving part 89 which detects the battery information transmitted from the battery built-in apparatus 50 is provided.
- the charging power detection unit 83 detects battery information transmitted from the battery built-in device 50, and detects the charging power of the battery 52 by calculating the power from a value obtained by multiplying the current and voltage.
- the battery information is transmitted from the battery built-in device to the 50 charging base 10 by wireless transmission or by modulation that changes the impedance or load of the power receiving coil 51.
- the transmission efficiency detection unit 84 detects the input power of the AC power supply 12 and the charging power for charging the battery 52 of the battery built-in device 50, and detects the transmission efficiency from the ratio of the charging power to the input power.
- the charging power is detected from the battery information input from the receiving unit 89.
- the transmission efficiency detector 84 detects the transmission efficiency from the ratio of charging power / input power.
- the AC power supply 12 of FIG. 6 includes a rectifier circuit 90 that converts the alternating current of the commercial power 99 that is input into direct current, and a DC / AC inverter that converts the direct current output from the rectifier circuit 90 into alternating current of a predetermined voltage and frequency. 91 is provided.
- the DC / AC inverter 91 includes a switching element 92 that is switched on and off at a predetermined cycle, and an input circuit 93 that inputs an on / off signal to the switching element 92.
- the AC power supply 12 controls the frequency adjustment circuit 81 with the control circuit 80, adjusts the cycle in which the frequency adjustment circuit 81 turns on and off the switching element 92 via the input circuit 93, and adjusts the output frequency of the DC / AC inverter 91. adjust. Further, the output power adjustment circuit 82 controls the output power by controlling the duty for controlling the switching element 92 to be turned on / off via the input circuit 93. Further, the output power adjustment circuit 82 turns off the switching element 92 via the input circuit 93 by the stop signal from the calculation unit 85 of the control circuit 80 to stop charging.
- control circuit 80 detects the power consumption of the AC power supply 12 by detecting the power consumption of the DC / AC inverter 91 by the input power detection unit 87.
- the input power detection unit 87 detects the average value of the current flowing through the switching element 92 and the voltage input to the DC / AC inverter 91, and determines the power consumption (consumed current value and voltage value) of the DC / AC inverter 91. (Multiplied value) is detected.
- DC / AC inverter 9 The power consumption of 1 is comparable to the power consumption of the AC power supply 12. This is because the power efficiency of the rectifier circuit 90 is nearly 100%.
- the transmission efficiency detector 84 detects the transmission efficiency by detecting the ratio between the power consumption of the DC / AC inverter 91 and the charging power of the battery 52.
- the charging base 10 can easily adjust the frequency of the alternating current supplied to the power transmission coil 11 at the timing when the switching element 92 is turned on and off, and in order to detect the transmission efficiency, the power consumption from the input power of the DC / AC inverter 91. Therefore, the power consumption of the AC power supply 12 can be detected easily and accurately. This is because the detection of the DC voltage and current can be made easier than the detection of the AC voltage and current.
- the battery information can be transmitted to the charging stand 10 as follows.
- a battery information detection circuit 59 for detecting battery information of the built-in battery 52 is provided.
- a detection circuit 17 (shown by a dotted line in FIG. 6) connected to the power transmission coil 11 is provided.
- the battery built-in device 50 is further provided with a modulation circuit 161 (indicated by a dotted line in FIG. 6) that changes the impedance of the power receiving coil 51 based on the battery information of the built-in battery 52, and the charging base 10 is changed by the modulation circuit 161.
- a detection circuit 17 that detects battery information by detecting a change in impedance of the power receiving coil 51 via the power transmission coil 11.
- the modulation circuit 61 includes a load circuit 162 in which a switching element 164 (shown by a dotted line in FIG. 6) is connected in series to an impedance modulation capacitor 53 connected in parallel to the power receiving coil 51, and switching of the load circuit 162. And a control circuit 165 (shown by a dotted line in FIG. 6) for switching the element 164 on and off with battery information.
- the control circuit 165 switches the switching element 164 on and off with the battery information and transmits the battery information to the charging stand 10.
- the control circuit 165 includes a battery such as a charging battery voltage, a charging current, a battery temperature, a battery serial number, an allowable charging current for specifying the charging current of the battery, and an allowable temperature for controlling the charging of the battery.
- the battery built-in device 50 includes a battery information detection circuit 59 that detects battery information of the built-in battery 52. With the battery information detection circuit 59, a battery such as a voltage of a charged battery, a charging current, a battery temperature, and the like. Information is detected and input to the control circuit 165.
- the control circuit 165 includes a microprocessor unit (MPU), and a memory used for data storage or the like is built in the control circuit 165.
- the control circuit 165 transmits battery information by repeating a predetermined cycle, that is, a transmission timing for transmitting battery information and a non-transmission timing for not transmitting battery information at a predetermined cycle.
- This period is set to, for example, 0.1 sec to 5 sec, preferably 0.1 sec to 1 sec. Since the voltage, current, temperature, etc. of the battery being charged change, such battery information is repeatedly transmitted in the above cycle, but the battery serial number, the allowable charging current for identifying the battery charging current, The battery information such as the allowable temperature for controlling the charging of the battery does not need to be transmitted only at the beginning of charging and then repeatedly transmitted thereafter.
- the modulation circuit 161 switches the switching element 164 on and off with a digital signal indicating the battery information, modulates the parallel capacity of the power receiving coil 51, and transmits the battery information.
- the control circuit 165 provided in the modulation circuit 161 transmits the battery information by controlling the on / off of the switching element 164 at a speed of 1000 bps.
- the control circuit 165 can also transmit battery information at 500 bps to 5000 bps. After the battery information is transmitted at 1000 bps at the transmission timing, the transmission of the battery information is stopped and the battery is charged in a normal state at the non-transmission timing. At the transmission timing, the switching element 164 is switched on and off. In order to transmit battery information, an impedance modulation capacitor 53 is connected to the power receiving coil 51.
- the impedance modulation capacitor 63 Since the impedance modulation capacitor 63 is connected in parallel to the power receiving coil 51, the efficiency of power transfer from the power transmitting coil 11 to the power receiving coil 51 is slightly lower than the designed optimum state. However, the transmission timing is shorter than the non-transmission timing, and the timing at which the impedance modulation capacitor 63 is connected to the power receiving coil 51 is very short even at this transmission timing. Even if the power transfer efficiency is reduced in a state where the capacitor 63 is connected, the reduction in power transfer efficiency can be almost ignored in the total time.
- the charging stand 10 detects the impedance change of the power receiving coil 51 from the voltage level change of the power transmission coil 11 and the battery information from the impedance change by the detection circuit 17.
- the voltage level of the power transmitting coil 11 changes because the power transmitting coil 11 is electromagnetically coupled to the power receiving coil 51. Since the voltage level of the power transmission coil 11 changes in synchronization with the on / off of the switching element 64, the on / off state of the switching element 64 can be detected from the change in the voltage level of the power transmission coil 11.
- the detection circuit 17 detects the digital signal indicating the battery information by detecting the on / off of the switching element 164 and is detected. From the digital signal, the voltage, current, temperature, etc. of the battery being charged can be detected. Thus, the charging stand 10 periodically receives battery information via the receiving coil 51 and the power transmission coil 11.
- the detection circuit 17 can also detect battery information from any of change values such as a change in the current level of the power transmission coil 11, a change in phase with respect to the voltage of the current, or a change in transmission efficiency. This is because these characteristics of the power transmission coil 11 change due to the impedance change of the power reception coil 51.
- the battery built-in device 50 is connected to the power receiving coil 51, converts alternating current induced in the power receiving coil 51 into direct current, and rectifies the alternating current of the power receiving coil 51, and a rectifier circuit 53 that supplies charging power to the internal battery 52.
- a series capacitor 155 connected in series to the power receiving coil 51, an impedance modulation capacitor 53 connected in parallel to the power receiving coil 51, a series capacitor 155, the impedance modulation capacitor 53, and the power receiving coil 51 are input to the circuit 53.
- a switching element 164 for switching the connection state between the two.
- the battery built-in device 50 connects the impedance modulation capacitor 53 to the power reception coil 51 by the switching element 164, and the power transmission coil 11 to the power reception coil 51.
- the power receiving coil 51 and the impedance modulation capacitor 53 are disconnected from each other, and the alternating current of the power receiving coil 51 is output to the rectifier circuit 57 via the series capacitor 155.
- the battery built-in device 50 and the charging stand 10 constitute a parallel resonance circuit 5457 at all times to accurately detect the position of the power receiving coil 51, and at the time of charging, the impedance modulation capacitor 53 is disconnected to increase power efficiency.
- the built-in battery 52 can be efficiently charged.
- the echo signal can be generated because the impedance modulation capacitor 53 is connected in parallel with the power receiving coil 51 in a state where the position of the power receiving coil 51 is detected.
- the reason why the internal battery 52 can be efficiently charged by increasing the power efficiency is that the internal battery 52 is charged in series with the power receiving coil 51 without connecting a capacitor in parallel with the power receiving coil 51. This is because the power of the power receiving coil 51 can be output to the rectifier circuit 53 by connecting a capacitor to the capacitor.
- the circuit configuration in which the series capacitor 55 is connected to the power receiving coil 51 improves the power efficiency and suppresses the heat generation of the coil and the battery during charging, compared with the circuit configuration with a small transmission current connected to the power receiving coil, and the built-in battery 52 can be charged efficiently, promptly and safely.
- the position detection controller 14 described above includes an impedance modulation capacitor 53 connected in parallel to the power receiving coil 51, a switching element 64 connecting the impedance modulation capacitor 53 to the power receiving coil 51, and turning on / off the switching element 64. And a control circuit 165 for controlling the switching element 164 to be turned on when the position of the power receiving coil 51 is detected.
- the battery built-in device 50 having this circuit configuration can transmit battery information using the impedance modulation capacitor 163, the switching element 164, and the control circuit 165 provided as the position detection controller 14. This is because the impedance load of the power receiving coil 51 can be changed by switching the switching element 164 on and off with a digital signal of battery information by the control circuit 165.
- this battery built-in device 50 does not have a dedicated circuit for transmitting battery information, that is, with the same hardware, only the software for switching the switching element 64 on and off by the control circuit 65 is changed to change the battery information. Can be transmitted.
- the software can be stored in a memory provided in the control circuit 165. For this reason, this battery built-in apparatus 50 can transmit battery information to the charging stand 10 in an ideal state without increasing the manufacturing cost.
- the battery pack 50A is attached to the device main body 50B (the battery built-in device 50) or the battery pack 50A alone can be identified as follows. Then charge. As disclosed in FIG. The brass side output of the battery pack 50A is connected to the device main body 50B via a positive connection terminal +, and the negative side output is connected to a device main body 50B via a negative connection terminal ⁇ . Further, the pack side mounting information terminal T acquires mounting information indicating the type of whether the battery pack 50A is a single unit or is mounted on the battery built-in device 50 (device main body 50B). In the example of FIG. 6, the pack side mounting information terminal T is connected to the input terminal of the control circuit 165 via the pull-up resistor R.
- the pack-side mounting information terminal T is connected to the ground terminal on the device body 50B side to form a short pin. For this reason, when the pack battery 50A is not connected to the device main body 50B, the pack-side mounting information terminal T detects the HIGH voltage via the pull-up resistor (pull-up state), and is connected on the other hand. The pack side mounting information terminal T is dropped to the ground, and the LOW voltage is detected.
- the control circuit 165 determines that the battery pack is a single battery, and when the input terminal is a LOW voltage, the control circuit 165 determines that the battery pack 50A is mounted on the device main body 50B.
- the determination of the mounting information regarding whether or not the battery pack 50A is a single battery is performed by the control circuit 165 detecting the pull-up / pull-down state as described above. A determination may be made.
- the control circuit 165 may have a function of communicating with the device main body 50B (not shown), and may determine the mounting information based on the presence or absence of this communication.
- the load circuit 62 can be driven and transmitted from the power receiving coil 51 to the charging stand 10 using the determination result as mounting information.
- the mounting information of the battery pack 52 can be notified to the charging base 10 side.
- the battery built-in device 50 is detected.
- the power supply can be stopped assuming that a coil other than the power receiving coil 51 (for example, a metal foreign object) is mounted.
- the charging stand 10 charges the built-in battery 52 of the battery built-in device 50 by the following operation.
- the position detection controller 14 detects the position of the battery built-in device 50 using the position detection coil 30.
- the position detection controller 14 that has detected the position of the battery built-in device 50 controls the moving mechanism 13 to move the power transmission coil 11 along the upper surface plate 21 with the moving mechanism 13, thereby Approach the power receiving coil 51.
- the power transmission coil 11 approaching the power reception coil 51 is electromagnetically coupled to the power reception coil 51 and carries AC power to the power reception coil 51.
- the battery built-in device 50 rectifies the AC power of the power receiving coil 51 and converts it into direct current, and charges the built-in battery 52 with this direct current.
- the transmission efficiency detection unit 84 detects the transmission efficiency from the ratio of charging power / input power. Since the power receiving coil 51 is accurately aligned on the power transmission coil 11, the transmission efficiency is good and stable. Normally, transmission efficiency of 60 to 65% can be obtained. Whether the transmission efficiency output from the transmission efficiency detection unit 84 at the start of charging or during charging is equal to or less than a predetermined threshold value (for example, 50%) is calculated by the calculation unit 85 of the control circuit 80. Is determined. A value of 40 to 60% can be used as the predetermined value of such a threshold.
