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JP6692210B2 - Electronic equipment and wireless power supply system - Google Patents
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Description

本発明は、電子機器、及び無線給電システムに関する。   The present invention relates to an electronic device and a wireless power feeding system.

近年、人体に埋め込むことにより生体情報のセンシングや治療を行う、体内埋め込み型医療機器の研究が行われている。このような電子機器では、動作電源に一次電池を用いると小型化が困難になる上、電池交換のための手術が必要になり、患者への負担が大きい。そのため、体内に埋め込む電子機器に対して無線給電する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, research has been conducted on implantable medical devices that perform sensing and treatment of biometric information by being implanted in the human body. In such an electronic device, if a primary battery is used as an operating power source, downsizing becomes difficult, and surgery for battery replacement is required, which imposes a heavy burden on the patient. Therefore, a technique of wirelessly supplying power to an electronic device embedded in the body is known (for example, refer to Patent Document 1).

特開2003−348774号公報JP, 2003-348774, A

しかしながら、従来の電子機器の無線給電技術では、例えば、給電コイルから受電コイルに交流電源の電力を伝送するため、結合係数や受電コイルに接続された負荷が変動すると受電電圧が変動する場合があった。なお、結合係数は、2つのコイルの距離や角度、或いはコイル間に存在する物体により変化する。また、電子機器が軽負荷になるほど、受電電圧が大きく上昇する。そのため、従来の電子機器の無線給電技術では、受電電圧の上昇により接続されている部品の耐電圧を超えてしまう可能性があった。   However, in the conventional wireless power feeding technology for electronic devices, for example, since the power of the AC power source is transmitted from the power feeding coil to the power receiving coil, the power receiving voltage may fluctuate when the coupling coefficient or the load connected to the power receiving coil changes. It was The coupling coefficient changes depending on the distance or angle between the two coils or the object existing between the coils. Further, the lighter the load on the electronic device, the more the received voltage increases. Therefore, in the conventional wireless power feeding technology for electronic devices, there is a possibility that the withstand voltage of the connected components may be exceeded due to an increase in the received voltage.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、無線給電によって安定して動作させることができる電子機器、及び無線給電システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic device and a wireless power feeding system that can be stably operated by wireless power feeding.

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、給電装置が有する給電コイルから給電される受電コイルと、前記受電コイルに給電された電力を直流電力に整流する整流部と、前記整流部によって整流された前記直流電力を蓄電する蓄電デバイスと、抵抗と直列に接続され、前記直流電力の放電を制御するスイッチング素子と、前記直流電力の電圧が、前記蓄電デバイスの許容電圧に基づく第1電圧以上になった場合に、前記スイッチング素子に前記抵抗を介して前記直流電力を放電させるとともに、前記直流電力の電圧が、前記第1電圧より低い第2電圧であって、前記蓄電デバイスに蓄電された電力により動作する負荷部の動作最低電圧より高い第2電圧以下になった場合に、前記スイッチング素子による放電を停止させる充放電制御部とを備えることを特徴とする電子機器である。 In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention is a power receiving coil that is fed from a power feeding coil included in a power feeding device, a rectifying unit that rectifies power fed to the power receiving coil into DC power, and the rectifying unit. A power storage device that stores the DC power rectified by a switching device, a switching element that is connected in series with a resistor to control discharge of the DC power, and a voltage of the DC power based on an allowable voltage of the power storage device. When the voltage becomes equal to or higher than the voltage, the switching element is caused to discharge the DC power through the resistor, and the voltage of the DC power is a second voltage lower than the first voltage and is stored in the power storage device. A charging / discharging control unit that stops discharging by the switching element when the voltage becomes equal to or lower than a second voltage higher than the minimum operating voltage of the load unit that operates by the generated power. An electronic device, characterized in that it comprises a.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、前記充放電制御部は、前記直流電力の電圧が、前記第1電圧以上になったか否かを検出する第1検出部と、前記直流電力の電圧が、前記第2電圧以下になったか否かを検出する第2検出部と、前記第1検出部によって、前記直流電力の電圧が前記第1電圧以上になったことを検出した場合に、前記スイッチング素子に前記直流電力を放電させる状態を保持するとともに、前記第2検出部によって、前記直流電力の電圧が前記第2電圧以下になったことを検出した場合に、前記スイッチング素子に前記放電を停止させる自己保持部とを備えることを特徴とする。   Further, in one aspect of the present invention, in the electronic device, the charge / discharge control unit includes a first detection unit that detects whether or not the voltage of the DC power is equal to or higher than the first voltage; When the second detection unit that detects whether or not the voltage of the electric power has become equal to or lower than the second voltage and the first detection unit that the voltage of the DC electric power has become equal to or higher than the first voltage In addition, while maintaining the state in which the DC power is discharged to the switching element, and when the second detector detects that the voltage of the DC power has become equal to or lower than the second voltage, the switching element And a self-holding unit for stopping the discharge.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、前記第1検出部は、基準電圧を生成する基準電圧生成部と、前記基準電圧生成部が生成した前記基準電圧と、前記直流電力の電圧を分圧した電圧との比較に基づいて、前記直流電力の電圧が、前記第1電圧以上になったか否かを検出する電圧比較部とを備えることを特徴とする。   Further, according to one aspect of the present invention, in the above electronic device, the first detection unit includes a reference voltage generation unit that generates a reference voltage, the reference voltage generated by the reference voltage generation unit, and the DC power. A voltage comparison unit that detects whether or not the voltage of the DC power has become equal to or higher than the first voltage based on a comparison with a voltage obtained by dividing the voltage.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、前記スイッチング素子は、前記蓄電デバイスと並列に接続されていることを特徴とする。   Further, according to one embodiment of the present invention, in the above electronic device, the switching element is connected in parallel with the power storage device.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、前記整流部と、前記蓄電デバイスとの間に接続されたダイオードを備え、前記スイッチング素子は、前記整流部と前記ダイオードとの間において、前記直流電力を放電させることを特徴とする。   Further, according to one aspect of the present invention, in the above electronic device, the rectifying unit, a diode connected between the power storage device, the switching element, between the rectifying unit and the diode, The DC power is discharged.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、所定の条件に応じて、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給する電力供給部を備えることを特徴とする。   Further, one embodiment of the present invention is characterized in that the above electronic device includes a power supply portion which supplies the electric power charged by the power storage device to the load portion in accordance with a predetermined condition.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、前記電力供給部は、前記給電コイルから前記受電コイルへの給電が停止した後に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給することを特徴とする。   Further, according to one embodiment of the present invention, in the above electronic device, the power supply unit supplies the load unit with the power charged by the power storage device after power supply from the power supply coil to the power reception coil is stopped. It is characterized by supplying.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、前記蓄電デバイスが満充電に達する期間以上の計時期間を計時するタイマ部を備え、前記電力供給部は、前記タイマ部が前記計時期間を計時した場合に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給することを特徴とする。   Further, according to one embodiment of the present invention, in the above electronic device, a timer unit that counts a time period that is equal to or longer than a period in which the power storage device reaches full charge, and the power supply unit is configured such that the timer unit measures the time period. When the time is counted, the electric power charged by the power storage device is supplied to the load unit.

また、本発明の一態様は、上記の電子機器において、人体に埋め込まれる機器であることを特徴とする。   One embodiment of the present invention is the above electronic device, which is a device embedded in a human body.

また、本発明の一態様は、給電コイルを備える給電装置と、前記給電装置から給電される電子機器とを備え、前記電子機器は、前記給電コイルから給電される受電コイルと、前記受電コイルに給電された電力を直流電力に整流する整流部と、前記整流部によって整流された前記直流電力を蓄電する蓄電デバイスと、抵抗と直列に接続され、前記直流電力の放電を制御するスイッチング素子と、前記直流電力の電圧が、前記蓄電デバイスの許容電圧に基づく第1電圧以上になった場合に、前記スイッチング素子に前記抵抗を介して前記直流電力を放電させるとともに、前記直流電力の電圧が、前記第1電圧より低い第2電圧であって、前記蓄電デバイスに蓄電された電力により動作する負荷部の動作最低電圧より高い第2電圧以下になった場合に、前記スイッチング素子による放電を停止させる充放電制御部とを備えることを特徴とする無線給電システムである。 Further, according to one embodiment of the present invention, a power feeding device including a power feeding coil and an electronic device fed from the power feeding device are provided, and the electronic device includes a power receiving coil fed from the power feeding coil and the power receiving coil. A rectification unit that rectifies the supplied power to DC power, an electricity storage device that stores the DC power that is rectified by the rectification unit, a switching device that is connected in series with a resistor, and that controls the discharge of the DC power, When the voltage of the DC power becomes equal to or higher than a first voltage based on the allowable voltage of the electricity storage device, the switching element discharges the DC power via the resistor, and the voltage of the DC power is A second voltage that is lower than the first voltage and is equal to or lower than a second voltage that is higher than the minimum operating voltage of the load unit that operates by the electric power stored in the power storage device. A wireless power supply system, characterized in that it comprises a discharge control unit that stops the discharge by the switching element.

また、本発明の一態様は、上記の無線給電システムにおいて、前記電子機器は、前記給電装置の前記給電コイルから前記受電コイルへの給電が停止した後に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給する電力供給部を備えることを特徴とする。   Further, according to one embodiment of the present invention, in the above wireless power feeding system, the electronic device supplies the power charged by the power storage device after power feeding from the power feeding coil of the power feeding device to the power receiving coil is stopped. A power supply unit for supplying the load unit is provided.

また、本発明の一態様は、上記の無線給電システムにおいて、前記給電装置は、前記蓄電デバイスが満充電に達する第1期間を計時する第1タイマ部を備え、前記第1タイマ部が前記第1期間を計時後に、前記給電コイルから前記受電コイルへの給電を停止し、前記電子機器は、前記第1期間以上の第2期間を計時する第2タイマ部を備え、前記電力供給部は、前記第2タイマ部が前記第2期間を計時した場合に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給することを特徴とする。   In addition, according to one embodiment of the present invention, in the above wireless power feeding system, the power feeding device includes a first timer portion that counts a first period in which the power storage device reaches a full charge, and the first timer portion is the first timer portion. After measuring one period, the power supply from the power feeding coil to the power receiving coil is stopped, the electronic device includes a second timer unit that counts a second period that is equal to or longer than the first period, and the power supply unit includes: When the second timer unit measures the second period, the electric power charged by the power storage device is supplied to the load unit.

本発明によれば、無線給電によって安定して動作させることができる。   According to the present invention, stable operation can be performed by wireless power feeding.

第1の実施形態による無線給電システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the wireless power supply system by 1st Embodiment. 第1の実施形態による無線給電システムの動作の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of operation | movement of the wireless power feeding system by 1st Embodiment. 第1の実施形態による無線給電システムの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of operation of the wireless power feeding system by a 1st embodiment. 第1の実施形態による無線給電システムを実験する装置例を示す図である。It is a figure which shows the example of an apparatus which tests the wireless power feeding system by 1st Embodiment. 第1の実施形態による蓄電デバイスの電圧変化を説明する図である。It is a figure explaining the voltage change of the electrical storage device by 1st Embodiment. 第1の実施形態による蓄電デバイスの電流変化を説明する図である。It is a figure explaining the electric current change of the electrical storage device by 1st Embodiment. 第2の実施形態による無線給電システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the wireless power supply system by 2nd Embodiment. 第3の実施形態による無線給電システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the wireless power supply system by 3rd Embodiment. 第4の実施形態による無線給電システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the wireless power supply system by 4th Embodiment.

以下、本発明の一実施形態による電子機器、及び無線給電システムについて、図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態による無線給電システム100の一例を示すブロック図である。
図1に示すように、無線給電システム100は、センシングデバイス1と、給電装置2とを備えている。無線給電システム100は、給電装置2からセンシングデバイス1に、ワイヤレス(非接触)により電力を供給する無線給電を行うシステムであり、例えば、センシングデバイス1が備える蓄電デバイス40を充電するための電力を給電装置2からセンシングデバイス1に供給する。
An electronic device and a wireless power supply system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a wireless power feeding system 100 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the wireless power feeding system 100 includes a sensing device 1 and a power feeding device 2. The wireless power feeding system 100 is a system for wirelessly feeding power from the power feeding device 2 to the sensing device 1 wirelessly (non-contact), and for example, power for charging the power storage device 40 included in the sensing device 1 is supplied. It is supplied from the power supply device 2 to the sensing device 1.

給電装置2は、センシングデバイス1に無線給電する装置であり、給電コイル21と、共振コンデンサ22と、交流電源23と、給電スイッチ24とを備えている。
給電コイル21は、例えば、電磁誘導、又は電磁結合により、センシングデバイス1が備える受電コイル11に電力を供給するコイルである。
共振コンデンサ22は、給電コイル21と直列に接続されており、給電コイル21と共振するコンデンサである。給電コイル21と共振コンデンサ22とは、所定の共振周波数(例えば、1.5MHz(メガヘルツ))により共振する共振回路を形成している。
The power supply device 2 is a device that wirelessly supplies power to the sensing device 1, and includes a power supply coil 21, a resonance capacitor 22, an AC power supply 23, and a power supply switch 24.
The power feeding coil 21 is a coil that supplies power to the power receiving coil 11 included in the sensing device 1 by, for example, electromagnetic induction or electromagnetic coupling.
The resonance capacitor 22 is a capacitor that is connected in series with the power feeding coil 21 and resonates with the power feeding coil 21. The power feeding coil 21 and the resonance capacitor 22 form a resonance circuit that resonates at a predetermined resonance frequency (for example, 1.5 MHz (megahertz)).

