CN105027434B - 可变电容电路、可变电容器件、谐振电路、放大电路及电子设备 - Google Patents

可变电容电路、可变电容器件、谐振电路、放大电路及电子设备 Download PDF

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Abstract

提供通过施加于可变电容器的直流电压来设定电容值，能够有效地使天线的传输效率最佳化的可变电容电路。可变电容电路(1)具备由两个串联连接的可变电容器(CS1、CS2)(2a、2b)构成的串联可变电容元件(2)和与串联可变电容元件(2)串联连接的并联可变电容元件(4)。并联可变电容元件(4)由两个串联连接的可变电容器(CP1、CP2)(4a、4b)和与该可变电容器(CP1、CP2)(4a、4b)并联连接的可变电容器(CP3)(6)构成。可变电容电路(1)具备三个直流端子(7a、7b、7c)。

Description

可变电容电路、可变电容器件、谐振电路、放大电路及电子 设备
技术领域
本发明涉及使用多个可变电容器的可变电容电路、可变电容器件、谐振电路、放大电路及包含这些电路的电子设备。本申请以2013年2月22日在日本国申请的日本专利申请号特愿2013-33218为基础主张优先权，本申请通过参照该日本专利申请来援引。
背景技术
近年来，通过电磁感应来收发信号的非接触通信技术得以确立，并作为交通体系的车票和电子货币而得到广泛应用。此外，这样的非接触通信功能还具有搭载到移动电话上的倾向，作为今后会进一步发展的技术而受到人们期待。不仅是通过电磁感应进行的近距离通信，在物流领域中能够隔着几m距离进行读写的IC标签也被商品化。此外，由于这样的非接触通信技术不仅能够在非接触方式下进行通信，还能够同时传输电力，所以也可以安装于自身不带电池等电源的IC卡。
此外，在此基础上，随着以Qi(无线充电标准)为中心在便携式终端设备采用非接触充电，也开始采用通过充电装置和受电装置各自具有的天线线圈进行电磁耦合或磁共振来进行电力传输的技术。
在应用这样的非接触通信(或非接触充电)的系统中，为了在读写器(充电装置)和非接触数据载体(或受电装置)之间进行非接触的通信和电力传输，在环形天线上连接谐振用电容器，并通过使由环形天线和谐振用电容器的常数L、C确定的谐振频率与系统的特定频率匹配来实现读写器(充电装置)和非接触数据载体(或受电装置)进行稳定通信和电力传输的通信距离的最大化。
然而，环形天线和谐振用电容器的L、C常数具有几个变动因素，并不一定是所估计的值。例如，在非接触数据载体或受电装置中，为了低成本化而利用铜箔图案制作环形天线，且由于图案宽度的偏差等使L的值变化。此外，为了低成本化，谐振用电容器也把天线基板的铜箔作为电极，并把基板的树脂作为电介质来构成，从而电容值根据铜箔的宽度、长度、间隔而变化。在IC卡的情况下，由于最终通过保护膜将天线基板的上下进行层压，所以电容器的容量由于保护膜的影响而进一步变化。因此，就需要花费调整时间，所述调整为预测层压后的频移的预估调整，通过剪切铜箔图案来调整电极面积，并调整谐振用电容器的电容值等。
如果由于上述的各种因素谐振频率发生偏差，则通信状态变得不稳定，通信距离变短。对于这样的问题，在具有接收由读写器输出的磁通量的天线线圈和有效地将该磁通量的变化转换为电压的谐振电路的天线模块中，为了获得通信的稳定性，提出了通过调整谐振用电容器的电容来调整谐振频率的方法。
包含IC卡的非接触数据载体和非接触充电的受电装置在多数情况下搭载到如上所述的重视便携性的设备上，这就要求谐振用电容器和环形天线的小型、薄型。此外，读写器和充电装置也建议进行模块化，这样对谐振用电容器和环形天线的小型化、薄型化的要求会变得更加严格。
此外，就使用钛酸钡等的强电介质薄膜的强电介质薄膜电容器而言，由于每单位面积的介电常数高，适用于小型化、薄型化，所以被利用于上述应用中。然而，强电介质薄膜电容器存在电容值的初始偏差大、电容值的温度依赖性也大的问题，期待通过在设备侧上也补偿这些问题来扩大用途。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-211064号公报
发明内容
技术问题
如上所述，在对应于电子设备的小型化、高功能化的趋势而将能够小型化、薄型化的强电介质薄膜电容器使用于天线的谐振电路的情况下，需要抑制电容值的初始偏差、温度变动。另一方面，众所周知，强电介质薄膜电容器的电容值的偏置依赖性强，根据在电极间施加的偏置电压，电容值会大幅变化，专利文献1等公开了将这样的可变电容特性应用于谐振电路的内容。但是，关于怎样控制强电介质薄膜电容器的偏置电压且怎样调整哪个参数就能够调整天线的谐振电路的特性这一内容，则没有公开。此外，具有如下问题：如上所述，强电介质薄膜电容器的电容值的初始偏差大，进一步地再加上天线电路制造时的电容偏差，使用时的温度、通信距离等的条件偏差，因此想要通过事后调整谐振频率来实现电路特性的最佳化是不够的。
于是，本发明的目的在于，提供一种使用静电电容根据在端子间施加直流电压而发生变化的可变电容器，从而通过对可变电容器施加的直流电压来控制电容值，且可使天线的传输效率最佳化的可变电容电路、谐振电路、放大电路及使用它们的电子设备。
技术方案
作为解决上述课题的手段，本发明的一个实施方式的可变电容电路具备：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向第一可变电容元件和第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件和第二可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，第一合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向。
此外，本发明的另一个实施方式的可变电容电路具备：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，第一可变电容元件和第二可变电容元件串联连接于第一交流端子与第三交流端子之间，第二交流端子连接于第一可变电容元件和第二可变电容元件的串联连接节点，第三可变电容元件和第四可变电容元件串联连接于第四交流端子和第三交流端子之间，第五交流端子连接于第三可变电容元件和第四可变电容元件的串联连接节点。第一合成电容值和第三合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而变化，第二合成电容值和第四合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而变化。进一步地，第一合成电容值与第三合成电容值相等，第二合成电容值与第四合成电容值相等。此外，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向，第三合成电容值和第四合成电容值的变化分别为相反方向。
本发明的一个实施方式的可变电容器件具备：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向第一可变电容元件和第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件和第二可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，第一合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而电容值发生变化。并且，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向。
