JP2009213294A

JP2009213294A - 非接触充電器

Info

Publication number: JP2009213294A
Application number: JP2008055049A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Endo; 哲男遠藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-17

Abstract

【課題】複数の互いに異なる充電電圧の端末機器を充電することができる非接触充電システムを提供する。
【解決手段】非接触充電器（１）が、端末機器（２）のＩＤと、該端末機器（２）の２次電池（２７）を充電するのに最適な電圧を発生する誘導起電力が該端末機器（２）の受電コイル（２１）に生じるような交流周波数とを関連付けて登録したデータベース（１６）を備え、端末機器（２）が非接触充電器（１）の充電可能領域に置かれると、端末機器（２）が自己のＩＤを非接触充電器（１）に送信し、非接触充電器（１）は送信されたＩＤをデータベース中で検索し、対応する交流周波数を有する交流周波数を送電コイル（１１）に流すことによって端末機器（２）に送電を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触充電システムに関する。本発明は、非接触充電システムにおいて使用される非接触充電器及び端末機器にも関する。本発明は、非接触充電方法にも関する。

非接触充電システムは、非接触充電器に端末機器を置くだけで端末機器に内蔵された２次電池を充電することができる。

例えば、特許文献１には、非接触充電器が交流電流から得た電力に基づくエネルギーを出力する出力手段を有し、端末機器が、前記充電器の前記出力手段から出力されたエネルギーを、電気的に非接触状態にて伝達を受けて充電電力を発生する充電電力発生手段と、この充電電力発生手段より発生される電力により充電される２次電池を備える充電装置が記載されている。

このような非接触充電システムは、充電端子の抜き差しの手間がかからず、充電端子を外部に露出する必要がなくなるため、電動歯ブラシ等の防水を必要とする機器などにも適している。近年は、充電の機会が多い携帯電話などにもこのような非接触充電システムが適用されることが増えている。

特開平７−３９０７８号公報

非接触充電システムにおいては、ほとんどの場合、非接触充電器と端末機器が一対一の関係にある。複数の異なる端末機器を持ち、且つ、それらが異なる充電電圧を必要とする場合、端末機器ごとに専用の非接触充電器を揃えなくてはならず、ユーザのコスト負担が大きくなってしまっていた。

また、多くの種類の非接触充電器を持つと、誤って充電電圧が異なる端末機器を充電してしまい、事故が発生するおそれがあるという問題もあった。

共振型の電磁誘導充電器として、２次側の共振コンデンサの容量を変えることにより、出力電流値を変化させ、１つの充電器で種類の異なる２次電池への充電に対応するものも提案されているが、受電コイルに発生する誘導起電力の可変は意図されていない。

本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、複数の互いに異なる充電電圧の端末機器を充電することができる非接触充電システムを提供する。また、本発明は、このような非接触充電システムに用いる非接触充電器及び端末機器と、非接触充電方法も提供する。

本発明の非接触充電システムは、非接触充電器と端末機器とを含み、前記端末機器は、受電コイルと、２次電池とを備え、前記非接触充電器は、送電コイルと、充電対象の前記端末機器のＩＤを検出するＩＤ検出手段と、検出された前記端末機器のＩＤに基づいて該端末機器の前記受電コイルを介する前記２次電池への充電条件である充電電圧を生じる誘導起電力が発生するように前記送電コイルに印加する交流周波数を調整し、前記送電コイルにこの交流周波数を印加する制御手段とを備えることを特徴とする。

前記非接触充電器は、前記端末機器のＩＤと該端末機器への送電のために前記送電コイルに印加する交流周波数とを関連付けて登録したデータベースを備え、前記制御手段は、前記データベースに登録されたデータに基づいて前記送電コイルに印加する交流周波数を決定するようにしてもよい。

前記非接触充電器のＩＤ検出手段が前記端末機器のＩＤを検出しないか、検出されたＩＤが前記データベースに登録されていない場合、前記非接触充電器の制御回路は送電動作を行わないようにしてもよい。このようにして、端末機器の２次電池に充電に適さない電圧が印加されるのを防ぐことができる。

