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技術 ワイヤレス受電装置のコントロールIC、電子機器

出願人 ローム株式会社
発明者 内本大介
出願日 2019年3月29日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-065946
公開日 2020年10月8日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-167834
状態 未査定
技術分野 静止型機器の保護 電磁波による給配電方式 電池等の充放電回路
主要キーワード ダンプ抵抗 携帯型オーディオプレイヤ ダンプ回路 後方散乱変調 電圧コンパレータ ワイヤレス給電システム クランプ素子 共振キャパシタ
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図面 (9)

課題

発熱を低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

電源回路430は、整流(RCT)端子整流電圧VRCTを受け、所定の電圧レベルに安定化して出力(OUT)端子から出力する。ダンプ回路440は、ダンプDMP)端子と接地の間に設けられる電流源442を含む。使用において、ダンプ(DMP)端子は、外付け抵抗REXTを介して、整流(RCT)端子および出力(OUT)端子の一方と接続可能である。

概要

背景

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ホ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、受信コイル302、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。受信コイル302は、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)(あるいはFSK(Frequency Shift Keying))された形で、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。

受電装置300Rでは、負荷502に供給される負荷電流(電源回路308の出力電流)IOUTが低下する軽負荷状態あるいは無負荷状態が発生する。これらの状態では、整流回路304から負荷側に流れる電流IRCTが減少することとなり、給電システム100Rの動作が不安定となる場合がある。具体的には送信電力が一定の条件下で負荷電流IOUT(整流電流IRCT)が極端に小さくなると、整流電圧VRCTが非常に大きくなってしまう。あるいは整流回路304として、同期整流回路(Hブリッジ回路)を用いた場合、整流回路304の出力電流IRCTが小さいとHブリッジ回路のスイッチング制御が不安定となる。この問題を解決するために、整流回路304の出力には、ダンプ抵抗RDUMPが接続される。軽負荷状態あるいは無負荷状態においては、ダンプ抵抗RDUMPの抵抗値下げられ、式(1)で与えられるダンプ電流IDUMPを接地引き込むことで、整流回路304が無負荷となるのを防止し、回路動作の安定性を確保する。
IDUMP=VRCT/RDUMP …(1)

概要

発熱を低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。電源回路430は、整流(RCT)端子の整流電圧VRCTを受け、所定の電圧レベルに安定化して出力(OUT)端子から出力する。ダンプ回路440は、ダンプ(DMP)端子と接地の間に設けられる電流源442を含む。使用において、ダンプ(DMP)端子は、外付け抵抗REXTを介して、整流(RCT)端子および出力(OUT)端子の一方と接続可能である。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

ワイヤレス受電装置コントロールIC(IntegratedCircuit)であって、整流端子と、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、ダンプ端子と、前記ダンプ端子と接地の間に設けられる電流源を含み、イネーブルディセーブル切り替え可能なダンプ回路と、を備え、使用において、前記ダンプ端子は、外付け抵抗を介して、前記整流端子および前記出力端子の一方と接続可能であることを特徴とするコントロールIC。

請求項2

前記ダンプ回路は、オンが前記ダンプ回路のイネーブルに、オフが前記ダンプ回路のディセーブルに対応する第1スイッチをさらに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。

請求項3

前記第1スイッチは、前記電流源と直列に接続されることを特徴とする請求項2に記載のコントロールIC。

請求項4

前記ダンプ回路は、前記電流源をバイパス可能に接続される第2スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のコントロールIC。

請求項5

過電圧状態において前記第2スイッチをオンする過電圧保護回路をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のコントロールIC。

請求項6

前記ダンプ回路および前記ダンプ端子は2系統設けられ、使用において、一方の前記ダンプ端子は、第1の外付け抵抗を介して前記出力端子と接続され、他方の前記ダンプ端子は、第2の外付け抵抗を介して前記整流端子と接続可能であ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。

請求項7

前記電源回路に流れる電流を検出し、電流量を示す電流検出信号を生成する電流検出回路をさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のコントロールIC。

請求項8

少なくとも前記電流検出信号にもとづき受信電力を計算するコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項7に記載のコントロールIC。

請求項9

前記コントローラは、前記電流検出信号にもとづいて、前記整流電圧の目標値を制御し、前記整流電圧が前記目標値に近づくように値が調節される電力制御データを生成し、前記電力制御データにもとづいて受信アンテナの電流を変調することを特徴とする請求項8に記載のコントロールIC。

請求項10

受信アンテナが接続される一対の交流端子と、前記受信アンテナに流れる電流を整流する整流回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のコントロールIC。

請求項11

受信アンテナと、請求項10に記載のコントロールICと、前記コントロールICの前記出力端子と接続される負荷回路と、を備えることを特徴とする電子機器

技術分野

0001

本発明は、ワイヤレス給電技術に関する。

背景技術

0002

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。

0003

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ホ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。

