JP2011019373A - Demodulation circuit, power transmission controller, power transmitter, electronic apparatus, and method of demodulating data - Google Patents

Demodulation circuit, power transmission controller, power transmitter, electronic apparatus, and method of demodulating data Download PDF

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雅一 徳永
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剛 米山
Shunichi Kuwano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately demodulate a signal transmitted by load modulation from a power reception apparatus, by using the detected amplitude of coil end voltage of a primary coil, and preferably to detect a removal/placement of the power reception apparatus or secondary apparatus including the power reception apparatus, by using a common amplitude detection circuit.SOLUTION: A demodulation circuit DM is provided in a power transmission apparatus of a contactless power transmission system and demodulates a signal transmitted by load modulation from the power reception apparatus; and the demodulation circuit DM includes a differential circuit SAMP that outputs a differential signal Aout (for example, a sine wave) between a first signal CSG from one end of a resonance capacitor CP1 connected to the primary coil L1 and a second signal DRV from the other end of the resonance capacitor CP1 and an amplitude detection circuit AMT, that detects the level of amplitude of the differential signal Aout output from the differential circuit SAMP.

Description

本発明は、復調回路、送電制御装置、送電装置、電子機器およびデータ復調方法等に関する。   The present invention relates to a demodulation circuit, a power transmission control device, a power transmission device, an electronic device, a data demodulation method, and the like.

無接点電力伝送システムにおいて、例えば、送電装置から受電装置へのデータ通信には周波数変調が用いられ、受電装置から送電装置へのデータ通信には負荷変調が用いられる(例えば、特許文献1〜特許文献3参照)。   In a non-contact power transmission system, for example, frequency modulation is used for data communication from the power transmission device to the power reception device, and load modulation is used for data communication from the power reception device to the power transmission device (for example, Patent Documents 1 to 5). Reference 3).

特許文献1には、受電装置が負荷変調によって送信したデータを、ピーク検出回路を用いて復調する技術が示されている(特許文献1の図1)。受電装置に含まれる負荷変調トランジスターのオン/オフに応じて、1次コイルのコイル端電圧の電圧レベルが変動するため、ピーク検出によってデータの復調が可能である(特許文献1の(0022)段落、(0023)段落、(0054)段落)。特許文献1では、1次コイルに接続される共振コンデンサーの一端から得られるコイル端電圧の電圧レベルがピーク検出回路によって検出される。また、特許文献1では、受電装置は、給電ラインと給電対象の負荷(電池等)との間に設けられているトランジスターをオフして、給電対象の負荷への給電を一時的に停止し(つまり無負荷期間を設け)、その無負荷期間において負荷変調によるデータ送信を実行する(特許文献1の(0054)段落)。   Patent Document 1 discloses a technique for demodulating data transmitted by a power receiving device by load modulation using a peak detection circuit (FIG. 1 of Patent Document 1). Since the voltage level of the coil end voltage of the primary coil varies depending on on / off of the load modulation transistor included in the power receiving apparatus, data can be demodulated by peak detection (paragraph (0022) of Patent Document 1). (0023) paragraph, (0054) paragraph). In Patent Document 1, the peak detection circuit detects the voltage level of the coil end voltage obtained from one end of the resonant capacitor connected to the primary coil. In Patent Document 1, the power receiving apparatus turns off a transistor provided between a power supply line and a load (battery or the like) to be fed to temporarily stop feeding power to the load to be fed ( In other words, a no-load period is provided), and data transmission by load modulation is executed in the no-load period (paragraph (0054) of Patent Document 1).

特許文献2では、受電装置が負荷変調によって送信したデータの復調のために、ピーク検出回路に代えてパルス幅検出回路が使用される。パルス幅検出回路は、1次コイルの駆動周波数(交流周波数)を規定する駆動クロックに基づいて、1次コイルのコイル端電圧のパルス幅情報を検出する。負荷変調スイッチのオン/オフに応じてパルス幅が変化するため、パルス幅情報の検出によってデータを復調することができる。   In Patent Document 2, a pulse width detection circuit is used in place of the peak detection circuit in order to demodulate data transmitted by the power receiving device by load modulation. The pulse width detection circuit detects the pulse width information of the coil end voltage of the primary coil based on the drive clock that defines the drive frequency (AC frequency) of the primary coil. Since the pulse width changes according to on / off of the load modulation switch, data can be demodulated by detecting the pulse width information.

特許文献3に記載される無接点電力伝送システムでは、送電装置(1次側)は、受電装置(2次側)の負荷状態を検出するために、1次異物検出用の第1波形検出回路(パルス幅の立ち上がり検出方式を採用)と、2次異物検出およびデータ検出用の第2波形検出回路(パルス幅の立ち下がり検出方式を採用)と、受電装置の取り去り検出用の第3波形検出回路(ピーク検出方式を採用)と、を併用して、より高精度な負荷状態検出を実現している。   In the non-contact power transmission system described in Patent Document 3, the power transmission device (primary side) detects a load state of the power reception device (secondary side), and a first waveform detection circuit for detecting a primary foreign object. (Adopting a pulse width rising detection method), a secondary waveform detection circuit for detecting secondary foreign matter and data (adopting a pulse width falling detection method), and a third waveform detection for detecting the removal of the power receiving device. The circuit (adopting the peak detection method) is used in combination to achieve more accurate load state detection.

