JP2008178195A - 送電制御装置、受電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置、受電装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄な電力消費を最小限に抑えながらバッテリの再充電を可能にする送電制御装置、受電制御装置等の提供。
【解決手段】無接点電力伝送システムの送電装置に設けられる送電制御装置は、送電装置を制御する送電側制御回路を含む。送電側制御回路は、負荷が有するバッテリが満充電状態になったことが検出された場合に、受電装置に対する通常送電を停止して間欠送電を行い、間欠送電期間において、バッテリが再充電必要状態になったことが検出された場合に、受電装置に対する通常送電を再開する制御を行う。受電装置を制御する受電側制御回路は、間欠送電期間において、バッテリの再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを送電装置に対して送信する制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、送電制御装置、受電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置、受電装置及び電子機器に関する。

近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器（例えば電話機の子機）の充電などが提案されている。

無接点電力伝送の従来技術として特許文献１、２がある。この特許文献１では、２次側のバッテリが満充電になると、１次側の電源部の発振動作を停止させている。また特許文献２では、受電装置（２次側）から送電装置（１次側）へのデータ送信を、いわゆる負荷変調により実現している。

しかしながら、特許文献１、２では、満充電後のバッテリを再充電する機構については、何ら考慮されていなかった。
特開平６−３３９２３２号公報 特開２００６−６０９０９号公報

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無駄な電力消費を最小限に抑えながらバッテリの再充電を可能にする送電制御装置、受電制御装置、無接点電力伝送システム、送電装置、受電装置及び電子機器を提供することにある。

本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、前記送電装置を制御する送電側制御回路を含み、前記送電側制御回路は、前記負荷が有するバッテリが満充電状態になったことが検出された場合に、前記受電装置に対する通常送電を停止して間欠送電を行い、間欠送電期間において、前記バッテリが再充電必要状態になったことが検出された場合に、前記受電装置に対する通常送電を再開する制御を行う送電制御装置に関係する。

本発明によれば、バッテリの満充電状態が検出されると、通常送電が停止して間欠送電が行われる。そして間欠送電期間においてバッテリが再充電必要状態になったことが検出されると、送電側から受電側への通常送電が再開して、バッテリの再充電が行われる。このように本発明では、満充電状態の検出後に通常送電が停止し、間欠的な送電だけが行われるようになるため、満充電後の待機モードにおける待機電流を大幅に削減でき、無駄な電力消費を最小限に抑えることができる。また周期的な間欠送電が行われて、バッテリが再充電必要状態になったか否かがチェックされるため、バッテリの再充電を効率的且つ確実に実現できる。

また本発明では、前記送電側制御回路は、前記負荷が有するバッテリが満充電状態になったことを知らせる満充電コマンドを、前記受電装置への通常送電中に前記受電装置から受信した場合に、第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記バッテリの再充電状態の検知を指示する再充電検知コマンドを、前記受電装置に対して送信する制御を行ってもよい。

このようにすれば、送電側は、満充電コマンドを受電側から受信することで、受電側のバッテリの満充電状態を検出できる。そして満充電状態の検出後、第１の期間の間、送電を停止することで省電力化を図れる。また間欠送電期間において、再充電検知コマンドを受電側に送信すれば、受電側は、リセット状態になって満充電や再充電に関する情報を保持できない場合にも、この再充電検知コマンドを受信することで、バッテリの再充電状態の検知を開始できるようになる。

また本発明では、前記送電側制御回路は、前記バッテリの再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを、前記受電装置から受信し、前記バッテリが再充電必要状態であると判断した場合に、前記受電装置への通常送電を再開する制御を行ってもよい。

このようにすれば、送電側は、受電側から再充電コマンドを受信することで、バッテリが再充電必要状態であるか否かを判断でき、通常送電の再開の判断が可能になる。

また本発明では、前記送電側制御回路は、前記再充電検知コマンドを前記受電装置に送信した後、第２の期間が経過するまでの間に、前記再充電コマンドを前記受電装置から受信しなかった場合には、前記第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記再充電検知コマンドを前記受電装置に対して送信する制御を行ってもよい。

このようにすれば、送電側は、第２の期間の経過を待つだけで、次の送電停止及び間欠送電を行うことができるようになり、処理の簡素化を図れる。

また本発明では、前記送電側制御回路は、前記送電装置と前記受電装置との間のＩＤ認証が完了した後、満充電フラグをリセットして前記受電装置への通常送電を開始し、前記受電装置から前記満充電コマンドを受信した場合に、前記満充電フラグをセットし、前記バッテリの再充電のための通常送電を再開する場合に、前記満充電フラグをリセットしてもよい。

このようにすれば、送電停止期間においても情報を保持できる送電側が、保持された満充電フラグを用いて、満充電時や再充電時のシーケンスを適正に制御できるようになる。

また本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、前記受電装置を制御する受電側制御回路と、前記負荷が有するバッテリの満充電後の再充電状態を監視する再充電監視回路とを含み、前記受電側制御回路は、前記負荷が有するバッテリが満充電状態になり、前記送電装置が通常送電を停止して間欠送電を行った場合に、間欠送電期間において、前記バッテリの再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを前記送電装置に対して送信する制御を行う受電制御装置に関係する。

本発明によれば、バッテリが満充電状態になり、送電側が通常送電を停止して間欠送電を行うと、この間欠送電期間において受電側から送電側に対して、再充電コマンドが送信される。この再充電コマンドにより送電側は、バッテリの再充電状態に関する情報（再充電が必要か否か、或いはバッテリ電圧等）を知ることができ、バッテリの再充電のシーケンスを適正に制御できる。従って、無駄な電力消費を最小限に抑えながら、バッテリを効率的に再充電できるようになる。

また本発明では、前記バッテリが満充電状態になったか否かを検出する満充電検出回路を含み、前記受電側制御回路は、前記バッテリが満充電状態になった場合に、満充電状態になったことを知らせる満充電コマンドを前記送電装置に対して送信すると共に、前記バッテリの充電制御を行う充電制御装置への電圧出力を停止する制御を行ってもよい。

このようにすれば、受電側は、満充電コマンドを用いてバッテリの満充電状態を送電側に知らせることができ、送電側による通常送電の停止が可能になる。また充電制御装置への電圧出力を停止することで、充電制御装置の待機電流も削減でき、更なる省電力化を図れる。

