JP5308588B1 - 受電装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】通信時の電圧値が受電時の電圧値に近い場合であっても通信部を適切に保護することができる受電装置を提供すること。
【解決手段】受電装置は、非接触で受電する受電アンテナと、給電部と、通信アンテナと、通信アンテナを介して通信する通信部と、通信スイッチと、スイッチ制御部とを備えている。給電部は、受電アンテナに接続されており、受電アンテナを介して受けた電力に応じて出力電圧を出力する。通信スイッチは、通信アンテナと前記通信部との間に接続されている。通信スイッチは、通信部が通信アンテナと導通している導通状態と、通信部が通信アンテナから遮断されている遮断状態とを遷移可能である。スイッチ制御部は、給電部の出力電圧が第１電圧を超えて上昇する際にスイッチを遮断状態に遷移させる一方、出力電圧が第１電圧よりも小さな第２電圧を超えて下降する際にスイッチを導通状態に遷移させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、送電装置との間で非接触で通信すると共に非接触で電力を受電する受電装置に関する。

この種の装置は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１の受電側装置（受電装置）は、送電側装置（送電装置）との通信に使用される通信コイル（通信アンテナ）と、送電側装置から受電するための受電コイル（受電アンテナ）とを備えている。通信コイルは、通信信号を処理するＩＣチップ（通信部）と接続されており、受電コイルは、平滑回路（給電部）と接続されている。また、通信コイルには、ＩＣチップと並列に保護回路が接続されている。平滑回路からの出力電圧が所定の値（閾値）を超えると、保護回路が動作して、ＩＣチップに過剰な電流が流れることを防止する。特許文献１の受電側装置は、以上のように構成されているため、受電時に生じる大電圧からＩＣチップを保護することができる。

特開２０１２−６５４５５号公報

通信部が通信を行う際、通信アンテナだけでなく受電アンテナにも電力が生じる。このとき給電部が出力する電圧値（即ち、通信時の電圧値）が、給電部が受電の際に出力する電圧値（即ち、受電時の電圧値）に近い場合がある。この場合、保護回路を動作させるための閾値を適切に設定することは難しい。即ち、通信部を適切に保護することは難しい。

そこで、本発明は、通信時の電圧値が受電時の電圧値に近い場合であっても通信部を適切に保護することができる受電装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１の受電装置として、
非接触で受電する受電アンテナと、
前記受電アンテナに接続されており、前記受電アンテナを介して受けた電力に応じて出力電圧を出力する給電部と、
通信アンテナと、
前記通信アンテナを介して通信する通信部と、
前記通信アンテナと前記通信部との間に接続されており、前記通信部が前記通信アンテナと導通している導通状態と、前記通信部が前記通信アンテナから遮断されている遮断状態とを遷移可能な通信スイッチと、
前記給電部に接続されており、前記通信スイッチを前記導通状態と前記遮断状態との間で遷移するように制御するスイッチ制御部であって、前記出力電圧が第１電圧を超えて上昇する際に前記通信スイッチを前記遮断状態に遷移させる一方、前記出力電圧が前記第１電圧よりも小さな第２電圧を超えて下降する際に前記通信スイッチを前記導通状態に遷移させるスイッチ制御部とを備える
受電装置を提供する。

また、本発明は、第２の受電装置として、第１の受電装置であって、
前記給電部が前記出力電圧の出力を開始すると、前記出力電圧は、最大値を経て、前記最大値よりも小さな安定値に達し、
前記第１電圧の値は、前記安定値よりも大きく且つ前記最大値よりも小さな第１閾値と等しく、
前記第２電圧の値は、前記安定値よりも小さな第２閾値と等しい
受電装置を提供する。

また、本発明は、第３の受電装置として、第１の受電装置であって、
前記給電部が前記出力電圧の出力を開始すると、前記出力電圧は、最大値を経て、前記最大値よりも小さな安定値に達し、
前記通信部が前記通信アンテナを介して送信していないときの前記第１電圧の値は、前記安定値よりも大きく且つ前記最大値よりも小さな第１閾値と等しく、
前記通信部が前記通信アンテナを介して送信しているときの前記第１電圧の値は、前記第１閾値よりも大きな第３閾値と等しく、
前記第２電圧の値は、前記安定値よりも小さな第２閾値と等しい
受電装置を提供する。

また、本発明は、第４の受電装置として、第３の受電装置であって、
前記スイッチ制御部は、前記通信アンテナと前記通信部との間に接続されており、前記通信部が前記通信アンテナを介して送信しているか否かを、前記通信部からの出力によって検知する
受電装置を提供する。

また、本発明は、第５の受電装置として、第３の受電装置であって、
前記スイッチ制御部は、前記受電装置の外部の制御部と接続されており、
前記制御部は、前記通信部が前記所定モードにおける通信を行っているか否かを、前記スイッチ制御部に通知する
受電装置を提供する。

