JP5892234B2 - 送電装置及び送受電システム - Google Patents
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Description
本発明は、送電装置及び送受電システムに関する。
電磁誘導に代表される非接触給電技術が研究されている。非接触給電技術は、シェーバーや電動歯ブラシ等で使われている。近年、磁界共鳴技術の発表を一つのきっかけとして、再び非接触給電について盛んに研究されるようになってきている。
また、無線方式により送電アンテナから受電アンテナに電力を伝送する無線給電システムにおいて、受電アンテナの配置状態に係る情報を検出する検出部と、送電アンテナの複数の送電コイルを個別に駆動する複数の駆動部と、少なくとも受電アンテナの配置状態に係る情報に基づいて、駆動部を介して送電コイルに流れる電流を制御する制御部とを備える無線給電システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、N(Nは2以上の整数)個の送電回路と、このN個の送電回路を制御する制御手段とを備え、送電回路は、直列に接続されたキャパシタと送電コイルとからなる送電側LCタンク回路と、この送電側LCタンク回路に電力を供給する発振回路とを有し、N個の送電回路の送電コイルは、マトリクス状に配置され、制御手段は、N個の送電回路の送電コイルのうち少なくとも2個の送電コイルから到達する磁場の変化の位相が受電回路の受電コイルにおいて揃うように、N個の送電回路の各発振回路が発生する信号の位相を制御する非接触送電装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
本発明の目的は、受電装置の数に応じて無線送電の電力を制御することができる受電装置及び送受電システムを提供することである。
送電装置は、無線送電を行う送電部と、前記送電部の送電可能範囲より広い範囲内で無線通信を行う通信部と、前記送電部の無線送電の電力を制御する送電制御回路とを有し、前記送電制御回路は、前記送電部が第1の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第1の電力より小さい第2の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御する。
送電可能範囲内の受電装置の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。送受電システムは、例えば、1個の送電装置101と、複数個の受電装置102を有する。送電装置101は、複数の受電装置102に無線送電することができる。複数の受電装置102は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯端末又は携帯電話等であり、送電装置101から無線受電し、内蔵のバッテリに充電することができる。これにより、送電装置101は、複数の受電装置102を同時に充電することができる。この際、送電装置101は、受電する受電装置102の数が少ないときには比較的小さな電力で無線送電し、充電する受電装置102の数が多いときには比較的大きな電力で無線送電する必要がある。受電装置102の数が少ないのに、送電装置101が必要以上に大きな電力で無線送電すると、受電装置102が過剰に受電し、許容値を超える熱が発生する問題が生じる。したがって、送電装置101は、送電可能範囲内に存在する受電装置の数に応じて、無線送電の電力を制御する必要がある。
図1は、第1の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。送受電システムは、例えば、1個の送電装置101と、複数個の受電装置102を有する。送電装置101は、複数の受電装置102に無線送電することができる。複数の受電装置102は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯端末又は携帯電話等であり、送電装置101から無線受電し、内蔵のバッテリに充電することができる。これにより、送電装置101は、複数の受電装置102を同時に充電することができる。この際、送電装置101は、受電する受電装置102の数が少ないときには比較的小さな電力で無線送電し、充電する受電装置102の数が多いときには比較的大きな電力で無線送電する必要がある。受電装置102の数が少ないのに、送電装置101が必要以上に大きな電力で無線送電すると、受電装置102が過剰に受電し、許容値を超える熱が発生する問題が生じる。したがって、送電装置101は、送電可能範囲内に存在する受電装置の数に応じて、無線送電の電力を制御する必要がある。
図2は、送電装置101及び受電装置102の構成例を示す図である。送電装置101は、高周波電源回路201、送電用コイル202、送電用LC共振器203、送電制御回路204及び通信部205を有する。受電装置102は、受電用LC共振器211、受電用コイル212、受電回路213、バッテリ214、通信部215及び受電制御回路216を有する。LC共振器203及び211は、コイル(インダクタ)及び容量の直列接続回路であり、その共振周波数は1/{2×π×√(L×C)}である。ここで、Lはインダクタンスであり、Cは容量値である。送電装置101は、受電装置102に対して無線送電を行うことができる。高周波電源回路201は、発振器、アンプ及び整合回路を有し、高周波数の電圧を送電用コイル202に印加する。すると、送電用コイル202には、磁界が発生し、電磁誘導221により、送電用LC共振器203に電流が流れる。高周波電源回路201により印加される電圧の周波数が1/{2×π×√(L×C)}の共振周波数であるので、送電用LC共振器203は共振状態になる。送電用LC共振器203には磁界が発生し、1/{2×π×√(L×C)}の共振周波数の磁界共鳴222により、受電用LC共振器211に電流が流れ、受電用LC共振器211は共振状態になる。すると、受電用LC共振器211には磁界が発生し、電磁誘導223により、受電用コイル212に電流が流れる。受電回路213は、整流回路を有し、受電用コイル212に発生する電圧を整流し、その整流した電圧をバッテリ214に供給する。バッテリ214は、その供給された電圧により充電される。送電装置101は、磁界共鳴222により、受電装置102に対して無線送電し、受電装置102のバッテリ214を充電することができる。
