JP2013135600A - Contactless power supply method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送電コイルと受電コイルとを電磁結合するように互いに接近して配置し、送電コイルから受電コイルに電磁誘導作用で電力搬送する無接点給電方法に関し、とくに給電台に異物がセットされたことを検出する無接点給電方法に関する。 The present invention relates to a contactless power feeding method in which a power transmitting coil and a power receiving coil are arranged close to each other so as to be electromagnetically coupled, and power is transferred from the power transmitting coil to the power receiving coil by electromagnetic induction. The present invention relates to a non-contact power feeding method for detecting the above.
送電コイルを内蔵する給電台に、受電コイルを内蔵する携帯機器をセットして、送電コイルから受電コイルに電力搬送する無接点給電方法は開発されている。（特許文献１参照） A contactless power feeding method has been developed in which a portable device with a built-in power receiving coil is set on a power feeding base with a built-in power transmitting coil, and power is transferred from the power transmitting coil to the power receiving coil. (See Patent Document 1)
この無接点給電方法は、給電台を充電台とし、携帯機器を電池内蔵機器として、充電台から電池内蔵機器に電力搬送して、電池内蔵機器の電池を充電する。無接点充電するために、給電台の送電コイルに、携帯機器の受電コイルを接近させて、送電コイルから受電コイルに給電する。受電コイルに誘導される電力で内蔵電池が充電される。この給電方法は、コネクタを介して携帯機器を給電台に接続する必要がなく、無接点方式で携帯機器に電力搬送できる。 In this non-contact power supply method, a power supply stand is used as a charging stand, a portable device is used as a battery built-in device, power is transferred from the charging stand to the battery built-in device, and the battery of the battery built-in device is charged. In order to perform contactless charging, the power receiving coil of the portable device is brought close to the power transmitting coil of the power supply stand, and power is supplied from the power transmitting coil to the power receiving coil. The built-in battery is charged by the power induced in the power receiving coil. In this power feeding method, it is not necessary to connect the portable device to a power feeding base via a connector, and power can be transferred to the portable device in a contactless manner.
この給電方法は、給電台から給電している状態で、給電台にクリップなどの金属片からなる異物が載せられると、異物に誘電電流が流れてジュール熱で発熱する弊害がある。また、異物に誘導電流が流れて無駄に電力を消費するので、給電台から携帯機器に効率よく給電できない欠点もある。この欠点を解消するために、特許文献１の充電台は、異物を検出するために、上面に縦横に並べて多数の温度センサを配置している。温度センサは、充電台に載せられて異物が発熱するのを検出する。この充電台は、上に金属製の異物を載せる状態で、送電コイルに交流電力を供給すると、異物に誘電電流が流れて発熱するので、この異物の発熱を、近くに配置している温度センサで検出する。
This power supply method has a problem that when a foreign object made of a metal piece such as a clip is placed on the power supply base in a state where power is supplied from the power supply base, a dielectric current flows through the foreign object and heat is generated by Joule heat. In addition, since an inductive current flows through the foreign matter and consumes power wastefully, there is a disadvantage that power cannot be efficiently supplied from the power supply stand to the portable device. In order to eliminate this drawback, the charging base of
以上の充電台は、異物の発熱を検出して異物がセットされたことを速やかに検出できない欠点がある。異物が発熱して検出されるからである。また、この方式は、異物と温度センサとが離れると異物を確実に検出できなかったり、検出時間が相当に遅くなる欠点もある。この欠点を解消するには、多数の温度センサを設ける必要があって、異物検出するための回路構成や処理が複雑になって部品コストが高くなる欠点がある。 The charging stand described above has a drawback in that it cannot quickly detect that a foreign object has been set by detecting the heat generation of the foreign object. This is because the foreign matter is detected by heat generation. In addition, this method has a drawback that the foreign object cannot be reliably detected when the foreign object is separated from the temperature sensor, or the detection time is considerably delayed. In order to eliminate this drawback, it is necessary to provide a large number of temperature sensors, and there is a disadvantage that the circuit configuration and processing for detecting a foreign substance become complicated and the cost of parts becomes high.