また、本発明は、第６の受電装置として、第１乃至第５の受電装置のいずれかであって、
前記給電部は、前記受電装置の外部の負荷と直接的又は間接的に接続されており、
前記出力電圧に応じた供給電圧が前記負荷に供給される
受電装置を提供する。

また、本発明は、第７の受電装置として、第６の受電装置であって、
前記給電部と前記負荷との間に接続された給電調整部を更に備えており、
前記給電調整部は、前記出力電圧を調整して前記負荷に供給する
受電装置を提供する。

また、本発明は、第８の受電装置として、第６の受電装置であって、
前記給電部は、整流回路から構成されており、
前記給電調整部は、ＤＣ−ＤＣコンバータから構成されている
受電装置を提供する。

また、本発明は、第９の受電装置として、第６の受電装置であって、
前記給電部と前記負荷との間に接続された給電スイッチを更に備えており、
前記給電スイッチは、前記給電部が前記負荷と導通している給電可能状態と、前記給電部が前記負荷から遮断されている給電不可状態とを遷移可能であり、
前記スイッチ制御部は、前記出力電圧が前記第１電圧を超えて上昇する際に前記給電スイッチを前記給電可能状態に遷移させる一方、前記出力電圧が前記第２電圧を超えて下降する際に前記給電スイッチを前記給電不可状態に遷移させる
受電装置を提供する。

また、本発明は、第１０の受電装置として、第６の受電装置であって、
前記負荷は、給電調整部と、前記給電調整部に接続された本体部とを備えており、
前記給電部は、前記給電調整部に直接接続されている
受電装置を提供する。

また、本発明は、第１１の受電装置として、第１乃至第１０の受電装置のいずれかであって、
前記通信スイッチは、ラインスイッチ部と、グランドスイッチ部とを有しており、
前記ラインスイッチ部は、前記通信アンテナと前記通信部との間に直列に接続されており、
前記グランドスイッチ部は、前記通信アンテナと前記通信部との間の接続点と、グランドとの間に接続されている
受電装置を提供する。

また、本発明は、第１２の受電装置として、第１１の受電装置であって、
前記ラインスイッチ部及び前記グランドスイッチ部の夫々は、ＮｃｈのＦＥＴから構成されている
受電装置を提供する。

また、本発明は、第１の電子機器として、第１乃至第１２の受電装置のいずれかを備える電子機器を提供する。

本発明による受電装置のスイッチ制御部は、給電部からの出力電圧が第１電圧を超えて上昇する際に、通信部が通信アンテナから遮断されるように通信スイッチを制御する。また、スイッチ制御部は、出力電圧が第１電圧よりも小さな第２電圧を超えて下降する際に、通信部と通信スイッチとが導通するように通信スイッチを制御する。即ち、スイッチ制御部は、互いに異なる値を有する第１電圧及び第２電圧を使用して通信スイッチをヒステリシス制御する。このため、通信時の電圧値が受電時の電圧値に近い場合でも、第１電圧及び第２電圧の値を容易に設定することができる。即ち、通信部を適切に保護することができる。

本発明の第１の実施の形態による受電装置と、受電装置の相手側装置である送電装置とを模式的に示すブロック図である。 図１の受電装置の通信スイッチを模式的に示す回路図である。 図２の通信スイッチの第１の変形例を模式的に示す回路図である。 図２の通信スイッチの第２の変形例を模式的に示す回路図である。 図２の通信スイッチの第３の変形例を模式的に示す回路図である。 図２の通信スイッチの第４の変形例を模式的に示す回路図である。 図１の受電装置の給電部の出力電圧の変動を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態による受電装置と、送電装置とを模式的に示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態による受電装置と、送電装置とを模式的に示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態による受電装置と、送電装置とを模式的に示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態による受電装置と、送電装置とを模式的に示すブロック図である。

（第１の実施の形態）
図１に示されるように、本発明の第１の実施の形態による電子機器２０は、負荷３０と、受電装置２００とを備えている。電子機器２０は、例えば携帯電話やデジタルカメラであり、図示しない様々な回路が搭載されている。負荷３０は、例えば、電子機器２０の回路に電力を供給するためのバッテリである。

図１から理解されるように、受電装置２００は、送電装置１０（相手側装置）から非接触で電力を受電して負荷３０に給電すると共に、送電装置１０と非接触で通信する。送電装置１０は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）カードリーダ（図示せず）に組み込まれている。受電装置２００は、例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）規格に準拠して通信を行う。但し、本発明は、ＮＦＣ規格に準拠しない受電装置２００にも適用可能である。

図１に示されるように、送電装置１０は、送電制御部１２と、送電アンテナ１４とを備えている。送電制御部１２は、送電アンテナ１４によって、受電装置２００に送電すると共に受電装置２００と通信する。即ち、本実施の形態によれば、送電装置１０の送電アンテナ１４は、送電用のアンテナ及び通信用のアンテナの双方として機能する。但し、送電装置１０は、送電アンテナ１４とは別の通信アンテナを備えていてもよい。

