KR20130099150A - 전자 기기 및 시스템 - Google Patents

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KR20130099150A
KR20130099150A KR1020137011920A KR20137011920A KR20130099150A KR 20130099150 A KR20130099150 A KR 20130099150A KR 1020137011920 A KR1020137011920 A KR 1020137011920A KR 20137011920 A KR20137011920 A KR 20137011920A KR 20130099150 A KR20130099150 A KR 20130099150A
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circuit
coil
power transmission
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communication
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KR1020137011920A
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준에츠 우라타
유키 타카하시
코지 사토
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엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
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Publication date
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Abstract

일차측 기기(전자 기기)는, 비접촉 전력 전송용의 제 1 코일과, 통신용의 제 2 코일과, 제 2 코일의 중간 탭을 포함하는 보호 회로와, 제어 회로를 구비하고 있다. 제어 회로는, 제 1 코일을 이용하여 전력 전송할 때, 보호 회로에 대해 제어 신호를 송신한다. 보호 회로는, 제어 신호를 받았을 때 제 2 코일을 오픈으로 한다.

Description

전자 기기 및 시스템{ELECTRONIC EQUIPMENT AND SYSTEM}
본 발명은, 비접촉 전력 전송용의 제 1 코일과 통신용의 제 2 코일을 구비한 전자 기기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 그 전자 기기를 구비한 시스템에 관한 것이다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 복수의 안테나 코일을 갖는 전자 기기인 리더 라이터(reader-writer)가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 리더 라이터의 안테나 코일 각각에는, 안테나 코일이 서로 간섭하는 것을 방지하기 위해, 스위치가 직렬로 접속되어 있다. 하나의 안테나 코일을 동작시킬 때에는, 다른 안테나 코일에 접속된 스위치가 절단된다.
또한, 특허문헌 2에는, 비접촉 전력 전송용의 제 1 코일과 통신용의 제 2 코일을 구비한 전자 기기인 일차측 기기(전력 송전 수단)가 개시되어 있다.
일본국 공개특허공보 제2006-268627호 일본국 공개특허공보 제2010-130835호
특허문헌 1에 기재된 코일 사이의 상호 간섭은, 특허문헌 2의 일차측 기기에서도 발생할 우려가 있다. 그렇지만, 특허문헌 2의 일차측 기기에 특허문헌 1에 개시된 기술을 적용하기 위해서는, 기계형 계전기(mechanical relay), 광 MOS 계전기(photo MOS relay) 또는 밸런스(balance) 등의 부품을 구비할 필요가 있다. 이 때문에, 소형이며 또한 염가인 구체적 구성을 실현하는 것은 곤란하다.
따라서, 본 발명은, 비접촉 전력 전송용의 제 1 코일과 통신용의 제 2 코일을 구비하는 동시에 바람직하지 않은 간섭을 억제할 수 있는 전자 기기로서, 소형이며 또한 염가로 실현 가능한 구성을 구비한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
통신용 코일 및 전력 전송용 코일은, 서로 다른 전력 레벨을 갖고 있다. 이 때문에, 통신용 코일과 전력 전송용 코일이 서로 간섭한 경우, 통신용 코일에 접속된 통신용 회로와 전력 전송용 코일에 접속된 전력 전송용 회로는, 서로 다른 영향을 받는다. 보다 구체적으로는, 통신용 코일이 동작하고 있을 때, 전력 전송용 회로는, 그다지 큰 영향을 받지 않는다. 한편, 전력 전송용 코일이 동작하고 있을 때, 통신용 회로는, 큰 영향을 받는다. 따라서, 본 발명은, 주로, 전력 전송용 코일이 동작하고 있을 때 전력 전송용 코일과 통신용 코일이 서로 간섭하는 것을 방지한다.
구체적으로는, 본 발명의 일 측면은, 비접촉 전력 전송용의 제 1 코일과, 통신용의 제 2 코일과, 상기 제 2 코일의 중간 탭(tap)을 포함하는 보호 회로로서, 제어 신호를 받았을 때 상기 제 2 코일을 오픈(open)으로 하는 상기 보호 회로와, 상기 제 1 코일을 이용하여 전력을 전송할 때 상기 보호 회로에 대해 상기 제어 신호를 보내는 제어 신호 송출 수단을 구비한 전자 기기를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면은, 상기 전자 기기와, 상기 전자 기기로부터 전력을 수전(受電)하도록 구성된 회로와 상기 전자 기기와 통신하도록 구성된 회로를 구비한 2차측 기기를 구비한 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 제 1 코일을 이용하여 전력을 전송할 때, 보호 회로에 대해 제어 신호가 보내지며, 이에 따라 제 2 코일이 오픈된다. 이 때문에, 최소한의 구성으로 효율적으로 간섭 억제를 행할 수 있다.