送電装置101の通信部205及び受電装置102の通信部215は、コイル202,212及びLC共振器203,211による送受電とは異なる方式より、無線通信を行うための通信部であり、相互に送受信を行うことができる。送電制御回路204は、通信部205に接続され、高周波電源回路201の制御を行う。受電制御回路216は、通信部215に接続され、受電回路213の制御を行う。
ここで、送電用コイル202は、電磁誘導221により、送電用LC共振器203に無線送電する。次に、送電用LC共振器203は、磁界共鳴222により、受電用LC共振器211に無線送電する。次に、受電用LC共振器211は、電磁誘導223により、受電用コイル212に無線送電する。これにより、送電装置101は、受電装置102に対して、磁界共鳴222により無線送電することができる。
なお、送電装置101は、受電装置102に対して、磁界共鳴222に限定されず、種々の無線送電を行うことができる。無線送電は、上記の磁界共鳴222の他、電磁誘導、電界誘導、電界共鳴、マイクロ波送電又はレーザ送電を含む。電磁誘導の場合には、例えば、LC共振器203及び211を削除すればよい。その場合、送電装置101の送電用コイル202は、電磁誘導により、受電装置102の受電用コイル212に無線送電することができる。また、電界誘導又は電界共鳴の場合には、アンテナ等を用いて、送電装置101から受電装置102に無線送信すればよい。以下、送電装置101が磁界共鳴222により受電装置102に無線送電する場合を例に説明する。
図3は、2個の送電装置101a,101b及び2個の受電装置102a,102bを有する送受電システムの構成例を示す図である。送電装置101a及び101bは、図2の送電装置101と同じ構成を有する。受電装置102a及び102bは、図2の受電装置102と同じ構成を有する。
第1の送電可能範囲301aは、第1の送電装置101aの送電部(送電用コイル202及び送電用LC共振器203を含む)が無線送電可能な範囲である。第1の送信可能範囲302aは、第1の送電装置101aの通信部205が無線送信可能な範囲であり、第1の送電可能範囲301aより広い。
第2の送電可能範囲301bは、第2の送電装置101bの送電部(送電用コイル202及び送電用LC共振器203を含む)が無線送電可能な範囲である。第2の送信可能範囲302bは、第2の送電装置101bの通信部205が無線送信可能な範囲であり、第2の送電可能範囲301bより広い。
例えば、送電装置101a及び101bの送電部が磁界共鳴方式の送電部の場合には、送電可能範囲301a及び301bは約数十cmである。また、送電装置101a及び101bの通信部205がBluetooth(登録商標)の通信方式の場合には、送信可能範囲302a及び302bは約数mである。
第1の送電装置101aは、第1の送電可能範囲301a内の第1の受電装置102aに送電することができ、第1の送電可能範囲301a外の第2の受電装置102bには送電することができない。第2の送電装置101bは、第2の送電可能範囲301b内の第2の受電装置102bに送電することができ、第2の送電可能範囲301b外の第1の受電装置102aには送電することができない。
また、第1の送電装置101aは、第1の送信可能範囲302a内の第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bに送信することができ、第1の送信可能範囲302a外の受電装置には送信することができない。第2の送電装置101bは、第2の送信可能範囲302b内の第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bに送信することができ、第2の送信可能範囲302b外の受電装置には送信することができない。
以上のように、第1の送電装置101aの送電対象は第1の受電装置102aのみであり、第2の送電装置101bの送電対象は第2の受電装置102bのみである。
これに対し、第1の送電装置101aの送信対象は第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bであり、第2の送電装置101bの送信対象は第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bである。
第1の送信可能範囲302aは第1の送電可能範囲301aより広く、第2の送信可能範囲302bは第2の送電可能範囲301bより広い。そのため、送電装置101の送電対象である受電装置102の数と、送電装置101の送信対象である受電装置102の数とは一致しない。したがって、送電装置101a及び101bは、通信部205の無線通信のみによって、送電可能範囲301a及び301b内の受電装置の数を検出することは容易ではない。以下、送電装置101a及び101bが、送電可能範囲301a及び301b内の受電装置102の数を検出し、その検出した受電装置102の数に応じて適切な電力の送電を行う方法を説明する。
図4A〜図4Cは第2の送電装置101bの送電可能範囲内に存在する受電装置の数を検出する方法を説明するための図であり、図5は第2の送電装置101bの処理例を示すフローチャートである。図4A〜図4Cにおいて、第1の送電装置101aが第1の受電装置102aに送電しているときに、第2の送電装置101bが第2の送電可能範囲301b内に存在する受電装置の数を検出する方法を説明する。なお、第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bは、第2の送電装置101bの第2の送信可能範囲302b内に存在する。
まず、ステップS501では、図4Aに示すように、第2の送電装置101bの送電部(送電用コイル202及び送電用LC共振器203を含む)は、送電制御回路204の制御により、正式な送電を行う前に第1の電力でテスト送電を開始する。
