本發(fā)明涉及一種控制裝置、受電裝置、電子設(shè)備以及電力傳輸系統(tǒng)等。
背景技術(shù):
近年來,通過利用電磁感應(yīng)從而在即使沒有金屬部分的接點的情況下也能夠進行電力傳輸?shù)臒o接點電力傳輸(非接觸電力傳輸)倍受矚目。作為該無接點電力傳輸?shù)膽?yīng)用例,已提出了家用設(shè)備或便攜式終端或電動汽車等的電子設(shè)備的充電。
此外,在實施無接點電力傳輸時,例如需要從輸電裝置向受電裝置發(fā)送控制命令(指令)等的數(shù)據(jù)。以此方式,在實施無接點電力傳輸時,作為在輸電裝置與受電裝置之間交換各種數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù),例如存在有在專利文獻1和專利文獻2中所公開的技術(shù)。例如,在專利文獻1中公開了一種如下的發(fā)明,即,將發(fā)送的數(shù)據(jù)分割為多個數(shù)據(jù)組,且將各個數(shù)據(jù)組與物理能量重疊來進行發(fā)送。此外,在專利文獻2中公開了一種如下的發(fā)明,即,在從輸電裝置向受電裝置發(fā)送數(shù)據(jù)時,通過將輸電側(cè)時鐘的頻率作為第一頻率而發(fā)送“1”的比特數(shù)據(jù),且通過將輸電側(cè)時鐘的頻率作為第二頻率而發(fā)送“0”的比特數(shù)據(jù)。
例如,如前述的專利文獻1或?qū)@墨I2的發(fā)明那樣,在使用數(shù)據(jù)組或比特數(shù)據(jù)而從輸電裝置向受電裝置發(fā)送數(shù)據(jù)的方法中,需要對受電裝置所接收到的信號進行分析,并對所發(fā)送的數(shù)據(jù)的內(nèi)容進行特別指定。因此,受電裝置內(nèi)的電路規(guī)模變大,進而造成受電裝置的制造成本增大。
專利文獻1:國際公開第2000/057531號
專利文獻2:日本特開2008-206325號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的幾種方式,能夠提供一種在無接點電力傳輸系統(tǒng)中,能夠?qū)κ茈娧b置的電路規(guī)模的增大進行抑制,并且使受電裝置能夠?qū)旊娧b置所發(fā)出的發(fā)出指令正確地進行特別指定的控制裝置、受電裝置、電子設(shè)備以及電力傳輸系統(tǒng)等。
本發(fā)明的一種方式涉及一種如下的控制裝置,即,所述控制裝置被包括在以無接點的方式而從輸電裝置接收電力的受電裝置內(nèi),并且所述控制裝置包括控制部,所述控制部根據(jù)所述受電裝置內(nèi)的受電部從所述輸電裝置所接收到的受電電力,而對向負載供給電力的電力供給部進行控制,在所述受電部從所述輸電裝置接收到第一輸電頻率和第一占空比的信號之后,在從所述輸電裝置接收到與第一輸電頻率不同的第二輸電頻率的信號、或者與所述第一占空比不同的第二占空比的信號的情況下,所述控制部根據(jù)所述受電部接收到所述第二輸電頻率的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間的長度,而對所述輸電裝置所發(fā)出的發(fā)出指令進行特別指定。
在本發(fā)明的一種方式中,在以第一輸電頻率而接收到第一占空比的信號之后,根據(jù)接收到與第一輸電頻率不同的第二輸電頻率的信號、或者與第一占空比不同的第二占空比的信號的信號接收期間的長度,而對輸電裝置所發(fā)出的發(fā)出指令進行特別指定。
由此,在無接點電力傳輸系統(tǒng)中,能夠?qū)κ茈娧b置的電路規(guī)模的增大進行抑制,并且受電裝置能夠?qū)旊娧b置所發(fā)出的發(fā)出指令正確地進行特別指定。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,所述控制部在判斷出所述信號接收期間的長度為第一長度的情況下,特別指定為,所述發(fā)出指令為第一指令,在判斷出所述信號接收期間的長度為與第一長度不同的第二長度的情況下,特別指定為,所述發(fā)出指令為與所述第一指令不同的第二指令。
由此,受電裝置能夠?qū)Χ鄠€種類的發(fā)出指令中的、所接收到的發(fā)出指令是哪個種類的發(fā)出指令進行特別指定等。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,所述第一指令為通常充電指令,所述第二指令為快速充電指令。
由此,能夠在受電裝置接收到通常充電指令的情況下實施通常充電,而在接收到快速充電指令的情況下實施快速充電等。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,所述第二輸電頻率為與所述第一輸電頻率相比而較高的頻率。
由此,通過對與第一輸電頻率相比而較高的第二輸電頻率進行檢測,從而能夠?qū)νㄟ^與第一輸電頻率不同的第二輸電頻率而接收電力的期間進行檢測,并能夠?qū)π盘柦邮掌陂g的長度進行檢測等。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,所述控制部將所述信號接收期間之前的所給予的期間中的輸電頻率作為基準輸電頻率而測定,并根據(jù)所述基準輸電頻率而對所述信號接收期間的長度進行測定。
由此,即使在由輸電裝置的振蕩電路所生成的時鐘信號以及由受電裝置的振蕩電路所生成的時鐘信號的至少一個上存在有偏差的情況下,也能夠準確地測定出第二輸電頻率的信號的信號接收期間的長度等。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,所述控制部在判斷出所述信號接收期間的長度為所給予的長度的情況下,特別指定為,所述發(fā)出指令為斷開啟動指令。
由此,輸電裝置能夠使受電裝置的朝向電力供給對象的放電動作停止等。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,所述控制部在判斷出已接收到所述斷開啟動指令的情況下,將電力供給動作斷開,所述電力供給動作根據(jù)從蓄電池所釋放出的放電電力而向電力供給對象供給電力。
由此,與通過手工操作而使放電部的電力供給動作斷開相比,能夠可靠且高效地使放電部的電力供給動作斷開等。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,具有生成振蕩信號的振蕩電路,所述控制部根據(jù)由所述振蕩電路所生成的所述振蕩信號而對所述信號接收期間的長度進行測定。
由此,受電裝置能夠求出二次側(cè)的振蕩信號的計數(shù)值,該計數(shù)值相當于通過所給予的輸電頻率而輸送電力之時的所給予的時鐘數(shù)。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,包括通信部,所述通信部通過負載調(diào)制而向所述輸電裝置發(fā)送通信數(shù)據(jù),所述控制部在所述通信部開始了所述負載調(diào)制后的所給予的定時處所述輸電裝置實施了應(yīng)答的情況下,對所述信號接收期間的長度進行測定。
由此,在預(yù)先確定的所給予的定時處,受電裝置能夠?qū)旊娧b置是否完成了適當?shù)膽?yīng)答進行判斷等。
此外,在本發(fā)明的一種方式中,也可以采用如下方式,即,包括通信部,所述通信部通過負載調(diào)制而向所述輸電裝置發(fā)送通信數(shù)據(jù),所述控制部在所述輸電裝置針對于通過所述負載調(diào)制所發(fā)送的id認證信息而實施了應(yīng)答的情況下,根據(jù)所述信號接收期間的長度而對所述發(fā)出指令進行特別指定,并通過所述負載調(diào)制而向所述通信部發(fā)送表示所述受電裝置接收到所述發(fā)出指令的確認信息。
由此,受電裝置能夠?qū)嵤┹旊娧b置的簡易的認證處理等。
本發(fā)明的另一種方式涉及一種如下的控制裝置,所述控制裝置被包括在以無接點的方式而向受電裝置輸送電力的輸電裝置內(nèi),并且所述控制裝置包括控制部,所述控制部對向所述受電裝置輸送電力的所述輸電裝置內(nèi)的輸電部進行控制,所述控制部在通過第一輸電頻率而使所述輸電部向所述受電裝置發(fā)送第一占空比的信號之后向所述受電裝置發(fā)出第一指令的情況下,在第一長度的期間內(nèi)向所述輸電部發(fā)送與所述第一輸電頻率不同的第二輸電頻率的信號、或者與所述第一占空比不同的第二占空比的信號,而在向所述受電裝置發(fā)出與所述第一指令不同的第二指令的情況下,在與所述第一長度不同的第二長度的期間內(nèi)向所述輸電部發(fā)送所述第二輸電頻率的信號、或者所述第二占空比的信號。
由此,例如在準備有多個種類的發(fā)出指令的情況下,輸電裝置能夠?qū)Πl(fā)送與第一輸電頻率不同的第二輸電頻率的信號、或者與第一占空比不同的第二占空比的信號的期間進行調(diào)節(jié),并能夠?qū)⒉煌N類的發(fā)出指令通知給受電裝置等。
此外,在本發(fā)明的另一種方式中,也可以采用如下方式,即,所述控制部在所述受電裝置開始了負載調(diào)制后的所給予的定時處,使輸電頻率或者占空比變化。
由此,受電裝置能夠在預(yù)先確定的定時處對第二輸電頻率的信號、或者第二占空比的信號的信號接收期間進行測定等。
本發(fā)明的另一種方式涉及一種如下的控制裝置,所述控制裝置被包括在以無接點的方式而向受電裝置輸送電力的輸電裝置內(nèi),并且所述控制裝置包括控制部,所述控制部對向所述受電裝置輸送電力的所述輸電裝置內(nèi)的輸電部進行控制,所述控制部在以第一頻率以及第一占空比而使所述輸電部驅(qū)動之后,在向所述受電裝置發(fā)出第一指令的情況下,在第一長度的期間內(nèi)通過與所述第一頻率不同的第二頻率或者與第一占空比不同的第二占空比而使所述輸電部驅(qū)動,而在向所述受電裝置發(fā)出與第一指令不同的第二指令的情況下,在與所述第一長度不同的第二長度的期間內(nèi)以所述第二頻率或者所述第二占空比而使所述輸電部驅(qū)動。
此外,本發(fā)明的另一種方式涉及一種包括所述控制裝置的受電裝置。
此外,本發(fā)明的另一種方式涉及一種包括所述控制裝置的電子設(shè)備。
本發(fā)明的另一種方式涉及一種如下的電力傳輸系統(tǒng),所述電力傳輸系統(tǒng)包括輸電裝置和受電裝置,所述輸電裝置向所述受電裝置發(fā)送第一輸電頻率和第一占空比的信號,并在向所述受電裝置通知發(fā)送指令的情況下,在與所述發(fā)出指令相對應(yīng)的長度的期間內(nèi)發(fā)送與所述第一輸電頻率不同的第二輸電頻率的信號、或者與所述第一占空比不同的第二占空比的信號,所述受電裝置在從所述輸電裝置接收到所述第一輸電頻率和所述第一占空比的信號之后,從所述輸電裝置接收所述第二輸電頻率的信號、或者所述第二占空比的信號,并根據(jù)所述第二輸電頻率的信號或者所述第二占空比的信號的信號接收期間的長度,而對所述發(fā)出指令進行特別指定。