本発明は、さらに以上の弊害を解消することを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、給電台にセットされる異物を速やかに、かつ確実に検出できる無接点給電方法を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、確実かつ速やかに異物を検出しながら、簡単な回路構成で部品コストを低減しながら実現できる無接点給電方法を提供することにある。
The present invention was developed for the purpose of eliminating the above-described adverse effects, and an important object of the present invention is to provide a contactless power supply method capable of quickly and reliably detecting a foreign object set on a power supply stand. It is to provide.
Another important object of the present invention is to provide a non-contact power feeding method that can be realized with a simple circuit configuration while reducing the cost of components while detecting foreign matter reliably and promptly.
本発明の無接点給電方法は、送電コイル１１を備える給電台１０に、受電コイル５１を内蔵する携帯機器５０をセットし、給電台１０の送電コイル１１に携帯機器５０の受電コイル５１を電磁結合して、送電コイル１１から受電コイル５１に電磁誘導作用で電力搬送して、受電コイル５１に誘導される電力で携帯機器５０に給電する無接点給電方法であって、給電台１０から携帯機器５０に電力搬送される伝送効率を検出し、携帯機器５０が給電台１０にセットされて、給電開始後からの伝送効率の相違を検出して、給電台１０の異物を検出している。
In the contactless power feeding method of the present invention, a
以上の無接点給電方法は、給電台にセットされる異物を速やかに、しかも確実に検出できる特徴がある。それは、以上の無接点給電方法が、携帯機器が給電台にセットされて給電開始後からの伝送効率の相違を検出し、伝送効率の違いで異物検出するからである。図１は、給電開始後に伝送効率が変化する特性を示している。この図の曲線Ａは、異物がセットされない状態の伝送効率の変化を示し、曲線Ｂは異物がセットされる状態における伝送効率の変化を示している。この図に示すように、異物がセットされる状態とされない状態で伝送効率が変化する割合が著しく変化する。したがって、給電開始後における伝送効率の相違によって、異物がセットされたかどうかを確実に検出できる。また、給電開始後の極めて短時間に異物検出できるので、異物がセットされると速やかに検出できる特徴もある。 The non-contact power supply method described above has a feature that can quickly and reliably detect a foreign object set on the power supply stand. This is because the contactless power supply method described above detects a difference in transmission efficiency after the portable device is set on the power supply stand and starts power supply, and detects a foreign object based on the difference in transmission efficiency. FIG. 1 shows the characteristic that the transmission efficiency changes after the start of power feeding. Curve A in this figure shows a change in transmission efficiency when no foreign object is set, and curve B shows a change in transmission efficiency when a foreign object is set. As shown in this figure, the rate at which the transmission efficiency changes significantly when the foreign object is not set or not. Therefore, it is possible to reliably detect whether or not a foreign object has been set based on the difference in transmission efficiency after the start of power feeding. In addition, since foreign matter can be detected in a very short time after the start of power supply, there is a feature that can be quickly detected when foreign matter is set.
さらに、以上の無接点給電方法は、従来のように温度センサで異物の温度上昇を検出するのでなく、異物がセットされたかどうかを給電開始後の伝送効率の変化で検出するので、異物を確実に速やかに検出しながら、多数の温度センサなどを使用することなく、簡単な回路構成で部品コストを低減しながら異物検出できる特徴がある。 Furthermore, the contactless power supply method described above does not detect the temperature rise of a foreign object with a temperature sensor as in the past, but detects whether a foreign object has been set based on a change in transmission efficiency after the start of power supply. It is possible to detect foreign matter while reducing the cost of parts with a simple circuit configuration without using a large number of temperature sensors or the like, while detecting quickly.
