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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6208503
(24)【登録日】2017年9月15日
(45)【発行日】2017年10月4日
(54)【発明の名称】ワイヤレス受電装置、その制御回路および制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20170925BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20170925BHJP
H02J 50/80 20160101ALI20170925BHJP
H04B 5/02 20060101ALI20170925BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 301D
H02J50/10
H02J50/80
H04B5/02
【請求項の数】14
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2013-188721(P2013-188721)
(22)【出願日】2013年9月11日
(65)【公開番号】特開2015-56959(P2015-56959A)
(43)【公開日】2015年3月23日
【審査請求日】2016年8月3日
(73)【特許権者】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】内本 大介
(72)【発明者】
【氏名】岩▲崎▼ 竜也
【審査官】
宮本 秀一
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１３／０１５４１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１３−０３８８５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−０２８９３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１１／１３２５０７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２、
７／３４−７／３６、
５０／００−５０／９０
Ｈ０４Ｂ５／００−５／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
受信コイル、前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路、前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路、前記受信コイルに接続され、制御値にもとづいて前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に前記制御値を含む制御パケットを送信する変調器、を備えるワイヤレス受電装置に使用される制御回路であって、
前記制御回路は、
前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御する充電制御部と、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成し、前記制御値として前記変調器に出力する電力制御部と、
を備え、
前記充電制御部は、前記誤差の絶対値が所定のしきい値より小さいときに、前記充電電流を変化させることを特徴とする制御回路。
前記制御回路は、
前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御する充電制御部と、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成し、前記制御値として前記変調器に出力する電力制御部と、
を備え、
前記充電制御部は、前記誤差の絶対値が所定のしきい値より小さいときに、前記充電電流を変化させることを特徴とする制御回路。
【請求項2】
前記充電制御部は、前記充電電流を初期値から最終値まで変化させるとき、
前記初期値から前記最終値に向かって、それらの間に設けられた複数の中間値を経てステップ状に前記充電電流を変化させ、
かつ、前記充電電流を１ステップ分、変化させるたびに、前記誤差の絶対値が前記しきい値より小さくなるまで待機し、前記充電電流を次のステップの値に変化させることを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
前記初期値から前記最終値に向かって、それらの間に設けられた複数の中間値を経てステップ状に前記充電電流を変化させ、
かつ、前記充電電流を１ステップ分、変化させるたびに、前記誤差の絶対値が前記しきい値より小さくなるまで待機し、前記充電電流を次のステップの値に変化させることを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項3】
前記複数の中間値の間隔は、前記充電回路に設定可能な充電電流の最小ステップと等しいことを特徴とする請求項２に記載の制御回路。
【請求項4】
Ｑｉ規格に準拠したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御回路。
【請求項5】
ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の制御回路。
【請求項6】
受信コイルと、
前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路と、
前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路と、
前記受信コイルに接続され、制御値にもとづいて前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に前記制御値を含む制御パケットを送信する変調器と、
