非接触受电装置和非接触充电系统的制作方法

专利名称：非接触受电装置和非接触充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用电磁感应来以非接触的方式进行设备间的电力传送的非接触受电装置和具有非接触受电装置的非接触充电系统。
背景技术：
近年来，非接触送电装置作为能够以非接触方式对内置于便携式电话、数字照相机等便携式设备的二次电池(电池)进行充电的装置而广为所知。在这种便携式设备和与该便携式设备对应的充电器(送电装置)中分别具备接收和授予用于充电的电力的线圈，在便携式设备中将通过这两个线圈间的电磁感应而从充电器传送至便携式设备的交流电力转换为直流电力，由此对作为便携式设备的电源的二次电池进行充电。例如如专利文献I和专利文献2所记载那样，在这些便携式设备中具备充电控制部，该充电控制部监视二次 电池的充电量，判断能否充电以及是否不需要充电，并向送电侧(一次侧)发送通知。专利文献I :日本特开2008-178195号公报专利文献2 日本特开2008-206232号公报

发明内容
发明要解决的问题然而，未必在所有便携式设备中都具备充电控制部。例如，对于在国外销售的产品或是在制造商不同的情况下，有时不具备充电控制部。另一方面，充电器有时与便携式设备分开(以充电器单体)销售。因此，在利用以具备充电控制部的便携式设备为前提的充电器对不具备充电控制部的便携式设备进行充电的情况下，不能掌握二次电池的充电量，有可能不正常地进行充电。本发明是着眼于现有技术中存在的这种问题而完成的。其目的在于提供一种能够正常地进行充电的非接触受电装置和非接触充电系统。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本发明的第一方式是一种非接触受电装置，经由连接端子与设备相连接，对上述设备的负载供给电力，其特征在于，具备次级线圈，其与由被供给交流电力的初级线圈产生的交变磁通相交叉；以及控制部，其将上述次级线圈的感应电动势供给至上述负载，其中，上述控制部判断上述负载的充电量，根据所判断出的该充电量来决定是否对上述负载供给电力。本发明的第二方式是一种非接触充电系统，具备非接触送电装置，其具有通过被供给交流电力来产生交变磁通的初级线圈；以及非接触受电装置，其具有与由上述初级线圈产生的交变磁通相交叉的次级线圈，该非接触受电装置将从上述初级线圈经由上述次级线圈供给来的交流电力供给至经由连接端子连接的设备的负载，该非接触充电系统的特征在于，上述非接触受电装置还具备控制部，该控制部将通过与由上述初级线圈产生的交变磁通相交叉而产生的上述次级线圈的感应电动势供给至上述负载，其中，上述控制部判断上述负载的充电量，根据所判断出的该充电量来决定是否对上述负载供给电力。


图I的(a)是表示非接触充电系统和具有充电管理部的便携式设备主体的框图，图I的(b)是表示非接触充电系统和不具有充电管理部的便携式设备主体的框图。图2是表示非接触受电装置和便携式设备主体的示意图。图3是表示监视电路的电路图。图4是表不充电时的处理流程的流程图。图5的(a) (η)是表示流经初级线圈的电力的波形和流经次级线圈的电力的波形的示意图。
具体实施例方式下面，按照附图来说明实现本发明所涉及的非接触充电系统的具体的实施方式。图I是表示本实施方式的非接触充电系统100和与非接触充电系统100相连接且具备被充电的电池BA的便携式设备主体(设备)200的结构的框图。如图I所不,非接触充电系统100大体划分为包括与外部电源E相连接的非接触送电装置10和以非接触方式从非接触送电装置10接收电力的非接触受电装置20。并且，如图I和图2所示，便携式设备主体200构成为能够经由连接端子NI、Ν2与非接触受电装置20电连接。在本实施方式中，非接触受电装置20被形成为便携式设备主体200的电池盖，且能够可装卸地安装于便携式设备主体200。接着，基于图I说明非接触送电装置10。非接触送电装置10具备稳压电路11、送电部12、初级线圈LI、电压检测电路13以及一次侧控制部14。稳压电路11是使从外部电源E输入的输入电力的电压稳定的电路。并且，稳压电路11上连接有送电部12。送电部12在发送电力时生成规定频率的交流电力。另外，送电部12在发送信号时生成与所发送的信号相应的频率的交流电力，并输出到与送电部12相连接的初级线圈LI。此外，送电部12在输出与数据“I”相应的信号时生成并输出频率fl的交流电力，另一方面，送电部12在输出与数据“O”相应的信号时生成并输出频率f2的交流电力。初级线圈LI被输入交流电力，由此产生频率与交流电力的频率相应的交变磁通。并且，初级线圈(送电侧线圈)LI与次级线圈(受电侧线圈)L2电磁耦合来传送电力。