本発明の無接点給電方法は、給電台１０を充電台１０Ａとし、携帯機器５０を電池内蔵機器５０Ａとして、充電台１０Ａから電池内蔵機器５０Ａに給電される電力で電池内蔵機器５０Ａの電池５２を充電することができる。
以上の無接点給電方法は、電池内蔵機器を充電台にセットすることで、電池内蔵機器の電池を簡単に充電すると共に、異物がセットされたことも確実に検出できる。
The non-contact power supply method of the present invention uses the
In the above non-contact power feeding method, by setting the battery built-in device on the charging stand, it is possible to easily charge the battery of the battery built-in device and to reliably detect the foreign matter being set.
本発明の無接点給電方法は、給電台１０に携帯機器５０をセットして、給電開始後に所定のサンプリング周期で伝送効率を検出して異物検出することができる。
以上の無接点給電方法は、所定のサンプリング周期で伝送効率を複数回検出することで、異物がセットされたかどうかを正確に検出できる。それは、異物がセットされない状態では速やかに伝送効率が向上し、異物がセットされる状態では、伝送効率がゆっくりと向上するからである。
The contactless power supply method of the present invention can detect foreign objects by setting the
The above non-contact power feeding method can accurately detect whether or not a foreign object has been set by detecting the transmission efficiency multiple times at a predetermined sampling period. This is because the transmission efficiency is quickly improved when no foreign object is set, and the transmission efficiency is slowly improved when the foreign object is set.
本発明の無接点給電方法は、給電開始後から０．１ｓｅｃないし１０ｓｅｃ経過するまで、所定のサンプリング周期で伝送効率を検出して異物検出することができる。 The contactless power supply method of the present invention can detect foreign matters by detecting transmission efficiency at a predetermined sampling period until 0.1 to 10 seconds have elapsed since the start of power supply.
本発明の無接点給電方法は、給電台１０に携帯機器５０をセットして、給電開始後の所定のタイミングで伝送効率を検出して異物検出することができる。
以上の無接点給電方法は、簡単な方法で異物検出できる特徴がある。それは、給電開始から所定の時間経過するタイミングで伝送効率を検出することで、異物がセットされた状態と、セットされない状態とで伝送効率が異なるからである。
The contactless power supply method of the present invention can detect foreign objects by setting the
The above contactless power feeding method has a feature that foreign matter can be detected by a simple method. This is because the transmission efficiency is different between a state in which a foreign object is set and a state in which it is not set by detecting the transmission efficiency at a timing when a predetermined time elapses from the start of power feeding.
本発明の無接点給電方法は、給電台１０に携帯機器５０をセットして、給電開始後から１０ｍｓｅｃないし１０ｓｅｃ経過したタイミングで伝送効率を検出して異物検出することができる。
The contactless power supply method of the present invention can detect foreign objects by setting the
本発明の無接点給電方法は、給電台１０が、送電コイル１１を携帯機器５０の受電コイル５１に接近させるように移動させる移動機構１６を有することができる。
以上の無接点給電方法は、携帯機器を自由な位置セットして、送電コイルを受電コイルに接近でき、しかも送電コイルを受電コイルに接近して給電を開始した後、速やかに異物検出できる特徴がある。
The contactless power feeding method of the present invention can include the
The above non-contact power feeding method has a feature that the mobile device can be set in any position, the power transmission coil can be brought close to the power receiving coil, and the foreign matter can be quickly detected after the power feeding coil is brought close to the power receiving coil to start power feeding. is there.
本発明の無接点給電方法は、給電台１０と携帯機器５０が、携帯機器５０を給電台１０の定位置にセットする位置決め部機構２２を有することができる。
以上の無接点給電方法は、送電コイルを受電コイルの位置に移動させる機構を設けることなく、送電コイルと受電コイルとを電磁結合して送電コイルから受電コイルに給電できる。
In the non-contact power feeding method of the present invention, the
The above non-contact power feeding method can feed power from the power transmission coil to the power receiving coil by electromagnetically coupling the power transmitting coil and the power receiving coil without providing a mechanism for moving the power transmitting coil to the position of the power receiving coil.
