JPH1014139A - Power transmission device - Google Patents
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- JPH1014139A JPH1014139A JP8155319A JP15531996A JPH1014139A JP H1014139 A JPH1014139 A JP H1014139A JP 8155319 A JP8155319 A JP 8155319A JP 15531996 A JP15531996 A JP 15531996A JP H1014139 A JPH1014139 A JP H1014139A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷に変動が生じても、変動に追従して、常
に、最適電力を電力受信機に供給できるようにする。
【解決手段】 電力受信機5側において、二次側の電力
消費量(負荷)が大となって、供給電力が不足するとき
は、電圧ステータス信号発生器54が、電源電圧Vddの
低下を検知することで、"供給電力が不足している"旨の
電圧ステータス信号VSTを生成する。信号送受波回路
55は、生成された電圧ステータス信号VSTを電力送
信機3にワイヤレスで送出する。ワイヤレスで送出され
た電圧ステータス信号VSTは、電力送信機3の信号送
受波器41によって受信される。PWM制御回路33
は、送受波回路41を介して入力された電圧ステータス
信号VSTに基づいて、電力受信機5に供給される電力
量を増加する制御を行う。
(57) [Summary] Even if a load fluctuates, an optimum power can always be supplied to a power receiver by following the fluctuation. SOLUTION: On the power receiver 5 side, when the power consumption (load) on the secondary side becomes large and supply power becomes insufficient, a voltage status signal generator 54 detects a drop in the power supply voltage Vdd. By doing so, a voltage status signal VST indicating that "supply power is insufficient" is generated. The signal transmission / reception circuit 55 wirelessly transmits the generated voltage status signal VST to the power transmitter 3. The voltage status signal VST transmitted wirelessly is received by the signal transmitter / receiver 41 of the power transmitter 3. PWM control circuit 33
Performs control to increase the amount of power supplied to the power receiver 5 based on the voltage status signal VST input via the transmission / reception circuit 41.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁誘導を利用
して一次側の電力送信機から二次側の電力受信機に非接
触で電力を伝送する電力伝送装置に係り、特に、体外の
電力送信機から体内に埋め込まれた電力受信機に電力を
供給することにより、筋肉又は神経に電気刺激を与えて
麻痺した筋肉を動かすFES(機能的電気刺激;Functi
on Electrical Stimulation)装置に適用して好適な電
力伝送装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transmission apparatus for transmitting electric power from a primary power transmitter to a secondary power receiver using electromagnetic induction in a non-contact manner, and more particularly to an external power supply. By supplying power from a transmitter to a power receiver implanted in the body, FES (Functional Electrical Stimulation; Functi) that provides electrical stimulation to muscles or nerves and moves paralyzed muscles
The present invention relates to a power transmission device suitable for application to an on-electrical-timing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の電力伝送装置としては、
例えば、特開昭61−271806号公報、特開平3−
20595号公報、特開平4−334975号公報等に
記載の装置が知られている。これら従来の装置におい
て、一次側の電力送信機1は、図6に示すように、電力
送信用コイル11と、この電力送信用コイル11と直列
に接続され、電力送信用コイル11と共に直列共振回路
を構成するコンデンサ12と、電力送信用コイル11を
駆動する発振回路13と、この発振回路13を駆動する
制御回路14とから概略構成されている。また、二次側
の電力受信機2は、同図に示すように、電力送信機1の
電力送信用コイル11と電磁的に結合されている電力受
信用コイル21と、この電力受信用コイル21の両端に
並列に接続され、電力受信用コイル21と共に並列共振
回路を構成するコンデンサ22と、並列共振回路と直列
に接続され、負荷23に直流電圧を加えるダイオード2
4と、負荷23と並列に接続され、ダイオード24の整
流出力を平滑する平滑用コンデンサ25とから概略構成
されている。この場合、電力送信用コイル11とコンデ
ンサ12とで構成される直列共振回路の共振周波数と、
電力受信用コイル21とコンデンサ22とで構成される
並列共振回路の共振周波数とを、いずれも、発振回路1
3の出力周波数に一致させている。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of power transmission device,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-271806,
The devices described in JP-A-205955 and JP-A-4-334975 are known. In these conventional devices, the primary-side power transmitter 1 includes, as shown in FIG. 6, a power transmission coil 11, which is connected in series with the power transmission coil 11, and a series resonance circuit together with the power transmission coil 11. , An oscillation circuit 13 for driving the power transmission coil 11, and a control circuit 14 for driving the oscillation circuit 13. As shown in the figure, the power receiver 2 on the secondary side includes a power receiving coil 21 electromagnetically coupled to the power transmitting coil 11 of the power transmitter 1, and a power receiving coil 21. And a diode 22 connected in parallel with the power receiving coil 21 to form a parallel resonance circuit with the power receiving coil 21 and a diode 2 connected in series with the parallel resonance circuit and applying a DC voltage to a load 23.
4 and a smoothing capacitor 25 connected in parallel with the load 23 to smooth the rectified output of the diode 24. In this case, the resonance frequency of a series resonance circuit composed of the power transmission coil 11 and the capacitor 12;
The resonance frequency of the parallel resonance circuit composed of the power receiving coil 21 and the capacitor 22
3 output frequency.
【0003】そして、動作時には、発振回路13によっ
て駆動される電力送信用コイル11の電磁エネルギによ
って、電力受信用コイル21に誘導(伝送)される交流
電圧の周波数は、並列共振回路の共振周波数と一致して
いるので、並列共振回路には大きな共振電流が流れ、こ
のためコンデンサ22の両側には大きな電圧が発生す
る。そして、この交流電圧は、ダイオード24で整流さ
れ、平滑用コンデンサ25で平滑されて直流電圧とな
り、この直流電圧が負荷23に与えられる。In operation, the frequency of the AC voltage induced (transmitted) to the power receiving coil 21 by the electromagnetic energy of the power transmitting coil 11 driven by the oscillation circuit 13 is different from the resonance frequency of the parallel resonance circuit. Since they match, a large resonance current flows through the parallel resonance circuit, and a large voltage is generated on both sides of the capacitor 22. Then, the AC voltage is rectified by the diode 24 and smoothed by the smoothing capacitor 25 to become a DC voltage.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力伝送装置では、両コイル11,21間の距離変
動や電力受信機2側の負荷変動等に追従して、伝送電力
を調節できない、という欠点があった。このため、急激
にかつ大きく変動する負荷を扱う装置、例えば、人体の
筋肉を動かすFES装置に上記従来の電力伝送装置を適
用する場合には、使い勝手が悪い、という問題があっ
た。そこで、最大負荷にも対処できるようにするため
に、送信機1側が、最大消費量に対応する電力量を受信
機2側に常に供給し続ける方式を採用するのも一案であ
る。しかしながら、この方式では、大きな電力を必要と
しない場合でも、電力送信機1が大電力量を供給しよう
とするため、電力受信機2に誘導される交流電圧が高く
なり、受信機2側の並列共振回路等に過大な電流が流
れ、この結果、回路に無駄な発熱が生じ、回路素子の寿
命を早めてしまうことになる。また、負荷23に過大な
電圧が供給されてしまう、という問題もある。この対策
として、平滑用コンデンサ25と負荷23との間に定電
圧素子を介挿して、負荷23の電圧を常に一定にするこ
ともできる。しかし、それでも無駄な電力消費の問題は
何等解決されず、特に、不要な電圧を吸収している定電
圧素子では過大な電力損失や発熱のことが問題になる。However, in the above-described conventional power transmission device, it is impossible to adjust the transmission power by following a variation in distance between the two coils 11 and 21 and a variation in load on the power receiver 2 side. There were drawbacks. For this reason, when the above-mentioned conventional power transmission device is applied to a device that handles a load that fluctuates rapidly and greatly, for example, an FES device that moves a muscle of a human body, there is a problem that the usability is poor. Therefore, in order to cope with the maximum load, it is one idea to adopt a method in which the transmitter 1 constantly supplies the power corresponding to the maximum consumption to the receiver 2. However, in this system, even when a large amount of power is not required, the power transmitter 1 attempts to supply a large amount of power. Excessive current flows in the resonance circuit and the like, and as a result, unnecessary heat is generated in the circuit, and the life of the circuit element is shortened. There is also a problem that an excessive voltage is supplied to the load 23. As a countermeasure, a constant voltage element may be interposed between the smoothing capacitor 25 and the load 23 to keep the voltage of the load 23 constant. However, the problem of wasteful power consumption is still not solved at all. Particularly, in a constant voltage element absorbing unnecessary voltage, excessive power loss and heat generation become a problem.
【0005】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、負荷やコイル間距離に変動が生じても、変動に
追従して、常に、最適電力を二次側に供給できると共
に、最適の伝送電力を一次側にて発生できる電力伝送装
置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even if a load or a distance between coils changes, an optimum power can always be supplied to the secondary side by following the change. It is an object of the present invention to provide a power transmission device capable of generating the transmission power on the primary side.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、電力送信機側の電力送信用
コイルと電力受信機側の電力受信用コイルとの磁気結合
により、一次側の上記電力送信機から二次側の上記電力
受信機に非接触で電力を伝送する電力伝送装置に係り、
二次側の消費電力の状態を検知して当該消費電力に関す
るステータス情報を生成するステータス情報生成手段
と、ステータス情報生成手段によって生成された上記ス
テータス情報に基づいて、上記電力受信機に供給される
電力量を制御するための電力制御手段とを有してなるこ
とを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is achieved by magnetic coupling between a power transmitting coil on a power transmitter side and a power receiving coil on a power receiver side. According to a power transmission device that transmits power from the power transmitter on the primary side to the power receiver on the secondary side in a non-contact manner,
Status information generating means for detecting the state of power consumption on the secondary side and generating status information on the power consumption; and supplying the power to the power receiver based on the status information generated by the status information generating means. Power control means for controlling the amount of power.
