受電裝置、受電功率調(diào)節(jié)方法、受電功率調(diào)節(jié)程序以及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及接收從非接觸充電裝置輸送的電力的受電裝置、受電功率調(diào)節(jié)方法、受電功率調(diào)節(jié)程序以及半導(dǎo)體裝置。本申請以于2013年2月27日在日本申請的日本專利申請?zhí)柼卦?013-37313為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán)，以引證的方式并入其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，在電動牙刷、電動剃須刀這樣的主要在有水的環(huán)境下使用的充電式的電氣產(chǎn)品中，逐漸以不露出用于連接充電器和這些電氣產(chǎn)品的連接電極的方式使用非接觸式的充電器。從安全性的角度出發(fā)，這樣的非接觸方式的充電器的應(yīng)用近年來也擴大到家用游戲機、無繩電話、手機等。一般情況下，充電器與這些電氣產(chǎn)品一一對應(yīng)，對于某一電氣產(chǎn)品而言，提供有專用充電器。
[0003]但是，隨著手機、智能電話等移動終端其需求大幅增加，確保它們的電源成為難題。在這些移動終端中，雖然通過專用的充電器、AC適配器來保證電源，但是在外出地保證電源卻未攜帶這些充電器、適配器的情況下，按照移動終端的種類準(zhǔn)備充電器、適配器必須準(zhǔn)備多種，因此是不現(xiàn)實的。若采用非接觸充電方式，則具有不管電源連接端子的規(guī)格也可以自由地連接電源的優(yōu)點。因此，被要求充電器和移動終端的充電方式的共用化、標(biāo)準(zhǔn)化。
[0004]例如，在無線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium，WPC)中，作為主要面向移動終端的非接觸充電方式的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格發(fā)布了 QU日文:千一)，對于滿足規(guī)格的充電器、移動終端之間可以不選擇種類地進行充電。
[0005]在這些以Qi為代表的非接觸充電方式中，通過使具有充電裝置的I次側(cè)天線和具有受電裝置的2次側(cè)天線電磁耦合或磁共振來進行電力傳送。
[0006]在這樣的非接觸充電系統(tǒng)中，為了在充電裝置和受電裝置之間進行非接觸的電力傳送和數(shù)據(jù)通信，對I次側(cè)天線和2次側(cè)天線分別連接共振用電容器來構(gòu)成共振電路。通過在I次側(cè)和2次側(cè)匹配共振電路的共振頻率，實現(xiàn)充電裝置和受電裝置之間的穩(wěn)定且高效的電力傳送和數(shù)據(jù)通信。
[0007]這里，這些天線的電感L和共振用電容的靜電電容C具有幾個變動因素，而未必是假定的值。例如，電感L其特性根據(jù)構(gòu)成天線的磁芯的特性偏差、周圍溫度而發(fā)生變化。共振電容器的靜電電容C也根據(jù)初始偏差、溫度特性、電壓依賴性而發(fā)生變化。進而，I次側(cè)天線和2次側(cè)天線間的互感M根據(jù)I次側(cè)和2次側(cè)的距離、相對位置而發(fā)生變化，由于充電裝置和受電裝置物理地分離，因此相互的位置關(guān)系也難以恒定。
[0008]若由于上述各種因素而共振頻率不一致，則電力的傳送效率下降，使發(fā)熱的問題顯著，且阻礙機器的小型化、低功耗化。另外，傳送效率的大幅下降還可能會引起充電時間延長、充電超時這樣系統(tǒng)方面的問題。
[0009]因此，預(yù)先將I次側(cè)和2次側(cè)的共振頻率匹配成最佳的值成為了大問題。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本專利公開2001-005938號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]技術(shù)問題