受電装置２００は、受電アンテナ２１０と、給電部２２０と、給電調整部２３０と、通信アンテナ２５０と、通信スイッチ２６０と、通信部２７０と、スイッチ制御部２８０とを備えている。

受電アンテナ２１０は、送電アンテナ１４から送られた電力を非接触で受電する。本実施の形態による受電アンテナ２１０は、例えば、ループアンテナやコイルアンテナであり、送電アンテナ１４から磁束を媒体として電磁誘導方式で伝送される交流電力を受電する。

給電部２２０は、受電アンテナ２１０に接続されており、受電アンテナ２１０を介して受けた電力に応じて出力電圧（Ｖ０）を出力する。本実施の形態による給電部２２０は、整流回路及び平滑回路を有しており、直流電圧を出力する。

給電調整部２３０は、給電部２２０と負荷３０との間に直列に接続されている。給電調整部２３０は、出力電圧（Ｖ０）を調整して負荷３０に供給する。本実施の形態による給電調整部２３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、出力電圧（Ｖ０）を負荷３０に適合した供給電圧（Ｖ１）に変換して負荷３０に供給する。負荷３０は、供給電圧（Ｖ１）によって充電される。

以上の説明から理解されるように、本実施の形態による給電部２２０は、受電装置２００の外部の負荷３０と間接的に接続されており、出力電圧（Ｖ０）に応じた供給電圧（Ｖ１）が負荷３０に供給される。但し、負荷３０が出力電圧（Ｖ０）を調整することなく受電可能な場合には、給電調整部２３０を設けなくてもよい。この場合、給電部２２０は、負荷３０と直接的に接続されており、出力電圧（Ｖ０）と同じ（即ち、出力電圧（Ｖ０）に応じた）供給電圧（Ｖ１）が負荷３０に供給される。

通信アンテナ２５０は、送電アンテナ１４との間で信号を送受信する。本実施の形態による通信アンテナ２５０は、例えば、ループアンテナやコイルアンテナである。

通信部２７０は、通信スイッチ２６０を介して通信アンテナ２５０に接続されている。本実施の形態による通信部２７０は、例えばＮＦＣ機能が組み込まれた通信回路であり、通信アンテナ２５０を介して送電装置１０又は図示しないその他の装置（即ち、相手側装置）と通信する。即ち、通信部２７０は、相手側装置から受信するとともに相手側装置に送信する。詳しくは、通信部２７０は、ＩＣカードやＩＣタグとして相手側のリーダライタと通信したり（ＮＦＣ規格におけるカードエミュレーションモード）、リーダライタとして相手側のＩＣカードやＩＣタグと通信したり（リーダ／ライタモード）、相手側装置と双方向で通信したり（Ｐ２Ｐモード）する。これらの場合において、通信部２７０と相手側装置との間で信号が送受信される。

通信スイッチ２６０は、通信アンテナ２５０と通信部２７０との間に直列に接続されている。通信スイッチ２６０は、通信部２７０が通信アンテナ２５０と導通している導通状態（即ち、通信可能な状態）と、通信部２７０が通信アンテナ２５０から遮断されている遮断状態（即ち、通信不可な状態）とを遷移可能に構成されている。

通信スイッチ２６０は、スイッチ制御部２８０によって制御される。スイッチ制御部２８０は、給電部２２０に接続されており、通信スイッチ２６０を導通状態と遮断状態との間で遷移するように制御する。詳しくは、スイッチ制御部２８０は、ヒステリシス回路２８２を有している。ヒステリシス回路２８２は、所定の条件下において、通信スイッチ２６０を導通状態から遮断状態に遷移させる。また、ヒステリシス回路２８２は、別の所定の条件下において、通信スイッチ２６０を遮断状態から導通状態に遷移させる。

より具体的には、ヒステリシス回路２８２は、給電部２２０の出力電圧（Ｖ０）が所定の第１電圧を超えて上昇する際に、通信スイッチ２６０を制御して遮断状態に遷移させる。また、ヒステリシス回路２８２は、出力電圧（Ｖ０）が第１電圧よりも小さな所定の第２電圧を超えて下降する際に、通信スイッチ２６０を制御して導通状態に遷移させる。上述のようなヒステリシス制御を行うヒステリシス回路２８２は、例えばフリップフロップ回路やシュミットトリガ回路によって構成可能である。

一般的に、電子機器２０には小型化が要求される。このため、受電装置２００をコンパクトに構成する必要があり、通信アンテナ２５０は、受電アンテナ２１０の近傍に配置される。このように配置された受電アンテナ２１０及び通信アンテナ２５０は、互いに影響を与える。更に、受電アンテナ２１０及び通信アンテナ２５０の夫々には、送電装置１０の送電アンテナ１４が電力を伝送する際にも信号を送信する際にも電力が生じる。特に、受電アンテナ２１０が電力を受電する際、通信アンテナ２５０に通信部２７０の耐電圧値を超える電圧が生じる場合がある。以下に説明するように、本実施の形態によれば、このような場合でも、通信スイッチ２６０を遮断状態にすることにより、通信部２７０を保護することができる。