【0007】また、請求項2記載の発明は、電力送信機
側の電力送信用コイルと電力受信機側の電力受信用コイ
ルとの磁気結合により、一次側の上記電力送信機から二
次側の上記電力受信機に非接触で電力を伝送する電力伝
送装置に係り、上記電力受信機が、二次側の消費電力の
状態を検知して当該消費電力に関するステータス情報を
生成する受信機側ステータス情報生成手段と、該受信機
側ステータス情報生成手段によって生成されたステータ
ス情報を上記電力送信機にワイヤレスで送出するための
ステータス情報送信手段とを有してなると共に、上記電
力送信機が、上記ステータス情報送信手段から送出され
た上記ステータス情報をワイヤレスで受信するステータ
ス情報受信手段と、該ステータス情報受信手段を介して
入力された上記ステータス情報に基づいて、上記電力受
信機に供給される電力量を制御するための電力制御手段
とを有してなることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, the power transmission coil on the power transmitter side and the power reception coil on the power receiver side are magnetically coupled to each other so that the power transmission coil on the primary side is connected to the power transmission coil on the secondary side. A power transmission device for transmitting power to the power receiver in a contactless manner, wherein the power receiver detects a state of power consumption on a secondary side and generates status information on the power consumption. Generating means, and status information transmitting means for wirelessly transmitting the status information generated by the receiver-side status information generating means to the power transmitter, wherein the power transmitter transmits the status information. Status information receiving means for wirelessly receiving the status information sent from the information transmitting means; and the status information input via the status information receiving means. Based on Tasu information, characterized by comprising a power control means for controlling the amount of power supplied to the power receiver.
【0008】また、請求項3記載の発明は、電力送信機
に設けられた電力送信用コイルと電力受信機に設けられ
た電力受信用コイルとの磁気結合により、一次側の上記
電力送信機から二次側の上記電力受信機に非接触で電力
を伝送する電力伝送装置に係り、上記電力受信機が、二
次側の消費電力の状態を検知して当該消費電力に関する
ステータス情報を生成する受信機側ステータス情報生成
手段と、該受信機側ステータス情報生成手段によって生
成されたステータス情報を上記電力送信機にワイヤレス
で送出するためのステータス情報送信手段とを有してな
ると共に、上記電力送信機が、上記ステータス情報送信
手段から送出された上記ステータス情報をワイヤレスで
受信するステータス情報受信手段と、上記電力送信用コ
イルを流れる電流の状態を検知して当該電流量に関する
ステータス情報を生成する送信機側ステータス情報生成
手段と、上記ステータス情報受信手段を介して又は上記
送信機側ステータス情報生成手段から入力された上記ス
テータス情報に基づいて、上記電力受信機に供給される
電力量を制御するための電力制御手段とを有してなるこ
とを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, the power transmission coil provided in the power transmitter and the power reception coil provided in the power receiver are magnetically coupled to each other so that the power transmission coil on the primary side is separated from the power transmitter coil. The present invention relates to a power transmission device for transmitting power to the power receiver on a secondary side in a non-contact manner, wherein the power receiver detects a state of power consumption on a secondary side and generates status information on the power consumption. And a status information transmitting means for wirelessly transmitting the status information generated by the receiver-side status information generating means to the power transmitter. A status information receiving means for wirelessly receiving the status information sent from the status information transmitting means, and a current flowing through the power transmitting coil. Transmitter-side status information generating means for detecting a state and generating status information relating to the current amount, and based on the status information input via the status information receiving means or from the transmitter-side status information generating means And power control means for controlling the amount of power supplied to the power receiver.
【0009】また、請求項4記載の発明は、請求項2又
は3記載の電力伝送装置に係り、上記受信機側ステータ
ス情報生成手段が、二次側の電源電圧が予め設定された
基準電圧よりも低いときは、供給電力が不足している旨
のステータス情報を生成することを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power transmission device according to the second or third aspect, wherein the status information generating means on the receiver side is configured such that the secondary power supply voltage is higher than a preset reference voltage. When the power is also low, status information indicating that power supply is insufficient is generated.
【0010】また、請求項5記載の発明は、請求項2又
は3記載の電力伝送装置に係り、上記受信機側ステータ
ス情報生成手段が、二次側の電源電圧が予め設定された
第1の基準電圧よりも低いときは、供給電力が不足して
いる旨のステータス情報を生成すると共に、二次側の電
源電圧が予め設定された第2の基準電圧よりも高いとき
は、供給電力が過多である旨のステータス情報を生成す
ることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the power transmission apparatus according to the second or third aspect, wherein the status information generating means on the receiver side comprises a first power supply voltage on a secondary side which is set in advance. When the power supply voltage is lower than the reference voltage, status information indicating that the power supply is insufficient is generated. When the power supply voltage on the secondary side is higher than the second reference voltage set in advance, the power supply is excessive. It is characterized by generating status information indicating that
【0011】また、請求項6記載の発明は、請求項3記
載の電力伝送装置に係り、上記送信機側ステータス情報
生成手段が、上記電力送信用コイルを流れる電流量が予
め設定された基準値よりも多いときは、コイル電流量が
過多である旨のステータス情報を生成することを特徴と
している。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the power transmission apparatus according to the third aspect, wherein the transmitter-side status information generating means determines that a current amount flowing through the power transmitting coil is a reference value set in advance. When the number is larger than the threshold value, status information indicating that the coil current amount is excessive is generated.
【0012】また、請求項7記載の発明は、請求項2,
3,4,5又は6記載の電力伝送装置に係り、上記電力
制御手段が、上記ステータス情報受信手段を介して又は
上記送信機側ステータス情報生成手段から入力された上
記ステータス情報に基づいて、パルス幅変調された交流
発生信号を生成して電力送信用コイル駆動手段に出力す
ると共に、該電力送信用コイル駆動手段が、入力された
交流発生信号に基づいて、上記電力送信用コイルを駆動
することを特徴としている。[0012] The invention according to claim 7 is based on claim 2,
3. The power transmission device according to 3, 4, 5 or 6, wherein the power control unit performs a pulse on the basis of the status information input via the status information reception unit or from the transmitter-side status information generation unit. Generating a width-modulated AC generation signal and outputting the generated signal to a power transmission coil driving unit, wherein the power transmission coil driving unit drives the power transmission coil based on the input AC generation signal; It is characterized by.
【0013】また、請求項8記載の発明は、請求項2,
3,4,5,6又は7記載の電力伝送装置に係り、上記
電力受信機には、筋肉又は神経を電気刺激するための刺
激発生手段が備えられてなることを特徴としている。[0013] The invention described in claim 8 is the second invention.
The power receiver according to any one of 3, 4, 5, 6 and 7, wherein the power receiver includes a stimulus generator for electrically stimulating muscles or nerves.
【0014】[0014]
【作用】この発明の構成では、電力受信機側において、
二次側の電力消費量(負荷)が大となって、供給電力が
不足するときは、受信機側ステータス情報生成手段がこ
れを検知して、"供給電力が不足している"旨のステータ
ス情報を生成する。ステータス情報送信手段は、生成さ
れたステータス情報を上記電力送信機にワイヤレスで送
出する。ワイヤレスで送出された上記ステータス情報
は、電力送信機のステータス情報受信手段によって受信
される。電力制御手段は、ステータス情報受信手段を介
して入力された上記ステータス情報に基づいて、電力受
信機に供給される電力量を増加する制御を行う。次に、
電力受信機側において、二次側の電力消費量(負荷)が
小となって、供給電力が過多となったときは、受信機側
ステータス情報生成手段がこれを検知して、"供給電力
が過多である"旨のステータス情報を生成する。ステー
タス情報送信手段は、生成されたステータス情報を電力
送信機にワイヤレスで送出する。ワイヤレスで送出され
た上記ステータス情報は、電力送信機のステータス情報
受信手段によって受信される。電力制御手段は、ステー
タス情報受信手段を介して入力された上記ステータス情
報に基づいて、電力受信機に供給される電力量を減らす
制御を行う。一方、両コイル間の距離が離れすぎたため
に、共振周波数が設定値から大きくずれ、この結果、一
次側の電力送信用コイルを流れる電流量が過大となった
ときは、送信機側ステータス情報生成手段がこれを検知
して、"コイル電流量が過多である"旨のステータス情報
を生成する。電力制御手段は、入力された上記ステータ
ス情報に基づいて、上記コイル電流量を減らす制御を行
う。According to the structure of the present invention, on the power receiver side,
When the power consumption (load) on the secondary side becomes large and the power supply is insufficient, the status information generating means on the receiver side detects this and the status indicating "power supply is insufficient". Generate information. The status information transmitting means wirelessly transmits the generated status information to the power transmitter. The status information transmitted wirelessly is received by status information receiving means of the power transmitter. The power control means performs control to increase the amount of power supplied to the power receiver based on the status information input via the status information receiving means. next,
On the power receiver side, when the power consumption (load) on the secondary side becomes small and the supply power becomes excessive, the status information generation means on the receiver side detects this, and “the supply power becomes low. Generate status information indicating "excessive". The status information transmitting unit wirelessly transmits the generated status information to the power transmitter. The status information transmitted wirelessly is received by status information receiving means of the power transmitter. The power control means performs control to reduce the amount of power supplied to the power receiver based on the status information input via the status information receiving means. On the other hand, when the distance between the two coils is too large, the resonance frequency greatly deviates from the set value. As a result, when the amount of current flowing through the primary side power transmission coil becomes excessive, the transmitter side status information generation is performed. The means detects this and generates status information indicating that "the coil current amount is excessive". The power control means performs control to reduce the coil current amount based on the input status information.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図1は、この発明の一実施例である電
力伝送装置が適用されたFES(機能的電気刺激)装置
の電気的構成を示すブロック図、図2は、同FES装置
の伝送電力制御の一部を担うシフトレジスタの入出力端
子を詳細に示す図、図3は、同シフトレジスタの動作を
説明するためのタイムチャート、図4は、同FES装置
の動作処理手順(PWM制御アルゴリズム)を示すフロ
ーチャート、また、図5は、同FES装置の制御動作を
説明するためのタイムチャートである。この例のFES
装置は、筋肉又は神経に電気刺激を与えて麻痺した筋肉
を働かせる装置であり、体外に置かれる一次側の電力送
信機3から、体内に埋め込まれる二次側の電力受信機4
に電磁誘導を利用して非接触で電力を伝送する構成とな
っている。上記電力送信機3は、図1に示すように、C
PU(中央処理装置)31と、メモリ32と、PWM制
御回路33と、Dラッチ回路34と、クロック発生器3
5と、分周器36と、シフトレジスタ37と、フルブリ
ッジ回路38と、直列共振回路39と、電流ステータス
信号発生器40と、信号送受回路41とから構成されて
いる。また、上記電力受信機5は、同図に示すように、
並列共振回路51と、ダイオードからなる全波整流器5
2と、平滑用コンデンサ53と、電圧ステータス信号発
生器54と、信号送受回路55と、刺激発生回路56と
から構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be specifically made using an embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an FES (functional electrical stimulation) device to which a power transmission device according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a part of transmission power control of the FES device. And FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the shift register, and FIG. 4 is a flowchart showing an operation processing procedure (PWM control algorithm) of the FES device. FIG. 5 is a time chart for explaining the control operation of the FES device. FES in this example
The device is a device that exercises paralyzed muscles by applying electrical stimulation to muscles or nerves, from a primary power transmitter 3 placed outside the body to a secondary power receiver 4 implanted inside the body.