次に、ステップS502では、第2の送電装置101bは、上記のテスト送電中に、受電中の受電装置を検出する。具体的には、第2の送電装置101bの通信部205は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。第2の受電装置102bは、第2の送電装置101bの第2の送電可能範囲301b内に存在するので、第2の送電装置101bから受電している。第2の受電装置102bの通信部215は、閾値以上の電力を受電しているので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電している旨を第2の送電装置101bに送信する。
これに対し、第1の受電装置102aは、第2の送電装置101bの第2の送電可能範囲301b外に位置するため、第2の送電装置101bからは受電しないが、第1の送電装置101aから受電している。そのため、第1の受電装置102aの通信部215も、閾値以上の電力を受電しているので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電している旨を第2の送電装置101bに送信する。
したがって、第2の送電装置101bは、第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bから受電している旨を受信し、受電中の受電装置が2個の受電装置102a及び102bであることを検出する。
次に、ステップS503では、第2の送電装置101bは、受電装置から受電中である旨を1個以上受信した場合にはステップS504に進み、受電装置から受電中である旨を1個も受信しない場合には、受電中の受電装置が存在しないので、ステップS511に進む。
次に、ステップS504では、図4Bに示すように、第2の送電装置101bの送電部(送電用コイル202及び送電用LC共振器203を含む)は、送電制御回路204の制御により、上記のテスト送電を停止し、送電を行わない状態にする。
次に、ステップS505では、第2の送電装置101bは、上記のテスト送電停止の後、受電中の受電装置を検出する。具体的には、第2の送電装置101bの通信部205は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。第2の受電装置102bは、受電しない状態になり、閾値以上の電力を受電していないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、受電している旨を送信しない。
これに対し、第1の受電装置102aは、第1の送電装置101aから受電し、閾値以上の電力を受電しているので、上記の受電装置検出通知を受信すると、受電している旨を第2の送電装置101bに送信する。
したがって、第2の送電装置101bは、第1の受電装置102aのみから受電している旨を受信し、受電中の受電装置が1個の受電装置102aであることを検出する。
次に、ステップS506では、第2の送電装置101bは、ステップS502で検出した受電装置の数とステップS505で検出した受電装置の数が同じか否かをチェックする。同じでない場合にはステップS507へ進み、同じ場合には、第2の送電装置101bの第2の送電可能範囲301b内に受電装置が存在しないことを意味するので、ステップS511に進む。
次に、ステップS507では、図4Cに示すように、第2の送電装置101bは、ステップS502で応答のあった受電装置の数から、ステップS505で応答のあった受電装置の数を減算することにより、無応答に変化した受電装置の数を検出する。すなわち、第2の送電装置101bの送電制御回路204は、ステップS502で検出された受電装置102a及び102bの数である2個から、ステップS505で検出された受電装置102aの数である1個を減算することにより、自己の第2の送電可能範囲301b内に存在する受電装置の数が第2の受電装置102bの1個であることを検出できる。
次に、ステップS508及びS509では、第2の送電装置101bの送電部(送電用コイル202及び送電用LC共振器203を含む)は、送電制御回路204が高周波電源回路201内のアンプのゲインを制御することにより、ステップS507で検出された受電装置102bの数である1個に適する電力で送電を行う。これにより、第2の送電装置101bから第2の受電装置102bに適切な電力が送電され、第2の受電装置102bの過剰受電を防止し、異常発熱を防止することができる。
次に、ステップS510では、第2の受電装置102bの通信部215は、充電を完了すると、受電完了通知を第2の送電装置101bに送信する。第2の送電装置101bの通信部205は、第2の受電装置102bから受電完了通知を受信すると、ステップS511へ進む。
ステップS511では、第2の送電装置101bの送電部(送電用コイル202及び送電用LC共振器203を含む)は、送電制御回路204の制御により、送電を停止する。
上記では第2の送電装置101bの処理を例に説明したが、その他の送電装置101aを含むすべての送電装置101の処理は、第2の送電装置101bの処理と同様である。
以上のように、まず、ステップS502で、送電装置101の送電制御回路204は、送電部が第1の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置102から受電している旨の応答を通信部205が受信した受電装置102の数を検出する。その後、ステップS505で、送電装置101の送電制御回路204は、送電部が送電しないときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置102から受電している旨の応答を通信部205が受信した受電装置102の数を検出する。その後、ステップS507では、送電装置101の送電制御回路204は、ステップS502で検出した受電装置102の数とステップS505で検出した受電装置の数に応じて、送電部の送電可能範囲内に存在する受電装置102の数を検出する。その後、ステップS508では、送電装置101の送電制御回路204は、ステップS507で検出された受電装置102の数に応じて、送電部の無線送電の電力を制御する。