まず、図７に示されるように、受電装置２００が受電も通信も行っていないとき、給電部２２０の出力電圧（Ｖ０）は、所定の基準電圧値（グランドレベル）に等しい。このとき、通信スイッチ２６０は、導通状態にある。

受電装置２００が、送電装置１０と通信可能な領域に置かれると（例えば、携帯電話がＩＣカードリーダにかざされると）、送電装置１０の送電制御部１２は、受電装置２００の通信部２７０と、所定のＩＤ（Identifier）による認証を行う。即ち、受電装置２００（通信部２７０）が通信を開始する。通信部２７０が通信を開始すると、受電アンテナ２１０にも電力が生じ、これにより出力電圧（Ｖ０）がＶｃまで上昇する。

次に、送電制御部１２と通信部２７０との間の認証が成功すると、送電制御部１２は、受電装置２００への電力伝送を開始する。これにより受電装置２００は、受電を開始する。即ち、給電部２２０は、出力電圧（Ｖ０）の出力を開始する。このとき、給電調整部２３０（即ち、負荷３０側）が動作していないため、給電調整部２３０が動作して負荷３０への給電が始まるまで、負荷３０側の入力インピーダンスが一時的に高い状態にある。このため、送電装置１０の出力電力が一時的に上昇し、これにより給電部２２０の出力電圧（Ｖ０）も、一時的に上昇して最大値Ｖｍａｘに達する。給電調整部２３０が動作すると、負荷３０側の入力インピーダンスが下がる。このため、出力電圧（Ｖ０）は、最大値Ｖｍａｘを経て、最大値Ｖｍａｘよりも小さな安定値Ｖｓに達する。

本実施の形態によれば、ヒステリシス回路２８２が使用する第１電圧の値は、安定値Ｖｓよりも大きく且つ最大値Ｖｍａｘよりも小さな第１閾値と等しい。このため、出力電圧（Ｖ０）が最大値Ｖｍａｘまで上昇する際に、出力電圧（Ｖ０）は、第１電圧を超えて上昇する。従って、通信スイッチ２６０は、スイッチ制御部２８０の制御により遮断状態に遷移する。即ち、給電部２２０が給電を行っている際、通信部２７０は保護されている。また、第１電圧の値を、通信部２７０の耐電圧値よりも小さくすることにより、出力電圧（Ｖ０）が第１電圧に達するまでの間においても、通信部２７０の障害を防止することができる。

送電制御部１２は、所定時間だけ電力を伝送した後で、電力伝送を終了する。これにより受電装置２００は、受電を終了する。即ち、給電部２２０は、出力電圧（Ｖ０）の出力を終了し、出力電圧（Ｖ０）は基準電圧値まで下降する。本実施の形態によれば、ヒステリシス回路２８２が使用する第２電圧の値は、安定値Ｖｓよりも小さな（従って、第１閾値よりも小さな）第２閾値と等しい。第２閾値は、例えば、安定値Ｖｓの９０％以下である。このため、出力電圧（Ｖ０）が安定値Ｖｓから基準電圧値まで下降する際に、出力電圧（Ｖ０）は、第２電圧を超えて下降する。このとき、通信スイッチ２６０は、スイッチ制御部２８０の制御により導通状態に遷移する。即ち、通信部２７０は、通信可能になる。

図７から理解されるように、仮に、通信スイッチ２６０を、１つの閾値のみによって導通状態と遮断状態との間で遷移させる場合、閾値を、通信時の電圧値（Ｖｃ）及び受電時の電圧値（安定値Ｖｓ）の間の値に設定する必要がある。しかしながら、通信時の電圧値（Ｖｃ）と受電時の電圧値（安定値Ｖｓ）とがほぼ等しい場合、適切な閾値を設定することは難しい。即ち、通信部２７０を適切に保護することは難しい。一方、本実施の形態によるスイッチ制御部２８０は、互いに異なる値を有する第１電圧及び第２電圧を使用して通信スイッチ２６０を制御する。このため、通信時の電圧値（Ｖｃ）が受電時の電圧値（安定値Ｖｓ）に近い場合でも、通信部２７０を適切に保護することができる。

以下、上述のように機能する通信スイッチ２６０の構成について詳しく説明する。

図２に示されるように、本実施の形態による通信スイッチ２６０は、ラインスイッチ部２６２と、グランドスイッチ部２６４とを有している。

ラインスイッチ部２６２は、通信アンテナ２５０と通信部２７０との間に直列に接続されている。より具体的には、ラインスイッチ部２６２は、通信アンテナ２５０と通信部２７０とを接続する２つのライン２９０上に夫々配置された２つのＮｃｈのＦＥＴから構成されている。ＦＥＴのドレイン（Ｄ）は、通信アンテナ２５０に接続されており、ソース（Ｓ）は、通信部２７０に接続されている。また、ゲート（Ｇ）は、スイッチ制御部２８０に接続されている。

