JP2021019449A - ワイヤレス受電装置のコントロールic、電子機器、ワイヤレス受電装置における変調方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】追加の部品やピンを削減したワイヤレス給電における受電用のコントロールICを提供する。【解決手段】コントロールIC400のAC1端子、AC2端子には、受信アンテナ301が接続される。同期整流回路420は、ブリッジ回路422を形成する複数のトランジスタおよび複数のトランジスタを制御する同期整流コントローラ424を含み、受信アンテナ301に流れる電流ICOIL(RX)を整流し、RCT端子から出力する。変調処理部414は、変調信号MODに応じて、同期整流コントローラ424によるスイッチング制御のパラメータを切り替える。【選択図】図3
Description
本発明は、ワイヤレス給電技術に関する。
近年、電子機器への給電方式として、ワイヤレス給電が普及の兆しを見せている。ワイヤレス給電には、電磁誘導(MI:Magnetic Induction)方式と磁気共鳴(MR:Magnetic Resonance)方式の2つの方式が存在するが、MI方式では、現在、WPC(Wireless Power Consortium)が策定した規格「Qi」が主流となっている。
図1は、Qi規格に準拠したワイヤレス給電システム100Rの構成を示す図である。給電システム100Rは、送電装置200R(TX、Power Transmitter)と受電装置300R(RX、Power Receiver)を備える。受電装置300Rは、携帯電話端末、スマートフォン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器、タブレット端末などの電子機器に搭載される。
送電装置200Rは、送信コイル(1次コイル)202、ドライバ204、コントローラ206、復調器208を備える。ドライバ204は、Hブリッジ回路(フルブリッジ回路)あるいはハーフブリッジ回路を含み、送信コイル202に駆動信号S1、具体的には交流の駆動信号を印加し、送信コイル202に流れる駆動電流により、送信コイル202に電磁界の電力信号S2を発生させる。コントローラ206は、送電装置200R全体を統括的に制御するものであり、具体的には、ドライバ204のスイッチング周波数、あるいはスイッチングのデューティ比、位相などを制御することにより、送信電力を変化させる。
受電装置300Rは、受信アンテナ301、整流回路304、平滑コンデンサ306、電源回路308、変調器310、コントローラ312、を備える。受信アンテナ301は、直列に接続された受信コイル302および共振キャパシタ303を含み、送信コイル202からの電力信号S2を受信するとともに、制御信号S3を送信コイル202に対して送信する。整流回路304および平滑コンデンサ306は、電力信号S2に応じて受信コイル302に誘起される電流IRXを整流・平滑化し、直流電圧VRCTに変換する。
電源回路308は、直流電圧VRCTを昇圧あるいは降圧し、コントローラ312やその他の負荷502に供給する。あるいは負荷502は二次電池を含み、電源回路308は二次電池を充電するチャージャーを含んでもよい。
Qi規格(あるいはPMA規格)では、送電装置200Rと受電装置300Rの間で通信プロトコルが定められており、受電装置300Rから送電装置200Rに対して、制御信号S3による情報の伝達が可能となっている。この制御信号S3は、後方散乱変調(Backscatter modulation)を利用して、ASK(Amplitude Shift Keying)により受信コイル302(2次コイル)から送信コイル202に送信される。
この制御信号S3には、たとえば、受電装置300Rに対する電力供給量を指示する電力制御データ(パケットともいう)、受電装置300Rの固有の情報を示すデータなどが含まれる。復調器208は、送信コイル202の電流あるいは電圧に含まれる制御信号S3を復調する。コントローラ206は、復調された制御信号S3に含まれる電力制御データにもとづいて、ドライバ204を制御する。
