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JP6619770B2 - Wireless power transmission system and method for protecting wireless power transmission system - Google Patents

Wireless power transmission system and method for protecting wireless power transmission system Download PDF

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JP6619770B2 JP2017087034A JP2017087034A JP6619770B2 JP 6619770 B2 JP6619770 B2 JP 6619770B2 JP 2017087034 A JP2017087034 A JP 2017087034A JP 2017087034 A JP2017087034 A JP 2017087034A JP 6619770 B2 JP6619770 B2 JP 6619770B2
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Description

本発明は、ワイヤレス電力伝送システム、およびワイヤレス電力伝送システムの保護方法に関する。   The present invention relates to a wireless power transmission system and a method for protecting a wireless power transmission system.

近年、金属接点やコネクタなどを介さずに電力を伝送するワイヤレス電力伝送技術を採用した機器が増えている。ワイヤレス電力伝送は、ワイヤレス給電や非接触電力伝達とも呼ばれる。   In recent years, an increasing number of devices adopt wireless power transmission technology that transmits power without using metal contacts or connectors. Wireless power transmission is also called wireless power feeding or contactless power transmission.

このワイヤレス電力伝送を大別すると、電力を電磁波(マイクロ波)に変換して給電する方式と、電界結合の共振現象を利用した方式と、磁界結合による方式とがある。この磁界結合による磁場の共振現象を利用するタイプには、例えば、特許文献1に記載の発明がある。   This wireless power transmission can be broadly classified into a system that converts power into electromagnetic waves (microwaves) and feeds power, a system that uses the resonance phenomenon of electric field coupling, and a system that uses magnetic field coupling. As a type that utilizes the magnetic field resonance phenomenon due to the magnetic field coupling, there is an invention described in Patent Document 1, for example.

特許文献1の要約書の解決手段には、「給電コイルL2から受電コイルL3には磁気共振により電力が伝送される。VCO202は、スイッチングトランジスタQ1とスイッチングトランジスタQ2を駆動周波数foにて交互にオン・オフさせ、給電コイルL2に交流電力を供給し、給電コイルL2から受電コイルL3に交流電力を供給する。位相検出回路114は電流位相と電圧位相の位相差を検出し、VCO202はこの位相差がゼロとなるように駆動周波数foを調整する。負荷電圧が変化したときには電流位相の検出値が調整され、結果として駆動周波数foが調整される。」と記載されている。   As a solution to the abstract of Patent Document 1, “the power is transmitted from the feeding coil L2 to the receiving coil L3 by magnetic resonance. The VCO 202 turns on the switching transistor Q1 and the switching transistor Q2 alternately at the drive frequency fo. Turn off, supply AC power to the feeding coil L2, and supply AC power from the feeding coil L2 to the receiving coil L3, the phase detection circuit 114 detects the phase difference between the current phase and the voltage phase, and the VCO 202 detects this phase difference. The drive frequency fo is adjusted so that the current becomes zero.When the load voltage changes, the detected value of the current phase is adjusted, and as a result, the drive frequency fo is adjusted. "

特開2011−139621号公報JP 2011-139621 A

ワイヤレス電力伝送システムの整流電圧値を安定化するため、この整流電圧値情報を給電装置に無線でフィードバックすることが考えられる。このような無線通信データによるワイヤレス電力伝送システムは、例えば、受電装置から給電装置に周期的に無線モジュール(Bluetooth(登録商標))を介して電圧値を送信する。給電装置は、受信した電圧値に基づくフィードバック制御を行う。
このようなワイヤレス電力伝送システムでは、定常的にデータ作成処理や通信処理による制御の遅延が発生する。更に、他の無線通信機器からの干渉や電磁ノイズ等により、通信データが遅延または欠落し、通信周期が変動する。この制御の遅延を考慮して、インバータ回路を制御するエラーアンプの時定数は、通信周期より長く設定されるとよい。しかし、予期された整流電圧の変動(上位システムからの指示に伴う電圧変動)だとしても整流電圧が所定電圧の範囲を超えた場合には保護動作するという問題がある。
In order to stabilize the rectified voltage value of the wireless power transmission system, it is conceivable that the rectified voltage value information is fed back to the power feeding device wirelessly. In such a wireless power transmission system using wireless communication data, for example, a voltage value is periodically transmitted from a power receiving device to a power feeding device via a wireless module (Bluetooth (registered trademark)). The power supply apparatus performs feedback control based on the received voltage value.
In such a wireless power transmission system, a delay in control due to data creation processing and communication processing occurs regularly. Furthermore, communication data is delayed or lost due to interference from other wireless communication devices, electromagnetic noise, or the like, and the communication cycle varies. In consideration of this control delay, the time constant of the error amplifier that controls the inverter circuit may be set longer than the communication cycle. However, there is a problem that even if the expected rectified voltage fluctuation (voltage fluctuation accompanying an instruction from the host system) is detected, the protective operation is performed when the rectified voltage exceeds a predetermined voltage range.

受電装置の上位システムである負荷が整流電圧を降圧して利用する場合、整流電圧が一時的に所定電圧の範囲外となることがある。これにより給電装置が保護動作として例えばワイヤレス給電を停止すると、受電装置およびその負荷が動作できなくなるおそれがある。
そこで、本発明は、ワイヤレス電力伝送システムにおいて、予期された整流電圧の変動に対しては保護動作を行わないことを課題とする。
When a load, which is a host system of the power receiving apparatus, uses the rectified voltage after being stepped down, the rectified voltage may temporarily fall outside the predetermined voltage range. As a result, when the power feeding device stops wireless power feeding, for example, as a protection operation, the power receiving device and its load may not be able to operate.
Therefore, an object of the present invention is not to perform a protection operation against an expected fluctuation in the rectified voltage in a wireless power transmission system.

前記した課題を解決するため、本発明のワイヤレス電力伝送システムは、給電装置および受電装置を備える。
前記給電装置は、ワイヤレスで電力を送信する給電コイルと、前記給電コイルを駆動するインバータと、前記受電装置と無線通信する第1の無線ユニットと、前記第1の無線ユニットと前記インバータとを制御する第1のプロセッサとを備える。
前記受電装置は、前記給電装置の前記給電コイルからワイヤレスで電力を受信する受電コイルおよびコンデンサを含み、共鳴電圧を発生する共鳴回路と、前記共鳴電圧を整流して整流電圧を出力する整流回路と、前記整流電圧によって駆動される負荷と、前記給電装置が備える前記第1の無線ユニットと無線通信する第2の無線ユニットと、前記負荷と前記第2の無線ユニットを制御する第2のプロセッサとを備える。
前記第2のプロセッサは、前記整流電圧を元に整流電圧値の情報を生成すると共に、前記整流電圧値の変動が予期されたものであることを示す変動情報をセットまたはクリアして、前記給電装置が備える前記第1の無線ユニットに、前記整流電圧値と前記変動情報を含む情報を送信する。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
In order to solve the above-described problem, a wireless power transmission system of the present invention includes a power feeding device and a power receiving device.
The power supply device controls a power supply coil that wirelessly transmits power, an inverter that drives the power supply coil, a first wireless unit that wirelessly communicates with the power receiving device, and the first wireless unit and the inverter. And a first processor.
The power receiving device includes a power receiving coil and a capacitor that wirelessly receive power from the power feeding coil of the power feeding device, a resonance circuit that generates a resonance voltage, and a rectification circuit that rectifies the resonance voltage and outputs a rectified voltage; A load driven by the rectified voltage; a second wireless unit that wirelessly communicates with the first wireless unit included in the power supply apparatus; and a second processor that controls the load and the second wireless unit. Is provided.
The second processor generates rectified voltage value information based on the rectified voltage, and sets or clears fluctuation information indicating that the fluctuation of the rectified voltage value is expected, and Information including the rectified voltage value and the fluctuation information is transmitted to the first wireless unit included in the apparatus.
Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.

本発明によれば、ワイヤレス電力伝送システムにおいて、予期された整流電圧の変動が発生した場合に上位システムの動作を継続可能である。   According to the present invention, the operation of the host system can be continued when the expected fluctuation of the rectified voltage occurs in the wireless power transmission system.

本実施形態におけるワイヤレス電力伝送システムを示す概略の構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a wireless power transmission system in an embodiment. 制御回路の構成図である。It is a block diagram of a control circuit. ワイヤレス電力伝送システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a wireless power transmission system. 受電装置の処理を示すフローチャート(その1)である。3 is a flowchart (part 1) illustrating processing of the power receiving apparatus. 受電装置の処理を示すフローチャート(その2)である。6 is a flowchart (part 2) illustrating processing of the power receiving apparatus. 操作または負荷変動と、変動カウンタの閾値の対応を格納した閾値テーブルを示す図である。It is a figure which shows the threshold value table which stored the response | compatibility of operation or load fluctuation | variation, and the threshold value of a fluctuation | variation counter. 給電装置の処理を示すフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) which shows the process of an electric power feeder. 給電装置の処理を示すフローチャート(その2)である。6 is a flowchart (part 2) illustrating processing of the power feeding apparatus. 正常動作時を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the time of normal operation. 受電側の電圧が所定期間以上に亘って所定電圧の範囲外である場合を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the case where the voltage of the power receiving side is outside the range of the predetermined voltage over a predetermined period. 変動フラグがセットされ、変動カウンタがカウントされており、受電側の電圧が所定期間以上に亘って所定電圧の範囲外であり、かつ目標値との差が拡大する方向に変化した場合を示すタイミングチャートである。Timing when the fluctuation flag is set, the fluctuation counter is counted, the voltage on the power receiving side is outside the predetermined voltage range for a predetermined period or more, and the difference from the target value changes It is a chart.

以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態におけるワイヤレス電力伝送システムSを示す構成図である。
ワイヤレス電力伝送システムSは、給電装置1が受電装置2に対して磁界結合により電力を伝送するシステムである。以下、給電側と受電側それぞれの構成について説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a wireless power transmission system S in the present embodiment.
The wireless power transmission system S is a system in which the power feeding device 1 transmits power to the power receiving device 2 by magnetic field coupling. Hereinafter, the configurations of the power feeding side and the power receiving side will be described.

給電側である給電装置1は、直流電源18、制御回路11、インバータ回路12、給電コイルL1、初期電圧制御回路13、無線モジュールM1、降圧回路Re1、操作部19、報知部10を含んで構成される。   The power supply device 1 on the power supply side includes a DC power supply 18, a control circuit 11, an inverter circuit 12, a power supply coil L 1, an initial voltage control circuit 13, a wireless module M 1, a step-down circuit Re 1, an operation unit 19, and a notification unit 10. Is done.