- a predetermined threshold value for example, 50%
- the metallic foreign matter is interposed between the power transmission coil 11 and the power receiving coil, and in this embodiment, the metallic foreign matter is interposed between the upper surface plate 21 and the lower surface of the battery built-in device 50.
- a change between an initial value and a subsequent value, or a change in transmission efficiency at a predetermined time interval can be used.
- a predetermined value or more when the transmission efficiency decreases from 65% to 50%, it decreases by 15%), it can be determined that metal foreign matter is present.
- a value of 10 to 20% can be used as such a predetermined value.
- a comparison between an initial value and a subsequent value, a comparison of transmission efficiency at a predetermined time interval, or the like can be used.
- the predetermined value as described above is stored in the control circuit 80. However, a specific predetermined value is stored in the battery information detection circuit 59 of the battery built-in device 50 to be used, and this is used as the battery. Information can also be transmitted in the control circuit 80.
- the charging stand 10 will describe the predetermined value of the above threshold for transmission efficiency when power is transmitted from the power transmission coil 11 to the power reception coil 51.
- a predetermined threshold value is set in advance according to the shape of the battery pack 50A, the distance between the power transmission coil 11 and the power reception coil 51, and the like.
- the distances d1 and d2 between the power transmission coil 11 and the power reception coil 51 are as follows. Different. Specifically, when the battery pack is placed on the charging stand 10 alone, the distance d1 between the power transmission coil 11 and the power receiving coil 51 is about the case surface thickness (for example, 2.5 mm) of the charging stand 10.
- FIG. 14 shows a predetermined threshold value for each charging current value range whether the battery pack 50A is a single battery.
- the bold line is the predetermined threshold value of the battery pack
- the dotted line is the predetermined threshold value when the battery pack 50A is attached to the device main body 50B.
- the predetermined threshold value is changed or changed. That is, the predetermined threshold value depends on the mounting information and also depends on the magnitude of the charging current value. Thus, by changing or changing the predetermined value of the threshold value, it is possible to appropriately determine the presence of foreign matter.
- such a predetermined value may be a predetermined value for each charging current value range, whether the battery pack 50 ⁇ / b> A is alone or not. Is possible.
- Such a predetermined value may be a value that does not depend on the charging current depending on the mounting information indicating whether the battery pack 50A is mounted on the device main body 50B, or the battery pack 50A depends on the charging current. It may be a value that does not depend on the mounting information on the state of being mounted on the main body 50B.
- Such a predetermined value is specific to the battery pack 50A and the battery built-in device 50 to which the battery pack 50A is mounted. Therefore, the predetermined threshold value depends on the type of the battery pack 50A, the main device 50B, and the like. Can be set.
- the data is stored in advance in a memory in the control circuit 165 of the battery pack 50A.
- the control circuit 165 when mounted on the charging stand 10, when the charging is started, the control circuit 165 is in a state where the battery pack 50A alone or the battery pack 50A is mounted on the device main body 50B depending on the voltage of the input terminal of the pack-side mounting information terminal T During charging, the charging current and the like are repeatedly transmitted as battery information as described above during charging, and a predetermined threshold value corresponding to the measured charging current is shown in FIG. 14 is obtained from the table data corresponding to the predetermined threshold value shown in FIG. 14, and the load circuit 162 is operated by the control circuit 165 of the battery pack 50A, and the charging base 10 is connected via the power receiving coil 51, the power transmitting coil 11, and the detecting circuit 17. To the control circuit 80.
- the transmission of the predetermined value of the threshold may be in the same cycle as the charging current, or may be in a different cycle (for example, the charging current value is 250 mS and the predetermined value is 500 mS).
- the charging current value is 250 mS and the predetermined value is 500 mS.
- the predetermined value of the threshold value is transmitted together with the charging current measured in this way, but instead, A threshold value (for example, table data corresponding to a predetermined value of the threshold value shown in FIG. 14) for each charging current value range in a single or attached state at the start of charging is stored in the control circuit 80 of the charging base 10 in advance. May be communicated.
- the transmission efficiency detection unit 84 detects the transmission efficiency from the ratio of charging power / input power, and the charging current value transmitted from the battery pack 50A as described above, and a predetermined threshold value corresponding thereto. Thus, whether or not the transmission efficiency is equal to or less than the predetermined value of the threshold value is calculated and determined by the calculation unit 85 of the control circuit 80. If it is below the predetermined value of the threshold value, the metal foreign matter is assumed to be interposed between the power transmission coil 11 and the power receiving coil, in this embodiment, between the upper surface plate 21 and the lower surface of the battery built-in device 50.
- the output power adjustment circuit 82 turns off the switching element 92 via the input circuit 93 to stop charging.
- the abnormality can be appropriately displayed on an abnormality indicator (not shown) installed on the charging stand 10 to notify the user of the abnormality.
- the charging can be efficiently performed by preventing charging from being continued in a state where the transmission efficiency is reduced due to the space due to the foreign material, and the metal foreign material can prevent the temperature from becoming high and safety. Can be increased.
- the transmission unit 59 and the reception unit 89 described above can be used for transmission of various types of information.
- the battery information periodically transmitted as described above is transmitted via the reception coil 51 and the power transmission coil 11. Since the detection circuit 17 of the charging base 10 is not received, the calculation unit 85 of the control circuit 80 determines that there is no battery information, and the position detection controller 14 again performs the upper surface detection as described above. The position of the battery built-in device 50 placed on the plate 21 is detected, the power transmission coil 11 is moved closer to the power reception coil 51 and moved to an accurate position, and charging is performed.
- the power transmission coil 11 is again approached to the power reception coil 51 and is accurately positioned. Since it can be moved and charged, even at this position, the transmission efficiency is good and stable, so the presence of a foreign object can be determined from the transmission efficiency.
- the charging stand 10 on the upper surface plate 21 on which a plurality of battery built-in devices 50 can be placed is fully charged by sequentially switching the batteries 52 of the plurality of battery built-in devices 50.
