WO2014132773A1 - 受電装置、受電電力調整方法、受電電力調整プログラム、及び半導体装置 - Google Patents

受電装置、受電電力調整方法、受電電力調整プログラム、及び半導体装置 Download PDF

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WO2014132773A1
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管野 正喜
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    • H02J7/00034Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge

Definitions

  • the present invention relates to a power receiving device that receives power transmitted from a contactless charging device, a received power adjustment method, a received power adjustment program, and a semiconductor device.
  • non-contact chargers have been used so as not to expose the charger and connection electrodes for connecting these electric products.
  • the use of such non-contact chargers has been expanded to home game machines, cordless phones, mobile phones, and the like from the viewpoint of safety.
  • a charger and these electrical products have a one-to-one correspondence, and a dedicated charger is provided for a certain electrical product.
  • power transmission is performed by electromagnetically coupling or magnetically resonating the primary side antenna of the charging device and the secondary side antenna of the power receiving device.
  • a resonance capacitor is connected to the primary side antenna and the secondary side antenna, respectively. Configure. By matching the resonance frequency of the resonance circuit between the primary side and the secondary side, stable and highly efficient power transmission and data communication between the charging device and the power receiving device are realized.
  • the inductance L of these antennas and the capacitance C of the resonance capacitor have some fluctuation factors and are not necessarily assumed values.
  • the characteristic of the inductance L varies depending on the characteristic variation of the magnetic core constituting the antenna and the ambient temperature.
  • the capacitance C of the resonant capacitor also varies due to initial variation, temperature characteristics, and voltage dependency.
  • the mutual inductance M between the primary side antenna and the secondary side antenna varies depending on the distance and relative position between the primary side and the secondary side, and the charging device and the power receiving device are physically separated. It is difficult to make the mutual positional relationship constant.
  • Patent Document 1 discloses a technique for adjusting the resonance frequency of an IC card so that the amplitude of a received signal from the reader / writer is maximized in an IC card that performs non-contact communication with the reader / writer.
  • a method of controlling the output power on the power transmission side is used to control the power on the power receiving side to a required value, as in a general power supply control method.
  • the power transmission side and the power reception side are physically separated, feedback from the power reception side to the power transmission side is performed by transmitting wireless communication data.
  • the difference between the power required on the power receiving side and the transmitted power is transmitted to the power transmission side as an error signal, and the power transmission side performs control so that this difference becomes zero.
  • Such communication is performed intermittently, and when the resonance frequency is adjusted regardless of the control on the power transmission side so that the power reception voltage becomes maximum as in the technique described in Patent Document 1, the load voltage Or the load current is affected, and the error signal changes accordingly. Then, on the power transmission side, the power transmission output is changed so as to cancel the change of the error signal, and as a result, there is a possibility of causing a hunting phenomenon in which the control does not converge.
  • the device main body may be operated while controlling the charging of the secondary battery. Since the operating current of the device main body is not constant, a change in the received voltage is caused by such a change in load current. As a result, there is a problem that it is difficult to optimize the resonance frequency.
  • the present invention provides a power receiving device, a received power adjustment method, a received power adjustment program, and a semiconductor that perform resonance frequency adjustment independently of the power transmission side and optimize received power so as not to compete with output control on the power transmission side.
  • An object is to provide an apparatus.
  • a power receiving device includes a resonance circuit including an antenna that receives power transmitted from a non-contact charging device and transmits / receives data to / from the non-contact charging device.
  • a resonance circuit including an antenna that receives power transmitted from a non-contact charging device and transmits / receives data to / from the non-contact charging device.
  • a charge control unit that performs power control including charging of the secondary battery using the power received by the transmitter / receiver, and a state of charge of the secondary battery and / or a device body that operates on the secondary battery
  • a control part uses the electric power transmitted based on control state data for the charge of a secondary battery via a charge control part, and / or for the power supply of the apparatus main body which operate
  • the received power adjustment method has a power reception mode and an adjustment mode.
  • the transmitter / receiver receives power transmitted from the non-contact charging device or receives data
  • the charging control unit controls the power source including the charging of the secondary battery using the power.
  • the control unit generates control state data indicating the charging state of the secondary battery and / or the control state of the power source of the device main body that operates on the secondary battery, and transmits the control state data to the non-contact charging device via the transmission / reception unit. Then, the electric power transmitted based on the control state data is supplied to the secondary battery via the charge control unit and / or supplied to the power source of the device main body that operates on the secondary battery.
  • the control unit transmits the control state data fixed to a predetermined constant value to the non-contact charging device via the transmission / reception unit, and transmits the electric power transmitted based on the control state data to the charging control unit.
  • the control unit adjusts the resonance frequency of the resonance circuit constituting the transmission / reception unit to adjust the received power.
  • a received power adjustment program is a non-contact charging power receiving apparatus including a storage unit that stores a program and a control unit that includes a processing unit that expands and executes the stored program. This is a received power adjustment program.
  • the transmitter / receiver receives power transmitted from the non-contact charging device or receives data, and the charging control unit supplies power to the secondary battery.
  • the control state data is transmitted to the non-contact charging device, the electric power transmitted based on the control state data is supplied to the secondary battery via the charge control unit, and / or the device main body operating with the secondary battery Supplying to a power source.
  • the control unit transmits the control state data fixed to a predetermined constant value to the non-contact charging device via the transmission / reception unit, and the electric power transmitted based on the control state data is transmitted.
  • a semiconductor device includes a storage unit that stores a received power adjustment program.
  • a semiconductor device further includes a control unit that develops and executes a received power adjustment program.
  • the present invention there is an adjustment mode for optimizing the received power by adjusting the resonance frequency of the power receiving device separately from the power receiving mode for performing output control, so that it does not fall into an unstable state such as a hunting phenomenon.
  • the received power can be optimized by adjusting the resonance frequency on the power receiving side.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a power receiving device according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed configuration example of the power receiving apparatus according to the embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3A is a block diagram for explaining the operating principle of the power receiving device according to the present invention
  • FIG. 3B is a circuit diagram of a resonance circuit that forms the main part of the non-contact charging device and the power receiving device.
  • 4A is a graph showing an example of the DC bias dependency of the capacitance of the variable capacitor
  • FIG. 4B is an example of the DC bias dependency of the resonance frequency of the resonance circuit using the variable capacitor of FIG. 4A. It is a graph to show.
  • FIG. 4A is a graph showing an example of the DC bias dependency of the capacitance of the variable capacitor
  • FIG. 4B is an example of the DC bias dependency of the resonance frequency of the resonance circuit using the variable capacitor of FIG. 4A. It is a
  • FIG. 5 is a block diagram showing a standard (Qi) control system for a non-contact charging system.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the DC bias dependency of the power transmission efficiency when the variable capacitor of FIG. 4 is used in the resonance circuit.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining a received power adjustment method according to an embodiment to which the present invention is applied, and is a flowchart of a power receiving mode in which the power receiving apparatus performs a normal operation.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a received power adjustment method according to an embodiment to which the present invention is applied, and is a flowchart of an adjustment mode for adjusting the resonance frequency of the power receiving apparatus.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a standard (Qi) control system for a non-contact charging system.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the DC bias dependency of the power transmission efficiency when the variable capacitor of FIG. 4 is used in the resonance circuit.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a power receiving device according to a modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a power receiving device according to another modification of the embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a more detailed configuration of the configuration example of FIG.
  • a power receiving device 1 As shown in FIG. 1, a power receiving device 1 according to an embodiment to which the present invention is applied is electromagnetically coupled to a primary antenna 52a of a transmission / reception unit 52 provided in the non-contact charging device 50. A transmission / reception unit 2 having a secondary antenna 2a is provided.
  • the power receiving device 1 includes a control system unit 3 that is connected to the transmission / reception unit 2, demodulates received data, and controls the power receiving device 1 based on the demodulated data.
  • the power receiving device 1 is connected to the transmission / reception unit 2 and controls the load power of the rectification unit 4 that rectifies the received AC power and the DC power rectified by the rectification unit 4 according to an instruction from the control system unit 3. And a charging control unit 5.
  • the power receiving device 1 further includes a secondary battery 6 connected via the charging SW unit 7 and a device main body 30 that can operate with the secondary battery 6.
  • the transmission / reception unit 2 includes a secondary antenna 2a and has a resonance circuit that can adjust the resonance frequency by an external signal.
  • the coupling between the primary side antenna 52a and the secondary side antenna 2a may be based on electromagnetic induction, magnetic resonance, or other magnetic coupling.
  • the control system unit 3 includes a storage unit 3b in which a program representing an operation procedure of the power receiving device 1 is written, and a control unit 3a that controls the operation of the power receiving device 1 according to the procedure of the storage unit 3b.
  • the controller 3a is, for example, a CPU (Central Processing Unit) or a microcontroller.
  • the storage unit 3b may be a mask ROM mounted on a microcontroller, for example, or may be an EPROM, an EEPROM, or the like. However, the present invention is not limited to these.
  • the charging control unit 5 receives the supply of DC power from the rectifying unit 4 and controls charging of the secondary battery 6. For example, when the secondary battery 6 is a lithium ion secondary battery, switching control of constant current charging / constant voltage charging, charging end detection, and the like are performed. In addition, upon receiving the supply of DC power from the rectifying unit 4, operating power for a predetermined block of the control system unit 3 is supplied.