また本発明では、前記受電制御装置は、前記満充電コマンドの送信後、前記送電装置からの送電が停止することで、リセット状態になり、前記受電側制御回路は、前記送電装置からの間欠送電によりリセット状態が解除された後に、前記バッテリの再充電状態の検知を指示する再充電検知コマンドを、前記送電装置から受信した場合に、前記バッテリの再充電状態の監視処理を行ってもよい。

このようにすれば、受電側は、送電停止によりリセット状態になり、満充電や再充電に関する情報を保持できなくても、送電側からの再充電検知コマンドに基づいて、バッテリの再充電状態の監視処理を開始できるようになる。

また本発明では、前記バッテリの再充電状態を監視するためのバッテリ電圧又は検出信号が入力される端子を有してもよい。

このようにすれば、端子から入力されるバッテリ電圧や検出信号に基づいて、バッテリの再充電状態を効率的に監視できる。

また本発明は、送電装置と受電装置を含み、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて前記送電装置から前記受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、前記送電装置は、前記送電装置を制御する送電側制御回路を含み、前記受電装置は、前記受電装置を制御する受電側制御回路と、前記バッテリが満充電状態になったか否かを検出する満充電検出回路と、前記負荷が有するバッテリの満充電後の再充電状態を監視する再充電監視回路とを含み、前記受電側制御回路は、前記バッテリが満充電状態になった場合に、満充電状態になったことを知らせる満充電コマンドを前記送電装置に対して送信すると共に、前記バッテリの充電制御を行う充電制御装置への電圧出力を停止する制御を行い、前記送電側制御回路は、前記満充電コマンドを、前記受電装置への通常送電中に前記受電装置から受信した場合に、第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記バッテリの再充電状態の検知を指示する再充電検知コマンドを、前記受電装置に対して送信する制御を行い、前記受電側制御回路は、間欠送電期間において、前記再充電検知コマンドを受信し、前記バッテリの再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを前記送電装置に対して送信する制御を行う無接点電力伝送システムに関係する。

本発明によれば、受電側は、満充電コマンドを用いてバッテリの満充電状態を送電側に知らせることができ、送電側による通常送電の停止が可能になる。また充電制御装置への電圧出力を停止することで、充電制御装置の待機電流も削減できる。送電側は、満充電コマンドを受電側から受信することで、受電側のバッテリの満充電状態を検出できる。そして満充電状態の検出後、第１の期間の間、送電を停止することで省電力化を図れる。また間欠送電期間において、再充電検知コマンドを受電側に送信すれば、受電側は、リセット状態になって満充電や再充電に関する情報を保持できない場合にも、この再充電検知コマンドに基づいて、バッテリの再充電状態の監視処理を開始できるようになる。

また本発明では、前記送電側制御回路は、前記再充電検知コマンドを前記受電装置に送信した後、第２の期間が経過するまでの間に、前記再充電コマンドを前記受電装置から受信しなかった場合には、前記第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記再充電検知コマンドを前記受電装置に対して送信する制御を行ってもよい。

また本発明は、上記のいずれかに記載の送電制御装置と、交流電圧を生成して前記１次コイルに供給する送電部とを含む送電装置に関係する。

また本発明は、上記のいずれかに記載の受電制御装置と、前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部とを含む受電装置に関係する。

また本発明は、上記に記載の送電装置を含む電子機器に関係する。

また本発明は、上記に記載の受電装置と、前記受電装置により電力が供給される負荷とを含む電子機器に関係する。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．電子機器
図１（Ａ）に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の１つである充電器５００（クレードル）は送電装置１０を有する。また電子機器の１つである携帯電話機５１０は受電装置４０を有する。また携帯電話機５１０は、ＬＣＤなどの表示部５１２、ボタン等で構成される操作部５１４、マイク５１６（音入力部）、スピーカ５１８（音出力部）、アンテナ５２０を有する。

充電器５００にはＡＣアダプタ５０２を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、携帯電話機５１０のバッテリを充電したり、携帯電話機５１０内のデバイスを動作させることができる。

なお本実施形態が適用される電子機器は携帯電話機５１０に限定されない。例えば腕時計、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピュータ、ハンディターミナル、携帯情報端末、或いは電動自転車などの種々の電子機器に適用できる。

図１（Ｂ）に模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電装置１０側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電装置４０側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。

２．送電装置、受電装置
図２に本実施形態の送電装置１０、送電制御装置２０、受電装置４０、受電制御装置５０の構成例を示す。図１（Ａ）の充電器５００などの送電側の電子機器は、少なくとも図２の送電装置１０を含む。また携帯電話機５１０などの受電側の電子機器は、少なくとも受電装置４０と負荷９０（本負荷）を含む。そして図２の構成により、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、受電装置４０の電圧出力ノードＮＢ７から負荷９０に対して電力（電圧ＶＯＵＴ）を供給する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。

送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、電圧検出回路１４、表示部１６、送電制御装置２０を含むことができる。なお送電装置１０や送電制御装置２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば表示部、電圧検出回路）を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

送電部１２は、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。具体的には図３（Ａ）に示すように、例えばデータ「１」を受電装置４０に対して送信する場合には、周波数ｆ１の交流電圧を生成し、データ「０」を送信する場合には、周波数ｆ２の交流電圧を生成する。この送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバと、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバと、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのコンデンサを含むことができる。

そして送電部１２が含む第１、第２の送電ドライバの各々は、例えばパワーＭＯＳトランジスタにより構成されるインバータ回路（バッファ回路）であり、送電制御装置２０のドライバ制御回路２６により制御される。

１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば電力伝送が必要なときには、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、充電器５００の上に携帯電話機５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と携帯電話機５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。

電圧検出回路１４は１次コイルＬ１の誘起電圧を検出する回路であり、例えば抵抗ＲＡ１、ＲＡ２や、ＲＡ１とＲＡ２の接続ノードＮＡ３とＧＮＤ（広義には低電位側電源）との間に設けられるダイオードＤＡ１を含む。具体的には、１次コイルＬ１の誘起電圧を抵抗ＲＡ１、ＲＡ２で分圧することで得られた信号ＰＨＩＮが、送電制御装置２０の波形検出回路２８に入力される。

表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示するものであり、例えばＬＥＤやＬＣＤなどにより実現される。