The power is transmitted wirelessly using electromagnetic induction. As shown in FIG. 1, the power transmitter 3
PU (central processing unit) 31, memory 32, PWM control circuit 33, D latch circuit 34, clock generator 3
5, a frequency divider 36, a shift register 37, a full bridge circuit 38, a series resonance circuit 39, a current status signal generator 40, and a signal transmission / reception circuit 41. Further, as shown in FIG.
Parallel resonance circuit 51 and full-wave rectifier 5 composed of a diode
2, a smoothing capacitor 53, a voltage status signal generator 54, a signal transmission / reception circuit 55, and a stimulus generation circuit 56.
【0016】まず、電力送信機3の各部から説明する。
CPU31は、メモリ32を構成するROMに記憶され
た処理プログラムを、同じくメモリ32を構成するワー
クRAMを用いて実行することにより装置各部を制御す
る。この例において、特に重要なCPU31の制御を挙
げれば、CPU31は、電力伝送許可信号DRVをPW
M制御回路33に送出して、電力受信機5側への電力の
供給を開始/継続させる制御を行うと共に、制御信号C
TLをワイヤレスで電力受信機5の刺激発生回路56に
送出して刺激出力STMを開始、停止、変更させる制御
を行う。なお、CPU31は、装置に異常事態が発生し
たときには、電力伝送許可信号DRVの出力を停止す
る。また、負荷の変動を伴う刺激出力STMの変更制御
は、例えば、刺激を与えるチャンネル数(筋肉繊維又は
神経の数)の増減、刺激電圧及び刺激周波数の変更を刺
激発生回路56に指示することで行われる。First, the components of the power transmitter 3 will be described.
The CPU 31 controls each unit of the apparatus by executing a processing program stored in a ROM constituting the memory 32 by using a work RAM constituting the memory 32. In this example, if the control of the CPU 31 is particularly important, the CPU 31 sends the power transmission permission signal DRV to the PW
The control signal is sent to the M control circuit 33 to start / continue the supply of power to the power receiver 5 and the control signal C
The TL is wirelessly transmitted to the stimulus generation circuit 56 of the power receiver 5 to control the start, stop, and change of the stimulus output STM. When an abnormal situation occurs in the apparatus, the CPU 31 stops outputting the power transmission permission signal DRV. Further, the change control of the stimulus output STM accompanied by the change of the load is performed by, for example, instructing the stimulus generation circuit 56 to increase or decrease the number of channels (the number of muscle fibers or nerves) for applying the stimulus and to change the stimulus voltage and the stimulus frequency. Done.
【0017】また、PWM制御回路33は、CPU31
から電力伝送許可信号DRVの供給を受けている間、電
流ステータス信号発生器40から与えられる電流ステー
タス信号AST、及び電圧ステータス信号発生器54か
ら与えられる電圧ステータス信号VSTに基づいて、後
述するPWM(パルス幅変調)制御アルゴリズム(図
2)で、伝送電力量の制御に用いられるPWM制御信号
DATを生成してDラッチ回路34に出力すると共に、
必要に応じて、書き込み信号(ラッチ・イネーブル信
号)ENAをDラッチ回路34に与える。この例のPW
M制御回路33では、PWM制御アルゴリズムによっ
て、TYPE0(=00000000)、TYPE1
(=10000000)、TYPE2(=110000
00)、TYPE3(=11100000)、TYPE
4(=11111000)、TYPE5(=11111
111)の6種類のPWM制御信号DATが生成可能
で、これにより、伝送電力量は6段階の範囲で段階的に
制御される。すなわち、TYPE0のPWM制御信号D
ATが生成されるなら伝送電力量は零に、TYPE5の
PWM制御信号DATなら最大電力量に、また、TYP
E1からTYPE4までのPWM制御信号DATなら、
TYPE1→TYPE2→TYPE3→TYPE4の順
に伝送電力量は増加の方向に段階的に制御される。Dラ
ッチ回路34は、PWM制御回路33から出力される書
き込み信号ENAの入力タイミングで、そのとき、入力
側に存在していたPWM制御信号DATを、次の書き込
み信号ENAが与えられるまで、以後の入力に関係な
く、出力に一時保持する。The PWM control circuit 33 includes a CPU 31
While receiving the power transmission permission signal DRV from the power status signal generator 40, based on the current status signal AST given from the current status signal generator 40 and the voltage status signal VST given from the voltage status signal generator 54, PWM (described later) A pulse width modulation) control algorithm (FIG. 2) generates and outputs a PWM control signal DAT used for controlling the amount of transmission power to the D latch circuit 34,
A write signal (latch enable signal) ENA is supplied to the D latch circuit 34 as necessary. PW in this example
In the M control circuit 33, TYPE0 (= 00000000000), TYPE1
(= 10000000), TYPE2 (= 1110,000)
00), TYPE3 (= 11100000), TYPE
4 (= 11111000), TYPE5 (= 111111)
111) can generate six types of PWM control signals DAT, whereby the amount of transmission power is controlled stepwise within a range of six steps. That is, the PWM control signal D of TYPE0
If the AT is generated, the transmission power amount is set to zero, if the PWM control signal DAT of TYPE 5 is set to the maximum power amount,
For a PWM control signal DAT from E1 to TYPE4,
The transmission power amount is controlled stepwise in the increasing direction in the order of TYPE1, TYPE2, TYPE3, and TYPE4. At the input timing of the write signal ENA output from the PWM control circuit 33, the D latch circuit 34 changes the PWM control signal DAT existing on the input side at that time until the next write signal ENA is supplied. Temporarily hold output regardless of input.
【0018】シフトレジスタ37は、Dフリップフロッ
プをカスケード接続して得られる例えば16ビット構成
のもので、クロック発生器35から出力されるクロック
CLK(この例では、周波数が電力伝送周波数の16倍
のクロック)と、分周器36から出力される分周信号D
CK(この例では、周波数がクロック周波数の1/16
の分周信号)を入力し、入力された分周信号DCKの状
態がレベル「0」である間は、出力側でクロックCLK
によるシフト動作を行う一方(シフト・モード)、
「1」の分周信号DCKが入力したとき、つまり、正パ
ルスの分周信号DCKが入力したときは、そのとき、入
力側に存在していたPWM制御信号DAT(Dラッチ回
路34の出力信号)を出力側にロードする(ロード・モ
ード)。なお、このシフトレジスタ37では、入力D0
〜D7が接地されることで、入力D0〜D7には、常に
「0」がロードされる構成とされ、一方、入力D8〜D1
5には8ビットのPWM制御信号DAT(Dラッチ回路
34の出力信号)がパラレルにロードされる。さらに、
図2を参照して詳述すれば、、入力端子CKには入力端
子SH/LDの16倍のパルスが入るので、まず、入力
された分周信号DCKの状態が「0」である間は、出力
S15〜S0では、16回"さざ波"シフトS15→S15→S1
4…S3→S2→S1が行われ、次に、「1」の分周信号D
CKが入力すると、入力D15〜D8にパラレルに存在す
る8ビットのPWM制御信号DATを出力S15〜S8に
ロードし(D15→S15,D14→S14,…,D8→S8)、
各入力D7〜D0に存在する「0」を出力S7〜S0にロー
ドする(D7→S7,D6→S6,…,D1→S1)。再び、ロ
ードされた出力S15〜S0で、16回"さざ波"シフトS1
5→S14→S13…S3→S2→S1が行われ、この後、再
び、入力D15〜D8にパラレルに存在する8ビットのP
WM制御信号DATを出力S15〜S8にロードする(D1
5→S15,D14→S14,…,D8→S8)と共に、各入力
D7〜D0に存在する「0」を出力S7〜S0にロードする
(D7→S7,D6→S6,…,D1→S1)。以下、上記の
動作が繰り返される。なお、シフトレジスタ37の出力
S15では、"さざ波"が通り過ぎた後、次に、ロードされ
るまで、「0」となるようにしている。The shift register 37 has, for example, a 16-bit configuration obtained by cascading D flip-flops. The shift register 37 has a clock CLK output from the clock generator 35 (in this example, the frequency is 16 times the power transmission frequency). Clock) and a frequency-divided signal D output from the frequency divider 36.
