特許 6395535 受電装置、送電装置及び非接触給電システム

(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】6395535

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】受電装置、送電装置及び非接触給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20180913BHJP

   H02J 50/60 20160101ALI20180913BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20180913BHJP

   H04B 5/02 20060101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/12

   H02J50/60

   H02J50/80

   H04B5/02

【請求項の数】16

【全頁数】60

(21)【出願番号】特願2014-189760(P2014-189760)

(22)【出願日】2014年9月18日

(65)【公開番号】特開2015-202025(P2015-202025A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2017年8月1日

(31)【優先権主張番号】特願2014-73095(P2014-73095)

(32)【優先日】2014年3月31日

(33)【優先権主張国】JP

(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】110001933

【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】生藤 義弘

【審査官】 赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０２７２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７２６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５４４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１４９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０６８９９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０１２７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１２０４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ５０／００−５０／９０

Ｈ０４Ｂ ５／００−５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路と、
前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路と、
前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイルに対し、特定信号を前記送電側コイルから送信させる第１処理部と、
前記特定信号の送信後、前記基準周波数で振動する所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、
前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有し、
前記特定信号は、
前記受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である前記基準周波数から変更させることの契機となる信号である、又は、
前記受電側コイルを短絡させることの契機となる信号である
ことを特徴とする送電装置。

【請求項2】

前記制御回路は、前記送電が実行可能であると判断したとき、所定の送電用磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御し、
前記テスト磁界の磁界強度は、前記送電用磁界の磁界強度よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。

【請求項3】

前記第２処理部は、前記特定信号の送信後、前記テスト磁界として第１〜第ｎテスト磁界が前記送電側コイルにて順次発生されるよう前記送電回路を制御し（ｎは２以上の整数）、
前記第３処理部は、第ｉテスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を第ｉ出力値として取得し（ｉはｎ以下の自然数）、第１〜第ｎ出力値を所定の第１〜第ｎ基準値と比較することで、前記送電の実行可否を判断する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。

【請求項4】

前記受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、
前記特定信号の受信に応答して前記受電側共振回路の共振周波数を前記基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路と、を備えた受電装置とともに、非接触給電システムを形成する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の送電装置。

【請求項5】

送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路と、
前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路と、
前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である前記基準周波数から変更させることの契機となる特定信号を、前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部と、
前記特定信号の送信後、前記基準周波数で振動する所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、
前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有する
ことを特徴とする送電装置。

【請求項6】

送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路と、
前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路と、
前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路における前記受電側コイルを短絡させることの契機となる特定信号を、前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部と、
前記特定信号の送信後、前記基準周波数で振動する所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、
前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有する
ことを特徴とする送電装置。

【請求項7】

受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を前記受電の際の前記共振周波数である基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路と、を備えた受電装置と、
請求項１〜４の何れかに記載の送電装置と、
を備えた
ことを特徴とする非接触給電システム。

【請求項8】

前記変更／短絡回路は、前記電力の受電に先立ち、前記共振周波数を前記基準周波数から変更し、
その変更の後、所定時間が経過すると、前記共振周波数は前記基準周波数に戻される
ことを特徴とする請求項７に記載の非接触給電システム。

【請求項9】

前記変更／短絡回路は、前記電力を送電する送電側コイルに接続された送電装置からの特定信号に基づき、前記変更を実行する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の非接触給電システム。

【請求項10】

前記受電側共振回路は、前記受電側コイルと前記受電側容量の並列回路又は直列回路を有し、
前記変更／短絡回路は、前記受電のときと比べて、前記受電側容量を変化させることで前記受電側共振回路の共振周波数を前記基準周波数から変更する
ことを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の非接触給電システム。

【請求項11】

前記受電側共振回路は、前記基準周波数にて共振する前記受電側コイルと受電側コンデンサの並列回路又は直列回路を有し、
前記変更／短絡回路は、前記並列回路又は前記直列回路内に直列に介在するスイッチを有し、前記スイッチをオフとすることで前記受電側共振回路の共振周波数を前記基準周波数から変更する
ことを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の非接触給電システム。

【請求項12】

前記変更／短絡回路は、前記電力の受電に先立ち、前記受電側コイルを短絡し、
その短絡の後、所定時間が経過すると当該短絡は解消される
ことを特徴とする請求項７に記載の非接触給電システム。

【請求項13】

前記変更／短絡回路は、前記電力を送電する送電側コイルに接続された送電装置からの特定信号に基づき、前記短絡を実行する
ことを特徴とする請求項７又は１２に記載の非接触給電システム。

【請求項14】

前記変更／短絡回路は、前記受電側コイルにて受電した電力を整流するための整流素子を介して前記受電側コイルを短絡する
ことを特徴とする請求項７、１２又は１３に記載の非接触給電システム。

【請求項15】

受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を前記受電の際の前記共振周波数である基準周波数から変更する変更回路と、を備えた受電装置と、
請求項５に記載の送電装置と、
を備えた
ことを特徴とする非接触給電システム。

【請求項16】

受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側コイルを短絡する短絡回路と、を備えた受電装置と、
請求項６に記載の送電装置と、
を備えた
ことを特徴とする非接触給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受電装置、送電装置及び非接触給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近接無線通信の一種として、１３．５６ＭＨｚを搬送波周波数として用いるＮＦＣ（Near field communication）による無線通信がある。一方、ＮＦＣ通信に利用されるコイルを利用して、磁界共鳴方式で非接触給電を行う技術も提案されている。

【0003】

磁界共鳴を利用した非接触給電では、送電側コイルを含む送電側共振回路を給電機器に配置すると共に受電側コイルを含む受電側共振回路を受電機器としての電子機器に配置し、それらの共振回路の共振周波数を共通の基準周波数に設定しておく。そして、送電側コイルに交流電流を流すことで送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させる。すると、この交番磁界が、基準周波数で共鳴する受電側共振回路に伝わって受電側コイルに交流電流が流れる。つまり、送電側コイルを含む送電側共振回路から受電側コイルを含む受電側共振回路へ電力が伝達されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−３３５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

通常は、給電機器に対応する電子機器のみが給電機器の給電台（給電マットや給電クレードル）上に配置されることで、所望の給電（電力伝送）が行われるのであるが、給電機器に対応しない異物が誤って給電台上に配置されることがある。ここにおける異物は、例えば、ＮＦＣ通信に応答しない１３．５６ＭＨｚのアンテナコイルを持つ無線ＩＣタグを有した物体（カード等）である。また例えば、異物は、ＮＦＣ通信機能自体は有しているものの、その機能がスイッチにより無効とされている電子機器である。例えば、ＮＦＣ通信機能を有するスマートホンではあるが、ソフトウェア設定で当該機能をオフにされているスマートホンは、異物となりうる。また、ＮＦＣ通信機能が有効となっているスマートホンでも、受電機能を持たないスマートホンは異物に分類される。

【0006】

このような異物が給電台上に配置されている状態において、仮に、給電機器が送電動作を行うと、送電側コイルが発生した強磁界にて異物が破壊されることある。例えば、送電動作時における強磁界は、給電台上の異物のコイルの端子電圧を１００Ｖ〜２００Ｖまで増大させることもあり、そのような高電圧に耐えられるように異物が形成されていなければ、異物が破壊される。

【0007】

また、送電中において受電側の電子機器に異常が起きた場合、送電停止などの措置をとることが当該電子機器の保護に繋がる。送電の停止等を行うために、異常の発生を通信によって給電機器に伝えるということも検討されるが、そのような通信の実施は電磁波の変調を要するため、法規制上、現実的に難しいことも多い。受電側の異常発生時において、電磁波の変調を介さずに、異常の発生を送電側に伝えて送電制御に役立てる技術が切望される。

【0008】

そこで本発明は、異物の破損等の防止できる非接触給電システム、並びに、そのような非接触給電システムを構成するための受電装置及び送電装置を提供することを目的とする。また本発明は、受電装置側の異常発生時における受電装置の保護に寄与する非接触給電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る第１受電装置は、受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路と、を備えたことを特徴とする。

【0010】

具体的には例えば、前記第１受電装置において、前記変更／短絡回路は、前記電力の受電に先立ち、前記共振周波数を前記基準周波数から変更し、その変更の後、所定時間が経過すると、前記共振周波数は前記基準周波数に戻されると良い。

【0011】

また例えば、前記第１受電装置において、前記変更／短絡回路は、前記電力を送電する送電側コイルに接続された送電装置からの特定信号に基づき、前記変更を実行すると良い。

【0012】

また例えば、前記第１受電装置において、前記受電側共振回路は、前記受電側コイルと前記受電側容量の並列回路又は直列回路を有し、前記変更／短絡回路は、前記受電のときと比べて、前記受電側容量を変化させることで前記受電側共振回路の共振周波数を前記基準周波数から変更すると良い。

【0013】

或いは例えば、前記第１受電装置において、前記受電側共振回路は、前記基準周波数にて共振する前記受電側コイルと受電側コンデンサの並列回路又は直列回路を有し、前記変更／短絡回路は、前記並列回路又は前記直列回路内に直列に介在するスイッチを有し、前記スイッチをオフとすることで前記受電側共振回路の共振周波数を前記基準周波数から変更しても良い。

【0014】

また例えば、前記第１受電装置において、前記変更／短絡回路は、前記電力の受電に先立ち、前記受電側コイルを短絡し、その短絡の後、所定時間が経過すると当該短絡は解消されても良い。

【0015】

また例えば、前記第１受電装置において、前記変更／短絡回路は、前記電力を送電する送電側コイルに接続された送電装置からの特定信号に基づき、前記短絡を実行しても良い。

【0016】

また例えば、前記第１受電装置において、前記変更／短絡回路は、前記受電側コイルにて受電した電力を整流するための整流素子を介して前記受電側コイルを短絡しても良い。

【0017】

また例えば、送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに前記基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路と、前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路と、前記変更又は前記短絡の契機となる特定信号を前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部、前記特定信号の送信後、所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部、及び、前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部を有する制御回路と、を備えた送電装置とともに、第１受電装置は、非接触給電システムを形成すると良い。

【0018】

本発明に係る第２受電装置は、受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を前記受電の際の前記共振周波数である基準周波数から変更する変更回路と、を備えたことを特徴とする。

【0019】

本発明に係る第３受電装置は、受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側コイルを短絡する短絡回路と、を備えたことを特徴とする。

【0020】

本発明に係る第１送電装置は、送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路と、前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、特定信号を前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部と、前記特定信号の送信後、前記基準周波数で振動する所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有し、前記特定信号は、前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である前記基準周波数から変更させることの契機となる信号である、又は、前記受電側コイルを短絡させることの契機となる信号であることを特徴とする。

【0021】

具体的には例えば、前記第１送電装置において、前記制御回路は、前記送電が実行可能であると判断したとき、所定の送電用磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御し、前記テスト磁界の磁界強度は、前記送電用磁界の磁界強度よりも小さいと良い。

【0022】

また例えば、前記第１送電装置において、前記第２処理部は、前記特定信号の送信後、前記テスト磁界として第１〜第ｎテスト磁界が前記送電側コイルにて順次発生されるよう前記送電回路を制御し（ｎは２以上の整数）、前記第３処理部は、第ｉテスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を第ｉ出力値として取得し（ｉはｎ以下の自然数）、第１〜第ｎ出力値を所定の第１〜第ｎ基準値と比較することで、前記送電の実行可否を判断しても良い。

【0023】

また例えば、前記受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路と、前記特定信号の受信に応答して前記受電側共振回路の共振周波数を前記基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路と、を備えた受電装置とともに、前記第１送電装置は非接触給電システムを形成すると良い。

【0024】

本発明に係る第２送電装置は、送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路と、前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である前記基準周波数から変更させることの契機となる特定信号を、前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部と、前記特定信号の送信後、前記基準周波数で振動する所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有することを特徴とする。

【0025】

本発明に係る第３送電装置は、送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路と、前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路における前記受電側コイルを短絡させることの契機となる特定信号を、前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部と、前記特定信号の送信後、前記基準周波数で振動する所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有することを特徴とする。

【0026】

本発明に係る第１非接触給電システムは、上記の何れかの受電装置と、上記の何れかの送電装置と、を備える。

【0027】

また、上記の何れかの受電装置を有する電子機器を形成しても良い。当該電子機器は、前記受電装置内の受電回路にて生成された出力電力に基づき充電されるバッテリと、前記バッテリの出力電圧に基づき駆動する回路と、を備えていると良い。

【0028】

また本発明に係る第２非接触給電システムは、送電側共振回路を備えた送電装置から受電側共振回路を備えた受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な非接触給電システムであって、前記受電装置は、前記受電側共振回路を用いて受電した電力を消費する負荷回路と、前記負荷回路における異常の有無を検出する異常検出回路と、前記異常が検出されたとき、前記送電装置から見た前記受電装置の負荷の大きさを変化させる異常応答回路と、を備え、前記送電装置は、前記送電の実行中に前記変化の有無を監視して送電制御を行うことを特徴とする。

【0029】

具体的には例えば、前記第２非接触給電システムにおいて、前記送電装置は、前記送電側共振回路を形成する送電側コイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路と、前記送電の実行中における前記検出回路の検出結果に基づき前記変化の有無を監視して、前記送電の継続又は停止を制御する制御回路と、を備えていると良い。

【0030】

また例えば、前記第２非接触給電システムにおいて、前記受電側共振回路の受電電力は一対の電力ラインを介して前記負荷回路に供給され、前記異常が検出されたとき、前記異常応答回路は、前記受電側共振回路から見た前記一対の電力ライン間のインピーダンスを減少又は増加させることで、前記送電装置から見た前記受電装置の負荷の大きさの変化を実現しても良い。

【0031】

或いは例えば、前記第２非接触給電システムにおいて、前記異常が検出されたとき、前記異常応答回路は、前記受電側共振回路の共振周波数を受電の際の前記共振周波数である基準周波数から変更することで、又は、前記受電側共振回路を形成する受電側コイルを短絡することで、前記送電装置から見た前記受電装置の負荷の大きさの変化を実現しても良い。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、異物の破損等の防止できる非接触給電システム、並びに、そのような非接触給電システムを構成するための受電装置及び送電装置を提供することが可能である。また、本発明によれば、受電装置側の異常発生時における受電装置の保護に寄与する非接触給電システムを提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の第１実施形態に係る給電機器及び電子機器の概略外観図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る給電機器及び電子機器の概略内部構成図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る給電機器の変形概略外観図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係り、給電機器内のＩＣの内部ブロック図を含む、給電機器の一部構成図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係り、電子機器内のＩＣの内部ブロック図を含む、電子機器の一部構成図である。

【図6】ＮＦＣ通信及び電力伝送が交互に行われるときの磁界強度の変化の様子を示す図である。

【図7】給電機器内における、送電回路と負荷検出回路と共振回路の関係を示す図である。

【図8】図７の負荷検出回路中におけるセンス抵抗の電圧降下の波形図である。

【図9】センス抵抗と送電側コイル及び送電側コンデンサとの接続回路図である。

【図10】本発明の第１実施形態に係る共振周波数変更回路の回路図である。

【図11】本発明の第１実施形態に係る異物の概略外形図及び概略内部構成図である。

【図12】給電機器にて実行される初期設定処理の動作フローチャートである。

【図13】初期設定処理の実行時における磁界強度及び設定基準値を説明するための図である。

【図14】給電台、電子機器及び異物の配置関係を例示する図である。

【図15】給電台、電子機器及び異物の一配置関係を示す図である。

【図16】本発明の第１実施形態に係る給電機器及び電子機器間の信号のやりとりを説明するための図である。

【図17】給電台に電子機器のみが存在する場合における、共振周波数（ｆ_Ｏ）、磁界強度（Ｈ）及び電圧値（Ｖ_Ｄ）の時系列変化を、処理の時系列変化と共に示した図である。

【図18】本発明の第１実施形態に係る給電機器の動作フローチャートである。

【図19】図１８の動作に連動する電子機器の動作フローチャートである。

【図20】給電機器にて実行される異物検出処理のフローチャートである。

【図21】異物がある場合における異物検出処理の結果を示す図である。

【図22】本発明の第２実施形態に係る共振周波数変更回路の第１例を説明するための図である。

【図23】本発明の第２実施形態に係る共振周波数変更回路の第２例を説明するための図である。

【図24】本発明の第３実施形態に係る送電側共振回路及び受電側共振回路を示す図である。

【図25】本発明の第３実施形態に係る送電側共振回路とセンス抵抗との接続関係を示す図である。

【図26】本発明の第３実施形態に係る共振周波数変更回路の第１例を説明するための図である。

【図27】本発明の第３実施形態に係る共振周波数変更回路の第２例を説明するための図である。

【図28】本発明の第３実施形態に係る共振周波数変更回路の第３例を説明するための図である。

【図29】本発明の第３実施形態に係る共振周波数変更回路の第４例を説明するための図である。

【図30】本発明の第４実施形態に係り、電子機器内のＩＣの内部ブロック図を含む、電子機器の一部構成図である。

【図31】本発明の第４実施形態に係るコイル短絡回路の例を示す図である。

【図32】本発明の第４実施形態に係るコイル短絡回路の他の例を示す図である。

【図33】本発明の第４実施形態に係る給電機器及び電子機器間の信号のやりとりを説明するための図である。

【図34】本発明の第４実施形態に係る信号の説明図である。

【図35】本発明の第４実施形態に係る給電機器の動作フローチャートである。

【図36】図３５の動作に連動する電子機器の動作フローチャートである。

【図37】本発明の第４実施形態に係り、受電側コイルの短絡を実現する回路の例を示す図である。

【図38】本発明の第５実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図である。

【図39】本発明の第５実施形態に係り、電子機器内の一部回路の一例を示す図である。

【図40】本発明の第５実施形態に係り、電子機器内の一部回路の他の例を示す図である。

【図41】本発明の第６実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図である。

【図42】本発明の第６実施形態に係り、電子機器における通信回路の前段回路の一例を示す図である。

【図43】本発明の第６実施形態に係り、電子機器における受電回路の前段回路の一例を示す図である。

【図44】本発明の第６実施形態に係り、電子機器における通信回路の前段回路の他の例を示す図である。

【図45】本発明の第６実施形態に係り、電子機器における受電回路の前段回路の他の例を示す図である。

【図46】本発明の第７実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図である。

【図47】本発明の第８実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図である。

【図48】本発明の第９実施形態に係り、電子機器における通信回路の前段回路の例を示す図である。

【図49】本発明の第１０実施形態に係り、給電機器の一部の構成図である。

【図50】本発明の第１０実施形態に係り、負荷検出回路に含められる回路の回路図である。

【図51】本発明の第１０実施形態に係る電子機器の一部のブロック図である。

【図52】本発明の第１０実施形態に係る受電側共振回路、整流／平滑回路及び負荷回路の構成図である。

【図53】本発明の第１０実施形態に係る電圧異常検出回路の回路図である。

【図54】本発明の第１０実施形態に係る電流異常検出回路の回路図である。

【図55】本発明の第１０実施形態に係る温度異常検出回路の回路図である。

【図56】本発明の第１０実施形態に係る異常応答回路の一例を示す図である。

【図57】図５６に示す異常応答回路の具体的回路構成を示す図である。

【図58】本発明の第１０実施形態に係る異常応答回路の他の例を示す図である。

【図59】図５８に示す異常応答回路の具体的回路構成を示す図である。

【図60】本発明の第１１実施形態に係る給電機器の動作フローチャートである。

【図61】図６０の動作に連動する電子機器の動作フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。また、後述の任意のフローチャートにおいて、任意の複数のステップにおける複数の処理は、処理内容に矛盾が生じない範囲で、任意に実行順序を変更できる又は並列に実行できる。

【0035】

＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態に係る給電機器１及び電子機器２の概略外観図である。但し、図１（ａ）は、給電機器１及び電子機器２が離間状態にあるときのそれらの外観図であり、図１（ｂ）は、給電機器１及び電子機器２が基準配置状態にあるときのそれらの外観図である。離間状態及び基準配置状態の意義については後に詳説する。給電機器１及び電子機器２によって非接触給電システムが形成される。

【0036】

給電機器１は、商用交流電力を受けるための電源プラグ１１と、給電台１２と、を備える。図２に、給電機器１と電子機器２の概略内部構成図を示す。給電機器１は、電源プラグ１１を介して入力された商用交流電圧から所定の電圧値を有する直流電圧を生成して出力するＡＣ／ＤＣ変換部１３と、ＡＣ／ＤＣ変換部１３の出力電圧を用いて駆動する集積回路である送電側ＩＣ１００（以下、ＩＣ１００とも言う）と、ＩＣ１００に接続された送電側共振回路ＴＴ（以下、共振回路ＴＴとも言う）と、を備える。ＡＣ／ＤＣ変換部１３、送電側ＩＣ１００及び共振回路ＴＴを、給電台１２内に配置しておくことができる。ＡＣ／ＤＣ変換部１３の出力電圧を用いて駆動する回路が、ＩＣ１００以外にも、給電機器１に設けられうる。

【0037】

電子機器２は、集積回路である受電側ＩＣ２００（以下、ＩＣ２００とも言う）と、ＩＣ２００に接続された受電側共振回路ＲＲ（以下、共振回路ＲＲとも言う）と、二次電池であるバッテリ２１と、バッテリ２１の出力電圧に基づき駆動する機能回路２２と、を備える。詳細は後述するが、ＩＣ２００はバッテリ２１に対して充電電力を供給することができる。ＩＣ２００は、バッテリ２１の出力電圧にて駆動しても良いし、バッテリ２１以外の電圧源からの電圧に基づき駆動しても良い。或いは、給電機器１から受信したＮＦＣ通信（詳細は後述）のための信号を整流することで得た直流電圧が、ＩＣ２００の駆動電圧となっても良い。この場合、バッテリ２１の残容量が無くなってもＩＣ２００は駆動可能となる。