附圖說明
圖1a為本實施方式的無接點電力傳輸系統(tǒng)的說明圖。
圖1b為一次線圈與二次線圈的電力傳輸變壓器的說明圖。
圖2為本實施方式的控制裝置、輸電裝置、受電裝置的結(jié)構(gòu)示例。
圖3為本實施方式的控制裝置、輸電裝置、受電裝置的詳細的結(jié)構(gòu)示例。
圖4為從輸電裝置向受電裝置通知發(fā)出指令的處理的說明圖。
圖5為受電裝置的控制部的說明圖。
圖6為第二輸電頻率的信號的信號接收期間的特別指定處理的說明圖。
圖7為為了對輸電頻率進行特別指定而使用的存儲數(shù)據(jù)的說明圖。
圖8為與信號接收期間和發(fā)出指令相關(guān)的對應(yīng)表格的說明圖。
圖9為斷開啟動指令接收時的處理的說明圖。
圖10為無接點電力傳輸系統(tǒng)的動作順序的一個示例的說明圖。
圖11為對裝載檢測時的動作順序進行說明的信號波形圖。
圖12為對拆除時的動作順序進行說明的信號波形圖。
圖13為對拆除時的動作順序進行說明的信號波形圖。
圖14為由負載調(diào)制實現(xiàn)的通信方法的說明圖。
圖15為本實施方式的通信方法的說明圖。
圖16a為通信數(shù)據(jù)的格式的說明圖。
圖16b為通信數(shù)據(jù)的格式的其他說明圖。
圖17為受電部、充電部的詳細的結(jié)構(gòu)示例。
具體實施方式
以下,對本實施方式進行說明。另外,下文所說明的本實施方式并不是對權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的內(nèi)容進行不當限定的方式。此外,本實施方式中所說明的全部結(jié)構(gòu)并非都是本發(fā)明所必需的結(jié)構(gòu)要素。
1、無接點電力傳輸系統(tǒng)
圖1a中圖示了本實施方式的無接點電力傳輸系統(tǒng)的一個示例。充電器500(電子設(shè)備之一)具有輸電裝置10。電子設(shè)備510具有受電裝置40。此外電子設(shè)備510具有操作用的開關(guān)部514(廣義上為操作部)和蓄電池90。另外,雖然在圖1a中示意性地圖示了蓄電池90,但是該蓄電池90實際上被內(nèi)置于電子設(shè)備510內(nèi)。由圖1a的輸電裝置10和受電裝置40而構(gòu)成了本實施方式的無接點電力傳輸系統(tǒng)。
經(jīng)由電源轉(zhuǎn)換器502而向充電器500中供給電力,該電力通過無接點電力傳輸而從輸電裝置10被輸送至受電裝置40內(nèi)。由此,能夠?qū)﹄娮釉O(shè)備510的蓄電池90進行充電,從而使電子設(shè)備510內(nèi)的元件進行動作。
另外,充電器500的電源也可以是由usb(usb電纜)而實現(xiàn)的電源。此外,作為本實施方式所應(yīng)用的電子設(shè)備510而能夠想到各種設(shè)備。例如能夠想到助聽器、手表、人體信息的測定裝置(對脈搏等進行測定的穿戴式設(shè)備)、便攜式信息終端(智能手機、便攜式電話機等)、無線電話機、剃須刀、電動牙刷、列表計算機、便攜終端、車載用設(shè)備、混合動力車、電動汽車、電動摩托車、或者電動自行車等各種的電子設(shè)備。例如本實施方式的控制裝置(受電裝置等)能夠裝入汽車、飛機、摩托車、自行車或者船舶等的各種移動體內(nèi)。移動體例如具備電機或發(fā)動機等的驅(qū)動機構(gòu)、方向盤或舵等的轉(zhuǎn)向機構(gòu)、各種電子設(shè)備(車載設(shè)備),并且為在陸地或空中或海上進行移動的設(shè)備或裝置。
如圖1b示意性所示,從輸電裝置10向受電裝置40的電力傳輸通過使設(shè)置于輸電側(cè)上的一次線圈l1(輸電線圈)和設(shè)置于受電側(cè)上的二次線圈l2(受電線圈)電磁耦合而形成電力傳輸變壓器等來實現(xiàn)。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)利用非接觸方式的電力傳輸。另外,作為無接點電力傳輸?shù)姆绞剑軌虿捎秒姶鸥袘?yīng)方式或者磁場諧振方式等的各種方式。
2、輸電裝置、受電裝置、控制裝置的結(jié)構(gòu)
圖2中圖示了本實施方式的控制裝置20、50以及包括控制裝置20、50的輸電裝置10、受電裝置40的結(jié)構(gòu)示例。另外,這些各個裝置的結(jié)構(gòu)并不限定于圖2的結(jié)構(gòu),也可以省略該結(jié)構(gòu)要素的一部分、或者追加其他的結(jié)構(gòu)要素(例如報知部)、或者實施變更連接關(guān)系等的各種改變。
圖1a的充電器500等的輸電側(cè)的電子設(shè)備包括輸電裝置10。此外受電側(cè)的電子設(shè)備510包括受電裝置40和負載80。負載80能夠包括蓄電池90、電力供給對象100。電力供給對象100例如為處理部(dsp等)等的各種的器件。并且通過圖2的結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)了使一次線圈l1和二次線圈l2電磁耦合并且從輸電裝置10向受電裝置40傳輸電力的無接點電力傳輸(非接觸電力傳輸)系統(tǒng)。
輸電裝置10(輸電模塊、一級模塊)包括一次線圈l1、輸電部12、控制裝置20、通信部30,并以無接點的方式向受電裝置40輸送電力。輸電部12在電力傳輸時生成預(yù)定頻率的交流電壓并向一次線圈l1進行供給。輸電部12能夠包括對一次線圈l1進行驅(qū)動的輸電驅(qū)動器、向輸電驅(qū)動器供給電源的電源電路(例如電源電壓控制部)、和與一次線圈一起構(gòu)成諧振電路的至少一個蓄電器(電容器)。
一次線圈l1(輸電側(cè)線圈)與二次線圈l2(受電側(cè)線圈)電磁耦合,從而形成電力傳輸用變壓器。例如,在需要電力傳輸之時,如前述的圖1a、圖1b所示而形成為以下狀態(tài),即,在充電器500上放置電子設(shè)備510,從而使一次線圈l1的磁通量穿過二次線圈l2。另一方面,在不需要電力傳輸之時形成為以下狀態(tài),即,將充電器500與電子設(shè)備510物理分離,從而不使一次線圈l1的磁通量穿過二次線圈l2。
控制裝置20為實施輸電側(cè)的各種控制的裝置,并能夠由集成電路裝置(ic)等來實現(xiàn)??刂蒲b置20包括控制部24和通信部30。此外,控制裝置20能夠包括未圖示的存儲部。另外還能夠?qū)嵤┦馆旊姴?2內(nèi)置于控制裝置20內(nèi)的改變。
控制部24執(zhí)行輸電側(cè)的控制裝置20的各種控制處理。例如,控制部24實施向受電裝置輸送電力的輸電裝置10內(nèi)的輸電部12、和通信部30的控制。具體而言,控制部24實施電力傳輸、通信處理等所需要的各種順序控制和判斷處理。該控制部24例如能夠通過由門陣列等的自動配置配線方法所生成的邏輯電路、或微型計算機等的各種處理器來實現(xiàn)。
通信部30實施與受電裝置40之間的通信數(shù)據(jù)的通信處理。例如通信部30實施用于對來自受電裝置40的通信數(shù)據(jù)進行檢測并接收的處理(通信處理)。
受電裝置40(受電模塊、二次模塊)包括二次線圈l2、控制裝置50,并以無接點方式而從輸電裝置10接收電力??刂蒲b置50為實施受電側(cè)的各種控制的裝置,并由集成電路裝置(ic)等來實現(xiàn)??刂蒲b置50包括受電部52、控制部54、通信部46(負載調(diào)制部56)、電力供給部57。此外,控制裝置50能夠包括存儲部62。另外,還能夠?qū)嵤⑹茈姴?2和電力供給部57設(shè)置于控制裝置50的外部等的改變。
受電部52對來自輸電裝置10的電力進行接收。具體而言,受電部52將二次線圈l2的交流的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換為直流的整流電壓(vcc)并進行輸出。
電力供給部57根據(jù)受電裝置40內(nèi)的受電部52從輸電裝置10所接收到的受電電力而向負載80供給電力。例如對受電部52所接收到的電力進行供給,從而對蓄電池90進行充電。或者,將來自蓄電池90的電力、受電部52所接收到的電力向電力供給對象100進行供給。電力供給部57包括電力供給開關(guān)42。電力供給開關(guān)42為將受電部52所接收到的電力向負載80進行供給的開關(guān)(開關(guān)元件、開關(guān)電路)。例如,電力供給開關(guān)42將受電部52所接收到的電力向作為負載80的蓄電池90進行供給,從而對蓄電池90進行充電。
控制部54執(zhí)行受電側(cè)的控制裝置50的各種控制處理。例如,控制部54實施通信部46(負載調(diào)制部56)和電力供給部57的控制。此外,控制部54還能夠?qū)嵤┦茈姴?2和存儲部62的控制??刂撇?4例如能夠通過由門陣列等的自動配置配線方法所生成的邏輯電路、或微型計算機等的各種處理器來實現(xiàn)。
通信部46實施向輸電裝置10發(fā)送通信數(shù)據(jù)的通信?;蛘撸部梢詫嵤妮旊娧b置10接收通信數(shù)據(jù)的通信。例如,在通信部46具有負載調(diào)制部56的情況下,通信部46的通信例如能夠通過負載調(diào)制部56實施負載調(diào)制來實現(xiàn)。例如,負載調(diào)制部56具有電流源,并利用該電流源來實施負載調(diào)制。但是,通信部46的通信方式并不限定于負載調(diào)制。例如,通信部46也可以使用一次線圈l1、二次線圈l2并以負載調(diào)制以外的方式來實施通信。或者,也可以設(shè)置與一次線圈l1、二次線圈l2不同的其他線圈,且使用該其他線圈而以負載調(diào)制或除此以外的通信方式來實施通信?;蛘?,也可以以rf等的臨近無線通信的方式來實施通信。
存儲部62對各種信息進行存儲。雖然存儲部62例如能夠由非易失性存儲器來實現(xiàn),但是并不限定于此。例如也可以由非易失性存儲器以外的存儲器(例如rom)來實現(xiàn)存儲部62?;蛘?,由使用了熔斷元件的電路等來實現(xiàn)存儲部62。
負載80包括蓄電池90和蓄電池90的電力供給對象100。但是,還能夠以不設(shè)置其中某一個的方式而改變并實施。
蓄電池90例如為可充電的二次電池,例如為鋰電池(鋰離子二次電池、鋰離子聚合物二次電池等)、鎳電池(鎳-氫蓄電池、鎳-鎘蓄電池等)等。電力供給對象100例如為處理部(dsp、微型計算機)等的器件(集成電路裝置),并被設(shè)置在內(nèi)置了受電裝置40的電子設(shè)備510(圖1a)內(nèi),例如為作為蓄電池90的電力供給對象的器件。另外,也可以將受電部52所接收到的電力直接供給至電力供給對象100。
3、輸電裝置、受電裝置、控制裝置的詳細的結(jié)構(gòu)示例
圖3表示本實施方式的控制裝置20、50以及包括了控制裝置20、50的輸電裝置10、受電裝置40的詳細的結(jié)構(gòu)示例。另外,在圖3中關(guān)于與圖2相同的結(jié)構(gòu)而省略了詳細的說明。