一方、グランドスイッチ部２６４は、通信アンテナ２５０と通信部２７０との間の接続点２９２と、グランドとの間に接続されている。より具体的には、グランドスイッチ部２６４は、通信アンテナ２５０と通信部２７０とを接続する２つのライン２９０とグランドとの間に夫々配置された２つのＮｃｈのＦＥＴから構成されている。ＦＥＴのドレイン（Ｄ）は、接続点２９２においてライン２９０に接続されており、ソース（Ｓ）は、グランドに接続されている。また、ゲート（Ｇ）は、スイッチ制御部２８０に接続されている。

通信スイッチ２６０は、上述のように構成されているため、スイッチ制御部２８０は、ラインスイッチ部２６２を導通させると同時にグランドスイッチ部２６４を遮断することができ、これにより通信スイッチ２６０を導通状態に遷移させることができる。また、スイッチ制御部２８０は、ラインスイッチ部２６２を遮断すると同時にグランドスイッチ部２６４を導通させることができ、これにより通信スイッチ２６０を遮断状態に遷移させることができる。以上の説明から理解されるように、本実施の形態によれば、通信部２７０を、より確実に保護することができる。

本実施の形態による通信スイッチ２６０は、更に、保護部２６６を有している。本実施の形態による保護部２６６は、２つのツェナーダイオード（ＺＤ）から構成されている。２つのツェナーダイオード（ＺＤ）は、グランドスイッチ部２６４を構成する２つのＦＥＴと夫々並列に接続されている。詳しくは、ツェナーダイオード（ＺＤ）のカソードは、ライン２９０に接続されており、アノードは、グランドに接続されている。このように構成された保護部２６６は、通信スイッチ２６０が導通状態から遮断状態に遷移する際、通信部２７０への入力電圧が所定値（本実施の形態によれば、ツェナー電圧値）よりも大きくなることを防止する。即ち、本実施の形態による通信スイッチ２６０は、保護部２６６を有しているため、通信部２７０に耐電圧値を超える電圧が入力されることを防止する入力保護機能を備えている。但し、通信スイッチ２６０には、保護部２６６が設けられていなくてもよい。

図３乃至図６に示されるように、通信スイッチ２６０は、様々に変形することができる。

図３に示されるように、第１の変形例による通信スイッチ２６０ｕは、ラインスイッチ部２６２ｕと、グランドスイッチ部２６４ｕと、保護部２６６ｕとを有している。ラインスイッチ部２６２ｕは、通信アンテナ２５０と通信部２７０とを接続する２つのライン２９０のうちの一方にのみに配置された２つのＮｃｈのＦＥＴから構成されている。本変形例によれば２つのＦＥＴにより１つの双方向スイッチが構成されている。本変形例によるグランドスイッチ部２６４ｕは、ラインスイッチ部２６２ｕが設けられたライン２９０とグランドとの間に配置されたＮｃｈのＦＥＴから構成されている。また、本変形例による保護部２６６ｕは、グランドスイッチ部２６４ｕを構成するＦＥＴと並列に接続された１つのツェナーダイオード（ＺＤ）から構成されている。本変形例による通信スイッチ２６０ｕは、本実施の形態による通信スイッチ２６０（図２参照）と同様に機能する。

図４に示されるように、第２の変形例による通信スイッチ２６０ｖは、ラインスイッチ部２６２ｕと、グランドスイッチ部２６４ｕとを有している。即ち、本変形例による通信スイッチ２６０ｖは、保護部２６６ｕを有していないことを除き、第１の変形例による通信スイッチ２６０ｕ（図３参照）と同様に構成されている。本変形例によれば、通信スイッチ２６０（図２参照）及び通信スイッチ２６０ｕ（図３参照）と同様に、通信スイッチ２６０ｖの状態を適切に遷移させることができる。

図５に示されるように、第３の変形例による通信スイッチ２６０ｗは、ラインスイッチ部２６２と、グランドスイッチ部２６４と、保護部２６６ｗとを有している。即ち、本変形例による通信スイッチ２６０ｗは、保護部２６６ｗを除き、通信スイッチ２６０（図２参照）と同様に構成されている。本変形例による保護部２６６ｗは、２つのツェナーダイオード（ＺＤ）ではなく２つのダイオードから構成されている。２つのダイオードは、グランドスイッチ部２６４を構成する２つのＦＥＴと夫々並列に接続されている。詳しくは、ダイオードのアノードは、ライン２９０に接続されており、カソードは、グランドに接続されている。このように構成された保護部２６６ｗは、通信スイッチ２６０ｗが導通状態から遮断状態に遷移する際、通信部２７０への入力電圧が所定値（本実施の形態によれば、ダイオードの順電圧ＶＦ）よりも大きくなることを防止する。即ち、本変形例による保護部２６６ｗは、保護部２６６（図２参照）及び保護部２６６ｕ（図３参照）と同様に機能する。