0004

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。

0005

受電装置300R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、変調器310、コントローラ312、を備える。受信コイル302は、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。

0006

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。

0007

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)(あるいはFSK(Frequency Shift Keying))された形で、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。

0008

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。

0009

受電装置300Rでは、負荷502に供給される負荷電流(電源回路308の出力電流)IOUTが低下する軽負荷状態あるいは無負荷状態が発生する。これらの状態では、整流回路304から負荷側に流れる電流IRCTが減少することとなり、給電システム100Rの動作が不安定となる場合がある。具体的には送信電力が一定の条件下で負荷電流IOUT(整流電流IRCT)が極端に小さくなると、整流電圧VRCTが非常に大きくなってしまう。あるいは整流回路304として、同期整流回路(Hブリッジ回路)を用いた場合、整流回路304の出力電流IRCTが小さいとHブリッジ回路のスイッチング制御が不安定となる。この問題を解決するために、整流回路304の出力には、ダンプ抵抗RDUMPが接続される。軽負荷状態あるいは無負荷状態においては、ダンプ抵抗RDUMPの抵抗値下げられ、式(1)で与えられるダンプ電流IDUMPを接地引き込むことで、整流回路304が無負荷となるのを防止し、回路動作の安定性を確保する。
IDUMP=VRCT/RDUMP …(1)

先行技術

0010

特開2013−038854号公報
特開2014−107971号公報

発明が解決しようとする課題

0011

本発明者は、図1の受電装置300Rについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。

0012

受電装置300Rの大部分は、コントローラICに集積化される。図2は、コントローラICの回路図である。コントローラIC400Rには、コントローラ410、整流回路420、電源回路430、ダンプ回路440R、OVP(過電圧保護)回路450が集積化される。整流回路420および電源回路430はそれぞれ、図1の整流回路304および電源回路308に対応する。またダンプ回路440RはRCT端子からダンプ電流IDUMPを引き抜くように構成される。OVP回路450は、RCT端子の過電圧状態を検出すると、外付けクランプトランジスタターンオンし、RCT端子の電圧をクランプする。

0013

ダンプ回路440Rで消費する電力は、IDUMP×VRCT(W)であり、100%が損失となる。この損失はコントローラIC400Rを発熱させる原因となる。

0014

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、発熱を低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。

課題を解決するための手段

0015

本発明のある態様は、ワイヤレス受電装置のコントローラに関する。このコントローラは、整流端子と、出力端子と、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、ダンプ端子と、ダンプ端子と接地の間に設けられる電流源を含み、イネーブルディセーブル切り替え可能なダンプ回路と、を備え、使用において、ダンプ端子は、外付け抵抗を介して、整流端子および出力端子の一方と接続可能である。

0016

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。

発明の効果

0017

本発明のある態様によれば、コントロールICの発熱を抑制できる。

図面の簡単な説明

0018

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。
コントローラICの回路図である。
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。
変形例1に係るコントロールICの一部のブロック図である。
変形例2に係るコントロールICの一部のブロック図である。
変形例3に係る受電装置を示すブロック図である。
変形例4に係る受電装置を示すブロック図である。
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。

実施例

0019

(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(IntegratedCircuit)に関する。コントロールICは、受信アンテナや平滑コンデンサとともに受電装置を構成する。コントロールは、整流端子と、出力端子と、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、ダンプ端子と、ダンプ端子と接地の間に設けられる電流源を含み、イネーブル、ディセーブルが切り替え可能なダンプ回路と、を備える。使用において、ダンプ端子は、外付け抵抗を介して、整流端子および出力端子の一方と接続可能である。

0020

これにより、ダンプ電流に起因する電力損失の一部は、外付け抵抗によって消費されるため、コントロールICの発熱を抑制できる。

0021

ダンプ回路は、オンがダンプ回路のイネーブルに、オフがダンプ回路のディセーブルに対応する第1スイッチをさらに含んでもよい。
第1スイッチは、電流源と直列に設けられてもよい。あるいは第1スイッチは電流源に内蔵されてもよい。

0022

ダンプ回路は、電流源をバイパス可能に接続される第2スイッチをさらに含んでもよい。第2スイッチをオンした状態では、外付け抵抗を過電圧状態におけるクランプ素子として機能させることができ、過電圧保護をかけることができる。つまり、過電圧保護のための回路を別に設ける場合に比べて、回路面積部品点数を減らすことができる。

