JP2005110409A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】 １つの送電装置で異なる種類の電子機器に電力を供給することのできる電力供給システムを提供する。
【解決手段】 １次側コイル１１と、商用電源を整流平滑して得た直流電圧をスイッチングしたパルス電圧を１次側コイル１１に与える１次側回路１０とを有する送電装置１と、１次側コイル１１と磁気結合される２次側コイル１２と、２次側コイル１２に誘起される誘起電圧を整流平滑する２次側回路１３とを有する携帯電話機（受電機器）２とから成る電力供給システムにおいて、受電機器の電力に応じて送電電力を調整する電力調整手段として、搬送波を発振する搬送波発振回路３７と、この搬送波に応答して携帯電話機２の情報信号を変調した変調波を送信する変調回路４５と、復調回路３６でこの変調波を復調した情報信号により送電電力を切り替える電力切替回路３２を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子機器へ電力を供給する電力供給システムに関するものであり、特に、携帯電話やノートパソコン、デジタルカメラ、電子玩具等のモバイル可能な電子機器に電力を供給する電力供給システムに関するものである。

従来のモバイル可能な電子機器への電力供給システムの例を図１３〜図１５に示す。先ず、図１３は、従来の電力供給システムを搭載した携帯電話機とその携帯電話機の端子接触型専用充電器（ＡＣアダプタ）の外観を示す外観図である。図１３において、１０１は携帯電話機を示し、１０２は携帯電話機１０１に内蔵された蓄電池を充電するための端子接触型専用充電器（ＡＣアダプタ）のホルダーを示す。ＡＣアダプタのホルダー１０２には（ＡＣプラグ一体型の）ＡＣアダプタ１０２ａとコード１０２ｂが取り付けられており、壁面等に設けられたコンセントに（ＡＣプラグ一体型の）ＡＣプラグ１０２ａを差し込むことにより商用電源（ＡＣ１００Ｖ）がＡＣアダプタ１０２ａに供給される。そして、ＡＣアダプタ１０２ａは、供給されたＡＣ１００Ｖを携帯電話機１０１の蓄電池の充電に使用するＤＣ電圧に変換し、コード１０２ｂ及びＡＣアダプタのホルダー１０２及び携帯電話機１０１の受電電極と接触する送電電極を介して、このＤＣ電圧で携帯電話機１０１の蓄電池を充電する。また、このＤＣ電圧は直接、携帯電話機１０１の駆動電源とすることもできる。

次に、図１４は、従来の他の電力供給システムを搭載したノートパソコンとそのノートパソコンの専用充電器（ＡＣアダプタ）の外観を示す外観図である。図１４において、１０３はノートパソコンを示し、１０４はノートパソコン１０３に内蔵された蓄電池を充電するための専用充電器（ＡＣアダプタ）を示す。ＡＣアダプタ１０４にはＡＣプラグ１０４ａとコード１０４ｂ、１０４ｃが取り付けられており、壁面等に設けられたコンセントにＡＣプラグ１０４ａを差し込むことによりコード１０４ｂを介して商用電源（ＡＣ１００Ｖ）がＡＣアダプタ１０４に供給される。そして、ＡＣアダプタ１０４は、供給されたＡＣ１００Ｖをノートパソコン１０３の蓄電池の充電に使用するＤＣ電圧に変換し、コード１０４ｃを介して、このＤＣ電圧をノートパソコン１０３に供給し、内蔵された蓄電池を充電する。また、このＤＣ電圧は直接、ノートパソコン１０３の駆動電源とすることもできる。

次に、図１５は、従来の他の電力供給システムを搭載したシェーバーとそのシェーバーの非接触型専用充電器（ＡＣアダプタ）の外観を示す外観図である。図１５において、１０５はシェーバーを示し、１０６はシェーバー１０５に内蔵された蓄電池を充電するための非接触型専用充電器（ＡＣアダプタ）を示す。ＡＣアダプタ１０６にはＡＣプラグ１０６ａとコード１０６ｂが取り付けられており、壁面等に設けられたコンセントにＡＣプラグ１０６ａを差し込むことによりコード１０６ｂを介して商用電源（ＡＣ１００Ｖ）がＡＣアダプタ１０６に供給される。ＡＣアダプタ１０６は、供給されたＡＣ１００Ｖを一旦、直流電圧に変換した後にスイッチングし、磁気結合を利用した非接触電力供給方法によってシェーバー１０５の蓄電池に、充電に使用するＤＣ電圧を供給する。また、このＤＣ電圧は直接、シェーバー１０５の駆動電源とすることもできる。

また、本体の底部に２次側コイルを配設すると共に、充電器の本体載置部下に１次側コイルを配設し、本体を充電器の本体載置部に載置すると、本体載置部下に配設した１次側コイルと本体の底部に配設した２次側コイルが磁気結合され、本体内の蓄電池が充電される非接触充電装置において、本体のハウジングが、２次側コイルを縦断する面で分割された複数のハウジング部品を組み合わせて構成され、複数のハウジング部品の内、１つのハウジング部品にはその外周壁に連続して底壁が形成され、該底壁の内面に２次側コイルが配設され、且つ該底壁の外面は充電の際、充電器の本体載置部との接触面となる非接触充電装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１―１６７８９号公報

しかしながら、図１３〜図１５に示すように、携帯電話機１０１、ノートパソコン１０３、シェーバー１０５の各電子機器の充電には各電子機器ごとに専用のＡＣアダプタが必要であり、それ以外のＡＣアダプタを使用することはできない、即ち、ＡＣアダプタ同士に互換性が無いため、家庭内には多くのＡＣアダプタがあふれているという問題があった。また、移動先や移動中の公共施設内でも、持っている電子機器の専用のＡＣアダプタを持ち歩かねばならず、このことがモバイル可能な電子機器の可搬性を大きく損ねていた。

また、特許文献１に記載の従来技術では、ハウジングの底部で接合したハウジング部品間に段差が生じるような心配がなく、１次側コイルと２次側コイル間の距離を一定に保つことができるので、本体の電子機器に安定した充電電流を供給することはできるが、非接触充電装置が充電できる電子機器の種類は、予め定められた１種類のみであり、複数の種類の電子機器を充電することはできないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑み、１つの送電装置で異なる種類の電子機器に電力を供給することのできる電力供給システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、商用電源が与えられる送電装置から受電機器へ電気的に非接触な方式で電力を供給する電力供給システムにおいて、前記受電機器の電力に応じて送電電力を調整する電力調整手段を設けたものである。このようにすると、１つの送電装置で異なる種類の受電機器に電力を供給することができる。

また、本発明は、１次側コイルと、商用電源を整流平滑して得た直流電圧をスイッチングしたパルス電圧を前記１次側コイルに与える１次側回路とを有する送電装置と、前記１次側コイルと磁気結合される２次側コイルと、該２次側コイルに誘起される誘起電圧を整流平滑する２次側回路とを有する受電機器とから成る電力供給システムにおいて、前記受電機器の電力に応じて送電電力を調整する電力調整手段を設けたものである。このようにすると、１つの送電装置で異なる種類の受電機器に電力を供給することができる。

また、例えば、前記１次側コイルは、巻数の異なる複数のタップを備えたコイルから成り、前記電力調整手段は、前記受電機器の電力に応じて前記複数のタップのうちから前記パルス電圧を印加するタップを切り替える電力切替手段を有すると良い。このようにすると、前記送電装置からの送電電力を前記受電機器の電力に応じて切り替えることができる。

また、例えば、前記１次側コイルは、巻数の異なる複数のコイルから成り、前記電力調整手段は、前記受電機器の電力に応じて前記複数のコイルのうちから前記パルス電圧を印加するコイルを切り替える電力切替手段を有すると良い。このようにすると、前記送電装置からの送電電力を前記受電機器の電力に応じて切り替えることができる。

また、例えば、前記１次側コイルに定期的に搬送波を与える搬送波発振手段と、前記搬送波に応答して前記受電機器から変調されて送信される前記受電機器に関する情報信号を前記１次側コイルを介して受信して復調する復調手段とを前記１次側回路に有すると良い。このようにすると、前記送電装置からの送電電力を前記受電機器からの情報信号に応じて調整することができる。