制御回路11は、初期電圧制御回路13や無線モジュールM1が出力する信号に基づき、ゲート信号G1〜G4を生成してインバータ回路12を制御する。このゲート信号G1〜G4は、インバータ回路12を制御する駆動制御信号である。この制御回路11の電源端子VDCは、直流電源18に接続されており、直流電圧Vdcが印加されることにより制御回路11が動作する。更に制御回路11は、定電圧端子VREGから所定の定電圧Vregを初期電圧制御回路13に印加する。この制御回路11は、無線モジュールM1が受信した整流電圧情報に基づき、パルス電力のオンデューティを可変制御するようにゲート信号G1〜G4を生成し、インバータ回路12を制御する。   The control circuit 11 generates gate signals G1 to G4 based on signals output from the initial voltage control circuit 13 and the wireless module M1, and controls the inverter circuit 12. The gate signals G1 to G4 are drive control signals for controlling the inverter circuit 12. The power supply terminal VDC of the control circuit 11 is connected to the direct current power supply 18, and the control circuit 11 operates when the direct current voltage Vdc is applied. Further, the control circuit 11 applies a predetermined constant voltage Vreg to the initial voltage control circuit 13 from the constant voltage terminal VREG. The control circuit 11 generates gate signals G1 to G4 so as to variably control the on-duty of the pulse power based on the rectified voltage information received by the wireless module M1, and controls the inverter circuit 12.

インバータ回路12は、例えばPMOS(Q1,Q2)とNMOS(Q3,Q4)で構成されたフルブリッジ回路であり、受電装置2側の共鳴周波数で駆動するためのパルス電力を給電コイルL1に出力する。このインバータ回路12は、直流電源18に接続されており、直流電圧Vdcが印加されて動作する。インバータ回路12は、給電コイルL1に矩形波電圧を印加する。給電コイルL1には三角波(鋸歯状)の電流が流れ、受電装置2にワイヤレスで電力を送信する。なお、インバータ回路12は、全てNMOSで構成してもよい。   The inverter circuit 12 is a full bridge circuit composed of, for example, PMOS (Q1, Q2) and NMOS (Q3, Q4), and outputs pulse power for driving at the resonance frequency on the power receiving device 2 side to the feeding coil L1. . The inverter circuit 12 is connected to a DC power source 18 and operates by applying a DC voltage Vdc. The inverter circuit 12 applies a rectangular wave voltage to the feeding coil L1. A triangular wave (sawtooth) current flows through the feeding coil L <b> 1 and wirelessly transmits power to the power receiving device 2. Note that the inverter circuit 12 may be composed entirely of NMOS.

初期電圧制御回路13は、初期電圧を設定する初期電圧設定回路14と、初期電圧の設定を解除する初期電圧設定解除回路15とを備える。具体的にいうと、初期電圧設定回路14は、分圧抵抗R1,R2を含んで構成される。初期電圧設定解除回路15は、トランジスタQ5を含んで構成され、分圧抵抗R1,R2の接続点である初期電圧のノードを、グランドの電位に落とす機能を有する。この初期電圧制御回路13は、制御回路11の定電圧端子VREGから所定の定電圧Vregが印加されて動作し、初期駆動制御信号Ssを端子FB1に出力する。制御回路11は、初期駆動制御信号Ssに基づき、ゲート信号G1〜G4のオンデューティの初期値を設定する。このとき、ワイヤレス給電はアイドル状態となり、後記する受電装置2の2次側電源部28は、無線モジュールM2が動作可能な第1の所定電圧Va1(例えば5V)を供給する。   The initial voltage control circuit 13 includes an initial voltage setting circuit 14 that sets an initial voltage, and an initial voltage setting cancellation circuit 15 that cancels the setting of the initial voltage. Specifically, the initial voltage setting circuit 14 includes voltage dividing resistors R1 and R2. The initial voltage setting release circuit 15 includes a transistor Q5, and has a function of dropping the node of the initial voltage, which is a connection point of the voltage dividing resistors R1 and R2, to the ground potential. The initial voltage control circuit 13 operates by applying a predetermined constant voltage Vreg from the constant voltage terminal VREG of the control circuit 11, and outputs an initial drive control signal Ss to the terminal FB1. The control circuit 11 sets an initial value of the on-duty of the gate signals G1 to G4 based on the initial drive control signal Ss. At this time, the wireless power feeding is in an idle state, and a secondary power supply unit 28 of the power receiving device 2 described later supplies a first predetermined voltage Va1 (for example, 5V) at which the wireless module M2 can operate.

無線モジュールM1は、例えば、Bluetooth(登録商標) Low Energyに準拠した無線ユニット16と、プロセッサ17を含んで構成される。無線ユニット16(第1の無線ユニット)は、受電装置2の無線ユニット26との間で無線通信路を介して信号を送受信する機能を有する。なお、無線ユニット16の電界強度と、後記する無線ユニット26の電界強度は、いずれも35μV/m以下である。
なお、無線ユニット16と無線ユニット26との間の通信は、電波通信に限られず、可視光通信や赤外線通信や超音波通信などの無線通信であってもよく、限定されない。
The wireless module M1 includes, for example, a wireless unit 16 compliant with Bluetooth (registered trademark) Low Energy and a processor 17. The wireless unit 16 (first wireless unit) has a function of transmitting and receiving signals to and from the wireless unit 26 of the power receiving device 2 via a wireless communication path. The electric field strength of the wireless unit 16 and the electric field strength of the wireless unit 26 described later are both 35 μV / m or less.
The communication between the wireless unit 16 and the wireless unit 26 is not limited to radio wave communication, and may be wireless communication such as visible light communication, infrared communication, or ultrasonic communication, and is not limited.

プロセッサ17(第1のプロセッサ)は、例えば記憶部と処理装置とを備えたマイクロコンピュータであり、不図示の給電制御プログラムを実行して制御回路11や初期電圧設定解除回路15を制御する。具体的にいうと、プロセッサ17は、制御信号(第1の制御信号)S1を制御回路11の端子FB2に出力して受電側に供給する電力をフィードバック制御する。更にプロセッサ17は、制御信号(第2の制御信号)S2を初期電圧設定解除回路15のトランジスタQ5のベースに出力してトランジスタQ5をオンさせて初期駆動制御信号Ssを0Vに設定する。更にプロセッサ17は、制御信号(第3の制御信号)S3を端子SDに出力して、制御回路11をシャットダウンさせる。
プロセッサ17は、給電装置1の上位システムである操作スイッチやタッチパネル等で構成される操作部19から操作情報を取得する。プロセッサ17は、操作部19から取得した操作情報を、無線ユニット16を介して受電装置2に送信する。これによりユーザは、負荷29を操作することができる。この負荷29とは、例えばLED(light emitting diode)照明である。
更にプロセッサ17は、給電装置1の上位システムである液晶ディスプレイやスピーカ等で構成される報知部10にアラームを出力する。これにより、ワイヤレス給電に係るエラーをユーザに報知することができる。
The processor 17 (first processor) is, for example, a microcomputer including a storage unit and a processing device, and controls the control circuit 11 and the initial voltage setting cancellation circuit 15 by executing a power supply control program (not shown). Specifically, the processor 17 feedback-controls the power supplied to the power receiving side by outputting the control signal (first control signal) S1 to the terminal FB2 of the control circuit 11. Further, the processor 17 outputs a control signal (second control signal) S2 to the base of the transistor Q5 of the initial voltage setting release circuit 15 to turn on the transistor Q5 and set the initial drive control signal Ss to 0V. Further, the processor 17 outputs a control signal (third control signal) S3 to the terminal SD to shut down the control circuit 11.
The processor 17 acquires operation information from an operation unit 19 that includes an operation switch, a touch panel, or the like, which is a host system of the power supply apparatus 1. The processor 17 transmits the operation information acquired from the operation unit 19 to the power receiving device 2 via the wireless unit 16. As a result, the user can operate the load 29. The load 29 is, for example, LED (light emitting diode) illumination.
Further, the processor 17 outputs an alarm to the notification unit 10 that includes a liquid crystal display, a speaker, and the like, which are higher-level systems of the power supply apparatus 1. Thereby, the user can be notified of an error related to wireless power feeding.

この無線モジュールM1は、降圧回路Re1から駆動電圧V1(例えば、3.3V)の電力が供給されて動作する。降圧回路Re1は、直流電圧Vdcが印加されて駆動電圧V1の電力を供給する素子である。   The wireless module M1 operates by being supplied with power of a drive voltage V1 (for example, 3.3 V) from the step-down circuit Re1. The step-down circuit Re1 is an element that is supplied with the power of the driving voltage V1 when the DC voltage Vdc is applied.

受電側である受電装置2は、共鳴回路21、整流回路22、DC/DCコンバータ(直流変換回路;負荷の一例)23、分圧回路24、無線モジュールM2、降圧回路Re2を含んで構成される。   The power receiving device 2 on the power receiving side includes a resonance circuit 21, a rectifier circuit 22, a DC / DC converter (DC conversion circuit; an example of a load) 23, a voltage dividing circuit 24, a wireless module M2, and a step-down circuit Re2. .

共鳴回路21は、受電コイルL2と共鳴コンデンサC1とが並列接続されたLC共鳴回路である。この共鳴回路21は、給電装置1の給電コイルL1からワイヤレスで電力を受信し、共鳴電圧を発生する。
整流回路22は、入力された交流を直流に整流するダイオードブリッジDBと、整流した電圧を平滑化する平滑コンデンサC2とを含んで構成される。これにより整流電圧Vaの電力が出力され、DC/DCコンバータ23、分圧回路24、降圧回路Re2に供給される。2次側電源部28は、共鳴回路21と整流回路22を含んで構成される。
The resonance circuit 21 is an LC resonance circuit in which a power receiving coil L2 and a resonance capacitor C1 are connected in parallel. The resonance circuit 21 wirelessly receives power from the power supply coil L1 of the power supply apparatus 1 and generates a resonance voltage.
The rectifier circuit 22 includes a diode bridge DB that rectifies input alternating current into direct current, and a smoothing capacitor C2 that smoothes the rectified voltage. As a result, the electric power of the rectified voltage Va is output and supplied to the DC / DC converter 23, the voltage dividing circuit 24, and the step-down circuit Re2. The secondary power supply unit 28 includes a resonance circuit 21 and a rectifier circuit 22.

無線モジュールM2は、例えば、Bluetooth(登録商標) Low Energyに準拠した無線ユニット26と、プロセッサ27とを含んで構成される。無線モジュールM2は、降圧回路Re2から駆動電圧V2(例えば、3.3V)の電力が供給されて動作する。
無線ユニット26(第2の無線ユニット)は、給電装置1との間で無線通信路を介して信号を送受信する機能を有する。プロセッサ27(第2のプロセッサ)は、例えば記憶部と処理装置とを備えたマイクロコンピュータであり、不図示の受電制御プログラムを実行してDC/DCコンバータ23を制御する。更にプロセッサ27は、検出電圧V3を計測して整流電圧情報を生成し、この整流電圧情報を無線ユニット26によって給電装置1に送信する。更にプロセッサ27は、制御信号S4をDC/DCコンバータ23に出力して、このDC/DCコンバータ23を起動または停止させる。
プロセッサ27は更に、給電装置1の操作部19から入力された操作情報を、無線ユニット26を介して受信し、この操作情報に基づきDC/DCコンバータ23や負荷29を制御する。
The wireless module M2 includes, for example, a wireless unit 26 compliant with Bluetooth (registered trademark) Low Energy and a processor 27. The wireless module M2 operates by being supplied with power of a driving voltage V2 (for example, 3.3V) from the step-down circuit Re2.
The wireless unit 26 (second wireless unit) has a function of transmitting and receiving signals to and from the power supply apparatus 1 via a wireless communication path. The processor 27 (second processor) is, for example, a microcomputer including a storage unit and a processing device, and controls the DC / DC converter 23 by executing a power reception control program (not shown). Further, the processor 27 measures the detection voltage V <b> 3 to generate rectified voltage information, and transmits the rectified voltage information to the power supply apparatus 1 by the wireless unit 26. Further, the processor 27 outputs a control signal S4 to the DC / DC converter 23 to start or stop the DC / DC converter 23.
The processor 27 further receives the operation information input from the operation unit 19 of the power supply apparatus 1 via the wireless unit 26 and controls the DC / DC converter 23 and the load 29 based on the operation information.