図2は、変調器310の周辺の示す回路図である。変調器310は、キャパシタのペアC11,C12と、トランジスタM11,M12のペアを含む。キャパシタC11の一端は、受信アンテナ301の一端E1と接続され、キャパシタC11の他端は、トランジスタM11のドレインと接続される。同様に、キャパシタC12の一端は、受信アンテナ301の他端E2と接続され、キャパシタC12の他端は、トランジスタM12のドレインと接続される。変調信号に応じて、トランジスタM11,M12をスイッチングすることにより、受信アンテナ301の共振周波数を変化させることができ、制御信号S3を送信することができる。
本発明者は、図2の変調器310について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
変調器310のうち、トランジスタM11,M12は、IC(Integrated Circuit)に集積化されるが、キャパシタC11,C12は外付けのチップ部品が用いられ、コストアップの要因となっている。また、トランジスタM11,M12のドレインを外部と接続するために、2個のピン(端子)COM1,COM2が必要となる。ピンは、パッケージサイズを制約する要因となり、また実装不良の原因となることから、ピンはなるべく減らすことが望ましい。
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、追加の部品やピンを削減したワイヤレス給電における受電用のコントロールICの提供にある。
本発明のある態様は、ワイヤレス受電装置のコントロールIC(Integrated Circuit)に関する。コントロールICは、受信アンテナが接続される第1交流端子および第2交流端子と、整流端子と、受信アンテナに流れる電流を整流し、整流端子から出力する同期整流回路と、を備える。同期整流回路は、ブリッジ回路を形成する複数のトランジスタおよび複数のトランジスタを制御する同期整流コントローラを含み、受信アンテナに流れる電流を整流し、整流端子から出力する同期整流回路と、変調信号に応じて、同期整流コントローラによるスイッチング制御のパラメータを切り替える変調処理部と、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明のある態様によれば、周辺部品を減らすことができ、あるいは端子を減らすことができる。
(実施の形態の概要)
本明細書に開示される一実施の形態は、ワイヤレス受電装置(単に受電装置という)のコントロールIC(Integrated Circuit)に関する。コントロールICは、受信アンテナが接続される第1交流端子および第2交流端子と、整流端子と、受信アンテナに流れる電流を整流し、整流端子から出力する同期整流回路と、を備える。同期整流回路は、フルブリッジ回路を形成する複数のトランジスタおよび複数のトランジスタを制御する同期整流コントローラを含み、受信アンテナに流れる電流を整流し、整流端子から出力する同期整流回路と、変調信号に応じて、同期整流コントローラによるスイッチング制御のパラメータを切り替える変調処理部と、を備える。
本明細書に開示される一実施の形態は、ワイヤレス受電装置(単に受電装置という)のコントロールIC(Integrated Circuit)に関する。コントロールICは、受信アンテナが接続される第1交流端子および第2交流端子と、整流端子と、受信アンテナに流れる電流を整流し、整流端子から出力する同期整流回路と、を備える。同期整流回路は、フルブリッジ回路を形成する複数のトランジスタおよび複数のトランジスタを制御する同期整流コントローラを含み、受信アンテナに流れる電流を整流し、整流端子から出力する同期整流回路と、変調信号に応じて、同期整流コントローラによるスイッチング制御のパラメータを切り替える変調処理部と、を備える。
これにより、受信アンテナに接続される整流回路の実質的なインピーダンスを切り替えることができ、受信アンテナからASK変調された信号を送信できる。
同期整流コントローラは、第1交流端子の電圧とゼロ近傍の第1しきい値電圧との比較結果を示す第1比較信号を生成する第1コンパレータと、第2交流端子の電圧とゼロ近傍の第2しきい値電圧との比較結果を示す第2比較信号を生成する第2コンパレータと、第1比較信号と第2比較信号にもとづいて、複数のトランジスタを制御するロジック回路と、を含んでもよい。