なお、ステップS501及びS502の処理と、ステップS504及びS505の処理の順番を逆にしてもよい。すなわち、まずステップS504の処理を行い、次にステップS505の処理を行い、次にステップS501の処理を行い、次にステップS502の処理を行い、その後、ステップS507以降の処理を行うようにしてもよい。
すなわち、まず、ステップS505のように、送電装置101の送電制御回路204は、送電部が送電しないときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置102から受電している旨の応答を通信部205が受信した受電装置102の数を検出する。その後、ステップS502のように、送電装置101の送電制御回路204は、送電部が第1の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置102から受電している旨の応答を通信部205が受信した受電装置102の数を検出する。その後、ステップS507では、送電装置101の送電制御回路204は、ステップS502で検出した受電装置102の数とステップS505で検出した受電装置の数に応じて、送電部の送電可能範囲内に存在する受電装置102の数を検出する。その後、ステップS508では、送電装置101の送電制御回路204は、ステップS507で検出された受電装置102の数に応じて、送電部の無線送電の電力を制御する。
また、ステップS504では、送電を停止する例を示したが、ステップS501のテスト送電の第1の電力より小さい第2の電力(極小電力を含む)で送電するようにしてもよい。
すなわち、ステップS502では、送電装置101の送電制御回路204は、送電部が第1の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置102から受電している旨の応答を通信部205が受信した受電装置の数を検出する。また、ステップS504及びS505と同様に、送電装置101の送電制御回路204は、送電部が第1の電力より小さい第2の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置102から受電している旨の応答を通信部205が受信した受電装置102の数を検出する。その後、ステップS508では、送電装置101の送電制御回路204は、ステップS507で検出した受電装置の数に応じて、送電部の無線送電の電力を制御する。この場合も、上記のように、ステップS502とS505の処理の順番は、逆でもよい。
以上のように、受電装置102がノート型パーソナルコンピュータ又は携帯端末等である場合には、受電装置102が移動可能である。本実施形態によれば、送電装置101の送電可能範囲内の受電装置102の数が変わる場合にも、自己の送電可能範囲内の受電装置102の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。送受電システムは、2個の送電装置101a,101b及び4個の受電装置102a,102b,102c,102dを有する。第1の送電可能範囲301aは、第1の送電装置101aの送電部が送電可能な範囲であり、第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bが存在する。第2の送電可能範囲301bは、第2の送電装置101bの送電部が送電可能な範囲であり、第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dが存在する。
図6は、第2の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。送受電システムは、2個の送電装置101a,101b及び4個の受電装置102a,102b,102c,102dを有する。第1の送電可能範囲301aは、第1の送電装置101aの送電部が送電可能な範囲であり、第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bが存在する。第2の送電可能範囲301bは、第2の送電装置101bの送電部が送電可能な範囲であり、第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dが存在する。
第1の送信可能範囲302aは、第1の送電装置101aの通信部205が送信可能な範囲であり、第1の送電可能範囲301aより広く、第1の受電装置102a、第2の受電装置102b、第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dが存在する。第2の送信可能範囲302bは、第2の送電装置101bの通信部205が送信可能な範囲であり、第2の送電可能範囲301bより広く、第1の受電装置102a、第2の受電装置102b、第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dが存在する。
図7〜図10は、図6の送受電システムの処理例を示すシーケンスフロー図である。まず、図7において、ステップ701では、第1の送電装置101aは、充電処理の開始を指示する。
次に、ステップ702では、図5のステップS501に対応し、第1の送電装置101aの送電部は、第1の電力でテスト送電を開始する。第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bは、第1の送電装置101aの第1の送電可能範囲301a内に位置するので、ステップ703及び704で、第1の送電装置101aからの受電を開始し、その受電により電源が投入される。
これに対し、第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dは、第1の送電装置101aの第1の送電可能範囲301a外に位置するので、受電をせず、電源が投入されない。
次に、ステップ705では、図5のステップS502に対応し、第1の送電装置101aの通信部205は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。