図６に示されるように、第４の変形例による通信スイッチ２６０ｘは、ラインスイッチ部２６２と、グランドスイッチ部２６４と、保護部２６６ｘとを有している。即ち、本変形例による通信スイッチ２６０ｘは、保護部２６６ｘを除き、通信スイッチ２６０ｗ（図５参照）と同様に構成されている。本変形例による保護部２６６ｘは、２つのダイオードセット２６８ｘを有している。ダイオードセット２６８ｘの夫々は、直列に接続された３つの（即ち、複数の）ダイオードから構成されている。ダイオードセット２６８ｘは、グランドスイッチ部２６４を構成する２つのＦＥＴと夫々並列に接続されている。詳しくは、ダイオードセット２６８ｘの端部のアノードは、ライン２９０に接続されており、端部のカソードは、グランドに接続されている。このように構成された保護部２６６ｘは、通信スイッチ２６０ｘが導通状態から遮断状態に遷移する際、通信部２７０への入力電圧が所定値（本実施の形態によれば、ダイオードの順電圧ＶＦ×３）よりも大きくなることを防止する。以上の説明から理解されるように、複数のダイオードを使用することにより、保護部２６６ｘが動作する電圧を、通信部２７０の耐電圧値に合わせて、より適切に設定することができる。

（第２の実施の形態）
図８に示されるように、本発明の第２の実施の形態による電子機器２０ａは、受電装置２００ａと負荷３０とを備えている。図１及び図８から理解されるように、受電装置２００ａは、第１の実施の形態による受電装置２００の変形例である。以下においては、第１の実施の形態と本実施の形態との差異のみについて図面を参照して説明する。

図８に示されるように、受電装置２００ａは、スイッチ制御部２８０（図１参照）に代えてスイッチ制御部２８０ａを備えている。スイッチ制御部２８０ａは、給電部２２０に接続されているだけでなく、通信スイッチ２６０と通信部２７０との間に接続されている。このように構成されたスイッチ制御部２８０ａは、通信部２７０が通信アンテナ２５０を介して送信しているか否かを、通信部２７０からの出力によって検知することができる。スイッチ制御部２８０ａは、通信部２７０が送信していることを検知すると、第１電圧の値を第１閾値よりも大きな第３閾値に変更する（図７参照）。

一般的に、通信部２７０が通信アンテナ２５０を介して送信しているとき（即ち、送信時）に通信アンテナ２５０に生じる電力は、通信部２７０が通信アンテナ２５０を介して受信しているとき（即ち、受信時）に通信アンテナ２５０に生じる電力よりも大きい。また、前述したように、受電アンテナ２１０と通信アンテナ２５０とは、互いに影響を与える。このため、給電部２２０の出力電圧（Ｖ０）は、送信時において第１閾値を超えて上昇するおそれがある（図７の１点鎖線参照）。

図７から理解されるように、第１の実施の形態によれば、出力電圧（Ｖ０）が第１閾値を超えて上昇すると、通信時であっても、通信スイッチ２６０が遮断状態に遷移し、これにより通信部２７０は通信できなくなる。一方、本実施の形態によれば、通信部２７０が通信アンテナ２５０を介して送信しているときの第１電圧の値は、出力電圧（Ｖ０）の最大値Ｖｍａｘよりも大きな第３閾値と等しい。通常は発生しない大きな値を第３閾値とすることで、通信時に通信スイッチ２６０が遮断状態に遷移することを防止できる。一方、本実施の形態によれば、通信部２７０が通信アンテナ２５０を介して送信していないときの第１電圧の値は、第１の実施の形態と同様に、出力電圧（Ｖ０）の安定値Ｖｓよりも大きく且つ最大値Ｖｍａｘよりも小さな第１閾値と等しい。従って、受電装置２００が受電を行っている際には、通信部２７０は、第１の実施の形態と同様に保護される。

（第３の実施の形態）
図９に示されるように、本発明の第３の実施の形態による電子機器２０ｂは、受電装置２００ｂと負荷３０と制御部４０とを備えている。制御部４０は、例えば、携帯電話全体の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）である。図８及び図９から理解されるように、受電装置２００ｂは、第２の実施の形態による受電装置２００ａの変形例である。以下においては、第２の実施の形態と本実施の形態との差異のみについて図面を参照して説明する。

図９に示されるように、受電装置２００ｂは、スイッチ制御部２８０ａ（図８参照）に代えてスイッチ制御部２８０ｂを備えている。スイッチ制御部２８０ｂは、通信スイッチ２６０と通信部２７０との間に接続されていない。一方、スイッチ制御部２８０ｂは、給電部２２０に接続されていると共に、受電装置２００ｂの外部の制御部４０と接続されている。スイッチ制御部２８０ｂは、このように構成されているため、制御部４０は、通信部２７０が通信アンテナ２５０を介して送信しているか否かを、スイッチ制御部２８０ｂに通知することができる。スイッチ制御部２８０ａは、制御部４０からの通知によって通信部２７０が送信していることを検知すると、第１電圧の値を第３閾値に変更する（図７参照）。