- the charging stand 10 first detects the position of the power receiving coil 51 of any of the battery built-in devices 50, makes the power transmitting coil 11 approach the power receiving coil 51, and fully charges the battery 52 of the battery built-in device 50. To do.
- the position detection controller 14 is set to a second position different from the battery built-in device 50.
- the position of the power receiving coil 51 of the battery built-in device 50 is detected, and the moving mechanism 13 is controlled to bring the power transmitting coil 11 closer to the power receiving coil 51 of the second battery built-in device 50. In this state, power is transferred to the battery 52 of the second battery-equipped device 50, and the battery 52 is fully charged. Further, when the battery 52 of the second battery built-in device 50 is fully charged and the full charge detection circuit 17 receives the full charge signal from the second battery built-in device 50, the position detection controller 14 further performs the third operation.
- the power receiving coil 51 of the battery built-in device 50 is detected, the moving mechanism 13 is controlled to bring the power transmission coil 11 close to the power receiving coil 51 of the third battery built-in device 50, and the battery 52 of the battery built-in device 50 is moved.
- Fully charge As described above, when the plurality of battery built-in devices 50 are set on the top plate 21, the battery built-in devices 50 are sequentially switched to fully charge the built-in battery 52.
- the charging stand 10 stores the position of the fully-charged battery device 50 and does not charge the battery 52 of the fully-charged battery device 50.
- the charging stand 10 stops the operation of the AC power supply 12 and stops the charging of the batteries 52.
- the charging is stopped when the battery 52 of the battery built-in device 50 is fully charged.
- the charging may be stopped when the battery 52 reaches a predetermined capacity. .
- the above moving mechanism 13 moves the power transmission coil 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction to move the power transmission coil 11 to a position closest to the power receiving coil 51.
- the movement mechanism is in the X-axis direction.
- the power transmission coil is moved in the Y-axis direction and the position of the power transmission coil is not specified as a structure for approaching the power reception coil, and the power transmission coil can be moved in various directions to approach the power reception coil.
- the charging stand according to the present invention can be suitably used not only for charging a mobile phone or a portable music player but also for charging an assist bicycle or an electric vehicle.
- position detection coil 30A ... X-axis position detection coil 30B ... Y-axis position detection coil 31 ... detection pulse generation circuit 32 ... reception circuit 33 ... identification circuit 34 ... switching circuit 35 ... limiter circuit 36 ... A / D converter 50 ... Electric Built-in device 50A ... pack battery 50B ... device main body 51 ... receiving coil 52 ... battery 53 ... capacitor 54 ... parallel resonant circuit 55 ... diode 56 ... smoothing capacitor 57 ... rectifier circuit 58 ... charge control circuit 59 ... transmitter (battery information detection circuit) ) 64 ... Position detection controller 73 ... Identification circuit 77 ... Memory circuit 80 ... Control circuit 81 ... Frequency adjustment circuit 82 ... Output power adjustment circuit 83 ...
- Charging power detection unit 84 ... Transmission efficiency detection unit 85 ... Calculation unit 87 ... Input power detection Numeral 89 ... Receiving unit 90 ... Rectifier circuit 91 ... DC / AC inverter 92 ... SWI ⁇ BR> B-ching element 93 ... Input circuit 99 ... Commercial power supply 130 ... Position detection coil 130A ... X-axis position detection coil 151 ... Receiving coil 155 ... Series capacitor 161 ... Modulation circuit 164 ... Switching element 162 ... Load circuit 165 ... Control circuit + ... Positive connection terminal -... Negative connection terminal T ... Pack side mounting information terminal
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Abstract
【課題】金属等の異物を発見できる充電台を提供することにある。 【解決手段】本発明の充電台は、受電コイル51に電力搬送される電力で充電される電池52を内蔵するパック電池50A単体で充電、又は、電池内蔵機器50に装着された状態でパック電池50Aを充電する充電台10である。この充電台は、交流電源12に接続されて受電コイル51に起電力を電力搬送する送電コイル11を備える。交流電源12が、電池内蔵機器50に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部84を有する制御回路80を備え、前記制御回路80において、前記伝送効率を所定値に比較して、充電台と電池内蔵機器50又はパック電池50Aとの間に異物が存在するかを判定し、前記所定値は、パック電池50Aが単体であるか、機器本体50Bに装着された状態であるかの種別を示す装着情報に依存する、又は/及び、充電電流値の大きさに依存する所定値であることを特徴とする。
Description
本発明は、パック電池や携帯電話などの電池内蔵機器を上に載せて、電磁誘導作用で電力を搬送して内蔵電池を充電する充電台に関する。
電磁誘導の作用で送電コイルから受電コイルに電力搬送して、内蔵電池を充電する充電台は開発されている。この充電台は、交流電源で励磁される送電コイルを内蔵している。充電台にセットされるパック電池や携帯機器などの電池内蔵機器は、充電台の送電コイルに電磁結合される受電コイルを内蔵している。電池内蔵機器は、受電コイルに誘導される交流を整流し、これを電池に供給して充電する回路も内蔵している。この構造によると、充電台の上にパック電池を載せて、非接触状態でパック電池の電池を充電できる。
以上の充電台は、送電コイルを受電コイルの位置に移動させることで便利に使用できる。それは、ユーザーが充電台の自由な位置に電池内蔵機器をセットして、電池内蔵機器の受電コイルに送電コイルを接近させて充電できるからである。このことを実現する充電台は開発されている。(特許文献1参照)
送電コイルから受電コイルに磁気誘導作用で電力搬送する状態における伝送効率は、電池内蔵機器の受電コイルの構造、共振周波数、送電コイルと受電コイルの結合率、送電コイルの周波数などによって変化する。伝送効率を改善するために、送電コイルに供給する交流電源の周波数を調整する方式が開発されている。(特許文献2参照)
以上の特許文献1の充電台は、送電コイルを受電コイルに接近するように移動させる移動機構を備えており、送電コイルから受電コイルに効率良く、電力を伝送することができる。しかしながら、送電コイルと受電コイルとの間に、金属等の導電性、或いは、絶縁性の異物が介在すると、電力を伝送する効率が悪くなるので、問題である。従って、このような非接触充電においては、介在する異物を検出することが、重要である。
本発明は、このような問題を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、異物を発見できる充電台を提供することにある。
本発明の充電台は、受電コイル51に電力搬送される電力で充電される電池52を内蔵するパック電池50A単体で充電、又は、電池内蔵機器50に装着された状態でパック電池50Aを充電する充電台10である。この充電台は、交流電源12に接続されて受電コイル51に起電力を電力搬送する送電コイル11を備える。交流電源12が、電池内蔵機器50に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部84を有する制御回路80を備え、前記制御回路80において、前記伝送効率を所定値に比較して、充電台と電池内蔵機器50又はパック電池50Aとの間に異物が存在するかを判定し、前記所定値は、パック電池50Aが単体であるか、機器本体50Bに装着された状態であるかの種別を示す装着情報に依存する、又は/及び、充電電流値の大きさに依存する所定値であることを特徴とする。
以上の充電台は、装着情報により、所定値が依存していること、たとえば、所定値が異なっていることにより、装着情報に応じた適切な所定値とすることができる。また、充電電流値の大きさに依存する所定値であること、たとえば、充電電流値範囲毎に所定値が異なっていることより、充電電流値に応じた適切な所定値とすることができる。よって、異物の判定、検出を適正に行うことができる。
以上の充電台は、装着情報により、所定値が依存していること、たとえば、所定値が異なっていることにより、装着情報に応じた適切な所定値とすることができる。また、充電電流値の大きさに依存する所定値であること、たとえば、充電電流値範囲毎に所定値が異なっていることより、充電電流値に応じた適切な所定値とすることができる。よって、異物の判定、検出を適正に行うことができる。
また、本発明の充電台は、制御回路80において、伝送効率が所定値以下のとき、充電台と電池内蔵機器50又はパック電池50Aとの間に異物が存在していると判定する。
以上の充電台は、このような伝送効率の変化によって、充電台と電池内蔵機器50又はパック電池50Aとの間に異物が存在していると判定できる。
以上の充電台は、このような伝送効率の変化によって、充電台と電池内蔵機器50又はパック電池50Aとの間に異物が存在していると判定できる。
本発明の充電台は、伝送効率検出部84が、交流電源12の消費電力又は消費する電流値、電圧値を掛け算した値と、電池内蔵機器50の電池52を充電する充電電力又は電流と電圧の掛け算した値とを検出して、消費電力に対する充電電力の比率から伝送効率を検出することができる。
以上の充電台は、伝送効率検出部が、より正確に伝送効率を検出できる特徴がある。
以上の充電台は、伝送効率検出部が、より正確に伝送効率を検出できる特徴がある。
本発明の充電台は、パック電池50Aにおいて測定された充電電流値と共に該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池50Aから充電台に伝達される。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
本発明の充電台は、パック電池50Aにおいて測定された充電電流値と共に、前記装着情報に依存し該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池50Aから充電台に伝達される。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
本発明の充電台は、制御回路80において、前記伝送効率を所定値に比較して、充電台と電池内蔵機器50 又はパック電池50Aとの間に異物が存在するかを判定し、充電を停止する。
以上の充電台は、異物による空間により伝送効率が低下した状態で充電を継続することを防止して効率良く充電できると共に、金属製異物により、これが高温となることを防止して安全性を高めることができる。
以上の充電台は、異物による空間により伝送効率が低下した状態で充電を継続することを防止して効率良く充電できると共に、金属製異物により、これが高温となることを防止して安全性を高めることができる。
本発明のパック電池と充電台は、電池内蔵機器50に装着されるパック電池50Aと、パック電池50A単体で充電、又は、電池内蔵機器50に装着された状態でパック電池50Aを充電する充電台10とを備え、パック電池50Aが単体であるか、電池駆動機器50に装着された状態であるかの種別を示す装着情報を依存し、又は/及び、充電電流値の大きさに依存する伝送効率の所定値を保存したパック電池50Aであって、受電コイル51に電力搬送される電力で充電される電池52を内蔵する電池内蔵機器50の充電台10であって、交流電源12に接続されて前記受電コイル51に起電力を電力搬送する送電コイル11を備え、前記交流電源12が、電池内蔵機器50に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部(84)を有する制御回路80を備え、前記制御回路80において、前記伝送効率を前記所定値に比較して、充電台10と、電池内蔵機器50又はパック電池50Aとの間に異物が存在するかを判定することを特徴とする。