【0038】

電子機器２は、任意の電子機器であって良く、例えば、携帯電話機（スマートホンに分類される携帯電話機を含む）、携帯情報端末、タブレット型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ＭＰ３プレイヤー、歩数計、又は、Bluetooth（登録商標）ヘッドセットである。機能回路２２は、電子機器２が実現すべき任意の機能を実現する。従って例えば、電子機器２がスマートホンであれば、機能回路２２は、相手側機器との間の通話を実現するための通話処理部、及び、ネットワーク網を介して他機器と情報を送受信するための通信処理部などを含む。或いは例えば、電子機器２がデジタルカメラであれば、機能回路２２は、撮像素子を駆動する駆動回路、撮像素子の出力信号から画像データを生成する画像処理回路などを含む。

【0039】

共振回路ＴＴは、送電側コイルであるコイルＴ_Ｌと送電側コンデンサ（送電側容量）であるコンデンサＴ_Ｃとの並列回路を有する。共振回路ＲＲは、受電側コイルであるコイルＲ_Ｌと受電側コンデンサであるコンデンサＲ_Ｃとの並列回路を有する。

【0040】

図１（ｂ）に示す如く、電子機器２を給電台１２上の所定範囲内に載置したとき、磁界共鳴方式にて（即ち、磁界共鳴を利用して）、機器１及び２間における通信、送電及び受電が可能となる。磁界共鳴は、磁界共振などとも呼ばれる。

【0041】

機器１及び２間における通信は、ＮＦＣ（Near field communication）による無線通信（以下、ＮＦＣ通信と呼ぶ）であり、通信の搬送波の周波数は１３．５６ＭＨｚ（メガヘルツ）である。以下では、１３．５６ＭＨｚを基準周波数と呼ぶ。機器１及び２間におけるＮＦＣ通信は、共振回路ＴＴ及びＲＲを利用した磁界共鳴方式で行われるため、共振回路ＴＴ及びＲＲの共振周波数は、共に、基準周波数に設定されている。但し、後述されるように、共振回路ＲＲの共振周波数は、一時的に基準周波数から変更され得る。

【0042】

機器１及び２間における送電及び受電は、給電機器１から電子機器２に対するＮＦＣによる送電と、電子機器２におけるＮＦＣによる受電である。この送電と受電をまとめて電力伝送とも呼ぶ。磁界共鳴方式によりコイルＴ_ＬからコイルＲ_Ｌに対して電力を伝達することで、電力伝送が非接触で実現される。

【0043】

磁界共鳴を利用した電力伝送では、送電側コイルＴ_Ｌに交流電流を流すことで送電側コイルＴ_Ｌに基準周波数の交番磁界を発生させる。すると、この交番磁界が、基準周波数で共鳴（換言すれば共振）する共振回路ＲＲに伝わって受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れる。つまり、送電側コイルＴ_Ｌを含む共振回路ＴＴから受電側コイルＲ_Ｌを含む共振回路ＲＲへ電力が伝達される。尚、以下では、記述が省略されることがあるが、ＮＦＣ通信又は電力伝送においてコイルＴ_Ｌ又はコイルＲ_Ｌにより発生する磁界は、特に記述無き限り、基準周波数で振動する交番磁界である。

【0044】

電子機器２が給電台１２上の所定範囲内に載置され、上述のＮＦＣ通信及び電力伝送が実現できる状態を、基準配置状態と呼ぶ（図１（ｂ）参照）。磁気共鳴を利用した場合、相手側距離との距離が比較的大きくても通信及び電力伝送が可能であるが、電子機器２が給電台１２から相当距離離れれば、ＮＦＣ通信及び電力伝送は実現できなくなる。電子機器２が給電台１２から十分に離れていて、上述のＮＦＣ通信及び電力伝送を実現できない状態を、離間状態と呼ぶ（図１（ａ）参照）。

【0045】

尚、図１（ａ）に示す給電台１２では、表面が平らになっているが、載置されるべき電子機器２の形状に合わせた窪み等が給電台１２に形成されていても構わない。即ち、例えば、給電台１２は、図３に示すような給電クレードル１２ａであっても構わない。

【0046】

図４に、ＩＣ１００の内部ブロック図を含む、給電機器１の一部の構成図を示す。ＩＣ１００には、端子１０１及び１０２に加え、符号１１０、１２０、１３０、１４０、１５０及び１６０によって参照される各部位が設けられる。図５に、ＩＣ２００の内部ブロック図を含む、電子機器２の一部の構成図を示す。ＩＣ２００には、端子２０１及び２０２に加え、符号２１０、２２０、２３０、２４０及び２５０によって参照される各部位が設けられる。また、ＩＣ２００に対し、ＩＣ２００の駆動電圧を出力するコンデンサ２３を接続しておくと良い。コンデンサ２３は、給電機器１から受信したＮＦＣ通信のための信号を整流することで得た直流電圧を出力可能である。

【0047】

端子１０１には、コンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの各一端が接続され、端子１０２には、コンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの各他端が接続される。切り替え回路１１０は、共振回路ＴＴ並びに端子１０１及び１０２と、ＮＦＣ通信回路１２０及びＮＦＣ送電回路１３０との間に直列に介在するスイッチから成り、回路１２０及び１３０の一方を択一的に端子１０１及び１０２に接続させることで、回路１２０及び１３０の一方を択一的に共振回路ＴＴに接続させる。

【0048】

端子２０１には、コンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの各一端が接続され、端子２０２には、コンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの各他端が接続される。切り替え回路２１０は、共振回路ＲＲ並びに端子２０１及び２０２と、ＮＦＣ通信回路２２０及びＮＦＣ受電回路２３０との間に直列に介在するスイッチから成り、回路２２０及び２３０の一方を択一的に端子２０１及び２０２に接続させることで、回路２２０及び２３０の一方を択一的に共振回路ＲＲに接続させる。

【0049】

共振回路ＴＴ並びに端子１０１及び１０２が切り替え回路１１０を介してＮＦＣ通信回路１２０に接続され、且つ、共振回路ＲＲ並びに端子２０１及び２０２が切り替え回路２１０を介してＮＦＣ通信回路２２０に接続されている状態を、通信用接続状態と呼ぶ。

【0050】

通信用接続状態においてＩＣ１００が送信側であるとき、ＮＦＣ通信回路１２０は、基準周波数の交流信号（交流電流）を端子１０１及び１０２を介して共振回路ＴＴに供給することができ、その交流信号に任意の情報信号を重畳させることで、当該情報信号を磁気共鳴方式で共振回路ＲＲ（電子機器２）に伝達できる。給電機器１から伝達された情報信号はＮＦＣ通信回路２２０にて抽出される。

【0051】

通信用接続状態においてＩＣ２００が送信側であるとき、ＮＦＣ通信回路２２０は、基準周波数の交流信号（交流電流）を端子２０１及び２０２を介して共振回路ＲＲに供給することができ、その交流信号に任意の情報信号を重畳させることで、当該情報信号を磁気共鳴方式で共振回路ＴＴ（給電機器１）に伝達できる。電子機器２から伝達された情報信号はＮＦＣ通信回路１２０にて抽出される。

【0052】

共振回路ＴＴ並びに端子１０１及び１０２が切り替え回路１１０を介してＮＦＣ送電回路１３０に接続され、且つ、共振回路ＲＲ並びに端子２０１及び２０２が切り替え回路２１０を介してＮＦＣ受電回路２３０に接続されている状態を、給電用接続状態と呼ぶ。

【0053】

給電用接続状態において、ＮＦＣ送電回路１３０は送電動作を行うことができ、ＮＦＣ受電回路２３０は受電動作を行うことができる。送電動作と受電動作にて電力伝送が実現される。送電動作において、送電回路１３０は、共振回路ＴＴに基準周波数の交流信号（交流電流）を供給することで送電側コイルＴ_Ｌに基準周波数の送電用交番磁界を発生させ、これによって、共振回路ＴＴ（送電側コイルＴ_Ｌ）から共振回路ＲＲに対し磁界共鳴方式で電力を送電する。送電動作に基づき受電側コイルＲ_Ｌにて受電された電力は受電回路２３０に送られ、受電動作において、受電回路２３０は、受電した電力から任意の直流電力を生成する。受電回路２３０は、生成した直流電力にてバッテリ２１を充電することができる。

【0054】

通信用接続状態にてＮＦＣ通信を行う場合も、コイルＴ_Ｌ又はＲ_Ｌにて磁界が発生するが、ＮＦＣ通信における磁界強度は、所定の範囲内に収まる。その範囲の下限値及び上限値は、ＮＦＣの規格で定められ、夫々、１．５Ａ／ｍ、７．５Ａ／ｍである。これに対し、電力伝送（即ち送電動作）において送電側コイルＴ_Ｌにて発生する磁界の強度は、上記の上限値より大きく、例えば４５〜６０Ａ／ｍ程度である。機器１及び２を含む非接触給電システムにおいて、ＮＦＣ通信及び電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）を交互に行うことができ、その時の磁界強度の様子を図６に示す。

【0055】

負荷検出回路１４０は、送電回路１３０から送電側コイルＴ_Ｌに交流信号（交流電流）が供給されるときにおける、送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷の大きさを検出する。図７に、給電用接続状態における送電回路１３０と負荷検出回路１４０と共振回路ＴＴとの関係を示す。尚、図７では、切り替え回路１１０の図示が省略されている。

【0056】

送電回路１３０は、基準周波数の正弦波信号を生成する信号生成器１３１と、信号生成器１３１にて生成された正弦波信号を増幅し、増幅した正弦波信号を、ライン１３４の電位を基準としてライン１３４及び１３５間に出力する増幅器（パワーアンプ）１３２と、コンデンサ１３３とを備える。一方、負荷検出回路１４０は、センス抵抗１４１、増幅器１４２、包絡線検波器１４３及びＡ／Ｄ変換器１４４を備える。信号生成器１３１が生成する正弦波信号の信号強度は一定値に固定されているが、増幅器１３２の増幅率は制御回路１６０により可変設定される。

【0057】

コンデンサ１３３の一端はライン１３５に接続される。給電用接続状態において、コンデンサ１３３の他端はコンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの各一端に共通接続され、且つ、コイルＴ_Ｌの他端はセンス抵抗１４１を介してライン１３４及びコンデンサＴ_Ｃの他端に共通接続される。

【0058】

送電動作は、増幅器１３２からコンデンサ１３３を介し共振回路ＴＴに交流信号を供給することで実現される。給電用接続状態において、増幅器１３２からの交流信号が共振回路ＴＴに供給されるとコイルＴ_Ｌに基準周波数の交流電流が流れ、結果、センス抵抗１４１に交流の電圧降下が発生する。図８の実線波形は、センス抵抗１４１における電圧降下の電圧波形である。送電側コイルＴ_Ｌの発生磁界強度が一定の下、電子機器２を給電台１２に近づけると、送電側コイルＴ_Ｌの発生磁界に基づく電流が受電側コイルＲ_Ｌに流れる一方で、受電側コイルＲ_Ｌに流れた電流に基づく逆起電力が送電側コイルＴ_Ｌに発生し、その逆起電力は送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流を低減するように作用する。このため、図８に示す如く、基準配置状態におけるセンス抵抗１４１の電圧降下の振幅は、離間状態におけるそれよりも小さい。

【0059】

増幅器１４２は、センス抵抗１４１における電圧降下の信号を増幅する。包絡線検波器１４３は、増幅器１４２にて増幅された信号の包絡線を検波することで、図８の電圧ｖに比例するアナログの電圧信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器１４４は、包絡線検波器１４３の出力電圧信号をデジタル信号に変換することでデジタルの電圧値Ｖ_Ｄを出力する。上述の説明から理解されるように、電圧値Ｖ_Ｄは、センス抵抗１４１に流れる電流の振幅（従って、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅）に比例する値を持つ。

【0060】

磁界を発生させる送電側コイルＴ_Ｌにとって、受電側コイルＲ_Ｌのような、送電側コイルＴ_Ｌと磁気結合するコイルは、負荷であると考えることができ、その負荷の大きさに依存して、負荷検出回路１４０の検出値である電圧値Ｖ_Ｄが変化する。このため、負荷検出回路１４０は電圧値Ｖ_Ｄの出力によって負荷の大きさを検出している、と考えることができる。

【0061】

尚、図７のように負荷検出回路１４０を形成する場合、図９に示す如く、センス抵抗１４１をＩＣ１００の内部に設けておくことができる。図９の構成の場合、ＩＣ１００に更に端子１０３を設けておいて、端子１０２及び１０３間にセンス抵抗１４１を接続する一方で、コンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの各一端を端子１０１に共通接続し、且つ、コンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの他端をそれぞれ端子１０２及び１０３に接続すれば良い。但し、センス抵抗１４１をＩＣ１００の外側に設けることも可能である。

【0062】

また、公知の技術であるため詳細は割愛するが、通信用接続状態においてＩＣ２００が送信側であるとき、ＮＦＣ通信回路２２０は、自身が電波を送信するのではなく、共振回路ＴＴにとっての負荷を変化させることで、任意の情報信号を磁気共鳴方式で共振回路ＴＴ（給電機器１）に伝達するようにしても良い。即ち、通信用接続状態においてＩＣ２００が送信側であるとき、ＩＣ１００は基準周波数の無変調波を共振回路ＴＴにて発生させ、このとき、ＩＣ２００は、ＩＣ１００に伝達したい情報信号に応じて、共振回路ＴＴから見たＩＣ２００の負荷として重さ（例えば、ＩＣ２００全体の消費電力）を変化させる。そして、ＩＣ１００内の通信回路１２０に負荷検出回路１４０と同等の第２負荷検出回路を設けておき、第２負荷検出回路にて上記負荷の重さを検出することで通信回路１２０にて上記情報信号を抽出すれば良い。

【0063】

図４の説明に戻る。メモリ１５０は、不揮発性メモリから成り、後述の基準値などを不揮発的に記憶する。制御回路１６０は、ＩＣ１００内の各部位の動作を統括的に制御する。制御回路１６０が行う制御には、例えば、切り替え回路１１０の切り替え動作の制御、通信回路１２０及び送電回路１３０による通信動作及び送電動作の内容制御及び実行有無制御、負荷検出回路１４０の動作制御、メモリ１５０の記憶制御及び読み出し制御が含まれる。

【0064】

図５を参照し、電子機器２における共振周波数変更回路２４０は、共振回路ＲＲの共振周波数を基準周波数から他の所定周波数ｆ_Ｍに変更するための回路である。図１０に、変更回路２４０の一例を示す。図１０において、変更回路２４０は、コンデンサ２４１とスイッチ２４２の直列回路から成り、該直列回路の一端は端子２０１を介してコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの各一端に共通接続される一方、該直列回路の他端は端子２０２を介してコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの各他端に共通接続される。スイッチ２４２は、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子から成り、制御回路２５０の制御の下、オン又はオフとなる。

【0065】

スイッチ２４２がオフのとき、コンデンサ２４１はコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌから切り離されるため、共振回路ＲＲは、寄生インダクタンス及び寄生容量を無視すれば、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃのみで形成されて、共振回路ＲＲの共振周波数は基準周波数と一致する。即ち、スイッチ２４２がオフのとき、共振回路ＲＲの共振周波数を決定する受電側容量は、コンデンサＲ_Ｃそのものである。スイッチ２４２がオンのとき、コンデンサＲ_Ｃにコンデンサ２４１が並列接続されることになるため、共振回路ＲＲはコイルＲ_ＬとコンデンサＲ_Ｃ及び２４１の合成容量とで形成され、結果、共振回路ＲＲの共振周波数は基準周波数よりも低い周波数ｆ_Ｍとなる。即ち、スイッチ２４２がオンのとき、共振回路ＲＲの共振周波数を決定する受電側容量は、上記の合成容量である。ここでは、スイッチ２４２がオンのとき共振回路ＲＲが送電側コイルＴ_Ｌの負荷として機能しない程度に（即ち、共振回路ＴＴ及びＲＲ間で磁気共鳴が十分に発生しない程度に）、周波数ｆ_Ｍが基準周波数から離れているものとする。例えば、スイッチ２４２のオンのときにおける共振回路ＲＲの共振周波数（即ち周波数ｆ_Ｍ）は、数１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚとされる。

【0066】

制御回路２５０は、ＩＣ２００内の各部位の動作を統括的に制御する。制御回路２５０が行う制御には、例えば、切り替え回路２１０の切り替え動作の制御、通信回路２２０及び受電回路２３０による通信動作及び受電動作の内容制御及び実行有無制御、変更回路２４０の動作制御が含まれる。

【0067】

ところで、給電機器１の制御回路１６０は、給電台１２上における異物の存否を判断し、異物が無い場合にのみ送電動作を行うよう送電回路１３０を制御できる。ここで、異物の意義について説明する。図１１（ａ）に異物３の概略外形図を示し、図１１（ｂ）に異物３の概略内部構成図を示す。異物３は、コイルＪ_Ｌ及びコンデンサＪ_Ｃの並列回路から成る共振回路ＪＪと、共振回路ＪＪに接続された異物内回路３００と、を備える。共振回路ＪＪの共振周波数は基準周波数に設定されている。異物３は、電子機器２とは異なり、給電機器１に対応しない機器である。例えば、異物３は、ＮＦＣ通信に応答しない１３．５６ＭＨｚのアンテナコイル（コイルＪ_Ｌ）を持つ無線ＩＣタグを有した物体（カード等）である。また例えば、異物３は、ＮＦＣ通信機能自体は有しているものの、その機能がスイッチにより無効とされている電子機器である。例えば、ＮＦＣ通信機能を有するスマートホンではあるが、ソフトウェア設定で当該機能をオフにされているスマートホンは、異物３となりうる。また、ＮＦＣ通信機能が有効となっているスマートホンでも、受電機能を持たないスマートホンも異物３に分類される。

【0068】

このような異物３が給電台１２上に配置されている状態において、仮に、給電機器１が送電動作を行うと、送電側コイルＴ_Ｌが発生した強磁界（例えば、１２Ａ／ｍ以上の磁界強度を持つ磁界）にて異物３が破壊されることがある。例えば、送電動作時における強磁界は、給電台１２上の異物３のコイルＪ_Ｌの端子電圧を１００Ｖ〜２００Ｖまで増大させることもあり、そのような高電圧に耐えられるように異物３が形成されていなければ、異物３が破壊される。

【0069】

［初期設定処理］
異物の存否判断を可能とするべく、給電機器１には、予め１以上の基準値がメモリ１５０に格納される。図１２及び図１３を用いて基準値の設定方法を説明する。図１２は、３つの基準値をメモリ１５０に格納するための初期設定処理の動作フローチャートであり、図１３は、その初期設定処理の実行時における磁界強度Ｈと電圧値Ｖ_Ｄとの関係を示している。磁界強度Ｈは、送電側コイルＴ_Ｌが発生した基準周波数で振動する交番磁界の磁界強度を指す。

【0070】

初期設定処理は、以下の初期設定環境の下でＩＣ１００により実行される。初期設定環境では、送電側コイルＴ_Ｌに対する負荷が全く無く又は無視できる程度に小さく、送電側コイルＴ_Ｌに磁気結合するコイルが存在しない。これを担保するべく、受電機器２及び異物３を含む、コイルを含有するような機器が、給電台１２から十分に離れるようにしておく。図１（ａ）の離間状態は、初期設定環境を満たすと考えても良い。初期設定環境の確保を担保すべく、例えば、給電機器１の製造時又は出荷時などにおいて初期設定処理を行うようにしても良い。但し、初期設定環境が確保できるのであれば、任意のタイミングで初期設定処理を行うことができる。

【0071】

初期設定処理の実行時には、制御回路１６０が切り替え回路１１０を制御することで送電回路１３０を共振回路ＴＴに接続する。そして、磁界強度Ｈが、第１、第２、・・・、第ｎテスト強度に順次設定され、各テスト強度における電圧値Ｖ_Ｄがメモリ１５０に記憶される。磁界強度Ｈを第ｉテスト強度に設定するとは、第ｉテスト強度を有し且つ基準周波数で振動する交番磁界を送電側コイルＴ_Ｌに発生させることを指す（ｉは整数）。制御回路１６０は、増幅器１３２（図７参照）の増幅率を制御することで磁界強度Ｈを可変設定することができる。第１〜第ｎテスト強度は互いに異なる所定の磁界強度である。但し、第１〜第ｎテスト強度は、全て、通信用磁界強度の下限値“１．５Ａ／ｍ”から上限値“７．５Ａ／ｍ”までの範囲内に収まる。ｎは２以上の任意の整数であるが、図１２及び図１３の例では、ｎ＝３になっている。ここでは、第１〜第３テスト強度が、夫々、７．５Ａ／ｍ、５．０Ａ／ｍ、１．５Ａ／ｍであるとする。何れのテスト強度も、電力伝送（即ち送電動作）における送電側コイルＴ_Ｌの発生磁界強度（例えば、４５〜６０Ａ／ｍ）より小さい。

【0072】

具体的には、初期設定処理において、まず、制御回路１６０は、磁界強度Ｈを第１テスト強度に設定し（ステップＳ１１）、その状態でＡ／Ｄ変換器１４４から取得された電圧値Ｖ_Ｄに基づく基準値Ｖ_ＲＥＦ（１）をメモリ１５０に記憶させる（ステップＳ１２及びＳ１３）。次に、制御回路１６０は、磁界強度Ｈを第２テスト強度に設定し（ステップＳ１４）、その状態でＡ／Ｄ変換器１４４から取得された電圧値Ｖ_Ｄに基づく基準値Ｖ_ＲＥＦ（２）をメモリ１５０に記憶させる（ステップＳ１５及びＳ１６）。最後に、制御回路１６０は、磁界強度Ｈを第３テスト強度に設定し（ステップＳ１７）、その状態でＡ／Ｄ変換器１４４から取得された電圧値Ｖ_Ｄに基づく基準値Ｖ_ＲＥＦ（３）をメモリ１５０に記憶させ（ステップＳ１８及びＳ１９）、初期設定処理を終える。