电压检测电路13是检测初级线圈LI的感应电动势(电压)的电路。并且，电压检测电路13与一次侧控制部14相连接，将检测出的感应电动势(电压)的波形输出到一次侧控制部14。一次侧控制部14以具有中央运算处理装置(CPU)和存储装置(非易失性存储器(ROM)、易失性存储器(RAM)等)的微计算机为中心来构成，一次侧控制部14根据存储器中存储的各种数据和程序来执行送电部12的振荡控制等各种控制。也就是说，一次侧控制部14与送电部12相连接。并且，在非接触送电装置10对非接触受电装置20发送信号时，一次侧控制部14向送电部12通知要发送的信号(或者与要发送的信号相应的频率)，使送电部12生成与要发送的信号相应的频率的交流电力。
另外，一次侧控制部14通过对从电压检测电路13接收到的初级线圈LI的感应电动势的变化进行测量来进行信号检测、异物检测等。例如，当非接触受电装置20的信号控制电路24执行用于对非接触送电装置10发送信号的负载调制处理时，初级线圈L I的感应电动势的波形发生变化。即，当非接触受电装置20为了发送“O”的信号而将负载变小时，初级线圈L I的感应电动势的信号波形的振幅变小，当为了发送“I”的信号而将负载变大时，信号波形的振幅变大。因而，一次侧控制部14能够根据感应电动势的峰值电压是否超过阈值来辨别信号的种类。此外，本实施方式的一次侧控制部14对来自非接触受电装置20的无线通信信号进行解调，并且对解调后的信号进行分析，根据该分析结果来控制送电部12的振荡(频率)。另外，在ROM中预先保存有各种阈值、以及之后详细说明的对与非接触受电装置20之间的无线通信信号进行解调和对该解调后的信号进行分析等所需的各种参数等。接着，基于图I来说明非接触受电装置20。非接触受电装置20具备接收来自非接触送电装置10的交变磁通的次级线圈L2、 受电部21、二次侧控制部22、信号检测电路23以及信号控制电路24。受电部21具有整流电路，该整流电路将通过次级线圈L2接收交变磁通而流入次级线圈L2的交流电力(感应电动势)转换为直流电力。整流电路具备整流二极管和使通过整流二极管整流后的电力平滑的平滑电容器，构成为将从次级线圈L2输入的交流电力转换为直流电力的所谓的半波整流电路。此外，该整流电路的结构只不过是作为将交流电力转换为直流电力的整流电路的一例，并不限定于该结构，也可以具有使用了二极管桥的全波整流电路、其它公知的整流电路的结构。信号检测电路23是检测次级线圈L2的感应电动势的电路。并且，信号检测电路23与二次侧控制部22相连接，将检测出的感应电动势(电压)的波形输出到二次侧控制部22。当从非接触受电装置20向非接触送电装置10发送信号时，信号控制电路24进行根据要发送的信号改变施加于次级线圈L2的负载来使初级线圈LI的感应电动势的信号波形发生变化的负载调制处理。该信号控制电路24与二次侧控制部22相连接，根据来自二次侧控制部22的控制信号来执行负载调制处理。二次侧控制部22以具有中央运算处理装置(CPU)和存储装置(R0M、RAM等)的微计算机为中心来构成。并且，二次侧控制部22能够根据存储器中存储的各种数据和程序来判断经由连接端子N1、N2连接的便携式设备主体200的电池BA的充电状态，并且执行充电量控制等各种控制。此外，在本实施方式中，根据电池BA的充电量来生成向非接触送电装置10发送的信号。另外，在ROM中预先保存有判断电池(实际上是负载)BA的充电量等充电量控制所需的各种信息、与非接触送电装置10之间的信号的生成或基于该信号进行的调制所需的各种参数等。并且，二次侧控制部22分别与电池BA的正极和负极电连接，从电池BA接收驱动用的电力供给。另外，二次侧控制部22将从受电部21输入的交流电力调节为预定的电压后生成充电电力，经由连接端子N1、N2输出到电池BA。另外，二次侧控制部22根据电池BA的充电量来对是否输出充电电力进行切换。例如，在基于电池BA的端子间电压比预先设定的充电量判断用的阈值低的情况等而判断为优选对电池BA充电的情况下，二次侧控制部22对电池BA供给充电电力。另一方面，在基于电池BA的端子间电压比充电量判断用的阈值高的情况等而判断为不需要对电池BA充电的情况下，二次侧控制部22不对电池BA供给充电电力。另外，在与非接触送电装置10之间进行信号的发送接收的情况下，二次侧控制部22停止输出充电电力。另外，在动作电压比能够进行动作的电压低的情况下，二次侧控制部22切断与电池BA的电连接，以防止来自电池BA的电力的逆流。另外，二次侧控制部22监视次级线圈L2的感应电动势的波形，判断初级线圈LI与次级线圈L2的位置关系是否恰当。另外，二次侧控制部22监视次级线圈L2的感应电动势的频率，判断来自非接触送电装置10的信号是为数据“I”还是为数据“O”。