複数のトランジスタのうち、整流端子と第1交流端子の間に設けられるひとつを、第1ハイサイドトランジスタ、整流端子と前記第2交流端子の間に設けられるひとつを第2ハイサイドトランジスタ、第1交流端子と接地の間に設けられるひとつを第1ローサイドトランジスタ、第2交流端子と前記接地の間に設けられるひとつを第2ローサイドトランジスタとする。ロジック回路は、第1比較信号の一方のエッジに応答して第2ハイサイドトランジスタと第1ローサイドトランジスタからなる第1ペアをターンオンし、第1比較信号の他方のエッジから、第1オフ遅延時間の経過後に、第1ペアをターンオフし、第2比較信号の一方のエッジに応答して第1ハイサイドトランジスタと第2ローサイドトランジスタからなる第2ペアをターンオンし、第2比較信号の他方のエッジから、第2オフ遅延時間の経過後に、第2ペアをターンオフする動作を繰り返してもよい。
第1オフ遅延時間と第2オフ遅延時間が、変調処理部が切り替えるパラメータであってもよい。すなわち変調信号に応じて第1オフ遅延時間と第2オフ遅延時間の組み合わせを、相対的に大きい状態と小さい状態で切り替えることにより、ASK変調が可能となる。
第1しきい値電圧および第2しきい値電圧が、変調処理部が切り替えるパラメータであってもよい。すなわち変調信号に応じてしきい値電圧をシフトさせることで、第1比較信号と第2比較信号のエッジのタイミングをシフトさせることができる。
(実施の形態)
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
図3は、実施の形態に係るコントロールIC400を備える受電装置300のブロック図である。
受電装置300は、主として、受信アンテナ301と、コントロールIC400と、その他周辺の回路部品を備える。コントロールIC400は、受電装置300の主要部品を1パッケージに収容したものである。
受信アンテナ301は、直列に接続された受信コイル302および共振キャパシタ303を含む。受信アンテナ301は、コントロールIC400の交流端子AC1,AC2の間に接続される。
コントロールIC400は、コントローラ410、同期整流回路420、電源回路430、電流検出回路432を備える。
コントローラ410は、受電装置300を統合的に制御する。コントローラ410は、プロセッサコアとソフトウェアプログラムの組み合わせで実装してもよいし、ハードウェアで実装してもよい。コントローラ410の機能はさまざまであるが、たとえばワイヤレス送電装置に送信すべきパケットを生成し、このパケットにもとづいてAM変調信号をコイル電流(コイル電圧)に重畳する。これにより送信コイルの電流(あるいは電圧)が偏移し、送電装置200にパケットが送信される。変調機能については後述する。
またコントローラ410は、コントロールIC400の各部の電気的状態を監視し、受信電力PRXを計算したり、電源回路430の目標電圧を制御する機能を有する。たとえばコントローラ410と付随してA/Dコンバータ412が設けられる。A/Dコンバータ412は、整流電圧VRCT、電源回路430に流れる電流IOUTなどをデジタル信号に変換し、コントローラ410に供給する。
同期整流回路420は、AC1端子とAC2端子に接続され、受信アンテナ301に流れる電流ICOIL(RX)を整流し、RCT端子に全波整流して出力する。RCT端子には、平滑コンデンサ306が接続される。RCT端子に生ずる電圧を、整流電圧VRCTという。同期整流回路420は、複数のトランジスタで構成されるブリッジ回路422と、ブリッジ回路422の複数のトランジスタを駆動する同期整流コントローラ424を含む。同期整流コントローラ424は、AC1端子とAC2端子の電圧VAC1,VAC2にもとづいて、ブリッジ回路422の複数のトランジスタを制御する。
複数のトランジスタのうち、RCT端子とAC1端子の間に設けられるひとつを、第1ハイサイドトランジスタMH1、RCT端子とAC2端子の間に設けられるひとつを第2ハイサイドトランジスタMH2、AC1端子と接地の間に設けられるひとつを第1ローサイドトランジスタML1、AC2端子と接地の間に設けられるひとつを第2ローサイドトランジスタML2と称する。