送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、制御回路２２（送電側）、発振回路２４、ドライバ制御回路２６、波形検出回路２８を含むことができる。

制御回路２２（制御部）は送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものであり、例えばゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。具体的には制御回路２２は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、或いは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。

発振回路２４は例えば水晶発振回路により構成され、１次側のクロックを生成する。ドライバ制御回路２６は、発振回路２４で生成されたクロックや制御回路２２からの周波数設定信号などに基づいて、所望の周波数の制御信号を生成し、送電部１２の第１、第２の送電ドライバに出力して、第１、第２の送電ドライバを制御する。

波形検出回路２８は、１次コイルＬ１の一端の誘起電圧に相当する信号ＰＨＩＮの波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば受電装置４０の負荷変調部４６が、送電装置１０に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形が図３（Ｂ）のように変化する。具体的には、データ「０」を送信するために負荷変調部４６が負荷を低くすると、信号波形の振幅（ピーク電圧）が小さくなり、データ「１」を送信するために負荷を高くすると、信号波形の振幅が大きくなる。従って、波形検出回路２８は、誘起電圧の信号波形のピークホールド処理などを行って、ピーク電圧がしきい値電圧を超えたか否かを判断することで、受電装置４０からのデータが「０」なのか「１」なのかを判断できる。なお波形検出の手法は図３（Ａ）、図３（Ｂ）の手法に限定されない。例えば、受電側の負荷が高くなったか低くなったかを、ピーク電圧以外の物理量を用いて判断してもよい。

受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、受電部４２、負荷変調部４６、給電制御部４８、受電制御装置５０を含むことができる。なお受電装置４０や受電制御装置５０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。

受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部４２が有する整流回路４３により行われる。この整流回路４３は、ダイオードＤＢ１〜ＤＢ４を含む。ダイオードＤＢ１は、２次コイルＬ２の一端のノードＮＢ１と直流電圧ＶＤＣの生成ノードＮＢ３との間に設けられ、ＤＢ２は、ノードＮＢ３と２次コイルＬ２の他端のノードＮＢ２との間に設けられ、ＤＢ３は、ノードＮＢ２とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられ、ＤＢ４は、ノードＮＢ４とＮＢ１との間に設けられる。

受電部４２の抵抗ＲＢ１、ＲＢ２はノードＮＢ１とＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ１、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ１、ＲＢ２により分圧することで得られた信号ＣＣＭＰＩが、受電制御装置５０の周波数検出回路６０に入力される。

受電部４２のコンデンサＣＢ１及び抵抗ＲＢ４、ＲＢ５は、直流電圧ＶＤＣのノードＮＢ３とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ３、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ４、ＲＢ５により分圧することで得られた信号ＡＤＩＮが、受電制御装置５０の位置検出回路５６に入力される。

負荷変調部４６は負荷変調処理を行う。具体的には受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させて、図３（Ｂ）に示すように１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために負荷変調部４６は、ノードＮＢ３、ＮＢ４の間に直列に設けられた抵抗ＲＢ３、トランジスタＴＢ３（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）を含む。このトランジスタＴＢ３は受電制御装置５０の制御回路５２からの信号Ｐ３Ｑによりオン・オフ制御される。そしてトランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行う際には、給電制御部４８のトランジスタＴＢ１、ＴＢ２はオフにされ、負荷９０が受電装置４０に電気的に接続されない状態になる。

例えば図３（Ｂ）のように、データ「０」を送信するために２次側を低負荷（インピーダンス大）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＬレベルになってトランジスタＴＢ３がオフになる。これにより負荷変調部４６の負荷はほぼ無限大（無負荷）になる。一方、データ「１」を送信するために２次側を高負荷（インピーダンス小）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＨレベルになってトランジスタＴＢ３がオンになる。これにより負荷変調部４６の負荷は、抵抗ＲＢ３（高負荷）になる。

給電制御部４８は負荷９０への電力の給電を制御する。レギュレータ４９は、整流回路４３での変換で得られた直流電圧ＶＤＣの電圧レベルを調整して、電源電圧ＶＤ５（例えば５Ｖ）を生成する。受電制御装置５０は、例えばこの電源電圧ＶＤ５が供給されて動作する。

トランジスタＴＢ２（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ）は、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５（レギュレター４９の出力ノード）とトランジスタＴＢ１（ノードＮＢ６）との間に設けられ、受電制御装置５０の制御回路５２からの信号Ｐ１Ｑにより制御される。具体的にはトランジスタＴＢ２は、ＩＤ認証が完了（確立）して通常の電力伝送を行う場合にはオンになり、負荷変調の場合等にはオフになる。なお電源電圧生成ノードＮＢ５とトランジスタＴＢ２のゲートのノードＮＢ８との間にはプルアップ抵抗ＲＵ２が設けられる。

トランジスタＴＢ１（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ）は、トランジスタＴＢ２（ノードＮＢ６）とＶＯＵＴの電圧出力ノードＮＢ７との間に設けられ、出力保証回路５４からの信号Ｐ４Ｑにより制御される。具体的には、ＩＤ認証が完了して通常の電力伝送を行う場合にはオンになる。一方、ＡＣアダプタの接続が検出されたり、電源電圧ＶＤ５が受電制御装置５０（制御回路５２）の動作下限電圧よりも小さい場合等に、オフになる。なお電圧出力ノードＮＢ７とトランジスタＴＢ１のゲートのノードＮＢ９との間にはプルアップ抵抗ＲＵ１が設けられる。

受電制御装置５０は、受電装置４０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この受電制御装置５０は、２次コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧ＶＤ５により動作することができる。また受電制御装置５０は、制御回路５２（受電側）、出力保証回路５４、位置検出回路５６、発振回路５８、周波数検出回路６０、満充電検出回路６２、再充電監視回路６４を含むことができる。

制御回路５２（制御部）は受電装置４０や受電制御装置５０の制御を行うものであり、例えばゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。具体的には制御回路５２は、ＩＤ認証、位置検出、周波数検出、負荷変調、満充電検出、或いは再充電監視などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。

出力保証回路５４は、低電圧時（０Ｖ時）の受電装置４０の出力を保証する回路である。即ちトランジスタＴＢ１を制御し、ＡＣアダプタの接続が検出されたり電源電圧ＶＤ５が動作下限電圧よりも小さい場合に、トランジスタＴＢ１をオフにする設定を行い、電圧出力ノードＮＢ７から受電装置４０側への電流の逆流を防止する。

