JP2018148630A - 制御装置、受電装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 無接点電力伝送において適切な電力供給制御を行う制御装置、受電装置及び電子機器等の提供。【解決手段】 制御装置５０は、送電装置１０から無接点電力伝送で供給された電力を受電する受電装置４０のための制御装置であって、受電された電力に基づいてバッテリー９０を充電する充電部と、バッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する電力供給動作を行う放電部６０と、放電部６０を制御する制御部５４と、を含み、制御部５４は、磁気検出素子８０からの磁気検出信号がアクティブになった場合に、電力供給動作を停止させる。【選択図】 図２

Description

本発明は、制御装置、受電装置及び電子機器等に関する。

近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている。この無接点電力伝送の適用例として、家庭用機器や携帯端末などの電子機器の充電が提案されている。

特許文献１には、受電装置の充電器からの取り去りが検出された場合にバッテリー（放電部）の放電を開始し、充電器への着地が検出された場合に放電を停止する手法が開示されている。また特許文献１では、取り去り／着地による自動的な放電のオンオフ制御だけでなく、スイッチ部に対する操作を検出することで、放電をオフにする手法も開示されている。

特開２０１６−２１４０２７号公報

受電装置を含む電子機器をケースに入れて持ち運ぶ場合のように、取り去りが検出されていても、電子機器の使用が想定されない場合が考えられる。特許文献１では、取り去り検出により自動で開始される放電を、スイッチ部の操作により停止することで、消費電力を低減可能である。

しかし、特許文献１の手法では、電子機器をケースに収納する際に、ユーザーが毎回スイッチ部を操作して電源をオフにする必要があり、ユーザー負担が大きかった。また、機器の構成上、スイッチが設けられない場合もある。そのため、ケースに収納することにより、電源のオン／オフを行うことに対する要求があった。

また、無接点電力伝送で充電されるバッテリーからの電力で動作するデバイスが複数ある場合に、各デバイスを同期して動作させることが望ましい場合もある。例えば、第１のデバイスにより第２のデバイスの制御が行われる場合、第１のデバイスがオフ（電力を非供給）であれば、第２のデバイスをオン（電力を供給）にする必要性は低い。この場合、第１のデバイスのオンオフと、第２のデバイスのオンオフは同期（連動）させるとよい。しかし特許文献１等、従来の無接点電力伝送システムの受電装置では、そのような電力制御手法を開示していない。

本発明の幾つかの態様によれば、無接点電力伝送において適切な電力供給制御を行う制御装置、受電装置及び電子機器等を提供できる。

また本発明の幾つかの態様によれば、磁気検出信号を用いた電力制御により、消費電力を低減する制御装置、受電装置及び電子機器等を提供できる。

本発明の一態様は、送電装置から無接点電力伝送で供給された電力を受電する受電装置のための制御装置であって、受電された電力に基づいてバッテリーを充電する充電部と、前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する電力供給動作を行う放電部と、前記放電部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、磁気検出素子からの磁気検出信号がアクティブになった場合に、前記電力供給動作を停止させる制御装置に関係する。

本発明の一態様では、制御部は、磁気検出信号に基づいて、放電部による電力供給動作を制御する。このようにすれば、磁気を用いて電力供給動作のオフ制御を実行できるため、ユーザーによるオフ操作を省略可能である。即ち、ユーザー負担を軽減しつつ、適切に消費電力を低減することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記磁気検出信号が非アクティブになった場合に、前記電力供給動作を開始させてもよい。

このようにすれば、磁気を用いて電力供給動作のオンオフを制御すること等が可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記受電装置の取り去りが検出されたことを条件に、前記電力供給動作を開始させ、前記磁気検出信号がアクティブになった場合に、前記電力供給動作を停止させてもよい。

このようにすれば、受電装置の取り去りにより自動的に電力供給を開始すること、及び開始された電力供給を磁気検出信号により自動的に停止することが可能になり、ユーザーにとって使いやすく、消費電力を低減可能な装置を実現すること等が可能になる。

また本発明の一態様では、前記磁気検出素子への電力供給のオン及びオフを制御するための電力制御信号端子を含み、前記制御部は、前記電力制御信号端子の出力信号のアクティブ及び非アクティブを制御してもよい。

このようにすれば、所定端子の出力信号を用いて、磁気検出素子のオンオフを適切に制御することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記受電装置の着地が検出されたことを条件に、前記磁気検出素子への電力供給をオフにする制御を行ってもよい。

このようにすれば、磁気検出素子での消費電力を低減することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記受電装置の着地が検出されたことを条件に、前記電力供給動作を停止させてもよい。

このようにすれば、受電装置の着地により自動的に電力供給を停止することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、過放電及び過電流の少なくとも一方が検出された場合に、前記磁気検出素子への電力供給をオフにする制御を行ってもよい。

このようにすれば、磁気検出素子での消費電力を低減することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記過放電及び前記過電流の少なくとも一方が検出された場合に、前記電力供給動作を停止させてもよい。