前記端末機器は、前記２次電池の充電が完了すると前記非接触充電器に送電停止信号を送信し、前記送電停止信号を受信した前記非接触充電器は、送電動作を停止するようにしてもよい。このようにして、端末機器の２次電池の過充電を防ぐことができる。

本発明の非接触充電システムは、複数の互いに異なる充電電圧の端末機器を充電することができる。

図１は、本発明の非接触充電システムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の非接触充電システムは、非接触充電器１と、端末機器２とを含む。

非接触充電器１は、送電コイル１１と、ＩＤ検出部１２と、駆動部１３と、制御部１４と、ＣＰＵ１５と、メモリ１６と、インジケータ１７と、カップリングコンデンサ１８とを備える。送電コイル１１は、端末機器２からのＩＤや充電停止信号の受信や、端末機器２への電力送電に使用される。ＩＤ検出部１２は、送電コイル１１が受信した端末機器２からのＩＤを検出する。駆動部１３は、端末機器２に送電するために送電コイル１１に交流周波数を有する交流電流を流す。制御部１４は、駆動部１３を制御する。ＣＰＵ１５は、非接触充電器１の各部分を制御する。メモリ１６は、対応する端末機器のＩＤと、該端末機器の２次電池を充電するのに最適な電圧を発生する誘導起電力が該端末機器の受電コイルに生じるような交流周波数とを登録したデータベースを格納している。インジケータ１７は、送電中に点灯する。カップリングコンデンサ１８は、送電コイル１１に重畳された信号のピックアップを行う。

端末機器２は、受電コイル２１と、送信部２２と、充電制御部２３と、ＣＰＵ２４と、メモリ２５と、ダイオード２６と、２次電池２７と、インジケータ２８と、カップリングコンデンサ２９とを備える。受電コイル２１は、端末機器２のＩＤや充電停止信号の非接触充電器１への送信と、非接触充電器１の送電コイル１１からの電磁誘導による電力の受電とに使用される。送信部２２は、ＣＰＵ２４からの指示に応じて、メモリ２５から読み出した端末機器２のＩＤを信号化して交流周波数に重畳させて受電コイル２１に掛ける。充電制御部２３は、ＣＰＵ２４からの指示に応じて受電コイル２１から供給される電流を２次電池２７に向けて供給する。ＣＰＵ２４は、端末機器２における各部の制御を行う。メモリ２５は、自己のＩＤを記憶している。ダイオード２６は、充電制御部２３から供給される電流を平滑化し、２次電池２７に供給する。２次電池２７は、一方の端がダイオード２６に接続され、他方の端が接地され、ダイオード２６から供給される電流によって充電される。インジケータ２８は、充電時に点灯する。カップリングコンデンサ２９で、受電コイル２１にＩＤ信号を重畳する。

図２は、本発明の非接触充電システムにおける充電の手順を説明するフローチャートである。ステップＳ２０１において、ユーザによって端末機器２が非接触充電器１の所定の充電可能領域に載せられ、充電動作が開始される。

ステップＳ２０２において、端末機器２のＣＰＵ２４は、メモリ２５から端末機器２のＩＤを読み出し、送信部２２に供給する。送信部２２は、ＩＤを信号化して交流周波数に重畳し、受電コイル２１にこの交流周波数を有する交流電流を供給する。交流電流が流れる受電コイル２１からは、磁束が発生する。

ステップＳ２０３において、端末機器２の受電コイル２１が発生した磁束が非接触充電器１の送電コイル１１を通過し、電磁誘導によって送電コイル１１には誘導起電力が生じ、送電コイル１１には、端末機器２の受電コイル２１に供給された交流電流の交流周波数と同じ交流周波数を有する交流電流が流れる。非接触充電器１の検出部１２は、この交流電流に重畳された端末機器２のＩＤを検出し、非接触充電器１のＣＰＵ１５に供給する。