【0073】

初期設定処理において、磁界強度Ｈが第ｉテスト強度であるときに取得された電圧値Ｖ_Ｄを記号Ｖ_Ｄｉにて表す（ｉは整数）。例えば、“（Ｖ_ＲＥＦ（１），Ｖ_ＲＥＦ（２），Ｖ_ＲＥＦ（３））＝（Ｖ_Ｄ１−ΔＶ，Ｖ_Ｄ２−ΔＶ，Ｖ_Ｄ３−ΔＶ）”、又は、“（Ｖ_ＲＥＦ（１），Ｖ_ＲＥＦ（２），Ｖ_ＲＥＦ（３））＝（Ｖ_Ｄ１×ｋ，Ｖ_Ｄ２×ｋ，Ｖ_Ｄ３×ｋ）”とすると良い。ΔＶは、所定の正の微小値である（但し、ΔＶ＝０とすることも可能）。ｋは、１未満の正の所定値を有する係数である。

【0074】

尚、初期設定環境下において磁界強度Ｈを第１テスト強度に設定したときに得られるであろう電圧値Ｖ_Ｄを、設計段階で見積もることができる。この見積によって導出された値を、図１２の初期設定処理を行うことなく、基準値Ｖ_ＲＥＦ（１）として、メモリ１５０に記憶させるようにしても良い。基準値Ｖ_ＲＥＦ（２）及びＶ_ＲＥＦ（３）についても同様である。

【0075】

［異物検出処理の原理］
給電台１２上の異物３の存否を検出するための異物検出処理の原理を説明する。図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示す第１〜第４ケースを考える。第１ケースでは、給電台１２上に電子機器２のみが存在している。第２ケースでは、給電台１２上に電子機器２及び異物３が存在している。第３ケースでは、給電台１２上に異物３のみが存在している。第４ケースでは、給電台１２上に電子機器２も異物３も存在していない。

【0076】

異物検出処理の実行時には送電回路１３０が共振回路ＴＴに接続される。異物検出処理において、送電回路１３０は、第ｉテスト強度を有し且つ基準周波数で振動する第ｉテスト磁界（第ｉテスト交番磁界）を送電側コイルＴ_Ｌに発生させ、制御回路１６０は、負荷検出回路１４０を用いて、第ｉテスト磁界を発生させているときの電圧値Ｖ_Ｄを電圧値Ｖ_Ｄ（ｉ）として取得する。また、第ｉテスト磁界が送電側コイルＴ_Ｌにて発生される期間中には、電子機器２において、変更回路２４０を利用し、共振回路ＲＲの共振周波数が上記周波数ｆ_Ｍに設定されている。

【0077】

このため、第１ケースでは、共振回路ＲＲの共振周波数が基準周波数のままである場合と比べて、送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷が十分に軽くなり（即ち、あたかも、給電台１２上に電子機器２が存在しないかのような状態となり）、電圧値Ｖ_Ｄ（ｉ）が大きくなって、判定不等式“Ｖ_Ｄ（ｉ）≧Ｖ_ＲＥＦ（ｉ）”が成立する。

【0078】

一方、第２ケースでは、共振回路ＲＲの共振周波数が上記周波数ｆ_Ｍへと変更されるものの、異物３は送電側コイルＴ_Ｌの負荷として存在し続けるため（異物３の共振回路ＪＪの共振周波数は基準周波数のままであるため）、電圧値Ｖ_Ｄ（ｉ）が小さくなって、判定不等式“Ｖ_Ｄ（ｉ）≧Ｖ_ＲＥＦ（ｉ）”が成立しない。

【0079】

制御回路１６０は、上記判定不等式が成立する場合、異物３が給電台１２上に存在してないと判断して送電回路１３０による送電動作の実行を許可するが、上記判定不等式が成立しない場合、異物３が給電台１２上に存在していると判断して送電回路１３０による送電動作の実行を禁止する。第ｉテスト磁界の磁界強度（第ｉテスト強度）は、送電動作にて送電側コイルＴ_Ｌに発生する磁界の強度よりも相当に小さく、通信用磁界強度の上限値（７．５Ａ／ｍ）以下とされるため、第ｉテスト磁界によって異物３が破損等するおそれは無い又は少ない。

【0080】

第３及び第４ケースでは、ＮＦＣ通信に応答する電子機器２が給電台１２上に存在しないため、そもそも送電動作は不要であり、従って異物検出処理自体が実行されない。給電機器１は、ＮＦＣ通信により、電力伝送に対応可能な電子機器２が給電台１２上に存在しているか否かを判断できる。

【0081】

尚、異物３が給電台１２上に存在する状態は、異物３が給電台１２に直接接触している状態に限定されない。例えば、図１５に示す如く、給電台１２上に電子機器２が直接接触する形で存在し且つ電子機器２の上に異物３が存在しているような状態も、上記判定不等式が成立しないのであれば、異物３が給電台１２上に存在する状態に属する。

【0082】

［電力伝送までの信号のやりとり：図１６］
図１６を参照して、電力伝送が行われるまでの機器１及び２間の信号のやりとりを説明する。以下では、特に記述無き限り、電子機器２が基準配置状態（図１（ｂ））にて給電台１２上に存在していることを想定する。また、以下では、共振回路ＲＲの共振周波数を記号ｆ_Ｏによって参照する。

【0083】

機器１及び２間のＮＦＣ通信は半二重方式で実行される。まず、給電機器１が送信側且つ電子機器２が受信側となり、給電機器１（ＩＣ１００）が、ＮＦＣ通信によって、問い合わせ信号５１０を給電台２上の機器（以下、給電対象機器とも言う）に送信する。給電対象機器は、電子機器２を含み、異物３を含みうる。問い合わせ信号５１０は、例えば、給電対象機器の固有識別情報を問い合わせる信号、給電対象機器がＮＦＣ通信を実行可能な状態にあるかを問い合わせる信号、及び、給電対象機器が電力を受け取れるか又は電力の送電を求めているかを問い合わせる信号を含む。

【0084】

問い合わせ信号５１０を受信した電子機器２（ＩＣ２００）は、問い合わせ信号５１０の問い合わせ内容に答える応答信号５２０を、ＮＦＣ通信によって給電機器１に送信する。応答信号５２０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、応答信号５２０を解析し、給電対象機器がＮＦＣ通信を可能であって且つ電力を受け取れる又は電力の送電を求めている場合に、変更用信号５３０をＮＦＣ通信によって給電対象機器に送信する。変更用信号５３０を受信した給電対象機器としての電子機器２（ＩＣ２００）は、変更用信号５３０に対する応答信号５４０をＮＦＣ通信によって給電機器１に送信してから、速やかに、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から上記周波数ｆ_Ｍ（例えば１．０ＭＨｚ）へ変更する。変更用信号５３０は、例えば、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変更することを要求、指示又は示唆する信号であり、電子機器２の制御回路２５０は、変更用信号５３０の受信を契機として、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変更する。共振周波数ｆ_Ｏの変更の契機となるならば変更用信号５３０はどのような信号でも良く、問い合わせ信号５１０に内包されるものであっても良い。

【0085】

応答信号５４０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、共振回路ＴＴの接続先を通信回路１２０から送電回路１３０に切り替えて上述の異物検出処理を実行する。異物検出処理の実行期間中、電子機器２（ＩＣ２００）は、共振周波数ｆ_Ｏを周波数ｆ_Ｍに維持する。具体的には、電子機器２（ＩＣ２００）は、内蔵タイマを用いて、異物検出処理の実行期間の長さに応じた時間だけ共振周波数ｆ_Ｏを周波数ｆ_Ｍに維持し、その後、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数（１３．５６ＭＨｚ）に戻す。

【0086】

異物検出処理において、給電台１２上に異物が無いと判断すると、給電機器１（ＩＣ１００）は、共振回路ＴＴの接続先を送電回路１３０から通信回路１２０に切り替えて、認証信号５５０をＮＦＣ通信により給電対象機器に送信する。認証信号５５０は、例えば、これから送電を行うことを給電対象機器に通知する信号を含む。認証信号５５０を受信した電子機器２（ＩＣ２００）は、認証信号５５０に対応する応答信号５６０を、ＮＦＣ通信によって給電機器１に送信する。応答信号５６０は、例えば、認証信号５５０が示す内容を認識したことを通知する信号又は認証信号５５０が示す内容に許可を与える信号を含む。応答信号５６０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、共振回路ＴＴの接続先を再び通信回路１２０から送電回路１３０に切り替えて送電動作を実行し、これにより、電力伝送５７０が実現される。

【0087】

図１４（ａ）の第１ケースでは、上記の流れで電力伝送５７０が実行されるが、図１４（ｂ）の第２ケースの場合においては、応答信号５４０の送受信まで処理が進行するものの、異物検出処理において上記判定不等式が成立せずに給電台１２上に異物があると判断されるため、電力伝送５７０が実行されない。

【0088】

１回分の電力伝送５７０は所定時間だけ行われるものであっても良く、問い合わせ信号５１０の送信から電力伝送５７０までの一連の処理を、繰り返し実行するようにしても良い。図１７に、第１ケースにおいて、この繰り返しが行われるときの、共振周波数ｆ_Ｏ、磁界強度Ｈ及び電圧値Ｖ_Ｄの時系列変化を、処理の時系列変化と共に示す。図１７の例では、異物検出処理において、第１、第２、第３テスト強度（図１２参照）を有する第１、第２、第３テスト磁界が順次発生せしめられている。尚、図１７は、後述のフローチャートの説明の中でも参照される。

【0089】

［動作フローチャート］
次に、給電機器１の動作の流れを説明する。図１８は、上記初期設定処理を経た後の、給電機器１の動作フローチャートであり、ステップＳ１０１から始まる処理は、初期設定処理後に実行される。通信回路１２０及び送電回路１３０の動作は、制御回路１６０の制御の下で実行される。

【0090】

給電機器１が起動すると、まずステップＳ１０１において、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて通信回路１２０を共振回路ＴＴに接続する。続くステップＳ１０２において、制御回路１６０は、通信回路１２０を用いたＮＦＣ通信により問い合わせ信号５１０を給電対象機器に送信し、その後、ステップＳ１０３において、応答信号５２０の受信を待機する。通信回路１２０にて応答信号５２０が受信されると、制御回路１６０は、応答信号５２０を解析し、給電対象機器がＮＦＣ通信を可能であって且つ電力を受け取れる又は電力の送電を求めている場合に送電対象があると判断して（ステップＳ１０４のＹ）ステップＳ１０５に進み、そうでない場合（ステップＳ１０４のＮ）、ステップＳ１０２に戻る。

【0091】

ステップＳ１０５において、制御回路１６０は、通信回路１２０を用いたＮＦＣ通信により変更用信号５３０を給電対象機器に送信し、その後、ステップＳ１０６において、応答信号５４０の受信を待機する。通信回路１２０にて応答信号５４０が受信されると、ステップＳ１０７において、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて送電回路１３０を共振回路ＴＴに接続し、続くステップＳ１０８にて異物検出処理を行う（詳細は後述）。

【0092】

異物検出処理の後、ステップＳ１０９にて、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて通信回路１２０を共振回路ＴＴに接続し、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０８の異物検出処理にて、給電台１２上に異物３が有る（即ち存在する）と判断された場合には、ステップＳ１１０からステップＳ１０２に戻るが、給電台１２上に異物３が無い（即ち存在しない）と判断された場合にはステップＳ１１０からステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１０において、異物３が無いとの判断は、給電対象機器に対する送電を実行可能と判断することと等価であり、異物３が有るとの判断は、給電対象機器に対する送電を実行不能と判断することと等価である。

【0093】

ステップＳ１１１において、制御回路１６０は、通信回路１２０を用いたＮＦＣ通信により認証信号５５０を給電対象機器に送信し、その後、ステップＳ１１２において、応答信号５６０の受信を待機する。通信回路１２０にて応答信号５６０が受信されると、ステップＳ１１３において、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて送電回路１３０を共振回路ＴＴに接続し、続くステップＳ１１４にて送電回路１３０による送電動作を開始させる。

【0094】

制御回路１６０は、送電動作の開始時点からの経過時間を計測し、その経過時間と所定の時間ｔ_Ａとを比較する（ステップＳ１１５）。そして、その経過時間が時間ｔ_Ａに達すると（ステップＳ１１５のＹ）、ステップＳ１１６にて、制御回路１６０は、送電回路１３０による送電動作を停止させてステップＳ１０１に戻り、上述の処理を繰り返す。但し、第１ケースにおいても、電子機器２のバッテリが満充電状態になると、応答信号５２０の解析結果に基づきステップＳ１０５への移行が発生しなくなる。

【0095】

次に、電子機器２の動作の流れを説明する。図１９は、電子機器２の動作フローチャートであり、ステップＳ２０１から始まる処理は、初期設定処理を経た給電機器１の動作に連動して実行される。通信回路２２０及び受電回路２３０の動作は、制御回路２５０の制御の下で実行される。

【0096】

電子機器２が起動すると、まずステップＳ２０１において、制御回路２５０は、切り替え回路２１０の制御を通じて通信回路２２０を共振回路ＲＲに接続する。電子機器２の起動時における共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数である。続くステップＳ２０２において、制御回路２５０は、通信回路２２０を用い、問い合わせ信号５１０の受信を待機する。通信回路２２０にて問い合わせ信号５１０が受信されると、ステップＳ２０３において、制御回路２５０は、問い合わせ信号５１０を解析して応答信号５２０を生成し、通信回路２２０を用いたＮＦＣ通信により応答信号５２０を給電機器１に送信する。このとき、制御回路２５０は、バッテリ２１の状態を確認し、バッテリ２１が満充電状態でなく且つバッテリ２１に異常が認められなければ、電力を受け取れる又は電力の送電を求める信号を応答信号５２０に含める。一方、バッテリ２１が満充電状態あれば又はバッテリ２１に異常が認められれば、電力を受け取れない旨の信号を応答信号５２０に含める。

【0097】

その後のステップＳ２０４において変更用信号５３０が通信回路２２０にて受信されると、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、制御回路２５０は、通信回路２２０を用いたＮＦＣ通信により応答信号５４０を給電機器１に送信し、続くステップＳ２０６にて、変更回路２４０を制御することで共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変更する。制御回路２５０は、共振周波数ｆ_Ｏを周波数ｆ_Ｍに変更してからの経過時間を計測し（ステップＳ２０７）、その経過時間が所定時間ｔ_Ｍに達すると、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数に戻してから（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０９に進む。給電機器１にてテスト磁界が発生されている期間中、共振周波数ｆ_Ｏが周波数ｆ_Ｍに維持され、その期間が終了すると速やかに共振周波数ｆ_Ｏが基準周波数に戻されるように、時間ｔ_Ｍが予め設定されている。変更用信号５３０の中で時間ｔ_Ｍが指定されていても良い。

【0098】

ステップＳ２０９において、制御回路２５０は、通信回路２２０を用い、認証信号５５０の受信を待機する。通信回路２２０にて認証信号５５０が受信されると、ステップＳ２１０において、制御回路２５０は、認証信号５５０に対する応答信号５６０を通信回路２２０を用いたＮＦＣ通信により給電機器１へ送信する。尚、異物３が給電台１２上に存在する場合には、認証信号５５０が給電機器１から送信されないので（図１８のステップＳ１１０参照）、ステップＳ２０９にて認証信号５５０が一定時間受信されない場合にはステップＳ２０１に戻ると良い。

【0099】

応答信号５６０の送信後、ステップＳ２１１において、制御回路２５０は、切り替え回路２１０の制御を通じて受電回路２３０を共振回路ＲＲに接続し、続くステップＳ２１２にて受電回路２３０を用いた受電動作を開始させる。制御回路２５０は、受電動作の開始時点からの経過時間を計測し、その経過時間と所定の時間ｔ_Ｂとを比較する（ステップＳ２１３）。そして、その経過時間が時間ｔ_Ｂに達すると（ステップＳ２１３のＹ）、ステップＳ２１４にて、制御回路２５０は、受電動作を停止させてステップＳ２０１に戻る。

【0100】

受電動作の行われる期間が給電機器１にて送電動作が行われている期間と実質的に一致するように、時間ｔ_Ｂは、予め定められている又は認証信号５５０の中で指定されている。受電動作の開始後、制御回路２５０は、バッテリ２１への充電電流を監視し、充電電流値が所定値以下になった時点で送電動作が終了したと判断して、受電動作の停止及びステップＳ２０１への移行を行うようにしても良い。

【0101】

図２０を参照し、異物検出処理の動作の流れを説明する。図２０は、図１８のステップＳ１０８における異物検出処理の詳細フローチャートである。異物検出処理では、まずステップＳ１３１において、制御回路１６０が、送電回路１３０の制御を通じ、第１テスト強度を有し且つ基準周波数で振動する第１テスト磁界を送電側コイルＴ_Ｌに発生させ、負荷検出回路１４０を用いて、第１テスト磁界を発生させているときの電圧値Ｖ_Ｄを電圧値Ｖ_Ｄ（１）として取得する。次にステップＳ１３２において、制御回路１６０は、送電回路１３０の制御を通じ、第２テスト強度を有し且つ基準周波数で振動する第２テスト磁界を送電側コイルＴ_Ｌに発生させ、負荷検出回路１４０を用いて、第２テスト磁界を発生させているときの電圧値Ｖ_Ｄを電圧値Ｖ_Ｄ（２）として取得する。更にステップＳ１３３において、制御回路１６０は、送電回路１３０の制御を通じ、第３テスト強度を有し且つ基準周波数で振動する第３テスト磁界を送電側コイルＴ_Ｌに発生させ、負荷検出回路１４０を用いて、第３テスト磁界を発生させているときの電圧値Ｖ_Ｄを電圧値Ｖ_Ｄ（３）として取得する。

【0102】

その後、制御回路１６０は、電圧値Ｖ_Ｄ（１）、Ｖ_Ｄ（２）及びＶ_Ｄ（３）を、夫々、
メモリ１５０内の基準値Ｖ_ＲＥＦ（１）、Ｖ_ＲＥＦ（２）及びＶ_ＲＥＦ（３）と比較し、第１判定不等式“Ｖ_Ｄ（１）≧Ｖ_ＲＥＦ（１）”、第２判定不等式“Ｖ_Ｄ（１）≧Ｖ_ＲＥＦ（２）”及び第３判定不等式“Ｖ_Ｄ（３）≧Ｖ_ＲＥＦ（３）”の成否を判定する（ステップＳ１３４〜Ｓ１３６）。そして、制御回路１６０は、第１〜第３判定不等式が全て成立する場合にのみ、給電台１２上に異物が無いと判断し（ステップＳ１３７）、そうでない場合、給電台１２上に異物があると判断し（ステップＳ１３８）、異物検出処理を終える。制御回路１６０は、異物が無いと判断したとき、給電対象機器に対する送電を実行可能であると判断し、異物があると判断したとき、給電対象機器に対する送電が実行不能であると判断する。尚、第１〜第３判定不等式の内、２以上の判定不等式が成立するのであれば、給電台１２上に異物が無いと判断するようにしても良い。

【0103】

第１ケース（図１４（ａ））に対応する図１７では、第１〜第３判定不等式の全てが成立する様子が示されている。第２ケースでは、図２１に示す如く、異物検出処理にて取得される電圧値Ｖ_Ｄ（１）〜Ｖ_Ｄ（３）が、夫々、Ｖ_ＲＥＦ（１）〜Ｖ_ＲＥＦ（３）を下回ることが期待される。

【0104】

本実施形態によれば、誤って異物３が給電台１２上に置かれた場合に、異物検出処理を通じて送電動作が不実行とされるため、送電動作の実行による異物３の破損等を回避することができる。

【0105】

本実施形態では、３つのテスト磁界を用いて異物検出処理を行うことで、検出の確実性を高めているが、１つ又は２つ又は４以上のテスト磁界を用いて異物検出処理を行っても良い。テスト磁界を１つのみ用いる場合、例えば、図１２の初期設定処理においてステップＳ１４〜Ｓ１９の処理を割愛できると共に、図２０の異物検出処理においてステップＳ１３２、Ｓ１３３、Ｓ１３５及びＳ１３６の処理を割愛できる。そして、第１判定不等式“Ｖ_Ｄ（１）≧Ｖ_ＲＥＦ（１）”が成立する場合には給電台１２上に異物が無いと判断し、第１判定不等式が成立しない場合には給電台１２上に異物が有ると判断すればよい。

【0106】

＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態及び後述の第３実施形態は第１実施形態を基礎とする実施形態であり、第２及び第３実施形態において特に述べない事項に関しては、矛盾の無い限り、第１実施形態の記載が第２及び第３実施形態にも適用される。第２実施形態では、変更回路２４０の変形構成を例示する。

【0107】

変更回路２４０として、図２２のスイッチ２４５から成る変更回路２４０ａ又は図２３のスイッチ２４６から成る変更回路２４０ｂを用いても良い。スイッチング素子２４５及び２４６の夫々は、例えば、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子である。共振回路ＲＲは、基準周波数にて共振する受電側コイルＲ_Ｌ及び受電側コンデンサＲ_Ｃの並列回路を有するが、スイッチ２４５及び２４６の夫々は、その並列回路に直列に介在している。

【0108】

即ち、図２２の構成では、コイルＲ_Ｌ、コンデンサＲ_Ｃ及びスイッチ２４５が互いに直列接続されて、スイッチ２４５がオンのときにのみ、それらで閉回路が形成される。つまり、スイッチ２４５がオンのとき、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの並列回路が形成されて共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数と一致するが、スイッチ２４５がオフのときには、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの並列回路が形成されなくなって、共振回路ＲＲはコイルＲ_Ｌと寄生容量ＦＣａとで形成されるようになる。従って、スイッチ２４５がオフのときの共振周波数ｆ_Ｏは、コイルＲ_Ｌのインダクタンス値と寄生容量ＦＣａの静電容量値で決まる。図２２において、寄生容量ＦＣａは、コイルＲ_Ｌに直接繋がる配線による寄生容量であり、その静電容量値はコンデンサＲ_Ｃのそれよりはるかに小さい。故に、スイッチ２４５がオフのときの共振周波数ｆ_Ｏ（即ち周波数ｆ_Ｍ）は基準周波数よりも相当に高くなる。制御回路２５０は、スイッチ２４５のオン／オフを制御することで、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数及び周波数ｆ_Ｍ間で切り替えることができる。

