CN102037526B - 电子设备、电子电路基板的连接方法 - Google Patents
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Abstract
以无连接线方式进行电子设备中的电子电路基板之间的电力供给以及信息通信,进行这些实现单元的小型化。具备第一电子电路基板(2)、第二电子电路基板(4)、与第一电子电路基板(2)连接的第一线圈(3a)、以及与第二电子电路基板(4)连接的第二线圈3b,通过电磁感应从第一线圈(3a)向第二线圈(3b)传送电力,从而将第一电子电路基板(2)与第二电子电路基板(4)之间进行电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种家庭用电器产品等的电子设备、以及构成电子设备的电子电路基板的连接方法。
背景技术
目前,关于冰箱,作为用于解决“作为将信息显示装置设在门上的冰箱的现有结构,通过有线来实现向门的电源供给以及信息通信。但是,在这种结构中需要很多的结构部件,在制造工序中组装也复杂,因此存在成本变高这样的问题。”这样的问题的技术,提出了“在冰箱主体1中设置高频产生电路9以及与其连接的第一线圈4所构成的供电电路10,在门2中设置由与第一线圈4进行电磁感应耦合的第二线圈5所构成的受电电路11,将该第二线圈5连接到信息显示装置3。在此,所述冰箱主体1具有在所述高频产生电路9的输出中载入信息的单元,所述门2具有从在第二线圈5中感应的电压中检侧所述信息的单元。而且,所述门2具备对在第二线圈5中感应的交流进行整流并设为所述信息输入输出部3的直流电源的单元。”这样的技术(专利文献1)。
另外,关于便携通信终端,作为以“提供能够同时实现IC卡接口用非接触型线圈天线与读写器用非接触型线圈天线的通信性能的提高和整体的小型化/薄型化的便携通信终端。”为目的的技术,提出了“便携电话机等的便携通信终端1具备上框体3,该上框体3在其内部具有电子设备10,在该上框体3的内面(盖8的内面8a)上,粘贴具有IC卡接口用非接触型线圈天线以及读写器用非接触线圈天线的片状挠性基材17,并在该挠性基材17上粘贴将IC卡接口用非接触型线圈天线以及读写器用非接触线圈天线进行覆盖的片状的软磁性体电波吸收体2。”这样的技术(专利文献2)。
另外,关于信号传送方法,提出了“一种简单地进行较少的信号线下的信号传送的信号传送方法、信号传送装置以及信号传送装置,将比特数N、时隙数N+α的数据信号进行纵-横变换为比特数N+α、时隙数N的数据信号,制作空闲时间α,在所述空闲时间α中插入控制信号,将包括所述数据信号以及控制信号的并行信号变换为串行信号进行传送。”这样的技术(专利文献3)。
专利文献1:日本特开2001-33136号公报(摘要)
专利文献2:日本特开2006-340394号公报(摘要)
专利文献3:再表2004/088851号公报(摘要)
发明内容
一般,当有线连接电子电路基板时,存在如下问题:接点部分随时间老化等引起的电力供给、通信的质量下降,因具有接点部分而导致的小型化、薄型化的困难等。因此,优选以无连接线的方式连接电子电路基板。
关于这点,在上述专利文献1中记载的技术中,通过无线来实现了向冰箱的门进行的电源供给以及信息通信。
但是,在该文献中使用的线圈的结构中,各线圈的大小分别是1~3cm见方(square)、厚度为5~10mm,为了应用到更小的电子设备中,存在必须使线圈进一步小型化/薄型化的问题。
另外,在上述专利文献2中所述的技术中,能够将IC卡接口用非接触型线圈天线以及读写器用非接触线圈天线进行一体化,实现线圈天线的小型化/薄型化。
但是,在该文献中记载的技术中,在挠性基材17上构成两种线圈天线,不是以无连接线的方式来连接电子电路基板之间。
另外,在上述专利文献3中记载的技术中,能够简单地进行较少的信号线下的信号传送,能够实现电子设备的小型化。
但是,信号线在是同步地变化的并行信号的情况下容易应用该技术,但是难以将非同步地变化的并行信号进行信号传送、或者难以将非同步地变化的并行信号及串行信号、模拟信号一起进行信号传送。
本发明是为了解决上述问题而作出的,目的在于以无连接线的方式进行电子设备中的电子电路基板间的电力供给以及信息通信,进行这些实现单元的小型化。
与本发明有关的电子设备具备第一电子电路基板、第二电子电路基板、与所述第一电子电路基板连接的第一线圈、以及与所述第二电子电路基板连接的第二线圈,通过电磁感应从所述第一线圈向所述第二线圈传送电力,从而将所述第一电子电路基板与所述第二电子电路基板之间进行电连接。
根据与本发明有关的电子设备,通过电磁感应从第一线圈向第二线圈传送电力,从而能够以无连接线方式连接第一电子电路基板和第二电子电路基板。
另外,在第一电子电路基板与第二电子电路基板之间没有接点,因此连接部的可靠性、随时间老化或环境所致的老化抗性、以及操作方便性得到提高。
另外,能够实现第一电子电路基板和第二电子电路基板的连接部的小型化/薄型化,能够实现搭载了它们的电子设备的小型化。
附图说明
图1是与实施方式1有关的电子设备1的结构图。
图2是线圈3的结构图。
图3是表示线圈3的其它结构例的图。
图4是表示第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的配置例的图。
图5是与实施方式2有关的电子设备1的结构图。
图6是表示第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb、以及第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb的配置例的图。
图7是表示第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb、以及第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb的其它配置例的图。
图8是表示用于将线圈3分离为通信用和电力用的结构例的图。
图9是表示与实施方式3有关的电子设备1的线圈结构的图。
图10是表示与实施方式4有关的电子设备1的线圈结构的图。
图11是与实施方式5有关的电子设备1的结构图。
图12是与实施方式6有关的电子设备1的结构图。
图13是与实施方式7有关的电子设备1的结构图。
图14是表示与实施方式8有关的初级侧电源电路8、以及次级侧电源电路12的结构例的图。
图15是表示与实施方式8有关的初级侧通信电路7、以及次级侧通信电路11的结构例的图。
图16是表示初级侧信号合成/分割单元7c的结构例的图。
图17是说明第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间的通信动作的序列图。
附图标记说明
1:电子设备;2:第一电子电路基板;3:线圈;3a:第一线圈;3b:第二线圈;3Ca:第一通信用线圈;3Cb:第二通信用线圈;3Pa:第一电力用线圈;3Pb:第二电力用线圈;4:第二电子电路基板;5:主功能部;6:初级侧非接触供电/通信部;7:初级侧通信电路;7a:初级侧调制电路;7b:初级侧解调电路;7c:初级侧信号合成/分割单元;8:初级侧电源电路;10:次级侧非接触供电/通信部;11:次级侧通信电路;11a:次级侧调制电路;11b:次级侧解调电路;11c:次级侧信号合成/分割单元;12:次级侧电源电路;13:主功能部输出信号线;13s:主功能部串行信号输出线;13p:主功能部并行信号输出线;14:主功能部输入信号线;14s:主功能部串行输入信号线;14p:主功能部并行输入信号线;15:主功能部电源输出;16:辅助功能部输入信号线;16s:辅助功能部串行输入信号线;16p:辅助功能部并行输入信号线;17:辅助功能部输出信号线;17s:辅助功能部串行输出信号线;17p:辅助功能部并行输出信号线;18:辅助功能部电源输入;21:挠性基材;22:电路图案;23:线圈部;24:连接部;25:连接端子部;26:通孔;27:中间抽头;30:线圈间间隙;31:磁性体;32:磁屏蔽构件;33:线圈连接端子;34:电路部件;35:线圈连接部;36:线圈固定单元;40:电源供给部;41:初级侧平滑单元;42:交流变换单元;43:初级侧谐振电容器;44:次级侧谐振电容器;45:整流单元;46:次级侧平滑单元;47:电压变换单元;48:次级侧电压输出部;50:初级侧通信用谐振电容器;51:初级侧发送信号输入;52:初级侧载波产生单元;53:初级侧调制单元;54:初级侧电流控制单元;55:初级侧解调单元;56:初级侧信号放大单元;57:初级侧缓冲单元;58:初级侧接收信号输出;59:初级侧电源;60:次级侧通信用谐振电容器;61:次级侧发送信号输入;62:次级侧载波产生单元;63:次级侧调制单元;64:次级侧电流控制单元;65:次级侧解调单元;66:次级侧信号放大单元;67:次级侧缓冲单元;68:次级侧接收信号输出;69:次级侧电源;71:数据合成部;72:数据分割部;73:定时器;74:串行数据接收单元;75:数据编码部;76:线圈发送数据缓冲器;77:线圈发送部;78:线圈接收部;79:线圈接收数据缓冲器;80:串行数据发送单元;81:数据解码部。
具体实施方式
实施方式1.