すると、ステップ706では、第1の受電装置102aは、受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第1の送電装置101aから受信すると、受電中である旨を第1の送電装置101aに応答送信する。ステップ707では、第2の受電装置102bも、受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第1の送電装置101aから受信すると、受電中である旨を第1の送電装置101aに応答送信する。
これに対し、ステップ708では、第3の受電装置102cは、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ709では、第4の受電装置102dも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。
次に、ステップ710では、第1の送電装置101aの送電制御回路204は、ステップ706及び707で応答があった第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bの情報を記憶部711に記憶する。
次に、ステップ712では、図5のステップS504に対応し、第1の送電装置101aの送電部は、テスト送電を停止する。すると、ステップ713では、第1の受電装置102aは、受電を停止し、電源が切断される。ステップ714では、第2の受電装置102bも、受電を停止し、電源が切断される。
次に、ステップ715では、図5のステップS505に対応し、第1の送電装置101aの通信部205は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。
すると、図8に示すように、ステップ801では、第1の受電装置102aは、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ802では、第2の受電装置102bも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ803では、第3の受電装置102cも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ804では、第4の受電装置102dも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。
次に、ステップ805では、第1の送電装置101aの送電制御回路204は、応答があった受電装置の情報を記憶部711から削除する処理を行う。しかし、ステップ805では、応答があった受電装置が存在しないので、第1の送電装置101aの送電制御回路204は、記憶部711の情報の削除を行わない。
次に、ステップ806では、図5のステップS507に対応し、第1の送電装置101aの送電制御回路204は、記憶部711に記憶されている第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bの2個の受電装置が自己の第1の送電可能範囲301a内に存在することを検出する。
次に、ステップ807では、図5のステップS508に対応し、第1の送電装置101aの送電制御回路204は、ステップ806で検出された受電装置の数に適した電力になるように、高周波電源回路201内のアンプのゲインを設定する。
次に、ステップ808では、図5のステップS509に対応し、第1の送電装置101aの送電部は、上記の設定された適切な電力での送電を開始する。すると、ステップ809では、第1の受電装置102aは、適切な電力で受電し、電源が投入される。ステップ810では、第2の受電装置102bも、適切な電力で受電し、電源が投入される。
これに対し、第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dは、第1の送電装置101aの第1の送電可能範囲301a外に位置するので、受電しない。
次に、図9に示すように、ステップ901では、第2の送電装置101bは、充電処理の開始を指示する。
次に、ステップ902では、図5のステップS501に対応し、第2の送電装置101bの送電部は、第1の電力でテスト送電を開始する。第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dは、第2の送電装置101bの第2の送電可能範囲301b内に位置するので、ステップ903及び904で、第2の送電装置101bからの受電を開始し、その受電により電源が投入される。
次に、ステップ905では、図5のステップS502に対応し、第2の送電装置101bの通信部205は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。
すると、ステップ906では、第1の受電装置102aは、第1の送電装置101aから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電中である旨を第2の送電装置101bに応答送信する。ステップ907では、第2の受電装置102bも、第1の送電装置101aから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電中である旨を第2の送電装置101bに応答送信する。
これに対し、ステップ908では、第3の受電装置102cは、第2の送電装置101bから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電中である旨を第2の送電装置101bに応答送信する。ステップ909では、第4の受電装置102dも、第2の送電装置101bから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電中である旨を第2の送電装置101bに応答送信する。
次に、ステップ910では、第2の送電装置101bの送電制御回路204は、ステップ906〜909で応答があった第1の受電装置102a〜第4の受電装置102dの情報を記憶部911に記憶する。