以上のパック電池と充電台は、装着情報により、所定値が依存していること、たとえば、所定値が異なっていることにより、装着情報に応じた適切な所定値とすることができる。また、充電電流値の大きさに依存する所定値であること、たとえば、充電電流値範囲毎に所定値が異なっていることより、充電電流値に応じた適切な所定値とすることができる。よって、異物の判定、検出を適正に行うことができる。
以上のパック電池と充電台は、装着情報により、所定値が依存していること、たとえば、所定値が異なっていることにより、装着情報に応じた適切な所定値とすることができる。また、充電電流値の大きさに依存する所定値であること、たとえば、充電電流値範囲毎に所定値が異なっていることより、充電電流値に応じた適切な所定値とすることができる。よって、異物の判定、検出を適正に行うことができる。
本発明のパック電池は、電池内蔵機器50に装着されるパック電池50Aであって、充電台10によりパック電池50A単体で充電、又は、電池内蔵機器50に装着された状態でパック電池50Aを充電され、交流電源12に接続されて受電コイル51に起電力を電力搬送する送電コイル11を備える充電台10よって前記受電コイル51に電力搬送される電力で充電される電池(52)を内蔵するパック電池50Aが充電され、充電台10の前記交流電源12が、電池内蔵機器50に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部84を有する制御回路80を備え、前記制御回路80において、前記伝送効率を所定値に比較して、充電台10と、電池内蔵機器50又はパック電池50Aとの間に異物が存在するかを判定するために、パック電池50Aにおいてパック電池50Aが単体であるか、電池駆動機器50に装着された状態であるかの種別を示す装着情報に依存し、又は/及び、充電電流値の大きさに依存する伝送効率の前記所定値を保存したことを特徴とする。
以上のパック電池は、装着情報により、所定値が依存していること、たとえば、所定値が異なっていることにより、装着情報に応じた適切な所定値とすることができる。また、充電電流値の大きさに依存する所定値であること、たとえば、充電電流値範囲毎に所定値が異なっていることより、充電電流値に応じた適切な所定値とすることができる。よって、異物の判定、検出を適正に行うことができる。
以上のパック電池は、装着情報により、所定値が依存していること、たとえば、所定値が異なっていることにより、装着情報に応じた適切な所定値とすることができる。また、充電電流値の大きさに依存する所定値であること、たとえば、充電電流値範囲毎に所定値が異なっていることより、充電電流値に応じた適切な所定値とすることができる。よって、異物の判定、検出を適正に行うことができる。
本発明のパック電池は、パック電池50Aにおいて測定された充電電流値と共に該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池50Aから充電台に伝達される。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
本発明のパック電池は、パック電池50Aにおいて測定された充電電流値と共に、前記装着情報に依存し該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池50Aから充電台に伝達される。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
以上の充電台は、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための充電台を例示するものであって、本発明は充電台を以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
図1ないし図6は、充電台の概略構成図及び原理図を示している。充電台10は、図1と図6に示すように、充電台10の上に電池内蔵機器50を載せて、電池内蔵機器50の内蔵電池52を磁気誘導作用で充電する。電池内蔵機器50は、送電コイル11に電磁結合される受電コイル51を内蔵している。この受電コイル51に誘導される電力で充電される電池52を内蔵している。ここで、電池内蔵機器50は、パック電池50Aと、これを装着する機器本体50Bとからなる。。
そして、電池内蔵機器50として、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態で充電することができると共に、機器本体50Bより取り外された状態のパック電池50A単体で充電することができる。
そして、電池内蔵機器50として、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態で充電することができると共に、機器本体50Bより取り外された状態のパック電池50A単体で充電することができる。
図6は電池内蔵機器50の回路図を示す。この電池内蔵機器50は、受電コイル51と並列にコンデンサー53を接続している。コンデンサー53と受電コイル51は並列共振回路54を構成する。図6の電池内蔵機器50は、受電コイル51から出力される交流を整流するダイオード55と、整流された脈流を平滑化する平滑コンデンサー56とからなる整流回路57と、この整流回路57から出力される直流で電池52を充電する充電制御回路58とを備える。充電制御回路58は、電池52の満充電を検出して、満充電されたことを示す満充電信号を充電台10に伝送する。充電台10は、満充電信号を検出して充電を停止する。
充電台10は、図1ないし図6に示すように、交流電源12に接続されて受電コイル51に電力搬送する送電コイル11と、この送電コイル11を内蔵すると共に、上面には電池内蔵機器50を載せる上面プレート21を有するケース20と、このケース20に内蔵されて、送電コイル11を上面プレート21の内面に沿って移動させて、受電コイル51に接近させる移動機構13と、上面プレート21に載せられる電池内蔵機器50の位置を検出して、移動機構13を制御して送電コイル11を電池内蔵機器50の受電コイル51に接近させる位置検出制御器14とを備える。充電台10は、送電コイル11と、交流電源12と、移動機構13と、位置検出制御器14とをケース20に内蔵している。
この充電台10は、以下の動作で電池内蔵機器50の内蔵電池52を充電する。
(1)ケース20の上面プレート21に電池内蔵機器50が載せられると、この電池内蔵機器50の位置が位置検出制御器14で検出される。
(2)電池内蔵機器50の位置を検出した位置検出制御器14は、移動機構13を制御して、移動機構13でもって送電コイル11を上面プレート21に沿って移動させて電池内蔵機器50の受電コイル51に接近させる。
(3)受電コイル51に接近する送電コイル11は、受電コイル51に電磁結合されて受電コイル51に交流電力を搬送する。
(4)電池内蔵機器50は、受電コイル51の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池52を充電する。
(1)ケース20の上面プレート21に電池内蔵機器50が載せられると、この電池内蔵機器50の位置が位置検出制御器14で検出される。
(2)電池内蔵機器50の位置を検出した位置検出制御器14は、移動機構13を制御して、移動機構13でもって送電コイル11を上面プレート21に沿って移動させて電池内蔵機器50の受電コイル51に接近させる。
(3)受電コイル51に接近する送電コイル11は、受電コイル51に電磁結合されて受電コイル51に交流電力を搬送する。
(4)電池内蔵機器50は、受電コイル51の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池52を充電する。
以上の動作で電池内蔵機器50の電池52を充電する充電台10は、交流電源12に接続している送電コイル11をケース20に内蔵している。送電コイル11は、ケース20の上面プレート21の下に配設されて、上面プレート21に沿って移動するように配置される。送電コイル11から受電コイル51への電力搬送の効率は、送電コイル11を受電コイル51に接近させて向上できる。したがって、送電コイル11は、上面プレート21の下にあって、できるかぎり上面プレート21に接近して配設される。送電コイル11は、上面プレート21の上に載せられる電池内蔵機器50の受電コイル51に接近するように移動するので、上面プレート21の下面に沿って移動できるように配設される。
送電コイル11を内蔵するケース20は、電池内蔵機器50を載せる平面状の上面プレート21を上面に設けている。図の充電台10は、上面プレート21全体を平面状として水平に配設している。上面プレート21は、大きさや外形が異なる種々の電池内蔵機器50を上に載せることができる大きさ、たとえば、一辺を5cmないし30cmとする四角形、又は直径を5cmないし30cmとする円形としている。本発明の充電台は、上面プレートを大きくして、すなわち複数の電池内蔵機器を同時に載せることができる大きさとして、複数の電池内蔵機器を一緒に載せて内蔵電池を順番に充電することもできる。また、上面プレートは、その周囲に周壁などを設け、周壁の内側に電池内蔵機器をセットして、内蔵する電池を充電することもできる。
送電コイル11は、上面プレート21と平行な面で渦巻き状に巻かれて、上面プレート21の上方に交流磁束を放射する。この送電コイル11は、上面プレート21に直交する交流磁束を上面プレート21の上方に放射する。送電コイル11は、交流電源12から交流電力が供給されて、上面プレート21の上方に交流磁束を放射する。送電コイル11は、磁性材からなるコア15に線材を巻いてインダクタンスを大きくできる。コア15は、透磁率が大きいフェライト等の磁性材料で、上方を開放する壺形としている。壺形のコア15は、渦巻き状に巻かれた送電コイル11の中心に配置する円柱部15Aと、外側に配置される円筒部15Bを底部で連結する形状としている。コア15のある送電コイル11は、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を受電コイル51に伝送できる。ただ、送電コイルは、必ずしもコアを設ける必要はなく、空芯コイルとすることもできる。空芯コイルは軽いので、これを上面プレートの内面で移動する移動機構を簡単にできる。送電コイル11は、受電コイル51の外径にほぼ等しくして、受電コイル51に効率よく電力搬送する。
交流電源12は、たとえば、20kHz~1MHzの高周波電力を送電コイル11に供給する。交流電源12は、可撓性のリード線16を介して送電コイル11に接続される。送電コイル11が上面プレート21に載せられる電池内蔵機器50の受電コイル51に接近するように移動されるからである。交流電源12は、図示しないが、発振回路と、この発振回路から出力される交流を電力増幅するパワーアンプとを備える。
送電コイル11は、移動機構13で受電コイル51に接近するように移動される。図1ないし図4の移動機構13は、送電コイル11を、上面プレート21に沿って、X軸方向とY軸方向に移動させて受電コイル51に接近させる。図の移動機構13は、位置検出制御器14で制御されるサーボモータ22でネジ棒23を回転して、ネジ棒23にねじ込んでいるナット材24を移動して、送電コイル11を受電コイル51に接近させる。サーボモータ22は、送電コイル11をX軸方向に移動させるX軸サーボモータ22Aと、Y軸方向に移動させるY軸サーボモータ22Bとを備える。ネジ棒23は、送電コイル11をX軸方向に移動させる一対のX軸ネジ棒23Aと、送電コイル11をY軸方向に移動させるY軸ネジ棒23Bとを備える。一対のX軸ネジ棒23Aは、互いに平行に配設されて、ベルト25に駆動されてX軸サーボモータ22Aで一緒に回転される。ナット材24は、各々のX軸ネジ棒23Aにねじ込んでいる一対のX軸ナット材24Aと、Y軸ネジ棒23Bにねじ込んでいるY軸ナット材24Bからなる。Y軸ネジ棒23Bは、その両端を一対のX軸ナット材24Aに回転できるように連結している。送電コイル11はY軸ナット材24Bに連結している。
さらに、図に示す移動機構13は、送電コイル11を水平な姿勢でY軸方向に移動させるために、Y軸ネジ棒23Bと平行にガイドロッド26を配設している。ガイドロッド26は、両端を一対のX軸ナット材24Aに連結しており、一対のX軸ナット材24Aと一緒に移動する。ガイドロッド26は、送電コイル11に連結されるガイド部27を貫通しており、送電コイル11をガイドロッド26に沿ってY軸方向に移動できるようにしている。すなわち、送電コイル11は、互いに平行に配設されるY軸ネジ棒23Bとガイドロッド26に沿って移動するY軸ナット材24Bとガイド部27を介して、水平な姿勢でY軸方向に移動する。
この移動機構13は、X軸サーボモータ22AがX軸ネジ棒23Aを回転させると、一対のX軸ナット材24AがX軸ネジ棒23Aに沿って移動して、Y軸ネジ棒23Bとガイドロッド26をX軸方向に移動させる。Y軸サーボモータ22BがY軸ネジ棒23Bを回転させると、Y軸ナット材24BがY軸ネジ棒23Bに沿って移動して、送電コイル11をY軸方向に移動させる。このとき、送電コイル11に連結されたガイド部27は、ガイドロッド26に沿って移動して、送電コイル11を水平な姿勢でY軸方向に移動させる。したがって、X軸サーボモータ22AとY軸サーボモータ22Bの回転を位置検出制御器14で制御して、送電コイル11をX軸方向とY軸方向に移動できる。ただし、本発明の充電台は、移動機構を以上のメカニズムには特定しない。移動機構には、送電コイルをX軸方向とY軸方向に移動できる全ての機構を利用できるからである。
さらに、本発明の充電台は、移動機構を、送電コイルをX軸方向とY軸方向に移動させる機構に特定しない。それは、本発明の充電台が、上面プレートに直線状のガイド壁を設けて、このガイド壁に沿って電池内蔵機器を載せる構造として、送電コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる構造とすることができるからである。この充電台は、図示しないが、送電コイルを、一方向、たとえばX軸方向にのみ移動できる移動機構として、送電コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる。
位置検出制御器14は、上面プレート21に載せられた電池内蔵機器50の位置を検出する。図1ないし図4の位置検出制御器14は、電池内蔵機器50に内蔵される受電コイル51の位置を検出して、送電コイル11を受電コイル51に接近させる。
位置検出制御器14は、図5に示すように、上面プレート21の内面に固定している複数の位置検出コイル30と、この位置検出コイル30に位置検出信号としてパルス信号を供給する検出パルス発生回路31と、この検出パルス発生回路31から位置検出コイル30に供給される位置検出信号のパルスに励起されて受電コイル51から位置検出コイル30に出力されるエコー信号を受信する受信回路32と、この受信回路32が受信するエコー信号から受電コイル51の位置を判別する識別回路33とを備える。
位置検出コイル30は複数列のコイルからなり、複数の位置検出コイル30を上面プレート21の裏側に配置している。位置検出コイル30は上面プレート21の内面に固定されて、上面プレート21の裏側に配置できる。位置検出コイル30は、受電コイル51のX軸方向の位置を検出する複数のX軸位置検出コイル30Aと、Y軸方向の位置を検出する複数のY軸位置検出コイル30Bとを備える。X軸位置検出コイル30Aは、Y軸方向に細長いループ状で、複数のX軸位置検出コイル30Aは、所定の間隔で上面プレート21の内面に固定されている。Y軸位置検出コイル30Bは、X軸方向に細長いループ状で、複数のY軸位置検出コイル30Bは、所定の間隔で上面プレート21の内面に固定されている。
位置検出コイル30は、隣接して配設している位置検出コイル30の一部を隣の位置検出コイル30に重ねて配設している。細長いコイルの位置検出コイル30は、コイルの長手方向に直交する方向に位置ずれさせて、隣接する位置検出コイル30を互いに重なるように配置している。X軸位置検出コイル30Aは、Y軸方向に延びる直線部を有する細長いループ状であって、複数のX軸位置検出コイル30Aは、直線部をX軸方向に位置ずれさせて、所定の重なり量(d)となるように上面プレート21の裏側に配置している。Y軸位置検出コイル30Bは、X軸方向に延びる直線部を有する細長いループ状であって、複数のY軸位置検出コイル30Bは、直線部をY軸方向に位置ずれさせて、所定の重なり量(d)となるように上面プレート21の裏側に配置している。
図5の位置検出コイル30は、互いに重なるように隣接してなる位置検出コイル30同士の重なり量(d)を、細長いコイルの横幅(W)の2/3としている。いいかえると、互いに隣接する位置検出コイル30を、コイルの横幅方向に、コイルの横幅(W)の1/3だけ位置ずれさせる状態で重ねて配置している。この位置検出コイル30は、図7に示すように、互いに隣接する2つの位置検出コイル30同士の重なり合う領域が、各位置検出コイル30の2/3の領域(図7のハッチングA及びハッチングBで表示)となり、互いに隣接する3つの位置検出コイル30同士の重なり合う領域が、各位置検出コイル30の1/3の領域(図7のハッチングA及びハッチングBの共通部分)となる。図の位置検出コイル30は、隣接する位置検出コイル30同士の重なり量(d)を、細長いコイルの横幅(W)の2/3としているが、位置検出コイルは、互いに重なるように隣接してなる位置検出コイル同士の重なり量(d)を、細長いコイルの横幅(W)の1/2ないし9/10とすることができる。