图1是与本发明的实施方式1有关的电子设备1的结构图。
在图1中,电子设备1由多个电子电路基板所构成,在图1中是由第一电子电路基板2和第二电子电路基板4所构成。
第一电子电路基板2是用于实现电子设备1的主功能的电子电路基板,第二电子电路基板4是用于实现电子设备1的辅助功能的电子电路基板。
第一电子电路基板2连接有第一线圈3a,第二电子电路基板4连接有第二线圈3b。以后,在总称为第一线圈3a和第二线圈3b时,称作线圈3。
第一电子电路基板2和第二电子电路基板4不是利用有线来连接的,而是通过第一线圈3a和第二选区3b之间的电磁感应耦合来电连接的。
因此,关于从第一电子电路基板2向第二电子电路基板4的电力供给以及第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间的信号的发送和接收,是通过电磁感应经由第一线圈3a以及第二线圈3b来进行的。
第一电子电路基板2是用于实现电子设备1的主功能的电子电路基板,具备主功能部5、初级侧非接触供电/通信部6。
主功能部5实现电子设备1的主功能。
初级侧非接触供电/通信部6与主功能部5以及第一线圈3a连接,具有用于进行向第二电子电路基板4的电力供给以及与第二电子电路基板4之间的通信信号的发送和接收的功能。
主功能部5和初级侧非接触供电/通信部6通过主功能部输出信号线13、主功能部输入信号线14、主功能部电源输出15进行连接。
初级侧非接触供电/通信部6具备初级侧通信电路7和初级侧电源电路8。
初级侧通信电路7经由第一线圈3a和第二线圈3b来发送和接收在主功能部5和辅助功能部9之间发送和接收的通信信号,因此根据经由主功能部输出信号线13以及主功能部输入信号线14传递的信号来进行针对第一线圈3a电流的调制解调处理。
初级侧电源电路8进行用于从第一电子电路基板2向第二电子电路基板4进行电力供给的电力供给处理,进行第一线圈3a电流的控制。
作为主功能输出信号线13的例子,可举出输出串行信号的主功能串行输出信号线13s和输出并行信号的主功能并行输出信号线13p。
另外,作为主功能输入线14的例子,可举出成为串行信号的输入的主功能串行输入信号线14a和输入并行信号的主功能并行输入信号线14p。
在主功能输出信号线13以及主功能输入信号线14中,也可以使用模拟信号线而不是如串行信号以及并行信号那样的数字信号线。
第二电子电路基板4是用于实现电子设备1的辅助功能的电子电路基板,具备辅助功能部9、次级侧非接触供电/通信部10。
辅助功能部9实现电子设备1的辅助功能。
次级侧非接触供电/通信部10与辅助功能部9以及第二线圈3b连接,具有将从第一电子电路基板2供给的电力作为电源而提供给第二电子电路基板4的功能、以及用于与第一电子电路基板2进行通信信号的发送和接收的功能。
辅助功能部9和次级侧非接触供电/通信部10通过辅助功能部输入信号线16、辅助功能部输出信号线17、辅助功能部电源输入18进行连接。
次级侧非接触供电/通信部10具备次级侧通信电路11和次级侧电源电路12。
次级侧通信电路11经由第一线圈3a和第二线圈3b来发送和接收在主功能部5和辅助功能部9之间进行发送和接收的通信信号,因此根据经由辅助功能部输入信号线16以及辅助功能部输出信号线17传递的信号,进行针对第二线圈3b电流的调制解调处理。
次级侧电源电路12接受从第一电子电路基板2供电的电力,并作为第二电子电路基板4的电源来供给。
在此,在辅助功能输入信号线16以及辅助功能输出信号线17中,也可以使用模拟信号线而不是如串行信号以及并行信号那样的数字信号线。
图2是线圈3的结构图。在此,示出以基于两层的多层基板的挠性基板线圈来构成的例子。线圈匝数是两层的表面10匝、里面10匝共20匝。
线圈3是由挠性基板构成的线圈,作为整体结构由线圈部23、连接部24、以及连接端子部25所构成,其中,该挠性基板由挠性基材21和固定在挠性基材21上的铜箔等所致的电路图案22构成。
电路图案22由表面的电路图案22a和里面的电路图案22b构成。另外,电路图案22a和电路图案22b通过通孔26进行连接。
图3是表示线圈3的其它结构例的图。在此,示出两层的表面5匝、里面5匝共10匝线圈的例子。
在图2以及图3所示的挠性基板线圈中,如果线圈绕组的匝数相同,则线圈面中心部的没有线圈图案的区域的面积越大,线圈的电感就越大。
另外,线圈面中心部的没有线圈图案的区域的面积越大,越能够针对使线圈彼此对置时的从中心位置的偏移,抑制性能下降。
当对置时在相互的线圈中,线圈面中心部的没有线圈图案的部分的重叠的面积越大,线圈间的耦合度变得越高。
图4是表示第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的配置例的图。
如图4所示,对置地配置第一线圈3a和第二线圈3b。此时,各线圈以空开线圈间间隙30的间隔的状态进行配置。
线圈间间隙30根据第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的安装状态而发生变化。
例如,在利用树脂壳体等来覆盖第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的情况下,产生与树脂壳体的厚度相当的间隙。另外,在不需要如树脂壳体那样的部件的情况下,第一线圈3a和第二线圈3b几乎以紧贴状态被配置。
在图4中,线圈3被磁性体31夹持。
针对第一线圈3a和第二线圈3b的每一个,磁性体31安装在与线圈彼此的对置面相反一侧的面。
通过设置磁性体31,能够提高第一线圈3a和第二线圈3b之间的耦合度,由于抑制来自线圈3的磁通的泄漏从而抑制向附近的电路带来恶劣影响。但是,如果不需要这些对策,则不需要设置。
作为磁性体31,能够使用由氧化铁、氧化铬、钴、铁氧体(ferrite)等原材料构成的板状的磁性体、或与树脂混合而形成为片状的磁性体等。如果要有效地利用挠性基板线圈的特性,则优选为片状的磁性体。
关于磁性体31的尺寸,为了利用磁性体31促进从线圈产生的磁通集中,并削减泄漏的磁通,也可以设为比通过挠性基板线圈的最外周的线圈绕组图案部分还大。
关于磁性体31的厚度,优选设为针对从所使用的线圈产生的磁通的磁通饱和具有余量的厚度。为了突出挠性基板线圈的薄度,可以设为0.5m以下的厚度。
以上说明了与本实施方式1有关的电子设备1的结构。
接着,通过下述步骤(1)~(11)来说明与本实施方式1有关的电子设备1的动作。
(1)在第一电子电路基板2中,初级侧非接触供电/通信部6的初级侧电源电路8从所连接的主功能部5接受电源,通过控制流过第一线圈3a的电流,向第二电子电路基板4供给电力。
(2)通过使电流流过第一线圈3a,在第二线圈3b中产生因电磁感应所致的电流。
(3)在第二电子电路基板4的次级侧非接触供电/通信部10的次级侧电源电路2中,通过对第二线圈3b中产生的电流进行整流来变换为直流电力,并变换为规定的电压,从而作为第二电子电路基板4的电源而提供给第二电子电路基板4。
由此,第二电子电路基板4的辅助功能部9以及次级侧非接触供电/通信部10进行动作。
(4)在第一电子电路基板2的主功能部5向第二电子电路基板4的辅助功能部9发送信息的情况下,初级侧非接触供电/通信部6的初级侧通信电路7将从主功能部5接收到的发送信息作为通信信号进行调制,控制流过第一线圈3a的电流。
(5)通过使电流流过第一线圈3a,在第二线圈3b中产生因电磁感应所致的电流。
(6)此时,由于在第一线圈3a中流过电力供电用的电流,因此针对电力供给用的电流,重叠通信信号的电流。
为了进行重叠,能够使用:利用与电力供给电流不同的频率的方法、或改变电力供电用电流的振幅的方法等。
(7)在第二电子电路基板4的次级侧非接触供电/通信部10的次级侧通信电路11中,从流过第二线圈3b的电流取出通信信号分量进行解调,并作为来自第一电子电路基板2的主功能部5的接收信息,向辅助功能部9传送该接收信息。
(8)同样地,在第二电子电路基板4的辅助功能部9向第一电子电路基板2的主功能部5发送信息的情况下,次级侧非接触供电/通信部10的次级侧通信电路11将从辅助功能部9接收到的发送信息作为通信信号进行调制,控制流过第二线圈3b的电流。
(9)通过使电流流过第二线圈3b,在第一线圈3a中产生因电磁感应所致的电流。
(10)此时,由于在第二线圈3b中流过电力受电的电流,因此针对电力受电用的电流,重叠通信信号的电流。
为了进行重叠,能够使用:利用与电力供给电流不同的频率的方法、或者通过改变受电侧的负荷或谐振频率从而在第一线圈3a中产生的电流的变化(负荷调制)中重叠通信信号的方法。
(11)在第一电子电路基板2的初级侧非接触供电/通信部6的初级侧通信电路7中,从流过第一线圈3a的电流取出通信信号分量进行解调,并作为来自第二电子电路基板4的辅助功能部9的接收信息,向辅助功能部9传送该接收信息。
以上,说明了与本实施方式1有关的电子设备1的动作。
接着,说明图1的结构的应用例。
作为图1的结构的用途,考虑以下的(a)~(c)。
(a)针对电子设备1的主功能部5,使辅助功能部9与主功能部5绝缘的用途
(b)将辅助功能部9从主功能部5装卸的用途
(c)装卸并且根据用途交换多个辅助功能的用途
而且,作为电子设备1的具体例子,例如可举出家庭用电器设备、空调的壁挂遥控器(有线)等。以下,以空调的壁挂遥控器为例进行具体的动作说明。
(具体例子1:空调的遥控器)
空调的遥控器与空调的室内机连接,进行空调的操作。该功能与该遥控器的主功能部5相对应。
遥控器除了具有进行空调的操作的功能以外,作为辅助功能还具有将空调所管理的信息与遥控器外部进行输入输出的功能。第二电子电路基板4上的辅助功能部9具有与遥控器外部进行输入输出的该辅助功能。
作为该遥控器的例子中的辅助功能部9的辅助功能,具有向LAN(Local Area Network:局域网)进行连接、或者与USB(UniversalSerial Bus:通用串行总线)设备进行连接的功能。
根据需要,能够切换辅助功能,因此作为第二电子电路基板4准备LAN接口基板以及USB接口基板,能够进行交换。
根据图1所示的结构,将能够以无接点连接器的方式连接第一电子电路基板2(空调遥控器主功能)和第二电子电路基板4(各接口功能),接口的交换也变得容易。
作为辅助功能部9的功能的具体例子,考虑如下功能:将空调的动作日志、维护信息等信息写出到与空调的遥控器所具备的USB接口连接的USB存储器中。
另一方面,关于USB接口,由于其规格上的端子形状,使用者能够用手指等来触碰接点等金属部分。在这种情况下,产生如下所述的绝缘上的问题。
空调一般连接在100V或者200V这样的交流电源上,在遥控器中作为电源而被供给降压后的直流电压。但是,在交流受电部等中由于事故等而产生绝缘破坏时,交流电源有可能直接施加到遥控器中。
在这种情况下,在人有可能触碰的端子部被直接施加因绝缘破坏所致的交流电源电压时,存在触碰了端子部的人会触电等的危险性。
因此,采用与本实施方式1有关的电子设备1的结构,使遥控器的电子电路基板和接口的电子电路基板绝缘。