0023

コントロールICは、過電圧状態において第2スイッチをオンする過電圧保護回路をさらに備えてもよい。

0024

コントロールICは、ダンプ端子と電流源を2系統備えてもよい。使用において、一方のダンプ端子は、第1の外付け抵抗を介して出力端子と接続され、他方のダンプ端子は、第2の外付け抵抗を介して整流端子と接続可能であってもよい。これにより、電源回路の前段後段の両方から、ダンプ電流を引き抜くことが可能となり、コントロールICの動作状態に応じて、2個のダンプ回路を選択的にイネーブル状態とすることができる。

0025

コントロールICは、電源回路に流れる電流を検出し、電流量を示す電流検出信号を生成する電流検出回路をさらに備えてもよい。

0026

コントロールICは、少なくとも電流検出信号にもとづき受信電力を計算するコントローラをさらに備えてもよい。

0027

コントローラは、電流検出信号にもとづいて、整流電圧の目標値を制御し、整流電圧が目標値に近づくように値が調節される電力制御データを生成し、電力制御データにもとづいて受信アンテナの電流を変調してもよい。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

コントロールIC400は、コントローラ410、整流回路420、電源回路430、電流検出回路432、ダンプ回路440を備える。

0035

また、コントロールIC400には、AC1,AC2端子に加えて、通信用のCOM1,COM2端子、整流(RCT)端子、出力(OUT)端子、ダンプ(DMP)端子が設けられる。COM1,COM2端子は外付けのキャパシタC1,C2を介して、受信アンテナ301の両端(AC1端子、AC2端子)と接続される。COM1,COM2端子は、オープンドレイン出力となっている。

0036

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COM1,COM2端子のトランジスタM1,M2を駆動することにより、AM変調信号コイル電流重畳し、送電装置200にパケットを送信する。

0037

またコントローラ410には、コントロールIC400の各部の電気的状態監視し、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。また後述のように、ダンプ電流のオン、オフを制御する。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。

0038

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。整流回路420は、4個のトランジスタで構成される同期整流回路(フルブリッジ回路)422と、同期整流回路422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端子の電圧にもとづいて、同期整流回路422の4個のトランジスタを制御する。

0039

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。

0040

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。

0041

ダンプ回路440は、電流源442およびスイッチSW1を含む。電流源442は、DMP端子と接地の間に設けられ、ダンプ電流IDUMPを生成する。電流源442は可変電流源であってもよく、負荷の状態に応じて、ダンプ電流IDUMPの量を変更可能であってもよい。ダンプ電流IDUMPの量は、コントローラ410が決定してもよい。たとえばコントローラ410は、出力電流IOUTが小さいほど、ダンプ電流IDUMPの量を増やしてもよい。

0042

スイッチSW1は、ダンプ電流IDUMPのオン、オフを切り変えるために使用される。第1スイッチSW1は、図3に示すように、電流源442と直列に設けてもよい。あるいは第1スイッチSW1は、電流源442に内蔵してもよい。コントローラ410は、第1スイッチSW1のオン、オフにもとづいて、ダンプ電流IDUMPの発生、停止を切り替える。

0043

使用において、DMP端子は、外付け抵抗REXTを介して、RCT端子およびOUT端子の一方と接続可能である。図3の例では、RCT端子と接続されている。

0044

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。

0045

コントローラ410は、電流IOUTを監視する。そして、負荷502の軽負荷状態あるいは無負荷状態を検出すると、第1スイッチSW1をオン状態とし、ダンプ回路440をイネーブル状態とする。これによりダンプ電流IDUMPが、RCT端子、外部抵抗REXT、を経由して、DMP端子に吸い込まれる。これにより、整流回路420が無負荷となるのを防止し、回路動作の安定性が確保される。

0046

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では、ダンプ電流IDUMPに起因する電力の一部は、外付けの抵抗REXTによって消費され、コントロールIC400の内部での発熱を低減することができる。

0047

ダンプ電流IDUMPに起因する電力損失は、
Ploss=VRCT×IDUMP
である。図2では、このすべてがコントロールIC400の発熱となっていた。

0048

これに対して、図3では、外付けの抵抗REXTにおいて、電力損失Plossのうち、PEXT=REXT×IDUMP2が消費され、コントロールIC400の内部での電力損失PINTは、
PINT=Ploss−PEXT
=(VRCT−REXT×IDUMP)×IDUMP
に低減され、コントロールIC400の発熱が抑制される。

0049

以上がコントロールIC400の基本構成である。

0050

続いて、コントロールIC400の変形やその他の実施例を説明する。

0051

図4は、変形例1に係るコントロールIC400の一部(400A)のブロック図である。図4のコントロールIC400Aにおいて、ダンプ回路440Aは、電流源442をバイパス可能に設けられた第2スイッチSW2を備える。またコントロールIC400Aは、RCT端子の過電圧状態を監視するOVP回路450を備える。OVP回路450はコントローラ410の機能の一部として実装してもよい。あるいはOVP回路450は、コントローラ410の外部に電圧コンパレータで構成してもよい。OVP回路450は、過電圧状態を検出すると、OVP_EN信号アサートし、第2スイッチSW2をターンオンする。