このようにすれば、適切に電力供給を停止することで、バッテリーの損傷を抑止すること等が可能になる。

また本発明の一態様では、スイッチ部の操作状態を監視する監視部を含み、前記制御部は、前記監視部によって、前記スイッチ部のオフ操作が検出された場合に、前記電力供給動作を停止させてもよい。

このようにすれば、ユーザーの操作に基づいて、電力供給動作を停止することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記制御部は、前記監視部によって、前記スイッチ部のオフ操作が検出された場合に、前記磁気検出素子への電源供給をオフにする制御を行ってもよい。

このようにすれば、磁気検出素子での消費電力を低減することが可能になる。

また本発明の他の態様は、送電装置から無接点電力伝送で供給された電力を受電する受電装置のための制御装置であって、受電された電力に基づいて充電されるバッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する電力供給動作を行う放電部と、前記放電部を制御する制御部と、バッテリー電圧で動作するデバイスへの電力供給のオン及びオフを制御するための電力制御信号端子と、を含み、前記制御部は、前記受電装置の取り去りが検出された場合に、前記電力制御信号端子の出力をアクティブにして、前記デバイスへの前記バッテリー電圧の供給をオンにする制御を行い、前記受電装置の着地が検出された場合に、前記電力制御信号端子の出力を非アクティブにして、前記デバイスへの前記バッテリー電圧の供給をオフにする制御を行う制御装置に関係する。

本発明の他の態様では、受電装置の取り去り／着地の検出結果に応じて、バッテリー電圧で動作するデバイスへの電力供給を制御する。このようにすれば、受電装置の状態に合わせて、適切にデバイスのオンオフを制御すること等が可能になる。

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の制御装置を含む受電装置に関係する。

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の制御装置と、前記磁気検出素子へのバッテリー電圧の供給のオン及びオフを制御する電源供給回路と、を含み、前記電源供給回路は、ゲート端子に前記制御部からの信号が供給される第１のトランジスターと、ゲート端子が前記第１のトランジスターのドレイン端子と接続され、ソース端子に前記バッテリー電圧が供給され、ドレイン端子が前記磁気検出素子に接続される第２のトランジスターと、前記第２のトランジスターの前記ソース端子と前記ゲート端子との間に設けられる抵抗と、を含む受電装置に関係する。

本発明の他の態様では、２つのトランジスターと抵抗とから構成される電源供給回路を用いて、磁気検出素子へのバッテリー電圧の供給のオンオフを適切に制御することが可能になる。

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の制御装置を含む電子機器に関係する。

本実施形態の無接点電力伝送システムの説明図。 本実施形態の送電装置、受電装置、送電側、受電側の制御装置の構成例。 本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの概要の説明図。 電子機器のケースへの収納例。 本実施形態の電力供給制御の説明図。 受電装置を含む電子機器の構成例。 受電装置を含む電子機器の他の構成例。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．電子機器
図１に本実施形態の無接点電力伝送システムの一例を示す。充電器５００（電子機器の１つ）は送電装置１０を有する。電子機器５１０は受電装置４０を有する。また電子機器５１０は、操作用のスイッチ部５１４やバッテリー９０を有する。なお図１ではバッテリー９０を模式的に示しているが、このバッテリー９０は実際には電子機器５１０に内蔵されている。図１の送電装置１０と受電装置４０により本実施形態の無接点電力伝送システムが構成される。

充電器５００には、電源アダプター５０２を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、電子機器５１０のバッテリー９０を充電し、電子機器５１０内のデバイスを動作させることができる。

なお充電器５００の電源は、ＵＳＢ（ＵＳＢケーブル）による電源であってもよい。また、本実施形態は種々の電子機器に適用できる。例えば、電子機器５１０として、補聴器、腕時計、生体情報測定装置（ウェアラブル機器）、携帯情報端末（スマートフォン、携帯電話機、ヘッドマウントディスプレイ等）、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピューター、ハンディターミナル、電気自動車、或いは電動自転車などの種々の電子機器を想定できる。

２．送電装置、受電装置、送電側、受電側の制御装置
図２に本実施形態の送電装置１０、受電装置４０、送電側の制御装置２０、受電側の制御装置５０の構成例を示す。図１の充電器５００などの送電側の電子機器は、少なくとも図２の送電装置１０を含む。また受電側の電子機器５１０は、少なくとも受電装置４０とバッテリー９０と電力供給対象１００を含むことができる。電力供給対象１００は、例えば処理部（ＤＳＰ等）などの各種のデバイスである。そして図２の構成により、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、バッテリー９０の充電等を行う無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。

送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、制御装置２０を含む。

受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、制御装置５０を含む。なお受電装置４０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、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。

制御装置５０は、受電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、負荷変調部５６、充電部５８、放電部６０を含む。また不揮発性メモリー６２、検出部６４を含むことができる。なお制御装置５０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、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。例えば受電部５２等を制御装置５０の外部に設けるなどの変形実施が可能である。

