JPH10327539A - 非接触充電器 - Google Patents

非接触充電器

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JPH10327539A
JPH10327539A JP9134558A JP13455897A JPH10327539A JP H10327539 A JPH10327539 A JP H10327539A JP 9134558 A JP9134558 A JP 9134558A JP 13455897 A JP13455897 A JP 13455897A JP H10327539 A JPH10327539 A JP H10327539A
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JP
Japan
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charger
charging
magnetic flux
magnetic field
charged
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JP9134558A
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English (en)
Inventor
Koji Kamiide
浩嗣 上出
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被充電器の磁界の吸収量の変化によって非接
触充電器の加充電器に発生する磁界(磁束密度)の変化
を観測することで、充電完了等による加充電器の電源の
切断や、加充電器が異常な磁束を出力した場合の警告を
発することを可能とし、且つその被充電器が小型軽量
で、短時間で充電可能な非接触充電器を提供する。 【解決手段】 交流電源24から得た電力を電磁力に変
換して出力する加充電器2と、該加充電器2から出力さ
れた電磁力を受けて充電電力に変換する被充電器1とか
らなる非接触充電器において、前記加充電器2側から発
生する磁束密度を検出する磁界検出手段21と、該磁界
検出手段21で検出した磁束を演算する演算手段25
と、該演算手段25による演算結果を加充電器2にフィ
ードバックし、充電電流を制御するフィードバック手段
23とを備えてなるものである。さらに、前記磁界検出
手段21が異常な値の磁束を検出した場合、警告を発す
る警報手段26を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源から得た
電力を電磁力に変換して出力する加充電器と、該加充電
器から出力された電磁力を受けて充電電力に変換する被
充電器とからなる非接触充電器に関し、特に充電完了等
による加充電器の電源の切断が可能な非接触充電器に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、交流電源から得た電力を電磁
力に変換して出力加充電器と、該加充電器から出力され
た電磁力を受けて充電電力に変換する被充電器とからな
る非接触充電器が開発されており、この種の非接触充電
器における充電電流停止方法として、例えば特開平7−
39078号公報には、加充電器と被充電器とのエネル
ギー的な結合状態を検出することにより充電電流を停止
させるものが提案されている。
【0003】具体的には、被充電器を加充電器の上に設
置したときに被充電器内のスイッチが入り、被充電器内
に設置された充電用コイルとは異なる一次コイルに電流
が流れるので、そこで発生する磁束を加充電器内の充電
用コイルとは異なる二次コイルが受け、電流を発生す
る。これを検出回路により検出し、充電用一次コイルの
スイッチを入れ、充電を開始する。充電を停止させるに
は、加充電器上に設置された被充電器を加充電器から解
放すれば、上記の逆の動作によって、充電電流が停止で
きるものである(第3の実施例)。
【0004】また、他の例(第6の実施例)として、充
電用の一次コイルと二次コイルの結合の漏れ磁束の有無
を検出することにより、充電を開始するものが開示され
ている。具体的には、加充電器側にあるフィードバック
用コイルが磁束を検出し、その値を制御部に含まれる比
較器で閾値と比較し、閾値よりも低い値であれば制御信
号を出力し、充電用一次コイルのスイッチを入れるもの
である。
【0005】したがって、被充電器を充電中は一次コイ