特開2006−60909号公報((0022)段落、(0023)段落、(0054)段落、図1)JP 2006-60909 A (paragraph (0022), paragraph (0023), paragraph (0054), FIG. 1) 特開2008−237007号公報(例えば(0007)段落、(0008)段落および図5)JP 2008-237007 A (for example, paragraph (0007), paragraph (0008) and FIG. 5) 特開2009−33955号公報(例えば、(0107)段落、(0109)段落、(0176)段落、(0184段落)、(0187段落)、図11および図24)JP 2009-33955 A (for example, (0107) paragraph, (0109) paragraph, (0176) paragraph, (0184 paragraph), (0187 paragraph), FIG. 11 and FIG. 24)

(1)ピーク検出方式についての検討
受電装置(2次側)が負荷変調によってデータを送信すると、1次コイルのコイル端電圧の電圧レベルが変化し、送電装置に設けられているピーク検出回路によるピーク値検出と比較判定によって通信データを復調できることは、上述のとおり、特許文献1に記載されている。但し、特許文献1は復調の原理を示したものであり、実際の復調精度には限界があるのは否めず、そこで、特許文献2では、ピーク検出方式に代えて、パルス幅検出方式の通信データの復調方法を採用している。
(1) Study on peak detection method When the power receiving device (secondary side) transmits data by load modulation, the voltage level of the coil end voltage of the primary coil changes, and the peak detecting circuit provided in the power transmitting device As described above, Patent Document 1 describes that communication data can be demodulated by peak value detection and comparison determination. However, Patent Document 1 shows the principle of demodulation, and it cannot be denied that there is a limit to the actual demodulation accuracy. Therefore, in Patent Document 2, instead of the peak detection method, communication using a pulse width detection method is performed. A data demodulation method is adopted.

特許文献1に記載されたピーク検出方式の復調方法の精度に限界があることの一つの原因としては、特許文献2の背景技術の欄に記載されるとおり、「電源電圧やコイルインダクタンス等のバラツキによってコイル端電圧にもバラツキが生じることから、比較判定のための基準電圧の最適調整がむずかしいこと」があげられる。   One reason that the accuracy of the demodulation method of the peak detection method described in Patent Document 1 is limited is that, as described in the background art section of Patent Document 2, “variation in power supply voltage, coil inductance, etc.” As a result, the coil end voltage also varies, making it difficult to optimally adjust the reference voltage for comparison and determination.

また、他の原因としては、2次側の負荷変調によって、1次コイルのコイル端電圧の振幅のみならず、1次コイルのコイル端電圧の波形自体が変化する(換言すると、波形の歪みの程度に差が生じる)ことがあげられる。具体的には、1次コイルのコイル端電圧の波形は、共振回路の共振波形(例えば正弦波)と1次コイルの交流駆動信号(駆動クロック)とが合成された波形であり、そして、2次側の負荷変調トランジスターによって、共振波形の振幅(および若干の位相)が変化し、その共振波形に駆動クロック(負荷変調に関係なく一定)が合成されるため、2次側の負荷変調に応じて、コイル端電圧の波形の変形が生じる。例えば、2次側の負荷変調によって、1次コイルのコイル端から得られる正弦波の振幅のみが変化する(波形自体は正弦波のまま維持される)のであれば、1次側のピーク検出電圧の電圧レベルの変化は、2次側の負荷状態のみに依存すると考えられる。しかし、負荷変調によって、コイル端電圧の振幅のみならず、コイル端電圧の波形自体も変動する場合、コイル端電圧を平滑して得られる直流電圧レベルの変動が、コイル端電圧の振幅の変化によるものなのか、コイル端電圧の波形の変化によるものなのかを判別できない。つまり、コイル端電圧の波形の変化によるDC電圧の変動分は、ピーク検出時のノイズ成分となる。   Another reason is that not only the amplitude of the coil end voltage of the primary coil but also the waveform of the coil end voltage of the primary coil itself is changed by the load modulation on the secondary side (in other words, the distortion of the waveform). Difference in degree). Specifically, the waveform of the coil end voltage of the primary coil is a waveform obtained by synthesizing the resonance waveform (for example, sine wave) of the resonance circuit and the AC drive signal (drive clock) of the primary coil, and 2 The amplitude (and some phase) of the resonance waveform is changed by the load modulation transistor on the secondary side, and the drive clock (constant regardless of the load modulation) is synthesized with the resonance waveform. As a result, the waveform of the coil end voltage is deformed. For example, if only the amplitude of the sine wave obtained from the coil end of the primary coil is changed by the load modulation on the secondary side (the waveform itself is maintained as a sine wave), the peak detection voltage on the primary side It is considered that the change in the voltage level depends on only the load state on the secondary side. However, if not only the coil end voltage amplitude but also the coil end voltage waveform itself fluctuates due to load modulation, the fluctuation of the DC voltage level obtained by smoothing the coil end voltage is due to the change in the amplitude of the coil end voltage. Whether it is due to a change in the waveform of the coil end voltage cannot be determined. That is, the change in the DC voltage due to the change in the waveform of the coil end voltage becomes a noise component during peak detection.

