受电装置、受电功率调节方法、受电功率调节程序以及半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及接收从非接触充电装置输送的电力的受电装置、受电功率调节方法、受电功率调节程序以及半导体装置。本申请以于2013年2月27日在日本申请的日本专利申请号特愿2013-37313为基础主张优先权，以引证的方式并入其内容。
【背景技术】
[0002]一直以来，在电动牙刷、电动剃须刀这样的主要在有水的环境下使用的充电式的电气产品中，逐渐以不露出用于连接充电器和这些电气产品的连接电极的方式使用非接触式的充电器。从安全性的角度出发，这样的非接触方式的充电器的应用近年来也扩大到家用游戏机、无绳电话、手机等。一般情况下，充电器与这些电气产品一一对应，对于某一电气产品而言，提供有专用充电器。
[0003]但是，随着手机、智能电话等移动终端其需求大幅增加，确保它们的电源成为难题。在这些移动终端中，虽然通过专用的充电器、AC适配器来保证电源，但是在外出地保证电源却未携带这些充电器、适配器的情况下，按照移动终端的种类准备充电器、适配器必须准备多种，因此是不现实的。若采用非接触充电方式，则具有不管电源连接端子的规格也可以自由地连接电源的优点。因此，被要求充电器和移动终端的充电方式的共用化、标准化。
[0004]例如，在无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)中，作为主要面向移动终端的非接触充电方式的标准规格发布了 QU日文:千一)，对于满足规格的充电器、移动终端之间可以不选择种类地进行充电。
[0005]在这些以Qi为代表的非接触充电方式中，通过使具有充电装置的I次侧天线和具有受电装置的2次侧天线电磁耦合或磁共振来进行电力传送。
[0006]在这样的非接触充电系统中，为了在充电装置和受电装置之间进行非接触的电力传送和数据通信，对I次侧天线和2次侧天线分别连接共振用电容器来构成共振电路。通过在I次侧和2次侧匹配共振电路的共振频率，实现充电装置和受电装置之间的稳定且高效的电力传送和数据通信。
[0007]这里，这些天线的电感L和共振用电容的静电电容C具有几个变动因素，而未必是假定的值。例如，电感L其特性根据构成天线的磁芯的特性偏差、周围温度而发生变化。共振电容器的静电电容C也根据初始偏差、温度特性、电压依赖性而发生变化。进而，I次侧天线和2次侧天线间的互感M根据I次侧和2次侧的距离、相对位置而发生变化，由于充电装置和受电装置物理地分离，因此相互的位置关系也难以恒定。
[0008]若由于上述各种因素而共振频率不一致，则电力的传送效率下降，使发热的问题显著，且阻碍机器的小型化、低功耗化。另外，传送效率的大幅下降还可能会引起充电时间延长、充电超时这样系统方面的问题。
[0009]因此，预先将I次侧和2次侧的共振频率匹配成最佳的值成为了大问题。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本专利公开2001-005938号公报
【发明内容】
[0013]技术问题
[0014]在专利文献I中，公开了如下技术:在与读写器进行非接触通信的IC卡中，调节IC卡的共振频率使得来自于读写器的接收信号的振幅成为最大。
[0015]但是，若将这样的方式应用于非接触充电系统，则存在在改变了发送功率的情况下难以检测最大电压的问题。
[0016]例如，在Qi等的非接触充电系统中，与一般的电源控制方式相同，为了将受电侧的功率控制为必要的值，采取控制送电侧的输出功率的方式。其中，由于送电侧和受电侧物理地分离，从受电侧向送电侧的反馈通过发送无线通信数据来进行。
[0017]对于Qi而言，将受电侧必要的功率和所送电的功率之间的差值作为误差信号而发送到送电侧，并在送电侧进行控制使该差值变为零。这样的通信间歇地进行，若如记载于专利文献I的技术那样，以使受电电压成为最大的方式来与送电侧的控制无关地调节共振频率，则会给负荷电压、负荷电流带来影响，与之对应地误差信号会发生变化。于是，在送电侧，改变送电输出以消除误差信号的变化，其结果是可能会产生控制不收敛的振荡(hunting)现象。
