JP2010148190A - 送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】テストの効率化を図れる送電制御装置、受電制御装置等を提供すること。
【解決手段】無接点電力伝送システムの送電装置10に設けられる送電制御装置20は、第1の外付け回路6からの出力信号が入力される検出回路29と、検出回路29からの出力情報に基づいて検知判定を行う制御部22と、ホストI/F27と、ホスト2がアクセス可能なテストレジスタ119を有するレジスタ23と、テスト回路28を含む。テストモードの設定時に、第1の外付け回路6にテスト信号が入力され、対応する出力信号が第1の外付け回路6から検出回路29に入力され、検出回路29からの出力情報がテストレジスタ119に設定されて、ホストI/F27を介してホスト2により読み出される。
【選択図】図2
【解決手段】無接点電力伝送システムの送電装置10に設けられる送電制御装置20は、第1の外付け回路6からの出力信号が入力される検出回路29と、検出回路29からの出力情報に基づいて検知判定を行う制御部22と、ホストI/F27と、ホスト2がアクセス可能なテストレジスタ119を有するレジスタ23と、テスト回路28を含む。テストモードの設定時に、第1の外付け回路6にテスト信号が入力され、対応する出力信号が第1の外付け回路6から検出回路29に入力され、検出回路29からの出力情報がテストレジスタ119に設定されて、ホストI/F27を介してホスト2により読み出される。
【選択図】図2
Description
本発明は、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置及び電子機器等に関する。
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送(非接触電力伝送)が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器(例えば電話機の子機)の充電などが提案されている。この無接点電力伝送の従来技術としては例えば特許文献1がある。
このような無接点電力伝送の送電装置(1次側モジュール)や受電装置(2次側モジュール)の製品出荷時においては、使用されている外付け回路等の部品不良を検出する検査が必要になる。例えば送電制御装置のICを送電装置の回路ボードに実装し、受電制御装置のICを受電装置の回路ボードに実装し、これらの送電装置、受電装置の回路ボードを対向させて、使用部品のテストを行う。
この場合のテスト手法として、「送電側(1次側)と受電側(2次側)の間でID認証を行い、その後に通常送電(充電)を行う」という所定の手順を踏んだ後に、送電制御装置のICや受電制御装置のICの端子状態を切り替え、回路ボード上の部品接続を検査する手法が考えられる。
しかしながら、このテスト手法では、検査ノードによっては、送電制御装置や受電制御装置のICでの数秒以上の状態遷移(例えば満充電検知等)を待った後に、ICの端子状態を切り替えて、回路ボード上の部品接続を検査する必要があり、テスト時間が長くなってしまうなどの問題がある。
特開2006−60909号公報
本発明の幾つかの態様によれば、テストの効率化を図れる送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置及び電子機器を提供できる。
本発明の一態様は、1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、第1の外付け回路からの出力信号が入力される検出回路と、前記検出回路からの出力情報に基づいて検知判定を行う制御部と、送電側ホストと通信を行うためのホストインターフェースと、前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストがアクセス可能なテストレジスタを有するレジスタ部と、テストモードの設定を行うためのテスト回路とを含み、前記テストモードの設定時に、前記第1の外付け回路にテスト信号が入力され、前記テスト信号に対応する出力信号が前記第1の外付け回路から前記検出回路に入力され、前記検出回路からの出力情報が前記テストレジスタに設定されて、前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストにより読み出される送電制御装置に関係する。
本発明の一態様によれば、テストモードの設定時には、第1の外付け回路に入力されたテスト信号に対応する出力信号が、検出回路に入力され、その出力情報がテストレジスタに書き込まれる。そして送電側ホストは、ホストインターフェースを介して、当該出力情報を読み出すことができる。これにより、入力端子の入力レベルのモニタ等が可能になり、第1の外付け回路の回路部品の接続不良等についての効率的なテストが可能になる。
また本発明の一態様では、前記第1の外付け回路は、前記1次コイルのコイル端信号に基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号を出力する波形モニタ回路を含み、前記検出回路は、前記誘起電圧信号に基づいて、受電側の負荷状態を検出する負荷状態検出回路を含んでもよい。
このような負荷状態検出回路を設ければ、受電側の負荷状態を検出して、各種検知判定が可能になる。そして、このような受電側の負荷状態検出のための波形モニタ回路を第1の外付け回路として設けた場合にも、この波形モニタ回路の回路部品の接続不良等を効率的に検査することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記第1の外付け回路は、送電側の温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出部の少なくとも出力側回路を含み、前記検出回路は、前記温度検出信号に基づいて温度を測定する測定回路を含んでもよい。
このような温度の測定回路を設ければ、送電側の温度を検出して無接点電力伝送の送電を制御することなどが可能になる。そしてこのような温度測定のための温度検出部の出力側回路を第1の外付け回路として設けた場合にも、この温度検出部の回路部品の接続不良等を効率的に検査することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記制御部の出力と前記レジスタ部の出力のいずれかを選択するセレクタと、前記セレクタからの出力信号を、第2の外付け回路に対して出力する出力回路とを含み、前記テストモードの設定時に、前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストにより前記テストレジスタに対して出力設定情報が書き込まれ、前記出力設定情報に対応する出力信号が前記セレクタ及び前記出力回路を介して前記第2の外付け回路に入力されて、前記第2の外付け回路のテストが行われてもよい。
本発明の一態様によれば、テストモードの設定時にホストインターフェースを介して送電側ホストにより書き込まれた出力設定情報に対応する出力信号が、第2の外付け回路に入力される。これにより、出力端子の出力レベルの制御等が可能になり、第2の外付け回路の回路部品の接続不良等についての効率的なテストが可能になる。
また本発明の一態様では、前記第2の外付け回路は、無接点電力伝送の状態表示のための表示部を含み、前記出力回路は、前記表示部への出力信号を出力してもよい。
このような表示部を設ければ、無接点電力伝送の状態をユーザ等に表示することが可能になる。そしてこのような表示部を第2の外付け回路とした設けた場合にも、この第2の外付け回路の回路部品の接続不良等を効率的に検査することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記第2の外付け回路は、送電側の温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出部の少なくとも入力側回路を含み、前記出力回路は、前記温度検出部への出力信号を出力してもよい。
このような温度の測定回路を設ければ、送電側の温度を検出して無接点電力伝送の送電を制御することなどが可能になる。そしてこのような温度測定のための温度検出部の入力側回路を、第2の外付け回路として設けた場合にも、この温度検出部の回路部品の接続不良等を効率的に検査することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記ホストインターフェースは、前記送電側ホストと受電側ホストとの間での情報の通信を行うためのインターフェースであってもよい。
このようにすれば、送電側ホストと受電側ホストとの間での情報通信が可能になり、これまでにない無接点電力伝送システムを実現できる。
また本発明の一態様では、前記制御部は、前記送電側ホストと前記受電側ホストとの間での通信を要求する通信要求コマンドが、前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストにより前記レジスタ部に書き込まれた場合に、前記送電側ホストと前記受電側ホストとの間で通信を行う通信モードに移行すると共に前記通信要求コマンドを前記受電装置に送信してもよい。
本発明の一態様によれば、通信要求コマンドがホストインターフェースを介して送電側ホストによりレジスタ部に書き込まれると、ホスト間通信が行われる通信モードへと移行すると共に通信要求コマンドが受電装置に送信される。このようにすれば、無接点電力伝送を有効活用して、送電側ホスト、受電側ホスト間での適正な情報通信を実現することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記ホストインターフェースは、スレーブアドレス切り替え回路を含み、前記スレーブアドレス切り替え回路は、前記テストモードの設定時には、前記レジスタ部のスレーブアドレスと、前記受電側ホストとがアクセス可能な受電側レジスタ部のスレーブアドレスとが異なるアドレスになるように、前記レジスタ部の前記スレーブアドレスをテストモード用スレーブアドレスに切り替えてもよい。
このようにすれば、テストモードの設定時に、例えば1つのホストで送電側と受電側の両方をテストすることなどが可能になり、テストの効率化を図れる。
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の送電制御装置と、交流電圧を生成して前記1次コイルに供給する送電部とを含む送電装置に関係する。
また本発明の他の態様は、上記に記載の送電装置を含む電子機器に関係する。
また本発明の他の態様は、1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、第1の外付け回路からの出力信号が入力される検出回路と、前記検出回路からの出力情報に基づいて検知判定を行う制御部と、受電側ホストと通信を行うためのホストインターフェースと、前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストがアクセス可能なテストレジスタを有するレジスタ部と、テストモードの設定を行うためのテスト回路とを含み、前記テストモードの設定時に、前記第1の外付け回路にテスト信号が入力され、前記テスト信号に対応する出力信号が前記第1の外付け回路から前記検出回路に入力され、前記検出回路からの出力情報が前記テストレジスタに設定されて、前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストにより読み出される受電制御装置に関係する。