  • the charging SW unit 7 supplies power to the secondary battery 6 and the device main body 30 in accordance with an instruction from the charging control unit 5, but supplies power only to the secondary battery 6 under a predetermined condition to be described later.
  • the device body 30 can be supplied with power only from the secondary battery 6.
  • the device main body 30 includes, for example, a portable terminal device driven by a secondary battery, such as a mobile phone, a smartphone, a notebook personal computer, and the like.
  • FIG. 2 shows a more detailed configuration of the power receiving device 1.
  • a power supply path is indicated by a thick line
  • a data / signal transmission / reception path is indicated by a thin line.
  • a characteristic signal transmission / reception path is indicated by a one-dot chain line.
  • the power receiving device 1 includes a control system unit 3 that receives data from the transmission / reception unit 2 and performs data communication with the non-contact charging device 50 that transmits power.
  • control system unit 3 demodulates the modulation signal from the transmission / reception unit 2, analyzes the data demodulated by the demodulation unit 14, and gives a predetermined instruction to each block. And have. In addition, the control system unit 3 generates a control state in order to transmit control state data generated by the system control unit 11 and indicating a load state of the power receiving device 1 to be transmitted to the contactless charging device 50 to the contactless charging device 50. A modulation unit 13 that modulates data is included.
  • the control system unit 3 includes a reception control unit 15 that generates a control signal for adjusting the resonance frequency of the transmission / reception unit 2 based on an instruction from the system control unit 11. In addition, in the adjustment mode for adjusting the resonance frequency of the power receiving device 1, the system control unit 11 issues an instruction indicating constant power to the charging control unit 5 in order to make the load power constant.
  • the system control unit 11 corresponds to a main part of the control unit 3 in FIG. 1 and is configured by an arithmetic processing unit such as a CPU.
  • the system control unit 11 preferably includes a storage unit 3b that stores a program that defines an operation procedure, but may be a memory element such as a ROM externally attached to the system control unit 11.
  • the system control unit 11 includes a DAC (Digital Analog Converter) 3 c that generates a control voltage for the control signal of the resonance frequency of the transmission / reception unit 2 via the reception control unit 15.
  • DAC Digital Analog Converter
  • the demodulation unit 14, the modulation unit 13, and the reception control unit 15 operate using the smoothed DC power by rectifying the AC power transmitted and received from the non-contact charging device 50 by the rectification unit 4. Since the system control unit 11 needs to operate even when there is no transmission power, the system control unit 11 is supplied with power by the secondary battery 6 to be charged by the power receiving device 1.
  • the charging control unit 5 supplies power to the demodulation unit 14, the modulation unit 13 and the reception control unit 15 in the control system unit 3 by the DC power rectified by the rectification unit 4, and performs charging control of the secondary battery 6, Further, DC power is supplied to the device main body 30 via the charging SW 7.
  • the charge control unit 5 may be operated by the received power transmitted thereto, or may be operated by connecting an external power source 18 such as an AC adapter.
  • the charging SW unit 7 is inserted in series in the power supply path from the output of the charging control unit 5 to the device main body 30 and the diode 7b inserted in series in the path for supplying power from the secondary battery 6 to the device main body 30.
  • SW7a is inserted in series with the diode 7c, and in the adjustment mode, the path is cut by a signal output from the charging control unit 5 according to an instruction from the system control unit 11.
  • the non-contact charging device 50 includes an inverter unit 56 that supplies transmission power to the transmission / reception unit 52 as shown in FIG.
  • the inverter unit 56 receives a commercial AC power supply, solar power generation output, or the like, and drives the resonance circuit of the transmission / reception unit 52 at a predetermined oscillation frequency.
  • the non-contact charging device 50 includes a modulation unit 54 that modulates data generated by the system control unit 51 that generates data for communication via the transmission / reception unit 52 at a predetermined carrier frequency, and a modulation unit. And a transmission signal unit 55 for driving the primary side antenna 52a with the modulated signal modulated in (1).
  • a demodulation unit 53 that demodulates a signal received by the transmission / reception unit 52, and a transmission / reception control unit 57 that generates an adjustment signal that adjusts the resonance frequency of the resonance circuit constituted by the primary antenna 52a based on the received signal.
  • the resonance frequency of the transmission / reception unit 52 may be adjusted in order to maximize the transmission power independently of the power receiving side as described above, but this is outside the scope of the present invention. Therefore, it will not be described in further detail.
  • the primary-side non-contact charging device 50 transmits the transmission power and data generated by the primary-side control unit to the primary side.
  • the signal is sent to the secondary power receiving apparatus by the antenna 52a.
  • the transmitted power and data are received by the secondary antenna 2a, converted into power for charging the secondary battery by the secondary control unit 3, and a feedback signal is generated.
  • the feedback signal generated by the secondary side control unit 3 is transmitted to the non-contact charging device via the secondary side antenna as control data for power supply control.
  • Qi data communication is also used for detection of installation of the power receiving apparatus 1, authentication, and the like.
  • the resonance circuit of the power receiving device 1 is composed of a secondary antenna 2a and a variable capacitor VAC.
  • the resonance frequency is adjusted by changing the DC bias voltage applied to the variable capacitor VAC by the secondary side control unit so that the electric power transmitted from the non-contact charging device is optimized.
  • the control unit of the primary-side non-contact charging device 50 oscillates with a sine wave of 120 kHz, for example, and excites a resonance circuit composed of an inductance L1 and a capacitance C1.
  • the 120 kHz sinusoidal current generates a magnetic field by the inductance L1.
  • the generated magnetic field is coupled to the antenna 2a having the inductance L2 of the power receiving apparatus 1, and excites a resonance circuit including the inductance L2 and the capacitance C2.
  • the resonance frequency f1 of the resonance circuit including the inductance L1 and the capacitance C1 is equal to the resonance frequency f2 of the resonance circuit including the inductance L2 and the capacitance C2
  • the primary antenna Coupling is good with the secondary antenna, and power can be transmitted efficiently.
  • the inductance L2 of the secondary antenna varies by at least ⁇ 2% to ⁇ 5% depending on the initial variation of the magnetic characteristics such as the permeability of the magnetic core constituting the antenna, for example, the magnetic permeability of the ferrite core and the temperature characteristics.
  • the mutual inductance M of the primary and secondary antennas changes in proportion to the product of the inductances L1 and L2 and the coupling coefficient k related to the distance between the antennas and the relative position.
  • the coupling coefficient k In order to improve the power transmission efficiency, the coupling coefficient k must be increased, but it is difficult to adjust the resonance frequency by physical arrangement. Further, the capacitance C2 of the resonance capacitor also has initial capacitance variation and temperature characteristics. When a ferroelectric capacitor is used as the resonance capacitor, it is necessary to allow a variation of about ⁇ 10% as its temperature characteristics. In order to increase the transmission efficiency of the secondary side antenna 2a, it is necessary to increase the Q of the secondary side resonance circuit. However, considering the variation of each component described above, the Q cannot be increased so much. Further, as shown in FIG. 3B, in the secondary power receiving device 1, the load condition varies. Therefore, when the load condition is represented by a resistor R, the Q of the resonance circuit composed of L2, C2, and R depends on the load condition. Since it will be affected, it cannot be expected to improve efficiency by increasing Q.
  • FIG. 4A shows the voltage dependence of the capacitance value of a variable capacitor using a ferroelectric.
  • a variable capacitor is a device that can change a capacitance value by applying a DC bias voltage between electrodes. As shown in FIG. 4A, the capacitance value, which was about 220 nF in the non-bias state, decreases to about 120 nF when a DC bias of 5 V is applied, so that the capacitance value has a change rate of about ⁇ 20 nF / V. Can be varied.
  • the maximum value of the received power can be found by adjusting the resonance frequency using a variable capacitor in the resonance circuit of the power receiving device 1 on the secondary side and measuring the received voltage and current.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an outline of a non-contact charging system based on Qi.
  • the primary-side non-contact charging device (PoweritterTransmitter) 50 converts a power source such as a commercial AC power source or a solar power generation output into a sine wave AC of about 100 kHz by a converter unit (Power Transmitter Unit) 56.
  • the converted AC power is received by a transmission / reception unit (Power / Pick-up / Unit) 2 having a secondary antenna of a power receiving device (Power / Receiver) 1.
  • the power receiving apparatus 1 sets a control power value based on the actually received power (Determine actual Control Point 11a).
  • the power receiving apparatus 1 sets a required power value required by the load in advance (Select desired Control Point 11c), calculates a difference from the control power value set above, and generates an error for feedback control.
  • a value is set (Calculate Control Error Value 11b).
  • the calculated error value transmits feedback control data (Control Error Packet 60) from the secondary side antenna of the power receiving device to the non-contact charging device 50 via the primary side antenna.
  • the contactless charging apparatus 50 that has received the feedback control data 60 sets a new transmission power value based on the current transmission power value (Determine actual Primary Cell current 51d) so that the error value becomes zero (Determine new Primary Cell current 51a).
  • the transmission power value and the control power value are operated so as to gradually approach the target values (Control towards new Primary Cell 51b, Set new Operating Point 51c). These operation procedures are executed intermittently and periodically.
  • the resonance frequency adjustment process described above is added in the middle of the operation procedure described above, the feedback operation is affected, which may cause unstable operation of the non-contact charging system.