DC/DCコンバータ23は、2次側電源部28から第2の所定電圧Va2(例えば、12V)の電力が供給されると、これを別の出力電圧Voutの電力に変換する回路である。DC/DCコンバータ23の出力電圧Voutにより負荷29が駆動される。DC/DCコンバータ23は、第2の所定電圧Va2が変動しても出力電圧Voutが一定となるように動作する。よって負荷29を安定に動作させることができる。DC/DCコンバータ23と負荷29とは、この受電装置2における負荷部25に相当する。このDC/DCコンバータ23は、無線モジュールM2から出力される制御信号(第4の制御信号)S4により起動または停止する。
分圧回路24は、分圧抵抗R3,R4を含んで構成され、整流電圧Vaを分圧した検出電圧V3を、無線モジュールM2のプロセッサ27に印加する。
The DC / DC converter 23 is a circuit that converts the power of the second predetermined voltage Va2 (for example, 12V) from the secondary-side power supply unit 28 into power of another output voltage Vout. The load 29 is driven by the output voltage Vout of the DC / DC converter 23. The DC / DC converter 23 operates so that the output voltage Vout becomes constant even when the second predetermined voltage Va2 varies. Therefore, the load 29 can be operated stably. The DC / DC converter 23 and the load 29 correspond to the load unit 25 in the power receiving device 2. The DC / DC converter 23 is activated or stopped by a control signal (fourth control signal) S4 output from the wireless module M2.
The voltage dividing circuit 24 includes voltage dividing resistors R3 and R4, and applies a detection voltage V3 obtained by dividing the rectified voltage Va to the processor 27 of the wireless module M2.

この無線モジュールM2は、降圧回路Re2から駆動電圧V2(例えば、3.3V)の電力が供給されて動作する。降圧回路Re2は、整流電圧Vaが印加されて駆動電圧V2の電力を供給する素子であり、ここでは無線モジュールM2に供給している。   The wireless module M2 operates by being supplied with power of a drive voltage V2 (for example, 3.3V) from the step-down circuit Re2. The step-down circuit Re2 is an element to which the rectified voltage Va is applied and supplies power of the driving voltage V2, and here the power is supplied to the wireless module M2.

図2は、制御回路11の構成図である。
制御回路11は、降圧回路111、オペアンプ112,113、比較器114、ロジック回路115、発振回路116を含んで構成される。この制御回路11は、電源端子VDC、グランド端子GND、定電圧Vregを出力する定電圧端子VREGと、入力側の端子FB1,FB2および端子SDと、出力側の端子G1,G2,G3,G4と、を含んでいる。
電源端子VDCには直流電圧Vdcが印加され、グランド端子GNDはグランドに接続される。
FIG. 2 is a configuration diagram of the control circuit 11.
The control circuit 11 includes a step-down circuit 111, operational amplifiers 112 and 113, a comparator 114, a logic circuit 115, and an oscillation circuit 116. The control circuit 11 includes a power supply terminal VDC, a ground terminal GND, a constant voltage terminal VREG that outputs a constant voltage Vreg, input-side terminals FB1, FB2 and a terminal SD, and output-side terminals G1, G2, G3, and G4. , Including.
A DC voltage Vdc is applied to the power supply terminal VDC, and the ground terminal GND is connected to the ground.

降圧回路111は、定電圧Vregを生成する回路であり、例えばレギュレータが電源端子VDCとグランド端子GNDに接続されて、直流電圧Vdcから生成した定電圧Vregを定電圧端子VREGに出力する。   The step-down circuit 111 is a circuit that generates a constant voltage Vreg. For example, a regulator is connected to the power supply terminal VDC and the ground terminal GND, and outputs the constant voltage Vreg generated from the DC voltage Vdc to the constant voltage terminal VREG.

オペアンプ112と抵抗R7とコンデンサC5とは、積分回路を構成する。抵抗R7の一端は、端子FB1を介してオペアンプ112の反転入力端子に接続される。コンデンサC5の一端は端子FB1を介してオペアンプ112の反転入力端子に接続され、他端はオペアンプ112の出力端子に接続される。オペアンプ112の非反転入力端子には、基準電圧Vref1が印加される。
この積分回路は、抵抗R7の他端に初期駆動制御信号Ssが入力されたとき、基準電圧Vref1と初期駆動制御信号Ssとの電位差を積分した出力信号SsCを出力する。この積分回路は、初期駆動制御信号Ssが基準電圧Vref1と等しくなるように積分時定数τsをもって制御する。初期駆動制御信号Ssは、初期電圧制御回路13の初期電圧設定回路14から入力される。
The operational amplifier 112, the resistor R7, and the capacitor C5 constitute an integrating circuit. One end of the resistor R7 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 112 via the terminal FB1. One end of the capacitor C5 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 112 via the terminal FB1, and the other end is connected to the output terminal of the operational amplifier 112. The reference voltage Vref1 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 112.
When the initial drive control signal Ss is input to the other end of the resistor R7, the integration circuit outputs an output signal SsC obtained by integrating the potential difference between the reference voltage Vref1 and the initial drive control signal Ss. This integration circuit controls with an integration time constant τ s so that the initial drive control signal Ss becomes equal to the reference voltage Vref1. The initial drive control signal Ss is input from the initial voltage setting circuit 14 of the initial voltage control circuit 13.

オペアンプ113と抵抗R6とコンデンサC4とは、積分回路を構成する。抵抗R6の一端は、端子FB2を介してオペアンプ113の反転入力端子に接続される。コンデンサC4の一端は端子FB2を介してオペアンプ113の反転入力端子に接続され、他端はオペアンプ113の出力端子に接続される。オペアンプ113の非反転入力端子には、基準電圧Vref2が印加される。
この積分回路は、抵抗R6の他端に制御信号S1が入力されたとき、基準電圧Vref2と制御信号S1の電位差を積分した出力信号S1Cを出力する。この積分回路は、制御信号S1が基準電圧Vref2と等しくなるように積分時定数τ1をもって制御する。制御信号S1は、無線モジュールM1のプロセッサ17から入力される。なお、これらオペアンプ112,113はコレクタ出力であり、それぞれの出力端子が接続されている。
The operational amplifier 113, the resistor R6, and the capacitor C4 constitute an integration circuit. One end of the resistor R6 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 113 through the terminal FB2. One end of the capacitor C4 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 113 via the terminal FB2, and the other end is connected to the output terminal of the operational amplifier 113. A reference voltage Vref2 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 113.
When the control signal S1 is input to the other end of the resistor R6, this integrating circuit outputs an output signal S1C obtained by integrating the potential difference between the reference voltage Vref2 and the control signal S1. This integration circuit controls with an integration time constant τ 1 so that the control signal S1 becomes equal to the reference voltage Vref2. The control signal S1 is input from the processor 17 of the wireless module M1. The operational amplifiers 112 and 113 are collector outputs, and their respective output terminals are connected.

比較器114の反転入力端子には、これらオペアンプ112,113の出力端子が接続されて出力信号SsCまたは出力信号S1Cのうち電圧の低い方が入力される。比較器114の非反転入力端子には、発振回路116の三角波信号Stが入力される。これにより、反転入力端子に印加された電圧に応じたオンデューティのパルス信号を生成することができる。   The output terminal of these operational amplifiers 112 and 113 is connected to the inverting input terminal of the comparator 114, and the lower one of the output signal SsC and the output signal S1C is input. The triangular wave signal St of the oscillation circuit 116 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 114. Thereby, an on-duty pulse signal corresponding to the voltage applied to the inverting input terminal can be generated.

ロジック回路115は、入力側に比較器114の出力端子と、三角波信号Stと、端子SDとが接続され、出力側にゲート信号の出力端子が接続される。このロジック回路115は、三角波信号Stの上限ピーク、下限ピークと比較器114から入力されたパルス信号の立ち下がりからゲート信号G1,G2とゲート信号G3,G4とをそれぞれ生成する。ロジック回路115は、端子SDに無線モジュールM1のプロセッサ17から制御信号S3が入力されると、ゲート信号G1〜G4の出力動作を停止する。
発振回路116は、抵抗R5とコンデンサC3とに接続されて発振し、三角波を出力する。
In the logic circuit 115, the output terminal of the comparator 114, the triangular wave signal St, and the terminal SD are connected to the input side, and the output terminal of the gate signal is connected to the output side. The logic circuit 115 generates gate signals G1 and G2 and gate signals G3 and G4 from the upper limit peak and lower limit peak of the triangular wave signal St and the falling edge of the pulse signal input from the comparator 114, respectively. When the control signal S3 is input to the terminal SD from the processor 17 of the wireless module M1, the logic circuit 115 stops the output operation of the gate signals G1 to G4.
The oscillation circuit 116 oscillates by being connected to the resistor R5 and the capacitor C3, and outputs a triangular wave.

図3は、ワイヤレス電力伝送システムSを示すブロック図である。
図3に示すワイヤレス電力伝送システムSは、図1に示した各部を模式化して示したものである。ワイヤレス電力伝送システムSは、給電装置1と受電装置2を含んで構成される。
給電装置1は、直流電源18、オペアンプ113、ロジック回路115、インバータ回路12、給電コイルL1、無線モジュールM1、降圧回路Re1、操作部19、報知部10を含んで構成される。なお、無線モジュールM1は、“BLEモジュール”と記載されている。なおプロセッサ17は、入出力回路171やD/Aコンバータ172を含んでいてもよい。
FIG. 3 is a block diagram showing the wireless power transmission system S.
The wireless power transmission system S shown in FIG. 3 schematically shows each part shown in FIG. The wireless power transmission system S includes a power feeding device 1 and a power receiving device 2.
The power supply apparatus 1 includes a DC power supply 18, an operational amplifier 113, a logic circuit 115, an inverter circuit 12, a power supply coil L 1, a wireless module M 1, a step-down circuit Re 1, an operation unit 19, and a notification unit 10. The wireless module M1 is described as “BLE module”. The processor 17 may include an input / output circuit 171 and a D / A converter 172.

直流電源18は、降圧回路Re1、インバータ回路12、操作部19、報知部10に直流電圧Vdcを印加する。降圧回路Re1は、無線モジュールM1に駆動電圧V1を印加する。
無線モジュールM1は、プロセッサ17、無線ユニット16、入出力回路171、D/Aコンバータ172を備える。プロセッサ17は、この無線モジュールM1を統括制御する。入出力回路171は、操作部19から操作情報を取得し、報知部10にアラームを出力する。D/Aコンバータ172は、オペアンプ113にアナログの制御信号S1を出力する。
The DC power supply 18 applies a DC voltage Vdc to the step-down circuit Re1, the inverter circuit 12, the operation unit 19, and the notification unit 10. The step-down circuit Re1 applies a drive voltage V1 to the wireless module M1.
The wireless module M1 includes a processor 17, a wireless unit 16, an input / output circuit 171, and a D / A converter 172. The processor 17 performs overall control of the wireless module M1. The input / output circuit 171 acquires operation information from the operation unit 19 and outputs an alarm to the notification unit 10. The D / A converter 172 outputs an analog control signal S 1 to the operational amplifier 113.