在圖3中,輸電部12包括對一次線圈l1的一端進行驅(qū)動的第一輸電驅(qū)動器dr1、對一次線圈l1的另一端進行驅(qū)動的第二輸電驅(qū)動器dr2、電源電壓控制部14。輸電驅(qū)動器dr1、dr2各自例如通過由功率mos晶體管所構(gòu)成的逆變器電路(緩沖電路)等來實現(xiàn)。這些輸電驅(qū)動器dr1、dr2通過控制裝置20的驅(qū)動器控制電路22而被控制(驅(qū)動)。即,控制部24經(jīng)由驅(qū)動器控制電路22而對輸電部12進行控制。
電源電壓控制部14對輸電驅(qū)動器dr1、dr2的電源電壓vdrv進行控制。例如,控制部24根據(jù)從受電側(cè)所接收到的通信數(shù)據(jù)(輸電電力設(shè)定用信息),而對電源電壓控制部14進行控制。由此,可對被供給至輸電驅(qū)動器dr1、dr2內(nèi)的電源電壓vdrv進行控制,例如能夠?qū)崿F(xiàn)輸電電力的可變控制等。該電源電壓控制部14例如能夠通過dcdc轉(zhuǎn)換器等來實現(xiàn)。例如,電源電壓控制部14實施來自電源的電源電壓(例如5v)的升壓動作,從而生成輸電驅(qū)動器用的電源電壓vdrv(例如6v至15v),并向輸電驅(qū)動器dr1、dr2進行供給。具體而言,在使從輸電裝置10向受電裝置40輸送的電力升高的情況下,電源電壓控制部14使向輸電驅(qū)動器dr1、dr2供給的電源電壓vdrv升高,并在減低輸電電力的情況下,降低電源電壓vdrv。
報知部16(顯示部)為利用光或聲音或圖像等而對無接點電力傳輸系統(tǒng)的各種狀態(tài)(電力傳輸中、id認證等)進行報知(顯示)的部件,例如能夠由led或蜂鳴器或顯示器等來實現(xiàn)。
輸電側(cè)的控制裝置20包括驅(qū)動器控制電路22、控制部24、通信部30、時鐘生成電路37、振蕩電路38。驅(qū)動器控制電路22(預(yù)驅(qū)動器)對輸電驅(qū)動器dr1、dr2進行控制。例如,驅(qū)動器控制電路22向構(gòu)成輸電驅(qū)動器dr1、dr2的晶體管的柵極輸出控制信號(驅(qū)動信號),并通過輸電驅(qū)動器dr1、dr2而使一次線圈l1進行驅(qū)動。振蕩電路38例如由晶體振蕩電路等來構(gòu)成,并生成一次側(cè)的時鐘信號。時鐘生成電路37生成對輸電頻率(驅(qū)動頻率)進行規(guī)定的驅(qū)動時鐘信號等。并且,驅(qū)動器控制電路22以如下方式而進行控制,即,根據(jù)該驅(qū)動時鐘信號或來自控制部24的控制信號等而生成所給予的頻率(輸電頻率)的控制信號,并向輸電部12的輸電驅(qū)動器dr1、dr2進行輸出。另外,本實施方式并不限定于圖3所示的結(jié)構(gòu)示例,例如能夠?qū)嵤┦闺娫措妷嚎刂撇?4被包含于控制裝置20內(nèi)等的各種改變。
受電側(cè)的控制裝置50包括受電部52、控制部54、負載調(diào)制部56、電力供給部57、非易失性存儲器63、檢測部64、振蕩電路45。
受電部52包括由多個晶體管或二極管等而構(gòu)成的整流電路53。整流電路53將二次線圈l2的交流的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換為直流的整流電壓vcc并進行輸出。
負載調(diào)制部56(廣義上為通信部)實施負載調(diào)制。例如,負載調(diào)制部56具有電流源is,并利用該電流源is來實施負載調(diào)制。具體而言,負載調(diào)制部56具有電流源is(恒流源)和開關(guān)元件sw。電流源is和開關(guān)元件sw例如被串聯(lián)設(shè)置在整流電壓vcc的節(jié)點nvc與gnd(廣義上為低電位側(cè)電源)的節(jié)點之間。并且,例如根據(jù)來自控制部54的控制信號而使開關(guān)元件sw導(dǎo)通或者斷開,通過將從節(jié)點nvc向gnd流動的電流源is的電流(恒流)導(dǎo)通或者斷開,從而能夠?qū)崿F(xiàn)負載調(diào)制。
另外,如圖3所示,在節(jié)點nvc上連接有電容器cm的一端。該電容器cm例如作為控制裝置50的外置部件而設(shè)置。此外,開關(guān)元件sw能夠通過mos的晶體管等來實現(xiàn)。該開關(guān)元件sw也可以為作為構(gòu)成電流源is的電路的晶體管而設(shè)置的元件。此外,負載調(diào)制部56并不限定于圖3的結(jié)構(gòu),例如能夠?qū)嵤┳鳛殡娏髟磇s的取代品而使用了電阻等的各種改變。
電力供給部57包括充電部58和放電部60。充電部58根據(jù)受電部52所接收到的電力而實施蓄電池90的充電(充電控制)。例如,充電部58被供給有基于來自受電部52的整流電壓vcc(廣義上為直流電壓)的電壓,從而對蓄電池90進行充電。該充電部58能夠包括電力供給開關(guān)42和cc充電電路59。cc充電電路59為,實施蓄電池90的cc(constant-current:恒流)充電的電路。
放電部60實施蓄電池90的放電動作。例如,放電部60實施如下的電力供給動作,即,根據(jù)從蓄電池90所釋放出的放電電力而向電力供給對象100供給電力的動作。例如,放電部60被供給有來自蓄電池90的蓄電池電壓vbat,從而將輸出電壓vout向電力供給對象100進行供給。該放電部60能夠包括電荷泵電路61。電荷泵電路61將蓄電池電壓vbat降壓(例如1/3降壓),并將輸出電壓vout(vbat/3)向電力供給對象100進行供給。該放電部60(電荷泵電路)例如將蓄電池電壓vbat作為電源電壓而進行動作。
非易失性存儲器63(廣義上為存儲部)為對各種信息進行存儲的非易失性的存儲器件。該非易失性存儲器63例如對受電裝置40的狀況信息等的各種信息進行存儲。作為非易失性存儲器63,例如能夠使用eeprom等。作為eeprom例如能夠使用monos(metal-oxide-nitride-oxide-silicon:金屬氧化氮氧化硅)型的存儲器。或者,作為eeprom,也可以使用浮柵型等的其他的類型的存儲器。
檢測部64實施各種檢測處理。例如檢測部64對整流電壓vcc、蓄電池電壓vbat等進行監(jiān)控,并執(zhí)行各種檢測處理。具體而言,檢測部64具有a/d轉(zhuǎn)換電路65,并且通過a/d轉(zhuǎn)換電路65而對基于整流電壓vcc、蓄電池電壓vbat的電壓、來自未圖示的溫度檢測部的溫度檢測電壓等進行a/d轉(zhuǎn)換,并利用所獲得的數(shù)字的a/d轉(zhuǎn)換值來執(zhí)行檢測處理。作為檢測部64所實施的檢測處理,能夠設(shè)想到過放電、過電壓、過電流、或者溫度異常(高溫、低溫)的檢測處理。
振蕩電路45例如為由電容器和電阻所構(gòu)成的cr振蕩電路等,并且生成二次側(cè)的時鐘信號(振蕩信號)并向控制部54進行輸出。另外,振蕩電路45也可以為使振子(例如設(shè)置于控制裝置50的外部的晶體振子等)振蕩的振蕩電路。
并且,在圖3中,負載調(diào)制部56在受電部52的輸出電壓vcc高于第一電壓(vst)并檢測到裝載(loading)的情況下開始實施負載調(diào)制,而在檢測到拆除(removal)的情況下停止實施負載調(diào)制。具體而言,如圖1a所示在檢測到電子設(shè)備510的裝載的情況下,負載調(diào)制部56開始實施負載調(diào)制。輸電裝置10(控制部24)例如以將受電裝置40(負載調(diào)制部56)開始實施負載調(diào)制為條件,使由輸電部12實施的通常輸電開始。并且,在檢測到電子設(shè)備510的拆除的情況下,負載調(diào)制部56停止實施負載調(diào)制。輸電裝置10(控制部24)在負載調(diào)制被持續(xù)進行的期間內(nèi),使由輸電部12實施的通常輸電持續(xù)進行。即,在負載調(diào)制變?yōu)榉菣z測的情況下,使通常輸電停止,例如使輸電部12實施裝載檢測用的間歇輸電。在該情況下,輸電側(cè)的控制部54能夠根據(jù)受電部52的輸出電壓vcc來實施裝載檢測、拆除檢測。
此外在圖3中,圖2所示的通信部46通過利用負載調(diào)制來發(fā)送通信數(shù)據(jù)的負載調(diào)制部56而實現(xiàn)。具體而言,負載調(diào)制部56針對向輸電裝置10(控制裝置20)發(fā)送的通信數(shù)據(jù)(通信數(shù)據(jù)的比特)的第一邏輯電平(例如“1”),實施由第一負載狀態(tài)和第二負載狀態(tài)所構(gòu)成的負載調(diào)制模型成為第一模型(第一比特模型)的負載調(diào)制。另一方面,針對向輸電裝置10發(fā)送的通信數(shù)據(jù)(通信數(shù)據(jù)的比特)的第二邏輯電平(例如“0”),實施負載調(diào)制模型成為與第一模型不同的第二模型(第二比特模型)的負載調(diào)制。
另一方面,在負載調(diào)制模型為第一模型的情況下,輸電側(cè)的通信部30判斷為是第一邏輯電平的通信數(shù)據(jù),在負載調(diào)制模型是第二模型的情況下,判斷為是第二邏輯電平的通信數(shù)據(jù)。
在此,第一模型為,例如第一負載狀態(tài)的期間的寬度與第二模型相比而較長的模型。例如,通信部30從被設(shè)定于第一模型中的第一負載狀態(tài)的期間內(nèi)的第一采樣點起,以所給予的采樣間隔來實施負載調(diào)制模型的采樣,并輸入所給予的比特數(shù)(例如16比特、64比特)的通信數(shù)據(jù)。
根據(jù)使用了這樣的負載調(diào)制模型的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)與由負載調(diào)制進行的負載變動有關(guān)的檢測靈敏度和檢測噪音耐性的提高。由此,能夠?qū)⒆鳛橥ㄐ砰_始電壓(負載調(diào)制開始電壓)的第一電壓設(shè)定為較低電壓。其結(jié)果為,能夠在較寬的距離范圍內(nèi)對裝載進行檢測,并開始實施通信,從而可使輸電側(cè)實施用于蓄電池90的充電的控制(例如輸電電力控制)。
并且,在檢測到裝載的情況下,控制部54(放電系統(tǒng)的控制部)停止放電部60的放電動作。即,在圖1a中檢測到電子設(shè)備510的裝載的情況下,停止放電部60的放電動作(vout的供給),并且不使蓄電池90的電力被釋放至電力供給對象100內(nèi)。并且,控制部54在拆除期間(拆除電子設(shè)備510的期間)內(nèi),使電力供給部57的放電部60實施放電動作。通過該放電動作,從而來自蓄電池90的電力經(jīng)由放電部60而被供給至電力供給對象100內(nèi)。
4、本實施方式的方法
接下來,在本實施方式中對如下處理進行說明,即,將輸電裝置所發(fā)出的發(fā)出指令向受電裝置進行發(fā)送,并對受電裝置所發(fā)送的指令進行特別指定的處理。