ルの磁束が二次コイルに吸収されているため、この漏れ
磁束が閾値よりも小さく、制御信号が出続けており、充
電が継続される。ただし、被充電器を加充電器上から解
放している場合、漏れ磁束が閾値よりも少ないため制御
回路が制御信号を出力し、これによって充電用一次コイ
ルのスイッチが入る。
【0006】しかし、ここで被充電器が加充電器の上に
設置されたいないため、漏れ磁束が閾値よりも大きくな
り、制御回路が制御信号を停止し、これによって充電用
一次コイルのスイッチが切れる。充電用一次コイルのス
イッチが切れると漏れ磁束が閾値よりも少ないため制御
回路が制御信号を出力し、これによって充電用一次コイ
ルのスイッチが再び入る。
【0007】以上のように、被充電器を加充電器上から
解放している場合充電用コイルの電流が繰り返しオンオ
フされる。この繰り返しのオンオフを制御するために比
較部と駆動部とをタイマで制御している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平7−39078号公報のものの場合、被充電器
側に充電電流制御のための装置を備える必要がある。そ
の結果、被充電器の容量と質量が増大し、さらにこの充
電電流を停止させるための電流を消費することになる。
したがって、この被充電器を内蔵する機器が、例えばコ
ードレス電話などの小型軽量と消費電力の少なさが重要
な要素でありうる機器の場合、この充電電流停止方法は
不適当であるという問題がある。
【0009】また、充電用の一次コイルからの漏れ磁束
の有無のみを検出しているので、被充電器の有無しか判
定できず、被充電器が加充電器の上に設置されているか
いないかでのみ、加充電器のスイッチ制御を可能として
いる。つまり、被充電器の有無によって充電用一次コイ
ルのスイッチのオンオフを制御するものであり、被充電
器の充電完了などにより加充電器の充電を制御するもの
ではないため、充電完了等による電源切断等の制御は不
可能であるという問題がある。
【0010】本発明は、このような点に鑑みなされたも
のであって、被充電器の磁界の吸収量の変化によって非
接触充電器の加充電器に発生する磁界(磁束密度)の変
化を観測することで、充電完了等による加充電器の電源
の切断や、加充電器が異常な磁束を出力した場合の警告
を発することを可能とし、且つその被充電器が小型軽量
で、短時間で充電可能な非接触充電器を提供することを
目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願請求項1に記載の発
明の非接触充電器は、交流電源から得た電力を電磁力に
変換して出力する加充電器と、該加充電器から出力され
た電磁力を受けて充電電力に変換する被充電器とからな
る非接触充電器において、前記加充電器側から発生する
磁束密度を検出する磁界検出手段と、該磁界検出手段で
検出した磁束を演算する演算手段と、該演算手段による
演算結果を加充電器にフィードバックし、充電電流を制
御するフィードバック手段とを備えてなるものである。
【0012】これによって、加充電器側に設けられた磁
界検出手段(磁束センサー)が検出する磁束の変化を観
測し、その変化量を加充電器にフィードバックすること
で、充電完了等による加充電器の電源切断制御を行うこ
とが可能となる。
【0013】具体的には、被充電器の充電が行われてい
る場合、加充電器側から発生する磁束は被充電器に吸収
されており、被充電器の充電が進むにつれ被充電器への
磁束の吸収は少なくなってゆく。この磁束の変化量を、
加充電器に取り付けられた磁束センサーにより観測し、
その磁束センサーの出力する信号を適当なアルゴリズム
にしたがって演算し、その演算結果を加充電器にフィー
ドバックすることにより、加充電器の電源切断制御を行
うことができる。
【0014】本願請求項2に記載の発明の非接触充電器
は、前記請求項1に記載の非接触充電器において、前記
磁界検出手段として、連続した磁束の変化量を検出する
構成としたものである。
【0015】これによって、磁界検出手段が、磁束の有
無または閾値以上以下等の二値的な値を検出するのでは
なく、磁束の変化量のような時間的に連続した値を検出
することができるので、被充電器の充電状態を検出する
ことが可能となり、充電完了による加充電器の電源切断
制御を正確に行うことができる。
【0016】本願請求項3に記載の発明の非接触充電器
は、前記請求項1又は2に記載の非接触充電器におい
て、前記フィードバック手段を、加充電器側に設けてな
るものである。
