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

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Ｉ_ＲＸを整流・平滑化し、直流電圧Ｖ_ＲＣＴに変換する。

電源回路３０８は、直流電圧Ｖ_ＲＣＴ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Ｃ_１１，Ｃ_１２と、トランジスタＭ_１１，Ｍ_１２のペアを含む。キャパシタＣ_１１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Ｃ_１１の他端は、トランジスタＭ_１１のドレインと接続される。同様に、キャパシタＣ_１２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Ｃ_１２の他端は、トランジスタＭ_１２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Ｍ_１１，Ｍ_１２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。

特開２０１３−０３８８５４号公報 特開２０１４−１０７９７１号公報

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Ｍ_１１，Ｍ_１２は、ＩＣ（Integrated Circuit）に集積化されるが、キャパシタＣ_１１，Ｃ_１２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Ｍ_１１，Ｍ_１２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。

Ｑｉ規格に準拠したワイヤレス給電システムの構成を示す図である。 変調器の周辺の示す回路図である。 実施の形態に係るコントロールＩＣを備える受電装置のブロック図である。 図３の受電装置の動作波形図である。 同期整流回路の構成例を示す回路図である。 図５の同期整流回路の動作波形図である。 オフ遅延時間を固定したときの整流電圧Ｖ_ＲＣＴの波形図である。 定常状態における、オフ遅延時間と整流電圧Ｖ_ＲＣＴの関係を示す図である。 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。 実施の形態に係る受電装置を備える電子機器を示す図である。

（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。

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。

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Ｐ_ＲＸ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Ｖ_ＲＣＴ、電源回路４３０に流れる電流Ｉ_ＯＵＴ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Ｉ_{ＣＯＩＬ（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Ｖ_ＲＣＴ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Ｖ_ＡＣ１，Ｖ_ＡＣ２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Ｖ_ＲＣＴを受け、所定の目標レベルに安定化された出力電圧Ｖ_ＯＵＴを生成する。出力電圧Ｖ_ＯＵＴ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Ｉ_ＯＵＴ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φ_１，φ_２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Ｖ_{ＣＯＩＬ（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Ｃ_１１，Ｃ_１２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Ｍ_１１，Ｍ_１２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Ｖ_ＡＣ１とゼロ近傍の第１しきい値電圧Ｖ_ＺＣ１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Ｖ_ＡＣ２とゼロ近傍の第２しきい値電圧Ｖ_ＺＣ２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Ｖ_ＺＣ１は、Ｖ_ＺＣ１Ｈ，Ｖ_ＺＣ１Ｌの２レベルで遷移する。同様に、第２しきい値電圧Ｖ_ＺＣ２は、Ｖ_ＺＣ２Ｈ，Ｖ_ＺＣ２Ｌ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Ｉ_{ＣＯＩＬ（ＲＸ）}は、図５における矢印の方向を正にとっている。時刻ｔ_０に、電圧Ｖ_ＡＣ１がしきい値Ｖ_ＺＣ１Ｌ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ｔ_０から第１オン遅延時間τ_ＯＮ１経過後の時刻ｔ_１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ｔ_２に、電圧Ｖ_ＡＣ１がしきい値Ｖ_ＺＣ１Ｈ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τ_ＯＦＦ１の経過後の時刻ｔ_３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ｔ_４に、電圧Ｖ_ＡＣ２がしきい値Ｖ_ＺＣ２Ｌ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ｔ_４から第２オン遅延時間τ_ＯＮ２経過後の時刻ｔ_５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ｔ_６に、電圧Ｖ_ＡＣ２がしきい値Ｖ_ＺＣ２Ｈ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τ_ＯＦＦ２の経過後の時刻ｔ_７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τ_ＯＦＦ１、第２オフ遅延時間τ_ＯＦＦ２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Ｉ_{ＣＯＩＬ（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τ_ＯＦＦ１と第２オフ遅延時間τ_ＯＦＦ２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τ_ＯＦＦ１と第２オフ遅延時間τ_ＯＦＦ２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τ_ＯＦＦ１（τ_ＯＦＦ２）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τ_ＯＦＦ１と第２オフ遅延時間τ_ＯＦＦ２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τ_ＯＦＦ１，τ_ＯＦＦ２を固定したときの整流電圧Ｖ_ＲＣＴの波形図である。オフ遅延時間τ_ＯＦＦ１，τ_ＯＦＦ２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Ｉ_ＯＵＴ＝１Ａ）における、オフ遅延時間と整流電圧Ｖ_ＲＣＴ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Ｖ_ＲＣＴ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τ_ＯＦＦ１，τ_ＯＦＦ２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Ｖ_ＡＣ１，Ｖ_ＡＣ２、送信コイルに流れる電流Ｉ_{ＣＯＩＬ（ＴＸ）}、受信コイル３０２に流れる電流Ｉ_{ＣＯＩＬ（ＲＸ）}、整流電圧Ｖ_ＲＣＴが示される。この波形図からわかるように、オフ遅延時間τ_ＯＦＦ１，τ_ＯＦＦ２のスイッチングにより、送信コイルの電流Ｉ_{ＣＯＩＬ（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τ_ＯＦＦ１、第２オフ遅延時間τ_ＯＦＦ２を固定し、コンパレータＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ２に与えるしきい値電圧Ｖ_ＺＣ１，Ｖ_ＺＣ２（ひいてはＶ_ＺＣ１Ｈ，Ｖ_ＺＣ２Ｈ）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τ_ＯＮ１，第２オン遅延時間τ_ＯＮ２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。

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

Claims (9)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。