また、コイル端電圧には、1次コイルの駆動に伴うノイズも重畳しており、この点も、ピーク検出方式の判定精度に限界が生じる一因である。   In addition, noise associated with the driving of the primary coil is also superimposed on the coil end voltage, and this is also a factor that causes a limit in the determination accuracy of the peak detection method.

(2)パルス幅検出方式についての検討
そこで、特許文献2では、ピーク検出方法に代えて、パルス幅検出方法を採用する。パルス幅検出方法の概要は以下のとおりである。すなわち、1次コイルのコイル端電圧の波形には、1次コイルの交流駆動波形(方形波)DRCKおよび共振回路の共振波形(正弦波)SWVが重畳している。具体的には、無負荷のときは、共振コンデンサーCと、1次側漏れインダクタンスL1と、結合インダクタンスMによって直列共振回路が構成され、有負荷のときは、さらに2次側の漏れインダクタンスL2や2次側の負荷のレジスタンスRL等も共振回路の構成要素に加わる。そして、有負荷時において、低負荷から高負荷になるにつれて正弦波SWVの共振周波数が高くなり、1次コイルの交流駆動波形DRCKの周波数に近づいていく。
(2) Study on Pulse Width Detection Method Therefore, Patent Document 2 adopts a pulse width detection method instead of the peak detection method. The outline of the pulse width detection method is as follows. That is, the waveform of the coil end voltage of the primary coil is superimposed with the AC drive waveform (square wave) DRCK of the primary coil and the resonance waveform (sine wave) SWV of the resonance circuit. Specifically, when there is no load, a series resonance circuit is configured by the resonant capacitor C, the primary side leakage inductance L1, and the coupling inductance M. When there is a load, the secondary side leakage inductance L2 The resistance RL of the secondary side load is also added to the components of the resonance circuit. Then, when there is a load, the resonance frequency of the sine wave SWV increases as the load changes from low to high, and approaches the frequency of the AC drive waveform DRCK of the primary coil.

共振回路の共振周波数が低いときは、交流駆動波形DRCKが支配的であるが、共振周波数が高くなるにつれて共振波形(正弦波)SWVの影響度が増大し、やがて共振波形(正弦波)SWVの方が支配的となる。この結果、交流駆動波形(方形波)DRCKと共振回路の共振波形(正弦波)SWVが重畳した波形は、2次側の負荷が重くなるほど、特に波形の先端部分の幅が細くなるという変化を示す。したがって、この波形の幅の変化をパルス幅検出回路によって検出することによって、2次側の負荷状態の変化を高精度に検出することができる。   When the resonance frequency of the resonance circuit is low, the AC drive waveform DRCK is dominant, but as the resonance frequency increases, the influence of the resonance waveform (sine wave) SWV increases, and eventually the resonance waveform (sine wave) SWV Becomes more dominant. As a result, the waveform obtained by superimposing the AC drive waveform (square wave) DRCK and the resonance waveform (sine wave) SWV of the resonance circuit has a change that the width of the front end portion of the waveform becomes narrower as the load on the secondary side becomes heavier. Show. Therefore, by detecting the change in the width of the waveform by the pulse width detection circuit, the change in the load state on the secondary side can be detected with high accuracy.

(3)ピーク検出方式とパルス幅検出方式の併用についての検討
特許文献3では、3つの波形検出回路を、用途別に使い分けている。つまり、1次異物検出用の第1波形検出回路(パルス幅の立ち上がり検出方式を採用)と、2次異物検出およびデータ検出用の第2波形検出回路(パルス幅の立ち下がり検出方式を採用)と、受電装置の取り去り検出用の第3波形検出回路(ピーク検出方式を採用)と、を併用して、高精度の負荷状態検出を実現している。
(3) Examination of combined use of peak detection method and pulse width detection method In Patent Document 3, three waveform detection circuits are selectively used for different purposes. That is, the first waveform detection circuit for primary foreign object detection (adopting a pulse width rising detection method) and the second waveform detection circuit for secondary foreign object detection and data detection (adopting a pulse width falling detection method) And a third waveform detection circuit for detecting removal of the power receiving device (adopting a peak detection method) are used in combination to realize highly accurate load state detection.