また、例えば、前記電力調整手段は、前記１次側コイルに定期的に搬送波を与える搬送波発振手段と、前記搬送波に応答して前記受電機器から変調されて送信される前記受電機器に関する情報信号を前記１次側コイルを介して受信して復調する復調手段とを前記１次側回路に有し、前記２次側コイルに伝送される前記搬送波を検知する搬送波検知手段と、前記搬送波から変調に必要なクロック信号を抽出するクロック抽出手段と、前記搬送波検知手段が前記搬送波を検知したときに、前記情報信号で前記クロック信号に基づいて前記搬送波を変調し前記２次側コイルを介して送信する変調手段とを前記２次側回路に有し、前記復調手段で復調される前記情報信号に基づいて前記電力切替手段を切り替えて送電電力を調整すると良い。このようにすると、前記送電装置からの送電電力を前記受電機器からの情報信号に応じて調整することができるとともに、前記２次側回路に前記情報信号を送信するための搬送波の発振回路や情報信号を送信するための制御回路等に使用する電源が不要となり、回路を簡素化できる。

また、例えば、前記１次側コイルを構成するコイルであって、前記パルス電圧を印加するコイルと前記搬送波を印加するとともに前記情報信号を取り出すコイルとが同一のコイルであると、１次側回路を構成するコイルを１つにすることができ、前記送電装置の小型化が図れる。

また、例えば、前記１次側コイルを構成するコイルであって、前記パルス電圧を印加するコイルと前記搬送波を印加するとともに前記情報信号を取り出すコイルとが別のコイルであると、前記１次側回路の情報信号の処理回路に使用される電子部品等の耐圧を下げることができる。

また、例えば、前記電力調整手段は、前記復調手段で復調される情報信号に基づいて、前記受電機器の情報を認識する機能を有すると、前記送電装置が前記受電機器の情報を認識することにより、送電電力を受電機器の情報に応じて調整することができる。

また、例えば、前記情報信号は、“受電機器であることを示すコード”を含むと良い。このようにすると、前記送電装置は、前記送電装置の上に受電可能な機器が載置されていることを認識できる。

また、例えば、前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”に基づいて、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されている場合に送電すると良い。このようにすると、前記送電装置の上に金属などが載置された場合には送電を行わないことにより、前記金属などの発熱を防ぐことができ安全である。

また、例えば、前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”に基づいて、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されているかどうかを判定する送電可否判定手段を有すると良い。このようにすると、前記送電装置は、前記送電装置の上に受電可能な機器が載置されていることを認識できる。

また、例えば、前記送電可否判定手段は、前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”が所定の“受電機器であることを示すコード”である場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていると判定し、前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”が所定の“受電機器であることを示すコード”でない場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていないと判定し、前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えると良い。このようにすると、前記送電装置は、前記送電装置の上に“受電機器であることを示すコード”の情報信号を有する受電機器が載置されている場合のみ電力を送電するようにでき、前記送電装置の上に金属などが載置された場合には送電を行わないことにより、前記金属などの発熱を防ぐことができ安全である。

また、例えば、前記情報信号は、“消費電力の情報”を含み、前記情報信号に含まれる“消費電力の情報”に基づいて、送電電力量を判定する電力量判定手段を有すると良い。このようにすると、前記送電装置は、前記受電機器の消費電力を認識することができる。

また、例えば、前記電力量判定手段は、判定した送電電力量に応じて前記電力切替手段を切り替えると、前記送電装置からの送電電力を、前記受電機器の消費電力に応じた電力に切り替えることができ、１つの送電装置で異なる消費電力の受電機器に電力を供給することができる。

また、例えば、前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、前記情報信号は、“満充電の情報”を含むと良い。このようにすると、前記送電装置は、前記受電機器が満充電であることを認識できる。

また、例えば、前記情報信号に含まれる“満充電の情報”に基づいて、前記受電機器が満充電である場合に送電を止めると良い。このようにすると、無駄な電力を送電することが無くなり、省エネルギーを図ることができる。

また、例えば、前記情報信号に含まれる“満充電の情報”に基づいて、前記受電機器が満充電であるかどうかを判定する満充電判定手段を有すると良い。このようにすると、前記送電装置は、前記受電機器が満充電であることを認識できる。

また、例えば、前記満充電判定手段は、前記情報信号に含まれる“満充電の情報”が前記受電機器が満充電であることを示していない場合には、前記受電機器が満充電ではないと判定し、前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、前記情報信号に含まれる“満充電の情報”が前記受電機器が満充電であることを示している場合には、前記受電機器が満充電であると判定し、前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えると良い。このようにすると、前記送電装置は、前記受電機器が満充電である場合には送電しないので、省エネルギーを図ることができる。

また、例えば、前記送電装置と受電機器との相対位置が変化したときに、送電電力の伝達効率と前記情報信号の伝達効率とが略等しい割合で変化するようにし、前記電力調整手段は、前記復調手段が受信した情報信号の伝達効率に基づいて、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置であるかどうかを判定する送電可否判定手段を有すると、前記送電装置は前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置であるかどうかを認識することができる。

また、例えば、前記送電可否判定手段は、前記情報信号受信手段が受信した情報信号の伝達効率が所定の値より大きい場合には、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置であると判定し、前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、前記情報信号受信手段が受信した情報信号の伝達効率が所定の値より小さい場合には、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置でないと判定し、前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えると良い。このようにすると、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置でない場合は送電しないので、省エネルギーを図ることができる。

また、例えば、前記電力調整手段は、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、前記受電機器の情報を認識する機能を有すると良い。このようにすると、前記送電装置からの送電電力を前記受電機器の電力に応じて調整することができる。

また、例えば、前記電流・電圧検出手段により検出される電流及び／または電圧の変化から、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されている場合に送電すると、前記送電装置の上に金属などが載置された場合には送電を行わないことにより、前記金属などの発熱を防ぐことができ安全である。

また、例えば、前記１次側コイルに流れる電流及び／または電圧の変化を検出する電流・電圧検出手段を前記１次側回路に有し、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて前記電力切替手段を切り替えて送電電力を調整すると良い。このようにすると、前記送電装置からの送電電力を前記受電機器の電力に応じて調整することができる。

また、例えば、前記電力調整手段は、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、前記受電機器の情報を認識する機能を有すると、前記送電装置が前記受電機器の情報を認識することにより、送電電力を受電機器の情報に応じて調整することができる。

また、例えば、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されているかどうかを判定する送電可否判定手段を有すると、前記送電装置が受電可能な機器が前記送電装置上に載置されているかどうかを認識することができる。

また、例えば、前記送電可否判定手段は、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に変化が見られた場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていると判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に殆ど変化が見られない場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていないと判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えると良い。このようにすると、前記送電装置は、前記送電装置の上に受電可能な機器が載置されている場合のみ電力を送電するようにでき、前記送電装置の上に金属などが載置された場合には送電を行わないことにより、前記金属などの発熱を防ぐことができ安全である。

また、例えば、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、送電電力量を判定する電力量判定手段を有すると、前記送電装置が、前記受電機器の消費電力を認識することができる。

また、例えば、前記電力量判定手段は、判定した送電電力量に応じて前記電力切替手段を切り替えると、前記送電装置からの送電電力を、前記受電機器の消費電力に応じた電力に切り替えることができ、１つの送電装置で異なる消費電力の受電機器に電力を供給することができる。

また、例えば、前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、前記受電機器が満充電である場合に送電を止めると、無駄な電力を送電することが無くなり、省エネルギーを図ることができる。

また、例えば、前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、前記受電機器が満充電であるかどうかを判定する満充電判定手段を有すると、前記送電装置は、前記受電機器が満充電であることを認識できる。

また、例えば、前記満充電判定手段は、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に変化が見られた場合には、前記受電機器が満充電でないと判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に変化が殆ど見られない場合には、前記受電機器が満充電であると判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えると良い。このようにすると、前記送電装置は、前記受電機器が満充電である場合には送電しないので、省エネルギーを図ることができる。

また、例えば、前記送電装置から前記受電機器への電力供給を行うときに前記送電装置と受電機器との対向する面の一方に凸部、他方に凹部を設け、前記凸部と凹部とを嵌合させることにより、前記送電装置と受電機器との位置合わせを行うことができるようにすると、前記送電装置と受電機器との相対位置を送電に適した位置に位置合わせすることが容易となる。

