WO2014087692A1 - 受電装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

　受電装置は、受電アンテナと、整流回路と、通信部と、スイッチ部と、スイッチ制御部とを備えている。受電アンテナは、通信と受電との双方に使用される。整流回路は、受電アンテナが受電した電力を直流電圧に変換して出力する。通信部は、受電アンテナを介して通信する。スイッチ部は、受電アンテナと通信部との間に接続されている。スイッチ部は、通信部が受電アンテナと電気的に接続される導通状態と、通信部が受電アンテナから電気的に遮断される遮断状態との間を遷移可能である。スイッチ制御部は、整流回路に接続されている。スイッチ制御部は、受電アンテナが受電を開始して整流回路から出力された直流電圧が第１の閾値を上回ると、スイッチ部を遮断状態に遷移させる。一方、スイッチ制御部は、直流電圧が第１の閾値と異なる第２の閾値を下回るとスイッチ部を導通状態に遷移させる。

Description

受電装置及び電子機器

　本発明は、非接触で電力を受電する受電装置及び電子機器に関する。

　一般的に、非接触で電力を伝送するシステムは、送電装置と受電装置とから構成される。送電装置は、制御回路と送電アンテナとを備えている。送電装置は、制御回路及び送電アンテナを使用して、受電装置と通信するとともに、受電装置に交流電力を伝送する。制御回路は、送電装置が受電装置と通信する際、通信信号（以下、単に「信号」という）を制御する。また、制御回路は、送電装置の電力伝送を制御する。受電装置は、受電アンテナと通信部と整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータとを備えている。また、受電装置は、負荷に接続されている。受電装置の通信部は、送電装置から送信される信号を処理する。整流回路は、送電装置から受電した交流電力を直流電圧に変換して出力する。整流回路が出力した直流電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータを経由して負荷に供給される。送電装置及び受電装置は、上述のように電力が伝送される際、互いに通信する。通信と電力の伝送とは、時分割方式により、一対の送電アンテナと受電アンテナを使用して実施できる。この場合、受電装置は、一つの受電アンテナを、通信と受電の双方に使用する。

　一つの受電アンテナを使用して通信すると共に受電する受電装置は、例えば、特許文献１に開示されている。

　特許文献１の受電装置は、二次側アンテナ（受電アンテナ）と、第１整流回路を有するＲＦＩＤ（通信部）と、第２整流回路と、第２整流回路に接続された機能部（負荷）と、バイパス回路とを備えている。第１整流回路及び第２整流回路は、二次側アンテナに直列に接続されている。バイパス回路は、第１整流回路と並列に接続されている。バイパス回路は、第１整流回路に流れる電流と第２整流回路に流れる電流の比率を調整する。このため、ＲＦＩＤの耐久電圧に制限されずに、機能部に大電力を供給することができる。換言すれば、機能部に大電力を供給する際にも、ＲＦＩＤを保護することができる。

特開２０１１－１３４０４９号公報

　特許文献１の受電装置においては、通信を行うための通信部と、負荷に電力を供給するための整流回路とが直列に接続されている。しかしながら、受電装置が一つの受電アンテナを通信及び受電の双方に使用する場合、通信部と整流回路とが受電アンテナに互いに並列に接続されることがある。このように構成された受電アンテナは、特許文献１と同様に、通信部の耐久電圧を超える電力を受電することがある。このため、特許文献１とは異なる方法で通信部を保護する必要がある。具体的には、受電装置が受電している場合、通信部を電気的に遮断する必要がある。一方、受電装置が受電していない場合、通信部を通信可能にする必要がある。

　整流回路は、受電時だけでなく通信時にも直流電圧を出力する。一般的に、整流回路の受電時の出力電圧は、通信時の出力電圧よりも高い。従って、多くの場合、整流回路の出力電圧によって受電装置が受電しているか否かを判断することができる。しかしながら、場合によっては、整流回路の受電時の出力電圧と通信時の出力電圧とは、ほぼ同一である。例えば、場合によっては、受電時の出力電圧と通信時の出力電圧との差は、１Ｖ以下である。更に、整流回路の通信時の出力電圧が受電時の出力電圧よりも高くなる場合がある。このような場合、整流回路の出力電圧の大きさによって受電装置が受電しているか否かを判断することは難しい。