本发明的另一个实施方式的可变电容器件具备：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，第一可变电容元件和第二可变电容元件串联连接于第一交流端子与第三交流端子之间，第二交流端子连接于第一可变电容元件和第二可变电容元件的串联连接节点，第三可变电容元件和第四可变电容元件串联连接于第四交流端子与第三交流端子之间，第五交流端子连接于第三可变电容元件和第四可变电容元件的串联连接节点。进一步地，第一合成电容值和第三合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值和第四合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而电容值发生变化。此外，第一合成电容值与第三合成电容值相等，第二合成电容值与第四合成电容值相等。此外，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向，第三合成电容值和第四合成电容值的变化分别为相反方向。
本发明的一个实施方式的谐振电路具备：可变电容电路和连接于该可变电容电路的线圈，可变电容电路具有：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向第一可变电容元件和第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件和第二可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，在可变电容电路中，第一合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而电容值发生变化。进一步地，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向。
本发明的另一个实施方式的谐振电路具备：可变电容电路和连接于该可变电容电路的线圈，可变电容电路具有：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，在可变电容电路中，第一可变电容元件和第二可变电容元件串联连接于第一交流端子与第三交流端子之间，第二交流端子连接于第一可变电容元件和第二可变电容元件的串联连接节点，第三可变电容元件和第四可变电容元件串联连接于第四交流端子与第三交流端子之间，第五交流端子连接于第三可变电容元件和第四可变电容元件的串联连接节点。此外，线圈的一端连接于第二交流端子，另一端连接于第五交流端子。进一步地，第一合成电容值和第三合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值和第四合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而电容值发生变化。第一合成电容值与第三合成电容值相等，第二合成电容值与上述第四合成电容值相等。第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向，第三合成电容值和第四合成电容值的变化分别为相反方向。
本发明的一个实施方式的放大电路具备：可变电容电路和连接于该可变电容电路的放大器，可变电容电路具有：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向第一可变电容元件和第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件和第二可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，第二交流端子连接于第一可变电容元件和第二可变电容元件的串联连接节点，进一步地，第一合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而电容值发生变化。此外，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向。
本发明的一个实施方式的电子设备具备：可变电容电路，可变电容电路具有：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向第一可变电容元件和第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件和第二可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，在可变电容电路中，第一合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子施加的直流电压而电容值发生变化。进一步地，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向。
本发明的另一个实施方式的电子设备具备：可变电容电路，可变电容电路具有：第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向第一可变电容元件、第二可变电容元件、第三可变电容元件和第四可变电容元件施加直流电压的方式连接。并且，在可变电容电路中，第一可变电容元件和第二可变电容元件串联连接于第一交流端子与第三交流端子之间，第二交流端子连接于第一可变电容元件和第二可变电容元件的串联连接节点，第三可变电容元件和第四可变电容元件串联连接于第四交流端子与第三交流端子之间，第五交流端子连接于第三可变电容元件和第四可变电容元件的串联连接节点。此外，第一合成电容值和第三合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，第二合成电容值和第四合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而电容值发生变化。进一步地，第一合成电容值与第三合成电容值相等，第二合成电容值与第四合成电容值相等。此外，第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向，第三合成电容值和第四合成电容值的变化分别为相反方向。
技术效果
在本发明中具有第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，能够使第一合成电容值根据施加于第一直流端子和第二直流端子的直流电压而变化，并且能够使第二合成电容值根据施加于第二直流端子和第三直流端子的直流电压而变化，且第一合成电容值和第二合成电容值的变化分别为相反方向，所以能够更精确地调整电容值，在使用于谐振电路时，能够更精确地调整阻抗。
附图说明
图1是示出应用本发明的一个实施方式的可变电容电路的构成例的电路图。
图2是示出应用本发明的一个实施方式的谐振电路的构成例的电路图。
图3A和图3B是示出具备与谐振线圈串联连接的串联谐振电容器和与谐振线圈并联连接的并联谐振电容器的串并联谐振电路的构成例的电路图，图3A是不平衡型的谐振电路的电路图，图3B是平衡型的谐振电路的电路图。
图4是用于说明谐振电路的阻抗与谐振电容器的电容值的关系的图表。
图5是示出在设定为图1的电路与电路常数的情况下，各可变电容器的相对于控制电压的变化情况的图表。
图6是示出应用本发明的一个实施方式的可变电容电路的构成的变形例的电路图。
图7是示出在设定为图6的电路与电路常数的情况下，各可变电容器的相对于控制电压的变化情况的图表。
图8是示出应用本发明的一个实施方式的可变电容电路的构成的另一变形例的电路图。
图9是示出应用本发明的一个实施方式的放大电路的构成例的电路图。
图10A～图10C是应用本发明的一个实施方式的可变电容器件的形状和端子配置的例子。
图11A～图11C是应用本发明的另一个实施方式的可变电容器件的形状和端子配置的例子。
图12是示出应用本发明的一个实施方式的包含非接触通信装置的非接触通信系统的构成例的框图。
图13是示出一次侧天线部的构成例的电路图。
图14是示出应用本发明的一个实施方式的包含非接触充电装置的非接触充电系统的构成例的框图。
符号说明
1、1a：可变电容电路；1b、1c：可变电容器件；2：串联可变电容元件；2a、2b：可变电容器；3：主体；3a：电极；4：并联可变电容元件；4a、4b：可变电容器；6：可变电容器；7a～7c：直流端子；8a～8e：交流端子；9a、9b：隔直电容器；10a～10j：直流偏置电阻；11：放大器；12：线圈；14：滤波电路；15：发送信号端子；16a、16b：连接端子；20：谐振电路；20a：一次侧天线部；21：系统控制部；22：收发控制部；23：解调部；24：调制部；25：发送信号部；40：非接触通信装置；60：二次侧天线部；61：系统控制部：63：调制部；64：解调部；65：接收控制部；66：整流部；67：恒压部；68：外部电源；69：蓄电池；70：充电控制部；80：非接触充电装置