また、例えば、前記送電装置から前記受電機器への電力供給を行うときに前記送電装置と受電機器との対向するそれぞれの面に電力供給が可能となる領域を示すマークを設けることにより、前記送電装置と受電機器との位置合わせを行うことができるようにすると、前記送電装置と受電機器との相対位置を送電に適した位置に位置合わせすることが容易となる。

また、例えば、前記送電装置の送電している電力量を示す表示手段を前記送電装置に設けると、利用者が前記送電装置の動作状況を視覚により容易に理解することができる。

また、例えば、前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、前記受電機器が満充電であることを示す表示手段を前記送電装置に設けると、利用者が前記受電機器の充電が終了したことを視覚により容易に理解することができる。

また、例えば、前記送電装置から前記充電機器に送電が開始された後に、前記受電機器が前記送電装置の上から取り除かれたことを示す表示手段を前記送電装置に設けると、利用者は、前記送電装置の送電が停止している理由が、前記送電装置の上から前記受電機器が取り除かれたためであるということを視覚により容易に理解することができる。

また、例えば、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置ではない場合に、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置ではないことを示す表示手段を前記送電装置に設けると、前記送電装置の送電が停止している理由が、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置でないためであるということを視覚により容易に理解することができる。

また、例えば、前記受電機器が接触式の１対の受電電極から電力の供給を受ける受電機器である場合に、前記１対の受電電極に接触させて電力を供給する１対の送電電極と、前記受電機器の接触式の１対の受電電極と前記１対の送電電極とが接触しているときに前記１対の送電電極間に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出結果により、前記１対の送電電極に送電電力を供給する経路と前記１次側コイルに送電電力を供給する経路とを切り替える電力経路切替手段とを、前記送電装置に設けると良い。このようにすると、前記送電装置の上に接触式の１対の受電電極から電力の供給を受ける受電機器が載置された場合であっても、その受電機器に電力を供給することができる。

本発明によれば、１次側コイルと、商用電源を整流平滑して得た直流電圧をスイッチングしたパルス電圧を前記１次側コイルに与える１次側回路とを有する送電装置と、前記１次側コイルと磁気結合される２次側コイルと、該２次側コイルに誘起される誘起電圧を整流平滑する２次側回路とを有する受電機器とから成る電力供給システムにおいて、前記受電機器の電力に応じて送電電力を調整する電力調整手段を設けたので、１つの送電装置で異なる種類の受電機器に電力を供給することのできる電力供給システムが実現できる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の外観を示す外観図である。図１において、１は電力を供給する送電装置であり、（ａ）は受電機器が携帯電話機２である場合を示し、（ｂ）は受電機器がノートパソコン３である場合を示している。送電装置１はＡＣプラグ１ａとコード１ｂを備えており、壁面等に設けられたコンセントにＡＣプラグ１ａを差し込むことによりコード１ｂを介して商用電源（ＡＣ１００Ｖ）が送電装置１に供給される。送電装置１は、供給されたＡＣ１００Ｖを一旦、直流電圧に変換した後、スイッチングし、磁気結合を利用した非接触電力供給方法によって受電機器である携帯電話機２やノートパソコン３の蓄電池に、充電に使用するＤＣ電圧を供給する。また、このＤＣ電圧は直接、携帯電話機２やノートパソコン３の駆動電源とすることもできる。

また、送電装置１は、送電装置１の上に載置された受電機器を認識して、受電機器に応じてその受電機器に必要な電力を送電する機能を有しているため、１つの送電装置１により、携帯電話機２やノートパソコン３のように充電に必要な電力が異なる電子機器であっても充電することが可能である。また、図示していないが、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＰＤＡ等の蓄電池を有する電子機器であれば、同様に充電することが可能である。また、送電装置１はＡＣ１００Ｖの入力状態や受電機器への電力供給状態等を示す発光ダイオード（表示手段）ＬＥＤ１、ＬＥＤ２（以下、単にＬＥＤ１、ＬＥＤ２と呼称する）を備えている。このＬＥＤ１、ＬＥＤ２の機能や動作等については後述する。

次に、図２を参照して非接触伝送方式の原理を説明する。図２は、図１に示す送電装置１と携帯電話機２の内部の概略構成を説明するための図であり、（ａ）は送電装置１と携帯電話機２の全体を示し、（ｂ）はコイル部分を拡大して示している。図２において、図１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図２（ａ）に示すように、送電装置１は１次側回路１０と１次側コイル１１を備えており、携帯電話機２は２次側コイル１２と２次側回路１３と充電制御回路１４を備えている。

１次側回路１０はＡＣプラグ１ａ、コード１ｂを介して供給されたＡＣ１００Ｖを全波整流し平滑して、一旦、直流電圧にした後、その直流電圧をスイッチングしたパルス電圧を１次側コイル１１に与える。１次側コイル１１と２次側コイル１２とは、図２（ｂ）に示すように、１次側コア（フェライト）１５と２次側コア（フェライト）１６とが磁気結合されたトランスを形成しており、１次側コイル１１にスイッチングされたパルス電圧が与えられると、２次側コイル１２には磁気結合により１次側コイル１１と２次側コイル１２との巻数比に応じた電圧が誘起される。そして、その誘起された誘起電圧を２次側回路１３で整流し平滑した直流電圧を充電制御回路１４に与え、充電制御回路１４はその与えられたＤＣ電圧で蓄電池を充電する。このようにして、送電装置１から携帯電話機２への非接触電力供給が行われる。

また、１次側回路１０と２次側回路１３との間では、電力供給に関しての情報等の信号が、上述した非接触伝送方式で伝送される。この信号伝送は以下のような目的のために行われる。第１は、送電装置１の上に金属などが置かれた状態で電力を送電すると、その金属が渦電流により発熱する問題があるため、受電可能な機器が置かれたことを認識するためである。第２は、受電機器に応じた必要な電力を送電するために、送電装置１側がコイル及び回路の切り替えを行う必要があるため、受電機器の電力量情報を送電装置１側が認識するためである。第３は、受電機器が満充電になったら送電を止める必要があるため（省エネのため）、満充電になったかどうかを送電装置１側が認識するためである。

図３は、図１、図２に示す送電装置と携帯電話機の電気的構成を示すブロック図である。図３において、図１、図２と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図３において、ＡＣプラグ１ａからコード１ｂを介して外部から商用電源（ＡＣ１００Ｖ）が供給され、この供給されたＡＣ１００Ｖは１次側回路１０内の整流回路２１で全波整流された後、コイルＬ１とコンデンサＣ１とから成る平滑回路で平滑されて直流電圧に変換される。そして、その直流電圧をスイッチング回路２２によりスイッチングしたパルス電圧がトランジスタ（電力切替手段）ＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３を介して１次側コイル１１に与えられる。

トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３はいずれもＮＰＮ型のトランジスタであり、いずれもコレクタがスイッチング回路２２の出力端に接続されている。また、トランジスタＴＲ１１のエミッタは１次側コイル１１の一端に接続され、１次側コイル１１の他端はグランドに接続されている。また、１次側コイル１１はグランドに接続されたコイル端から遠い方から順に、即ち、巻数の多い方から順にタップａ，ｂ，ｃを有しており、トランジスタＴＲ１２のエミッタはタップａに接続され、トランジスタＴＲ１３のエミッタはタップｂに接続されている。また、タップｃは、１次側回路１０の送電制御を行う送電制御ＩＣ（電力調整手段）２４の復調回路（復調手段）３６と搬送波発振回路（搬送波発振手段）３７に接続されている。また、トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３のベースはそれぞれ送電制御ＩＣ２４の電力切替回路（電力切替手段）３２に接続されている。この送電制御ＩＣ２４は、ＬＥＤ表示回路３１、電力切替回路３２、送電可否判定回路（送電可否判定手段）３３、電力量判定回路（電力量判定手段）３４、満充電判定回路（満充電判定手段）３５、復調回路３６、搬送波発振回路３７から構成されたＩＣであり、送電装置１の小型薄型化のためにＩＣチップ化されている。それぞれの回路の機能や動作については後述する。尚、トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３はＭＯＳＦＥＴ等の他のスイッチング素子であっても良いし、セレクタスイッチ等でも良い。