互いに重なるように隣接する位置検出コイル同士の重なり量(d)を、コイルの横幅(W)の1/2とする位置検出コイルは、図示しないが、互いに隣接する2つの位置検出コイル同士の重なり合う領域が、各位置検出コイルの1/2の領域となる。また、互いに重なるように隣接する位置検出コイル同士の重なり量(d)を、コイルの横幅(W)の3/4とする位置検出コイルは、図示しないが、互いに隣接する2つの位置検出コイル同士の重なり合う領域が、各位置検出コイルの3/4の領域となり、互いに隣接する3つの位置検出コイル同士の重なり合う領域が、各位置検出コイルの2/4の領域となり、互いに隣接する4つの位置検出コイル同士の重なり合う領域が、各位置検出コイルの1/4の領域となる。
さらに、位置検出コイル30の横幅(W)は、受電コイル51の外径(D)にほぼ等しくし、あるいは、外径(D)よりも大きくし、あるいはまた、外径(D)よりも小さくしている。位置検出コイル30は、中央間隔(d)を狭くして、より高い精度で受電コイル51の位置を検出できる。
検出パルス発生回路31は、所定のタイミングでパルス信号を位置検出コイル30に出力する。パルス信号が入力される位置検出コイル30は、パルス信号で接近する受電コイル51を励起する。励起された受電コイル51は、流れる電流のエネルギーでエコー信号を位置検出コイル30に出力する。したがって、受電コイル51の近くにある位置検出コイル30は、図8に示すように、パルス信号が入力された後、所定の時間遅れて、受電コイル51からのエコー信号が誘導される。位置検出コイル30に誘導されるエコー信号は、受信回路32から識別回路33に出力される。
識別回路33は、受信回路32から入力されるエコー信号でもって、位置検出コイル30に受電コイル51が接近しているかどうかを判定する。複数の位置検出コイル30にエコー信号が誘導されるとき、識別回路33は、エコー信号レベルの大きい位置検出コイル30にもっとも接近していると判定する。
図5に示す位置検出制御器14は、各々の位置検出コイル30を切換回路34を介して受信回路32に接続する。この位置検出制御器14は、入力を順番に切り換えて複数の位置検出コイル30に接続するので、ひとつの受信回路32で複数の位置検出コイル30のエコー信号を検出できる。ただし、各々の位置検出コイルに受信回路を接続してエコー信号を検出することもできる。
図5の位置検出制御器14は、識別回路33で制御される切換回路34で複数の位置検出コイル30を順番に切り換えて受信回路32に接続する。検出パルス発生回路31は切換回路34の出力側に接続されて、位置検出コイル30にパルス信号を出力する。検出パルス発生回路31から位置検出コイル30に出力されるパルス信号のレベルは、受電コイル51からのエコー信号に比較して極めて大きい。受信回路32は、入力側にダイオードからなるリミッター回路35を接続している。リミッター回路35は、検出パルス発生回路31から受信回路32に入力されるパルス信号の信号レベルを制限して受信回路32に入力する。信号レベルの小さいエコー信号は、制限されることなく受信回路32に入力される。受信回路32は、パルス信号とエコー信号の両方を増幅して出力する。受信回路32から出力されるエコー信号は、パルス信号から所定のタイミング、たとえば数μsec
~数百μsec遅れた信号となる。エコー信号がパルス信号から遅れる遅延時間は、一定
の時間であるから、パルス信号から所定の遅延時間後の信号をエコー信号とし、このエコー信号のレベルから位置検出コイル30に受電コイル51が接近しているかどうかを判定する。
~数百μsec遅れた信号となる。エコー信号がパルス信号から遅れる遅延時間は、一定
の時間であるから、パルス信号から所定の遅延時間後の信号をエコー信号とし、このエコー信号のレベルから位置検出コイル30に受電コイル51が接近しているかどうかを判定する。
受信回路32は、位置検出コイル30から入力されるエコー信号を増幅して出力するアンプである。受信回路32は、パルス信号とエコー信号を出力する。識別回路33は、受信回路32から入力されるパルス信号とエコー信号から位置検出コイル30に受電コイル51が接近してセットされるかどうかを判定する。識別回路33は、受信回路32から入力される信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ36を備えている。このA/Dコンバータ36から出力されるデジタル信号を演算してエコー信号を検出する。識別回路33は、パルス信号から特定の遅延時間の後に入力される信号をエコー信号として検出し、さらにエコー信号のレベルから受電コイル51が位置検出コイル30に接近しているかどうかを判定する。
識別回路33は、複数のX軸位置検出コイル30Aを順番に受信回路32に接続するように切換回路34を制御して、受電コイル51のX軸方向の位置を検出する。識別回路33は、各々のX軸位置検出コイル30Aを受信回路32に接続する毎に、識別回路33に接続しているX軸位置検出コイル30Aにパルス信号を出力し、パルス信号から特定の遅延時間の後に、エコー信号が検出されるかどうかで、このX軸位置検出コイル30Aに受電コイル51が接近しているかどうかを判定する。識別回路33は、全てのX軸位置検出コイル30Aを受信回路32に接続して、各々のX軸位置検出コイル30Aに受電コイル51が接近しているかどうかを判定する。受電コイル51がいずれかのX軸位置検出コイル30Aに接近していると、このX軸位置検出コイル30Aを受信回路32に接続する状態でエコー信号が検出される。したがって、識別回路33は、エコー信号を検出できるX軸位置検出コイル30Aから受電コイル51のX軸方向の位置を検出できる。受電コイル51が複数のX軸位置検出コイル30Aに跨って接近する状態では、複数のX軸位置検出コイル30Aからエコー信号が検出される。この状態において、識別回路33は複数のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルから受電コイル51のX軸方向の位置を判定する。さらに、識別回路33は、Y軸位置検出コイル30Yも同じように制御して、受電コイル51のY軸方向の位置を検出する。
識別回路33は、検出するX軸方向の位置とY軸方向の位置から移動機構13を制御して、送電コイル11を受電コイル51に接近する位置に移動させる。識別回路33は、移動機構13のX軸サーボモータ22Aを制御して、送電コイル11を受電コイル51のX軸方向の位置に移動させる。また、移動機構13のY軸サーボモータ22Bを制御して、送電コイル11を受電コイル51のY軸方向の位置に移動させる。
以上のようにして、位置検出制御器14が送電コイル11を受電コイル51に接近する位置に移動させる。本発明の充電台は、位置検出制御器14で送電コイル11を受電コイル51に接近した後、送電コイル11から受電コイル51に電力搬送して電池52を充電することができる。ただ、充電台は、さらに送電コイル11の位置を正確に制御して受電コイル51に接近させた後、電力搬送して電池52を充電する。
さらに、図9に示す位置検出制御器64は、識別回路73に、受電コイル51の位置に対する各々の位置検出コイル30に誘導されるエコー信号のレベル、すなわち図8に示すように、各々の位置検出コイル30をパルス信号で励起して所定の時間経過後に誘導されるエコー信号のレベルを記憶する記憶回路77を備えている。この位置検出制御器64は、各々の位置検出コイル30に誘導されるエコー信号のレベルを検出し、検出したエコー信号のレベルを記憶回路77に記憶しているエコー信号のレベルに比較して、受電コイル51の位置を検出している。
この位置検出制御器64は、以下のようにして、各々の位置検出コイル30に誘導されるエコー信号のレベルから、受電コイル51の位置を求めている。図10は、受電コイル51をX軸方向に移動させる状態における、X軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルを示しており、横軸が受電コイル51のX軸方向の位置を示し、縦軸が各々のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルを示している。この位置検出制御器64は
、各々のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルを
検出して、受電コイル51のX軸方向の位置を求める。この図に示すように、受電コイル51をX軸方向に移動すると、各々のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルは変化する。
、各々のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルを
検出して、受電コイル51のX軸方向の位置を求める。この図に示すように、受電コイル51をX軸方向に移動すると、各々のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルは変化する。
たとえば、受電コイル51が第1のX軸位置検出コイル30Aと第2のX軸位置検出コイル30Aの中間にあるとき、図10の点aで示すように、第1のX軸位置検出コイル30Aと第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルは最大であって、かつ同じとなる。また、受電コイル51が第1のX軸位置検出コイル30Aと第2のX軸位置検出コイル30Aの中間からずれる位置にあるとき、第1のX軸位置検出コイル30Aと第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベル比が変化する。したがって、第1のX軸位置検出コイル30Aと第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベル比から受電コイル51の位置を検出できる。
さらに、受電コイル51が第2のX軸位置検出コイル30Aの中央部にあるとき、すなわち図10のA領域にあるとき、第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルは、最も強くなる。ただ、受電コイル51がA領域にあるときには、受電コイル51のX軸方向の移動距離に対するエコー信号のレベル変動は少なく、また、エコー信号のレベルは、他の要因によっても変動するので、受電コイル51がA領域にあるとき、第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルのみで受電コイル51の位置を判定すると正確に判定できなくなる。したがって、識別回路33は、この領域にあるとき、第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のみでなく、第1のX軸位置検出コイル30Aと第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルからも受電コイル51の位置を判定する。受電コイル51が第2のX軸位置検出コイル30Aの中央に位置するとき、第1のX軸位置検出コイル30Aと第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルは等しくなり、あるいは、エコー信号のレベルが0レベルとなる。したがって、識別回路33は、第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号が最大レベルとなる状態で、第1のX軸位置検出コイル30Aと第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルが等しく、あるいは両方が0レベルであると、受電コイル51は第2のX軸位置検出コイル30Aの中央に位置すると判定する。受電コイル51の位置が、第2のX軸位置検出コイル30Aの中央部からわずかにずれると、第1のX軸位置検出コイル30Aと第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルが変化する。受電コイル51が第1のX軸位置検出コイル30A側にずれると、第1のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルが、第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルよりも大きくなる。したがって、この状態になると、識別回路33は、第1のX軸位置検出コイル30Aと第2のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベル比から受電コイル51の位置を正確に検出することができる。受電コイル51が第1のX軸位置検出コイル30A側に移動するにしたがって、第1のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルが大きくなるからである。反対に、受電コイル51が第3のX軸位置検出コイル30A側にずれると、第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレ
ベルが、第1のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルよりも大きくなる。したがって、この状態になると、識別回路33は、第2と第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベル比から受電コイルの位51置を正確に検出することができる。受電コイル51が第3のX軸位置検出コイル30A側に移動するにしたがって、第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルが大きくなるからである。
ベルが、第1のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルよりも大きくなる。したがって、この状態になると、識別回路33は、第2と第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベル比から受電コイルの位51置を正確に検出することができる。受電コイル51が第3のX軸位置検出コイル30A側に移動するにしたがって、第3のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルが大きくなるからである。
以上のように、識別回路33は、エコー信号が最大レベルとなる状態においては、最大レベルとなる位置検出コイル30のエコー信号のみから受電コイル51の位置を判定しない。最大レベルのエコー信号を検出する位置検出コイル30の両側にある位置検出コイル30に誘導されるエコー信号も考慮して、受電コイル51の位置を判定する。したがって、位置検出コイル30の中央部であるA領域にある受電コイル51の位置は、最大レベルとなる位置検出コイル30の中央からのわずかなずれも正確に検出できる。
なお、識別回路33は、エコー信号が最大レベルとなる状態においては、最大レベルとなる位置検出コイル30のエコー信号のみから受電コイル51の位置を判定することもできる。
なお、識別回路33は、エコー信号が最大レベルとなる状態においては、最大レベルとなる位置検出コイル30のエコー信号のみから受電コイル51の位置を判定することもできる。
識別回路73は、受電コイル51のX軸方向の位置に対する、各々のX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルとレベル比を記憶回路77に記憶している。受電コイル51が置かれると、いずれかのX軸位置検出コイル30Aにエコー信号が誘導される。したがって、識別回路73は、X軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号で受電コイル51が載せられたこと、すなわち電池内蔵機器50が充電台10に載せられたことを検出する。さらに、いずれかのX軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号のレベルとレベル比を、記憶回路77に記憶しているレベルとレベル比に比較して、受電コイル51のX軸方向の位置を正確に判別する。
以上は、識別回路73が、X軸位置検出コイル30Aに誘導されるエコー信号から、受電コイル51のX軸方向の位置を検出する方法を示すが、受電コイル51のY軸方向の位置もX軸方向と同じようにして、Y軸位置検出コイル30Bに誘導されるエコー信号から検出できる。
識別回路73が、受電コイル51のX軸方向とY軸方向の位置を検出すると、この識別回路73からの位置信号でもって、位置検出制御器64は送電コイル11を受電コイル51の位置に移動させる。
なお、上記のような波形のエコー信号が検出されたとき、充電台の識別回路73は、電池内蔵機器50の受電コイル51が搭載されたと認識、識別することができる。エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、電池内蔵機器50の受電コイル51以外(例えば、金属異物)のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、エコー信号の波形が検出、識別されないときは、電池内蔵機器50の受電コイル51が搭載されていないとして、電力供給をしない。
なお、上記のような波形のエコー信号が検出されたとき、充電台の識別回路73は、電池内蔵機器50の受電コイル51が搭載されたと認識、識別することができる。エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、電池内蔵機器50の受電コイル51以外(例えば、金属異物)のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、エコー信号の波形が検出、識別されないときは、電池内蔵機器50の受電コイル51が搭載されていないとして、電力供給をしない。