すなわち、特許文献3では、負荷変調による通信データの検出には、高精度のデータ復調が可能なパルス幅検出方式を採用している。また、ピーク検出方式は、データの復調精度には限界があるものの、2次側機器が存在する/存在しないという2つの状態の判定には十分に使用可能であり、ピーク検出回路は回路構成が簡単であるという利点があることから、受電装置の取り去り検出にはピーク検出方式を採用している(つまり、受電装置の取り去り検出は、2次側機器の有無の判定(2つの状態の判定)であり、データ復調に比べて精度が低くてもよく、検出時間も長くとれるため、ピーク検出方式でも対応が可能である)。   In other words, Patent Document 3 employs a pulse width detection method capable of highly accurate data demodulation for detecting communication data by load modulation. Although the peak detection method has a limit in data demodulation accuracy, it can be used sufficiently for the determination of two states where the secondary device is present / not present, and the peak detection circuit has a circuit configuration. Since there is an advantage that it is simple, a peak detection method is adopted for detection of removal of the power receiving apparatus (that is, detection of removal of the power receiving apparatus is performed by determining whether or not there is a secondary device (determination of two states). The accuracy may be lower than that of data demodulation, and the detection time can be increased, so that the peak detection method can be used).

特許文献3に記載されるように、ピーク検出方式とパルス幅検出方式を併用し、検出用途に応じて使い分ければ(つまり、ピーク検出方式は受電装置の取り去り検出や着地検出に使用し、パルス幅検出方式はデータの復調に使用すれば)、高機能かつ高精度の負荷状態検出が可能であるが、複数の回路を併用する分、回路構成が複雑化し、回路の専有面積や消費電力が増大することは否めない。   As described in Patent Document 3, if the peak detection method and the pulse width detection method are used in combination, and used properly according to the detection application (that is, the peak detection method is used for removal detection and landing detection of the power receiving device, (If the width detection method is used for data demodulation), it is possible to detect the load state with high functionality and high accuracy. However, the circuit configuration becomes complicated as multiple circuits are used together, and the area occupied by the circuit and the power consumption are reduced. It cannot be denied that it increases.

(マルチ送電に関する検討)
また、例えば、一台の送電装置で、電力定格の異なる複数の2次側機器への給電を可能とするマルチ送電を実現しようとすると、送電装置の少なくとも一部には、高電力レベルに耐えることができるパワー系の回路要素(パワー系トランジスター、高耐圧のコンデンサー、かなり大きな抵抗値の抵抗等)を採用する必要があり、回路の専有面積や消費電力が増大する傾向が生じる。したがって、例えばマルチ送電を考慮すると、1次側の検出回路の簡素化によって、回路の専有面積の増大を抑制することが好ましい。
(Study on multi-transmission)
In addition, for example, if a single power transmission device is intended to realize multi-power transmission that enables power supply to a plurality of secondary devices having different power ratings, at least a part of the power transmission device can withstand a high power level. Therefore, it is necessary to employ power circuit elements that can be used (power transistors, high-voltage capacitors, resistors having a considerably large resistance value, etc.), and there is a tendency that the area occupied by the circuit and the power consumption increase. Therefore, for example, considering multi-power transmission, it is preferable to suppress an increase in the area occupied by the circuit by simplifying the detection circuit on the primary side.

したがって、ピーク検出による判定精度を向上させて通信データの復調にも利用可能とし、ピーク検出回路を、データ復調および受電装置の取り去り検出(あるいは着地検出、あるいは異物検出等、あるいはこれらの全部)に共通に使用できれば、異なる種類の回路の併用が不要となり、小型かつ低消費電力のクレードル(一次側充電器)等を実現する上で有利である。   Therefore, the determination accuracy by peak detection is improved and can be used for demodulating communication data, and the peak detection circuit is used for data demodulation and detection of removal of the power receiving device (or landing detection, foreign object detection, or all of them). If they can be used in common, it is not necessary to use different types of circuits in combination, which is advantageous for realizing a small sized cradle (primary side charger) with low power consumption.

(常時通信についての検討)
一方、受電装置からの信号の復調に関しては、近年、受電装置から送電装置への通信に関して、給電対象の負荷への給電を止めることなく負荷変調を実行する技術、つまり、負荷への給電と送信とを同時に実行する技術が検討されていることを考慮する必要がある。給電を停止することなく負荷変調によって信号を送信する技術は、給電期間中ならいつでも(時期的な制限なく)、負荷変調による送信が可能であるため、出願人は「常時通信(給電不停止通信)」と呼んでいる。
(Consider constant communication)
On the other hand, with regard to demodulation of a signal from a power receiving apparatus, in recent years, a technique for performing load modulation without stopping power supply to a load to be supplied with respect to communication from the power receiving apparatus to the power transmitting apparatus, that is, power supply and transmission to the load It is necessary to consider that a technique for simultaneously executing the above is being studied. Since the technology for transmitting a signal by load modulation without stopping power supply enables transmission by load modulation at any time during the power supply period (without time restrictions), the applicant has stated that “always communication (power supply non-stop communication) ) ".