また、スイッチング回路２２によりスイッチングされたパルス電圧はトランス２３にも与えられ、トランス２３によって所定の電圧に変換された後、整流回路２５で整流され、コイルＬ２とコンデンサＣ２とから成る平滑回路で平滑されて直流電圧に変換される。この直流電圧は１次側回路１０の制御用の電源Ｖｃｃとして、１次側回路１０の各制御回路等に与えられる。

また、電源ＶｃｃにＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のコレクタが接続され、トランジスタＴＲ１のエミッタは電流制限用の抵抗Ｒ１を介してＬＥＤ１のアノードに接続され、ＬＥＤ１のカソードはグランドに接続されている。一方、トランジスタＴＲ２のエミッタは電流制限用の抵抗Ｒ２を介してＬＥＤ２のアノードに接続され、ＬＥＤ２のカソードはグランドに接続されている。また、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２の各ベースは送電制御ＩＣ２４のＬＥＤ表示回路（表示手段）３１に接続されている。このような構成によりＬＥＤ表示回路３１がトランジスタＴＲ１をオンさせるとＬＥＤ１が発光し、トランジスタＴＲ２をオンさせるとＬＥＤ２が発光する。但し、図示しない点灯制御回路等により、ＬＥＤ１はＬＥＤ表示回路３１からの信号に応じて赤色、黄色、緑色、紫色、橙色に発光する機能を有しており、ＬＥＤ２は同様に赤色、緑色に発光する機能を有している。尚、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２はＭＯＳＦＥＴ等の他のスイッチング素子であっても良い。

次に、携帯電話機２側の説明を行う。２次側コイル１２の両端に平滑用のコンデンサＣ４と整流回路４１が接続されており、２次側コイル１２に誘起された誘起電圧は整流回路４１で全波整流された後、コイルＬ３とコンデンサＣ３とから成る平滑回路で平滑されて直流電圧に変換される。そして、この直流電圧が２次側回路１３の受電制御を行う受電制御ＩＣ（電力調整手段）４２のパワーオンリセット回路（搬送波検知手段）４４、電圧クランプ回路４６、レギュレータ４７に与えられる。

パワーオンリセット回路４４は、後述する１次側回路１０から伝送される搬送波が変換された直流電圧を検知することにより送電装置１から情報信号の要求があったと判断して受電制御ＩＣ４２をリセットして情報信号の送信を開始させるための回路である。また、電圧クランプ回路４６は、変換された直流電圧を所定の電圧にクランプして各回路が電圧破壊されることを防止するための回路であり、レギュレータ４７はこの変換された直流電圧を充電に使用される所定の電圧に変換して充電制御回路１４に供給するための回路である。また、受電制御ＩＣ４２は、更に、２次側コイル１２に接続されたクロック抽出回路（クロック抽出手段）４３と変調回路（変調手段）４５を備えており、１次側コイル１１及び２次側コイル１２を介して伝送される信号の信号処理を行う。尚、この受電制御ＩＣ４２は、携帯電話機２の小型薄型化のためにＩＣチップ化されている。

次に、このような構成の送電装置１と携帯電話機２の電力供給動作を図４を参照して説明する。図４は、送電装置１の電力供給動作を示すフローチャートである。送電装置１はＡＣ１００Ｖが供給されたときに動作を開始する。先ず、ＡＣ１００Ｖが入力されると、送電制御ＩＣ２４に制御用の電源Ｖｃｃが供給されるので、ＬＥＤ表示回路３１はＬＥＤ１を赤色に点灯させ、ＬＥＤ２は消灯させる（ステップＳ１）。そして、搬送波発振回路３７は、所定の搬送波を一定間隔で出力し（ステップＳ２）、受電機器が送電装置１の上に載置されているかどうかを判断する（ステップＳ３）。この受電機器が載置されているかどうかを判断する方法を以下に説明する。

搬送波発振回路３７から出力された搬送波は１次側コイル１１のタップｃに与えられ、送電装置１の上に携帯電話機２が載置されている場合は、磁気結合された２次側コイル１２に伝送される。この２次側コイル１２に伝送された搬送波は整流回路４１、コイルＬ３、コンデンサＣ３により整流、平滑されて直流電圧に変換される。そして、この搬送波が変換された直流電圧をパワーオンリセット回路４４で検出して、搬送波が伝送されてきたことを認識する。そして、２次側コイル１２に接続されたクロック抽出回路４３は、その搬送波から変調に必要となるクロック信号を抽出し、変調回路４５は、携帯電話機２の情報である“受電機器であることを示すコード”、“消費電力の情報”、“満充電の情報”に基づいて搬送波を変調した変調波を２次側コイル１２に与える。このときの変調方式は、搬送波を周期的に強度変調し、信号の位相変化情報で０／１情報を表現する位相変調方式を用いている。このように、送電装置１から伝送された搬送波から変調に必要なクロック信号を抽出するので、受電機器である携帯電話機２内に発信回路を有する必要がなく、更に、クロック抽出回路４３、変調回路４５の駆動電力は搬送波により供給される電力を用いるので、受電機器である携帯電話機２内に電源も必要なく、回路を簡素化できる。

変調回路４５から２次側コイル１２に与えられた変調波は、磁気結合された１次側コイル１１に伝送される。そして、１次側コイル１１のタップｃに接続された復調回路３６は、伝送された変調波を受信して復調し、復調された情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”、“消費電力の情報”、“満充電の情報”を送電可否判定回路３３、電力量判定回路３４、満充電判定回路３５に与える。ここで、送電可否判定回路３３は、“受電機器であることを示すコード”に基づいて、受電機器が送電装置１の上に載置されているかどうかを判断する（ステップＳ３）。所定の“受電機器であることを示すコード”が受信できていれば、受電機器が送電装置１の上に載置されていると認識し、次に、受電機器が送電装置１の上に正しく載置されているかどうかを判断する（ステップＳ４）。一方、所定の“受電機器であることを示すコード”が受信できていなければ、受電機器が送電装置１の上に載置されていないと判断して再び搬送波を出力する（ステップＳ２）。

次に、受電機器が送電装置１の上に正しく載置されているかどうかの判断であるが、受電機器が送電装置１の上に正しく載置されているという意味は、非接触電力供給において、送電側のコイルと受電側のコイルとが電力の伝達効率が高い位置に配置されているかどうか、換言すれば、図２に示した送電装置１の１次側コア１５と受電機器である携帯電話機２の２次側コア１６の磁気結合が高い結合度になる位置に送電装置１と携帯電話機２とが配置されているかどうかという意味である。

図１１は、送電装置１と携帯電話機２との相対位置と、電力及び情報信号の伝達効率との関係を示した図である。ここで、情報信号とは、１次側回路１０から送信した搬送波に対して２次側回路１３から返送される、上述した変調波のことである。図１１において、（ａ）は電力（実線）及び情報信号（破線）の伝達効率の絶対値を示し、（ｂ）は電力（実線）と情報信号（破線）の伝達効率の相対値を示す。（ａ）、（ｂ）とも、横軸は送電装置１と受電機器である携帯電話機２との位置のずれ量を示しており、送電装置１の１次側コア１５と携帯電話機２の２次側コア１６の磁気結合が最も高い結合度になる位置に送電装置１と携帯電話機２とが位置している場合を０とし、その位置から携帯電話機２が左右方向、或いは、前後方向にずれた量をｍｍ単位で示している。

図１１（ａ）に示すように、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量が大きくなるほど、電力の伝達効率と情報信号の伝達効率はともに悪くなる。この電力の伝達効率と情報信号の伝達効率は、図１１（ｂ）に示すように、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量に対して同じ割合で減少するので、送電装置１が電力を送電していない状態のときであっても、情報信号の信号強度を測定することにより、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量を認識することができる。

そして、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量が大きくなるほど電力の伝達効率は悪くなるので、電力の伝達効率が著しく低い場合は、送電装置１から送電を行っても携帯電話機２は受電できないということになり、送電を行う意味がなくなるので、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量が所定のずれ量を超えたかどうかを判定し（ステップＳ４）、超えている場合は送電装置１からの送電は行わないこととし、警告表示としてＬＥＤ１を橙色に点灯させ、ＬＥＤ２は消灯させる（ステップＳ５）。また、このとき、警告音を発生させるようにしても良い。

