JP6750456B2 - 制御装置、送電装置、無接点電力電送システム及び電子機器 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の制御装置と、その制御装置を含む送電装置の基本的な構成例である。送電装置10は、制御装置20、送電ドライバー18、19、1次コイルL1A、L1B(送電用コイル)を含み、受電装置へ無接点で電力を送電する装置である。なお、本実施形態の制御装置、送電装置は図1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する等の種々の変形実施が可能である。例えば、3以上の1次コイルを含み、3以上の受電装置に対して送電が可能な構成としてもよい。
図2は、送電装置と、受電装置と、それらを含む無接点電力伝送システムの構成例である。無接点電力伝送システム200は、送電装置10、受電装置40(第1の受電装置)、受電装置41(第2の受電装置)を含む。なお、本実施形態の送電装置、受電装置、無接点電力伝送システムは図2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する等の種々の変形実施が可能である。例えば、以下では送電装置10が2つの受電装置40、41に対して送電可能な場合を例に説明するが、送電装置が3つ以上の受電装置に対して送電可能であってもよい。
図7は、負荷変調による通信手法を説明する図である。なお以下では送電装置10と受電装置40の間の通信を例にとって説明するが、送電装置10と受電装置41の間の通信も同様の手法で実現できる。
図9は、電源電圧制御部14の詳細な構成例である。電源電圧制御部14は、抵抗RCと、インダクターLB(コイル)と、ダイオードDBと、キャパシターCBと、制御回路CV(スイッチング制御回路)と、トランジスターTB(例えばN型MOSトランジスター)と、を含む。抵抗RAと可変抵抗RBは、例えば電源電圧設定部26として制御装置20に内蔵される。なお、電源電圧制御部15も同様に構成できる。
以下、本実施形態の制御装置20を無接点電力伝送システム200の送電装置10に適用した場合を例にとり、制御装置20及び制御装置20を含む電子機器の詳細を説明する。
図11は、本実施形態の制御装置20、50及びこれを含む送電装置10、受電装置40の詳細な構成例である。なお、以下では受電装置40と、それに関わる送電側の構成を例にとって説明するが、受電装置41と、それに関わる送電側の構成も同様に構成できる。ここで、上記の各装置の構成は図11の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば報知部)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。
次に本実施形態の無接点電力伝送システム200の動作シーケンスの一例について説明する。図12は動作シーケンスの概要を説明する図である。なお、以下では送電装置10と受電装置40の動作シーケンスを例に説明するが、送電装置10と受電装置41の動作シーケンスも同様である。送電装置10と受電装置40、41との間の動作シーケンスは、それぞれ独立に制御されている。但し、駆動信号DSA、DSBの位相差は上述の手法で制御されている。
次に、送電装置10から受電装置40、41への通信であるf2通信について説明する。図18は、受電装置の着地時において発行コマンドを送電装置から受電装置に通知する手法の一例を説明する図である。なお、以下では送電装置10と受電装置40の動作シーケンスを例に説明するが、送電装置10と受電装置41の動作シーケンスも同様である。f2通信における駆動信号DSA、DSBの位相差の制御については、後述する。
18,19…送電ドライバー(第1、第2の送電ドライバー)、20…制御装置、
22…ドライバー制御回路、24…制御部、26…電源電圧設定部、
27…信号生成部、28…位相差制御部、30…通信部、32…レジスター部、
33…通信部、34…比較回路、35…フィルター部、36…復調部、
37…クロック生成回路、38…発振回路、39…電流検出回路、
40,41…受電装置(第1、第2の受電装置)、42…電力供給スイッチ、
45…発振回路、46,47…通信部、50,51…制御装置、52…受電部、
53…整流回路、54…制御部、55…受電部、56…負荷変調部、
57…電力供給部、58…充電部、59…CC充電回路、60…放電部、
61…チャージポンプ回路、64…検出部、65…A/D変換回路、80…負荷、
90…バッテリー、92…バッテリー、100…電力供給対象、
200…無接点電力伝送システム、500…充電器(電子機器)、
502…電源アダプター、510,512…電子機器(第1、第2の電子機器)、
520,522…配置部(第1、第2の配置部)、
DSA,DSB…駆動信号(第1、第2の駆動信号)、
L1A,L1B…1次コイル(第1、第2の1次コイル)、
L2A,L2B…2次コイル(第1、第2の2次コイル)、