特許文献1のように、給電が停止される無負荷期間においてのみ負荷変調を行う場合、間欠的な給電停止によって負荷への給電効率が低下するのは否めないが、常時通信によれば、給電は断続的に行われるため、給電効率の低下が生じない。しかし、常時通信を行う場合、給電対象の負荷(電池等)の負荷状態の経時的な変動が、負荷変調によるデータ送信にも直接的に影響を及ぼすため、送電装置側でのデータ復調の精度を確保することがより困難となることは否めない。特許文献1に記載される従来技術(ピーク検出を用いて受電装置からの信号を復調する技術)は、上述のとおり検出精度に限界があり、例えば、上述のような高精度の検出が求められる信号復調には利用することができない。   When the load modulation is performed only during the no-load period in which the power supply is stopped as in Patent Document 1, it cannot be denied that the power supply efficiency to the load is reduced due to the intermittent power supply stop. Since this is performed intermittently, power supply efficiency does not decrease. However, when performing constant communication, the time-dependent fluctuation of the load state of the load to be supplied (battery, etc.) directly affects data transmission by load modulation, so the accuracy of data demodulation on the power transmission device side It cannot be denied that it is more difficult to ensure the above. The conventional technique described in Patent Document 1 (a technique of demodulating a signal from a power receiving apparatus using peak detection) has a limit in detection accuracy as described above, and for example, high-precision detection as described above is required. It cannot be used for signal demodulation.

本発明の少なくとも一つの態様によれば、例えば、1次コイルのコイル端電圧の振幅検出を利用して、受電装置から負荷変調により送信される信号の高精度の復調を実現することができる。また、例えば、受電装置を含む受電装置の取り去りや着地の検出も共通の振幅検出回路を用いて実現することができる。   According to at least one aspect of the present invention, it is possible to realize high-precision demodulation of a signal transmitted from a power receiving apparatus by load modulation using, for example, amplitude detection of a coil end voltage of a primary coil. Further, for example, removal of the power receiving device including the power receiving device and detection of landing can be realized using a common amplitude detection circuit.

(1)本発明の復調回路の一態様は、1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送する無接点電力電送システムの前記送電装置に設けられ、前記受電装置が負荷変調によって送信した信号を復調する復調回路であって、前記1次コイルに接続される共振コンデンサーの一端からの第1信号と、前記共振コンデンサーの他端からの第2信号との差分信号を出力する差動回路と、前記差動回路から出力される前記差分信号の振幅レベルを検出する振幅検出回路と、を含む。   (1) One aspect of the demodulation circuit of the present invention is provided in the power transmission device of a contactless power transmission system that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from the power transmission device to the power reception device. A demodulating circuit for demodulating a signal transmitted by the power receiving device by load modulation, wherein a first signal from one end of a resonant capacitor connected to the primary coil and a second signal from the other end of the resonant capacitor; A differential circuit that outputs a differential signal from the differential circuit, and an amplitude detection circuit that detects an amplitude level of the differential signal output from the differential circuit.

本態様では、1次コイルに接続される共振コンデンサーの両端から2つのコイル端信号(第1信号および第2信号)を取り出し、差動回路(差動増幅器等)によって、差分信号を生成する。その差分信号の振幅レベル(電圧レベル等)を検出することによって、受電装置が負荷変調によって送信した信号を復調する。   In this aspect, two coil end signals (first signal and second signal) are taken out from both ends of the resonant capacitor connected to the primary coil, and a differential signal is generated by a differential circuit (differential amplifier or the like). By detecting the amplitude level (voltage level, etc.) of the difference signal, the signal transmitted by the power receiving apparatus by load modulation is demodulated.

ここで、差動回路の一端に入力される第1信号は、例えば、共振コンデンサーの送電ドライバー側の第1ノードから得られる第1コイル端信号に基づく信号(第1コイル端信号そのものでもよく、第1コイル端信号の電圧レベルを低下させる等して得られる信号であってもよい)であり、同様に、差動回路の他端に入力される第2信号は、共振コンデンサーの1次コイル側の第2ノードから得られる第2コイル端信号に基づく信号である。この場合、第2ノードからは、送電ドライバーから出力される1次コイルの交流駆動信号(方形波)が、ほぼそのままの形で得られ、その信号が第2信号となる。一方、第1ノードからは、共振コンデンサー、1次コイルと2次コイルの漏れインダクタンスや2次コイルのインピーダンス等によって構成される共振回路の共振波形(例えば正弦波)に、1次コイルの駆動信号(方形波)が重畳した波形が得られる。つまり、駆動信号は交流信号であるため、共振コンデンサーを通過して共振波形に重畳されるのであり、共振波形と駆動信号(方形波)との合成波形が第1信号となる。   Here, the first signal input to one end of the differential circuit is, for example, a signal based on the first coil end signal obtained from the first node on the power transmission driver side of the resonant capacitor (the first coil end signal itself may be, Similarly, the second signal input to the other end of the differential circuit is the primary coil of the resonance capacitor. This is a signal based on the second coil end signal obtained from the second node on the side. In this case, the AC drive signal (square wave) of the primary coil output from the power transmission driver is obtained from the second node almost as it is, and the signal becomes the second signal. On the other hand, from the first node, the resonance signal of the resonance circuit (for example, a sine wave) constituted by the resonance capacitor, the leakage inductance of the primary and secondary coils, the impedance of the secondary coil, etc. A waveform in which (square wave) is superimposed is obtained. That is, since the drive signal is an AC signal, it passes through the resonance capacitor and is superimposed on the resonance waveform, and the combined waveform of the resonance waveform and the drive signal (square wave) becomes the first signal.