在本實施方式中,受電部52通過第一輸電頻率f1而從輸電裝置10接收到第一占空比的信號之后,從輸電裝置10接收與第一輸電頻率f1不同的第二輸電頻率f2的信號、或者與第一占空比不同的第二占空比的信號。并且,控制部54根據(jù)受電部52接收到第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間的長度,而對輸電裝置10所發(fā)出的發(fā)出指令進行特別指定。
在此,第一輸電頻率f1例如為在通常時輸電裝置10實施輸電時所使用的輸電頻率。并且,第一占空比為第一輸電頻率f1的信號中的占空比。如更具體地進行說明,則為了使輸電部12以所給予的輸電頻率而實施輸電,輸電裝置10的控制部24向驅(qū)動器控制電路22而輸出控制信號(例如脈沖信號)。例如為了實現(xiàn)第一輸電頻率,控制部24將第一控制信號向驅(qū)動器控制電路22進行輸出。在該情況下,第一占空比為相對于第一控制信號的一個周期而在一個周期之中第一控制信號變?yōu)楦唠娖降钠陂g的比例。更具體而言,例如在第一控制信號為脈沖信號的情況下,第一占空比為將該脈沖信號的脈沖寬度除以脈沖周期而得到的值。
此外,第二輸電頻率f2為與第一輸電頻率f1不同的輸電頻率,例如為將輸電裝置10所發(fā)出的發(fā)出指令通知給受電裝置40之時所使用的輸電頻率。例如第二輸電頻率f2為與第一輸電頻率f1相比而較高的頻率。
同樣地,第二占空比為與第一占空比不同的占空比,例如為將輸電裝置10所發(fā)出的發(fā)出指令通知給受電裝置40之時的占空比。例如第二輸電頻率f2為與第一輸電頻率f1相比而較高的值。另外,將占空比從第一占比轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙伎毡仁菍⑤旊婎l率從第一輸電頻率f1轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙l率f2的方法的一個示例。但是,在本實施方式中輸電頻率的變更方法并不限定于此。
此外,信號接收期間稱為受電部52接收到第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的期間。在后述的圖4的示例中,期間tms為信號接收期間。
而且,發(fā)出指令為,為了使輸電裝置10向受電裝置40通知控制指示等而發(fā)出的指令。
并且,輸電裝置10的控制部24在以第一輸電頻率f1而使輸電部12向受電裝置40發(fā)送第一占空比的信號之后,在向受電裝置40發(fā)出第一指令的情況下,使輸電部12在第一長度的期間內(nèi)發(fā)送第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號。另一方面,控制部24在以第一輸電頻率f1而使輸電部12發(fā)送第一占空比的信號之后,在向受電裝置40發(fā)出與第一指令不同的第二指令的情況下,使輸電部12在與第一長度不同的第二長度的期間內(nèi)發(fā)送第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號。換言之,輸電裝置10的控制部24在以第一頻率及第一占空比而使輸電部12驅(qū)動之后,在向受電裝置40發(fā)出第一指令的情況下,在第一長度的期間內(nèi)以與第一頻率不同的第二頻率、或者與第一占空比不同的第二占空比而使輸電部12驅(qū)動。并且,控制部24在向受電裝置40發(fā)出與第一指令不同的第二指令的情況下,在與第一長度不同的第二長度的期間內(nèi)以第二頻率或者第二占空比而使輸電部12驅(qū)動。
與此相對,受電裝置40的控制部54在判斷為第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間的長度為第一長度的情況下,特別指定為發(fā)出指令是第一指令。另一方面,控制部54在判斷為第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間的長度為第二長度的情況下,特別指定為發(fā)出指令是第二指令。
以此方式,雖然在本實施方式中,輸電裝置10在實施通常的輸電之時,通過第一輸電頻率f1而發(fā)送第一占空比的信號,但是在輸電裝置10向受電裝置40通知發(fā)出指令之時,向受電裝置40發(fā)送第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號。并且,受電裝置40根據(jù)第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間的長度,而對發(fā)出指令進行特別指定。
在本實施方式中,如前述的專利文獻1和專利文獻2那樣,沒有采用使用數(shù)據(jù)組或比特數(shù)據(jù)而從輸電裝置向受電裝置發(fā)送指令的數(shù)據(jù)的通信方式。因此,在本實施方式中,無需對受電裝置所接收到的數(shù)據(jù)組等的數(shù)據(jù)進行分析,并對所發(fā)送的數(shù)據(jù)的內(nèi)容進行特別指定,而僅通過受電裝置對信號接收期間進行特別指定,便能夠特別指定發(fā)出指令。因此,能夠使受電裝置內(nèi)的電路規(guī)模減小,進而還能夠抑制受電裝置的制造成本的增大。
以此方式,在本實施方式中,在無接點電力傳送系統(tǒng)中,能夠抑制受電裝置40的電路規(guī)模的增大,并且受電裝置40能夠正確地對輸電裝置10所發(fā)出的發(fā)出指令進行特別指定。
此外,例如在準備有多個種類的發(fā)出指令的情況下,通過輸電裝置10對發(fā)送第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的期間進行調(diào)節(jié),從而能夠?qū)⒉煌N類的發(fā)出指令通知給受電裝置40等。
并且,受電裝置40能夠?qū)Χ鄠€種類的發(fā)出指令中的、所接收到的發(fā)出指令是哪個種類的發(fā)出指令進行特別指定等。
例如,在本實施方式中,作為多個種類的發(fā)出指令而準備有第一指令和第二指令的至少兩個發(fā)出指令。并且,例如第一指令為通常充電指令,第二指令為快速充電指令。通常充電指令是指,指示受電裝置40以使其實施通常的充電的指令。此外,急速充電指令是指,指示受電裝置40以使其實施與通常充電相比充電速度較快的快速充電的指令。例如,在同樣的蓄電池余量的情況下,快速充電為與通常充電相比至充滿電為止的時間較短的充電方法。例如,在cc充電中,通常充電指令為,以第一充電電流而使蓄電池進行充電的指令,快速充電指令為,以大于第一充電電流的第二充電電流而使蓄電池進行充電的指令。
在此情況下,能夠在第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間為第一長度的情況下,由受電裝置40的控制部54使充電部58實施通常充電,而在信號接收期間為第二長度的情況下,由控制部54使充電部58實施快速充電等。
在此,使用圖4對具體示例進行說明。圖4為,對在受電裝置40的裝載時將發(fā)出指令從輸電裝置10通知給受電裝置40的方法的一個示例進行說明的圖。首先,如前述的圖3所示,輸電裝置10的控制部24向驅(qū)動器控制電路22輸出控制信號。并且,驅(qū)動器控制電路22生成第一輸電頻率f1的控制信號,并向輸電部12的輸電驅(qū)動器dr1、dr2進行輸出。由此,向輸電部12的源線圈l1上供給有如圖4的x1所示的驅(qū)動電壓。于是,從輸電裝置10向受電裝置40以第一輸電頻率f1而實施輸電,從而使從受電部52的整流電路53所輸出的整流電壓上升。另外,在圖4中圖示了供給至一次線圈l1上的驅(qū)動電壓的輸電頻率中由tf1表示作為第一輸電頻率的期間,且由tf2表示作為第二輸電頻率的期間。
并且,如圖4的x2所示,當整流電壓超過第一電壓(vst)時,如圖4的x3所示,受電裝置40的負載調(diào)制部56實施負載調(diào)制,并向輸電裝置10發(fā)送通信數(shù)據(jù)。在此時,負載調(diào)制部56在發(fā)送了裝載檢測用的虛擬數(shù)據(jù)(圖4的dummy)之后,向輸電側(cè)發(fā)送用于認證輸電裝置10的id認證信息(id信息、id碼)。在圖4的示例中受電裝置40兩次發(fā)送認證信息。
此外,如圖4的x4所示,受電裝置40的控制部54在第一次的id通信期間內(nèi)的給予的期間tref中,實施基準輸電頻率的測定。該基準輸電頻率是為了對第二輸電頻率f2進行測定而作為基準所使用的輸電頻率。例如,在圖4的示例中,基準輸電頻率為第一輸電頻率f1。另外,對基準輸電頻率的具體測定方法進行后述。
另一方面,輸電裝置10的通信部30對從受電裝置40所發(fā)送的第一次的id認證信息進行接收。接下來,輸電裝置10的控制部24在受電裝置40開始了負載調(diào)制之后的(輸電裝置10接收到了第一次的id認證信息之后的)所給予的定時,使輸電頻率或者占空比產(chǎn)生變化。例如,在圖4的示例中,輸電裝置10的控制部24在受電裝置40開始了負載調(diào)制之后的所給予的定時x5處,使輸電頻率從第一輸電頻率f1變換為第二輸電頻率f2。在圖4的示例中,所給予的定時x5為輸電裝置10接收到第一次的id認證信息之后的定時。在此時,控制部24使驅(qū)動器控制電路22生成第二輸電頻率f2的第二控制信號,并向輸電部12的輸電驅(qū)動器dr1、dr2進行輸出。并且,控制部24通過對發(fā)送第二輸電頻率f2的信號的期間的長度進行調(diào)整,從而向受電裝置40通知任意的發(fā)出指令。
此外,在此時,如圖4的x5所示,輸電裝置10的控制部24在第二次的id通信期間內(nèi)的應(yīng)答期間trs中,通過使輸電頻率從第一輸電頻率f1變換為第二輸電頻率f2,從而實施相對于由id認證信息實現(xiàn)的認證的應(yīng)答。
由此,例如輸電裝置10能夠通知發(fā)出指令,并且實施相對于由id認證信息實現(xiàn)的認證的應(yīng)答等。
相對于此,在負載調(diào)制部56開始實施負載調(diào)制后的所給予的定時(圖4的x5)處,輸電裝置10實施了基于第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的應(yīng)答的情況下,如圖4的x6所示,受電裝置40的控制部54對信號接收期間tms的長度進行測定,并根據(jù)所測定的長度而對發(fā)出指令進行特別指定。