  • the device body operates in addition to the secondary battery charging operation, and the load power may fluctuate.
  • the resonance frequency cannot be adjusted under difficult conditions.
  • a plurality of operation modes of the power receiving device 1 are prepared.
  • “power reception mode” which is one of the operation modes
  • the secondary battery is charged as usual in accordance with a standard such as Qi.
  • the “adjustment mode” that is another operation mode
  • the resonance circuit is in a state where constant power is transmitted. Adjust the resonance frequency.
  • the error value is set to “zero” on the power receiving device 1 side in order to transmit constant power.
  • the non-contact charging device 50 when the error value is set to “zero”, it is recognized that the current transmitted power has reached the target value, so that constant power is transmitted to the power receiving device 1.
  • the resonance frequency of the transmission / reception unit of the power receiving device 1 is adjusted by the method described in FIG.
  • the power receiving device 1 may generate a voltage to be applied to the variable capacitor.
  • the resonance frequency varies depending on conditions such as the ambient temperature
  • the applied voltage may be gradually increased from 0 V and applied to the variable capacitor in the transmission / reception unit 2 using the DAC 3 c of the system control unit 11.
  • the peak detection method for transmission efficiency may use peak detection for searching for the maximum voltage (maximum power point tracking control (MPPT) used in photovoltaic power generation).
  • MPPT maximum power point tracking control
  • the maximum voltage, maximum current, and maximum power may be the target to be applied, and the resonance frequency dependency of transmission efficiency may vary depending on the design of the equipment, etc.
  • the characteristic of the power transmission efficiency with respect to the resonance frequency may be acquired and adjusted by a method suitable for the characteristic.
  • the power receiving apparatus 1 supplies operating power to the device main body 30 as well as charging control of the secondary battery 6. Since the power consumption of the device main body 30 varies depending on the operation status, the load power varies when viewed from the power receiving device 1. In the adjustment mode, if the fluctuation of the load power by the device main body 30 occurs under the condition that constant power is received, the resonance frequency adjustment operation cannot be performed.
  • the direct power supply to the device main body 30 is stopped, and the power supply to the device main body 30 is performed via the secondary battery 6. Since the secondary battery 6 functions as a buffer with respect to fluctuations in the load power of the device main body 30, the power receiving apparatus 1 only needs to supply a substantially constant load power.
  • the SW 7a is connected to the diode 7c side.
  • the charging voltage of the secondary battery 6 and the magnitude of the supply voltage of the device main body 30 are compared by the two diodes 7b and 7c.
  • the charging control unit 5 of the power receiving device 1 When the charging voltage of the secondary battery 6 is higher than the supply voltage of the device main body 30, the secondary battery 6 is charged by the charging control unit 5 of the power receiving device 1, and the device main body 30 is powered from the secondary battery 6. Receive supply.
  • the charging control unit 5 supplies power to the device main body 30 via the SW 7 a and the diode 7 c, and from the secondary battery 6. Then, power supply to the device main body 30 is stopped.
  • the SW 7a In the adjustment mode, the SW 7a is opened, and the path from the charging control unit 5 to the device main body 30 passing through the diode 7c is cut off.
  • the power is supplied to the device main body 30 via the secondary battery 6, so that the power receiving device 1 supplies constant power only to the secondary battery 6.
  • FIG. 7 shows a flowchart of the operation procedure of the power receiving device 1 in the power receiving mode.
  • the power receiving mode is an operation mode in which power is transmitted from the non-contact charging device 50 and the transmitted power is controlled according to the load state of the power receiving device 1.
  • step S1 the load is closed based on an instruction from the charging control unit 5, and the path from the charging control unit 5 to the device main body 30 passing through the SW 7a and the diode 7c is formed.
  • the charging voltage of the secondary battery 6 is lower than the supply voltage of the device main body 30, the secondary battery 6 is controlled to be charged by the charge control unit 5, and the device main body 30 is directly connected from the charge control unit 5 via the diode 7c.
  • Receive power supply When the voltage of the secondary battery 6 is higher than the supply voltage of the device main body 30, the path of the SW 7 a and the diode 7 c is blocked by the diode 7 c, and the device main body 30 receives power supply from the secondary battery 6.
  • the power receiving device 1 performs foreign object detection.
  • the foreign object detection refers to detecting that there is a metal other than the power receiving device 1 or a non-standard power receiving device within the power transmission range of the non-contact charging device 50. If there is a metal in the vicinity of the secondary antenna 2a of the power receiving device 1, an eddy current is generated by the metal, and the metal is heated by Joule heat due to the eddy current. Such loss causes a decrease in power transmission efficiency and may cause a safety problem due to overheating. Therefore, if the power received by the power receiving device 1 does not reach the specified value within a certain period, there is a foreign object. Exception processing such as operation stop is performed.
  • the non-contact charging device 50 transmits to the power receiving device 1 power that is small enough to activate the power receiving device 1.
  • the activated power receiving device 1 modulates Qi device authentication data by the modulation unit 13 and transmits the modulated device authentication data from the transmission / reception unit 2 to the contactless charging device 50.
  • the non-contact charging device 50 receives predetermined device authentication data from the power receiving device 1, the non-contact charging device 50 shifts to a normal power transmission operation, and the non-contact charging device 50 does not receive the device authentication data even after a predetermined time has elapsed. In such a case, the non-contact charging device 50 stops power transmission on the assumption that a foreign object has been detected.
  • step S2 If it is determined in step S2 that there is no foreign object (No), the process proceeds to a normal operation. If it is determined that there is a foreign object (Yes), error processing is performed in step S5.
  • the error process is, for example, an operation stop process of the power receiving device 1, and a timeout process is performed by the system control unit 11.
  • step S3 the difference between the power transmitted and received by the system control unit 11 and the required power required by the load of the power receiving device 1 is calculated, set to the detection value (error value), and the set error The value is subjected to predetermined modulation by the modulation unit 13, and the error value modulated by the transmission / reception unit 2 is transmitted to the non-contact charging device 50.
  • step S4 it is determined whether or not it corresponds to the timing for switching to the adjustment mode. If it is outside the period of the adjustment mode, the steady operation is repeatedly executed. When the predetermined time has elapsed, the adjustment mode is entered.
  • FIG. 8 shows a flowchart of the operation procedure of the power receiving device 1 in the adjustment mode.
  • the adjustment mode is an operation for optimizing the received power by adjusting the resonance frequency of the transmission / reception unit 2 while keeping the power transmitted from the non-contact charging device 50 constant and the load state of the power receiving device 1 constant. Mode.
  • the period for entering the adjustment mode is set by the system control unit 11. For example, it is specified by a program written in the storage unit 3b.
  • the output of the DAC 3c is set to “zero” by the system control unit 11 in step S10.
  • the output of the DAC 3 c forms a control voltage for controlling the resonance frequency of the transmission / reception unit 2 via the reception control unit 15.
  • the resonance frequency is controlled using a variable capacitor
  • the DC bias voltage applied to both ends of the variable capacitor is set to 0V. Therefore, the resonance frequency of the transmission / reception unit 2 is set to the lowest value.
  • step S11 the power receiving device 1 performs foreign object detection.
  • the foreign object detection is the same as the operation in the power reception mode. If a foreign object is detected, error processing is performed in step S19. If no foreign object is detected, the process proceeds to the next process.
  • step S12 the system control unit 11 sets a detection value (error value), which is a difference between the transmitted received power and the required power requested by the load of the power receiving device 1, to “zero”.
  • error value which is a difference between the transmitted received power and the required power requested by the load of the power receiving device 1
  • the error value set to “zero” is subjected to predetermined modulation by the modulation unit 13 and transmitted to the non-contact charging device 50 by the transmission / reception unit 2.
  • the non-contact charging device 50 since the error value that is the feedback amount is “zero”, it is determined that the load of the power receiving device 1 has reached the specified target value, and a certain amount of power is transmitted.
  • step S ⁇ b> 13 the response waiting time 1 is set by the system control unit 11 because the time until the contactless charging device 50 performs constant power transmission and reaches the steady state in the power receiving device 1 is set.
  • step S14 the system control unit 11 instructs the charge control unit 5 to perform a constant load operation. Based on the instruction, the charging control unit 5 opens the SW 7a, and the path from the charging control unit 5 to the device main body 30 passing through the SW 7a and the diode 7c is cut off. Therefore, power supply to the device main body 30 is performed via the secondary battery 6.
  • step S15 a response waiting time 2 is set by the system control unit 11 due to the passage of time until the load reaches a steady state.
  • step S16 the control voltage of the resonance frequency is stepped up by one unit by the DAC 3c of the system control unit 11. If an 8-bit DAC is used with a 5V reference power supply, 4 mV / step can be stepped up as one unit. Needless to say, the setting accuracy can be arbitrarily set.
  • step S17 the system controller 11 monitors the change ⁇ V in the received voltage before and after the change in the DAC output, and repeats steps S11 to S16 until ⁇ V becomes larger than a preset threshold value Vth. Error processing may be performed when the threshold value Vth is not reached within a predetermined time.
  • step S18 When the change ⁇ V in the received voltage exceeds the predetermined threshold value vth, in step S18, it is fixed to the output of the DAC 3c at that time.
  • step S18 it is assumed that the resonance frequency has been adjusted and the power transmission efficiency has been optimized.