交流電源23は、所定の周波数(例えば、1.5MHz)の交流信号を出力する。交流電源23は、給電スイッチ24を介して、直列に接続された給電コイル21と共振コンデンサ22とに、交流信号を供給する。
給電スイッチ24は、共振コンデンサ22と、交流電源23との間に接続されているスイッチである。給電スイッチ24は、センシングデバイス1に給電する際に、オン状態(導通状態)にされ、センシングデバイス1への給電を停止する際に、オフ状態にされる。
The AC power supply 23 outputs an AC signal having a predetermined frequency (for example, 1.5 MHz). The AC power supply 23 supplies an AC signal to the power feeding coil 21 and the resonance capacitor 22 which are connected in series via the power feeding switch 24.
The power feeding switch 24 is a switch connected between the resonance capacitor 22 and the AC power supply 23. The power supply switch 24 is turned on (conducting state) when power is supplied to the sensing device 1, and is turned off when power supply to the sensing device 1 is stopped.

センシングデバイス1(電子機器の一例)は、給電装置2からの無線給電により得られた電力を蓄電デバイス40に充電(蓄電)し、蓄電デバイス40に蓄電した電力により動作する機器である。本実施形態では、一例として、センシングデバイス1は、例えば、人体に埋め込まれ、蓄電デバイス40に充電された電力により、生体情報のセンシング(検出)する装置について説明する。
センシングデバイス1は、受電コイル11と、共振コンデンサ12と、抵抗13と、スイッチング素子14と、負荷部15と、供給スイッチ16と、整流部30と、蓄電デバイス40と、充放電制御部50とを備えている。
The sensing device 1 (an example of an electronic device) is a device that charges (stores) electric power obtained by wireless power feeding from the power feeding device 2 into the electric storage device 40 and operates by the electric power stored in the electric storage device 40. In the present embodiment, as an example, the sensing device 1 will be described as a device that is embedded in a human body and that senses (detects) biometric information by the electric power charged in the power storage device 40.
The sensing device 1 includes a power receiving coil 11, a resonance capacitor 12, a resistor 13, a switching element 14, a load unit 15, a supply switch 16, a rectifying unit 30, a power storage device 40, and a charge / discharge control unit 50. Is equipped with.

受電コイル11は、例えば、電磁誘導、又は電磁結合により、給電装置2が有する給電コイル21から給電されるコイルである。
共振コンデンサ12は、受電コイル11と直列に接続されており、受電コイル11と共振するコンデンサである。受電コイル11と共振コンデンサ12とは、所定の共振周波数(例えば、1.5MHz)により共振する共振回路を形成している。なお、受電コイル11と共振コンデンサ12とが直列に接続された共振回路は、後述する整流部30のノードN1及びノードN2に接続されている。
The power receiving coil 11 is a coil to which power is fed from the power feeding coil 21 included in the power feeding device 2 by, for example, electromagnetic induction or electromagnetic coupling.
The resonance capacitor 12 is a capacitor that is connected in series with the power receiving coil 11 and resonates with the power receiving coil 11. The power receiving coil 11 and the resonance capacitor 12 form a resonance circuit that resonates at a predetermined resonance frequency (for example, 1.5 MHz). The resonance circuit in which the power receiving coil 11 and the resonance capacitor 12 are connected in series is connected to a node N1 and a node N2 of the rectifying unit 30 described later.

整流部30は、受電コイル11に給電された電力(交流電力)を直流電力に整流(変換)する整流回路である。整流部30は、ダイオード31〜34と、平滑コンデンサ35とを備えている。
ダイオード31〜34は、例えば、ショットキーバリアダイオードであり、ダイオードブリッジ回路を形成している。
The rectifier unit 30 is a rectifier circuit that rectifies (converts) electric power (AC power) supplied to the power receiving coil 11 into DC power. The rectifying unit 30 includes diodes 31 to 34 and a smoothing capacitor 35.
The diodes 31 to 34 are Schottky barrier diodes, for example, and form a diode bridge circuit.

具体的に、ダイオード31は、アノード端子がノードN1に接続され、カソード端子が電源線L1に接続されている。また、ダイオード32は、アノード端子が電源線L2に接続され、カソード端子がノードN1に接続されている。また、ダイオード33は、アノード端子がノードN2に接続され、カソード端子が電源線L1に接続されている。また、ダイオード34は、アノード端子が電源線L2に接続され、カソード端子がノードN2に接続されている。ここで、電源線L1(第1電源線)は、整流部30が整流する直流電力の正極電源線であり、電源線L2(第2電源線)は、整流部30が整流する直流電力の負極電源線である。
平滑コンデンサ35は、電源線L1と電源線L2との間に接続され、整流部30が整流する直流電力を平滑化する。
Specifically, the diode 31 has an anode terminal connected to the node N1 and a cathode terminal connected to the power supply line L1. The diode 32 has an anode terminal connected to the power supply line L2 and a cathode terminal connected to the node N1. The diode 33 has an anode terminal connected to the node N2 and a cathode terminal connected to the power supply line L1. The diode 34 has an anode terminal connected to the power supply line L2 and a cathode terminal connected to the node N2. Here, the power supply line L1 (first power supply line) is a positive power supply line of DC power that is rectified by the rectifying unit 30, and the power supply line L2 (second power supply line) is a negative electrode of DC power that is rectified by the rectifying unit 30. It is a power line.
The smoothing capacitor 35 is connected between the power supply line L1 and the power supply line L2, and smoothes the DC power rectified by the rectification unit 30.

蓄電デバイス40は、電源線L1と、電源線L2との間に接続され、整流部30によって整流された直流電力を蓄電(充電)する。蓄電デバイス40は、例えば、直列に接続された電気二重層コンデンサ41と、電気二重層コンデンサ42とを備えている。
電気二重層コンデンサ41及び電気二重層コンデンサ42は、最大充電電圧が、例えば、2,5V(ボルト)であり、2つを直列に接続することで、5Vの充電を可能にする。
なお、本実施形態において、蓄電デバイス40の両端の電圧を電圧Vcとし、蓄電デバイス40に流れ込み電流を電流Icとして説明する。
The electricity storage device 40 is connected between the power supply line L1 and the power supply line L2, and stores (charges) the DC power rectified by the rectification unit 30. The electricity storage device 40 includes, for example, an electric double layer capacitor 41 and an electric double layer capacitor 42 connected in series.
The electric double layer capacitor 41 and the electric double layer capacitor 42 have a maximum charging voltage of, for example, 2.5 V (volt), and by connecting two in series, charging of 5 V is possible.
In the present embodiment, the voltage across the electricity storage device 40 will be referred to as voltage Vc, and the current flowing into the electricity storage device 40 will be referred to as current Ic.

抵抗13は、スイッチング素子14と直列に接続され、第1端が電源線L1に接続され、第2端がスイッチング素子14のドレイン端子に接続されている。抵抗13の抵抗値は、例えば、電圧Vcが、ダイオード31〜34、平滑コンデンサ35、及び蓄電デバイス40の許容電圧を超えないように、直流電力を放電する所定の抵抗値に設定されている。
また、抵抗13とスイッチング素子14のオン抵抗との和が、発熱と、後述する電圧V1から電圧V2まで変化するスピードに影響する。例えば、抵抗13とスイッチング素子14のオン抵抗との和が小さい場合には、蓄電デバイス40に蓄電された電力が急速に放電されるため、発熱が大きくなるが、電圧V1から電圧V2まで変化するスピードが速いため、蓄電デバイス40の満充電になるまでの時間が短くなる。また、抵抗13とスイッチング素子14のオン抵抗との和が大きい場合は、発熱が小さくなるが、電圧V1から電圧V2まで変化するスピードが遅くなるため、蓄電デバイス40が満充電になるまでの時間が長くなる。そのため、これらを考慮して、スイッチング素子14のオン抵抗値と、抵抗13の抵抗値とを決定する。
The resistor 13 is connected in series with the switching element 14, the first end is connected to the power supply line L1, and the second end is connected to the drain terminal of the switching element 14. The resistance value of the resistor 13 is set to, for example, a predetermined resistance value that discharges the DC power so that the voltage Vc does not exceed the allowable voltage of the diodes 31 to 34, the smoothing capacitor 35, and the power storage device 40.
Further, the sum of the resistance 13 and the on-resistance of the switching element 14 affects the heat generation and the speed of changing from voltage V1 to voltage V2 described later. For example, when the sum of the resistance 13 and the ON resistance of the switching element 14 is small, the electric power stored in the electric storage device 40 is rapidly discharged, so that the heat generation increases, but the voltage V1 changes to the voltage V2. Since the speed is high, the time until the electricity storage device 40 is fully charged is shortened. When the sum of the resistance 13 and the ON resistance of the switching element 14 is large, heat generation is small, but the speed at which the voltage V1 changes to the voltage V2 changes slowly. Becomes longer. Therefore, the ON resistance value of the switching element 14 and the resistance value of the resistor 13 are determined in consideration of these.

スイッチング素子14は、例えば、NMOSトランジスタ(N−Channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。スイッチング素子14は、抵抗13と直列に接続され、抵抗13を介して直流電力を放電する。すなわち、スイッチング素子14は、直流電力の放電(直流電力を放電するか否か)を制御する。また、スイッチング素子14は、ソース端子が電源線L2に接続され、ドレイン端子が抵抗13の第2端子に接続されている。また、スイッチング素子14の制御端子(ゲート端子)は、後述する自己保持回路51の出力線に接続されている。
また、スイッチング素子14は、例えば、ゲート端子がH(ハイ)状態である場合にオン状態(導通状態)になり、抵抗13を介して直流電力を放電する。また、スイッチング素子14は、ゲート端子がL(ロウ)状態である場合にオフ状態(非導通状態)になる。
The switching element 14 is, for example, an NMOS transistor (N-Channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The switching element 14 is connected in series with the resistor 13 and discharges DC power via the resistor 13. That is, the switching element 14 controls the discharge of the DC power (whether or not the DC power is discharged). The switching device 14 has a source terminal connected to the power supply line L2 and a drain terminal connected to the second terminal of the resistor 13. The control terminal (gate terminal) of the switching element 14 is connected to the output line of the self-holding circuit 51 described later.
The switching element 14 is turned on (conductive) when the gate terminal is in the H (high) state, and discharges the DC power via the resistor 13. The switching element 14 is turned off (non-conducting state) when the gate terminal is in the L (low) state.

負荷部15は、蓄電デバイス40に蓄電された電力により動作し、例えば、センサ(不図示)を含み生体情報のセンシングを行う。負荷部15は、電源線L1と電源線L2との間に、供給スイッチ16と直列に接続されている。
供給スイッチ16(電力供給部の一例)は、所定の条件に応じて、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。供給スイッチ16は、負荷部15と電源線L2との間に接続され、例えば、不図示の供給制御部によって、負荷部15に電力を供給するために導通状態が制御される。供給スイッチ16は、例えば、オン状態(導通状態)に制御された場合に、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。
The load unit 15 operates by the electric power stored in the power storage device 40, and includes, for example, a sensor (not shown) to perform sensing of biological information. The load unit 15 is connected in series with the supply switch 16 between the power supply line L1 and the power supply line L2.
The supply switch 16 (an example of a power supply unit) supplies the power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 according to a predetermined condition. The supply switch 16 is connected between the load unit 15 and the power supply line L2, and the conduction state is controlled by, for example, a supply control unit (not shown) to supply power to the load unit 15. The supply switch 16 supplies the electric power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 when controlled to be in the ON state (conduction state), for example.

充放電制御部50は、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V1(例えば、4V)以上になった場合に、スイッチング素子14に放電させるとともに、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V2(例えば、3.8V)以下になった場合に、スイッチング素子14による放電を停止させる。ここで、電圧V1(第1電圧)は、蓄電デバイス40の許容電圧に基づく上限電圧である。また、電圧V2(第2電圧)は、第1電圧により低い電圧であって、負荷部15の動作最低電圧(例えば、2.2V)より高い下限電圧である。   The charging / discharging control unit 50 causes the switching element 14 to discharge when the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) becomes equal to or higher than the voltage V1 (for example, 4V), and the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc). ) Becomes a voltage V2 (for example, 3.8 V) or less, the discharge by the switching element 14 is stopped. Here, the voltage V1 (first voltage) is an upper limit voltage based on the allowable voltage of the electricity storage device 40. Further, the voltage V2 (second voltage) is a lower voltage than the first voltage and is a lower limit voltage higher than the minimum operating voltage of the load unit 15 (for example, 2.2V).

例えば、充放電制御部50は、電圧Vcが電圧V1以上になった場合に、スイッチング素子14をオン状態にして、抵抗13を介して電圧Vcを放電させる。また、充放電制御部50は、電圧Vcが電圧V2以下になった場合に、スイッチング素子14をオフ状態にして、電圧Vcの放電を停止させる。
また、充放電制御部50は、上限電圧検出部60と、下限電圧検出部70と、自己保持回路51とを備えている。
For example, the charge / discharge control unit 50 turns on the switching element 14 to discharge the voltage Vc via the resistor 13 when the voltage Vc becomes equal to or higher than the voltage V1. Further, when the voltage Vc becomes equal to or lower than the voltage V2, the charge / discharge control unit 50 turns off the switching element 14 to stop the discharge of the voltage Vc.
The charge / discharge control unit 50 also includes an upper limit voltage detection unit 60, a lower limit voltage detection unit 70, and a self-holding circuit 51.