CK (in this example, the frequency is 1/16 of the clock frequency
The divided signal DCK is input, and while the state of the inputted divided signal DCK is at the level “0”, the clock CLK is output on the output side.
(Shift mode)
When the frequency-divided signal DCK of “1” is input, that is, when the frequency-divided signal DCK of the positive pulse is input, the PWM control signal DAT (the output signal of the D-latch circuit 34) existing on the input side at that time. ) Is loaded on the output side (load mode). In this shift register 37, the input D0
To D7 are grounded, so that "0" is always loaded to the inputs D0 to D7, while the inputs D8 to D1
5 is loaded with an 8-bit PWM control signal DAT (output signal of the D latch circuit 34) in parallel. further,
Referring to FIG. 2 in detail, since a pulse 16 times as large as the input terminal SH / LD is input to the input terminal CK, first, while the state of the input frequency-divided signal DCK is “0”, In the outputs S15 to S0, 16 "ripple" shifts S15 → S15 → S1
4... S3 → S2 → S1 are performed, and then the frequency-divided signal D of “1”
When CK is input, an 8-bit PWM control signal DAT existing in parallel with the inputs D15 to D8 is loaded to the outputs S15 to S8 (D15 → S15, D14 → S14,..., D8 → S8),
"0" existing in each of the inputs D7 to D0 is loaded into the outputs S7 to S0 (D7 → S7, D6 → S6,..., D1 → S1). Again, with the loaded outputs S15-S0, 16 "ripple" shifts S1
5 → S14 → S13... S3 → S2 → S1 are performed. Thereafter, the 8-bit P existing in parallel to the inputs D15 to D8 is again input.
The WM control signal DAT is loaded to the outputs S15 to S8 (D1
5 → S15, D14 → S14,..., D8 → S8) and “0” present at each input D7-D0 are loaded into outputs S7-S0 (D7 → S7, D6 → S6,..., D1 → S1). . Hereinafter, the above operation is repeated. It should be noted that the output S15 of the shift register 37 is set to "0" after the "ripple" has passed and until it is loaded next time.
【0019】この例のシフトレジスタ37では、出力S
15〜S8のうち、出力S8が、スイッチング信号SW+と
して、また、出力S0が、スイッチング信号SW−とし
て、フルブリッジ回路38にそれぞれ入力されるように
なっている。いま、正パルスの分周信号DCKの入力タ
イミング(図3(ロ)参照)で、出力S15〜S8に、T
YPE0(=00000000)のPWM制御信号DA
Tがパラレルにロードされたときは、出力S8〜S15に
は全て「0」がロードされるので、クロックCLKの入
力タイミング(同図(イ))で16回のシフト動作が行
われても、出力S8,S0からはパルス波形は出力されな
い(同図(ハ))。次に、正パルスの分周信号DCKの
入力タイミングで、出力S15〜S8に、TYPE1(=
10000000)のPWM制御信号DATがパラレル
にロードされたときは、出力S8にのみ「1」が、S9〜
S15には「0」がロードされるので、クロックCLKの
入力タイミングで16回のシフト動作が行われることに
より、出力S8,S0からは、同図(ニ)に示すように、
デューティ比1/16のパルス波形(スイッチング信号
SW+,SW−)が得られる。今度は、正パルスの分周
信号DCKの入力タイミングで、出力S15〜S8に、T
YPE2(=11000000)のPWM制御信号DA
Tがパラレルにロードされたとすると、出力S8,S9に
は「1」が、S10〜S15には「0」がそれぞれロードさ
れるので、クロックCLKの入力タイミングで16回の
シフト動作が行われることにより、出力S8,S0から
は、同図(ホ)に示すように、デューティ比2/16の
パルス波形(スイッチング信号SW+,SW−)が得ら
れる。同様に、出力S15〜S8にTYPE3(=111
00000)のPWM制御信号DATがパラレルにロー
ドされたときは、それぞれの出力S8,S0からは、同図
(ヘ)に示すように、デューティ比3/16のパルス波
形(スイッチング信号SW+,SW−)が、出力S15〜
S8にTYPE4(=11111000)のPWM制御
信号DATがパラレルにロードされたときは、それぞれ
の出力S8,S0からは、同図(ト)に示すように、デュ
ーティ比5/16のパルス波形(スイッチング信号SW
+,SW−)が、また、出力S15〜S8にTYPE5
(=11111111)のPWM制御信号DATがパラ
レルにロードされたときは、それぞれの出力S8,S0か
らは、同図(チ)に示すように、デューティ比8/16
のパルス波形(スイッチング信号SW+,SW−)がそ
れぞれ得られる。In the shift register 37 of this example, the output S
Of the 15 to S8, the output S8 is input to the full bridge circuit 38 as the switching signal SW +, and the output S0 is input to the full bridge circuit 38 as the switching signal SW-. Now, at the input timing of the frequency-divided signal DCK of the positive pulse (see FIG. 3B), the outputs S15 to S8
PWM control signal DA of YPE0 (= 0000000000)
When T is loaded in parallel, the outputs S8 to S15 are all loaded with "0". Therefore, even if the shift operation is performed 16 times at the input timing of the clock CLK ((a) in the figure), No pulse waveform is output from the outputs S8 and S0 ((c) in the figure). Next, at the input timing of the frequency-divided signal DCK of the positive pulse, TYPE1 (=
When the PWM control signal DAT (10000000) is loaded in parallel, "1" is output only to the output S8,
Since "0" is loaded into S15, the shift operation is performed 16 times at the input timing of the clock CLK, and as a result, as shown in FIG.
A pulse waveform (switching signals SW +, SW−) having a duty ratio of 1/16 is obtained. This time, at the input timing of the frequency-divided signal DCK of the positive pulse, T15 is output to the outputs S15 to S8.
PWM control signal DA of YPE2 (= 11000000)
Assuming that T is loaded in parallel, "1" is loaded into the outputs S8 and S9, and "0" is loaded into S10 to S15, so that the shift operation is performed 16 times at the input timing of the clock CLK. As a result, a pulse waveform (switching signals SW +, SW-) having a duty ratio of 2/16 is obtained from the outputs S8 and S0 as shown in FIG. Similarly, TYPE3 (= 111) is output to outputs S15 to S8.
When the PWM control signal DAT (00000) is loaded in parallel, the pulse waveforms (switching signals SW + and SW−) having a duty ratio of 3/16 are output from the respective outputs S8 and S0 as shown in FIG. ) Is output S15 ~
When the PWM control signal DAT of TYPE4 (= 11111000) is loaded in parallel to S8, the respective outputs S8 and S0 output a pulse waveform with a duty ratio of 5/16 (switching) as shown in FIG. Signal SW
+, SW-), and outputs S15 to S8 are TYPE5.
When the PWM control signal DAT of (= 11111111) is loaded in parallel, the duty ratio of 8/16 is obtained from the respective outputs S8 and S0 as shown in FIG.
(The switching signals SW + and SW−) are obtained.
【0020】また、フルブリッジ回路38は、直流を交
流に変換して直列共振回路39を駆動するためのインバ
ータであり、直列共振回路39のオンオフを分周信号D
CKの周期で交互に行う2組のアナログスイッチング素
子(例えばFET)から構成されている。すなわち、シ
フトレジスタ37の出力S8(スイッチング信号SW
+)が、一方の組のアナログスイッチング素子に入力さ
れ、シフトレジスタ37の出力S0(スイッチング信号
SW−)が、他方の組のアナログスイッチング素子に入
力されると、これら2組のアナログスイッチング素子が
交互にオンオフを繰り返すスイッチング動作により、ス
イッチング信号SW+,SW−のパルス幅(デューティ
比)に応じた直列共振回路39に交流の伝送電力が発生
する。上記直列共振回路39は、平面コイルである電力
送信用コイル391と、この電力送信用コイル391と
直列に接続されたコンデンサ392とからなり、この直
列共振回路39の共振周波数は、フルブリッジ回路38
の駆動周波数と一致するように設定されている。電流ス
テータス信号発生器40は、電力送信用コイル391を
流れる電流を検出する図示せぬ電流検出器と、この電流
検出器によって検出されたコイル電流量と所定の基準電
流量とを比較する比較器とを備え、コイル電流量が基準
電流量を越えるときは、"コイル電流量が過多である"
旨、コイル電流量が基準電流量を越えないときは、"コ
イル電流量は過多ではない"旨の各種電流ステータス信
号ASTを生成してPWM制御回路33に送出する。The full bridge circuit 38 is an inverter for converting a direct current into an alternating current to drive a series resonance circuit 39, and determines whether the series resonance circuit 39 is on or off by dividing a frequency by a divided signal D.
It is composed of two sets of analog switching elements (for example, FETs) that are alternately performed at the cycle of CK. That is, the output S8 of the shift register 37 (the switching signal SW
+) Is input to one set of analog switching elements, and the output S0 (switching signal SW−) of the shift register 37 is input to the other set of analog switching elements. By the switching operation that alternately turns on and off, alternating-current transmission power is generated in the series resonance circuit 39 according to the pulse width (duty ratio) of the switching signals SW + and SW−. The series resonance circuit 39 includes a power transmission coil 391 which is a planar coil and a capacitor 392 connected in series with the power transmission coil 391. The resonance frequency of the series resonance circuit 39 is a full bridge circuit 38.