当采用图1的结构时,遥控器的电子电路基板和接口的电子电路基板没有被有线连接,而是使用电磁感应作用被电连接,因此两者之间被绝缘,具有即使人触碰端子部也不会有触电等担忧这样的优点。
以上,说明了在与空调的遥控器相关的结构中采用图1的结构的例子。
接着,说明在空调的室外机的控制基板中采用图1的结构的例子。
(具体例子2:空调的室外机的控制基板)
在图1的结构中,第一电子电路基板2和第二电子电路基板4构成在电子设备1的内部,但是第二电子电路基板4并非一定要在电子设备1的内部。
将第一电子电路基板假定为空调的室外机控制基板,将第二电子电路基板4假定为空调的维护用电路基板。
维护用电路基板是由维护执行者挪动的可移动的装置。在进行空调的维护等时,需要将维护电路与设置在室外机基板上的接点端子进行连接。
但是,空调的室外机被设置在屋外,处于受到温度变化、直射阳光、风雨等影响的环境中,因此上述接点端子受到环境的影响而老化的可能性高。
当应用与本实施方式1有关的电子设备1时,由于无需用电气连接线来连接空调的室外机控制基板和维护用电路基板,因此即使上述的接点端子老化,也不会对电气连接产生多大的影响。由此,能够提高室外机控制基板的抗环境老化性能。
如上所述,根据本实施方式1,通过电磁感应将第一电子电路基板2与第二电子电路基板4之间进行电连接,因此能够以无连接线的方式连接第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间。
由此,能够进行第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间的绝缘。
另外,根据本实施方式1,由于在第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间没有接点,因此能够提高连接部的可靠性,并且提高抗随时间老化、环境老化性能。
另外,根据本实施方式1,能够实现第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的连接部的小型化/薄型化,能够实现搭载了它们的电子设备的小型化。
而且,第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的连接部的操作变得容易,第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的装卸也变得容易。
另外,根据本实施方式1,由于由挠性基板构成与第一电子电路基板2和第二电子电路基板4连接的线圈3,因此能够实现线圈3的小型化、薄型化,能够实现使用了它的电子设备1的小型化。
另外,挠性基板薄,还能够弯曲,因此线圈的配置位置的自由度得到提高,操作变得容易。
由此,作为电源、通信信号的绝缘单元,与使用变压器的情况相比较,能够实现耦合所需的体积的缩小以及成本的降低。另外,与使用光耦合器的情况相比,能够提高通信速度。
另外,能够使线圈3的厚度变薄,通过在与对置的第一线圈3a和第二线圈3b的对置面相反的面设置磁性体,能够提高因磁通的泄漏所致的向周边电路带来的影响的抑制,并且能够提高第一线圈3a和第二线圈3b间的耦合度。
实施方式2.
在实施方式1中,共用了用于通信的线圈3和用于电力的发送接受的线圈3。因而,在实施方式1中,与第一电子电路基板2连接的线圈3只是第一线圈3a,另外与第二电子电路基板4连接的线圈3只是第二线圈3b。
在本发明的实施方式2中,说明将线圈3分为电力发送接受用和通信用而构成的例子。
在从第一电子电路基板2向第二电子电路基板4的电力供给小、并且第一电子电路基板2和第二电子电路基板4间的通信速度慢的情况下,例如供给电力为100mW以下且通信速度为2.4kbps的情况下,能够使用电力供给用的载波来进行通信。
在这种情况下,如实施方式1所说明那样,能够共用通信用线圈和电力用线圈。
但是,在要进一步加快通信速度、并且进一步提高供电的电力的情况下,为了提高通信速度而需要增加载波的频率,另一方面,在电力供给方面,当结合通信速度提高而增加载波频率时电力供电性能下降,因此两者的要求是相反的关系。
因而,难以用同一线圈来实现上述两个要求。
因此,在本实施方式2中,为了同时实现通信速度的提高和电力供给量的提高,设为将线圈3分割为通信用线圈和电力用线圈来使用的结构。这里的通信速度假定为240kbps以上,供电电力假定为1W以上。
图5是与本发明的实施方式2有关的电子设备1的结构图。对与实施方式1中所说明的图1相同的结构标记相同的符号,并省略说明。
在图5中,在第一电子电路基板2中,初级侧非接触供电/通信部6的初级侧通信电路7连接有第一通信用线圈3Ca,初级侧电源电路8连接有第一电力用线圈3Pa。
同样地,在第二电子电路基板4中,次级侧非接触供电/通信部10的次级侧通信电路11连接有第二通信用线圈3Cb,次级侧电源电路12连接有第二电力用线圈3Pb。
各线圈成为如下结构:第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb对置,第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb对置。
如实施方式1的图2或者图3中所说明那样,各线圈3是由挠性基板构成的线圈,其中,该挠性基板由挠性基材21和固定在挠性基板21上的铜箔等所致的电路图案22构成。
线圈的绕组数等的规格在通信用线圈3Ca和3Cb、电力用线圈3Pa和3Pb中不相同,为了得到各自的性能也可以改变规格。另外,也可以将对置的第一线圈和第二线圈不设为同一规格的线圈,而改变绕组数等规格。
图6是表示第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb、以及第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb的配置例的图。
在图6中,25Ca是第一通信用线圈3Ca的连接端子,25Cb是第二通信用线圈3Cb的连接端子,25Pa是第一电力用线圈3Pa的连接端子,25Pb是第二电力用线圈3Pb的连接端子。
在图6中,第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb对置,另外第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb对置,对置的线圈的对置面的相反面设有磁性体31。
上部磁性体31a、下部磁性体31b是以夹入线圈整体的方式配置的,中部磁性体31c是以分离通信用线圈和电力用线圈的方式配置的。
30表示通信用线圈和电力用线圈各自中的第一线圈和第二线圈间的间隙。
在中部磁性体31c的单面配置有通信用线圈的一个(在图6中为第二通信用线圈3Cb),在另一单面配置有电力用线圈的一个(在图6中为第二电力用线圈3Pb)。
另外,以经由间隙30而夹入中部磁性体31c的方式,在上侧配置第一通信用线圈3Ca,在下侧配置第一电力用线圈3Pa。而且,在第一通信用线圈3Ca的外侧配置上部磁性体31a,在第一电力用线圈3Pa的下侧配置下部磁性体31b。
这样,在挠性基板线圈的面方向上重叠配置各线圈。
图7是表示第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb、以及第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb的其它配置例的图。
在图6的结构中,有时还根据频率、电流值等的使用条件,通信用线圈3Ca、3Cb和电力用线圈3Pa、3Pb相互干扰,使各自的性能下降。在这种情况下,能够通过图7所示的结构来抑制干扰。
在图6中,通过中部磁性体31c来分离了通信用线圈3Ca、3Cb和电力用线圈3Pa、3Pb,但是有可能产生经由它的干扰。
因此如图7所示,通过将中部磁性体31c分为中部磁性体31d和中部磁性体31e这两个,并在其间夹入磁屏蔽构件32,从而阻断通信用线圈3Ca、3Cb和电力用线圈3Pa、3Pb间的磁通,抑制相互的干扰。
作为磁屏蔽构件32,能够使用铝制的片、板等。
铝在直流磁场中是非磁性体,不会对线圈所输出的磁通造成影响,但是在交流磁场中成为反磁性体,在抵消从线圈产生的磁通的方向上产生磁通。
通过该作用,磁通透过磁屏蔽构件32的反面,能够抑制线圈间的干扰。
图8是表示用于将线圈3分离为通信用和电力用的结构例的图。对与图2、图3相同的结构标记相同的符号,并省略说明。
在图5~图7中,示出分割了通信用线圈和电力用线圈的结构例,但是作为将线圈分为通信用和电力用的方法,还能够使用如图8所示的线圈。
与图2、图3同样地,图8中示出的线圈是由挠性基板所构成的线圈,但是通过使用中间抽头27将一个绕组分割为多个从而将一个线圈用作多个线圈。
在图8中,示出了对图2所示的线圈设置中间抽头27来构成匝数不同的两个线圈的例子。将匝数少的一方用作通信用线圈,将匝数多的一方用作电力用。
在图8所示的线圈中,能够使通信用线圈和电力用线圈构成在一个挠性基板上,因此无需如图6、图7那样重叠通信用线圈和电力用线圈,能够设为与图4同样的结构使第一线圈和第二线圈对置、并在对置面的相反面配置磁性体。
但是,与分离通信用线圈和电力用线圈的方法相比,抑制相互干扰的效果下降。
如上所述,根据本实施方式2,由于通过电磁感应将第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间进行电连接,因此能够发挥与实施方式1相同的效果。
另外,由挠性基板来构成与第一电子电路基板2和第二电子电路基板4连接的线圈3,因此能够发挥与实施方式1相同的效果。
另外,如本实施方式2那样,即使在将线圈3分割为通信用线圈和电力用线圈的情况下,通过使用挠性基板线圈,也能够使线圈本身变薄,因此能够抑制线圈所占的体积的增加。
由此,能够实现搭载它们的电子设备的小型化。
另外,根据本实施方式2,通过使用挠性基板线圈,即使在分割了通信用线圈和电力用线圈的情况下,也能够重叠配置线圈而靠近配置相互的线圈。
由此,能够抑制线圈体积的增加,能够得到与使用了将线圈共用的结构那样的1组线圈的情况相等的操作方便性。
另外,如图8中所说明那样,通过在线圈中使用中间抽头27将一个线圈分割为多个,并用作通信用线圈和电力用线圈,从而能够得到与一个线圈相等的操作方便性。
另外,与使用多个线圈的情况相比,能够仅通过一个线圈来实现对置的线圈的定位,能够提高线圈性能的可靠性。
另外,如图6中所说明那样,在使由如通信用线圈和电力用线圈那样分割的多个所构成的第一线圈以及第二线圈以重叠的状态对置的情况下,针对不同用途的每个线圈,在与对置面相反的面设置磁性体,从而能够提高各自的线圈的耦合度。
另外,通过共用分离相互线圈的中部磁性体31c,能够减少磁性体的数量,能够实现搭载它们的电子设备的小型化、低成本化。
另外,如图7中所说明那样,在使由如通信用线圈和电力用线圈那样分割的多个所构成的第一线圈以及第二线圈以重叠的状态对置的情况下,在不同用途的线圈之间配置磁屏蔽构件32,从而能够抑制相互的线圈间产生的干扰。
由此,能够得到与共用了线圈时相等的操作方便性。
实施方式3.