上限電圧検出部60(第1検出部の一例)は、整流部30が整流した直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V1以上になったか否かを検出する。上限電圧検出部60は、抵抗61と、抵抗62と、基準電圧生成部63と、コンパレータ64とを備えている。
抵抗61と抵抗62とは、電源線L1と電源線L2との間に直列に接続され、電源線L1と電源線L2と間の電圧Vcを所定の抵抗比により分圧する。抵抗61は、第1端子が電源線L1に接続され、第2端子がノードN3に接続されている。また、抵抗62は、第1端子がノードN3に接続され、第2端子が電源線L2に接続されている。抵抗61と抵抗62との抵抗値は、電圧Vcが電圧V1と等しい場合に、ノードN3の電圧が、後述する基準電圧と等しくなるように定められている。
The upper limit voltage detection unit 60 (an example of a first detection unit) detects whether the voltage (for example, the voltage Vc) of the DC power rectified by the rectification unit 30 has become equal to or higher than the voltage V1. The upper limit voltage detector 60 includes a resistor 61, a resistor 62, a reference voltage generator 63, and a comparator 64.
The resistor 61 and the resistor 62 are connected in series between the power supply line L1 and the power supply line L2, and divide the voltage Vc between the power supply line L1 and the power supply line L2 by a predetermined resistance ratio. The resistor 61 has a first terminal connected to the power supply line L1 and a second terminal connected to the node N3. The resistor 62 has a first terminal connected to the node N3 and a second terminal connected to the power supply line L2. The resistance values of the resistors 61 and 62 are set so that the voltage of the node N3 becomes equal to a reference voltage described later when the voltage Vc is equal to the voltage V1.

基準電圧生成部63は、比較用の基準電圧を生成する。基準電圧生成部63は、例えば、ダイオードなどを有するバンドギャップリファレンス回路であり、例えば、約1.25Vの基準電圧を生成する。
コンパレータ64(電圧比較部の一例)は、基準電圧生成部63が生成した基準電圧と、直流電力の電圧を分圧した電圧(ノードN3の電圧)との比較に基づいて、直流電力の電圧Vcが、電圧V1以上になったか否かを検出する。コンパレータ64は、+入力端子がノードN3に接続され、−入力端子が基準電圧生成部63の基準電圧の出力信号線に接続されている。また、コンパレータ64は、出力信号線が自己保持回路51のSET(セット)端子に接続されている。
The reference voltage generator 63 generates a reference voltage for comparison. The reference voltage generation unit 63 is, for example, a bandgap reference circuit having a diode or the like, and generates a reference voltage of about 1.25V, for example.
The comparator 64 (an example of a voltage comparison unit), based on the comparison between the reference voltage generated by the reference voltage generation unit 63 and the voltage obtained by dividing the voltage of the DC power (the voltage of the node N3), the voltage Vc of the DC power. Detects whether or not the voltage has become equal to or higher than V1. The + input terminal of the comparator 64 is connected to the node N3, and the − input terminal is connected to the output signal line of the reference voltage of the reference voltage generation unit 63. The output signal line of the comparator 64 is connected to the SET (set) terminal of the self-holding circuit 51.

また、コンパレータ64は、ノードN3の電圧と、基準電圧との比較結果を出力する。コンパレータ64は、例えば、ノードN3の電圧が、基準電圧以上である場合に、出力信号線にH状態を出力する。また、コンパレータ64は、例えば、ノードN3の電圧が、基準電圧未満である場合に、出力信号線にL状態を出力する。なお、コンパレータ64は、電源線L1と電源線L2との間の電圧Vcにより動作するものとする。   Further, the comparator 64 outputs the comparison result of the voltage of the node N3 and the reference voltage. For example, the comparator 64 outputs the H state to the output signal line when the voltage of the node N3 is equal to or higher than the reference voltage. Further, the comparator 64 outputs the L state to the output signal line when the voltage of the node N3 is lower than the reference voltage, for example. The comparator 64 is assumed to operate with the voltage Vc between the power supply line L1 and the power supply line L2.

下限電圧検出部70(第2検出部の一例)は、整流部30が整流した直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V2以下になったか否かを検出する。下限電圧検出部70は、抵抗71と、抵抗72と、抵抗73と、トランジスタ74とを備えている。
抵抗71と抵抗72とは、電源線L1と電源線L2との間に直列に接続され、電源線L1と電源線L2と間の電圧Vcを所定の抵抗比により分圧する。抵抗71は、第1端子が電源線L1に接続され、第2端子がノードN4に接続されている。また、抵抗72は、第1端子がノードN4に接続され、第2端子が電源線L2に接続されている。抵抗71と抵抗72との抵抗値は、電圧Vcが電圧V2と等しい場合に、ノードN4の電圧が、後述するトランジスタ74の閾値電圧Vthと等しくなるように定められている。
The lower limit voltage detection unit 70 (an example of a second detection unit) detects whether the voltage (for example, the voltage Vc) of the DC power rectified by the rectification unit 30 has become equal to or lower than the voltage V2. The lower limit voltage detection unit 70 includes a resistor 71, a resistor 72, a resistor 73, and a transistor 74.
The resistors 71 and 72 are connected in series between the power supply line L1 and the power supply line L2, and divide the voltage Vc between the power supply line L1 and the power supply line L2 by a predetermined resistance ratio. The resistor 71 has a first terminal connected to the power supply line L1 and a second terminal connected to the node N4. The resistor 72 has a first terminal connected to the node N4 and a second terminal connected to the power supply line L2. The resistance values of the resistors 71 and 72 are set so that the voltage of the node N4 becomes equal to the threshold voltage Vth of the transistor 74 described later when the voltage Vc is equal to the voltage V2.

抵抗73は、第1端子が電源線L1に接続され、第2端子がノードN5に接続されている。また、トランジスタ74は、コレクタ端子がノードN5に接続され、エミッタ端子が電源線L2に接続されている。また、トランジスタ74は、ベース端子がノードN4に接続されている。トランジスタ74は、ノードN4が、閾値電圧Vth以上になった場合に、オン状態になり、ノードN5がL状態になる。また、トランジスタ74は、ノードN4が、閾値電圧Vth未満になった場合に、オフ状態になり、ノードN5がH状態になる。   The resistor 73 has a first terminal connected to the power supply line L1 and a second terminal connected to the node N5. Further, the transistor 74 has a collector terminal connected to the node N5 and an emitter terminal connected to the power supply line L2. The base terminal of the transistor 74 is connected to the node N4. The transistor 74 is turned on when the node N4 becomes equal to or higher than the threshold voltage Vth, and the node N5 is set to the L state. Further, the transistor 74 is turned off when the node N4 becomes lower than the threshold voltage Vth, and the node N5 is turned to the H state.

自己保持回路51(自己保持部の一例)は、SET(セット)端子が、上限電圧検出部60の出力線であるコンパレータ64の出力信号線に接続され、RESET(リセット)端子が、上述した下限電圧検出部70の出力線であるノードN5に接続されている。自己保持回路51は、例えば、SR(セットリセット)ラッチ回路などであり、RESET端子がH状態になることで、出力線にL状態を出力し、スイッチング素子14をオフ状態にする。また、自己保持回路51は、SET端子がH状態になることで、出力線にH状態を出力し、スイッチング素子14をオン状態にする。   In the self-holding circuit 51 (an example of the self-holding unit), the SET (set) terminal is connected to the output signal line of the comparator 64 that is the output line of the upper limit voltage detection unit 60, and the RESET (reset) terminal is the lower limit described above. It is connected to a node N5 which is an output line of the voltage detection unit 70. The self-holding circuit 51 is, for example, an SR (set / reset) latch circuit, and when the RESET terminal is in the H state, it outputs the L state to the output line to turn off the switching element 14. The self-holding circuit 51 outputs the H state to the output line when the SET terminal is in the H state, and turns on the switching element 14.

すなわち、自己保持回路51は、上限電圧検出部60によって、直流電力の電圧が第1電圧以上になったことを検出した場合に、スイッチング素子14に直流電力を放電させる状態を保持する。また、自己保持回路51は、下限電圧検出部70によって、直流電力の電圧が第2電圧以下になったことを検出した場合に、スイッチング素子14に放電を停止させる。
なお、自己保持回路51は、RESET端子が優先であり、電源線L1と電源線L2との間の電圧Vcにより動作するものとする。
That is, the self-holding circuit 51 holds the state where the switching element 14 discharges the DC power when the upper limit voltage detection unit 60 detects that the DC power voltage becomes equal to or higher than the first voltage. In addition, the self-holding circuit 51 causes the switching element 14 to stop discharging when the lower limit voltage detection unit 70 detects that the voltage of the DC power has become equal to or lower than the second voltage.
The self-holding circuit 51 has the RESET terminal as a priority, and operates by the voltage Vc between the power supply line L1 and the power supply line L2.

次に、図面を参照して本実施形態による無線給電システム100の動作について説明する。
図2は、本実施形態による無線給電システム100の動作の一例を説明する図である。
図2(a)は、給電装置2から人体BDYをウエストリング型の給電コイル21によって、人体BDYに埋め込まれているセンシングデバイス1の受電コイル11に給電して、蓄電デバイス40に蓄電(充電)を行っている状態を示している。
Next, the operation of the wireless power supply system 100 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of the wireless power feeding system 100 according to the present embodiment.
In FIG. 2A, the human body BDY is fed from the power feeding device 2 to the power receiving coil 11 of the sensing device 1 embedded in the human body BDY by the waist ring type power feeding coil 21, and the power storage device 40 is charged (charged). It shows the state of performing.

図2(a)に示す例では、第1段階として、人体BDYの同部を覆うように設置されたウエストリング型の給電コイル21から受電コイル11に、例えば、電磁誘導を用いて電力が送電(給電)され、人体BDYに埋め込まれているセンシングデバイス1の蓄電デバイス40に充電が行われる。給電装置2は、蓄電デバイス40への充電が完了した時点で電力の送電を終了する。   In the example shown in FIG. 2A, as a first step, power is transmitted from the waist ring type power feeding coil 21 installed so as to cover the same part of the human body BDY to the power receiving coil 11 by using, for example, electromagnetic induction. (Power is supplied), and the electricity storage device 40 of the sensing device 1 embedded in the human body BDY is charged. The power supply apparatus 2 ends the power transmission when the charging of the power storage device 40 is completed.

次に、図2(b)は、人体BDYに埋め込まれているセンシングデバイス1が、蓄電デバイス40に蓄えられたエネルギーを用いて、体内の生体情報をセンシングしている状態を示している。
図2(b)に示す例では、給電コイル21の送電が終了し、第2段階として、供給スイッチ16がオン状態にされ、センシングデバイス1の負荷部15が、蓄電デバイス40に充電された電力によって、動作を開始する。負荷部15は、例えば、蓄電デバイス40に充電された電力によって、体内の生体情報をセンシングする。なお、この際、給電コイル21から受電コイル11への送電(給電)は、停止しているものとする。
Next, FIG. 2B shows a state in which the sensing device 1 embedded in the human body BDY is sensing biometric information in the body using the energy stored in the power storage device 40.
In the example illustrated in FIG. 2B, the power transmission of the power feeding coil 21 is completed, and as the second step, the supply switch 16 is turned on and the load unit 15 of the sensing device 1 charges the power storage device 40 with the electric power. To start the operation. The load unit 15 senses biometric information inside the body, for example, by the electric power charged in the power storage device 40. At this time, it is assumed that power transmission (power supply) from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 is stopped.

次に、図2(c)は、人体BDYに埋め込まれているセンシングデバイス1が、センシングした生体情報を体外に送信している状態を示している。
図2(c)に示す例では、第3段階として、センシングデバイス1の負荷部15が、蓄電デバイス40に充電された電力によって、センシングした体内の生体情報を、例えば、給電コイル21を介して、人体BDYの外の計測装置3に送信する。
Next, FIG. 2C shows a state in which the sensing device 1 embedded in the human body BDY is transmitting the sensed biometric information outside the body.
In the example illustrated in FIG. 2C, as the third step, the load unit 15 of the sensing device 1 senses the biometric information in the body by the electric power charged in the power storage device 40, for example, via the power feeding coil 21. , To the measuring device 3 outside the human body BDY.

図3は、本実施形態による無線給電システム100の動作の一例を示すフローチャートである。
図3に示すように、無線給電システム100では、まず、給電装置2から給電が開始される(ステップS101)。すなわち、給電装置2が、図2(a)に示すように、給電装置2が、給電コイル21からセンシングデバイス1の受電コイル11に給電を開始する。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the wireless power feeding system 100 according to this embodiment.
As shown in FIG. 3, in the wireless power feeding system 100, first, power feeding is started from the power feeding device 2 (step S101). That is, as shown in FIG. 2A, the power feeding device 2 starts feeding power from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 of the sensing device 1.