在本实施方式中，如图2所示，便携式设备主体200构成为可装卸地与非接触受电装置20相连接。并且，通常，便携式设备主体200存在具备充电管理 部(设备侧充电控制部)201的主体(参照图I的(a))和不具备充电管理部(设备侧充电控制部)201的主体(参照图I的(b))，该充电管理部判断电池BA的充电状态并且进行电池的充电量控制。因此，本实施方式的二次侧控制部22与监视电路25相连接，该监视电路25用于掌握所连接的便携式设备主体200的电池BA的充电量，并且在便携式设备主体200中具备充电管理部201的情况下优先进行该充电管理部201的控制。监视电路25构成为能够与二次侧控制部22相连接，并且经由连接端子NI、N2与充电管理部201相连接。并且，在电池BA的电压为在便携式设备主体200侧预先设定的满充电判断值(第二满充电判断值)以上的情况下，能够对监视电路25输入从充电管理部201输出的充电完成信号。充电完成信号是表示处于充电量充足而不需要充电的状态(满充电状态)这种意思的信号。并且，在从充电管理部201输入了充电完成信号的情况下，监视电路25将充电完成信号输出到二次侧控制部22。二次侧控制部22基于该充电完成信号执行充电量控制。另外，在电池BA的电压为在便携式设备主体200侧预先设定的再充电判断值(第二再充电判断值)以下的情况下，能够对监视电路25输入从充电管理部201输出的再充电请求信号。再充电请求信号是表示处于充电量不足而需要充电的状态(可再充电状态)这种意思的信号。而且，在从充电管理部201输入了再充电请求信号的情况下，监视电路25将再充电请求信号输出到二次侧控制部22。二次侧控制部22基于该再充电请求信号执行充电量控制。另一方面，监视电路25经由连接端子N1、N2分别与电池BA的正极和负极电连接，从而能够掌握电池BA的电压。因此，在没有从便携式设备主体200的充电管理部201输入充电完成信号和再充电请求信号的情况下，取代充电管理部201，由监视电路25根据电池BA的电压对二次侧控制部22输出充电完成信号和再充电请求信号。S卩，在电池BA的电压为在非接触受电装置20侧预先设定的满充电判断值(第一满充电判断值)以上的情况下，监视电路25对二次侧控制部22输出充电完成信号。另外，在电池BA的电压为在非接触受电装置20侧预先设定的再充电判断值(第一再充电判断值)以下的情况下，监视电路25对二次侧控制部22输出再充电请求信号。此外，在本实施方式中，第一满充电判断值(例如4. 5V)被设定为比第二满充电判断值(例如4. 2V)大的值。由此，在连接有充电管理部201的情况下，与监视电路25相t匕，充电管理部201能够更早输出充电完成信号。另外，在本实施方式中，第一再充电判断值(例如3.2V)被设定为比第二再充电判断值(例如3.8V)小的值。由此，在连接有充电管理部201的情况下，与监视电路25相比，充电管理部201能够更早输出再充电请求信号。基于图3来具体地说明监视电路25的电路结构的一例。如图3所示，在监视电路25中，经由连接端子NI连接的电池BA的正极上连接有电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端被连接至节点NO。另外，在节点NO上连接有电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地。并且，二次侧控制部22与节点NO相连接，被输入通过电阻Rl、R2分压而得到的电压。另外，在经由连接端子NI连接的电池BA的正极上连接有(PNP型)晶体管Q2的发射极端子。该晶体管Q2的集电极端子与节点NO相连接。并且，晶体管Q2的基极端子经由连接端子N2与充电管理部201相连接。另外，晶体管Q2的发射极端子经由电阻R3与晶体管Q2的基极端子和充电管理部201的连接端子N2相连接。从充电管理部201经由连接端子N2对监视电路25输入充电完成信号。另外，在节点NO上连接有(NPN型)晶体管Ql的集电极端子。该晶体管Ql的发射极端子接地。并且，晶体管Ql的基极端子经由连接端子N2与充电管理部201相连接。另 夕卜，晶体管Ql的发射极端子经由电阻R4与晶体管Ql的基极端子和充电管理部201的连接端子N2相连接。从充电管理部201经由连接端子N2对监视电路25输入再充电请求信号。另外，如图3所示，在电池BA的正极上连接与电阻值与电阻R3的电阻值相同的电阻R5的一端，电阻R5的另一端被连接至节点N10。另外，在节点NlO上连接有电阻值与电阻R4的电阻值相同的电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地。