  • the above-described flowchart can be stored in the storage unit 3b as a program and processed by the system control unit 11 according to each step. Moreover, you may comprise all the control system parts 3 including a modulation / demodulation part as one semiconductor circuit using a mixed signal technique. It goes without saying that which functional blocks are integrated can be arbitrarily determined.
  • the above steps are implemented by rewriting or adding an existing program and stored in the storage unit 3b, or by adding a storage unit 3b in which the program is installed, the existing non-contact charging system can be changed.
  • the power receiving device 1 according to the embodiment of the present invention can be realized.
  • the charging voltage of the secondary battery 6 is compared by comparing the charging voltage of the secondary battery 6 with the supply voltage of the device body 30 by the two diodes 7b and 7c regardless of the power receiving mode or the adjustment mode.
  • the charge control unit 5 of the power receiving device 1 charges the secondary battery 6 while the device main body 30 receives power supply from the secondary battery 6.
  • the charging control unit 5 supplies power to the device main body 30 via the SW 7 a and the diode 7 c, and from the secondary battery 6. Then, power supply to the device main body 30 is stopped.
  • the instruction for the constant load power is issued from the system control unit 11 to the charging control unit 5 as in the configuration example of FIG.
  • Modification 2 As shown in FIG. 10, a simpler configuration can be obtained by configuring the device main body 30 to always operate as a load of the secondary battery 6. According to this modification, as an embodiment of the present invention, the existing power receiving apparatus can be implemented without requiring hardware changes.
  • the charging control unit 5 controls charging of the secondary battery 6, and the device main body 30 is always driven with the secondary battery 6 as an operating power source.
  • the charge control unit 5 preferably operates in the constant load power mode based on an instruction from the system control unit 11.

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Abstract

 送電側の出力制御と競合しないように、送電側とは独立して共振周波数調整を行って受電電力の最適化を行う受電装置を提供する。非接触充電装置(50)から送電される電力を受電し、非接触充電装置(50)とデータを送受信するアンテナ(2a)を有する共振回路を含む送受信部(2)と、送受信部(2)によって受電された電力によって2次電池(6)の充電を含む電源制御を行う充電制御部(5)と、2次電池(6)の充電状態及び/又は2次電池(6)で動作する機器本体(30)の電源状態を表す制御状態データを生成して送受信部(2)を介して非接触充電装置(50)に送信する制御部(3)とを備える。制御部(3)は、通常の電力供給を行う受電モードと、共振回路の共振周波数を調整することによって受電電力の調整を行う調整モードとを有する。

Description

受電装置、受電電力調整方法、受電電力調整プログラム、及び半導体装置
 本発明は、非接触充電装置から送電される電力を受電する受電装置、受電電力調整方法、受電電力調整プログラム、及び半導体装置に関する。本出願は、日本国において2013年2月27日に出願された日本特許出願番号特願2013-37313を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。
 従来より、電動歯ブラシや電動シェーバといった主に水回りで用いられる充電式の電気製品においては、充電器とこれら電気製品との接続のための接続電極を露出させないように非接触方式の充電器が利用されてきた。このような非接触方式の充電器の利用は、近年では、安全性の観点から、家庭用ゲーム機器やコードレス電話、携帯電話等にも拡大している。一般的には、充電器とこれら電気製品とは1対1に対応しており、ある電気製品に対しては、専用充電器が提供される。
 ところで、携帯電話、スマートフォン等の携帯端末機器は、その需要が大幅に拡大している一方で、これらの電源の確保が課題となっている。これらの携帯端末機器においても、専用の充電器やACアダプタによって電源を確保するが、これらを携帯することなく、外出先で電源を確保する場合に、携帯端末機器の種類ごとに充電器やアダプタを用意するのは、あまりに多種類を用意しなければならず現実的でない。非接触充電方式を採用すれば、電源接続端子の仕様に関わらず自由に電源接続できるとのメリットがある。そこで、充電器と携帯端末機器との充電方式の共通化、標準化が求められることになった。
 たとえば、ワイヤレスパワーコンソーシアム(Wireless Power Consortium、WPC)では、主に携帯端末機器向けの非接触充電方式の標準規格としてQi(チー)がリリースされており、規格を満たした充電器、携帯端末機器間では、種類を選ばずに充電を行うことが可能になった。
 これらQiをはじめとする非接触充電方式では、充電装置が有する1次側アンテナと受電装置が有する2次側アンテナとを電磁結合させ、あるいは磁気共鳴させることで電力伝送を行う。
 このような非接触充電システムでは、充電装置と受電装置との間で非接触の電力伝送とデータ通信を行うため、1次側アンテナ及び2次側アンテナにそれぞれ共振用コンデンサを接続して共振回路を構成する。1次側と2次側とで共振回路の共振周波数を合わせることで充電装置と受電装置との安定で高効率な電力伝送及びデータ通信を実現することとしている。
 ここで、これらのアンテナのインダクタンスLと共振用コンデンサの静電容量Cは、いくつかの変動要因を持っており、想定した値になるとは限らない。たとえば、インダクタンスLは、アンテナを構成する磁気コアの特性ばらつきや周囲温度によって特性が変動する。共振コンデンサの静電容量Cも、初期ばらつき、温度特性や電圧依存性により変動する。さらには、1次側アンテナと2次側アンテナ間の相互インダクタンスMは、1次側と2次側の距離や相対位置によって変化し、充電装置と受電装置とは物理的に分離しているので、相互の位置関係についても一定とすることが困難である。
 上述したような各種要因により共振周波数がずれると、電力の伝送効率が低下し、発熱の問題が顕在化し、機器の小型化、低消費電力化を阻害する。また、伝送効率の大幅な低下は、充電時間の延長や、充電のタイムアウトといったシステム上の問題をも引き起こす可能性がある。
 したがって、1次側及び2次側の共振周波数を最適な値に合わせておくことが大きな問題となっている。
特開2001-005938号公報
 特許文献1には、リーダライタと非接触通信を行うICカードにおいて、ICカードの共振周波数を、リーダライタからの受信信号の振幅が最大になるように調整する技術が開示されている。
 しかしながら、このような方式を非接触充電システムに適用すると、送信電力が変化した場合に、最大電圧を検出するのが困難であるとの問題がある。
 たとえば、Qi等の非接触充電システムにおいては、一般の電源制御方式と同様に、受電側の電力を必要な値に制御するために送電側の出力電力を制御する方式がとられている。ただし、送電側と受電側とで物理的に分離されているので、受電側から送電側へのフィードバックは、無線通信データを送信することによって行われる。
 Qiの場合には、受電側で必要な電力と、送電された電力との差分をエラー信号として送電側に送信し、送電側では、この差分がゼロになるように制御を行うこととしている。このような通信は、間欠的に行われており、特許文献1に記載された技術のように受電電圧が最大になるように、送電側の制御とは無関係に共振周波数を調整すると、負荷電圧や負荷電流に影響を与えてしまい、これに応じてエラー信号が変化してしまう。そうすると、送電側ではエラー信号の変化をキャンセルするように送電出力を変化させてしまい、結果として制御が収束しないハンチング現象を生ずるおそれがある。
