JP2009022122A

JP2009022122A - 非接触電力伝送装置

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Publication number: JP2009022122A
Application number: JP2007183806A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kojima; 秀樹小島
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2009-01-29
Also published as: US20090015210A1; US7923971B2

Abstract

【課題】抑制された（間欠動作等）電力伝送を行わず、異物等の金属が置かれても発熱しない、安全で、不要な電力損失を低減した無接点電力伝送装置を提供することを目的とする。
【解決手段】非接触電力伝送用の送電コイルＬ１を内蔵した送電側ユニット（１０）本体と、非接触電力伝送用の受電コイルＬ５０を内蔵した受電側ユニット５０と、受電側ユニット５０を着脱自在に搭載するための本体の一部に形成された支持台とを具え、送電コイルＬ１から受電コイルＬ５０に電磁誘導を用いて非接触で電力伝送する非接触電力伝送装置であって、前記受電側ユニット５０は、受電コイルＬ５０に送電コイルＬ１から電力を受電すると認証信号を出力する変調回路５２を備える一方、送電側ユニット１０は、電力伝送回路１と、制御回路２と、検出手段３と、復調回路４と、認証回路５と、タイマー回路６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、受電側ユニットが携帯機器等の電子機器に内蔵された二次電池を無接点で充電するための非接触電力伝送装置に関する。

非接触電力伝送装置において、図７に示すように、送電用の送電コイルＬ１を内蔵した送電側ユニット本体１０と、受電用の受電コイルＬ５０を内蔵した受電側ユニット５０を着脱自在に搭載するための本体の一部に形成された支持台２０において、送電側ユニット１０は受電側ユニット５０が支持台２０の所定の位置に搭載されたことをを認識してから電力伝送を開始しないと安全上好ましくない。例えば、図７に示すようにコイン等の金属片ｘが送電コイルＬ１上の近傍にある場合、常に電力伝送していたら、電磁誘導の原理で金属片が発熱して危険である。

このような金属片ｘによる発熱を回避するため特許文献１では、携帯機器である受電側ユニットの据置用送電側ユニットにおける支持台の形状を工夫して、受電側ユニットを斜めに搭載するようにした。そして、送電コイルを支持台の傾斜部分に配置し、受電コイルを受電側ユニットの背面に設置し、送電コイルと対向するように設ける。このように、受電側ユニットを斜めに搭載することによって回避するようにしていた。しかしながら、金属片ｘが載ったことにより送電コイルと受電コイルの位置ずれにより充電効率が悪くなると共に充電時間が長くなると言う問題がある、また、送電側ユニットの設計上の制約が増えて、設計が困難となる問題があった。

また、特許文献２には送電側より抑制された（間欠動作等）電力伝送により受電側ユニットである受電コイルで電力を得て、それにより認証信号を送電側ユニットへ戻し認証回路により認証し、合致したならば正規の充電電力の送電を開始し、受電側ユニットの二次電池等に充電する方法が開示されている。この場合、抑制された（間欠動作等）電力伝送が常時行われており異物等の金属が置かれても発熱はしないが、抑制された（間欠動作等）電力と言えども無駄な電力を常時発生させていて好ましくなかった。また、電力伝送している限り不要な電磁波を空中に放散させ好ましくなかった。

特開２０００−３７０４７号公報特開平６―３１１６５８号公報

このように、引用文献１では受電側ユニットを斜めに搭載するだけであり、金属片が送電コイル近辺に付着した場合、やはり、金属片が発熱して危険である。また、引用文献２では、抑制された（間欠動作等）電力伝送が常時行われており異物等の金属が置かれても発熱はしないが、抑制された（間欠動作等）電力と言えども無駄な電力を無駄なエネルギーを消費し、不要な電磁波を空中に放散させ好ましくないといった課題がある。