請求項１から５のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするワイヤレス受電装置。
前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路と、
前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路と、
前記受信コイルに接続され、制御値にもとづいて前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に前記制御値を含む制御パケットを送信する変調器と、
請求項１から５のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項7】
受信コイルと、
前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路と、
前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路と、
前記受信コイルに接続され、制御値にもとづいて前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に前記制御値を含む制御パケットを送信する変調器と、
前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御する充電制御部と、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成し、前記制御値として前記変調器に出力する電力制御部と、
を備え、
前記充電制御部は、前記誤差の絶対値が所定の許容値を超えないよう前記充電電流を変化させるよう構成されることを特徴とするワイヤレス受電装置。
前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路と、
前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路と、
前記受信コイルに接続され、制御値にもとづいて前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に前記制御値を含む制御パケットを送信する変調器と、
前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御する充電制御部と、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成し、前記制御値として前記変調器に出力する電力制御部と、
を備え、
前記充電制御部は、前記誤差の絶対値が所定の許容値を超えないよう前記充電電流を変化させるよう構成されることを特徴とするワイヤレス受電装置。
【請求項8】
前記充電制御部は、前記充電電流を初期値から最終値まで変化させるとき、
前記充電電流を所定量変化させるステップと、
前記誤差の絶対値が所定のしきい値より小さくなるまで待機するステップと、
を繰り返すことを特徴とする請求項７に記載のワイヤレス受電装置。
前記充電電流を所定量変化させるステップと、
前記誤差の絶対値が所定のしきい値より小さくなるまで待機するステップと、
を繰り返すことを特徴とする請求項７に記載のワイヤレス受電装置。
【請求項9】
前記所定量は、前記充電回路に設定可能な前記充電電流の最小ステップと等しいことを特徴とする請求項８に記載のワイヤレス受電装置。
【請求項10】
Ｑｉ規格に準拠したことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
【請求項11】
ワイヤレス受電装置の制御方法であって、
前記ワイヤレス受電装置は、受信コイル、前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路、前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路、前記受信コイルに接続され、前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置にパケットを送信する変調器、を備え、
前記制御方法は、
前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御するステップと、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて、前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成するステップと、
前記制御エラー値にもとづいて前記変調器を制御し、前記制御エラー値を含む制御パケットを前記受信コイルから前記ワイヤレス送電装置に送信せしめるステップと、
を備え、
前記充電電流は、前記誤差の絶対値が所定のしきい値より小さいときに変化することを特徴とする制御方法。
前記ワイヤレス受電装置は、受信コイル、前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路、前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路、前記受信コイルに接続され、前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置にパケットを送信する変調器、を備え、
前記制御方法は、
前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御するステップと、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて、前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成するステップと、
前記制御エラー値にもとづいて前記変調器を制御し、前記制御エラー値を含む制御パケットを前記受信コイルから前記ワイヤレス送電装置に送信せしめるステップと、
を備え、