具体实施方式
以下，对于实施本发明的方式，参照附图进行详细说明。应予说明，本发明不仅限于以下的实施方式，当然在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。说明按以下顺序进行。
1.电路构成
1-1.可变电容电路的构成例
1-2.谐振电路的构成例
2.电路的动作原理及动作
2-1.可变电容电路、谐振电路的动作原理
2-2.可变电容电路、谐振电路的动作
(1)变形例1
(2)变形例2(平衡电路)
(3)变形例3(放大电路)
3.可变电容器件的例子
4.非接触通信装置的例子
5.非接触充电装置的例子
1.电路构成
1-1.可变电容电路的构成例
如图1所示，应用本发明的一个实施方式的可变电容电路1具备由两个串联连接的可变电容器(CS1、CS2)2a、2b构成的串联可变电容元件2和与串联可变电容元件2串联连接的并联可变电容元件4。并联可变电容元件4由两个串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b和与该可变电容器(CP1、CP2)4a、4b并联连接的可变电容器(CP3)6构成。
串联连接的串联可变电容元件2和并联可变电容元件4的一端及另一端为分别经由隔直电容器(C1)9a与隔直电容器(C2)9b输入输出交流信号的交流端子(AC1)8a与交流端子(AC3)8c。交流端子(AC2)8b连接于串联可变电容元件2与并联可变电容元件4之间的连接节点。
可变电容电路1具备三个直流端子7a、7b、7c。直流端子7a经由直流偏置电阻(R2)10b连接于可变电容器(CS1)2a与可变电容器(CS2)2b的连接节点。直流端子7b经由直流偏置电阻(R1)10a连接于交流端子(AC1)8a，并经由直流偏置电阻(R3)10c连接于串联可变电容元件2与并联可变电容元件4的连接节点，并经由直流偏置电阻(R5)10e连接于交流端子8c。直流端子7c经由直流偏置电阻(R4)10d连接于可变电容器(CP1)4a与可变电容器(CP2)4b的连接节点。直流端子7c连接于直流的接地电位(0V)，并在直流端子7a与直流端子7c之间输入固定的直流电压(+3V)。在直流端子7b输入在直流端子7a与直流端子7c之间变化的可变的直流电压(Vc)。
1-2.谐振电路的构成例
如图2所示，应用本发明的一个实施方式的谐振电路20具备包含串联可变电容元件(CS)2与并联可变电容元件(CP)4的可变电容电路1，和与串联可变电容元件2串联连接且与并联可变电容元件4并联连接的线圈12。
进一步地，就可变电容电路1的交流端子(AC1)8a而言，可以经由隔直电容器(C1)9a连接滤波电路14。滤波电路14优选为LC滤波器，LC滤波器具备与可变电容电路1并联连接的滤波电容器(Cf)和与可变电容电路1串联连接的滤波电感器(Lf)，LC滤波器的另一端与发送信号端子(Tx)16连接。
谐振电路20能够通过可变电容电路1具备的三个直流端子7a、7b、7c，分别向串联可变电容元件2和并联可变电容元件4施加直流电压，使电容值变化。
2.电路的动作原理和动作
2-1.可变电容电路、谐振电路的动作原理
非接触通信或非接触充电中所使用的收发天线的谐振电路如图3A所示，具备与天线线圈Lant串联连接的串联电容器CS和与天线线圈Lant并联连接的并联电容器CP。优选地，在谐振电路的输入侧连接有LC滤波器，发送信号Tx经由LC滤波器而输入到谐振电路。
非接触通信的天线的谐振电路不限于上述那样的不平衡型的谐振电路，如图3B所示，也可以为平衡型的电路构成。平衡型的谐振电路在串联电容器CS1与并联电容器CP1的连接节点和串联电容器CS2与并联电容器CP2的连接节点之间连接有天线线圈Lant。优选地，在谐振电路的输入侧连接有LC滤波器，并经由LC滤波器输入收发信号Tx1、Tx2。不平衡型的谐振电路与平衡型的谐振电路的动作、功能相同，因此，以下针对不平衡型的谐振电路进行说明。
在这样的谐振电路中，因为通过串联电容器CS的电容值、并联电容器CP的电容值和天线线圈Lant的电感值来确定谐振频率，所以能够通过变更这些值来调整谐振频率。此外，因为通过串联电容器CS的电容值、并联电容器CP的电容值和天线线圈Lant的电感值来确定谐振电路的阻抗，所以如果变更这些值，则阻抗也随着谐振频率的变化而变化。
通常，在以调谐为非接触通信系统的R/W模式所使用的载波频率13.56MHz的方式设定谐振频率的情况下，根据所希望的天线电流确定阻抗，多数情况为30Ω～80Ω的范围。这里，如果通过改变电容值来变更谐振频率，则阻抗也变化。
本申请的发明人在在先的专利申请(日本特愿2011-197569)中，提出了如下技术：在具备与天线线圈串联连接的串联电容器和与天线线圈并联连接的并联电容器的谐振电路中，将串联电容器和并联电容器中的任一个作为可变电容器，并通过改变直流偏置电压使电容值变化，进而调整谐振频率。
在那之后，专心研究的结果发现通过将天线的谐振阻抗调整为最佳能够使通信状态变得良好，并发现了用于调整谐振电路的阻抗的最佳条件。即，根据该条件，通过将串联电容器的电容值与并联电容器的电容值之和保持一定，同时使串联电容器的电容值和并联电容器的电容值变化，据此能够在不改变谐振频率的情况下使谐振电路的阻抗变化。
图4是在图3A的电路中，将天线线圈Lant的电感值固定，计算同时改变串联电容器CS和并联电容器CP的情况下的阻抗的变化，并绘制得到的曲线图。如图4所示，通过增大串联电容器CS的电容值且使并联电容器CP的电容值减小串联电容器CS的电容值所增加的部分，能够使谐振频率一定，同时可增大谐振电路的阻抗。此外，通过减小串联电容器CS的电容值且使并联电容器CP的电容值增大串联电容器CS的电容值所减小的部分，能够使谐振频率一定，同时可减小阻抗。即，通过以使串联电容器CS的电容值与并联电容器CP的电容值的合计值基本一定的方式增减串联电容器CS的电容值与并联电容器CP的电容值，能够使谐振频率保持一定，同时只调整谐振电路的阻抗。通过调整谐振电路的阻抗，能够设定最佳的阻抗匹配条件，能够实现通信的稳定化、远距离化。
通过将使用强电介质薄膜的可变电容器用于串联电容器CS和并联电容器CP，能够基于施加于强电介质薄膜的直流偏置得到所希望的电容值。这里，为了使串联电容器CS与并联电容器CP的和一定，需要串联电容器CS的电容值的变化量与并联电容器CP的电容值的变化量相同，并且变化的方向为相反方向。因此，需要施加于串联电容器CS与并联电容器CP的直流电压的变化方向分别为相反方向。
于是，可以在串联连接的串联电容器CS与并联电容器CP的两端施加固定的电压(+3[V])，在串联电容器CS与并联电容器CP之间的连接节点施加控制电压(Vc＝0[V]～+3[V])。在串联电容器CS上施加+3[V]-Vc的电压，在并联电容器CP上施加+Vc的电压。因此，根据控制电压Vc，在相同的电压范围内向相反方向变化的电压分别被施加到串联电容器CS和并联电容器CP。
此外，为了在将谐振频率保持一定的同时，调整谐振电路的阻抗，优选地，串联电容器CS的电容值比并联电容器CP的电容值小。
通常，在将强电介质薄膜的膜厚设置为相同的情况下，为了增大电容值，需要增大强电介质薄膜和电极的面积。在使用强电介质薄膜的可变电容器中，由于电容值根据施加于强电介质薄膜上的电场强度而变化，所以如果利用电容器面积(电介质面积)来设定串联电容器CS与并联电容器CP的电容值，则需要分别对串联电容器CS与并联电容器CP生成施加的电压，这难以控制，因此需要寻求解决办法。为了避免控制电压值的复杂性，虽然在技术上可以利用改变强电介质薄膜的膜厚来应对，但是在同一制造工序内组装可变电容器的情况下，有可能会大幅增加成本。
2-2.可变电容电路、谐振电路的动作