受電装置2は、受電コイルL2、整流回路22、分圧回路24、無線モジュールM2、降圧回路Re2、負荷部25を含んで構成される。なお、無線モジュールM2は、“BLEモジュール”と記載されている。整流回路22は、分圧回路24、降圧回路Re2、負荷部25に整流電圧Vaを供給する。降圧回路Re2は、無線モジュールM2に駆動電圧V2を供給する。
無線モジュールM2は、プロセッサ27、無線ユニット26、入出力回路271、A/Dコンバータ272、閾値テーブル273を備える。閾値テーブル273は、例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などに格納されたテーブルである。この閾値テーブル273には、操作情報や受電側の変化と、負荷変動が発生するか否かと、負荷変動時における変動カウンタの閾値との対応が格納されている。ここで負荷変動とは、負荷29の駆動に伴い整流電圧が変動することをいう。分圧回路24は、整流電圧Vaを分圧する分圧抵抗である。分圧回路24は、整流電圧Vaを分圧した検出電圧V3を、無線モジュールM2のA/Dコンバータ272に出力する。なおプロセッサ27は、入出力回路271やA/Dコンバータ272を含んでいてもよい。
The power receiving device 2 includes a power receiving coil L2, a rectifier circuit 22, a voltage dividing circuit 24, a wireless module M2, a step-down circuit Re2, and a load unit 25. The wireless module M2 is described as “BLE module”. The rectifying circuit 22 supplies the rectified voltage Va to the voltage dividing circuit 24, the step-down circuit Re2, and the load unit 25. The step-down circuit Re2 supplies a drive voltage V2 to the wireless module M2.
The wireless module M2 includes a processor 27, a wireless unit 26, an input / output circuit 271, an A / D converter 272, and a threshold table 273. The threshold value table 273 is a table stored in, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). This threshold table 273 stores correspondences between operation information and changes on the power receiving side, whether or not load fluctuations occur, and thresholds of fluctuation counters during load fluctuations. Here, the load fluctuation means that the rectified voltage fluctuates as the load 29 is driven. The voltage dividing circuit 24 is a voltage dividing resistor that divides the rectified voltage Va. The voltage dividing circuit 24 outputs a detection voltage V3 obtained by dividing the rectified voltage Va to the A / D converter 272 of the wireless module M2. The processor 27 may include an input / output circuit 271 and an A / D converter 272.

《ワイヤレス電力伝送システムSの動作》
給電装置1のインバータ回路12は、給電コイルL1を駆動する。受電装置2は、電磁誘導により受電コイルL2で電力が発生する。この電力は整流回路22で整流された整流電圧Vaとなったのち、分圧回路24で分圧されて検出電圧V3となり、定期的にA/Dコンバータ272で測定される。受電装置2のプロセッサ27は、無線ユニット26により、A/Dコンバータ272で測定した検出電圧V3を給電装置1に送信する。
<< Operation of Wireless Power Transmission System S >>
The inverter circuit 12 of the power feeding device 1 drives the power feeding coil L1. The power receiving device 2 generates power in the power receiving coil L2 by electromagnetic induction. This electric power becomes a rectified voltage Va rectified by the rectifier circuit 22, is then divided by the voltage divider circuit 24 to become a detection voltage V 3, and is periodically measured by the A / D converter 272. The processor 27 of the power receiving device 2 transmits the detection voltage V <b> 3 measured by the A / D converter 272 to the power feeding device 1 by the wireless unit 26.

給電装置1のプロセッサ17は、無線ユニット16を介して受信した通信データに含まれる整流電圧値をD/Aコンバータ172でアナログ電圧である制御信号S1に変換する。D/Aコンバータ172は、新しい整流電圧値を含む通信データを受信するまでは、直前の整流電圧値に基づくアナログ電圧を継続してオペアンプ113に出力する。オペアンプ113は、入力されるアナログ電圧を積分した出力信号S1Cを、不図示の三角波との比較部を介してロジック回路115に出力する。ロジック回路115は、出力信号S1Cに応じたデューティでインバータ回路12を駆動する。ワイヤレス電力伝送システムSは、このように制御することで、受電装置2の整流電圧Vaが12V(目標値)の電圧で安定するように制御するフィードバックシステムである。   The processor 17 of the power supply apparatus 1 converts the rectified voltage value included in the communication data received via the wireless unit 16 into a control signal S1 that is an analog voltage by the D / A converter 172. The D / A converter 172 continues to output the analog voltage based on the immediately previous rectified voltage value to the operational amplifier 113 until the communication data including the new rectified voltage value is received. The operational amplifier 113 outputs an output signal S1C obtained by integrating the input analog voltage to the logic circuit 115 via a comparison unit with a triangular wave (not shown). The logic circuit 115 drives the inverter circuit 12 with a duty corresponding to the output signal S1C. The wireless power transmission system S is a feedback system that controls the rectified voltage Va of the power receiving device 2 to be stabilized at a voltage of 12 V (target value) by controlling in this way.

給電装置1のプロセッサ17は、操作部19から入力された操作情報を、入出力回路171を介して取得し、無線ユニット16を介して送信する。受電装置2のプロセッサ27は、無線ユニット26により、操作情報を受信して負荷部25を制御する。
給電装置1のプロセッサ17は、整流電圧値が所定期間に亘って所定電圧の範囲(例えば、12V±10%)を外れると保護動作のためにインバータ回路12を停止させて、かつ報知部10にアラームを出力する。
The processor 17 of the power supply apparatus 1 acquires the operation information input from the operation unit 19 via the input / output circuit 171 and transmits it via the wireless unit 16. The processor 27 of the power receiving device 2 controls the load unit 25 by receiving the operation information through the wireless unit 26.
The processor 17 of the power supply apparatus 1 stops the inverter circuit 12 for the protection operation when the rectified voltage value is out of a predetermined voltage range (for example, 12V ± 10%) for a predetermined period, and informs the notification unit 10 Output an alarm.

図4と図5は、受電装置2の処理を示すフローチャートである。
受電装置2のプロセッサ27が起動すると、図4と図5に示す処理が開始する。
プロセッサ27は、周期タイマが完了したならば(ステップS10→Yes)、A/Dコンバータ272から検出電圧V3をデジタル変換したA/D変換データを取得し、更に変動フラグを取得する(ステップS11)。本実施形態の周期タイマは、7.5ミリ秒毎に完了する。なお、図4ではA/Dコンバータ272のことを“ADC”、A/D変換データのことを“ADCデータ”と省略記載している。変動フラグ(変動情報の一例)とは、整流電圧値の変動が予期されたものであるか否かを示す1ビットのフラグである。
プロセッサ27は、このA/D変換データから整流電圧値の情報を生成し、整流電圧値と変動フラグから送信データを作成し(ステップS12)、無線ユニット26を介して送信する(ステップS13)。その後プロセッサ27は、ステップS14の処理に進む。この周期タイマは、受電装置2が給電装置1に整流電圧値と変動フラグを含む送信データを送信する周期を決定するものである。
ステップS10においてプロセッサ27は、周期タイマが完了していないならば(ステップS10→No)、ステップS14の処理に進む。
4 and 5 are flowcharts showing processing of the power receiving device 2.
When the processor 27 of the power receiving apparatus 2 is activated, the processing illustrated in FIGS. 4 and 5 is started.
When the cycle timer is completed (step S10 → Yes), the processor 27 acquires A / D conversion data obtained by digitally converting the detection voltage V3 from the A / D converter 272, and further acquires a variation flag (step S11). . The periodic timer of this embodiment is completed every 7.5 milliseconds. In FIG. 4, the A / D converter 272 is abbreviated as “ADC”, and the A / D conversion data is abbreviated as “ADC data”. The fluctuation flag (an example of fluctuation information) is a 1-bit flag indicating whether or not the fluctuation of the rectified voltage value is expected.
The processor 27 generates rectified voltage value information from the A / D conversion data, creates transmission data from the rectified voltage value and the fluctuation flag (step S12), and transmits the data via the wireless unit 26 (step S13). Thereafter, the processor 27 proceeds to the process of step S14. This cycle timer determines a cycle in which the power receiving device 2 transmits transmission data including a rectified voltage value and a fluctuation flag to the power feeding device 1.
In step S10, if the cycle timer has not been completed (step S10 → No), the processor 27 proceeds to the process of step S14.

ステップS14においてプロセッサ27は、給電装置1から負荷部25の操作情報を含む通信データを受信したならば(Yes)、この操作情報に応じて負荷部25を制御する(ステップS15)。そしてプロセッサ27は、図6に示す閾値テーブル273を参照して、この操作情報による操作が負荷変動を発生させるか否かを判断する(ステップS16)。プロセッサ27は、この操作情報による操作が負荷変動を発生させるならば(ステップS16→Yes)、変動フラグに1をセットし(ステップS17)、変動カウンタの閾値H1をセットする(ステップS18)。その後、プロセッサ27は、ステップS19の処理に進む。なお、この変動カウンタは、変動フラグをクリアするまでの期間を設定するものである。 In step S14, if the processor 27 receives communication data including operation information of the load unit 25 from the power supply apparatus 1 (Yes), the processor 27 controls the load unit 25 according to the operation information (step S15). Then, the processor 27 refers to the threshold value table 273 shown in FIG. 6 and determines whether or not an operation based on this operation information causes a load fluctuation (step S16). Processor 27, if the operation by the operation information to generate a load change (step S16 → Yes), 1 is set to the variation flag (step S17), and sets the threshold value H 1 variation counter (step S18). Thereafter, the processor 27 proceeds to the process of step S19. The fluctuation counter sets a period until the fluctuation flag is cleared.

プロセッサ27は、この操作情報による操作が負荷変動を発生させないならば(ステップS16→No)、ステップS19の処理に進む。なお、負荷変動を発生させる操作情報とは、例えば負荷29がLED(Light Emitting Diode)の場合におけるオン時の電圧降下や、オフ時の電圧キックバックのことなどをいう。操作による負荷変動の期間は、受電装置2の構成によってそれぞれ異なる。よって、本実施形態の受電装置2のプロセッサ27は、負荷変動の予測に応じて変動カウンタの閾値H1を設定している。
ステップS14においてプロセッサ27は、負荷部25の操作情報を含む通信データを受信していないならば(No)、ステップS19の処理に進む。
If the operation based on the operation information does not cause a load change (step S16 → No), the processor 27 proceeds to the process of step S19. The operation information that causes the load fluctuation refers to, for example, a voltage drop when the load 29 is an LED (Light Emitting Diode) or a voltage kickback when the load 29 is off. The period of load fluctuation due to operation varies depending on the configuration of the power receiving device 2. Therefore, processor 27 of the power receiving device 2 of this embodiment sets the threshold value H 1 variation counter in accordance with the prediction of the load change.
In step S14, if the processor 27 has not received the communication data including the operation information of the load unit 25 (No), the process proceeds to step S19.