ステップＳ２０４において、非接触充電器１のＣＰＵ１５は、メモリ１６を参照し、検出されたＩＤが記憶されているものであるかどうかを判定する。ＩＤが記憶されているものではない場合、充電を行わず、動作を終了する。

検出されたＩＤが記憶されたものである場合、ステップＳ２０５において、非接触充電器１のＣＰＵ１５は、メモリ１６に格納されたデータベースから、当該ＩＤの端末機器２の２次電池２７への適切な充電電圧となるような誘導起電力が端末機器２の受電コイル２１に発生するような交流周波数を読み出し、制御部１４に供給する。

ステップＳ２０６において、制御部１４は駆動部１３を制御し、供給された交流周波数の交流電流を送電コイル１１に流す。交流電流が流れる送電コイル１１からは、磁束が発生する。この際、非接触充電器１のＣＰＵ１５は、インジケータ１７を点灯させ、端末機器２への送電が開始したことをユーザに通知する。

ステップＳ２０７において、非接触充電器１の送電コイル１１が発生した磁束が端末機器２の受電コイル２１を通過し、電磁誘導によって受電コイル２１には誘導起電力が生じ、交流電流が流れる。充電制御部２３は、ＣＰＵ２４の指示に応じて、受電コイル２１から流れる交流電流をダイオード２６に流す。ダイオード２６は交流電流を平滑化し、２次電池２７に供給する。このようにして、端末機器２の２次電池２７の充電が開始される。この際、端末機器２のＣＰＵ２４は、インジケータ２８を点灯させ、充電が開始したことをユーザに通知する。

ステップＳ２０８において、端末機器２のＣＰＵ２４は２次電池２７の充電が完了したことを検知すると、充電制御部２３に２次電池２７への電流の供給を停止させる。この際、端末機器２のＣＰＵ２４は、インジケータ２８を消灯させ、充電が終了したことをユーザに通知する。さらに、ＣＰＵ２４は、送信部２２に指示し、送電停止信号を重畳した交流周波数を有する交流電流を受電コイル２１に供給させる。交流電流が流れる受電コイル２１からは、磁束が発生する。

ステップＳ２０９において、端末機器２の受電コイル２１が発生した磁束が非接触充電器１の送電コイル１１を通過し、電磁誘導によって送電コイル１１には誘導起電力が生じ、送電コイル１１には、端末機器２の受電コイル２１に供給された交流電流の交流周波数と同じ交流周波数を有する交流電流が流れる。非接触充電器１の検出部１２は、この交流電流に重畳された送電停止信号を検出し、非接触充電器１のＣＰＵ１５に供給する。ＣＰＵ１５は、制御部１４に指示し、駆動部１３が送電コイル１１に交流電流を供給するのを停止させる。この際、非接触充電器１のＣＰＵ１５は、インジケータ１７を消灯させ、端末機器２への送電が終了したことをユーザに通知する。

本発明の非接触充電システムにおいては、非接触充電器が、端末機器のＩＤと、該端末機器の２次電池を充電するのに最適な電圧を発生する誘導起電力が該端末機器の受電コイルに生じるような交流周波数とを関連付けて登録したデータベースを備え、端末機器が非接触充電器の充電可能領域に置かれると、端末機器が自己のＩＤを非接触充電器に送信し、非接触充電器は送信されたＩＤをデータベース中で検索し、対応する交流周波数を有する交流周波数を送電コイルに流すことによって端末機器に送電を行う。これによって、端末機器の受電コイルには２次電池を充電するのに最適な電圧を発生する誘導起電力が生じる。

本発明は、非接触充電システムに利用可能である。

本発明の非接触充電システムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の非接触充電システムにおける充電の手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

１非接触充電器
２端末機器
１１送電コイル
１２検出部
１３駆動部
１４制御部
１５ＣＰＵ
１６メモリ
１７インジケータ
１８カップリングコンデンサ
２１受電コイル
２２送信部
２３充電制御部
２４ＣＰＵ
２５メモリ
２６ダイオード
２７２次電池
２８インジケータ
２９カップリングコンデンサ