 このようなハンチング現象等の不安定動作を防止するためには、送電側と受電側とで協調した制御を行うようにすればよいが、システム規模が大きくなることに加え、すでに導入されているQi等の標準規格との互換性を維持することが困難であるとの問題がある。
 さらに、受電側では、2次電池の充電制御を行いながら、機器本体を動作させる場合があり、機器本体の動作電流が一定ではないために、このような負荷電流の変化によって受信電圧変化が生じてしまい、共振周波数の最適化調整が困難であるとの問題もある。
 そこで、本発明は、送電側の出力制御と競合しないように、送電側とは独立して共振周波数調整を行い受電電力の最適化を行う受電装置、受電電力調整方法、受電電力調整プログラム及び半導体装置を提供することを目的とする。
 上述した課題を解決するための手段として、本発明の一実施形態に係る受電装置は、非接触充電装置から送電される電力を受電し、非接触充電装置とデータを送受信するアンテナを有する共振回路を含む送受信部と、送受信部によって受電された電力を用いて、2次電池の充電を含む電源制御を行う充電制御部と、2次電池の充電状態及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源の制御状態を表す制御状態データを生成して、送受信部を介して非接触充電装置に送信する制御部とを備える。そして、制御部は、制御状態データに基づいて送電される電力を、充電制御部を介して2次電池の充電のために用い、及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源のために用いる受電モードと、制御状態データを所定の一定値に固定し、共振回路の共振周波数を調整することによって受電電力の調整を行う調整モードとを有する。
 また、本発明の一実施の形態に係る受電電力調整方法は、受電モード及び調整モードを有する。受電モードでは、送受信部によって、非接触充電装置から送電される電力を受電し、又はデータを受信し、充電制御部によって、電力を用いて、2次電池の充電を含む電源を制御し、制御部によって、2次電池の充電状態及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源の制御状態を表す制御状態データを生成して、送受信部を介して制御状態データを非接触充電装置に送信し、制御状態データに基づいて送電される電力を、充電制御部を介して2次電池に供給し、及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源に供給する。調整モードでは、制御部によって、所定の一定値に固定された制御状態データを、送受信部を介して非接触充電装置に送信し、制御状態データに基づいて送電される電力を、充電制御部を介して2次電池に供給し、及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源に供給し、制御部によって、送受信部を構成する共振回路の共振周波数を調整して、受電電力を調整する。
 本発明の一実施の形態に係る受電電力調整プログラムは、プログラムを格納する記憶部と、格納されたプログラムを展開して実行する処理ユニットを有する制御部とを備える非接触充電用の受電装置の受電電力調整プログラムである。非接触充電装置からの電力を受電する受電モードでは、送受信部によって、非接触充電装置から送電される電力を受電し、又はデータを受信するステップと、充電制御部によって、電力を2次電池の充電を含む電源を制御するステップと、制御部によって、2次電池の充電状態及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源の制御状態を表す制御状態データを生成して、送受信部を介して制御状態データを非接触充電装置に送信し、制御状態データに基づいて送電される電力を、充電制御部を介して2次電池に供給し、及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源に供給するステップとを有する。受電電力を調整する調整モードでは、制御部によって、所定の一定値に固定された制御状態データを、送受信部を介して非接触充電装置に送信し、制御状態データに基づいて送電される電力を、充電制御部を介して2次電池に供給し、及び/又は2次電池で動作する機器本体の電源に供給するステップと、制御部によって、送受信部を構成する共振回路の共振周波数を調整して、受電電力を調整するステップとを有する。
 本発明の一実施の形態に係る半導体装置は、受電電力調整プログラムを格納する記憶部を備える。
 本発明の他の実施の形態に係る半導体装置は、受電電力調整プログラムを展開して実行する制御部を更に備える。
 本発明では、出力制御を行う受電モードとは別に、受電装置の共振周波数を調整して受電電力の最適化を行う調整モードを有しているので、ハンチング現象等の不安定状態に陥ることなく、受電側の共振周波数を調整して受電電力の最適化を行うことができる。
図1は、本発明が適用された一実施の形態に係る受電装置の構成例を示すブロック図である。 図2は、本発明が適用された一実施の形態の係る受電装置のより詳細な構成例を示すブロック図である。 図3Aは、本発明に係る受電装置の動作原理を説明するためのブロック図であり、図3Bは、非接触充電装置と受電装置の主要部をなす共振回路の回路図である。 図4Aは、可変容量コンデンサの静電容量の直流バイアス依存性の一例を示すグラフであり、図4Bは、図4Aの可変容量コンデンサを用いた共振回路の共振周波数の直流バイアス依存性の一例を示すグラフである。 図5は、非接触充電システムの標準規格(Qi)の制御システムを示すブロック図である。 図6は、図4の可変容量コンデンサを共振回路に用いた場合の電力伝送効率の直流バイアス依存性の一例を示すグラフである。 図7は、本発明が適用された一実施の形態に係る受電電力調整方法を説明するためのフローチャートであり、受電装置が通常動作を行う受電モードのフローチャートである。 図8は、本発明が適用された一実施の形態に係る受電電力調整方法を説明するためのフローチャートであり、受電装置の共振周波数を調整する調整モードのフローチャートである。 図9は、本発明が適用された一実施の形態の変形例に係る受電装置の構成例を示すブロック図である。 図10は、本発明が適用された一実施の形態の他の変形例に係る受電装置の構成例を示すブロック図である。 図11は、図10の構成例のより詳細な構成を示すブロック図である。
 以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることはもちろんである。なお、説明は、以下の順序にしたがって行う。
 1.受電装置の構成例
 2.受電装置の原理及び動作
  2-1.共振周波数の調整
  2-2.受電モードと調整モードの設定
  2-3.負荷電力の設定
 3.受電電力の調整方法
 4.変形例
 1.受電装置の構成例
 図1に示すように、本発明が適用された一実施の形態に係る受電装置1は、非接触充電装置50が備える送受信部52の1次側アンテナ52aと電磁界結合する2次側アンテナ2aを有する送受信部2を備える。また、受電装置1は、送受信部2に接続され、受信されたデータを復調し、復調されたデータに基づいて受電装置1の制御を行う制御システム部3を備える。また受電装置1は、送受信部2に接続され、受電された交流電力を整流する整流部4と、整流部4で整流された直流電力を、制御システム部3の指示にしたがって負荷電力を制御する充電制御部5とを備える。受電装置1は、さらに、充電SW部7を介して接続される2次電池6と、2次電池6で動作することができる機器本体30とを備える。
 送受信部2は、2次側アンテナ2aを含み、外部信号により共振周波数の調整を行うことができる共振回路を有している。1次側アンテナ52aと2次側アンテナ2aとの結合は電磁誘導によってもよく、磁気共鳴によってもよく、その他の磁気的結合を用いてもよい。
 制御システム部3は、受電装置1の動作手順を表すプログラムが書き込まれている記憶部3bと、記憶部3bの手順にしたがって受電装置1の動作を制御する制御部3aを含んでいる。制御部3aは、たとえばCPU(Central Processing Unit)やマイクロコントローラである。記憶部3bは、たとえばマイクロコントローラに搭載されたマスクROMであってもよく、EPROM、EEPROM等であってもよい。なお、これらに限定されるものではない。
 充電制御部5は、整流部4から直流電力の供給を受けて、2次電池6の充電制御を行う。たとえば2次電池6がリチウムイオン2次電池の場合には、定電流充電/定電圧充電の切換制御や、充電終了検出等を行う。また、整流部4から直流電力の供給を受けて、制御システム部3の所定のブロックのための動作電力を供給する。
 充電SW部7は、充電制御部5の指示にしたがって、2次電池6と、機器本体30とに電力を供給するが、後述する所定の条件においては、2次電池6にのみ電力供給し、機器本体30は、2次電池6からのみ電力供給を受けるようにすることができる。
 なお、機器本体30は、たとえば携帯電話、スマートフォン、ノートブックパソコン等の主として2次電池で駆動される携帯端末機器等が含まれる。
 図2には、受電装置1のさらに詳細な構成を示す。図2において、太線によって電力供給経路を示し、細線によってデータ/信号の送受経路を示す。また、本実施の形態において、特徴的な信号の送受経路を1点鎖線で示す。
 受電装置1は、送受信部2からデータを受け取り、電力を送電する非接触充電装置50とのデータの通信を行う制御システム部3を備えている。
 さらに詳細には、制御システム部3は、送受信部2からの変調信号を復調する復調部14と、復調部14で復調されたデータを解析し、各ブロックに所定の指示を行うシステム制御部11とを有する。また、制御システム部3は、システム制御部11で生成され、非接触充電装置50に送信する受電装置1の負荷状態等を表す制御状態データを非接触充電装置50に送信するために、制御状態データを変調する変調部13を有する。また、制御システム部3は、システム制御部11の指示に基づいて、送受信部2の共振周波数を調整する制御信号を生成する受信制御部15を備える。また、システム制御部11は、受電装置1の共振周波数を調整する調整モードにおいて、負荷電力を一定にするために充電制御部5に対して電力一定を表す指示を発する。
 システム制御部11は、図1における制御部3の主要部分に相当し、CPU等の演算処理部により構成される。システム制御部11は、好ましくは、動作手順を規定したプログラムを格納する記憶部3bを有しているが、システム制御部11に外付けされたROM等のメモリ素子であってもよい。また、システム制御部11は、受信制御部15を介して送受信部2の共振周波数の制御信号のための制御電圧を生成するDAC(Digital Analog Converter)3cを有する。
 復調部14、変調部13、受信制御部15は、非接触充電装置50から送電され受電された交流電力を整流部4によって整流し、平滑化された直流電力を用いて動作する。システム制御部11は、送電電力がない場合であっても動作する必要があるため、受電装置1で充電する対象としている2次電池6によって電力供給される。