本発明の一態様によれば、テストモードの設定時には、第1の外付け回路に入力されたテスト信号に対応する出力信号が、検出回路に入力され、受電側ホストは、ホストインターフェースを介して出力情報を読み出すことができる。これにより、検出回路の入力端子の入力レベルのモニタ等が可能になり、第1の外付け回路の回路部品の接続不良等についての効率的なテストが可能になる。
また本発明の他の態様では、前記第1の外付け回路は、前記2次コイルのコイル端信号に基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号を出力する波形モニタ回路を含み、前記検出回路は、前記誘起電圧信号に基づいて前記1次コイルと前記2次コイルの位置関係を検出する位置検出回路と、前記誘起電圧信号に基づいて前記送電装置からの送信データを検出するための周波数検出を行う周波数検出回路の少なくとも一方を含んでもよい。
このような位置検出回路や周波数検出回路を設ければ、1次コイルと2次コイルの位置関係を検出したり、送信データの検出のための周波数検出が可能になる。そして、位置検出回路や周波数検出回路を第1の外付け回路として設けた場合にも、位置検出回路や周波数検出回路の回路部品の接続不良等を効率的に検査することが可能になる。
また本発明の他の態様では、前記制御部の出力と前記レジスタ部の出力のいずれかを選択するセレクタと、前記セレクタからの出力信号を、第2の外付け回路に対して出力する出力回路とを含み、前記テストモードの設定時に、前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストにより前記テストレジスタに対して出力設定情報が書き込まれ、前記出力設定情報に対応する出力信号が前記セレクタ及び前記出力回路を介して前記第2の外付け回路に入力されて、前記第2の外付け回路のテストが行われてもよい。
本発明の一態様によれば、テストモードの設定時にホストインターフェースを介して受電側ホストにより書き込まれた出力設定情報に対応する出力信号が、第2の外付け回路に入力される。これにより、出力端子の出力レベルの制御等が可能になり、第2の外付け回路の回路部品の接続不良等についての効率的なテストが可能になる。
また本発明の他の態様では、前記第2の外付け回路は、前記送電装置にデータを送信するための負荷変調を行う負荷変調部と、前記負荷への給電制御を行う給電制御部の少なくとも一方を含み、前記出力回路は、前記負荷変調部及び前記給電制御部の少なくとも一方に対する出力信号を出力してもよい。
このような負荷変調部や給電制御部を設ければ、送電装置へのデータ送信や負荷への給電制御が可能になる。そして、負荷変調部や給電制御部を第2の外付け回路として設けた場合にも、この負荷変調部や給電制御部の回路部品の接続不良等を効率的に検査することが可能になる。
また本発明の他の態様では、前記ホストインターフェースは、前記受電側ホストと送電側ホストとの間での情報の通信を行うためのインターフェースであってもよい。
このようにすれば、送電側ホストと受電側ホストとの間での情報通信が可能になり、これまでにない無接点電力伝送システムを実現できる。
また本発明の他の態様では、前記制御部は、前記受電側ホストと前記送電側ホストとの間での通信を要求する通信要求コマンドが、前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストにより前記レジスタ部に書き込まれた場合に、前記受電側ホストと前記送電側ホストとの間で通信を行う通信モードに移行すると共に前記通信要求コマンドを前記送電装置に送信してもよい。
本発明の一態様によれば、通信要求コマンドがホストインターフェースを介して受電側ホストによりレジスタ部に書き込まれると、ホスト間通信が行われる通信モードへと移行すると共に通信要求コマンドが受電装置に送信される。このようにすれば、無接点電力伝送を有効活用して、受電側ホスト、送電側ホスト間での適正な情報通信を実現することが可能になる。
また本発明の他の態様では、前記ホストインターフェースは、スレーブアドレス切り替え回路を含み、前記スレーブアドレス切り替え回路は、前記テストモードの設定時には、前記レジスタ部のスレーブアドレスと、前記送電側ホストとがアクセス可能な送電側レジスタ部のスレーブアドレスとが異なるアドレスになるように、前記レジスタ部の前記スレーブアドレスをテストモード用スレーブアドレスに切り替えてもよい。
このようにすれば、テストモードの設定時に、例えば1つのホストで受電側と送電側の両方をテストすることなどが可能になり、テストの効率化を図れる。
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の受電制御装置と、前記2次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部とを含む受電装置に関係する。
また本発明の他の態様は、上記に記載の受電装置と、前記受電装置により電力が供給される負荷とを含む電子機器に関係する。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
1.電子機器
図1(A)に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の1つである充電器500(クレードル)は送電装置10を有する。また電子機器の1つである携帯電話機510は受電装置40を有する。また携帯電話機510は、LCDなどの表示部512、ボタン等で構成される操作部514、マイク516(音入力部)、スピーカ518(音出力部)、アンテナ520を有する。
図1(A)に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の1つである充電器500(クレードル)は送電装置10を有する。また電子機器の1つである携帯電話機510は受電装置40を有する。また携帯電話機510は、LCDなどの表示部512、ボタン等で構成される操作部514、マイク516(音入力部)、スピーカ518(音出力部)、アンテナ520を有する。
充電器500にはACアダプタ502を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置10から受電装置40に送電される。これにより、携帯電話機510のバッテリを充電したり、携帯電話機510内のデバイスを動作させることができる。
なお本実施形態が適用される電子機器は携帯電話機510に限定されない。例えば腕時計、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピュータ、ハンディターミナル、携帯情報端末、電動自転車、或いはICカードなどの種々の電子機器に適用できる。
図1(B)に模式的に示すように、送電装置10から受電装置40への電力伝送は、送電装置10側に設けられた1次コイルL1(送電コイル)と、受電装置40側に設けられた2次コイルL2(受電コイル)を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。
なお、図1(B)では1次コイルL1、2次コイルL2は、平面上でスパイラル状にコイル線を巻くことで形成された例えば空芯の平面コイルになっている。しかしながら、本実施形態のコイルはこれに限定されず、1次コイルL1と2次コイルL2を電磁的に結合させて電力を伝送できるものであれば、その形状・構造等は問わない。
例えば図1(C)では、磁性体コアに対してX軸回りでコイル線をスパイラル状に巻くことで1次コイルL1が形成されている。携帯電話機510に設けられた2次コイルL2も同様である。本実施形態では図1(C)のようなコイルにも適用可能である。なお図1(C)の場合に、1次コイルL1や2次コイルL2として、X軸回りにコイル線を巻いたコイルに加えて、Y軸周りにコイル線を巻いたコイルを組み合わせてもよい。
2.基本構成
図2に図1(A)の送電装置10(送電モジュール)が含む送電制御装置20の基本構成例を示す。この送電制御装置20は例えば集積回路装置により実現される送電コントローラICである。なお図2は本実施形態を送電制御装置20に適用した場合の例であるが、本実施形態は後述する図4の受電装置40(受電モジュール)が含む受電制御装置50(受電コントローラIC)にも同様に適用できる。この場合には、図4のホスト4、制御部52、レジスタ部53、ホストI/F57、テスト回路58、検出回路59等の構成・接続・動作が、図2のホスト2、制御部22、レジスタ部23、ホストI/F27、テスト回路28、検出回路29等の構成・接続・動作と同様になる。
図2に図1(A)の送電装置10(送電モジュール)が含む送電制御装置20の基本構成例を示す。この送電制御装置20は例えば集積回路装置により実現される送電コントローラICである。なお図2は本実施形態を送電制御装置20に適用した場合の例であるが、本実施形態は後述する図4の受電装置40(受電モジュール)が含む受電制御装置50(受電コントローラIC)にも同様に適用できる。この場合には、図4のホスト4、制御部52、レジスタ部53、ホストI/F57、テスト回路58、検出回路59等の構成・接続・動作が、図2のホスト2、制御部22、レジスタ部23、ホストI/F27、テスト回路28、検出回路29等の構成・接続・動作と同様になる。
図2の送電制御装置20は、制御部22、レジスタ部23、ホストI/F27、テスト回路28、検出回路29、セレクタ35、出力回路36を含む。なおこれらの構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。例えば図2では、第1、第2の外付け回路6、7の両方のテストに対応できる構成となっているが、一方のみに対応できる構成であってもよい。例えば第1の外付け回路6のテストのみに対応する場合にはセレクタ35等の構成要素を省略できる。
検出回路29(AFE:アナログフロントエンド回路)には、第1の外付け回路6からの出力信号(例えばアナログ信号)が入力される。そしてこの検出信号に基づいて各種の検出処理(例えば受電側負荷状態の検出や送電側温度の検出等)を行う。
第1の外付け回路6は、送電制御装置20の入力側の外付け回路であり、送電制御装置20のICが設けられる回路ボードに実装される外付け部品(抵抗、コンデンサ、インダクタ、サーミスタ、IC等)により構成できる。
制御部22は、送電制御装置20の制御を行うものであり、検出回路29からの出力情報(例えば負荷状態や温度等の検出結果情報)に基づいて検知判定を行う。この場合に出力情報に基づく検知判定は検知判定部106が行う。
レジスタ部23は、ホストI/F27を介してホスト2がアクセス可能なレジスタを有し、図2では、これらのレジスタの1つとしてテストレジスタ119が設けられている。
ホストI/F27は、送電側のホスト2と通信を行うためのインターフェース回路であり、例えばI2C等の所定のインターフェース規格でホスト2との間の通信を実現する。
テスト回路28は、テストモードの設定を行うための回路である。具体的には、例えば送電制御装置20のIC入力端子を介して外部から入力されるテストモード設定信号TESTやテスト用クロック信号TMCKに基づいてテストモードの設定が行われる。なおホストI/F27を介してテストモードの設定を行うようにしてもよい。
セレクタ35は、検知判定部106の出力とテストレジスタ119の出力のいずれかを選択する。