本発明は、上記課題を解決するために成されたもので、抑制された（間欠動作等）電力伝送を行わず、異物等の金属が置かれても発熱しない、安全で、不要な電力損失を低減した無接点電力伝送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る非接触電力伝送装置は、非接触電力伝送用の送電コイルを内蔵した送電側ユニット本体と、非接触電力伝送用の受電コイルを内蔵した受電側ユニットと、該受電側ユニットを着脱自在に搭載するための該本体の一部に形成された支持台とを具え、該送電コイルから該受電コイルに電磁誘導を用いて非接触で電力伝送する非接触電力伝送装置であって、前記受電側ユニットは、該受電コイルに該送電コイルから電力を受電すると認証信号を出力する変調回路を備える一方、
前記送電側ユニットは、検出手段と、復調回路と、認証回路と、タイマー回路とを備え、該検出手段で該受電側ユニットが該支持台に載置されたことを検出すると制御回路を介して該送電コイルから電力伝送を開始するとともに、該変調回路からの認証信号を該送電コイルの電圧変化で検出し、該復調回路により認証信号を復調し、所定の認証信号であるかや否かを照合し、所定の認証信号でない場合に電力伝送を所定の時間停止させ、その後、再度照合を行い再起動するタイマー回路を備えたこと、を特徴とする。

そして、前記受電側ユニットの変調回路を、該受電コイルに該送電コイルから電力を受電すると認証信号を発生し、該認証信号を変調し、該受電コイルから該送電コイルへ認証信号を出力する。さらに、送電側ユニットおよび受電側ユニットの前記認証信号は８ビット信号でトータルパルス幅を１６ｍｓｅｃであることを特徴とする。
さらにまた、前記送電側ユニットの検出手段を、光電発光素子と受光素子、磁気検出素子または近接センサ等のいずれかを備え、前記受電側ユニットには光反射部、永久磁石等のいずれかを備えたことを特徴とする。
さらにまた、前記タイマー回路は、電力伝送する第１の設定時間と電力伝送を停止する第２の設定時間を備え、第１の設定時間を０．１秒から５秒以内とし、第２の設定時間をオンデューティが２０％以下となるような時間となることを特徴とする。

本発明の非接触電力伝送装置によれば、送電側ユニット本体の支持台にコイン等の金属片が付着したとき、即ち、受電側ユニットが正常な状態で支持台に載置していない状態では、送電側ユニットに設けた検出手段により、送電コイルから受電コイルに電力伝送を停止する。そのため発熱の危険を防止できる。また、受電側ユニットが載置されていたとしても特定する受電側ユニットでない場合は、認証手段により電力伝送を停止する。さらに、タイマー回路によりちょっとした位置ズレによる誤動作も修正することにより再起動でき、実用性を増すことができる。

図１から図６を用いて本発明の非接触電力伝送装置について詳細に説明する。

図１は本発明の非接触電力伝送装置の一実施形態を示すブロック図である。
図１において、送電側ユニット１０は、電力伝送回路１と、電力を伝送する送電コイルＬ１と、電力伝送回路を制御する制御回路２と、認証信号を検出する復調回路４と、認証信号を比較判断する認証回路５と、受電側ユニットを検出する検出手段３と、再起動を行うためのタイマー回路６と、を備えた構成である。
受電側ユニット５０は、受電コイルＬ５０と、共振コンデンサＣ５０と、受電した電力を整流平滑する整流平滑回路５１と、認証信号と認証信号を変調する変調回路５２と、検出手段に、例えば、磁界検出素子と対応する永久磁石Ｍｇと、を備えた構成である。

図１において、送電側ユニット１０本体の支持台に携帯機器である受電ユニット５０が載置されるとスタンバイ状態の検出手段３において、例えば磁界検出素子を用い、受電側ユニット５０に永久磁石Ｍｇが磁界検出素子と対向する位置に設置されている場合、検出手段３で永久磁石Ｍｇの磁界を検出すると、検出信号を制御回路２に印加し、電力伝送回路１、送電コイルＬ１を介して、受電コイルＬ５０に電力伝送する。