　そこで、本発明は、整流回路の通信時の出力電圧が受電時の出力電圧と同一の場合にも大きい場合にも、受電装置が受電しているか否かを判断することが可能な受電装置を提供することを目的とする。

　本発明の一の側面（第１の側面）は、受電アンテナと、整流回路と、通信部と、スイッチ部と、スイッチ制御部とを備える受電装置を提供する。前記受電アンテナは、通信と受電との双方に使用される。前記整流回路は、前記受電アンテナに接続されている。前記整流回路は、前記受電アンテナが受電した電力を直流電圧に変換して出力し、負荷に供給する。前記通信部は、前記受電アンテナを介して通信する。前記スイッチ部は、前記受電アンテナと前記通信部との間に接続されている。前記スイッチ部は、前記通信部が前記受電アンテナと電気的に接続される導通状態と、前記通信部が前記受電アンテナから電気的に遮断される遮断状態との間を遷移可能である。前記スイッチ制御部は、前記整流回路に接続されている。前記スイッチ制御部は、前記受電アンテナが受電を開始して前記整流回路から出力された前記直流電圧が第１の閾値を上回ると、前記スイッチ部を前記遮断状態に遷移させる。一方、前記スイッチ制御部は、前記直流電圧が前記第１の閾値と異なる第２の閾値を下回ると前記スイッチ部を前記導通状態に遷移させる。

　本発明の他の側面（第２の側面）は、前記第１の側面による前記受電装置と、負荷とを備える電子機器を提供する。前記負荷には、前記受電装置の前記整流回路から出力された前記直流電圧が供給される。

　本発明によれば、整流回路から出力された直流電圧が第１の閾値を上回ると、通信部が遮断されるため、通信部の耐久電圧を超える電力を受電することができる。一方、直流電圧が第１の閾値と異なる第２の閾値を下回ると、通信部が導通して通信可能になる。即ち、第１の閾値及び第２の閾値によって、受電装置が受電しているか否かを判断することができる。このため、整流回路の通信時の出力電圧が受電時の出力電圧と同一の場合にも大きい場合にも、第１の閾値及び第２の閾値を適切に設定することにより、受電装置が受電しているか否かを判断することができる。

　添付の図面を参照しながら下記の最良の実施の形態の説明を検討することにより、本発明の目的が正しく理解され、且つその構成についてより完全に理解されるであろう。

本発明の実施の形態による受電装置と、受電装置の相手側装置である送電装置とを示すブロック図である。 図１の受電装置のスイッチ部を示す回路図である。 図２のスイッチ部の第１の変形例を示す回路図である。 図２のスイッチ部の第２の変形例を示す回路図である。 図２のスイッチ部の第３の変形例を示す回路図である。 図２のスイッチ部の第４の変形例を示す回路図である。 本発明の実施の形態の変形例による受電装置と、送電装置とを示すブロック図である。

　本発明については多様な変形や様々な形態にて実現することが可能であるが、その一例として、図面に示すような特定の実施の形態について、以下に詳細に説明する。図面及び実施の形態は、本発明をここに開示した特定の形態に限定するものではなく、添付の請求の範囲に明示されている範囲内においてなされる全ての変形例、均等物、代替例をその対象に含むものとする。

　図１から理解されるように、本実施の形態による受電装置２０は、送電装置１０と通信可能であり、且つ、送電装置１０から受電可能である。

　本実施の形態による送電装置１０は、一次側制御部１１と、送電アンテナ１２とを備えている。送電装置１０は、送電アンテナ１２を使用して、受電装置２０と通信し、且つ、受電装置２０に電力を供給する。

　受電装置２０は、受電アンテナ２１と、整流回路２２と、スイッチ制御部２３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、スイッチ部２６と、通信部２７とを備えている。本実施の形態による受電装置２０は、受電装置２０の外部の負荷２５と接続されている。換言すれば、受電装置２０は、負荷２５を備える電子機器（図示せず）に組み込まれている。但し、受電装置２０は、その構成要素の一つとして負荷２５を備えていてもよい。