電源回路430は、リニアレギュレータ(LDO:Low Drop Outputともいう)であり、整流電圧VRCTを受け、所定の目標レベルに安定化された出力電圧VOUTを生成する。出力電圧VOUTは、OUT端子から負荷502に出力される。負荷502は典型的にはバッテリとその充電回路を含みうる。
電源回路430と付随して、電流検出回路432が設けられる。電流検出回路432は、電源回路に流れる電流IOUTを検出し、その電流量を示す電流検出信号Vcsを生成する。上述のA/Dコンバータ412は、この電流検出信号Vcsをデジタル値に変換する。
コントロールIC400には、変調処理部414が設けられる。変調処理部414は、コントローラ410の一部として実装してもよい。変調処理部414は、送信すべきデータ(パケット)にもとづく変調信号に応じて、同期整流コントローラ424によるスイッチング制御のパラメータを切り替える。
以上がコントロールIC400の構成である。続いてその動作を説明する。
図4は、図3の受電装置300の動作波形図である。変調処理部414は、差動マンチェスター符号化(Bi-phase-MあるいはDifferential Bi-phase encodingともいう)により、送信データ(ビットストリーム)を、変調信号MODに変換する。この変調信号MODは同期整流コントローラ424に入力される。
同期整流コントローラ424のスイッチング制御のタイミングは、少なくともひとつのパラメータPARAMにもとづいて規定される。このパラメータPARAMは、変調信号MODに応じて2状態φ1,φ2で変化する。
このパラメータPARAMの変動によって、ブリッジ回路422のインピーダンスが変動する。言い換えれば、受信アンテナ301の負荷インピーダンスが変動する。このインピーダンス変動は、送信コイル202の電圧VCOIL(TX)の振幅の変化となって現れる。
以上がコントロールIC400の動作である。このコントロールIC400によれば、従来のように、受信アンテナ301の共振周波数をシフトさせるのではなく、ブリッジ回路422のインピーダンスを変化させることにより、受電装置300から送電装置200への信号の送信が可能となる。
コントロールIC400では、図2のキャパシタC11,C12が不要であるため、外付けのチップ部品の点数を削減でき、実装面積やコストを削減できる。また図2のトランジスタM11,M12およびそれらのドレインを引き出すためのパッドが不要となるため、コントロールIC400のコストやサイズを小さくできる。部品と配線の物理的な接続箇所が減るため、断線故障などのリスクも低減できる。
続いて、変調処理部414が制御する同期整流コントローラ424におけるパラメータの例を説明する。パラメータは、ブリッジ回路422のインピーダンスに影響を及ぼすものであれば特に限定されないが、たとえば以下のようなものが例示される。
図5は、同期整流回路420の構成例を示す回路図である。同期整流コントローラ424は、第1コンパレータCOMP1、第2コンパレータCOMP2、ロジック回路426、複数のドライバDR1〜DR4を含む。
第1コンパレータCOMP1は、AC1端子の電圧VAC1とゼロ近傍の第1しきい値電圧VZC1との比較結果を示す第1比較信号(V1GDET信号)を生成する。第2コンパレータCOMP2は、AC2端子の電圧VAC2とゼロ近傍の第2しきい値電圧VZC2との比較結果を示す第2比較信号(V2GDET信号)を生成する。第1コンパレータCOMP1、第2コンパレータCOMP2は、ヒステリシスコンパレータを用いることができ、この場合、第1しきい値電圧VZC1は、VZC1H,VZC1Lの2レベルで遷移する。同様に、第2しきい値電圧VZC2は、VZC2H,VZC2Lの2レベルで遷移する。なお、V1GDET信号、VG2DET信号の論理レベル(ハイ・ロー)は例示であり、コンパレータの極性や、インバータによる論理反転によって入れ替えることができる。
ロジック回路426は、V1GDET信号とV2GDET信号にもとづいて、4個のトランジスタMH1,MH2,ML1,ML2を制御するためのゲート制御信号H1G,H2G,L1G,L2Gを生成する。4個のドライバDR1〜DR4は、ゲート制御信号H1G,H2G,L1G,L2Gにもとづいて4個のトランジスタMH1,MH2,ML1,ML2を駆動する。