【0109】

同様に、図２３の構成では、コイルＲ_Ｌ、コンデンサＲ_Ｃ及びスイッチ２４６が互いに直列接続されて、スイッチ２４６がオンのときにのみ、それらで閉回路が形成される。つまり、スイッチ２４６がオンのとき、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの並列回路が形成されて共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数と一致するが、スイッチ２４６がオフのときには、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの並列回路が形成されなくなって、共振回路ＲＲはコイルＲ_Ｌと寄生容量ＦＣｂとで形成されるようになる。従って、スイッチ２４６がオフのときの共振周波数ｆ_Ｏは、コイルＲ_Ｌのインダクタンス値と寄生容量ＦＣｂの静電容量値で決まる。図２３において、寄生容量ＦＣｂは、コイルＲ_Ｌに直接繋がる配線による寄生容量であり、その静電容量値はコンデンサＲ_Ｃのそれよりはるかに小さい。故に、スイッチ２４６がオフのときの共振周波数ｆ_Ｏ（即ち周波数ｆ_Ｍ）は基準周波数よりも相当に高くなる。制御回路２５０は、スイッチ２４６のオン／オフを制御することで、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数及び周波数ｆ_Ｍ間で切り替えることができる。

【0110】

給電用接続状態において、図２３におけるスイッチ２４６は、コイルＲ_Ｌと受電回路２３０とを接続する一対の配線（即ち、受電電力が受電回路２３０に送られる一対の配線）上に設けられている一方で、図２２におけるスイッチ２４５は該一対の配線上ではなく該一対の配線間に設けられた分岐配線上に存在する。図２２の構成では、この分岐配線上にコンデンサＲ_Ｃ及びスイッチ２４５が直列に介在しているが、図２３の構成では、この分岐配線上にコンデンサＲ_Ｃのみが存在する。上記一対の配線上には、受電電力を受電回路２３０に送るための大電流が流れる。これを考慮すると、スイッチ２４６の定格を比較的大きなものにする必要がある。故に、図２３の構成よりも図２２の構成を採用する方が望ましい。スイッチ２４５又は２４６を、ＩＣ２００の外部に設けるようにしても良い。

【0111】

＜＜第３実施形態＞＞
本発明の第３実施形態を説明する。第１又は第２実施形態において共振回路ＴＴ及びＲＲの夫々は、直列共振回路に変更されても良い。共振回路ＴＴとしての直列共振回路を記号ＴＴ’にて参照し、共振回路ＲＲとしての直列共振回路を記号ＲＲ’にて参照する。図２４（ａ）及び（ｂ）に共振回路ＴＴ’及びＲＲ’の回路図を示す。第１又は第２実施形態の記載を第３実施形態に適用する場合、第１又は第２実施形態の記載中における記号ＴＴ、ＲＲは、夫々、記号ＴＴ’、ＲＲ’に読み替えられる。

【0112】

共振回路ＴＴ’は、端子１０１及び１０２間に直列に設けられたコンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの直列回路から成り、共振回路ＲＲ’は、端子２０１及び２０２間に直列に設けられたコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの直列回路から成る。共振回路ＴＴ’におけるコンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの共振周波数も共振回路ＲＲ’におけるコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの共振周波数も基準周波数と一致する。負荷検出回路１４０が共振回路ＴＴ’に接続されるときも、図２５に示す如く、コイルＴ_Ｌに流れる電流をセンス抵抗１４１に流せば良いが、並列共振回路から直列共振回路への変更に伴って、当然に、上述の各回路構成は適宜変更される。

【0113】

即ち例えば、共振回路ＲＲ’を用いる場合、変更回路２４０として、図２６の変更回路２４０ｃ又は２４０ｄを用いることができる。変更回路２４０ｃ及び２４０ｄの夫々は、図１０の変更回路２４０と同様、コンデンサ２４１及びスイッチ２４２の直列回路から成る。

【0114】

但し、共振回路ＲＲ’及び変更回路２４０ｃを用いる図２６の構成では、コンデンサＲ_Ｃに対してコンデンサ２４１及びスイッチ２４２の直列回路が並列接続される。共振回路ＲＲ’及び変更回路２４０ｄを用いる図２７の構成では、コイルＲ_Ｌに対してコンデンサ２４１及びスイッチ２４２の直列回路が並列接続される。従って、図２６又は図２７の構成において、スイッチ２４２がオフのとき、共振回路ＲＲ’の共振周波数ｆ_Ｏを決定する受電側容量はコンデンサＲ_Ｃそのものとなって共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数と一致するが、スイッチ２４２がオンのとき、受電側容量はコンデンサＲ_Ｃ及び２４１にて形成されることになるため、共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数から周波数ｆ_Ｍへと変更されることになる。制御回路２５０は、スイッチ２４２のオン／オフを制御することで、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数及び周波数ｆ_Ｍ間で切り替えることができる。コンデンサ２４１及びスイッチ２４２の何れか一方又は双方をＩＣ２００の外部に設けることも可能である。

【0115】

コンデンサ２４１を含む共振周波数変更回路（２４０、２４０ｃ、２４０ｄ）を、直列共振回路ＲＲ又は並列共振回路ＲＲ’に適用する回路例を幾つか挙げたが、この他にも様々な変形が可能である。何れにせよ、受電側コイル及び受電側容量を含む受信側共振回路（ＲＲ、ＲＲ’）の共振周波数を基準周波数から変更するために、共振周波数変更回路は、受電側容量が受電側コンデンサ（Ｒ_Ｃ）と一致する状態を基準として、他のコンデンサ（２４１）を用い受電側容量を変化させればよい。

【0116】

或いは例えば、共振回路ＲＲ’を用いる場合、図２８に示す如く、スイッチ２４６から成る変更回路２４０ｅを変更回路２４０として用いても良い。変更回路２４０ｅは、図２３の変更回路２４０ｂと同様、スイッチ２４６にて構成される。但し、共振回路ＲＲ’及び変更回路２４０ｅを用いる図２８の構成では、コイルＲ_ＬとコンデンサＲ_Ｃとの間にスイッチ２４６が直列に挿入されている。従って、図２８の構成において、スイッチ２４６がオンのとき、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの直列回路が形成されて共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数と一致するが、スイッチ２４６がオフのときには、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの直列回路が形成されなくなって、共振回路ＲＲ’はコイルＲ_Ｌと寄生容量ＦＣｂとで形成されるようになる。結果、共振回路ＲＲ’の共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変化せしめられる。制御回路２５０は、スイッチ２４６のオン／オフを制御することで、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数及び周波数ｆ_Ｍ間で切り替えることができる。図２８のスイッチ２４６をＩＣ２００の外部に設けることも可能である。

【0117】

更に或いは例えば、図２９に示す共振回路ＲＲ’と変更回路２４０としての変更回路２４０ｆを用いても構わない。変更回路２４０ｆはスイッチ２４２から成り、図２９の共振回路ＲＲでは、コンデンサＲ_ＣがコンデンサＲ_ＣＯ及びコンデンサ２４８から成る。スイッチ２４２がオンのとき、コンデンサＲ_ＣＯ、コンデンサ２４８及びスイッチ２４２にて閉回路が形成されて、コンデンサＲ_ＣＯ及び２４８の並列回路による合成容量（Ｒ_Ｃ）がコイルＲ_Ｌと直列接続され、その合成容量（Ｒ_Ｃ）とコイルＲ_Ｌとの直列共振回路の共振周波数（ｆ_Ｏ）が基準周波数と一致する。一方、スイッチ２４２がオフのとき、コンデンサ２４８がコイルＲ_Ｌから切り離され、コンデンサＲ_ＣＯとコイルＲ_Ｌとの直列共振回路の共振周波数が共振回路ＲＲ’の共振周波数ｆ_Ｏとなり、その時の共振周波数ｆ_Ｏは、基準周波数より高い周波数ｆ_Ｍとなる。制御回路２５０は、図２９のスイッチ２４２のオン／オフを制御することで、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数及び周波数ｆ_Ｍ間で切り替えることができる（図２６等と異なり、スイッチ２４２をオフとすることで共振周波数ｆ_Ｏが周波数ｆ_Ｍに変更せしめられる）。図２９のスイッチ２４２をＩＣ２００の外部に設けることも可能である。

【0118】

まとめると、以下のような技術が本発明に含まれる。本発明において、受電側共振回路は受電側コイル（Ｒ_Ｌ）と受電側容量の並列回路又は直列回路を有し、ＮＦＣ通信及び電力伝送の実現時には、受電側容量は所定の基準容量に一致せしめされる。受電側容量が基準容量と一致しているとき、受電側共振回路の共振周波数ｆ_Ｏ、即ち、受電側コイル（Ｒ_Ｌ）と受電側容量の並列回路又は直列回路の共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数と一致する。共振周波数変更回路は、必要なタイミングにおいて、受電側容量を基準容量から増加又は減少させる。これにより、受電側共振回路において、受電側コイル（Ｒ_Ｌ）と、基準容量より大きい又は小さい受電側容量とで、並列回路又は直列回路が形成され、結果、受電側共振回路の共振周波数ｆ_Ｏが基準周波数から変更される。

【0119】

＜＜本発明の第１考察＞＞
上述の第１〜第３実施形態にて具体化された本発明について考察する。

【0120】

本発明の一側面に係る受電装置（２００）は、受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路（ＲＲ）に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路（２３０）と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である基準周波数から変更する変更回路（２４０）と、を備えたことを特徴とする。

【0121】

受電装置は、受電側コイルに対応する送電側コイルから送電される電力を、磁界共鳴を利用して受電できる。一方、受電装置と異なる異物も存在し得る。ここにおける異物は、上記基準周波数を共振周波数として持った共振回路を備えるが、受電能力を持たない機器であるとする。このような異物が、送電側コイルの発生磁界に応答する場所に存在している状況において、電力送電用の磁界が送電側コイルにて発生されたとき、異物が破損等するおそれがある。これを回避するために、異物の有無を検知する必要がある。

【0122】

この検知のために、受電装置に上記変更回路を設ける。そうすると、以下のような作用が得られる。即ち、受電装置のみが存在する第１ケースにおいて、受電側共振回路の共振周波数を基準周波数から変更したとき、受電側共振回路が送電側コイルの発生磁界に対して共鳴しなくなり、送電側コイルにとっての負荷の重さが比較的軽くなる。一方、受電装置及び異物が存在する第２ケースにおいては、受電側共振回路の共振周波数の変更により送電側コイルにとっての負荷の一部は軽くなるものの、異物の共振回路は送電側コイルの発生磁界に共鳴するため、送電側コイルにとっての負荷の重さは第１ケースよりも重くなる。

【0123】

故に、負荷の重さを評価することで第１ケースと第２ケースを区別することが可能となり、第２ケースにおいては送電を行わないといった制御が可能となる。つまり、上記のような構成を持つ受電装置によれば、受電装置及び送電装置を有する非接触給電システム内で、異物の有無判断及び送電の実行可否判断を行うことが可能となり、異物の破損等を回避することが可能となる。

【0124】

本発明の一側面に係る送信装置（１００）は、送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路（ＴＴ）に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路（１３０）と、前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路（１４０）と、前記送電回路を制御する制御回路（１６０）と、を備え、前記制御回路（１６０）は、前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である前記基準周波数から変更させることの契機となる特定信号を、前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部と、前記特定信号の送信後、所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有することを特徴とする。

【0125】

受電側共振回路に接続された又は受電側共振回路を備えた受電装置は、送電側コイルから送電される電力を、磁界共鳴を利用して受電できる。一方、受電装置と異なる異物も存在し得る。ここにおける異物は、上記基準周波数を共振周波数として持った共振回路を備えるが、受電能力を持たない機器であるとする。このような異物が、送電側コイルの発生磁界に応答する場所に存在している状況において、電力送電用の磁界が送電側コイルにて発生されたとき、異物が破損等するおそれがある。これを回避するために、異物の有無を検知する必要がある。

【0126】

この検知のために、まず第１処理部を利用する。送電装置に対応する受電装置は、第１処理部による特定信号に従い、共振周波数を基準周波数から変更できる。これに対し、送電装置に対応しない異物は、特定信号に応答せず、共振周波数を基準周波数から変更しない又は変更できない。この変更による作用を、第１及び第２ケースに分けて考察する。

【0127】

受電装置のみが存在する第１ケースにおいて、受電側共振回路の共振周波数を基準周波数から変更したとき、受電側共振回路が送電側コイルの発生磁界に対して共鳴しなくなり、送電側コイルにとっての負荷の重さが比較的軽くなる。一方、受電装置及び異物が存在する第２ケースにおいては、受電側共振回路の共振周波数の変更により送電側コイルにとっての負荷の一部は軽くなるものの、異物は送電側コイルの発生磁界に共鳴するため、送電側コイルにとっての負荷の重さは第１ケースよりも重くなる。

【0128】

ところで、送電側コイルに流れる電流の振幅は、送電側コイルの負荷の重さに依存するため、その振幅の値を評価することで、負荷の軽重、即ち、第１及び第２ケースの区別が可能となる。これを考慮し、上記第２及び第３処理部を送電装置に設ける。これにより、異物の有無判断を介して送電の実行可否制御を行うことが可能となり、異物の破損等を回避することが可能となる。

【0129】

尚、上述の実施形態では、通信回路１２０を用いた変更用信号５３０の送信が特定信号の送信に対応する。変更用信号５３０は、制御回路１６０の制御の下で送信されるので制御回路１６０は第１処理部を含んでいると考えられる。但し、変更用信号５３０の送信の実行主体は通信回路１２０である。また、図２０の例では、ステップＳ１３１〜Ｓ１３３の処理が第２処理部の処理に対応し、ステップＳ１３４〜Ｓ１３８の処理が第３処理部の処理に対応する。

【0130】

また、本発明に係る受電装置は、受電側共振回路に接続された装置であると考えても良いし、受電側共振回路を構成要素として含んだ装置であると考えても良い。本発明に係る送電装置は、送電側共振回路に接続された装置であると考えても良いし、送電側共振回路を構成要素として含んだ装置であると考えても良い。

【0131】

＜＜第４実施形態＞＞
本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態及び後述の第５〜第１１実施形態は第１〜第３実施形態を基礎とする実施形態であり、第４〜第１１実施形態において特に述べない事項に関しては、矛盾の無い限り、第１〜第３実施形態の記載が第４〜第１１実施形態にも適用される。また、第１〜第１１実施形態で述べた技術の内、任意の２以上の実施形態で述べた技術を組み合わせて実施することもできる。尚、既に述べた事項であるが、以下の説明においても、特に記述無き限り、電子機器２が基準配置状態（図１（ｂ））にて給電台１２上に存在していることを想定する。

【0132】

図３０を参照する。電子機器２に設けられる受電側ＩＣ２００として、図３０の受電側ＩＣ２００’を用いることもできる。図３０は、受電側ＩＣ２００’の内部ブロック図を含む、電子機器２の一部の構成図である。図５のＩＣ２００を基準として共振周波数変更回路２４０をコイル短絡回路２６０に置換することでＩＣ２００’が形成され、当該置換を除きＩＣ２００’は第１〜第３実施形態におけるＩＣ２００と同様であって良い。

【0133】

並列の共振回路ＲＲ（図２参照）がＩＣ２００’に接続されても良いし、直列の共振回路ＲＲ’（図２４（ｂ）参照）がＩＣ２００’に接続されても良い。即ち、電子機器２における受電側共振回路は、並列の共振回路ＲＲであっても良いし、直列の共振回路ＲＲ’であっても良い。コイル短絡回路２６０は、受電側共振回路（ＲＲ又はＲＲ’）における受電側コイルＲ_Ｌを短絡可能な回路である。

【0134】

図３１に示す短絡回路２６０ａは、並列の共振回路ＲＲに適用されるコイル短絡回路２６０の例である。短絡回路２６０ａは、共振回路ＲＲにおけるコンデンサＲ_Ｃの一端及びコイルＲ_Ｌの一端が共通接続されるノードと、共振回路ＲＲにおけるコンデンサＲ_Ｃの他端及びコイルＲ_Ｌの他端が共通接続されるノードとの間に接続（挿入）されたスイッチ２６１から成る。スイッチ２６１は、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子から成り、制御回路２５０の制御の下、オン又はオフとなる。スイッチ２６１がオンとなると共振回路ＲＲにおけるコイルＲ_Ｌが短絡される（より詳細にはコイルＲ_Ｌの両端が短絡される）。

【0135】

図３２に示す短絡回路２６０ｂは、直列の共振回路ＲＲ’に適用されるコイル短絡回路２６０の例である。短絡回路２６０ｂは、コイルＲ_Ｌの両端間に接続されたスイッチ２６２から成る。スイッチ２６２は、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子から成り、制御回路２５０の制御の下、オン又はオフとなる。スイッチ２６２がオンとなると共振回路ＲＲ’におけるコイルＲ_Ｌが短絡される（より詳細にはコイルＲ_Ｌの両端が短絡される）。

【0136】

第１〜第３実施形態で述べた、受電側共振回路（ＲＲ又はＲＲ’）の共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から所定周波数ｆ_Ｍに変更する動作を、以下、説明の便宜上、共振周波数変更動作と呼ぶ。一方、コイル短絡回路２６０を用いて受電側コイルＲ_Ｌを短絡する動作を、以下、説明の便宜上、コイル短絡動作と呼ぶ。第１〜第３実施形態にて共振周波数変更動作が行われるべきタイミングにおいて、第４実施形態では共振周波数変更動作の代わりにコイル短絡動作を行う。即ち、第１〜第３実施形態にて受電側共振回路（ＲＲ又はＲＲ’）の共振周波数ｆ_Ｏが周波数ｆ_Ｍに変更されるべき期間において、第４実施形態では受電側コイルＲ_Ｌを短絡する。

【0137】

受電側コイルＲ_Ｌが短絡された状態では受電側共振回路が存在しなくなる（受電側共振回路が存在しない状態と等価な状態となる）。従って、共振周波数変更動作を実行した場合と同様、コイル短絡動作の実行中では、送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷が十分に軽くなり（即ち、あたかも、給電台１２上に電子機器２が存在しないかのような状態となり）、上述の第１ケース（図１４（ａ）参照）においては、異物検出処理にて上記判定不等式“Ｖ_Ｄ（ｉ）≧Ｖ_ＲＥＦ（ｉ）”が成立する（図２０も参照）。また、上述の第２ケース（図１４（ｂ）参照）においては、コイル短絡動作の実行中においても、異物３は送電側コイルＴ_Ｌの負荷として存在し続けるため、電圧値Ｖ_Ｄ（ｉ）が小さくなり、異物検出処理にて上記判定不等式“Ｖ_Ｄ（ｉ）≧Ｖ_ＲＥＦ（ｉ）”が成立しない。故に、第１〜第３実施形態で述べたものと同様の異物検出処理が可能となる。異物検出処理の結果に基づく給電機器１の動作は、第１〜第３実施形態で述べたものと同様である。

【0138】

図３３を参照して、電力伝送が行われるまでの機器１及び２間の信号のやりとりを説明する。問い合わせ信号５１０及び応答信号５２０の送受信の流れは第１実施形態で述べた通りである（図１６参照）。上述したように、給電対象機器は、電子機器２を含み、異物３を含みうる。給電対象機器からの応答信号５２０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、応答信号５２０を解析し、給電対象機器がＮＦＣ通信を可能であって且つ電力を受け取れる又は電力の送電を求めている場合に、短絡用信号５３０ａをＮＦＣ通信によって給電対象機器に送信する。短絡用信号５３０ａを受信した給電対象機器としての電子機器２（ＩＣ２００’）は、短絡用信号５３０ａに対する応答信号５４０をＮＦＣ通信によって給電機器１に送信してから速やかに受電側コイルＲ_Ｌを短絡する。短絡用信号５３０ａは、例えば、受電側コイルＲ_Ｌを短絡することを要求、指示又は示唆する信号であり、電子機器２の制御回路２５０は、短絡用信号５３０ａの受信を契機として、受電側コイルＲ_Ｌを短絡する。受電側コイルＲ_Ｌの短絡の契機となるならば短絡用信号５３０ａはどのような信号でも良く、問い合わせ信号５１０に内包されるものであっても良い。

【0139】

応答信号５４０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、共振回路ＴＴの接続先を通信回路１２０から送電回路１３０に切り替えて上述の異物検出処理を実行する。異物検出処理の実行期間中、電子機器２（ＩＣ２００’）は、受電側コイルＲ_Ｌの短絡状態を維持する。具体的には、電子機器２（ＩＣ２００’）は、内蔵タイマを用いて、異物検出処理の実行期間の長さに応じた時間だけ受電側コイルＲ_Ｌを短絡状態で維持し、その後、受電側コイルＲ_Ｌの短絡状態を解消する（即ち、受電側コイルＲ_Ｌが短絡されていない状態に戻す）。

【0140】

異物検出処理において、給電台１２上に異物が無いと判断すると、給電機器１（ＩＣ１００）は、共振回路ＴＴの接続先を送電回路１３０から通信回路１２０に切り替えて、認証信号５５０をＮＦＣ通信により給電対象機器に送信する。認証信号５５０は、例えば、これから送電を行うことを給電対象機器に通知する信号を含む。認証信号５５０を受信した電子機器２（ＩＣ２００’）は、認証信号５５０に対応する応答信号５６０を、ＮＦＣ通信によって給電機器１に送信する。応答信号５６０は、例えば、認証信号５５０が示す内容を認識したことを通知する信号又は認証信号５５０が示す内容に許可を与える信号を含む。応答信号５６０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、共振回路ＴＴの接続先を再び通信回路１２０から送電回路１３０に切り替えて送電動作を実行し、これにより、電力伝送５７０が実現される。