Is set to be equal to the driving frequency. The current status signal generator 40 includes a current detector (not shown) that detects a current flowing through the power transmission coil 391, and a comparator that compares a coil current amount detected by the current detector with a predetermined reference current amount. When the coil current amount exceeds the reference current amount, "the coil current amount is excessive"
If the coil current amount does not exceed the reference current amount, various current status signals AST indicating that "the coil current amount is not excessive" are generated and sent to the PWM control circuit 33.
【0021】また、信号送受回路41は、アンテナ41
aを介して、CPU31から出力される制御信号CTL
を電力受信機5に送出して、CPU31からの指示(刺
激出力STMの開始、停止、変更指示)を刺激発生回路
56に伝えると共に、電力受信機5から電波とされて放
射された電圧ステータス信号VSTを受信し、検波して
復調された電圧ステータス信号VSTをPWM制御回路
33に供給する。The signal transmitting / receiving circuit 41 includes an antenna 41
a control signal CTL output from the CPU 31
To the power receiver 5 to transmit an instruction (start, stop, change instruction of the stimulus output STM) from the CPU 31 to the stimulus generation circuit 56, and a voltage status signal radiated from the power receiver 5 as a radio wave. The VST is received, and the detected and demodulated voltage status signal VST is supplied to the PWM control circuit 33.
【0022】次に、電力受信機5の各部について説明す
る。上記並列共振回路41は、図1に示すように、電力
送信機3の電力送信用コイル391と磁気結合される電
力受信用コイル(平面コイル)511と、この電力受信
用のコイル511の両端に並列に接続されたコンデンサ
512とからなっている。この並列共振回路41の共振
周波数も、フルブリッジ回路38の駆動周波数と一致す
るように設定されている。この並列共振回路51は、並
列共振回路51と並列に接続され、直流の電源電圧Vdd
を生成するための全波整流器52と、この全波整流器5
2の整流出力を平滑する平滑用コンデンサ53と共に、
二次側電源部を構成している。そして、動作時には、一
次側のフルブリッジ回路38によって駆動される電力送
信用コイル391の電磁エネルギによって、二次側の電
力受信用コイル511に誘導(伝送)される交流電圧の
周波数は、並列共振回路39の共振周波数と一致してい
るので、並列共振回路39には大きな共振電流が流れ、
このためコンデンサ512の両側には大きな交流電圧が
発生する。そして、この交流電圧は、全波整流器52で
全波整流され、平滑用コンデンサ53で平滑されて直流
の電源電圧Vddとなり、この直流の電源電圧が筋肉や神
経や刺激発生回路56等の負荷に与えられる。Next, each part of the power receiver 5 will be described. As shown in FIG. 1, the parallel resonance circuit 41 includes a power receiving coil (plane coil) 511 magnetically coupled to the power transmitting coil 391 of the power transmitter 3 and two ends of the power receiving coil 511. And a capacitor 512 connected in parallel. The resonance frequency of the parallel resonance circuit 41 is also set to match the drive frequency of the full bridge circuit 38. The parallel resonance circuit 51 is connected in parallel with the parallel resonance circuit 51 and has a DC power supply voltage Vdd.
And a full-wave rectifier 52 for generating the
2 together with a smoothing capacitor 53 for smoothing the rectified output of
It constitutes the secondary power supply. During operation, the frequency of the AC voltage induced (transmitted) to the secondary-side power receiving coil 511 by the electromagnetic energy of the power-transmitting coil 391 driven by the primary-side full-bridge circuit 38 changes the parallel resonance frequency. Since the resonance frequency matches the resonance frequency of the circuit 39, a large resonance current flows through the parallel resonance circuit 39,
Therefore, a large AC voltage is generated on both sides of the capacitor 512. The AC voltage is subjected to full-wave rectification by a full-wave rectifier 52 and smoothed by a smoothing capacitor 53 to become a DC power supply voltage Vdd. The DC power supply voltage is applied to loads such as muscles, nerves, and a stimulus generation circuit 56. Given.
【0023】電圧ステータス信号発生器53は、二次側
電源部の電源電圧Vddを検出する図示せぬ電圧検出器
と、検出された電源電圧Vddを所定の下限側基準電圧値
と比較する下限側比較器と、検出された電源電圧Vddを
所定の上限側基準電圧値と比較する上限側比較器とを備
え、電源電圧Vddが下限側基準電圧値を下回るとき
は、"電源電圧Vddが不足している"旨、電源電圧Vddが
上限側基準電圧値を上回るときは、"電源電圧Vddが超
過している"旨、電源電圧Vddが下限側基準電圧値と上
限側基準電圧値との間にあるときは、"電源電圧Vddは
適切である"旨の各種電圧ステータス信号VSTを生成
して信号送受回路55に送出する。また、信号送受回路
55は、アンテナ55aを介して、入力された電圧ステ
ータス信号VSTを電力送信機3に送出して、PWM制
御回路33に供給すると共に、CPU31から出力され
た制御信号CTLを受信し、検波して復調された制御信
号CTLを刺激発生回路56に供給する。刺激発生回路
56は、筋肉又は神経に20Hz程度の交流信号を与え
て電気刺激する回路であり、電力送信機3のCPU31
によって、刺激を与えるチャンネル数(筋肉繊維又は神
経の数)、刺激電圧及び刺激周波数等が制御される。The voltage status signal generator 53 includes a voltage detector (not shown) for detecting the power supply voltage Vdd of the secondary power supply, and a lower limit for comparing the detected power supply voltage Vdd with a predetermined lower limit reference voltage value. A comparator and an upper-limit comparator for comparing the detected power supply voltage Vdd with a predetermined upper-limit reference voltage value. When the power supply voltage Vdd is lower than the lower-limit reference voltage value, the power supply voltage Vdd becomes insufficient. If the power supply voltage Vdd exceeds the upper-limit reference voltage value, the power supply voltage Vdd exceeds the lower-limit reference voltage value and the upper-limit reference voltage value. In some cases, various voltage status signals VST indicating that “the power supply voltage Vdd is appropriate” are generated and sent to the signal transmitting / receiving circuit 55. Further, the signal transmission / reception circuit 55 transmits the input voltage status signal VST to the power transmitter 3 via the antenna 55a, supplies the voltage status signal VST to the PWM control circuit 33, and receives the control signal CTL output from the CPU 31. Then, the detected and demodulated control signal CTL is supplied to the stimulus generation circuit 56. The stimulus generation circuit 56 is a circuit for applying an AC signal of about 20 Hz to a muscle or a nerve to perform electrical stimulation, and the CPU 31 of the power transmitter 3
Thus, the number of channels (the number of muscle fibers or nerves) to be stimulated, the stimulation voltage and the stimulation frequency are controlled.
【0024】次に、図4のフローチャート(PWM制御
アルゴリズム)を参照して、この例の動作について説明
する。操作者によって装置に電源が投入されると、ま
ず、CPU31は、装置各部のイニシャライズを行う。
このイニシャライズは、メモリ32内に設定された各種
レジスタのクリア及び各種フラグのリセット並びに周辺
回路の初期設定となる各種変数の初期設定等である。P
WM制御回路33においては、初期設定のときに、TY
PE0(=00000000)のPWM制御信号DAT
が生成されて出力される状態とされる(ステップSP
1)。このTYPE0の出力では、電力送信用コイル3
91にはいまだ伝送電力は発生しない。装置各部のイニ
シャライズが完了すると、CPU31は、電力伝送許可
信号DRVをPWM制御回路33に送出して、電力受信
機5側への電力の供給を開始させる制御を行うと共に、
制御信号CTLをワイヤレスで電力受信機5の刺激発生
回路56に送出して刺激出力STMを開始させる制御を
行う。Next, the operation of this example will be described with reference to the flowchart (PWM control algorithm) of FIG. When the power is turned on to the apparatus by the operator, first, the CPU 31 initializes each section of the apparatus.
This initialization includes, for example, clearing various registers set in the memory 32, resetting various flags, and initializing various variables that are initial settings for peripheral circuits. P
In the WM control circuit 33, TY
PWM control signal DAT of PE0 (= 0000000000)
Is generated and output (step SP
1). In the output of TYPE0, the power transmission coil 3
No transmission power is generated at 91 yet. When the initialization of each unit of the device is completed, the CPU 31 sends a power transmission permission signal DRV to the PWM control circuit 33 to perform control for starting supply of power to the power receiver 5 and
The control signal CTL is transmitted wirelessly to the stimulus generation circuit 56 of the power receiver 5 so as to start the stimulus output STM.
【0025】PWM制御回路33は、イニシャライズを
完了した後でも、CPU31から電力伝送許可信号DR
Vが供給されるまでは、待機状態(ステップSP2,S
P1)を保つ一方、CPU31から電力伝送許可信号D
RVが入力されると、これより、電力伝送制御を開始す
る。まず、今現在のPWM制御回路33の出力は、TY
PE0のPWM制御信号DATであるか否かが判断され
る(ステップSP3)。今の場合、電力伝送制御を開始
したばかりなので、今現在の出力は、TYPE0のPW
M制御信号DATである。出力が、TYPE0のPWM
制御信号DATであるときは、PWM制御回路33は、
TYPE0の出力よりも一段上のTYPE1(=100
00000)のPWM制御信号DATを生成してDラッ
チ回路34に出力する(ステップSP4)と共に、書き
込み信号ENAをDラッチ回路34に与える(ステップ
SP9)。Dラッチ回路34は、PWM制御回路33か
ら出力される書き込み信号ENAの入力タイミングで、
このとき、入力側に存在するTYPE1のPWM制御信
号DATを出力に保持する。Dラッチ回路34の出力
(今の場合、TYPE1のPWM制御信号DAT)は、
次の書き込み信号ENAが与えられるまで、以後の入力
に関係なく、保持される。この結果、図3(ニ)に示す
ように、シフトレジスタ37からデューティ比1/16
のスイッチング信号SW+,SW−が、フルブリッジ回
路38に与えられ、フルブリッジ回路38がスイッチン
グ信号SW+,SW−の入力タイミングで、スイッチン
グを開始することで、電力送信用コイル391には交流
電流が流れ、電力伝送が始まる。The PWM control circuit 33 outputs the power transmission permission signal DR from the CPU 31 even after completing the initialization.