換言之,在針對于通過負載調(diào)制所發(fā)送的id認證信息,輸電裝置10實施了基于第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的應(yīng)答的情況下(圖4的x5),控制部54根據(jù)信號接收期間tms的長度而對發(fā)出指令進行特別指定。例如,在輸電裝置10實施了如圖4的x5所示的應(yīng)答的情況下,受電裝置40的控制部54判斷為受電裝置40裝載在適當?shù)妮旊娧b置10(充電器)上,從而對發(fā)出指令進行特別指定。另一方面,輸電裝置10在圖4的應(yīng)答期間trs中也僅實施基于第一輸電頻率f1的輸電的情況下,控制部54判斷出未能獲得適當?shù)膽?yīng)答,從而不實施發(fā)出指令的特別指定。另外,以下對受電裝置40內(nèi)的第二輸電頻率f2的測定方法、和信號接收期間tms的長度的特別指定方法進行詳細敘述。
由此,在預(yù)先確定的預(yù)定的定時處,受電裝置40能夠判斷出輸電裝置10是否進行了適當?shù)膽?yīng)答,從而能夠?qū)嵤┹旊娧b置10的簡易的認證處理等。而且,在輸電裝置10正常應(yīng)答的情況下,能夠?qū)妮旊娧b置10所發(fā)送的發(fā)出指令進行特別指定等。
之后,控制部54通過負載調(diào)制而向負載調(diào)制部56發(fā)送表示受電裝置40已接收到發(fā)出指令的確認信息ci。
而且,輸電裝置10將輸電頻率變更為第二輸電頻率f2并通知了發(fā)出指令之后(圖4的x7),再次將輸電頻率變更為第一輸電頻率f1并實施輸電。
并且,受電裝置40的控制部54在判斷出被特別指定的發(fā)出指令為通常充電指令的情況下,指示充電部58使電力供給開關(guān)42導(dǎo)通,并實施朝向蓄電池90的通常充電。同樣地,受電裝置40的控制部54在判斷出被特別指定的發(fā)出指令為快速充電指令的情況下,指示充電部58使電力供給開關(guān)42斷開,并實施朝向蓄電池90的快速充電。
此外,在圖4的x5的定時處,并未從輸電裝置10對受電裝置40通過第二輸電頻率f2的信號而完成適當?shù)膽?yīng)答的情況下,受電裝置40的控制部54判斷出該輸電裝置10為不適當?shù)妮旊娧b置。并且,控制部54指示充電部58使電力供給開關(guān)42斷開,并以不對蓄電池90進行充電的方式來進行控制。
4.1、輸電頻率的測定處理和發(fā)出指令的特別指定處理
接下來,對輸電頻率的測定處理和發(fā)出指令的特別指定處理的具體示例進行說明。
如圖5所示,控制部54包括通信數(shù)據(jù)生成部43,通信數(shù)據(jù)生成部43具有輸電頻率測定部44。并且,輸電頻率測定部44例如將圖4所示的信號接收期間tms之前的所給予的期間tref中的輸電頻率作為基準輸電頻率而進行測定。如前文所述,在圖4的示例中,將第一輸電頻率f1作為基準輸電頻率而使用。但是,本實施方式并不限定于此。
如更具體地進行說明,則如圖5所示,受電部52通過使用例如磁滯型的比較器來對二次線圈l2的線圈端信號進行整形,從而將與輸電信號波形相對應(yīng)的矩形波信號vcs進行提取,并向通信數(shù)據(jù)生成部43進行供給。并且,輸電頻率測定部44通過使用由振蕩電路45所生成的時鐘信號而對與輸電信號波形相對應(yīng)的矩形波信號vcs的周期進行計數(shù),從而對基準輸電頻率進行測定。
而且,輸電頻率測定部44根據(jù)所測定出的基準輸電頻率而對第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間的長度進行測定。換句話說,控制部54根據(jù)由振蕩電路45所生成的振蕩信號(二次側(cè)的時鐘信號),而對第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間的長度進行測定。
在此,使用圖6對具體示例進行說明。在輸電頻率測定部44中,輸入有與前述的輸電信號波形相對應(yīng)的矩形波信號vcs(圖5)、和由受電裝置40的振蕩電路45所生成的二次側(cè)的時鐘信號。并且,輸電頻率測定部44使用由振蕩電路45所生成的二次側(cè)的時鐘信號而對矩形波信號vcs的所給予的時鐘量的長度進行測定。例如,在圖6的示例中,將對第一輸電頻率f1的信號進行接收而獲得的矩形波信號vcs的32時鐘量的長度換算為二次側(cè)的時鐘信號的計數(shù)值,從而求出其為2720計數(shù)量。
換言之,輸電頻率測定部44在圖4以及圖6所示的給予的期間tref內(nèi),求出相當于矩形波信號vcs的給予的時鐘量的長度的二次側(cè)的時鐘信號的計數(shù)值。在此,將相當于對任意的輸電頻率fj的信號進行接收而獲得的矩形波信號vcs的m時鐘量(m為正整數(shù))的長度的二次側(cè)的時鐘信號的計數(shù)值,稱為輸電頻率fj的單位時間二次側(cè)時鐘換算值contj、m。例如,在圖6的示例中,任意的輸電頻率fj為第一輸電頻率(基準輸電頻率),且m=32。并且,求出為第一輸電頻率f1的單元時間二次側(cè)時鐘換算值cont1、32為2720。
此外,如圖7的表所示,在圖3所示的非易失性存儲器63內(nèi),預(yù)先存儲有第一輸電頻率f1(基準輸電頻率)的單位時間二次側(cè)時鐘換算值cont1、32、與第二輸電頻率f2的單位時間二次側(cè)時鐘換算值cont2、32之差分值δcontf2。因此,只要知道cont1、32,則使用差分值δcontf2就能夠計算出cont2、32。例如,在圖7的示例中,由于差分值δcontf2=20,因此能夠求出cont2、32=2700。
接下來,如圖6所示,使用cont1、32和cont2、32,而對應(yīng)答期間trs中的第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間tms的長度進行特別指定。輸電頻率測定部44在應(yīng)答期間trs中,同樣地依次求出單位時間二次側(cè)時鐘換算值。其結(jié)果為,在圖6的示例中,單位時間二次側(cè)時鐘換算值在時間序列上依次求出為2720、2715、2700、2700、2704、2720。在該情況下,當單位時間二次側(cè)時鐘換算值與cont1、32相同而為2720的期間在通過第一輸電頻率f1而被輸電時能夠立即判斷出,并且當單位時間二次側(cè)時鐘換算值與cont2、32相同而為2700的期間在通過第二輸電頻率f1而被輸電時能夠立即判斷出。
但是,認為在單位時間二次側(cè)時鐘換算值為2715的期間、與為2704的期間內(nèi),cont1、32以及cont2、32中的任意一個均不一致,輸電頻率在中途發(fā)生了變化。因此也認為,無法就此對第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間tms進行特別指定。
因此,在本實施方式中,如圖7的表所示,預(yù)先在非易失性存儲器63內(nèi)存儲相對于第二輸電頻率f2的誤差容許范圍δtjudge。并且,在所求出的單位時間二次側(cè)時鐘換算值在(cont2、32-δtjudge)以上、且小于(cont2、32+δtjudge)的情況下,輸電頻率測定部44判斷出該期間為通過第二輸電頻率f2而被輸電的期間。并且,在單位時間二次側(cè)時鐘換算值小于(cont2、32-δtjudge)的情況下,或者在(cont2、32+δtjudge)以上的情況下,判斷出該期間并非為通過第二輸電頻率f2而被輸電的期間。具體而言,在圖7的示例中,由于設(shè)定為δtjudge=13,因此判斷出單位時間二次側(cè)時鐘換算值被包含在2687至2712的范圍內(nèi)的期間為通過第二輸電頻率而輸電的期間。因此,在圖6的示例中,將單位時間二次側(cè)時鐘換算值為2704的期間判斷為通過第二輸電頻率f2而輸電的期間,將單位時間二次側(cè)時鐘換算值為2715的期間判斷為并非通過第二輸電頻率f2而輸電的期間。因此,在圖6的示例中,能夠判斷出包含于應(yīng)答期間trs內(nèi)的cont2、32的個數(shù)為四個。另外,包含于應(yīng)答期間trs內(nèi)的cont2、32的個數(shù)是指,在應(yīng)答期間trs中,判斷出通過第二輸電頻率f2而實施輸電的一次側(cè)的32時鐘量的單位期間的個數(shù)。
接下來,對第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間tms的長度進行特別指定,并根據(jù)信號接收期間tms而對發(fā)出指令進行特別指定。在本示例中,例如,如圖8所示的對應(yīng)表格被存儲在非易失性存儲器63內(nèi)。在圖8的對應(yīng)表格中設(shè)定有,包含于應(yīng)答期間tms內(nèi)的cont2、32的個數(shù)、和信號接收期間tms、和發(fā)出指令的對應(yīng)關(guān)系。
具體而言,在圖8的示例中,控制部54在判斷出包含于應(yīng)答期間trs內(nèi)的cont2、32的個數(shù)為0的情況下,則判斷出包含于應(yīng)答期間trs中的第一輸電頻率f2的信號未被發(fā)送,并判斷出發(fā)出指令未被通知。此外,控制部54在判斷出包含于應(yīng)答期間trs內(nèi)的cont2、32的個數(shù)為1至3的情況下,則判斷出第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間tms為第二輸電頻率f2的時鐘數(shù)即64clk量的期間,并判斷出通常充電指令被通知。并且,控制部54在判斷出包含于應(yīng)答期間trs內(nèi)的cont2、32的個數(shù)為4至6的情況下,則判斷出第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間tms為第二輸電頻率f2的時鐘數(shù)即160clk量的期間,并判斷出快速充電指令被通知。而且,控制部54在判斷出包含于應(yīng)答期間trs內(nèi)的cont2、32的個數(shù)為7至8的情況下,則判斷出第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間tms為第二輸電頻率f2的時鐘數(shù)即256clk量的期間,并判斷出后述的斷開啟動指令被通知。因此,在圖6的示例中,能夠判斷出快速充電指令被通知。
總結(jié)上文,輸電頻率測定部44根據(jù)由振蕩電路45所生成的二次側(cè)的時鐘信號(振蕩信號),而將信號接收期間tms之前的所給予的期間tref內(nèi)的輸電頻率作為基準輸電頻率而測定。并且,控制部54根據(jù)所生成的二次側(cè)的信號、和所測定出的基準輸電頻率,而對第二輸電頻率f2的信號或者第二占空比的信號的信號接收期間tms的長度進行測定。
以此方式,通過使用振蕩電路45,從而能夠求出與以基準輸電頻率而輸電時的所給予的時鐘數(shù)(例如32clk)相對應(yīng)的二次側(cè)的振蕩信號的計數(shù)換算值(例如cont1、32)。而且,能夠求出與以第二輸電頻率f2而輸電時的所給予的時鐘數(shù)(例如32clk)相對應(yīng)的二次側(cè)的振蕩信號的計數(shù)換算值(例如cont2、32)。