【0141】

図１４（ａ）の第１ケースでは、上記の流れで電力伝送５７０が実行されるが、図１４（ｂ）の第２ケースの場合においては、応答信号５４０の送受信まで処理が進行するものの、異物検出処理において上記判定不等式が成立せずに給電台１２上に異物があると判断されるため、電力伝送５７０が実行されない。

【0142】

尚、共振周波数変更動作とコイル短絡動作の何れを通じても異物検出処理を正しく実行できるため、応答信号５２０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、変更用信号５３０及び短絡用信号５３０ａの双方の機能を備えた特定要求信号５３０ｂ（図３４参照）を給電対象機器に送信して良い。共振周波数変更動作を実行できる給電対象機器が特定要求信号５３０ｂを受信したならば給電対象機器にて共振周波数変更動作が実行され、コイル短絡動作を実行できる給電対象機器が特定要求信号５３０ｂを受信したならば給電対象機器にてコイル短絡動作が実行される。

【0143】

図３５は、初期設定処理（図１２参照）の後に実行される給電機器１の動作フローチャートである。第１実施形態（図１８）で述べた給電機器１の動作フローチャートを基準として、第４実施形態ではステップＳ１０５がステップＳ１０５ａに置換され、その置換を除き、給電機器１の動作フローチャートは第１及び第４実施形態間で共通である。共通部分の説明を省略する。図３５のステップＳ１０５ａにおいて、給電機器１の制御回路１６０は、通信回路１２０を用いたＮＦＣ通信により、特定要求信号５３０ｂを給電対象機器に送信し、その後、ステップＳ１０６において、応答信号５４０の受信を待機する。

【0144】

図３６は、電子機器２の動作フローチャートである。第１実施形態（図１９）で述べた電子機器２の動作フローチャートを基準として、第４実施形態ではステップＳ２０４、Ｓ２０６及びＳ２０８が夫々ステップＳ２０４ａ、Ｓ２０６ａ及びＳ２０８ａに置換され、それらの置換を除き、電子機器２の動作フローチャートは第１及び第４実施形態間で共通である。共通部分の説明を省略する。電子機器２が共振周波数変更動作又はコイル短絡動作を実行できるものとして、図３６の動作を説明する。

【0145】

ステップＳ２０３にて応答信号５２０を送信した後、ステップＳ２０４ａにおいて電子機器２は特定要求信号５３０ｂの受信を待機する。ステップＳ２０４ａにおいて変更用信号５３０ｂが通信回路２２０にて受信されると、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、制御回路２５０は、通信回路２２０を用いたＮＦＣ通信により応答信号５４０を給電機器１に送信し、続くステップＳ２０６ａにて、変更回路２４０を制御することで受電側共振回路の共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変更する、又は、短絡回路２６０を制御することで受電側コイルＲ_Ｌを短絡する。制御回路２５０は、共振周波数ｆ_Ｏの変更又は受電側コイルＲ_Ｌの短絡を開始してからの経過時間を計測し（ステップＳ２０７）、その経過時間が所定時間ｔ_Ｍに達すると、ステップＳ２０８ａにて、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数に戻し又は受電側コイルＲ_Ｌの短絡状態を解消し、その後、ステップＳ２０９に進む。給電機器１にてテスト磁界が発生されている期間中、共振周波数ｆ_Ｏが周波数ｆ_Ｍに維持され又は受電側コイルＲ_Ｌの短絡状態が維持され、その期間が終了すると速やかに、共振周波数ｆ_Ｏが基準周波数に戻されるように又は受電側コイルＲ_Ｌの短絡状態が解消されるように、時間ｔ_Ｍが予め設定されている。特定要求信号５３０ｂの中で時間ｔ_Ｍが指定されていても良い。ステップＳ２０９以降の動作は第１実施形態と同様である。

【0146】

本実施形態の如く、コイル短絡動作が実現できるように電子機器２を形成しておいても、第１〜第３実施形態と同様の作用及び効果が得られる。

【0147】

図３７を参照し、並列の共振回路ＲＲに好適な短絡回路２６０の具体的回路例を説明する。電子機器２又はＩＣ２００’に、整流回路ＤＤ、トランジスタＳＳ、抵抗Ｒ_ＳＳ及び平滑コンデンサＣＣ、並びに、配線であるラインＬＮ１〜ＬＮ４を設けておくことができる。整流回路ＤＤはダイオード（整流素子）Ｄ１〜Ｄ４から成る全波整流回路である。トランジスタＳＳは、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ電界効果トランジスタ；metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）として形成されている。

【0148】

図３７の回路において、受電側コイルＲ_Ｌの一端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの一端はラインＬＮ１に共通接続される一方、受電側コイルＲ_Ｌの他端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの他端はラインＬＮ２に共通接続される。ラインＬＮ１は、ダイオードＤ１のアノード及びダイオードＤ３のカソードに共通接続され、ラインＬＮ２は、ダイオードＤ２のアノード及びダイオードＤ４のカソードに共通接続される。ダイオードＤ１及びＤ２のカソードはラインＬＮ３に共通接続され、ダイオードＤ３及びＤ４のアノードはラインＬＮ４に共通接続される。トランジスタＳＳにおいて、ドレインはラインＬＮ３に接続され、ソースはラインＬＮ４に接続され、ゲートは抵抗Ｒ_ＳＳを介してラインＬＮ４に接続される。平滑コンデンサＣＣの正極及び負極は夫々ラインＬＮ３及びＬＮ４に接続される。

【0149】

制御回路２５０は、トランジスタＳＳのゲート電圧を制御することで、トランジスタＳＳをオン又はオフさせる。ＭＯＳＦＥＴのような電界効果トランジスタにて形成されるトランジスタにおいて、トランジスタのゲート電圧とは、当該トランジスタのソース電位を基準とした当該トランジスタのゲートの電圧を指す。

【0150】

トランジスタＳＳがオフのとき、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく電力が整流回路ＤＤでの整流を通じてラインＬＮ３及びＬＮ４間に伝搬されることで、ラインＬＮ４の電位から見てラインＬＮ３に正の電圧が表れる。このとき、図３７に示す如く、ラインＬＮ３及びＬＮ４間に平滑コンデンサＣＣを設けておけば、平滑コンデンサＣＣに電荷が蓄積され、ラインＬＮ３の電位を基準としてラインＬＮ３及びＬＮ４間に正の直流電圧を発生させることができる。この正の直流電圧にてバッテリ２１を充電することもできるし、機能回路２２を駆動させることもできる（図３０及び図２参照）。平滑コンデンサＣＣは、ＮＦＣ受電回路２３０の構成要素に含まれると考えても良いし、ＮＦＣ受電回路２３０の外に配置されると考えても良い。

【0151】

一方、トランジスタＳＳがオンのとき、受電側コイルＲ_Ｌは整流回路ＤＤを介して（より詳細には、ダイオードＤ１及びＤ４の組み合わせ又はダイオードＤ２及びＤ３の組み合わせを介して）短絡されるので、ラインＬＮ３及びＬＮ４間には電圧が発生しない（説明の簡略化上、スイッチＳＳのドレイン−ソース間電圧をゼロと仮定）。図３７の回路においてスイッチＳＳのオンが上述のコイル短絡動作に相当し、図３７の回路を用いた場合、スイッチＳＳにてコイル短絡回路２６０が形成されることになる。

【0152】

例えば、図２２の回路を作成する場合、２つのＭＯＳＦＥＴの直列回路にてスイッチ２４５を形成することでスイッチ２４５を双方向スイッチとして機能させることができる。この場合、スイッチ２４５をオフしたとしても、ＭＯＳＦＥＴの寄生容量とコンデンサＲ_Ｃの直列容量が寄生容量ＦＣａに並列接続される状態となり、結果、周波数ｆ_Ｍが基準周波数から十分に離れることができないおそれがある。これに対し、図３７のような回路を用いれば、このような事態の発生を抑制することが可能となる。

【0153】

＜＜第５実施形態＞＞
本発明の第５実施形態を説明する。図３８は、第５実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図であり、図３８の非接触給電システムは、給電機器１及び電子機器２として、夫々、給電機器１Ａ及び電子機器２Ａを備える。

【0154】

給電機器１Ａは、切り替え回路１１０Ａと、ＮＦＣ通信回路１２０と、ＮＦＣ送電回路１３０と、負荷検出回路１４０と、メモリ１５０と、制御回路１６０Ａと、送電側共振回路ＴＴＡを備える。ブロック１１０Ａ、１２０、１３０、１４０、１５０及び１６０Ａを集積化して形成される半導体集積回路を送電側ＩＣ１００として給電機器１Ａに設けておくことができる。電子機器２Ａは、切り替え回路２１０Ａと、ＮＦＣ通信回路２２０と、ＮＦＣ受電回路２３０と、制御回路２５０Ａと、受電側共振回路ＲＲＡを備える。ブロック２１０Ａ、２２０、２３０及び２５０Ａを集積化して形成される半導体集積回路を受電側ＩＣ２００又は２００’として電子機器２Ａに設けておくことができる。

【0155】

給電機器１ＡにおけるＮＦＣ通信回路１２０、ＮＦＣ送電回路１３０、負荷検出回路１４０及びメモリ１５０は、上述の給電機器１のそれらと同じものであって良い。送電側共振回路ＴＴＡは、並列の送電側共振回路ＴＴ又は直列の送電側共振回路ＴＴ’である（図２及び図２４（ａ）参照）。送電側共振回路ＴＴＡは、切り替え回路１１０Ａに接続され、切り替え回路１１０Ａを介して通信回路１２０又は送電回路１３０に接続される。切り替え回路１１０Ａは、第１実施形態で述べた切り替え回路１１０（図４参照）と同じ機能を有し、その切り替え回路１１０と同じものであって良い。制御回路１６０Ａは、上述の制御回路１６０の機能を内包するものであり、制御回路１６０と同じものであって良い。制御回路１６０Ａは、制御回路１６０と同様、回路１１０Ａ、１２０及び１３０を制御できる。制御回路１６０Ａは、切り替え回路１１０Ａを制御することで、ＮＦＣ通信回路１２０又はＮＦＣ送電回路１３０を択一的に送電側共振回路ＴＴＡに接続できて良い。

【0156】

電子機器２ＡにおけるＮＦＣ通信回路２２０及びＮＦＣ受電回路２３０は、上述の電子機器２のそれらと同じものであって良い。切り替え回路２１０Ａは、第１実施形態で述べた切り替え回路２１０（図５参照）として機能できるものであって良いが、その具体的回路例については後述する。受電側共振回路ＲＲＡは、並列の受電側共振回路ＲＲ又は直列の受電側共振回路ＲＲ’である（図２及び図２４（ｂ）参照）。受電側共振回路ＲＲＡは、切り替え回路２１０Ａに接続され、切り替え回路２１０Ａを介して通信回路２２０又は受電回路２３０に接続される。制御回路２５０Ａは、上述の制御回路２５０の機能を内包するものであり、制御回路２５０と同じものであって良い。制御回路２５０Ａは、制御回路２５０と同様、回路２１０Ａ、２２０及び２３０を制御できる。制御回路２５０Ａは、ＮＦＣ通信回路２２０又はＮＦＣ受電回路２３０Ａを択一的に受電側共振回路ＲＲＡに接続できて良い。

【0157】

―――切り替え回路２１０Ａの第１例―――
図３９を参照し、切り替え回路２１０Ａの第１例を説明する。図３９に示す切り替え回路１１００を切り替え回路２１０Ａの第１例として利用することができる。図３９では、直列の共振回路ＲＲ’に切り替え回路１１００が接続されている。切り替え回路１１００は、符号１１１１〜１１１８及び１１２１〜１１２８によって参照される部品とライン１１３１〜１１３８を含んで形成される。トランジスタ１１１５及び１１２５はＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成され、トランジスタ１１１７及び１１２７はＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成される。

【0158】

図３９において、受電側コイルＲ_Ｌの一端はライン１１３２に直接接続される一方で受電側コイルＲ_Ｌの他端は受電側コンデンサＲ_Ｃを介してライン１１３１に接続される。ライン１１３１は、ダイオード１１１１及び１１２１のアノード並びにダイオード１１１３及び１１２３のカソードに共通接続され、ライン１１３２は、ダイオード１１１２及び１１２２のアノード並びにダイオード１１１４及び１１２４のカソードに共通接続される。ダイオード１１１１及び１１１２のカソードはライン１１３３に共通接続され、ダイオード１１１３及び１１１４のアノードはライン１１３４に共通接続される。ダイオード１１２１及び１１２２のカソードはライン１１３５に共通接続され、ダイオード１１２３及び１１２４のアノードはライン１１３６に共通接続される。

【0159】

トランジスタ１１１５において、ドレインは、トランジスタ１１１７のゲートに接続されると共に抵抗１１１８を介してライン１１３３に接続され、ソースはライン１１３４に接続され、ゲートは抵抗１１１６を介してライン１１３４に接続される。トランジスタ１１１７のソース、ドレインは、夫々、ライン１１３３、１１３７に接続される。トランジスタ１１２５において、ドレインは、トランジスタ１１２７のゲートに接続されると共に抵抗１１２８を介してライン１１３５に接続され、ソースはライン１１３６に接続され、ゲートは抵抗１１２６を介してライン１１３６に接続される。トランジスタ１１２７のソース、ドレインは、夫々、ライン１１３５、１１３８に接続される。

【0160】

ライン１１３７及び１１３４間には平滑コンデンサＣＣは設けられず、ライン１１３８及び１１３６間にのみ平滑コンデンサＣＣが設けられる。具体的には、平滑コンデンサＣＣの正極及び負極が夫々ライン１１３８及び１１３６に接続される。但し、比較的小さな静電容量を持つコンデンサ（少なくとも平滑コンデンサＣＣの静電容量よりは小さな静電容量を持つコンデンサ）がライン１１３７及び１１３４間に設けられうる。ライン１１３４及び１１３７はＮＦＣ通信回路２２０に接続され、ライン１１３４及び１１３７間の電圧がＮＦＣ通信回路２２０に与えられる。ライン１１３８及び１１３６はＮＦＣ受電回路２３０に接続され、ライン１１３８及び１１３６間の電圧がＮＦＣ受電回路２３０に与えられる。

【0161】

制御回路２５０Ａは、トランジスタ１１１５及び１１２５のゲート電圧を夫々に制御することで、トランジスタ１１１５及び１１２５を個別にオン又はオフさせる。トランジスタ１１１５がオンのとき、トランジスタ１１１７のゲート電位の低下を通じてトランジスタ１１１７もオンとなる。トランジスタ１１１５がオフのときトランジスタ１１１７もオフとなる。トランジスタ１１２５がオンのとき、トランジスタ１１２７のゲート電位の低下を通じてトランジスタ１１２７もオンとなる。トランジスタ１１２５がオフのときトランジスタ１１２７もオフとなる。

【0162】

以下、通信回路１２０及び２２０を用いてＮＦＣ通信を行う期間を通信期間と呼び、送電回路１３０及び受電回路２３０を用いた電力伝送が行われる期間を電力伝送期間と呼ぶ。異物検出処理が実行される期間を含み、共振周波数変更動作又はコイル短絡動作が行われる期間をテスト期間と呼ぶ。

【0163】

通信期間では通信用接続状態が実現される。即ち、通信期間において、制御回路２５０Ａは、トランジスタ１１１５、１１２５を、夫々、オン、オフとする。このとき、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく信号がダイオード１１１１〜１１１４から成る整流回路及びトランジスタ１１１７を通じてライン１１３７及び１１３４間に伝搬される。機器１及び２（本実施形態では１Ａ及び２Ａ）は、基準周波数を有する搬送波の振幅変調を利用してＮＦＣ通信を実現できる。従って、ＮＦＣ通信回路２２０は、通信期間において、ライン１１３７及び１１３４間の電圧信号の振幅変化から情報信号を抽出できる。

【0164】

電力伝送期間では給電用接続状態が実現される。即ち、電力伝送期間において、制御回路２５０Ａは、トランジスタ１１１５、１１２５を、夫々、オフ、オンとする。このとき、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく電力がダイオード１１２１〜１１２４から成る整流回路及びトランジスタ１１２７を通じてライン１１３８及び１１３６間に伝搬される。結果、ライン１１３８及び１１３６間に接続された平滑コンデンサＣＣにて電荷が蓄積される。平滑コンデンサＣＣの蓄積電荷に基づき、ＮＦＣ受電回路２３０は、任意の電圧を生成及び出力することができ、その出力電圧にてバッテリ２１を充電することもできるし、機能回路２２を駆動させることもできる（図２参照：後述の任意の例においても同様）。

【0165】

テスト期間において、制御回路２５０Ａは、トランジスタ１１１５及び１１２５を共にオフとする。図３９において、トランジスタ１１１５及び１１２５が共にオフとされる状態は、図２８のスイッチ２４６がオフとされる状態と等価である。即ち、トランジスタ１１１５及び１１２５がオフのとき、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの直列回路が形成されなくなって、コイルＲ_ＬとコイルＲ_Ｌの両端間の寄生容量（図２８のＦＣｂに相当するが、図３９においては不図示）とで受電側共振回路が形成され、結果、受電側共振回路の共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変化せしめられる。このように、切り替え回路１１００は共振周波数変更動作を実現する共振周波数変更回路（２４０）を内包している、といえる。

【0166】

―――切り替え回路２１０Ａの第２例―――
図４０を参照し、切り替え回路２１０Ａの第２例を説明する。図４０に示す切り替え回路１２００を切り替え回路２１０Ａの第２例として利用することができる。図４０では、並列の共振回路ＲＲに切り替え回路１２００が接続されている。切り替え回路１２００は、符号１２１１〜１２１４及び１２２１〜１２２６によって参照される部品とライン１２３１〜１２３６を含んで形成される。トランジスタ１２２５はＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成される。図４０の部品１２２１〜１２２６、ＣＣは、夫々、図３７の部品Ｄ１〜Ｄ４、ＳＳ及びＲ_ＳＳ、ＣＣに相当する。

【0167】

図４０において、受電側コイルＲ_Ｌの一端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの一端はライン１２３１に共通接続され、受電側コイルＲ_Ｌの他端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの他端はライン１２３２に共通接続される。ライン１２３１は、ダイオード１２１１及び１２２１のアノード並びにダイオード１２１３及び１２２３のカソードに共通接続され、ライン１２３２は、ダイオード１２１２及び１２２２のアノード並びにダイオード１２１４及び１２２４のカソードに共通接続される。ダイオード１２１１及び１２１２のカソードはライン１２３３に共通接続され、ダイオード１２１３及び１２１４のアノードはライン１２３４に共通接続される。ダイオード１２２１及び１２２２のカソードはライン１２３５に共通接続され、ダイオード１２２３及び１２２４のアノードはライン１２３６に共通接続される。トランジスタ１２２５において、ドレインはライン１２３５に接続され、ソースはライン１２３６に接続され、ゲートは抵抗１２２６を介してライン１２３６に接続される。

【0168】

ライン１２３３及び１２３４間には平滑コンデンサＣＣは設けられず、ライン１２３５及び１２３６間にのみ平滑コンデンサＣＣが設けられる。具体的には、平滑コンデンサＣＣの正極及び負極が夫々ライン１２３５及び１２３６に接続される。但し、比較的小さな静電容量を持つコンデンサ（少なくとも平滑コンデンサＣＣの静電容量よりは小さな静電容量を持つコンデンサ）がライン１２３３及び１２３４間に設けられうる。ライン１２３３及び１２３４はＮＦＣ通信回路２２０に接続され、ライン１２３３及び１２３４間の電圧がＮＦＣ通信回路２２０に与えられる。ライン１２３５及び１２３６はＮＦＣ受電回路２３０に接続され、ライン１２３５及び１２３６間の電圧がＮＦＣ受電回路２３０に与えられる。

【0169】

制御回路２５０Ａは、トランジスタ１２２５のゲート電圧を制御することで、トランジスタ１２２５をオン又はオフさせる。

【0170】

テスト期間において、制御回路２５０Ａは、トランジスタ１２２５をオンとする。トランジスタ１２２５がオンのとき、整流回路（１２２１〜１２２４）を介してコイルＲ_Ｌが短絡される。即ち、コイル短絡動作が実現される。故に、切り替え回路１２００はコイル短絡回路（２６０）を内包している、といえる。

【0171】

通信期間及び電力伝送期間においてトランジスタ１２２５はオフとされる。図４０は、コイル短絡動作の実現に関与する部分の回路を抽出して示している。切り替え回路１２００と共振回路ＲＲとの間に図３０に示すような切り替え回路２１０を設けておき、通信期間において通信用接続状態を実現し（ダイオード１２２１〜１２２４から成る整流回路をライン１２３１及び１２３２から遮断し）且つ電力伝送期間において給電用接続状態を実現すれば良い（ダイオード１２１１〜１２１４から成る整流回路をライン１２３１及び１２３２から遮断すれば良い）。通信期間において、ＮＦＣ通信回路２２０は、ライン１２３３及び１２３４間の電圧信号の振幅変化から情報信号を抽出できる。電力伝送期間においては、受電側コイルＲ_Ｌに流れる交流電流に基づく電力がダイオード１２２１〜１２２４から成る整流回路を通じてライン１２３５及び１２３６間に伝搬されて、平滑コンデンサＣＣに電荷が蓄積される。そうすると、平滑コンデンサＣＣの蓄積電荷による電圧がＮＦＣ受電回路２３０に供給される。

【0172】

＜＜第６実施形態＞＞
本発明の第６実施形態を説明する。図４１は、第６実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図であり、図４１の非接触給電システムは、給電機器１及び電子機器２として、夫々、給電機器１Ａ及び電子機器２Ｂを備える。給電機器１Ａの構成及び動作は、第５実施形態（図３８）にて示した通りである。