在本发明的实施方式3中,说明了如下结构:利用挠性基板线圈的特征,重叠多个线圈进行串联连接,由此调整线圈绕组的匝数(线圈的电感值)。
此外,在后述的图9中说明的线圈3以外的结构与实施方式1~2相同,因此省略说明。
首先,说明需要调整线圈绕组的匝数的情况,之后说明与本实施方式3有关的线圈3的结构。
在将线圈3用作电力用线圈的情况下,与通信用线圈相比,需要传送更大的电力,因此需要使流过线圈的电流比通信用线圈还大。
在通信用途中,在第一线圈和第二线圈之间通过电磁感应而供给的电力可以是几mW等级的电力,但在电力用途中,为了使第二电子电路基板4动作而需要供给几百mW至几W以上的电力。
因此,在电力用线圈的用途中,与通信用线圈相比,需要进行100~1000倍以上的电力传送。
为了传送大电力,作为线圈规格,需要使电力用线圈绕组的匝数多于通信用线圈绕组的匝数。关于通信用线圈和电力用线圈的匝数比,相对于通信用1,需要使电力用为4以上。
另外,在通过电磁感应在线圈之间进行通信的情况下,流过通信用线圈的电流需要设为与通信速度相应的较高的频率。
例如,在需要设为240kbps(bit/s)的通信速度的情况下,只要将用于通信用的载波的频率设为通信速度的10倍程度的2.4MHz即可。另外,在实现例如240Mbps的通信速度的情况下,只要将用于通信用的载波的频率设为2.4GHz等即可。
另一方面,与通信用相比,需要将流过电力用的线圈的电流的频率设为较低的频率。当在电力的传送中使用MHz等级以上的频率时,需要能够进行高频动作且流过大电流的元件,因此从电子电路的成本变高的方面、因高频而产生由电路的电容耦合所引起的损耗的方面、以及电路设计高度化的方面出发,电路的操作变得复杂。
因此,与通信相比,需要将流过电力用线圈的电流设为低频率,另外为了提高电磁感应的效果还需要将线圈的电感设得高,即,将线圈绕组的匝数设得多。
在此,作为用于产生通信用中使用的线圈电流的载波频率假定MHz以上,作为用于产生电力用中使用的线圈电流的载波频率假定10kHz~500kHz。
以上,说明了需要调整线圈绕组的匝数的情况。
接着,说明与本实施方式3有关的线圈3的结构。
由挠性基板构成的线圈在其结构上,只能将多层基板的层数的数量的线圈的图案重叠在同一圆周上。
因此,在将匝数设为相同的情况下,与以相同尺寸将绕组卷绕于绕线管(bobbin)而构成的线圈相比,电感变低,线圈性能降低,但是与绕组线圈相比,能够使厚度变薄。
通过利用它,在挠性基板线圈中如后述的图9那样使用多个线圈来串联连接线圈彼此而重叠地使用,从而能够调整线圈的绕组的数量(线圈的电感值)。
另外,在挠性基板线圈中即使重叠,线圈的厚度也不会急剧增加,因此磁性体的配置也与一个线圈时同样地,能够通过配置在线圈的对置面的相反面而进行对应。
图9是表示与本实施方式3有关的电子设备1的线圈结构的图。
在图9中,第一线圈3a由两个线圈3a-1、3a-2所构成,连接第一线圈3a所具备的各线圈的连接端子25a-1、25a-2使得各线圈成为串联连接。
同样地,第二线圈3b由两个线圈3b-1、3b-2所构成,连接第二线圈3b所具备的各线圈的连接端子25b-1、25b-2使得各线圈成为串联连接。
如果线圈3a-1和线圈3a-2是相同规格的线圈,则第一线圈3a能够设为线圈3a-1的倍数的匝数。还能够将线圈3a-1和线圈3a-2设为不同规格的线圈。
同样地,关于第二线圈3b,也能够根据要求规格来变更线圈3b-1和线圈3b-2的组合。
在图9中,示出了根据使用条件利用挠性基板线圈改变线圈的串联数从而变更线圈绕组的匝数的例子,这在将第一线圈3a和第二线圈3b分割为通信用线圈3Ca、3Cb和电力用线圈3Pa、3Pb的结构中特别有效。
在比较通信用线圈和电力用线圈的情况下,与通信用线圈相比,电力用线圈经由线圈传送较大的电力,因此需要将线圈绕组的匝数设得多(将线圈的电感设得大)。
与制作多个不同规格的线圈相比,只使用一种规格的线圈时更能够降低与一个线圈相当的成本,因此将通信用线圈和电力用线圈的规格设为相同,并通过增加电力用的线圈的串联数,从而得到所需线圈绕组的匝数(线圈的电感值)。
根据该方法,仅准备多个基本规格的线圈,就能够根据串联数的变更来应对各种的线圈规格。
另外,如果是由挠性基板所构成的线圈,则厚度是50μm以下,因此即使重叠多个,也能够使其比电子电路基板的厚度还薄。
另外,在通信用的线圈中,由于在第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间进行双方向的通信,因此优选将电路结构设为对称,但是如电力用线圈那样只进行从第一电子电路基板2向第二电子电路基板4的单向的供电的情况下,第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈的规格(绕组的匝数)也可以不相同。
当从第一电力用线圈3Pa向第二电力用线圈3Pb进行基于电磁感应的电力传送时,在将第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb的匝数规格设为相同的情况下,根据线圈间的耦合损耗、铜耗,第二电力用线圈3Pb中产生的电压有变低的倾向。
在这种情况下,可以使第二电力用线圈3Pb的匝数多于第一电力用线圈3Pa。
如以上那样,在本实施方式3中,第一线圈3a和第二线圈3b由挠性基板线圈所构成,该线圈能够根据使用条件而改变串联数,从而构成各种规格的线圈。
因此,能够重叠串联连接的线圈,能够与一个线圈时同样地进行重叠并且向对置面的相反面进行磁性体配置。
由此,能够容易地构成各种规格的线圈,并且能够实现线圈的小型化、薄型化。
另外,根据本实施方式3,利用串联连接数的数量容易变更线圈规格,因此能够以较少种类的规格的线圈来应对任意线圈规格的线圈,能够削减线圈的种类。
由此,能够降低线圈制作所需的成本,能够抑制使用该线圈的电子设备的成本上升。
另外,根据本实施方式3,通过分割通信用线圈和电力用线圈而构成,还容易在通信用载波频率和电力用载波频率之间获得较大的差、例如100倍以上的差。
因而,容易使用适于通信用和电力用各用途的载波频率。
实施方式4.
在本发明的实施方式4中,说明了如下结构:利用挠性基板线圈的特征,重叠多个线圈进行串联连接,从而调整线圈绕组的截面积(电流容量)。
此外,在后述的图10中说明的线圈3以外的结构与实施方式1~2相同,因此省略说明。
由挠性基板所构成的线圈在其结构方面,线圈图案的铜箔的厚度有限制,作为一个例子最大是35μm程度。
如果利用多层基板的挠性基板来构成电路,则能够构成与可构成量相应量的并联电路,但是由于构成并联图案的层与同一线圈绕组相同,因此假定线圈的面积为恒定的情况下,与不使用并联图案的情况相比,在一个线圈中可构成的线圈的匝数减少。
图10是表示与本实施方式4有关的电子设备1的线圈结构的图。
在图10中,第一线圈3a由两个线圈3a-1、3a-2所构成,连接第一线圈3a所具备的各线圈的连接端子25a-1、25a-2使得各线圈成为并联连接。
同样地,第二线圈3b由两个线圈3b-1、3b-2所构成,连接第二线圈3b所具备的各线圈的连接端子25b-1、25b-2使得各线圈成为串联连接。
如果线圈3a-1和线圈3a-2是同一线圈,则第一线圈3a能够设为与线圈3a-1相同的匝数、且线圈图案的截面积为两倍。
关于第二线圈3b,也与第一线圈3a-1和线圈3a-2同样地构成。
在图10中,并联的各线圈的连接端子集中到第一线圈连接端子33a、第二线圈连接端子33b。
在图10中,示出了根据使用条件利用挠性基板线圈改变线圈的并联数从而变更线圈绕组的截面积(电流容量)的例子,但这在将第一线圈3a和第二线圈3b分割为通信用线圈3Ca、3Cb和电力用线圈3Pa、3Pb的结构中特别有效。
在电力用线圈中,与通信用线圈相比,需要更多的线圈绕组的匝数,并且还需要流过更多的电流。
也可以将通信用线圈的尺寸和电力用线圈的尺寸设为不同尺寸来构成,但是需要各不相同的规格的线圈,并且在电子设备1内部配置这些线圈时,通信用线圈和电力用线圈的大小的差异对配置位置、配置单元带来影响,因此优选使通信用线圈和电力用线圈的尺寸相同。
因此,将线圈规格、特别是线圈尺寸设为一种,在通信用线圈和电力用线圈中使用相同尺寸的线圈,为了得到电力用线圈中所需的电流容量,并联连接该线圈来使用。
为了增加线圈绕组的匝数,如实施方式3中所说明那样只要进行线圈的串联连接即可。
通过将实施方式3中所说明的挠性基板线圈的串联连接、与实施方式4中所说明的挠性基板线圈的并联连接进行组合,能够改变线圈绕组的匝数(电感)、线圈绕组的截面积(电流容量)。
下面示出例如结合实施方式3和实施方式4通过并用串联和并联来制作一个线圈的例子。
使用四个同一规格的线圈,串联连接两个线圈来构成两组,并将它们并联连接。由此,与基本的一个线圈相比,能够构成线圈绕组的匝数为两倍、且线圈绕组的截面积(电流容量)为两倍的线圈。
通过重叠这四个线圈,与图4同样地在线圈的一个面配置磁性体31,从而能够构成第一或者第二线圈。
与制作多个不同规格的线圈相比,仅使用一种规格的线圈时能够降低与一个线圈相当的成本,因此使通信用线圈和电力用线圈的规格相同,电力用的线圈通过增加并联数而得到所需线圈绕组的截面积(电流容量)。
因而,如果准备几个基本规格的线圈,就能够通过变更并联数来应对各种线圈规格。
如以上那样,在本实施方式4中,第一线圈3a和第二线圈3b由挠性基板线圈所构成,该线圈根据使用条件改变并联数而能够构成各种电流容量的线圈。
因此,能够重叠并联连接的线圈,能够与一个线圈时同样地进行重叠并且向对置面的相反面进行磁性体配置。
由此,能够容易地构成各种规格的线圈,并且能够实现线圈的小型化、薄型化。
另外,根据本实施方式4,利用并联连接数的数量,容易变更线圈规格,因此能够以较少的种类的规格来应对任意的电流容量规格的线圈,能够削减线圈的种类。
由此,能够降低线圈制作所需的成本,能够抑制使用该线圈的电子设备的成本上升。
实施方式5.