[0018]为了防止这样的振荡现象等的不稳定运行，只要在送电侧和受电侧进行协调的控制即可，但是这除了增大系统规模之外，还存在难以维持与已经导入的Qi等的标准规格之间的互换性的问题。
[0019]进而，在受电侧，存在边进行二次电池的充电控制边运行机器主体的情况，由于机器主体的运行电流不是恒定的，因此根据这样的负荷电流的变化而导致引起受电电压变化，从而存在难以进行共振频率的最优化调节的问题。
[0020]因此，本发明的目的在于提供如下的受电装置、受电功率调节方法、受电功率调节程序和半导体装置，即，以与送电侧的输出控制不冲突的方式独立于送电侧进行共振频率调节，以进行受电功率的最优化。
[0021]解决课题的技术方案
[0022]作为解决上述课题的技术方案，本发明的一个实施方式的受电装置具备:收发部，该收发部包括共振电路，该共振电路具有天线，该天线接收从非接触充电装置输送的电力，并且与该非接触充电装置之间收发数据，充电控制部，该充电控制部使用通过收发部接收的电力，进行包括二次电池的充电在内的电源控制，控制部，该控制部生成表示二次电池的充电状态和/或通过该二次电池运行的机器主体的电源的控制状态的控制状态数据，并经由收发部发送到非接触充电装置，控制部具备受电模式和调节模式，受电模式将基于控制状态数据输送的电力经由充电控制部用于二次电池的充电以及/或者用于通过二次电池运行的机器主体的电源，调节模式将控制状态数据固定为预定的恒定值，并且调节共振电路的共振频率，由此进行受电功率的调节。
[0023]另外，本发明的一个实施方式的受电功率调节方法具有受电模式和调节模式。在受电模式中，通过收发部从非接触充电装置接收输送的电力、或接收数据，通过充电控制部控制电源，该电源包括使用电力对二次电池进行充电，通过控制部，生成表示二次电池的充电状态和/或通过该二次电池运行的机器主体的电源的控制状态的控制状态数据，经由收发部将该控制状态数据发送到非接触充电装置，将基于该控制状态数据输送的电力经由充电控制部提供给二次电池以及/或者提供给通过该二次电池运行的机器主体的电源，在调节模式中，通过控制部，将被固定为预定的恒定值的控制状态数据经由收发部发送给非接触充电装置，将基于该控制状态数据输送的电力经由充电控制部提供给二次电池以及/或者提供给通过该二次电池运行的机器主体的电源，通过控制部，调节构成收发部的共振电路的共振频率来调节受电功率。
[0024]本发明的一个实施方式的受电功率调节程序，其为非接触充电用的受电装置的接收功率调节程序，并且具备储存部和控制部，所述储存部储存程序，所述控制部具有将储存的程序展开并执行的处理单元，在接收来自于非接触充电装置的电力的接收模式中，执行如下步骤，通过收发部从非接触充电装置接收输送的电力、或接收数据，通过充电控制部控制包括用电力对二次电池进行充电在内的电源，通过控制部，生成表示二次电池的充电状态和/或通过该二次电池运行的机器主体的电源的控制状态的控制状态数据，经由收发部将该控制状态数据向非接触充电装置发送，将基于该控制状态数据输送的电力经由充电控制部提供给二次电池以及/或者提供给通过该二次电池工作的机器主体的电源，在调节接收功率的调节模式中，执行如下步骤，通过控制部，将被固定为预定的恒定值的控制状态数据经由收发部发送给非接触充电装置，将基于该控制状态数据输送的电力经由充电控制部提供给二次电池和/或提供给通过该二次电池运行的机器主体的电源，通过控制部，调节构成收发部的共振电路的共振频率来调节受电功率。
[0025]本发明的一个实施方式的半导体装置具备容纳接收功率调节程序的储存部。
[0026]本发明的其它的实施方式的半导体装置具备展开执行接收功率调节程序的控制部。
[0027]发明效果
[0028]在本发明中，与进行输出控制的接收模式分开地，具有调节受电装置的共振频率来进行受电功率的最优化的调节模式，因此能够不会陷入振荡现象等的不稳定状态地、调节接收侧的共振频率进行受电功率的最优化。
【附图说明】
[0029]图1为表示使用本发明的一个实施方式的受电装置的构成例的模块图。
[0030]图2为表示使用本发明的一个实施方式的受电装置的更详细的构成例的模块图。
[0031]图3A为用于说明本发明的受电装置的工作原理的模块图，图3B为构成非接触充电装置和受电装置的主要部分的共振电路的电路图。
[0032]图4A为表示可变容量