또한, 보호 회로는, 통신용의 제 2 코일의 중간 탭을 포함하도록 구성되어 있다. 중간 탭의 전위를 고정하면, 보호 회로를, 밸런스 등을 이용하는 일 없이, 염가의 FET로 구성할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하면서 하기 최선의 실시형태의 설명을 검토함으로써, 본 발명의 목적이 올바르게 이해되며, 또한 그 구성에 대해 보다 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 시스템을 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
도 2는 도 1의 시스템의 일차측 기기(전자 기기)를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
도 3은 도 2의 일차측 기기(전자 기기)의 보호 회로의 구체적인 구성을 도시하는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 일차측 기기(전자 기기)를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 일차측 기기(전자 기기)를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
도 6은 도 5의 일차측 기기(전자 기기)의 전압 검출 회로의 구체적인 구성을 도시하는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 일차측 기기(전자 기기)를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 일차측 기기(전자 기기)를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
본 발명에 대해서는 다양한 변형이나 여러가지 형태에 의해 실현하는 것이 가능하지만, 그 일례로서 도면에 도시하는 특정 실시형태에 대해, 이하에 상세하게 설명한다. 도면 및 실시형태는, 본 발명을 여기에 개시한 특정 형태로 한정하는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 명시되어 있는 범위 내에서 이루어지는 모든 변형예, 균등물, 대체예를 그 대상에 포함하는 것으로 한다.
(제 1 실시형태)
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 시스템은, 일차측 기기(10; 전자 기기)와, 2차측 기기(20)를 구비하고 있다. 일차측 기기(10)는, 2차측 기기(20)에 대해 송전하며, 또한 2차측 기기(20)와 통신하도록 구성되어 있다. 한편, 2차측 기기(20)는, 일차측 기기(10)로부터 전력을 수전하며, 또한 일차측 기기(10)와 통신하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 2차측 기기(20)는, 안테나(22)와, 통신/수전 회로(24)와, 부하(26)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 따른 부하(26)는 배터리이다. 통신/수전 회로(24)는, 안테나(22)를 통해 일차측 기기(10)와 통신할 수 있다. 또한, 통신/수전 회로(24)는, 일차측 기기(10)로부터 송전된 전력을, 안테나(22)를 통해 수전하여 부하(26)에 충전할 수 있다. 환언하면, 2차측 기기(20)는, 일차측 기기(10)로부터 전력을 수전하도록 구성된 회로와 일차측 기기(10)와 통신하도록 구성된 회로를 구비하고 있다.
본 실시형태에 따른 일차측 기기(10)는, 제어 회로(100)와, 제어 회로(100)에 접속된 송전계 회로(110)와, 제어 회로(100)에 접속된 통신계 회로(120)와, 송전계 회로(110) 및 통신계 회로(120)에 접속된 안테나(140)를 구비하고 있다. 일차측 기기(10)는, 제어 회로(100)의 제어하에서, 송전계 회로(110)를 기능시켜 2차측 기기(20)에 대해 전력을 보낸다. 또한, 일차측 기기(10)는, 제어 회로(100)의 제어하에서, 통신계 회로(120)를 기능시켜 2차측 기기(20)와 통신한다.
본 실시형태에 있어서는, 전력 전송에서의 전력파의 주파수는, 통신에서의 반송파의 주파수와 동일하다. 보다 구체적으로는, 전력파의 주파수 및 반송파의 주파수는, 모두 13.56MHz대이다. 또한, 전력 전송 시에 송전되는 전력파의 안테나 전력(空中線電力)은, 통신 시에서의 안테나 전력보다 크다. 보다 구체적으로는, 전력 전송 시에 송전되는 전력파의 안테나 전력은 5W 이상이며, 통신 시에서의 안테나 전력은 1W 이하이다.
도 1을 참조하면, 안테나(140)는, 비접촉 전력 전송에 이용되는 제 1 코일(150)과, 통신에 이용되는 제 2 코일(160)을 구비하고 있다. 제 1 코일(150)은, 송전계 회로(110)에 접속되어 있다. 제 2 코일(160)은, 통신계 회로(120)에 접속되어 있다. 제 2 코일(160)은, 2개의 코일부(162)를 갖도록 하여, 동일하게 분할되어 있다.
송전계 회로(110)는, 제어 회로(100)에 접속된 송전 회로(112)와, 송전 회로(112)와 제 1 코일(150)의 사이에 접속된(즉, 설치된) 제 1 정합 회로(114)를 구비하고 있다. 송전 회로(112)는, 전력 전송을 위한 회로이다. 상세하게는, 송전 회로(112)는, 제어 회로(100)의 제어하에서, 반송파를 생성하며, 생성한 반송파를 사용하여 2차측 기기(20)에 대해 송전을 행한다. 제 1 정합 회로(114)는, 송전 회로(112)와 제 1 코일(150)의 정합을 취하기 위한 회로이다.