图11是与本发明的实施方式5有关的电子设备1的结构图。该图表示电子设备1的内部中的第一电子电路基板2、第二电子电路基板4、第一线圈3a、第二线圈3b的配置例。
电子设备1由第一电子电路基板2和第二电子电路基板4所构成。
第一电子电路基板2是实现电子设备1的主功能的电路,具备初级侧电路部件34a、初级侧线圈连接部35a、与初级侧线圈连接部35a连接的第一线圈3a、在第一线圈3a的一个面配置的磁性体31a。
第二电子电路基板4是实现电子设备1的辅助功能的电路,具备次级侧电路部件34b、次级侧线圈连接部35b、与次级侧线圈连接部35b连接的第二线圈3b、在第二线圈3b的一个面配置的磁性体31b。
为了抑制从线圈产生的磁通对电子电路基板带来的误动作等的影响、或防止位于线圈附近的金属所致的电力供电性能、通信性能的下降,也可以在线圈的一个面配置的磁性体31的与线圈相反的一面配置磁屏蔽物。
在第二电子电路基板4中,在未安装次级侧电路部件34b的面固定磁性体31b,在磁性体31b的与电子电路基板相反的面固定了第二线圈3b。
第二线圈3b由挠性基板所构成,因此通过弯曲第二线圈3b的连接端子部24b,固定在第二电子电路基板4的与次级侧电路部件34b的安装面相反的面。
另外,由于与第一电子电路基板2连接的第一线圈3a也同样由挠性基板所构成,因此能够配置在第二电子电路基板4的下表面与电子设备1的壳体之间(未图示)等狭窄的空间。
在图11的例子中,示出了在第二电子电路基板4固定第二线圈3b的例子,但是也可以在第一电子电路基板2固定第一线圈3a。
此外,本实施方式5中所说明的以外的结构与实施方式1~4相同,因此省略了说明。
如以上那样,根据本实施方式5,能够削减第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的连接所需的空间,由此能够实现电子设备1的小型化、薄型化、低成本化。
另外,通过将一个线圈固定到电子电路基板,第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的配置、固定变得容易,操作变得简单。
实施方式6.
图12是与本发明的实施方式6有关的电子设备1的结构图。图12中的各结构要素除了配置方法之外与图11相同,因此标记相同的符号并省略说明。
在第一电子电路基板2中,在未安装初级侧电路部件34a的面固定磁性体31a,在磁性体31a的与电子电路基板相反的面固定第一线圈3a。
第一线圈3a由挠性基板所构成,因此通过弯曲第一线圈3a的连接端子部24a,固定在第一电子电路基板2的与初级侧电路部件34a的安装面相反的面。
同样地,在第二电子电路基板4中,在未安装次级侧电路部件34b的面固定磁性体31b,在磁性体31b的与电子电路基板的相反的面固定第二线圈3b。
第二线圈3b由挠性基板所构成,因此通过弯曲第二线圈3b的连接端子部24b,固定在第二电子电路基板4的与次级侧电路部件34b的安装面相反的面。
如以上那样构成的第一电子电路基板2和第二电子电路基板4被配置成各线圈对置。第一电子电路基板2和第二电子电路基板4通过电子设备1的壳体(未图示)等而分别被固定。
如以上那样,根据本实施方式6,能够发挥与实施方式5相同的效果。
实施方式7.
图13是与本发明的实施方式7有关的电子设备1的结构图。该图表示电子设备1的内部中的第一电子电路基板2、第二电子电路基板4、第一通信用线圈3Ca、第一电力用线圈3Pa、第二通信用线圈3Cb、第二电力用线圈3Pb的配置例。
电子设备1具备第一电子电路基板2和第二电子电路基板4。
第一电子电路基板2是实现电子设备1的主功能的电路,具备初级侧电路部件34a、初级侧通信用线圈连接部35Ca、与初级侧通信用线圈连接部35Ca连接的第一通信用线圈3Ca、在第一通信用线圈3Ca的一个面配置的磁性体31、初级侧电力用线圈连接部35Pa、与初级侧电力用线圈连接部35Pa连接的第一电力用线圈3Pa、在第一电力用线圈3Pa的一个面配置的磁性体31、将第一通信用线圈3Ca、第一电力用线圈3Pa以及配置于各个线圈的磁性体进行固定的线圈固定单元36。
第二电子电路基板4是实现电子设备1的辅助功能的电路,具备次级侧电路部件34b、次级侧通信用线圈连接部35Cb、与次级侧通信用线圈连接部35Cb连接的第二通信用线圈3Cb、在第二通信用线圈3Cb的一个面配置的磁性体31、次级侧电力用线圈连接部35Pb、与次级侧电力用线圈连接部35Pb连接的第二电力用线圈3Pb。
第二通信用线圈3Cb和第二电力用线圈3Pb配置在磁性体31的各不相同的面。
图13的第二通信用线圈3Cb、第二电力用线圈3Pb和磁性体31的结构与实施方式2的图6中所示的结构相同。也可以设为图7中所示的结构。
关于这些结构的详细情况,与实施方式2相同,因此省略说明。
第一通信用线圈3Ca和第一电力用线圈3Pa,分别固定在线圈固定单元36的内侧使得由线圈3和线圈固定单元36来夹住磁性体31。
由此,第一通信用线圈3Ca和第一电力用线圈3Pa以对置的状态被线圈固定单元36所固定。
此时,在对置的第一通信用线圈3Ca和第一电力用线圈3Pa之间形成间隙,并在此插入与第二电子电路基板4连接的线圈,其中,该第二电子电路基板4由第二通信用线圈3Cb、第二电力用线圈3Pb和它们夹住的磁性体31所构成。
此时,配置成使第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb对置、使第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb对置。
在第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb之间、第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb之间产生线圈间间隙30,但是也可以在线圈固定单元36中设置弹簧机构等,由第一通信用线圈3Ca和第一电力用线圈3Pa施加压力来夹住插入到内侧的第二通信用线圈3Cb和第二电力用线圈3Pb使其紧贴。这将提高各线圈间的耦合度。
在图13中,说明了对与第一电子电路基板2侧连接的线圈设置线圈固定单元36的结构,但是也可以设为并非对第一线圈而是对第二线圈使用固定单元36的结构。
为了抑制从线圈产生的磁通对电子电路基板带来的误动作等的影响、或防止位于线圈附近的金属所致的电力供电性能、通信性能的下降,也可以在线圈的一个面配置的磁性体31的与线圈相反的面配置磁屏蔽物。
本实施方式7中所说明的结构以外的结构与实施方式2~4相同,因此省略了说明。
如以上那样,根据本实施方式7,第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的连接变得容易。
另外,由挠性基板构成了各线圈,因此能够削减固定线圈所需的空间,由此能够实现电子设备1的小型化、薄型化、低成本化。
另外,通过用另一个线圈来夹住一个线圈并进行固定,第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的配置、固定变得容易,操作变得简单。
实施方式8.