本発明の無接点給電方法は、位置決め部機構２２を、給電台１０に携帯機器５０を定位置にセットする嵌合構造とすることができる。
In the contactless power feeding method of the present invention, the
本発明の無接点給電方法は、異物を検出する状態で、送電コイル１１への供給電力を制御することができる。
以上の無接点給電方法は、異物を検出する状態で送電コイルへの供給電力を小さくし、あるいは送電コイルに電力を供給しないように制御して、異物の発熱などの弊害を確実に防止できる。
The contactless power feeding method of the present invention can control the power supplied to the
The non-contact power feeding method described above can reliably prevent adverse effects such as heat generation of a foreign object by reducing the power supplied to the power transmission coil in a state where the foreign object is detected or by not controlling the power transmission coil.
本発明の無接点給電方法は、異物検出する状態において、供給電力が設定値よりも大きい状態では、送電コイル１１の給電電力を小さく制限することができる。
以上の無接点給電方法は、異物が検出される状態で、給電台から携帯機器に給電しながら、異物の発熱による弊害も防止できる。
The non-contact power feeding method of the present invention can limit the power feeding power of the
The above non-contact power feeding method can prevent the harmful effects caused by the heat generated by the foreign matter while feeding the portable device from the power feeding stand in a state where the foreign matter is detected.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための無接点給電方法を例示するものであって、本発明は無接点給電方法を以下の方法や回路構成に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a contactless power feeding method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the contactless power feeding method as the following method or circuit configuration. Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図２は、本発明の無接点給電方法で、給電台１０の上に携帯機器５０を載せて、給電台１０から携帯機器５０に給電する状態を示している。とくに、以下の実施例は、給電台１０を充電台１０Ａとし、携帯機器５０を電池内蔵機器５０Ａとして、充電台１０Ａから電池内蔵機器５０Ａに給電して、電池内蔵機器５０Ａの電池５２を充電する状態を示している。
FIG. 2 shows a state in which the
ただし、本発明は、給電台を充電台として、携帯機器を電池内蔵機器に特定するものではない。携帯機器を、照明器具や充電アダプタとして、給電台から携帯機器に給電して、携帯機器に電力供給することができる。照明の携帯機器は、給電台から給電される電力で光源を点灯し、充電アダプタの携帯機器は、給電台から給電される電力でもって、充電アダプタに接続される電池内蔵機器に電池の充電電力を供給して、電池内蔵機器の電池を充電する。また、携帯機器は、パック電池であっても良い。 However, the present invention does not specify the portable device as a battery built-in device using the power supply stand as a charging stand. The portable device can be used as a lighting fixture or a charging adapter to supply power to the portable device by supplying power to the portable device from the power supply stand. The lighting portable device turns on the light source with the power supplied from the power supply base, and the charging adapter mobile device uses the power supplied from the power supply stand to charge the battery charging power to the battery built-in device connected to the charging adapter. To charge the battery of the battery built-in device. The portable device may be a battery pack.