此外,通過對基準輸電頻率進行測定,從而即使在由一次側(cè)的振蕩電路38所生成的時鐘信號、以及由二次側(cè)的振蕩電路45所生成的時鐘信號的至少一個上存在有偏差的情況下,也能夠正確地對第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間的長度進行測定等。另外,上文的說明對于第二占空比的信號也相同。此外,前述的圖7所示的各種參數(shù)(δcontf2、δtjudge等)并不限定于前述的值。而且,也可以采用如下方式,即,非易失性存儲器63對多個δcontf2和多個δtjudge進行存儲,控制部54從多個δcontf2和多個δtjudge之中選擇所使用的值并進行使用。
4.2、斷開啟動指令接收時的動作
此外,控制部54在判斷出信號接收期間tms的長度為所給予的長度(第三長度)的情況下,則特別指定為發(fā)出指令是斷開啟動指令。例如,在前述的圖8的示例中,控制部54判斷出包含于應(yīng)答期間trs內(nèi)的cont2、32的個數(shù)為7至8的情況下,則判斷出第二輸電頻率f2的信號的信號接收期間tms為第二輸電頻率f2的時鐘數(shù)即256clk量的期間,并判斷出后述的斷開啟動指令被通知。
在此,斷開啟動指令是指,對從放電部60向電力供給對象進行供給的電力供給動作進行強制性地斷開的指令。在通常的使用方式中,在從輸電裝置10中拆除了受電裝置40的情況下,充電部58將電力供給開關(guān)42斷開并停止充電動作,從而放電部60開始進行朝向電力供給對象100的電力供給動作??墒牵谏唐返某鰪S時等,需要在出廠前的充電后預(yù)先將受電裝置40的電力供給動作斷開。
因此,控制部54在判斷出已接收到斷開啟動指令的情況下,將放電部60的電力供給動作斷開。
由此,與通過手工操作而使放電部60的電力供給動作斷開相比,能夠可靠且有效地使放電部60的電力供給動作斷開等。
此外,輸電裝置10能夠使受電裝置40的放電動作停止等。
使用圖9對具體示例進行說明。在已接收到作為發(fā)出指令的斷開啟動指令的情況下,如圖9所示,受電裝置40將ic號(icn)和斷開開始的標志(ofst)向輸電側(cè)發(fā)送。標志ofst為,對被設(shè)定為斷開開始模式的情況進行通知的通知信息。例如,在未被設(shè)定為斷開開始模式的情況下,標志ofst=0被發(fā)送,在被設(shè)定為斷開開始模式的情況下,標志ofst=1被發(fā)送。由此,輸電側(cè)能夠識別是否被設(shè)定為斷開開始模式。
例如在產(chǎn)品的制造、出廠時,采用專門的充電器而對受電裝置進行充電,并將動作模式自動地設(shè)定為斷開開始模式。并且,當從受電側(cè)接收到標志ofst=1時,使作為報知部16的led等點亮。通過這種方式,從而制造現(xiàn)場的操作者能夠確認到被設(shè)定為斷開開始模式的情況。
5、無接點電力傳送系統(tǒng)的動作順序
接下來,對本實施方式的無接點電力傳送系統(tǒng)的整體的動作順序的一個示例進行說明。圖10為說明動作順序的概要的圖。
在圖10的a1中,具有受電裝置40的電子設(shè)備510未放置在具有輸電裝置10的充電器500之上,即為拆除狀態(tài)。在該情況下,為待機狀態(tài)。在該待機狀態(tài)下,輸電裝置10的輸電部12實施用于裝載檢測的間歇輸電,從而成為對電子設(shè)備510的裝載進行檢測的狀態(tài)。此外,在待機狀態(tài)下,在受電裝置40中,朝向電力供給對象100的放電動作成為導(dǎo)通,從而朝向電力供給對象100的電力供給成為使能。由此,處理部等的電力供給對象100被供給有來自蓄電池90的電力從而能夠進行動作。
如圖10的a2所示,當電子設(shè)備510被置于充電器510之上,并檢測到裝載時,成為通信檢查且充電狀態(tài)。在該通信檢查且充電狀態(tài)下,輸電裝置10的輸電部12實施作為連續(xù)輸電的通常輸電。此時,在根據(jù)電力傳送的狀態(tài)等而實施電力可變的電力控制的同時,實施通常輸電。此外,基于蓄電池90的充電狀態(tài)的控制也被實施。電力傳送的狀態(tài)例如是由一次線圈l1、二次線圈l2的位置關(guān)系(線圈間距離等)等所確定的狀態(tài),例如能夠根據(jù)受電部52的整流電壓vcc等的信息而進行判斷。蓄電池90的充電裝置例如能夠根據(jù)蓄電池電壓vbat等的信息而進行判斷。
此外,在通信檢查且充電狀態(tài)下,受電裝置40的充電部58的充電動作成為導(dǎo)通,受電部52根據(jù)所接收到的電力而實施蓄電池90的充電。此外,放電部60的放電動作成為斷開,從而來自蓄電池90的電力未被供給至電力供給對象100內(nèi)。此外,在通信檢查且充電狀態(tài)下,通過負載調(diào)制部56的負載調(diào)制而使通信數(shù)據(jù)被發(fā)送至輸電側(cè)。包括例如輸電電力設(shè)定用信息(vcc等)、和充電狀態(tài)信息(vbat和各種的狀況標志等)、和溫度等的信息在內(nèi)的通信數(shù)據(jù),通過通常輸電期間中的始終實施的負載調(diào)制,而從受電側(cè)被發(fā)送至輸電側(cè)。
如圖10的a3所示,當檢測到蓄電池90的充滿電時,則成為充滿電待機狀態(tài)。在該充滿電待機狀態(tài)下,輸電部12例如實施用于拆除檢測的間歇輸電,從而成為對電子設(shè)備510的拆除進行檢測的狀態(tài)。此外,放電部60的放電動作依然為斷開,從而使朝向電力供給對象100的電力供給也依然為非使能。
并且,如圖10的a4所示當檢測到電子設(shè)備510的拆除時,如a5所示電子設(shè)備510為使用狀態(tài),從而受電側(cè)的放電動作成為導(dǎo)通。具體而言,放電部60的放電動作從斷開切換為導(dǎo)通,從而來自蓄電池90的電力經(jīng)由放電部60而被供給至電力供給對象100內(nèi)。由此,以供給有來自蓄電池90的電力的方式而使處理部等的電力供給對象100進行動作,并成為用戶能夠通常使用電子設(shè)備510的狀態(tài)。
以上文的方式,在本實施方式中如圖10的a1所示,當檢測到電子設(shè)備510的裝載時,實施通常輸電,且在該通常輸電期間內(nèi)始終實施負載調(diào)制。此外,當檢測到裝載時,放電部60的放電動作停止。并且,在該始終的負載調(diào)制中,包括了用于輸電側(cè)的電力控制的信息和表示受電側(cè)的狀況的信息的通信數(shù)據(jù)從受電側(cè)被發(fā)送至輸電側(cè)。例如,通過對用于電力控制的信息(輸電電力設(shè)定用信息)進行通信,從而能夠?qū)崿F(xiàn)例如與一次線圈l1和二次線圈l2的位置關(guān)系等相對應(yīng)的最佳的電力控制。此外,通過對表示受電側(cè)的狀況的信息進行通信,從而能夠?qū)崿F(xiàn)最佳且安全的充電環(huán)境。并且,在本實施方式中,在負載調(diào)制持續(xù)期間,仍持續(xù)進行通常輸電,且放電部60的放電動作也依然為斷開。
此外,在本實施方式中如圖10的a3所示,當檢測到蓄電池90的充滿電時,通常輸電停止,并實施拆除檢測用的間歇輸電。并且,如圖a4、a5所示,當檢測到拆除、即為拆除期間時,實施放電部60的放電動作。由此,來自蓄電池90的電力被供給至電力供給對象100內(nèi),從而電子設(shè)備510的通常動作變?yōu)榭赡?。另外,裝載檢測和拆除檢測根據(jù)受電部52的輸出電壓vcc而被實施。
以此方式,在本實施方式中,由于在電子設(shè)備510的蓄電池90的充電期間(通常輸電期間)內(nèi),朝向電力供給對象100的放電動作成為斷開,因此能夠抑制在充電期間內(nèi)由電力供給對象100而導(dǎo)致電力無謂地消耗的事態(tài)。
并且,當檢測到電子設(shè)備510的拆除時,從通常輸電切換為間歇輸電,并且朝向電力供給對象100的放電動作成為導(dǎo)通。通過以此方式而使放電動作成為導(dǎo)通,從而來自蓄電池90的電力被供給至電力供給對象100內(nèi),進而可進行處理部(dsp)等的電力供給對象100的通常動作。通過采用這樣的方式,從而例如在電子設(shè)備510放置于充電部500之上的充電期間內(nèi)不進行動作的類型的電子設(shè)備510(例如,助聽器、穿戴式設(shè)備等的用戶所穿戴的電子設(shè)備)中,能夠?qū)崿F(xiàn)良好的無接點電力傳輸?shù)膭幼黜樞颉?/p>
圖11、圖12、圖13為,用于說明本實施方式的無接點傳輸系統(tǒng)的動作順序的細節(jié)的信號波形圖。
圖11的b1為圖10的a1的待機狀態(tài),即裝載檢測用的間歇輸電正被實施。即,每隔期間tl1的間隔而實施期間tl2的間隔的輸電。tl1的間隔例如為3秒,tl2的間隔例如為50毫秒。并且在圖11的b2、b3中,由于整流電壓vcc為電壓vst以下(第一電壓以下),因此由負載調(diào)制實現(xiàn)的通信未被實施。
另一方面,在b4中由于整流電壓vcc超過了電壓vst(例如4.5v),因此如b5所示負載調(diào)制56開始進行負載調(diào)制。即,雖然在b2、b3中l(wèi)1、l2的線圈未充分地成為電磁耦合狀態(tài),但是在b4中l(wèi)1、l2的線圈如圖1b所示而成為適當電磁耦合狀態(tài)。因此,整流電壓vcc上升并超過電壓vst,從而開始進行b5所示的負載調(diào)制。并且,通過該負載調(diào)制而使如b6所示的通信數(shù)據(jù)被發(fā)送至輸電側(cè)。通過b7所示的裝載檢測用的間歇輸電而使整流電壓vcc上升,從而開始進行該b5的負載調(diào)制。
具體而言,受電側(cè)對裝載檢測用的虛擬數(shù)據(jù)(例如64比特的“0”)進行發(fā)送。輸電側(cè)通過對該虛擬數(shù)據(jù)進行檢測(例如8比特的“0”的檢測),從而如b7所示那樣開始進行通常輸電(連續(xù)輸電)。
接下來,受電側(cè)對id認證信息和整流電壓vcc的信息進行發(fā)送。通過相對于id認證信息的發(fā)送而在輸電側(cè)實施應(yīng)答,從而能夠?qū)崿F(xiàn)簡易的認證處理。
此外,輸電側(cè)對作為整流電壓vcc的信息的輸電電力設(shè)定用信息進行接收,并實施輸電電力的控制。通過該輸電側(cè)的輸電電力的控制,從而整流電壓vcc如b8所示那樣上升。并且,如b9所示,當vcc超過電壓vccl(第二電壓)時,開始進行朝向蓄電池90的充電。