在以上的实施方式1~7中,以第一电子电路基板2和第二电子电路基板4的周边结构为中心进行了说明。在本发明的实施方式8中,说明两基板间的通信、电力传送接受所涉及的具体的动作例。
此外,在以下的说明中,各部的结构如实施方式2那样以通信用线圈和电力用线圈分离的结构为例,但即使在共用两者的情况下,原则上的动作相同。
图14是表示与本实施方式8有关的初级侧非接触供电/通信部6的初级侧电源电路8、以及次级侧非接触供电/通信部10的次级侧电源电路12的结构例的图。
在图14中,初级侧电源电路8具备电源供给部40、初级侧平滑单元41、交流变换单元42、初级侧谐振用电容器43。
次级侧电源电路12具备次级侧谐振用电容器44、整流单元45、次级侧平滑单元46、电压变换单元47、次级侧电压输出部48。
电源供给部40表示从第一电子电路基板2的主功能部5提供的电源的供给点。
初级侧平滑单元41由电场电容器所构成。
交流变换单元42由晶体管、MOSFET、IGBT等桥状构成的开关元件、对各开关元件进行导通/关断控制的开关元件控制单元42e所构成。42a、42b、42c、42d分别表示开关元件。
交流变换单元42为全桥电路结构,但是也可以设为半桥电路结构。另外,各开关元件42a~42d由开关元件控制单元42e(未图示)进行导通/关断控制。
整流单元45由二极管等所构成。在图9中记载有半波整流电路方式,但是也可以使用全波整流电路方式。
次级侧平滑单元46由电容器46a或者电场电容器46b所构成。
电压变换单元47由调节器47a、电容器47b、电场电容器47c所构成。
接着,使用图14,通过下面的步骤(1)~(5)来说明从第一电子电路基板2向第二电子电路基板4的电力供给的动作。
(1)在第一电子电路基板2的初级侧非接触供电/通信部6内的初级侧电源电路8中,通过交流变换单元42将从主功能部5利用电源供给部40供给的直流电力变换为交流电力,并提供给第一电力用线圈3Pa。
(2)此时,在交流变换单元42中,输出在第一电力用线圈3Pa和初级侧谐振电容器43、第二电力用线圈3Pb和次级侧谐振电容器44中发生谐振的频率。
(3)如果第一电力用线圈3Pa和第二电力用线圈3Pb是对置的状态,则由交流变换单元42供给给第一电力用线圈3Pa的电力,通过电磁感应耦合而被第二电力用线圈3Pb感应。
(4)此时在次级侧非接触供电/通信部10中,在次级侧电源电路8中通过整流单元45对第二电力用线圈3Pb所得到的交流电力进行整流并通过次级侧平滑单元46进行平滑,从而变换为直流电力。
(5)这里所得到的直流电力通过电压变换单元47变换为用于驱动第二电子电路基板4所需的电压。
在图14中,第一电力用线圈3Pa和初级侧谐振电容器43为串联连接结构,但是也可以根据所使用的电路结构而设为并联连接。同样地,第二电力用线圈3Pb和次级侧谐振用电容器44为并联连接,但是也可以根据所使用的电路结构设为串联连接。
以上,说明了从第一电子电路基板2向第二电子电路基板4的电力供给的动作。
图15是表示与本实施方式8有关的初级侧非接触供电/通信部6内的初级侧通信电路7、以及次级侧非接触供电/通信部10内的次级侧通信电路11的结构例的图。
在图15中,初级侧通信电路7具备初级侧调制电路7a、初级侧解调电路7b、初级侧信号合成/分割单元7c、初级侧通信用谐振电容器50。
初级侧通信电路7与第一通信用线圈3Ca以及主功能部5连接。主功能部5所输出的发送信号经由主功能信号输出线13输入到初级侧通信电路7,输入到主功能部5中的接收信号从主功能信号输入线14输出。
初级侧调制电路7a具备初级侧载波产生单元52、初级侧调制单元53、初级侧电流控制单元54。另外,初级侧解调电路7b具备初级侧解调单元55、初级侧信号放大单元56、初级侧缓冲单元57。
初级侧调制电路7a和初级侧信号合成/分割单元7c与初级侧发送信号输入51连接,初级侧解调电路7b和初级侧信号合成/分割单元7c与初级侧接收信号输出58连接。
初级侧电源59是从主功能部电源输出15所得到的电源。
初级侧信号合成/分割单元7c在有多个从主功能部5输出的信号或者向主功能部5输入的信号的情况、即有多个主功能部输出信号线13或者主功能部输入信号线14的情况下使用。
在主功能部输出信号线13是一个的情况下,不需要信号的合成,因此也可以直接连接主功能部信号输出13和初级侧发送信号输入51。
另外,在主功能部输入信号线14是一个的情况下,不需要进行信号的分割,因此主功能部输入信号线14也可以与初级侧接收信号输出58直接连接。
在不需要初级侧信号合成/分割单元7c的情况下,也可以省略。
初级侧调制电路7a(初级侧载波产生单元52、初级侧调制单元53和初级侧电流控制单元54)在从第一电子电路基板2向第二电子电路基板4发送通信信号时使用。
初级侧解调电路7b(初级侧解调单元55、初级侧信号放大单元56和初级侧缓冲单元57)在第一电子电路基板2从第二电子电路基板4接收通信信号时使用。
次级侧通信电路11具备次级侧调制电路11a、次级侧解调电路11b、次级侧信号合成/分割单元11c、次级侧通信用谐振电容器60。
次级侧通信电路11与第二通信用线圈3Cb以及辅助功能部9连接。辅助功能部9输出的发送信号经由辅助功能信号输出线17输入到次级侧通信电路11,输入到辅助功能部9中的接收信号从辅助功能信号输入线16输出。
次级侧调制电路11a具备次级侧载波产生单元62、次级侧调制单元63、次级侧电流控制单元64,次级侧解调电路11b具备次级侧解调单元65、次级侧信号放大单元66、次级侧缓冲单元67。
次级侧调制电路11a和次级侧信号合成/分割单元11c与次级侧发送信号输入61连接,次级侧解调电路11b和次级侧信号合成/分割单元11c与次级侧接收信号输出68连接。
次级侧电源69是从辅助功能部电源输入18得到的电源。
次级侧信号合成/分割单元11c在有多个从辅助功能部9输出的信号或者向辅助功能部9输入的信号的情况、即有多个辅助功能部输出信号线17或者辅助功能部输入信号线16的情况下使用。
在辅助功能部输出信号线17是一个的情况下,不需要进行信号的合成,因此也可以直接连接辅助功能部信号输出17和次级侧发送信号输入。
另外,在辅助功能部输入信号线16是一个的情况下,不需要进行信号的分割,因此辅助功能部输入信号线16也可以与次级侧接收信号输出68直接连接。
在不需要次级侧信号合成/分割单元11c的情况下,也可以省略。
次级侧调制电路11a(次级侧载波产生单元62、次级侧调制单元63和次级侧电流控制单元64)在从第二电子电路基板4向第一电子电路基板2发送通信信号时使用。
次级侧解调电路11b(次级侧解调单元65、次级侧信号放大单元66和次级侧缓冲单元67)在第二电子电路基板4从第一电子电路基板2接收通信信号时使用。
接着,说明图15的各结构的功能。
此外,在图15中,示出了初级侧通信电路7和次级侧通信电路11的结构成为对称的结构例。另外,调制方式使用ASK(Amplitude ShiftKeying:振幅键控)方式。
初级侧载波产生单元52产生用于通信的载波。作为载波,使用正弦波、三角波、方波等。
初级侧调制单元53根据从初级侧载波产生单元52所得到的载波、和从初级侧发送信号输入51所得到的发送信号,生成通过电磁感应进行通信时的通信信号。在图15所示的例子中,由AND电路所构成。
初级侧解调电路55从在第一通信用线圈3Ca中得到的电流中解调接收信号。在图15所示的例子中,调制方式为ASK方式,因此作为调制是去除分量的结构,设为由电容器和二极管构成的整流电路。
初级侧信号放大单元56放大被解调的信号。在图15所示的例子中,是使用了运算放大器的放大电路。
初级侧缓冲单元57将接收到的通信信号稳定为数字信号。
第二电子电路基板4中的次级侧载波产生单元62、次级侧调制单元63、次级侧电流控制单元64、次级侧解调单元65、次级侧信号放大单元66、次级侧缓冲单元67的功能,分别与初级侧载波产生单元52、初级侧调制单元53、初级侧电流控制单元54、初级侧解调单元55、初级侧信号放大单元56、初级侧缓冲单元57相同,因此省略说明。
此外,在图15中示出了将调制方式设为ASK方式的例子,但是在使用PSK(Phase Shift Keying:相移键控)方式、FSK(Frequency ShiftKeying:频移键控)方式、QAM(Quadrature Amplitude Modulation:正交调幅)方式等的情况下,通过将初级侧载波产生单元52(次级侧载波产生单元62)、初级侧调制单元53(次级侧调制单元63)、初级侧解调单元54(次级侧解调单元64)变更为与各自的方式相应的结构,能够容易应对。
图16是表示初级侧信号合成/分割单元7c的结构例的图。初级侧信号合成/分割单元7c和次级侧信号合成/分割单元11c的基本动作相同,因此下面以初级侧信号合成/分割单元7c为中心进行说明。
在图16中,在初级侧通信电路7的内部中构成的初级侧调制电路7a和初级侧解调电路7b与图15中说明的相同,因此省略说明。
在图16中,如图1、图5中所说明,将主功能部输出信号线13设为主功能部串行输出信号线13s和主功能部并行输出信号线13p。同样地,将主功能部输入信号线14设为主功能部串行输入信号线14s和主功能部并行输入信号线14p。
主功能部串行输出信号线13s中使用的信号是主功能部5用于与辅助功能部9进行串行通信的串行输出信号,主功能部串行输入信号线14s中使用的信号是主功能部5用于与辅助功能部9进行串行通信的串行输入信号。
主功能部并行信号输出线13p中使用的信号设为在串行通信时的硬件流程控制中使用的RTS(Request to Send:请求发送)信号,主功能部并行信号输入线14p中使用的信号设为CTS(Clear to Send:清除发送)信号。RTS、CTS都是1bit的信号。
初级侧信号合成/分割单元7c的主要的结构要素是进行多个数据的合成的数据合成部71、进行向多个数据的分割的数据分割部72、以及进行时间管理的定时器73。
首先,说明数据合成部71的各结构。
主功能部串行输出信号线13s与串行数据接收单元74连接,串行数据接收单元74通过以规定的周期对从主功能部5发送的串行数据进行采样从而进行串行数据的接收。