位置検出回路５６は、２次コイルＬ２の誘起電圧の波形に相当する信号ＡＤＩＮの波形を監視して、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断する。具体的には信号ＡＤＩＮをコンパレータで２値に変換して、位置関係が適正であるか否かを判断する。

発振回路５８は、例えばＣＲ発振回路により構成され、２次側のクロックを生成する。周波数検出回路６０は、信号ＣＣＭＰＩの周波数（ｆ１、ｆ２）を検出して、図３（Ａ）に示すように、送電装置１０からの送信データが「１」なのか「０」なのかを判断する。

満充電検出回路６２（充電検出回路）は、負荷９０のバッテリ９４が、満充電状態（充電状態）になったか否かを検出する回路である。具体的には満充電検出回路６２は、例えば充電状態の表示に使用されるＬＥＤＲのオン・オフを検出することで、満充電状態を検出する。即ち所定時間（例えば５秒）連続でＬＥＤＲが消灯した場合に、バッテリ９４が満充電状態（充電完了）であると判断する。

再充電監視回路６４（充電監視回路）は、負荷９０が有するバッテリ９４の満充電後の再充電状態を監視する。具体的には、バッテリ９４は満充電状態になった後、バッテリ電圧ＶＢＡＴが徐々に低下する。再充電監視回路６４は、例えばバッテリ電圧ＶＢＡＴが再充電電圧以下になったかを監視し、バッテリ９４が再充電が必要な状態になったか否かを監視する。或いはバッテリ電圧ＶＢＡＴを送電装置１０に知らせるために、バッテリ電圧ＶＢＡＴを監視する。

負荷９０は、バッテリ９４の充電制御等を行う充電制御装置９２を含む。この充電制御装置９２（充電制御ＩＣ）は集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ９４自体に充電制御装置９２の機能を持たせてもよい。そしてバッテリ９４が、再充電必要状態になったことが検出されて、その検出信号を出力する場合には、再充電監視回路６４は、この検出信号を監視すればよい。

３．バッテリの再充電手法
図１（Ａ）のように充電器５００の上に携帯電話機５１０を置き、送電装置１０から受電装置４０に電力を送電して、バッテリ９４（蓄電池）を充電すると、バッテリ９４は満充電状態になる。ところが、その後、バッテリ９４のバッテリ電圧（充電電圧）は徐々に低下し、再充電が必要な状態になる。そして、このようにバッテリ９４が再充電必要状態になった場合には、送電装置１０から受電装置４０に電力を供給し、バッテリ９４を再充電することが望ましい。

しかしながら、バッテリ９４が再充電必要状態になったか否かを、充電制御装置９２が検出するためには、満充電後も充電制御装置９２に対して電力（電源電圧）を供給して、充電制御装置９２を動作させておく必要がある。即ち充電制御装置９２にリセットがかからないように、満充電後も送電装置１０から受電装置４０に電力を供給し続けなければならない。従って、バッテリ９４の充電を実際には行っていないのに、送電装置１０から受電装置４０に無駄な電力が送電されてしまい、無接点電力伝送システムの待機電流を大幅に削減することができないという問題がある。

このような問題を解決する本実施形態の再充電手法について、図４、図５（Ａ）、図５（Ｂ）を用いて説明する。図４は本実施形態の送電装置１０、送電制御装置２０、受電装置４０、受電制御装置５０の要部を示すブロック図であり、図５（Ａ）、図５（Ｂ）は本実施形態の動作を説明するためのシーケンス図である。

本実施形態の再充電手法では、バッテリ９４が満充電状態になると、満充電後の待機モードに移行する。この満充電後待機モードでは、１次側（送電装置１０）は２次側（受電装置４０）を間欠的に誘電し、その際に満充電後待機モードである旨を２次側に送信する。なお誘電時に着脱が確認された場合には、１次側は通常の待機モードに移行する。２次側は、満充電後待機モードであることを受信すると、バッテリ電圧ＶＢＡＴを確認する。そしてバッテリ電圧ＶＢＡＴが再充電電圧（例えば３．９Ｖ）以下である場合には、再充電が必要な状態であると判断し、１次側から２次側への送電を再開して、再充電を開始する。この際に満充電後待機モードは解除する。一方、バッテリ電圧ＶＢＡＴが再充電電圧よりも大きい場合には、満充電後待機モードを継続する。

具体的には、図４の送電側の制御回路２２は、負荷が有するバッテリ９４が満充電状態になったことが検出された場合に、受電装置４０に対する通常送電を停止して間欠送電を行う。即ち、長い第１の期間Ｔ１の送電停止と、短い間欠送電期間とを繰り返す。なお第１の期間Ｔ１は、一定期間（例えば１秒）であってもよいし、バッテリ電圧ＶＢＡＴ等に応じて変化する可変期間であってもよい。そして送電側の制御回路２２は、この間欠送電期間において、バッテリ９４が再充電必要状態になったことが検出された場合に、受電装置４０に対する通常送電を再開する制御を行う。

一方、受電側の制御回路５２は、バッテリ９４が満充電状態になり、送電装置１０が通常送電を停止して間欠送電を行った場合に、この間欠送電期間において、バッテリ９４の再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを、送電装置１０に対して送信する制御を行う。この場合にバッテリ９４の満充電状態は満充電検出回路６２により検出し、バッテリ９４の再充電状態は再充電監視回路６４により監視する。なお再充電状態に関する情報とは、バッテリ９４が再充電状態になったか否かを判断するための情報であり、再充電が必要になったか否かの情報や、満充電後のバッテリ電圧ＶＢＡＴの情報である。

更に具体的には図５（Ａ）のＡ１に示すように、受電側の制御回路５２は、バッテリ９４が満充電状態になった場合に、満充電状態になったことを知らせる満充電コマンド（満充電情報）を、例えば負荷変調部４６による負荷変調により送電装置１０に対して送信する制御を行う。そしてＡ２に示すように、充電制御装置９２へのＶＯＵＴの電圧出力（電力供給）を停止する制御を行う。例えば制御回路５２は、充電状態の表示に使用されるＬＥＤＲが例えば連続で５秒間消灯したことが満充電検出回路６２により検出されると、バッテリ９４が満充電状態（充電完了）であると判断する。そして満充電コマンドを送信するためのフレームを生成し、信号Ｐ３Ｑを制御して負荷変調を行い、生成されたフレームを送電装置１０に送信する。