前記充電電流は、前記誤差の絶対値が所定のしきい値より小さいときに変化することを特徴とする制御方法。
【請求項12】
ワイヤレス受電装置の制御方法であって、
前記ワイヤレス受電装置は、受信コイル、前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路、前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路、前記受信コイルに接続され、前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置にパケットを送信する変調器、を備え、
前記制御方法は、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて、前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成するステップと、
前記制御エラー値にもとづいて前記変調器を制御し、前記制御エラー値を含む制御パケットを前記受信コイルから前記ワイヤレス送電装置に送信せしめるステップと、
前記誤差が所定の許容値を超えないように、前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御するステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。
前記ワイヤレス受電装置は、受信コイル、前記受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路、前記整流電圧を受け、電池を充電する充電回路、前記受信コイルに接続され、前記受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置にパケットを送信する変調器、を備え、
前記制御方法は、
現在の前記整流電圧とその目標値の誤差にもとづいて、前記ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成するステップと、
前記制御エラー値にもとづいて前記変調器を制御し、前記制御エラー値を含む制御パケットを前記受信コイルから前記ワイヤレス送電装置に送信せしめるステップと、
前記誤差が所定の許容値を超えないように、前記充電回路から前記電池に供給される充電電流を制御するステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項13】
前記充電電流を制御するステップは、前記充電電流を初期値から最終値まで変化させるとき、
前記充電電流を所定量変化させるステップと、
前記誤差の絶対値が前記しきい値より小さくなるまで待機するステップと、
を繰り返すことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
前記充電電流を所定量変化させるステップと、
前記誤差の絶対値が前記しきい値より小さくなるまで待機するステップと、
を繰り返すことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【請求項14】
前記所定量は、前記充電回路に設定可能な前記充電電流の最小ステップと等しいことを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワイヤレス給電技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器に電力を供給するために、無接点電力伝送（非接触給電、ワイヤレス給電ともいう）が普及し始めている。異なるメーカーの製品間の相互利用を促進するために、ＷＰＣ（Wireless Power Consortium）が組織され、ＷＰＣにより国際標準規格であるＱｉ（チー）規格が策定された。
【0003】
図１は、Ｑｉ規格に準拠したワイヤレス給電システム１００の構成を示す図である。給電システム１００は、送電装置２００（ＴＸ、Power Transmitter）と受電装置３００（ＲＸ、Power Receiver）と、を備える。受電装置３００は、携帯電話端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器、タブレット端末などの電子機器に搭載される。
【0004】
送電装置２００は、送信コイル（１次コイル）２０２、ドライバ２０４、コントローラ２０６、復調器２０８を備える。ドライバ２０４は、Ｈブリッジ回路（フルブリッジ回路）あるいはハーフブリッジ回路を含み、送信コイル２０２に駆動信号Ｓ１、具体的にはパルス信号を印加し、送信コイル２０２に流れる駆動電流により、送信コイル２０２に電磁界の電力信号Ｓ２を発生させる。コントローラ２０６は、送電装置２００全体を統括的に制御するものであり、具体的には、ドライバ２０４のスイッチング周波数、あるいはスイッチングのデューティ比を制御することにより、送信電力を変化させる。
【0005】
Ｑｉ規格では、送電装置２００と受電装置３００の間で通信プロトコルが定められており、受電装置３００から送電装置２００に対して、制御信号Ｓ３による情報の伝達が可能となっている。この制御信号Ｓ３は、後方散乱変調（Backscatter modulation）を利用して、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調された形で、受信コイル３０２（２次コイル）から送信コイル２０２に送信される。この制御信号Ｓ３には、たとえば、受電装置３００に対する電力供給量を指示する電力制御データ（パケットともいう）、受電装置３００の固有の情報を示すデータなどが含まれる。復調器２０８は、送信コイル２０２の電流あるいは電圧に含まれる制御信号Ｓ３を復調する。コントローラ２０６は、復調された制御信号Ｓ３に含まれる電力制御データにもとづいて、ドライバ２０４を制御する。
【0006】
受電装置３００は、受信コイル３０２、整流回路３０４、コンデンサ３０６、変調器３０８、２次電池３１０、コントローラ３１２、充電回路３１４を備える。受信コイル３０２は、送信コイル２０２からの電力信号Ｓ２を受信するとともに、制御信号Ｓ３を送信コイル２０２に対して送信する。整流回路３０４およびコンデンサ３０６は、電力信号Ｓ２に応じて受信コイル３０２に誘起される電流Ｓ４を整流・平滑化し、直流電圧に変換する。