 充電制御部5は、整流部4で整流された直流電力によって制御システム部3内の復調部14、変調部13及び受信制御部15に電力を供給し、2次電池6の充電制御を行い、さらに、充電SW7を介して機器本体30に直流電力を供給する。充電制御部5は、送電されてきた受電電力によって動作し、また、ACアダプタのような外部電源18を接続することによって動作できるようにしてもよい。
 充電SW部7は、2次電池6から機器本体30へ電力を供給する経路に直列に挿入されたダイオード7bと、充電制御部5の出力から機器本体30への電力供給経路に直列に挿入されたダイオード7cを有する。さらに、ダイオード7cに直列にSW7aが挿入されており、調整モードにおいて、システム制御部11からの指示によって充電制御部5から出力された信号によって経路が切断される。
 非接触充電装置50は、図2に示すように、送受信部52に送電電力を供給するインバータ部56を備える。インバータ部56は、商用交流電源や太陽光発電出力等が入力されて、所定の発振周波数で送受信部52の共振回路を駆動する。データの送受信に関しては、非接触充電装置50は、送受信部52を介する通信のためのデータを生成するシステム制御部51で生成されたデータを所定のキャリア周波数で変調する変調部54と、変調部で変調された変調信号で1次側アンテナ52aを駆動するための送信信号部55とを備える。送受信部52で受信された信号を復調する復調部53と、受信された信号によって1次側アンテナ52aによって構成される共振回路の共振周波数を調整する調整信号を生成する送受信制御部57とを備える。なお、非接触充電装置50においても、上述のように受電側とは独立に送電電力を最大化するために送受信部52の共振周波数を調整するようにしてもよいが、本発明の範囲から外れるのでこれ以上詳細に説明しない。
 2.受電装置の原理及び動作
  2-1.共振周波数の調整
 図3Aに示すように、Qi等に基づく非接触充電システムでは、1次側の非接触充電装置50は、1次側制御部で生成された送電電力及びデータを、1次側アンテナ52aによって2次側の受電装置に送る。受電装置1では、送られてきた電力及びデータが、2次側アンテナ2aによって受電され、2次側制御部3によって2次電池を充電する電力に変換され、フィードバック信号が生成される。2次側制御部3で生成されたフィードバック信号は、電源制御のため制御データとして2次側アンテナを介して、非接触充電装置に送信される。なお、Qiにおいては、そのほかに受電装置1の設置検出や、認証等にもデータ通信が用いられる。
 受電装置1の共振回路は、2次側アンテナ2aと可変容量コンデンサVACによって構成される。非接触充電装置からの送電される電力が最適になるように、2次側制御部によって可変容量コンデンサVACに印加される直流バイアス電圧を変化させて共振周波数を調整する。
 より具体的には、図3Bに示すように、1次側の非接触充電装置50の制御部は、たとえば120kHzの正弦波で発振し、インダクタンスL1と静電容量C1とからなる共振回路を励振する。120kHzの正弦波の電流は、インダクタンスL1によって磁界を発生する。発生した磁界は、受電装置1のインダクタンスL2を有するアンテナ2aに結合し、インダクタンスL2と静電容量C2とからなる共振回路を励振する。
 上述したように、インダクタンスL1と静電容量C1とからなる共振回路の共振周波数f1と、インダクタンスL2と静電容量C2とからなる共振回路の共振周波数f2とが等しい場合に、1次側アンテナと2次側アンテナとは結合が良好となり、効率よく電力を伝送することができる。実際には、2次側アンテナのインダクタンスL2は、アンテナを構成する磁気コアの材質、たとえばフェライトコアの透磁率等の磁気特性の初期ばらつきや温度特性によって少なくとも±2%~±5%は変動する。また、1次側と2次側のアンテナの相互インダクタンスMは、インダクタンスL1,L2とアンテナの離間距離や相対的位置に関連する結合係数kとの積に比例して変化する。
 M=k・(L1×L2)0.5
 電力の伝送効率を向上させるには、結合係数kを大きくしなければならないが、物理的な配置によって共振周波数の調整を行うのは困難である。また、共振用コンデンサの静電容量C2にも容量値の初期ばらつきや温度特性がある。共振用コンデンサに強誘電体コンデンサを用いる場合には、その温度特性として±10%程度の変動を見込む必要もある。2次側アンテナ2aの伝送効率を高めるには、2次側の共振回路のQを高める必要もあるが、上述の各部品のばらつきを考慮すると、あまりQを上げることができない。さらに、図3Bに示すように、2次側の受電装置1では、負荷条件が変動するため、負荷条件を抵抗Rで表すと、L2、C2、Rからなる共振回路のQは、負荷条件によって左右されることになるので、Qを上げることによる効率の向上にはあまり期待ができない。
 したがって、共振周波数を調整するには、抵抗Rを固定して、すなわち負荷電力を固定し、可変容量コンデンサを用いて共振周波数を変化させる必要がある。
 図4Aには、強誘電体を用いた可変容量コンデンサの静電容量値の電圧依存性を示す。可変容量コンデンサは、電極間に直流バイアス電圧を印加することによって静電容量値を変化させることのできるデバイスである。図4Aに示すように、無バイアス状態において、220nF程度であった静電容量値が、5Vの直流バイアスを印加すると120nF程度まで低下するので、-20nF/V程度の変化率で静電容量値を可変できる。
 この可変容量コンデンサを共振回路に用いることによって、図4Bに示すように、無バイアス時に90kHzであったものを、5V印加時には、120kHz程度まで変化させることができる(+6kHz/V=+6.7%/V)。
 2次側の受電装置1の共振回路に可変容量コンデンサを用いて共振周波数を調整し、受電電圧や電流を測定することによって、受電電力の最大値を探すことができる。
  2-2.受電モードと調整モードの設定
 ところで、Qi等の標準規格においては、システムに何らかの仕様を追加することによって全体の仕様に影響を与えることはできない。
 図5は、Qiに基づく非接触充電システムの概略を示すブロック図である。1次側の非接触充電装置(Power Transmitter)50は、コンバータ部(Power Conversion Unit)56によって、商用交流電源や太陽光発電出力等の電源から100kHz程度の正弦波交流に変換する。変換された交流電力は、受電装置(Power Receiver)1の2次側アンテナを有する送受信部(Power Pick-up Unit)2に受電される。ここで、受電装置1では、実際に受電した電力に基づいて、制御電力値を設定する(Determine actual Control Point 11a)。そして、受電装置1では、負荷が要求する要求電力値をあらかじめ設定しておき(Select desired Control Point 11c)、上記で設定された制御電力値との差分を計算して、フィードバック制御のためのエラー値を設定する(Calculate Control Error Value 11b)。計算されたエラー値は、受電装置の2次側アンテナから1次側アンテナを介してフィードバック制御データ(Control Error Packet 60)を非接触充電装置50に送信する。フィードバック制御データ60を受信した非接触充電装置50は、エラー値をゼロにするように、現在の送信電力値に基づいて(Determine actual Primary Cell current 51d)、新たな送信電力値を設定する(Determine new Primary Cell current 51a)。これらの設定動作について、送信電力値及び制御電力値を次第に目標値に近づけるように動作させる(Control towards new Primary Cell 51b, Set new Operating Point 51c)。これらの動作手順は、間欠的、定期的に実行される。
 上述の動作手順の途中に、上述した共振周波数の調整工程を追加すると、フィードバック動作に影響を与えるために、非接触充電システムの不安定動作を引き起こすおそれがある。また、設定された送信電力値及び制御電力値において送電、受電動作を行っているときには、2次電池の充電動作以外に機器本体が動作し、負荷電力が変動している場合もあり、そのような条件下で共振周波数の調整を行うことはできない。
 そこで、図1~図3において示したように、本発明の一実施の形態では、受電装置1の動作モードを複数用意する。動作モードの1つである「受電モード」では、Qi等の標準規格にしたがって2次電池の充電動作等を通常どおり行う。他の動作モードである「調整モード」では、受電モードを停止させ、非接触充電装置50からの送電電力が一定になるように設定をした後、一定電力が送電されている状態で、共振回路の共振周波数を調整する。調整モードでは、一定電力を送電させるために、受電装置1の側で、エラー値を「ゼロ」に設定する。非接触充電装置50では、エラー値が「ゼロ」に設定されると現在の送電電力が、目標値に到達した認識するので、受電装置1に一定電力を送電することになる。
 そして、一定電力が送電され、受電装置1で受電されている状況において、受電装置1の送受信部の共振周波数を図3において説明した方法によって調整する。
 図6に示すように、一定負荷条件において、共振回路を構成する可変容量コンデンサの両端に印加する直流バイアス電圧を0Vから次第に上昇させていくと、共振周波数が上昇し、伝送効率が上昇する。印加電圧が4V付近を超え、共振周波数を上昇させると逆に効率が低下する。このような効率特性を示す場合には、受電装置1において、可変容量コンデンサに印加する電圧を発生させるようにすればよい。
 周囲温度等の条件によって共振周波数は変動するので、調整モードは、定期的起動するように設定するのが好ましい。調整モードを起動させるたびに、可変容量コンデンサに0Vから電圧を印加し、ステップ的に上昇させるようにして、受電された電圧あるいは電流の変化が設定値よりも大きくなった点で電圧可変をストップさせる。たとえば、図2に示す受電装置1において、システム制御部11のDAC3cを用いて、印加電圧を0Vから徐々に上昇させて送受信部2内の可変容量コンデンサに印加するようにすればよい。
 なお、伝送効率のピーク検出方法には、上述のほか、最大電圧をサーチするピーク検出(太陽光発電で用いられる最大電力点追従制御(Maximum power point tracking、MPPT)を利用してもよく、検出する対象は、最大電圧、最大電流、最大電力いずれであってもよいのは言うまでもない。また、伝送効率の共振周波数依存性は、機器の設計等によって異なる場合もあるので、電力伝送効率の最適化には、電力伝送効率の共振周波数に対する特性を取得して、その特性に合った方法で調整すればよいのは言うまでもない。
  2-3.負荷電力の設定