これにより、センシングデバイス1の整流部30が、受電コイル11に給電された交流電力を直流電力に整流し、当該直流電力が蓄電デバイス40に蓄電される。なお、給電が開始された際に、電圧Vcが電圧V2(例えば、3.8V)以下であるため、下限電圧検出部70は、H状態を出力し、自己保持回路51は、L状態を出力する。そのため、スイッチング素子14がオフ状態になり、電圧Vcが抵抗13を介して放電されない状態となる。   Thereby, the rectification unit 30 of the sensing device 1 rectifies the AC power supplied to the power receiving coil 11 into DC power, and the DC power is stored in the power storage device 40. Since the voltage Vc is equal to or lower than the voltage V2 (for example, 3.8 V) when the power supply is started, the lower limit voltage detection unit 70 outputs the H state and the self-holding circuit 51 outputs the L state. To do. Therefore, the switching element 14 is turned off, and the voltage Vc is not discharged via the resistor 13.

次に、給電装置2からの給電が停止される(ステップS102)。すなわち、蓄電デバイス40に充分に蓄電され、給電装置2が、給電コイル21からの給電を停止する。
次に、負荷部15への電力供給が開始される(ステップS103)。すなわち、所定の手順により、供給スイッチ16がオン状態にされ、蓄電デバイス40から負荷部15への電力供給が開始される。これにより、負荷部15が、蓄電デバイス40に充電された電力によって、動作を開始する。
Next, the power supply from the power supply device 2 is stopped (step S102). That is, the power is sufficiently stored in the power storage device 40, and the power feeding device 2 stops the power feeding from the power feeding coil 21.
Next, the power supply to the load unit 15 is started (step S103). That is, the supply switch 16 is turned on by a predetermined procedure, and the power supply from the power storage device 40 to the load unit 15 is started. As a result, the load unit 15 starts operating with the electric power charged in the power storage device 40.

次に、負荷部15が、生体情報を検出(センシング)する(ステップS104)。すなわち、負荷部15が、図2(b)に示すように、生体情報を検出(センシング)する。
次に、負荷部15が、生体情報を出力する(ステップS105)。すなわち、負荷部15が、図2(c)に示すように、検出した生体情報を、例えば、給電コイル21を介して、体外の計測装置3に送信する。ステップS105の処理後に、センシングデバイス1が、処理を終了する。
Next, the load unit 15 detects (sensing) biometric information (step S104). That is, the load unit 15 detects (sensing) biometric information, as shown in FIG.
Next, the load part 15 outputs biometric information (step S105). That is, as shown in FIG. 2C, the load unit 15 transmits the detected biological information to the measuring device 3 outside the body, for example, via the power feeding coil 21. After the process of step S105, the sensing device 1 ends the process.

次に、図4を参照して、センシングデバイス1を疑似的に人体に埋め込んで動作させる場合の実験環境の一例について説明する。
図4は、本実施形態による無線給電システム100を実験する装置例を示す図である。
図4(a)は、成人男性の胴体を模擬した実験環境の一例を示す断面図である。また、図4(b)は、成人男性の胴体を模擬した当該実験環境の一例を示す側面図である。なお、図4において、模擬した胴体の断面をXY平面とし、当該断面に垂直な方向をZ方向とする。
Next, with reference to FIG. 4, an example of an experimental environment when the sensing device 1 is artificially embedded in a human body and is operated will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a device for testing the wireless power feeding system 100 according to the present embodiment.
FIG. 4A is a sectional view showing an example of an experimental environment simulating a torso of an adult male. In addition, FIG. 4B is a side view showing an example of the experimental environment simulating the torso of an adult male. Note that, in FIG. 4, the cross section of the simulated body is the XY plane, and the direction perpendicular to the cross section is the Z direction.

図4に示すように、当該実験環境には、アクリル容器AQと、ウエストリング型の給電コイル21とが含まれている。
アクリル容器AQは、例えば、XY平面の直径が240mmの円柱状の容器であり、0.25w/v%(weight/volume%)の塩化ナトリウム水溶液が満たされている。アクリル容器AQの内部には、センシングデバイス1の受電コイル11が給電コイル21と同軸になるように配置されている。
As shown in FIG. 4, the experiment environment includes an acrylic container AQ and a waist ring type feeding coil 21.
The acrylic container AQ is, for example, a cylindrical container having a diameter of 240 mm in the XY plane, and is filled with a 0.25 w / v% (weight / volume%) sodium chloride aqueous solution. Inside the acrylic container AQ, the power receiving coil 11 of the sensing device 1 is arranged so as to be coaxial with the power feeding coil 21.

また、給電コイル21は、例えば、導線を290mmのアクリル円筒に15回巻きつけられて作成されている。また、受電コイル11は、例えば、15mm×20mm、厚さが2.68mmであり、22回巻きの空芯偏平型コイルを3つ直接に接続し、三層に重ね構造に形成されている。
このような、実験環境によって測定した電圧Vc及び電流Icの変化に基づいて、本実施形態のセンシングデバイス1の動作について説明する。
In addition, the power feeding coil 21 is formed, for example, by winding a conducting wire around a 290 mm acrylic cylinder 15 times. Further, the power receiving coil 11 has, for example, 15 mm × 20 mm and a thickness of 2.68 mm, and is formed by stacking three flat layers of 22 cores directly connected to each other.
The operation of the sensing device 1 of the present embodiment will be described based on such changes in the voltage Vc and the current Ic measured in the experimental environment.

図5は、本実施形態による蓄電デバイス40の電圧変化を説明する図である。
図5に示すグラフは、縦軸が図4に示す実験環境によって測定された蓄電デバイス40の両端の電圧Vcを示し、横軸は、時間を示している。なお、この図において、負荷部15を疑似的に270Ω(オーム)の抵抗で代用した場合の電圧Vcの測定結果である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a voltage change of the electricity storage device 40 according to the present embodiment.
In the graph shown in FIG. 5, the vertical axis represents the voltage Vc across the power storage device 40 measured in the experimental environment shown in FIG. 4, and the horizontal axis represents time. In addition, in this figure, it is the measurement result of the voltage Vc when the load part 15 is substituted by a resistance of 270 Ω (ohm).

時刻T1において、給電装置2の給電スイッチ24がオン状態にされ、給電コイル21からセンシングデバイス1の受電コイル11に電力が供給される。整流部30が、受電コイル11に給電された電力(交流電力)を直流電力に整流し、蓄電デバイス40の充電が開始される。その結果、電圧Vcは、波形W1に示すように徐々に上昇する。   At time T1, the power feeding switch 24 of the power feeding device 2 is turned on, and power is supplied from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 of the sensing device 1. The rectification unit 30 rectifies the electric power (AC power) supplied to the power receiving coil 11 into DC power, and charging of the power storage device 40 is started. As a result, the voltage Vc gradually increases as shown by the waveform W1.

次に、時刻T2において、電圧Vcが電圧V1(=4.0V)に達し、上限電圧検出部60は、電圧Vcが、電圧V1以上になったことを検出し、自己保持回路51のSET端子にH状態を出力する。これにより、自己保持回路51がH状態を出力し、スイッチング素子14が、オン状態にされる。その結果、電圧Vcは、抵抗13を介して放電されて低下する。   Next, at time T2, the voltage Vc reaches the voltage V1 (= 4.0V), the upper limit voltage detection unit 60 detects that the voltage Vc has become equal to or higher than the voltage V1, and the SET terminal of the self-holding circuit 51. The H state is output to. As a result, the self-holding circuit 51 outputs the H state, and the switching element 14 is turned on. As a result, the voltage Vc is discharged through the resistor 13 and drops.

また、電圧Vcが低下して電圧V2(=3.8V)に達すると、下限電圧検出部70は、電圧Vcが、電圧V2以下になったことを検出し、自己保持回路51のRESET端子にH状態を出力する。これにより、自己保持回路51がL状態を出力し、スイッチング素子14が、オフ状態にされる。その結果、電圧Vcは、再び上昇する。このように、センシングデバイス1では、充放電制御部50(上限電圧検出部60、下限電圧検出部70、及び自己保持回路51)により、電圧Vcが電圧V1(上限電圧)と、電圧V2(下限電圧)との間に維持される。   When the voltage Vc decreases and reaches the voltage V2 (= 3.8V), the lower limit voltage detection unit 70 detects that the voltage Vc has become equal to or lower than the voltage V2, and the lower limit voltage detection unit 70 causes the RESET terminal of the self-holding circuit 51 to operate. Output H state. As a result, the self-holding circuit 51 outputs the L state and the switching element 14 is turned off. As a result, the voltage Vc rises again. As described above, in the sensing device 1, the charge / discharge control unit 50 (the upper limit voltage detection unit 60, the lower limit voltage detection unit 70, and the self-holding circuit 51) causes the voltage Vc to be the voltage V1 (the upper limit voltage) and the voltage V2 (the lower limit voltage). Voltage) and maintained between.

次に、時刻T3において、給電装置2の給電スイッチ24がオフ状態にされ、受電コイル11への給電が停止されるとともに、所定の手順により、供給スイッチ16がオン状態にされ、蓄電デバイス40から負荷部15への電力供給が開始される。
これにより、蓄電デバイス40に充電された電力が、負荷部15で消費され、電圧Vcは、徐々に低下する。
Next, at time T3, the power supply switch 24 of the power supply device 2 is turned off, the power supply to the power receiving coil 11 is stopped, and the supply switch 16 is turned on by a predetermined procedure so that the power storage device 40 Power supply to the load unit 15 is started.
As a result, the electric power charged in the electricity storage device 40 is consumed by the load unit 15, and the voltage Vc gradually decreases.

次に、時刻T4において、負荷部15の動作最低電圧Vmin(=2.2V)になると、負荷部15の動作が停止する。
なお、図5において、期間TR1が、充電期間であり、期間TR2が放電期間である。
Next, at time T4, when the operation minimum voltage Vmin (= 2.2V) of the load unit 15 is reached, the operation of the load unit 15 is stopped.
Note that in FIG. 5, the period TR1 is a charging period and the period TR2 is a discharging period.

また、図6は、本実施形態による蓄電デバイス40の電流変化を説明する図である。
図6に示すグラフは、縦軸が図4に示す実験環境によって測定された蓄電デバイス40に流れ込む電流Icを示し、横軸は、時間を示している。なお、この図において、時刻T1、時刻T2、時刻T3、及び時刻T4は、上述した図5と同様である。
In addition, FIG. 6 is a diagram illustrating a current change of the electricity storage device 40 according to the present embodiment.
In the graph shown in FIG. 6, the vertical axis represents the current Ic flowing into the electricity storage device 40 measured in the experimental environment shown in FIG. 4, and the horizontal axis represents time. In this figure, time T1, time T2, time T3, and time T4 are the same as in FIG. 5 described above.

図6に示す波形W2は、蓄電デバイス40に流れ込む電流Icを示しており、時刻T1から時刻T2の期間TR1に、給電装置2から給電された電力を、整流部30が直流電流に整流して、蓄電デバイス40に充電していることを示している。
また、時刻T2から時刻T3の期間では、充放電制御部50(上限電圧検出部60、下限電圧検出部70、及び自己保持回路51)により、スイッチング素子14のオン状態及びオフ状態が制御され、蓄電デバイス40の電流Icは、充放電を繰り返す。
また、時刻T3から時刻T4の期間TR2において、蓄電デバイス40の電流Icは、負荷部15により放電される。
A waveform W2 illustrated in FIG. 6 indicates a current Ic flowing into the power storage device 40, and the rectifier unit 30 rectifies the power supplied from the power supply device 2 into a direct current during the period TR1 from the time T1 to the time T2. , Indicating that the electricity storage device 40 is being charged.
In the period from time T2 to time T3, the charging / discharging control unit 50 (the upper limit voltage detection unit 60, the lower limit voltage detection unit 70, and the self-holding circuit 51) controls the ON state and the OFF state of the switching element 14, The current Ic of the electricity storage device 40 is repeatedly charged and discharged.
Further, in period TR2 from time T3 to time T4, current Ic of power storage device 40 is discharged by load unit 15.

以上説明したように、本実施形態によるセンシングデバイス1(電子機器)は、受電コイル11と、整流部30と、蓄電デバイス40と、スイッチング素子14と、充放電制御部50とを備えている。受電コイル11は、給電装置2が有する給電コイル21から給電される。整流部30は、受電コイル11に給電された電力を直流電力に整流する。蓄電デバイス40は、整流部30によって整流された直流電力を蓄電する。スイッチング素子14は、直流電力の放電を制御する。充放電制御部50は、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、蓄電デバイス40の許容電圧に基づく電圧V1(第1電圧)以上になった場合に、スイッチング素子14に放電させるとともに、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V1より低い電圧V2(第2電圧)であって、蓄電デバイス40に蓄電された電力により動作する負荷部15の動作最低電圧Vminより高い電圧V2以下になった場合に、スイッチング素子14による放電を停止させる。   As described above, the sensing device 1 (electronic device) according to the present embodiment includes the power receiving coil 11, the rectifying unit 30, the power storage device 40, the switching element 14, and the charge / discharge control unit 50. The power receiving coil 11 is fed with power from a power feeding coil 21 included in the power feeding device 2. The rectifying unit 30 rectifies the power supplied to the power receiving coil 11 into DC power. The electricity storage device 40 stores the DC power rectified by the rectification unit 30. The switching element 14 controls the discharge of DC power. The charging / discharging control unit 50 causes the switching element 14 to discharge when the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) becomes equal to or higher than the voltage V1 (first voltage) based on the allowable voltage of the power storage device 40, and the DC The voltage of the electric power (for example, the voltage Vc) is a voltage V2 (second voltage) lower than the voltage V1 and is equal to or lower than a voltage V2 higher than the operation minimum voltage Vmin of the load unit 15 operated by the electric power stored in the electric storage device 40. Then, the discharge by the switching element 14 is stopped.

これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1は、蓄電デバイス40に蓄電をさせつつ、図5の時刻T2から時刻T3に示すように、スイッチング素子14の放電により、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)を蓄電デバイス40(及び整流部30)の許容電圧の範囲内に維持することができる。すなわち、本実施形態によるセンシングデバイス1は、スイッチング素子14に直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)を放電させることで、蓄電デバイス40及び整流部30が許容電圧を超えた電圧がかかって故障することを抑制することができる。本実施形態によるセンシングデバイス1は、例えば、給電コイル21と受電コイル11の位置関係による結合係数の変化がしょうじた場合であっても、蓄電デバイス40及び整流部30が許容電圧を超えた電圧がかかることを抑制することができる。よって、本実施形態によるセンシングデバイス1は、無線給電によって安定して動作させることができる。   As a result, the sensing device 1 according to the present embodiment causes the electricity storage device 40 to store electricity, and as shown from time T2 to time T3 in FIG. 5, by discharging the switching element 14, the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc ) Can be maintained within the allowable voltage range of the electricity storage device 40 (and the rectifying unit 30). That is, the sensing device 1 according to the present embodiment causes the switching element 14 to discharge the voltage of DC power (for example, the voltage Vc), so that the power storage device 40 and the rectifying unit 30 are damaged by a voltage exceeding the allowable voltage. Can be suppressed. In the sensing device 1 according to the present embodiment, for example, even when the coupling coefficient changes due to the positional relationship between the power feeding coil 21 and the power receiving coil 11, a voltage exceeding the allowable voltage of the power storage device 40 and the rectifying unit 30 is detected. This can be suppressed. Therefore, the sensing device 1 according to the present embodiment can be stably operated by wireless power feeding.

また、本実施形態によるセンシングデバイス1は、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)を使用する各部品の許容電圧以下に維持することができるため、使用する各部品の耐圧(許容電圧)を低減することができる。よって、本実施形態によるセンシングデバイス1は、耐圧が低い部品を使用できるため、小型化することができる。
また、本実施形態によるセンシングデバイス1は、蓄電デバイス40に蓄電(充電)した電力により、例えば、生体情報のセンシングを行う負荷部15を動作させるため、受電コイル11を小型化することができる。これにより、例えば、センシングデバイス1が人体に埋め込まれる場合には、本実施形態によるセンシングデバイス1は、例えば、発熱などの人体への影響を低減させつつ、蓄電デバイス40により大きな動作電力を得ることができる。
Further, since the sensing device 1 according to the present embodiment can maintain the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) to be equal to or lower than the allowable voltage of each component used, the withstand voltage (allowable voltage) of each component used is reduced. can do. Therefore, the sensing device 1 according to the present embodiment can use a component having a low breakdown voltage, and can be downsized.
Further, in the sensing device 1 according to the present embodiment, for example, the load unit 15 that performs sensing of biological information is operated by the power stored (charged) in the power storage device 40, so that the power receiving coil 11 can be downsized. Thus, for example, when the sensing device 1 is embedded in the human body, the sensing device 1 according to the present embodiment can obtain a large operating power from the power storage device 40 while reducing the influence of the heat generation on the human body. You can

また、本実施形態では、充放電制御部50は、上限電圧検出部60(第1検出部)と、下限電圧検出部70(第2検出部)と、自己保持回路51(自己保持部)とを備えている。上限電圧検出部60は、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V1以上になったか否かを検出する。下限電圧検出部70は、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V2以下になったか否かを検出する。自己保持回路51は、上限電圧検出部60によって、電圧Vcが電圧V1以上になったことを検出した場合に、スイッチング素子14に直流電力を放電させる状態を保持するとともに、下限電圧検出部70によって、電圧Vcが電圧V2以下になったことを検出した場合に、スイッチング素子14に放電を停止させる。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1は、簡易な構成により、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)を、蓄電デバイス40及び整流部30の許容電圧の範囲内に維持することができる。
In addition, in the present embodiment, the charge / discharge control unit 50 includes an upper limit voltage detection unit 60 (first detection unit), a lower limit voltage detection unit 70 (second detection unit), and a self-holding circuit 51 (self-holding unit). Is equipped with. The upper limit voltage detection unit 60 detects whether or not the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) has become equal to or higher than the voltage V1. The lower limit voltage detection unit 70 detects whether or not the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) has become equal to or lower than the voltage V2. When the upper limit voltage detector 60 detects that the voltage Vc has become equal to or higher than the voltage V1, the self-holding circuit 51 holds the state in which the switching element 14 is discharged with the DC power, and the lower limit voltage detector 70 causes the self-holding circuit 51 to discharge. , When it is detected that the voltage Vc becomes equal to or lower than the voltage V2, the switching element 14 is caused to stop discharging.
With this, the sensing device 1 according to the present embodiment can maintain the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) within the range of the allowable voltage of the power storage device 40 and the rectification unit 30 with a simple configuration.

また、本実施形態では、上限電圧検出部60は、基準電圧生成部63と、コンパレータ64(電圧比較部)とを備えている。基準電圧生成部63は、基準電圧を生成する。コンパレータ64は、基準電圧生成部63が生成した基準電圧と、直流電力の電圧を分圧した電圧との比較に基づいて、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V1以上になったか否かを検出する。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1は、無線給電であっても、基準電圧生成部63が生成した基準電圧に基づいて、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V1以上になったことを正確に検出することができる。よって、本実施形態によるセンシングデバイス1は、無線給電によってさらに安定して動作させることができる。
In addition, in the present embodiment, the upper limit voltage detection unit 60 includes a reference voltage generation unit 63 and a comparator 64 (voltage comparison unit). The reference voltage generator 63 generates a reference voltage. Based on the comparison between the reference voltage generated by the reference voltage generating unit 63 and the voltage obtained by dividing the voltage of the DC power, the comparator 64 determines whether the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) becomes the voltage V1 or more. Detect whether or not.
Thereby, in the sensing device 1 according to the present embodiment, the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) becomes equal to or higher than the voltage V1 based on the reference voltage generated by the reference voltage generation unit 63 even in the wireless power feeding. It can be accurately detected. Therefore, the sensing device 1 according to the present embodiment can be operated more stably by wireless power feeding.

また、本実施形態では、スイッチング素子14は、蓄電デバイス40と並列に接続されている。また、本実施形態によるセンシングデバイス1は、人体に埋め込まれる機器である。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1は、蓄電デバイス40の放電を含めて、スイッチング素子14により放電させることにより、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)を蓄電デバイス40(及び整流部30)の許容電圧の範囲内に維持することができる。そのため、蓄電デバイス40には短期間の充放電が繰り返され、給電装置2から給電される直流電力が、スイッチング素子14により長期間連続して放電されることがない。また、スイッチング素子14による放電中においても、充放電制御部50を動作させる電力が給電装置2から供給されるため、給電装置2から給電する電力を有効に利用できるとともに、給電装置2から給電する総電力量を低減することができる。よって、本実施形態によるセンシングデバイス1は、受電コイル11が発熱することを低減することができる。したがって、本実施形態によるセンシングデバイス1は、人体において、無線給電によって安定して動作させることができる。
Further, in the present embodiment, the switching element 14 is connected in parallel with the electricity storage device 40. The sensing device 1 according to the present embodiment is a device that is embedded in the human body.
As a result, the sensing device 1 according to the present embodiment discharges the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) by causing the switching element 14 to discharge the power storage device 40 (and the rectification unit 30). Can be maintained within the allowable voltage range. Therefore, the electricity storage device 40 is repeatedly charged and discharged for a short period of time, and the DC power supplied from the power supply device 2 is not continuously discharged by the switching element 14 for a long period of time. Further, even during the discharging by the switching element 14, the power for operating the charge / discharge control unit 50 is supplied from the power feeding device 2, so that the power fed from the power feeding device 2 can be effectively used and the power is fed from the power feeding device 2. The total amount of power can be reduced. Therefore, the sensing device 1 according to the present embodiment can reduce the heat generation of the power receiving coil 11. Therefore, the sensing device 1 according to the present embodiment can be stably operated in the human body by wireless power feeding.

また、本実施形態による無線給電システム100は、給電コイル21を備える給電装置2と、給電装置2から給電されるセンシングデバイス1とを備えている。センシングデバイス1は、受電コイル11と、整流部30と、蓄電デバイス40と、スイッチング素子14と、充放電制御部50とを備えている。受電コイル11は、給電装置2が有する給電コイル21から給電される。整流部30は、受電コイル11に給電された電力を直流電力に整流する。蓄電デバイス40は、整流部30によって整流された直流電力を蓄電する。スイッチング素子14は、直流電力の放電を制御する。充放電制御部50は、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、蓄電デバイス40の許容電圧に基づく電圧V1(第1電圧)以上になった場合に、スイッチング素子14に放電させるとともに、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)が、電圧V1より低い電圧V2(第2電圧)であって、蓄電デバイス40に蓄電された電力により動作する負荷部15の動作最低電圧Vminより高い電圧V2以下になった場合に、スイッチング素子14による放電を停止させる。   In addition, the wireless power feeding system 100 according to the present embodiment includes the power feeding device 2 including the power feeding coil 21, and the sensing device 1 fed from the power feeding device 2. The sensing device 1 includes a power receiving coil 11, a rectifying unit 30, a power storage device 40, a switching element 14, and a charge / discharge control unit 50. The power receiving coil 11 is fed with power from a power feeding coil 21 included in the power feeding device 2. The rectifying unit 30 rectifies the power supplied to the power receiving coil 11 into DC power. The electricity storage device 40 stores the DC power rectified by the rectification unit 30. The switching element 14 controls the discharge of DC power. The charging / discharging control unit 50 causes the switching element 14 to discharge when the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc) becomes equal to or higher than the voltage V1 (first voltage) based on the allowable voltage of the power storage device 40, and the DC The voltage of the electric power (for example, the voltage Vc) is a voltage V2 (second voltage) lower than the voltage V1 and is equal to or lower than a voltage V2 higher than the operation minimum voltage Vmin of the load unit 15 operated by the electric power stored in the electric storage device 40. Then, the discharge by the switching element 14 is stopped.

これにより、本実施形態による無線給電システム100は、上述したセンシングデバイス1と同様に、スイッチング素子14に直流電力の電圧(例えば、電圧Vc)を放電させることで、蓄電デバイス40及び整流部30が許容電圧を超えた電圧がかかって故障することを抑制することができる。よって、本実施形態による無線給電システム100は、無線給電によって安定して動作させることができる。   As a result, in the wireless power feeding system 100 according to the present embodiment, similarly to the sensing device 1 described above, the power storage device 40 and the rectification unit 30 are operated by causing the switching element 14 to discharge the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc). It is possible to suppress a failure caused by a voltage exceeding the allowable voltage. Therefore, the wireless power feeding system 100 according to the present embodiment can be stably operated by wireless power feeding.

[第2の実施形態]
次に、図7を参照して、第2の実施形態による無線給電システム100a及びセンシングデバイス1aについて説明する。
本実施形態では、タイマ回路(17、25)により、給電装置2aがセンシングデバイス1aへの給電を停止した後に、センシングデバイス1aが負荷部15を動作させる場合の一例について説明する。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 7, a wireless power feeding system 100a and a sensing device 1a according to the second embodiment will be described.
In the present embodiment, an example will be described in which the timer device (17, 25) causes the sensing device 1a to operate the load unit 15 after the power feeding device 2a stops feeding power to the sensing device 1a.

図7は、本実施形態による無線給電システム100aの一例を示すブロック図である。
図7に示すように、無線給電システム100aは、センシングデバイス1aと、給電装置2aとを備えている。この図において、図1に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付与し、その説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of the wireless power feeding system 100a according to the present embodiment.
As shown in FIG. 7, the wireless power feeding system 100a includes a sensing device 1a and a power feeding device 2a. In this figure, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

給電装置2aは、センシングデバイス1aに無線給電する装置であり、給電コイル21と、共振コンデンサ22と、交流電源23と、給電スイッチ24と、タイマ回路25とを備えている。給電装置2aは、タイマ回路25を備える点を除いて、上述した第1の実施形態の給電装置2と同様である。   The power supply device 2a is a device that wirelessly supplies power to the sensing device 1a, and includes a power supply coil 21, a resonance capacitor 22, an AC power supply 23, a power supply switch 24, and a timer circuit 25. The power feeding device 2a is the same as the power feeding device 2 of the above-described first embodiment except that the timer circuit 25 is provided.

タイマ回路25(第1タイマ部の一例)は、蓄電デバイス40が満充電に達する期間(第1期間)を計時する。タイマ回路25は、給電スイッチ24をオン状態にしてから、満充電に達する期間(例えば、180s(秒))を計時し、計時が満充電に達する期間に達した場合に、給電スイッチ24をオフ状態にする。
このように、本実施形態では、給電装置2aは、タイマ回路25が上述した第1期間を計時後に、給電コイル21から受電コイル11への給電を停止する。
The timer circuit 25 (an example of a first timer unit) measures a period (first period) when the power storage device 40 reaches full charge. The timer circuit 25 clocks a period for reaching full charge (for example, 180 seconds (seconds)) after turning on the power switch 24, and turns off the power switch 24 when the period reaches full charge. Put in a state.
As described above, in the present embodiment, the power feeding device 2a stops the power feeding from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 after the timer circuit 25 clocks the first period described above.