以此方式,在本實施方式中,能夠?qū)㈤_始實施負載調(diào)制(通信)的電壓vst設(shè)定得較低。由此,能夠?qū)τ捎谳旊妭?cè)的驅(qū)動電壓被設(shè)定得較高而引起的耐壓異常等的不良現(xiàn)象的產(chǎn)生進行抑制。并且,通過由所開始的負載調(diào)制而向輸電側(cè)發(fā)送輸電電力設(shè)定用信息(vcc),從而實施輸電側(cè)的輸電電力的控制,并且通過該輸電電力的控制,從而整流電壓vcc如b8所示那樣上升。并且,當整流電壓vcc上升,且如b9所示那樣超過作為可充電電壓的電壓vccl時,開始進行蓄電池90的充電。因此,能夠同時實現(xiàn)在較寬距離范圍內(nèi)的裝載檢測、和耐壓異常等的不良現(xiàn)象的產(chǎn)生的抑制。
在圖12的c1中,在蓄電池90的充電被實施的通常輸電期間內(nèi),電子設(shè)備510被拆除。如c2、c3所示,該c1的拆除為蓄電池90的充滿電前(充滿電標志=l電平)的拆除。
在如此而實施了電子設(shè)備510的拆除時,輸電側(cè)的電力變?yōu)椴槐粋鬟f至受電側(cè),從而整流電壓vcc降低。并且,如c4所示,例如當vcc<3.1v時如c5所示由負載調(diào)制部56來實現(xiàn)的負載調(diào)制停止。當負載調(diào)制停止時,如c6所示由輸電部12來實現(xiàn)的通常輸電停止。
此外,當整流電壓vcc降低且低于作為判斷電壓的例如3.1v時,開始進行未圖示的受電側(cè)的啟動電容器的放電。該啟動電容器為受電側(cè)的放電動作的啟動用(啟動期間的計測用)的電容器,例如作為受電側(cè)的控制裝置50的外置部件而設(shè)置。并且,當整流電壓vcc低于判斷電壓(3.1v)后,且經(jīng)過了啟動期間tst時,如c8所示放電部60的放電動作從斷開被切換為導(dǎo)通,從而來自蓄電池90的電力被供給至電力供給對象100內(nèi)。此外,輸電部12在停止了通常輸電之后,如c9所示,實施裝載檢測用的間歇輸電。
另外,在本實施方式中,作為受電側(cè)的控制部54而設(shè)置有充電系統(tǒng)的控制部和放電系統(tǒng)的控制部。充電系統(tǒng)的控制部以供給有基于受電部52的整流電壓vcc(輸出電壓)的電源電壓的方式而動作。另一方面,放電系統(tǒng)的控制部和放電部60以供給有基于蓄電池電壓vbat的電源電壓的方式而動作。并且放電系統(tǒng)的控制部實施啟動電容器的充放電的控制和放電部60的放電動作的控制(導(dǎo)通或斷開控制)。
在圖13的d1中,充滿電標志為作為激活電平的h電平,即檢測到蓄電池90的充滿電。當以此方式而檢測到充滿電時,如d2所示充滿電后的拆除檢測用的間歇輸電被實施。即,每隔期間tr1的間隔而實施期間tr2的間隔的輸電。tr1的間隔例如為1.5秒,tr2的間隔例如為50毫秒。拆除檢測用的間歇輸電的期間tr1的間隔與裝載檢測用的間歇輸電的期間tl1的間隔相比而較短。
通過該拆除檢測用的間歇輸電,從而如圖13的d3、d4所示整流電壓變?yōu)関cc>vst,進而如d5、d6所示負載調(diào)制被實施。輸電側(cè)通過對該負載調(diào)制(空的通信數(shù)據(jù)等)進行檢測,從而能夠?qū)﹄娮釉O(shè)備510還未被拆除的情況進行檢測。
并且,與由前述的啟動電容器所設(shè)定的d7所示的啟動期間tst的間隔(例如長于3秒)相比,拆除檢測用的間歇輸電的期間tr1的間隔(例如1.5秒)較短。因此,在電子設(shè)備510未被拆除的狀態(tài)下,啟動電容器的電壓(充電電壓)不低于用于放電動作導(dǎo)通的閾值電壓vt,從而如d8所示從放電動作的斷開向?qū)ǖ那袚Q不被實施。
另一方面,在d9中,電子設(shè)備510被拆除。并且,由于d4所示的拆除檢測用的間歇輸電的期間tr2的結(jié)束后,如d10所示,整流電壓vcc低于作為判斷電壓的3.1v,因此d7所示的啟動期間tst的計測開始。并且在d11中,啟動電容器的電壓低于用于放電動作導(dǎo)通的閾值電壓vt,從而啟動期間tst的經(jīng)過被檢測出。由此,放電部60的放電動作從斷開被切換為導(dǎo)通,從而使來自蓄電池90的電力被供給至電力供給對象100內(nèi)。此外如d12所示,電子設(shè)備510的裝載檢測用的間歇輸電被實施。
以上文的方式,在本實施方式中,如圖11的b5所示將受電裝置40開始實施負載調(diào)制作為條件,開始進行如b7所示那樣由輸電部12實現(xiàn)的通常輸電。并且,b5的負載調(diào)制持續(xù)期間,b7所示的通常輸電持續(xù)進行。具體而言,如圖12的c5所示在負載調(diào)制成為非檢測出的情況下,如c6所示由輸電部12而實現(xiàn)的通常輸電停止。并且,如c9所示由輸電部12而實現(xiàn)的裝載檢測用的間歇輸電被實施。
以此方式,在本實施方式中,采用以下的動作順序,即,將負載調(diào)制的開始作為條件而開始進行通常輸電,并在負載調(diào)制持續(xù)期間持續(xù)進行通常輸電,而當負載調(diào)制成為非檢測時停止通常輸電。以此方式,采用簡易的動作順序,便能夠?qū)崿F(xiàn)無接點電力傳輸和由負載調(diào)制實現(xiàn)的通信。此外,在通常輸電期間中,通過始終實施的由負載調(diào)制所實現(xiàn)的通信,從而還能夠?qū)崿F(xiàn)與電力傳輸?shù)臓顟B(tài)等相對應(yīng)的有效的無接點電力傳輸。
6、從受電裝置朝向輸電裝置的通信方法
接下來,使用圖14對由負載調(diào)制實現(xiàn)的通信方法進行說明。例如,在本實施方式中,受電裝置40實施負載調(diào)制,從而向輸電裝置10的控制裝置20發(fā)送例如前述的id認證信息和輸電電力設(shè)定用信息等,且輸電裝置10的控制裝置20對這些信息進行接收。
在該情況下,如圖14所示,在輸電側(cè),輸電驅(qū)動器dr1、dr2根據(jù)從電源電壓控制部14所供給的電源電壓vdrv而進行動作,從而對一次線圈l1進行驅(qū)動。
另一方面,在受電側(cè)(二次側(cè)),受電部52的整流電路53對二次線圈l2的線圈端電壓進行整流,并向節(jié)點nvc上輸出有整流電壓vcc。另外,輸電側(cè)的諧振電路由一次線圈l1和電容器ca1所構(gòu)成,且受電側(cè)的諧振電路由二次線圈l2和電容器ca2所構(gòu)成。
在受電側(cè),通過將前述的圖3所示的負載調(diào)制部56的開關(guān)元件sw導(dǎo)通或斷開,從而使電流源is的電流id2從節(jié)點nvc向gnd側(cè)間歇地流動,并使受電側(cè)的負載狀態(tài)(受電側(cè)的電位)變動。此外,在此時,前述的圖5所示的通信數(shù)據(jù)生成部43根據(jù)所測定出的輸電頻率而生成用于發(fā)送通信數(shù)據(jù)的控制信號csw,并向負載調(diào)制部56進行輸出。并且,根據(jù)控制信號csw而實施例如開關(guān)元件sw的導(dǎo)通或斷開控制,并使負載調(diào)制部56實施與通信數(shù)據(jù)相對應(yīng)的負載調(diào)制。
在輸電側(cè),向設(shè)置于電源線上的檢測電阻rcs流動的電流id1,由于由負載調(diào)制而引起的受電側(cè)的負載狀態(tài)的變動而發(fā)生變動。例如,在輸電側(cè)的電源(例如圖1a的電源轉(zhuǎn)換器502等的電源裝置)與電源電壓控制部14之間,設(shè)置有對用于向電源流動的電流進行檢測的檢測電阻rcs。電源電壓控制部14經(jīng)由該檢測電阻rcs而從電源被供給有電源電壓。并且,從電源向檢測電阻rcs流動的電流id1,由于由負載調(diào)制而引起的受電測的負載狀態(tài)的變動而發(fā)生變化,并且通信部30對該電流變動進行檢測。并且,通信部30根據(jù)檢測結(jié)果而實施通過負載調(diào)制所發(fā)送的通信數(shù)據(jù)的檢測處理。
此外,負載調(diào)制部56通過使受電側(cè)的負載狀態(tài)(基于負載調(diào)制的負載)變?yōu)槔绲谝回撦d狀態(tài)、第二負載狀態(tài)那樣,從而實施負載調(diào)制。第一負載狀態(tài)例如是開關(guān)元件sw為導(dǎo)通的狀態(tài),并且為受電側(cè)的負載狀態(tài)(負載調(diào)制的負載)為高負載(阻抗較小)的狀態(tài)。第二負載狀態(tài)例如為,開關(guān)元件sw為斷開狀態(tài)、并且受電側(cè)的負載狀態(tài)(負載調(diào)制的負載)為低負載(阻抗較大)的狀態(tài)。
并且,例如以使第一負載狀態(tài)與通信數(shù)據(jù)的邏輯電平“1”(第一邏輯電平)相對應(yīng)、并使第二負載狀態(tài)與通信數(shù)據(jù)的邏輯電平“0”(第二邏輯電平)相對應(yīng)的方式,實施從受電側(cè)朝向輸電側(cè)的通信數(shù)據(jù)的發(fā)送。即,通過在通信數(shù)據(jù)的比特的邏輯電平為“1”的情況下將開關(guān)元件sw導(dǎo)通,而在通信數(shù)據(jù)的比特的邏輯電平為“0”的情況下將開關(guān)元件sw斷開,從而對預(yù)定的比特數(shù)的通信數(shù)據(jù)進行發(fā)送。
此外,本實施方式并不限定于前述的通信方式,也可以采用如下方式,例如,如圖15所示,使用負載調(diào)制模型,而從受電側(cè)發(fā)送通信數(shù)據(jù)的各個比特的邏輯電平“1”(數(shù)據(jù)1)、和邏輯電平“0”(數(shù)據(jù)0),并在輸電側(cè)進行檢測。在該情況下,受電側(cè)的負載調(diào)制部56針對于向輸電裝置10進行發(fā)送的通信數(shù)據(jù)的第一邏輯電平“1”,實施負載調(diào)制模型變?yōu)榈谝荒P蚿t1的負載調(diào)制。另一方面,針對于通信數(shù)據(jù)的第二邏輯電平“0”,實施負載調(diào)制模型變?yōu)榕c第一模型pt1不同的第二模型pt2的負載調(diào)制。
并且,在負載調(diào)制模型為第一模型pt1的情況下,輸電側(cè)的通信部30(調(diào)解部)判斷為是第一邏輯電平“1”的通信數(shù)據(jù)。另一方面,在負載調(diào)制模型為與第一模型pt1不同的第二模型pt2的情況下,判斷為是第二邏輯電平“0”的通信數(shù)據(jù)。
在此,負載調(diào)制模型為,由第一負載狀態(tài)和第二負載狀態(tài)所構(gòu)成的模型。第一負載狀態(tài)為,由負載調(diào)制部56實現(xiàn)的受電側(cè)的負載例如成為高負載的狀態(tài)。具體而言,在圖15中,第一負載狀態(tài)的期間tm1為,負載調(diào)制部56的開關(guān)元件sw成為導(dǎo)通且電流源is的電流從節(jié)點nvc向gnd側(cè)流動的期間,即與第一、第二模型pt1、pt2的h電平(比特=1)相對應(yīng)的期間。