受電部５２は、送電装置１０からの電力を受電する。

制御部５４は、受電側の制御装置５０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部５４は、負荷変調部５６、充電部５８、放電部６０の制御を行う。また受電部５２や不揮発性メモリー６２や検出部６４などの制御を行うこともできる。この制御部５４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。

負荷変調部５６は負荷変調を行う。

充電部５８はバッテリー９０の充電（充電制御）を行う。例えば充電部５８は、送電装置１０からの電力を受電する受電部５２が受電した電力に基づいて、バッテリー９０を充電する。例えば充電部５８は、受電部５２からの整流電圧ＶＣＣ（広義には直流電圧）に基づく電圧が供給されて、バッテリー９０を充電する。

放電部６０はバッテリー９０の放電動作を行う。例えば放電部６０（電力供給部）は、バッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する。以下、本明細書では、放電部６０による電力供給対象１００への電力供給を電力供給動作と表記する。例えば放電部６０は、バッテリー９０のバッテリー電圧ＶＢＡＴが供給され、出力電圧ＶＯＵＴを電力供給対象１００に供給する。この放電部６０はチャージポンプ回路６１を含むことができる。チャージポンプ回路６１は、バッテリー電圧ＶＢＡＴを降圧（例えば１／３降圧）して、出力電圧ＶＯＵＴ（ＶＢＡＴ／３）を電力供給対象１００に対して供給する。この放電部６０（チャージポンプ回路）は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴを電源電圧として動作する。

バッテリー９０は例えば充電可能な二次電池であり、例えばリチウム電池（リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等）、ニッケル電池（ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等）などである。電力供給対象１００は、例えば、処理部（ＤＳＰ、マイコン）などのデバイス（集積回路装置）であり、受電装置４０を内蔵する電子機器５１０（図１）に設けられ、バッテリー９０の電力供給対象となるデバイスである。

検出部６４は各種の検出処理を行う。検出部６４が行う検出処理としては、過放電、過電圧、過電流、或いは温度異常（高温、低温）の検出処理を想定できる。例えば充電時に検出部６４が過電圧、温度異常を検出することで、過電圧保護、高温保護、低温保護を実現できる。また放電時に検出部６４が過放電、過電流を検出することで、過放電保護、過電流保護を実現できる。

３．無接点電力伝送システムの動作シーケンス
次に本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの一例について説明する。図３は動作シーケンスの概要を説明する図である。

図３のＡ１では、受電装置４０を有する電子機器５１０が、送電装置１０を有する充電器５００に上に置かれておらず、取り去り状態になっている。この場合にはスタンバイステートとなる。このスタンバイステートでは、送電側はウェイティング状態となり、受電側は放電動作オンの状態となる。なお、取り去り状態でも、磁気検出素子８０からの信号がアクティブの場合等に、放電動作はオフになる。取り去り状態での放電動作の制御の詳細は後述する。

具体的にはスタンバイステートでは、送電装置１０の送電部１２は、着地検出のための間欠送電を行う。即ち、送電部１２は、通常送電のような連続送電は行わずに、所与の期間毎に間欠的に電力を送電する間欠送電を行って、電子機器５１０の着地を検出する状態になる。またスタンバイモードでは、受電装置４０では、電力供給対象１００への放電動作がオンになっており、電力供給対象１００への電力供給がイネーブルになっている。即ち、受電装置４０の放電部６０は、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に放電する動作を行う。これにより、処理部等の電力供給対象１００は、バッテリー９０からの電力が供給されて動作可能になる。

図３のＡ２に示すように、電子機器５１０が充電器５００に上に置かれ、着地が検出されると、通信チェック＆充電ステートになる。この通信チェック＆充電ステートでは、送電側は通常送電を行い、受電側は、充電動作がオンになると共に、放電動作がオフになる。また受電側は、負荷変調による通信データの送信を行う。

具体的には通信チェック＆充電ステートでは、送電装置１０の送電部１２は、連続送電である通常送電を行う。この際に、電力伝送の状態などに応じて電力が可変に変化する電力制御を行いながら、通常送電を行う。またバッテリー９０の充電状態に基づく制御も行われる。電力伝送の状態は、例えば１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の位置関係（コイル間距離等）などにより決まる状態であり、例えば受電部５２の出力電圧である整流電圧ＶＣＣなどの情報に基づいて判断できる。バッテリー９０の充電状態は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴなどの情報に基づいて判断できる。

また通信チェック＆充電ステートでは、受電装置４０の充電部５８の充電動作がオンになり、受電部５２が受電した電力に基づいてバッテリー９０の充電が行われる。また放電部６０の放電動作がオフになり、バッテリー９０からの電力が、電力供給対象１００に供給されなくなる。また通信チェック＆充電ステートでは、負荷変調部５６の負荷変調により、通信データが送電側に送信される。

図３のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、満充電スタンバイステートになる。満充電スタンバイステートでは、送電側はウェイティング状態となり、受電側は、放電動作オフのままの状態となる。