통신계 회로(120)는, 제어 회로(100)에 접속된 통신 회로(122)와, 통신 회로(122)와 제 2 코일(160)의 사이에 접속된(즉, 설치된) 제 2 정합 회로(124)와, 제 2 코일(160)과 제어 회로(100)에 접속된 보호 회로(130)를 구비하고 있다. 통신 회로(122)는, 제어 회로(100)의 제어하에서 2차측 기기(20)와 통신한다. 상세하게는, 통신 회로(122)는, 반송파를 생성하며, 생성한 반송파를 사용하여 통신한다. 제 2 정합 회로(124)는, 통신 회로(122)와 제 2 코일(160)의 정합을 취하기 위한 회로이다. 본 실시형태에 따르면, 제 2 정합 회로(124)는, 제 2 코일(160)의 양단에 접속되어 있다. 상세하게는, 제 2 정합 회로(124)의 일단(一端)은, 일방(一方)의 코일부(162)의 일단에 접속되어 있으며, 제 2 정합 회로(124)의 타단(他端)은, 타방(他方)의 코일부(162)의 일단에 접속되어 있다.
보호 회로(130)는, 코일부(162)의 타단(제 2 정합 회로(124)에 접속되어 있지 않은 단부)에 접속되어 있다. 즉, 보호 회로(130)는, 제 2 코일(160)의 중점(후술하는 바와 같이, 2개의 코일부(162)의 사이에 위치하는 중간 탭(164))을 포함하도록 구성되어 있다. 보호 회로(130)는, 제어 회로(100)로부터 제어 신호를 받았을 때, 2개의 코일부(162) 사이의 접속을 분리(즉, 제 2 코일(160)을 오픈으로)하도록 구성되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 보호 회로(130)는, 2개의 코일부(162)와 중간 탭(164)(제 2 코일(160)의 중점)의 사이에 각각 접속된 2개의 스위치(132)를 구비하고 있다. 스위치(132)는, 제어 회로(100)로부터의 제어 신호에 따라 오프가 되도록 구성되어 있다. 제 2 코일(160)의 중간 탭(164)에는 고정 전위가 공급되어 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태에 따른 제 2 코일(160)의 중간 탭(164)은, 그라운드(ground)에 접속되어 있다.
예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 상술한 보호 회로(130)는, 2개의 Nch(즉, N채널)의 FET를 스위치(132)로서 이용하는 것에 의해 구성할 수 있다. 환언하면, 도 3에 도시한 보호 회로(130)의 스위치(132)의 각각은, 소스, 드레인 및 게이트를 갖는 N채널의 FET를 구비하고 있다. 도 3에 도시한 보호 회로(130)의 2개의 FET의 드레인은, 대응하는 코일부(162)에 각각 접속되어 있다. 2개의 FET의 소스는, 접속점에서 서로 접속되어 있다. 중간 탭(164)은, 2개의 소스의 접속점으로부터 연장되어 그라운드에 접속되어 있다. FET의 게이트는 제어 회로(100)에 접속되어 있으며, 이에 따라 제어 회로(100)는, 필요에 따라 FET의 게이트에 제어 신호를 입력할 수 있다. 보호 회로(130)가 상술한 바와 같이 구성되어 있는 경우, FET의 소스 전위는, 그라운드에 고정된다. 따라서, FET의 임계값만을 고려한 소정값의 전압을 게이트에 가함으로써 FET를 확실하게 온(on)으로 하는 것이 가능하다. 보호 회로(130)는, Nch의 FET에 대신하여 npn형 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor)를 이용하여 구성해도 된다. 또한, 보호 회로(130)는, Pch의 FET나 pnp형 바이폴라 트랜지스터를 스위치(132)로서 이용하여 구성해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 중간 탭(164)을 전원에 접속하면 된다(즉, 중간 탭(164)에 전원 전압을 공급하면 됨). 이와 같이, 중간 탭(164)의 전위를 고정하면, 보호 회로(130) 및 보호 회로(130)의 제어 기구를, 보다 염가이며 또한 보다 심플하게 구성할 수 있다.
제어 회로(100)는, 전력 전송 모드(송전 모드)에 있어서는, 송전 회로(112)에 대해 제 1 코일(150)로부터 2차측 기기(20)에 대한 송전을 행하게 한다. 제어 회로(100)는, 통신 모드에 있어서는, 통신 회로(122)에 대해 2차측 기기(20)와의 사이에서 제 2 코일(160)을 통해 통신을 행하게 한다. 본 실시형태에 따른 제어 회로(100)는, 전력 전송 모드에 있어서, 보호 회로(130)에 대해 제어 신호를 송출하고, 스위치(132)를 오프 상태로 하여 제 2 코일(160)을 오픈으로 한다. 환언하면, 제어 회로(100)는, 송전 회로(112) 및 통신 회로(122)를 제어하도록 구성되어 있으며, 이에 따라 제 1 코일(150)은 전력을 전송하는 한편, 통신 회로(122)는 제 2 코일(160)을 통해 통신한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 전력 전송 모드에 있어서는 제 2 코일(160)이 오픈이 된다. 따라서, 전력 전송 시에 제 1 코일(150)과 제 2 코일(160)이 간섭하여 통신 회로(122)가 손상되는 것을 회피할 수 있다. 환언하면, 통신 회로(122)를 보호할 수 있다.