【0173】

電子機器２Ｂは、２つの切り替え回路２１０Ｂと、ＮＦＣ通信回路２２０と、ＮＦＣ受電回路２３０と、制御回路２５０Ｂと、２つの受電側共振回路ＲＲＢを備える。２つのブロック２１０Ｂ並びにブロック２２０、２３０及び２５０Ｂを集積化して形成される半導体集積回路を受電側ＩＣ２００又は２００’として電子機器２Ｂに設けておくことができる。

【0174】

電子機器２ＢにおけるＮＦＣ通信回路２２０及びＮＦＣ受電回路２３０は、上述の電子機器２のそれらと同じものであって良い。２つの受電側共振回路ＲＲＢの夫々は、並列の受電側共振回路ＲＲ又は直列の受電側共振回路ＲＲ’である。２つの受電側共振回路ＲＲＢの内、一方を記号ＲＲＢ［１］にて参照し、他方を記号ＲＲＢ［２］にて参照する。２つの切り替え回路２１０Ｂは、共振回路ＲＲＢ［１］に接続される切り替え回路２１０Ｂ［１］と、共振回路ＲＲＢ［２］に接続される切り替え回路２１０Ｂ［２］とから成る。通信用の共振回路として設けられた共振回路ＲＲＢ［１］は切り替え回路２１０Ｂ［１］を介してＮＦＣ通信回路２２０に接続され、受電用の共振回路として設けられた共振回路ＲＲＢ［２］は切り替え回路２１０Ｂ［２］を介してＮＦＣ受電回路２３０に接続される。このように、電子機器２Ｂでは、通信用と受電用の共振回路が別個に設けられているので、図３０の切り替え回路２１０のような機能は電子機器２Ｂに設けられていない。切り替え回路２１０Ｂ［１］及び２１０Ｂ［２］の具体的回路例については後述する。制御回路２５０Ｂは、上述の制御回路２５０の機能を内包する。制御回路２５０Ｂは、回路２１０Ｂ［１］及び２１０Ｂ［２］を制御できると共に、制御回路２５０と同様に回路２２０及び２３０を制御できる。

【0175】

―――切り替え回路２１０Ｂの第１例―――
図４２及び図４３を参照し、切り替え回路２１０Ｂの第１例を説明する。図４２及び図４３に示す切り替え回路２１００を切り替え回路２１０Ｂの第１例として利用することができる。

【0176】

図４２及び図４３では、直列の受電側共振回路に切り替え回路２１００が接続されている。図４２では、切り替え回路２１００が図４１の切り替え回路２１０Ｂ［１］として利用されているときの回路例が示されており、切り替え回路２１０Ｂ［１］として利用される切り替え回路２１００を特に切り替え回路２１００［１］と呼ぶ。切り替え回路２１００［１］は直列の共振回路ＲＲＢ［１］とＮＦＣ通信回路２２０との間に配置される。図４３では、切り替え回路２１００が図４１の切り替え回路２１０Ｂ［２］として利用されているときの回路例が示されており、切り替え回路２１０Ｂ［２］として利用される切り替え回路２１００を特に切り替え回路２１００［２］と呼ぶ。切り替え回路２１００［２］は直列の共振回路ＲＲＢ［２］とＮＦＣ受電回路２３０との間に配置される。切り替え回路２１００［１］と切り替え回路２１００［２］は互いに同じ回路構成を有する。

【0177】

切り替え回路２１００（従って回路２１００［１］及び２１００［２］の夫々）は、符号２１１１〜２１１８によって参照される部品とライン２１３１〜２１３５を含んで形成される。トランジスタ２１１５はＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成され、トランジスタ２１１７はＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成される。

【0178】

図４２及び図４３において、受電側コイルＲ_Ｌの一端はライン２１３２に直接接続される一方で受電側コイルＲ_Ｌの他端は受電側コンデンサＲ_Ｃを介してライン２１３１に接続される。ライン２１３１は、ダイオード２１１１のアノード及びダイオード２１１３のカソードに共通接続され、ライン２１３２は、ダイオード２１１２のアノード及びダイオード２１１４のカソードに共通接続される。ダイオード２１１１及び２１１２のカソードはライン２１３３に共通接続され、ダイオード２１１３及び２１１４のアノードはライン２１３４に共通接続される。

【0179】

トランジスタ２１１５において、ドレインは、トランジスタ２１１７のゲートに接続されると共に抵抗２１１８を介してライン２１３３に接続され、ソースはライン２１３４に接続され、ゲートは抵抗２１１６を介してライン２１３４に接続される。トランジスタ２１１７のソース、ドレインは、夫々、ライン２１３３、２１３５に接続される。

【0180】

切り替え回路２１００［１］におけるライン２１３４及び２１３５はＮＦＣ通信回路２２０に接続され、切り替え回路２１００［１］のライン２１３４及び２１３５間の電圧がＮＦＣ通信回路２２０に与えられる。切り替え回路２１００［２］におけるライン２１３４及び２１３５はＮＦＣ受電回路２３０に接続され、切り替え回路２１００［２］のライン２１３４及び２１３５間の電圧がＮＦＣ受電回路２３０に与えられる。

【0181】

図４２に示す如く、切り替え回路２１００［１］におけるライン２１３４及び２１３５間には（回路２１００［１］と回路２２０を繋ぐライン２１３４及び２１３５間には）平滑コンデンサＣＣは設けらない。一方、図４３に示す如く、切り替え回路２１００［２］におけるライン２１３４及び２１３５間には（回路２１００［２］と回路２３０を繋ぐライン２１３４及び２１３５間には）平滑コンデンサＣＣが設けられる。具体的には、平滑コンデンサＣＣの正極、負極が、夫々、回路２１００［２］と回路２３０を繋ぐライン２１３５、２１３４に接続される。尚、比較的小さな静電容量を持つコンデンサ（少なくとも平滑コンデンサＣＣの静電容量よりは小さな静電容量を持つコンデンサ）が、通信回路２２０に繋がるライン２１３４及び２１３５間に設けられうる。

【0182】

制御回路２５０Ｂは、回路２１００［１］及び２１００［２］のトランジスタ２１１５のゲート電圧を個別に制御することで、回路２１００［１］及び２１００［２］のトランジスタ２１１５を個別にオン又はオフさせる。回路２１００［１］又は２１００［２］において、トランジスタ２１１５がオンのとき、トランジスタ２１１７のゲート電位の低下を通じてトランジスタ２１１７もオンとなり、トランジスタ２１１５がオフのときトランジスタ２１１７もオフとなる。

【0183】

テスト期間において、制御回路２５０Ｂは、回路２１００［１］及び２１００［２］のトランジスタ２１１５を共にオフとする。図４２及び図４３の夫々の回路において、トランジスタ２１１５がオフとされる状態は、図２８のスイッチ２４６がオフとされる状態と等価である。即ち、トランジスタ２１１５がオフのとき、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃの直列回路が形成されなくなって、コイルＲ_ＬとコイルＲ_Ｌの両端間の寄生容量（図２８のＦＣｂに相当するが、図４２及び図４３では図示していない）とで受電側共振回路が形成され、結果、受電側共振回路の共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変化せしめられる。従って、切り替え回路２１００［１］及び２１００［２］の夫々は共振周波数変更動作を実現する共振周波数変更回路（２４０）を内包している、といえる。

【0184】

通信期間において、制御回路２５０Ｂは、回路２１００［１］のトランジスタ２１１５をオンとし且つ回路２１００［２］のトランジスタ２１１５をオフとする。このとき、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき、図４２の共振回路ＲＲＢ［１］内の受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく信号が、回路２１００［１］における整流回路（２１１１〜２１１４）及びトランジスタ２１１７を通じてライン２１３４及び２１３５間に伝搬される。このため、ＮＦＣ通信回路２２０は、通信期間において、回路２１００［１］のライン２１３４及び２１３５間の電圧信号の振幅変化から情報信号を抽出できる。通信期間において回路２１００［２］のトランジスタ２１１５がオフとされることで、実質的に、受電用の共振回路ＲＲＢ［２］は送電側コイルＴ_Ｌの負荷として機能しなくなる。

【0185】

電力伝送期間において、制御回路２５０Ｂは、回路２１００［１］のトランジスタ２１１５をオフとし且つ回路２１００［２］のトランジスタ２１１５をオンとする。このとき、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき、図４３の共振回路ＲＲＢ［２］内の受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく電力が回路２１００［２］における整流回路（２１１１〜２１１４）及びトランジスタ２１１７を通じてライン２１３４及び２１３５間に伝搬される。結果、回路２１００［２］のライン２１３４及び２１３５間に接続された平滑コンデンサＣＣにて電荷が蓄積され、その蓄積電荷による電圧がＮＦＣ受電回路２３０に供給される。

【0186】

―――切り替え回路２１０Ｂの第２例―――
図４４及び図４５を参照し、切り替え回路２１０Ｂの第２例を説明する。図４４及び図４５に示す切り替え回路２２００を切り替え回路２１０Ｂの第２例として利用することができる。

【0187】

図４４及び図４５では、並列の受電側共振回路に切り替え回路２２００が接続されている。図４４では、切り替え回路２２００が図４１の切り替え回路２１０Ｂ［１］として利用されているときの回路例が示されており、切り替え回路２１０Ｂ［１］として利用される切り替え回路２２００を特に切り替え回路２２００［１］と呼ぶ。切り替え回路２２００［１］は並列の共振回路ＲＲＢ［１］とＮＦＣ通信回路２２０との間に配置される。図４５では、切り替え回路２２００が図４１の切り替え回路２１０Ｂ［２］として利用されているときの回路例が示されており、切り替え回路２１０Ｂ［２］として利用される切り替え回路２２００を特に切り替え回路２２００［２］と呼ぶ。切り替え回路２２００［２］は並列の共振回路ＲＲＢ［２］とＮＦＣ受電回路２３０との間に配置される。切り替え回路２２００［１］と切り替え回路２２００［２］は互いに同じ回路構成を有する。

【0188】

切り替え回路２２００（従って回路２２００［１］及び２２００［２］の夫々）は、符号２２１１〜２２１６によって参照される部品とライン２２３１〜２２３４を含んで形成される。トランジスタ２２１５はＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成される。

【0189】

図４４及び図４５において、受電側コイルＲ_Ｌの一端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの一端はライン２２３１に共通接続され、受電側コイルＲ_Ｌの他端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの他端はライン２２３２に共通接続される。ライン２２３１は、ダイオード２２１１のアノード及びダイオード２２１３のカソードに共通接続され、ライン２２３２は、ダイオード２２１２のアノード及びダイオード２２１４のカソードに共通接続される。ダイオード２２１１及び２２１２のカソードはライン２２３３に共通接続され、ダイオード２２１３及び２２１４のアノードはライン２２３４に共通接続される。

【0190】

トランジスタ２２１５において、ドレインはライン２２３３に接続され、ソースはライン２２３４に接続され、ゲートは抵抗２２１６を介してライン２２３４に接続される。

【0191】

切り替え回路２２００［１］におけるライン２２３３及び２２３４はＮＦＣ通信回路２２０に接続され、切り替え回路２２００［１］のライン２２３３及び２２３４間の電圧がＮＦＣ通信回路２２０に与えられる。切り替え回路２２００［２］におけるライン２２３３及び２２３４はＮＦＣ受電回路２３０に接続され、切り替え回路２２００［２］のライン２２３３及び２２３４間の電圧がＮＦＣ受電回路２３０に与えられる。

【0192】

図４４に示す如く、切り替え回路２２００［１］におけるライン２２３３及び２２３４間には（回路２２００［１］と回路２２０を繋ぐライン２２３３及び２２３４間には）平滑コンデンサＣＣは設けらない。一方、図４５に示す如く、切り替え回路２２００［２］におけるライン２２３３及び２２３４間には（回路２２００［２］と回路２３０を繋ぐライン２２３３及び２２３４間には）平滑コンデンサＣＣが設けられる。具体的には、平滑コンデンサＣＣの正極、負極が、夫々、回路２２００［２］と回路２３０を繋ぐライン２２３３、２２３４に接続される。尚、比較的小さな静電容量を持つコンデンサ（少なくとも平滑コンデンサＣＣの静電容量よりは小さな静電容量を持つコンデンサ）が、通信回路２２０に繋がるライン２２３３及び２２３４間に設けられうる。

【0193】

制御回路２５０Ｂは、回路２２００［１］及び２２００［２］のトランジスタ２２１５のゲート電圧を個別に制御することで、回路２２００［１］及び２２００［２］のトランジスタ２２１５を個別にオン又はオフさせる。

【0194】

テスト期間において、制御回路２５０Ｂは、回路２２００［１］及び２２００［２］のトランジスタ２２１５を共にオンとする。回路２２００［１］及び２２００［２］の夫々において、トランジスタ２２１５がオンのとき、整流回路（２２１１〜２２１４）を介して受電側コイルＲ_Ｌが短絡される。即ち、コイル短絡動作が実現される。従って、切り替え回路２２００［１］及び２２００［２］の夫々はコイル短絡動作を実現するコイル短絡回路（２６０）を内包している、といえる。

【0195】

通信期間において、制御回路２５０Ｂは、回路２２００［１］のトランジスタ２２１５をオフとし且つ回路２２００［２］のトランジスタ２２１５をオンとする。このとき、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき、図４４の共振回路ＲＲＢ［１］内の受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく信号が、回路２２００［１］における整流回路（２２１１〜２２１４）を通じてライン２２３３及び２２３４間に伝搬される。このため、ＮＦＣ通信回路２２０は、通信期間において、回路２２００［１］のライン２２３３及び２２３４間の電圧信号の振幅変化から情報信号を抽出できる。通信期間において回路２２００［２］のトランジスタ２２１５がオンとされることで、実質的に、受電用の共振回路ＲＲＢ［２］は送電側コイルＴ_Ｌの負荷として機能しなくなる。

【0196】

電力伝送期間において、制御回路２５０Ｂは、回路２２００［１］のトランジスタ２２１５をオンとし且つ回路２２００［２］のトランジスタ２２１５をオフとする。このとき、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき、図４５の共振回路ＲＲＢ［２］内の受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく電力が回路２２００［２］における整流回路（２２１１〜２２１４）を通じてライン２２３３及び２２３４間に伝搬される。結果、回路２２００［２］のライン２２３３及び２２３４間に接続された平滑コンデンサＣＣにて電荷が蓄積され、その蓄積電荷による電圧がＮＦＣ受電回路２３０に供給される。

【0197】

尚、図４１の切り替え回路２１０Ｂ［１］及び２１０Ｂ［２］として、図４２の切り替え回路２１００［１］及び図４５の切り替え回路２２００［２］を用いるようにしても良いし、或いは、図４４の切り替え回路２２００［１］及び図４３の切り替え回路２１００［２］を用いるようにしても良い。

【0198】

＜＜第７実施形態＞＞
本発明の第７実施形態を説明する。図４６は、第７実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図であり、図４６の非接触給電システムは、給電機器１及び電子機器２として、夫々、給電機器１Ｂ及び電子機器２Ｂを備える。電子機器２Ｂの構成及び動作は、第６実施形態（図４１）にて示した通りである。

【0199】

給電機器１Ｂは、２つの切り替え回路１１０Ｂと、ＮＦＣ通信回路１２０と、ＮＦＣ送電回路１３０と、負荷検出回路１４０と、メモリ１５０と、制御回路１６０Ｂと、２つの送電側共振回路ＴＴＢを備える。２つのブロック１１０Ｂ並びにブロック１２０、１３０、１４０、１５０及び１６０Ｂを集積化して形成される半導体集積回路を送電側ＩＣ１００として給電機器１Ｂに設けておくことができる。

【0200】

給電機器１ＢにおけるＮＦＣ通信回路１２０、ＮＦＣ送電回路１３０、負荷検出回路１４０及びメモリ１５０は、上述の給電機器１のそれらと同じものであって良い。２つの送電側共振回路ＴＴＢの夫々は、並列の送電側共振回路ＴＴ又は直列の送電側共振回路ＴＴ’である（図２及び図２４（ａ）参照）。

【0201】

２つの送電側共振回路ＴＴＢの内、一方を記号ＴＴＢ［１］にて参照し、他方を記号ＴＴＢ［２］にて参照する。２つの切り替え回路１１０Ｂは、共振回路ＴＴＢ［１］に接続される切り替え回路１１０Ｂ［１］と、共振回路ＴＴＢ［２］に接続される切り替え回路１１０Ｂ［２］とから成る。通信用の共振回路として設けられた共振回路ＴＴＢ［１］は切り替え回路１１０Ｂ［１］を介してＮＦＣ通信回路１２０に接続され、送電用の共振回路として設けられた共振回路ＴＴＢ［２］は切り替え回路１１０Ｂ［２］を介してＮＦＣ送電回路１３０に接続される。このように、給電機器１Ｂでは、通信用と送電用の共振回路が別個に設けられているので、図４の切り替え回路１１０のような機能は給電機器１Ｂに設けられていない。制御回路１６０Ｂは、上述の制御回路１６０の機能を内包する。制御回路１６０Ｂは、回路１１０Ｂ［１］及び１１０Ｂ［２］を制御できると共に、制御回路１６０と同様に回路１２０及び１３０を制御できる。

【0202】

切り替え回路１１０Ｂ［１］及び１１０Ｂ［２］は互いに同じ機能を持つ。切り替え回路１１０Ｂ［ｉ］は、共振回路ＴＴＢ［ｉ］の共振周波数を基準周波数である１３．５６ＭＨｚから所定周波数（上述の周波数ｆ_Ｍと同じであっても良く、例えば数１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）に変更するための共振周波数変更動作、又は、共振回路ＴＴＢ［ｉ］内の送電側コイルＴ_Ｌを短絡するコイル短絡動作を実行可能である（ここにおけるｉは１又は２）。切り替え回路１１０Ｂ［ｉ］による共振周波数変更動作又はコイル短絡動作の実現方法は、上述の任意の実施形態にて述べた受電側共振回路に対する共振周波数変更動作又はコイル短絡動作の実現方法と同じであって良い。制御回路１６０Ｂは、切り替え回路１１０Ｂ［１］における共振周波数変更動作又はコイル短絡動作の実行／非実行、並びに、切り替え回路１１０Ｂ［２］における共振周波数変更動作又はコイル短絡動作の実行／非実行を個別に制御できる。以下、切り替え回路１１０Ｂ［ｉ］において共振周波数変更動作又はコイル短絡動作が実行されることを切り替え回路１１０Ｂ［ｉ］の作動と表現し、切り替え回路１１０Ｂ［ｉ］において共振周波数変更動作もコイル短絡動作も実行されないことを切り替え回路１１０Ｂ［ｉ］の機能の停止と表現する。

【0203】

通信期間において、制御回路１６０Ｂは、通信回路１２０及び送電回路１３０の内、通信回路１２０のみを動作させる。通信期間では、通信回路１２０及び共振回路ＴＴＢ［１］並びに共振回路ＲＲＢ［１］及び通信回路２２０を用いて機器１Ｂ及び２Ｂ間のＮＦＣ通信が実行され、このときにおける通信回路１２０及び共振回路ＴＴＢ［１］の動作は、ＮＦＣ通信における上述の通信回路１２０及び共振回路ＴＴの動作と同様である。故に、通信期間において制御回路１６０Ｂは切り替え回路１１０Ｂ［１］の機能を停止させる。但し、通信期間では、共振回路ＴＴＢ［１］に対し物理的に非常に近い位置に存在する共振回路ＴＴＢ［２］が共振回路ＴＴＢ［１］の回路動作に大きな影響を与えることを防止する必要ある。従って、通信期間において、制御回路１６０Ｂは切り替え回路１１０Ｂ［２］を作動させる。

【0204】

電力伝送期間において、制御回路１６０Ｂは、通信回路１２０及び送電回路１３０の内、送電回路１３０のみを動作させる。電力伝送期間では、送電回路１３０及び共振回路ＴＴＢ［２］並びに共振回路ＲＲＢ［２］及び受電回路２３０を用いて機器１Ｂ及び２Ｂ間の電力伝送が実行され、このときにおける送電回路１３０及び共振回路ＴＴＢ［２］の動作は、電力伝送における上述の送電回路１３０及び共振回路ＴＴの動作と同様である。故に、電力伝送期間において制御回路１６０Ｂは切り替え回路１１０Ｂ［２］の機能を停止させる。但し、電力伝送期間では、共振回路ＴＴＢ［２］に対し物理的に非常に近い位置に存在する共振回路ＴＴＢ［１］が共振回路ＴＴＢ［２］の回路動作に大きな影響を与えることを防止する必要がある。また、共振回路ＴＴＢ［２］の発生強磁界による共振回路ＴＴＢ［１］に繋がる回路の破壊等を防止する必要がある。従って、電力伝送期間において、制御回路１６０Ｂは切り替え回路１１０Ｂ［１］を作動させる。

【0205】

テスト期間において、制御回路１６０Ｂは、通信回路１２０及び送電回路１３０の内、送電回路１３０のみを動作させる。テスト期間では、送電回路１３０及び共振回路ＴＴＢ［２］によりテスト磁界が発生され、このときにおける送電回路１３０及び共振回路ＴＴＢ［２］の動作は、テスト期間における上述の送電回路１３０及び共振回路ＴＴの動作（換言すれば、異物検出処理における上述の送電回路１３０及び共振回路ＴＴの動作）と同様である。故に、テスト期間において制御回路１６０Ｂは切り替え回路１１０Ｂ［２］の機能を停止させる。但し、テスト期間では、共振回路ＴＴＢ［２］に対し物理的に非常に近い位置に存在する共振回路ＴＴＢ［１］が異物検出処理の結果に影響を与えることを防止する必要ある。従って、テスト期間において、制御回路１６０Ｂは切り替え回路１１０Ｂ［１］を作動させる。