具体的には、送電部１２は、例えば取り去り検出のための間欠送電を行う。即ち、送電部１２は、通常送電のような連続送電は行わずに、所与の期間毎に間欠的に電力を送電する間欠送電を行って、電子機器５１０の取り去りを検出する状態になる。また放電部６０の放電動作はオフのままとなり、電力供給対象１００への電力供給もディスエーブルのままとなる。

図３のＡ４に示すように電子機器５１０の取り去りが検出されると、Ａ５に示すように電子機器５１０が使用状態になり、受電側の放電動作がオンになる。

具体的には、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給される。これにより、バッテリー９０からの電力が供給されて、処理部等の電力供給対象１００が動作し、ユーザーが電子機器５１０を通常に使用できる状態となる。

本実施形態では図３のＡ２に示すように、電子機器５１０の着地が検出されると、通常送電が行われ、この通常送電期間において常時の負荷変調が行われる。また着地が検出されると、放電部６０の放電動作が停止する。そして、この常時の負荷変調では、送電側の電力制御のための情報や受電側のステータスを表す情報を含む通信データが、受電側から送電側に送信される。例えば電力制御のための情報（電力伝送状態情報）を通信することで、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係等に応じた最適な電力制御を実現できる。また受電側のステータスを表す情報を通信することで、最適で安全な充電環境を実現できる。そして本実施形態では、負荷変調が継続している間は、通常送電も継続され、放電部６０の放電動作もオフのままになる。

また本実施形態では図３のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われる。そしてＡ４、Ａ５に示すように、取り去りが検出されて、取り去り期間になると、放電部６０の放電動作が行われる。これによりバッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されて、電子機器５１０の通常動作が可能になる。なお、着地検出や取り去り検出は、受電部５２の出力電圧（例えば整流電圧ＶＣＣ）に基づいて行われる。

このように本実施形態では、電子機器５１０のバッテリー９０の充電期間（通常送電期間）においては、電力供給対象１００への放電動作がオフになるため、充電期間において電力供給対象１００により無駄に電力が消費されてしまう事態を抑制できる。

そして、電子機器５１０の取り去りが検出されると、通常送電から間欠送電に切り替わると共に、電力供給対象１００への放電動作がオンになる。このように放電動作がオンになることで、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになり、処理部（ＤＳＰ）等の電力供給対象１００の通常動作が可能になる。このようにすることで、例えば電子機器５１０が充電器５００の上に置かれる充電期間においては動作しないようなタイプの電子機器５１０（例えば、補聴器等のユーザーが装着する電子機器）において、好適な無接点電力伝送の動作シーケンスを実現できる。即ち、このようなタイプの電子機器５１０では、充電期間（通常送電期間）において、バッテリー９０からの電力の放電動作がオフになることで、省電力化を実現できる。そして、取り去りが検出されると、自動的に放電動作がオンになることで、電子機器５１０の電力供給対象１００である各種のデバイスに対して、バッテリー９０からの電力が供給され、当該デバイスが動作できるようになり、電子機器５１０の通常の動作モードに自動的に移行できるようになる。

４．電力供給制御
次に電力供給制御の具体例について説明する。まず磁気検出素子８０、監視部７０（スイッチ部５１４）を用いる手法についてそれぞれ説明し、その後に、各手法を組み合わせる場合の具体例を説明する。

４．１ 磁気検出素子による制御
上述したように、本実施形態では受電装置４０の取り去りが検出されたことをトリガーとして、放電部６０による放電が開始される。具体的には、制御部５４は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが低下し（狭義には判定閾値を下回ってから）、放電動作の起動期間が経過した後に、放電部６０の放電を開始すればよい。

このような制御を行う場合、制御部５４は、受電部５２が電力を受電しているときに充電されるキャパシターの放電動作を、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが判定閾値を下回った場合に開始し、キャパシターの電圧が所与の閾値電圧ＶＴ以下となった場合に、放電部６０の放電を開始すればよい。ここでのキャパシターとは、図６、図７におけるスタートキャパシターである。このキャパシターは制御装置５０の外付け部品として設けることができる。

スタートキャパシターを用いることで、送電装置１０の間欠送電を行っている間は、放電部６０の放電を行わないことが可能になる。言い換えれば、制御部５４は、通常送電期間においては、放電部６０の放電を停止する。つまり、満充電となった後も、取り去りが行われない限りは放電が開始されないため、消費電力の低減が可能になる。一方、スタートキャパシターの充電電圧がＶＴ以下となる、すなわち所定期間ＴＳＴだけ受電部５２での受電が行われなければ、放電部６０の放電が開始されるため、受電装置４０が取り去られることで、自動的に放電を開始することが可能になる。

しかし、このように自動的に放電が開始される場合、取り去りは行われたが受電装置４０を含む電子機器５１０を使用しない、という状況における電力消費を考慮する必要がある。典型的には、電子機器５１０を収納用のケースに入れて保管、或いは持ち運びをする期間での電力消費である。