交流電源12は、送電コイル11に供給する交流の周波数を調整する周波数調整回路81と、この周波数調整回路81を制御する制御回路80とを備える。さらに、図6の交流電源12は、電池内蔵機器50の電池52を所定の電力で充電するために出力電力調整回路82も備える。
制御回路80は、上面プレート21にセットされる電池内蔵機器50の電池52を充電する充電電力を検出する充電電力検出部83と、電池内蔵機器50に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部84と、充電電力検出部83で検出される電池52の充電電力と、伝送効率検出部84で検出される伝送効率から交流電源12の出力周波数を演算して、周波数調整回路81を制御する演算部85とを備えている。
以上の交流電源12は、制御回路80の演算部85でもって、電池内蔵機器50の充電電力と伝送効率の両方で周波数調整回路81を制御して、送電コイル11に供給する交流の周波数を調整する。制御回路80は、伝送効率がよく、かつ電池52を所定の電力で充電できるように、周波数調整回路81を制御して、交流電源12の出力周波数を特定する。交流電源12の出力周波数を変化させて、伝送効率と、電池52を充電する電力とが変化する特性を図11に示している。この図に示すように、伝送効率を最大値とする周波数と、充電電力を最大値とする周波数とは同じでない。伝送効率を最大値とする周波数は充電電力を減少させ、反対に充電電力を最大値とする周波数は伝送効率を低下させる。したがって、交流電源12の出力周波数が、伝送効率を最大値に設定すると、電池52を充電する電力、すなわち電流が小さくなって充電時間が長くなる。
充電開始時、或いは、充電中に、伝送効率検出部84から出力される伝送効率が、所定値(例えば、50%)以下であるかが、制御回路80の演算部85でもって、演算、判定される。所定値以下であれば、演算部85から出力電力調整回路82に、停止信号が出力される。
充電開始時、或いは、充電中に、伝送効率検出部84から出力される伝送効率が、所定値(例えば、50%)以下であるかが、制御回路80の演算部85でもって、演算、判定される。所定値以下であれば、演算部85から出力電力調整回路82に、停止信号が出力される。
本発明の充電台は、特定の電池内蔵機器のみを充電するのではない。種々の電池内蔵機器を上面プレートに載せて、複数種の電池内蔵機器の電池を充電する。電池内蔵機器によって、図117に示す周波数に対する伝送効率や充電電力は変化する。制御回路80は、上面プレート21に電池内蔵機器50がセットされると、交流電源12の周波数を所定の間隔で、あるいは連続的に変化させて、伝送効率検出部84と充電電力検出部83とで、伝送効率と充電電力とを検出し、検出する伝送効率と充電電力から演算部85で周波数を最適値に設定する。
制御回路80は、以下のようにして出力周波数を特定する。
(1)周波数を変化させて、伝送効率検出部84で伝送効率を検出し、伝送効率が最大値となる周波数を演算部85で検出する。
(2)伝送効率を最大値とする周波数から、さらに周波数を高く、あるいは低くして、充電電力検出部83で電池52の充電電力を検出する。
(3)演算部85は、周波数を変化させて電池52の充電電力があらかじめ設定している設定電力になると、周波数調整回路81を制御して、交流電源12の出力周波数をその周波数となるように制御する。
(1)周波数を変化させて、伝送効率検出部84で伝送効率を検出し、伝送効率が最大値となる周波数を演算部85で検出する。
(2)伝送効率を最大値とする周波数から、さらに周波数を高く、あるいは低くして、充電電力検出部83で電池52の充電電力を検出する。
(3)演算部85は、周波数を変化させて電池52の充電電力があらかじめ設定している設定電力になると、周波数調整回路81を制御して、交流電源12の出力周波数をその周波数となるように制御する。
さらに制御回路80は、以下のようにして出力周波数を特定することもできる。
(1)周波数を変化させて、伝送効率検出部84で伝送効率を検出し、伝送効率が最大値となる周波数を演算部85で検出する。
(2)伝送効率を最大値とする周波数から、さらに周波数を高く、あるいは低くして、充電電力検出部83で電池52の充電電力を検出する。
(3)演算部85は、周波数を変化させて電池52の充電電力があらかじめ設定している設定電力にならない場合は、すなわち、充電電力が設定電力よりも小さい場合は、周波数調整回路81を制御して、出力周波数を充電電力を最大値とする周波数に特定する。
(1)周波数を変化させて、伝送効率検出部84で伝送効率を検出し、伝送効率が最大値となる周波数を演算部85で検出する。
(2)伝送効率を最大値とする周波数から、さらに周波数を高く、あるいは低くして、充電電力検出部83で電池52の充電電力を検出する。
(3)演算部85は、周波数を変化させて電池52の充電電力があらかじめ設定している設定電力にならない場合は、すなわち、充電電力が設定電力よりも小さい場合は、周波数調整回路81を制御して、出力周波数を充電電力を最大値とする周波数に特定する。
さらに制御回路80は、以下のようにして出力周波数を特定することもできる。
(1)周波数を変化させて、伝送効率検出部84で伝送効率を検出し、伝送効率が最大値となる周波数を演算部85で検出する。
(2)伝送効率を最大値とする周波数から、さらに周波数を高く、あるいは低くして、充電電力検出部83で電池52の充電電力を検出する。
(3)演算部85は、周波数を変化させて電池52の充電電力があらかじめ設定している設定電力にならない場合、すなわち、充電電力が設定電力よりも小さい場合は、周波数調整回路81を制御して出力周波数を充電電力を最大値となる周波数とすると共に、出力電力調整回路82を制御して、電池52の充電電力を設定電力とする。
(1)周波数を変化させて、伝送効率検出部84で伝送効率を検出し、伝送効率が最大値となる周波数を演算部85で検出する。
(2)伝送効率を最大値とする周波数から、さらに周波数を高く、あるいは低くして、充電電力検出部83で電池52の充電電力を検出する。
(3)演算部85は、周波数を変化させて電池52の充電電力があらかじめ設定している設定電力にならない場合、すなわち、充電電力が設定電力よりも小さい場合は、周波数調整回路81を制御して出力周波数を充電電力を最大値となる周波数とすると共に、出力電力調整回路82を制御して、電池52の充電電力を設定電力とする。
充電電力検出部83は、電池内蔵機器50の電池52を充電する電流と電圧の両方を検出し、あるいは充電する電流を検出して、電池52の充電電力、或いは電流と電圧を検出する。図6の充電台
10は、電池内蔵機器50の送信部59から伝送される信号を受信部89で受信して、電池52の充電電力(或いは、電流と電圧)を検出する。充電台10は、電池内蔵機器50の電池52の満充電を検
出して充電を停止する。したがって、電池内蔵機器50から伝送される電池情報を検出する受信部89を備えている。充電電力検出部83は、電池内蔵機器50から伝送される電池情報を検出して、電池52の充電電力を、或いは電流と電圧の掛け算した値より電力を演算して、検出する。電池情報は、無線伝送によって、あるいは受電コイル51のインピーダンスや負荷を変化させる変調によって、電池内蔵機器から50充電台10に伝送される。
10は、電池内蔵機器50の送信部59から伝送される信号を受信部89で受信して、電池52の充電電力(或いは、電流と電圧)を検出する。充電台10は、電池内蔵機器50の電池52の満充電を検
出して充電を停止する。したがって、電池内蔵機器50から伝送される電池情報を検出する受信部89を備えている。充電電力検出部83は、電池内蔵機器50から伝送される電池情報を検出して、電池52の充電電力を、或いは電流と電圧の掛け算した値より電力を演算して、検出する。電池情報は、無線伝送によって、あるいは受電コイル51のインピーダンスや負荷を変化させる変調によって、電池内蔵機器から50充電台10に伝送される。
伝送効率検出部84は、交流電源12の入力電力と、電池内蔵機器50の電池52を充電する充電電力とを検出して、入力電力に対する充電電力との比率から伝送効率を検出する。充電電力は受信部89から入力される電池情報から検出される。伝送効率検出部84は、充電電力/入力電力の比率から伝送効率を検出する。
図6の交流電源12は、入力される商用電力99の交流を直流に変換する整流回路90と、この整流回路90から出力される直流を所定の電圧と周波数の交流に変換するDC/ACインバータ91を備えている。DC/ACインバータ91は、所定の周期でオンオフに切り換えられるスイッチング素子92と、スイッチング素子92にオンオフの信号を入力する入力回路93とを備える。
この交流電源12は、制御回路80でもって周波数調整回路81を制御し、周波数調整回路81が入力回路93を介してスイッチング素子92をオンオフする周期を調整してDC/ACインバータ91の出力周波数を調整する。また、出力電力調整回路82が入力回路93を介してスイッチング素子92をオンオフに制御するデューティーを制御して、出力電力を制御する。
また、制御回路80の演算部85からの停止信号により、出力電力調整回路82が入力回路93を介してスイッチング素子92をオフにして、充電を停止する。
また、制御回路80の演算部85からの停止信号により、出力電力調整回路82が入力回路93を介してスイッチング素子92をオフにして、充電を停止する。
さらに、制御回路80は、入力電力検出部87でもって、DC/ACインバータ91の消費電力を検出して、交流電源12の消費電力を検出する。入力電力検出部87は、スイッチング素子92に流れる電流の平均値と、DC/ACインバータ91に入力される電圧を検出して、DC/ACインバータ91の消費電力(消費する電流値、電圧値を掛け算した値)を検出する。DC/ACインバータ9
1の消費電力は、交流電源12の消費電力に匹敵する。整流回路90の電力効率がほぼ100%に近いからである。伝送効率検出部84は、DC/ACインバータ91の消費電力と電池52の充電電力との比率を検出して伝送効率を検出する。
1の消費電力は、交流電源12の消費電力に匹敵する。整流回路90の電力効率がほぼ100%に近いからである。伝送効率検出部84は、DC/ACインバータ91の消費電力と電池52の充電電力との比率を検出して伝送効率を検出する。
以上の充電台10は、スイッチング素子92をオンオフするタイミングで簡単に送電コイル11に供給する交流の周波数を調整できると共に、伝送効率を検出するために、DC/ACインバータ91の入力電力から消費電力を検出するので、交流電源12の消費電力を簡単にしかも正確に検出できる。それは、直流の電圧と電流の検出が、交流の電圧と電流の検出よりも簡単にできるからである。
上記の実施例に代わって、以下のようにして、電池情報を、充電台10に送信することもできる。
上記の実施例における送信部59に代わって、内蔵電池52の電池情報を検出する電池情報検出回路59とし、
受信部89に代わって、送電コイル11に接続された検出回路17(図6に点線で示す)を備える。
電池内蔵機器50は、内蔵電池52の電池情報で受電コイル51のインピーダンスを変化させる変調回路161(図6に点線で示す)を追加して備えており、充電台10は、変調回路161で変化される受電コイ
ル51のインピーダンスの変化を送電コイル11を介して検出して電池情報を検出する検出回路17を備えている。
上記の実施例における送信部59に代わって、内蔵電池52の電池情報を検出する電池情報検出回路59とし、
受信部89に代わって、送電コイル11に接続された検出回路17(図6に点線で示す)を備える。
電池内蔵機器50は、内蔵電池52の電池情報で受電コイル51のインピーダンスを変化させる変調回路161(図6に点線で示す)を追加して備えており、充電台10は、変調回路161で変化される受電コイ
ル51のインピーダンスの変化を送電コイル11を介して検出して電池情報を検出する検出回路17を備えている。
変調回路61は、受電コイル51と並列に接続しているインピーダンス変調用コンデンサー53にスイッチング素子164(図6に点線で示す)を直列に接続している負荷回路162と、この負荷回路162のスイッチング素子164を電池情報でオンオフに切り換える制御回路165(図6に点線で示す)とを備えている。
制御回路165は、電池情報でスイッチング素子164をオンオフに切り換えて、電池情報を充電台10に伝送する。制御回路165は、充電している電池の電圧、充電している電流、電池の温度、電池のシリアル番号、電池の充電電流を特定する許容充電電流、電池の充電をコントロールする許容温度等の電池情報をデジタル信号として、スイッチング素子164を制御して伝送する。電池内蔵機器50は、内蔵電池52の電池情報を検出する電池情報検出回路59を備えており、この電池情報検出回路59でもって、充電している電池の電圧、充電電流、電池温度等の電池情報を検出して制御回路165に入力している。
制御回路165はマイクロプロセッサーユニット(MPU)からなり、制御回路165内に、データ保存等に利用されるメモリーを内蔵している。
制御回路165は、所定の周期で繰り返し、すなわち、電池情報を伝送する伝送タイミングと、電池情報を伝送しない非伝送タイミングとを所定の周期で繰り返して、電池情報を伝送する。この周期は、たとえば0.1sec~5sec、好ましくは0.1sec~1秒に設定される。充電している電池は、電圧、電流、温度などが変化するので、これ等の電池情報は、前述の周期で繰り返し伝送するが、電池のシリアル番号、電池の充電電流を特定する許容充電電流、電池の充電をコントロールする許容温度等の電池情報は、充電を開始する最初にのみ伝送して、その後に繰り返し伝送する必要はない。変調回路161は、伝送タイミングにおいては、電池情報を示すデジタル信号でスイッチング素子164をオンオフに切り換えて、受電コイル51の並列容量性を変調して電池情報を伝送する。たとえば、変調回路161に設けている制御回路165は、1000bpsのスピードでスイッチング素子164をオンオフ制御して、電池情報を伝送する。ただし、制御回路165は、500bps~5000bpsで電池情報を伝送することもできる。伝送タイミングにおいて1000bpsで電池情報を伝送した後、非伝送タイミングにおいては、電池情報の伝送を停止して電池を正常な状態で充電する。伝送タイミングにおいて、スイッチング素子164がオンオフに切り換えられる。電池情報を伝送するために、受電コイル51にインピーダンス変調用コンデンサー53が接続される。インピーダンス変調用コンデンサー63は、受電コイル51に対して並列に接続されることから、送電コイル11から受電コイル51に電力搬送する効率を設計された最適状態よりも若干だが低下させる。ただ、伝送タイミングが非伝送タイミングに対して短い時間であり、また、この伝送タイミングにおいてもインピーダンス変調用コンデンサー63が受電コイル51に接続されるタイミングは非常に短いので、受電コイル51にインピーダンス変調用コンデンサー63を接続する状態で電力搬送の効率が低下しても、トータル時間では、電力搬送の効率低下はほとんど無視できる程度にできる。
制御回路165は、電池情報でスイッチング素子164をオンオフに切り換えて、電池情報を充電台10に伝送する。制御回路165は、充電している電池の電圧、充電している電流、電池の温度、電池のシリアル番号、電池の充電電流を特定する許容充電電流、電池の充電をコントロールする許容温度等の電池情報をデジタル信号として、スイッチング素子164を制御して伝送する。電池内蔵機器50は、内蔵電池52の電池情報を検出する電池情報検出回路59を備えており、この電池情報検出回路59でもって、充電している電池の電圧、充電電流、電池温度等の電池情報を検出して制御回路165に入力している。
制御回路165はマイクロプロセッサーユニット(MPU)からなり、制御回路165内に、データ保存等に利用されるメモリーを内蔵している。
制御回路165は、所定の周期で繰り返し、すなわち、電池情報を伝送する伝送タイミングと、電池情報を伝送しない非伝送タイミングとを所定の周期で繰り返して、電池情報を伝送する。この周期は、たとえば0.1sec~5sec、好ましくは0.1sec~1秒に設定される。充電している電池は、電圧、電流、温度などが変化するので、これ等の電池情報は、前述の周期で繰り返し伝送するが、電池のシリアル番号、電池の充電電流を特定する許容充電電流、電池の充電をコントロールする許容温度等の電池情報は、充電を開始する最初にのみ伝送して、その後に繰り返し伝送する必要はない。変調回路161は、伝送タイミングにおいては、電池情報を示すデジタル信号でスイッチング素子164をオンオフに切り換えて、受電コイル51の並列容量性を変調して電池情報を伝送する。たとえば、変調回路161に設けている制御回路165は、1000bpsのスピードでスイッチング素子164をオンオフ制御して、電池情報を伝送する。ただし、制御回路165は、500bps~5000bpsで電池情報を伝送することもできる。伝送タイミングにおいて1000bpsで電池情報を伝送した後、非伝送タイミングにおいては、電池情報の伝送を停止して電池を正常な状態で充電する。伝送タイミングにおいて、スイッチング素子164がオンオフに切り換えられる。電池情報を伝送するために、受電コイル51にインピーダンス変調用コンデンサー53が接続される。インピーダンス変調用コンデンサー63は、受電コイル51に対して並列に接続されることから、送電コイル11から受電コイル51に電力搬送する効率を設計された最適状態よりも若干だが低下させる。ただ、伝送タイミングが非伝送タイミングに対して短い時間であり、また、この伝送タイミングにおいてもインピーダンス変調用コンデンサー63が受電コイル51に接続されるタイミングは非常に短いので、受電コイル51にインピーダンス変調用コンデンサー63を接続する状態で電力搬送の効率が低下しても、トータル時間では、電力搬送の効率低下はほとんど無視できる程度にできる。