并且，充电管理部201与节点NlO相连接，从节点NlO对充电管理部201输入分压得到的电压。说明该监视电路25的动作。对经由连接端子N1、N2连接有充电管理部201的情况(存在充电管理部201的情况)进行说明。在电池BA的电压为第二满充电判断值以上的情况下，充电管理部201将连接端子N2切换为接地。由此，晶体管Q2导通，电池BA的电压没有被电阻Rl、R2分压就输入到二次侧控制部22。由此，电池BA的电压没有被分压而直接输入到二次侧控制部22，二次侧控制部22判断为所输入的电压为第一满充电判断值以上，判断为充电完成。因此，在本实施方式中，充电管理部201通过将连接端子NI接地来使晶体管Q2导通，表明利用充电管理部201输出充电完成信号。另外，监视电路25直接输出电池BA的电压表明监视电路25基于充电管理部201的指不输出充电完成信号。在电池BA的电压为第二再充电判断值以下的情况下，充电管理部201使电流流过连接端子N2。由此，晶体管Ql导通，节点NO接地。也就是说，二次侧控制部22接地。因而，二次侧控制部22判断为所输入的电压为第一再充电判断值以下，并请求充电。因此,在本实施方式中，充电管理部201使晶体管Ql导通表明由充电管理部201输出再充电请求信号。另外，监视电路25使节点NO接地表明监视电路25基于充电管理部201的指示输出再充电请求信号。接着，对没有连接充电管理部201的情况(不存在充电管理部201的情况)进行说明。对二次侧控制部22输入被电阻Rl、R2分压后的电池BA的电压。二次侧控制部22通过判断所输入的该电池BA的电压是否为第一满充电判断值以上来判断电池BA是否为满充电状态。因而，输出第一满充电判断值以上的电压表明由监视电路25输出充电完成信号。另外，二次侧控制部22通过判断所输入的该电池BA的电压是否为第一再充电判断值以下来判断电池BA是否为可再充电状态。因而，输出第一再充电判断值以下的电压表明由监视电路25输出再充电请求信号。接着，说明与电池BA的充电有关的控制。首先，基于图4和图5说明便携式设备主体200不具备充电管理部201的情况。在为待机状态时(没有与非接触受电装置20电磁连接时)，一次侧控制部14每隔规定的检测周期输出设备检测信号(步骤S10)。如图5的(a)所示，间歇性地输出该设备检测信号，每单位时间的发送该设备检测信号时的电力比传送充电电力时(充电时)的电力、发送数据“O”或者“ I”的信号时的电力小。并且，非接触送电装置10在输出该设备检测信号的同时执行设备设置判断，判断是否设置了非接触受电装置20 (步骤Sll)。进一步详细地说明，如果在非接触送电装置10为待机状态时将非接触受电装置20设置到规定的位置而初级线圈LI与次级线圈L2电磁 耦合，则如图5的(b)所示，初级线圈LI受到次级线圈L2的影响，设备检测信号的波形发生变化。具体地说，以输出设备检测信号时的初级线圈LI的交流电力的峰值电压变小的方式发生变化。因而，在设备设置判断中设备检测信号的波形发生了变化的情况下，一次侧控制部14判断为设置了非接触受电装置20 (肯定判断)。另一方面，在设备设置判断中设备检测信号的波形没有变化而经过了固定时间的情况下，一次侧控制部14判断为没有设置非接触受电装置20 (否定判断)。当在设备设置判断(步骤Sll)中作出了否定判断时，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤SlO的处理，再次输出设备检测信号。另一方面，当在设备设置判断(步骤Sll)中作出了肯定判断时，一次侧控制部14对非接触受电装置20输出充电确认信号(步骤S12)。一次侧控制部14在输出充电确认信号时将充电确认信号转换(调制)为信号“O”或者“I”的组合，控制送电部12以如图5的(c)所示那样依次输出该转换后的信号。由此，如图5的(i)所示，次级线圈L2的感应电动势的波形与充电确认信号相应地发生变化。当二次侧控制部22对由信号检测电路23检测出的由“O”或者“ I”构成的信号进行解调和分析而判断为接收到充电确认信号时，根据电池BA的电压判断充电量。由于前提是在便携式设备主体200中不具备充电管理部201，因此由二次侧控制部22判断经由监视电路25输入的电池BA的电压是否为第一再充电判断值以下。然后，在可充电的情况下(在电池BA的电压为第一再充电判断值以下的情况下)，二次侧控制部22使次级线圈L2输出响应于充电确认信号的第一响应信号(再充电请求信号)(步骤S21)。具体地说，如图5的(j)所示，二次侧控制部22使信号控制电路24改变对次级线圈L2施加的负载以输出第一响应信号。由此，如图5的(d)所示，初级线圈LI的感应电动势的电压发生变化。