JP6465247B2 - アンテナ装置および電子機器 - Google Patents
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Description
図1は第1の実施形態に係るアンテナ装置10のブロック図である。アンテナ装置10はスマートフォン等の電子機器に実装される。アンテナ装置10は、コイルアンテナ12、受電回路13、通信回路14および制御回路15を有する。コイルアンテナ12は本発明の「第1コイルアンテナ」の一例である。コイルアンテナ12および通信回路14は受電回路13に接続される。制御回路15は、後述のように、受電回路13のスイッチ素子SWを制御する。
第2の実施形態では、受電回路が第1コイルアンテナに接続され、通信回路が第2コイルアンテナに接続される。受電回路と通信回路とは、第1コイルアンテナと第2コイルアンテナとの磁界、電界および電磁界のいずれかを介した結合により接続される。
図9から図11は、第3の実施形態の第1の例から第3の例に係るアンテナ装置のブロック図である。図9から図11では、制御回路15の図示を省略している。第1の例では、スイッチ素子SWの第1端子がライン25Aに接続され、スイッチ素子SWの第2端子が平滑キャパシタCsの第1端子に接続され、平滑キャパシタCsの第2端子がライン25Bに接続される。この構成では、平滑キャパシタCsをグランド電位に接続できる。第2の例では、スイッチ素子SWが整流回路23と平滑キャパシタCsとの間のライン25Aに直列接続される。この構成では、スイッチ素子SWがオフになると負荷回路11も整流回路23から切り離されるため、さらに信号電圧の立ち上がりを早くすることができる。第3の例では、スイッチ素子SWが整流回路23と平滑キャパシタCsとの間のライン25Bに直列接続される。この構成では、スイッチ素子SWをグランド電位に接続できるため、回路を小型化、簡略化することができる。第2の例および第3の例では、電力伝送の主線路にスイッチ素子SWが直列接続される。換言すると、負荷回路11と平滑キャパシタCsとで並列回路(第1並列回路)が構成され、その並列回路にスイッチ素子SWが直列接続される。
第4の実施形態では、整流回路の入力部にインダクタが並列接続される。図16は第4の実施形態に係るアンテナ装置70のブロック図である。整流回路83の入力部とEMIフィルタ22とはライン27A,27Bにより接続される。インダクタLPの第1端子はライン27Aに接続される。インダクタLPの第2端子は抵抗RPを介してライン27Bに接続される。即ち、受電回路73は、受電回路73と通信回路14との接続位置(整合回路81が設けられた位置)から整流回路83側を見て、整流回路83の入力部に並列接続されたインダクタLPを有する。整流回路83は、ダイオード、FET等の半導体素子により構成される。この半導体素子の寄生容量により等価的な寄生容量CPが形成される。寄生容量CPは、例えば、15pF以上30pF以下の値を有する。インダクタLPと寄生容量CPとが並列接続されることで、並列回路28(第2並列回路)が構成される。即ち、整流回路83の入力部において、整流回路83の半導体素子の寄生容量と、インダクタLPとを含む並列回路28が構成される。
図19は、第5の実施形態に係るアンテナ装置のブロック図である。図19では、制御回路15の図示を省略している。スイッチ素子SWは平滑キャパシタCsと負荷回路11の間に配置され、第1端子が平滑キャパシタCsに第2端子が負荷回路11に接続されている。また、平滑キャパシタCsに、充電回路16が接続されている。近距離無線通信が行われるとき、平滑キャパシタCsの端子間電圧が通信信号電圧よりも高い電圧となるように充電回路16が平滑キャパシタCsに充電を行う。このとき、負荷回路11に充電電流が流れないように、スイッチ素子SWをオフにする。なお、負荷回路11での消費電力が小さい場合(つまり、負荷抵抗が大きい場合)、スイッチ素子SWを省略してもよい。また、スイッチ素子SWは、負荷回路11に含まれていてもよい。
C1〜17,CP…キャパシタ
Cc1,Cs…平滑キャパシタ
D1〜D4,Dc1…ダイオード
L1〜L7,LP…インダクタ
P1…制御端子
PA…増幅回路
R1,R6,R7,Rc1,Rc2,RP…抵抗
Rx1,Rx2…受信用端子
SW,SW1…スイッチ素子
Tx1,Tx2…送信用端子
10,60,70…アンテナ装置
11…負荷回路
12,31,41,62A,62B…コイルアンテナ
13,73…受電回路
14,32…通信回路
15…制御回路
16…充電回路
21,81…整合回路
22…EMIフィルタ
23,83…整流回路
24…電圧検出回路
25A,25B,27A,27B…ライン
26…電流検出回路
28…並列回路(第2並列回路)
30…通信装置
40…送電装置
42…送電回路
51,53…回路
52…通信用IC
54…送信用IC
55…交流発生回路
Claims (14)
- 第1コイルアンテナと、
前記第1コイルアンテナに縦続接続される入力部を有する整流回路と、前記整流回路の出力部に接続される平滑キャパシタと、前記整流回路の出力部に接続される負荷回路と、前記整流回路と前記負荷回路の間に接続されるスイッチ素子と、を有する非接触電力伝送システムのための受電回路と、