一方、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量が所定のずれ量を超えていない場合は、送電する電力量を判定する処理に移行する（ステップＳ６）。この判定処理は、復調回路３６で復調される情報信号に含まれる“消費電力の情報”に基づいて、電力量判定回路３４で行われ、“消費電力の情報”に基づいて携帯電話機２の電力を認識し、その電力に応じて送電出力を大、中、小の３段階に調整する。電力量判定回路３４からの判定結果はＬＥＤ表示回路３１と電力切替回路３２に伝えられ、大、中、小の判定結果に応じて、以下のような処理が行われる。

先ず、判定結果が小の場合、ＬＥＤ表示回路３１は、小電力送電を行うという意味で、ＬＥＤ１を黄色に点灯させ、ＬＥＤ２を赤色で点滅させる（ステップＳ７）。また、電力切替回路３２はトランジスタＴＲ１１をオンする。トランジスタＴＲ１１がオンすると、スイッチング回路２２からのパルス電圧が１次側コイル１１の巻線全体に印加され、送電が開始される（ステップＳ８）。次に、判定結果が中の場合、ＬＥＤ表示回路３１は、中電力送電を行うという意味で、ＬＥＤ１を緑色に点灯させ、ＬＥＤ２を赤色で点滅させる（ステップＳ９）。また、電力切替回路３２はトランジスタＴＲ１２をオンする。トランジスタＴＲ１２がオンすると、スイッチング回路２２からのパルス電圧が１次側コイル１１のタップａに印加され、送電が開始される（ステップＳ１０）。また、判定結果が大の場合、ＬＥＤ表示回路３１は、大電力送電を行うという意味で、ＬＥＤ１を紫色に点灯させ、ＬＥＤ２を赤色で点滅させる（ステップＳ１１）。また、電力切替回路３２はトランジスタＴＲ１３をオンする。トランジスタＴＲ１３がオンすると、スイッチング回路２２からのパルス電圧が１次側コイル１１のタップｂに印加され、送電が開始される（ステップＳ１２）。

トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３を切り替えることにより、スイッチング回路からのパルス電圧が印加される位置が１次側コイル１１の巻線上で変化する。即ち、実際に有効となる１次側コイルの巻数が変化するので、１次側コイル１１：２次側コイル１２の巻数比が変化する。このようにして、受電機器の電力に応じた電力を送電することを可能としている。尚、本実施例は、大、中、小の３段階に切り替えているが、切り換え数を更に増やしても良い。

送電が開始された後も、定期的に搬送波を送信し（ステップＳ１３）、その搬送波に対して返送される変調波に含まれる情報に基づいて、先ず、受電機器である携帯電話機２が送電装置１の上から取り除かれていないかどうかを確認する（ステップＳ１４）。この確認は、ステップＳ３と同様に、送電可否判定回路３３が“受電機器であることを示すコード”に基づいて、受電機器が送電装置１の上に載置されているかどうかを判断する。そして、所定の“受電機器であることを示すコード”が受信できていなければ、受電機器が送電装置１の上から取り除かれたと判断し、電力切替回路３２がトランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３の全てをオフして電力出力を停止する（ステップＳ１５）。

一方、所定の“受電機器であることを示すコード”が受信できていれば、受電機器が送電装置１の上に載置されていると認識し、次に、受電機器が送電装置１の上に正しく載置されているかどうかを判断する（ステップＳ１６）。この判断は、ステップＳ４と同様に、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量が所定のずれ量を超えたかどうかの判定により行われる。そして、このずれ量が所定のずれ量を超えている場合は、送電装置１からの送電は行わないこととし、ステップＳ５と同様に、警告表示としてＬＥＤ１を橙色に点灯させ、ＬＥＤ２は消灯させる（ステップＳ１７）。また、このとき、警告音を発生させるようにしても良い。

一方、送電装置１と携帯電話機２との位置のずれ量が所定のずれ量を超えていない場合は、次に、携帯電話機２が満充電であるかどうかを判定する処理に移行する（ステップＳ１８）。この判定処理は、満充電判定回路３５が、復調回路３６で復調される情報信号に含まれる“満充電の情報”に基づいて、携帯電話機２が満充電の状態かどうかを判定して行われる。そして、満充電である場合は、電力切替回路３２がトランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３の全てをオフして電力出力を停止し（ステップＳ１９）、受電機器が満充電状態のために送電を停止しているという意味で、ＬＥＤ１を赤色で点灯、ＬＥＤ２を緑色で点灯させ（ステップＳ２０）、搬送波を出力して受電機器の状態の確認を継続する（ステップＳ１３）。一方、満充電でない場合は、送電を行いながら受電機器の状態の確認を継続する（ステップＳ１３）。以上のようにして、送電装置１から携帯電話機２への非接触電力供給が行われる。

また、ＬＥＤの表示色と点灯状態（消灯、点灯、点滅）によって、送電装置１の動作状態等（送電電力の有無、送電している電力量、満充電か否か等）を表示することを説明したが、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２の表示動作について、図１２を参照して以下に説明する。図１２は、送電装置１の動作状態別のＬＥＤ１、ＬＥＤ２の表示状態を示した図である。先ず、ＡＣプラグ１ａが商用電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続されていない時、ＬＥＤ１：消灯、ＬＥＤ２：消灯になっているものとする。そして、ＡＣプラグ１ａのＡＣ１００Ｖへの接続がされると、ＬＥＤ１：赤点灯、ＬＥＤ２消灯となる。また、受電機器の情報に基づき、大・中・小、どの電力量を送電しているかによって、それぞれ、大電力はＬＥＤ１：紫点灯、ＬＥＤ２：赤点滅、中電力はＬＥＤ１：緑点灯、ＬＥＤ２：赤点滅、小電力はＬＥＤ１：黄点灯、ＬＥＤ２：赤点滅となる。また、受電機器が充電中か満充電かはＬＥＤ２が赤点滅で充電中、緑点灯で満充電を表す。そして、送電装置１の上に受電機器が置かれており、位置ずれが一定以上有る場合はＬＥＤ１：橙点灯及び警告音を発する様にすることが可能である。これにより、利用者が電力供給装置の動作状態を視覚で判断することが可能となる。尚、ＬＥＤの設置場所、色、点灯、点滅、消灯等の組合せについて、上述したものは一例であって、これに限定されるものでは無い。

図５は、本発明の第２実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と携帯電話機の電気的構成を示すブロック図である。図５において、図３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５に示す電力供給システムが図３に示す電力供給システムと相違する点は、送電装置１の１次側コイル１１の代わりに１次側コイル１１ｘ、１１ｙ、１１ｚが設けられている点である。これらの３つのコイルは、巻数の多い順に１次側コイル１１ｘ、１１ｙ、１１ｚであり、いずれもその一端はグランドに接続されている。そして、１次側コイル１１ｘの他端がトランジスタＴＲ１１のエミッタに接続され、１次側コイル１１ｙの他端がトランジスタＴＲ１２のエミッタに接続され、１次側コイル１１ｚの他端がトランジスタＴＲ１３のエミッタに接続されている。また、いずれのコイルも、グランドに接続されたコイル端から同じ巻数の位置にタップｄ（１次側コイル１１ｘ）、タップｅ（１次側コイル１１ｙ）、タップｆ（１次側コイル１１ｚ）が設けられており、タップｄ、ｅ、ｆがともに復調回路３６、搬送波発振回路３７に接続されている。尚、図５では１次側コイル１１ｘ、１１ｙ、１１ｚは離れて描かれているが、実際には非常に近接しているため、２次側コイル１２を３つのどのコイルに対しても近接させて置くことが可能である。

このように、送電装置１に送電用の３個のコイルとそれぞれに個別のトランジスタを有する構成にしても、図３に示す送電装置１のように１つの１次側コイル１１を使用して送電する場合と同様に、携帯電話機２から受信した消費電力の信号に基づき、電力切替回路３２により送電電力量に応じてオンさせるトランジスタを選択することにより、電力送電に使用するコイルを選択し、それにより受電機器に対応した電力を送電することが可能である。例えば、受電機器の電力が小さい場合には巻数の多いコイルを使用し、電力が大きい場合には巻数の少ないコイルを使用する。