以上の説明から理解されるように、本実施の形態によれば、第２の実施の形態と異なる方法で、第１電圧の値を第３閾値に変更するトリガーを得ることができる。また、第１電圧の値を第３閾値に変更するトリガーは、その他の様々な方法で得ることができる。

（第４の実施の形態）
図１０に示されるように、本発明の第４の実施の形態による電子機器２０ｃは、受電装置２００ｃと負荷３０とを備えている。図１及び図１０から理解されるように、受電装置２００ｃは、第１の実施の形態による受電装置２００の変形例である。以下においては、第１の実施の形態と本実施の形態との差異のみについて図面を参照して説明する。

図１０に示されるように、受電装置２００ｃは、給電調整部２３０（図１参照）を備えていない一方、給電スイッチ２４０を備えている。給電スイッチ２４０は、給電部２２０と負荷３０との間に直列に接続されている。給電スイッチ２４０は、給電部２２０が負荷３０と導通している導通状態（即ち、給電可能状態）と、給電部２２０が負荷３０から遮断されている遮断状態（即ち、給電不可状態）とを遷移可能に構成されている。このような給電スイッチ２４０は、通信スイッチ２６０（図２乃至図６参照）と同様に、ＦＥＴから構成することができる。詳しくは、給電スイッチ２４０は、図２乃至図６の回路に使用されているＮｃｈのＦＥＴをＰｃｈのＦＥＴに変更することで構成することができる。

受電装置２００ｃは、スイッチ制御部２８０（図１参照）に代えてスイッチ制御部２８０ｃを備えている。スイッチ制御部２８０ｃは、通信スイッチ２６０を導通状態と遮断状態との間で遷移するように制御するとともに、給電スイッチ２４０を給電可能状態と給電不可状態との間で遷移するように制御する。詳しくは、スイッチ制御部２８０ｃは、給電部２２０の出力電圧（Ｖ０）が第１電圧を超えて上昇する際に給電スイッチ２４０を給電可能状態に遷移させる一方、出力電圧（Ｖ０）が第２電圧を超えて下降する際に給電スイッチ２４０を給電不可状態に遷移させる（図７参照）。

給電スイッチ２４０及びスイッチ制御部２８０ｃは、上述のように構成されているため、通信部２７０が通信している際に、負荷３０を遮断することができる。このため、通信のための電力の一部が負荷３０に消費されることを防止することができる。即ち、充分な通信電力を確保することができる。

更に、給電スイッチ２４０は、給電部２２０が給電している際に開閉するように構成してもよい。このように構成した場合、送電装置１０が電力を伝送する際、給電スイッチ２４０を開閉させることで送電装置１０と負荷変調通信を行うことができる。

（第５の実施の形態）
図１１に示されるように、本発明の第５の実施の形態による電子機器２０ｄは、受電装置２００ｄと負荷３０ｄとを備えている。負荷３０ｄは、給電調整部３２と、給電調整部３２に接続された本体部３４とを備えている。本実施の形態による本体部３４は、バッテリであり、給電調整部３２は、充電制御ＩＣである。給電調整部３２は、バッテリの残量などの状態に応じて、充電時の電流や電圧を制御する。図１及び図１１から理解されるように、受電装置２００ｄは、第１の実施の形態による受電装置２００の変形例である。以下においては、第１の実施の形態と本実施の形態との差異のみについて図面を参照して説明する。

図１１に示されるように、受電装置２００ｄは、給電調整部２３０（図１参照）を備えておらず、給電部２２０は、負荷３０ｄの給電調整部３２に直接接続されている。即ち、負荷３０ｄに給電調整部３２を設ける場合、給電部２２０を負荷３０ｄに直接接続することができる。

本発明は、以上に説明した実施の形態に限定されず、様々に応用可能であり変形可能である。

例えば、第４の実施の形態において、スイッチ制御部は、第２の実施の形態と同様に、第３閾値を使用して通信スイッチや給電スイッチを制御してもよい。同様に、第５の実施の形態において、スイッチ制御部は、第２の実施の形態と同様に、第３閾値を使用して通信スイッチを制御してもよい。

また、給電部の給電対象である負荷は、バッテリに限定されない。給電調整部も、ＤＣ−ＤＣコンバータや充電制御ＩＣに限定されない。スイッチ制御部２８０が互いに異なる第１電圧と第２電圧とを使用してヒステリシス制御できる限り、負荷及び給電調整部は、どのように構成されていてもよい。更に、給電調整部は、設けられていなくてもよい。