이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 일차측 기기(10)는, 제 1 코일(150)을 이용하여 전력을 전송할 때 보호 회로(130)에 대해 제어 신호를 보내는 제어 신호 송출 수단을 구비하고 있다. 본 실시형태에 따른 제어 신호 송출 수단은, 제어 회로(100)이다. 환언하면, 본 실시형태에 따른 제어 회로(100)는, 제어 신호 송출 수단의 하나로서 기능한다.
상술한 실시형태에 따르면, 전력 전송에서의 반송파 주파수와 통신에서의 반송파 주파수가 동일하다. 전력 전송에서의 반송파 주파수와 통신에서의 반송파 주파수가 동일한 경우에는, 본 발명은 특히 효과를 발휘한다. 단, 본 발명의 적용 대상은 이러한 경우로 한정되지 않는다. 전력 전송에서의 반송파 주파수와 통신에서의 반송파 주파수가 다른 경우에도, 보호 회로(130)가 없다면 통신 회로(122)에 큰 전력이 가해져 버리는 경우도 있다. 그러한 경우에는, 전력 전송과 통신에서 반송파 주파수가 다르다고 해도 본 발명을 적용함으로써 통신 회로(122)를 적절하게 보호할 수 있다.
상술한 실시형태에 있어서는, 예로서 일차측 기기(10)가 설명되어 있다. 단, 본 발명은, 일차측 기기(10) 이외의 기기에도 적용 가능하다. 예를 들면, 2차측 기기(20)가 비접촉 전력 전송용 코일과 통신용 코일을 갖는 경우(즉, 통신 회로를 갖는 경우), 상술한 제 1 실시형태에 따른 일차측 기기(10)의 통신 회로(122)와 마찬가지로, 2차측 기기(20)의 통신 회로를 보호하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는, 2차측 기기(20)에 보호 회로를 설치하며, 이에 따라 2차측 기기(20)의 통신 회로를 보호해도 된다.
상술한 실시형태에 따른 보호 회로(130)는, 중간 탭(164)에 대해 대칭으로 배치된 2개의 스위치(132)를 구비하고 있다. 단, 보호 회로(130)는, 적어도 2개의 스위치(즉, 스위치(132) 또는 그 이외의 스위치)를 갖는 한, 이와 다르게 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 보호 회로(130)는, 스위치(132)의 각각에 병렬로 접속된 하나 또는 복수의 스위치를 더 구비하고 있어도 된다. 환언하면, 복수의 스위치를 병렬 접속함으로써, 보호 회로(130)의 스위치부를 구성해도 된다. 이 경우, 복수의 스위치부를 중간 탭(164)에 대해 대칭으로 배치함으로써, 보호 회로(130)를 구성해도 된다.
(제 2 실시형태)
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 일차측 기기(10a; 전자 기기)는, 상술한 제 1 실시형태에 따른 일차측 기기(10)의 변형예이다. 이 때문에, 도 4에 있어서, 도 1에 도시한 구성 요소와 동일한 구성 요소에는, 도 1과 동일한 참조 부호가 사용되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하고, 주로, 상술한 제 1 실시형태와 다른 점에 대해 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 일차측 기기(10a)는, 제어 회로(100a)와, 제어 회로(100a)에 접속된 송전계 회로(110a)와, 제어 회로(100a)에 접속된 통신계 회로(120a)를 구비하고 있다. 안테나(140)는, 송전계 회로(110a) 및 통신계 회로(120a)에 접속되어 있다. 송전계 회로(110a)는, 제 1 실시형태에 따른 송전 회로(112)(도 1 참조)와는 다른 송전 회로(112a)를 갖고 있다. 보다 구체적으로는, 통신계 회로(120a)의 통신 회로(122)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 반송파(f0)를 생성할 수 있다. 상세하게는, 통신 회로(122)는, 반송파 신호(f0)를 생성하는 발진기를 포함하고 있다. 송전 회로(112a)는, 통신 회로(122)로부터 반송파 신호(f0)를 받으며, 반송파 신호(f0)를 이용하여 전력을 전송하도록 구성되어 있다. 환언하면, 송전 회로(112a)는, 전력 전송을 행할 때, 통신 회로(122)가 생성한 반송파(f0)를 이용하여 송전을 행한다. 따라서, 일차측 기기(10a)에는, 송전 회로(112a)만이 이용하는 반송파 신호를 생성하는 발진기(즉, 통신 회로(122)에 포함되는 발진기 이외의 발진기)가 설치되어 있지 않다.