図6は、図5の同期整流回路420の動作波形図である。コイル電流ICOIL(RX)は、図5における矢印の方向を正にとっている。時刻t0に、電圧VAC1がしきい値VZC1Lまで低下すると、V1GDET信号がハイレベルに遷移する。V1GDET信号の一方のエッジ(たとえばポジエッジ)に応答して、たとえば、時刻t0から第1オン遅延時間τON1経過後の時刻t1に、第2ハイサイドトランジスタMH2と第1ローサイドトランジスタML1のペアがターンオンする。
時刻t2に、電圧VAC1がしきい値VZC1Hまで上昇すると、V1GDET信号がローレベルに遷移する。V1GDET信号の他方のエッジ(ネガエッジ)から、第1オフ遅延時間τOFF1の経過後の時刻t3に、第2ハイサイドトランジスタMH2と第1ローサイドトランジスタML1のペアがターンオフする。
続く時刻t4に、電圧VAC2がしきい値VZC2Lまで低下すると、V2GDET信号がハイレベルに遷移する。V2GDET信号の一方のエッジ(たとえばポジエッジ)に応答して、たとえば、時刻t4から第2オン遅延時間τON2経過後の時刻t5に、第1ハイサイドトランジスタMH1と第2ローサイドトランジスタML2のペアがターンオンする。
時刻t6に、電圧VAC2がしきい値VZC2Hまで上昇すると、V2GDET信号がローレベルに遷移する。V2GDET信号の他方のエッジ(ネガエッジ)から、第2オフ遅延時間τOFF2の経過後の時刻t7に、第1ハイサイドトランジスタMH1と第2ローサイドトランジスタML1のペアがターンオフする。同期整流回路420はこの動作を繰り返す。
対角のトランジスタのペアは必ずしも同時にターンオフ(ターンオン)する必要はなく、それらはある時間差でターンオフ(ターンオン)してもよい。具体的には、ローサイド(下アーム)のトランジスタを先行してターンオフ(ターンオン)させ、それに遅れて、ハイサイド(上アーム)のトランジスタをターンオフ(ターンオン)させてもよい。
ここで第1オフ遅延時間τOFF1、第2オフ遅延時間τOFF2は、トランジスタのターンオフのタイミングを、コイル電流ICOIL(RX)のゼロクロスのタイミング(電流ゼロクロス点)と一致させるためのパラメータとして用いられる場合もある。
一実施例において、変調処理部414は、第1オフ遅延時間τOFF1と第2オフ遅延時間τOFF2を、変調信号MODに応じて2値で変化させる。別の観点から見ると、変調処理部414は、同期整流回路420のスイッチングの位相を制御していると把握することができる。第1オフ遅延時間τOFF1と第2オフ遅延時間τOFF2を変化させることにより、同期整流回路420のインピーダンスを変化させることができる。ここで変調度は、オフ遅延時間τOFF1(τOFF2)の変化幅に応じて設定することが可能である。たとえば、第1オフ遅延時間τOFF1と第2オフ遅延時間τOFF2は、0〜200nsの範囲の第1値と、500n〜1000nsの範囲の第2値と、で切り替えてもよい。
図7は、オフ遅延時間τOFF1,τOFF2を固定したときの整流電圧VRCTの波形図である。オフ遅延時間τOFF1,τOFF2が、125ns、250ns,750ns,1000ns,1250nsのときの波形が示される。
図8は、定常状態(負荷電流IOUT=1A)における、オフ遅延時間と整流電圧VRCTの関係を示す図である。遅延量を大きくするにしたがい、整流電圧VRCTは低下することが分かる。
図9は、オフ遅延時間をスイッチングさせたときの波形図である。ここではオフ遅延時間τOFF1,τOFF2を、125nsと750nsの2値で変化させている。図9には、AC1端子、AC2端子の電圧VAC1,VAC2、送信コイルに流れる電流ICOIL(TX)、受信コイル302に流れる電流ICOIL(RX)、整流電圧VRCTが示される。この波形図からわかるように、オフ遅延時間τOFF1,τOFF2のスイッチングにより、送信コイルの電流ICOIL(TX)を変調することができる。
当業者によれば、その他にも、ブリッジ回路422のインピーダンス(あるいはスイッチングの位相)を変化させることが可能な制御パラメータが存在することが理解される。