如图1所示，将相同电容值的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b串联连接，再将可变电容器(CP3)6并联连接于该串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b。这里，由于以向串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b的两端与串联连接节点之间施加直流电压的方式进行连接，因而可变电容器(CP3)6的两端一直为相同电位。因此，无论可变电容器(CP3)6是否是可变电容型的电容器，可变电容器(CP3)6的电容值都不会相对于控制电压Vc发生变化。
与并联可变电容元件4同样地，对于串联可变电容元件2，串联连接相同电容值的两个可变电容器(CS1、CS2)2a、2b，并以向串联连接的可变电容器(CS1、CS2)2a、2b的两端与串联连接节点之间施加直流电压的方式连接。
通过这样连接，分别串联连接的可变电容器(CS1、CS2)2a、2b和可变电容器(CP1、CP2)4a、4b具有相同电容值，并且将会以相同变化量被施加变化方向相反的直流电压。此外，在并联可变电容元件4中，因为附加地并联连接有无电容的电压依赖性的可变电容器(CP3)，所以串联可变电容元件2的电容值能够设置得比并联可变电容元件4的电容值小。因此，能够实现串联连接的串联可变电容元件2的电容值与并联可变电容元件4的电容值的变化量相同的可变电容器电路。
通过对图1的常数进行模拟，求出各部的电容器的电容变化。
对于图1的电路常数，串联可变电容元件2的电容为可变电容器(CS1)2a与可变电容器(CS2)2b的串联连接的电容。因此，为(100[pF]-1+100[pF]-1)-1＝50[pF](无偏置时)。此外，并联可变电容元件的电容为将可变电容器(CP3)6与可变电容器(CP1)4a和可变电容器(CP2)4b的串联连接进行并联连接的电容。因此，无偏置时的电容为(100[pF]-1+100[pF]-1)-1+60[pF]＝110[pF]。
就交流端子(AC1)8a而言，经由隔直电容器(C1)9a输入输出交流信号。就交流端子(AC3)8c而言，经由隔直电容器(C2)9b输入输出交流信号。隔直电容器(C1、C2)9a、9b可以根据处理的信号的频率来选择。非接触通信系统中，在使用通常的载波频率的情况下，频率为13.56MHz。此时，如图1所示，如果C1、C2＝10[nF]，则该频率下的阻抗为10mΩ左右。如果要进一步降低阻抗，可以使用更大容量的电容器，也可以考虑电容器的物理尺寸和成本等来确定。
在处理的频率中，直流偏置电阻R1～R5可以设定为比各可变电容器的阻抗足够大的值。根据处理的频率，也可以使用高频电感来代替电阻。
在直流端子7a与直流端子7c之间作为固定电压而施加+3[V]，在直流端子7b与直流端子7c之间施加在0[V]～+3[V]的范围可变的可变控制电压Vc。
如表1所示，针对无偏置时，将可变电容器的特性以在Vc＝+1.5[V]时为0.9倍，而在Vc＝+3[V]时为0.7倍的方式进行设定。
将使可变控制电压Vc在0[V]～+3[V]内变化时的图1的可变电容电路整体的电容变化和各可变电容器的电容变化示于表1。
[表1]
由串联连接的可变电容器(CS1、CS2)2a、2b构成的串联可变电容元件2的电容的最大变化量为15[pF]。串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b的电容的最大变化量为-15[pF]，表示以抵消串联可变电容元件2的电容变化的方式进行变化。并且，对于与串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b并联连接的可变电容器(CP3)6，则表示电容值为一定，且如果合成这些的并联可变电容元件4的合成电容值为95[pF]～110[pF]，则表示能够形成得比串联可变电容元件2的合成电容值50[pF]～35[pF]大。
通过图5的图表来进一步从视觉上显示上述状况。由于向串联连接的可变电容器(CS1、CS2)2a、2b和与这些相同的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b分别施加+3[V]-Vc和+Vc的电位差，所以施加的直流电压的变化量分别为-ΔVc和ΔVc，变化量的绝对值相同，变化的方向相反。因此，如图5所示，可变电容电路1的串联可变电容元件2的电容值与并联可变电容元件4的电容值的和基本一定，能够使串联可变电容元件2与并联可变电容元件4的电容值以相同的比例变化。
(1)变形例1
为了获得与上述同样的结果，可以变更可变电容电路1的可变电容器的构成。如图6所示，串联可变电容元件2可以不串联连接两个可变电容器，而使用一个可变电容器(CS)来构成。
即，可变电容电路1具备由可变电容器(CS)构成的串联可变电容元件2和与串联可变电容元件2串联连接的并联可变电容元件4。并联可变电容元件4由两个串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b和与该可变电容器(CP1、CP2)4a、4b并联连接的可变电容器(CP3)6构成。
串联连接的串联可变电容元件2和并联可变电容元件4的一端与另一端分别构成交流端子(AC1)8a与交流端子(AC3)8c，并经由隔直电容器(C1)9a与隔直电容器(C2)9b输入输出交流信号。交流端子(AC2)8b连接于串联可变电容元件2与并联可变电容元件4之间的连接节点。
可变电容电路1具备三个直流端子7a、7b、7c。直流端子7a经由直流偏置电阻(R3)10d连接于可变电容器(CP1)4a与可变电容器(CP2)4b的连接节点。直流端子7b经由直流偏置电阻(R4)10e连接于交流端子8c，并经由直流偏置电阻(R2)10e连接于串联可变电容元件2与并联可变电容元件4的连接节点。直流端子7c经由直流偏置电阻(R1)10a连接于交流端子(AC1)8a。直流端子7c与直流的接地电位(0[V])连接，在直流端子7a与直流端子7c之间输入固定的直流电压(+3[V])。在直流端子7b输入在直流端子7a与直流端子7c之间变化的可变的直流电压(Vc)。
与图1的可变电容电路相比，由于能够减少可变电容器的数量，所以能够应对小型化和低成本化。
针对图6所示的电路常数，与图1的情况同样地进行模拟而确认了各电容器的电容变化。
如表2所示，针对无偏置时，将可变电容器的特性以在Vc＝+1.5[V]时为0.81倍，在Vc＝+3[V]时为0.63倍的方式进行设定。相比表1中设定的条件，假设了可变电容器的电容的电压依赖性大、非线性程度大的情况，可以说更接近于实际的使用强电介质的可变电容器的电容的电压特性。
将使可变控制电压Vc在0[V]～+3[V]内变化的情况的图6的可变电容电路整体的电容变化和各可变电容器的电容变化示于表2。
[表2]
作为串联可变电容元件2的可变电容器(CS)的电容的最大变化量为-6.3[pF]。串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b的电容的最大变化量为4.4[pF]，表示以基本抵消串联可变电容元件2的电容变化的方式进行变化。并且，对于与串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b并联连接的可变电容器(CP3)6，则表示电容没有变化，且如果合成这些的并联可变电容元件4的合成电容值为106.0[pF]～101.6[pF]，则表示能够形成得比串联可变电容元件2的合成电容值10.7[pF]～17.0[pF]大。
在图7中使用图表来进一步从视觉上显示表2的结果。与表1、图1的情况相同，由于向可变电容器(CS)和串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b分别施加+Vc和3[V]-Vc的电位差，所以施加的直流电压的变化量分别为ΔVc和-ΔVc，变化量的绝对值相同，变化的方向相反。因此，如图7所示，可变电容电路1的串联可变电容元件2的电容值与并联可变电容元件4的电容值的和基本一定，能够使串联可变电容元件2与并联可变电容元件4的电容值以相同的比例变化。应予说明，图6的构成中，由于固定的直流偏置(+3[V])的施加方向与图1的情况相反，所以使可变控制电压Vc在0[V]～+3[V]内变化的情况下的直流电压的变化的方向相反，结果电容变化的方向也相反。