Claims

非接触充電器と端末機器とを含み、
前記端末機器は、
受電コイルと、
２次電池とを備え、
前記非接触充電器は、
送電コイルと、
充電対象の前記端末機器のＩＤを検出するＩＤ検出手段と、
検出された前記端末機器のＩＤに基づいて該端末機器の前記受電コイルを介する前記２次電池への充電条件である充電電圧を生じる誘導起電力が発生するように前記送電コイルに印加する交流周波数を調整し、前記送電コイルにこの交流周波数を印加する制御手段とを備えることを特徴とする非接触充電システム。
前記非接触充電器は、前記端末機器のＩＤと該端末機器への送電のために前記送電コイルに印加する交流周波数とを関連付けて登録したデータベースを備え、前記制御手段は、前記データベースに登録されたデータに基づいて前記送電コイルに印加する交流周波数を決定することを特徴とする請求項１記載の非接触充電システム。
前記非接触充電器のＩＤ検出手段が前記端末機器のＩＤを検出しないか、検出されたＩＤが前記データベースに登録されていない場合、前記非接触充電器の制御回路は送電動作を行わないことを特徴とする請求項２記載の非接触充電システム。
前記端末機器は、前記２次電池の充電が完了すると前記非接触充電器に送電停止信号を送信し、前記送電停止信号を受信した前記非接触充電器は、送電動作を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非接触充電システム。
送電コイルと、
充電対象の受電コイルと２次電池とを備える端末機器のＩＤを検出するＩＤ検出手段と、
検出された前記端末機器のＩＤに基づいて該端末機器の前記受電コイルを介する前記２次電池への充電条件である充電電圧を生じる誘導起電力が発生するように前記送電コイルに印加する交流周波数を調整し、前記送電コイルにこの交流周波数を印加する制御手段とを備えることを特徴とする非接触充電器。
前記端末機器のＩＤと該端末機器への送電のために前記送電コイルに印加する交流周波数とを関連付けて登録したデータベースを備え、前記制御手段は、前記データベースに登録されたデータに基づいて前記送電コイルに印加する交流周波数を決定することを特徴とする請求項５記載の非接触充電器。
前記ＩＤ検出手段が前記端末機器のＩＤを検出しないか、検出されたＩＤが前記データベースに登録されていない場合、送電動作を行わないことを特徴とする請求項６に記載の非接触充電器。
前記端末機器からの送電停止信号の受信に応じて送電動作を停止することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の非接触充電器。
受電コイルと、
２次電池とを備え、
自己のＩＤを非接触充電器に送信し、
前記非接触充電器から送電される電力によって前記２次電池を充電することを特徴とする端末機器。
前記２次電池の充電が完了すると前記非接触充電器に送電停止信号を送信することを特徴とする請求項９記載の端末機器。
受電コイルと２次電池とを備える端末機器が、送電コイルとＩＤ検出手段と制御手段とを備える非接触充電器に自己のＩＤを送信するステップと、
前記非接触充電器の前記ＩＤ検出手段が前記端末機器から送信されたＩＤを検出するステップと、
前記非接触充電器の前記制御手段が、検出したＩＤに基づいて前記端末機器の前記受電コイルを介する前記２次電池への充電条件である充電電圧を生じる誘導起電力が発生するように前記送電コイルに印加する交流周波数を調整するステップと、
前記送電コイルにこの交流周波数を印加するステップと、
前記端末機器が、前記非接触充電器から送電される電力によって前記２次電池を充電するステップとを含むことを特徴とする非接触充電方法。
前記端末機器の前記２次電池の充電が完了した後、前記端末機器が前記非接触充電器に送電停止信号を送信するステップと、
前記非接触充電器が、前記送電停止信号の受信に応じて送電を停止することを特徴とする請求項１１記載の非接触充電方法。