受電側ユニット５０は受電コイルＬ５０と並列に接続された共振コンデンサＣ５０により共振し、効率よく電力を受けるように設定されている。その出力は整流平滑回路５１にから負荷である二次電池（図示せず）に充電される。受電コイルＬ５０で電力を受電すると同時に変調回路５２において、応答信号である認証信号を生成して変調する変調回路５２により受電コイルＬ５０に変調信号を重畳する。この応答信号は送電コイルＬ１の電圧変化として現れる。この電圧変化を送電コイルＬ１の一方に接続された復調回路４で応答信号から認証信号を復調し、認証回路５で生成した所定の認証信号と照合し、合致した場合のみ電力伝送を継続する。

ここで、例えば、従来は検出手段３において、受電側ユニット５０を検出したが、位置ズレ、タイミングズレ等により受電側ユニット５０の認証信号が得られないときまたは認証信号が所定の認証信号と合致しないときに、電力伝送を停止したままの状態である。

これに対し、タイマー回路６を用いることにより、まず、スタンバイ状態の検出手段３で受電側ユニット５０を検知した場合、タイマー回路６において、第１の時間（数秒間、例えば２秒程度）電力伝送を行い、受電側ユニット５０の認証信号を照合し、合致しない場合はタイマー回路６を用いて第２の時間（第１の時間より長く、例えば１０秒程度）電力伝送を停止し、第２の時間経過後、改めて、第１の時間を電力伝送し、所定の認証信号が得られるまで継続して駆動する構成である。このタイマー回路６を用いることにより、ちょっとした位置ズレによる誤動作も修正することにより再起動でき、実用性を増すことができる。
また、判定時間を考慮した所定の時間の電力伝送（発熱が起こらない時間＝数秒間の間）により金属片等の異物が付着したとしても発熱するまでには至らない。

図２乃至図６を用いて本発明の一実施例である非接触電力伝送装置の回路図を説明する。
なお、図２乃至図６は各回路を分解したブロック毎の回路図である。ブロック間の接続はアルファベットの小文字で記載した（例えば、ａ−ａ、ｂ−ｂ）。

先ず、送電側ユニット１０の回路図について説明する。
図２の回路図は、送電側ユニット１０の電源供給部を示す回路図である。
パワー系と信号系の電源に分離される。パワー系は、入力ＶｉｎからヒューズＦ１を介して入力平滑コンデンサＣ１から直接スイッチング回路へ接続される。信号系は、パワー系からのノイズを受けないようにするため抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して平滑コンデンサＣ２に接続され、信号系のＶＤＤ（+５Ｖ）とＶＳＳ（ＧＮＤ）として、各制御回路へ供給されている。

次に、図３の回路図は、送電側ユニット１０の電力伝送回路１と、送電コイルＬ１と、オンオフスイッチを備えた制御回路２を示す回路図である。
電力伝送回路１はフルブリッジ回路を用いた回路で構成されており、制御回路２は電力伝送回路１を制御する制御ＩＣＵ１と、制御ＩＣＵ１をオンオフするトランジスタＱ５、Ｑ６と、定電流制御のためのフィードバック回路の構成である。

パワー系の電源+５ＶはＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴＱ１及びＱ３のソース側へ接続され、ＧＮＤはＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴＱ２及びＱ４のソース側へ接続されている。
ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン側とＭＯＳＦＥＴＱ２のドレイン側の接続点から共振コンデンサＣ５、Ｃ６を介して送電コイルＬ１の一端に接続され、送電コイルのＬ１の他端からＭＯＳＦＥＴＱ３のドレイン側とＭＯＳＦＥＴＱ４のドレイン側の接続点に接続されている。