　受電装置２０は、受電アンテナ２１を使用して、送電装置１０と通信し、且つ、送電装置１０から電力を受電する。換言すれば、受電装置２０は、少なくとも、送電装置１０と通信中である通信状態と、送電装置１０から受電中である受電状態の２つの状態をとることができる。更に、受電装置２０は、通信状態、受電状態のいずれでもない待機状態をとることができる。

　本実施の形態による受電アンテナ２１は、通信と受電の双方に使用される。詳しくは、受電アンテナ２１は、スイッチ部２６を介して、通信部２７と接続されている。受電アンテナ２１は、送電アンテナ１２から受信した信号を通信部２７に伝え、通信部２７から伝えられた信号を送電アンテナ１２に送信する。換言すれば、通信部２７は、受電アンテナ２１及び送電アンテナ１２を介して、一次側制御部１１と通信する。受電アンテナ２１は、整流回路２２にも接続されている。受電アンテナ２１は、送電アンテナ１２との磁気的な結合により、送電装置１０から送電された電力を交流電力として受電し、整流回路２２に供給する。

　整流回路２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と接続されている。整流回路２２は、受電アンテナ２１から供給された交流電力を直流電圧に整流して（即ち、変換して）出力し、出力された直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２４に供給する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、整流回路２２と負荷２５との間に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、整流回路２２から供給された直流電圧の電圧値を変換して、変換後の直流電圧を負荷２５に供給する。即ち、整流回路２２が出力した直流電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して負荷２５に供給される。

　スイッチ部２６は、整流回路２２と並列に、受電アンテナ２１に接続されている。詳しくは、スイッチ部２６は、受電アンテナ２１と通信部２７との間に接続されている。スイッチ部２６は、導通状態及び遮断状態の２つの状態を遷移可能に構成されている。スイッチ部２６が導通状態にあるとき、通信部２７は、受電アンテナ２１と電気的に接続されている。このため、スイッチ部２６が導通状態にあるとき、通信部２７は、送電装置１０（一次側制御部１１）と通信することができる。一方、スイッチ部２６が遮断状態にあるとき、通信部２７は、受電アンテナ２１から電気的に遮断されている。このため、スイッチ部２６が遮断状態にあるとき、受電状態における受電アンテナ２１と整流回路２２との間に過電圧が生じた場合でも、通信部２７は過電圧から保護される。

　スイッチ制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と並列に、整流回路２２と接続されている。スイッチ制御部２３は、ヒステリシス回路２８を有している。スイッチ制御部２３は、整流回路２２から出力された直流電圧の電圧値（出力電圧）に応じて、ヒステリシス回路２８を使用してスイッチ部２６を制御する。詳しくは、スイッチ制御部２３のヒステリシス回路２８は、出力電圧の変動が所定の条件を満たすときにスイッチ部２６を遮断状態から導通状態に遷移させ、出力電圧の変動が別の所定の条件を満たすときにスイッチ部２６を導通状態から遮断状態に遷移させる。

　以下、本実施の形態による受電装置２０の動作を説明する。

　受電装置２０（通信部２７）が、送電装置１０（一次側制御部１１）と通信可能な領域に置かれると、一次側制御部１１と通信部２７との間でＩＤ（Identifier）による認証が行われる。このとき、スイッチ制御部２３は、スイッチ部２６を導通状態にしている。また、受電装置２０は通信状態にある。