第1信号と第2信号との差をとると、第1信号と第2信号に共通に含まれる駆動信号(方形波)の成分(同相成分)は相殺されるため、第1信号に含まれる共振波形(例えば正弦波)のみが得られる。この正弦波が差分信号である。この差分信号の振幅は、2次側の負荷変調トランジスターのオン/オフに応じて変動する。その差分信号は、2次側の負荷トランジスターのオン/オフに応じて振幅が変化する振幅変調されたキャリア(通信キャリア)として機能し、その波形自体は、負荷変調トランジスターのオン/オフに影響されない(厳密には、共振波形(正弦波)の位相も、2次側の負荷変調トランジスターのオン/オフに対応して若干変動するが、従来技術のように波形の合成が行われないため、波形の変形は生じないといえる)。   When the difference between the first signal and the second signal is taken, the component (in-phase component) of the drive signal (square wave) that is commonly included in the first signal and the second signal is canceled out, and thus included in the first signal. Only a resonance waveform (for example, a sine wave) is obtained. This sine wave is a differential signal. The amplitude of the differential signal varies according to the on / off state of the secondary side load modulation transistor. The differential signal functions as an amplitude-modulated carrier (communication carrier) whose amplitude changes according to on / off of the load transistor on the secondary side, and the waveform itself is not affected by on / off of the load modulation transistor. (Strictly speaking, the phase of the resonance waveform (sinusoidal wave) also varies slightly according to the on / off state of the load modulation transistor on the secondary side. However, since the waveform is not synthesized as in the prior art, the waveform It can be said that no deformation occurs.)

また、従来問題とされていた、「電源電圧やコイルインダクタンス等のバラツキによってコイル端電圧のレベルにもバラツキが生じることから、比較判定のための基準電圧の最適調整がむずかしい」という問題も、第1信号と第2信号の差の成分(相対成分)のみを取り出す方式では何ら問題とならない。具体的には、例えば、差動回路の前段に直流カットコンデンサーを設けると共に、直流バイアス回路によって、差動回路の入力ノードおよび出力ノードの直流バイアスを独自に設定できるため、1次コイルのコイル端電圧のDCレベルの変動自体は何ら問題とならない。   In addition, a problem that has been regarded as a problem in the past is that it is difficult to optimally adjust the reference voltage for comparison judgment because the coil end voltage level also varies due to variations in power supply voltage, coil inductance, etc. There is no problem with the method of extracting only the difference component (relative component) between the first signal and the second signal. Specifically, for example, a DC cut capacitor is provided in front of the differential circuit, and the DC bias circuit can independently set the DC bias of the input node and the output node of the differential circuit. The fluctuation of the DC level of the voltage itself is not a problem.

また、1次コイルの駆動クロックやコイルの逆起電力に起因するノイズが発生したとしても、そのノイズは第1信号および第2信号の双方に重畳されるため、差動回路がもつ同相成分の相殺作用によって、差動回路から出力される差分信号には影響が生じない。   Even if noise is generated due to the drive clock of the primary coil or the back electromotive force of the coil, the noise is superimposed on both the first signal and the second signal, so that the in-phase component of the differential circuit The canceling action does not affect the differential signal output from the differential circuit.

したがって、本態様によれば、従来問題となっていた問題はすべて解消され、差分信号の振幅のみに着目して確実にH,Lの判定を行えるため、高精度の信号復調が実現される。つまり、振幅検出方式(ピーク検出方式)によって、高精度の信号復調も行えるのであり、本態様の信号復調方式は、上述した常時通信(給電不停止通信)が行われる無接点電力システムにも適用することができる。   Therefore, according to this aspect, all the problems that have been the conventional problems are solved, and the determination of H and L can be made by paying attention only to the amplitude of the difference signal, so that highly accurate signal demodulation is realized. In other words, high-precision signal demodulation can be performed by the amplitude detection method (peak detection method), and the signal demodulation method of this aspect is also applied to the non-contact power system in which the above-described constant communication (power supply non-stop communication) is performed. can do.

また、振幅検出方式は、上述のとおり、受電装置の取り去りや着地の検出にも利用することができ、よって、本態様によれば、一つの復調回路(検出回路)によって、2次側が負荷変調により送信する信号の高精度の復調と、受電装置(あるいは受電装置を含む2次側機器)の取り去りや着地の検出と、の双方を実現することもでき、この場合には、1次側の検出回路の簡素化、回路の占有面積の削減や低消費電力化を実現することができる。また、本態様の復調技術は、一台の1次側機器で電力定格が異なる複数の2次側機器への送電を行うマルチ送電に対応した無接点電力伝送システムの実現に寄与する。   Further, as described above, the amplitude detection method can also be used to detect removal of the power receiving device and detection of landing. Therefore, according to this aspect, the secondary side is load-modulated by one demodulation circuit (detection circuit). Both high-accuracy demodulation of a signal to be transmitted, and removal of a power receiving device (or a secondary device including the power receiving device) and detection of landing can be realized. In this case, the primary side The detection circuit can be simplified, the area occupied by the circuit can be reduced, and the power consumption can be reduced. In addition, the demodulation technique of this aspect contributes to the realization of a non-contact power transmission system that supports multi-power transmission in which power is transmitted to a plurality of secondary devices having different power ratings with one primary device.