次に電力伝送回路２の動作について説明する。
まず、ＭＯＳＦＥＴのＱ１とＱ４が同時にオンすると電流は+５ＶからＧＮＤに向かって、Ｑ１→Ｃ５→Ｃ６→Ｌ１→Ｑ４と流れる。この時にＣ５、Ｃ６とＬ１による共振電流がＣ→Ｌ方向に流れる。次にＭＯＳＦＥＴのＱ３とＱ２が同時にオンすると電流は+５ＶからＧＮＤに向かって、Ｑ３→Ｌ１→Ｃ６→Ｃ５→Ｑ２と流れる。この時にＣ５、Ｃ６とＬ１による共振電流がＬ→Ｃ方向に流れる。この動作の繰り返しにより、送電コイルＬ１に発生した電圧は、受電コイルＬ５０へ送電される。
このフルブリッジ回路の特徴は、ＭＯＳＦＥＴのＱ１，Ｑ４がオンの時からＭＯＳＦＥＴのＱ３とＱ２がオンへ移行する際、またはＱ３，Ｑ２がオンの時からＱ１とＱ４がオンへ移行する際に、ＭＯＳＦＥＴのＱ１とＱ２またはＱ３とＱ４に一瞬短絡電流が流れることがあり、これ防止するために切り替わりの間には、ＭＯＳＦＥＴのＱ１とＱ３またはＱ２とＱ４だけをオンさせエネルギーの回生を行っている。この制御を制御回路２の制御ＩＣＵ１で行っている。

ＭＯＳＦＥＴのＱ１，Ｑ３は制御ＩＣＵ１の出力からコンデンサＣ３，Ｃ４を介してそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートへ接続されている。ゲートレベルを安定させるために、それぞれ、ツェナーダイオードＺ１，Ｚ２と抵抗Ｒ１，Ｒ３をゲート、ソース間に挿入している。
ＭＯＳＦＥＴのＱ２，Ｑ４はゲート抵抗Ｒ５，Ｒ６を介してそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートへ接続されている。ゲートレベルを安定させるために、それぞれ、抵抗Ｒ３，Ｒ４をゲート、ソース間に挿入している。
発振周波数は制御ＩＣＵ１内部の基準電圧と抵抗Ｒ７とコンデンサＣ７の時定数により決めている。
定電流制御のために、コンデンサＣ６と送電コイルＬ１の接続点より、電圧波形を取り出し、Ｒ１０とＲ１１で分圧した後ダイオードＤ２で整流、平滑コンデンサＣ１０で平滑してさらに抵抗Ｒ１２とＲ１３で分圧して、抵抗Ｒ９を介して制御ＩＣＵ１のＦＢ端子（電流フィードバック端子）へ印加する。

次に、図４は復調回路４を示す回路図である。
復調回路４は、送電コイルＬ１の一方に接続されたダイオードＤ３と、フィルタ回路（Ｃ１１，Ｒ１４，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｒ１５）と、オペアンプＵ２と、ロジックノンインバータＵ３の構成である。

後に、図６で説明する受電側ユニット５０からの応答信号である認証信号は送電コイルＬ１の一方に接続されたダイオードＤ３で整流された後、フィルタ回路（Ｃ１１，Ｒ１４，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｒ１５）とオペアンプＵ２で波形成形した認証信号を（この動作を復調と言う）復調する復調回路である。
復調回路で復調された認証信号はロジックノンインバータＵ３を通し（受電側ユニット５０のマイコンＵ５０の出力と同じ波形に）最終成形され、次に説明する図５の認証回路５のマイコンＵ４に印加される。

次に、図５の回路図は、検出手段３と、タイマー回路６と、認証回路５を示す回路図である。
検出手段３は、磁界検出素子であるホールＩＣＵ８と永久磁石Mgを用いた例を説明する。そして、タイマー回路６はマルチバイブレータＩＣＵ７ａ、Ｕ７ｂと、３入力のＯＲ回路Ｕ６と、２入力ＡＮＤ回路Ｕ５の構成であり、認証回路５はマイコンＵ４による構成である。