　認証が成功すると、一次側制御部１１は、受電装置２０への電力の伝送を開始する。伝送された電力は、受電アンテナ２１によって受電され整流回路２２によって整流される。このとき、スイッチ制御部２３は、以下に記載するように、整流回路２２の出力電圧に応じてスイッチ部２６を制御する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、受電アンテナ２１が受電を開始する前には動作しておらず、高い入力インピーダンスを有している。このため、受電の開始直後からＤＣ／ＤＣコンバータ２４が動作するまでの間、整流回路２２の出力電圧が一時的に上昇する。整流回路２２の出力電圧が上昇して第１の閾値を上回ると、スイッチ制御部２３（ヒステリシス回路２８）は、スイッチ部２６を遮断状態に遷移させる。即ち、整流回路２２の出力電圧が第１の閾値に達すると、スイッチ制御部２３（ヒステリシス回路２８）は、受電装置２０が通信状態から受電状態に遷移したことを検知し、スイッチ部２６を遮断状態に遷移させる。このため、通信部２７は、受電アンテナ２１から電気的に遮断され、保護される。以上の説明から理解されるように、本実施の形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、受電アンテナ２１が受電を開始してから整流回路２２の出力電圧が第１の閾値に達するまでの間、動作していない。本実施の形態によれば、このように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ２４が設けられているため、通信部２７を、より確実に保護することが可能である。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が動作すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力インピーダンスが低下する。このため、整流回路２２の一時的に上昇した出力電圧も下降する。下降した出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して負荷２５に供給される。

　上述したように、受電アンテナ２１が受電を開始すると整流回路２２の出力電圧は、最大値を経て、最大値よりも小さな供給値に達する。供給値に達した出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して負荷２５に供給される。以上の説明から理解されるように、第１の閾値は、上述の供給値よりも大きく且つ最大値よりも小さくなるように設定すればよい。

　一次側制御部１１は、所定の時間だけ電力を伝送した後、電力の伝送を停止する。このとき、整流回路２２の出力電圧は供給値からグランドレベルまで下降する。整流回路２２の出力電圧が下降して第２の閾値を下回ると（即ち、第１の閾値と異なる第２の閾値に達すると）、スイッチ制御部２３（ヒステリシス回路２８）は、受電装置２０が受電状態から待機状態に遷移したことを検知し、スイッチ部２６を導通状態に遷移させる。第２の閾値は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が動作しているときの整流回路２２の出力電圧（即ち、供給値）の９０％以下の値とすればよい。即ち、第２の閾値は、供給値よりも小さくなるように設定すればよい。

　以上に説明したように、スイッチ制御部２３は、整流回路２２の出力電圧を検出する。スイッチ制御部２３は、検出した出力電圧が第１の閾値より大きい場合には、スイッチ部２６を遮断状態に遷移させ（即ち、スイッチ部２６を遮断し）、これにより受電装置２０は通信部２７を保護しつつ受電することができる。また、スイッチ制御部２３は、検出した出力電圧が第２の閾値より小さい場合には、受電が終了したことを検知し、スイッチ部２６を導通状態に遷移させ（即ち、スイッチ部２６を導通させて）通信部２７の保護を解除する。このため、通信状態における整流回路２２の出力電圧が受電状態における出力電圧（供給値）と同一の場合にも大きい場合にも、第１の閾値と第２の閾値とを使用したヒステリシス制御により、スイッチ部２６を導通状態と遮断状態との間で適切に遷移させることができる。

　以下、本実施の形態によるスイッチ部２６の具体的な回路構成を説明する。

　図２に示されるように、本実施の形態によるスイッチ部２６は、２つのラインスイッチ部５２と、２つのグランドスイッチ部５４と、２つの入力保護部５５とを有している。

　２つのラインスイッチ部５２は、受電アンテナ２１と通信部２７とを接続する２つのライン５９上に夫々設けられている。即ち、ラインスイッチ部５２は、受電アンテナ２１と通信部２７との間に直列に接続されている。ラインスイッチ部５２は、ＮｃｈのＦＥＴから構成されている。ラインスイッチ部５２を構成するＦＥＴのドレイン（Ｄ）は、受電アンテナ２１のコイルの一端に接続され、ソース（Ｓ）は通信部２７に接続され、ゲート（Ｇ）はスイッチ制御部２３に接続されている。

　２つのグランドスイッチ部５４の夫々は、ライン５９とグランドとの間に設けられている。詳しくは、グランドスイッチ部５４の夫々は、ラインスイッチ部５２と通信部２７との間の接続点と、グランドとの間に接続されている。グランドスイッチ部５４は、ラインスイッチ部５２と同様に、ＮｃｈのＦＥＴから構成されている。グランドスイッチ部５４を構成するＦＥＴのドレイン（Ｄ）は対応するライン５９に接続され、ソース（Ｓ）はグランドに接続され、ゲート（Ｇ）はスイッチ制御部２３に接続されている。