(2)本発明の復調回路の他の態様は、前記振幅検出回路はピークホールド回路を有し、前記ピークホールド回路は、前記受電装置の取り去りおよび着地の少なくとも一方の検出にも使用される。   (2) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the amplitude detection circuit includes a peak hold circuit, and the peak hold circuit is also used for detecting at least one of removal of the power receiving device and landing.

本態様では、振幅検出回路として、構成が簡単なピークホールド回路を利用する。そして、そのピークホールド回路を、信号の復調と、受電装置(あるいは受電装置を含む2次側機器)の取り去りおよび着地検の少なくとも一方の検出の双方に利用する。よって、1次側の検出回路の簡素化を図ることができる。   In this embodiment, a peak hold circuit with a simple configuration is used as the amplitude detection circuit. The peak hold circuit is used for both demodulation of the signal and detection of at least one of removal of the power reception device (or the secondary device including the power reception device) and landing detection. Therefore, the primary side detection circuit can be simplified.

(3)本発明の復調回路の他の態様は、前記振幅検出回路は、ピークホールド回路と、前記ピークホールド回路の出力電圧と判定閾値とを比較して、前記差分信号の振幅検出信号を出力する復調用判定回路と、を有する。   (3) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the amplitude detection circuit compares the output voltage of the peak hold circuit with a determination threshold value and outputs an amplitude detection signal of the differential signal. And a demodulation determination circuit.

本態様では、振幅検出回路の構成要素として、ピークホールド回路および復調用判定回路があげられる点が明確化される。すなわち、ピークホールド回路によって、差動回路から出力される差分信号のピーク電圧(振幅値)が検出され、復調用判定回路において、検出されたピーク電圧と判定閾値との比較によって信号が復調される。この信号の復調は、例えば、1次コイルの交流駆動信号(駆動クロック)の1周期毎に実行される。すなわち、本態様における「信号の復調」は、例えば、1次コイルの交流駆動クロック(駆動クロック)に同期したH,Lの2値信号の復調(第1復調処理)である。2次側から送信された1ビットのデータ(“1”または“0”)の復調のためには、さらに、第1復調処理によって得られる、時間軸上で連続する複数の2値信号(H,L)の相関検出(連続性および周期性の検出)を含む第2復調処理が必要である。振幅検出回路は、第1復調処理および第2復調処理の双方を実行することができ、また、第1復調処理だけを実行し、得られた2値信号を、例えば送電側制御部(例えばCPUを含む制御回路)に供給して、“1”または“0”の判定は、送電制御部に委ねることもできる。   In this aspect, it is clarified that the peak hold circuit and the demodulation determination circuit can be cited as the components of the amplitude detection circuit. That is, the peak voltage (amplitude value) of the differential signal output from the differential circuit is detected by the peak hold circuit, and the signal is demodulated by comparing the detected peak voltage with the determination threshold value in the demodulation determination circuit. . The demodulation of this signal is executed, for example, every cycle of the AC drive signal (drive clock) of the primary coil. That is, “signal demodulation” in this aspect is, for example, demodulation of a binary signal of H and L (first demodulation processing) synchronized with an AC drive clock (drive clock) of the primary coil. In order to demodulate 1-bit data (“1” or “0”) transmitted from the secondary side, a plurality of binary signals (H , L) requires a second demodulation process including correlation detection (continuity and periodicity detection). The amplitude detection circuit can execute both the first demodulation process and the second demodulation process, and executes only the first demodulation process. The obtained binary signal is transmitted to, for example, a power transmission side control unit (for example, a CPU). The determination of “1” or “0” can be left to the power transmission control unit.

一例をあげると、例えば、1次コイルのコイル端電圧が2次側の負荷状態に追従して変化するためには所定の期間が必要であることから、2次側が1ビットの通信パケットデータ“1”を送信するときは、例えば、駆動クロックの32周期(32クロック)に相当する期間だけ、負荷変調トランジスターが継続的にオンされる。これによって、駆動クロックと同じ周期をもつ通信キャリア(共振波形である正弦波)の振幅が32周期にわたって増大する。つまり、例えば、1ビットの“1”が2次側から1次側に送信されることは、すなわち、駆動クロックの周期に同期して32個のHが2次側から1次側に送信されることを意味する。   For example, since a predetermined period is required for the coil end voltage of the primary coil to change following the load state on the secondary side, the secondary side has 1-bit communication packet data “ When transmitting 1 ″, for example, the load modulation transistor is continuously turned on for a period corresponding to 32 cycles (32 clocks) of the drive clock. As a result, the amplitude of the communication carrier (sine wave that is a resonance waveform) having the same period as the drive clock increases over 32 periods. That is, for example, 1-bit “1” is transmitted from the secondary side to the primary side, that is, 32 Hs are transmitted from the secondary side to the primary side in synchronization with the cycle of the drive clock. Means that.

