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_2

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电容器的静电电容的直流偏压依赖性的一例的图表,图4B为表示使用图4A的可变容量电容其的共振电路的共振频率的直流偏压依赖性的一例的图表。
[0033]图5为表示非接触充电系统的标准规格(Qi)的控制系统的模块图。
[0034]图6为表示将图4的可变容量电容器用于共振电路的情况的功率传送效率的直流偏压依赖性的一例的图表。
[0035]图7为用于说明使用本发明的一个实施方式的受电功率调节方法的流程图,受电装置进行正常运行的受电模式的流程图。
[0036]图8为用于说明本发明使用的一个实施方式的受电功率调节方法的流程图,是调节受电装置的共振频率的调节模式的流程图。
[0037]图9为表示使用本发明的一个实施方式的变形例的受电装置的构成例的模块图。
[0038]图10为表示使用本发明的一个实施方式的其它变形例的受电装置的构成例的模块图。
[0039]图11为表示图10的构成例的更详细的结构的模块图。
[0040]符号说明
[0041]I受电装置、2收发部、2a 2次侧天线、3控制系统部、3a控制部、3b储存部、3cDAC部、4整流部、5充电控制部、6 二次电池、7充电SW部、7a SW、7b,7c 二极管、11系统控制部、13调制部、14解调部、15接收控制部、18外部电源、30机器主体、50非接触充电装置、51系统控制部、52收发部、52a I次侧天线、53解调部、54调制部、55发送信号部、56逆变器部、57收发控制部、60反馈控制数据
【具体实施方式】
[0042]以下,对于实施本发明的实施方式参照附图进行详细说明。另外,本发明不限于以下的实施方式,当然在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。另外,说明以如下顺序进行。
[0043]1、受电装置的构成例
[0044]2、受电装置的原理及运行
[0045]2-1、共振频率的调节
[0046]2-2、受电模式和调节模式的设定
[0047]2-3、负荷功率的设定
[0048]3、接收功率的调节方法
[0049]4、变形例
[0050]1、受电装置的构成例
[0051]如图1所示,使用了本发明的一个实施方式的受电装置I具备收发部2,该收发部2具有2次侧天线2a,该2次侧天线2a与非接触充电装置50所具备的收发部52的I次侧天线52a电磁场耦合。另外,受电装置I具备控制系统部3,该控制系统部3与收发部2连接,将收到的数据解调,并且基于经解调的数据进行受电装置I的控制。另外,受电装置I具备整流部4和充电控制部5,该整流部4与收发部2连接,对接收到的交流电力进行整流,充电控制部5对于由整流部4整流的直流电力根据控制系统部3的指示而控制负荷功率。受电装置I还具备二次电池6和机器主体30,二次电池6经由充电SW部7连接,机器主体30能够通过二次电池6工作。
[0052]收发部2包括2次侧天线2a,具有可根据外部信号进行共振频率调节的共振电路。I次侧天线52a和2次侧天线2a的耦合可以通过电磁感应,也可以通过磁共振,还可以通过其他磁耦合。
[0053]控制系统部3包括储存部3b和控制部3a,储存部3b被写入有表示受电装置I的运行顺序的程序,控制部3a根据储存部3b的顺序控制受电装置I的运行。控制部3a例如为CPU(Central Processing Unit)、微控制器。储存部3b例如可以是搭载于微控制器的掩膜ROM,也可以是EPROM、EEPROM等。需要说明的是,储存部3b不限于此。
[0054]充电控制部5接收来自整流部4的直流电力的供给,进行二次电池6的充电控制。例如在二次电池6为锂离子二次电池的情况下,进行恒流充电/恒压充电的切换控制、充电结束检测等。另外,从整流部4接收直流电力的供给,以提供用于控制系统部3的预定的模块的运行电力。
[0055]充电SW部7根据充电控制部5的指示向二次电池6和机器主体30提供电力,但是在后述的规定的条件中,可以只向二次电池提供电力,机器主体30只接收来自二次电池6的电力供给。
[0056]需要说明的是,机器主体30包括例如手机、智能电话、笔记本电脑等的主要由二次电池驱动的移动终端等。