此外，上述模拟结果显示能够实现与图4中的各电容值相同程度的电容值，并显示通过采用图6所示的电路常数的可变电容器，并使控制电压Vc在0[V]～+3[V]内变化，据此能够使谐振频率保持一定，同时使谐振电路的阻抗在30Ω～100Ω内变化。
(2)变形例2(平衡电路)
本发明的可变电容电路不仅可以构成上述的不平衡型电路，也可以构成平衡型电路。如图8所示，能够将不平衡电路以不平衡电路的交流的接地电位为对称轴进行反转构成平衡电路。即，平衡型的可变电容电路具备同相电路和以同相电路的交流接地电位为对称轴进行反转的反相电路。
具体说来，构成平衡型电路的可变电容电路1a具备同相电路，同相电路包含：由两个串联连接的可变电容器(CS1a、CS2a)2a、2b构成的串联可变电容元件2A；与串联可变电容元件2A串联连接，并由两个串联连接的可变电容器(CP1a、CP2a)4a、4b和与该可变电容器(CP1a、CP2a)4a、4b并联连接的可变电容器(CP3a)6a构成的并联可变电容元件4A。就同相电路而言，串联连接的串联可变电容元件2A和并联可变电容元件4A的一端具有经由隔直电容器9a输入输出交流信号的交流端子(AC1a)8a，串联连接的串联可变电容元件2A和并联可变电容元件4A的另一端具有经由隔直电容器(C2)9b输入输出交流信号的交流端子(AC3)8c。可变电容电路1a具备由与将交流输入(AC3)8c作为交流接地电位的同相电路相同的结构构成的反相电路。反相电路包含：串联可变电容元件2B和并联可变电容元件4B。其中，串联可变电容元件2B由两个串联连接的可变电容器(CS1b、CS2b)2c、2d构成，并联可变电容元件4B与串联可变电容元件2B串联连接，并由两个串联连接的可变电容器(CP1b、CP2b)4c、4d和与该可变电容器(CP1b、CP2b)4c、4d并联连接的可变电容器(CP3b)6b构成。就反相电路而言，串联连接的串联可变电容元件2B和并联可变电容元件4B的一端具有经由隔直电容器9c输入输出交流信号的交流端子(AC1b)8e，并与同相电路共有经由隔直电容器(C2)9b输入输出交流信号的交流端子(AC3)8c。
在平衡型电路的情况下，直流端子也是三个。直流端子7a经由直流偏置电阻(R2)10b连接于可变电容器(CS1a)2a与可变电容器(CS2a)的连接节点，并经由直流偏置电阻(R8)10h连接于可变电容器(CS1b)2c与可变电容器(CS2b)2d的连接节点。
直流端子7b经由直流偏置电阻(R1)10a连接于交流端子8a，并经由直流偏置电阻(R3)10c连接于交流端子8b，并经由直流偏置电阻(R5)连接于交流端子8c，并经由直流偏置电阻(R7)连接于交流端子8d，并经由直流偏置电阻(R9)10j连接于交流端子8e。
直流端子7c经由直流偏置电阻(R4)10d连接于可变电容器(CP1a)4a与可变电容器(CP2a)4b的连接节点，并经由直流偏置电阻(R6)10f连接于可变电容器(CP1b)4c与可变电容器(CP2b)4d的连接节点。
作为应向构成可变电容电路1a的串联可变电容元件2a、2b和并联可变电容元件4a、4b施加的直流偏置，可以将直流端子7c直流接地(0[V])、向直流端子7a施加固定电压(+3[V])，并向直流端子7b施加可变控制电压Vc(＝0[V]～+3[V])。通过这样进行连接，在同相电路与反相电路上能够实现相同的直流偏置状态，且能够与图1等的情况相同地，使向串联可变电容元件2A、2B和并联可变电容元件4A、4B施加的直流电压的变化量相同，而变化的方向相反。
在将构成平衡型电路的可变电容电路作为谐振电路使用的情况下，如图8的虚线的连接所示，可以将线圈12连接于交流端子(AC2a)8b和交流端子(AC2b)之间，并经由隔直电容器(C2)9b将交流端子(AC3)8c交流接地。输入输出的信号作为平衡信号(或差分信号)可以以将同相信号侧连接于交流端子(AC1a)8a，将反向信号侧连接于交流端子(AC1b)8e的方式构成。
应予说明，在上述内容中，虽然在构成平衡电路的同相电路和反相电路上用到了图1的电路构成，但显然，还可以将图6那样的减少了元件数的电路用于同相电路和反相电路。
(3)变形例3(放大电路)
显然，本发明的可变电容电路1不仅用于与线圈同时使用的谐振电路，还可以用于其他电路中。
如图9所示，可变电容电路1可以以将交流信号SIG的分压信号输入到放大器11的方式连接并使用。在交流端子8a(AC1)输入交流信号SIG，并将另一侧的交流端子8c(AC3)交流接地。将作为串联可变电容元件2与并联可变电容元件4的连接节点的交流端子8b(AC2)连接于放大器11的输入。这样连接，能够通过直流偏置(电路构成中未图示)使串联可变电容元件2与并联可变电容元件4的电容值变化。另一方面，由于串联可变电容元件2与并联可变电容单元4在交流上并联连接，所以即使各自的电容值变化，串联可变电容元件2与并联可变电容元件4的电容值的和为一定，因此，通过SIG能够使在可变电容电路1上流动的交流电流为一定，从而能够使从放大器11的输入侧看到的阻抗一直为一定。
3.可变电容器件的例子
本发明的可变电容电路可以作为复合集成了可变电容器的可变电容器件来实现。如上所述，在使串联可变电容元件的电容值增大时，需要使并联可变电容元件的电容值减小，此外，还需要变化方向相反。在此基础上，想要使串联可变电容元件和并联可变电容元件的电容值的和基本一定，需要使两者的可变电容元件的电容的变化范围基本相同。
通常，可变电容器的静电电容值的相对于施加的直流电压的电容变化率与施加到电介质膜的直流电压，即施加到电介质膜的电场的强度成比例。静电电容值的变化范围为在静电电容值上乘以该电容变化率而得到的值。这样，如果在电介质膜厚相同且静电电容值不同的可变电容器上乘以相同的电容变化率，则无法实现相同的静电电容的变化范围。
根据图1和图6等的电路构成，可以使用具有相同膜厚的电介质层的可变电容器的制造工序。即使使用现有的制造工序，针对不同静电电容值的可变电容元件也可以相对于相同的直流电压变化范围得到基本相同的电容的变化范围。由于可以使用相同材料、相同膜厚的电介质材料，所以能够提供制造容易、低成本的可变电容器件。这里，如图1和图6所示，可以将包含有偏置电阻的电路器件化，也可以将不包含电阻的电路器件化。前者适用于在硅上通过旋转涂布或溅射等形成并烧制强电介质的称为薄膜电容器的器件，后者适用于将在称为生片(greensheet)的薄膜上涂布的电介质进行层叠并烧制的称为积层陶瓷电容器的器件。
与平衡型电路对应的可变电容电路(图8)也可以作为被单独封装的可变电容器件来实现。可以将不平衡型的可变电容电路分为两个电路而内置于一个封装中，也可以将作为平衡型的一个电路而形成的电路作为可变电容器件形成。
图10A～图10C和图11A～图11C中示出内置有这样的可变电容电路的可变电容器件的形状和端子配置的例子。
如图10A所示，可变电容器件1b具备搭载有可变电容电路1的六面体形状的主体3和在主体3的侧面形成的多个电极3a。电极3a对应于交流端子8a～8c和直流端子7a～7c设置。应予说明，如图10A所示，将主体的厚度方向作为z轴方向，将与厚度方向垂直相交的沿着主体3的长边的方向作为x轴，将沿着主体3的短边的方向作为y轴。此外，将主体3的构成于xy平面的一侧的面作为上表面，将构成于xy平面的另一侧的面作为下表面，将与上表面和下表面垂直的面作为侧面。例如，电极3a以长方形形成于主体3的沿着x轴的一个侧面上，并且延伸设置到上表面和下表面(下表面未示出)。此外，在与所述一个侧面相对的侧面上也形成电极3a，并且延伸设置到上表面和下表面。不限于这样在两个侧面形成电极3a的情况，也可以在三个侧面或四个侧面形成电极，进一步地，不限于侧面电极，也可以在主体3的下表面形成通过锡球等构成的球栅状的电极。当然可以使用其他公知的电极形成技术。
主体3可以通过层叠多个包含形成有构成可变电容器2a、2b等的内部电极的电介质的电介质层并进行高温烧结来形成。或者，也可以通过将搭载有可变电容电路的可变电容电路基板搭载到环氧树脂制或陶瓷制的封装器中来形成主体3，其中，可变电容电路通过层叠多个且高温烧制而形成。