이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 통신 회로(122)는, 전력 전송 모드에 있어서도 반송파 신호(f0)를 생성할 필요가 있다. 이 때문에, 제어 회로(100a)는, 전력 전송 모드에 있어서도, 통신 회로(122)의 발진기를 기능시키도록 하여, 통신 회로(122)를 제어한다.
본 실시형태에 따르면, 전력 전송 모드에 있어서, 통신 회로(122)가 생성한 반송파 신호(f0)가 제 2 코일(160)에 공급되는 것을 방지할 필요가 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서의 통신계 회로(120a)는, 통신 회로(122)와 제 2 정합 회로(124)의 사이에 접속된 분리 스위치(180)를 더 구비하고 있다.
본 실시형태에 따른 분리 스위치(180)는, 제어 회로(100a)에 접속되어 있다. 분리 스위치(180)는, 제어 회로(100a)로부터 분리 신호를 받으면, 통신 회로(122)와 제 2 정합 회로(124)의 사이의 접속을 절단하여 통신 회로(122)를 제 2 정합 회로(124)로부터 분리한다.
제어 회로(100a)는, 전력 전송 모드(송전 모드)에 있어서는, 송전 회로(112)에 대해 통신 회로(122)에서 생성된 반송파 신호(f0)를 이용하여 제 1 코일(150)로부터 2차측 기기(20)에 대한 송전을 행하게 한다. 또한, 송전 모드에서의 제어 회로(100a)는, 분리 스위치(180)에 대해 분리 신호를 송출하여 통신 회로(122)와 제 2 정합 회로(124)의 사이의 접속을 절단한다. 또한, 송전 모드에서의 제어 회로(100a)는, 보호 회로(130)에 대해 제어 신호를 송출하여 제 2 코일(160)을 오픈으로 한다.
일차측 기기(10a)는 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 반송파 신호를 생성하는 발진기를 하나 줄일 수 있다.
이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 일차측 기기(10a)는, 통신 회로(122)와 제 2 정합 회로(124)의 사이의 접속을 절단하기 위한 분리 신호를 분리 스위치(180)에 대해 송출하는 분리 신호 송출 수단을 구비하고 있다. 본 실시형태에 따른 분리 신호 송출 수단은, 제어 회로(100a)이다. 환언하면, 본 실시형태에 따른 제어 회로(100a)는, 분리 신호 송출 수단의 하나로서 기능한다.
상술한 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 일차측 기기(10)는, 제어 신호 송출 수단으로서 제어 회로(100)만을 구비하고 있다. 마찬가지로, 제 2 실시형태에 따른 일차측 기기(10a)는, 제어 신호 송출 수단 및 분리 신호 송출 수단으로서 제어 회로(100a)만을 구비하고 있다. 그렇지만, 일차측 기기(10)는, 제어 회로(100)를 제어 신호 송출 수단의 하나로서 구비하는 동시에, 제어 회로(100) 이외의 제어 신호 송출 수단을 구비하고 있어도 된다. 마찬가지로, 일차측 기기(10a)는, 제어 회로(100a) 이외의 제어 신호 송출 수단 및 분리 신호 송출 수단을 구비하고 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 제어 회로(100)(또는, 제어 회로(100a))가, 상술한 바와 같이, 제어 신호(상세하게는, 제어 신호의 하나인 제 1 제어 신호) 및 분리 신호(상세하게는, 분리 신호의 하나인 제 1 분리 신호)를 송출하는 한편, 그 이외의 회로가 제어 신호의 하나인 제 2 제어 신호 및 분리 신호의 하나인 제 2 분리 신호를 송출해도 된다.
(제 3 실시형태)
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 일차측 기기(10b; 전자 기기)는, 상술한 제 1 실시형태에 따른 일차측 기기(10)의 변형예이다. 이 때문에, 도 5에 있어서, 도 1에 도시한 구성 요소와 동일한 구성 요소에는, 도 1과 동일한 참조 부호가 사용되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하고, 주로, 상술한 제 1 실시형태와 다른 점에 대해 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 일차측 기기(10b)는, 송전계 회로(110) 및 통신계 회로(120)와는 조금 다른 송전계 회로(110b) 및 통신계 회로(120b)를 구비하고 있다. 상세하게는, 송전계 회로(110b)는, 전압 검출 회로(116)를 더 구비하고 있다. 전압 검출 회로(116)는, 제 1 정합 회로(114), 제 1 코일(150) 및 보호 회로(130)와 접속되어 있다. 본 실시형태에 따른 전압 검출 회로(116)는, 제 1 코일(150)에 유도(誘起)되는 전압을 검출할 수 있다. 전압 검출 회로(116)는, 검출한 전압에 따라, 제어 신호의 하나인 제 2 제어 신호를 통신계 회로(120b)의 보호 회로(130)에 대해 송출한다. 환언하면, 본 실시형태에 따른 일차측 기기(10b)는, 제어 신호 송출 수단의 하나로서 기능하는 전압 검출 회로(116)를 구비하고 있다.