【0017】これによって、フィードバック手段は加充
電器側に設けられるので、被充電器を小型軽量化するこ
とが可能であり、且つフィードバック手段による充電電
流の消費がないため、短時間で充電を可能とすることが
できる。
【0018】本願請求項4に記載の発明の非接触充電器
は、前記請求項1乃至3に記載の非接触充電器におい
て、さらに、前記磁界検出手段が異常な値の磁束を検出
した場合、警告を発する警報手段を設けてなるものであ
る。
【0019】これによって、加充電器が異常な磁束を出
力した場合には、磁束センサーがそれを検出して、警報
手段により警告を発することが可能となるので、例えば
金属片等の被充電器として不適当な物体が加充電器上に
置かれたとき、使用者に注意を促して事故を未然に防ぐ
ことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態につ
いて、図1及び図2とともに説明する。ここで、図1は
本実施形態の非接触充電器の概略構成を示すブロック
図、図2は本実施形態の非接触充電器における充電制御
回路を示すブロック図である。
【0021】本実施形態の非接触充電器は、図1に示す
ように、大きく分けて被充電器1と加充電器2とから構
成されている。被充電器1は、二次電池11、整流回路
12、充電側コイル13を有しており、一方、加充電器
2は、磁気センサー(ホール素子)21、給電側コイル
22、増幅回路23、交流信号源24、充電制御回路2
5、警報装置26を有している。
【0022】上記のように構成してなる非接触充電器に
おいて、交流信号源24から発生した交流電流は、増幅
回路23で増幅され、給電側コイル22を経てグランド
に落ちる。このとき給電側コイル22によって磁界が発
生する。充電側コイル13ではこの磁界を吸収し、電流
を発生する。この電流は整流回路12を通ることで平滑
化され、二次電池11に入力される。
【0023】今はじめに、十分に充電されていない二次
電池11を内蔵した被充電器1が、加充電器2の上に設
置されており、加充電器2が充電可能状態にあるとす
る。このとき、交流信号源24から出力された信号は増
幅回路23で増幅され、給電側コイル(1次コイル)2
2を通ることにより磁束(磁界)を発生する。
【0024】ここで、二次電池11は十分に充電されて
いないため、この磁束はその多くが充電側コイル13で
吸収される。つまり、充電側コイル13で磁気エネルギ
ーが電流に変換され、整流回路12によって平滑化され
た後、二次電池11にその電流が流れ込むことにより、
この二次電池11が充電される。
【0025】次に、この充電が継続され、二次電池11
の充電が進むにつれ二次電池11の内部抵抗が増大し、
これに流れ込む電流が減少する。つまり、充電側コイル
13で吸収できる磁気エネルギーが減少することにな
る。いま、加充電器2の給電側コイル22から発生され
た磁束は不変であるから、充電側コイル13で吸収しき
れない磁気エネルギーが漏れ磁束として、加充電器2と
被充電器1との接合部からより多く漏れ出すことにな
る。
【0026】そこで、微妙な磁束の漏れを観測可能な小
型の磁気センサー(ホール素子)21を用いて、常に連
続して加充電器2と被充電器1との接合部の磁場を観測
することにより、漏れ磁束の変化量(増加量)を検出
し、被充電器1の充電状態を知ることができる。充電制
御回路25は、磁気センサー21の検出結果を受けて適
当なアルゴリズムに従い演算して、増幅回路23を制御
し、給電側コイル22に流す電流を可変(停止)する。
【0027】具体的に、充電制御回路25は、図2に示
すように、磁気センサー21からの信号を増幅する磁気
センサー用アンプ31と、このアンプ31出力と予め設
定されている閾値との差を取る比較回路部32と、該比
較回路部32の出力に応じてゲインコントローラ34及
びオーディオ信号増幅用アンプ35を制御する出力選択
回路部33とを備えている。
【0028】尚、上記比較回路部32における閾値は、
充電側コイル13、給電側コイル22、加充電器2と被
充電器1との間隙、二次電池11の充電特性等によって
微妙に変化するため、個別に測定し決定する必要があ
る。
【0029】出力選択回路部33は、比較回路部32か
らの出力値(差)がほぼ0になると、ゲインコントロー
ラ34を制御し、増幅回路23のゲインを下げ、給電側
コイル22に流す電流を制御(停止)することができ
る。
【0030】また、加充電器上に金属片が設置された等
により、磁気センサー21が異常に低い値を検出した場