此外，在不需要充电的情况下(在电池BA的电压为阈值以上的情况下)，二次侧控制部22不输出第一响应信号而结束处理。一次侧控制部14基于由电压检测电路13检测出的感应电动势的波形对信号进行解调，判断是否输入了第一响应信号(即，确认是否从非接触受电装置20返回信号)(步骤S13)。在该判断结果为否定的情况下(在不需要充电或者没有进行电磁连接的情况下)，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤10的处理。另一方面，在步骤S13的判断结果为肯定的情况下(当接收到第一响应信号时)，一次侧控制部14输出ID确认信号，该ID确认信号表示用于进行ID认证的ID (步骤S14)。此外，输出ID确认信号时的处理与输出充电确认信号时的处理相同。具体地说，当输出ID确认信号时，一次侧控制部14将ID确认信号转换(调制)为信号“O”或者“I”的组合，控制送电部12以如图5的(e)所示那样依次输出该转换后的信号。由此，如图5的(k)所示，次级线圈L2的感应电动势的波形与ID确认信号相应地发生变化。当二次侧控制部22对由信号检测电路23检测出的由“O”或者“ I”构成的信号进行解调和分析而判断为接收到ID确认信号时，判断是否为能够充电的设备(非接触送电装置10)的ID。然后，在是能够充电的设备的ID的情况下(在完成(确立)ID认证的情况下)，二次侧控制部22输出响应于ID确认信号的第二响应信号(步骤S22)。具体地说，如图5的(I)所示，二次侧控制部22使信号控制电路24改变对次级线圈L2施加的负载以输出第二响应信号。由此，如图5的(f)所示，初级线圈LI的感应电动势的电压发生变化。此夕卜，在ID认证失败(不是能够充电的设备)的情况下，二次侧控制部22不输出第二响应信号就结束处理。
一次侧控制部14基于由电压检测电路13检测出的感应电动势的波形对信号进行解调，判断是否输入了第二响应信号(即，确认是否从非接触受电装置20返回信号)(步骤S 15)。在该判断结果为否定的情况下(在ID认证失败的情况下)，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤10的处理。另一方面，在步骤S15的判断结果为肯定的情况下(当接收到第二响应信号时)，一次侧控制部14将传送充电电力时的电力输入初级线圈LI，开始充电(步骤S16)。传送充电电力时的电力比输出设备检测信号时的电力大，且连续地输出。二次侧控制部22在输出第二响应信号之后对经由次级线圈L2和受电部21输入的直流电力的电压进行控制，生成规定电压的充电电力并经由连接端子供给至电池BA。由此，二次侧控制部22开始充电(步骤S23)。在充电开始后，二次侧控制部22根据从监视电路25输入的电池BA的电压来持续监视充电量，判断充电是否完成(步骤S24)。具体地说，二次侧控制部22判断电池BA的电压是否为第一满充电判断值以上。在步骤S24的判断结果为否定的情况下(在还没有完成充电的情况下)，经过规定时间后二次侧控制部22再次执行步骤S24的处理。另一方面，在步骤S24的判断结果为肯定的情况下(充电完成的情况下)，二次侧控制部22输出表示充电完成这种意思的充电完成信号(步骤S25)。具体地说，如图5的(η)所示，二次侧控制部22使信号控制电路24改变对次级线圈L2施加的负载以输出充电完成信号。由此，如图5的(h)所示，初级线圈LI的感应电动势的电压发生变化。另一方面，在步骤S16的处理之后(充电开始后)，一次侧控制部14执行设备设置判断，判断是否仍然设置有非接触受电装置20 (步骤S17)。进一步详细地说明，如果在非接触送电装置10为充电状态时从规定位置卸下非接触受电装置20，则初级线圈LI与次级线圈L2的电磁耦合被解除，充电时流动的初级线圈LI的电力的波形发生变化。具体地说，充电时流动的初级线圈LI的电力的峰值电压变大。因而，在步骤S17的设备设置判断中，在充电时流动的初级线圈LI的电力的波形发生变化时，一次侧控制部14判断为已卸下非接触受电装置20(否定判断)。另一方面，在步骤S17的设备设置判断中，在充电时流动的初级线圈LI的电力的波形不变化且经过了固定时间时，一次侧控制部14判断为仍然设置有非接触受电装置20 (肯定判断)。在步骤S17的设备设置判断为否定的情况下，一次侧控制部14转移到步骤SlO的处理。另一方面，在步骤S17的设备设置判断为肯定的情况下，一次侧控制部14判断是否输入了充电完成信号(步骤S18)。如果具体地说明步骤S18的处理，则是一次侧控制部14基于由电压检测电路13检测出的感应电动势的波形对信号进行解调，来判断是否输入了充电完成信号。在该判断结果为否定的情况下，一次侧控制部14判断从充电开始(步骤S16)起是否经过预先决定的充电时间(步骤S19)。此外，充电时间是电池BA的充电量从空的状态到满充电为止所需的足够的时间，是通过实验而设定的。在步骤S19的判断结果为肯定的情况下，一次侧控制部14判断为充电完成而结束处理。另一方面，在步骤S19的判断结果为否定的情况下，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤S17的处理。另外，在步骤S18的判断结果为肯定的情况下(在输入了充电完成信号的情况下)，一次侧控制部14判断为充电完成而结束处理。