串行数据接收单元74与线圈发送数据缓冲器76连接。串行数据接收单元74将接收到的串行数据保存到线圈发送数据缓冲器76的规定区域中。
主功能部并行输出信号线13p与数据编码部75连接。数据编码部75进行从主功能部并行输出信号线13p输入的数据的读入。
数据编码部75与线圈发送数据缓冲器76连接,读入从主功能部并行输出信号线13p输入的数据,并保存到线圈发送数据缓冲器76的规定区域中。
此时,数据编码部75也可以将从主功能部并行输出信号线13p输入的数据单纯地从并行数据变换为串行数据。另外,也可以进行数据的压缩、冗余性的付与等数据变换处理,并将变换后的数据保存到线圈发送数据缓冲器76中。
线圈发送数据缓冲器76与线圈发送部77连接。
线圈发送部77将保存在线圈发送数据缓冲器76中的数据,以与为了在初级侧通信电路7和次级侧通信电路11之间进行通信而决定的规定的通信速度相应的周期,输出到经由初级侧发送信号输入51而连接的调制电路7a中。
调制电路7a与第一通信用线圈3Ca连接,对从线圈发送部77输出的信号加以调制,并且控制流过第一通信用线圈3Ca的电流。
接着,说明数据分割部72的各结构。
线圈接收部78经由初级侧接收信号输出58而连接到与第一通信用线圈3Ca连接的解调电路7b,通过解调电路7b对经由第一通信用线圈3Ca接收到的信号进行解调,并作为来自线圈的接收信号,以与为了在初级侧通信电路7和次级侧通信电路11之间进行通信而决定的规定的通信速度相应的周期进行采样。
另外,线圈接收部78与线圈接收数据缓冲器79连接,将采样的数据依次保存到线圈接收数据缓冲器79中。
线圈接收数据缓冲器79连接到串行数据发送单元80和数据解码部81。
串行数据发送单元80与主功能部串行输入线14s连接,将保存在线圈接收数据缓冲器79的规定区域中的数据,以与主功能部5的串行通信速度相应的周期,输出到主功能部串行输入线14s中。
数据解码部81与主功能部并行输入线14p连接,将保存在线圈接收数据缓冲器79的规定区域中的数据作为主功能部5的输入信号而输出到主功能部并行输入线14p。
此时,数据解码部81也可以将保存在线圈接收数据缓冲器79中的数据的规定区域的数据单纯地输出到主功能部并行输入信号线14p。或者也可以对保存在线圈接收数据缓冲器79中的数据的规定区域的数据,进行数据的扩展、冗余性的消除等数据变换处理,并将变换后的数据输出到主功能部并行输入线14p。
接着,说明定时器73。
定时器73进行初级侧信号合成/分割单元7c中的时间管理。
定时器73与数据编码部75、数据解码部81、线圈发送部77、线圈接收部78连接。
定时器73对数据编码部75,通知主功能部并行输出线13p的信号的读入定时、数据变换定时、向线圈发送数据缓冲器76的保存定时等。
另外,对数据解码部81,通知来自线圈接收数据缓冲器79的读入定时、数据变换定时、主功能并行输入线14p的输出信号的更新定时等。
另外,对线圈发送部77,进行在初级侧通信电路7与次级侧通信电路11之间进行通信时的发送定时的时间管理,进行发送定时的通知。
另外,对线圈接收部78,进行用于在初级侧通信电路7与次级侧通信电路11之间通信时执行接收的接下来的处理的时间管理,从线圈接收部78受理接收完成等接收动作事件的定时。
次级侧通信电路11、次级侧调制电路11a、次级侧解调电路11b、次级侧信号合成/分割单元11c、辅助功能部串行输出线17s、辅助功能部并行输出线17p、辅助功能部串行输入线16s、辅助功能部并行输入线16p、第二通信用线圈3Cb,与初级侧通信电路7、初级侧调制电路7a、初级侧解调电路7b、初级侧信号合成/分割单元7c、主功能部串行输出线13s、主功能部并行输出线13p、主功能部串行输入线14s、主功能部并行输入线14p、第一通信用线圈3Ca相同,因此省略说明。
接着,使用图15~图16,通过下面的步骤(1)~(12)来说明从第一电子电路基板2的主功能部2向第二电子电路基板4的辅助功能部9的通信动作。
(1)主功能部5将要发送给辅助功能部9的数据输出到主功能部串行输出线13s或者主功能部并行输出线13p。
(2)串行数据接收单元74接收输出到主功能部串行输出线13s的串行数据,并保存到线圈发送数据缓冲器76的规定区域中。
(3)数据编码部75根据定时器73的读入定时,读入输出到主功能部并行输出线13p的并行数据,在进行数据变换等的处理之后,保存到线圈发送数据缓冲器76的规定区域中。
(4)从主功能部串行输出线13s和主功能部并行输出线13p输出的数据作为一个数据而被保存到线圈发送数据缓冲器76中。
(5)保存到线圈发送数据缓冲器76中的数据通过线圈发送部77,经由初级侧发送信号输入51,以与为了在初级侧通信电路7与次级侧通信电路11之间进行通信而决定的规定的通信速度相应的周期,被发送到调制电路7a。
(6)调制电路7a从初级侧发送信号输入51中将以1/0或者High(高)/Low(低)表示的通信信号输出到初级侧非接触供电/通信部6。
(7)初级侧调制单元53与从初级侧载波产生单元52得到的载波取AND(逻辑积),生成调制信号。
(8)根据调制信号,初级侧电流控制单元54的晶体管进行导通/关断动作,由此控制从初级侧电源59流过第一通信用线圈3Ca的电流。
(9)使电流流过第一通信用线圈3Ca,从而通过电磁感应在第二通信用线圈3Cb中感应电力。
(10)从在第二通信用线圈3Cb中感应的电力中,通过次级侧解调单元65去除载波分量,解调通信信号。
(11)被解调的通信信号通过次级侧信号放大电路66被放大到能够由辅助功能部9接收的电压水平,并通过次级侧缓冲单元67进行稳定。
(12)被稳定后的信号从次级侧接收信号输出68输出,被取入到辅助功能部9。
关于从第二电子电路基板4的辅助功能部9向第一电子电路基板2的主功能部5进行通信时的动作,也有电路对称的情况,基本上与从上述第一电子电路基板2的主功能部5向第二电子电路基板4的辅助功能部9的通信动作相同,因此省略说明。
在以上的说明中,作为主功能部5向辅助功能部9的输出信号,说明了输出到主功能部串行输出线13s的串行信号、和输出到主功能部并行输出线13p的并行信号,但是也可以分别使用多个信号。
此时,只要根据串行信号和并行信号的数量,增加串行接收单元74和数据编码部75的数量即可。
另外,这里所使用的信号虽然设为如串行信号、并行信号那样的数字信号,但在模拟信号的情况下,也可以代替串行接收单元74、数据编码部75而使用模拟/数字变换器(A/D变换器)来构成、
另外,除了主功能部5和辅助功能部9之间的通信以外,还考虑在初级侧非接触供电/通信部6与次级侧非接触供电/通信部10之间进行信息交换的情况,但是在这种情况下,可以对线圈发送数据缓冲器76和线圈接收数据缓冲器78设置在初级侧非接触供电/通信部6与次级侧非接触供电/通信部10之间进行信息交换的数据区域。
如以上那样,在主功能部5和辅助功能部9之间的通信中使用的信号的种类和数量较多的情况下,可以使初级侧通信电路7和次级侧通信电路9之间的通信速度比主功能部5和初级侧通信电路7之间以及辅助功能部9和次级侧通信电路11之间的通信速度快。
例如,在将主功能部5和初级侧通信电路7之间以及辅助功能部9和次级侧通信电路11之间的通信速度设为9600bps的情况下,如果将初级侧通信电路7和次级侧通信电路9之间的通信速度设为240kbps从而设为25倍,则能够减少在初级侧通信电路7和次级侧通信电路11中处理所需的开销的影响。
另一方面,在主功能部5和辅助功能部9之间的通信中所使用的信号的种类仅是串行信号的情况下,不需要进行初级侧信号合成/分割单元7c或者次级侧信号合成/分割单元11c中的信号的合成、分割的处理。
因此,也可以不进行初级侧信号合成/分割单元7c或者次级侧信号合成/分割单元11c中的信号的合成、分割处理,而将主功能部输出信号线13直接连接到一次信号输入部51,并将辅助功能部输出信号线17连接到次级侧发送信号输入61。
同样地,也可以将主功能部输入信号线14连接到初级侧接收信号输出58,并将辅助功能部输入线16连接到次级侧接收信号输出68。
此时,可以使主功能部5和初级侧通信电路7之间以及辅助功能部9和次级侧通信电路11之间的通信速度、与初级侧通信电路7和次级侧通信电路11之间的通信速度相同。
关于初级侧通信电路7以及次级侧通信电路11中的初级侧信号合成/分割单元7c以及次级侧信号合成/分割单元11c,示出了由硬件构成的例子,但是也可以由软件来构成初级侧信号合成/分割单元7c以及次级侧信号合成/分割单元11c。
图17是说明第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间的通信动作的序列图。在图17中,关注主功能部5、初级侧非接触供电/通信部6、辅助功能部9、次级侧非接触供电/通信部10,说明各自之间的通信序列。
在图17中,主功能部5和初级侧非接触供电/通信部6是通过串行通信线和并行通信线连接的。同样地,辅助功能部9和次级侧非接触供电/通信部10是通过串行通信线和并行通信线连接的。
初级侧非接触供电/通信部6和次级侧非接触供电/通信部10无连接线,如上述所说明,经由线圈3而进行通信信号的传递。
(通常时通信序列101)
首先,说明通常时、即不存在从主功能部5向辅助功能部9的主功能部串行通信信号SD1以及从辅助功能部9向主功能部5的主功能部串行通信信号SD2的情况。
初级侧非接触供电/通信部6以规定时间间隔进行定期处理。此时,初级侧非接触供电/通信部6将主功能部5输出的主功能部并行信号PD1传送给次级侧非接触供电/通信部10。初级侧非接触供电/通信部6内的动作如前所述。
此时,在次级侧非接触供电/通信部10中,在主功能部5输出的主功能部并行通信信号PD1的接收后,经过规定期间之后,将主功能部并行通信信号PD1输出到辅助功能部9的并行输入线。
另外,次级侧非接触供电/通信部10将辅助功能部9输出的辅助功能部并行通信信号PD2传送给初级侧非接触供电/通信部6。