이와 같이 구성된 일차측 기기(10b)는, 통신 회로(122)를 외부 환경으로부터 수동적으로 보호할 수 있다. 예를 들면, 일차측 기기(10b)가 외부로부터 강한 전력을 받는 환경에 있는 경우(예를 들면, 다른 송전 중 기기가 일차측 기기(10b)의 근방에 있는 경우), 외부로부터의 강한 전력에 의해 제 1 코일(150)에 유도되는 전압에 따라 보호 회로(130)를 동작시킬 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 전압 검출 회로(116)는, 예를 들면, 저항기(R1, R2, R3, R4), 콘덴서(C1, C2), 정류 소자(D1) 및 전압 비교기(118)로 구성할 수 있다. 전압 비교기(118)의 입력 단자의 일방에는, 전원 전압(Va)에 근거하는 기준 전압(Vc)이 입력된다. 전압 비교기(118)의 입력 단자의 타방에는, 제 1 코일(150)에 유도된 전압(Vb)에 근거하는 변동 전압(Vx)이 입력된다. 전압 비교기(118)는, 변동 전압(Vx)이 기준 전압(Vc)보다 큰 경우, 제어 신호(제 2 제어 신호)를 출력한다. 환언하면, 전압 검출 회로(116)는, 제 1 코일(150)에 소정의 임계값을 초과하는 전압(즉, 소정의 전압)이 유도되었을 때, 제 2 제어 신호를 출력한다. 제 2 제어 신호가 출력되는 조건은, 전원 전압(Va) 등을 변경함으로써, 일차측 기기(10b)가 사용되는 환경에 적합하도록, 다양하게 설정할 수 있다.
도 6으로부터 이해되는 바와 같이, 보호 회로(130)는, 외부로부터의 강한 전력에 의해 제 1 코일(150)에 유도되는 전압뿐만이 아니라, 전력 전송을 행할 때 제 1 코일(150)에 유도되는 전압(즉, 제 1 정합 회로(114)로부터 제 1 코일(150)로 공급되는 전압)에 의해서도 제 2 제어 신호를 출력할 수 있다. 이와 같이 구성된 일차측 기기(10b)는, 제어 회로(100)로부터 제어 신호(제 1 제어 신호)가 송출되지 않는 경우에도, 전압 검출 회로(116)에 의해 송출되는 제어 신호(제 2 제어 신호)에 의해, 보호 회로(130)를 동작시킬 수 있다. 환언하면, 본 실시형태에 따른 전압 검출 회로(116)는, 제어 회로(100)를 보완하는 제어 신호 송출 수단으로서도 기능한다.
(제 4 실시형태)
도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 일차측 기기(10c; 전자 기기)는, 상술한 제 2 실시형태에 따른 일차측 기기(10a) 및 제 3 실시형태에 따른 일차측 기기(10b)의 조합(즉, 변형예)이다. 이 때문에, 도 7에 있어서, 도 4 또는 도 5에 도시한 구성 요소와 동일한 구성 요소에는, 도 4 또는 도 5와 동일한 참조 부호가 사용되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하고, 주로, 상술한 제 2 및 제 3 실시형태와 다른 점에 대해 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 일차측 기기(10c)는, 송전계 회로(110b) 및 통신계 회로(120a)와는 조금 다른 송전계 회로(110c) 및 통신계 회로(120c)를 구비하고 있다. 상세하게는, 송전계 회로(110c)에 포함되는 전압 검출 회로(116c)는, 제 1 정합 회로(114), 제 1 코일(150) 및 보호 회로(130)에 더하여, 통신계 회로(120c)의 분리 스위치(180)와 접속되어 있다. 본 실시형태에 따른 전압 검출 회로(116c)는, 전압 검출 회로(116)(도 5 참조)와 마찬가지로, 제 1 코일(150)에 유도되는 전압을 검출할 수 있다. 전압 검출 회로(116c)는, 검출한 전압(제 1 전압)에 따라, 제어 신호의 하나인 제 2 제어 신호를 통신계 회로(120c)의 보호 회로(130)에 대해 송출한다. 또한, 전압 검출 회로(116c)는, 검출한 전압(제 1 전압과 동일 또는 다른 제 2 전압)에 따라, 분리 신호의 하나인 제 2 분리 신호를 분리 스위치(180)에 출력한다. 제 2 분리 신호는, 제 2 제어 신호와 동일하게 생성할 수 있다(도 6 참조).