　２つの入力保護部５５の夫々は、グランドスイッチ部５４と並列に、ライン５９に接続されている。即ち、入力保護部５５は、２つのライン５９とグランドとの間に夫々設けられている。入力保護部５５の夫々は、１つのツェナーダイオード（ＺＤ）から構成されている。ツェナーダイオード（ＺＤ）のカソードは対応するライン５９に接続され、アノードはグランドに接続されている。

　本実施の形態によるスイッチ部２６は上述のように構成されているため、スイッチ制御部２３がラインスイッチ部５２を導通させると共にグランドスイッチ部５４を遮断すると、導通状態に遷移する。導通状態に遷移したスイッチ部２６は、受電アンテナ２１と通信部２７とを電気的に接続する。また、スイッチ部２６は、スイッチ制御部２３がラインスイッチ部５２を遮断すると共にグランドスイッチ部５４を導通させると、遮断状態に遷移する。遮断状態に遷移したスイッチ部２６は、通信部２７との接続部をグランドレベルに短絡させ、これにより通信部２７を受電アンテナ２１から確実に切り離す。

　また、スイッチ部２６は、入力保護部５５を有しているため、スイッチ部２６が導通状態から遮断状態に遷移するときにも、通信部２７への入力電圧が所定値以上になることを防止する。即ち、スイッチ部２６（入力保護部５５）は、通信部２７を保護する入力保護機能を有している。

　スイッチ部２６は、スイッチ制御部２３の制御によって受電アンテナ２１と通信部２７とを導通させることができ且つ遮断できる限り、上述した構成と異なる構成を有していてもよい。以下、スイッチ部２６の様々な変形例について説明する。

　図３から理解されるように、スイッチ部２６（図２参照）の第１の変形例によるスイッチ部２６ａは、１つの双方向スイッチ部５６と、１つのグランドスイッチ部５４と、１つの入力保護部５５とを有している。ラインスイッチ部５２（図２参照）に代えて双方向スイッチ部５６を設ける場合、双方向スイッチ部５６、グランドスイッチ部５４及び入力保護部５５を、２つのライン５９のうちの一方にのみ設けることができる。

　第１の変形例によるスイッチ部２６ａは上述のように構成されているため、スイッチ制御部２３が双方向スイッチ部５６を導通させると共にグランドスイッチ部５４を遮断すると、導通状態に遷移する。また、スイッチ部２６ａは、スイッチ制御部２３が双方向スイッチ部５６を遮断すると共にグランドスイッチ部５４を導通させると、遮断状態に遷移する。更に、スイッチ部２６ａは、スイッチ部２６と同様に、通信部２７を保護する入力保護機能を有している。

　図４から理解されるように、スイッチ部２６（図２参照）の第２の変形例によるスイッチ部２６ｂは、１つの双方向スイッチ部５６と、１つのグランドスイッチ部５４とを有している。即ち、スイッチ部２６ｂは、入力保護部５５（ツェナーダイオード（ＺＤ））を有していないことを除き、スイッチ部２６ａ（図３参照）と同様に構成されている。第２の変形例によるスイッチ部２６ｂは、入力保護機能を有していないことを除き、スイッチ部２６ａと同様に機能する。

　図５から理解されるように、スイッチ部２６（図２参照）の第３の変形例によるスイッチ部２６ｃは、２つの入力保護部５５に代えて２つの入力保護部５５ｃを有していることを除き、スイッチ部２６（図２参照）と同様に構成されている。入力保護部５５ｃの夫々は、グランドスイッチ部５４と並列に、ライン５９に接続されている。詳しくは、入力保護部５５ｃの夫々は、１つのダイオードから構成されている。ダイオードのアノードは対応するライン５９に接続され、カソードはグランドに接続されている。このため、ライン５９にダイオードの順電圧（Ｖｆ）以上の電圧が加わると、ダイオードが導通し、これにより通信部２７が保護される。以上の説明から理解されるように、ツェナーダイオード（ＺＤ）以外の部品によって入力保護機能を設けることができる。