【0206】

＜＜第８実施形態＞＞
本発明の第８実施形態を説明する。図４７は、第８実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図であり、図４７の非接触給電システムは、給電機器１及び電子機器２として、夫々、給電機器１Ｂ及び電子機器２Ａを備える。給電機器１Ｂの構成及び動作は、第７実施形態（図４６）にて示した通りである。電子機器２Ａの構成及び動作は、第５実施形態（図３８）にて示した通りである。

【0207】

＜＜第９実施形態＞＞
本発明の第９実施形態を説明する。上述の各実施形態において、電子機器（２、２Ａ、２Ｂ）におけるＮＦＣ通信回路２２０を既存のＮＦＣ通信ＩＣを用いて実現することもでき、この場合においても、受電側共振回路に対して共振周波数変更動作又はコイル短絡動作が実現できるよう、電子機器（２、２Ａ、２Ｂ）を形成しておくと良い。

【0208】

図４８を参照し、具体例を説明する。図４８は、既存（即ち市販）のＮＦＣ通信ＩＣ２５００に対して切り替え回路２２００［１］を適用したときの回路例を示している。図４８の切り替え回路２２００［１］及びＮＦＣ通信ＩＣ２５００を用いて、図４１等に示される切り替え回路２１０Ｂ［１］及びＮＦＣ通信回路２２０を形成しても良い。

【0209】

図４８では、並列の受電側共振回路に対して切り替え回路２２００［１］が接続されており、それらの接続関係及び切り替え回路２２００［１］内の各部品及び各ライン間の接続関係は上述した通りである。ＮＦＣ通信ＩＣ２５００はＮＦＣ通信回路２２０を内包すると共に、ダイオード２５１１〜２５１４から成る整流回路を備える。具体的には、ダイオード２５１１のアノード及びダイオード２５１３のカソードがライン２２３１に共通接続される一方で、ダイオード２５１２のアノード及びダイオード２５１４のカソードがライン２２３２に共通接続される。ＮＦＣ通信ＩＣ２５００におけるＮＦＣ通信回路２２０は、ダイオード２５１１及び２５１２のカソードが共通接続されるラインと、ダイオード２５１３及び２５１４のアノードが共通接続されるラインとに接続され、通信期間において、それらのライン間の電圧信号の振幅変化から情報信号を抽出できる。図４８のトランジスタ２２１５は、通信期間ではオフとされているが、電力伝送期間及びテスト期間においてオンとされてコイル短絡動作が実現される。

【0210】

＜＜第１０実施形態＞＞
本発明の第１０実施形態を説明する。第１０実施形態に係る非接触給電システムは、給電機器１として上述の給電機器１、１Ａ又は１Ｂを備えていて良く、電子機器２として上述の電子機器２、２Ａ又は２Ｂを備えていて良い。但し、以下では、第１０実施形態に関わる技術説明の具体化のため、第１〜第４実施形態で述べた給電機器１及び電子機器２にて第１０実施形態の非接触給電システムが形成されると考える。

【0211】

通信期間及びテスト期間中における給電機器１及び電子機器２の動作は、上述してきた通りである。本実施形態では、電力伝送期間中における給電機器１及び電子機器２の特徴的な動作を説明し、その動作に関連する構成に注目した説明を設ける。

【0212】

図４９は、給電機器１の構成要素の内、本実施形態の特徴的な動作に関与する部分のブロック図である。図４９のＮＦＣ送電回路１３０は、図７に示したものと同じものである。図４９では、給電機器１に設けられる送電側共振回路として並列の共振回路ＴＴ（図２参照）が示されているが、給電機器１に設けられる送電側共振回路は直列の共振回路ＴＴ’であっても良い。第１０実施形態に係る給電機器１は、図２及び図４に示す送電側ＩＣ１００と、送電側共振回路（ＴＴ又はＴＴ’）を有しているものとする。

【0213】

図５０に示す回路４１００を負荷検出回路１４０に含めておくことができる。回路４１００は、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅を検出可能な回路であって、部品１４１及び４１１１〜４１１５を備える。図５０のセンス抵抗１４１は、図７のセンス抵抗１４１と同じものであり、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流がセンス抵抗１４１にも流れる。ゼロボルトの基準電位から見た、センス抵抗１４１の発生電圧がダイオード４１１１のアノードに加わり、ダイオード４１１１のカソードにおける電圧は抵抗４１１２及びコンデンサ４１１３の並列回路によるローパスフィルタにて平滑されつつコンパレータ４１１４の非反転入力端子に加わる。つまり、コンパレータ４１１４の非反転入力端子には、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅に比例した大きさを持つ直流電圧Ｖ_Ａが加わる。コンパレータ４１１４の反転入力端子には、直流電圧源４１１５が発生する直流電圧Ｖ_Ｂが加わっている。コンパレータ４１１４の出力信号４１２０は、Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”のときハイレベルの電圧信号となり、“Ｖ_Ａ＜Ｖ_Ｂ”のときローレベルの電圧信号となる。尚、給電機器１の負荷検出回路１４０は、図７で示した増幅器１４２、包絡線検波器１４３及びＡ／Ｄ変換器１４４を有してしても良い。図５０のコンパレータ４１１４の非反転入力端子に加わる電圧信号は、図７の包絡線検波器１４３の出力信号に相当する。

【0214】

図５１は、電子機器２の構成要素の内、本実施形態の特徴的な動作に関与する部分のブロック図である。第１０実施形態に係る電子機器２は、回路５１００、５２００、５３００、５４００及び５５００を備える。受電側共振回路５１００は、並列の共振回路ＲＲ又は直列の共振回路ＲＲ’である。

【0215】

第１０実施形態における電子機器２は、図２及び図５に示す受電側ＩＣ２００又は図３０に示す受電側ＩＣ２００’を有していると想定する。この想定の下では（図５、図３０及び図５１参照）、整流／平滑回路５２００は、切り替え回路２１０とＮＦＣ受電回路２３０の間に挿入されていると考えても良いし、ＮＦＣ受電回路２３０に内包されていると考えても良い。負荷回路５３００は、ＮＦＣ受電回路２３０に内包されていると考えても良いし、ＮＦＣ受電回路２３０の後段に配置される（例えば図２の機能回路２２に相当する又は機能回路２２を含む）と考えても良い。第１０実施形態において異常検出回路５４００及び異常応答回路５５００が受電側ＩＣ２００又は２００’に追加される。

【0216】

整流／平滑回路５２００は、電力伝送において受電側共振回路５１００の受電側コイルＲ_Ｌにて受電した交流電力を整流し且つ平滑化することで直流電力を生成する。負荷回路５３００は、整流／平滑回路５２００にて生成された直流電力を消費して、任意の電気的動作を行う。

【0217】

図５２に、回路５１００、５２００及び５３００の具体的構成例を説明する。図５２では、受電側共振回路５１００が並列の共振回路である場合の例が示されているが、既に述べたように受電側共振回路５１００は直列の共振回路でも良い。整流／平滑回路５２００は、ダイオード５２１１〜５２１４及び平滑コンデンサ５２１５を備える。負荷回路５３００は、レギュレータ５３１０及び機能回路５３２０を備える。機能回路５３２０は、図２に示す機能回路２２に相当するものであっても良い。

【0218】

図５２において、受電側共振回路５１００における受電側コイルＲ_Ｌの一端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの一端は、ラインＬＮ１１を介してダイオード５２１１のアノード及びダイオード５２１３のカソードに共通接続され、受電側共振回路５１００における受電側コイルＲ_Ｌの他端及び受電側コンデンサＲ_Ｃの他端は、ラインＬＮ１２を介してダイオード５２１２のアノード及びダイオード５２１４のカソードに共通接続される。ダイオード５２１１及び５２１２のカソードは平滑コンデンサ５２１５の正極に共通接続され、ダイオード５２１３及び５２１４のアノードは平滑コンデンサ５２１５の負極に共通接続される。このため、電力伝送において、送電側コイルＴ_Ｌが発生した交番磁界に基づき受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れ、その交流電流に基づく電力が整流／平滑回路５２００における整流回路（５２１１〜５２１４）により整流されて、電荷として平滑コンデンサ５２１５に蓄積される。平滑コンデンサ５２１５の蓄積電荷による電圧、即ち平滑コンデンサ５２１５の両極間電圧（理想的には直流電圧）が、一対のラインＬＮ２１及びＬＮ２２を介し、整流／平滑回路５２００の出力電圧としてレギュレータ５３１０に供給される。

【0219】

レギュレータ５３１０は、整流／平滑回路５２００の出力電圧に対して電力変換を行うことで、整流／平滑回路５２００の出力電圧に基づく所定電圧値を有する直流電圧を生成し、生成した直流電圧を一対の電力ラインＬＮ３１及びＬＮ３２を介して機能回路５３２０に出力する。機能回路５３２０は、レギュレータ５３１０の出力電圧を用いて駆動する任意の負荷である。例えば、電子機器２がスマートホンであれば、機能回路５３２０は、相手側機器との間の通話を実現するための通話処理部、及び、ネットワーク網を介して他機器と情報を送受信するための通信処理部などを含む。或いは例えば、電子機器２がデジタルカメラであれば、機能回路５３２０は、撮像素子を駆動する駆動回路、撮像素子の出力信号から画像データを生成する画像処理回路などを含む。

【0220】

異常検出回路５４００は、負荷回路５３００の異常の有無を検出し（即ち、負荷回路５３００に異常が生じているか否かを検出し）、その検出結果を示す信号ＯＵＴ_５４００を出力する。出力信号ＯＵＴ_５４００は異常応答回路５５００に与えられる。ここでは、負荷回路５３００に異常が有ると検出されたとき、ハイレベルの電圧信号ＯＵＴ_５４００が第１論理値を有する信号ＯＵＴ_５４００として出力され、負荷回路５３００に異常は無いと検出されたとき、ローレベルの電圧信号ＯＵＴ_５４００が第２論理値を有する信号ＯＵＴ_５４００として出力されるものとする。尚、以下の説明における異常とは、特に記述無き限り、負荷回路５３００の異常を指す。

【0221】

異常検出回路５４００は、負荷回路５３００の状態を示す物理量の大きさが所定の通常範囲を逸脱しているとき、負荷回路５３００に異常が有ると判断して、第１論理値の信号ＯＵＴ_５４００を出力し、そうでないとき、負荷回路５３００に異常は無いと判断して、第２論理値の信号ＯＵＴ_５４００を出力する。負荷回路５３００の状態を示す物理量は、例えば、電圧、電流又は温度である。異常の有無判断に利用される電圧、電流、温度を、夫々、対象温度、対象電流、対象温度と呼ぶ。

【0222】

対象電圧は、負荷回路５３００における所定の電子部品又はノードに加わる電圧であって良く、負荷回路５３００の入力電圧及び出力電圧を含む。即ち例えば、対象電圧は、電子機器２内の回路であって且つ負荷回路５３００以外の回路（例えば回路５２００）から負荷回路５３００へ入力される電圧であっても良いし、電子機器２内の回路であって且つ負荷回路５３００以外の回路に対して負荷回路５３００が出力する電圧であっても良い。或いは例えば、対象電圧は、負荷回路５３００内で生成される電圧（例えばレギュレータ５３１０の出力電圧）であっても良い。

【0223】

対象電流は、負荷回路５３００における所定の電子部品又はノードに流れる電流であって良く、負荷回路５３００の入力電流及び出力電流を含む。即ち例えば、対象電流は、電子機器２内の回路であって且つ負荷回路５３００以外の回路（例えば回路５２００）から負荷回路５３００へ入力される電流であっても良いし、電子機器２内の回路であって且つ負荷回路５３００以外の回路に対して負荷回路５３００が出力する電流であっても良い。或いは例えば、対象電流は、レギュレータ５３１０から機能回路５３２０への供給電流（即ち機能回路５３２０の消費電流）であっても良い。

【0224】

対象温度は、負荷回路５３００における所定部分の温度であって良い。例えば、対象温度は、レギュレータ５３１０を形成するトランジスタの温度（より具体的には当該トランジスタのパッケージ又はヒートシンクの温度）であっても良い。或いは例えば、対象温度は、機能回路５３２０に含まれる集積回路の温度（より具体的には当該集積回路のパッケージ又はヒートシンクの温度）であっても良い。

【0225】

異常検出回路５４００は、電圧異常検出回路５４００Ｖ、電流異常検出回路５４００Ｉ及び温度異常検出回路５４００Ｔの内、少なくとも１つの検出回路を備える（それらの回路例については後に述べる）。

【0226】

電圧異常検出回路５４００Ｖは、対象電圧が所定の通常電圧範囲を逸脱するとき、例えば対象電圧が通常電圧範囲の上限である所定電圧Ｖ_ＴＨを超えるとき、負荷回路５３００に電圧異常が有ると判断し、そうでないとき電圧異常は無いと判断する。
電流異常検出回路５４００Ｉは、対象電流が所定の通常電流範囲を逸脱するとき、例えば対象電流が通常電流範囲の上限である所定電流Ｉ_ＴＨを超えるとき、負荷回路５３００に電流異常が有ると判断し、そうでないとき電流異常は無いと判断する。
温度異常検出回路５４００Ｔは、対象温度が所定の通常温度範囲を逸脱するとき、例えば対象温度が通常温度範囲の上限である所定温度Ｔ_ＴＨを超えるとき、負荷回路５３００に温度異常が有ると判断し、そうでないとき温度異常は無いと判断する。

【0227】

異常検出回路５４００は、３つの検出回路５４００Ｖ、５４００Ｉ及び５４００Ｔの内、自身が備える検出回路の何れかにて、負荷回路５３００に異常（電圧異常、電流異常又は温度異常）があると判断されている場合には、第１論理値の信号ＯＵＴ_５４００を出力し、自身が備える検出回路の何れにおいても負荷回路５３００に異常（電圧異常、電流異常又は温度異常）が無いと判断されている場合には、第２論理値の信号ＯＵＴ_５４００を出力する。例えば、異常検出回路５４００が検出回路５４００Ｖ、５４００Ｉ及び５４００Ｔを備えている場合、電圧異常、電流異常及び温度異常の内、何れか１以上の異常が負荷回路５３００に有ると判断されている場合には、第１論理値の信号ＯＵＴ_５４００を出力し、電圧異常、電流異常及び温度異常の何れもが負荷回路５３００に無いと判断されている場合に限って、第２論理値の信号ＯＵＴ_５４００を出力する。

【0228】

図５３に、電圧異常検出回路５４００Ｖの回路例を示す。図５３の電圧異常検出回路５４００Ｖはコンパレータ５４１１及び直流電圧源５４１２を備え、コンパレータ５４１１の非反転入力端子、反転入力端子に、夫々、対象電圧、直流電圧源５４１２の出力電圧Ｖ_ＴＨが印加される。コンパレータ５４１１は、対象電圧が電圧Ｖ_ＴＨ以上ならばハイレベルの電圧信号ＯＵＴ_{５４００Ｖ}を出力し、そうでないならローレベルの電圧信号ＯＵＴ_{５４００Ｖ}を出力する。

【0229】

図５４に、電流異常検出回路５４００Ｉの回路例を示す。図５４の電流異常検出回路５４００Ｉは、対象電流が流れる抵抗５４２１と、抵抗５４２１の電圧降下を増幅して出力する増幅器５４２２と、コンパレータ５４２３及び直流電圧源５４２４を備え、コンパレータ５４２３の非反転入力端子、反転入力端子に、夫々、増幅器５４２２の出力電圧、直流電圧源５４２４の出力電圧Ｖ_ＴＨが印加される。対象電流（対象電流の大きさ）が所定電流Ｉ_ＴＨ以上のときに増幅器５４２２の出力電圧が電圧Ｖ_ＴＨ以上となってコンパレータ５４２３からハイレベルの電圧信号ＯＵＴ_{５４００Ｉ}が出力されるように、且つ、対象電流（対象電流の大きさ）が所定電流Ｉ_ＴＨ未満のときに増幅器５４２２の出力電圧が電圧Ｖ_ＴＨ未満となってコンパレータ５４２３からローレベルの電圧信号ＯＵＴ_{５４００Ｉ}が出力されるように、抵抗５４２１の値及び電圧Ｖ_ＴＨの値などが決定されている。

【0230】

図５５に、温度異常検出回路５４００Ｔの回路例を示す。図５５の温度異常検出回路５４００Ｔは、対象温度を持つ部品と熱結合したダイオード５４３１と、ダイオード５４３１に定電流を流す定電流回路５４３２と、コンパレータ５４３３及び直流電圧源５４３４を備え、コンパレータ５４３３の非反転入力端子、反転入力端子に、夫々、直流電圧源５４３４の出力電圧Ｖ_ＴＨ、ダイオード５４３１の順方向電圧が印加される。ダイオード５４３１の順方向電圧の温度依存性により、対象温度が高くなるほどダイオード５４３１の順方向電圧は小さくなる。対象温度が所定温度Ｔ_ＴＨ以上のときにダイオード５４３１の順方向電圧が電圧Ｖ_ＴＨ未満となってコンパレータ５４３３からハイレベルの電圧信号ＯＵＴ_{５４００Ｔ}が出力されるように、且つ、対象温度が所定温度Ｔ_ＴＨ未満のときにダイオード５４３１の順方向電圧が電圧Ｖ_ＴＨ以上となってコンパレータ５４３３からローレベルの電圧信号ＯＵＴ_{５４００Ｔ}が出力されるように、定電流の値及び電圧Ｖ_ＴＨの値などが決定されている。

【0231】

信号ＯＵＴ_{５４００Ｖ}、ＯＵＴ_{５４００Ｉ}又はＯＵＴ_{５４００Ｔ}が異常検出回路５４００の出力信号ＯＵＴ_５４００であって良い。但し、ラッチ回路を利用して、信号ＯＵＴ_{５４００Ｖ}、ＯＵＴ_{５４００Ｉ}又はＯＵＴ_{５４００Ｔ}がローレベルからハイレベルに切り替わったとき、一定時間以上、出力信号ＯＵＴ_５４００がハイレベルに維持されるようにしておいても良い。信号ＯＵＴ_{５４００Ｖ}、ＯＵＴ_{５４００Ｉ}及びＯＵＴ_{５４００Ｔ}の内、２以上の信号の論理和を異常検出回路５４００の出力信号ＯＵＴ_５４００にしても良い。但し、ラッチ回路を利用して、上記論理和の信号がローレベルからハイレベルに切り替わったとき、一定時間以上、出力信号ＯＵＴ_５４００がハイレベルに維持されるようにしておいても良い。

【0232】

異常応答回路５５００には、異常検出回路５４００の出力信号ＯＵＴ_５４００が入力される。異常検出回路５４００が負荷回路５３００に異常が有ると検出したとき、即ち、第１論理値の信号ＯＵＴ_５４００（ここではハイレベルの信号ＯＵＴ_５４００）が異常検出回路５４００から異常応答回路５５００に入力されたとき、異常応答回路５５００は、異常応答動作を行う。第２論理値の信号ＯＵＴ_５４００（ここではローレベルの信号ＯＵＴ_５４００）が異常検出回路５４００から異常応答回路５５００に入力されているときには、異常応答動作は行われない。

【0233】

電力伝送において、送電側コイルＴ_Ｌからの電力を受電する電子機器２は、送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷となる。異常応答動作は、電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさを変化させる動作である。ここにおける変化は、異常検出回路５４００による異常の検出の前後間において、当該負荷の大きさを変化させることを意味する。

【0234】

電力伝送期間において送電動作が行われているとき、給電機器１の制御回路１６０は、給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさの変化の有無を監視し、その監視結果を用いて送電制御を行う（送電の継続又は停止を制御する）。当該監視は、負荷検出回路１４０による、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅の検出結果に基づき実現される。

【0235】

―――具体例ＥＸ１０＿１―――
第１０実施形態に属する具体例ＥＸ１０＿１を説明する。具体例ＥＸ１０＿１では、異常応答回路５５００の一例として図５６の回路５５００ａを用いる。回路５５００ａは、スイッチ５５１１と抵抗５５１２の直列回路から成り、当該直列回路はラインＬＮ２１及びＬＮ２２間に配置される。スイッチ５５１１は、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子から成り、信号ＯＵＴ_５４００に応じてオン又はオフする。第１論理値（ハイレベル）の信号ＯＵＴ_５４００がスイッチ５５１１に入力されたとき、スイッチ５５１１はオンし、ラインＬＮ２１及びＬＮ２２間は抵抗５５１２を介して接続されることになる。第２論理値（ローレベル）の信号ＯＵＴ_５４００がスイッチ５５１１に入力されたときスイッチ５５１１はオフする。

【0236】

図５７の回路５５００Ｘは、回路５５００ａの具体的構成例を示す図である。回路５５００Ｘは、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成されたトランジスタ５５２１と、抵抗５５２２及び５５２３を備える。トランジスタ５５２１及び抵抗５５２２を図５６のスイッチ５５１１及び抵抗５５１２として機能させることができ、この場合、トランジスタ５５２１のドレインを抵抗５５２２を介してラインＬＮ２１に接続し、トランジスタ５５２１のソースをラインＬＮ２２に接続し、トランジスタ５５２１のゲートに信号ＯＵＴ_５４００を入力すれば良い。抵抗５５２３にはトランジスタ５５２１のゲート電圧が加わる。

【0237】

電力伝送期間において、受電側共振回路５１００の受電電力は一対の電力ライン（ＬＮ２１、ＬＮ２２）を介して負荷回路５３００に供給されることになる。電力伝送期間において、負荷回路５３００の異常が検出されたとき、異常の検出前と比べ、回路５５００ａは、受電側共振回路５１００から見た一対の電力ライン（ＬＮ２１、ＬＮ２２）間のインピーダンスを減少させることになる。電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさは、一対の電力ライン（ＬＮ２１、ＬＮ２２）間のインピーダンスが減少すれば増大する。