0052

軽負荷あるいは無負荷状態では、第2スイッチSW2はオフであり、第1スイッチSW1のみがオンされる。これにより、DMP端子からは、電流源442が生成するダンプ電流IDUMPがシンクされる。

0053

OVP回路450が過電圧状態を検出すると、第2スイッチSW2がオンとなり、電流源442がバイパスされる。またDUMP_EN信号もアサートされ、第1スイッチSW1もオンとなる。これにより、RCT端子は、外付けの抵抗REXTを介して接地と接続され、RCT端子の電位をクランプあるいは急峻に低下させることができる。

0054

図4のコントロールIC400Aによれば、図3のコントロールIC400と同様に、ダンプ電流IDUMPに起因するコントロールIC400Aの発熱を抑制できる。また、ダンプ電流のエネルギーを消費させるための外付け抵抗REXTを、過電圧状態におけるクランプ素子と兼用することができる。

0055

図5は、変形例2に係るコントロールIC400の一部(400B)のブロック図である。ダンプ回路440Bの構成が、図4のダンプ回路440Aと異なっており、具体的には、第2スイッチSW2が、DMP端子と接地の間に設けられる。

0056

軽負荷状態では、DUMP_EN信号がアサートされ、OVP_EN信号がネゲートされ、第1スイッチSW1がオン、第2スイッチSW2がオフとなる。過電圧状態では、OVP_EN信号がアサートされ、第2スイッチSW2がオンとなる。このとき、第1スイッチSW1の状態は問わない(Don't Care)。

0057

図6は、変形例3に係る受電装置300Cを示すブロック図である。コントロールIC400の構成は、図3図5のいずれかと同様である。この変形例3においてDMP端子は、外付けの抵抗REXTを介して、OUT端子と接続される。図6等において、電流検出回路432やA/Dコンバータ412は図示しない。

0058

この受電装置300Cでは、ダンプ電流IDUMPが、電源回路430を経由して流れることとなる。そのためダンプ電流IDUMPが、出力電流IOUTの検出値に反映される。コントローラ410は、異物検出(FOD:Foreign Object Detection)や、送信電力制御のために、受電装置300Cの受信電力PRXを計算する。この受信電力PRXの計算には、出力電流IOUTが利用される。変形例1や変形例2では、IOUTはIDUMPを含まないため、ダンプ電流IDUMPは受信電力の計算に考慮されないが、変形例3では、IOUTがIDUMPを含むため、ダンプ電流IDUMPを考慮して、より正確に受信電力を計算することが可能となる。

0059

図7は、変形例4に係る受電装置300Dを示すブロック図である。コントロールIC400Cは、2系統のダンプ回路440_1,440_2と、2個のダンプ端子(DMP1,DMP2)を備える。ダンプ回路440_1,440_2の構成は、図3図5のいずれかと同様とすることができ、2個のダンプ回路440_1,440_2の構成は異なっていてもよい。ダンプ回路440_1,440_2は、独立してイネーブル状態とすることができる。

0060

DMP1端子は、抵抗REXT1を介してRCT端子と接続され、DMP2端子は、抵抗REXT2を介してOUT端子と接続される。

0061

コントローラ410は、コントロールIC400Dや負荷502の状態に応じて、2個のダンプ回路440_1、440_2を選択的にイネーブル状態としてもよい。

0062

たとえば電源回路430の起動前は、OUT端子からダンプ電流IDUMP2を引き込んでも、整流回路420は無負荷のままである。そこで電源回路430の起動完了前は、ダンプ回路440_1をイネーブル状態としてもよい。

0063

そして、電源回路430の起動完了後に、出力電圧VOUTがある程度高くなると、第2ダンプ電流IDUMP2をシンクしてよい。電源回路430の出力電圧VOUTが低い状態では、そもそも十分な量の第2ダンプ電流IDUMP2をシンクできず、あるいは、出力電圧VOUTが低い状態で第2ダンプ電流IDUMP2をシンクすると、突入電流などの要因となり得る。そこで、電源回路430の起動完了前は、電源回路430の前段(RCT)からダンプ電流IDUMP1をシンクすることで、電源回路430の出力電圧VOUTが低い状態でも、整流回路420が必要とする量のダンプ電流を流すことができ、回路動作を安定化できる。

0064

(その他の変形例)
これまでの説明では、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、同期整流回路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。

0065

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。

0066

(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8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8の電子機器500は、スマートホン、タブレットPC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8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。

0067

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。

0068

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
420 整流回路
422同期整流回路
424同期整流コントローラ
430 電源回路
432電流検出回路
440ダンプ回路
442電流源
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
450 OVP回路
500電子機器
501筐体
502 負荷

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