出力回路36は、セレクタ35からの出力信号を、第2の外付け回路7に対して出力する回路(例えばI/Oセル)であり、信号のバッファリングを行う各種バッファにより構成できる。また出力回路36はレベルシフタ37を含むことができ、このレベルシフタ37により、出力信号の電位が第2の外付け回路7の入力に適した電位に変換される。
第2の外付け回路7は、送電制御装置20の出力側の外付け回路であり、送電制御装置20のICが設けられる回路ボードに実装される外付け部品により構成できる。
そして本実施形態では、テストモードの設定時に、第1の外付け回路6にテスト信号(DCレベルの信号)が入力される。具体的にはテスト回路28によりテストモードが設定されると共に、テスタにより第1の外付け回路6にテスト信号が入力される。すると、テスト信号に対応する出力信号が第1の外付け回路6から検出回路29に入力される。そして検出回路29が検出動作を行い、検出回路29からの出力情報(出力信号、出力データ)がテストレジスタ119に設定される。そしてこの出力情報がホストI/F27を介してホスト2により読み出される。即ちホスト2がホストI/F27を介してレジスタ部23のテストレジスタ119にアクセスして、検出回路29の出力情報を読み出す。これにより第1の外付け回路6の接続テスト(ジャンクションテスト)等が実現される。
またテストモードの設定時に、ホストI/F27を介してホスト2によりテストレジスタ119に対して出力設定情報(出力設定データ)が書き込まれる。即ちホスト2がホストI/F27を介してレジスタ部23のテストレジスタ119にアクセスして、第2の外付け回路7への出力信号の出力設定情報を書き込む。そして、書き込まれた出力設定情報に対応する出力信号(制御信号)がセレクタ35及び出力回路36を介して第2の外付け回路7に入力されて、第2の外付け回路7のテストが行われる。即ちテストモード設定時にはセレクタ35は、レジスタ部23(テストレジスタ119)側の出力を選択するため、出力設定情報に対応する出力信号がセレクタ35を介して出力回路36に入力される。そして、出力回路36により出力信号のバッファリング(レベルシフト)が行われて、第2の外付け回路7に入力される。これにより出力回路36からの出力信号が第2の外付け回路7に入力されて、接続テスト(ジャンクションテスト)等が実現される。
例えば図3(A)に示すように通常モード時(通常動作時)には、第1の外付け回路6(例えば1次コイルの波形モニタ回路、温度検出部)からの出力信号が検出回路29(負荷状態検出回路、測定回路)に入力され、検出回路29が検出動作(受電側の負荷状態、送電側の温度状態の検出)を行う。そして検出回路29の出力情報が制御回路22に入力され、検知判定部106が出力情報に基づく検知判定(負荷状態、温度の検知判定)を行う。
また通常モードでは、制御回路22が各種の出力信号(例えば表示部、温度検出部の制御信号)を出力し、この出力信号がセレクタ35及び出力回路36を介して第2の外付け回路7(表示部、温度検出部)に入力される。
一方、図3(B)に示すようにテストモードの設定時には、外部のテスタにより第1の外付け回路6に対してDCのテスト信号TSINが入力される。そしてテスト信号TSINに対応する出力信号が第1の外付け回路6から検出回路29に入力され、検出回路29からの出力情報(出力信号、検出結果情報)がレジスタ部23のテストレジスタ119に書き込まれる。そしてこの出力情報はホストI/F27を介してホスト2により読み出される。
またテストモードでは、ホスト2がホストI/F27を介してテストレジスタ119に対して出力設定情報(表示部、温度検出部への出力信号の設定情報)が書き込む。すると、出力設定情報に対応する出力信号がセレクタ35及び出力回路36を介して第2の外付け回路7に入力される。
なお後述の図4の受電制御装置50に本実施形態を適用した場合も上記と同様の動作になる。この場合には第1の外付け回路は例えば2次コイルの誘起電圧信号の波形モニタ回路になり、検出回路は後述する位置検出回路や周波数検出回路になる。また第2の外付け回路は例えば負荷変調部や給電制御部になる。そしてテストモード設定時には、検出回路からの出力情報がテストレジスタに書き込まれて、受電側のホストにより読み出される。また受電側のホストが、負荷変調部や給電制御部への出力信号の出力設定情報をホストI/Fを介してテストレジスタに書き込む。これにより、出力設定情報に対応する出力信号がセレクタ及び出力回路を介して第2の外付け回路に入力される。
以上の本実施形態の手法によれば、ホストI/Fを介してホストがアクセス可能なテストレジスタを用いて、テストモードにおいて、送電制御装置や受電制御装置のIC入力端子(第1の外付け回路からの出力信号の入力端子)の入力レベルを随時モニタ可能になる。またホストI/Fを介してテストレジスタにホストが出力設定情報を書き込むことで、送電制御装置や受電制御装置のIC出力端子(第2の外付け回路への制御信号の出力端子)の出力レベルを自由に制御可能になる。
これにより、第1の外付け回路と送電制御装置や受電制御装置との接続や、送電制御装置や受電制御装置と第2の外付け回路との接続の検査を、効率的に実現できる。また第1,第2の外付け回路に使用される回路部品の接続や回路定数(抵抗値、容量値等)の不良についても効率的に検査できる。従って、送電制御装置や受電制御装置のICの検査を効率的に実現できるようになり、テスト時間の短縮化等を図れる。
例えば無接点電力伝送システムでは、本実施形態の手法を用いない場合には、1次側と2次側の認証の後に通常送電を開始するという所定の手順を踏んだ後に、送電制御装置や受電制御装置のICの端子状態を切り替えて、回路ボード上の部品接続等の検査を行う必要がある。これに対して本実施形態の手法を用いれば、ホストがホストI/Fを介してテストレジスタにアクセスすることで、ICの入力端子の入力レベルをモニタしたり、ICの出力端子の出力レベルを制御できる。従って、上記のような手順を踏まなくても、回路ボード上の部品接続等の検査を実現でき、テストを効率化できる。
例えばJTAGのバウンダリスキャンテストでは、ICの端子をデイジーチェーンで接続して、ICの端子の入力レベルをモニタしたり、出力レベルを制御する。しかしながら、このJTAGでは、外付け回路や検出回路のアナログ回路の接続部分が適正か否かを検査することは難しい。
これに対して本実施形態では、通常モードの経路(例えば第1の外付け回路から検出回路への経路や、制御部からセレクタ及び出力回路への経路)で信号を通過させて検査を行っている。従ってアナログ回路の接続部分等の検査についても適正に実現できる。また本実施形態では、後述するように送電側のホストと受電側のホストとの間での情報通信に使用されるホストI/F及びレジスタ部を有効活用してテストを実現している。従って、JTAGのデイジーチェーンを構築しなくても、ICの端子の入力レベルをモニタしたり、出力レベルを制御できるという利点がある。
3.詳細な構成例
図4に本実施形態の送電装置10、送電制御装置20、受電装置40、受電制御装置50の詳細な構成例を示す。図1(A)の充電器500などの送電側の電子機器は、図4の送電装置10と送電側のホスト2を含む。また携帯電話機510などの受電側の電子機器は、受電装置40と負荷90(本負荷)と受電側のホスト4を含むことができる。これらのホスト(ホストプロセッサ)2、4は、例えばCPU、アプリケーションプロセッサ、ASIC回路等により実現でき、例えば送電側や受電側の電子機器の全体的な制御処理などの各種処理を行う。そして図4の構成により、例えば1次コイルL1と2次コイルL2を電磁的に結合させて送電装置10から受電装置40に対して電力を伝送し、負荷90に対して電力を供給する無接点電力伝送(非接触電力伝送)システムが実現される。なお図4では図2のセレクタや出力回路などの構成要素については省略している。
図4に本実施形態の送電装置10、送電制御装置20、受電装置40、受電制御装置50の詳細な構成例を示す。図1(A)の充電器500などの送電側の電子機器は、図4の送電装置10と送電側のホスト2を含む。また携帯電話機510などの受電側の電子機器は、受電装置40と負荷90(本負荷)と受電側のホスト4を含むことができる。これらのホスト(ホストプロセッサ)2、4は、例えばCPU、アプリケーションプロセッサ、ASIC回路等により実現でき、例えば送電側や受電側の電子機器の全体的な制御処理などの各種処理を行う。そして図4の構成により、例えば1次コイルL1と2次コイルL2を電磁的に結合させて送電装置10から受電装置40に対して電力を伝送し、負荷90に対して電力を供給する無接点電力伝送(非接触電力伝送)システムが実現される。なお図4では図2のセレクタや出力回路などの構成要素については省略している。
送電装置10(送電モジュール、1次モジュール)は、1次コイルL1、送電部12、波形モニタ回路14、温度検出部15、表示部16、送電制御装置20を含むことができる。なお送電装置10や送電制御装置20は図4の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。例えば送電部12を送電制御装置20に内蔵させてもよい。
1次コイルL1(送電側コイル)は、2次コイルL2(受電側コイル)と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば電力伝送が必要なときには、図1(A)、図1(B)に示すように、充電器500の上に携帯電話機510を置き、1次コイルL1の磁束が2次コイルL2を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器500と携帯電話機510を物理的に離して、1次コイルL1の磁束が2次コイルL2を通らないような状態にする。
送電部12は、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、1次コイルL1に供給する。この送電部12は、1次コイルL1の一端を駆動する第1の送電ドライバと、1次コイルL1の他端を駆動する第2の送電ドライバと、1次コイルL1と共に共振回路を構成する少なくとも1つのコンデンサを含むことができる。そして送電部12が含む第1、第2の送電ドライバの各々は、例えばパワーMOSトランジスタにより構成されるインバータ回路(バッファ回路)であり、送電制御装置20により制御される。
図4では、送電側から受電側へのデータ通信は周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信は負荷変調により実現している。
具体的には図5(A)に示すように、送電部12は、例えばデータ「1」を受電側に対して送信する場合には、周波数f1の交流電圧を生成し、データ「0」を送信する場合には、周波数f2の交流電圧を生成する。そして受電側の周波数検出回路60が、この周波数の変化を検出することで、データ「1」、「0」を判別する。これにより、送電側から受電側への周波数変調によるデータ通信が実現される。
一方、受電側の負荷変調部46は、送信するデータに応じて受電側の負荷を可変に変化させて、図5(B)に示すように1次コイルL1の誘起電圧の信号波形を変化させる。例えばデータ「1」を送電側に対して送信する場合には、受電側を高負荷状態にし、データ「0」を送信する場合には、受電側を低負荷状態にする。そして送電側の負荷状態検出回路30が、この受電側の負荷状態の変化を検出することで、データ「1」、「0」を判別する。これにより、受電側から送電側への負荷変調によるデータ通信が実現される。