Until V is supplied, the standby state (steps SP2, S
P1), while the power transmission permission signal D
When the RV is input, power transmission control is started. First, the current output of the PWM control circuit 33 is TY
It is determined whether the signal is the PWM control signal DAT of PE0 (step SP3). In this case, since the power transmission control has just started, the current output is the PW of TYPE0.
This is the M control signal DAT. Output is PWM of TYPE0
When it is the control signal DAT, the PWM control circuit 33
TYPE1 (= 100) which is one stage higher than the output of TYPE0
0000) and outputs the PWM control signal DAT to the D latch circuit 34 (step SP4), and supplies the write signal ENA to the D latch circuit 34 (step SP9). The D latch circuit 34 receives the write signal ENA output from the PWM control circuit 33 at the input timing.
At this time, the PWM control signal DAT of TYPE1 existing on the input side is held at the output. The output of the D latch circuit 34 (in this case, the PWM control signal DAT of TYPE1) is
Until the next write signal ENA is applied, it is held regardless of subsequent inputs. As a result, as shown in FIG.
Are supplied to the full-bridge circuit 38, and the full-bridge circuit 38 starts switching at the input timing of the switching signals SW +, SW-. Flow and power transfer begin.
【0026】PWM制御回路33では、再び上述の判断
(ステップSP2,SP3)が繰り返されるが、今度
は、今現在のPWM制御回路33の出力は、TYPE0
のPWM制御信号DATではなく、TYPE1のPWM
制御信号DATであるので(ステップSP3)、今度
は、電流ステータス信号発生器40から与えられる電流
ステータス信号ASTの内容を見て、コイル電流量(電
力送信用コイル391を流れる電流量)が過多であるか
否かを判断する(ステップSP5)。ここで、両コイル
391,511間の距離が、設定値通りであれば、共振
周波数の相互一致の関係が維持されるので、コイル電流
量は過多とはならず、これに対して、両コイル391,
511間の距離が設定値から離れすぎると、共振周波数
が設定値から大きくずれ、この結果、コイル電流量が過
大となって電力送信機3が破損する虞がある。しかし、
今は、電力伝送制御を開始したばかりであり、発生電力
量も多くないので、コイル電流量過多と判断されるケー
スは少なく、多くは、コイル電流量は過多ではないと判
断される。コイル電流量が過多ではないとの判断がなさ
れると(ステップSP5)、今度は、電圧ステータス信
号発生器54から与えられる電圧ステータス信号VST
の内容を見て、電力受信機5側の電源電圧値Vddが不足
しているか否かが判断される(ステップSP6)。The above-described determination (steps SP2 and SP3) is repeated again in the PWM control circuit 33, but this time the output of the PWM control circuit 33 at this time is TYPE0
Is not the PWM control signal DAT, but the PWM of TYPE1.
Since this is the control signal DAT (step SP3), this time, the content of the current status signal AST given from the current status signal generator 40 indicates that the coil current amount (the current amount flowing through the power transmission coil 391) is excessive. It is determined whether or not there is (step SP5). Here, if the distance between the two coils 391 and 511 is equal to the set value, the mutual resonance frequency relationship is maintained, so that the coil current amount does not become excessive. 391,
If the distance between 511 is too far from the set value, the resonance frequency greatly deviates from the set value, and as a result, the coil current amount becomes excessive and the power transmitter 3 may be damaged. But,
Since the power transmission control has just started and the amount of generated power is not large, there are few cases where it is determined that the coil current amount is excessive. In many cases, it is determined that the coil current amount is not excessive. If it is determined that the amount of coil current is not excessive (step SP5), then the voltage status signal VST provided from the voltage status signal generator 54
It is determined whether or not the power supply voltage value Vdd on the power receiver 5 side is insufficient by looking at the contents of (2) (step SP6).
【0027】起動直後では、電源電圧Vddは、まだ下限
側基準電圧値に達していない場合が多いので、仮に、電
源電圧値Vddが不足していると判断されると、ステップ
SP4へ進み、電力制御量を一段回上げる。今の場合、
TYPE1の出力なので、これよりも一段上のTYPE
2(=11000000)のPWM制御信号DATを生
成してDラッチ回路34に出力する(ステップSP4)
と共に、書き込み信号ENAをDラッチ回路34に与え
る(ステップSP9)。Dラッチ回路34は、PWM制
御回路33から出力される書き込み信号ENAの入力タ
イミングで、このとき、入力側に存在するTYPE2の
PWM制御信号DATを出力に保持する。Dラッチ回路
34の出力(今の場合、TYPE2のPWM制御信号D
AT)は、次の書き込み信号ENAが与えられるまで、
以後の入力に関係なく、保持される。これに伴い、図3
(ホ)に示すように、デューティ比2/16にパルス幅
変調されたスイッチング信号SW+,SW−が、シフト
レジスタ37からフルブリッジ回路38に与えられるの
で、電力送信用コイル391には電力アップされた交流
電流が流れ、この結果、電力受信機5側では供給電力が
増え、電源電圧Vddも一段と昇圧される。Immediately after startup, the power supply voltage Vdd often does not yet reach the lower-limit side reference voltage value. Therefore, if it is determined that the power supply voltage value Vdd is insufficient, the process proceeds to step SP4 and the power Increase the control amount one step. In this case,
Because it is the output of TYPE1, TYPE one level higher than this
2 (= 110000000) PWM control signal DAT is generated and output to the D latch circuit 34 (step SP4).
At the same time, the write signal ENA is given to the D latch circuit 34 (step SP9). At the input timing of the write signal ENA output from the PWM control circuit 33, the D latch circuit 34 holds the PWM control signal DAT of TYPE2 existing on the input side as an output at this time. The output of the D latch circuit 34 (in this case, the PWM control signal D of TYPE2)
AT) until the next write signal ENA is given.
It is retained regardless of subsequent inputs. Accordingly, FIG.
As shown in (e), the switching signals SW + and SW− pulse-width-modulated to a duty ratio of 2/16 are supplied from the shift register 37 to the full bridge circuit 38, so that the power is transmitted to the power transmitting coil 391. As a result, the supplied power increases on the power receiver 5 side, and the power supply voltage Vdd is further increased.
【0028】上述の処理が繰り返され、電力受信機5側
の電源電圧値Vddが不足しているか否かの2度目の判断
(ステップSP6)が行われた結果、まだ電源電圧値V
ddが不足しているときは、制御量をさらに一段回上げる
(ステップSP4)。今の場合、TYPE2の出力なの
で、これよりも一段上のTYPE3(=1110000
0)のPWM制御信号DATを生成してDラッチ回路3
4に出力する(ステップSP4)と共に、書き込み信号
ENAをDラッチ回路34に与える(ステップSP
9)。Dラッチ回路34は、PWM制御回路33から出
力される書き込み信号ENAの入力タイミングで、この
とき、入力側に存在するTYPE2のPWM制御信号D
ATを出力に保持する。Dラッチ回路34の出力(今回
の場合、TYPE3のPWM制御信号DAT)は、次の
書き込み信号ENAが与えられるまで、以後の入力に関
係なく、保持される。これに伴い、図3(ヘ)に示すよ
うに、デューティ比3/16にパルス幅変調されたスイ
ッチング信号SW+,SW−が、シフトレジスタ37か
らフルブリッジ回路38に与えられるので、電力送信用
コイル391にはさらに電力アップされた交流電流が流
れ、この結果、電力受信機5側では供給電力がますます
増え、電源電圧Vddもさらに昇圧される。The above processing is repeated, and as a result of the second determination (step SP6) as to whether the power supply voltage value Vdd on the power receiver 5 side is insufficient, the power supply voltage value Vdd is still obtained.
If dd is insufficient, the control amount is further increased by one step (step SP4). In this case, since the output is TYPE2, TYPE3 (= 1110000) which is one level higher than this is output.
0) and generates a PWM control signal DAT to
4 (step SP4), and also provides the write signal ENA to the D latch circuit 34 (step SP4).
9). At the input timing of the write signal ENA output from the PWM control circuit 33, the D latch circuit 34 receives the PWM control signal D of TYPE2 existing on the input side at this time.
Hold AT at output. The output of the D latch circuit 34 (in this case, the PWM control signal DAT of TYPE3) is held until the next write signal ENA is supplied, irrespective of subsequent inputs. Accordingly, as shown in FIG. 3F, the switching signals SW + and SW− pulse-width-modulated to a duty ratio of 3/16 are supplied from the shift register 37 to the full bridge circuit 38. An alternating current whose power has been further increased flows through 391, and as a result, the power supplied to the power receiver 5 further increases, and the power supply voltage Vdd is further increased.