検出手段３とタイマー回路６は、受電側ユニット５０の筐体に取り付けられた永久磁石Ｍｇが、送電ユニット１０のホールＩＣＵ８に近づくとホールＩＣＵ８が動作し、トランジスタＱ７のコレクタ電圧がＬレベルからＨレベルになる。この信号出力は３入力のＯＲ回路Ｕ６の１つのゲートに入力され、その出力がマルチバイブレータＩＣＵ７ａの立上りエッジトリガ端子へ入力される。このマルチバイブレータＩＣＵ７ａは外部の抵抗Ｒ２５とコンデンサＣ２０の時定数により第１の設定時間である２ｓｅｃのパルスを発生させる。この信号は２入力ＡＮＤ回路Ｕ５の一方に入力され、他の端子には、トランジスタＱ７のコレクタ電圧が印加される。例えば、受電側ユニットが支持台に載置されるとホールＩＣＵ８とトランジスタＱ７がＨレベルの信号となるためＡＮＤ回路Ｕ５の出力はＨレベルの信号を出力する。
この信号が図３の制御回路２のＲ２７を介してトランジスタＱ５がオンし、Ｒ３０を介してトランジスタＱ６がオンする。トランジスタＱ６がオンすると信号系電源+５Ｖが抵抗Ｒ８を介して制御ＩＣＵ１のＥｎＨ端子へ印加され、電力伝送回路１により送電コイルＬ１から受電コイルＬ５０に電力伝送が開始される。

図４の復調回路４で復調された認証信号（受電側ユニット５０のマイコンＵ５０の出力と同じ波形に）は、認証回路５のマイコンＵ４に印加される。
この認証信号は、マイコンＵ４で生成された８ビット信号（トータルパルス幅１６ｍｓｅｃ）と照合し、一致した場合のみマイコンＵ４からＨレベルのパルス信号を出力する。このマイコンの出力が、ＯＲゲート回路Ｕ６を通り、その出力がマルチバイブレータＵ７ａの立上りエッジトリガ端子へ入力される。
本実施例では、例えば、マルチバイブレータＵ７ａの第１の設定時間を２秒のパルス幅とし、このタイムアップ以前に再トリガ信号が入るとマルチバイブレータＵ７ａはタイムアップしないで、そのままＨレベルを保持し、再び２秒のタイマーが作動し、電力伝送を継続する。
後に説明する受電側ユニット５０からの認証信号もトータルパルス幅１６ｍｓｅｃで１秒間隔で発生させることなっているため、２秒タイマーがタイムアップする前に再トリガ信号が入ることになるので、認証信号がある間は、連続して電力伝送を続けることになる。

次に、タイマー回路６を用いた再起動の動作について説明する。
まず、受電側ユニット５０（実施例では永久磁石Mg）が支持台より離れた場合、検出回路３（ホールＩＣ出力、トランジスタＱ７）の出力電圧がＨレベルからＬレベルへ切り替わり、ＡＮＤ回路Ｕ５の出力もＬレベルとなり図３の制御ＩＣＵ１は電力伝送を停止させる。
再起動させるためには、受電側ユニット５０の支持台に再セットすることにより、最初と同じモードで電力伝送が開始される。

次に、受電側ユニット５０の認証信号が受電コイルを介して送電側ユニットへ戻って来ない場合、または戻って来た信号が認証信号と異なった場合について説明する。
本実施例ではマルチバイブレータＵ７ａの第１の設定時間を２秒とし、マルチバイブレータＵ７ｂの第２の設定時間を１０秒とした。

受電側ユニット５０の認証信号が受電コイルを介して送電側ユニットへ戻って来ない場合、または戻って来た信号が認証信号と異なった場合、マルチバイブレータＵ７ａが第１の設定時間（２秒）でタイムアップするため、出力パルスはＨレベルからＬレベルへ変化する。このＬレベルの出力パルスをもう１つのマルチバイブレータＵ７ｂが検知し、第２の設定時間（１０秒）を作動します。このマルチバイブレータＵ７ｂのタイマーの設定時間は電力伝送をオフするＬレベルを出力します。ここで、マルチバイブレータＵ７ｂのタイマーのオフ時間を第２の設定時間とし、本実施例ではこの第２の設定時間を１０秒間とし電力伝送を停止する。第２の設定時間１０秒経過後、マルチバイブレータＵ７ｂはＬレベルからＨレベルに立上り変化します。この信号がＯＲ回路Ｕ６を通してマルチバイブレータＵ７ａに入力され、再び第１の設定時間である２秒間のタイマーが作動し、そのＨレベルの設定時間のみＡＮＤゲートのＵ５の出力がＨレベルとなり、電力伝送を開始する。
第１の設定時間（２秒）を電力伝送し、タイムアウトすると再び第２の設定時間（１０秒）が動作して電力伝送を停止する。これを繰り返します。