[0014]在專利文獻I中，公開了如下技術(shù):在與讀寫器進行非接觸通信的IC卡中，調(diào)節(jié)IC卡的共振頻率使得來自于讀寫器的接收信號的振幅成為最大。
[0015]但是，若將這樣的方式應(yīng)用于非接觸充電系統(tǒng)，則存在在改變了發(fā)送功率的情況下難以檢測最大電壓的問題。
[0016]例如，在Qi等的非接觸充電系統(tǒng)中，與一般的電源控制方式相同，為了將受電側(cè)的功率控制為必要的值，采取控制送電側(cè)的輸出功率的方式。其中，由于送電側(cè)和受電側(cè)物理地分離，從受電側(cè)向送電側(cè)的反饋通過發(fā)送無線通信數(shù)據(jù)來進行。
[0017]對于Qi而言，將受電側(cè)必要的功率和所送電的功率之間的差值作為誤差信號而發(fā)送到送電側(cè)，并在送電側(cè)進行控制使該差值變?yōu)榱?。這樣的通信間歇地進行，若如記載于專利文獻I的技術(shù)那樣，以使受電電壓成為最大的方式來與送電側(cè)的控制無關(guān)地調(diào)節(jié)共振頻率，則會給負(fù)荷電壓、負(fù)荷電流帶來影響，與之對應(yīng)地誤差信號會發(fā)生變化。于是，在送電側(cè)，改變送電輸出以消除誤差信號的變化，其結(jié)果是可能會產(chǎn)生控制不收斂的振蕩(hunting)現(xiàn)象。
[0018]為了防止這樣的振蕩現(xiàn)象等的不穩(wěn)定運行，只要在送電側(cè)和受電側(cè)進行協(xié)調(diào)的控制即可，但是這除了增大系統(tǒng)規(guī)模之外，還存在難以維持與已經(jīng)導(dǎo)入的Qi等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格之間的互換性的問題。
[0019]進而，在受電側(cè)，存在邊進行二次電池的充電控制邊運行機器主體的情況，由于機器主體的運行電流不是恒定的，因此根據(jù)這樣的負(fù)荷電流的變化而導(dǎo)致引起受電電壓變化，從而存在難以進行共振頻率的最優(yōu)化調(diào)節(jié)的問題。
[0020]因此，本發(fā)明的目的在于提供如下的受電裝置、受電功率調(diào)節(jié)方法、受電功率調(diào)節(jié)程序和半導(dǎo)體裝置，即，以與送電側(cè)的輸出控制不沖突的方式獨立于送電側(cè)進行共振頻率調(diào)節(jié)，以進行受電功率的最優(yōu)化。
[0021]解決課題的技術(shù)方案
[0022]作為解決上述課題的技術(shù)方案，本發(fā)明的一個實施方式的受電裝置具備:收發(fā)部，該收發(fā)部包括共振電路，該共振電路具有天線，該天線接收從非接觸充電裝置輸送的電力，并且與該非接觸充電裝置之間收發(fā)數(shù)據(jù)，充電控制部，該充電控制部使用通過收發(fā)部接收的電力，進行包括二次電池的充電在內(nèi)的電源控制，控制部，該控制部生成表示二次電池的充電狀態(tài)和/或通過該二次電池運行的機器主體的電源的控制狀態(tài)的控制狀態(tài)數(shù)據(jù)，并經(jīng)由收發(fā)部發(fā)送到非接觸充電裝置，控制部具備受電模式和調(diào)節(jié)模式，受電模式將基于控制狀態(tài)數(shù)據(jù)輸送的電力經(jīng)由充電控制部用于二次電池的充電以及/或者用于通過二次電池運行的機器主體的電源，調(diào)節(jié)模式將控制狀態(tài)數(shù)據(jù)固定為預(yù)定的恒定值，并且調(diào)節(jié)共振電路的共振頻率，由此進行受電功率的調(diào)節(jié)。