另一方面,第二負載狀態(tài)為,由負載調(diào)制部56實現(xiàn)的受電側(cè)的負載例如成為低負載的狀態(tài)。具體而言,在圖15中,第二負載狀態(tài)的期間tm2為,負載調(diào)制部56的開關(guān)元件sw為導(dǎo)通的期間,即與第一、第二模型pt1、pt2的h電平(比特=0)相對應(yīng)的期間。
并且,在圖15中,第一模型pt1為第一負載狀態(tài)的期間tm1的寬度與第二模型pt2相比而較長的模型。以此方式,關(guān)于第一負載狀態(tài)的期間tm1的寬度與第二模型pt2相比而為較長的第一模型pt1,則判斷為是邏輯電平“1”。另一方面,關(guān)于第一負載狀態(tài)的期間tm1的寬度與第一模型pt1相比而為較短的第二模型pt2,則判斷為是邏輯電平“0”。
如圖15所示,第一模型pt1例如為與(1110)的比特模型相對應(yīng)的模型。第二模型pt2例如為與(1010)的比特模型相對應(yīng)的模型。在這些比特模型中,比特=1對應(yīng)于負載調(diào)制部56的開關(guān)元件sw為導(dǎo)通的狀態(tài),比特=0對應(yīng)于負載調(diào)制部56的開關(guān)元件sw為斷開的狀態(tài)。
由此,即使在噪音較多的狀況下,也能夠?qū)嵤┩ㄐ艛?shù)據(jù)的適當?shù)臋z測。
接下來,圖16a、圖16b中圖示了在本實施方式中所使用的通信數(shù)據(jù)的格式的示例。
在圖16a中,通信數(shù)據(jù)由64比特而構(gòu)成,且由該64比特而構(gòu)成了一個數(shù)據(jù)組。第一個16比特為0000h。例如在對受電側(cè)的負載調(diào)制進行檢測且輸電側(cè)開始通常輸電(或者間歇輸電)的情況下,通信部30的電流檢測電路等進行動作,到能夠適當?shù)貙νㄐ艛?shù)據(jù)進行檢測為止,需要一定程度的時間。因此,在第一個16比特的0000h的通信期間內(nèi),例如實施為了比特同步所需的各種的處理。
在接下來的第二個的16比特中,被設(shè)定有數(shù)據(jù)編碼和整流電壓(vcc)的信息。如圖16b所示,數(shù)據(jù)編碼為用于對采用接下來的第三個的16比特而通信的數(shù)據(jù)進行特別指定的編碼。整流電壓(vcc)作為輸電裝置10的輸電電力設(shè)定信息而被使用。
按照數(shù)據(jù)編碼上的設(shè)定,而在第三個16比特上設(shè)定有溫度、蓄電池電壓、蓄電池電流、狀況標志、周期數(shù)、ic號碼/充電執(zhí)行/斷開開始、或者id等的信息。溫度例如為蓄電池溫度等。蓄電池電壓、蓄電池電流為表示蓄電池90的充電狀態(tài)的信息。狀況標志例如為表示溫度錯誤(高溫異常、低溫異常)、蓄電池錯誤(1.0v以下的蓄電池電壓)、過電壓錯誤、計時器錯誤、充滿電(正常結(jié)束)等的受電側(cè)的狀況的信息。周期數(shù)(周期)為表示充電次數(shù)的信息。ic號碼為用于對控制裝置的ic進行特別指定的編號。充電執(zhí)行的標志(cgo)為表示所認證了的輸電側(cè)為適當,并根據(jù)來自輸電側(cè)的輸電電力而執(zhí)行充電的標志。在第四個16比特上被設(shè)定有crc的信息。
另外,本實施方式的通信方法并不限定于在圖15至圖16b等所說明的方法,而能夠?qū)嵤└鞣N的改變。例如雖然在圖15中,將邏輯電平“1”對應(yīng)于第一模型pt1,并將邏輯電平“0”對應(yīng)于第二模型pt2,但是該關(guān)聯(lián)也可以是相反的。此外,圖15的第一、第二模型pt1、pt2為負載調(diào)制模型的一個示例,本實施方式的負載調(diào)制模型并不限定于此,而能夠?qū)嵤└鞣N的改變。例如雖然在圖15內(nèi),第一、第二模型pt1、pt2被設(shè)定為相同長度,但是也可以設(shè)定為不同的長度。此外雖然在圖15中,采用了比特模型(1110)的第一模型pt1和比特模型(1010)的第二模型pt2,但是也可以采用與它們不同的比特模型的第一、第二模型pt1、pt2。例如,只要第一、第二模型pt1、pt2至少是第一負載狀態(tài)的期間tm1(或者第二負載狀態(tài)的期間tm2)的長度不同的模型即可,并能夠采用與圖15不同種類的模型。此外,通信數(shù)據(jù)的格式和通信處理也并不限定于在本實施方式中所說明的方法,而能夠?qū)嵤└鞣N的改變。
7、受電部、充電部
圖17中圖示了受電部53、充電部58等的詳細結(jié)構(gòu)示例。如圖17所示,受電部52的整流電路53具有整流用的晶體管ta1、ta2、ta3、ta4和對這些晶體管ta1至ta4進行控制的整流控制部51。在晶體管ta1至ta4的各自的漏極-源極之間設(shè)置有體二極管。整流控制部51向晶體管ta1至ta4的柵極輸出控制信息,并實施用于生成整流電壓vcc的整流控制。
在整流電壓vcc的節(jié)點nvc與gnd的節(jié)點之間串聯(lián)設(shè)置有電阻rb1、rb2。采用通過電阻rb1、rb2而電壓分割了整流電壓vcc的電壓ach1例如被輸入至a/d轉(zhuǎn)換電路65內(nèi)。由此,可實現(xiàn)整流電壓vcc的監(jiān)控,從而能夠?qū)崿F(xiàn)基于vcc的電力控制、和基于vcc的通信開始和充電開始的控制。
調(diào)節(jié)器67實施整流電壓vcc的電壓調(diào)整(調(diào)節(jié)),并將電壓vd5進行輸出。該電壓vd5經(jīng)由晶體管tc1,而被供給至充電部58的cc充電電路59內(nèi)。例如在蓄電池電壓vbat超過所給予的電壓的過電壓的檢測時,晶體管tc1根據(jù)控制信號gc1而變?yōu)閿嚅_。另外,控制裝置50的各個電路(除了放電部60等的放電系統(tǒng)的電路以外的電路)以將基于該電壓vd5的電壓(調(diào)節(jié)了vd5的電壓等)作為電源電壓的方式而動作。
cc充電電路59具有晶體管tc2、運算放大器opc、電阻rc1、電流源isc。以通過運算放大器opc的假想接地而使電阻rc1的一端的電壓(非反相輸入端子的電壓)、與作為外置部件的檢測電阻rs的另一端的電壓vcs2(反相輸入端子的電壓)成為相等的方式,來對晶體管tc2進行控制。通過信號icda的控制而將向電流源isc流動的電流設(shè)為ida,并將向檢測電阻rs流動的電流設(shè)為irs。于是,以irs×rs=ida×rc1的方式而實施控制。即,在該cc充電電路59中,以使向檢測電阻rs流動的電流irs(充電電流)成為根據(jù)信號icda所設(shè)定的固定的電流值的方式而被控制。由此,可實現(xiàn)cc(constant-current,恒流)充電。
晶體管tc3被設(shè)置在cc充電電路59的輸出節(jié)點與蓄電池電壓vbat的供給節(jié)點nbat之間。在p型的晶體管tc3的柵極上被連接有n型的晶體管tc4的漏極,并在晶體管tc4的柵極上被輸入有來自控制部54的充電的控制信號chon。此外,在晶體管tc3的柵極與節(jié)點nbat之間設(shè)置有上拉用的電阻rc2,并在晶體管tc4的柵極與gnd(低電位側(cè)電源)的節(jié)點之間設(shè)置有下拉用的電阻rc3。由晶體管tc3(tc4)來實現(xiàn)圖2的電力供給開關(guān)42。
充電時,控制部54將控制信號的chon設(shè)為激活電平(h電平)。由此,n型的晶體管tc4成為導(dǎo)通,并且p型的晶體管tc3的柵極電壓成為l電平。其結(jié)果為,晶體管tc3成為導(dǎo)通,從而實施蓄電池90的充電。
另一方面,當控制部54將控制信號chon設(shè)為非激活電平(l電平)時,n型的晶體管tc4成為斷開。并且,將p型的晶體管tc3的柵極電壓通過電阻rc2而被上拉為蓄電池電壓vbat,從而晶體管tc3變?yōu)閿嚅_,進而蓄電池90的充電停止。
此外,在充電系統(tǒng)的電源電壓低于電路的動作下限電壓的情況下,晶體管tc4的柵極電壓通過采用電阻rc3而被下拉為gnd,從而晶體管tc4變?yōu)閿嚅_。并且,晶體管tc3的柵極電壓通過采用電阻rc2而被上拉為蓄電池電壓vbat,從而晶體管tc3變?yōu)閿嚅_。以此方式,例如在受電側(cè)被拆除,并且電源電壓低于動作下限電壓的情況下,通過晶體管tc3變?yōu)閿嚅_,從而能夠使cc充電電路59的輸出節(jié)點與蓄電池90的節(jié)點nbat之間的路徑被電隔斷。由此,能夠防止在電源電壓變?yōu)閯幼飨孪揠妷阂韵碌那闆r下的來自蓄電池90的逆流。
此外,在節(jié)點nbat與gnd的節(jié)點之間串聯(lián)設(shè)置有電阻rc4、rc5,并且利用電阻rc4、rc5而電壓分割了蓄電池電壓vbat的電壓ach2被輸入至a/d轉(zhuǎn)換電路65內(nèi)。由此可實現(xiàn)蓄電池電壓vbat的監(jiān)控,從而能夠?qū)崿F(xiàn)與蓄電池90的充電狀態(tài)相對應(yīng)的各種的控制。此外,在蓄電池90的附近設(shè)置有熱敏電阻th(廣義上為溫度檢測部)。該熱敏電阻th的一端的電壓rct被輸入至控制裝置50內(nèi),由此可實現(xiàn)蓄電池溫度的檢測。
雖然如上文的方式對本實施方式進行了詳細說明,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易理解實質(zhì)上未脫離本發(fā)明的新穎事項以及效果的多個改變。因此,這樣的改變例全部包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如,在說明書或者附圖內(nèi),至少一次與更廣義或者同義的不同用語一起記載的用語能夠在說明書或者附圖的任意位置替換為該不同的用語。此外,控制裝置、受電裝置、電子設(shè)備以及電力傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、動作也并不限定于本實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)、動作,能夠?qū)嵤└鞣N的改變。
符號說明
10:輸電裝置;12:輸電部;14:電源電壓控制部;16:報知部;20:控制裝置;22:驅(qū)動器控制電路;24:控制部;30:通信部;37:時鐘生成電路;38:振蕩電路;40:受電裝置;42:電力供給開關(guān);43:通信數(shù)據(jù)生成部;44:輸電頻率測定部;45:振蕩電路;46:通信部;50:控制裝置;51:整流控制部;52:受電部;53:整流電路;54:控制部;56:負載調(diào)制部;57:電力供給部;58:充電部;59:充電電路;60:放電部;61:電荷泵電路;62:存儲部;63:非易失性存儲器;64:檢測部;65:轉(zhuǎn)換部;67:調(diào)節(jié)器;80:負載;90:蓄電池;100:電力供給對象;500:充電器、502:電源轉(zhuǎn)換器、510:電子設(shè)備;514:開關(guān)部。