センシングデバイス1a(電子機器の一例)は、給電装置2aからの無線給電により得られた電力を蓄電デバイス40に充電(蓄電)し、蓄電デバイス40に蓄電した電力により動作する機器である。センシングデバイス1aは、受電コイル11と、共振コンデンサ12と、抵抗13と、スイッチング素子14と、負荷部15と、供給スイッチ16と、整流部30と、蓄電デバイス40と、充放電制御部50と、タイマ回路17とを備えている。センシングデバイス1aは、タイマ回路17を備える点を除いて、上述した第1の実施形態のセンシングデバイス1と同様である。   The sensing device 1 a (an example of an electronic device) is a device that charges (stores) electric power obtained by wireless power feeding from the power feeding device 2 a in the power storage device 40 and operates by the power stored in the power storage device 40. The sensing device 1a includes a power receiving coil 11, a resonance capacitor 12, a resistor 13, a switching element 14, a load unit 15, a supply switch 16, a rectifying unit 30, a power storage device 40, and a charge / discharge control unit 50. , And a timer circuit 17. The sensing device 1a is the same as the sensing device 1 of the first embodiment described above except that the timer device 17 is provided.

タイマ回路17(第2タイマ部の一例)は、蓄電デバイス40が満充電に達する期間(第1期間)以上の計時期間(第2期間)を計時する。タイマ回路17は、給電装置2aからの給電が開始されると、計時を開始し、計時が期間(第1期間)以上の計時期間(第2期間)に達した場合に、供給スイッチ16をオン状態にする。なお、タイマ回路17は、電源線L1と電源線L2との間の電圧Vcにより動作するものとする。   The timer circuit 17 (an example of a second timer unit) measures a time period (second period) that is equal to or longer than a period (first period) when the power storage device 40 reaches full charge. The timer circuit 17 starts timing when power feeding from the power feeding device 2a is started, and turns on the supply switch 16 when the timing reaches a timing period (second period) longer than the period (first period). Put in a state. The timer circuit 17 is assumed to operate with the voltage Vc between the power supply line L1 and the power supply line L2.

供給スイッチ16(電力供給部の一例)は、タイマ回路17が上述した計時期間(第2期間)を計時した場合に、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。すなわち、供給スイッチ16は、タイマ回路17が上述した計時期間(第2期間)を計時したという所定の条件に応じて、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。
このように、供給スイッチ16は、給電コイル21から受電コイル11への給電が停止した後に、蓄電デバイス40が充電している電力を自動的に負荷部15に供給する。
The supply switch 16 (an example of an electric power supply unit) supplies the electric power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 when the timer circuit 17 clocks the above-described timing period (second period). That is, the supply switch 16 supplies the electric power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 according to a predetermined condition that the timer circuit 17 clocks the above-described time counting period (second period).
In this way, the supply switch 16 automatically supplies the power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 after the power supply from the power supply coil 21 to the power reception coil 11 is stopped.

以上説明したように、本実施形態によるセンシングデバイス1aは、蓄電デバイス40が満充電に達する期間以上の計時期間を計時するタイマ回路17(タイマ部)を備えている。そして、供給スイッチ16は、タイマ回路17が計時期間を計時した場合に、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1aは、タイマ回路17という簡易な構成により、蓄電デバイス40が満充電後に、安定して負荷部15を動作させることができる。
As described above, the sensing device 1a according to the present embodiment includes the timer circuit 17 (timer unit) that counts the time counting period that is equal to or longer than the period when the power storage device 40 reaches full charge. Then, the supply switch 16 supplies the electric power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 when the timer circuit 17 clocks the timing period.
With this, the sensing device 1a according to the present embodiment can stably operate the load unit 15 after the power storage device 40 is fully charged by the simple configuration of the timer circuit 17.

なお、本実施形態によるセンシングデバイス1aは、所定の条件(例えば、タイマ回路17が上述した計時期間を計時したという条件)に応じて、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する供給スイッチ16(電力供給部)を備える。すなわち、供給スイッチ16は、給電コイル21から受電コイル11への給電が停止した後に、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1aでは、給電コイル21から受電コイル11への給電が停止した後に負荷部15が動作するため、無線給電による無線電力搬送波が、負荷部15の動作(例えば、生体情報のセンシング)に悪影響を与えることを防止することができる。よって、本実施形態によるセンシングデバイス1aは、無線給電による無線電力搬送波の影響を受けずに、安定して負荷部15を動作(例えば、生体情報をセンシング)させることができる。
Note that the sensing device 1a according to the present embodiment supplies the electric power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 according to a predetermined condition (for example, the condition that the timer circuit 17 clocks the above-described clock period). The power supply switch 16 (power supply unit) is provided. That is, the supply switch 16 supplies the power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 after the power supply from the power supply coil 21 to the power reception coil 11 is stopped.
As a result, in the sensing device 1a according to the present embodiment, the load unit 15 operates after the power supply from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 is stopped, so that the wireless power carrier by wireless power feeding operates the load unit 15 (for example, It is possible to prevent the adverse effect on the sensing of biological information). Therefore, the sensing device 1a according to the present embodiment can stably operate the load unit 15 (for example, sensing biometric information) without being affected by the wireless power carrier generated by wireless power feeding.

また、本実施形態による無線給電システム100aは、給電装置2aと、センシングデバイス1aとを備えている。給電装置2aは、蓄電デバイス40が満充電に達する第1期間を計時するタイマ回路25(第1タイマ部)を備え、タイマ回路25が第1期間を計時後に、給電コイル21から受電コイル11への給電を停止する。また、センシングデバイス1aは、第1期間以上の第2期間を計時するタイマ回路17(第2タイマ部)を備える。そして、供給スイッチ16は、タイマ回路17が第2期間を計時した場合に、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。
これにより、本実施形態による無線給電システム100aは、上述したセンシングデバイス1aと同様に、無線給電による無線電力搬送波が、負荷部15の動作(例えば、生体情報のセンシング)に悪影響を与えることを防止することができる。よって、本実施形態による無線給電システム100aは、無線給電による無線電力搬送波の影響を受けずに、安定して負荷部15を動作(例えば、生体情報をセンシング)させることができる。
The wireless power feeding system 100a according to the present embodiment includes the power feeding device 2a and the sensing device 1a. The power feeding device 2a includes a timer circuit 25 (first timer unit) that clocks a first period in which the power storage device 40 reaches full charge. After the timer circuit 25 clocks the first period, the power feeding coil 21 moves to the power receiving coil 11. To stop the power supply. Further, the sensing device 1a includes a timer circuit 17 (second timer unit) that measures a second period that is equal to or longer than the first period. Then, the supply switch 16 supplies the electric power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 when the timer circuit 17 clocks the second period.
As a result, the wireless power feeding system 100a according to the present embodiment prevents the wireless power carrier from wireless power feeding from adversely affecting the operation of the load unit 15 (for example, sensing of biological information), as in the above-described sensing device 1a. can do. Therefore, the wireless power feeding system 100a according to the present embodiment can stably operate the load unit 15 (for example, sensing biometric information) without being affected by the wireless power carrier generated by wireless power feeding.

[第3の実施形態]
次に、図8を参照して、第3の実施形態による無線給電システム100b及びセンシングデバイス1bについて説明する。
本実施形態では、センシングデバイス1bが、整流部30と、蓄電デバイス40との間に接続されたダイオード18を備え、スイッチング素子14が、当該ダイオード18の前で直流電力を放電する場合の一例について説明する。
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG. 8, a wireless power supply system 100b and a sensing device 1b according to the third embodiment will be described.
In the present embodiment, the sensing device 1b includes the diode 18 connected between the rectifying unit 30 and the power storage device 40, and the switching element 14 discharges DC power in front of the diode 18 as an example. explain.

図8は、本実施形態による無線給電システム100bの一例を示すブロック図である。
図8に示すように、無線給電システム100bは、センシングデバイス1bと、給電装置2とを備えている。この図において、図1に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付与し、その説明を省略する。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the wireless power feeding system 100b according to the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the wireless power feeding system 100b includes a sensing device 1b and a power feeding device 2. In this figure, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

センシングデバイス1b(電子機器の一例)は、受電コイル11と、共振コンデンサ12と、抵抗13と、スイッチング素子14と、負荷部15と、供給スイッチ16と、整流部30と、蓄電デバイス40と、充放電制御部50と、ダイオード18とを備えている。センシングデバイス1bは、ダイオード18を備え、抵抗13と、スイッチング素子14とを接続する位置が異なる点を除いて、上述した第1の実施形態のセンシングデバイス1と同様である。   The sensing device 1b (an example of an electronic device) includes a power receiving coil 11, a resonance capacitor 12, a resistor 13, a switching element 14, a load unit 15, a supply switch 16, a rectifying unit 30, and a power storage device 40. The charging / discharging control unit 50 and the diode 18 are provided. The sensing device 1b is the same as the sensing device 1 of the above-described first embodiment, except that the sensing device 1b includes a diode 18 and the position where the resistor 13 and the switching element 14 are connected is different.

ダイオード18は、例えば、ショットキーバリアダイオードであり、整流部30と、蓄電デバイス40との間(電源線L11と電源線L12との間)に接続されている。なお、本実施形態では、図1に示す電源線L1を、ダイオード18より前段(整流部30)側を電源線L11とし、ダイオード18より後段(充放電制御部50)側を電源線L12として説明する。ダイオード18は、アノード端子が電源線L11に接続されカソード端子が電源線L12に接続されている。   The diode 18 is, for example, a Schottky barrier diode, and is connected between the rectifying unit 30 and the power storage device 40 (between the power supply line L11 and the power supply line L12). In the present embodiment, the power supply line L1 shown in FIG. 1 is described as the power supply line L11 on the front side (rectifying unit 30) side of the diode 18 and the power supply line L12 on the rear side (charge / discharge control unit 50) side of the diode 18. To do. The diode 18 has an anode terminal connected to the power supply line L11 and a cathode terminal connected to the power supply line L12.

また、本実施形態では、抵抗13とスイッチング素子14とが、ダイオード18の前段(整流部30)側の電源線L11と電源線L2との間に接続されている。すなわち、スイッチング素子14は、整流部30とダイオード18との間において、直流電力を放電させる。なお、本実施形態では、電源線L11と電源線L2との間の電圧を電圧Vrとし、電源線L12と電源線L2との間の電圧を上述した電圧Vcとして説明する。   Further, in the present embodiment, the resistor 13 and the switching element 14 are connected between the power supply line L11 and the power supply line L2 on the preceding stage (rectifying unit 30) side of the diode 18. That is, the switching element 14 discharges DC power between the rectifying unit 30 and the diode 18. In the present embodiment, the voltage between the power supply line L11 and the power supply line L2 will be referred to as the voltage Vr, and the voltage between the power supply line L12 and the power supply line L2 will be referred to as the above-described voltage Vc.

次に、本実施形態によるセンシングデバイス1bの動作について説明する。
本実施形態によるセンシングデバイス1bでは、整流部30により整流され、ダイオード18を介して供給された電圧Vcが電圧V1(=4.0V)に達すると、上限電圧検出部60は、電圧Vcが、電圧V1以上になったことを検出し、自己保持回路51のSET端子にH状態を出力する。これにより、自己保持回路51がH状態を出力し、スイッチング素子14が、オン状態にされる。
その結果、整流部30とダイオード18との間における電圧Vrは、抵抗13を介して放電されて低下する。ただし、電圧Vcは、ダイオード18を介しているため、抵抗13を介して放電されずに、蓄電デバイス40の出力電圧が維持される。電圧Vcは、充放電制御部50によって消費される電力により、徐々に低下する。
Next, the operation of the sensing device 1b according to this embodiment will be described.
In the sensing device 1b according to the present embodiment, when the voltage Vc rectified by the rectifying unit 30 and supplied through the diode 18 reaches the voltage V1 (= 4.0V), the upper limit voltage detecting unit 60 changes the voltage Vc to It detects that the voltage has become equal to or higher than V1 and outputs the H state to the SET terminal of the self-holding circuit 51. As a result, the self-holding circuit 51 outputs the H state, and the switching element 14 is turned on.
As a result, the voltage Vr between the rectifying unit 30 and the diode 18 is discharged via the resistor 13 and drops. However, since the voltage Vc passes through the diode 18, the voltage Vc is not discharged through the resistor 13 and the output voltage of the power storage device 40 is maintained. The voltage Vc gradually decreases due to the power consumed by the charge / discharge control unit 50.