接着，基于图3说明便携式设备主体200具备充电管理部201时的与电池BA的充电有关的控制。此外，控制与便携式设备主体200不具备充电管理部201时的控制基本相同，因此省略详细的说明以及附图的一部分。当为待机状态时(没有与非接触受电装置20电磁连接时)，一次侧控制部14每隔规定的检测周期输出设备检测信号(步骤S10)。并且，非接触送电装置10在输出该设备检测信号的同时执行设备设置判断，判断是否设置了非接触受电装置20(步骤Sll)。在设备设置判断(步骤Sll)中作出了否定判断的情况下，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤SlO的处理，再次输出设备检测信号。另一方面，在设备设置判断(步骤Sll)中作出了肯定判断的情况下，一次侧控制部14对非接触受电装置20输出充电确认信号(步骤 S12)。当二次侧控制部22对由信号检测电路23检测出的由“O”或者“ I”构成的信号进行解调和分析而判断为接收到充电确认信号时，基于电池BA的电压判断充电量。由于前提是在便携式设备主体200中具备充电管理部201，因此在从充电管理部201经由监视电路25输入了再充电请求信号的情况下，二次侧控制部22判断为能够充电。在能够充电的情况下(在电池BA的电压为第一再充电判断值以下的情况下)，二次侧控制部22响应于充电确认信号而输出第一响应信号(再充电请求信号)(步骤S21)。一次侧控制部14基于由电压检测电路13检测出的感应电动势的波形对信号进行解调，判断是否输入了第一响应信号(步骤S13)。在该判断结果为否定的情况下，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤10的处理。另一方面，在步骤S13的判断结果为肯定的情况下，一次侧控制部14输出ID确认信号,该ID确认信号表不用于进行ID认证的ID (步骤 S14)。当判断为接收到ID确认信号时，二次侧控制部22判断是否为能够充电的设备的ID。然后，在是能够充电的设备(非接触送电装置10)的ID的情况下，二次侧控制部22输出响应于ID确认信号的第二响应信号(步骤S22)。一次侧控制部14判断是否输入了第二响应信号(步骤S15)。在其判断结果为否定的情况下(在ID认证失败的情况下)，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤10的处理。另一方面，在步骤S15的判断结果为肯定的情况下，一次侧控制部14利用传送充电电力时的电力开始充电(步骤S16)。二次侧控制部22在输出第二响应信号之后开始充电(步骤S23)。在充电开始后，二次侧控制部22根据从监视电路25输入的电池BA的电压持续监视充电量，判断是否完成充电(步骤S24)。具体地说，在从充电管理部201经由监视电路25输入了充电完成信号的情况下，二次侧控制部22判断为充电完成。在步骤S24的判断结果为否定的情况下(在还没有完成充电的情况下)，经过规定时间后二次侧控制部22再次执行步骤S24的处理。另一方面，在步骤S24的判断结果为肯定的情况下(在充电完成的情况下)，二次侧控制部22对非接触送电装置10输出表示充电完成这种意思的充电完成信号(步骤S25)。另一方面，在步骤S16的处理之后(充电开始后)，一次侧控制部14执行设备设置判断，判断是否仍然设置有非接触受电装置20(步骤S17)。在步骤S17的设备设置判断为否定的情况下，一次侧控制部14转移到步骤SlO的处理。另一方面，在步骤S17的设备设 置判断为肯定的情况下，一次侧控制部14判断是否输入了充电完成信号(步骤S18)。在该判断结果为否定的情况下，一次侧控制部14判断从充电开始(步骤S16)起是否经过了预先决定的充电时间(步骤S19)。在步骤S19的判断结果为肯定的情况下，一次侧控制部14判断为充电完成而结束处理。另一方面，在步骤S19的判断结果为否定的情况下，经过规定时间后一次侧控制部14再次执行步骤S17的处理。另外，在步骤S18的判断结果为肯定的情况下(输入了充电完成信号的情况下)，一次侧控制部14判断为充电完成而结束处理。