また、図３、図５に示した実施形態において、送電装置１と携帯電話機２との間の情報信号の伝達は、電力供給用のコイルと同一のコイルを使用して行っているが、図６に示すように、電力供給用と信号伝達用コイルとを分離することも可能である。図６は、本発明の第３実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と携帯電話機の電気的構成を示すブロック図である。図６において、図３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に示す電力供給システムが図３に示す電力供給システムと相違する点は、送電装置１の１次側コイル１１の代わりに１次側コイル１１ａ、１１ｂが設けられ、携帯電話機２の２次側コイル１２の代わりに２次側コイル１２ａ、１２ｂが設けられている点である。

図３に示す送電装置１において、１次側コイル１１のタップｃに接続されていた復調回路３６と搬送波発振回路３７は、図６に示す送電装置１においては、１次側コイル１１ｂの一端に接続され、１次側コイル１１ｂの他端はグランドに接続されている。従って、１次側コイル１１ａは電力送電専用のコイルになり、１次側コイル１１ｂは信号伝達専用のコイルになっている。また、図３に示す携帯電話機２の２次側コイル１２の代わりに２次側コイル１２ａ、１２ｂが並列に接続され、２次側コイル１２ａが電力受電専用のコイルになり、２次側コイル１２ｂは信号伝達専用のコイルになっている。このように、電力伝送用と信号伝達用のコイルとを分離した構成にしても、図３に示す送電装置１のように１つの１次側コイル１１と１つの２次側コイル１２とを使用して電力と信号を伝送する場合と同様にして、受電機器に対応した電力を送電することが可能である。また、１次側コイル１１ａ、１１ｂのように信号伝達用コイルと電力用コイルとを電気的に分離すると、信号が伝達される復調回路３６等の制御回路に使用される電子部品等の耐圧を下げることができる。

図７は、本発明の第４実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と携帯電話機の電気的構成を示すブロック図である。図７において、図３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示す電力供給システムが図３に示す電力供給システムと相違する点は、送電装置１の１次側回路１０の搬送波発信回路３７が除かれ、更に、復調回路３６の代わりに、１次側コイル１１に流れる電流及び／または電圧の変化を検出する電流・電圧検出回路（電流・電圧検出手段）３８が設けられている点と、携帯電話機２の２次側回路１３のクロック抽出回路４３、パワーオンリセット回路４４、変調回路４５が除かれている点である。

上述したように、送電装置１から携帯電話機２へ電力供給を行うに際して、以下の３つの情報の認識が必要である。第１は受電可能な機器が置かれたことの認識であり、第２は受電機器の電力量情報の認識であり、第３は受電機器が満充電になったかどうかの認識である。先ず、第１の認識であるが、送電装置１の上に置かれた機器が、受電可能であるかないかにより１次側コイル１１に流れる電流及び／または電圧が変化するので、この電流及び／または電圧の変化から受電可能な機器の有無を認識することが可能である。

例えば、送電装置１がトランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３のいずれかをオンして送電を行うときに、送電装置１の上に金属などの受電可能でない機器が置かれたときには、電流・電圧検出回路３８により検出された１次側コイル１１に流れる電流及び／または電圧は変化するが、変化の仕方が受電可能な機器が置かれた場合とは異なる。予め変化のパターンを測定しておき、そのパターンと照合することで置かれたものが金属であるか受電可能な機器であるかを送電可否判定回路３３で判定する。送電可否判定回路３３が受電可能な機器が載置されていないと判定した場合は電力切替回路３２を切り替え、トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３を全てオフして送電を停止することができる。これにより、金属などが発熱することが無くなり、安全である。

一方、受電可能な機器、例えば、携帯電話機２が載置された場合、携帯電話機２は適正なインピーダンスを有するので、電流・電圧検出回路３８により検出された１次側コイル１１に流れる電流及び／または電圧に変化が見られる。予め変化のパターンを測定しておき、そのパターンを照合することで置かれたものが受電機器であるかを送電可否判定回路３３で判定する。送電可否判定回路３３が受電可能な機器が載置されていると判定した場合は電力切替回路３２を切り替え、トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３のいずれかをオンして送電することができる。

次に、第２の認識であるが、受電機器の電力の違いにより受電機器で使用するコイルの巻数は異なるため、載置された受電機器の電力の違いによって、１次側コイル１１に流れる電流及び／または電圧は変化する。それにより、送電装置１の上に置かれた受電機器の電力量情報を認識することが可能である。例えば、トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３のいずれかをオンして送電を開始したときに、電流・電圧検出回路３８により検出された１次側コイル１１に流れる電流及び／または電圧の変化が大きい場合／中程度の場合／小さい場合、電力量判定回路３４は携帯電話機２の電力を大電力／中電力／小電力と判定し、電力切替回路３２を出力大／出力中／出力小に切り替える。このようにして、携帯電話機２の電力を認識し、送電する電力量を調整することができる。

次に、第３の認識であるが、受電機器の充電が進むにつれて、受電機器に流れる電流は減少する。このとき、１次側コイルに流れる電流も減少するので、１次側コイル１１に流れる電流の変化を検出することで、受電機器が満充電に達したかどうか（充電が完了したかどうか）を認識することが可能である。例えば、トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３のいずれかをオンして送電しているときに、電流・電圧検出回路３８により検出された１次側コイル１１に流れる電流の変化から満充電判定回路３５が携帯電話機２が満充電になったかどうかを判定し、満充電と判定した場合には、電力切替回路３２を切り替え、トランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３を全てオフして送電を停止することができる。

このようにして、送電装置１の上に受電可能な受電機器が置かれたときのみ、受電機器の電力に応じた電力を送電することができ、置かれた受電機器が満充電になった場合は、送電を停止することができる。また、このようにすると、送電装置１と携帯電話機２との間で情報信号を伝達する必要がないので、電力供給システムを簡素化できる。

図８は、本発明の第５実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と携帯電話機の外観を示す外観図である。図８において、図１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図８において、（ａ）は送電装置１と携帯電話機２が離れている状態を示し、（ｂ）は送電装置１の上に携帯電話機２が載置された状態を示す。図８（ａ）に示すように、送電装置１に凸部５１を設け、携帯電話機２に凹部５２を設けてあり、凸部５１と凹部５２を嵌合することにより、送電装置１と携帯電話機２との位置合わせを行なうことができる。さらに、図示していないが、携帯電話機２以外の受電機器、例えば、ノートパソコン、デジタルカメラ、ＰＤＡ等の携帯電話機２以外の受電機器についても、携帯電話機２とまったく同じ形状の凹部５２を設けることにより、どの機器も送電装置１に対する位置合わせを行なうことが可能となる。それにより、１つの送電装置１を多くの受電機器で共有使用することが可能となる。

図９は、本発明の第６実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と携帯電話機の外観を示す外観図である。図９において、図８と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図９において、（ａ）は送電装置１と携帯電話機２が離れている状態を示し、（ｂ）は送電装置１の上に携帯電話機２が載置された状態を示す。図８（ａ）に示すように、送電装置１に充電可能領域を示すマーク５３及び位置合わせのための補助マーク（十字マーク）５４を設け、携帯電話機２に位置合わせのためのマーク５５をそれぞれ設けてある。携帯電話機２のマーク５５が送電装置１の充電可能領域内におさまるように携帯電話機２を置く、即ち、マーク５５とマーク５３が重なるように携帯電話機２を置くと、携帯電話機２の充電が可能となる。さらに、図示していないが、携帯電話機２以外の受電機器、例えば、ノートパソコン、デジタルカメラ、ＰＤＡ等の携帯電話機２以外の受電機器についても、携帯電話機２とまったく同じマーク５５を設けることにより、どの機器も送電装置１に対する位置合わせを行なうことが可能となる。それにより、１つの送電装置１を多くの受電機器で共有使用することが可能となる。また、このようなマークによる位置合わせでは、図８に示す実施形態のような凹凸部が必要ないため、送電装置１及び携帯電話機２を薄型化することが可能である。