次に、電圧Vcが低下して電圧V2(=3.8V)に達すると、下限電圧検出部70は、電圧Vcが、電圧V2以下になったことを検出し、自己保持回路51のRESET端子にH状態を出力する。これにより、自己保持回路51がL状態を出力し、スイッチング素子14が、オフ状態にされる。すなわち、スイッチング素子14は、蓄電デバイス40に充電可能な状態(電圧Vcが電圧V2以下)になるまで、オン状態を維持し、充電可能な状態になった場合に、オフ状態にされる。その結果、電圧Vrは、再び上昇し、蓄電デバイス40への充電が再開される。このように、センシングデバイス1bでは、充放電制御部50(上限電圧検出部60、下限電圧検出部70、及び自己保持回路51)により、電圧Vrが断続的に放電され、電圧Vcが電圧V1(上限電圧)と、電圧V2(下限電圧)との間に維持される。   Next, when the voltage Vc decreases and reaches the voltage V2 (= 3.8V), the lower limit voltage detection unit 70 detects that the voltage Vc has become equal to or lower than the voltage V2, and the RESET terminal of the self-holding circuit 51. The H state is output to. As a result, the self-holding circuit 51 outputs the L state and the switching element 14 is turned off. That is, the switching element 14 maintains the ON state until the power storage device 40 is in the chargeable state (the voltage Vc is equal to or lower than the voltage V2), and is set to the OFF state in the chargeable state. As a result, the voltage Vr rises again, and the charging of the electricity storage device 40 is restarted. As described above, in the sensing device 1b, the charge / discharge control unit 50 (the upper limit voltage detection unit 60, the lower limit voltage detection unit 70, and the self-holding circuit 51) intermittently discharges the voltage Vr, and the voltage Vc becomes the voltage V1 ( It is maintained between the upper limit voltage) and the voltage V2 (lower limit voltage).

以上説明したように、本実施形態によるセンシングデバイス1bは、整流部30と、蓄電デバイス40との間に接続されたダイオード18を備えている。そして、スイッチング素子14は、整流部30とダイオード18との間において、直流電力を放電させる。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1bは、スイッチング素子14による抵抗13を介した放電により、蓄電デバイス40が放電されないため、蓄電デバイス40の充放電回数を低減することができる。そのため、本実施形態によるセンシングデバイス1bは、蓄電デバイス40の寿命を延ばすことができる。よって、本実施形態によるセンシングデバイス1bは、無線給電によって安定して動作させることができる。
As described above, the sensing device 1b according to the present embodiment includes the diode 18 connected between the rectifying unit 30 and the power storage device 40. Then, the switching element 14 discharges DC power between the rectifying unit 30 and the diode 18.
As a result, in the sensing device 1b according to the present embodiment, the electricity storage device 40 is not discharged due to the discharge of the switching element 14 through the resistor 13, so that the number of times the electricity storage device 40 is charged and discharged can be reduced. Therefore, the sensing device 1b according to the present embodiment can extend the life of the electricity storage device 40. Therefore, the sensing device 1b according to the present embodiment can be stably operated by wireless power feeding.

また、本実施形態によるセンシングデバイス1bは、蓄電デバイス40に蓄電をさせつつ、スイッチング素子14の放電により、直流電力の電圧(例えば、電圧Vc及び電圧Vr)を蓄電デバイス40(及び整流部30)の許容電圧の範囲内に維持することができる。すなわち、本実施形態によるセンシングデバイス1bは、スイッチング素子14に直流電力の電圧(例えば、電圧Vr)を放電させることで、蓄電デバイス40及び整流部30が許容電圧を超えた電圧がかかって故障することを抑制することができる。   In addition, the sensing device 1b according to the present embodiment causes the voltage of the DC power (for example, the voltage Vc and the voltage Vr) to be stored in the power storage device 40, and the storage device 40 (and the rectification unit 30) by discharging the switching element 14. Can be maintained within the allowable voltage range. That is, the sensing device 1b according to the present embodiment causes the switching element 14 to discharge the voltage of the DC power (for example, the voltage Vr), and the power storage device 40 and the rectifying unit 30 are damaged by the voltage exceeding the allowable voltage. Can be suppressed.

[第4の実施形態]
次に、図9を参照して、第4の実施形態による無線給電システム100c及びセンシングデバイス1cについて説明する。
本実施形態では、センシングデバイス1cが、第2の実施形態と同様に、給電コイル21から受電コイル11への給電が停止した後に、蓄電デバイス40が充電している電力を自動的に負荷部15に供給する別の一例について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a wireless power feeding system 100c and a sensing device 1c according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, as in the second embodiment, in the sensing device 1c, after the power feeding from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 is stopped, the electric power charged by the power storage device 40 is automatically loaded into the load unit 15. Next, another example of supplying to the above will be described.

図9は、本実施形態による無線給電システム100cの一例を示すブロック図である。
図9に示すように、無線給電システム100cは、センシングデバイス1cと、給電装置2とを備えている。この図において、図1及び図8に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付与し、その説明を省略する。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the wireless power feeding system 100c according to the present embodiment.
As shown in FIG. 9, the wireless power feeding system 100c includes a sensing device 1c and a power feeding device 2. In this figure, the same components as those shown in FIGS. 1 and 8 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

センシングデバイス1c(電子機器の一例)は、受電コイル11と、共振コンデンサ12と、抵抗13と、スイッチング素子14と、負荷部15と、供給スイッチ16と、整流部30と、蓄電デバイス40と、充放電制御部50と、ダイオード18と、給電検出部80とを備えている。センシングデバイス1cは、ダイオード18及び給電検出部80を備える点を除いて、上述した第1の実施形態のセンシングデバイス1と同様である。
なお、ダイオード18は、上述した第2の実施形態のセンシングデバイス1bと同様である。
The sensing device 1c (an example of electronic equipment) includes a power receiving coil 11, a resonance capacitor 12, a resistor 13, a switching element 14, a load unit 15, a supply switch 16, a rectifying unit 30, and a power storage device 40. The charging / discharging control unit 50, the diode 18, and the power feeding detection unit 80 are provided. The sensing device 1c is the same as the sensing device 1 of the first embodiment described above except that the diode 18 and the power feeding detection unit 80 are provided.
The diode 18 is similar to the sensing device 1b of the second embodiment described above.

給電検出部80(第3検出部の一例)は、給電装置2から受電コイル11に給電されているか否かを検出する。給電検出部80は、給電装置2から受電コイル11に給電されていないことを検出した場合に、供給スイッチ16をオン状態にする。また、給電検出部80は、抵抗81と、抵抗82と、抵抗83と、トランジスタ84とを備えている。   The power feeding detection unit 80 (an example of a third detection unit) detects whether or not power is being fed from the power feeding device 2 to the power receiving coil 11. When detecting that the power feeding device 2 is not feeding power to the power receiving coil 11, the power feeding detection unit 80 turns on the supply switch 16. In addition, the power feeding detection unit 80 includes a resistor 81, a resistor 82, a resistor 83, and a transistor 84.

抵抗81と抵抗82とは、電源線L11と電源線L2との間に直列に接続され、電源線L11と電源線L2と間の電圧Vrを所定の抵抗比により分圧する。抵抗81は、第1端子が電源線L11に接続され、第2端子がノードN6に接続されている。また、抵抗82は、第1端子がノードN6に接続され、第2端子が電源線L2に接続されている。抵抗71と抵抗72との抵抗値は、電圧Vrに整流部30を介して受電コイル11から電力が供給されている場合に、ノードN6の電圧が、後述するトランジスタ84の閾値電圧Vth以上になるように定められている。   The resistors 81 and 82 are connected in series between the power supply line L11 and the power supply line L2, and divide the voltage Vr between the power supply line L11 and the power supply line L2 by a predetermined resistance ratio. The resistor 81 has a first terminal connected to the power supply line L11 and a second terminal connected to the node N6. The resistor 82 has a first terminal connected to the node N6 and a second terminal connected to the power supply line L2. The resistance values of the resistors 71 and 72 are such that the voltage of the node N6 becomes equal to or higher than the threshold voltage Vth of the transistor 84 described later when the voltage Vr is supplied with power from the power receiving coil 11 via the rectifying unit 30. Has been defined.

抵抗83は、第1端子が電源線L12に接続され、第2端子がノードN7に接続されている。また、トランジスタ84は、コレクタ端子がノードN6に接続され、エミッタ端子が電源線L2に接続されている。また、トランジスタ84は、ベース端子がノードN6に接続されている。トランジスタ84は、ノードN6が、閾値電圧Vth以上になった場合に、オン状態になり、ノードN7がL状態になる。また、トランジスタ84は、ノードN6が、閾値電圧Vth未満になった場合に、オフ状態になり、ノードN7がH状態になる。   The resistor 83 has a first terminal connected to the power supply line L12 and a second terminal connected to the node N7. The transistor 84 has a collector terminal connected to the node N6 and an emitter terminal connected to the power supply line L2. The base terminal of the transistor 84 is connected to the node N6. The transistor 84 is turned on when the node N6 becomes equal to or higher than the threshold voltage Vth, and the node N7 is set to the L state. In addition, the transistor 84 is turned off when the node N6 is lower than the threshold voltage Vth, and the node N7 is in the H state.

本実施形態による供給スイッチ16は、給電検出部80が給電装置2から受電コイル11に給電されていないことを検出した場合に、オン状態になり、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。また、供給スイッチ16は、給電検出部80が給電装置2から受電コイル11に給電されていることを検出している場合に、オフ状態になり、蓄電デバイス40が充電している電力の負荷部15への供給を停止する。   The power supply switch 16 according to the present embodiment is turned on when the power supply detection unit 80 detects that the power supply device 2 is not supplying power to the power receiving coil 11, and supplies the power charged by the power storage device 40 to the load unit. Supply to 15. Further, the supply switch 16 is turned off when the power supply detection unit 80 detects that power is being supplied from the power supply device 2 to the power receiving coil 11, and the load unit of the power charged by the power storage device 40. The supply to 15 is stopped.

以上説明したように、本実施形態によるセンシングデバイス1cは、所定の条件に応じて、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する供給スイッチ16(電力供給部)を備え、供給スイッチ16は、給電コイル21から受電コイル11への給電が停止した後に、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1cは、第2の実施形態と同様に、給電コイル21から受電コイル11への給電が停止した後に負荷部15が動作するため、無線給電による無線電力搬送波が、負荷部15の動作(例えば、生体情報のセンシング)に悪影響を与えることを防止することができる。よって、本実施形態による無線給電システム100c及びセンシングデバイス1cは、無線給電による無線電力搬送波の影響を受けずに、安定して負荷部15を動作(例えば、生体情報をセンシング)させることができる。
As described above, the sensing device 1c according to the present embodiment includes the supply switch 16 (power supply unit) that supplies the electric power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 according to a predetermined condition, and supplies the electric power. The switch 16 supplies the power charged by the power storage device 40 to the load unit 15 after the power supply from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 is stopped.
Accordingly, in the sensing device 1c according to the present embodiment, as in the second embodiment, the load unit 15 operates after the power feeding from the power feeding coil 21 to the power receiving coil 11 is stopped, so that the wireless power carrier by wireless power feeding is generated. It is possible to prevent the operation of the load unit 15 (for example, sensing of biological information) from being adversely affected. Therefore, the wireless power feeding system 100c and the sensing device 1c according to the present embodiment can stably operate the load unit 15 (for example, sensing biometric information) without being affected by the wireless power carrier generated by wireless power feeding.

また、本実施形態によるセンシングデバイス1cは、給電装置2から受電コイル11に給電されているか否かを検出する給電検出部80(第3検出部)を備え、供給スイッチ16は、給電検出部80が給電装置2から受電コイル11に給電されていないことを検出した場合に、蓄電デバイス40が充電している電力を負荷部15に供給する。
これにより、本実施形態によるセンシングデバイス1cは、簡易な構成により給電装置2から受電コイル11に給電されていないことを正確に検出することができる。
In addition, the sensing device 1c according to the present embodiment includes a power supply detection unit 80 (third detection unit) that detects whether or not the power supply device 2 is supplying power to the power reception coil 11, and the supply switch 16 includes the power supply detection unit 80. Detects that the power feeding device 2 is not feeding the power receiving coil 11, the power charged by the power storage device 40 is supplied to the load unit 15.
Accordingly, the sensing device 1c according to the present embodiment can accurately detect that the power feeding device 2 is not feeding power to the power receiving coil 11 with a simple configuration.

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態は、それぞれ単独で実施する例を説明したが、これに限定されるものではなく、各実施形態のうちのいくつかを組み合わせて実施してもよい。例えば、第3の実施形態と第4の実施形態とを組み合わせる場合には、抵抗13の代わりに抵抗81及び抵抗82を使用して、スイッチング素子14と直列に接続させてもよい。この場合、抵抗81及び抵抗82と、スイッチング素子14とは、電圧Vrを放電させつつ、給電装置2から受電コイル11に給電されているか否かを検出することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and can be modified within a range not departing from the spirit of the present invention.
For example, although each of the above-described embodiments has been described as an example of performing each independently, the present invention is not limited to this and may be performed by combining some of the embodiments. For example, when the third embodiment and the fourth embodiment are combined, the resistor 81 and the resistor 82 may be used instead of the resistor 13 and connected in series with the switching element 14. In this case, the resistors 81 and 82 and the switching element 14 can detect whether the power feeding device 2 is feeding power to the power receiving coil 11 while discharging the voltage Vr.

また、上記の各実施形態において、スイッチング素子14が、抵抗13と直列に接続される例を説明したが、これに限定されるものではなく、抵抗13を備えない形態であってもよい。なお、抵抗13を備えない場合には、スイッチング素子14は、スイッチング素子14のオン抵抗を利用して、直流電力を放電する。すなわち、抵抗13は、スイッチング素子14のオン抵抗に含まれてもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the switching element 14 is connected in series with the resistor 13 has been described, but the present invention is not limited to this, and the resistor 13 may not be provided. When the resistor 13 is not provided, the switching element 14 uses the on-resistance of the switching element 14 to discharge DC power. That is, the resistor 13 may be included in the ON resistance of the switching element 14.