一方、送電側の制御回路２２は、受電装置４０への通常送電中に満充電コマンドを受信した場合に、図５（Ａ）のＡ３に示すように満充電フラグＦＣを１にセットして、Ａ４に示すように第１の期間Ｔ１（例えば１秒）の間、受電装置４０への送電を停止する制御を行う。その後、Ａ５に示すように送電を再開して間欠送電を行う。そして送電再開後の間欠送電期間において、Ａ６に示すようにバッテリ９４の再充電状態の検知（再充電が必要な状態か否かの検知、或いは満充電後のバッテリ電圧の検知）を指示する再充電検知コマンドを、受電装置４０に対して送信する制御を行う。例えば図４の周波数変調部２３が周波数変調を行って、図３（Ａ）で説明した手法により、再充電検知コマンドのフレームを生成して送信する。また制御回路２２は、再充電検知コマンドを送信した後、Ａ７に示すように第２の期間Ｔ２（例えば３０ｍｓｅｃ。Ｔ２＜Ｔ１）が経過するまでの間に、再充電コマンドを受電装置４０から受信しなかった場合には、タイムアウトと判断する。そしてタイムアウトの場合には、Ａ８に示すように第１の期間Ｔ１の間、受電装置４０への送電を再度停止し、Ａ９に示すように送電再開後の間欠送電期間において、再充電検知コマンドを受電装置４０に対して再度送信する制御を行う。

図５（Ａ）のＡ１０に示すように、受電制御装置５０は、満充電コマンドの送信後、送電装置１０からの送電が停止することで、リセット状態になる。即ち送電装置１０から電力が供給されないため、電源電圧が０Ｖになってリセット状態になる。そして受電側の制御回路５２は、Ａ１１に示すように送電装置１０からの間欠送電によりリセット状態が解除された後に、再充電検知コマンドを送電装置１０から受信すると、Ａ１２に示すようにバッテリ９４の再充電状態の監視処理を行う。即ちバッテリ９４が再充電必要状態か否かを監視して判断する。或いはバッテリ電圧ＶＢＡＴを監視して送電装置１０に送信するための処理を行ってもよい。この再充電状態の監視処理は、再充電監視回路６４での監視結果に基づいて行われる。

図５（Ｂ）のＢ１では、受電側の制御回路５２は、バッテリ９４の再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを、送電装置１０に対して送信している。例えば受電側の制御回路５２は、再充電監視回路６４での監視結果に基づいて、バッテリ９４が再充電必要状態であると判断すると、再充電コマンドを送電装置１０に対して送信する。そして送電側の制御回路２２は、再充電コマンドを受電装置４０から受信すると、Ｂ２に示すように満充電フラグＦＣを０にリセットし、Ｂ３に示すように受電装置４０への通常送電を再開する。即ち再充電コマンドに基づき、バッテリ９４が再充電必要状態であると判断した場合に、通常送電を再開する。これにより、バッテリ９４の再充電が開始し、電圧が低下したバッテリ９４を再充電できるようになる。

４．詳細な動作
次に図６のフローチャートを用いて本実施形態の詳細な動作例を説明する。まず送電側の処理について説明する。

送電側（１次側）は、受電側（２次側）とのＩＤ認証が完了すると、満充電フラグＦＣを０にリセットする（ステップＳ１、Ｓ２）。そして受電側への通常送電を開始する（ステップＳ３）。その後、着脱検知を行い（ステップＳ４）、着脱が検知された場合には通常待機モードに移行する。即ち、図１（Ａ）において充電器５００から携帯電話機５１０が物理的に離れて、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らない状態になると、着脱が検知され、通常待機モードに移行する。この通常待機モードでは、満充電後待機モードのような間欠送電は行われず、再び充電器５００の上に携帯電話機５１０が置かれるまで、電力伝送を完全に停止する。

次に、送電側は、受電側から満充電コマンドを受信したか否かを判断し（ステップＳ５）、受信しなかった場合にはステップＳ４に戻る。一方、受信した場合には、満充電フラグＦＣを１にセットする（ステップＳ６）。そして第１の期間Ｔ１の間、送電側から受電側への送電を停止する（ステップＳ７）。この期間Ｔ１は、送電側のクロックによるカウント処理により計測する。

送電側は、第１の期間Ｔ１が経過すると、送電を再開して間欠送電を行い、再充電検知コマンドを受電側に送信する（ステップＳ８）。即ち再充電状態の検知を指示するフレームを生成し、周波数変調により受電側に送信する。そして、第２の期間Ｔ２が経過してタイムアウトになるのを待つ（ステップＳ９）。即ち、受電側が、間欠送電によりリセット状態が解除されて動作を開始し、再充電コマンドを送信して来るのを待つ。そして第２の期間Ｔ２が経過するまでの間、着脱検知を行い（ステップＳ１０）、着脱が検知された場合には通常待機モードに移行する。また第２の期間Ｔ２が経過するまでの間、受電側から再充電コマンドを受信したか否かを監視し（ステップＳ１１）、受信していない場合にはステップＳ９に戻る。そして第２の期間Ｔ２が経過してタイムアウトになると、ステップＳ７に戻り、送電側から受電側への送電を再度停止する。そして送電停止期間Ｔ１の経過後に、間欠送電を行い、再充電検知コマンドを受電側に再度送信する（ステップＳ８）。このように送電側は、受電側から再充電コマンドを受信するまで、送電停止と間欠送電を繰り返す。

送電側は、ステップＳ１１で受電側から再充電コマンドを受信すると、ステップＳ２に戻り、満充電フラグＦＣを０にリセットする。そしてバッテリ９４を再充電するための通常送電を再開する（ステップＳ３）。これにより、電圧が低下したバッテリ９４の再充電が開始される。