なお図5(A)、図5(B)では送電側から受電側へのデータ通信を周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信を負荷変調により実現しているが、これ以外の変調方式や他の方式を採用してもよい。
波形モニタ回路14は、1次コイルL1のコイル端信号に基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号を生成する。例えば1次コイルL1の誘起電圧信号であるコイル端信号は、送電制御装置20のICの最大定格電圧を超えてしまったり、負の電圧になったりする。波形モニタ回路14は、このようなコイル端信号を受け、送電制御装置20の負荷状態検出回路30により波形検出が可能な信号である波形モニタ用の誘起電圧信号を生成して、送電制御装置20の例えば波形モニタ用端子に出力する。
温度検出部15は送電側の温度を検出して検出信号を出力する。そして検出回路29の測定回路38は、温度検出信号に基づいて温度の測定処理を行う。この温度検出部15は、例えばコンデンサ温度や周囲温度を計測するためのサーミスタなどにより構成できる。送電制御装置20は、これらのサーミスタに電流を流すための制御信号を出力し、温度検出部15からの出力信号に基づいてコンデンサ温度などの送電側の温度を計測する。
表示部16は、無接点電力伝送システムの各種状態(電力伝送中、ID認証等)を、色や画像などを用いて表示する。この表示部16は、送電制御装置20からの制御信号によりその点灯が制御されるLED等の発光素子により実現できる。
図4において、波形モニタ回路14や温度検出部15(出力側回路)が第1の外付け回路6になり、表示部16が第2の外付け回路7になり、ICの外付け部品により構成される。
送電制御装置20は、送電装置10の各種制御を行う装置であり、集積回路装置やマイクロコンピュータとそのプログラムなどにより実現できる。この送電制御装置20は、制御部22、レジスタ部23、ホストI/F(インターフェース)27、テスト回路28、検出回路29を含むことができる。なお、これらの構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの変形実施も可能である。
制御部22(送電側)は送電制御装置20や送電装置10の制御を行うものである。この制御部22は、例えばゲートアレイなどのASIC回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部22は、送電部12を用いた送電の制御を行ったり、レジスタ部23の制御を行ったり、検出回路29を制御する。具体的には、電力伝送、負荷状態検出(データ検出、異物検出、取り去り検出等)、周波数変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
制御部22は、送電制御部100、通信処理部104、検知判定部106、定期認証判定部108を含む。送電制御部100は送電制御を行う。例えば、無接点電力伝送の送電(通常送電、仮送電)についてのシーケンス制御や電力制御などを行う。通信処理部104は送電装置10と受電装置40との間の通信処理を行う。例えば周波数変調等により受電側にデータを送信する処理や、負荷復調等により受電側からデータを受信する処理の制御を行う。検知判定部106は、各種の検知判定処理を行う。例えば検出回路29の負荷状態検出回路30が受電側の負荷状態の検出を行った場合に、その出力情報に基づいて、異物検出、取り去り検出などの検知判定を行う。また検出回路29の測定回路38がコンデンサ温度や周囲温度などの送電側の温度の検出を行った場合に、その出力情報に基づいて温度の検知判定を行う。定期認証判定部108は、通常送電開始後に受電側が例えば定期認証を行った場合に、適正な定期認証が行われたか否かの判定処理を行う。
レジスタ部23(記憶部)は、送電側のホスト2がホストI/F27を介してアクセス(書き込み、読み出し)可能になっており、例えば、RAMやDフリップフロップなどにより実現できる。このレジスタ部23は、情報レジスタ110、ステータスレジスタ112、コマンドレジスタ114、割り込みレジスタ116、データレジスタ118、テストレジスタ119を含む。なおレジスタ部23に記憶される情報(例えば情報レジスタ110に記憶される情報等)をフラッシュメモリやマスクROMなどの不揮発性メモリに記憶してもよい。
情報レジスタ110は、無接点電力伝送の伝送条件や通信条件等の情報を記憶するためのレジスタである。例えば駆動周波数、駆動電圧のパラメータや、受電側の負荷状態の検出のためのパラメータ(しきい値)などを記憶する。ステータスレジスタ112は、送電状態や通信状態などの各種状態をホスト2が確認するためのレジスタである。コマンドレジスタ114は、ホスト2が各種コマンドを書き込むためのレジスタである。割り込みレジスタ116は各種の割り込みのためのレジスタであり、例えば各割り込みのイネーブル/ディスエーブルを設定するためのレジスタや、割り込み要因をホスト2に通知するためのレジスタを有する。データレジスタ118は、送信データや受信データをバッファリングするためのレジスタである。テストレジスタ119は、テストモード設定時にアクセス可能になるレジスタである。例えばテストレジスタ119には、テストモード設定時に検出回路29からの出力情報が書き込まれてホスト2により読み出される。またホスト2により出力設定情報が書き込まれる。
ホストI/F27は、送電側のホスト2と通信を行うためのインターフェースであり、図4ではI2C(Inter Integrated Circuit)により通信が実現される。ここでホスト2は送電側の電子機器(充電器)に搭載されるCPUなどである。
I2Cは、同一基板内等の近距離に配置された複数のデバイス間でデータのやり取りを行うための通信方式であり、複数のデバイス間でSDA(serial data)とSCL(serial clock)の2本の信号線をバスとして共有して通信が行われる。具体的には、1つのデバイスをマスタ(ホスト)にして、それに対してスレーブとなる複数のデバイスをバス接続することによって通信を実現する。またスレーブ側はXINT(external Interrupt)を用いてマスタに対して割り込みをかけることができる。或いはI2Cバス上からの割り込みリクエストをかけることもできる。なお、ホスト・ホストI/F間の通信方式はI2Cには限定されず、I2Cと同様の思想に基づく通信方式や、通常のシリアルインターフェースやパラレルインターフェースの通信方式であってもよい。
テスト回路28は送電制御装置20のテストモードの設定を行うための回路である。検出回路29は負荷状態検出回路30、測定回路38を含む。負荷状態検出回路30(波形検出回路)は受電側(受電装置又は異物)の負荷状態を検出する。この負荷状態の検出は、1次コイルL1の誘起電圧信号(コイル端信号)の波形変化を検出することで実現できる。例えば受電側(2次側)の負荷状態(負荷電流)が変化すると、誘起電圧信号の波形が変化する。負荷状態検出回路30は、このような波形の変化を検出して、検出結果(検出結果情報)を制御部22に出力する。そして制御部22は、負荷状態検出回路30での負荷状態の検出情報に基づいて、受電側(2次側)の負荷状態(負荷変動、負荷の高低)を判定する。
測定回路38は温度の測定処理を行う。具体的には、無接点電力伝送に使用されるコンデンサのtanδの異常(不良)を検出する。このコンデンサは、例えばその一端が送電部12の送電ドライバの出力に電気的に接続され、1次コイルL1と共に共振回路(直列共振回路)を構成するコンデンサである。制御部22は、コンデンサのtanδの異常が検出された場合に、送電部12の送電ドライバによる送電を停止させる制御を行う。具体的には測定回路(tanσ検出回路)38は、コンデンサ温度と周囲温度との温度差を求めることで、コンデンサのtanδの異常を検出する。そして制御部22は、コンデンサ温度と周囲温度との温度差が所与の温度差を超えたと判断した場合に、1次側から2次側への送電を停止させる。或いはコンデンサ温度が所与の温度を超えた場合に、1次側から2次側への送電を停止させてもよい。
受電装置40(受電モジュール、2次モジュール)は、2次コイルL2、受電部42、負荷変調部46、給電制御部48、受電制御装置50を含むことができる。なお受電装置40や受電制御装置50は図4の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば負荷変調部)を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。例えば受電部42、負荷変調部46、給電制御部48のいずれかを受電制御装置50に内蔵させてもよい。
受電部42は、2次コイルL2の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部42が有する整流回路などにより実現できる。この受電部42は、2次コイルL2のコイル端信号に基づいて、受電側の波形モニタ用の誘起電圧信号を出力する波形モニタ回路44を含む。
負荷変調部46は負荷変調処理を行う。具体的には受電側から送電側にデータを送信する場合に、送信するデータに応じて負荷変調部46(2次側)での負荷を可変に変化させて、図5(B)に示すように1次コイルL1の誘起電圧の信号波形を変化させる。
給電制御部48は負荷90への電力の給電を制御する。即ち負荷90への電力の給電をオンにしたり、オフにする制御を行う。具体的には、受電部42(整流回路)からの直流電圧のレベルを調整して、電源電圧を生成して、負荷90に供給し、負荷90のバッテリ94を充電する。なお負荷90はバッテリ94を含まないものであってもよい。
図4において、受電部42の波形モニタ回路44が受電側の第1の外付け回路になり、負荷変調部46や給電制御部48が受電側の第2の外付け回路になり、ICの外付け部品により構成される。
受電制御装置50は、受電装置40の各種制御を行う装置であり、集積回路装置やマイクロコンピュータとそのプログラムなどにより実現できる。この受電制御装置50は、2次コイルL2の誘起電圧から生成される電源電圧により動作することができる。この受電制御装置50は、制御部52、レジスタ部53、ホストI/F57、テスト回路58、検出回路59を含むことができる。なお、これらの構成要素の一部(例えば検出回路)を省略したり、他の構成要素を追加するなどの変形実施も可能である。
制御部52(受電側)は受電制御装置50や受電装置40の制御を行うものである。この制御部52は、例えばゲートアレイなどのASIC回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部52は、負荷変調部46や給電制御部48の制御を行ったり、レジスタ部53の制御を行う。具体的には、位置検出、周波数検出、負荷変調、或いは満充電検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
制御部52は、受電制御部120、通信処理部124、検知判定部126、定期認証制御部128を含む。受電制御部120は受電制御を行う。例えば、無接点電力伝送の受電についてのシーケンス制御を行う。通信処理部124は、例えば負荷変調により送電側にデータを送信する処理や、周波数復調により送電側からデータを受信する処理の制御を行う。検知判定部126は、検出回路59が位置検出や周波数検出を行った場合に、その検出情報に基づいて検知判定を行う。定期認証制御部128は、通常送電開始後に行われる定期認証の制御を行う。例えば、いわゆる異物による乗っ取り状態を検出するために、通常送電開始後に定期的(間欠的)に受電側の負荷状態を変化させる。