【0029】上述の処理が繰り返され、電力受信機5側
の電源電圧値Vddが不足しているか否かの3度目の判断
(ステップSP6)の際にも、二次側の負荷に対して、
いまだ供給電力が不十分なため、なお電源電圧値Vddが
不足しているときは、制御量をさらに一段回上げる(ス
テップSP4)。CPU31は、制御信号CTLにて刺
激発生回路56を駆動して筋肉や神経に刺激を与える
が、刺激は電流なので電力受信機5の消費電力は増加す
る。すると、電流は増加するが、供給電力には限りがあ
るので、電力受信機5の電源電圧Vddが低下するのであ
る。今の場合、TYPE3の出力なので、これよりも一
段上のTYPE4(=11111000)のPWM制御
信号DATを生成してDラッチ回路34に出力する(ス
テップSP4)と共に、書き込み信号ENAをDラッチ
回路34に与える(ステップSP9)。Dラッチ回路3
4は、PWM制御回路33から出力される書き込み信号
ENAの入力タイミングで、このとき、入力側に存在す
るTYPE2のPWM制御信号DATを出力に保持す
る。Dラッチ回路34の出力(今回の場合、TYPE4
のPWM制御信号DAT)は、次の書き込み信号ENA
が与えられるまで、以後の入力に関係なく、保持される
(図5参照)。これに伴い、図3(ト)に示すように、
デューティ比5/16にパルス幅変調されたスイッチン
グ信号SW+,SW−が、シフトレジスタ37からフル
ブリッジ回路38に与えられるので、電力送信用コイル
391にはさらに電力アップされた交流電流が流れ、こ
の結果、伝送電力量がますます増え、電源電圧Vddもさ
らに昇圧される。The above-described processing is repeated, and the third determination (step SP6) as to whether the power supply voltage value Vdd on the power receiver 5 side is insufficient is also applied to the load on the secondary side.
If the power supply is still insufficient and the power supply voltage value Vdd is still insufficient, the control amount is further increased by one step (step SP4). The CPU 31 drives the stimulus generation circuit 56 with the control signal CTL to apply stimulus to muscles and nerves. However, since the stimulus is an electric current, the power consumption of the power receiver 5 increases. Then, the current increases, but the supply power is limited, so that the power supply voltage Vdd of the power receiver 5 decreases. In this case, since the output is TYPE3, the PWM control signal DAT of TYPE4 (= 11111000) one level higher than this is generated and output to the D latch circuit 34 (step SP4), and the write signal ENA is output to the D latch circuit 34. (Step SP9). D latch circuit 3
Reference numeral 4 denotes an input timing of the write signal ENA output from the PWM control circuit 33. At this time, the PWM control signal DAT of TYPE2 existing on the input side is held at the output. Output of D latch circuit 34 (in this case, TYPE4
PWM control signal DAT) is the next write signal ENA.
Is held irrespective of subsequent inputs until is given (see FIG. 5). Accordingly, as shown in FIG.
The switching signals SW + and SW− pulse-width-modulated to a duty ratio of 5/16 are supplied from the shift register 37 to the full bridge circuit 38, so that an AC current whose power is further increased flows through the power transmission coil 391. As a result, the amount of transmission power increases, and the power supply voltage Vdd is further increased.
【0030】一方、電力受信機5側の電源電圧値Vddが
不足しているか否かの3度目の判断(ステップSP6)
の際に、二次側の負荷に対して、供給電力が多くなった
ため、電源電圧値Vddが下限側基準電圧値を越え、この
結果、電源電圧値Vddが不足していないと判断されたと
きは、今度は、電力受信機5側の電源電圧値Vddが超過
しているか否かが判断される(ステップSP7)。超過
していないと判断されたときは、電力消費量と伝送電力
とがバランスされていることなので、Dラッチ回路34
の現在の保持状態を変えずに、上述の処理を繰り返す。
これに対して、ステップSP7において、二次側の負荷
に対して、供給電力が過剰になったことから、電力受信
機5側の電源電圧値Vddが超過していると判断されたと
きは、制御量を一段下げる(ステップSP8)。今の場
合、TYPE3の出力なので、これよりも一段下のTY
PE3(=11100000)のPWM制御信号DAT
を生成してDラッチ回路34に出力する(ステップSP
8)と共に、書き込み信号ENAをDラッチ回路34に
与える(ステップSP9)。Dラッチ回路34は、PW
M制御回路33から出力される書き込み信号ENAの入
力タイミングで、このとき、入力側に存在するTYPE
3のPWM制御信号DATを出力に保持する。Dラッチ
回路34の出力(今回の場合、TYPE3のPWM制御
信号DAT)は、次の書き込み信号ENAが与えられる
まで、以後の入力に関係なく、保持される。これに伴
い、図3(ヘ)に示すように、デューティ比3/16に
パルス幅変調されたスイッチング信号SW+,SW−
が、シフトレジスタ37からフルブリッジ回路38に与
えられるので、電力送信用コイル391には電力ダウン
された交流電流が流れ、この結果、伝送電力量が減少
し、電源電圧Vddも降圧される。On the other hand, a third determination is made as to whether or not the power supply voltage value Vdd on the power receiver 5 side is insufficient (step SP6).
At this time, when it is determined that the power supply voltage Vdd exceeds the lower-limit reference voltage value because the supply power to the secondary-side load has increased, and as a result, the power supply voltage value Vdd is not insufficient. This time, it is determined whether or not the power supply voltage value Vdd on the power receiver 5 side has exceeded (step SP7). If it is determined that the power consumption is not exceeded, the power consumption and the transmission power are balanced.
The above processing is repeated without changing the current holding state of.
On the other hand, in step SP7, when it is determined that the power supply voltage value Vdd of the power receiver 5 has exceeded the power supply to the load on the secondary side because the power supply has become excessive, The control amount is reduced by one step (step SP8). In this case, since the output is TYPE3, the TYPE one level lower than this is
PWM control signal DAT of PE3 (= 11100000)
Is generated and output to the D latch circuit 34 (step SP
8), the write signal ENA is supplied to the D latch circuit 34 (step SP9). The D latch circuit 34 has a PW
At the input timing of the write signal ENA output from the M control circuit 33, the TYPE existing on the input side at this time is
3 is held at the output. The output of the D latch circuit 34 (in this case, the PWM control signal DAT of TYPE3) is held until the next write signal ENA is supplied, irrespective of subsequent inputs. Accordingly, as shown in FIG. 3F, the switching signals SW + and SW− pulse-width-modulated to have a duty ratio of 3/16.
Is supplied from the shift register 37 to the full bridge circuit 38, so that the power-down AC current flows through the power transmission coil 391, and as a result, the amount of transmission power decreases, and the power supply voltage Vdd also drops.
【0031】なお、ステップSP5において、両コイル
391,511間の距離が設定値から離れすぎると、共
振周波数が設定値から大きくずれ、この結果、コイル電
流量が過大となったときも、制御量を一段下げて調節す
る(ステップSP8)。CPU31は、電力受信機5の
動作を停止させる場合、電力伝送許可信号DRVの送出
をやめる。すると、PWM制御回路33は、直ちに電力
伝送を停止する(ステップSP2,SP1)。In step SP5, if the distance between the coils 391 and 511 is too far from the set value, the resonance frequency greatly deviates from the set value. As a result, even when the coil current amount becomes excessive, Is adjusted by one step (step SP8). When stopping the operation of the power receiver 5, the CPU 31 stops sending the power transmission permission signal DRV. Then, the PWM control circuit 33 immediately stops the power transmission (steps SP2 and SP1).
【0032】このように、上記構成によれば、負荷やコ
イル間距離に変動が生じても、変動に追従して、常に、
最適電力を電力受信機に供給できると共に、最適の伝送
電力を電力送信機にて発生できる。したがって、大変使
い勝手の良い装置を提供できる。装置や部品の耐久性を
著しく向上させることができる。また、無用な発熱を防
止でき、電力の無駄を解消できる。As described above, according to the above configuration, even if the load or the distance between the coils fluctuates, it always follows the fluctuation,
The optimum power can be supplied to the power receiver, and the optimum transmission power can be generated by the power transmitter. Therefore, a very convenient device can be provided. The durability of the device and parts can be significantly improved. In addition, unnecessary heat generation can be prevented, and waste of power can be eliminated.
【0033】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、装置の一
次側及び二次側に限らず、共振回路は、直列共振回路で
も並列共振回路でも良い。PWM制御信号は、6種類に
限らず、必要に応じて、増減できる。シフトレジスタ
は、16ビットのものに限定されない。また、PWM制
御回路を始めとする装置各部は、ハードウェア構成でも
ソフトウェア構成でも良い。また、下限側基準電圧値等
の基準値は、電力量の規模に応じて変動するようにして
も良い。Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like that do not depart from the gist of the present invention. Is also included in the present invention. For example, the resonance circuit is not limited to the primary side and the secondary side of the device, and may be a series resonance circuit or a parallel resonance circuit. The number of PWM control signals is not limited to six, and can be increased or decreased as necessary. The shift register is not limited to a 16-bit shift register. Further, each unit of the apparatus including the PWM control circuit may have a hardware configuration or a software configuration. Further, the reference value such as the lower-limit side reference voltage value may be changed according to the magnitude of the electric energy.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、負荷やコイル間距離に変動が生じても、変動に
追従して、常に、最適電力を電力受信機に供給できると
共に、最適の伝送電力を電力送信機にて発生できる。し
たがって、大変使い勝手の良い装置を提供できる。装置
や部品の耐久性を著しく向上させることができる。ま
た、無用な発熱を防止でき、電力の無駄を解消できる。As described above, according to the configuration of the present invention, even if the load or the distance between the coils fluctuates, the optimum power can always be supplied to the power receiver while following the fluctuation. Optimal transmission power can be generated by the power transmitter. Therefore, a very convenient device can be provided. The durability of the device and parts can be significantly improved. In addition, unnecessary heat generation can be prevented, and waste of power can be eliminated.