【0007】
充電回路３１４は、送電装置２００から供給された電力を利用して２次電池３１０を充電する。
【0008】
コントローラ３１２は、受電装置３００が受けている電力供給量をモニタし、それに応じて、電力供給量を指示する電力制御データ（コントロールエラー値）を生成する。変調器３０８は、電力制御データを含む制御信号Ｓ３を変調し、受信コイル３０２のコイル電流を変調することにより、送信コイル２０２のコイル電流およびコイル電圧を変調する。
【0009】
以上が給電システム１００の構成である。図２は、給電システム１００の動作シーケンスを示すフローチャートである。送電装置２００の状態は大きく、選択フェーズ（Selection Phase）φ１と送電（Power Transfer）フェーズφ２と、認証・設定フェーズ（Identification&Configuration Phase）φ３、に分けられる。
【0010】
はじめに送電フェーズφ２を説明する。送電装置２００（ＴＸ）が受電装置３００（ＲＸ）への送電を開始する（Ｓ１００）。送電装置ＴＸには、受電装置ＲＸからの現在の送電状態を示す制御信号Ｓ３がフィードバックされる（Ｓ１０２）。送電装置ＴＸは、制御信号Ｓ３にもとづいて、送電量を調節する（Ｓ１０４）。
【0011】
送電装置ＴＸは、受電装置ＲＸから充電完了を示す制御信号Ｓ３を送信する（Ｓ１０６）か、あるいは、通信のタイムアウトエラーにもとづいて、送電装置ＴＸの給電範囲から受電装置ＲＸが取り外されたことを検知すると（Ｓ１０８）、送電装置ＴＸは送電を停止し選択フェーズφ１となる。
【0012】
続いて選択フェーズφ１について説明する。送電装置ＴＸは、所定の時間間隔（Object detection interval、たとえば５００ｍｓｅｃ）ごとに、電力信号Ｓ２を送信し、受電装置ＲＸの有無を確認する（Ｓ２００）。これをアナログピンフェーズ（Analog Ping Phase）と称する。
【0013】
受電装置ＲＸが検出されると（Ｓ２０２）、認証・設定フェーズφ３に移行し、デジタルピンフェーズ（Digital Ping Phase）が実行される（Ｓ２０４）。続く認証・設定フェーズ（Identification&Configuration Phase）において、送電装置ＴＸは、受電装置ＲＸの個体情報を受信する（Ｓ２０６）。続いて送電条件に関する情報が受電装置ＲＸから送電装置ＴＸに送信され（Ｓ２０８）、送電フェーズφ２に移行する。以上が送電装置２００の動作シーケンスである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特開２０１３−３８８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明者らは、このような給電システム１００について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
【0016】
充電回路３１４は、２次電池３１０の状態に応じて、定電流（CC:Constant Current）充電、定電圧（CV:Constant Voltage）充電が切りかえ可能であり、またＣＣ充電時には、電池残量に応じて、２次電池３１０に供給する充電電流の量を変化させる。
【0017】
図３は、図１の受電装置３００の動作波形図である。定常状態では、整流回路３０４からコンデンサ３０６に供給される電流と、コンデンサ３０６から充電回路３１４に供給される電流つまり充電電流Ibatとがバランスしており、コンデンサ３０６に生ずる整流電圧Vrectは、目標レベルに安定化されている。
【0018】
ここで、整流回路３０４からコンデンサ３０６に供給される電流は、送電装置２００から受電装置３００に供給される電力に応じており、つまり制御信号Ｓ３にもとづいて制御される。充電回路３１４が充電電流Ibatを増大させると、コンデンサ３０６から大電流が引き抜かれる。これにより整流電圧Vrectが低下すると、制御信号Ｓ３に含まれるコントロールエラー値が増大し、送電装置２００から受電装置３００への供給電力が増大するようにフィードバックがかかる。このフィードバックの速度は、制御信号Ｓ３の通信速度や送電装置２００が新たな動作点に安定化するまでの時間の制約を受けるため、充電電流Ibatが急峻に変動すると、フィードバックが追従できずに、整流電圧Vrectがその目標値から著しく逸脱するおそれがある。整流電圧Vrectの変動量が大きかったり、あるいは変動波形が急峻であると、後方散乱変調を利用した制御信号Ｓ３のＡＭ変調に支障をきたし、送電装置２００がコントロールエラー値を正しく受信できなくなる。つまり充電電流Ibatの急峻な変化は、フィードバックループの遮断を引き起こすおそれがある。送電装置２００と受電装置３００の通信の遮断が所定のタイムアウト時間、持続すると、送電装置ＴＸは送電を停止し、選択フェーズφ１に戻ってしまう。
【0019】
なお、かかる課題を当業者の共通の技術認識ととらえてはならない。
【0020】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、送電装置との通信を安定化可能な受電装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明のある態様は、ワイヤレス受電装置に使用される制御回路に関する。ワイヤレス受電装置は、受信コイルと、受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路と、整流電圧を受け、電池を充電する充電回路と、受信コイルに接続され、制御値にもとづいて受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に制御値を含む制御パケットを送信する変調器と、を備える。制御回路は、充電回路から電池に供給される充電電流を制御する充電制御部と、現在の整流電圧とその目標値の誤差にもとづいてワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を生成し、制御値として変調器に出力する電力制御部と、を備える。充電制御部は、誤差の絶対値が所定のしきい値より小さいときに、充電電流を変化させる。