图10B为内置对应于不平衡型电路的可变电容电路的情况的端子配置的一个例子，是将图1的虚线内的可变电容电路1单独封装的可变电容器件1b的外形的俯视(上表面)图。可设置成在可变电容器件1b的沿着X轴方向的一个侧面配置第一交流端子8a(AC1)、第三交流端子8c(AC3)和第二直流端子7b(DC2)，并在相对的侧面配置第二交流端子8b(AC2)、第一直流端子7a(DC1)和第三直流端子7c(DC3)。在该例子中，将输入输出交流信号的端子集中在一侧的侧面，并将交流接地的端子配置在另一侧的侧面。如图10C所示，也可以将三个交流端子8a～8c(AC1～AC3)和三个直流端子7a～7c(DC1～DC3)分别配置在相对的侧面。
如图11A所示，可变电容器件1c具备搭载有对应于平衡电路的可变电容电路1a的六面体形状的主体3和在主体3的侧面形成的多个电极3a。电极3a对应于第一交流端子～第五交流端子8a～8e和第一直流端子～第三直流端子7a～7c设置。
图11B为示出搭载可变电容电路1a的可变电容器件1c的端子配置的例子的俯视图，是将图8的虚线内的可变电容电路1a单独封装的可变电容器件的俯视图。将平衡电路的同相信号侧的交流端子8a、8b(AC1A、AC2A)与逆相信号侧的交流端子8d、8e(AC1B、AC2B)配置在相对的侧面。如图11C所示，可以使用可变电容器件的所有的四个侧面来配置端子。就交流端子(AC1A、AC1B、AC2A、AC2B、AC3)而言，由于流过大电流，所以增大电极面积能够减小直流电阻。
如以上所述，本发明的可变电容电路和内置可变电容电路的可变电容器件中，即使分别改变两个可变电容元件的可变电容值，也能够使两个电容值的和基本一定。此外，由于能够使用相同材料、相同膜厚的电介质来构成可变电容器件，所以能够有效地利用现有的制造工序，且能够实现小型化、薄型化的低成本的可变电容器件。
在使用时，作为用于控制可变电容元件的电容值的直流电源，除了电源、GND(地)之外再有一个控制电源即可，无需复杂的控制电路，就能够实现低成本的控制电路。
4.非接触通信装置的例子
<非接触通信装置的构成例>
本发明的谐振电路20搭载于非接触通信装置40，并以此与其他非接触通信装置进行非接触通信。非接触通信装置40例如为非接触通信系统中的读写器。其他非接触通信装置例如为搭载于移动电话的NFC(Near Field Communication：近场通信)等非接触通信模块。
如图12所示，作为非接触通信系统的读写器而发挥功能的非接触通信装置40具备包含谐振电路的一次侧天线部20a，其中，谐振电路具有可变电容电路1和线圈12。非接触通信装置40具备控制非接触通信装置40的动作的系统控制部21、基于系统控制部21的指令进行发送信号的调制的调制部24和将根据来自调制部24的发送信号而被调制的载波信号发送到一次侧天线部20a的发送信号部25。进一步地，非接触通信装置40具备将由发送信号部25发送的被调制的载波信号进行解调的解调部23。
非接触通信装置40通过一次侧天线部20a向具备二次侧天线部60的非接触通信模块发送信号。接收信号的非接触通信模块具备对由二次侧天线部60接收的信号进行解调的解调部64、根据解调的信号控制非接触通信模块的动作的系统控制部61和基于接收的信号调整构成二次侧天线部60的谐振电容器和天线线圈的参数以控制接收状态的接收控制部65。非接触通信模块具备对在二次侧天线部60接收的信号进行整流的整流部66，根据经整流的电压而经由恒压部67向各部提供电力。应予说明，在非接触通信模块为移动电话等具有电源(蓄电池69)的移动终端装置的情况下，可以从蓄电池69向各部提供电力，也可以通过AC适配器等的外部电源68提供电源。
图13示出一次侧天线部20a的构成例。在该一次侧天线部20a中使用的可变电容电路1为与图6示出的构成例相同的可变电容电路。即，一次侧天线部20a具备由可变电容器(CS)构成的串联可变电容元件2和与串联可变电容元件2串联连接的并联可变电容元件4。并联可变电容元件4由两个串联连接的可变电容器(CP1、CP2)4a、4b和与该可变电容器(CP1、CP2)4a、4b并联连接的可变电容器(CP3)6构成。
串联连接的串联可变电容元件2和并联可变电容元件4的一端和另一端分别构成交流端子8a(AC1)和交流端子8c(AC3)，并分别经由隔直电容器9a(C1)和隔直电容器9b(C2)输入输出交流信号。交流端子8b(AC2)连接于串联可变电容元件2与并联可变电容元件4之间的连接节点。
可变电容电路1的直流端子7a经由直流偏置电阻(R1)10a连接于交流端子(AC1)8a。直流端子7b经由直流偏置电阻(R2)10c连接于交流端子8b，并经由直流偏置电阻(R4)10e连接于交流端子8c。直流端子7c经由直流偏置电阻(R3)10d连接于可变电容器(CP1)4a与可变电容器(CP2)4b的连接节点。直流端子7c直流接地(0[V])。直流端子7a相对于直流端子7c连接于与固定电压(+3[V])连接的连接端子16a。直流端子7b相对于直流端子7c连接于与在0[V]～+3[V]的范围变化的可变电源Vc连接的连接端子16b。交流端子(AC1)8a经由隔直电容器(C1)9a连接于交流信号输入输出端子15。
就构成谐振电路的线圈(Lant)12而言，将一侧的端子与交流端子(AC2)8b连接，并将另一侧的端子经由隔直电容器(C2)9b与交流端子(AC3)8c连接。
应予说明，在上述内容中，虽然说明了发送信号部25为平衡输出的情况，但是在发送信号部25使用不平衡输出的情况下，可使用不平衡型的可变电容电路来构成谐振电路。
<非接触通信装置的动作>
下面，对具备由包含可变电容电路1的谐振电路构成的一次侧天线部20a的非接触通信装置40的动作进行说明。
非接触通信装置40基于由发送信号部25发送的载波信号进行与一次侧天线部20a的阻抗匹配，并基于接收侧的非接触通信模块的接收状态调整谐振电路的谐振频率。调制部24中，通常的读写器所使用的调制方法、编码方法为曼彻斯特编码方法或ASK(AmplitudeShift Keying：振幅偏移键控)调制方法。载波频率为典型的13.56MHz。
就发送的载波信号而言，由收发控制部22监测发送电压、发送电流，据此控制一次侧天线部20a的可变控制电压Vc以获得阻抗匹配，从而调整阻抗。
从非接触通信装置40发送的信号被二次侧天线部60接收，并通过解调部64解调信号。被解调的信号的内容通过系统控制部61来判断，系统控制部61基于判断结果生成应答信号。应予说明，接收控制部65可以基于接收信号的振幅、电压·电流相位来调整二次侧天线部60的谐振参数等，并以使接收状态达到最佳的方式调整谐振频率。
非接触通信模块通过调制部63调制应答信号，并通过二次侧天线部60发送到非接触通信装置40。非接触通信装置40通过解调部23对在一次侧天线部20a接收的应答信号进行解调，并基于解调的内容通过系统控制部21执行必要的处理。
5.非接触充电装置的例子
使用本发明的可变电容电路1的谐振电路20可以构成对内置于移动电话等便携式终端的二次电池进行非接触充电的非接触充电装置80。作为非接触充电的方式可以应用电磁感应方式或磁共振等。
图14中示出由应用本发明的非接触充电装置80和通过非接触充电装置80进行充电控制的便携式终端等受电装置构成的非接触充电系统的构成例。
非接触充电装置80具备与上述的非接触通信装置40基本相同的构成。此外，受电装置的构成与上述的非接触通信模块基本相同。因此，对于与作为非接触通信装置40、非接触通信模块而示于图12的框图具有相同功能的构成，使用相同符号表示。这里，非接触通信装置40中收发的载波频率大多情况为13.56MHz，相对于此，非接触充电装置80中有时为100kHz～数百kHz。
非接触充电装置80基于由发送信号部25发送的载波信号进行与一次侧天线部20a的阻抗匹配，并基于接受侧的非接触通信模块的接收状态调整谐振电路的谐振频率。
就发送的载波信号而言，由收发控制部22监测发送电压、发送电流，据此控制一次侧天线部20a的可变控制电压Vc以获得阻抗匹配，从而调整阻抗。
受电装置通过整流部66对在二次侧天线部60接收的信号进行整流，并根据充电控制部70使整流的直流电压对蓄电池69充电。即使在二次侧天线部60未接收到信号的情况下，也可以通过AC适配器等外部电源68驱动充电控制部70而对蓄电池69充电。
