输电装置、输受电装置、受电装置检测方法、受电装置检测程序以及半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及从非接触通信装置对电力进行输电或受电的输电装置、输受电装置、 受电装置检测方法、受电装置检测程序以及半导体装置。本申请将在日本国在2013年3月 22日申请的日本特许申请号码特愿2013-60646作为基础来要求优先权，通过参照该申请 来引用于本申请。
【背景技术】
[0002] 利用了电磁感应的非接触通信技术频繁地应用于FeliCa (注册商标)、Mifare (注 册商标)、NFC (Near Field Communication，近场通信）等的IC卡。近年来，也应用于以Qi 格式（format)为代表的那样的非接触充电(供电)技术，展现出扩展。在非接触充电技术的 领域中，除了向便携式信息终端的应用之外，为了适应于电动汽车等，称为磁共振方式的即 使为更远的距离也能够传输电力的技术的开发也活跃。实际上，在电磁感应方式中、在磁共 振方式中，对电力的输电、受电均使用谐振电路，因此，能够同等地处理它们。
[0003] 然而，在非接触IC卡和读写器间的那样的非接触通信中，与进行比较大电力的输 电、受电的非接触充电同样地也需要从一次侧(读写器或者输电装置）向二次侧(非接触IC 卡或者受电装置）传输电力。在该情况下，需要认识是否存在一次侧的应向二次侧传输电 力的对象（IC卡或受电装置)。进而，即使在二次侧存在对象，也需要认识该对象是否为传 输电力的正确的对象。例如如图16所示，一次侧向二次侧发送检测信号，由此，激活二次侧 (步骤S20)，二次侧的装置、设备将发送来的信号作为电力而启动，对一次侧进行响应(步骤 S21)。之后，一次侧的装置对二次侧的装置、设备送出设备认证用的信号，等待来自二次侧 的认证响应和请求电力响应(步骤S22)。关于一次侧的装置，如果能够认证二次侧的装置、 设备，则进入到对请求电力进行输电的受电模式，如果不可认证，则进行工作停止等错误处 理(步骤S23)。在各个非接触通信系统、非接触充电系统中，对这样的电力传输的协议进行 设计。
[0004] 在此，一次侧的装置不知晓二次侧的装置、设备何时进入到一次侧的通信区域，因 此，总是以固定的间隔产生并送出被称为轮询（polling)的用于检测二次侧的装置、设备的 信号。
[0005] 当像这样经常进行轮询时，在使用电池进行工作的便携式电话、智能电话等中，功 耗增大，因此，想要以尽可能少的功耗进行二次侧的装置、设备的检测的要求变强。
[0006] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2009-033782号公报。
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题 为了抑制由于轮询工作造成的功耗，考虑使轮询周期变长或者降低轮询的发送电力的 输出等方法。然而，如果使轮询周期变长，则检测时间变长，如果降低发送电力，则检测范围 变窄。
[0008] 如果在不等待二次侧的响应的情况下进行二次侧的装置、设备的检测，则能够使 每次轮询的发送时间变短。
[0009] 当二次侧的装置、设备进入到一次侧的装置的通信区域内时，产生一次侧和二次 侧的磁耦合，在一次侧的天线中流动的电流变小或者电流波形发生变化。然而，即使在二次 侧为金属板等异物，也进行磁耦合，因此，产生一次侧的波形变化。针对这样的不应传输电 力的对象，一次侧的装置需要认识"异物"而不进行输电。
[0010]例如，在专利文献1中，公开了利用上述那样的一次侧的电流发生变化的特性来 检测二次侧的金属等异物的技术。然而，在该方法中，为了在一次侧的谐振频率与通常工作 时的工作频率之间的频率检测在天线中流动的电流波形的不同，存在取得电流波形来进行 判定的电路的结构变得复杂的问题。此外，为了对在二次侧放置的装置、设备具有的谐振频 率的偏差、变动进行校正，存在电路进一步变得复杂而调整变得困难的问题。
[0011] 因此，本发明的目的在于提供能够在不进行复杂的电路的追加的情况下高精度地 进行在二次侧放置的装置、设备和异物的判定的输电装置、输受电装置、受电装置检测方 法、受电装置检测程序以及半导体装置。
[0012] 用于解决课题的方案 作为用于解决上述的课题的方案，本发明的一个实施方式的输电装置是使用谐振电路 以非接触与受电装置进行电力的传输的输电装置。该输电装置具备：控制部，设定对谐振电 路进行驱动的信号的驱动频率；驱动部，基于控制部的设定以3个以上的驱动频率驱动谐 振电路；以及驱动波形检测部，检测谐振电路的驱动波形。而且，控制部设定3个以上的驱 动频率，并对由驱动波形检测部检测的在各个驱动频率的信号数据进行比较，基于其比较 结果来检测受电装置。