たとえば、第1オフ遅延時間τOFF1、第2オフ遅延時間τOFF2を固定し、コンパレータCOMP1,COMP2に与えるしきい値電圧VZC1,VZC2(ひいてはVZC1H,VZC2H)を、変調信号MODに応じて変化させてもよい。
あるいはコンパレータCOMP1、COMP2の応答時間(遅延時間)を可変に構成し、その遅延時間を変調信号MODに応じて変化させてもよい。たとえばコンパレータの応答速度は、バイアス電流の量に応じて変化させることができる。
あるいは、第1オン遅延時間τON1,第2オン遅延時間τON2を、変調信号MODに応じて変化させてもよい。
複数のパラメータを複合的に切り替えることにより、ブリッジ回路422のインピーダンスを変化させてもよい。
これまでの説明では、同期整流回路420がコントロールIC400に内蔵される場合を説明したがその限りでなく、ブリッジ回路422を構成するトランジスタはディスクリート部品であってもよい。
また、コントローラ410の機能は、コントロールIC400に外付けされるマイクロコントローラとして実装してもよい。
(用途)
最後に、実施の形態に係るワイヤレス受電装置300を用いた電子機器の例を説明する。図10は、実施の形態に係る受電装置300を備える電子機器500を示す図である。図10の電子機器500は、スマートフォン、タブレットコンピュータや携帯型ゲーム機、携帯型オーディオプレイヤであり、筐体501には、受信コイル302、整流回路304、平滑コンデンサ306、電源回路308等を含む受電装置300が内蔵される。図10には、負荷502として、充電回路504、二次電池506、その他の電子回路508が示される。電子回路508は、無線(RF)部、ベースバンドプロセッサ、アプリケーションプロセッサ、オーディオプロセッサ等を含んでもよい。
最後に、実施の形態に係るワイヤレス受電装置300を用いた電子機器の例を説明する。図10は、実施の形態に係る受電装置300を備える電子機器500を示す図である。図10の電子機器500は、スマートフォン、タブレットコンピュータや携帯型ゲーム機、携帯型オーディオプレイヤであり、筐体501には、受信コイル302、整流回路304、平滑コンデンサ306、電源回路308等を含む受電装置300が内蔵される。図10には、負荷502として、充電回路504、二次電池506、その他の電子回路508が示される。電子回路508は、無線(RF)部、ベースバンドプロセッサ、アプリケーションプロセッサ、オーディオプロセッサ等を含んでもよい。
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
100 給電システム
200 送電装置
202 送信コイル
204 ドライバ
206 コントローラ
208 復調器
300 受電装置
301 受信アンテナ
302 受信コイル
303 共振キャパシタ
304 整流回路
306 平滑コンデンサ
308 電源回路
400 コントロールIC
410 コントローラ
412 A/Dコンバータ
414 変調処理部
420 整流回路
422 ブリッジ回路
424 同期整流コントローラ
COMP1 第1コンパレータ
COMP2 第2コンパレータ
426 ロジック回路
430 電源回路
432 電流検出回路
500 電子機器
501 筐体
502 負荷
200 送電装置
202 送信コイル
204 ドライバ
206 コントローラ
208 復調器
300 受電装置
301 受信アンテナ
302 受信コイル
303 共振キャパシタ
304 整流回路
306 平滑コンデンサ
308 電源回路
400 コントロールIC
410 コントローラ
412 A/Dコンバータ
414 変調処理部
420 整流回路
422 ブリッジ回路
424 同期整流コントローラ
COMP1 第1コンパレータ
COMP2 第2コンパレータ
426 ロジック回路
430 電源回路
432 電流検出回路
500 電子機器
501 筐体
502 負荷
Claims (9)
- ワイヤレス受電装置のコントロールIC(Integrated Circuit)であって、
受信アンテナが接続される第1交流端子および第2交流端子と、
整流端子と、