充電台10は、検出回路17でもって、送電コイル11の電圧レベル変化から、受電コイル51のインピーダンス変化を検出し、インピーダンス変化から電池情報を検出する。受電コイル51のインピーダンスが変化すると、送電コイル11が受電コイル51に電磁結合していることから、送電コイル11の電圧レベルが変化する。送電コイル11の電圧レベルは、スイッチング素子64のオンオフに同期して変化するので、送電コイル11の電圧レベルの変化からスイッチング素子64のオンオフを検出できる。変調回路161は、電池情報を示すデジタル信号でスイッチング素子64をオンオフに切り換えているので、検出回路17がスイッチング素子164のオンオフを検出することで、電池情報を示すデジタル信号を検出し、検出されるデジタル信号から、充電している電池の電圧、電流、温度などを検出することができる。
このように、充電台10は、電池情報を、周期的に受信コイル51、送電コイル11を介して、受信している。
このように、充電台10は、電池情報を、周期的に受信コイル51、送電コイル11を介して、受信している。
ただし、検出回路17は、送電コイル11の電流レベルの変化、電流の電圧に対する位相変化、あるいは伝送効率の変化等の変化値のいずれかから、電池情報を検出することもできる。受電コイル51のインピーダンス変化によって、送電コイル11のこれらの特性が変化するからである。
電池内蔵機器50は、受電コイル51に接続されて、受電コイル51に誘導される交流を直流に変換して、内蔵電池52に充電電力を供給する整流回路53と、受電コイル51の交流を整流回路53に入力する、受電コイル51に直列に接続してなる直列コンデンサー155と、受電コイル51と並列に接続されるインピーダンス変調用コンデンサー53と、直列コンデンサー155及びインピーダンス変調用コンデンサー53と受電コイル51との接続状態を切り換えるスイッチング素子164とを備えている。電池内蔵機器50は、位置検出制御器14が位置検出信号を出力する状態にあっては、スイッチング素子164によって、受電コイル51にインピーダンス変調用コンデンサー53を接続し、送電コイル11から受電コイル51に電力搬送する状態にあっては、受電コイル51とインピーダンス変調用コンデンサー53とを非接続状態として、直列コンデンサー155を介して受電コイル51の交流を整流回路57に出力する。
以上の電池内蔵機器50と充電台10は、常時は並列共振回路5457を構成して受電コイル51の位置を正確に検出しながら、充電時はこのインピーダンス変調用コンデンサー53を切り離し電力効率を高くして内蔵電池52を効率よく充電できる特徴がある。エコー信号を発生できるのは、受電コイル51の位置を検出する状態においては、受電コイル51と並列にインピーダンス変調用コンデンサー53を接続するからである。また、電力効率を高くして、内蔵電池52を効率よく充電できるのは、内蔵電池52を充電する状態にあっては、受電コイル51と並列にコンデンサーを接続することなく、受電コイル51と直列にコンデンサーを接続して、受電コイル51の電力を整流回路53に出力できるからである。受電コイル51に直列コンデンサー55を接続する回路構成は、受電コイルに並列コンデンサーを接続している伝送電流の少ない回路構成より電力効率を向上して充電中のコイルや電池の発熱を抑え、内蔵電池52を効率よく速やかに、しかも安全に充電できる。
以上の位置検出制御器14は、受電コイル51と並列に接続されるインピーダンス変調用コンデンサー53と、このインピーダンス変調用コンデンサー53を受電コイル51に接続するスイッチング素子64と、このスイッチング素子64のオンオフを制御する制御回路165とを備えており、受電コイル51の位置を検出するときにスイッチング素子164をオンに切り換える。この回路構成の電池内蔵機器50は、位置検出制御器14として設けているインピーダンス変調用コンデンサー163とスイッチング素子164と制御回路165と使用して、電池情報を伝送することができる。それは、制御回路165でもって電池情報のデジタル信号でスイッチング素子164をオンオフに切り換えて、受電コイル51のインピーダンス負荷を変更できるからである。したがって、この電池内蔵機器50は、電池情報を伝送するために専用の回路を設けることなく、すなわち同じハードウェアでもって、制御回路65がスイッチング素子64をオンオフに切り換えるソフトウェアのみを変更して電池情報を伝送することができる。ソフトウェアは制御回路165に設けているメモリに記憶することができる。このため、この電池内蔵機器50は、製造コストを高くすることなく、理想的な状態で電池情報を充電台10に伝送できる。
本実施例においては、パック電池50Aが機器本体50B(電池内蔵機器50)に装着された状態か、パック電池50A単体の状態であるかを、以下のようにして、識別することできる。そして、充電する。
図6に開示されるように、
パック電池50Aのブラス側出力は、プラス接続端子+を介して、マイナス側出力は、マイナス接続端子-を介して、機器本体50Bに接続されている。
またパック側装着情報端子Tは、パック電池50Aが単体であるか、電池内蔵機器50(機器本体50B)に装着された状態であるかの種別を示す装着情報を取得する。図6の例では、パック側装着情報端子Tは、プルアップ抵抗Rを介して制御回路165の入力端子と接続されている。一方、パック側装着情報端子Tにおいて機器本体50B側ではグランド端子と接続されてショートピンとなっている。このため、パック電池50Aが機器本体50Bと接続されていない場合は、パック側装着情報端子Tはプルアップ抵抗を介してHIGH電圧が検出され(プルアップ状態)、一方で接続されている場合は、パック側装着情報端子Tはグランドに落とされてLOW電圧が検出される。制御回路165は、パック側装着情報端子Tの入力端子がHIGH電圧の場合はパック電池単体と判定し、LOW電圧の場合はパック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態と判定する。
このようなパック電池50Aが単体かいなかの装着情報の判定については、上述のようにプルアップ、プルダウン状態を、制御回路165が検出することで行うが、これ以外の方法にて、装着情報の判定を行っても良い。例えば、制御回路165が、機器本体50Bと相互に通信する機能を持ち(図示せず)を、この通信の有無のより、装着情報の判定を行ってもよい。
また、判定結果を装着情報として、負荷回路62を駆動して受電コイル51から充電台10に送信することもできる。このように、パック側装着情報端子70Aを追加することで、電池パック52の装着情報を充電台10側に告知できる。
図6に開示されるように、
パック電池50Aのブラス側出力は、プラス接続端子+を介して、マイナス側出力は、マイナス接続端子-を介して、機器本体50Bに接続されている。
またパック側装着情報端子Tは、パック電池50Aが単体であるか、電池内蔵機器50(機器本体50B)に装着された状態であるかの種別を示す装着情報を取得する。図6の例では、パック側装着情報端子Tは、プルアップ抵抗Rを介して制御回路165の入力端子と接続されている。一方、パック側装着情報端子Tにおいて機器本体50B側ではグランド端子と接続されてショートピンとなっている。このため、パック電池50Aが機器本体50Bと接続されていない場合は、パック側装着情報端子Tはプルアップ抵抗を介してHIGH電圧が検出され(プルアップ状態)、一方で接続されている場合は、パック側装着情報端子Tはグランドに落とされてLOW電圧が検出される。制御回路165は、パック側装着情報端子Tの入力端子がHIGH電圧の場合はパック電池単体と判定し、LOW電圧の場合はパック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態と判定する。
このようなパック電池50Aが単体かいなかの装着情報の判定については、上述のようにプルアップ、プルダウン状態を、制御回路165が検出することで行うが、これ以外の方法にて、装着情報の判定を行っても良い。例えば、制御回路165が、機器本体50Bと相互に通信する機能を持ち(図示せず)を、この通信の有無のより、装着情報の判定を行ってもよい。
また、判定結果を装着情報として、負荷回路62を駆動して受電コイル51から充電台10に送信することもできる。このように、パック側装着情報端子70Aを追加することで、電池パック52の装着情報を充電台10側に告知できる。
以下に、本実施例における金属製の異物の検出について説明する。
無接点充電においては、送電コイルと受電コイルとの間に、或いは送電コイル上に、金属製(又は導電性)の異物(例えば、文房具の金属製クリップ、金属製板状ものさし等)が介在すると、送電コイルからの送電よる磁力線等による電磁誘導作用により、金属製の異物に渦電流に相当する電流が流れて、高温となる弊害がある。また、金属製(導電性)の異物だけでなく、絶縁材料の異物(例えば、プラスチック製の板状ものさし等)が介在しても、上面プレート21と電池内蔵機器50下面との間に、空間ができるために、伝送効率が低下する弊害がある。このような伝送効率の低下を検出することにより、金属製(又は導電性)、絶縁性の異物を検出することができる。
本実施例においては、上面プレート21上に金属異物が置かれると、大きなものであれば、上述のように、エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、電池内蔵機器50の受電コイル51以外(例えば、金属異物)のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、上面プレート21上に金属異物が置かれると、小さなものであれば、上述のように、電池のシリアル番号等の認証信号(=ID信号)を、充電台10が受信することができないので、受電コイル51以外(例えば、金属異物)のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。
無接点充電においては、送電コイルと受電コイルとの間に、或いは送電コイル上に、金属製(又は導電性)の異物(例えば、文房具の金属製クリップ、金属製板状ものさし等)が介在すると、送電コイルからの送電よる磁力線等による電磁誘導作用により、金属製の異物に渦電流に相当する電流が流れて、高温となる弊害がある。また、金属製(導電性)の異物だけでなく、絶縁材料の異物(例えば、プラスチック製の板状ものさし等)が介在しても、上面プレート21と電池内蔵機器50下面との間に、空間ができるために、伝送効率が低下する弊害がある。このような伝送効率の低下を検出することにより、金属製(又は導電性)、絶縁性の異物を検出することができる。
本実施例においては、上面プレート21上に金属異物が置かれると、大きなものであれば、上述のように、エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、電池内蔵機器50の受電コイル51以外(例えば、金属異物)のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、上面プレート21上に金属異物が置かれると、小さなものであれば、上述のように、電池のシリアル番号等の認証信号(=ID信号)を、充電台10が受信することができないので、受電コイル51以外(例えば、金属異物)のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。
この充電台10は、以下の動作で電池内蔵機器50の内蔵電池52を充電する。
(1)ケース20の上面プレート21に電池内蔵機器50が載せられると、この電池内蔵機器50の位置が、位置検出コイル30を利用して、位置検出制御器14で検出される。
(2)電池内蔵機器50の位置を検出した位置検出制御器14は、移動機構13を制御して、移動機構13でもって送電コイル11を上面プレート21に沿って移動させて電池内蔵機器50の受電コイル51に接近させる。
(3)受電コイル51に接近する送電コイル11は、受電コイル51に電磁結合されて受電コイル51に交流電力を搬送する。
(4)電池内蔵機器50は、受電コイル51の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池52を充電する。
(1)ケース20の上面プレート21に電池内蔵機器50が載せられると、この電池内蔵機器50の位置が、位置検出コイル30を利用して、位置検出制御器14で検出される。
(2)電池内蔵機器50の位置を検出した位置検出制御器14は、移動機構13を制御して、移動機構13でもって送電コイル11を上面プレート21に沿って移動させて電池内蔵機器50の受電コイル51に接近させる。
(3)受電コイル51に接近する送電コイル11は、受電コイル51に電磁結合されて受電コイル51に交流電力を搬送する。
(4)電池内蔵機器50は、受電コイル51の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池52を充電する。
そして、上述のように、伝送効率検出部84において、充電電力/入力電力の比率から伝送効率を検出する。送電コイル11上に、正確に、受電コイル51が位置あわせされているので、伝送効率が良好で、安定している。通常であれば、60~65%の伝送効率を、得ることができる。
充電開始時、或いは、充電中に、伝送効率検出部84から出力される伝送効率が、閾値の所定値(例えば、50%)以下であるかが、制御回路80の演算部85でもって、演算、判定される。このような閾値の所定値としては、40~60%の値が利用できる。
閾値の所定値以下であれば、金属製異物が、送電コイル11と受電コイルの間、本実施例においては、上面プレート21上と電池内蔵機器50下面との間に、金属製異物が介在したとして、制御回路80の演算部85からの停止信号により、
出力電力調整回路82が入力回路93を介してスイッチング素子92をオフにして、充電を停止する。
これに代わって、伝送効率が、所定の変化率(65%から50%変化したときは、50/60=0.83)以下となれば、金属製異物の介在と判定することができる。このような伝送効率の変化率については、初期値とその後の値とのの変化、又は、所定時間間隔で伝送効率の変化等が利用できる。
また、これらに代わって、伝送効率が、所定値以上低下したとき(65%から50%に低下したとき、15%の低下となる)、金属製異物の介在と判定することができる。このような所定値は10~20%の値が利用できる。このような伝送効率の低下については、初期値とその後の値とのの比較、又は、所定時間間隔で伝送効率の比較等が利用できる。
以上のような所定値については、制御回路80内に保存されているが、使用する電池内蔵機器50の電池情報検出回路59内に、固有の所定値を保存しておいて、これを、電池情報として、制御回路80内に、伝送することもできる。
充電開始時、或いは、充電中に、伝送効率検出部84から出力される伝送効率が、閾値の所定値(例えば、50%)以下であるかが、制御回路80の演算部85でもって、演算、判定される。このような閾値の所定値としては、40~60%の値が利用できる。
閾値の所定値以下であれば、金属製異物が、送電コイル11と受電コイルの間、本実施例においては、上面プレート21上と電池内蔵機器50下面との間に、金属製異物が介在したとして、制御回路80の演算部85からの停止信号により、
出力電力調整回路82が入力回路93を介してスイッチング素子92をオフにして、充電を停止する。
これに代わって、伝送効率が、所定の変化率(65%から50%変化したときは、50/60=0.83)以下となれば、金属製異物の介在と判定することができる。このような伝送効率の変化率については、初期値とその後の値とのの変化、又は、所定時間間隔で伝送効率の変化等が利用できる。
また、これらに代わって、伝送効率が、所定値以上低下したとき(65%から50%に低下したとき、15%の低下となる)、金属製異物の介在と判定することができる。このような所定値は10~20%の値が利用できる。このような伝送効率の低下については、初期値とその後の値とのの比較、又は、所定時間間隔で伝送効率の比較等が利用できる。
以上のような所定値については、制御回路80内に保存されているが、使用する電池内蔵機器50の電池情報検出回路59内に、固有の所定値を保存しておいて、これを、電池情報として、制御回路80内に、伝送することもできる。
充電台10は、送電コイル11から受電コイル51に送電するときの伝送効率について、上記の閾値の所定値について説明する。予めパック電池50Aの形状や送電コイル11と受電コイル51との距離などに応じて、閾値の所定値を設定している。ここで、パック電池50Aが図12に示すように単体の場合と、図13に示すように電池駆動機器50に装着された場合とでは、送電コイル11と受電コイル51との距離d1、d2が異なる。具体的には、電池パック単体で充電台10の上に載置する場合は、送電コイル11と受電コイル51の間隔d1は、充電台10のケース表面厚(例えば2.5mm)程度であるため、強い結合係数で結ばれる。一方、電池パック52を電池駆動機器50に装着した状態では、電池パック52を電池駆動機器50に収納するための電池蓋の分だけコイル間の距離d2が遠くなり、結合係数が弱くなる。この相違によって、伝送効率が低下する。
最大の電圧、電流を規制して定電圧・定電流充電にてリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池の電池パック52を充電するときは、充電台10に、パック電池50A単体、又は、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された電池内蔵機器50が正常に搭載された場合でも、充電電流値の大きさに応じて、伝送効率も変化する。電流値が小さいとき、伝送効率が低く、電流値が大きく、適正な範囲内であれば、伝送効率は高くなる。