図１０は、本発明の第７実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と携帯電話機の内部構成を示すブロック図である。図１０において、図２と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１０において、（ａ）は送電装置１の上に従来の携帯電話機１０１が載置される状態を示し、（ｂ）は送電装置１の上に携帯電話機２が載置される状態を示している。図１０に示す送電装置１が図２に示す送電装置１と相違する点は、接触させた受電電極１０１ａ、１０１ｂから電力を得て充電を行う従来の携帯電話機１０１にも対応できるように、接触式で電力を供給するための送電電極１７ａ、１７ｂと、送電電極１７ａ、１７ｂ間に流れる電流をモニタする電極間電流検出回路（電極間電流検出手段）１８と、電力経路切替回路（電力経路切替手段）１９を追加した構成となっている点である。

電極間電流検出回路１８は、送電電極１７ａ、１７ｂ間に流れる電流をモニタしており、図１０（ａ）に示すように、従来の接触充電式の携帯電話機１０１が送電装置１の上に置かれ、その充電用の受電電極１０１ａ、１０１ｂと送電電極１７ａ、１７ｂとが接触した場合、送電電極１７ａ、１７ｂ間に電流が流れることから、携帯電話機１０１の存在を認識する。このようにして接触充電式の携帯電話機１０１を認識した場合、電力経路切替回路１９により送電電極１７ａ、１７ｂ側だけに電力を供給する。一方、図１０（ｂ）に示すように、非接触充電式の携帯電話機２が置かれた場合は、電力経路切替回路１９により１次側コイル１１側だけに電力を供給し、これまで述べてきた実施形態と同様の方法により、電力供給を行なう。このようにして、１台の送電装置１により、接触式と非接触式の両方の電力供給を行なうことが可能になる。また、図示していないが、デジタルカメラ、ＰＤＡ等の充電機器についても、同様の方法により、接触式と非接触式の２通りの方法で充電を行なうことが可能である。

以上、説明したように、本発明に係る電力供給システムを搭載した送電装置１は、受電機器の電力に応じて必要な送電電力を大電力、中電力、小電力の３段階に切り替えて送電することができるので、１つの送電装置で異なる種類の電子機器に電力を供給することができる。また、送電装置１に凸部やマークを設け、受電機器にも凹部やマークを設けたので、送電装置１の上に複数の異なった種類の受電機器が載置された場合であっても、受電機器を電力供給に最適な位置に位置合わせをすることができる。また、送電装置１に動作状態を示すＬＥＤを設けたので、利用者は送電装置１の動作状態を容易に認識することができる。また、送電装置１に接触式で電力を供給するための１対の送電電極と、この１対の送電電極間に流れる電流をモニタする電流検出回路と電力経路切替回路を追加した構成としたので、接触させた受電電極から電力を得て充電を行う従来の受電機器にも電力を供給できる。

尚、以上の説明は、本発明の実施形態の電力供給システムを搭載した装置として送電装置と携帯電話機を例に説明したが、本発明に係る電力供給システムは、送電装置と携帯電話機に限らず、他の電子機器にも適用できる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各部の構成等を適宜に変更して実施することも可能である。

本発明によれば、１次側コイルと、商用電源を整流平滑して得た直流電圧をスイッチングしたパルス電圧を前記１次側コイルに与える１次側回路とを有する送電装置と、前記１次側コイルと磁気結合される２次側コイルと、該２次側コイルに誘起される誘起電圧を整流平滑する２次側回路とを有する受電機器とから成る電力供給システムにおいて、前記受電機器の電力に応じて送電電力を調整する電力調整手段を設けたので、１つの送電装置で異なる種類の受電機器に電力を供給することのできる電力供給システムが実現できる。

は、本発明の第１実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の外観を示す外観図である。 は、図１に示す送電装置と携帯電話機の内部の概略構成を説明するための図である。 は、図１、図２に示す送電装置と携帯電話機の電気的構成を示すブロック図である。 は、図３に示す送電装置の電力供給動作を示すフローチャートである。 は、本発明の第２実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の電気的構成を示すブロック図である。 は、本発明の第３実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の電気的構成を示すブロック図である。 は、本発明の第４実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の電気的構成を示すブロック図である。 は、本発明の第５実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の外観を示す外観図である。 は、本発明の第６実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の外観を示す外観図である。 は、本発明の第７実施形態の電力供給システムを搭載した送電装置と受電機器の内部構成を示すブロック図である。 は、送電装置と携帯電話機の相対位置と、電力及び情報信号の伝達効率との関係を示した図である。 は、送電装置の動作状態別のＬＥＤの表示状態を示した図である。 は、従来の電力供給システムを搭載した携帯電話機とそのＡＣアダプタの外観を示す外観図である。 は、従来の他の電力供給システムを搭載したノートパソコンとそのＡＣアダプタの外観を示す外観図である。 は、従来の他の電力供給システムを搭載したシェーバーとそのＡＣアダプタの外観を示す外観図である。

符号の説明

１ 送電装置
１ａ ＡＣプラグ
１ｂ コード
２ 携帯電話機（受電機器）
３ ノートパソコン（受電機器）
１０ １次側回路
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｘ、１１ｙ、１１ｚ １次側コイル
１２、１２ａ、１２ｂ ２次側コイル
１３ ２次側回路
１４ 充電制御回路
１５ １次側コア（フェライト）
１６ ２次側コア（フェライト）
１７ａ、１７ｂ 送電電極
１８ 電極間電流検出回路（電極間電流検出手段）
１９ 電力経路切替回路（電力経路切替手段）
２１、２５、４１ 整流回路
２２ スイッチング回路
２３ トランス
２４ 送電制御ＩＣ（電力調整手段）
３１ ＬＥＤ表示回路（表示手段）
３２ 電力切替回路（電力切替手段）
３３ 送電可否判定回路（送電可否判定手段）
３４ 電力量判定回路（電力量判定手段）
３５ 満充電判定回路（満充電判定手段）
３６ 復調回路（復調手段）
３７ 搬送波発振回路（搬送波発振手段）
３８ 電流・電圧検出回路（電流・電圧検出手段）
４２ 受電制御ＩＣ（電力調整手段）
４３ クロック抽出回路（クロック抽出手段）
４４ パワーオンリセット回路（搬送波検知回路）
４５ 変調回路（変調手段）
４６ 電圧クランプ回路
４７ レギュレータ
５１ 凸部
５２ 凹部
５３、５５ マーク
５４ 補助マーク（マーク）
１０１ 携帯電話機
１０１ａ、１０１ｂ 受電電極
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４ コンデンサ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ コイル
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
ＬＥＤ１、ＬＥＤ２ 発光ダイオード（表示手段）
ＴＲ１、ＴＲ２ トランジスタ
ＴＲ１１、ＴＲ１２、ＴＲ１３ トランジスタ（電力切替手段）

Claims (39)