次に、ステップ912では、図5のステップS504に対応し、第2の送電装置101bの送電部は、テスト送電を停止する。すると、ステップ913では、第3の受電装置102cは、受電を停止し、電源が切断される。ステップ914では、第4の受電装置102dも、受電を停止し、電源が切断される。
次に、ステップ915では、図5のステップS505に対応し、第2の送電装置101bの通信部205は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。
すると、図10に示すように、ステップ1001では、第1の受電装置102aは、第1の送電装置101aから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電中である旨を第2の送電装置101bに応答送信する。ステップ1002では、第2の受電装置102bも、第1の送電装置101aから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第2の送電装置101bから受信すると、受電中である旨を第2の送電装置101bに応答送信する。
これに対し、ステップ1003では、第3の受電装置102cは、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ1004では、第4の受電装置102dも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。
次に、ステップ1005では、第2の送電装置101bの送電制御回路204は、ステップ1001及び1002で応答があった第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bの情報を記憶部911から削除する。これにより、記憶部911には、第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dの情報が残る。
次に、ステップ1006では、図5のステップS507に対応し、第2の送電装置101bの送電制御回路204は、記憶部911に記憶されている第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dの2個の受電装置が自己の第2の送電可能範囲301b内に存在することを検出する。
次に、ステップ1007では、図5のステップS508に対応し、第2の送電装置101bの送電制御回路204は、ステップ1006で検出された受電装置の数に適した電力になるように、高周波電源回路201内のアンプのゲインを設定する。
次に、ステップ1008では、図5のステップS509に対応し、第2の送電装置101bの送電部は、上記の設定された適切な電力での送電を開始する。すると、ステップ1009では、第3の受電装置102cは、適切な電力で受電し、電源が投入される。ステップ1010では、第4の受電装置102dも、適切な電力で受電し、電源が投入される。
以上のように、本実施形態によれば、第1の送電装置101aは、第1の送電可能範囲301a内の2個の受電装置102a及び102bに適した電力で送電することができる。第2の送電装置101bは、第2の送電可能範囲301b内の2個の受電装置102c及び102dに適した電力で送電することができる。
(第3の実施形態)
図11は、第3の実施形態による第1の送電装置101aの送電例を示すタイムチャートである。以下、本実施形態が第1及び第2の実施形態と異なる点を説明する。第1の送電装置101aは、図5のステップS501〜S509の処理を一定の周期で定期的に行う。これにより、図11に示すように、第1の送電装置101aは、ステップS504の送電停止が定期的に行われる。
図11は、第3の実施形態による第1の送電装置101aの送電例を示すタイムチャートである。以下、本実施形態が第1及び第2の実施形態と異なる点を説明する。第1の送電装置101aは、図5のステップS501〜S509の処理を一定の周期で定期的に行う。これにより、図11に示すように、第1の送電装置101aは、ステップS504の送電停止が定期的に行われる。
すなわち、第1の送電装置101aの送電制御回路204は、ステップS501で送電部が第1の電力で送電したときにステップS502で通信部205が受信した受電装置102の数と、ステップS504で送電部が送電しないときにステップS505で通信部205が受信した受電装置102の数とに応じて、ステップS508で送電部の無線送電の電力を制御する処理を定期的に行う。
受電装置102は、充電中に移動させられたり、増やされることが想定される。本実施形態では、第1の送電装置101aは、第1の送電可能範囲301a内に存在する受電装置102の数を定期的に検出して送電電力を制御するので、第1の送電可能範囲301a内の受電装置102の数が変化しても、適切な電力で送電を行うことができる。
なお、偶発的に近くにある第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bが同時に充電処理を開始してしまった場合、第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bが同じ周期で定期的に上記の電力制御処理を行うと、第1の送電装置101aは、第1の送電可能範囲301a内に第1の受電装置102a〜第4の受電装置102dが存在すると誤って検出し、第2の送電装置101bも、第2の送電可能範囲301b内に第1の受電装置102a〜第4の受電装置102dが存在すると誤って検出してしまう。そこで、そのような偶発的な場合でも対応可能な実施形態を後述の第4の実施形態で説明する。
(第4の実施形態)
図12は、第4の実施形態による第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bの送電例を示すタイムチャートである。以下、本実施形態が第3の実施形態と異なる点を説明する。第2の送電装置101bは、第3の実施形態の第1の送電装置101aと同様に、図5のステップS501〜S509の処理を一定の周期で定期的に行う。これにより、図12に示すように、第2の送電装置101bは、ステップS504の送電停止が一定の周期で定期的に行われる。