ステップS19においてプロセッサ27は、図6に示す閾値テーブル273を参照して、受電側の理由によって負荷変動が発生するか否かを判断する。プロセッサ27は、受電側の理由によって負荷変動が発生するならば(ステップS19→Yes)、変動フラグに1をセットし(ステップS20)、変動カウンタの閾値H1をセットする(ステップS21)。その後、プロセッサ27は、ステップS22の処理に進む。ステップS19においてプロセッサ27は、受電側の理由によって負荷変動が発生しないならば(No)、ステップS22の処理に進む。なお、受電側の理由による負荷変動は、例えば負荷29をオン/オフするスイッチが受電側に設けられている場合や、負荷29をタイマでオン/オフする場合などに発生する。
なお、受電装置2が予期する負荷変動であっても、例えばLED負荷をスロースタートさせる際には、1秒程度に亘って電圧降下が発生する。よって、長期間に亘って電圧を監視できなくなることを防ぐため、プロセッサ27は、変動フラグに1をセットしない。
In step S19, the processor 27 refers to the threshold value table 273 shown in FIG. 6 and determines whether or not a load fluctuation occurs due to the reason on the power receiving side. Processor 27, if load fluctuation caused by the reason of the power receiving side (step S19 → Yes), 1 is set to the variation flag (step S20), and sets the threshold value H 1 variation counter (step S21). Thereafter, the processor 27 proceeds to the process of step S22. In step S19, the processor 27 proceeds to the process of step S22 if no load change occurs for the reason of the power receiving side (No). The load fluctuation due to the reason on the power receiving side occurs, for example, when a switch for turning on / off the load 29 is provided on the power receiving side or when the load 29 is turned on / off by a timer.
In addition, even if it is the load fluctuation | variation which the power receiving apparatus 2 anticipates, when carrying out slow start of LED load, for example, a voltage drop will generate | occur | produce over about 1 second. Therefore, in order to prevent the voltage from being monitored over a long period of time, the processor 27 does not set 1 to the fluctuation flag.

ステップS22においてプロセッサ27は、変動フラグに1がセットされていれば(Yes)、変動カウンタを1加算する(ステップS23)。プロセッサ27は、変動フラグがクリアされていれば(ステップS22→No)、ステップS10の処理に戻る。
更にプロセッサ27は、変動カウンタが閾値H1に達してカウント完了したならば(ステップS24→Yes)、この変動カウンタを0でクリア(初期化)する(ステップS25)。その後、プロセッサ27は、変動フラグをクリアして(ステップS26)、ステップS10の処理に戻る。ステップS24においてプロセッサ27は、変動カウンタが閾値H1に達しておらず、カウント完了していなければ(No)、ステップS10の処理に戻る。
In step S22, the processor 27 adds 1 to the fluctuation counter if the fluctuation flag is set to 1 (Yes) (step S23). If the variation flag is cleared (step S22 → No), the processor 27 returns to the process of step S10.
Further, when the variation counter reaches the threshold value H 1 and the counting is completed (step S24 → Yes), the processor 27 clears (initializes) this variation counter with 0 (step S25). Thereafter, the processor 27 clears the variation flag (step S26), and returns to the process of step S10. Processor 27 in step S24 is not the change counter reaches the threshold value H 1, if not counting completed (No), the process returns to step S10.

本実施形態では、受電装置2から給電装置1に無線で送信される整流電圧値の通信データに、変動フラグ(変動情報の一例)が追加されている。この変動フラグは、給電装置1から受電装置2に無線送信された操作データや、受電装置2側の変化などによる予期された負荷変動によって受電側の電圧が変動する際にセットされる。操作データとは、例えば負荷のオン/オフや負荷の駆動状態の変化などをいう。受電装置2側の変化とは、例えば受電装置2の上位システムによる自律的な負荷のオン/オフや、自律的な負荷の駆動状態の変化などをいう。この変動フラグは、予め定められた時間が経過するとクリアされる。受電装置2は、変動フラグをセットする期間を、操作データまたは受電装置2側の変化に応じて定めている。
受電装置2が予期しない負荷変動の場合には、変動フラグはクリアされている。受電装置2が予期しない負荷変動とは、例えば給電装置1側の電源電圧変動、受電コイルL2と給電コイルL1との間隔の変動などである。そのため、受電装置2は、変動フラグによって、負荷変動とその変動期間が予期されたものであるか否かを給電装置1に示すことができる。
In the present embodiment, a variation flag (an example of variation information) is added to communication data of a rectified voltage value wirelessly transmitted from the power receiving device 2 to the power feeding device 1. The fluctuation flag is set when the voltage on the power receiving side fluctuates due to operation data wirelessly transmitted from the power feeding apparatus 1 to the power receiving apparatus 2 or an expected load fluctuation due to a change on the power receiving apparatus 2 side. The operation data refers to, for example, load on / off, change in load drive state, and the like. The change on the power receiving device 2 side refers to, for example, autonomous load on / off by the host system of the power receiving device 2 or a change in the driving state of the autonomous load. This variation flag is cleared when a predetermined time has elapsed. The power receiving device 2 determines a period during which the variation flag is set according to operation data or a change on the power receiving device 2 side.
When the power receiving apparatus 2 has an unexpected load fluctuation, the fluctuation flag is cleared. The load fluctuations unexpected by the power receiving apparatus 2 are, for example, power supply voltage fluctuations on the power feeding apparatus 1 side, fluctuations in the interval between the power receiving coil L2 and the power feeding coil L1, and the like. Therefore, the power receiving apparatus 2 can indicate to the power feeding apparatus 1 whether or not the load fluctuation and the fluctuation period are expected by the fluctuation flag.

図6は、給電側の操作または受電側の変化と、変動カウンタの閾値の対応を格納した閾値テーブル273を示す図である。
閾値テーブル273は、給電側操作/受電側変化欄、負荷変動発生欄、閾値欄を含んで構成される。給電側操作/受電側変化欄は、給電側の操作または受電側の変化を示す。負荷変動発生欄は、負荷変動が発生するか否かを示す。閾値欄は、負荷変動時における変動カウンタの閾値を示す。
給電側の操作または受電側の変化が、LED電源(負荷29)のオンであった場合には、負荷変動が発生し、その際の変動カウンタの閾値は12である。つまり、給電側の操作がLED電源のオンであった場合、90ミリ秒に亘って変動フラグがセットされる。
給電側の操作または受電側の変化が、LED電源のオフであった場合には、負荷変動が発生し、その際の変動カウンタの閾値は10である。つまり、給電側の操作がLED電源のオフであった場合、75ミリ秒に亘って変動フラグがセットされる。
FIG. 6 is a diagram showing a threshold value table 273 that stores the correspondence between the operation on the power feeding side or the change on the power receiving side and the threshold value of the variation counter.
The threshold table 273 includes a power supply side operation / power reception side change column, a load fluctuation occurrence column, and a threshold column. The power supply side operation / power reception side change column indicates an operation on the power supply side or a change on the power reception side. The load fluctuation occurrence column indicates whether or not a load fluctuation occurs. The threshold value column indicates the threshold value of the fluctuation counter when the load fluctuates.
When the operation on the power feeding side or the change on the power receiving side is ON of the LED power source (load 29), load fluctuation occurs, and the threshold value of the fluctuation counter at that time is 12. That is, when the operation on the power supply side is turning on the LED power source, the fluctuation flag is set for 90 milliseconds.
When the operation on the power supply side or the change on the power reception side is the LED power supply off, load fluctuation occurs, and the threshold value of the fluctuation counter at that time is 10. That is, when the operation on the power supply side is turning off the LED power source, the fluctuation flag is set for 75 milliseconds.

給電側の操作または受電側の変化が、調光であり、かつ光量が+10%であった場合には、負荷変動が発生し、その際の変動カウンタの閾値は7である。つまり、給電側の操作が光量+10%の調光であった場合、52.5ミリ秒に亘って変動フラグがセットされる。
給電側の操作または受電側の変化が、調光であり、かつ光量が−10%であった場合には、負荷変動が発生し、その際の変動カウンタの閾値は5である。つまり、給電側の操作が光量−10%の調光であった場合、37.5ミリ秒に亘って変動フラグがセットされる。
給電側の操作または受電側の変化が、調色であった場合には、負荷変動が発生しない。つまり、給電側の操作が調色であった場合、変動フラグはクリアされたままである。
When the operation on the power feeding side or the change on the power receiving side is dimming and the light quantity is + 10%, load fluctuation occurs, and the threshold value of the fluctuation counter at that time is 7. That is, when the operation on the power supply side is dimming of the light amount + 10%, the variation flag is set for 52.5 milliseconds.
When the operation on the power feeding side or the change on the power receiving side is dimming and the light quantity is −10%, load fluctuation occurs, and the threshold value of the fluctuation counter at that time is 5. That is, when the operation on the power feeding side is dimming with a light amount of −10%, the fluctuation flag is set for 37.5 milliseconds.
When the operation on the power feeding side or the change on the power receiving side is toning, load fluctuation does not occur. That is, when the operation on the power supply side is toning, the variation flag remains cleared.

給電側の操作または受電側の変化が、LEDスロースタートであった場合には、比較的長い期間に亘って負荷変動が発生する。このように長期間に亘って電圧を監視できなくなることを防ぐため、負荷変動発生欄は“No”である。つまり、給電側の操作がLEDスロースタートであった場合、変動フラグはクリアされたままである。この場合、給電側のプロセッサ17は、後述する範囲外カウンタや範囲外拡大カウンタにより、異常を検知する。
受電側のプロセッサ27は、給電装置1側の操作情報に応じて負荷29を制御する。プロセッサ27は、この閾値テーブル273に基づき、負荷29の制御による負荷変動が予測される場合には、予め定められた期間に亘って前記変動情報をセットすることができる。
When the operation on the power feeding side or the change on the power receiving side is LED slow start, load fluctuation occurs over a relatively long period. In order to prevent the voltage from being unable to be monitored over a long period of time as described above, the load fluctuation occurrence column is “No”. That is, when the operation on the power supply side is LED slow start, the variation flag remains cleared. In this case, the processor 17 on the power supply side detects an abnormality by using an out-of-range counter or an out-of-range enlargement counter described later.
The processor 27 on the power receiving side controls the load 29 according to the operation information on the power feeding apparatus 1 side. Based on the threshold value table 273, the processor 27 can set the variation information over a predetermined period when a load variation due to the control of the load 29 is predicted.

図7と図8は、給電装置1の処理を示すフローチャートである。
給電装置1のプロセッサ17が起動すると、図7と図8に示す処理が開始する。
プロセッサ17は、無線ユニット16を介して通信データを受信したならば(ステップS30→Yes)、この通信データから整流電圧値と変動フラグとを取得する(ステップS31)。更にプロセッサ17は、整流電圧値をD/Aコンバータ172に設定し(ステップS32)、ステップS33の処理に進む。なお、この通信データは、所定周期で受電装置2から送信される。
ステップS30においてプロセッサ17は、無線ユニット16を介して通信データを受信しなかったならば(No)、ステップS33の処理に進む。
7 and 8 are flowcharts showing the processing of the power supply apparatus 1.
When the processor 17 of the power supply apparatus 1 is activated, the processes shown in FIGS. 7 and 8 are started.
If the communication data is received via the wireless unit 16 (step S30 → Yes), the processor 17 acquires the rectified voltage value and the fluctuation flag from the communication data (step S31). Furthermore, the processor 17 sets the rectified voltage value in the D / A converter 172 (step S32), and proceeds to the process of step S33. The communication data is transmitted from the power receiving device 2 at a predetermined cycle.
If the processor 17 does not receive the communication data via the wireless unit 16 in step S30 (No), the processor 17 proceeds to the process of step S33.