 受電装置1は、2次電池6の充電制御とともに、機器本体30にも動作電力を供給する。機器本体30は、その動作状況によって消費電力が変動するので、受電装置1からみると、負荷電力が変動することとなる。調整モードにおいて、一定電力が受電されている状況の下で機器本体30による負荷電力の変動が生ずると、共振周波数の調整動作を行うことができない。
 そこで、機器本体30への直接の電力供給を停止して、機器本体30への電力供給については、2次電池6を介して行うようにする。2次電池6が機器本体30の負荷電力の変動に関してバッファとして機能するので、受電装置1は、ほぼ一定の負荷電力を供給すればよいことになる。
 具体的な構成としては、図2に示すように、受電モードでは、SW7aがダイオード7c側に接続される。2つのダイオード7b,7cによって、2次電池6の充電電圧と、機器本体30の供給電圧の大小を比較する。2次電池6の充電電圧が機器本体30の供給電圧よりも高い場合には、受電装置1の充電制御部5によって、2次電池6を充電し、機器本体30は、2次電池6から電力供給を受ける。一方、2次電池6の充電電圧が機器本体30の供給電圧よりも低い場合には、充電制御部5は、SW7a及びダイオード7cを介して機器本体30に電力供給し、2次電池6からは、機器本体30への電力供給を停止する。
 調整モードでは、SW7aが開いて、充電制御部5からダイオード7cを通る機器本体30への経路を遮断する。このように設定することによって、2次電池6を介して機器本体30に電力供給されるので、受電装置1は、2次電池6に対してのみ一定電力を供給することになる。
 3.受電電力の調整方法
 以下、図2も参照して動作手順の詳細を説明する。図7には、受電モードにおける受電装置1の動作手順のフローチャートを示す。受電モードとは、上述したとおり、非接触充電装置50から電力が送電され、受電装置1の負荷状態に応じて送電電力を制御する動作モードである。
 受電モードが開始されると、ステップS1において、負荷が充電制御部5の指示に基づいて、SW7aが閉じて充電制御部5からSW7a及びダイオード7cを通る機器本体30への経路が形成される。2次電池6の充電電圧が機器本体30の供給電圧よりも低いときには、2次電池6は、充電制御部5によって充電制御され、機器本体30は、ダイオード7cを介して充電制御部5から直接電源供給を受ける。2次電池6の電圧が機器本体30の供給電圧よりも高いときには、SW7a及びダイオード7cの経路は、ダイオード7cにより遮断され、機器本体30は、2次電池6から電源供給を受ける。
 ステップS2において、受電装置1は、異物検知を行う。異物検知とは、非接触充電装置50の電力伝送範囲内に、受電装置1以外の金属や、規格外の受電装置があることを検知することをいう。受電装置1の2次側アンテナ2aの近傍に金属があると、その金属によって渦電流が発生し、渦電流によるジュール熱によって金属が発熱する。このような損失によって、電力伝送効率の低下を生じるとともに、過熱による安全上の問題を生じるおそれがあるので、一定期間内に、受電装置1の受電電力が規定値に達しない場合に、異物ありと判断し、動作停止等の例外処理を行う。
 たとえば、Qiの場合このような異物検知の処理には、たとえば次のような方法を用いている。
 最初に、1次側アンテナに流れる電流波形に相違があることを利用して、受電装置1の設置有無を判断する。そして、受電装置1が設置されていると判断した場合には、非接触充電装置50は、受電装置1が起動する程度の小さな電力を受電装置1に送電する。起動した受電装置1は、Qiの機器認証データを変調部13で変調して送受信部2から非接触充電装置50に送信する。非接触充電装置50は、受電装置1から所定の機器認証データを受信した場合には、通常の送電動作に遷移し、所定の時間経過しても非接触充電装置50が機器認証データを受信しない場合には、異物を検知したものとして、非接触充電装置50は、送電を停止する。
 ステップS2において、異物なし(No)と判断された場合には、通常の動作に遷移し、異物あり(Yes)と判断された場合には、ステップS5において、エラー処理を行う。エラー処理は、たとえば受電装置1の動作停止処理であり、システム制御部11によってタイムアウト処理を行う。
 ステップS3において、システム制御部11によって、送電されて受電された電力と、受電装置1の負荷が要求する要求電力との差分を計算し、検出値(エラー値)に設定し、設定されたエラー値は、変調部13によって、所定の変調が施され、送受信部2によって非接触充電装置50に変調されたエラー値を送信する。
 ステップS4において、調整モードに切り換えるタイミングに相当するか否かを判断し、調整モードの周期に該当しなければ、ステップS2に戻って定常動作を行う。調整モードの周期外であれば、定常動作を繰り返し実行する。所定の時間が経過すると、調整モードに入る。
 図8には、調整モードにおける受電装置1の動作手順のフローチャートを示す。調整モードとは、非接触充電装置50から送電される電力を一定にし、受電装置1の負荷状態も一定にして、送受信部2の共振周波数を調整することによって、受電電力の最適化を行う動作モードである。
 調整モードに入る周期は、システム制御部11によって設定される。たとえば、記憶部3bに書き込まれたプログラムによって指定される。調整モードが開始されると、ステップS10において、システム制御部11によってDAC3cの出力が「ゼロ」に設定される。DAC3cの出力は、受信制御部15を介して送受信部2の共振周波数を制御する制御電圧を形成する。図3において説明したように、可変容量コンデンサを用いて共振周波数を制御する場合には、可変容量コンデンサの両端に印加する直流バイアス電圧を0Vに設定する。したがって、送受信部2の共振周波数は、最低値に設定される。
 ステップS11において、受電装置1は、異物検知を行う。異物検知は、受電モードにおける動作と同じである。異物検知された場合には、ステップS19において、エラー処理を行う。異物検知されない場合には、次の処理へ進む。
 ステップS12において、システム制御部11によって、送電された受電電力と、受電装置1の負荷が要求する要求電力との差分である検出値(エラー値)を「ゼロ」に設定する。「ゼロ」に設定されたエラー値は、変調部13によって、所定の変調を施され、送受信部2によって非接触充電装置50に送信される。非接触充電装置50では、フィードバック量であるエラー値が「ゼロ」であるから、受電装置1の負荷が規定の目標値に到達したものと判断され、一定の電力を送電する。
 ステップS13において、非接触充電装置50が一定電力送電を行い、受電装置1において定常状態に達するまでの時間経過のため、システム制御部11によって応答待ち時間1が設定される。
 応答待ち時間1経過後、ステップS14において、システム制御部11によって、充電制御部5に対して、負荷一定動作を行うことを指示する。充電制御部5は、指示に基づいて、SW7aを開き、充電制御部5からSW7a及びダイオード7cを通る機器本体30への経路が遮断する。したがって、機器本体30への電力供給は、2次電池6を介して行われる。
 ステップS15において、システム制御部11によって、負荷が定常状態に達するまでの時間経過のため、応答待ち時間2が設定される。
 ステップS16において、システム制御部11のDAC3cによって、共振周波数の制御電圧を1単位分だけステップアップさせる。8bitのDACを5V基準電源で用いた場合であれば、4mV/stepを1単位としてステップアップさせることができる。設定精度については、任意に設定できることは言うまでもない。
 ステップS17において、システム制御部11によって、DAC出力の変化前後における受電電圧の変化ΔVをモニタし、ΔVが、あらかじめ設定したしきい値Vthよりも大きくなるまでステップS11~ステップS16を繰り返す。所定の時間内にしきい値Vthに到達しないときに、エラー処理を行うようにしてもよい。
 受電電圧の変化ΔVが所定のしきい値vthを超えた場合には、ステップS18において、そのときのDAC3cの出力に固定する。
 上述のステップS18において、共振周波数が調整され、電力伝送効率が最適化されたものとして、再度受電モードに戻る。
 上述したフローチャートをプログラムにして記憶部3bに格納して、各ステップにしたがってシステム制御部11で処理させるようにすることができる。また、ミックスドシグナル技術を用いて変復調部も含めて制御システム部3すべてを1つの半導体回路として構成してもよい。いずれの機能ブロックを集積化するかは任意に決定することができるのは言うまでもない。
 上述の各ステップを、既存のプログラムを書き換え、あるいは追加することにより実装して記憶部3bに格納し、あるいはプログラムを実装した記憶部3bを追加することによって、既存の非接触充電システムに変更を加えることなく、本発明の一実施の形態に係る受電装置1を実現することができる。
 4.変形例
 [変形例1]
 以下の変形例を示す図においては、すでに説明した図1及び図2で用いた符号と同じ機能のブロックについては同じ符号を用いる。
 図2に示した構成例においては、SW7aを用いて調整モード時の一定電力化を行うこととしたが、機器本体30の種類や動作によっては、動作電力が大きく変動しないものもあり、そのような場合には、図9に示すようにSW7aを省略することができる。
 具体的には、受電モードか調整モードかによらず、2次電池6の充電電圧と、機器本体30の供給電圧を2つのダイオード7b,7cによって比較して、2次電池6の充電電圧が機器本体30の供給電圧よりも高い場合には、受電装置1の充電制御部5は、2次電池6を充電しつつ、機器本体30は、2次電池6から電力供給を受ける。一方、2次電池6の充電電圧が機器本体30の供給電圧よりも低い場合には、充電制御部5は、SW7a及びダイオード7cを介して機器本体30に電力供給し、2次電池6からは、機器本体30への電力供給を停止する。
 なお、ここで、調整モードにおいては、システム制御部11から充電制御部5に対して、負荷電力一定の指示を出すのは図2の構成例と同様である。
 [変形例2]
 図10に示すように、機器本体30がいつも2次電池6の負荷として動作するように構成することによって、さらに簡単な構成とすることもできる。この変形例によれば、本発明の一実施の形態として、既存の受電装置に対して、ハードウェアの変更を要することなく実施することができる。
 図11に示すように、充電制御部5は、2次電池6を充電制御し、機器本体30は、常に2次電池6を動作電源として駆動される。調整モードにおいて、充電制御部5は、システム制御部11の指示に基づいて、負荷電力一定モードで動作するのが好ましい。
 1 受電装置、2 送受信部、2a 2次側アンテナ、3 制御システム部、3a 制御部、3b 記憶部、3c DAC部、4 整流部、5 充電制御部、6 2次電池、7 充電SW部、7a SW、7b,7c ダイオード、11 システム制御部、13 変調部、14 復調部、15 受信制御部、18 外部電源、30 機器本体、50 非接触充電装置、51 システム制御部、52 送受信部、52a 1次側アンテナ、53 復調部、54 変調部、55 送信信号部、56 インバータ部、57 送受信制御部、60 フィードバック制御データ