また、蓄電デバイス40は、電気二重層コンデンサ(EDLC)である場合の一例を説明したが、他の種類のコンデンサであってもよいし、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池(蓄電池)であってもよい。また、蓄電デバイス40は、電気二重層コンデンサ41及び電気二重層コンデンサ42を直列に2段重ねた構成のものを用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、1段、又は3段以上であってもよい。   Further, although the electric storage device 40 has been described as an example in the case of being an electric double layer capacitor (EDLC), it may be another type of capacitor, for example, a secondary battery (storage battery) such as a lithium ion battery. It may be. Further, although the electric storage device 40 has been described as an example in which the electric double layer capacitor 41 and the electric double layer capacitor 42 are stacked in two stages in series, the present invention is not limited to this, and one stage or three stages. It may be more than a step.

また、上記の各実施形態において、整流部30は、ショットキーバリアダイオードであるダイオード31〜34を備えた全波整流回路である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、整流部30は、ショットキーバリアダイオードの代わりに他の種類のダイオードを用いてもよいし、半波整流回路であってもよい。   Further, in each of the above embodiments, the example in which the rectifying unit 30 is a full-wave rectifying circuit including the diodes 31 to 34 that are Schottky barrier diodes has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the rectification unit 30 may use another type of diode instead of the Schottky barrier diode, or may be a half-wave rectification circuit.

また、上記の各実施形態において、充放電制御部50は、抵抗13及びスイッチング素子14を含まない例を説明したが、抵抗13及びスイッチング素子14を含む構成としてもよい。また、上記の第4の実施形態において、充放電制御部50は、給電検出部80を含まない例を説明したが、これに限定されるものではなく、給電検出部80を含む構成としてもよい。
また、充放電制御部50の構成は、上記の各実施形態において説明した構成に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the charge / discharge control unit 50 has been described as an example in which the resistor 13 and the switching element 14 are not included, but a configuration including the resistor 13 and the switching element 14 may be used. Further, in the fourth embodiment described above, the charging / discharging control unit 50 has been described as an example that does not include the power feeding detection unit 80, but the present invention is not limited to this, and may include the power feeding detection unit 80. ..
Further, the configuration of the charge / discharge control unit 50 is not limited to the configuration described in each of the above embodiments, and may have another configuration.

また、上記の各実施形態において、上限電圧である電圧V1が4.0Vであり、下限電圧である電圧V2が3.8Vである例を説明したが、これに限定されるものではなく、電圧V1及び電圧V2は、他の電圧値であってもよい。
また、上記の各実施形態において、電子機器の一例として、体内に埋め込むセンシングデバイス1(1a〜1c)である例を説明したが、これに限定されるものではなく、他の用途に使用される電子機器であってもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the upper limit voltage V1 is 4.0 V and the lower limit voltage V2 is 3.8 V has been described, but the present invention is not limited to this. V1 and voltage V2 may have other voltage values.
Further, in each of the above-described embodiments, the example of the sensing device 1 (1a to 1c) embedded in the body has been described as an example of the electronic device, but the present invention is not limited to this and is used for other purposes. It may be an electronic device.

上述のセンシングデバイス1(1a〜1c)は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したセンシングデバイス1(1a〜1c)の充放電に関する制御の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。   The above-mentioned sensing device 1 (1a-1c) has a computer system inside. The process of controlling the charging / discharging of the sensing device 1 (1a to 1c) described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and when the computer reads and executes the program, The above processing is performed. Here, the computer-readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Further, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that receives the distribution may execute the program.

また、上述した充放電制御部50の機能の一部又は全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。   Further, some or all of the functions of the charge / discharge control unit 50 described above may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Each of the functions described above may be individually implemented as a processor, or part or all of the functions may be integrated and implemented as a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. Further, in the case where an integrated circuit technology that replaces the LSI appears due to the progress of semiconductor technology, an integrated circuit according to the technology may be used.

1、1a、1b、1c センシングデバイス
2、2a 給電装置
3 計測装置
11 受電コイル
12、22 共振コンデンサ
13、61、62、71、72、73、81、82、83 抵抗
14 スイッチング素子
15 負荷部
16 供給スイッチ
17、25 タイマ回路
21 給電コイル
23 交流電源
24 給電スイッチ
30 整流部
18、31、32、33、34 ダイオード
35 平滑コンデンサ
40 蓄電デバイス
41、42 電気二重層コンデンサ
50 充放電制御部
51 自己保持回路
60 上限電圧検出部
63 基準電圧生成部
64 コンパレータ
70 下限電圧検出部
74、84 トランジスタ
80 給電検出部
100、100a、100b、100c 無線給電システム
BDY 人体
AQ アクリル容器
1, 1a, 1b, 1c Sensing device 2, 2a Power feeding device 3 Measuring device 11 Power receiving coil 12, 22 Resonant capacitor 13, 61, 62, 71, 72, 73, 81, 82, 83 Resistor 14 Switching element 15 Load part 16 Supply switch 17, 25 Timer circuit 21 Power supply coil 23 AC power supply 24 Power supply switch 30 Rectification unit 18, 31, 32, 33, 34 Diode 35 Smoothing capacitor 40 Storage device 41, 42 Electric double layer capacitor 50 Charge / discharge control unit 51 Self-holding Circuit 60 Upper limit voltage detection unit 63 Reference voltage generation unit 64 Comparator 70 Lower limit voltage detection unit 74, 84 Transistor 80 Power feeding detection unit 100, 100a, 100b, 100c Wireless power feeding system BDY Human body AQ Acrylic container

Claims (12)

給電装置が有する給電コイルから給電される受電コイルと、
前記受電コイルに給電された電力を直流電力に整流する整流部と、
前記整流部によって整流された前記直流電力を蓄電する蓄電デバイスと、
抵抗と直列に接続され、前記直流電力の放電を制御するスイッチング素子と、
前記直流電力の電圧が、前記蓄電デバイスの許容電圧に基づく第1電圧以上になった場合に、前記スイッチング素子に前記抵抗を介して前記直流電力を放電させるとともに、前記直流電力の電圧が、前記第1電圧より低い第2電圧であって、前記蓄電デバイスに蓄電された電力により動作する負荷部の動作最低電圧より高い第2電圧以下になった場合に、前記スイッチング素子による放電を停止させる充放電制御部と
を備えることを特徴とする電子機器。
A power receiving coil that is fed from a power feeding coil included in the power feeding device,
A rectifying unit that rectifies the power supplied to the power receiving coil into DC power,
An electricity storage device that stores the DC power rectified by the rectification unit,
A switching element that is connected in series with a resistor and that controls the discharge of the DC power;
When the voltage of the DC power becomes equal to or higher than a first voltage based on the allowable voltage of the electricity storage device, the switching element discharges the DC power via the resistor, and the voltage of the DC power is When the voltage is a second voltage that is lower than the first voltage and is equal to or lower than a second voltage that is higher than the minimum operating voltage of the load unit that operates by the electric power stored in the power storage device, the charging by which the discharge by the switching element is stopped is stopped. An electronic device comprising: a discharge control unit.
前記充放電制御部は、
前記直流電力の電圧が、前記第1電圧以上になったか否かを検出する第1検出部と、
前記直流電力の電圧が、前記第2電圧以下になったか否かを検出する第2検出部と、
前記第1検出部によって、前記直流電力の電圧が前記第1電圧以上になったことを検出した場合に、前記スイッチング素子に前記直流電力を放電させる状態を保持するとともに、前記第2検出部によって、前記直流電力の電圧が前記第2電圧以下になったことを検出した場合に、前記スイッチング素子に前記放電を停止させる自己保持部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
The charge and discharge control unit,
A first detection unit that detects whether or not the voltage of the DC power is equal to or higher than the first voltage;
A second detection unit that detects whether or not the voltage of the DC power has become equal to or lower than the second voltage;
When the first detector detects that the voltage of the DC power is equal to or higher than the first voltage, the switching device holds the state of discharging the DC power, and the second detector detects The electronic device according to claim 1, further comprising: a self-holding unit that causes the switching element to stop the discharge when it is detected that the voltage of the DC power has become equal to or lower than the second voltage. ..
前記第1検出部は、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記基準電圧生成部が生成した前記基準電圧と、前記直流電力の電圧を分圧した電圧との比較に基づいて、前記直流電力の電圧が、前記第1電圧以上になったか否かを検出する電圧比較部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の電子機器。
The first detector is
A reference voltage generator that generates a reference voltage,
Based on a comparison between the reference voltage generated by the reference voltage generation unit and a voltage obtained by dividing the voltage of the DC power, it is detected whether the voltage of the DC power is equal to or higher than the first voltage. The electronic device according to claim 2, further comprising: a voltage comparison unit.
前記スイッチング素子は、前記蓄電デバイスと並列に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電子機器。   The electronic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching element is connected in parallel with the power storage device. 前記整流部と、前記蓄電デバイスとの間に接続されたダイオードを備え、
前記スイッチング素子は、前記整流部と前記ダイオードとの間において、前記直流電力を放電させる
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電子機器。
Comprising a diode connected between the rectifying unit and the electricity storage device,
The electronic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switching element discharges the DC power between the rectifying unit and the diode.
所定の条件に応じて、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給する電力供給部を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電子機器。
The electronic device according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a power supply unit that supplies the electric power charged by the power storage device to the load unit according to a predetermined condition. ..
前記電力供給部は、前記給電コイルから前記受電コイルへの給電が停止した後に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給する
ことを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
The electronic device according to claim 6, wherein the power supply unit supplies the power charged by the power storage device to the load unit after the power supply from the power supply coil to the power reception coil is stopped. ..
前記蓄電デバイスが満充電に達する期間以上の計時期間を計時するタイマ部を備え、
前記電力供給部は、前記タイマ部が前記計時期間を計時した場合に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給する
ことを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
The power storage device includes a timer unit that counts a time counting period that is equal to or longer than a period when it reaches full charge,
The electronic device according to claim 6, wherein the power supply unit supplies the power charged by the power storage device to the load unit when the timer unit counts the time period.
人体に埋め込まれる機器であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の電子機器。   The electronic device according to any one of claims 1 to 8, which is a device embedded in a human body. 給電コイルを備える給電装置と、前記給電装置から給電される電子機器とを備え、
前記電子機器は、
前記給電コイルから給電される受電コイルと、
前記受電コイルに給電された電力を直流電力に整流する整流部と、
前記整流部によって整流された前記直流電力を蓄電する蓄電デバイスと、
抵抗と直列に接続され、前記直流電力の放電を制御するスイッチング素子と、
前記直流電力の電圧が、前記蓄電デバイスの許容電圧に基づく第1電圧以上になった場合に、前記スイッチング素子に前記抵抗を介して前記直流電力を放電させるとともに、前記直流電力の電圧が、前記第1電圧より低い第2電圧であって、前記蓄電デバイスに蓄電された電力により動作する負荷部の動作最低電圧より高い第2電圧以下になった場合に、前記スイッチング素子による放電を停止させる充放電制御部と
を備えることを特徴とする無線給電システム。
A power feeding device having a power feeding coil, and an electronic device fed from the power feeding device,
The electronic device is
A receiving coil fed from the feeding coil,
A rectifying unit that rectifies the power supplied to the power receiving coil into DC power,
An electricity storage device that stores the DC power rectified by the rectification unit,
A switching element that is connected in series with a resistor and that controls the discharge of the DC power;
When the voltage of the DC power becomes equal to or higher than a first voltage based on the allowable voltage of the electricity storage device, the switching element discharges the DC power via the resistor, and the voltage of the DC power is When the voltage is a second voltage that is lower than the first voltage and is equal to or lower than a second voltage that is higher than the minimum operating voltage of the load unit that operates by the electric power stored in the power storage device, the charging by which the discharge by the switching element is stopped is stopped. A wireless power supply system comprising: a discharge control unit.
前記電子機器は、
前記給電装置の前記給電コイルから前記受電コイルへの給電が停止した後に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給する電力供給部を備える
ことを特徴とする請求項10に記載の無線給電システム。
The electronic device is
The power supply unit configured to supply the power charged by the power storage device to the load unit after the power supply from the power supply coil to the power reception coil of the power supply apparatus is stopped. Wireless power supply system.
前記給電装置は、前記蓄電デバイスが満充電に達する第1期間を計時する第1タイマ部を備え、前記第1タイマ部が前記第1期間を計時後に、前記給電コイルから前記受電コイルへの給電を停止し、
前記電子機器は、前記第1期間以上の第2期間を計時する第2タイマ部を備え、
前記電力供給部は、前記第2タイマ部が前記第2期間を計時した場合に、前記蓄電デバイスが充電している電力を前記負荷部に供給する
ことを特徴とする請求項11に記載の無線給電システム。
The power feeding device includes a first timer unit that counts a first period in which the power storage device reaches full charge, and after the first timer unit clocks the first period, power feeding from the power feeding coil to the power receiving coil is performed. Stop,
The electronic device includes a second timer unit that counts a second period that is equal to or longer than the first period,
The wireless power supply device according to claim 11, wherein the power supply unit supplies the electric power charged by the power storage device to the load unit when the second timer unit counts the second period. Power supply system.
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