これに対して、特許文献１に開示されているように、スイッチ部５１４を用いた電力制御を行ってもよい。しかし特許文献１の手法では、電子機器を使用しない場合には、ユーザーがスイッチ部５１４を操作する必要があり、ユーザー負担が大きい。特に、電子機器を収納ケースに入れて持ち運ぶ場合、電子機器を使用しないことは明らかであるため、ユーザーが操作しなくても自動的に放電（電源供給動作）を停止することが望ましい。

よって本実施形態では、制御部５４は、磁気検出素子８０からの磁気検出信号がアクティブになった場合に（アクティブになった後に）、電力供給対象１００への電力供給動作を停止させる。ここでの磁気検出素子８０は、電子機器５１０（受電装置４０）に設けられ、磁気を検出する素子である。磁気検出素子８０は、例えばホール効果を利用したホール素子であってもよい。ホール素子としては、ＩｎＳｂホール素子、ＧａＡｓホール素子、ＩｎＡｓホール素子等、種々の素子を利用可能である。

より具体的には、制御部５４は、磁気検出素子８０を有する磁気検出回路８１（ホールＩＣ）を含んでもよい。磁気検出回路８１は、例えば磁気検出素子８０の他、オフセット除去回路、増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路（サンプル・ホールド回路及び比較回路）、ラッチ回路等を含んで構成される。ただし、磁気検出回路８１の具体的な構成は種々の変形実施が可能であり、本実施形態では既知の構成の磁気検出回路（ホールＩＣ）を広く利用可能である。本実施形態の磁気検出信号とは、磁気検出回路８１の出力であってもよく、磁場の強さや極性に対応してアクティブ／非アクティブ（オン／オフ）が決定される信号となる。なお、磁気検出信号がアクティブとは、磁気検出素子８０により所定の強さ、極性の磁場が検出されている状態を表し、非アクティブとは、磁場が検出されていない状態を表す。例えば磁気検出信号とは、アクティブの場合にＨレベルになる信号であり、非アクティブの場合にＬレベルになる信号であるが、これには限定されない。

図４は、電子機器５１０（狭義には補聴器）を収納するケース６００の例である。本実施形態では、図４に示したようにケース６００の一部に磁石６１０を設ける。磁石６１０の極性は、磁気検出素子８０の特性に合わせたものとする。電子機器５１０をケース６００に収納した場合、磁気検出素子８０は磁石６１０が近傍に有る場合の磁場に基づいて、アクティブな磁気検出信号（例えばＨレベルの信号）を出力する。

このようにすれば、制御部５４は、磁気検出素子８０からの磁気検出信号に基づいて、放電動作（電源供給動作）を停止できる。つまり、取り去りをトリガーとして放電が開始されたとしても、適切に放電を停止できるため、電力消費を低減できる。その際、電子機器５１０をケース６００に収納するような自然な動作により電源供給動作を停止できるため、ユーザー負担を軽減できる。

また、制御部５４は、磁気検出信号が非アクティブ（例えばＬレベルの信号）になった場合に（非アクティブになった後に）、電力供給対象１００への電力供給動作を開始させる。図４の例では、電子機器５１０が非収納状態である場合、磁気検出素子８０は磁石６１０の磁束を検出しないため、非アクティブな磁気検出信号を出力する。つまり、電子機器５１０がケース６００から取り出された場合に、電力供給対象１００への電力供給動作の再開が可能になる。

なお図４では、ユーザーによる電子機器５１０の使用可能性がより低い場合に磁気検出信号をアクティブにすることを考慮し、磁石６１０をケース６００の蓋側に配置した。この場合、電子機器５１０がケース６００の所定位置に格納され、且つ、ケース６００の蓋が閉められた場合に、磁気検出信号がアクティブになる。ただし磁石６１０の配置は図４に限定されず、ケース６００の他の位置に磁石６１０を設けてもよい。また、ここではケース６００に磁石６１０を設ける例を説明したがこれには限定されず、電子機器５１０が非使用時に配置される場所、機器（充電器５００を除く）に磁石を設けてもよい。

４．２ スイッチ部による制御
また制御装置５０は、特許文献１と同様に、スイッチ部５１４による電力制御を行ってもよい。制御装置５０は、スイッチ部５１４の操作状態を監視する監視部７０を含み、制御部５４は、監視部７０によってスイッチ部５１４のオフ操作が検出された場合に、電力供給対象１００への電力供給動作を停止させる（放電部６０の放電を停止させる）。

このようにすれば、取り去りをトリガーとして放電が開始されたとしても、スイッチ部５１４を操作することで放電を停止できるため、消費電力を低減することが可能になる。

４．３ 組み合わせによる電力制御
以上のように、本実施形態では取り去り／着地検出、磁気検出信号、スイッチ部５１４の操作検出により、電力制御が可能である。また、過放電や過電流が検出された場合に、放電動作を停止することも可能である。