본 실시형태에 따르면, 예를 들면 외부로부터의 강한 전력을 받았을 때, 통신 회로(122)를 더 강고하게 보호할 수 있다.
(제 5 실시형태)
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 일차측 기기(10d; 전자 기기)는, 상술한 제 4 실시형태에 따른 일차측 기기(10c)의 변형예이다. 따라서, 도 8에 있어서, 도 7에 도시한 구성 요소와 동일한 구성 요소에는, 도 7과 동일한 참조 부호가 사용되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하고, 주로, 상술한 제 4 실시형태와 다른 점에 대해 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 일차측 기기(10d)는, 제어 회로(100a) 및 통신계 회로(120c)와는 조금 다른 제어 회로(100d) 및 통신계 회로(120d)를 구비하고 있다. 상세하게는, 제어 회로(100d)는, 통신계 회로(120d)의 보호 회로(130) 및 분리 스위치(180)와 접속되어 있지 않다. 이 구성으로부터 이해되는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 제어 회로(100d)는, 제어 신호(제 1 제어 신호) 및 분리 신호(제 1 분리 신호)를 송출하지 않는다. 환언하면, 본 실시형태에 따르면, 전압 검출 회로(116c)만이, 제어 신호(제 2 제어 신호) 및 분리 신호(제 2 분리 신호)를 송출하는 제어 신호 송출 수단이다.
본 실시형태에 따르면, 제어 신호 및 분리 신호의 송출이 완전하게 수동적으로 행해진다. 따라서, 비교적 단순한 구성에 의해, 통신 회로(122)의 손상을 방지할 수 있다.
상술한 실시형태는, 다양하게 변형하여, 조합하는 것이 가능하다. 예를 들면, 제 5 실시형태에 있어서, 제어 회로(100d)가 제어 신호(제 1 제어 신호)를 송출하지 않는 한편, 분리 신호(제 1 분리 신호)를 송출하도록 구성해도 된다. 이 경우, 전압 검출 회로(116c)가 분리 신호(제 2 분리 신호)를 송출하지 않도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 제 3 제어 신호를 송출하는 다른 회로나 제 3 분리 신호를 송출하는 다른 회로를 구비할 수도 있다.
본 발명은 2012년 8월 6일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허 출원 제2012-174360호에 근거하고 있으며, 그 내용은 참조함으로써 본 명세서의 일부를 이룬다.
본 발명의 최선의 실시형태에 대해 설명했지만, 당업자에게는 분명한 바와 같이, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서 실시형태를 변형하는 것이 가능하며, 그러한 실시형태는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
10, 10a, 10b, 10c, 10d : 일차측 기기(전자 기기)
20 : 2차측 기기
22 : 안테나
24 : 통신/수전 회로
26 : 부하
100, 100a, 100d : 제어 회로
110, 110a, 110b, 110c : 송전계 회로
112, 112a : 송전 회로
114 : 제 1 정합 회로
116, 116c : 전압 검출 회로
118 : 전압 비교기
120, 120a, 120b, 120c, 120d : 통신계 회로
122 : 통신 회로
124 : 제 2 정합 회로
130 : 보호 회로
132 : 스위치
140 : 안테나
150 : 제 1 코일
160 : 제 2 코일
162 : 코일부
164 : 중간 탭
180 : 분리 스위치

Claims (10)

  1. 비접촉 전력 전송용의 제 1 코일과,
    통신용의 제 2 코일과,
    상기 제 2 코일의 중간 탭(tap)을 포함하는 보호 회로로서, 제어 신호를 받았을 때 상기 제 2 코일을 오픈(open)으로 하는 상기 보호 회로와,
    상기 제 1 코일을 이용하여 전력을 전송할 때 상기 보호 회로에 대해 상기 제어 신호를 보내는 제어 신호 송출 수단을 구비한, 전자 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 코일은, 2개의 코일부를 가지고 있고,
    상기 중간 탭은, 2개의 상기 코일부의 사이에 위치하고 있으며, 상기 중간 탭은, 고정 전위가 공급되도록 구성되어 있고,
    상기 보호 회로는, 2개의 상기 코일부와 상기 중간 탭의 사이에 각각 접속된 적어도 2개의 스위치를 가지고 있으며,
    상기 스위치는, 상기 제어 신호에 따라 오프(off)가 되도록 구성되어 있는, 전자 기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치의 각각은, 소스 및 게이트를 갖는 N채널의 FET를 구비하고 있고,
    상기 2개의 스위치의 상기 FET의 상기 소스는, 접속점에서 서로 접속되어 있으며,
    상기 중간 탭은, 상기 접속점으로부터 연장되어 그라운드(ground)에 접속되어 있고,