次に受電側の処理について説明する。受電側は送電側とのＩＤ認証が完了すると、通常受電を開始する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。その後、バッテリ９４が満充電状態になったか否かを判断し、満充電状態になった場合には満充電コマンドを送電側に送信する（ステップＳ２３、Ｓ２４）。即ち満充電を知らせるフレームを生成し、負荷変調により送電側に送信する。これにより送電側は満充電フラグＦＣを１にセットし、送電を停止する（ステップＳ６、Ｓ７）。そして受電側は、充電制御装置９２へのＶＯＵＴの電圧出力を停止する（ステップＳ２５）。即ち図２のトランジスタＴＢ２、ＴＢ１をオフにして、負荷９０との電気的接続を遮断する。具体的には制御回路５２が信号Ｐ１ＱをＨレベルにすることでトランジスタＴＢ２をオフにする。また出力保証回路５４（オープンドレインのＮ型トランジスタ）が信号Ｐ４Ｑをハイインピーダンス状態に設定することで、ノードＮＢ７、ＮＢ９を同電位に設定し、トランジスタＴＢ１をオフにする。このようにすれば、受電装置４０に電力が供給されない場合にもトランジスタＴＢ１を確実にオフにできる。

図６のステップＳ７で送電側が送電を停止すると、受電側は電力が供給されない状態になるため、リセット状態になる。その後、送電側が間欠送電を開始すると、受電側に電力が供給され、受電側の電源電圧が立ち上がって、リセット状態が解除される（ステップＳ２６）。すると受電側は、再充電検知コマンドを受信したか否かを判断する（ステップＳ２７）。そして受信していない場合には、通常のＩＤ認証処理に移行する。即ち通常の待機モードの処理が行われる。

再充電検知コマンドを受信した場合には、バッテリ９４の再充電が必要か否かを判断する（ステップＳ２８）。具体的には、バッテリ電圧ＶＢＡＴが再充電電圧（例えば３．９Ｖ）よりも小さいか否かを判断する。そして再充電が必要ではないと判断した場合には、送電側に対して応答をしない。これにより送電側のステップＳ９でタイムアウトになり、送電側からの送電が再度停止し、受電側はリセット状態になる。

一方、受電側は、ステップＳ２８で再充電が必要であると判断した場合には、再充電コマンドを送信する（ステップＳ２９）。送電側は、再充電コマンドを受信すると、満充電フラグＦＣを０にリセットして、通常送電を再開する（ステップＳ２、Ｓ３）。これにより、受電側も通常受電を再開し（ステップＳ２２）、満充電後待機モードから抜けることになる。

以上のように本実施形態によればバッテリ９４の満充電が検出されると、送電側が送電を停止する（ステップＳ７）。また受電側は充電制御装置９２へのＶＯＵＴ出力を停止し（ステップＳ２５）、満充電後待機モードに移行する。この満充電後待機モードでは、送電側からの送電が停止するため、受電制御装置５０がリセット状態になると共に、ＶＯＵＴ出力が停止するため充電制御装置９２もリセット状態になる。従って、受電制御装置５０や充電制御装置９２で流れる待機電流を大幅に削減でき、省電力化を図れる。

即ち比較例の手法では、満充電検出後も送電側から受電側への送電を停止せず、充電制御装置９２も出力電圧ＶＯＵＴが供給されて動作する。従って、比較例の手法では受電制御装置５０、充電制御装置９２での待機電流を大幅に削減することができない。これに対して本実施形態によれば、満充電後待機モードでは送電側から受電側への送電が間欠的に停止するため、待機電流を大幅に削減できる。

また本実施形態によれば、受電側がリセット状態になった後、送電側が間欠的な送電を行い、再充電検知コマンドを送信する（ステップＳ８）。これにより受電側は、リセット状態が解除された時に、受信した再充電検知コマンドによる指示により、再充電状態の監視処理を行う（ステップＳ２７、Ｓ２８）。そして再充電が必要であると判断した場合には再充電コマンドを送信する（ステップＳ２９）。

即ち受電側は、送電停止によりリセット状態になるため、満充電や再充電に関する情報を保持できない。これに対して送電側はこれらの情報を保持できる。本実施形態ではこの点に着目し、送電停止後の間欠送電期間において、送電側が受電側に再充電検知コマンドを送信する。このようにすれば、リセット状態を解除された受電側が、満充電や再充電に関する情報を保持していなくても、送電側からの再充電検知コマンドをトリガとして再充電状態の監視処理を開始できる。そして受電側は、再充電必要状態であると判断した場合には、再充電コマンドを送信することで、再充電必要状態であることを送電側に知らせることができる。これにより、満充電後のバッテリ９４を適正に再充電することが可能になる。

一方、送電側は、期間Ｔ２内に再充電コマンドを受信せずにタイムアウトになった場合には、送電を再度停止する（ステップＳ９、Ｓ７）。即ち再充電コマンドを受信するまで、送電停止と間欠送電を繰り返す。従って、受電側は間欠送電期間においてのみ動作すれば済み、送電停止期間Ｔ１を十分に長くすることで、満充電後待機モードでの待機電流を大幅に削減できる。従って、無駄な電力消費を最小限に抑えながらバッテリ９４の最適な再充電を実現できる。

なお図６では、送電側（送電装置）と受電側（受電装置）との間のＩＤ認証が完了した後、満充電フラグＦＣをリセットして受電側への通常送電を開始している（ステップＳ２、Ｓ３）。そして送電側は、受電側から満充電コマンドを受信した場合に、満充電フラグＦＣをセットする（ステップＳ６）。そして、バッテリ９４の再充電のための通常送電を再開する場合に、満充電フラグＦＣをリセットする（ステップＳ２）。このようにすれば、送電停止時においても満充電フラグＦＣの情報を保持できる送電側が、満充電フラグＦＣの情報を用いて、満充電時や再充電時のシーケンスを適正に制御できるようになる。

５．波形検出回路、電圧監視回路
図７に送電側の波形検出回路２８の構成例を示す。この波形検出回路２８は、オペアンプＯＰＡ１〜ＯＰＡ４（コンパレータ）と、コンデンサＣＡ１と、リセット用のＮ型のトランジスタＴＡ１を含む。

図７では、オペアンプＯＰＡ１、ＯＰＡ２とコンデンサＣＡ１とトランジスタＴＡ１によりピーク検出回路が構成される。即ち電圧検出回路１４からの検出信号ＰＨＩＮのピーク電圧がノードＮＡ４にホールドされ、このホールドされたピーク電圧の信号が、ボルテージフォロワ接続のオペアンプＯＰＡ２によりインピーダンス変換されてノードＮＡ５に出力される。またホールドされたピーク電圧はトランジスタＴＡ１によりリセットされる。