[0057]图2表示受电装置I的进一步详细构成。在图2中,由粗线表示电力供给路径,由细线表示数据/信号的收发路径。另外,在本实施方式中,特殊的信号的收发路径由点划线表不。
[0058]受电装置I具备控制系统部3,该控制系统部3从收发部2收取数据,以与输送电力的非接触充电装置50进行数据通信。
[0059]更详细地,控制系统部3具有解调部14和系统控制部11,解调部14将来自收发部2的调制信号解调,系统控制部11对由解调部14解调的数据进行解析,并对各模块进行预定的指示。另外,控制系统部3具有调制部13,调制部13为了将在系统控制部11生成、表示向非接触充电装置50发送的受电装置I的负荷状态等的控制状态数据发送到非接触充电装置50,对控制状态数据进行调制。另外,控制系统部3具备接收控制部15,接收控制部15基于系统控制部11的指示而生成调节收发部2的共振频率的控制信号。另外,系统控制部11在调节受电装置I的共振频率的调节模式中,为了使负荷功率恒定,对充电控制部5发出功率恒定的指示。
[0060]系统控制部11相当于图1中的控制部3的主要部分,由CPU等的计算处理部构成。系统控制部11优选地具有用于存储规定了运行顺序的程序的储存部3b,但也可以是外设于系统控制部11的ROM等的存储元件。另外,系统控制部11具有DAC(数模转换器:Digital Analog Converter) 3c,DAC 3c经由接收控制部15生成用于收发部2的共振频率的控制信号的控制电压。
[0061]解调部14、调制部13、接收控制部15使用通过整流部4对从非接触充电装置50输送、接收到的交流电力进行整流并且平滑化而得到的直流电力来运行。系统控制部11由于在没有送电功率的情况下也需要运行,因此由在受电装置I中作为充电的对象的二次电池6来提供电力。
[0062]充电控制部5借助于在整流部4中得到整流的直流电力向控制系统部3内的解调部14、调制部13及接收控制部15提供电力,并对二次电池6进行充电控制,进而,经由充电Sff 7向机器主体30提供直流电力。充电控制部5通过输送来的受电功率来运行,另外,也可以通过连接AC适配器那样的外部电源18来运行。
[0063]充电SW部7具有二极管7b和二极管7c,二极管7b串联地插入于从二次电池6向机器主体30提供电力的路径,二极管7c串联地插入于从充电控制部5的输出朝向机器主体30的电力供给路径。进一步,SW 7a被串联地插入于二极管7c,在调节模式中,根据来自于系统控制部11的指示借助从充电控制部5输出的信号来切断路径。
[0064]如图2所示,非接触充电装置50具备向收发部52提供送电功率的逆变器部56。逆变器部56得到商用交流电源、太阳能发电输出等的输入,以预定的振荡频率驱动收发部52的共振电路。关于数据的收发,非接触充电装置50具备调制部54和发送信号部55,该调制部54以预定的载波频率调制由系统控制部51生成的数据,该系统控制部51生成经由收发部52的用于通信的数据,发送信号部55用于利用在调制部中得到调制的调制信号驱动I次侧天线52a。非接触充电装置50具备对由收发部52接收的信号进行解调的解调部53、和生成根据接收的信号来调节由I次侧天线52a构成的共振电路的共振频率的调节信号的收发控制部57。需要说明的是,在非接触充电装置50中,为了如上述那样独立于受电侧地使送电功率最大化,也可以调节收发部52的共振频率,由于不脱离本发明的范围,不进行更详细的说明。
[0065]2、受电装置的原理及运行
[0066]2-1、共振频率的调节
[0067]如图3A所示,在基于Qi等的非接触充电系统中,I次侧的非接触充电装置50将由I次侧控制部生成的送电功率及数据通过I次侧天线52a送往2次侧的受电装置。在受电装置I中,送来的电力及数据由2次侧天线2a接收,并根据2次侧控制部3而转换成对二次电池充电的电力,并生成反馈信号。在2次侧控制部3生成的反馈信号为了电源控制而作为控制数据经由2次侧天线发送到非接触充电装置。需要说明的是,在Qi中,除此之外,受电装置I的设置检测、认证等也使用数据通信。
[0068]受电装置I的共振电路由2次侧天线2a和可变容量电容器VAC构成。通过2次侧控制部改变施加于可变容量电容器VAC的直流偏压来调节共振频率,以使来自于非接触充电装置的输送的电力达到最佳。
[0069]更
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