从非接触充电装置80发送的信号被二次侧天线部60接收，并通过解调部64解调信号。被解调的信号的内容通过系统控制部61来判断，系统控制部61基于判断结果生成应答信号。应予说明，接收控制部65可以基于接收信号的振幅、电压·电流相位来调整二次侧天线部60的谐振参数等，并以使接收状态达到最佳的方式调整谐振频率。
如上所示，在与谐振线圈共同使用于谐振电路时，能够改变适应于谐振天线的阻抗，从而无需改变谐振频率就能够调整天线电流。

Claims (24)

1.一种可变电容电路，其特征在于，具备：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；
第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；
第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件输入输出交流信号；
第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
所述第一合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第二合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向。
2.根据权利要求1所述的可变电容电路，其特征在于，
施加于所述第二直流端子的直流电压为在施加于所述第一直流端子和所述第三直流端子之间的直流电压的范围内变化的中间电压。
3.根据权利要求2所述的可变电容电路，其特征在于，
在使所述第一直流端子与所述第二直流端子之间的直流电压增大的情况下，该第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压减小，所述第一合成电容值减小，所述第二合成电容值增大，
在使所述第一直流端子与所述第二直流端子之间的直流电压减小的情况下，该第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压增大，所述第一合成电容值增大，所述第二合成电容值减小。
4.根据权利要求3所述的可变电容电路，其特征在于，
在使所述中间电压变化的情况下，所述第一合成电容值的变化量的绝对值与所述第二合成电容值的变化量的绝对值相等。
5.根据权利要求4所述的可变电容电路，其特征在于，
所述第一合成电容值与所述第二合成电容值不相等。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的可变电容电路，其特征在于，
所述第一可变电容元件由一个可变电容器或串联连接的两个以上的可变电容器构成，
所述第二可变电容元件由一个可变电容器和串联连接的两个以上的可变电容器构成，
所述第一直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压为固定值，
所述第二直流端子与所述第一直流端子之间或所述第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压为可变控制电压。
7.一种可变电容电路，其特征在于，具备：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；
第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；
第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；
第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；
第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；
第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件串联连接于所述第四交流端子与第三交流端子之间，所述第五交流端子连接于所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件的串联连接节点，
所述第一合成电容值和所述第三合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第二合成电容值和所述第四合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值与所述第三合成电容值相等，
所述第二合成电容值与所述第四合成电容值相等，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向，
所述第三合成电容值和所述第四合成电容值的变化分别为相反方向。
8.一种可变电容器件，其特征在于，具备：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；
第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；
第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件输入输出交流信号；
第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
所述第一合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第二合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向。
9.根据权利要求8所述的可变电容器件，其特征在于，
施加于所述第二直流端子的直流电压为在施加于所述第一直流端子和所述第三直流端子之间的直流电压的范围内变化的中间电压。
10.根据权利要求9所述的可变电容器件，其特征在于，
在使所述第一直流端子与所述第二直流端子之间的直流电压增大的情况下，该第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压减小，所述第一合成电容值减小，所述第二合成电容值增大，
在使所述第一直流端子与所述第二直流端子之间的直流电压减小的情况下，该第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压增大，所述第一合成电容值增大，所述第二合成电容值减小。
11.根据权利要求10所述的可变电容器件，其特征在于，
在使所述中间电压变化的情况下，所述第一合成电容值的变化量的绝对值与所述第二合成电容值的变化量的绝对值相等。
12.根据权利要求11所述的可变电容器件，其特征在于，
所述第一合成电容值与所述第二合成电容值不相等。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的可变电容器件，其特征在于，
所述第一可变电容元件由一个可变电容器或串联连接的两个以上的可变电容器构成，
所述第二可变电容元件由一个可变电容器和串联连接的两个以上的可变电容器构成，
所述第一直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压为固定值，
所述第二直流端子与所述第一直流端子之间或所述第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压为可变控制电压。
14.一种可变电容器件，其特征在于，具备：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；
第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；
第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；
第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；
第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；