図２の携帯機器５０は電池内蔵機器５０Ａで、この携帯機器５０は、給電台１０の送電コイル１１に電磁結合される受電コイル５１を内蔵している。受電コイル５１に誘導される電力が電池５２を充電する。したがって、図２の携帯機器５０は、電池５２と、受電コイル５１と、この受電コイル５１に誘導される交流を直流に変換する整流回路５６と、整流回路５６から出力される直流で電池５２を充電する充電制御回路５３と、電池５２の充電電流を検出する電流検出回路５７と、電流検出回路５７で検出される検出電流を給電台１０に伝送する伝送回路５４とを備える。
The
電池５２は、リチウムイオン電池又はリチウムポリマー電池である。ただし、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池とすることができる。携帯機器５０は、１個ないし複数の電池５２を内蔵している。複数の電池５２は、直列又は並列に接続され、あるいは直列と並列に接続される。
The
整流回路５６は、図示しないが、受電コイル５１に誘導される交流をダイオードブリッジで全波整流して脈流を平滑コンデンサーで平滑化する。整流回路は、ダイオードブリッジで交流を整流するが、整流回路には、ＦＥＴをブリッジに接続して、交流に同期してＦＥＴをオンオフに切り換えて整流する同期整流回路も使用できる。ＦＥＴの同期整流回路はオン抵抗が小さく、整流回路の発熱を少なくして、携帯機器のケース内温度の上昇を少なくできる。また、平滑コンデンサーは必ずしも必要でなく、ダイオードブリッジや同期整流回路の出力で電池を充電することもできる。
Although not shown, the
充電制御回路５３は、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等を定電圧・定電流充電し、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池を定電流充電する。さらに、充電制御回路５３は、電池５２の満充電を検出して、満充電信号を伝送回路５４を介して給電台１０に伝送する。給電台１０は、伝送回路５４から伝送される満充電信号を受信回路１４で検出する。満充電信号を検出すると、コントロール回路１３は交流電源１２を制御して、送電コイル１１への電力供給を停止させる。
The
伝送回路５４は、携帯機器５０から給電台１０に、電池５２の充電電流、電池５２の満充電信号、ＩＤ信号などの種々の伝送信号を伝送する。伝送回路５４は、受電コイル５１の負荷インピーダンスを変化させて、送電コイル１１に種々の伝送信号を伝送する。この伝送回路５４は、図示しないが、受電コイル５１に変調回路を接続している。変調回路は、コンデンサーや抵抗等の負荷とスイッチング素子とを直列に接続して、スイッチング素子のオンオフを制御して種々の伝送信号を給電台１０に伝送する。
The
給電台１０の受信回路１４は、送電コイル１１のインピーダンス変化、電圧変化、電流変化等を検出して、伝送回路５４から伝送される伝送信号を検出する。受電コイル５１の負荷インピーダンスが変化すると、これに電磁結合している送電コイル１１のインピーダンスや電圧や電流が変化するので、受信回路１４は、これ等の変化を検出して、携帯機器５０の伝送信号を検出することができる。
The receiving
ただし、伝送回路は、搬送波を変調して伝送する回路、すなわち送信機とすることもできる。この伝送回路から伝送される伝送信号の受信回路は、搬送波を受信して、伝送信号を検出する受信器である。伝送回路と受信回路とは、携帯機器から給電台に伝送信号を伝送できる全ての回路構成とすることができる。 However, the transmission circuit may be a circuit that modulates and transmits a carrier wave, that is, a transmitter. The reception circuit for the transmission signal transmitted from the transmission circuit is a receiver that receives a carrier wave and detects the transmission signal. The transmission circuit and the reception circuit can have all circuit configurations capable of transmitting a transmission signal from the portable device to the power supply base.
電流検出回路５７は、電池５２の充電電流を検出する。図２の電流検出回路５７は、電池５２と直列に接続している電流検出抵抗５７Ａと、この電流検出抵抗５７Ａの両端の電圧を増幅する差動アンプ５７Ｂとを備えており、差動アンプ５７Ｂの出力から電池５２の充電電流を検出する。電池５２の充電電流は整流回路５６の出力、すなわち受電コイル５１に誘導される電力の出力となる。したがって、電池５２の充電電流は、整流回路５６の出力電流を検出して検出することができ、また、受電コイル５１の出力を検出して検出することもできる。
The