このように、第１の設定時間（２秒）オン、第２の設定時間（１０秒）オフの周期の電力伝送により、異物が支持台に置かれた場合においても、異常発熱することは無い。また、第１の設定時間（２秒）オン、第２の設定時間（１０秒）の周期の電力伝送期間中に認証信号が認証されれば、再び電力伝送を開始し再起動する。
また、送電側の動作を解りやすくするために、ロジック回路で構成したが、このシーケンスをマイコンに取り込んだ回路で形成してもよい。

次に、受電側ユニット５０を図６に示す。
受電側ユニット５０は、受電コイルＬ５０と、共振コンデンサＣ５０と、整流平滑回路５１と、変調回路５２と、検出手段に対する非検出素子Ｍｇから構成される。

受電側ユニット５０は、受電コイルＬ５０と共振コンデンサＣ５０の共振により、効率良く電力を受電し、その電圧を整流平滑回路５１であるダイオードＤ５０とコンデンサＣ５１で整流平滑される。このとき、この受電コイルに電圧が発生すると、出力側Ｖｏｕｔに接続された変調回路５２のマイコンＵ５０が動作を開始する。このマイコンＵ５０は、電圧が印加されると、動作を開始し、設定された８ビットの応答信号（トータルパルス幅１６ｍｓｅｃ）を１秒間隔で発生させる。この信号を抵抗Ｒ５０を介して受電コイルの両端に接続されたトランジスタＱ５０に印加し、トランジスタＱ５０をオンオフして応答信号を重畳させる（この動作を変調と言う）変調回路である。この応答信号は受電コイルＬ５０を介して送電ユニット１０の送電コイルＬ１に伝達される。

次に、送電ユニットにおいて、電力伝送する第１の設定時間と電力伝送を停止する第２の設定時間の周期について、詳細を説明する。

まず、第1の設定時間について、
検出手段３からの検出信号が得られた時、電力伝送回路１が動作し、送電コイルＬ１から受電コイルＬ５０を介して電力伝送され、変調回路５２に所定の電圧になるまでの時間Ａと、変調回路５２の認証信号のパルスの信号列の周期の時間をＢとし、変調回路５２から受電コイルＬ５０、送電コイルＬ１を介して復調回路４を経て認証回路５で判定するまでの時間Ｃとすると、Ａ＋Ｂ＋Ｃの時間をおよそ５０ｍｓｅｃ必要となる。とすると、最小となる第１の電力伝送時間を０．１秒とすることが望ましい。
また、金属等の異物が置かれた場合、５秒程度なら、発熱しても異常な温度まで上昇しないことを考慮し、最大となる第１の電力伝送時間を５秒程度にすることが望ましい。

次に、第２の設定時間について、
第１の設定時間において電力伝送による発熱が停止期間を充分に長くすることによりもとの温度付近まで下がることを考慮して、安全である温度以上とならない条件、即ち、温度上昇分を２０℃と想定したとき、オンデューティーが２０％以下が望ましいと判断する。
オン時間が短い、例えば、０．１秒の場合は、オフ時間もそれなりの比率になるように０．５秒以上となり、またオン時間が長い、例えば５秒の場合は、オフ時間もそれなりの比率になるような時間２５秒以上とすると、オンデューティーを２０％以下とすることが望ましい。

以上説明したように本発明によれば、送電側ユニット本体の支持台にコイン等の金属片が付着したとき、即ち、受電側ユニットが正常な状態で支持台に載置していない状態では、送電側ユニットに設けた検出手段により、送電コイルから受電コイルに電力伝送を停止する。そのため発熱の危険を防止できる。また、受電側ユニットが載置されていたとしても特定する受電側ユニットでない場合は、認証手段により電力伝送を停止する。さらに、タイマー回路によりちょっとした位置ズレによる誤動作も修正することにより再起動でき、実用性を増すことができる。このように、検出手段において、磁界検出素子や近接センサー等の駆動に必要な微弱な電力であるから経済的であるとともに発熱等を考慮する必要がない。さらに、受電側ユニット側においては微小で軽い永久磁石や反射板等を用いることから受電側ユニットの軽量化を図ることができる。