1. 商用電源が与えられる送電装置から受電機器へ電気的に非接触な方式で電力を供給する電力供給システムにおいて、
   前記受電機器の電力に応じて送電電力を調整する電力調整手段を設けたことを特徴とする電力供給システム。
2. １次側コイルと、商用電源を整流平滑して得た直流電圧をスイッチングしたパルス電圧を前記１次側コイルに与える１次側回路とを有する送電装置と、
   前記１次側コイルと磁気結合される２次側コイルと、該２次側コイルに誘起される誘起電圧を整流平滑する２次側回路とを有する受電機器と、
   から成る電力供給システムにおいて、
   前記受電機器の電力に応じて送電電力を調整する電力調整手段を設けたことを特徴とする電力供給システム。
3. 前記１次側コイルは、巻数の異なる複数のタップを備えたコイルから成り、前記受電機器の電力に応じて前記複数のタップのうちから前記パルス電圧を印加するタップを切り替える電力切替手段を有することを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
4. 前記１次側コイルは、巻数の異なる複数のコイルから成り、前記受電機器の電力に応じて前記複数のコイルのうちから前記パルス電圧を印加するコイルを切り替える電力切替手段を有することを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
5. 前記１次側コイルに定期的に搬送波を与える搬送波発振手段と、
   前記搬送波に応答して前記受電機器から変調されて送信される前記受電機器に関する情報信号を前記１次側コイルを介して受信して復調する復調手段と、
   を前記１次側回路に有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の電力供給システム。
6. 前記１次側コイルに定期的に搬送波を与える搬送波発振手段と、前記搬送波に応答して前記受電機器から変調されて送信される前記受電機器に関する情報信号を前記１次側コイルを介して受信して復調する復調手段とを前記１次側回路に有し、
   前記２次側コイルに伝送される前記搬送波を検知する搬送波検知手段と、前記搬送波から変調に必要なクロック信号を抽出するクロック抽出手段と、前記搬送波検知手段が前記搬送波を検知したときに、前記情報信号で前記クロック信号に基づいて前記搬送波を変調し前記２次側コイルを介して送信する変調手段とを前記２次側回路に有し、
   前記復調手段で復調される情報信号に基づいて前記電力切替手段を切り替えて送電電力を調整することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電力供給システム。
7. 前記１次側コイルを構成するコイルであって、前記パルス電圧を印加するコイルと前記搬送波を印加するとともに前記情報信号を取り出すコイルとが同一のコイルであることを特徴とする請求項５に記載の電力供給システム。
8. 前記１次側コイルを構成するコイルであって、前記パルス電圧を印加するコイルと前記搬送波を印加するとともに前記情報信号を取り出すコイルとが別のコイルであることを特徴とする請求項５に記載の電力供給システム。
9. 前記電力調整手段は、前記復調手段で復調される情報信号に基づいて、前記受電機器の情報を認識する機能を有することを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれかに記載の電力供給システム。
10. 前記情報信号は、“受電機器であることを示すコード”を含むことを特徴とする請求項５〜請求項９のいずれかに記載の電力供給システム。
11. 前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”に基づいて、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されている場合に送電することを特徴とする請求項５〜請求項１０のいずれかに記載の電力供給システム。
12. 前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”に基づいて、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されているかどうかを判定する送電可否判定手段を有することを特徴とする請求項５〜請求項１１のいずれかに記載の電力供給システム。
13. 前記送電可否判定手段は、
    前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”が所定の“受電機器であることを示すコード”である場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていると判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、
    前記情報信号に含まれる“受電機器であることを示すコード”が所定の“受電機器であることを示すコード”でない場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていないと判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えることを特徴とする請求項１２に記載の電力供給システム。
14. 前記情報信号は、“消費電力の情報”を含み、
    前記情報信号に含まれる“消費電力の情報”に基づいて、送電電力量を判定する電力量判定手段を有することを特徴とする請求項５〜請求項１３のいずれかに記載の電力供給システム。
15. 前記電力量判定手段は、判定した送電電力量に応じて前記電力切替手段を切り替えることを特徴とする請求項１４に記載の電力供給システム。
16. 前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、
    前記情報信号は、“満充電の情報”を含むことを特徴とする請求項５〜請求項１５のいずれかに記載の電力供給システム。
17. 前記情報信号に含まれる“満充電の情報”に基づいて、前記受電機器が満充電である場合に送電を止めることを特徴とする請求項５〜請求項１６のいずれかに記載の電力供給システム。
18. 前記情報信号に含まれる“満充電の情報”に基づいて、前記受電機器が満充電であるかどうかを判定する満充電判定手段を有することを特徴とする請求項５〜請求項１７のいずれかに記載の電力供給システム。
19. 前記満充電判定手段は、
    前記情報信号に含まれる“満充電の情報”が前記受電機器が満充電であることを示していない場合には、前記受電機器が満充電ではないと判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、
    前記情報信号に含まれる“満充電の情報”が前記受電機器が満充電であることを示している場合には、前記受電機器が満充電であると判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えることを特徴とする請求項１８に記載の電力供給システム。
20. 前記送電装置と受電機器との相対位置が変化したときに、送電電力の伝達効率と前記情報信号の伝達効率とが略等しい割合で変化するようにし、
    前記復調手段が受信した情報信号の伝達効率に基づいて、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置であるかどうかを判定する送電可否判定手段を有することを特徴とする請求項５〜請求項１９のいずれかに記載の電力供給システム。
21. 前記送電可否判定手段は、
    前記情報信号受信手段が受信した情報信号の伝達効率が所定の値より大きい場合には、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置であると判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、
    前記情報信号受信手段が受信した情報信号の伝達効率が所定の値より小さい場合には、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置でないと判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えることを特徴とする請求項２０に記載の電力供給システム。
22. 前記１次側コイルに流れる電流及び／または電圧の変化を検出する電流・電圧検出手段を前記１次側回路に有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の電力供給システム。
23. 前記電流・電圧検出手段により検出される電流及び／または電圧の変化から、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されている場合に送電することを特徴とする請求項２２に記載の電力供給システム。
24. 前記１次側コイルに流れる電流及び／または電圧の変化を検出する電流・電圧検出手段を前記１次側回路に有し、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて前記電力切替手段を切り替えて送電電力を調整することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電力供給システム。
25. 前記電力調整手段は、前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、前記受電機器の情報を認識する機能を有することを特徴とする請求項２２〜請求項２４のいずれかに記載の電力供給システム。
26. 前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されているかどうかを判定する送電可否判定手段を有することを特徴とする請求項２２〜請求項２５のいずれかに記載の電力供給システム。
27. 前記送電可否判定手段は、
    前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に変化が見られた場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていると判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、
    前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に変化が殆ど見られない場合には、受電可能な機器が前記送電装置上に載置されていないと判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えることを特徴とする請求項２６に記載の電力供給システム。
28. 前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、送電電力量を判定する電力量判定手段を有することを特徴とする請求項２２〜請求項２７のいずれかに記載の電力供給システム。
29. 前記電力量判定手段は、判定した送電電力量に応じて前記電力切替手段を切り替えることを特徴とする請求項２８に記載の電力供給システム。
30. 前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、
    前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、前記受電機器が満充電である場合に送電を止めることを特徴とする請求項２２〜請求項２９のいずれかに記載の電力供給システム。
31. 前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、
    前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧の変化に基づいて、前記受電機器が満充電であるかどうかを判定する満充電判定手段を有することを特徴とする請求項２２〜請求項３０のいずれかに記載の電力供給システム。
32. 前記満充電判定手段は、
    前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に変化が見られた場合には、前記受電機器が満充電でないと判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加するように前記電力切替手段を切り替え、
    前記電流・電圧検出手段が検出する電流及び／または電圧に変化が殆ど見られない場合には、前記受電機器が満充電であると判定して前記パルス電圧を前記１次側コイルに印加しないように前記電力切替手段を切り替えることを特徴とする請求項３１に記載の電力供給システム。
33. 前記送電装置から前記受電機器への電力供給を行うときに前記送電装置と受電機器との対向する面の一方に凸部、他方に凹部を設け、前記凸部と凹部とを嵌合させることにより、前記送電装置と受電機器との位置合わせを行うことができるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３２のいずれかに記載の電力供給システム。
34. 前記送電装置から前記受電機器への電力供給を行うときに前記送電装置と受電機器との対向するそれぞれの面に電力供給が可能となる領域を示すマークを設けることにより、前記送電装置と受電機器との位置合わせを行うことができるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３３のいずれかに記載の電力供給システム。
35. 前記送電装置の送電している電力量を示す表示手段を前記送電装置に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３４のいずれかに記載の電力供給システム。
36. 前記受電機器が前記送電装置から送電された電力により蓄電池を充電する受電機器である場合に、前記受電機器が満充電であることを示す表示手段を前記送電装置に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３５のいずれかに記載の電力供給システム。
37. 前記送電装置から前記充電機器に送電が開始された後に、前記受電機器が前記送電装置の上から取り除かれたことを示す表示手段を前記送電装置に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３６のいずれかに記載の電力供給システム。
38. 前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置ではない場合に、前記送電装置と受電機器との相対位置が送電に適した位置ではないことを示す表示手段を前記送電装置に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３７のいずれかに記載の電力供給システム。
39. 前記受電機器が接触式の１対の受電電極から電力の供給を受ける受電機器である場合に、前記１対の受電電極に接触させて電力を供給する１対の送電電極と、前記受電機器の接触式の１対の受電電極と前記１対の送電電極とが接触しているときに前記１対の送電電極間に流れる電流を検出する電極間電流検出手段と、前記電極間電流検出手段の検出結果により、前記１対の送電電極に送電電力を供給する経路と前記１次側コイルに送電電力を供給する経路とを切り替える電力経路切替手段とを、前記送電装置に設けたことを特徴とする請求項２〜請求項３８のいずれかに記載の電力供給システム。

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