【0022】
この態様によると、誤差の絶対値がしきい値より大きいときには、充電電流の設定値を維持することにより、整流電圧が目標値から著しく逸脱したり、整流電圧が急峻な波形で変化するのを防止でき、これにより送電装置と受電装置の間の通信を安定化できる。
【0023】
充電制御部は、充電電流を初期値から最終値まで変化させるとき、初期値から最終値に向かって、それらの間に設けられた複数の中間値を経てステップ状に充電電流を変化させ、かつ、充電電流を１ステップ分、変化させるたびに、誤差の絶対値がしきい値より小さくなるまで待機し、充電電流を次のステップの値に変化させてもよい。
【0024】
充電制御部は、所定の最小ステップを単位として、充電電流を変化させてもよい。
【0025】
制御回路は、Ｑｉ規格に準拠してもよい。
【0026】
制御回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのＩＣとして集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
【0027】
本発明の別の態様は、ワイヤレス受電装置に関する。ワイヤレス受電装置は、受信コイルと、受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路と、整流電圧を受け、電池を充電する充電回路と、受信コイルに接続され、制御値にもとづいて受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に制御値を含む制御パケットを送信する変調器と、上述のいずれかに記載の制御回路と、を備えてもよい。
【0028】
本発明の別の態様もまた、ワイヤレス受電装置である。ワイヤレス装置は、受信コイルと、受信コイルに接続され、整流電圧を生成する整流回路と、整流電圧を受け、電池を充電する充電回路と、受信コイルに接続され、制御値にもとづいて受信コイルの電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置に制御値を含む制御パケットを送信する変調器と、充電回路から電池に供給される充電電流を制御する充電制御部と、現在の整流電圧とその目標値の誤差にもとづいてワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値を、制御値として変調器に出力する電力制御部と、を備える。充電制御部は、誤差の絶対値が所定の許容値を超えないように、充電電流を変化させる。
【0029】
この態様によると、整流電圧の誤差を監視しながら充電電流を変化させることにより、整流電圧が目標値から著しく逸脱したり、整流電圧が急峻な波形で変化するのを防止でき、これにより送電装置と受電装置の間の通信を安定化できる。
【0030】
充電制御部は、充電電流を初期値から最終値まで変化させるとき、充電電流を所定量変化させるステップと、誤差の絶対値が所定のしきい値より小さくなるまで待機するステップと、を繰り返してもよい。
【0031】
充電制御部は、所定の最小ステップを単位として、充電電流を変化させてもよい。
【0032】
ワイヤレス受電装置は、Ｑｉ規格に準拠してもよい。
【0033】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0034】
本発明のある態様によれば、送電装置との通信を安定化できる。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0037】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0039】
受電装置３００は、受信コイル３０２、整流回路３０４、コンデンサ３０６、変調器３０８、充電回路３１４、２次電池３１０、制御回路３２０、を備える。
【0040】
受信コイル３０２は、送電装置２００から送信された電力信号Ｓ２を受信するとともに、制御信号（制御パケット）Ｓ３を送信するために設けられる。整流回路３０４は、受信コイル３０２に接続され、整流電圧Vrectを生成する。整流回路３０４の出力には、平滑用のコンデンサ３０６が接続される。
【0041】
充電回路３１４は、整流電圧Vrectを受け、２次電池３１０を充電する。充電回路３１４は、後述する制御回路３２０により指示されたモードで動作可能であり、また充電電流Ibatも制御回路３２０からの指令値にもとづいて調節可能となっている。
【0042】
変調器３０８は、受信コイル３０２に接続され、制御値Ｓ５にもとづいて受信コイル３０２の電圧または電流を変調し、ワイヤレス送電装置（不図示）に制御値Ｓ５を含む制御信号Ｓ３を送信する。
【0043】
制御回路３２０は、充電制御部３２２および電力制御部３２４を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化される。充電回路３１４は、充電回路３１４を制御し、２次電池３１０に供給される充電電流Ibatを調節する。具体的には、２次電池３１０の状態、たとえば電池電圧Vbat、２次電池３１０の残量等にもとづいて、最適な充電電流Ibatを決定し、充電電流Ibatを指示する電流制御データＳ６を充電回路３１４に出力する。
【0044】
電力制御部３２４は、現在の整流電圧Vrectとその目標値Vrefの誤差dV=Vref-Vrectにもとづいて、ワイヤレス送電装置からの送信電力量を指示する制御エラー値CEを生成し、制御値Ｓ５として変調器３０８に出力する。制御エラー値CEは、たとえば誤差dVを、-128〜+128の256階調（８ビット）で量子化した値である。
【0045】
充電制御部３２２は、誤差dVの絶対値|dV|が所定のしきい値Vthより小さいときに、充電電流Ibatを変化させる。誤差dVの絶対値|dV|がしきい値Vthより大きいときには、充電電流Ibatを維持する。