レジスタ部53(記憶部)は、受電側のホスト4がホストI/F57を介してアクセス可能になっており、例えば、RAMやDフリップフロップなどにより実現できる。このレジスタ部53は、情報レジスタ130、ステータスレジスタ132、コマンドレジスタ134、割り込みレジスタ136、データレジスタ138、テストレジスタ139を含む。なおレジスタ部53に記憶される情報(例えば情報レジスタ130に記憶される情報等)をフラッシュメモリやマスクROMなどの不揮発性メモリに記憶してもよい。またこれらのレジスタの機能は送電側のレジスタとほぼ同様であるため、説明を省略する。
ホストI/F57は、例えばI2C等により受電側のホスト4と通信を行うためのインターフェースである。ここでホスト4は、受電側の電子機器に搭載されるCPUやアプリケーションプロセッサなどである。検出回路59は、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係の検出や、送電側から受電側へのデータ送信の際のコイル駆動周波数の検出などを行う。
テスト回路58は受電制御装置50のテストモードの設定を行うための回路である。検出回路59は位置検出回路56、周波数検出回路60を含む。位置検出回路56は、波形モニタ回路44からの誘起電圧信号に基づいて、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係が適正であるかを判断する。周波数検出回路60は、波形モニタ回路44からの誘起電圧信号に基づいて、送電装置10からの送信データを検出するための周波数(図5(A)のf1、f2)の検出処理を行う。
図4では、送電側と受電側にホストI/F27、57を設けることで、送電側、受電側のホスト2、4の間での通信を可能にしている。即ち、これまでの無接点電力伝送システムでは、送電側と受電側の間でID認証情報しか通信できなかった。これに対して、図4の構成によれば、例えばアプリケーションデータを、無接点電力伝送を利用して、充電器などの送電側機器と携帯電話機などの受電側機器との間で通信することが可能になる。従って、充電期間等を有効活用して機器間でデータを通信することが可能になるため、ユーザの利便性を大幅に向上できる。
具体的には図4において、送電側のホスト2と受電側のホスト4との間での通信を要求する通信要求コマンドが、ホストI/F27を介してホスト2によりレジスタ部23に書き込まれたとする。この場合には送電側の制御部22は、ホスト2、4の間で通信を行う通信モードに移行すると共に、その通信要求コマンドを受電装置40に送信する。例えば送電側の動作モード(シーケンス)を、通信シーケンス処理を行う通信モードに移行させると共に、通信要求コマンド(パケット)を無接点電力伝送(コイル間通信)により受電側に送信する。
一方、受電側の制御部52は、ホスト2、4の間での通信を要求する通信要求コマンドを、送電装置10から受信すると、通信モードに移行する。例えば送電側から通信要求コマンドが送信されると、そのコマンドの受信がホスト4に通知されると共に、受電側の動作モードも通信モードに移行する。これによりホスト2、4の間での通信が可能になる。
この場合に送電側の制御部22は、送電側と受電側の間での認証処理(ネゴシエーション等)が終了して通常送電が開始した後に、通信要求コマンドによる通信要求を受け付ける。例えば仮送電が終了して、通常送電が開始した後に、ホスト2が発行した通信要求コマンドを受け付けて、通信モードに移行する。
また受電側の制御部52も、認証処理が終了して通常送電が開始した後に、通信要求コマンドによる通信要求を受け付ける。即ち通常送電が開始した後に、ホスト2が発行した通信要求コマンドを受信した場合に、この通信要求コマンドを受け付けて、通信モードに移行する。
このようにすれば、認証処理等が終了し、送電側や受電側が適正であることや、送電側と受電側の適合性が確認された後に、通信要求が受け付けられるようになるため、適正なデータ通信を実現できる。また通常送電期間(充電期間)を有効活用してデータを通信できるため、ユーザの利便性を向上できる。
ここで通信要求コマンドとしては、例えばOUT転送コマンドやIN転送コマンドがある。OUT転送コマンドは、送電側のホスト2から受電側のホスト4へのデータ転送を要求するコマンドである。制御部22は、このOUT転送コマンドがレジスタ部23のコマンドレジスタ114に書き込まれると、そのOUT転送コマンドを受電装置40に送信する。即ちホスト2が発行したOUT転送コマンドを送信する。次に、受電側からACKコマンドが返送されてくるのを確認した後に、データ転送を指示するデータ転送コマンド(DATA0、DATA1)がコマンドレジスタ114に書き込まれ、対応するデータがデータレジスタ118に書き込まれると、そのデータ転送コマンドとデータを受電装置40に送信する。即ちホスト2が発行したデータ転送コマンドとホスト2からのデータを受電装置40に送信する。
一方、IN転送コマンドは、受電側のホスト4から送電側のホスト2へのデータ転送を要求するコマンドである。制御部22は、このIN転送コマンドがコマンドレジスタ114に書き込まれると、そのIN転送コマンドを受電装置40に送信する。次に、受電装置40から、データ転送コマンドとデータを受信した場合に、受信したデータをデータレジスタ118に書き込む。またデータ転送コマンドを受信したことを割り込みレジスタ116を用いてホスト2に通知する。
また制御部22は、通信モードに移行した場合に、無接点電力伝送の伝送条件及び送電側と受電側との間の通信条件の少なくとも一方を、通常送電用の条件とは異なる通信モード用の条件に切り替える。例えば通常送電が開始すると、通常送電用の伝送条件で無接点電力伝送を行う。そして通常送電開始後に、通常送電のモード(充電モード)から通信モードに移行すると、通常送電用の伝送条件や通信条件から通信モード用の伝送条件や通信条件に切り替える。なお通信条件は、例えば通信方式(パルス幅検出方式、電流検出方式、振幅検出方式等)や通信パラメータ(周波数変調の周波数や負荷変調のしきい値等)である。
具体的には通信モードに移行した場合に、1次コイルL1の駆動周波数(f1、f2)を通信モード用の駆動周波数に切り替える。或いは、1次コイルL1の駆動電圧(VF)を通信モード用の駆動電圧に切り替えてもよい。また、データ検知や異物検知のための負荷状態検出用のパラメータ(しきい値)を通信モード用のパラメータに切り替えてもよい。
即ち、通常送電モード(充電モード)では、例えば最も高い伝送効率の送電を実現できる伝送条件や通信条件に設定される。一方、通信モードでは、送電の伝送効率を高くする必要はなく、データ転送エラー等が生じない伝送条件や通信条件に設定することが望ましい。
そこで図4では、通信モードでは、送電の伝送効率よりも通信の信頼性を優先した伝送条件や通信条件に切り替える。例えば駆動周波数を低くしたり、駆動電圧を低くする。或いは通信パラメータであるしきい値を変更したり、通信方式を別の方式に変更する。このようにすることで、データ転送エラー等が低減され、通信の信頼性を向上できる。
なお通信モード用の通信条件や伝送条件は、例えば通常送電開始前の仮送電期間での通信条件や伝送条件とすることができる。即ち、コマンド(通信割り込み要求、満充電検出、再充電確認等のコマンド)については、通常送電期間において通信されるため、受電側から受信した通信条件・伝送条件情報を使用して通信する。一方、アプリケーションデータを通信する通信モードでは、負荷90への電力供給を停止できるため、受電側から受信した通信条件・伝送条件情報を使用する必要はなく、より安全で確実な通信が可能なデフォルト設定の初期通信条件・伝送条件情報を使用する。即ち、通信モードでは、送電の伝送効率よりも通信の信頼性を優先した仮送電期間での通信条件や伝送条件に使用する。
次に図6のフローチャートを用いて通常モード時の本実施形態の動作について説明する。
送電側は、パワーオンの後に、仮送電を開始する(ステップS201、S202)。これにより受電側はパワーオンになり、パワーオンリセットされる(ステップS211、S212)。そして送電側及び受電側は、認証情報の交換等により認証処理を行う(ステップS203、S213)。
送電側及び受電側は、認証処理の後にコマンド分岐のフェーズに移行する(ステップS204、S214)。そして送電側が通常送電を開始すると、受電側は負荷への給電を開始する(ステップS205、S215)。
送電側は、通常送電開始後に、受電側電子機器の取り去り検出や、異物検出を行う(ステップS206)。そして、取り去りや異物が検出されると、受電側への送電を停止する。そして、仮送電を行い、認証処理のフェーズに移行する(ステップS202、S203)。
送電側は、取り去りや異物が検出されなかった場合には、通信モードへの移行イベントが発生したか否かを判断し、発生した場合にはコマンド分岐フェーズに移行する(ステップS207、S204)。そして通信モードのコマンド処理を行い(ステップS208)、通信モードが終了すると、コマンド分岐のフェーズに戻る。
一方、受電側は、通常送電開始後に、通信モードへの移行イベントが発生したか否かを判断し、発生した場合にはコマンド分岐フェーズに移行する(ステップS216、S214)。そして通信モードのコマンド処理を行う(ステップS218)。
次に、受電側は、負荷90のバッテリ94の満充電を検出し、満充電が検出された場合には、送電側に満充電の検出を通知する満充電検出コマンドを送信する(ステップS217、S219)。
一方、送電側は、受電側から満充電検出コマンドを受信すると、受電側への送電を停止する。そして、仮送電を開始し、認証処理のフェーズに移行する(ステップS202、S203)。
4.波形モニタ回路
次に外付け回路の例である送電側の波形モニタ回路14について説明する。図7に波形モニタ回路14の第1の構成例を示す。
次に外付け回路の例である送電側の波形モニタ回路14について説明する。図7に波形モニタ回路14の第1の構成例を示す。
図7において、送電制御装置20は、波形モニタ用の誘起電圧信号PHIN1を、波形モニタ端子を介して波形モニタ回路14から受ける。そして送電制御装置20が含む負荷状態検出回路(波形検出回路)30が、誘起電圧信号PHIN1の波形変化を検出し、これにより受電側(2次側)の負荷状態を検出する。
波形モニタ回路14は、1次コイルL1のコイル端信号CSGに基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号PHIN1を生成して、送電制御装置20に出力する。具体的には波形モニタ回路14は、リミッタ機能付きの第1の整流回路17を含む。この整流回路17は、1次コイルL1のコイル端信号CSGが生成されるコイル端ノードNA2と、波形モニタ用の誘起電圧信号PHIN1が生成される第1のモニタノードNA11との間に設けられる電流制限抵抗RA1を有する。そして整流回路17は、誘起電圧信号PHIN1をVDDの電圧(高電位電源電圧)にクランプするリミッタ動作を行うと共に誘起電圧信号PHIN1に対する半波整流を行う。
このような電流制限抵抗RA1を設けることで、コイル端ノードNA2からの過大な電流が送電制御装置20のIC端子に流れ込む事態が防止される。また整流回路17が、誘起電圧信号PHIN1をVDDの電圧にクランプすることで、最大定格電圧以上の電圧が送電制御装置20のIC端子に印加されてしまう事態が防止される。また整流回路17が、半波整流を行うことで、負の電圧が送電制御装置20のIC端子に印加されてしまう事態が防止される。