ブリッジ回路を形成する複数のトランジスタおよび前記複数のトランジスタを制御する同期整流コントローラを含み、前記受信アンテナに流れる電流を整流し、前記整流端子から出力する同期整流回路と、
変調信号に応じて、前記同期整流コントローラによるスイッチング制御のパラメータを切り替える変調処理部と、
を備えることを特徴とするコントロールIC。 - 前記同期整流コントローラは、
前記第1交流端子の電圧とゼロ近傍の第1しきい値電圧との比較結果を示す第1比較信号を生成する第1コンパレータと、
前記第2交流端子の電圧とゼロ近傍の第2しきい値電圧との比較結果を示す第2比較信号を生成する第2コンパレータと、
前記第1比較信号と前記第2比較信号にもとづいて、前記複数のトランジスタを制御するための複数のゲート制御信号を生成するロジック回路と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のコントロールIC。 - 前記複数のトランジスタのうち、前記整流端子と前記第1交流端子の間に設けられるひとつを、第1ハイサイドトランジスタ、前記整流端子と前記第2交流端子の間に設けられるひとつを第2ハイサイドトランジスタ、前記第1交流端子と接地の間に設けられるひとつを第1ローサイドトランジスタ、前記第2交流端子と前記接地の間に設けられるひとつを第2ローサイドトランジスタとするとき、
前記ロジック回路は、
前記第1比較信号の一方のエッジに応答して前記第2ハイサイドトランジスタと前記第1ローサイドトランジスタのペアをターンオンし、
前記第1比較信号の他方のエッジから、第1オフ遅延時間の経過後に、前記第2ハイサイドトランジスタと前記第1ローサイドトランジスタのペアをターンオフし、
前記第2比較信号の一方のエッジに応答して前記第1ハイサイドトランジスタと前記第2ローサイドトランジスタのペアをターンオンし、
前記第2比較信号の他方のエッジから、第2オフ遅延時間の経過後に、前記第1ハイサイドトランジスタと前記第2ローサイドトランジスタのペアをターンオフする動作を繰り返し、
前記第1オフ遅延時間と前記第2オフ遅延時間が、前記変調処理部が切り替える前記パラメータであることを特徴とする請求項2に記載のコントロールIC。 - 前記第1しきい値電圧および前記第2しきい値電圧が、前記変調処理部が切り替える前記パラメータであることを特徴とする請求項2または3に記載のコントロールIC。
- ワイヤレス受電装置のコントロールIC(Integrated Circuit)であって、
受信アンテナが接続される第1交流端子および第2交流端子と、
整流端子と、
ブリッジ回路を形成する複数のトランジスタおよび前記複数のトランジスタを制御する同期整流コントローラを含み、前記受信アンテナに流れる電流を整流し、前記整流端子から出力する同期整流回路と、
変調信号に応じて、前記同期整流回路のスイッチングの位相を切り替える変調処理部と、
を備えることを特徴とするコントロールIC。 - 前記コントロールICは、
出力端子と、
前記整流端子の整流電圧を受け、所定の電圧レベルに安定化して出力端子から出力する電源回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のコントロールIC。 - 受信アンテナと、
請求項1から6のいずれかに記載のコントロールICと、
を備えることを特徴とする電子機器。 - ワイヤレス受電装置における変調方法であって、
受信アンテナに流れる電流を、複数のトランジスタを含む同期整流回路を用いて整流するステップと、
変調信号に応じて、前記複数のトランジスタのスイッチング制御のタイミングと関連するパラメータを変化させるステップと、
を備えることを特徴とする変調方法。 - 前記パラメータは、前記複数のトランジスタのスイッチングを規定する遅延時間を含むことを特徴とする請求項8に記載の変調方法。
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JP2019134337A JP2021019449A (ja) | 2019-07-22 | 2019-07-22 | ワイヤレス受電装置のコントロールic、電子機器、ワイヤレス受電装置における変調方法 |
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