パック電池50Aが単体かいなか、充電電流値範囲毎の閾値の所定値を、図14に示す。図14において、太線がパック電池単体の閾値の所定値、点線が、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態の閾値の所定値であり、閾値の所定値が変化、変更させてある。つまり、閾値の所定値は、装着情報に依存し、また、充電電流値の大きさに依存している。
このように閾値の所定値を変化、変更することにより、適正に、異物の介在を判定することができる。また、このような所定値は、図14のような閾値の所定値だけでなく、上述の所定値についても、パック電池50Aが単体かいなか、充電電流値範囲毎の所定値を採用することが可能である。なお、このような所定値は、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態かの装着情報に依存して充電電流に依存しない値としてもいいし、充電電流に依存しパック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態かの装着情報に依存しない値でもよい。
このような所定値は、パック電池50A及びこれを装着した電池内蔵機器50に固有なものであるので、このような、閾値の所定値は、パック電池50A、本体機器50Bの種類等に応じて、設定することができる。予めパック電池50Aの制御回路165内のメモリーにデータとして保存されている。
パック電池50Aが単体かいなか、充電電流値範囲毎の閾値の所定値を、図14に示す。図14において、太線がパック電池単体の閾値の所定値、点線が、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態の閾値の所定値であり、閾値の所定値が変化、変更させてある。つまり、閾値の所定値は、装着情報に依存し、また、充電電流値の大きさに依存している。
このように閾値の所定値を変化、変更することにより、適正に、異物の介在を判定することができる。また、このような所定値は、図14のような閾値の所定値だけでなく、上述の所定値についても、パック電池50Aが単体かいなか、充電電流値範囲毎の所定値を採用することが可能である。なお、このような所定値は、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態かの装着情報に依存して充電電流に依存しない値としてもいいし、充電電流に依存しパック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態かの装着情報に依存しない値でもよい。
このような所定値は、パック電池50A及びこれを装着した電池内蔵機器50に固有なものであるので、このような、閾値の所定値は、パック電池50A、本体機器50Bの種類等に応じて、設定することができる。予めパック電池50Aの制御回路165内のメモリーにデータとして保存されている。
そして、充電台10に搭載された場合、充電開始時に、制御回路165がパック側装着情報端子Tの入力端子の電圧により、パック電池50A単体か、パック電池50Aが機器本体50Bに装着された状態かを判定して(装着情報)、充電中に、上述のように充電電流等を、所定の周期で繰り返し、電池情報として伝送すると共に、測定した充電電流の応じた閾値の所定値を、図14に示す閾値の所定値に対応したテーブルデータより求めて、パック電池50Aの制御回路165より、負荷回路162を動作させ、受電コイル51、送電コイル11、検出回路17を介して、充電台10の制御回路80に伝達される。このように、閾値の所定値の伝達は、充電電流と同じ周期であってもいいし、異なる周期(例えば、充電電流値が250mS、所定値は500mSの周期)であってもよい。測定された充電電流値と共にこれに対応した所定値も、伝達することにより、充電台10側にて、所定値を算出、演算する等の作業がなく簡便でなる等により、充電台10内での構成、作業の負担が少なくなる。
また、このように測定される充電電流と共に、閾値の所定値を、伝達しているが、これに代わって、
予め、充電開始時に、単体又は装着された状態での、各充電電流値範囲毎に閾値(例えば、図14に示す閾値の所定値に相当するテーブルデータ)を、充電台10の制御回路80に伝達してもよい。
また、このように測定される充電電流と共に、閾値の所定値を、伝達しているが、これに代わって、
予め、充電開始時に、単体又は装着された状態での、各充電電流値範囲毎に閾値(例えば、図14に示す閾値の所定値に相当するテーブルデータ)を、充電台10の制御回路80に伝達してもよい。
その後、充電中に、伝送効率検出部84において、充電電力/入力電力の比率から伝送効率を検出し、上述のようにパック電池50Aより伝達される充電電流値、これに対応した閾値の所定値により、伝送効率が閾値の所定値以下であるかどうかが、制御回路80の演算部85でもって、演算、判定される。閾値の所定値以下であれば、金属製異物が、送電コイル11と受電コイルの間、本実施例においては、上面プレート21上と電池内蔵機器50下面との間に、異物が介在したとして、制御回路80の演算部85からの停止信号により、出力電力調整回路82が入力回路93を介してスイッチング素子92をオフにして、充電を停止する。適宜、充電台10に設置された異常表示器(図示せず)等に表示させ、ユーザーに本異常を連絡することができる。これにより、上述のように、異物による空間により伝送効率が低下した状態で充電を継続することを防止して効率良く充電できると共に、金属製異物により、これが高温となることを防止して安全性を高めることができる。
また、上述のように、各種の情報の伝達については、上述の送信部59、受信部89を利用することも可能である。
また、上述のように、各種の情報の伝達については、上述の送信部59、受信部89を利用することも可能である。
なお、衝撃等により、充電台10上の位置から、電池内蔵機器50の位置がずれたときは、上述のように周期的に伝送される電池情報が、受信コイル51、送電コイル11を介して、充電台10の検出回路17で受信されることがなくなるので、制御回路80の演算部85が電池情報がないことを判定して、再度、上述のように位置検出制御器14にて、上面プレート21に載せられた電池内蔵機器50の位置を検出し、送電コイル11を、受電コイル51に接近、正確な位置に、移動させ、充電を行う。
このように、本実施例では、充電台10上の位置から、電池内蔵機器50の位置がずれた場合であっても、再度、送電コイル11を、受電コイル51に接近、正確な位置に、移動させ、充電を行うことができるので、この位置においても、伝送効率が良好で、安定していることより、伝送効率より、異物の存在を判定することができる。
このように、本実施例では、充電台10上の位置から、電池内蔵機器50の位置がずれた場合であっても、再度、送電コイル11を、受電コイル51に接近、正確な位置に、移動させ、充電を行うことができるので、この位置においても、伝送効率が良好で、安定していることより、伝送効率より、異物の存在を判定することができる。
複数の電池内蔵機器50を載せることができる上面プレート21の充電台10は、複数の電池内蔵機器50の電池52を順番に切り換えて満充電する。この充電台10は、最初にいずれかの電池内蔵機器50の受電コイル51の位置を検出して、この受電コイル51に送電コイル11を接近させて、この電池内蔵機器50の電池52を満充電する。この電池内蔵機器50の電池52が満充電されて、満充電検出回路17が満充電信号を受信すると、位置検出制御器14は、この電池内蔵機器50とは別の位置にセットされる第2の電池内蔵機器50の受電コイル51の位置を検出し、移動機構13を制御して送電コイル11を第2の電池内蔵機器50の受電コイル51に接近させる。この状態で、第2の電池内蔵機器50の電池52に電力搬送して、この電池52を満充電する。さらに、第2の電池内蔵機器50の電池52が満充電されて、第2の電池内蔵機器50からの満充電信号を満充電検出回路17が受信すると、位置検出制御器14が、さらに第3の電池内蔵機器50の受電コイル51を検出して、移動機構13を制御して第3の電池内蔵機器50の受電コイル51に送電コイル11を接近させて、この電池内蔵機器50の電池52を満充電する。以上のように、複数の電池内蔵機器50が上面プレート21にセットされると、次々と電池内蔵機器50を切り換えて内蔵電池52を満充電する。この充電台10は、満充電された電池内蔵機器50の位置を記憶して、満充電された電池内蔵機器50の電池52を充電しない。上面プレート21の上にセットされる全ての電池内蔵機器50の電池52を満充電したことを検出すると、充電台10は、交流電源12の動作を停止して電池52の充電を停止する。ここで、上記の実施例では、電池内蔵機器50の電池52が満充電されると充電を停止しているが、電池52が所定容量となったときを満充電として充電を停止してもよい。
以上の移動機構13は、送電コイル11をX軸方向とY軸方向とに移動して、送電コイル11を受電コイル51に最も近い位置に移動させるが、本発明は、移動機構がX軸方向とY軸方向とに送電コイルを移動して、送電コイルの位置を受電コイルに接近させる構造には特定せず、送電コイルは種々の方向に移動させて、受電コイルに接近することもできる。
本発明に係る充電台は、携帯電話や携帯音楽プレーヤ等の充電の他、アシスト自転車や電気自動車の充電等にも好適に利用できる。
10…充電台
11…送電コイル
12…交流電源
13…移動機構
14…位置検出制御器
15…コア 15A…円柱部
15B…円筒部
16…リード線
17…検出回路
20…ケース
21…上面プレート
22…サーボモータ 22A…X軸サーボモータ
22B…Y軸サーボモータ
23…ネジ棒 23A…X軸ネジ棒
23B…Y軸ネジ棒
24…ナット材 24A…X軸ナット材
24B…Y軸ナット材
25…ベルト
26…ガイドロッド
27…ガイド部
30…位置検出コイル 30A…X軸位置検出コイル
30B…Y軸位置検出コイル
31…検出パルス発生回路
32…受信回路
33…識別回路
34…切換回路
35…リミッター回路
36…A/Dコンバータ
50…電池内蔵機器 50A…パック電池 50B…機器本体
51…受電コイル
52…電池
53…コンデンサー
54…並列共振回路
55…ダイオード
56…平滑コンデンサー
57…整流回路
58…充電制御回路
59…送信部 (電池情報検出回路)
64…位置検出制御器
73…識別回路
77…記憶回路
80…制御回路
81…周波数調整回路
82…出力電力調整回路
83…充電電力検出部
84…伝送効率検出部
85…演算部
87…入力電力検出部
89…受信部
90…整流回路
91…DC/ACインバータ
92…スイ・BR>Bチング素子
93…入力回路
99…商用電源
130…位置検出コイル 130A…X軸位置検出コイル
151…受電コイル
155…直列コンデンサー
161…変調回路
164…スイッチング素子
162…負荷回路
165…制御回路
+…プラス接続端子
-…マイナス接続端子
T…パック側装着情報端子
11…送電コイル
12…交流電源
13…移動機構
14…位置検出制御器
15…コア 15A…円柱部
15B…円筒部
16…リード線
17…検出回路
20…ケース
21…上面プレート
22…サーボモータ 22A…X軸サーボモータ
22B…Y軸サーボモータ
23…ネジ棒 23A…X軸ネジ棒
23B…Y軸ネジ棒
24…ナット材 24A…X軸ナット材
24B…Y軸ナット材
25…ベルト
26…ガイドロッド
27…ガイド部
30…位置検出コイル 30A…X軸位置検出コイル
30B…Y軸位置検出コイル
31…検出パルス発生回路
32…受信回路
33…識別回路
34…切換回路
35…リミッター回路
36…A/Dコンバータ
50…電池内蔵機器 50A…パック電池 50B…機器本体
51…受電コイル
52…電池
53…コンデンサー
54…並列共振回路
55…ダイオード
56…平滑コンデンサー
57…整流回路
58…充電制御回路
59…送信部 (電池情報検出回路)
64…位置検出制御器
73…識別回路
77…記憶回路
80…制御回路
81…周波数調整回路
82…出力電力調整回路
83…充電電力検出部
84…伝送効率検出部
85…演算部
87…入力電力検出部
89…受信部
90…整流回路
91…DC/ACインバータ
92…スイ・BR>Bチング素子
93…入力回路
99…商用電源
130…位置検出コイル 130A…X軸位置検出コイル
151…受電コイル
155…直列コンデンサー
161…変調回路
164…スイッチング素子
162…負荷回路
165…制御回路
+…プラス接続端子
-…マイナス接続端子
T…パック側装着情報端子
Claims (10)
- 受電コイル(51)に電力搬送される電力で充電される電池(52)を内蔵するパック電池(50A)単体で充電、又は、電池内蔵機器(50)に装着された状態でパック電池(50A)を充電する充電台(10)であって、
交流電源(12)に接続されて前記受電コイル(51)に起電力を電力搬送する送電コイル(11)を備える充電台(10)であって、
前記交流電源(12)が、電池内蔵機器(50)に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部(84)を有する制御回路(80)を備え、
前記制御回路(80)において、前記伝送効率を所定値に比較して、充電台と、電池内蔵機器(50)又はパック電池(50A)との間に異物が存在するかを判定し、パック電池(50A)が単体であるか、電池駆動機器50に装着された状態であるかの種別を示す装着情報に依存する、又は/及び、充電電流値の大きさに依存する所定値であることを特徴とする充電台。 - 前記制御回路(80)において、前記伝送効率が所定値以下のとき、充電台と電池内蔵機器(50)との間に異物が存在していると判定する請求項1に記載される充電台。
- 前記伝送効率検出部(84)が、交流電源(12)の消費電力又は消費する電流値、電圧値を掛け算した値と、電池内蔵機器(50)の電池(52)を充電する充電電力又は電流と電圧の掛け算した値とを検出して、消費電力に対する充電電力の比率から伝送効率を検出する請求項1に記載される充電台。
- パック電池(50A)において測定された充電電流値と共に該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池(50A)から充電台に伝達される請求項1に記載される充電台。
- パック電池(50A)において測定された充電電流値と共に、前記装着情報に依存し該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池(50A)から充電台に伝達される請求項1に記載される充電台。
- 前記制御回路(80)において、前記伝送効率を所定値に比較して、充電台と電池内蔵機器(50)又はパック電池(50A)との間に異物が存在するかを判定し、充電を停止する請求項1に記載される充電台。
- 電池内蔵機器(50)に装着されるパック電池(50A)と、パック電池(50A)単体で充電、又は、電池内蔵機器(50)に装着された状態でパック電池(50A)を充電する充電台(10)とを備え、
パック電池(50A)が単体であるか、電池駆動機器(50)に装着された状態であるかの種別を示す装着情報に依存し、又は/及び、充電電流値の大きさに依存する伝送効率の所定値を保存したパック電池(50A)であって、
受電コイル(51)に電力搬送される電力で充電される電池(52)を内蔵する電池内蔵機器(50)の充電台(10)であって、交流電源(12)に接続されて前記受電コイル(51)に起電力を電力搬送する送電コイル(11)を備え、
前記交流電源(12)が、電池内蔵機器(50)に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部(84)を有する制御回路(80)を備え、 前記制御回路(80)において、前記伝送効率を前記所定値に比較して、充電台(10)と、電池内蔵機器(50)又はパック電池(50A)との間に異物が存在するかを判定することを特徴とするパック電池と充電台。 - 電池内蔵機器(50)に装着されるパック電池(50A)であって、充電台(10)によりパック電池(50A)単体で充電、又は、電池内蔵機器50に装着された状態でパック電池(50A)を充電され、
交流電源(12)に接続されて受電コイル(51)に起電力を電力搬送する送電コイル(11)を備える充電台(10)よって前記受電コイル(51)に電力搬送される電力で充電される電池(52)を内蔵するパック電池(50A)が充電され、
充電台(10)の前記交流電源(12)が、電池内蔵機器(50)に電力搬送する伝送効率を検出する伝送効率検出部(84)を有する制御回路(80)を備え、 前記制御回路(80)において、前記伝送効率を所定値に比較して、充電台(10)と、電池内蔵機器(50)又はパック電池(50A)との間に異物が存在するかを判定するために、パック電池(50A)においてパック電池(50A)が単体であるか、電池駆動機器(50)に装着された状態であるかの種別を示す装着情報に依存し、又は/及び、充電電流値の大きさに依存する伝送効率の前記所定値を保存したことを特徴とするパック電池。 - パック電池(50A)において測定された充電電流値と共に該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池(50A)から充電台(10)に伝達される請求項7に記載されるパック電池。
- パック電池(50A)において測定された充電電流値と共に、前記装着情報に依存し該充電電流値の大きさに依存する所定値も、パック電池(50A)から充電台に伝達される請求項7に記載されるパック電池。
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