    상기 제어 신호는, 상기 FET의 상기 게이트에 입력되는, 전자 기기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 신호 송출 수단의 하나로서 기능하는 제어 회로와,
    전력 전송을 위한 송전(送電) 회로로서, 상기 제어 회로에 접속된 송전 회로와,
    상기 송전 회로와 상기 제 1 코일의 정합(整合)을 취하기 위해 상기 송전 회로와 상기 제 1 코일의 사이에 접속된 제 1 정합 회로와,
    상기 제어 회로에 접속된 통신 회로와,
    상기 통신 회로와 상기 제 2 코일의 정합을 취하기 위해 상기 통신 회로와 상기 제 2 코일의 사이에 접속된 제 2 정합 회로를 구비하고 있고,
    상기 제어 회로는, 상기 송전 회로 및 상기 통신 회로를 제어하도록 구성되어 있으며, 이에 따라 상기 제 1 코일은 상기 전력을 전송하는 한편, 상기 통신 회로는 상기 제 2 코일을 통해 통신하고, 상기 제어 회로는, 상기 전력이 상기 제 1 코일로부터 전송될 때 상기 제어 신호의 하나인 제 1 제어 신호를 상기 보호 회로에 대해 보내는, 전자 기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 신호 송출 수단의 하나로서 기능하는 전압 검출 회로를 구비하고 있고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 제 1 코일에 접속되어 있으며, 이에 따라 상기 제 1 코일에 유도(誘起)되는 전압을 검출하고, 상기 전압 검출 회로는, 검출한 상기 전압에 따라 상기 제어 신호의 하나인 제 2 제어 신호를 상기 보호 회로에 대해 보내는, 전자 기기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 회로에 접속된 분리 스위치를 더 구비하고 있고,
    상기 송전 회로는, 상기 통신 회로로부터 반송파 신호를 받으며, 상기 반송파 신호를 이용하여 상기 전력을 전송하도록 구성되어 있고,
    상기 분리 스위치는, 분리 신호를 받으면, 상기 통신 회로와 상기 제 2 정합 회로의 사이의 접속을 절단하여 상기 통신 회로를 상기 제 2 정합 회로로부터 분리하며,
    상기 제어 회로는, 상기 전력을 전송할 때 상기 분리 신호의 하나인 제 1 분리 신호를 출력하는, 전자 기기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    전압 검출 회로를 구비하고 있고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 제 1 코일에 접속되어 있으며, 이에 따라 상기 제 1 코일에 유도되는 전압을 검출하고, 상기 전압 검출 회로는, 검출한 상기 전압에 따라 상기 분리 신호의 하나인 제 2 분리 신호를 출력하는, 전자 기기.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 회로와,
    전력 전송을 위한 송전 회로로서, 상기 제어 회로에 접속된 송전 회로와,
    상기 송전 회로와 상기 제 1 코일의 정합을 취하기 위해 상기 송전 회로와 상기 제 1 코일의 사이에 접속된 제 1 정합 회로와,
    상기 제어 회로에 접속된 통신 회로와,
    상기 통신 회로와 상기 제 2 코일의 정합을 취하기 위해 상기 통신 회로와 상기 제 2 코일의 사이에 접속된 제 2 정합 회로와,
    상기 제어 신호 송출 수단의 하나로서 기능하는 전압 검출 회로를 구비하고 있고,
    상기 제어 회로는, 상기 송전 회로 및 상기 통신 회로를 제어하도록 구성되어 있으며, 이에 따라 상기 제 1 코일은 상기 전력을 전송하는 한편, 상기 통신 회로는 상기 제 2 코일을 통해 통신하고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 제 1 코일에 접속되어 있으며, 이에 따라 상기 제 1 코일에 유도되는 제 1 전압을 검출하고, 상기 전압 검출 회로는, 검출한 상기 제 1 전압에 따라 상기 제어 신호의 하나인 제 2 제어 신호를 상기 보호 회로에 대해 보내는, 전자 기기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 회로에 접속된 분리 스위치를 더 구비하고 있고,
    상기 송전 회로는, 상기 통신 회로로부터 반송파 신호를 받으며, 상기 반송파 신호를 이용하여 상기 전력을 전송하도록 구성되어 있고,
    상기 분리 스위치는, 분리 신호를 받으면, 상기 통신 회로와 상기 제 2 정합 회로의 사이의 접속을 절단하여 상기 통신 회로를 상기 제 2 정합 회로로부터 분리하며,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 제 1 코일에 유도되는 제 2 전압을 검출하고, 상기 전압 검출 회로는, 검출한 상기 제 2 전압에 따라 상기 분리 신호의 하나인 제 2 분리 신호를 출력하는, 전자 기기.
  10. 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전자 기기와,
    상기 전자 기기로부터 전력을 수전(受電)하도록 구성된 회로와 상기 전자 기기와 통신하도록 구성된 회로를 구비한 2차측 기기를 구비한, 시스템.
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