Claims (29)

  1.  非接触充電装置から送電される電力を受電し、該非接触充電装置とデータを送受信するアンテナを有する共振回路を含む送受信部と、
     上記送受信部によって受電された電力を用いて、2次電池の充電を含む電源制御を行う充電制御部と、
     上記2次電池の充電状態及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源の制御状態を表す制御状態データを生成して、上記送受信部を介して上記非接触充電装置に送信する制御部とを備え、
     上記制御部は、
     上記制御状態データに基づいて送電される電力を、上記充電制御部を介して上記2次電池の充電のために用い、及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源のために用いる受電モードと、
     上記制御状態データを所定の一定値に固定し、上記共振回路の共振周波数を調整することによって受電電力の調整を行う調整モードとを有することを特徴とする受電装置。
  2.  上記調整モードでは、上記制御部は、負荷に対して一定電力を供給するように、上記充電制御部を制御することを特徴とする請求項1記載の受電装置。
  3.  上記調整モードでは、
     上記制御部は、上記共振周波数を初期値に設定して、上記送電された電力に関連する受電データを測定し、該共振周波数を所定の値だけ変化させて、該共振周波数の変化の前後の該受電データの変化量が所定のしきい値に到達するまで該共振周波数に対する該受電データを測定し、該変化量が該しきい値に到達したときの共振周波数に設定することを特徴とする請求項1又は2記載の受電装置。
  4.  上記共振周波数の初期値は、設定できる共振周波数の範囲の最小値であり、上記データは、送受信部で受電される信号の電圧値及び/又は電流値であることを特徴とする請求項3記載の受電装置。
  5.  上記調整モードは、周期的に実行されることを特徴とする請求項1記載の受電装置。
  6.  上記調整モードを実行する周期は、該調整モードの設定の応答時間の逆数よりも長いことを特徴とする請求項5記載の受電装置。
  7.  上記制御状態データは、上記2次電池の充電状態及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源状態と、これらの目標値との差分に基づくフィードバック量であり、
     上記調整モードでは、上記制御部は、上記フィードバック量を0に設定することを特徴とする請求項1記載の受電装置。
  8.  上記充電制御部は、上記2次電池を充電する充電経路と、該充電経路を経ずに機器に直接に電源を供給する電源経路とを有し、上記調整モードでは、該電源経路を遮断することを特徴とする請求項1又は7記載の受電装置。
  9.  上記受電モード及び/又は上記調整モードでは、上記制御状態データが、所定のしきい値よりも大きい場合に当該受電装置の動作を停止することを特徴とする請求項1又は2記載の受電装置。
  10.  受電モード及び調整モードを有する、非接触充電の受電装置の受電電力調整方法において、
     上記受電モードでは、
     送受信部によって、非接触充電装置から送電される電力を受電し、又はデータを受信し、
     充電制御部によって、上記電力を用いて、2次電池の充電を含む電源を制御し、
     制御部によって、上記2次電池の充電状態及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源の制御状態を表す制御状態データを生成して、上記送受信部を介して該制御状態データを上記非接触充電装置に送信し、該制御状態データに基づいて送電される電力を、上記充電制御部を介して上記2次電池に供給し、及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源に供給し、
     上記調整モードでは、
     上記制御部によって、所定の一定値に固定された上記制御状態データを、上記送受信部を介して上記非接触充電装置に送信し、該制御状態データに基づいて送電される電力を、上記充電制御部を介して上記2次電池に供給し、及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源に供給し、
     上記制御部によって、上記送受信部を構成する共振回路の共振周波数を調整して、受電電力を調整することを特徴とする受電電力調整方法。
  11.  上記調整モードでは、上記制御部によって、負荷に対して一定電力を供給するように、上記充電制御部を制御することを特徴とする請求項10記載の受電電力調整方法。
  12.  上記調整モードでは、更に、上記制御部によって、
     上記共振周波数を初期値に設定して、上記送電された電力に関連する受電データを測定し、
     上記共振周波数を所定の値だけ変化させて、該共振周波数の変化の前後の上記受電データの変化量が所定のしきい値に到達するまで上記共振周波数に対する上記受電データを測定し、
     上記変化量が上記しきい値に到達したときの共振周波数に設定することを特徴とする請求項10又は11記載の受電電力調整方法。
  13.  上記共振周波数の初期値は、設定できる共振周波数の範囲の最小値であり、上記データは、送受信部で受電される信号の電圧値及び/又は電流値であることを特徴とする請求項12記載の受電電力調整方法。
  14.  上記調整モードは、周期的に実行されることを特徴とする請求項10記載の受電電力調整方法。
  15.  上記調整モードを実行する周期は、該調整モードの設定の応答時間の逆数よりも長いことを特徴とする請求項14記載の受電電力調整方法。
  16.  上記制御状態データは、上記2次電池の充電状態及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源状態と、これらの目標値との差分に基づくフィードバック量であり、
     上記調整モードでは、上記制御部は、上記フィードバック量を0に設定することを特徴とする請求項10記載の受電電力調整方法。
  17.  上記充電制御部は、上記2次電池を充電する充電経路と、該充電経路を経ずに機器に直接に電源を供給する電源経路とを有し、上記調整モードでは、上記充電制御部によって、該電源経路を遮断することを特徴とする請求項10又は16記載の受電電力調整方法。
  18.  上記受電モード及び/又は上記調整モードには、受電装置以外の金属物を検知することを更に有することを特徴とする請求項10又は11記載の受電電力調整方法。
  19.  プログラムを格納する記憶部と、格納されたプログラムを展開して実行する処理ユニットを有する制御部とを備える非接触充電用の受電装置の受電電力調整プログラムであって、
     非接触充電装置からの電力を受電する受電モードでは、
     送受信部によって、非接触充電装置から送電される電力を受電し、又はデータを受信するステップと、
     充電制御部によって、上記電力を2次電池の充電を含む電源を制御するステップと、
     制御部によって、上記2次電池の充電状態及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源の制御状態を表す制御状態データを生成して、上記送受信部を介して該制御状態データを上記非接触充電装置に送信し、該制御状態データに基づいて送電される電力を、上記充電制御部を介して上記2次電池に供給し、及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源に供給するステップと実行し、
     受電電力を調整する調整モードでは、
     上記制御部によって、所定の一定値に固定された上記制御状態データを、上記送受信部を介して上記非接触充電装置に送信し、該制御状態データに基づいて送電される電力を、上記充電制御部を介して上記2次電池に供給し、及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源に供給するステップと、
     上記制御部によって、上記送受信部を構成する共振回路の共振周波数を調整して、受電電力を調整するステップとを実行する受電電力調整プログラム。
  20.  上記調整モードでは、上記制御部によって、負荷に対して一定電力を供給するように、上記充電制御部を制御することを特徴とする請求項19記載の受電電力調整プログラム。
  21.  上記調整モードでは、上記制御部によって、
     上記共振周波数を初期値に設定して、上記送電された電力に関連する受電データを測定するステップと、
     上記共振周波数を所定の値だけ変化させて、該共振周波数の変化の前後の上記受電データの変化量が所定のしきい値に到達するまで上記共振周波数に対する上記受電データを測定ステップと、
     上記変化量が上記しきい値に到達したときの共振周波数に設定するステップとを更に有することを特徴とする請求項19又は20記載の受電電力調整プログラム。
  22.  上記共振周波数の初期値は、設定できる共振周波数の範囲の最小値であり、上記データは、送受信部で受電される信号の電圧値及び/又は電流値であることを特徴とする請求項21記載の受電電力調整プログラム。
  23.  上記調整モードは、周期的に実行されることを特徴とする請求項19記載の受電電力調整プログラム。
  24.  上記調整モードを実行する周期は、該調整モードの設定の応答時間の逆数よりも長いことを特徴とする請求項23記載の受電電力調整プログラム。
  25.  上記制御状態データは、上記2次電池の充電状態及び/又は該2次電池で動作する機器本体の電源状態と、これらの目標値との差分に基づくフィードバック量であり、
     上記調整モードでは、上記制御部は、上記フィードバック量を0に設定することを特徴とする請求項19記載の受電電力調整プログラム。
  26.  上記充電制御部は、上記2次電池を充電する充電経路と、該充電経路を経ずに機器に直接に電源を供給する電源経路とを有し、上記調整モードでは、上記充電制御部によって、該電源経路を遮断することを特徴とする請求項19又は25記載の受電電力調整プログラム。
  27.  上記受電モード及び/又は上記調整モードには、受電装置以外の金属物を検知するステップを更に有することを特徴とする請求項19又は20項記載の受電電力調整プログラム。
  28.  請求項19~26いずれか1項に記載された受電電力調整プログラムを格納する記憶部を備える半導体装置。
  29.  上記受電電力調整プログラムを展開して実行する制御部を更に備える請求項28記載の半導体装置。
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