図５は、これらの手法を組み合わせた場合の、制御部５４での制御を説明する図である。上述したように、制御部５４では、受電装置４０の取り去り検出及び着地検出を行う。具体的には、制御部５４は、受電装置４０の取り去りが検出されたことを条件に（取り去りが検出された後に）、電力供給対象１００への電力供給動作を開始させる。そして受電装置４０の着地が検出されたことを条件に（着地が検出された後に）、電力供給動作を停止させる。着地検出時には放電が停止されるため、監視部７０によるスイッチ部５１４の監視、及び磁気検出素子８０による検出は不要である。

また、制御部５４は、検出部６４（過放電検出回路）による過放電及び過電流の少なくとも一方が検出された場合に、電力供給動作を停止させる。この場合にも、放電が行われていないため、監視部７０によるスイッチ部５１４の監視、及び磁気検出素子８０による検出は不要である。

監視部７０は、取り去りが検出されており、且つ、過放電及び過電流が検出されていない場合に、スイッチ部５１４の操作状態を検出する。上述したように、監視部７０でオフ操作が検出された場合には、制御部５４は放電動作を停止し、監視部７０でオン操作が検出された場合には、制御部５４は放電動作を開始（再開）する。

そして制御部５４は、受電装置４０の取り去りが検出されたことを条件に（取り去りが検出された後に）、電力供給対象１００への電力供給動作を開始させ、取り去り状態且つ磁気検出信号がアクティブになった場合に、電力供給動作を停止させる。また制御部５４は、取り去り状態且つ磁気検出信号が非アクティブになった場合に、電力供給動作を開始（再開）する。即ち、磁気検出信号による制御は、取り去りが検出されていることを条件に（取り去り状態の間に）実行される。さらに言えば、磁気検出信号による制御は、スイッチ部５１４のオフ操作が検出されていないこと、及び、過放電や過電流が検出されていないことを条件に実行するとよい。他の条件により既に電力供給動作が停止しているのであれば、さらに磁気検出素子８０を用いた制御（条件判定）を実施する必要性が低いためである。

また、磁気検出素子８０を用いた制御を実施する必要性が低い場合、磁気検出素子８０への電力供給自体をオフにしてもよい。このようにすれば、磁気検出素子８０を不必要に動作させることを抑止できるため、消費電力を低減可能である。

具体的には、制御部５４は、受電装置４０の着地が検出されたことを条件に、磁気検出素子８０への電力供給をオフにする制御を行ってもよい。また制御部５４は、監視部７０によって、スイッチ部５１４のオフ操作が検出された場合に、磁気検出素子８０への電源供給をオフにする制御を行ってもよい。また制御部５４は、過放電及び過電流の少なくとも一方が検出された場合に、磁気検出素子８０への電力供給をオフにする制御を行ってもよい。なお、磁気検出素子８０（磁気検出回路８１）は、電力供給がオンの期間において、常時磁界を検出する必要はなく、所定期間ごとに磁界検出を行う間欠動作を行う。

図６は、磁気検出素子８０への電力供給をオフにする制御を行うための電子機器５１０（受電装置４０）の構成例である。ただし、電子機器５１０（受電装置４０）の詳細については図２等を用いて上述したため、図６では一部の構成を簡略化して記載している。

受電装置４０の制御装置５０は、端子Ｔ１〜Ｔ５を有する。ただし、一部の端子を省略したり、他の端子を追加する等の変形実施が可能である。端子Ｔ１は、バッテリー電圧ＶＢＡＴが出力される端子である。端子Ｔ２は、放電部６０のチャージポンプ回路６１により電圧変換が行われた出力電圧ＶＯＵＴが出力される端子である。端子Ｔ３は、スイッチ部５１４と接続される端子である。端子Ｔ４は、スタートキャパシター（図６のＳＣ）と接続され、スタートキャパシター電圧（図６のＳＴＣＡＰ）が入力される端子である。なお、図６には不図示であるが、端子Ｔ４と制御部５４との間には取り去り検出を行う判定回路を設けるとよい。端子Ｔ５は、磁気検出回路８１からの磁気検出信号（ＨＡＬＬＩＮ）が入力される端子である。

また、制御装置５０は、磁気検出素子８０への電力供給のオン及びオフを制御するための電力制御信号端子Ｔ６を含む。そして、制御部５４は、電力制御信号端子Ｔ６の出力信号のアクティブ及び非アクティブを制御する。

図６の例では、受電装置４０は、磁気検出素子８０へのバッテリー電圧ＶＢＡＴの供給のオン及びオフを制御する電源供給回路８２を含み、電力制御信号端子Ｔ６は電源供給回路８２と接続される。具体的には、電源供給回路８２は、第１のトランジスターＴＤ１と、第２のトランジスターＴＤ２と、抵抗ＲＤを含む。