給電台１０は、ケース２０の上面に、携帯機器５０を一定の位置にセットして載せる上面プレート２１を設けて、この上面プレート２１の内側に送電コイル１１を配置している。送電コイル１１は、交流電源１２を接続して、交流電源１２をコントロール回路１３で制御している。コントロール回路１３は、送電コイル１１に供給する電力をコントロールする。さらに、給電台１０は、給電開始後の伝送効率（＝送電効率）を検出して、伝送効率の変化から異物検出する異物検出回路１５を備えている。
In the
給電台１０は、送電コイル１１を受電コイル５１に電磁結合して、送電コイル１１から受電コイル５１に電力搬送、すなわち給電する。携帯機器５０を上面プレート２１の自由な位置にセットして、電池５２を充電する給電台１０は、送電コイル１１を受電コイル５１に接近するように移動させる移動機構１６を内蔵している。この給電台１０は、送電コイル１１をケース２０の上面プレート２１の下に配設して、上面プレート２１に沿って移動させて受電コイル５１に接近させる。
The
給電台１０と携帯機器５０は、携帯機器５０を給電台１０の定位置にセットする位置決め部機構を設けて、携帯機器５０を給電台１０の定位置にセットすることができる。位置決め部機構は、受電コイル５１を送電コイル１１に接近させるように、携帯機器５０を給電台１０の定位置にセットする。送電コイル１１に接近する受電コイル５１は、電磁誘導作用で送電コイル１１から受電コイル５１に電力搬送して給電する。
The
図３の位置決め部機構２２は、給電台１０の定位置に携帯機器５０をセットする嵌合構造である。図３の嵌合構造は、給電台１０の上面に携帯機器５０を嵌入する嵌入凹部２３を設けて、嵌入凹部２３に携帯機器５０を入れて定位置にセットしている。図示しないが、位置決め部機構は、給電台と携帯機器との対向面に嵌合構造の凹凸を設けて、携帯機器を給電台の定位置にセットすることもできる。
The
送電コイル１１は、上面プレート２１と平行な面で渦巻き状に巻いてなる平面コイルで、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。この送電コイル１１は、上面プレート２１に直交する交流磁束を上面プレート２１の上方に放射する。送電コイル１１は、交流電源１２から交流電力が供給されて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。送電コイル１１は、磁性材からなるコア（図示せず）に線材を巻いてインダクタンスを大きくできる。コアのある送電コイルは、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を受電コイルに伝送できる。ただ、送電コイルは、必ずしもコアを設ける必要はなく、空芯コイルとすることもできる。空芯コイルは軽いので、送電コイルを上面プレートの内面で移動させる構造にあっては、移動機構を簡単にできる。送電コイル１１は、受電コイル５１の外径にほぼ等しくして、受電コイル５１に効率よく電力搬送する。
The
交流電源１２は、たとえば、２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電力を送電コイル１１に供給する。送電コイル１１を受電コイル５１に接近するように移動させる給電台１０は、交流電源１２を、可撓性のリード線を介して送電コイル１１に接続している。交流電源１２は、発振回路と、この発振回路から出力される交流を電力増幅するパワーアンプと備える。
For example, the
給電台１０は、送電コイル１１を受電コイル５１に接近させた状態で、交流電源１２で送電コイル１１に交流電力を供給する。送電コイル１１の交流電力は、受電コイル５１に電力搬送されて、電池５２を充電する。給電台１０は、電池５２が満充電されると、携帯機器５０から伝送される満充電信号で送電コイル１１への電力供給を停止して、電池５２の充電を停止する。
The
異物検出回路１５は、給電台１０から携帯機器５０に電力搬送される伝送効率（＝送電効率）を検出して、携帯機器５０が給電台１０にセットされて給電が開始された後からの伝送効率を検出して、給電台１０に異物がセットされたかどうかを判定する。伝送効率は、給電台１０から携帯機器５０に電力搬送される効率であって、以下の式で演算される。
伝送効率＝携帯機器側に給電される電力／給電台側の消費電力
The foreign
Transmission efficiency = Power supplied to the mobile device side / Power consumption on the power supply stand side
携帯機器５０側に給電される電力は、整流回路５６の出力電圧と電流の積、あるいは受電コイル５１に誘導される電力として検出される。伝送効率は、給電台１０側の異物検出回路１５で検出される。伝送効率を検出するために、整流回路５６の出力電流、すなわち電池５２の充電電流を電流検出回路５７で検出して、伝送回路５４から受信回路１４に伝送される。伝送効率を検出するには、整流回路５６の出力電圧も検出する必要がある。ただ、整流回路５６の出力電圧は、一定の電圧範囲にあるので、検出することなく、一定の電圧と想定して、携帯機器５０側に供給される電力を検出することができる。ただ、整流回路５６の出力電圧、すなわち電池５２の充電電圧を電圧検出回路（図示せず）で検出して、検出電圧を伝送回路５４から受信回路１４に伝送して、給電台１０側で携帯機器５０側に供給される電力をより正確に検出することもできる。
The power supplied to the
給電台１０側の消費電力は、給電台１０側で消費するトータル電力（消費する電流値、電圧値を掛け算した値）として検出し、あるいは送電コイル１１に供給する交流の入力電力として検出することもできる。伝送効率は、携帯機器５０側と給電台１０側の電力を検出方法で異なる値となるが、本発明は、給電開始後に伝送効率が変化する割合を検出して異物検出するので、伝送効率を演算する方法によって異なる値となっても、同じ演算方法で伝送効率を演算するかぎり、異物検出できる。それは、演算方法が違っても、異物をセットする状態と、セットしない状態では、給電開始後に伝送効率が同じ割合で変化して、確実に異物検出できるからである。したがって、異物検出回路１５は、簡単な方法で伝送効率を検出して、確実に異物検出できる。