ステップS33においてプロセッサ27は、操作部19が操作指示を検知したならば(Yes)、この操作データを取得し(ステップS34)、この操作データから送信データを作成する(ステップS35)。更にプロセッサ27は、この送信データを無線送信し(ステップS36)、ステップS37の処理に進む。
ステップS33においてプロセッサ27は、操作部19が操作指示を検知しなかったならば(No)、ステップS37の処理に進む。
In step S33, if the operation unit 19 detects an operation instruction (Yes), the processor 27 acquires the operation data (step S34), and creates transmission data from the operation data (step S35). Further, the processor 27 wirelessly transmits this transmission data (step S36), and proceeds to the process of step S37.
In step S33, if the operation unit 19 does not detect an operation instruction (No), the processor 27 proceeds to the process of step S37.

ステップS37においてプロセッサ17は、整流電圧値が所定電圧の範囲(12V±10%)を外れてかつ整流電圧値と目標値(12V)との差が拡大し続けているならば(Yes)、範囲外拡大カウンタを1加算する(ステップS38)。更にプロセッサ17は、範囲外拡大カウンタが閾値H3に達して完了したならば(ステップS39→Yes)、プロセッサ17は、アラームフラグに1をセットして(ステップS40)、ステップS42の処理に進む。これにより、プロセッサ17は、整流電圧値とフィードバックの目標値(12V)との差が所定期間に亘って拡大し続けた場合に、保護動作としてインバータ回路12を停止させることができる。このように、範囲外拡大カウンタが閾値H3に達した例を、後記する図11に示す。
ステップS39においてプロセッサ17は、範囲外拡大カウンタが閾値H3に達していないならば(No)、ステップS42の処理に進む。
ステップS37においてプロセッサ17は、整流電圧値が所定電圧の範囲外かつ整流電圧値と目標値との差が拡大し続けていないならば(No)、範囲外拡大カウンタをクリアし(ステップS41)、ステップS42の処理に進む。
In step S37, the processor 17 determines that the rectified voltage value is out of the predetermined voltage range (12V ± 10%) and the difference between the rectified voltage value and the target value (12V) continues to increase (Yes). The outside enlargement counter is incremented by 1 (step S38). Further, when the out-of-range enlargement counter reaches the threshold value H 3 and is completed (step S39 → Yes), the processor 17 sets the alarm flag to 1 (step S40), and proceeds to the processing of step S42. . As a result, the processor 17 can stop the inverter circuit 12 as a protective operation when the difference between the rectified voltage value and the feedback target value (12 V) continues to increase over a predetermined period. As described above, an example in which the out-of-range enlargement counter reaches the threshold value H 3 is shown in FIG.
Processor 17 in step S39, if out of range expansion counter has not reached the threshold value H 3 (No), the process proceeds to step S42.
In step S37, if the rectified voltage value is outside the predetermined voltage range and the difference between the rectified voltage value and the target value has not continued to expand (No), the processor 17 clears the out-of-range expansion counter (step S41). The process proceeds to step S42.

ステップS42においてプロセッサ17は、アラームフラグに1がセットされていれば(Yes)、ステップS49の処理に進む。次いで、ステップS43においてプロセッサ17は、変動フラグに1がセットされていれば(Yes)、ステップS49の処理に進む。
ステップS43においてプロセッサ17は、変動フラグに1がセットされていなければ(No)、ステップS44の処理に進み、整流電圧値が所定電圧の範囲外であるか否かを判断する。
In step S42, if the alarm flag is set to 1 (Yes), the processor 17 proceeds to the process of step S49. Next, in step S43, when the variation flag is set to 1 (Yes), the processor 17 proceeds to the process of step S49.
In step S43, if 1 is not set in the variation flag (No), the processor 17 proceeds to the process of step S44 and determines whether or not the rectified voltage value is outside the range of the predetermined voltage.

ステップS44においてプロセッサ17は、整流電圧値が所定電圧の範囲外ならば(Yes)、範囲外カウンタを1加算する(ステップS45)。更にプロセッサ17は、範囲外カウンタが閾値H2に達して完了したならば(ステップS47→Yes)、アラームフラグに1をセットして(ステップS48)、ステップS49の処理に進む。これにより、プロセッサ17は、保護動作としてインバータ回路12を停止させることができる。
このように、範囲外カウンタが閾値H2に達した例を、後記する図10に示す。
ステップS47においてプロセッサ17は、範囲外カウンタが閾値H2に達していないならば(No)、ステップS49の処理に進む。
ステップS44においてプロセッサ17は、整流電圧値が所定電圧の範囲外でないならば(No)、範囲外カウンタをクリアし(ステップS46)、ステップS49の処理に進む。
In step S44, if the rectified voltage value is out of the predetermined voltage range (Yes), the processor 17 adds 1 to the out-of-range counter (step S45). Further, when the out-of-range counter reaches the threshold value H 2 and is completed (step S47 → Yes), the processor 17 sets the alarm flag to 1 (step S48), and proceeds to the process of step S49. Thereby, the processor 17 can stop the inverter circuit 12 as a protection operation.
An example in which the out-of-range counter reaches the threshold value H 2 is shown in FIG.
Processor 17 in step S47, if out of range counter has not reached the threshold value H 2 (No), the process proceeds to step S49.
In step S44, if the rectified voltage value is not outside the predetermined voltage range (No), the processor 17 clears the out-of-range counter (step S46), and proceeds to the process of step S49.

ステップS49においてプロセッサ17は、アラームフラグに1がセットされていれば(Yes)、保護動作としてインバータ回路12を停止させてワイヤレス給電を停止する(ステップS50)。更にプロセッサ17は、範囲外カウンタと範囲外拡大カウンタをクリアし(ステップS51)、アラームを出力すると(ステップS52)、ステップS30の処理に戻る。これによりプロセッサ17は、変動フラグがクリアされており、かつ整流電圧値が所定期間に亘って所定電圧範囲を外れる場合に、保護動作としてインバータ回路12を停止させることができる。
ステップS49においてプロセッサ17は、アラームフラグに1がセットされていなければ(No)、ステップS30の処理に戻り、インバータ回路12の駆動を継続する。
In step S49, if the alarm flag is set to 1 (Yes), the processor 17 stops the inverter circuit 12 as a protection operation and stops wireless power feeding (step S50). Furthermore, the processor 17 clears the out-of-range counter and the out-of-range enlargement counter (step S51), and outputs an alarm (step S52), and returns to the processing of step S30. As a result, the processor 17 can stop the inverter circuit 12 as a protective operation when the fluctuation flag is cleared and the rectified voltage value is out of the predetermined voltage range for a predetermined period.
In step S49, if the alarm flag is not set to 1 (No), the processor 17 returns to the process of step S30 and continues to drive the inverter circuit 12.

給電装置1の無線ユニット26は、通信周期毎に整流電圧値と変動フラグとを受信する。給電装置1は、変動フラグがセットされている場合に整流電圧値が所定電圧の範囲を外れても保護動作を行わず、インバータ回路12の駆動を継続する。しかし、変動フラグがクリアされている場合で、かつ所定期間に亘って整流電圧値が所定電圧の範囲を外れたならば、給電装置1は保護動作のためインバータ回路12を停止し、上位システムである報知部10にアラームを出力する。これにより、給電装置1は、受電装置2で予期しなかった電圧変動の際に保護動作としてワイヤレス給電を停止し、受電装置2で予期していた電圧変動の際にワイヤレス給電を停止しない動作を実現できる。   The wireless unit 26 of the power supply apparatus 1 receives the rectified voltage value and the fluctuation flag every communication cycle. When the fluctuation flag is set, the power feeding device 1 does not perform the protection operation even if the rectified voltage value falls outside the predetermined voltage range, and continues to drive the inverter circuit 12. However, if the fluctuation flag is cleared and the rectified voltage value is out of the predetermined voltage range for a predetermined period, the power feeding device 1 stops the inverter circuit 12 for the protection operation, and the host system An alarm is output to a certain notification unit 10. As a result, the power feeding device 1 stops the wireless power feeding as a protection operation when a voltage fluctuation that is not expected by the power receiving device 2 and does not stop the wireless power feeding when the voltage fluctuation expected by the power receiving device 2 occurs. realizable.

給電装置1は、整流電圧が所定電圧の範囲を外れ、かつ目標値との差が拡大し続けている場合は、周期タイマ毎に範囲外拡大カウンタを加算する。事前にユーザ設定する範囲外拡大カウンタの完了で、給電装置1は保護動作のためインバータ回路12を停止してワイヤレス給電を停止し、上位システムである報知部10にアラームを出力する。これにより、フィードバック制御の目標値との差が拡大する方向に電圧が変化し続けている異常時に、ワイヤレス給電を停止できる。   When the rectified voltage is out of the predetermined voltage range and the difference from the target value continues to increase, the power supply device 1 adds an out-of-range expansion counter for each period timer. Upon completion of the out-of-range enlargement counter set in advance by the user, the power supply device 1 stops the inverter circuit 12 for protection operation, stops wireless power supply, and outputs an alarm to the notification unit 10 that is a host system. Thereby, wireless power feeding can be stopped at the time of an abnormality in which the voltage continues to change in a direction in which the difference from the target value of the feedback control increases.

以下の図9から図11に示すタイミングチャートは、上から順に、アラームフラグ、範囲外拡大カウンタ、範囲外カウンタ、変動カウンタ、変動フラグ、整流電圧値が示されている。これらのうち、変動フラグと整流電圧値は、受電装置2から給電装置1に送信される送信データに含まれる。変動カウンタは、受電装置2のプロセッサ27が管理する内部情報である。アラームフラグ、範囲外拡大カウンタ、範囲外カウンタは、給電装置1のプロセッサ17が管理する内部情報である。   In the timing charts shown in FIGS. 9 to 11, the alarm flag, out-of-range expansion counter, out-of-range counter, variation counter, variation flag, and rectified voltage value are shown in order from the top. Among these, the fluctuation flag and the rectified voltage value are included in transmission data transmitted from the power receiving device 2 to the power feeding device 1. The fluctuation counter is internal information managed by the processor 27 of the power receiving device 2. The alarm flag, the out-of-range enlargement counter, and the out-of-range counter are internal information managed by the processor 17 of the power supply apparatus 1.

図9は、正常動作時を示すタイミングチャートである。
時刻t1において、給電装置1の操作部19が操作される。この操作とは、例えば負荷部25をオンする操作である。これにより、受電装置2のプロセッサ27は、変動フラグを1にセットし、変動カウンタのカウントを開始する。
FIG. 9 is a timing chart showing normal operation.
At time t 1 , the operation unit 19 of the power feeding device 1 is operated. This operation is an operation of turning on the load unit 25, for example. Thereby, the processor 27 of the power receiving apparatus 2 sets the variation flag to 1, and starts counting of the variation counter.