【図1】この発明の一実施例である電力伝送装置が適用
されたFES(機能的電気刺激)装置の電気的構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an FES (Functional Electrical Stimulation) device to which a power transmission device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】同FES装置の伝送電力制御の一部を担うシフ
トレジスタの入出力端子を詳細に示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating in detail input / output terminals of a shift register that performs a part of transmission power control of the FES device.
【図3】同シフトレジスタの動作を説明するためのタイ
ムチャートである。FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the shift register.
【図4】同FES装置の動作処理手順(PWM制御アル
ゴリズム)を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an operation processing procedure (PWM control algorithm) of the FES device.
【図5】同FES装置の制御動作を説明するためのタイ
ムチャートである。FIG. 5 is a time chart for explaining a control operation of the FES device.
【図6】従来の電力伝送装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a conventional power transmission device.
3 電力送信機 31 CPU 33 PWM制御部(電力制御手段) 34 Dラッチ回路 36 分周器 37 シフトレジスタ 38 フルブリッジ回路(電力送信用コイル駆動手
段) 39 直列共振回路 391 電力送信用コイル 392 コンデンサ 40 電流ステータス信号発生器(送信機側ステー
タス情報生成手段) 41 信号送受回路(ステータス情報受信手段) 5 電力受信機 51 並列共振回路 511 電力受信用コイル 512 コンデンサ 54 電圧ステータス信号発生器(受信機側ステー
タス情報生成手段) 55 信号送受回路(ステータス情報送信手段) 56 刺激発生回路(刺激発生手段) DRV 電力伝送許可信号 CTL 制御信号 STM 刺激出力 DAT PWM制御信号(パルス幅変調された交流
発生信号) ENA 書き込み信号 AST 電流ステータス信号(ステータス情報) VST 電圧ステータス信号(ステータス情報)3 Power Transmitter 31 CPU 33 PWM Control Unit (Power Control Unit) 34 D Latch Circuit 36 Divider 37 Shift Register 38 Full Bridge Circuit (Power Transmission Coil Driving Unit) 39 Series Resonant Circuit 391 Power Transmission Coil 392 Capacitor 40 Current status signal generator (status information generating means on transmitter side) 41 Signal transmission / reception circuit (status information receiving means) 5 Power receiver 51 Parallel resonance circuit 511 Power receiving coil 512 Capacitor 54 Voltage status signal generator (status on receiver side) Information generation means) 55 Signal transmission / reception circuit (Status information transmission means) 56 Stimulation generation circuit (Stimulation generation means) DRV Power transmission permission signal CTL Control signal STM Stimulation output DAT PWM control signal (pulse width modulated AC generation signal) ENA Write Signal AST current Status signal (status information) VST voltage status signal (status information)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/21 8726−5H H02M 7/21 Z (71)出願人 392013648 松木 英敏 宮城県仙台市太白区八木山本町2−36−4 (72)発明者 佐藤 耕太郎 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location H02M 7/21 8726-5H H02M 7/21 Z (71) Applicant 392013648 Matsuki Hidetoshi Taishiro, Sendai City, Miyagi Prefecture (72) Inventor Kotaro Sato 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Within NEC Corporation
Claims (8)
受信機側の電力受信用コイルとの磁気結合により、一次
側の前記電力送信機から二次側の前記電力受信機に非接
触で電力を伝送する電力伝送装置において、 二次側の消費電力の状態を検知して当該消費電力に関す
るステータス情報を生成するステータス情報生成手段
と、 ステータス情報生成手段によって生成された前記ステー
タス情報に基づいて、前記電力受信機に供給される電力
量を制御するための電力制御手段とを有してなることを
特徴とする電力伝送装置。1. A magnetic coupling between a power transmitting coil on a power transmitter side and a power receiving coil on a power receiver side allows the power transmitter on the primary side to contact the power receiver on the secondary side in a non-contact manner. In a power transmission device that transmits power, a status information generating unit that detects a state of power consumption on the secondary side and generates status information related to the power consumption, based on the status information generated by the status information generating unit And a power control unit for controlling an amount of power supplied to the power receiver.
受信機側の電力受信用コイルとの磁気結合により、一次
側の前記電力送信機から二次側の前記電力受信機に非接
触で電力を伝送する電力伝送装置において、 前記電力受信機は、二次側の消費電力の状態を検知して
当該消費電力に関するステータス情報を生成する受信機
側ステータス情報生成手段と、該受信機側ステータス情
報生成手段によって生成されたステータス情報を前記電
力送信機にワイヤレスで送出するためのステータス情報
送信手段とを有してなると共に、 前記電力送信機は、前記ステータス情報送信手段から送
出された前記ステータス情報をワイヤレスで受信するス
テータス情報受信手段と、該ステータス情報受信手段を
介して入力された前記ステータス情報に基づいて、前記
電力受信機に供給される電力量を制御するための電力制
御手段とを有してなることを特徴とする電力伝送装置。2. A magnetic coupling between a power transmitting coil on a power transmitter side and a power receiving coil on a power receiver side allows the primary side power transmitter to contact the secondary side power receiver in a non-contact manner. In a power transmission device for transmitting power, the power receiver detects a state of power consumption on a secondary side and generates status information related to the power consumption. Status information transmitting means for wirelessly transmitting the status information generated by the information generating means to the power transmitter, and the power transmitter transmits the status transmitted from the status information transmitting means. Status information receiving means for receiving information wirelessly, based on the status information input via the status information receiving means, Serial power transmission apparatus characterized by comprising a power control means for controlling the amount of power supplied to the power receiver.
ルと電力受信機に設けられた電力受信用コイルとの磁気
結合により、一次側の前記電力送信機から二次側の前記
電力受信機に非接触で電力を伝送する電力伝送装置にお
いて、 前記電力受信機は、二次側の消費電力の状態を検知して
当該消費電力に関するステータス情報を生成する受信機
側ステータス情報生成手段と、該受信機側ステータス情
報生成手段によって生成されたステータス情報を前記電
力送信機にワイヤレスで送出するためのステータス情報
送信手段とを有してなると共に、 前記電力送信機は、前記ステータス情報送信手段から送
出された前記ステータス情報をワイヤレスで受信するス
テータス情報受信手段と、前記電力送信用コイルを流れ
る電流の状態を検知して当該電流量に関するステータス
情報を生成する送信機側ステータス情報生成手段と、前
記ステータス情報受信手段を介して又は前記送信機側ス
テータス情報生成手段から入力された前記ステータス情
報に基づいて、前記電力受信機に供給される電力量を制
御するための電力制御手段とを有してなることを特徴と
する電力伝送装置。3. The power transmitter on the primary side and the power receiver on the secondary side by magnetic coupling between a power transmission coil provided in the power transmitter and a power reception coil provided in the power receiver. In a power transmission device that transmits power in a non-contact manner, the power receiver detects a state of power consumption on the secondary side and generates status information related to the power consumption, and receiver-side status information generation means, Status information transmitting means for wirelessly transmitting the status information generated by the receiver-side status information generating means to the power transmitter, and the power transmitter transmits the status information from the status information transmitting means. Status information receiving means for wirelessly receiving the received status information, and detecting the state of the current flowing through the power transmission coil to detect the current Transmitter-side status information generating means for generating status information relating to the status information input to the power receiver via the status information receiving means or from the transmitter-side status information generating means. A power control unit for controlling the amount of power to be transmitted.
は、二次側の電源電圧が予め設定された基準電圧よりも
低いときは、供給電力が不足している旨のステータス情
報を生成することを特徴とする請求項2又は3記載の電
力伝送装置。4. The receiver-side status information generating means, when the secondary-side power supply voltage is lower than a preset reference voltage, generates status information indicating that power supply is insufficient. The power transmission device according to claim 2 or 3, wherein
は、二次側の電源電圧が予め設定された第1の基準電圧
よりも低いときは、供給電力が不足している旨のステー
タス情報を生成すると共に、二次側の電源電圧が予め設
定された第2の基準電圧よりも高いときは、供給電力が
過多である旨のステータス情報を生成することを特徴と
する請求項2又は3記載の電力伝送装置。5. The receiver status information generating means generates status information indicating that power supply is insufficient when the secondary power supply voltage is lower than a first reference voltage set in advance. 4. The method according to claim 2, wherein when the power supply voltage on the secondary side is higher than a second reference voltage set in advance, status information indicating that the supplied power is excessive is generated. Power transmission device.
は、前記電力送信用コイルを流れる電流量が予め設定さ
れた基準値よりも多いときは、コイル電流量が過多であ
る旨のステータス情報を生成することを特徴とする請求
項3記載の電力伝送装置。6. The transmitter-side status information generating means generates status information indicating that the coil current amount is excessive when the amount of current flowing through the power transmission coil is larger than a preset reference value. The power transmission device according to claim 3, wherein
報受信手段を介して又は前記送信機側ステータス情報生
成手段から入力された前記ステータス情報に基づいて、
パルス幅変調された交流発生信号を生成して電力送信用
コイル駆動手段に出力すると共に、該電力送信用コイル
駆動手段は、入力された交流発生信号に基づいて、前記
電力送信用コイルを駆動することを特徴とする請求項
2,3,4,5又は6記載の電力伝送装置。7. The power control means, based on the status information input via the status information receiving means or from the transmitter side status information generating means,
A pulse width modulated AC generation signal is generated and output to the power transmission coil driving means, and the power transmission coil driving means drives the power transmission coil based on the input AC generation signal. The power transmission device according to claim 2, 3, 4, 5, or 6, wherein
気刺激するための刺激発生手段が備えられてなることを
特徴とする請求項2,3,4,5,6又は7記載の電力
伝送装置。8. The electric power according to claim 2, wherein the electric power receiver is provided with a stimulus generating means for electrically stimulating a muscle or a nerve. Transmission equipment.
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