[0013] 此外，本发明的其他的实施方式的输受电装置是使用谐振电路以非接触与受电装 置或其他的输受电装置进行电力的传输的输受电装置。该输受电装置具备：控制部，设定对 谐振电路进行驱动的信号的驱动频率；驱动部，基于控制部的设定以3个以上的驱动频率 驱动谐振电路；以及驱动波形检测部，检测谐振电路的驱动波形。而且，控制部设定3个以 上的驱动频率，并对由驱动波形检测部检测的在各个驱动频率的信号数据进行比较，基于 其比较结果来检测受电装置或其他的输受电装置。
[0014] 本发明的其他的实施方式的受电装置检测方法是在使用谐振电路以非接触从输 电装置向受电装置进行电力的传输的情况下检测受电装置的有无的受电装置检测方法。该 受电装置检测方法通过控制部来设定对谐振电路进行驱动的信号的驱动频率，通过驱动部 来基于控制部的设定以3个以上的驱动频率驱动谐振电路，通过驱动波形检测部来检测谐 振电路的驱动波形。而且，控制部设定3个以上的驱动频率，并对由驱动波形检测部检测的 在各个驱动频率的信号数据进行比较，基于其比较结果来检测受电装置。
[0015] 本发明的其他的实施方式的受电装置检测程序是具备储存程序的存储部和具有 展开所储存的程序来执行的处理单元的控制部的非接触充电用的受电装置的受电电力调 整程序，是在使用谐振电路以非接触从输电装置向受电装置进行电力的传输的情况下检测 受电装置的有无的受电装置检测程序。该受电装置检测程序具有：通过控制部来设定对谐 振电路进行驱动的信号的驱动频率的步骤；通过驱动部来基于控制部的设定以3个以上的 驱动频率驱动谐振电路的步骤；以及通过驱动波形检测部来检测谐振电路的驱动波形的步 骤。而且，控制部设定3个以上的驱动频率，并对由驱动波形检测部检测的在各个驱动频率 的信号数据进行比较，基于其比较结果来检测受电装置。
[0016] 本发明的其他的实施方式的半导体装置具备存储部，所述存储部储存受电装置检 测程序。
[0017] 本发明的其他的实施方式的半导体装置还具备控制部，所述控制部展开受电电力 调整程序来执行。
[0018] 发明效果 在本发明中，以3个以上的驱动频率对谐振电路进行驱动，因此，当配置有受电装置 时，配置有金属等异物时的驱动电流波形的不同是明确的，能够短时间且容易地进行受电 装置的检测。
【附图说明】
[0019] 图1是示出应用了本发明的一个实施方式的输电装置的结构例的框图。
[0020] 图2A是示出应用了本发明的一个实施方式的包含受电装置的电力传输系统的主 要部分的结构例的框图。图2B是示出作为图2A的细微部分的谐振电路的结构例的框图。
[0021] 图3A和图3B是示出用于变更谐振电路的谐振频率的结构例的电路图。图3A示 出在谐振电容器中使用了可变电容电容器的情况，图3B示出在谐振电容器中使用了固定 电容器的情况的例子。
[0022] 图4A是示出可变电容电容器的静电电容的直流偏压（bias)依赖性的一个例子的 图表，图4B是示出使用了图4A的可变电容电容器的谐振电路的谐振频率的直流偏压依赖 性的一个例子的图表。
[0023] 图5A和图5B是示出在输电侧和受电侧的电路中流动的电流值的频率特性的概念 图。图5A示出在受电侧配置有不具有频率特性的金属的情况下的输电侧的频率特性的变 化的有无，图5B示出在受电侧配置有具有与输电侧相同的谐振频率的谐振电路的情况下 的输电侧的频率特性的变化的有无。
[0024] 图6A示出在受电侧配置有金属的情况下的输电侧的谐振电路中流动的电流的频 率特性的实测值，图6B示出在受电侧配置有具有与输电侧相同的谐振频率的谐振电路的 情况下的输电侧的频率特性的实测值。
[0025] 图7是示出在弱耦合时的输电侧和受电侧的电路中流动的3个驱动频率下的电流 值的频率特性的概念图。
[0026] 图8是在弱耦合时为了检测受电侧的装置而改变输电侧的谐振电路的谐振频率 而在各个谐振电路中的电流的频率特性的实测值、在受电侧配置有金属的情况下的图表。
[0027] 图9是在弱耦合时为了检测受电侧的装置而改变输电侧的谐振电路的谐振频率 而在各个谐振电路中的电流的频率特性的实测值、在受电侧配置有与输电侧的谐振频率相 同的频率的谐振电路的情况下的图表。
[0028] 图10是在弱耦合时为了检测受电侧的装置而改变输电侧的谐振电路的谐振频率 而在各个谐振电路中的电流的频率特性的实测值、在受电侧配置有比输电侧的谐振频率高 的频率的谐振电路的情况下的图表。
[0029] 图IlA和图IlB是用于说明受电侧的装置在输电侧的装置和时间的经过一起距离 变短的情况下的检测顺序的图。图IlA示出在最初进行3个驱动频率fOl、f0、f02之中的 f〇的情况，图IlB示出在最后进行3个驱动频率fOl、f0、f02之中的f0的情况。
[0030] 图12A~图12E示出在同一频率特性上对在输电侧的谐振电路中流动的电流进行 比较后的检测图案。图12A示出往右上图案，图12B示出往右下图案，图12C示出向上凸的 图案，图12D示出向下凸的图案，图12E示出平坦的图案。
[0031 ] 图13A~图1