[0023]另外，本發(fā)明的一個實施方式的受電功率調(diào)節(jié)方法具有受電模式和調(diào)節(jié)模式。在受電模式中，通過收發(fā)部從非接觸充電裝置接收輸送的電力、或接收數(shù)據(jù)，通過充電控制部控制電源，該電源包括使用電力對二次電池進行充電，通過控制部，生成表示二次電池的充電狀態(tài)和/或通過該二次電池運行的機器主體的電源的控制狀態(tài)的控制狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)由收發(fā)部將該控制狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到非接觸充電裝置，將基于該控制狀態(tài)數(shù)據(jù)輸送的電力經(jīng)由充電控制部提供給二次電池以及/或者提供給通過該二次電池運行的機器主體的電源，在調(diào)節(jié)模式中，通過控制部，將被固定為預(yù)定的恒定值的控制狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)由收發(fā)部發(fā)送給非接觸充電裝置，將基于該控制狀態(tài)數(shù)據(jù)輸送的電力經(jīng)由充電控制部提供給二次電池以及/或者提供給通過該二次電池運行的機器主體的電源，通過控制部，調(diào)節(jié)構(gòu)成收發(fā)部的共振電路的共振頻率來調(diào)節(jié)受電功率。
[0024]本發(fā)明的一個實施方式的受電功率調(diào)節(jié)程序，其為非接觸充電用的受電裝置的接收功率調(diào)節(jié)程序，并且具備儲存部和控制部，所述儲存部儲存程序，所述控制部具有將儲存的程序展開并執(zhí)行的處理單元，在接收來自于非接觸充電裝置的電力的接收模式中，執(zhí)行如下步驟，通過收發(fā)部從非接觸充電裝置接收輸送的電力、或接收數(shù)據(jù)，通過充電控制部控制包括用電力對二次電池進行充電在內(nèi)的電源，通過控制部，生成表示二次電池的充電狀態(tài)和/或通過該二次電池運行的機器主體的電源的控制狀態(tài)的控制狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)由收發(fā)部將該控制狀態(tài)數(shù)據(jù)向非接觸充電裝置發(fā)送，將基于該控制狀態(tài)數(shù)據(jù)輸送的電力經(jīng)由充電控制部提供給二次電池以及/或者提供給通過該二次電池工作的機器主體的電源，在調(diào)節(jié)接收功率的調(diào)節(jié)模式中，執(zhí)行如下步驟，通過控制部，將被固定為預(yù)定的恒定值的控制狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)由收發(fā)部發(fā)送給非接觸充電裝置，將基于該控制狀態(tài)數(shù)據(jù)輸送的電力經(jīng)由充電控制部提供給二次電池和/或提供給通過該二次電池運行的機器主體的電源，通過控制部，調(diào)節(jié)構(gòu)成收發(fā)部的共振電路的共振頻率來調(diào)節(jié)受電功率。
[0025]本發(fā)明的一個實施方式的半導(dǎo)體裝置具備容納接收功率調(diào)節(jié)程序的儲存部。
[0026]本發(fā)明的其它的實施方式的半導(dǎo)體裝置具備展開執(zhí)行接收功率調(diào)節(jié)程序的控制部。
[0027]發(fā)明效果
[0028]在本發(fā)明中，與進行輸出控制的接收模式分開地，具有調(diào)節(jié)受電裝置的共振頻率來進行受電功率的最優(yōu)化的調(diào)節(jié)模式，因此能夠不會陷入振蕩現(xiàn)象等的不穩(wěn)定狀態(tài)地、調(diào)節(jié)接收側(cè)的共振頻率進行受電功率的最優(yōu)化。
【附圖說明】
[0029]圖1為表示使用本發(fā)明的一個實施方式的受電裝置的構(gòu)成例的模塊圖。
[0030]圖2為表示使用本發(fā)明的一個實施方式的受電裝置的更詳細(xì)的構(gòu)成例的模塊圖。
[0031]圖3A為用于說明本發(fā)明的受電裝置的工作原理的模塊圖，圖3B為構(gòu)成非接觸充電裝置和受電裝置的主要部分的共振電路的電路圖。
[0032]圖4A為表示可變?nèi)萘?