１０ 送電装置
１２ 送電制御部
１４ 送電アンテナ
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 電子機器
３０，３０ｄ 負荷
３２ 給電調整部
３４ 本体部
４０ 制御部
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ 受電装置
２１０ 受電アンテナ
２２０ 給電部
２３０ 給電調整部
２４０ 給電スイッチ
２５０ 通信アンテナ
２６０，２６０ｕ，２６０ｖ，２６０ｗ，２６０ｘ 通信スイッチ
２６２，２６２ｕ ラインスイッチ部
２６４，２６４ｕ グランドスイッチ部
２６６，２６６ｕ，２６６ｗ，２６６ｘ 保護部
２６８ｘ ダイオードセット
２７０ 通信部
２８０，２８０ａ，２８０ｂ，２８０ｃ スイッチ制御部
２８２ ヒステリシス回路
２９０ ライン
２９２ 接続点

Claims (13)

1. 非接触で受電する受電アンテナと、
   前記受電アンテナに接続されており、前記受電アンテナを介して受けた電力に応じて出力電圧を出力する給電部と、
   通信アンテナと、
   前記通信アンテナを介して通信する通信部と、
   前記通信アンテナと前記通信部との間に接続されており、前記通信部が前記通信アンテナと導通している導通状態と、前記通信部が前記通信アンテナから遮断されている遮断状態とを遷移可能な通信スイッチと、
   前記給電部に接続されており、前記通信スイッチを前記導通状態と前記遮断状態との間で遷移するように制御するスイッチ制御部であって、前記出力電圧が第１電圧を超えて上昇する際に前記通信スイッチを前記遮断状態に遷移させる一方、前記出力電圧が前記第１電圧よりも小さな第２電圧を超えて下降する際に前記通信スイッチを前記導通状態に遷移させるスイッチ制御部とを備える
   受電装置。
2. 請求項１記載の受電装置であって、
   前記給電部が前記出力電圧の出力を開始すると、前記出力電圧は、最大値を経て、前記最大値よりも小さな安定値に達し、
   前記第１電圧の値は、前記安定値よりも大きく且つ前記最大値よりも小さな第１閾値と等しく、
   前記第２電圧の値は、前記安定値よりも小さな第２閾値と等しい
   受電装置。
3. 請求項１記載の受電装置であって、
   前記給電部が前記出力電圧の出力を開始すると、前記出力電圧は、最大値を経て、前記最大値よりも小さな安定値に達し、
   前記通信部が前記通信アンテナを介して送信していないときの前記第１電圧の値は、前記安定値よりも大きく且つ前記最大値よりも小さな第１閾値と等しく、
   前記通信部が前記通信アンテナを介して送信しているときの前記第１電圧の値は、前記第１閾値よりも大きな第３閾値と等しく、
   前記第２電圧の値は、前記安定値よりも小さな第２閾値と等しい
   受電装置。
4. 請求項３記載の受電装置であって、
   前記スイッチ制御部は、前記通信スイッチと前記通信部との間に接続されており、前記通信部が前記通信アンテナを介して送信しているか否かを、前記通信部からの出力によって検知する
   受電装置。
5. 請求項３記載の受電装置であって、
   前記スイッチ制御部は、前記受電装置の外部の制御部と接続されており、
   前記制御部は、前記通信部が前記通信アンテナを介して送信しているか否かを、前記スイッチ制御部に通知する
   受電装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の受電装置であって、
   前記給電部は、前記受電装置の外部の負荷と直接的又は間接的に接続されており、
   前記出力電圧に応じた供給電圧が前記負荷に供給される
   受電装置。
7. 請求項６記載の受電装置であって、
   前記給電部と前記負荷との間に接続された給電調整部を更に備えており、
   前記給電調整部は、前記出力電圧を調整して前記負荷に供給する
   受電装置。
8. 請求項７記載の受電装置であって、
   前記給電部は、整流回路から構成されており、
   前記給電調整部は、ＤＣ−ＤＣコンバータから構成されている
   受電装置。
9. 請求項６記載の受電装置であって、
   前記給電部と前記負荷との間に接続された給電スイッチを更に備えており、
   前記給電スイッチは、前記給電部が前記負荷と導通している給電可能状態と、前記給電部が前記負荷から遮断されている給電不可状態とを遷移可能であり、
   前記スイッチ制御部は、前記出力電圧が前記第１電圧を超えて上昇する際に前記給電スイッチを前記給電可能状態に遷移させる一方、前記出力電圧が前記第２電圧を超えて下降する際に前記給電スイッチを前記給電不可状態に遷移させる
   受電装置。
10. 請求項６記載の受電装置であって、
    前記負荷は、給電調整部と、前記給電調整部に接続された本体部とを備えており、
    前記給電部は、前記給電調整部に直接接続されている
    受電装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の受電装置であって、
    前記通信スイッチは、ラインスイッチ部と、グランドスイッチ部とを有しており、
    前記ラインスイッチ部は、前記通信アンテナと前記通信部との間に直列に接続されており、
    前記グランドスイッチ部は、前記通信アンテナと前記通信部との間の接続点と、グランドとの間に接続されている
    受電装置。
12. 請求項１１記載の受電装置であって、
    前記ラインスイッチ部及び前記グランドスイッチ部の夫々は、ＮｃｈのＦＥＴから構成されている
    受電装置。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の受電装置を備える電子機器。

Images