時刻t2において、一つ前の周期に引き続き整流電圧Vaが12V±10%と所定された範囲を外れ、かつ一つ前の周期よりも12Vの目標値との差が拡大しているので、プロセッサ17は、範囲外拡大カウンタのカウントを開始する。
時刻t3において、整流電圧Vaが所定電圧の範囲を外れているが、一つ前の周期よりも目標値との差が縮小しつつあるので、プロセッサ17は、範囲外拡大カウンタをクリアする。
時刻t4において、整流電圧Vaが所定電圧の範囲を外れ、かつ一つ前の周期よりも目標値との差が拡大しているので、プロセッサ17は、範囲外拡大カウンタのカウントを開始する。
時刻t5において、整流電圧Vaが所定電圧の範囲を外れているが、一つ前の周期よりも目標値との差が縮小しつつあるので、範囲外拡大カウンタがクリアされる。
At time t 2 , the rectified voltage Va is outside the predetermined range of 12V ± 10% following the previous cycle, and the difference from the target value of 12V is larger than the previous cycle. The processor 17 starts counting the out-of-range enlargement counter.
At time t 3 , the rectified voltage Va is out of the predetermined voltage range, but since the difference from the target value is decreasing compared to the previous cycle, the processor 17 clears the out-of-range expansion counter.
At time t 4, out of the range rectified voltage Va reaches a predetermined voltage, and the difference between the target value than the period of the one before is expanding, the processor 17 starts to count the range larger counter.
At time t 5 , the rectified voltage Va is out of the predetermined voltage range, but since the difference from the target value is decreasing compared to the previous period, the out-of-range expansion counter is cleared.

時刻t6において、受電装置2のプロセッサ27は、変動カウンタのカウントを完了して変動フラグをクリアする。図に示した期間P1は、受電装置2のプロセッサ27が変動カウンタのカウントを開始したのち、このカウントを完了するまでを示している。この期間P1は、時刻t1に負荷部25へ操作した内容による負荷変動が収束して、整流電圧Vaが再び所定電圧の範囲内に戻るまでの最大時間が設定されている。期間P1は、変動カウンタと閾値H1の組合せによって決定される。 At time t 6 , the processor 27 of the power receiving device 2 completes the counting of the variation counter and clears the variation flag. A period P 1 shown in the figure indicates a period from when the processor 27 of the power receiving apparatus 2 starts counting the fluctuation counter to when this counting is completed. In this period P 1 , a maximum time is set until the load fluctuation due to the content operated on the load unit 25 at time t 1 converges and the rectified voltage Va returns to the predetermined voltage range again. The period P 1 is determined by a combination of the fluctuation counter and the threshold value H 1 .

時刻t7において、変動フラグがクリアされた状態で、整流電圧Vaが所定電圧の範囲を外れるので、プロセッサ17は、範囲外カウンタのカウントを開始する。時刻t8において、整流電圧Vaが所定電圧の範囲内に戻るので、プロセッサ17は、範囲外カウンタをクリアする。このように、整流電圧Vaが12V±10%と所定された範囲を外れても、負荷29の駆動に問題がない短期間の場合、プロセッサ17は、保護動作を行わないようにしている。これにより、負荷29(上位システム)は、動作を継続可能である。 At time t 7 , the rectified voltage Va is out of the predetermined voltage range with the fluctuation flag being cleared, so the processor 17 starts counting the out-of-range counter. At time t 8 , the rectified voltage Va returns to within the predetermined voltage range, so the processor 17 clears the out-of-range counter. In this way, even if the rectified voltage Va is outside the predetermined range of 12V ± 10%, the processor 17 does not perform the protection operation in a short period when there is no problem in driving the load 29. Thereby, the load 29 (host system) can continue the operation.

図10は、受電側の電圧が所定電圧の範囲外であることによりアラームフラグに1がセットされる場合を示すタイミングチャートである。
時刻t10において、給電装置1の操作部19が操作される。この操作とは、例えば負荷部25をオンする操作である。これにより、受電装置2のプロセッサ27は、変動フラグを1にセットし、変動カウンタのカウントを開始する。
FIG. 10 is a timing chart showing a case where 1 is set in the alarm flag when the voltage on the power receiving side is outside the predetermined voltage range.
At time t 10, the operation unit 19 of the power supply apparatus 1 is operated. This operation is an operation of turning on the load unit 25, for example. Thereby, the processor 27 of the power receiving apparatus 2 sets the variation flag to 1, and starts counting of the variation counter.

時刻t11において、受電装置2のプロセッサ27は、変動カウンタのカウントを完了して変動フラグをクリアする。このとき、整流電圧Vaは、12V±10%と所定された範囲を外れているので、プロセッサ17は、範囲外カウンタのカウントを開始する。以降、整流電圧Vaは、期間P2に亘って所定電圧の範囲を外れたままである。
時刻t12において、整流電圧Vaが所定電圧の範囲を外れたままであり、範囲外カウンタが閾値H2に達してカウント完了するので、プロセッサ17は、アラームフラグに1をセットして、保護動作のためワイヤレス給電を停止する。これにより、報知部10はユーザにアラームを報知する。期間P2は、範囲外カウンタと閾値H2の組合せによって決定される。
At time t 11 , the processor 27 of the power receiving device 2 completes the counting of the variation counter and clears the variation flag. At this time, since the rectified voltage Va is out of the predetermined range of 12V ± 10%, the processor 17 starts counting of the out-of-range counter. Thereafter, the rectified voltage Va remains outside the range of the predetermined voltage over a period P 2.
At time t 12 , the rectified voltage Va remains out of the predetermined voltage range, and the out-of-range counter reaches the threshold value H 2 to complete the count. Therefore, the processor 17 sets the alarm flag to 1 and performs the protection operation. Therefore, wireless power supply is stopped. Thereby, the alerting | reporting part 10 alert | reports an alarm to a user. The period P 2 is determined by a combination of the out-of-range counter and the threshold value H 2 .

図11は、変動フラグがセットされ、変動カウンタがカウントされており、受電側の電圧が所定期間以上に亘って所定電圧の範囲を外れており、かつ目標値との差が拡大する方向に変化した場合を示すタイミングチャートである。本実施形態の目標値は12Vであり、所定電圧の範囲は、12V±10%である。
時刻t20において、給電装置1の操作部19が操作される。この操作とは、例えば負荷部25をオンする操作である。これにより、受電装置2のプロセッサ27は、変動フラグを1にセットし、変動カウンタのカウントを開始する。
In FIG. 11, the fluctuation flag is set, the fluctuation counter is counted, the voltage on the power receiving side is out of the predetermined voltage range for a predetermined period or longer, and the difference from the target value increases. It is a timing chart which shows the case where it did. The target value of this embodiment is 12V, and the range of the predetermined voltage is 12V ± 10%.
At time t 20, the operation unit 19 of the power supply apparatus 1 is operated. This operation is an operation of turning on the load unit 25, for example. Thereby, the processor 27 of the power receiving apparatus 2 sets the variation flag to 1, and starts counting of the variation counter.

時刻t21において、一つ前の周期に引き続き整流電圧Vaが12V±10%と所定された範囲を外れ、かつ一つ前の周期よりも12Vの目標値との差が拡大しつつあるので、プロセッサ17は、範囲外拡大カウンタのカウントを開始する。以降、整流電圧Vaは、期間P3に亘って所定電圧の範囲を外れたままであり、かつ一つ前の周期よりも目標値との差が拡大し続けている。
時刻t22において、プロセッサ17は、範囲外拡大カウンタが閾値H3に達してカウント完了する。範囲外拡大カウンタのカウント完了により、プロセッサ17は、アラームフラグに1をセットして、保護動作のためワイヤレス給電を停止する。これにより、報知部10はユーザにアラームを報知する。期間P3は、範囲外拡大カウンタと閾値H3の組合せによって決定される。
At time t 21, out of the range the previous cycle continues rectified voltage Va that has been predetermined and 12V ± 10%, and the difference between the target value of 12V than the period immediately preceding is expanding, The processor 17 starts counting the out-of-range enlargement counter. Thereafter, the rectified voltage Va remains out of the range of the predetermined voltage over the period P 3 , and the difference from the target value continues to increase compared to the previous cycle.
At time t 22, processor 17 counts out of range expansion counter reaches the threshold value H 3 is completed. When the count of the out-of-range expansion counter is completed, the processor 17 sets an alarm flag to 1 and stops wireless power feeding for the protection operation. Thereby, the alerting | reporting part 10 alert | reports an alarm to a user. The period P 3 is determined by the combination of the out-of-range expansion counter and the threshold value H 3 .

(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(k)のようなものがある。
(a) 受電装置2にDC/DCコンバータ23は必須ではなく、負荷29が直接に接続されていてもよい。
(b) 給電装置1の上位システムから制御する対象は、DC/DCコンバータ23に限られず、例えば負荷29を直接に制御してもよい。
(c) 給電装置1と受電装置2との間の無線通信プロトコルは、Bluetooth(登録商標) Low Energyに限定されず、Wi-Fi(登録商標)やZIGBEE(登録商標)などであってもよい。
(d) 給電装置1と受電装置2との間の無線通信は、電波通信に限定されず、適切な無線通信路を確立できれば、例えば赤外線通信、可視光通信、超音波通信などの無線方式であってもよく、限定されない。
(e) フィードバック制御は、上記実施形態に示した比例制御(古典制御)に限定されず、PI制御やPID制御などの古典制御、または現代制御であってもよく、限定されない。
(f) 負荷変動を受電装置2から給電装置1に通知する方法は、1ビットの変動フラグに限定されない。受電装置2は、任意のビット幅の変動情報によって、負荷変動を給電装置1に通知してもよい。
(g) 制御回路11が備える積分回路の代わりに、デジタルシグナルプロセッサを用いて積分処理を行ってもよい。
(h) 閾値テーブル273は、EEPROMなどに格納されていなくてもよく、給電装置1の上位システムからのデータ送信により、閾値の値を変更してもよい。
(i) 目標値は12Vに限られず、所定電圧の範囲は、12V±10%に限られない。例えば、所定電圧の範囲は、目標値を含んでいればよく、限定されない。
(j) 保護動作は、給電装置1のインバータの回路12の停止に限定されず、初期電圧設定解除回路15のトランジスタQ5をオフさせて、ワイヤレス給電をアイドル状態に移行してもよい。
(k) 図8のステップS50において給電装置1がワイヤレス給電を停止する前に、受電装置2にアラーム情報を無線送信し、受電装置2がDC/DCコンバータ23をオフするとともに入出力回路271から受電装置2の上位システムにアラームを出力してもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, there are the following (a) to (k).
(A) The DC / DC converter 23 is not essential for the power receiving device 2, and the load 29 may be directly connected thereto.
(B) The object to be controlled from the host system of the power supply apparatus 1 is not limited to the DC / DC converter 23, and for example, the load 29 may be directly controlled.
(C) The wireless communication protocol between the power feeding device 1 and the power receiving device 2 is not limited to Bluetooth (registered trademark) Low Energy, and may be Wi-Fi (registered trademark), ZIGBEE (registered trademark), or the like. .
(D) The wireless communication between the power feeding device 1 and the power receiving device 2 is not limited to radio wave communication. If an appropriate wireless communication path can be established, wireless communication such as infrared communication, visible light communication, and ultrasonic communication can be used. There may be, and it is not limited.
(E) The feedback control is not limited to the proportional control (classical control) shown in the above embodiment, and may be classic control such as PI control or PID control, or modern control, and is not limited.
(F) The method of notifying the power supply apparatus 1 of the load fluctuation from the power receiving apparatus 2 is not limited to the 1-bit fluctuation flag. The power receiving device 2 may notify the power supply device 1 of the load variation based on variation information of an arbitrary bit width.
(G) Instead of the integration circuit included in the control circuit 11, integration processing may be performed using a digital signal processor.
(H) The threshold value table 273 may not be stored in the EEPROM or the like, and the threshold value may be changed by data transmission from the host system of the power supply apparatus 1.
(I) The target value is not limited to 12V, and the range of the predetermined voltage is not limited to 12V ± 10%. For example, the range of the predetermined voltage is not limited as long as it includes the target value.
(J) The protection operation is not limited to the stop of the inverter circuit 12 of the power feeding device 1, and the wireless power feeding may be shifted to the idle state by turning off the transistor Q5 of the initial voltage setting release circuit 15.
(K) Before the power feeding device 1 stops wireless power feeding in step S50 of FIG. 8, alarm information is wirelessly transmitted to the power receiving device 2, and the power receiving device 2 turns off the DC / DC converter 23 and from the input / output circuit 271. An alarm may be output to the host system of the power receiving device 2.