具体的には整流回路17は、モニタノードNA11とVDD(広義には高電位電源)ノードとの間に設けられ、モニタノードNA11からVDDノードへと向かう方向を順方向とする第1のダイオードDA1を含む。またモニタノードNA11とGND(広義には低電位電源)ノードとの間に設けられ、GNDノードからモニタノードNA11へと向かう方向を順方向とする第2のダイオードDA2を含む。ダイオードDA1によりVDDへのリミット動作が実現され、ダイオードDA2により半波整流が実現される。
図8に波形モニタ回路14の第2の構成例を示す。図8では、波形モニタ回路14が、第1の整流回路17の他に、第2の整流回路18を含む。また負荷状態検出回路30は第1、第2の負荷状態検出回路31、34を含む。第1の負荷状態検出回路31は、1次コイルL1の第1の誘起電圧信号PHIN1の波形変化を検出する。第2の負荷状態検出回路34は、1次コイルL1の第2の誘起電圧信号PHIN2の波形変化を検出する。
第2の整流回路18は、第2のモニタノードNA21を介して、第2の負荷状態検出回路34に対して波形モニタ用の第2の誘起電圧信号PHIN2を出力する。具体的には整流回路18は、コイル端ノードNA2とモニタノードNA21との間に設けられた第1の抵抗RA2と、モニタノードNA21とGND(低電位電源)ノードとの間に設けられた第2の抵抗RA3を含む。またモニタノードNA21とGNDノードとの間に設けられた第3のダイオードDA3を含む。そして抵抗RA2、RA3により、コイル端信号CSGの電圧が分割されて、誘起電圧信号PHIN2として第2の負荷状態検出回路34に入力されるようになる。またダイオードDA3により、コイル端信号CSGの半波整流が行われて、負の電圧が第2の負荷状態検出回路34に印加されないようになる。
図9に、整流回路17に入力されるコイル端信号CSGと、整流回路17が第1の負荷状態検出回路31に出力する誘起電圧信号PHIN1と、パルス幅検出に使用されるパルス信号PLS1の波形例を示す。
図9のE1に示すように、第1の負荷状態検出回路31は、誘起電圧信号PHIN1(コイル端信号CSG)の立ち上がり部分での位相変化に相当するパルス幅期間XTPW1を検出する。即ち誘起電圧信号PHIN1が0Vから変化してE2に示すようにしきい値電圧VT1を上回るタイミングと駆動クロックDRCKのエッジタイミング(図9では立ち上がりエッジタイミングになっているが、立ち下がりエッジタイミングであってもよい)との間の期間であるパルス幅期間XTPW1を計測する。従って、この場合には、0V付近を検出できればよいため、波形縮小は不要であり、整流回路18のような、抵抗RA2、RA3による電圧分割は行わなくても済む。このため、信号PHIN1の波形がつぶれることがなく、抵抗分割ノードと寄生容量による信号劣化もない。よって、第1の負荷状態検出回路31は、綺麗な波形の信号PHIN1を用いて波形検出を行うことができるため、検出精度を向上できる。
ここで、このように抵抗を用いた電圧分割による波形縮小を行わないと、信号PHIN1が送電制御装置20の最大定格電圧を超えてしまうおそれがある。この点、整流回路17にはダイオードDA1が設けられており、このダイオードDA1が、E3に示すように信号PHIN1をVDDの電圧にクランプするリミット動作を行うため、信号PHIN1が最大定格電圧を超えてしまう事態を防止できる。また整流回路17には、ダイオードDA2が設けられており、このダイオードDA2が、E4に示すように半波整流を行うため、負の電圧が送電制御装置20のIC端子に印加されてしまう事態も防止できる。
図10に、整流回路18に入力されるコイル端信号CSGと、整流回路18が第2の負荷状態検出回路34に出力する誘起電圧信号PHIN2と、パルス幅検出に使用されるパルス信号PLS2の波形例を示す。
図10のG1に示すように、第2の負荷状態検出回路34は、誘起電圧信号PHIN2(コイル端信号CSG)の立ち下がり部分での位相変化に相当するパルス幅期間XTPW2を検出する。即ち誘起電圧信号PHIN2がVDD側の電圧から変化してG2に示すようにしきい値電圧VT2を下回るタイミングと駆動クロックDRCKのエッジタイミング(図10では立ち下がりエッジタイミングになっているが、立ち上がりエッジタイミングでもよい)との間の期間であるパルス幅期間XTPW2を計測する。従って、VDDを超えた電圧になってしまうコイル端信号CSGを波形縮小する必要があり、このために整流回路18では、抵抗RA2、RA3を用いた電圧分割を行っている。具体的には、コイル端信号CSGを電圧分割して、波形を縮小することで、しきい値電圧VT2として例えばN型トランジスタのしきい値電圧を使用できるようにしている。なお整流回路18には、ダイオードDA3が設けられており、このダイオードDA3が、G3に示すように半波整流を行うため、負の電圧が送電制御装置20のIC端子に印加されてしまう事態も防止できる。
図7、図8の波形モニタ回路14は抵抗やダイオードなどの外付け部品で構成される。従って、これらの接続部品が適正に接続(半田付け)されているか否かを検査する必要がある。また使用されている回路素子の回路定数(例えば抵抗値)が適正か否かについても検査する必要がある。
そこで本実施形態では例えば図7のノードNA2に対して、テスタにより例えばDCレベルのテスト信号を入力する。そしてノードNA11に接続されるIC入力端子への入力電圧レベルの情報(出力情報)が、負荷状態検出回路30を介してテストレジスタ119に書き込まれる。これによりホスト2は、ホストI/F27を介してテストレジスタ119にアクセスすることで、ノードNA11が接続されるIC入力端子の入力電圧レベルを確認できる。従って、抵抗RA1、ダイオードDA1、DA2などの回路素子の接続や、送電制御装置20の入力端子の接続や、抵抗RA1の抵抗値等の検査が可能になる。またノードNA11の入力電圧レベルが入力される負荷状態検出回路30の回路不良についても検査でき、効率的な検査が可能になる。
5.温度検出部
図11に温度検出部15や測定回路38の構成例を示す。
図11に温度検出部15や測定回路38の構成例を示す。
図4の送電部12の送電ドライバは高い駆動周波数で1次コイルL1を駆動し、1次コイルL1やL1の一端に接続されるコンデンサには交流の大電流が流れる。従ってコンデンサのtanδに異常があると、誘電損失による発熱が生じ、送電部12が含むコンデンサが破壊するおそれがある。
このような事態を防止するために図11では、送電部12のコンデンサのtanδの異常を検出し、異常が検出された場合には1次側から2次側への送電を停止する。例えばコンデンサ温度と周囲温度との温度差が高くなった場合やコンデンサ温度が高くなった場合に、異常が検出されたと判断して送電を停止する。
具体的には図11において温度検出部15は、基準抵抗R0と、コンデンサ温度測定用のサーミスタRT1と、周囲温度測定用のサーミスタRT2を含む。サーミスタRT1は送電部12のコンデンサの近くに配置され、サーミスタRT2はコンデンサから距離が離れた位置に配置される。
測定回路38は、RFコンバージョン(抵抗−周波数変換)方式で温度を測定するための回路である。具体的には基準抵抗R0とコンデンサ温度測定用サーミスタRT1との抵抗比情報である第1の抵抗比情報(基準計測時間内の第1のカウント値、CR発振時間)を求めることで、コンデンサ温度を測定する。また基準抵抗R0と周囲温度測定用サーミスタRT2との抵抗比情報である第2の抵抗比情報(基準計測時間内の第2のカウント値、CR発振時間)を求めることで、周囲温度を測定する。そして測定されたコンデンサ温度と周囲温度との温度差を求めることで、コンデンサのtanδの異常を検出する。
即ちサーミスタRT1、RT2は例えば負の温度係数を有し、温度が上昇するとその抵抗値が減少する。従って、基準抵抗R0とサーミスタRT1との第1の抵抗比情報や、基準抵抗R0とサーミスタRT2の第2の抵抗比情報を求めることで、コンデンサ温度や周囲温度を測定できる。そしてこのように基準抵抗R0とサーミスタRT1、RT2との抵抗比で温度を測定すれば、基準コンデンサC0の容量値や電源電圧等が変動した場合にも、この変動を吸収することができ、温度測定の精度を高めることができる。
測定回路38は、基準測定用のトランジスタTR0と、コンデンサ温度測定用のトランジスタTR1と、周囲温度測定用のトランジスタTR2を含む。また放電用のトランジスタTR3や検出回路BUFRを含む。
基準測定用のトランジスタTR0は、基準コンデンサC0の一端のノードである発振ノードNR1とVDD(第2の電源)との間に、基準抵抗R0と直列に設けられ、コンデンサ温度測定用のトランジスタTR1は、発振ノードNR1とVDDとの間に、コンデンサ温度測定用サーミスタRT1と直列に設けられる。また周囲温度測定用のトランジスタTR2は、発振ノードNR1とVDDとの間に、周囲温度測定用サーミスタRT2と直列に設けられる。そしてトランジスタTR0、TR1、TR2のゲートには、制御部22からの制御信号SC0、SC1、SC2が入力される。
放電用のトランジスタTR3は、発振ノードNR1とGND(第1の電源)との間に設けられ、TR3のゲートには、制御部22からの制御信号SC3が入力される。
検出回路BUFRは、発振ノードNR1の電圧が所与のしきい値電圧を超えた場合に、検出パルスDPを出力する。この検出回路BUFRは、例えばシュミットトリガー型のインバータ回路などにより実現できる。
制御部22は、検出回路BUFRからの検出パルスDPを受け、温度の測定処理を行う。また制御信号SC0〜SC3を生成して、トランジスタTR0〜TR3のオン・オフを制御する。
図12(A)、図12(B)に図11の回路の動作を説明するための信号波形例を示す。まず図12(A)に示すように基準計測時間Tの測定を行う。具体的には制御部22が、図12(A)に示すような制御信号SC0、SC3をトランジスタTR0、TR3に出力することで、発振ノードNR1の電圧が図12(A)に示すように変化する。そして制御部22は、このようにCR発振が繰り返されている間、バッファ回路BUFRからの検出パルスDPの数をカウントし、検出パルス数が例えば1000回(N回)になると、基準計測時間Tの測定を終了する。これにより、基準計測時間はT=1000×C0×R0×aと表されるようになる。
次に図12(B)に示すようにコンデンサ温度の測定を行う。具体的には、制御部22が図12(B)に示すような制御信号SC1、SC3をトランジスタTR1、TR3に出力することで、発振ノードNR1の電圧が図12(B)に示すように変化する。測定回路200は、図12(A)で計測された基準計測時間Tの間、検出パルス数をカウントする。そして基準計測時間T内でカウントされた検出パルス数を第1のカウント値CMとして求める。従って、下記の式が成り立つことになる。
T=CM×C0×RT1×a=1000×C0×R0×a (1)
RT1/R0=1000/CM (2)
次に制御部22は図12(B)の手法で、制御信号SC2、SC3によりトランジスタTR2、TR3をオン・オフ制御して、周囲温度の測定を行い、第2のカウント値CMを得る。この場合に下記の式が成り立つことになる。
RT1/R0=1000/CM (2)
次に制御部22は図12(B)の手法で、制御信号SC2、SC3によりトランジスタTR2、TR3をオン・オフ制御して、周囲温度の測定を行い、第2のカウント値CMを得る。この場合に下記の式が成り立つことになる。
T=CM×C0×RT2×a=1000×C0×R0×a (3)
RT2/R0=1000/CM (4)