データ検出回路を構成するオペアンプＯＰＡ４は、ノードＮＡ５のピーク電圧の信号とデータ検出用のしきい値電圧ＶＳＩＧＨを比較し、データ信号ＳＩＧＨ（「０」又は「１」）を出力する。着脱検知回路を構成するオペアンプＯＰＡ３は、ノードＮＡ５のピーク電圧の信号と着脱検知用のしきい値電圧ＶＬＥＡＶを比較し、着脱検知信号ＬＥＡＶを出力する。なお波形検出回路２８の構成は図７に限定されず、その一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

図８（Ｂ）に再充電監視回路６４の構成例を示す。この再充電監視回路６４は、バッテリ電圧ＶＢＡＴの入力ノードＮＥ１と、ＧＮＤ（低電位側電源）との間に直列に設けられた抵抗ＲＥ１、ＲＥ２とオペアンプＯＰＥ１（コンパレータ）を含む。オペアンプＯＰＥ１の反転入力端子には抵抗ＲＥ１とＲＥ２の接続ノードＮＥ２が接続され、非反転入力端子には基準電圧ＶＲＥＦが入力される。図８（Ｂ）では、バッテリ電圧ＶＢＡＴが再充電電圧（３．９Ｖ）よりも低くなり、ノードＮＥ２の電圧が基準電圧ＶＲＥＦよりも低くなると、オペアンプＯＰＥ１の出力である再充電検出信号ＲＣＨＤＥＴがアクティブ（Ｈレベル）になる。

なお図８（Ａ）では、受電制御装置５０（受電制御ＩＣ）は、バッテリの再充電状態を監視するためのバッテリ電圧ＶＢＡＴが入力される端子ＴＭＢ１（パッド）を有する。このような端子ＴＭＢ１を設ければ、バッテリ電圧ＶＢＡＴを監視して、バッテリ９４が再充電必要状態になったか否かを容易に検出できるようになる。

なお再充電監視回路６４は図８（Ａ）の構成に限定されない。例えば図８（Ｂ）では、充電対象となるバッテリはスマートバッテリ９５であり、図４の充電制御装置９２と同様の機能を有する充電制御装置９６（充電制御回路）を内蔵している。そしてこの充電制御装置９６自体が、満充電後のスマートバッテリ９５が再充電必要状態になったか否かを検出し、再充電必要状態になった場合に再充電検出信号ＲＣＨＤＥＴをアクティブにする。そして本実施形態の受電制御装置５０の再充電監視回路６４は、この再充電検出信号ＲＣＨＤＥＴを監視（バッファリング）し、再充電検出信号ＲＣＨＤＥＴがアクティブになったことを受電制御装置５０の制御回路５２に伝える。このようにすればスマートバッテリ９５の機能を有効活用して再充電状態を監視できる。

なお図８（Ｂ）では、受電制御装置５０（受電制御ＩＣ）は、スマートバッテリ９５からの検出信号ＲＣＨＤＥＴが入力される端子ＴＭＢ２（パッド）を有する。このような端子ＴＭＢ２を設ければ、検出信号ＲＣＨＤＥＴをスマートバッテリ９５から入力して、スマートバッテリ９５の再充電状態を監視できるようになる。

６．変形例
次に、図９を用いて本実施形態の変形例を説明する。例えば図５（Ａ）の再充電手法では、送電側は、Ａ６に示すように再充電検知コマンドを受電側に送信した後、受電側から再充電コマンドを受信するのをタイムアウト期間Ｔ２が経過するまで待つ。そして、期間Ｔ２内に再充電コマンドを受信しなかった場合には、Ａ８に示すように期間Ｔ１の間、送電を停止する。一方、図５（Ｂ）のＢ１に示すように期間Ｔ２内に再充電コマンドを受信した場合には、Ｂ３に示すように通常送電を再開する。

これに対して図９の変形例では、送電側は、Ｃ１に示すように間欠送電を行った後に、Ｃ２に示すように再充電検知コマンドを受電側に送信する。すると、この再充電検知コマンドを受信した受電側は、Ｃ３に示すようにバッテリ電圧ＶＢＡＴを知らせる再充電コマンド（再充電情報コマンド）を、送電側に送信する。即ちバッテリ電圧ＶＢＡＴの値そのものや、バッテリ電圧ＶＢＡＴの大きさの程度を知らせる再充電コマンドのフレームを生成して、送電側に送信する。

送電側は、この再充電コマンドを受信し、再充電コマンドにより伝えられたバッテリ電圧ＶＢＡＴに基づいて、送電の停止期間Ｔ１を設定する。即ちバッテリ電圧ＶＢＡＴの値に応じて期間Ｔ１を可変に変化させる。具体的には、例えばバッテリ電圧ＶＢＡＴがそれほど下がっていない場合には、送電停止期間Ｔ１を長くし、バッテリ電圧ＶＢＡＴが再充電電圧（再充電が必要な電圧）に近づけば近づくほど、送電停止期間Ｔ１を短くする。

図９の変形例によれば、再充電コマンドにより伝えられたバッテリ電圧ＶＢＡＴに応じて、送電停止期間Ｔ１を最適に制御できる。これにより、無駄な電力消費を最小限に抑えながら効率的な再充電を実現できる。即ちバッテリ電圧ＶＢＡＴがそれほど下がっていない場合には、送電停止期間Ｔ１を十分に長くすることで、受電制御装置５０や充電制御装置９２のリセット期間を十分に長くすることができ、待機電流を大幅に削減して省電力化を図れる。一方、バッテリ電圧ＶＢＡＴが再充電電圧に近づいた場合には、送電停止期間Ｔ１を短くして、頻繁に再充電検知を行ってバッテリ電圧ＶＢＡＴを監視することで、正確な再充電電圧で再充電を開始することが可能になる。これにより、再充電電圧に達しているのに再充電が行われない事態を防止でき、適正な再充電が可能になる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（低電位側電源、電子機器等）と共に記載された用語（ＧＮＤ、携帯電話機・充電器等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成・動作や、満充電状態や再充電状態の検出手法、再充電手法も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６、図９とは異なるシーケンスで、バッテリの満充電状態や再充電状態を検出したり、バッテリの再充電を行ってもよい。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は無接点電力伝送の説明図。 本実施形態の送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の構成例。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）は周波数変調、負荷変調によるデータ転送の説明図。 送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の要部を示すブロック図。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は本実施形態の動作を説明するためのシーケンス図。 本実施形態の動作の詳細を説明するためのフローチャート。 波形検出回路の構成例。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は再充電監視回路の構成例。 本実施形態の変形例の説明図。