【0238】

電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさが増大すれば、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅が減少する（図８参照）。従って、異常検出時に当該負荷の大きさの増大をもたらす回路５５００ａ（図５６）を異常応答回路５５００として用いる場合、制御回路１６０は、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＜Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されたときに異常の発生を認知して（以下、当該認知を送電側異常発生認知という）送電動作を停止し、一方、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されているならば送電動作を継続すれば良い。具体例ＥＸ１０＿１では、送電動作中において、図５６のスイッチ５５１１がオンとなったときにのみ“Ｖ_Ａ＜Ｖ_Ｂ”が成立するように、図５０の電圧Ｖ_Ｂの値や図５６の抵抗５５１２の値などが予め定められる。

【0239】

送電側異常発生認知に基づき送電動作を停止した後は、所定の解除条件が成立しない限り、送電動作の停止を継続するようにしても良い（後述の具体例ＥＸ１０＿２、ＥＸ１０＿３及びＥＸ１０＿４についても同様）。解除条件は、例えば、給電機器１がユーザから所定の解除操作の入力を受けることで成立する。

【0240】

―――具体例ＥＸ１０＿２―――
第１０実施形態に属する具体例ＥＸ１０＿２を説明する。具体例ＥＸ１０＿２では、異常応答回路５５００の一例として図５８の回路５５００ｂを用いる。回路５５００ｂは、ラインＬＮ２２上に直列に挿入されたスイッチ５５４１から成る。ラインＬＮ２２の内、負荷回路５３００とスイッチ５５４１との間のラインをラインＬＮ２２ａと呼び、整流／平滑回路５２００とスイッチ５５４１との間のラインをラインＬＮ２２ｂと呼ぶ。スイッチ５５４１は、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子から成り、信号ＯＵＴ_５４００に応じてオン又はオフする。第１論理値（ハイレベル）の信号ＯＵＴ_５４００がスイッチ５５４１に入力されたとき、スイッチ５５４１はオフし、整流／平滑回路５２００及び負荷回路５３００間が遮断される。第２論理値（ローレベル）の信号ＯＵＴ_５４００がスイッチ５５４１に入力されたとき、スイッチ５５４１はオンし、一対の電力ライン（ＬＮ２１、ＬＮ２２）を介して整流／平滑回路５２００及び負荷回路５３００間が接続される。

【0241】

図５９の回路５５００Ｙは、回路５５００ｂの具体的構成例を示す図である。回路５５００Ｙは、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴとして形成されたトランジスタ５５５１と、インバータ５５５２と抵抗５５５３を備える。トランジスタ５５５１を図５８のスイッチ５５４１として機能させることができ、この場合、トランジスタ５５５１のドレインをラインＬＮ２２ａに接続し、トランジスタ５５５１のソースをラインＬＮ２２ｂに接続し、トランジスタ５５５１のゲートに信号ＯＵＴ_５４００の反転信号（信号ＯＵＴ_５４００の論理を反転させた信号）を入力すれば良い。インバータ５５５２は信号ＯＵＴ_５４００の反転信号をトランジスタ５５５１のゲートに供給する。抵抗５５５３にはトランジスタ５５５１のゲート電圧が加わる。

【0242】

電力伝送期間において、受電側共振回路５１００の受電電力は一対の電力ライン（ＬＮ２１、ＬＮ２２）を介して負荷回路５３００に供給されることになる。電力伝送期間において、負荷回路５３００の異常が検出されたとき、異常の検出前と比べ、回路５５００ｂは、受電側共振回路５１００から見た一対の電力ライン（ＬＮ２１、ＬＮ２２）間のインピーダンスを増加させることになる。電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさは、一対の電力ライン（ＬＮ２１、ＬＮ２２）間のインピーダンスが増大すれば減少する。

【0243】

電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさが減少すれば、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅が増大する（図８参照）。従って、異常検出時に当該負荷の大きさの減少をもたらす回路５５００ｂ（図５８）を異常応答回路５５００として用いる場合、制御回路１６０は、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されたときに異常の発生を認知して（即ち送電側異常発生認知を成して）送電動作を停止し、一方、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＜Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されているならば送電動作を継続すれば良い。具体例ＥＸ１０＿２では、送電動作中において、図５８のスイッチ５５４１がオフとなったときにのみ“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”が成立するように、図５０の電圧Ｖ_Ｂの値などが予め定められる。

【0244】

―――具体例ＥＸ１０＿３―――
第１０実施形態に属する具体例ＥＸ１０＿３を説明する。具体例ＥＸ１０＿３では、電子機器２が、上述の共振周波数変更回路２４０を備えていることを前提とし、共振周波数変更回路２４０（図５等参照）が異常応答回路５５００として利用される。尚、共振周波数変更回路２４０が異常応答回路５５００によって制御されると考えても良い。

【0245】

電力伝送期間において、異常検出回路５４００から第２論理値の信号ＯＵＴ_５４００が出力されているとき、異常応答回路５５００としての共振周波数変更回路２４０は、共振周波数変更動作を実行せず、結果、受電側共振回路５１００の共振周波数ｆ_Ｏは所定の基準周波数に設定されて所望の受電動作が行われる。一方、電力伝送期間において、異常検出回路５４００から第１論理値の信号ＯＵＴ_５４００が出力されているとき、異常応答回路５５００としての共振周波数変更回路２４０は、受電側共振回路５１００の共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から所定周波数ｆ_Ｍに変更する共振周波数変更動作を実行する。共振周波数変更動作の実現方法及び共振周波数変更回路２４０の具体的回路構成として、それらについて上述した任意の実施形態中の方法及び構成が具体例ＥＸ１０＿３に適用される。

【0246】

電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさは、上述してきたように、共振周波数変更動作の実行によって減少する。

【0247】

電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさが減少すれば、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅が増大する（図８参照）。従って、異常検出時に当該負荷の大きさの減少をもたらす共振周波数変更回路２４０を異常応答回路５５００として用いる場合、制御回路１６０は、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されたときに異常の発生を認知して（即ち送電側異常発生認知を成して）送電動作を停止し、一方、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＜Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されているならば送電動作を継続すれば良い。具体例ＥＸ１０＿３では、送電動作中において、共振周波数変更動作が実行されたときにのみ“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”が成立するように、図５０の電圧Ｖ_Ｂの値などが予め定められる。

【0248】

―――具体例ＥＸ１０＿４―――
第１０実施形態に属する具体例ＥＸ１０＿４を説明する。具体例ＥＸ１０＿４では、電子機器２が、上述のコイル短絡回路２６０を備えていることを前提とし、コイル短絡回路２６０（図３０等参照）が異常応答回路５５００として利用される。尚、コイル短絡回路２６０が異常応答回路５５００によって制御されると考えても良い。

【0249】

電力伝送期間において、異常検出回路５４００から第２論理値の信号ＯＵＴ_５４００が出力されているとき、異常応答回路５５００としてのコイル短絡回路２６０は、コイル短絡動作を実行せず、結果、所望の受電動作が行われる。一方、電力伝送期間において、異常検出回路５４００から第１論理値の信号ＯＵＴ_５４００が出力されているとき、異常応答回路５５００としてのコイル短絡回路２６０は、受電側共振回路５１００の受電側コイルＲ_Ｌを短絡するコイル短絡動作を実行する。コイル短絡動作の実現方法及びコイル短絡回路２６０の具体的回路構成として、それらについて上述した任意の実施形態中の方法及び構成が具体例ＥＸ１０＿４に適用される。

【0250】

電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさは、上述してきたように、コイル短絡動作の実行によって減少する。

【0251】

電力伝送における給電機器１（送電側コイルＴ_Ｌ）から見た電子機器２の負荷の大きさが減少すれば、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅が増大する（図８参照）。従って、異常検出時に当該負荷の大きさの減少をもたらすコイル短絡回路２６０を異常応答回路５５００として用いる場合、制御回路１６０は、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されたときに異常の発生を認知して（即ち送電側異常発生認知を成して）送電動作を停止し、一方、送電動作中に図５０の回路４１００から“Ｖ_Ａ＜Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が出力されているならば送電動作を継続すれば良い。具体例ＥＸ１０＿４では、送電動作中において、コイル短絡動作が実行されたときにのみ“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”が成立するように、図５０の電圧Ｖ_Ｂの値などが予め定められる。

【0252】

１３．５６ＭＨｚを用いた電力伝送を実現可能な非接触給電システムにおいて、電力伝送中に受電側機器（ここでは電子機器２）で異常が起きた場合、電力伝送を停止することが受電側機器の保護に繋がる。電力伝送を停止するために、異常の発生を通信によって送電側機器（ここでは給電機器１）に伝えるということも検討される。しかし、法規制上、そのような通信の実施は現実的に難しいことも多い。例えば、日本国の電波法（第１００条参照）では、一定条件下であれば公的機関の許可を得ずに電力伝送を行うことができると定められており、一定条件外では電力伝送に公的機関の許可が必要になる。そして、この一定条件を満たすためには、電力伝送に用いる１３．５６ＭＨｚの電磁波を無変調にしておく必要がある。つまり、電力伝送期間では、１３．５６ＭＨｚの無変調波を送電側共振回路にて発生させないと上記一定条件を満たせない。しかし、通信にて情報（異常検知情報など）を送受信するためには変調が必須である。一方において、各家庭などで機器１及び２間の電力伝送を行わせようとするユーザに公的機関への許可申請手続きを求めるのは非現実的である。

【0253】

これに鑑み、本実施形態では、電力伝送中に、受電側機器において異常が検知された場合、負荷の大きさの変化を通じて該異常の発生を送電側機器に知らしめる。これにより、電力伝送中において、電力伝送用の電磁波に変調を与えることなく受電側機器での異常の発生を送電側機器に知らせることができ、送電側機器にて必要な措置（送電停止など）をとることができるようになる。

【0254】

＜＜第１１実施形態＞＞
本発明の第１１実施形態を説明する。第１１実施形態では、第１０実施形態における給電機器１及び電子機器２の動作の流れの例を説明する。

【0255】

図６０は、初期設定処理（図１２参照）の後に実行される給電機器１の動作フローチャートである。第４実施形態（図３５）で述べた給電機器１の動作フローチャートを基準として、第１１実施形態ではステップＳ１１５がステップＳ１１５ａに置換され、その置換を除き、給電機器１の動作フローチャートは第４及び第１１実施形態間で共通である。共通部分の説明を省略する。

【0256】

ステップＳ１１４にて送電回路１３０による送電動作が開始した後、ステップＳ１１５ａに進む。ステップＳ１１５ａにおいて、制御回路１６０は、送電動作の開始時点からの経過時間を計測し、その経過時間を所定の時間ｔ_Ａと比較すると共に、上述の送電側異常発生認知が成されたか否かを判定する。例えば、実施例ＥＸ１０＿１では“Ｖ_Ａ＜Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が図５０の回路４１００から出力されたときのみ、送電側異常発生認知が成され、実施例ＥＸ１０＿２〜ＥＸ１０＿４では“Ｖ_Ａ＞Ｖ_Ｂ”の成立を示す信号４１２０が図５０の回路４１００から出力されたときのみ、送電側異常発生認知が成される。そして、上記経過時間が時間ｔ_Ａに達しておらず且つ送電側異常発生認知が成されていない場合、ステップＳ１１６に進まずに送電動作を継続するが、上記経過時間が時間ｔ_Ａに達した場合又は送電側異常発生認知が成された場合、ステップＳ１１６に進んで、制御回路１６０は送電回路１３０による送電動作を停止させ、その後、ステップＳ１０１に戻る。

【0257】

図６１は、電子機器２の動作フローチャートである。第４実施形態（図３６）で述べた電子機器２の動作フローチャートを基準として、第１１実施形態ではステップＳ２１３がステップＳ２１３ａに置換され、その置換を除き、電子機器２の動作フローチャートは第４及び第１１実施形態間で共通である。共通部分の説明を省略する。

【0258】

ステップＳ２１２にて受電回路２３０を用いた受電動作を開始した後、ステップＳ２１３ａに進む。ステップＳ２１３ａにおいて、制御回路２５０は、受電動作の開始時点からの経過時間を計測して該経過時間を所定の時間ｔ_Ｂと比較し、一方で、異常検出回路５４００により負荷回路５３００における異常の有無が検出される。上記経過時間が時間ｔ_Ｂに達しておらず、且つ、負荷回路５３００の異常が検出されていない（即ち、第２論理値の信号ＯＵＴ_５４００が異常検出回路５４００から出力されている）場合、ステップＳ２１４に進まずに受電動作を継続するが、上記経過時間が時間ｔ_Ｂに達した場合又は負荷回路５３００の異常が検出された場合（即ち、第１論理値の信号ＯＵＴ_５４００が異常検出回路５４００から出力された場合）、ステップＳ２１４に進んで受電動作が停止され、その後、ステップＳ２０１に戻る。

【0259】

＜＜本発明の第２考察＞＞
上述の第１〜第１１実施形態にて具体化された本発明について考察する。

【0260】

本発明の一側面に係る受電装置は、受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路に接続されるべき回路であって、磁界共鳴を利用して前記受電側コイルにて受電した電力に基づき出力電力を生成する受電回路（２３０）と、前記電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路（２４０、２６０）と、を備えたことを特徴とする。

【0261】

受電装置は、受電側コイルに対応する送電側コイルから送電される電力を、磁界共鳴を利用して受電できる。一方、受電装置と異なる異物も存在し得る。ここにおける異物は、上記基準周波数を共振周波数として持った共振回路を備えるが、受電能力を持たない機器であるとする。このような異物が、送電側コイルの発生磁界に応答する場所に存在している状況において、電力送電用の磁界が送電側コイルにて発生されたとき、異物が破損等するおそれがある。これを回避するために、異物の有無を検知する必要がある。

【0262】

この検知のために、受電装置に上記変更／短絡回路を設ける。そうすると、以下のような作用が得られる。即ち、受電装置のみが存在する第１ケースにおいて、受電側共振回路の共振周波数を基準周波数から変更したとき又は受電側コイルを短絡したとき、受電側共振回路が送電側コイルの発生磁界に対して共鳴しなくなり、送電側コイルにとっての負荷の重さが比較的軽くなる。一方、受電装置及び異物が存在する第２ケースにおいては、受電側共振回路の共振周波数の変更又は受電側コイルの短絡により送電側コイルにとっての負荷の一部は軽くなるものの、異物の共振回路は送電側コイルの発生磁界に共鳴するため、送電側コイルにとっての負荷の重さは第１ケースよりも重くなる。

【0263】

故に、負荷の重さを評価することで第１ケースと第２ケースを区別することが可能となり、第２ケースにおいては送電を行わないといった制御が可能となる。つまり、上記のような構成を持つ受電装置によれば、受電装置及び送電装置を有する非接触給電システム内で、異物の有無判断及び送電の実行可否判断を行うことが可能となり、異物の破損等を回避することが可能となる。

【0264】

本発明の他の側面に係る送信装置は、送電側コイル及び送電側容量を含む送電側共振回路に接続されるべき回路であって、前記送電側共振回路に交流信号を供給して前記送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させることで前記送電側コイルから磁界共鳴方式で電力を送電させる送電回路（１３０）と、前記送電側コイルに流れる電流の振幅に応じた値を出力する検出回路（１４０）と、前記送電回路を制御する制御回路（１６０）と、を備え、前記制御回路（１６０）は、特定信号を前記送電側コイルから前記受電側コイルに送信させる第１処理部と、前記特定信号の送信後、所定のテスト磁界が前記送電側コイルにて発生されるよう前記送電回路を制御する第２処理部と、前記テスト磁界を発生させているときの前記検出回路の出力値を所定の基準値と比較することで前記送電の実行可否を判断する第３処理部と、を有し、前記特定信号は、前記送電側コイルからの電力を受電可能な受電側コイル及び受電側容量を含む受電側共振回路の共振周波数を、前記受電の際の前記共振周波数である前記基準周波数から変更させることの契機となる信号である、又は、前記受電側コイルを短絡させることの契機となる信号であることを特徴とする。

【0265】

受電側共振回路に接続された又は受電側共振回路を備えた受電装置は、送電側コイルから送電される電力を、磁界共鳴を利用して受電できる。一方、受電装置と異なる異物も存在し得る。ここにおける異物は、上記基準周波数を共振周波数として持った共振回路を備えるが、受電能力を持たない機器であるとする。このような異物が、送電側コイルの発生磁界に応答する場所に存在している状況において、電力送電用の磁界が送電側コイルにて発生されたとき、異物が破損等するおそれがある。これを回避するために、異物の有無を検知する必要がある。

【0266】

この検知のために、まず第１処理部を利用する。送電装置に対応する受電装置は、第１処理部による特定信号に従い、共振周波数を基準周波数から変更できる又は受電側コイルを短絡する。これに対し、送電装置に対応しない異物は、特定信号に応答せず、共振周波数を基準周波数から変更しない又は変更できないし、受電側コイルの短絡も行わない。共振周波数の変更又は受電側コイルの短絡による作用を、第１及び第２ケースに分けて考察する。

【0267】

受電装置のみが存在する第１ケースにおいて、受電側共振回路の共振周波数を基準周波数から変更したとき又は受電側コイルを短絡したとき、受電側共振回路が送電側コイルの発生磁界に対して共鳴しなくなり、送電側コイルにとっての負荷の重さが比較的軽くなる。一方、受電装置及び異物が存在する第２ケースにおいては、受電側共振回路の共振周波数の変更又は受電側コイルの短絡により送電側コイルにとっての負荷の一部は軽くなるものの、異物は送電側コイルの発生磁界に共鳴するため、送電側コイルにとっての負荷の重さは第１ケースよりも重くなる。

【0268】

ところで、送電側コイルに流れる電流の振幅は、送電側コイルの負荷の重さに依存するため、その振幅の値を評価することで、負荷の軽重、即ち、第１及び第２ケースの区別が可能となる。これを考慮し、上記第２及び第３処理部を送電装置に設ける。これにより、異物の有無判断を介して送電の実行可否制御を行うことが可能となり、異物の破損等を回避することが可能となる。

【0269】

尚、上述の実施形態では、通信回路１２０を用いた変更用信号５３０、短絡用信号５３０ａ又は特定要求信号５３０ｂの送信が特定信号の送信に対応する。それらの信号は、制御回路１６０の制御の下で送信されるので制御回路１６０は第１処理部を含んでいると考えられる。但し、信号５３０、５３０ａ又は５３０ｂの送信の実行主体は通信回路１２０である。また、図２０の例では、ステップＳ１３１〜Ｓ１３３の処理が第２処理部の処理に対応し、ステップＳ１３４〜Ｓ１３８の処理が第３処理部の処理に対応する。

【0270】

本発明の他の側面に係る非給電接触システム（例えば図４９〜図５１参照）は、送電側共振回路を備えた送電装置から受電側共振回路を備えた受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な非接触給電システムにおいて、前記受電装置は、前記受電側共振回路を用いて受電した電力を消費する負荷回路（５３００）と、前記負荷回路における異常の有無を検出する異常検出回路（５４００）と、前記異常が検出されたとき、前記送電装置から見た前記受電装置の負荷の大きさを変化させる異常応答回路（５５００）と、を備え、前記送電装置は、前記送電の実行中に前記変化の有無を監視して（４１００）送電制御を行うことを特徴とする。

【0271】

送電中に受電装置側で異常が起きた場合、送電停止などの措置をとることが受電装置の保護に繋がる。送電の停止等を行うために、異常の発生を通信によって送電装置に伝えるということも検討されるが、そのような通信の実施は電磁波の変調を要するため、現実的に難しいことも多い。これに鑑み、受電装置において異常が検知された場合、送電装置から見た受電装置の負荷の大きさを変化させ、送電装置では、その変化の有無を監視するようにする。これにより、電力伝送用の電磁波に変調を与えることなく受電装置での異常の発生を送電装置に知らせることができ、送電装置にて必要な送電制御（送電停止など）を行うことができるようになる。

【0272】

尚、本発明に係る受電装置は、受電側共振回路に接続された装置（例えば受電側ＩＣ）であると考えても良いし、受電側共振回路を構成要素として含んだ装置（例えば電子機器２）であると考えても良い。本発明に係る送電装置は、送電側共振回路に接続された装置（例えば送電側ＩＣ）であると考えても良いし、送電側共振回路を構成要素として含んだ装置（例えば給電機器１）であると考えても良い。

【0273】

＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈３を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

【0274】

［注釈１］
上述の実施形態では、各種の信号の周波数や共振周波数を、基準周波数としての１３．５６ＭＨｚに設定することを述べたが、１３．５６ＭＨｚは設定の目標値であって、実際の機器における、それらの周波数には誤差が含まれる。

【0275】

［注釈２］
本発明をＮＦＣの規格に沿って具現化したものを実施形態中に示したため、基準周波数が１３．５６ＭＨｚであると述べたが、基準周波数は１３．５６ＭＨｚ以外でも構わない。これに関連するが、本発明が適用される給電機器及び電子機器間の通信及び電力伝送は、ＮＦＣ以外の規格に沿った通信及び電力伝送であっても良い。

【0276】

［注釈３］
本発明に係る受電装置又は送電装置である対象装置を、集積回路等のハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。対象装置にて実現される機能の全部又は一部である任意の特定の機能をプログラムとして記述して、該プログラムを対象装置に搭載可能なフラッシュメモリに保存しておいても良い。そして、該プログラムをプログラム実行装置（例えば、対象装置に搭載可能なマイクロコンピュータ）上で実行することによって、その特定の機能を実現するようにしてもよい。上記プログラムは任意の記録媒体に記憶及び固定されうる。上記プログラムを記憶及び固定する記録媒体は対象装置と異なる機器（サーバ機器等）に搭載又は接続されても良い。

【符号の説明】

【0277】

１ 給電機器
２ 電子機器
１２ 給電台
２１ バッテリ
１００ 送電側ＩＣ
２００ 受電側ＩＣ
ＴＴ 送電側共振回路
Ｔ_Ｌ 送電側コイル
Ｔ_Ｃ 送電側コンデンサ
ＲＲ 受電側共振回路
Ｒ_Ｌ 受電側コイル
Ｒ_Ｃ 受電側コンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】

【図59】

【図60】

【図61】