図11の回路によれば、図12(A)で説明したように基準計測時間Tが求められる。そして図12(B)で説明したように、この基準計測時間T内での検出パルス数をカウントし、得られたカウント値CMに基づいて、抵抗比情報(RT1/R0、RT2/R0)が求められる。そしてこの抵抗比情報に基づいてコンデンサ温度や周囲温度を特定できるようになる。
RT2/R0=1000/CM (4)
図11の回路によれば、図12(A)で説明したように基準計測時間Tが求められる。そして図12(B)で説明したように、この基準計測時間T内での検出パルス数をカウントし、得られたカウント値CMに基づいて、抵抗比情報(RT1/R0、RT2/R0)が求められる。そしてこの抵抗比情報に基づいてコンデンサ温度や周囲温度を特定できるようになる。
図11において、温度検出部15の出力側回路204が第1の外付け回路6になり、入力側回路202が第2の外付け回路7になる。具体的にはノードNR1に対して、テスタにより例えばDCレベルのテスト信号を入力する。そしてノードNR1に接続されるIC入力端子への入力電圧レベルの情報(出力情報)が、測定回路38を介してテストレジスタ119に書き込まれる。これによりホスト2は、ホストI/F27を介してテストレジスタ119にアクセスすることで、ノードNR1が接続されるIC入力端子の入力電圧レベルを確認できる。これによりコンデンサC0の接続不良等を検査できる。またノードNR1の入力電圧レベルが入力される測定回路38の回路不良についても検査でき、効率的な検査が可能になる。
またホストI/F27を介してホスト2によりテストレジスタ119に出力設定情報が書き込まれると、ノードNQ0、NQ1、NQ2が接続されるIC出力端子から、図示しないセレクタや出力回路を介して出力信号が出力される。即ち図示しない出力回路(I/Oセル等)が温度検出部15(入力側回路)に出力信号を出力する。そして例えばノードNR1の電圧レベル等をテスタにより測定することで、抵抗R0、RT1、RT2の接続不良等を検査できる。
6.表示部
図13に表示部16の構成例を示す。表示部16は発光ダイオードLEDR、LEDG、抵抗RLR、RLGを含む。図13の表示部16は、送電制御装置20がノードNL1、NL2の電位を制御することで、発光ダイオードLEDR、LEDGを発光させて、無接点電力伝送の状態表示を実現する。例えば充電開始時や満充電検出時に発光ダイオードLEDRやLEDGを発光させて、ユーザに知らせる。
図13に表示部16の構成例を示す。表示部16は発光ダイオードLEDR、LEDG、抵抗RLR、RLGを含む。図13の表示部16は、送電制御装置20がノードNL1、NL2の電位を制御することで、発光ダイオードLEDR、LEDGを発光させて、無接点電力伝送の状態表示を実現する。例えば充電開始時や満充電検出時に発光ダイオードLEDRやLEDGを発光させて、ユーザに知らせる。
本実施形態では図13の表示部16が第2の外付け回路7になる。そしてホストI/F27を介してホスト2によりテストレジスタ119に出力設定情報が書き込まれると、ノードNL1、NL2が接続されるIC出力端子から、図示しないセレクタや出力回路を介して出力信号が出力される。即ち図示しない出力回路が表示部16の出力信号を出力する。そして例えばLEDR、LEDGが発光するか否かを確認することで、発光ダイオードLEDR、LEDGや抵抗RLR、RLGの接続不良等を検査できる。
7.波形モニタ回路、負荷変調部、給電制御部
図14に、波形モニタ回路44、負荷変調部46、給電制御部48の構成例を示す。
図14に、波形モニタ回路44、負荷変調部46、給電制御部48の構成例を示す。
受電部42は整流回路43と波形モニタ回路44と電位安定化用のコンデンサCB1を含む。そして整流回路43は、ダイオードDB1〜DB4を含む。ダイオードDB1は、2次コイルL2の一端のノードNB1と直流電圧VDCの生成ノードNB3との間に設けられ、DB2は、ノードNB3と2次コイルL2の他端のノードNB2との間に設けられ、DB3は、ノードNB2とVSSのノードNB4との間に設けられ、DB4は、ノードNB4とNB1との間に設けられる。
受電側の波形モニタ回路44は、抵抗RB1、RB2、RB3、RB4を含む。抵抗RB1、RB2はノードNB1とNB4との間に設けられる。そしてノードNB1、NB4間の電圧を抵抗RB1、RB2により分圧することで得られた信号CCMPIが、周波数検出回路60に入力される。
抵抗RB4、RB5は、直流電圧VDCのノードNB3とVSSのノードNB4との間に設けられる。そしてノードNB3、NB4間の電圧を抵抗RB4、RB5により分圧することで得られた信号ADINが、位置検出回路56に入力される。
位置検出回路56は、2次コイルL2の誘起電圧の波形に相当する信号ADINの波形を監視して、1次コイルL1と2次コイルL2の位置関係が適正であるかを判断する。具体的には信号ADINを、コンパレータで2値に変換又はA/D変換でレベル判定して、位置関係が適正であるか否かを判断する。
周波数検出回路60は、信号CCMPIの周波数(f1、f2)を検出して、図5(A)に示すように、送電装置10からの送信データが「1」なのか「0」なのかを判断する。
満充電検出回路62(充電検出回路)は、負荷90のバッテリ94(2次電池)が、満充電状態(充電状態)になったか否かを検出する回路である。ここで負荷90は、バッテリ94の充電制御等を行う充電制御装置92を含むことができる。
負荷変調部46は、ノードNB3、NB4の間に直列に設けられた抵抗RB3、トランジスタTB3(N型のCMOSトランジスタ)を含む。このトランジスタTB3は制御部52からの信号P3Qによりオン・オフ制御される。
例えば図5(B)のように、データ「0」を送信するために2次側を低負荷(インピーダンス大)にする場合には、信号P3QがLレベルになってトランジスタTB3がオフになる。これにより負荷変調部46の負荷はほぼ無限大(無負荷)になる。一方、データ「1」を送信するために2次側を高負荷(インピーダンス小)にする場合には、信号P3QがHレベルになってトランジスタTB3がオンになる。これにより負荷変調部46の負荷は、抵抗RB3(高負荷)になる。
給電制御部48はレギュレータ49と給電制御用のトランジスタTB2を含む。レギュレータ49は、整流回路43での変換で得られた直流電圧VDCの電圧レベルを調整して、電源電圧VD5(例えば5V)を生成する。受電制御装置50は、例えばこの電源電圧VD5が供給されて動作する。
給電制御用のトランジスタTB2(P型のCMOSトランジスタ)は、制御部52からの信号P1Qにより制御される。具体的にはトランジスタTB2は、ID認証が完了(確立)して通常の電力伝送を行う場合にはオンになり、負荷変調の場合等にはオフになる。
本実施形態では、図14の波形モニタ回路44が、受電側の第1の外付け回路になり、負荷変調部46や給電制御部48が、受電側の第2の外付け回路になる。
例えばテストモードの設定時に、ノードNB1やNB3に対してテスタによりDCレベルのテスト信号を入力する。そしてノードNC1やNC2に接続されるIC入力端子への入力電圧レベルの情報が、周波数検出回路60や位置検出回路56を介してテストレジスタ139に書き込まれる。これにより受電側のホスト5は、受電側のホストI/F57を介してテストレジスタ139にアクセスすることで、ノードNC1やNC2が接続されるIC入力端子の入力電圧レベルを確認できる。これにより抵抗RB1〜RB5の接続不良や抵抗値等を検査できる。また周波数検出回路60や位置検出回路56の回路不良についても検査でき、効率的な検査が可能になる。
またホストI/F57を介してホスト4によりテストレジスタ139に出力設定情報が書き込まれると、ノードNC3やNC4が接続されるIC出力端子から、図示しないセレクタや出力回路を介して出力信号P3QやP1Qが出力される。即ち図示しない出力回路(I/Oセル等)が出信号P3Q、P1Qを出力する。そして例えばノードNB3やNB7の電圧レベル等をテスタにより測定することで、トランジスタTB3、抵抗RB3、トランジスタTB2、抵抗RU2の接続不良等を検査できる。
8.スレーブアドレスの設定
さて、ホストとの接続のためにI2Cバスなどを使用した場合に、図15(A)に示すように通常モードでは、送電側のホスト2と受電側のホスト4が同じI2Cバスに接続されることはない。即ち送電側のホスト2とホストI/F27は、送電装置10内に設けられたI2Cバスで接続され、受電側のホスト4とホストI/F57は、受電装置40内に設けられたI2Cバスで接続される。従って図15(A)に示すようにI2Cバスのスレーブアドレスとして同じアドレスADSLを使用できる。
さて、ホストとの接続のためにI2Cバスなどを使用した場合に、図15(A)に示すように通常モードでは、送電側のホスト2と受電側のホスト4が同じI2Cバスに接続されることはない。即ち送電側のホスト2とホストI/F27は、送電装置10内に設けられたI2Cバスで接続され、受電側のホスト4とホストI/F57は、受電装置40内に設けられたI2Cバスで接続される。従って図15(A)に示すようにI2Cバスのスレーブアドレスとして同じアドレスADSLを使用できる。
一方、テストモード設定時には図15(B)に示すように、1つのホスト2(テスト用のPC)を、共通のI2Cバスを介して送電側のホストI/F27と受電側のホストI/F57に接続することが望ましい。このようにすれば、1つのホスト2を用いて、送電側と受電側の両方をテストすることが可能になるため、テストの効率化を図れる。
しかしながら、このように共通のI2Cバスで接続する場合には、図15(A)の通常モードのように送電側と受電側で同じスレーブアドレスADSLを用いてしまうと、ホスト2とホストI/F27、57との間の適正な通信を実現できない。
そこで図15(A)、図15(B)では、ホストI/F27、57に対してスレーブアドレス切り替え回路250、252を設けている。そして図15(B)に示すように、スレーブアドレス切り替え回路250、252は、テストモード設定時には、送電側のレジスタ部23(テストレジスタ)のスレーブアドレスと、受電側のレジスタ部53(テストレジスタ)のスレーブアドレスとが異なるアドレスになるように、レジスタ部23、53のスレーブアドレスをテストモード用スレーブアドレスADSL1、ADSL2に切り替えている。
例えば図15(A)の通常モードでは、レジスタ部23、53のスレーブアドレスは同じアドレスADSLになっている。一方、図15(B)のテストモードでは、送電側のスレーブアドレス切り替え回路250が、スレーブアドレスをADSLからADSL2に切り替える。また受電側のスレーブアドレス切り替え回路252が、スレーブアドレスをADSLからADSL2に切り替える。
このようにすれば、テストモード設定時に、1つのホスト2に対して共通のI2CバスでホストI/F27、57を接続した場合にも、ホスト2は、レジスタ部23又は53に個別にアクセスできる。従って図3(B)等で説明した外付け回路のテスト等を、1つのホスト2だけを用いて実現できるため、テストの効率化を図れる。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成・動作や、テスト手法、通信処理、ホストインターフェース処理等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
L1 1次コイル、L2 2次コイル、2 ホスト(送電側)、4 ホスト(受電側)、
10 送電装置、12 送電部、14 波形モニタ回路、15 温度検出部、
16 表示部、20 送電制御装置、22 制御部(送電側)、23 レジスタ部、