　図６から理解されるように、スイッチ部２６（図２参照）の第４の変形例によるスイッチ部２６ｄは、入力保護部５５ｃと少し異なる入力保護部５５ｄを有していることを除き、スイッチ部２６ｃ（図５参照）と同様に構成されている。より具体的には、入力保護部５５ｄの夫々は、直列に接続された複数のダイオードから構成されている。このため、ダイオードのうちの２つは、入力保護部５５ｄの両端部に位置している。入力保護部５５ｄの端部の一方に位置するダイオードのアノードはライン５９に接続されている。また、入力保護部５５ｄの端部の他端に位置するダイオードのカソードはグランドに接続されている。

　入力保護部５５ｄは、複数の同一のダイオードから構成されているため、ダイオードの順電圧（Ｖｆ）×ダイオードの個数（直列数）によって算出される電圧が入力保護部５５ｄの動作電圧である。入力保護部５５ｄは、互いに異なる複数のダイオードから構成されていてもよい。この場合、夫々のダイオードの順電圧（Ｖｆ）を合計して算出される電圧が入力保護部５５ｄの動作電圧となる。本変形例によれば、入力保護部５５ｄが複数のダイオードから構成されているため、入力保護部５５ｄの動作電圧を、より適切に設定することができる。以上のように設定された動作電圧以上の電圧がライン５９に加わると、入力保護部５５ｄに電流が流れ、通信部２７が保護される。

　本実施の形態による受電装置２０は、以上に説明した変形例に加え、様々に変形することができる。

　図７に示されるように、本実施の形態の変形例による受電装置２０ｘは、受電装置２０（図１参照）とほぼ同様に、但し少し異なるように構成されている。より具体的には、受電装置２０ｘは、受電装置２０が備えていないスイッチ部２６ｘと制御信号経路２９とを備えていることを除き、受電装置２０と同様に構成されている。スイッチ部２６ｘは、整流回路２２とＤＣ／ＤＣコンバータ２４との間に設けられている。制御信号経路２９は、通信部２７がスイッチ制御部２３に制御信号を伝えるための経路である。

　以下に説明するように、本変形例による受電装置２０ｘのスイッチ制御部２３は、受電装置２０（図１参照）のスイッチ制御部２３と、やや異なる制御を行う。

　受電装置２０ｘは、他のＩＣカードやＩＣタグと通信するといった、受電装置２０ｘからの通信を行う場合がある。この場合、受電装置２０ｘは、リーダライタのように機能し、送電装置１０は、ＩＣカードやＩＣタグ等の通信相手として機能する。

　上述のように受電装置２０ｘから送電装置１０に通信する場合には、受電アンテナ２１から通信信号（信号）を送信する。一般的に、受電アンテナ２１が信号を受信する際に生じる整流回路２２の出力電圧（受信電圧値）は、受電状態における整流回路２２の出力電圧（給電値）よりも小さい。このため、受信電圧値は、第１の閾値を超えない。一方、受電アンテナ２１から信号を送信する際に生じる整流回路２２の出力電圧は、第１の閾値を超えるおそれがある。

　本実施の形態によれば、受電装置２０ｘが送電装置１０に送信している間に整流回路２２の出力電圧が第１の閾値を超えると、スイッチ部２６が遮断される。このため、受電アンテナ２１から信号を送信することができない。

　このため、本変形例による受電装置２０ｘのスイッチ制御部２３（ヒステリシス回路２８）は、第１の閾値及び第２の閾値に加えて、第３の閾値を使用して、スイッチ部２６を制御する。詳しくは、通信部２７は、受電装置２０ｘから送電装置１０に送信する場合のみ、制御信号経路２９を介してスイッチ制御部２３へ制御信号を伝える。換言すれば、通信部２７は、受電アンテナ２１を介して送信していることを、制御信号によってスイッチ制御部２３に通知する。スイッチ制御部２３は、通信部２７から制御信号を受けたとき、第１の閾値に代えて第３の閾値を使用して、スイッチ部２６を制御する。より具体的には、変形例によるスイッチ制御部２３は、通信部２７から制御信号を受けていないときには、本実施の形態と同様に、整流回路２２の出力電圧が第１の閾値を上回ると、スイッチ部２６を遮断状態に遷移させる。一方、変形例によるスイッチ制御部２３は、通信部２７から制御信号を受けたときには、整流回路２２の出力電圧が第１の閾値を上回ってもスイッチ部２６を遮断状態に遷移させず、出力電圧が第１の閾値よりも大きな第３の閾値を上回るとスイッチ部２６を遮断状態に遷移させる。