図12は、第4の実施形態による第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bの送電例を示すタイムチャートである。以下、本実施形態が第3の実施形態と異なる点を説明する。第2の送電装置101bは、第3の実施形態の第1の送電装置101aと同様に、図5のステップS501〜S509の処理を一定の周期で定期的に行う。これにより、図12に示すように、第2の送電装置101bは、ステップS504の送電停止が一定の周期で定期的に行われる。
これに対し、第1の送電装置101aは、図5のステップS501〜S509の処理をランダムの周期で複数回行う。これにより、図12に示すように、第1の送電装置101aは、ステップS504の送電停止がランダムの周期で複数回行われる。
すなわち、第1の送電装置101aの送電制御回路204は、ステップS501で送電部が第1の電力で送電したときにステップS502で通信部205が受信した受電装置102の数と、ステップS504で送電部が送電しないときにステップS505で通信部205が受信した受電装置102の数とに応じて、ステップS508で送電部の無線送電の電力を制御する処理をランダムの周期で複数回行う。
本実施形態によれば、偶発的に近くにある第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bが同時に充電処理を開始してしまった場合でも、第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bは、2回目以降の電力制御処理を異なるタイミングで行うので、正しい電力制御を行うことができる。すなわち、第1の送電装置101aは、第1の送電可能範囲301a内に第1の受電装置102a及び第2の受電装置102bが存在すると正しい検出を行い、第2の送電装置101bも、第2の送電可能範囲301b内に第3の受電装置102c及び第4の受電装置102dが存在すると正しい検出を行い、適切な電力で送信することができる。
(第5の実施形態)
図13A、図13B、図14A及び図14Bは、第5の実施形態による第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bの処理例を示す図である。
図13A、図13B、図14A及び図14Bは、第5の実施形態による第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bの処理例を示す図である。
図13Aでは、第1の送電装置101aは、第2の送電装置101bの第2の送信可能範囲302b外に位置し、第2の送電装置101bは、第1の送電装置101aの第1の送信可能範囲302a外に位置する。
第1の送電装置101aの通信部205が送電装置検出通知を送信すると、第1の送信可能範囲302a内に第2の送電装置101bが存在しないので、第2の送電装置101bの通信部205は、第1の送電装置101aから送電装置検出通知を受信できず、その応答を行わない。第1の送電装置101aの送電制御回路204は、通信部205が上記の応答を受信しないので、第1の送信可能範囲302a内に第2の送電装置101bが存在しないことを検出できる。
同様に、第2の送電装置101bの通信部205が送電装置検出通知を送信すると、第2の送信可能範囲302b内に第1の送電装置101aが存在しないので、第1の送電装置101aの通信部205は、第2の送電装置101bから送電装置検出通知を受信できず、その応答を行わない。第2の送電装置101bの送電制御回路204は、通信部205が上記の応答を受信しないので、第2の送信可能範囲302b内に第1の送電装置101aが存在しないことを検出できる。
図13Bは、図13Aの状態における第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bの送電例を示すタイムチャートである。図13Aの場合、第1の送電装置101aは、第2の送信可能範囲302b内に存在しないので、当然、第2の送電可能範囲301b内にも存在しない。同様に、第2の送電装置101bは、第1の送信可能範囲302a内に存在しないので、当然、第1の送電可能範囲301a内にも存在しない。
この場合、第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bは、図11と同様に、電力制御処理を定期的に行うため、定期的な送電1301が行われる。第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bは、相互に位置が離れているので、同じタイミングで電力制御処理を行っても、正しい電力制御処理を行うことができる。
図14Aでは、第1の送電装置101aは、第2の送電装置101bの第2の送信可能範囲302b内に位置し、第2の送電装置101bは、第1の送電装置101aの第1の送信可能範囲302a内に位置する。
第1の送電装置101aの通信部205が送電装置検出通知を送信すると、第1の送信可能範囲302a内に第2の送電装置101bが存在するので、第2の送電装置101bの通信部205は、第1の送電装置101aから送電装置検出通知を受信し、その応答を送信する。第1の送電装置101aの送電制御回路204は、通信部205が上記の応答を受信するので、第1の送信可能範囲302a内に第2の送電装置101bが存在することを検出できる。
同様に、第2の送電装置101bの通信部205が送電装置検出通知を送信すると、第2の送信可能範囲302b内に第1の送電装置101aが存在するので、第1の送電装置101aの通信部205は、第2の送電装置101bから送電装置検出通知を受信し、その応答を送信する。第2の送電装置101bの送電制御回路204は、通信部205が上記の応答を受信するので、第2の送信可能範囲302b内に第1の送電装置101aが存在することを検出できる。
図14Bは、図14Aの状態における第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bの送電例を示すタイムチャートである。図14Aの場合、第1の送電装置101aは、第2の送信可能範囲302b内に存在するので、第2の送電可能範囲301b内にも存在する可能性がある。同様に、第2の送電装置101bは、第1の送信可能範囲302a内に存在するので、第1の送電可能範囲301a内にも存在する可能性がある。