The power consumption on the power supply stand 10 side is detected as total power consumed on the power supply stand 10 side (a value obtained by multiplying the consumed current value and the voltage value) or detected as AC input power supplied to the
図１は、異物がセットされない（介在することなく）携帯機器５０が給電台１０にセットされた状態（曲線Ａ）と、異物がセットされた状態（曲線Ｂ）とで、給電開始後に伝送効率が変化する状態を示している。異物がセットされない状態は、曲線Ａで示すように、給電を開始した直後に速やかに伝送効率が上昇する。これに対して異物がセットされた状態は、曲線Ｂで示すように、給電開始後にゆっくりと伝送効率が向上する。
FIG. 1 shows a state in which the
異物検出回路１５は、携帯機器５０が給電台１０にセットされた後、送電コイル１１に交流電力を供給して給電を開始した直後から、たとえば０．１ｓｅｃの所定のサンプリング周期で１ｓｅｃ間伝送効率を検出して異物検出する。１ｓｅｃ間に１０回伝送効率を検出して、伝送効率が設定値の例えば３０％以下の回数をカウントして、異物検出する。たとえば、異物がセットされた状態にあっては、曲線Ｂで示すように、伝送効率が上昇するのに時間がかかるので、異物がセットされない状態（曲線Ａ）よりも伝送効率が設定値よりも低くなる回数が多くなる。したがって、伝送効率が設定値よりも低い回数をカウントして、異物がセットされたかどうかを判定する。異物の有無によって、伝送効率が図１の曲線Ａと曲線Ｂで示すように変化する状態においては、１０回伝送効率を検出して、伝送効率が設定値の３０％よりも低い状態が、３回以上カウントされると、異物がセットされたと判定し、２回以下であると、異物がセットされないと判定する。
The foreign
以上の方法で異物検出する異物検出回路１５は、たとえば、サンプリング周期を１０ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃとし、伝送効率を検出する時間を給電開始から０．１ｓｅｃ〜１０ｓｅｃとして、異物検出することができる。
The foreign
異物検出回路１５は、給電台１０に携帯機器５０をセットして、給電が開始された後、０．１ｓｅｃ後の伝送効率を検出して、検出する伝送効率の値から異物検出することができる。異物がセットされた状態と、セットされない状態で、伝送効率が相違するので、検出する伝送効率があらかじめ設定している閾値よりも大きいか小さいかで、異物がセットされたかどうかを判別できるからである。この異物検出回路１５は、伝送効率を検出するタイミングを、給電開始後から例えば１０ｍｓｅｃ〜１０ｓｅｃ後、好ましくは３０ｍｓｅｃ〜５ｓｅｃ後、さらに好ましくは５０ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ後とすることができる。
The foreign
給電台１０は、異物検出すると、送電コイル１１の電力供給を遮断し、あるいは送電コイル１１への供給電力を小さく制限し、あるいは異物検出する状態で、給電する電力が小さくて、異物の発熱などの弊害を無視できる場合は、そのままの状態で給電状態を継続する。
When the
給電台１０である充電台１０Ａは、携帯機器５０である電池内蔵機器５０Ａをセットして、図４に示すフローチャートで、以下のステップで異物検出しながら、電池５２を充電する。
［ｎ＝１のステップ］
給電開始してから１０ｓｅｃ以下かどうかを判定する。
［ｎ＝２のステップ］
給電開始から１０ｓｅｃ経過するまでは、このステップで伝送効率が３０％以下であるかどうかを判定し、伝送効率が３０％以下であると、ｎ＝３のステップに、伝送効率が３０％以下でないと、ｎ＝４のステップにジャンプする。
［ｎ＝３のステップ］
伝送効率が３０％以下であると、このステップでフラグを立てる。
［ｎ＝４のステップ］
ｎ＝４のステップでフラグが立っているかどうかを判定し、フラグが立っていると、ｎ＝５のステップに進み、フラグが立っていないと、ｎ＝１のステップに戻る。
［ｎ＝５のステップ］
ｎ＝４のステップでフラグが立っていると、異物がセットされたと判定して、このステップで電池５２の充電電流が０．５Ａよりも大きいかどうかを判定する。充電電流が０．５Ａを越えていると、ｎ＝６のステップに進み、異物がセットされたとして異常表示する。
異物がセットされる状態であっても、充電電流が０．５Ａ以下であると、電池５２を充電して異物による発熱も少ないと判定して、ｎ＝１のステップに戻って充電を継続する。
The charging
[Step of n = 1]
It is determined whether it is 10 sec or less after the start of power feeding.
[Step of n = 2]