如以上详细说明那样，本实施方式具有以下效果。(I) 二次侧控制部22经由监视电路25测量电池BA的电压(充电量)，根据该测量电压来决定是否对电池BA供给电力。因此，即使便携式设备主体200不具备管理电池BA的充电量的充电管理部201，也能够正常地对电池BA充电。能够防止过充电并且准确地进行再充电。(2)在具备充电管理部201的情况下，二次侧控制部22根据来自充电管理部201的控制信号来管理对电池BA的充电。即，充电管理部201对电池BA的电压进行监视，在电池BA的电压为第二再充电请求信号以下的情况下，经由监视电路25对二次侧控制部22输出再充电请求信号。当二次侧控制部22被输入该再充电请求信号时，判断为能够充电，开始充电。另外，充电管理部201对电池BA的电压进行监视，在电池BA的电压为第二充电完成信号以上的情况下，经由监视电路25对二次侧控制部22输出充电完成信号。当二次侧控制部22被输入该充电完成信号时，判断为不需要充电，结束充电。S卩，监视电路25响应于来自设备的控制信号(再充电请求信号或者充电完成信号)，将与该控制信号相对应的充电控制信号(再充电请求信号或者充电完成信号)传输到二次侧控制部22。由此，能够利用设置在便携式设备主体200中的充电管理部201执行充电控制，因此能够对便携式设备主体200的电池BA进行最佳的充电管理。(3)在电池BA的电压为第二满充电判断值以上的情况下，充电管理部201输出充电完成信号，而另一方面，在电池BA的电压为第一满充电判断值以上的情况下,二次侧控制部22判断为不需要充电，输出充电完成信号。并且，第二满充电判断值被设定为比第一满充电判断值小的值。因此，与二次侧控制部22相比，充电管理部201能够更早判断出完成充电，对于与充电结束有关的控制，能够优先进行充电管理部201的充电控制。因而，利用设置在便携式设备主体200中的充电管理部201执行充电控制，因此能够对便携式设备主体200的电池BA进行最佳的充电管理。(4)在电池BA的电压为第二再充电判断值以下的情况下，充电管理部201输出再充电请求信号，而另一方面，在电池BA的电压为第一再充电判断值以下的情况下，二次侧控制部22判断为能够充电，输出再充电请求信号。并且，第二再充电判断值被设定为比第一再充电判断值大的值。因此，与二次侧控制部22相比，充电管理部201能够更早地判断出能够进行充电，关于与是否能够充电有关的控制，能够优先进行充电管理部201的充电控制。因而，利用设置在便携式设备主体200中的充电管理部201执行充电控制，因此能够对便携式设备主体200的电池BA进行最佳的充电管理。此外，上述实施方式也可以进行如下变更。在上述实施方式中，监视电路25也可以被嵌入到二次侧控制部22中。在上述实施方式中，便携式设备主体200可以是便携式电话，也可以是电动剃刀、 电动牙刷、笔记本电脑等。在上述实施方式中进行了 ID认证，但也可以不进行ID认证。在上述实施方式中，具备一次侧控制部14，但也可以不具备一次侧控制部14。在这种情况下，在设备设置判断为肯定的情况下，非接触送电装置10开始充电。另外，在利用计时器计时为经过充电时间的情况下，非接触送电装置10结束充电。另外，在电池BA的电压为第一满充电判断值或者第二满充电判断值以上的情况下，非接触受电装置20结束充电(结束充电电力的供给)。在上述实施方式中，在步骤S19中，如果从充电开始起经过预先决定的充电时间，则一次侧控制部14判断为充电完成，但也可以持续充电直到接收到充电完成信号或者卸下非接触受电装置20为止。在上述实施方式中，一次侧控制部14也可以持续充电直到从充电开始起经过预先决定的充电时间为止。在上述实施方式中，第一再充电判断值被设定为比第二再充电判断值小的值，但也可以将两者设定为相同的值。另外，也可以将第一再充电判断值设定为比第二再充电判断值大的值。在上述实施方式中，第一满充电判断值被设定为比第二满充电判断值大的值，但也可以将两者设定为相同的值。另外，也可以将第一满充电判断值设定为比第二满充电判断值小的值。在上述实施方式中，非接触受电装置20被形成为电池盖，但只要相对于便携式设备主体200可装卸，也可以任意地变更结构。在上述实施方式中，当非接触受电装置20的信号控制电路24执行了负载调制处理时，一次侧控制部14根据峰值电压是否超过阈值来判断信号，但一次侧控制部14也可以根据变化量是否为固定值以上来判断信号。在上述实施方式中，二次侧控制部22从电池BA接收驱动用的电力供给，但也可以从受电部21供给电力。在上述实施方式中，在设备设置判断中，当判断为设定了非接触受电装置20(肯定判断)时，一次侧控制部14对非接触受电装置20输出充电确认信号，但也可以从非接触受电装置20对非接触送电装置10输出充电确认信号。