第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件串联连接于所述第四交流端子与第三交流端子之间，所述第五交流端子连接于所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件的串联连接节点，
所述第一合成电容值和所述第三合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第二合成电容值和所述第四合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值与所述第三合成电容值相等，
所述第二合成电容值与所述第四合成电容值相等，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向，
所述第三合成电容值和所述第四合成电容值的变化分别为相反方向。
15.一种谐振电路，其特征在于，具备：可变电容电路和连接于所述可变电容电路的线圈，
所述可变电容电路具有：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
在所述可变电容电路中，所述第一合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，所述第二合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向。
16.根据权利要求15所述的谐振电路，其特征在于，
施加于所述第二直流端子的直流电压为在施加于所述第一直流端子和所述第三直流端子之间的直流电压的范围内变化的中间电压。
17.根据权利要求16所述的谐振电路，其特征在于，
在使所述第一直流端子与所述第二直流端子之间的直流电压增大的情况下，该第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压减小，所述第一合成电容值减小，所述第二合成电容值增大，
在使所述第一直流端子与所述第二直流端子之间的直流电压减小的情况下，该第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压增大，所述第一合成电容值增大，所述第二合成电容值减小。
18.根据权利要求17所述的谐振电路，其特征在于，
在使所述中间电压变化的情况下，所述第一合成电容值的变化量的绝对值与所述第二合成电容值的变化量的绝对值相等。
19.根据权利要求18所述的谐振电路，其特征在于，
所述第一合成电容值与所述第二合成电容值不相等。
20.根据权利要求15～19中任一项所述的谐振电路，其特征在于，
所述第一可变电容元件由一个可变电容器或串联连接的两个以上的可变电容器构成，
所述第二可变电容元件由一个可变电容器和串联连接的两个以上的可变电容器构成，
所述第一直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压为固定值，
所述第二直流端子与所述第一直流端子之间或所述第二直流端子与所述第三直流端子之间的直流电压为可变控制电压。
21.一种谐振电路，其特征在于，具备：可变电容电路和连接于所述可变电容电路的线圈，
所述可变电容电路具有：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，在所述可变电容电路中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件串联连接于所述第四交流端子与第三交流端子之间，所述第五交流端子连接于所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件的串联连接节点，
所述线圈的一端连接于所述第二交流端子，另一端连接于第五交流端子，
所述第一合成电容值和所述第三合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第二合成电容值和所述第四合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值与所述第三合成电容值相等，
所述第二合成电容值与所述第四合成电容值相等，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向，
所述第三合成电容值和所述第四合成电容值的变化分别为相反方向。
22.一种放大电路，其特征在于，具备：可变电容电路和连接于所述可变电容电路的放大器，
所述可变电容电路具有：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
所述放大器的输入与所述第二交流端子连接，
所述第一合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第二合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向。
23.一种电子设备，其特征在于，具备：可变电容电路，
所述可变电容电路具有：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第一交流端子、第二交流端子和第三交流端子，向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，
在所述可变电容电路中，所述第一合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，所述第二合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向。
24.一种电子设备，其特征在于，具备：可变电容电路，
所述可变电容电路具有：
第一可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第一合成电容值；第二可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第二合成电容值；第三可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第三合成电容值；第四可变电容元件，包含一个以上的可变电容器，并具有第四合成电容值；第一交流端子、第二交流端子、第三交流端子、第四交流端子和第五交流端子，向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和第四可变电容元件输入输出交流信号；第一直流端子、第二直流端子和第三直流端子，以向所述第一可变电容元件、所述第二可变电容元件、所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件施加直流电压的方式连接，
其中，在所述可变电容电路中，所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件串联连接于所述第一交流端子与第三交流端子之间，所述第二交流端子连接于所述第一可变电容元件和所述第二可变电容元件的串联连接节点，所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件串联连接于所述第四交流端子与第三交流端子之间，所述第五交流端子连接于所述第三可变电容元件和所述第四可变电容元件的串联连接节点，
所述第一合成电容值和所述第三合成电容值根据施加于所述第一直流端子和所述第二直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第二合成电容值和所述第四合成电容值根据施加于所述第二直流端子和所述第三直流端子的直流电压而电容值发生变化，
所述第一合成电容值与所述第三合成电容值相等，
所述第二合成电容值与所述第四合成电容值相等，
所述第一合成电容值和所述第二合成电容值的变化分别为相反方向，
所述第三合成电容值和所述第四合成电容值的变化分别为相反方向。
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