S ワイヤレス電力伝送システム
1 給電装置
10 報知部
11 制御回路
111 降圧回路
112,113 オペアンプ
114 比較器
115 ロジック回路
116 発振回路
R5〜R7 抵抗
C3〜C5 コンデンサ
12 インバータ回路
13 初期電圧制御回路
14 初期電圧設定回路
15 初期電圧設定解除回路
M1 無線モジュール
16 無線ユニット (第1の無線ユニットの一例)
17 プロセッサ (第1のプロセッサの一例)
171 入出力回路
172 D/Aコンバータ
18 直流電源
19 操作部
L1 給電コイル
Re1,Re2 降圧回路
2 受電装置
21 共鳴回路
L2 受電コイル
C1 共鳴コンデンサ
22 整流回路
DB ダイオードブリッジ
C2 平滑コンデンサ
23 DC/DCコンバータ(直流変換回路)
24 分圧回路
25 負荷部
M2 無線モジュール
26 無線ユニット (第2の無線ユニットの一例)
27 プロセッサ (第2のプロセッサの一例)
271 入出力回路
272 A/Dコンバータ
28 2次側電源部
29 負荷
S wireless power transmission system 1 power feeding device 10 notification unit 11 control circuit 111 step-down circuit 112, 113 operational amplifier 114 comparator 115 logic circuit 116 oscillation circuit R5 to R7 resistor C3 to C5 capacitor 12 inverter circuit 13 initial voltage control circuit 14 initial voltage setting Circuit 15 Initial voltage setting release circuit M1 Wireless module 16 Wireless unit (an example of a first wireless unit)
17 processor (an example of a first processor)
171 I / O circuit 172 D / A converter 18 DC power supply 19 Operation unit L1 Power supply coil Re1, Re2 Step-down circuit 2 Power receiving device 21 Resonant circuit L2 Power receiving coil C1 Resonant capacitor 22 Rectifier circuit DB Diode bridge C2 Smoothing capacitor 23 DC / DC converter ( DC conversion circuit)
24 voltage divider circuit 25 load section M2 wireless module 26 wireless unit (example of second wireless unit)
27 processor (example of second processor)
271 Input / Output Circuit 272 A / D Converter 28 Secondary Power Supply Unit 29 Load

Claims (7)

給電装置および受電装置を備えるワイヤレス電力伝送システムであって、
前記給電装置は、
ワイヤレスで電力を送信する給電コイルと、
前記給電コイルを駆動するインバータと、
前記受電装置と無線通信する第1の無線ユニットと、
前記第1の無線ユニットと前記インバータとを制御する第1のプロセッサと、
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置の前記給電コイルからワイヤレスで電力を受信する受電コイルおよびコンデンサを含み、共鳴電圧を発生する共鳴回路と、
前記共鳴電圧を整流して整流電圧を出力する整流回路と、
前記整流電圧によって駆動される負荷と、
前記給電装置が備える前記第1の無線ユニットと無線通信する第2の無線ユニットと、
前記負荷と前記第2の無線ユニットを制御する第2のプロセッサと、
を備え、
前記第2のプロセッサは、前記整流電圧を元に整流電圧値の情報を生成すると共に、前記整流電圧値の変動が予期されたものであることを示す変動情報をセットまたはクリアして、前記給電装置が備える前記第1の無線ユニットに、前記整流電圧値と前記変動情報を含む情報を送信する、
ことを特徴とするワイヤレス電力伝送システム。
A wireless power transmission system including a power feeding device and a power receiving device,
The power supply device
A feeding coil that transmits power wirelessly;
An inverter for driving the feeding coil;
A first wireless unit that wirelessly communicates with the power receiving device;
A first processor for controlling the first wireless unit and the inverter;
With
The power receiving device is:
A resonance circuit that generates a resonance voltage, including a power reception coil and a capacitor that wirelessly receive power from the power supply coil of the power supply device;
A rectifier circuit that rectifies the resonance voltage and outputs a rectified voltage;
A load driven by the rectified voltage;
A second wireless unit that wirelessly communicates with the first wireless unit included in the power supply device;
A second processor for controlling the load and the second wireless unit;
With
The second processor generates rectified voltage value information based on the rectified voltage, and sets or clears fluctuation information indicating that the fluctuation of the rectified voltage value is expected, and Transmitting the information including the rectified voltage value and the fluctuation information to the first wireless unit included in the apparatus;
A wireless power transmission system characterized by that.
前記給電装置が備える前記第1のプロセッサは、前記受電装置から受信した変動情報がセットされている場合には前記インバータの制御を継続し、前記受電装置から受信した変動情報がクリアされている場合には、前記整流電圧に係る整流電圧値が所定期間に亘って所定電圧範囲を外れると保護動作させる、
ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤレス電力伝送システム。
When the fluctuation information received from the power receiving apparatus is set, the first processor included in the power supply apparatus continues to control the inverter, and the fluctuation information received from the power receiving apparatus is cleared. In the case where the rectified voltage value related to the rectified voltage is out of a predetermined voltage range over a predetermined period, a protective operation is performed.
The wireless power transmission system according to claim 1.
前記給電装置は更に、前記負荷の操作情報を入力する操作部を備え、
前記給電装置が備える前記第1のプロセッサは、前記第1の無線ユニットにより、前記操作部から入力された操作情報を前記第2の無線ユニットに送信し、
前記受電装置が備える前記第2のプロセッサは、前記第2の無線ユニットが受信した操作情報に応じて前記負荷を制御すると共に、当該負荷の変動が予測される制御である場合には、予め定められた期間に亘って前記変動情報をセットする、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のワイヤレス電力伝送システム。
The power supply device further includes an operation unit for inputting operation information of the load,
The first processor included in the power supply apparatus transmits operation information input from the operation unit to the second wireless unit by the first wireless unit,
The second processor included in the power receiving apparatus controls the load in accordance with operation information received by the second wireless unit, and determines in advance if the load fluctuation is predicted. Setting the variation information over a specified period of time;
The wireless power transmission system according to claim 1 or 2.
前記受電装置が備える前記第2のプロセッサは、前記負荷の変動が予測される場合には、予め定められた期間に亘って前記変動情報をセットする、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のワイヤレス電力伝送システム。
The second processor included in the power receiving device sets the variation information over a predetermined period when variation in the load is predicted.
The wireless power transmission system according to claim 1 or 2.
前記給電装置が備える前記第1のプロセッサは、前記第2の無線ユニットから受信した整流電圧値とフィードバックの目標値との差が所定期間に亘って拡大し続けた場合には保護動作させる、
ことを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項にワイヤレス電力伝送システム。
The first processor included in the power supply apparatus performs a protective operation when a difference between a rectified voltage value received from the second wireless unit and a feedback target value continues to increase over a predetermined period.
The wireless power transmission system according to any one of claims 1 to 3.
前記変動情報は、1ビットのフラグである、
ことを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載のワイヤレス電力伝送システム。
The variation information is a 1-bit flag.
The wireless power transmission system according to claim 1, wherein the wireless power transmission system is a wireless power transmission system.
給電装置および受電装置を備えるワイヤレス電力伝送システムの保護方法であって、
前記給電装置は、
ワイヤレスで電力を送信する給電コイルと、
前記給電コイルを駆動するインバータと、
前記受電装置と無線通信する第1の無線ユニットと、
前記第1の無線ユニットと前記インバータとを制御する第1のプロセッサと、
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置の前記給電コイルからワイヤレスで電力を受信する受電コイルおよびコンデンサを含み、共鳴電圧を生成する共鳴回路と、
前記共鳴電圧を整流して整流電圧を出力する整流回路と、
前記整流電圧によって駆動される負荷と、
前記給電装置が備える前記第1の無線ユニットと無線通信する第2の無線ユニットと、
前記負荷と前記第2の無線ユニットを制御する第2のプロセッサと、
を備え、
前記第2のプロセッサが前記整流電圧を元に整流電圧値の情報を生成するステップと、
前記整流電圧値の変動が予期されたものであるか否かを示す変動情報をセットまたはクリアするステップと、
前記給電装置が備える前記第1の無線ユニットに、前記整流電圧値と前記変動情報を含む情報を送信するステップと、
を実行し、
前記第1のプロセッサが前記第2の無線ユニットから受信した変動情報がセットされている場合には前記インバータの制御を継続し、前記第2の無線ユニットから受信した変動情報がセットされておらず、かつ前記整流電圧に係る整流電圧値が所定期間に亘って所定電圧範囲を外れていた場合には保護動作させるステップを実行する、
ことを特徴とするワイヤレス電力伝送システムの保護方法。
A method for protecting a wireless power transmission system including a power feeding device and a power receiving device,
The power supply device
A feeding coil that transmits power wirelessly;
An inverter for driving the feeding coil;
A first wireless unit that wirelessly communicates with the power receiving device;
A first processor for controlling the first wireless unit and the inverter;
With
The power receiving device is:
A resonance circuit that generates a resonance voltage, including a power reception coil and a capacitor that wirelessly receive power from the power supply coil of the power supply device;
A rectifier circuit that rectifies the resonance voltage and outputs a rectified voltage;
A load driven by the rectified voltage;
A second wireless unit that wirelessly communicates with the first wireless unit included in the power supply device;
A second processor for controlling the load and the second wireless unit;
With
The second processor generates rectified voltage value information based on the rectified voltage;
Setting or clearing fluctuation information indicating whether or not the fluctuation of the rectified voltage value is expected;
Transmitting information including the rectified voltage value and the variation information to the first wireless unit included in the power supply device;
Run
When the variation information received by the first processor from the second wireless unit is set, the control of the inverter is continued, and the variation information received from the second wireless unit is not set. And, when the rectified voltage value related to the rectified voltage is out of the predetermined voltage range for a predetermined period, a step of performing a protection operation is executed.
A method for protecting a wireless power transmission system.
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