f1…第1の送電周波数、f2…第2の送電周波数
Claims (13)
- 第1の1次コイルに第1の駆動信号を印加する第1の送電ドライバーと、第2の1次コイルに第2の駆動信号を印加する第2の送電ドライバーと、を制御する制御装置であって、
制御部を含み、
前記制御部は、
前記第1の駆動信号の印加により通常送電が行われる期間に、前記第2の駆動信号の印加により間欠送電が行われる場合に、前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号の位相差を所定の位相差に設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記所定の位相差は0度であることを特徴とする制御装置。 - 請求項1において、
前記制御部は、
前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号の前記位相差を可変に設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項3において、
前記制御部は、
前記位相差が、0度、90度、180度のうちの少なくとも2つのいずれかとなるように、前記位相差を可変に設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項3又は4において、
前記制御部は、
前記第1の送電ドライバーにより通常送電が行われ、前記第2の送電ドライバーにより間欠送電が行われる場合の前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号の位相差と、前記第1の送電ドライバー及び前記第2の送電ドライバーにより通常送電が行われる場合の前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号の位相差とを異ならせることを特徴とする制御装置。 - 請求項5において、
前記制御部は、
前記第1の送電ドライバーにより通常送電が行われ、前記第2の送電ドライバーにより間欠送電が行われる場合の前記位相差を、0度に設定し、
前記第1の送電ドライバー及び前記第2の送電ドライバーにより通常送電が行われる場合の前記位相差を、90度に設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
電源から前記第1の送電ドライバーに流れる電流を検出して、第1の受電装置からの通信データを受信する第1の通信部と、
前記電源から前記第2の送電ドライバーに流れる電流を検出して、第2の受電装置からの通信データを受信する第2の通信部と、
を含むことを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記制御部は、
前記第1の駆動信号を、第1の送電周波数から前記第1の送電周波数とは異なる第2の送電周波数に変更して送電装置から第1の受電装置への通信を行った場合に、前記通信の後に前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号の前記位相差を前記所定の位相差に再設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項8において、
前記制御部は、
前記第1の受電装置に対して、前記第1の送電周波数の前記第1の駆動信号を前記第1の送電ドライバーに送信させた後に、
前記第1の受電装置に対して第1のコマンドを発行する場合には、前記第2の送電周波数の前記第1の駆動信号を第1の長さの期間で、前記第1の送電ドライバーに送信させ、
前記第1の受電装置に対して、前記第1のコマンドと異なる第2のコマンドを発行する場合には、前記第2の送電周波数の前記第1の駆動信号を、前記第1の長さとは異なる第2の長さの期間で、前記第1の送電ドライバーに送信させることを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする送電装置。
- 請求項10において、
前記第1の1次コイルからの電力信号で充電される第1の電子機器を配置するための第1の配置部と、
前記第2の1次コイルからの電力信号で充電される第2の電子機器を配置するための第2の配置部と、を含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項10又は11に記載の送電装置と第1の受電装置と第2の受電装置を含む無接点電力伝送システムであって、
前記第1の駆動信号の印加により前記第1の受電装置に対して通常送電が行われる期間に、前記第2の駆動信号の印加により前記第2の受電装置に対して間欠送電が行われる場合に、前記第1の駆動信号と前記第2の駆動信号の位相差を所定の位相差に設定することを特徴とする無接点電力伝送システム。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする電子機器。
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