また、上記説明では、電力伝送回路をフルブリッジ回路で説明したがハーフブリッジ回路でもよく他の電力伝送回路を用いてもよい。さらに、認証信号として、受電側ユニットの認証信号で説明したが、二次電池の受電情報を加味した認証信号としてもよい。さらにまた、磁界検出素子としてホールＩＣや近接センサを用いてもよく、さらには、光の反射を利用した光センサや赤外ＬＥＤとフォトトランジスタの組み合わせやＲＦＩＤ等を用いてもい。

本発明に係る非接触電力伝送装置の一実施形態を示すブロック図本発明に係る非接触電力伝送装置の一実施例である送電側ユニットの電源供給部を示す回路図本発明に係る非接触電力伝送装置の一実施例である送電側ユニットの電力伝送回路と、送電コイルと、オンオフスイッチを備えた制御回路を示す回路図本発明に係る非接触電力伝送装置の一実施例である送電側ユニットの復調回路４を示す回路図本発明に係る非接触電力伝送装置の一実施例である送電側ユニットの検出手段と、タイマー回路と、認証回路を示す回路図本発明に係る非接触電力伝送装置の一実施例である受電側ユニットを示す回路図非接触電力伝送装置の送電ユニットと受電ユニットの構成図

符号の説明

１０送電側ユニット
１電力伝送回路
２制御回路
３検出手段
４復調回路
５認証回路
６タイマー回路
Ｌ１送電コイル
５０受電側ユニット
Ｌ５０受電コイル
Ｃ５０共振コンデンサ
５１整流平滑回路
５２変調回路
Ｍｇ永久磁石

Claims

非接触電力伝送用の送電コイルを内蔵した送電側ユニット本体と、非接触電力伝送用の受電コイルを内蔵した受電側ユニットと、該受電側ユニットを着脱自在に搭載するための該本体の一部に形成された支持台とを具え、該送電コイルから該受電コイルに電磁誘導を用いて非接触で電力伝送する非接触電力伝送装置であって、
前記受電側ユニットは、該受電コイルに該送電コイルから電力を受電すると認証信号を出力する変調回路を備える一方、
前記送電側ユニットは、検出手段と、復調回路と、認証回路と、タイマー回路とを備え、
該検出手段で該受電側ユニットが該支持台に載置されたことを検出すると制御回路を介して該送電コイルから電力伝送を開始するとともに、該変調回路からの認証信号を該送電コイルの電圧変化で検出し、該復調回路により認証信号を復調し、所定の認証信号であるかや否かを照合し、所定の認証信号でない場合に電力伝送を所定の時間停止させ、その後、再度照合を行い再起動するタイマー回路を備えたこと、
を特徴とする非接触電力伝送装置。
前記受電側ユニットの変調回路は、該受電コイルに該送電コイルから電力を受電すると認証信号を発生し、該認証信号を変調し、該受電コイルから該送電コイルへ認証信号を出力することを特徴とする請求項１記載の非接触電力伝送装置。
前記送電側ユニットの検出手段は、光電発光素子と受光素子、磁気検出素子または近接センサ等のいずれかを備え、前記受電側ユニットには光反射部、永久磁石等のいずれかを備えたことを特徴とする請求項１記載の非接触電力伝送装置。
前記認証信号は８ビット信号でトータルパルス幅は１６ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項１、２記載の非接触電力伝送装置。
前記タイマー回路は、電力伝送する第１の設定時間と電力伝送を停止する第２の設定時間を備え、該第１の設定時間を０．１秒から５秒以内とし、第２の設定時間をオンデューティが２０％以下になるような時間とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の非接触電力伝送装置。