符号の説明

Ｌ１ １次コイル、Ｌ２ ２次コイル、
１０ 送電装置、１２ 送電部、１４ 電圧検出回路、１６ 表示部、
２０ 送電制御装置、２２ 制御回路（送電側）、２３ 周波数変調部、
２４ 発振回路、２６ ドライバ制御回路、２８ 波形検出回路、４０ 受電装置、
４２ 受電部、４３ 整流回路、４６ 負荷変調部、４８ 給電制御部、
５０ 受電制御装置、５２ 制御回路（受電側）、５４ 出力保証回路、
５６ 位置検出回路、５８ 発振回路、６０ 周波数検出回路、６２ 満充電検出回路、６４ 再充電監視回路、９０ 負荷、９２ 充電制御装置、９４ バッテリ、
９５ 充電制御装置、９６ スマートバッテリ

Claims (15)

1. １次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
   前記送電装置を制御する送電側制御回路を含み、
   前記送電側制御回路は、
   前記負荷が有するバッテリが満充電状態になったことが検出された場合に、前記受電装置に対する通常送電を停止して間欠送電を行い、間欠送電期間において、前記バッテリが再充電必要状態になったことが検出された場合に、前記受電装置に対する通常送電を再開する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。
2. 請求項１において、
   前記送電側制御回路は、
   前記負荷が有するバッテリが満充電状態になったことを知らせる満充電コマンドを、前記受電装置への通常送電中に前記受電装置から受信した場合に、第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記バッテリの再充電状態の検知を指示する再充電検知コマンドを、前記受電装置に対して送信する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。
3. 請求項２において、
   前記送電側制御回路は、
   前記バッテリの再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを、前記受電装置から受信し、前記バッテリが再充電必要状態であると判断した場合に、前記受電装置への通常送電を再開する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。
4. 請求項３において、
   前記送電側制御回路は、
   前記再充電検知コマンドを前記受電装置に送信した後、第２の期間が経過するまでの間に、前記再充電コマンドを前記受電装置から受信しなかった場合には、前記第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記再充電検知コマンドを前記受電装置に対して送信する制御を行うことを特徴とする送電制御装置。
5. 請求項２乃至４のいずれかにおいて、
   前記送電側制御回路は、
   前記送電装置と前記受電装置との間のＩＤ認証が完了した後、満充電フラグをリセットして前記受電装置への通常送電を開始し、
   前記受電装置から前記満充電コマンドを受信した場合に、前記満充電フラグをセットし、前記バッテリの再充電のための通常送電を再開する場合に、前記満充電フラグをリセットすることを特徴とする送電制御装置。
6. １次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、
   前記受電装置を制御する受電側制御回路と、
   前記負荷が有するバッテリの満充電後の再充電状態を監視する再充電監視回路とを含み、
   前記受電側制御回路は、
   前記負荷が有するバッテリが満充電状態になり、前記送電装置が通常送電を停止して間欠送電を行った場合に、間欠送電期間において、前記バッテリの再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを前記送電装置に対して送信する制御を行うことを特徴とする受電制御装置。
7. 請求項６において、
   前記バッテリが満充電状態になったか否かを検出する満充電検出回路を含み、
   前記受電側制御回路は、
   前記バッテリが満充電状態になった場合に、満充電状態になったことを知らせる満充電コマンドを前記送電装置に対して送信すると共に、前記バッテリの充電制御を行う充電制御装置への電圧出力を停止する制御を行うことを特徴とする受電制御装置。
8. 請求項７において、
   前記受電制御装置は、前記満充電コマンドの送信後、前記送電装置からの送電が停止することで、リセット状態になり、
   前記受電側制御回路は、
   前記送電装置からの間欠送電によりリセット状態が解除された後に、前記バッテリの再充電状態の検知を指示する再充電検知コマンドを、前記送電装置から受信した場合に、前記バッテリの再充電状態の監視処理を行うことを特徴とする受電制御装置。
9. 請求項６乃至８のいずれかにおいて、
   前記バッテリの再充電状態を監視するためのバッテリ電圧又は検出信号が入力される端子を有することを特徴とする受電制御装置。
10. 送電装置と受電装置を含み、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて前記送電装置から前記受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムであって、
    前記送電装置は、
    前記送電装置を制御する送電側制御回路を含み、
    前記受電装置は、
    前記受電装置を制御する受電側制御回路と、
    前記バッテリが満充電状態になったか否かを検出する満充電検出回路と、
    前記負荷が有するバッテリの満充電後の再充電状態を監視する再充電監視回路とを含み、
    前記受電側制御回路は、
    前記バッテリが満充電状態になった場合に、満充電状態になったことを知らせる満充電コマンドを前記送電装置に対して送信すると共に、前記バッテリの充電制御を行う充電制御装置への電圧出力を停止する制御を行い、
    前記送電側制御回路は、
    前記満充電コマンドを、前記受電装置への通常送電中に前記受電装置から受信した場合に、第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記バッテリの再充電状態の検知を指示する再充電検知コマンドを、前記受電装置に対して送信する制御を行い、
    前記受電側制御回路は、
    間欠送電期間において、前記再充電検知コマンドを受信し、前記バッテリの再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを前記送電装置に対して送信する制御を行うことを特徴とする無接点電力伝送システム。
11. 請求項１０において、
    前記送電側制御回路は、
    前記再充電検知コマンドを前記受電装置に送信した後、第２の期間が経過するまでの間に、前記再充電コマンドを前記受電装置から受信しなかった場合には、前記第１の期間の間、前記受電装置への送電を停止し、送電再開後の間欠送電期間において、前記再充電検知コマンドを前記受電装置に対して送信する制御を行うことを特徴とする無接点電力伝送システム。
12. 請求項１乃至５のいずれかに記載の送電制御装置と、
    交流電圧を生成して前記１次コイルに供給する送電部とを含むことを特徴とする送電装置。
13. 請求項６乃至９のいずれかに記載の受電制御装置と、
    前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部とを含むことを特徴とする受電装置。
14. 請求項１２に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
15. 請求項１３に記載の受電装置と、
    前記受電装置により電力が供給される負荷とを含むことを特徴とする電子機器。

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