第１のトランジスターＴＤ１は、ゲート端子に制御部５４からの信号（電力制御信号端子Ｔ６の出力）が供給される。また、第１のトランジスターＴＤ１のソース端子はグラウンドに接続される。第２のトランジスターＴＤ２は、ゲート端子が第１のトランジスターＴＤ１のドレイン端子と接続され、ソース端子にバッテリー電圧ＶＢＡＴが供給され、ドレイン端子が磁気検出素子８０（磁気検出回路８１）に接続される。抵抗ＲＤは、第２のトランジスターＴＤ２のソース端子とゲート端子との間に設けられる。

制御部５４は、取り去りが非検出である場合（着地が検出されている場合）、又は、監視部７０によりスイッチ部５１４のオフ操作が検出された場合、又は、過放電及び過電流の少なくとも一方が検出された場合に、電力制御信号端子Ｔ６から非アクティブとなる信号を出力する。図６では非アクティブの信号とはＬレベルの信号であるが、アクティブ／非アクティブと、Ｈレベル／Ｌレベルの関係を変更可能であることは当業者であれば容易に理解できるであろう。

電力制御信号端子Ｔ６から非アクティブ（Ｌレベル）の信号が出力されることで、第１のトランジスターＴＤ１及び第２のトランジスターＴＤ２がオフとなり、磁気検出素子８０への電力供給がオフになる。これにより、上述したように磁気検出素子８０の動作が不要な状況で、磁気検出素子８０への電力供給をオフにでき、消費電力の低減が可能になる。

一方、取り去り検出時、且つ、スイッチ部５１４がオン操作の状態、且つ、過放電も過電流も非検出の場合には、制御部５４は電力制御信号端子Ｔ６からアクティブ（Ｈレベル）な信号を出力する。この場合、第１のトランジスターＴＤ１及び第２のトランジスターＴＤ２がオンとなり、磁気検出素子８０への電力供給がオンになる。よって、端子Ｔ５には磁気検出信号（ＨＡＬＬＩＮ）が入力され、制御部５４は当該磁気検出信号に基づく制御を実行可能となる。

５．変形例
以下幾つかの変形例を説明する。

図６では、電力制御信号端子Ｔ６からの信号は、電源供給回路８２に供給され、電源供給回路８２により、磁気検出素子８０（磁気検出回路８１）への電力供給が制御されていた。しかし、回路装置（ＩＣ、チップ）によっては、当該回路装置への信号経路を遮断（回路装置の動作を停止）するためのチップイネーブル信号の入力が可能な場合もある。よって受電装置４０から電源供給回路８２を省略し、電力制御信号端子Ｔ６からの信号を直接磁気検出回路８１のチップイネーブル信号入力端子へ供給する構成としてもよい。

また、以上ではバッテリー電圧ＶＢＡＴが供給されるデバイスとして磁気検出素子８０を用い、電力供給対象１００への電力供給動作（放電動作）のオンオフに連動させて、磁気検出素子８０への電力供給のオンオフを制御する手法を説明した。しかし、バッテリー電圧ＶＢＡＴが供給されるデバイス、且つ電力供給を電力供給対象１００と連動させることが望ましいデバイスは磁気検出素子８０に限定されない。

例えば、電子機器５１０が電力供給対象１００である処理部（例えばＤＳＰ）と、当該処理部により通信制御が行われる通信部１１０（例えばBluetooth low energyのＩＣ）とを含む場合、処理部に電力が供給されていない状態で、通信部１１０にだけ電力を供給しても通信は実行できない。よって、処理部への電力供給と、通信部１１０への電力供給は連動することが望ましい。

図７は、本変形例での受電装置４０の構成例である。図６と比較した場合、磁気検出回路８１がレギュレーター８３に変更されている。そしてレギュレーター８３にはバッテリー電圧ＶＢＡＴが供給可能に構成され、レギュレーター８３はバッテリー電圧ＶＢＡＴの電圧変換を行い、変換後の電圧を通信部１１０に供給する。

即ち本実施形態の手法は、無接点で電力を受電する受電装置４０の制御装置５０であって、受電された電力に基づいて充電されるバッテリー９０の放電動作を行って、バッテリー９０からの電力を電力供給対象１００に対して供給する電力供給動作を行う放電部６０と、放電部６０を制御する制御部５４と、バッテリー電圧ＶＢＡＴで動作するデバイス（図７の例ではレギュレーター８３）への電力供給のオン及びオフを制御するための電力制御信号端子Ｔ６と、を含む制御装置５０に適用できる。そして制御装置５０の制御部５４は、受電装置４０の取り去りが検出された場合に、電力制御信号端子Ｔ６の出力をアクティブにして、デバイスへのバッテリー電圧ＶＢＡＴの供給をオンにする制御を行い、受電装置４０の着地が検出された場合に、電力制御信号端子Ｔ６の出力を非アクティブにして、デバイスへのバッテリー電圧ＶＢＡＴの供給をオフにする制御を行う。

このようにすれば、取り去り／着地の検出に合わせて、デバイスへの電力供給のオンオフを制御可能になる。本実施形態では取り去り／着地の検出により電力供給対象１００（処理部）への電力供給を制御することを想定している。よって本変形例の手法によれば、電力供給対象１００への電力供給動作と、デバイスへの電力供給を連動させることができ、効率的な電力制御が可能になる。