　第３の閾値は、通信部２７の耐久電圧の上限値と、受電装置２０ｘが送電装置１０に送信する際の整流回路２２の出力電圧の上限値の間の値とすればよい。スイッチ制御部２３は、このように設定された第３の閾値を使用してスイッチ部２６を制御するため、受電装置２０ｘが送電装置１０に送信している間にスイッチ部２６が遮断されることを防止することができる。

　更に、以下に説明するように、本変形例による受電装置２０ｘは、スイッチ部２６ｘを使用した様々な機能を有している。

　前述したように、受電装置２０ｘと送電装置１０とが互いに通信する際にも、整流回路２２から出力電圧が生じる。生じた出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して負荷２５に供給される。即ち、信号を送受信するための電力の一部が負荷２５によって消費される。このため、充分な通信信号レベルを確保できないおそれがある。

　図７から理解されるように、本変形例によれば、受電装置２０ｘが通信状態にあるときのみ、スイッチ部２６ｘを遮断することができる。これにより、信号を送受信するための電力が負荷２５によって消費されることを防止することができる。

　更に、本変形例によれば、受電状態においてスイッチ部２６ｘを開閉することで、負荷２５に供給する電力を変調することができる。即ち、受電アンテナ２１が受電する際に、受電アンテナ２１を使用して負荷変調による通信を行うこともできる。受電装置２０ｘが例えばＩＣカードのように機能し、上述の負荷変調による通信を行う場合、スイッチ制御部２３は、第１の閾値を使用して、スイッチ部２６を制御すればよい。一方、受電装置２０ｘが例えばＩＣカードに対するリーダライタのように機能し、通信部２７が信号を送信する場合、スイッチ制御部２３は、第１の閾値に代えて第３の閾値を使用して、スイッチ部２６を制御すればよい。

　更に、以下に説明するように、スイッチ部２６ｘによって通信部２７を、より確実に保護することができる。前述したように、本実施の形態による受電装置２０及び変形例による受電装置２０ｘは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を備えている（図１及び図７参照）。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、受電アンテナ２１が受電を開始してから整流回路２２の出力電圧が第１の閾値に達するまで動作しないため、高い入力インピーダンスを保っている。しかしながら、このように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ２４を設けることが難しい場合がある。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が、整流回路２２の出力電圧が第１の閾値に達する前に動作するおそれがある場合もある。このような場合、スイッチ部２６ｘによって高い入力インピーダンスを意図的に得ることができる。具体的には、受電アンテナ２１が受電を開始してから整流回路２２の出力電圧が第１の閾値に達するまでの間、スイッチ部２６ｘを遮断すればよい。また、整流回路２２の出力電圧が第１の閾値を上回ったときに、スイッチ部２６ｘを導通させればよい。上述のように構成した場合、通信部２７を、より確実に保護することができる。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を設けなくても通信部２７を保護することができる。

　本発明は、非接触充電のための機構を有する携帯電話機やデジタルカメラ等の電子機器に適用可能である。更に、本発明は、電子機器を備えるシステムにも適用可能である。

　本発明は２０１２年１２月６日に日本国特許庁に提出された日本特許出願第２０１２－２６６８５１号に基づいており、その内容は参照することにより本明細書の一部をなす。

　本発明の最良の実施の形態について説明したが、当業者には明らかなように、本発明の精神を逸脱しない範囲で実施の形態を変形することが可能であり、そのような実施の形態は本発明の範囲に属するものである。