在此,在次级侧非接触供电/通信部6中,主功能部并行通信信号PD1向辅助功能部9的输出和辅助功能部并行通信信号PD2的输出或者传送的顺序也可以设为某个在前或者相同。次级侧非接触供电/通信部10内的动作如前所述。
初级侧非接触供电/通信部6在接收到来自次级侧非接触供电/通信部10的包括辅助功能部并行通信信号PD2的应答后,将辅助功能部并行通信信号SD2输出到主功能部5的并行输入信号线。通常时是针对规定间隔重复相同的处理。
(主功能部发送序列102)
接着,说明从主功能部5向辅助功能部9的主功能部串行通信信号SD1存在的情况。
初级侧非接触供电/通信部6以规定时间间隔进行定期处理,但是在定期处理之前初级侧非接触供电/通信部6从主功能部5接收到主功能部串行发送信号SD1的情况下,直到下次产生的定期处理为止,保持主功能部串行发送信号SD1。
在定期处理时,初级侧非接触供电/通信部6将主功能部5输出的主功能部并行信号PD1以及主功能部串行数据SD1传送给次级侧非接触供电/通信部10。初级侧非接触供电/通信部6内的动作如前所述。
此时,在次级侧非接触供电/通信部10中,在接收到主功能部5输出的主功能部并行通信信号PD1以及主功能部串行通信信号SD1后,经过规定时间之后,将主功能部并行通信信号PD1输出到辅助功能部9的并行输入线。
另外,将主功能部串行通信信号SD1输出到辅助功能部9的串行输入线。
另外,次级侧非接触供电/通信部10将辅助功能部9输出的辅助功能部并行通信信号PD2传送给初级侧非接触供电/通信部6。
在此,在次级侧非接触供电/通信部6中,主功能部并行通信信号PD1向辅助功能部9的输出、主功能部串行通信信号SD1向辅助功能部9的输出以及辅助功能部并行通信信号PD2的输出或者传送的顺序也可以设为某个在前或者相同。次级侧非接触供电/通信部10内的动作如前所述。
初级侧非接触供电/通信部6在接收到来自次级侧非接触供电/通信部10的包括辅助功能部并行通信信号PD2的应答后,将辅助功能部并行通信信号SD2输出到主功能部5的并行输入信号线。
(辅助功能部发送序列103)
接着,说明从辅助功能部9向主功能部5的辅助功能部串行通信信号SD2存在的情况。
初级侧非接触供电/通信部6以规定时间间隔进行定期处理,但是在定期处理之前从辅助功能部9针对次级侧非接触供电/通信部10接收到辅助功能部串行发送信号SD2的情况下,直到下次产生的定期处理为止,保持主功能部串行发送信号SD2。
在定期处理时,初级侧非接触供电/通信部6将主功能部5输出的主功能部并行信号PD1传送给次级侧非接触供电/通信部10。初级侧非接触供电/通信部6内的动作如前所述。
此时,在次级侧非接触供电/通信部10中,接收到主功能部5输出的主功能部并行通信信号PD1后,经过规定时间之后,将主功能部并行通信信号PD1输出到辅助功能部9的并行输入线。
另外,次级侧非接触供电/通信部10将辅助功能部9输出的辅助功能部并行通信信号PD2以及从辅助功能部9接收到的辅助功能部串行通信信号SD2传送给初级侧非接触供电/通信部6。
在此,在次级侧非接触供电/通信部6中,主功能部并行通信信号PD1向辅助功能部9的输出和辅助功能部并行通信信号PD2的输出或者传送的顺序也可以设为某个在前或者相同。次级侧非接触供电/通信部10内的动作如前所述。
初级侧非接触供电/通信部6在接收到来自次级侧非接触供电/通信部10的包括辅助功能部并行通信信号PD2以及辅助功能部串行通信信号SD2的应答后,将辅助功能部并行通信信号PD2输出到主功能部5的并行输入信号线,另外将辅助功能部串行通信信号SD2输出到主功能部5的串行输入线。
在上述说明中,说明了串行通信信号仅从主功能部5或者辅助功能部9中的任意一个发送的状态,但是也可以在主功能部5向初级侧非接触供电/通信部6以及次级侧非接触供电/通信部10发送的串行通信信号接收后的应答时,从辅助功能部9向主功能部5发送辅助功能部串行通信信号SD2。
另外,关于定期处理,将初级侧非接触供电/通信部6设为成为通信主导的主侧的设备,将次级侧非接触供电/通信部10设为从属侧设备,但是相反地,也可以将次级侧非接触供电/通信部10设为成为通信主导的主侧设备。
以上说明了第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间的通信序列。
接着,说明本实施方式8的结构的效果。
在要以无连接线的方式连接第一电子电路基板2和第二电子电路基板4之间的情况下,为了互相传递串行信号、并行信号等多个信号,需要传递多个各自信号的单元。
此时,考虑通过增加用于通信的电路、线圈的数量的手段、或分频等手段来相互传递多个信号的方法,但是电路、线圈的数量的增加、或频率复用所致的电路规模的增大等成为问题。
根据本实施方式8,通过初级侧信号合成/分割单元7c将多个信号变换为一个串行信号,并在第一通信用线圈3Ca和第二通信用线圈3Cb之间进行传送,在接收侧中从接收到的一个串行信号中分割原来的多个信号,从而能够通过一组通信用电路(以及线圈)来实现多个信号的传送。
由此,能够抑制电路规模的增大,能够实现设备的小型化。
另外,根据本实施方式8,将以有线方式进行的硬件流程控制下的串行通信功能的有线部分,用初级侧非接触供电/通信部6、第一线圈3a、第二线圈3b和次级侧非接触供电/通信部10进行置换,不用变更主功能部5以及辅助功能部9中的通信协议等的软件就能够实现非接触的供电以及通信。
实施方式9.
作为实施方式1~8中所说明的结构的应用例,可举出空调的室内遥控器、空调的室外机控制电路基板、家庭用电器设备中的输入输出装置、FA(Factory Automation:工厂自动化)设备的输入输出装置。
Claims (16)
1.一种电子设备,其特征在于,具备:
第一电子电路基板;
第二电子电路基板;
与所述第一电子电路基板连接的第一线圈;以及
与所述第二电子电路基板连接的第二线圈,
所述第一线圈具备:
第一电力用线圈,用于从所述第一电子电路基板向所述第二电子电路基板传送电力;以及
第一通信用线圈,用于在所述第一电子电路基板与所述第二电子电路基板之间进行通信,
所述第二线圈具备:
第二电力用线圈,用于接受所述第一电力用线圈所发送的电力;以及
第二通信用线圈,用于与所述第一通信用线圈进行通信,
所述第一线圈构成为:利用中间抽头将单一的线圈分割为两个线圈,从而具备所述第一电力用线圈和所述第一通信用线圈;所述第二线圈构成为:利用中间抽头将单一的线圈分割为两个线圈,从而具备所述第二电力用线圈和所述第二通信用线圈,
通过电磁感应从所述第一线圈向所述第二线圈传送电力,从而将所述第一电子电路基板与所述第二电子电路基板之间进行电连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一线圈和所述第二线圈是使用挠性基板构成的。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
在所述第一线圈或者所述第二线圈的线圈面的一方配置了磁性体。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其特征在于,
以在未配置所述磁性体的面对置的方式,配置了所述第一线圈和所述第二线圈。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的电子设备,其特征在于,
在面方向上叠置地配置了所述第一线圈和所述第二线圈。
6.根据权利要求5所述的电子设备,其特征在于,
在面方向上对置配置所述第一电力用线圈和所述第二电力用线圈,并且,
在面方向上对置配置所述第一通信用线圈和所述第二通信用线圈,
将由所述第一电力用线圈和所述第二电力用线圈的组所构成的第一组以及由所述第一通信用线圈和所述第二通信用线圈的组所构成的第二组,在该第一组和该第二组之间经由磁性体而在面方向上叠置地进行配置。
7.根据权利要求6所述的电子设备,其特征在于,
在位于与所述第一组和所述第二组的对置面相反一侧的线圈的外侧配置了磁性体。
8.根据权利要求6所述的电子设备,其特征在于,
在所述第一组与所述第二组之间配置了磁屏蔽构件。
9.根据权利要求1~4中任意一项所述的电子设备,其特征在于,
所述第一线圈或者所述第二线圈中的至少一方是通过串联连接多个线圈并在面方向上进行重叠从而调整线圈匝数而构成的。
10.根据权利要求1~4中任意一项所述的电子设备,其特征在于,
所述第一线圈或者所述第二线圈中的至少一方是通过并联连接多个线圈并在面方向上进行重叠从而调整电流容量而构成的。
11.根据权利要求1~4中任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一线圈和所述第二线圈相互发送和接收串行数据。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,
具备数据合成单元,该数据合成单元将所述第一线圈或者所述第二线圈所发送的数据与所述串行数据进行合成而设为单一的发送数据,
所述第一线圈或者所述第二线圈发送所述数据合成单元所合成的所述发送数据。
13.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,具备数据分割单元,该数据分割单元将所述第一线圈或者所述第二线圈所接收到的所述发送数据分割为所述数据合成单元进行合成之前的各数据。
14.根据权利要求1~4中任意一项所述的电子设备,其特征在于,与安装在所述第一电子电路基板以及所述第二电子电路基板上的电子部件所使用的通信信号速度相比,使所述第一线圈和所述第二线圈之间的通信信号速度更快。
15.根据权利要求1~4中任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一线圈和所述第二线圈的绕组规格不同。
16.根据权利要求1~4中任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一电子电路基板和所述第二电子电路基板相互装卸自如地构成。
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