なお、図７ではバッテリー電圧ＶＢＡＴで動作するデバイスとしてレギュレーター８３を用いる例を説明したが、他のデバイス（回路装置）に拡張可能なことは言うまでもない。

また、本実施形態の手法は制御装置５０を含む電子機器５１０に適用することができる。制御装置５０を含む電子機器５１０は、上述したように補聴器等の種々の形態が考えられる。また、本実施形態の手法は上述した送電装置１０と受電装置４０とを含む無接点電力伝送システムに適用できる。

１０…送電装置、１２…送電部、２０…制御装置、４０…受電装置、５０…制御装置、
５２…受電部、５３…整流回路、５４…制御部、５６…負荷変調部、５８…充電部、
６０…放電部、６１…チャージポンプ回路、６２…不揮発性メモリー、６４…検出部、
６５…Ａ／Ｄ変換回路、７０…監視部、８０…磁気検出素子、８１…磁気検出回路、
８２…電源供給回路、８３…レギュレーター、９０…バッテリー、
１００…電力供給対象、１１０…通信部、５００…充電器、５０２…電源アダプター、
５１０…電子機器、５１４…スイッチ部、６００…ケース、６１０…磁石、
Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｔ１〜Ｔ５…端子、Ｔ６…電力制御信号端子、

Claims (14)

1. 送電装置から無接点電力伝送で供給された電力を受電する受電装置のための制御装置であって、
   受電された電力に基づいてバッテリーを充電する充電部と、
   前記バッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する電力供給動作を行う放電部と、
   前記放電部を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   磁気検出素子からの磁気検出信号がアクティブになった場合に、前記電力供給動作を停止させることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１において、
   前記制御部は、
   前記磁気検出信号が非アクティブになった場合に、前記電力供給動作を開始させることを特徴とする制御装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記制御部は、
   前記受電装置の取り去りが検出されたことを条件に、前記電力供給動作を開始させ、
   前記磁気検出信号がアクティブになった場合に、前記電力供給動作を停止させることを特徴とする制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記磁気検出素子への電力供給のオン及びオフを制御する電力制御信号端子を含み、
   前記制御部は、
   前記電力制御信号端子の出力信号のアクティブ及び非アクティブを制御することを特徴とする制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記制御部は、
   前記受電装置の着地が検出されたことを条件に、前記磁気検出素子への電力供給をオフにする制御を行うことを特徴とする制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記制御部は、
   前記受電装置の着地が検出されたことを条件に、前記電力供給動作を停止させることを特徴とする制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記制御部は、
   過放電及び過電流の少なくとも一方が検出された場合に、前記磁気検出素子への電力供給をオフにする制御を行うことを特徴とする制御装置。
8. 請求項７において、
   前記制御部は、
   前記過放電及び前記過電流の少なくとも一方が検出された場合に、前記電力供給動作を停止させることを特徴とする制御装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
   スイッチ部の操作状態を監視する監視部を含み、
   前記制御部は、
   前記監視部によって、前記スイッチ部のオフ操作が検出された場合に、前記電力供給動作を停止させることを特徴とする制御装置。
10. 請求項９において、
    前記制御部は、
    前記監視部によって、前記スイッチ部のオフ操作が検出された場合に、前記磁気検出素子への電源供給をオフにする制御を行うことを特徴とする制御装置。
11. 送電装置から無接点電力伝送で供給された電力を受電する受電装置のための制御装置であって、
    受電された電力に基づいて充電されるバッテリーの放電動作を行って、前記バッテリーからの電力を電力供給対象に対して供給する電力供給動作を行う放電部と、
    前記放電部を制御する制御部と、
    バッテリー電圧で動作するデバイスへの電力供給のオン及びオフを制御するための電力制御信号端子と、
    を含み、
    前記制御部は、
    前記受電装置の取り去りが検出された場合に、前記電力制御信号端子の出力をアクティブにして、前記デバイスへの前記バッテリー電圧の供給をオンにする制御を行い、
    前記受電装置の着地が検出された場合に、前記電力制御信号端子の出力を非アクティブにして、前記デバイスへの前記バッテリー電圧の供給をオフにする制御を行うことを特徴とする制御装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする受電装置。
13. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の制御装置と、
    前記磁気検出素子へのバッテリー電圧の供給のオン及びオフを制御する電源供給回路と、
    を含み、
    前記電源供給回路は、
    ゲート端子に前記制御部からの信号が供給される第１のトランジスターと、
    ゲート端子が前記第１のトランジスターのドレイン端子と接続され、ソース端子に前記バッテリー電圧が供給され、ドレイン端子が前記磁気検出素子に接続される第２のトランジスターと、
    前記第２のトランジスターの前記ソース端子と前記ゲート端子との間に設けられる抵抗と、
    を含むことを特徴とする受電装置。
14. 請求項１乃至１１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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