　　１０　　　　　送電装置
　　１１　　　　　一次側制御部
　　１２　　　　　送電アンテナ
　　２０，２０ｘ　受電装置
　　２１　　　　　受電アンテナ
　　２２　　　　　整流回路
　　２３　　　　　スイッチ制御部
　　２４　　　　　ＤＣ／ＤＣコンバータ
　　２５　　　　　負荷
　　２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｘ　スイッチ部
　　２７　　　　　通信部
　　２８　　　　　ヒステリシス回路
　　２９　　　　　制御信号経路
　　５２　　　　　ラインスイッチ部
　　５４　　　　　グランドスイッチ部
　　５５、５５ｃ、５５ｄ　入力保護部
　　５６　　　　　双方向スイッチ部
　　５９　　　　　ライン
　　Ｄ　　　　　　ドレイン
　　Ｇ　　　　　　ゲート
　　Ｓ　　　　　　ソース
　　ＺＤ　　　　　ツェナーダイオード

Claims (10)

1. 　通信と受電との双方に使用される受電アンテナと、
   　前記受電アンテナに接続された整流回路であって、前記受電アンテナが受電した電力を直流電圧に変換して出力し、負荷に供給する整流回路と、
   　前記受電アンテナを介して通信する通信部と、
   　前記受電アンテナと前記通信部との間に接続されたスイッチ部であって、前記通信部が前記受電アンテナと電気的に接続される導通状態と、前記通信部が前記受電アンテナから電気的に遮断される遮断状態との間を遷移可能なスイッチ部と、
   　前記整流回路に接続されたスイッチ制御部であって、前記受電アンテナが受電を開始して前記整流回路から出力された前記直流電圧が第１の閾値を上回ると前記スイッチ部を前記遮断状態に遷移させる一方、前記直流電圧が前記第１の閾値と異なる第２の閾値を下回ると前記スイッチ部を前記導通状態に遷移させるスイッチ制御部とを備える
   受電装置。
2. 　請求項１記載の受電装置であって、
   　前記受電アンテナが受電を開始すると前記整流回路から出力される前記直流電圧は、最大値を経て、前記最大値よりも小さな供給値に達し、
   　前記第１の閾値は、前記供給値よりも大きく且つ前記最大値よりも小さい
   受電装置。
3. 　請求項２記載の受電装置であって、
   　前記第２の閾値は、前記供給値よりも小さい
   受電装置。 
4. 　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の受電装置であって、
   　前記スイッチ制御部は、前記通信部が前記受電アンテナを介して送信しているときには、前記整流回路から出力された前記直流電圧が前記第１の閾値を上回っても前記スイッチ部を前記遮断状態に遷移させず、前記直流電圧が前記第１の閾値よりも大きな第３の閾値を上回ると前記スイッチ部を前記遮断状態に遷移させる
   受電装置。
5. 　請求項４記載の受電装置であって、
   　前記通信部は、前記受電アンテナを介して送信していることを、制御信号によって前記スイッチ制御部に通知する
   受電装置。 
6. 　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の受電装置であって、
   　前記受電アンテナを使用して負荷変調による通信を行うように構成されており、
   　前記スイッチ制御部は、前記負荷変調による通信を行っているときには、前記直流電圧が前記第１の閾値を上回ると前記スイッチ部を前記遮断状態に遷移させる
   受電装置。
7. 　請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の受電装置であって、
   　前記整流回路と前記負荷との間に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータを更に備えている
   受電装置。
8. 　請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の受電装置であって、
   　前記スイッチ部は、ラインスイッチ部とグランドスイッチ部とを有しており、
   　前記ラインスイッチ部は、前記受電アンテナと前記通信部との間に直列に接続されており、
   　前記グランドスイッチ部は、前記受電アンテナと前記通信部との間の接続点と、グランドとの間に接続されている
   受電装置。 
9. 　請求項８記載の受電装置であって、
   　前記ラインスイッチ部及び前記グランドスイッチ部の夫々は、ＮｃｈのＦＥＴから構成されている
   受電装置。
10. 　請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の受電装置と、前記受電装置の前記整流回路から出力された前記直流電圧が供給される負荷とを備える電子機器。

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