前記整流回路の入力部側において、前記受電回路と接続される、近距離無線通信システムのための通信回路と、
前記近距離無線通信システムの動作時と前記非接触電力伝送システムの動作時において、前記スイッチ素子のオン/オフを切り替える制御回路と、を備え、
前記近距離無線通信システムで使用される周波数を有する電圧または電流を検出する、または、前記非接触電力伝送システムで使用される周波数を有する電圧または電流を検出する、検出回路を有し、
前記制御回路は、前記検出回路によって検出された電圧または電流に基づいて、前記スイッチ素子のオン/オフを切り替え、
前記スイッチ素子は、前記整流回路の出力部側において前記平滑キャパシタの少なくとも一端を前記整流回路から切り離すアンテナ装置。 - 前記スイッチ素子と前記平滑キャパシタとで直列回路が構成され、前記直列回路は前記負荷回路に並列接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記負荷回路と前記平滑キャパシタとで第1並列回路が構成され、前記スイッチ素子は前記第1並列回路に直列接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記負荷回路と前記平滑キャパシタとで第1並列回路が構成され、前記スイッチ素子は前記第1並列回路に並列接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記負荷回路と前記平滑キャパシタとで第1並列回路が構成され、前記スイッチ素子は前記負荷回路と前記平滑キャパシタの間に直列接続され、前記平滑キャパシタに充電回路が接続される、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記第1コイルアンテナは、前記非接触電力伝送システムおよび前記近距離無線通信システムの動作時に使用される、請求項1から5のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記通信回路と接続される第2コイルアンテナを備え、
前記受電回路と前記通信回路とは、前記第1コイルアンテナと前記第2コイルアンテナとの磁界、電界および電磁界のいずれかを介した結合により接続される、請求項1から5のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 前記非接触電力伝送システムおよび前記近距離無線通信システムはともに少なくとも磁界結合を介した伝送システムである、請求項1から7のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記非接触電力伝送システムはHF帯で使用される、請求項1から8のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記近距離無線通信システムはHF帯で使用される、請求項1から9のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記整流回路は半導体素子により構成され、
前記受電回路は、前記受電回路と前記通信回路との接続位置から前記整流回路側を見て、前記整流回路の入力部に並列接続されたインダクタを有し、
前記整流回路の入力部において、前記整流回路の前記半導体素子の寄生容量と、前記インダクタとを含む第2並列回路が構成される、請求項1から10のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 前記第2並列回路において、前記近距離無線通信システムの使用周波数でのインピーダンスが、前記非接触電力伝送システムの使用周波数でのインピーダンスよりも高い、請求項11に記載のアンテナ装置。
- 前記第2並列回路の共振周波数は前記近距離無線通信システムの使用周波数に等しい、請求項11または12に記載のアンテナ装置。
- 第1コイルアンテナと、
前記第1コイルアンテナに縦続接続される入力部を有する整流回路と、前記整流回路の出力部に接続される平滑キャパシタと、前記整流回路の出力部に接続される負荷回路と、前記整流回路と前記負荷回路の間に接続されるスイッチ素子と、を有する非接触電力伝送システムのための受電回路と、
前記整流回路の入力部側において、前記受電回路と接続される、近距離無線通信システムのための通信回路と、
前記近距離無線通信システムの動作時と前記非接触電力伝送システムの動作時において、前記スイッチ素子のオン/オフを切り替える制御回路と、を有し、
前記近距離無線通信システムで使用される周波数を有する電圧または電流を検出する、または、前記非接触電力伝送システムで使用される周波数を有する電圧または電流を検出する、検出回路を有し、
前記制御回路は、前記検出回路によって検出された電圧または電流に基づいて、前記スイッチ素子のオン/オフを切り替え、
前記スイッチ素子は、前記整流回路の出力部側において前記平滑キャパシタの少なくとも一端を前記整流回路から切り離す、アンテナ装置を備えた、電子機器。
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