合も、同様にして出力選択回路部33がオーディオ信号
増幅用アンプ35を制御し、警報装置26に警報信号を
出力する。警報装置26はこの充電制御回路25からの
信号を受けて、使用者に充電器の異常を音や光で警告す
る。
【0031】このように、被充電器1と加充電器2との
接合部の漏れ磁束を、加充電器2に設けた磁気センサー
21を用いて測定することにより、充電状態を検出する
ことができるため、充電完了等による加充電器の電源切
断や、加充電器1が異常な磁束を出力した場合の警告を
行うことが可能となる。
【0032】また、被充電器1側に特別な手段を設ける
必要がないので、被充電器1の小型軽量化を図ることが
可能であるばかりでなく、充電電流停止手段が加充電器
2側にあるために短時間で充電可能な非接触充電器を提
供することができる。
【0033】
【発明の効果】本願請求項1に記載の発明に係る非接触
充電器は、上記のような構成としているので、磁界検出
手段により加充電器側から発生する磁束の変化を観測
し、その変化量を加充電器にフィードバックし、充電電
流を制御することによって、充電完了等による加充電器
の電源切断制御を行うことが可能となる。
【0034】本願請求項2に記載の発明に係る非接触充
電器は、磁界検出手段が、磁束の有無または閾値以上以
下等の二値的な値を検出するのではなく、磁束の変化量
のような時間的に連続した値を検出することができるの
で、被充電器の充電状態を検出することが可能となり、
充電完了による加充電器の電源切断制御を正確に行うこ
とができる。
【0035】本願請求項3に記載の発明に係る非接触充
電器は、フィードバック手段が加充電器側に設けられる
ので、被充電器を小型軽量化することが可能であり、且
つフィードバック手段による充電電流の消費がないた
め、短時間で充電を可能とすることができる。
【0036】本願請求項4に記載の発明に係る非接触充
電器は、加充電器が異常な磁束を出力した場合には、警
報手段により警告を発することが可能となるので、例え
ば金属片等の被充電器として不適当な物体が加充電器上
に置かれたとき、使用者に注意を促して事故を未然に防
ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非接触充電器の一実施形態の概略構成
を示すブロック図である。
【図2】本発明の非接触充電器の一実施形態における充
電制御回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 被充電器 2 加充電器 11 二次電池 12 整流回路 13 充電側コイル 21 磁気センサ(ホール素子) 22 給電側コイル 23 交流信号増幅回路 24 交流信号源 25 充電制御回路 26 警報装置 31 磁束信号増幅用アンプ 32 比較回路部 33 出力選択回路部 34 ゲインコントローラ 35 オーディオ信号増幅用アンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源から得た電力を電磁力に変換し
    て出力する加充電器と、 該加充電器から出力された電磁力を受けて充電電力に変
    換する被充電器とからなる非接触充電器において、 前記加充電器側から発生する磁束密度を検出する磁界検
    出手段と、 該磁界検出手段で検出した磁束を演算する演算手段と、 該演算手段による演算結果を加充電器にフィードバック
    し、充電電流を制御するフィードバック手段とを備えた
    ことを特徴とする非接触充電器。
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載の非接触充電器にお
    いて、 前記磁界検出手段は、連続した磁束の変化量を検出する
    ものであることを特徴とする非接触充電器。
  3. 【請求項3】 前記請求項1又は2に記載の非接触充電
    器において、 前記フィードバック手段は、加充電器側に設けられたこ
    とを特徴とする非接触充電器。
  4. 【請求項4】 前記請求項1乃至3に記載の非接触充電
    器において、 さらに、前記磁界検出手段が異常な値の磁束を検出した
    場合、警告を発する警報手段を備えたことを特徴とする
    非接触充電器。
JP9134558A 1997-05-26 1997-05-26 非接触充電器 Pending JPH10327539A (ja)

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