【0046】
より好ましくは、充電制御部３２２は、充電電流Ibatを初期値（現在地）Istartから最終値Iendまで変化させるとき、初期値Istartから最終値Iendの間に、複数ｎ個の中間値Im1,Im2,…Imnを設定する。そして充電制御部３２２は、充電電流Ibatを、初期値Istartから最終値Iendに向かって、それらの間に設けられた複数の中間値Im1,Im2,…,Imnを経てステップ状に変化させる。充電制御部３２２は、充電電流Ibatを１ステップ分、変化させるたびに、誤差dVの絶対値|dV|がしきい値Vthより小さくなるまで待機し、その後、充電電流Ibatを次のステップの値に変化させる。
【0047】
複数の中間値Im1〜Imnの間隔は、充電回路３１４に設定可能な充電電流Ibatの最小ステップ（分解能）と等しくてもよい。たとえば、充電電流Ibatが、最小値0Aと最大値2Aの間でdI=100mA刻みで選択可能である場合、中間値Imの間隔は、100mAとなる。
【0048】
別の観点から見ると、充電制御部３２２は、誤差dVの絶対値|dV|が所定の許容値を超えないよう定められたパターンで充電電流Ibatを変化させる。
【0050】
実施の形態に係る受電装置３００の効果を明確とするため、一点鎖線を参照して、従来の受電装置３００の動作を再度説明する。時刻t0に、充電電流Ibatの目標値が、現在の値（初期値）Istartから、次の目標値（最終値）Iendに変化する。従来では、一点鎖線で示すように、時刻t0に、充電電流Ibatが初期値Istartから最終値Iendに切りかえられており、これにより、整流電圧Vrectは、その目標値Vrefから急峻に、また大幅に低下することとなり、送電装置２００と受電装置３００の間の通信が遮断されるなどの問題が生ずることとなっていた。
【0051】
翻って実施の形態に係る受電装置３００の動作を、実線を参照して説明する。充電電流Ibatを、初期値Istartから最終値Iendに変化させるとき、複数の中間値Im1,Im2,Im3,…が決定される。たとえばIstart=500mA、Iend=1100mAであるとき、充電電流Ibatは、100mA刻みで６ステップにて段階的に切りかえられる。
【0052】
はじめに充電電流Ibatは、第１中間値Im1（=600mA）に設定される。これにより、整流電圧Vrectはわずかに低下する。整流電圧Vrectの低下によって、誤差dVが増大すると、制御エラー値CEが増大する。これにより送電装置２００は送信電力を増大させる。この動作が繰り返されると、整流電圧Vrectが上昇して目標値Vrefに近づき、それらの誤差dVである制御エラー値CEは小さくなる。
【0053】
そして時刻ｔ１に、制御エラー値CEがしきい値電圧Vthに対応するしきい値THまで小さくなると、つまり誤差dVの絶対値|dV|がしきい値電圧Vthより小さくなると、充電電流Ibatが次の中間値Im2（=700mA）に切りかえられる。制御回路３２０は、この動作を繰り返し、充電電流Ibatを最終値Iendまで変化させる。
【0054】
この受電装置３００によれば、誤差dVの絶対値|dV|がしきい値Vthより大きいときには、充電電流Ibatの設定値を維持し、誤差dVの絶対値|dV|が小さくなるまで待機することにより、整流電圧Vrectが目標値Vrefから著しく逸脱したり、整流電圧Vrectが急峻な波形で変化するのを防止でき、これにより送電装置２００と受電装置３００の間の通信を安定化できる。
【0055】
時刻ｔ３以降には、充電電流Ibatを小さくするときの動作が示される。たとえばIstart=1100mA、Iend=700mAであり、充電電流Ibatは、100mA刻みで４ステップで段階的に切りかえられる。
【0056】
はじめに充電電流Ibatは、第１中間値Im1（=1000mA）に設定される。これにより、整流電圧Vrectはわずかに上昇する。整流電圧Vrectの上昇によって、制御エラー値CEが小さくなる（その絶対値は増大する）。これにより送電装置２００は送信電力を減少させる。この動作が繰り返されると、整流電圧Vrectが低下して目標値Vrefに近づき、それらの誤差dVである制御エラー値CEの絶対値は小さくなる。
【0057】
そして時刻ｔ４に、制御エラー値CEがしきい値-THまで上昇すると、つまり誤差dVの絶対値|dV|がしきい値電圧Vthより小さくなると、充電電流Ibatが次の中間値Im2（=900mA）に切りかえられる。制御回路３２０は、この動作を繰り返し、充電電流Ibatを最終値Iendまで変化させる。
【0058】
これにより、充電電流Ibatを減少させるときにも、送電装置２００と受電装置３００の間の通信を安定化できる。
【0059】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【0060】
（第１の変形例）実施の形態では、充電電流Ibatを増大させるとき、減少させるときの両方において、充電電流Ibatを緩やかに変化させるものとしたが本発明はそれには限定されない。たとえば、充電電流Ibatを増大させるときのみ緩やかに変化させ、減少させるときには、急峻に変化させてもよい。
【0061】
（第２の変形例）実施の形態では、Ｑｉ規格に準拠するワイヤレス送電装置について説明したが、本発明はそれに限定されず、Ｑｉ規格と類似するシステムに使用されるワイヤレス送電装置や、将来策定されるであろう規格に準拠する送電装置２００にも適用しうる。
【0062】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【0063】
１００…給電システム、２００，ＴＸ…送電装置、２０１…送信アンテナ、２０２…送信コイル、２０３…共振コンデンサ、２０４…ドライバ、２０６…コントローラ、２０８…復調器、３００，ＲＸ…受電装置、３０２…受信コイル、３０４…整流回路、３０６…コンデンサ、３０８…変調器、３１０…２次電池、３１２…コントローラ、３１４…充電回路、３２０…制御回路、３２２…充電制御部、３２４…電力制御部、Ｓ１…駆動信号、Ｓ２…電力信号、Ｓ３…制御信号。