27 ホストI/F、28 テスト回路、29 検出回路、30 負荷状態検出回路、
35 セレクタ、36 出力回路、37 レベルシフタ、38 測定回路、
40 受電装置、42 受電部、43 整流回路、44 波形モニタ回路、
46 負荷変調部、48 給電制御部、50 受電制御装置、52 制御部(受電側)、53 レジスタ部、56 位置検出回路、57 ホストI/F、58 テスト回路、
59 検出回路、60 周波数検出回路、62 満充電検出回路、90 負荷、
92 充電制御装置、94 バッテリ、100 送電制御部、104 通信処理部、
106 検知判定部、108 定期認証判定部、110 情報レジスタ、
112 ステータスレジスタ、114 コマンドレジスタ、116 割り込みレジスタ、
118 データレジスタ、119 テストレジスタ、120 受電制御部、
124 通信処理部、126 検知判定部、128 定期認証制御部、
130 情報レジスタ、132 ステータスレジスタ、134 コマンドレジスタ、
136 割り込みレジスタ、138 データレジスタ、139 テストレジスタ
10 送電装置、12 送電部、14 波形モニタ回路、15 温度検出部、
16 表示部、20 送電制御装置、22 制御部(送電側)、23 レジスタ部、
27 ホストI/F、28 テスト回路、29 検出回路、30 負荷状態検出回路、
35 セレクタ、36 出力回路、37 レベルシフタ、38 測定回路、
40 受電装置、42 受電部、43 整流回路、44 波形モニタ回路、
46 負荷変調部、48 給電制御部、50 受電制御装置、52 制御部(受電側)、53 レジスタ部、56 位置検出回路、57 ホストI/F、58 テスト回路、
59 検出回路、60 周波数検出回路、62 満充電検出回路、90 負荷、
92 充電制御装置、94 バッテリ、100 送電制御部、104 通信処理部、
106 検知判定部、108 定期認証判定部、110 情報レジスタ、
112 ステータスレジスタ、114 コマンドレジスタ、116 割り込みレジスタ、
118 データレジスタ、119 テストレジスタ、120 受電制御部、
124 通信処理部、126 検知判定部、128 定期認証制御部、
130 情報レジスタ、132 ステータスレジスタ、134 コマンドレジスタ、
136 割り込みレジスタ、138 データレジスタ、139 テストレジスタ
Claims (20)
- 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、
第1の外付け回路からの出力信号が入力される検出回路と、
前記検出回路からの出力情報に基づいて検知判定を行う制御部と、
送電側ホストと通信を行うためのホストインターフェースと、
前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストがアクセス可能なテストレジスタを有するレジスタ部と、
テストモードの設定を行うためのテスト回路とを含み、
前記テストモードの設定時に、前記第1の外付け回路にテスト信号が入力され、前記テスト信号に対応する出力信号が前記第1の外付け回路から前記検出回路に入力され、前記検出回路からの出力情報が前記テストレジスタに設定されて、前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストにより読み出されることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1において、
前記第1の外付け回路は、
前記1次コイルのコイル端信号に基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号を出力する波形モニタ回路を含み、
前記検出回路は、
前記誘起電圧信号に基づいて、受電側の負荷状態を検出する負荷状態検出回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記第1の外付け回路は、
送電側の温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出部の少なくとも出力側回路を含み、
前記検出回路は、
前記温度検出信号に基づいて温度を測定する測定回路を含むことを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記制御部の出力と前記レジスタ部の出力のいずれかを選択するセレクタと、
前記セレクタからの出力信号を、第2の外付け回路に対して出力する出力回路とを含み、
前記テストモードの設定時に、前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストにより前記テストレジスタに対して出力設定情報が書き込まれ、前記出力設定情報に対応する出力信号が前記セレクタ及び前記出力回路を介して前記第2の外付け回路に入力されて、前記第2の外付け回路のテストが行われることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項4において、
前記第2の外付け回路は、
無接点電力伝送の状態表示のための表示部を含み、
前記出力回路は、
前記表示部への出力信号を出力することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項4又は5において、
前記第2の外付け回路は、
送電側の温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出部の少なくとも入力側回路を含み、
前記出力回路は、
前記温度検出部への出力信号を出力することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記ホストインターフェースは、前記送電側ホストと受電側ホストとの間での情報の通信を行うためのインターフェースであることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項7において、
前記制御部は、
前記送電側ホストと前記受電側ホストとの間での通信を要求する通信要求コマンドが、前記ホストインターフェースを介して前記送電側ホストにより前記レジスタ部に書き込まれた場合に、前記送電側ホストと前記受電側ホストとの間で通信を行う通信モードに移行すると共に前記通信要求コマンドを前記受電装置に送信することを特徴とする送電制御装置。 - 請求項7又は8において、
前記ホストインターフェースは、スレーブアドレス切り替え回路を含み、
前記スレーブアドレス切り替え回路は、
前記テストモードの設定時には、前記レジスタ部のスレーブアドレスと、前記受電側ホストとがアクセス可能な受電側レジスタ部のスレーブアドレスとが異なるアドレスになるように、前記レジスタ部の前記スレーブアドレスをテストモード用スレーブアドレスに切り替えることを特徴とする送電制御装置。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載の送電制御装置と、
交流電圧を生成して前記1次コイルに供給する送電部とを含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項10に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 1次コイルと2次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、
第1の外付け回路からの出力信号が入力される検出回路と、
前記検出回路からの出力情報に基づいて検知判定を行う制御部と、
受電側ホストと通信を行うためのホストインターフェースと、
前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストがアクセス可能なテストレジスタを有するレジスタ部と、
テストモードの設定を行うためのテスト回路とを含み、
前記テストモードの設定時に、前記第1の外付け回路にテスト信号が入力され、前記テスト信号に対応する出力信号が前記第1の外付け回路から前記検出回路に入力され、前記検出回路からの出力情報が前記テストレジスタに設定されて、前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストにより読み出されることを特徴とする受電制御装置。 - 請求項12において、
前記第1の外付け回路は、
前記2次コイルのコイル端信号に基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号を出力する波形モニタ回路を含み、
前記検出回路は、
前記誘起電圧信号に基づいて前記1次コイルと前記2次コイルの位置関係を検出する位置検出回路と、前記誘起電圧信号に基づいて前記送電装置からの送信データを検出するための周波数検出を行う周波数検出回路の少なくとも一方を含むことを特徴とする受電制御装置。 - 請求項12又は13において、
前記制御部の出力と前記レジスタ部の出力のいずれかを選択するセレクタと、
前記セレクタからの出力信号を、第2の外付け回路に対して出力する出力回路とを含み、
前記テストモードの設定時に、前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストにより前記テストレジスタに対して出力設定情報が書き込まれ、前記出力設定情報に対応する出力信号が前記セレクタ及び前記出力回路を介して前記第2の外付け回路に入力されて、前記第2の外付け回路のテストが行われることを特徴とする受電制御装置。 - 請求項14において、
前記第2の外付け回路は、
前記送電装置にデータを送信するための負荷変調を行う負荷変調部と、前記負荷への給電制御を行う給電制御部の少なくとも一方を含み、
前記出力回路は、
前記負荷変調部及び前記給電制御部の少なくとも一方に対する出力信号を出力することを特徴とする受電制御装置。 - 請求項12乃至15のいずれかにおいて、
前記ホストインターフェースは、前記受電側ホストと送電側ホストとの間での情報の通信を行うためのインターフェースであることを特徴とする受電制御装置。 - 請求項16において、
前記制御部は、
前記受電側ホストと前記送電側ホストとの間での通信を要求する通信要求コマンドが、前記ホストインターフェースを介して前記受電側ホストにより前記レジスタ部に書き込まれた場合に、前記受電側ホストと前記送電側ホストとの間で通信を行う通信モードに移行すると共に前記通信要求コマンドを前記送電装置に送信することを特徴とする受電制御装置。 - 請求項12乃至17のいずれかにおいて、
前記ホストインターフェースは、スレーブアドレス切り替え回路を含み、
前記スレーブアドレス切り替え回路は、
前記テストモードの設定時には、前記レジスタ部のスレーブアドレスと、前記送電側ホストとがアクセス可能な送電側レジスタ部のスレーブアドレスとが異なるアドレスになるように、前記レジスタ部の前記スレーブアドレスをテストモード用スレーブアドレスに切り替えることを特徴とする受電制御装置。 - 請求項12乃至18のいずれかに記載の受電制御装置と、
前記2次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部とを含むことを特徴とする受電装置。 - 請求項19に記載の受電装置と、
前記受電装置により電力が供給される負荷とを含むことを特徴とする電子機器。
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