It is determined whether or not the transmission efficiency is 30% or less in this step until 10 seconds have elapsed since the start of power supply. If the transmission efficiency is 30% or less, the transmission efficiency is not 30% or less in the step of n = 3. And jump to the step of n = 4.
[Step n = 3]
If the transmission efficiency is 30% or less, a flag is set in this step.
[Step n = 4]
It is determined whether or not a flag is set in step n = 4. If the flag is set, the process proceeds to step n = 5. If the flag is not set, the process returns to step n = 1.
[Step n = 5]
If the flag is set in step n = 4, it is determined that a foreign object has been set, and it is determined in this step whether the charging current of the
Even when a foreign object is set, if the charging current is 0.5 A or less, it is determined that the
１０…給電台 １０Ａ…充電台
１１…送電コイル
１２…交流電源
１３…コントロール回路
１４…受信回路
１５…異物検出回路
１６…移動機構
２０…ケース
２１…上面プレート
２２…位置決め部機構
２３…凹部
５０…携帯機器 ５０Ａ…電池内蔵機器
５１…受電コイル
５２…電池
５３…充電制御回路
５４…伝送回路
５６…整流回路
５７…電流検出回路 ５７Ａ…電流検出抵抗
５７Ｂ…差動アンプ
DESCRIPTION OF
57B ... Differential amplifier
Claims (11)
給電台(10)から携帯機器(50)に電力搬送される伝送効率を検出し、携帯機器(50)が給電台(10)にセットされて給電開始後からの伝送効率の相違を検出して、給電台(10)の異物検出する無接点給電方法。 Set the mobile device (50) with a built-in power receiving coil (51) in the power supply base (10) including the power transmission coil (11), and receive power from the mobile device (50) in the power transmission coil (11) of the power supply base (10). The coil (51) is electromagnetically coupled, and power is transferred from the power transmission coil (11) to the power reception coil (51) by electromagnetic induction, and power is supplied to the portable device (50) by the power induced by the power reception coil (51). A contactless power supply method,
Detects the transmission efficiency of power transfer from the power supply base (10) to the mobile device (50), detects the difference in transmission efficiency after the mobile device (50) is set on the power supply base (10) and starts power supply A contactless power supply method for detecting foreign matter on the power supply stand (10).
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011286888A JP2013135600A (en) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Contactless power supply method |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016214023A (en) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | Control device, electronic device and non-contact power transmission system |
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2011
- 2011-12-27 JP JP2011286888A patent/JP2013135600A/en active Pending
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