この場合、第1の送電装置101aは、図11と同様に、第1の周期で電力制御処理を定期的に行うため、第1の周期の定期的な送電1301が行われる。第2の送電装置101bは、図11と同様に、上記の第1の周期とは異なる第2の周期で電力制御処理を定期的に行うため、第2の周期の定期的な送電1302が行われる。
すなわち、送電装置101の送電制御回路204は、通信部205の送信可能範囲内に他の送電装置101が存在する旨を通信部205が受信したときには定期的に行う電力制御処理の周期を、上記の他の送電装置101が定期的に行う電力制御処理の周期と異ならせる。
第1の送電装置101a及び第2の送電装置101bは、相互に位置が近いので、定期的行う周期を異ならせることにより、少なくとも2回目以降の電力制御処理のタイミングをずらし、正しい電力制御処理を行うことができる。
第1〜第5の実施形態によれば、送電装置101は、送電可能範囲内に存在する受電装置102の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。これにより、送電装置101が過度な電力を送電し、受電装置102に異常過熱が発生してしまうような問題を防止することができ、無駄な送電損失を防止することができる。
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
送電可能範囲内の受電装置の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。
Claims (10)
- 無線送電を行う送電部と、
前記送電部の送電可能範囲より広い範囲内で無線通信を行う通信部と、
前記送電部の無線送電の電力を制御する送電制御回路とを有し、
前記送電制御回路は、前記送電部が第1の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第1の電力より小さい第2の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする送電装置。 - 前記送電制御回路は、前記送電部が前記第1の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第2の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の送電可能範囲内に存在する受電装置の数を検出し、前記検出された受電装置の数に応じて前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項1記載の送電装置。
- 前記送電制御回路は、前記送電部が前記第1の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項1記載の送電装置。
- 前記送電制御回路は、前記送電部が前記第1の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が前記第2の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項1記載の送電装置。
- 前記送電制御回路は、まず、前記送電部が前記第1の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、その後、前記送電部が送電しないとき又は前記第2の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、前記検出の結果に応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項1記載の送電装置。
- 前記送電制御回路は、まず、前記送電部が送電しないとき又は前記第2の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、その後、前記送電部が前記第1の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、前記検出の結果に応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項1記載の送電装置。
- 前記送電制御回路は、前記送電部が第1の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第2の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御する処理を定期的に行うことを特徴とする請求項1記載の送電装置。
- 前記送電制御回路は、前記送電部が第1の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第2の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御する処理をランダムの周期で複数回行うことを特徴とする請求項1記載の送電装置。
- 前記送電制御回路は、前記通信部の送信可能範囲内に他の送電装置が存在する旨を前記通信部が受信したときには前記定期的に行う処理の周期を、前記他の送電装置が定期的に行う処理の周期と異ならせることを特徴とする請求項7記載の送電装置。
- 送電装置と、
受電装置とを有し、
前記送電装置は、
無線送電を行う送電部と、
前記送電部の送電可能範囲より広い範囲内で無線通信を行う通信部と、
前記送電部の無線送電の電力を制御する送電制御回路とを有し、
前記送電制御回路は、前記送電部が第1の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第1の電力より小さい第2の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御し、
前記受電装置は、
前記閾値以上の電力の受電をしているときには受電している旨を前記送電装置に送信する通信部を有することを特徴とする送受電システム。
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