在上述实施方式中，判断电池BA的充电量的时刻是输出第一响应信号前,但也可以在充电开始前判断充电量。在上述实施方式中，设为在判断充电量时，在判断为不需要充电时不输出第一响应信号就结束处理，但也可以将表示不需要充电这种意思的响应信号输出到非接触送电装置10。在上述实施方式中，在ID认证失败(不是能够充电的设备)的情况下，二次侧控制部22不输出第二响应信号就结束处理，但也可以将表示ID认证失败(不是能够充电的设备)这种意思的响应信号输出到非接触送电装置10。在上述实施方式中，利用二次侧控制部22来判断ID，但也可以在一次侧控制部14中进行判断。
在上述实施方式中，在充电开始后，一次侧控制部14在判断是否仍然设置有非接触受电装置20 (设备设置判断)时，利用初级线圈LI的电力波形来进行判断，但也可以通过每隔规定的周期进行信号通信来进行判断。在上述实施方式中，也可以不具备判断从充电开始起是否经过了预先决定的充电时间的功能。
权利要求
1.一种非接触受电装置，经由连接端子与设备相连接，对上述设备的负载供给电力，该非接触受电装置的特征在于，具备 次级线圈，其与由被供给交流电力的初级线圈产生的交变磁通相交叉；以及 控制部，其将上述次级线圈的感应电动势供给至上述负载， 其中，上述控制部判断上述负载的充电量，根据所判断出的该充电量来决定是否对上述负载供给电力。
2.根据权利要求I所述的非接触受电装置，其特征在于， 在判断为上述负载的电压为预先决定的第一满充电判断值以上的情况下，上述控制部结束对上述负载的充电。
3.根据权利要求2所述的非接触受电装置，其特征在于， 在上述设备具备测量上述负载的电压的设备侧充电控制部时，在由上述设备侧充电控制部判断为上述负载的电压为预先决定的第二满充电判断值以上的情况下，上述控制部结束对上述负载的充电， 上述第一满充电判断值被设定为比上述第二满充电判断值大的值。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的非接触受电装置，其特征在于， 在上述负载的电压为预先决定的第一再充电判断值以下的情况下，上述控制部对上述负载供给电力。
5.根据权利要求4所述的非接触受电装置，其特征在于， 在上述设备具备测量上述负载的电压的设备侧充电控制部时，在由上述设备侧充电控制部判断为上述负载的电压为预先决定的第二再充电判断值以下的情况下，上述控制部对上述负载供给电力， 上述第一再充电判断值被设定为比上述第二再充电判断值小的值。
6.根据权利要求I至5中的任一项所述的非接触受电装置，其特征在于， 还具备监视电路，该监视电路能够与上述控制部相连接，并且能够经由上述连接端子与上述设备相连接，该监视电路对从上述设备提供的控制信号进行监视，将与从该设备提供的控制信号相对应的充电控制信号传输至上述控制部。
7.根据权利要求6所述的非接触受电装置，其特征在于， 上述监视电路还构成为与来自上述设备的上述控制信号的有无无关地监视上述负载的电压，在从上述设备提供了上述控制信号的情况下，与上述负载的电压的监视结果无关地，将与从上述设备提供的控制信号相对应的上述充电控制信号传输至上述控制部。
8.一种非接触充电系统，具备 非接触送电装置，其具有通过被供给交流电力来产生交变磁通的初级线圈；以及 非接触受电装置，其具有与由上述初级线圈产生的交变磁通相交叉的次级线圈，该非接触受电装置将从上述初级线圈经由上述次级线圈供给来的交流电力供给至经由连接端子连接的设备的负载， 该非接触充电系统的特征在于， 上述非接触受电装置还具备控制部，该控制部将通过与由上述初级线圈产生的交变磁通相交叉而产生的上述次级线圈的感应电动势供给至上述负载， 其中，上述控制部判断上述负载的充电量，根据所判断出的该充电量来决定是否对上述负载供 给电力。
全文摘要
经由连接端子(N1,N2)与设备(200)相连接并对上述设备(200)的负载(BA)供给电力的非接触受电装置(20)具备次级线圈(L2)，其与由供给交流电力的初级线圈(L1)产生的交变磁通相交叉；以及控制部(22)，其将次级线圈(L2)的感应电动势供给至负载(BA)，其中，控制部(22)判断负载(BA)的充电量，根据所判断的该充电量来决定是否对负载(BA)供给电力。
文档编号H01M10/46GK102823102SQ20118001189
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月8日 优先权日2010年3月26日
发明者加田恭平, 铃木一敬, 松元宇宙, 金久保圭秀, 长竹洋平, 小西祥之 申请人:松下电器产业株式会社