本態様の復調回路は、復調用判定回路を用いて駆動クロックの1周期毎にH,Lを判定して、H,Lの2値信号を復調する(第1復調処理)。復調回路が、1ビットのデータも復調する場合には、復調用判定回路の後段に、さらに、相関検出器(例えば、アナログ検出方式が採用される場合にはローパスフィルタであり、デジタル検出方式が採用される場合には、同じ値が所定数連続して出現するかを判定し、かつ同じ値が連続して出現する周期を判定する判定回路等である)を含む出力回路を設ける必要がある(なお、復調回路が、さらに出力回路を含む点は、請求項14(下記の(14))にて明確化される)。   The demodulation circuit of this aspect determines H and L for each cycle of the drive clock using the demodulation determination circuit, and demodulates the binary signal of H and L (first demodulation process). When the demodulation circuit also demodulates 1-bit data, a correlation detector (for example, a low-pass filter when an analog detection method is employed, and a digital detection method) When employed, it is necessary to provide an output circuit including a determination circuit that determines whether a predetermined number of the same value continuously appears and determines a cycle in which the same value continuously appears. (The point that the demodulation circuit further includes an output circuit is clarified in claim 14 ((14) below)).

例えば、本態様の復調用判定回路から出力されるH,Lの2値の復調信号(駆動クロックの周期毎)が、所定数(例えば7回)連続してHとなった場合に、2次側の送信データが“0”から“1”に変化したと判定し、そのHが駆動クロックの32周期を単位として出現する場合には、受信されたデータは通信パケットデータの“1”であると判定され、そのHが駆動クロックの16周期を単位として出現する場合には、通信データは、定期認証用パターン(1次コイルと2次コイルとの間に異物が挿入されたか否かを検出するために定期的に2次側から送信されるパターン信号)の“1”であると判定される。   For example, when the binary demodulated signals of H and L (for each drive clock cycle) output from the demodulation determination circuit of this aspect are continuously H for a predetermined number (for example, 7 times), the secondary When it is determined that the transmission data on the side has changed from “0” to “1” and the H appears in units of 32 periods of the drive clock, the received data is “1” of the communication packet data. If the H appears in units of 16 periods of the drive clock, the communication data detects whether a foreign object has been inserted between the periodic authentication pattern (primary coil and secondary coil). Therefore, it is determined that the pattern signal is “1” periodically transmitted from the secondary side.

このように、本態様における「復調用判定回路」は、例えば、「駆動クロックの1周期毎」に差分信号の振幅を検出する。その後段に「出力回路」が設けられる場合は、その出力回路は、差分信号の振幅を「1ビットの継続期間単位」で検出していることになり、いずれも「差分信号の振幅を検出する点」で共通していることから、第1復調信号(H,Lの2値信号)および第2復調信号(2値データ)は共に、入力信号である「差分信号の振幅検出信号」ということができ(したがって、上記の「出力回路」が振幅検出回路の構成要素ともなり得ることも明かである)、但し、その振幅検出の単位時間が、第1復調処理と第2復調処理とで異なっていることになる。   In this way, the “demodulation determination circuit” in this aspect detects the amplitude of the differential signal, for example, “every cycle of the drive clock”. When an “output circuit” is provided in the subsequent stage, the output circuit detects the amplitude of the differential signal in “one-bit duration unit”, and both detect “the amplitude of the differential signal” The first demodulated signal (H and L binary signal) and the second demodulated signal (binary data) are both referred to as the “amplitude detection signal of the differential signal”, which is an input signal. (Therefore, it is clear that the above “output circuit” can also be a component of the amplitude detection circuit.) However, the unit time of amplitude detection is different between the first demodulation process and the second demodulation process. Will be.

(4)本発明の復調回路の他の態様は、前記振幅検出回路は、少なくとも一つの抵抗とピークホールドコンデンサーとを含む積分回路と、前記差動回路から出力される前記差分信号と前記ピークホールドコンデンサーの電圧とを比較する比較回路と、前記積分回路の出力信号を前記比較回路に帰還させる帰還経路と、前記比較回路の出力ノードと前記積分回路の入力ノードとの間に設けられるスイッチと、を有するピークホールド回路を含み、前記スイッチがオフのときは、前記ピークホールドコンデンサーおよび前記比較回路は、前記差分信号の振幅検出信号を出力する復調用判定回路として動作する。   (4) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the amplitude detection circuit includes an integration circuit including at least one resistor and a peak hold capacitor, the differential signal output from the differential circuit, and the peak hold. A comparison circuit for comparing the voltage of the capacitor; a feedback path for feeding back the output signal of the integration circuit to the comparison circuit; a switch provided between the output node of the comparison circuit and the input node of the integration circuit; When the switch is off, the peak hold capacitor and the comparison circuit operate as a demodulation determination circuit that outputs an amplitude detection signal of the differential signal.

本態様では、ピークホールド回路に含まれる比較回路(およびピークホールドコンデンサー)を、2値データ(H,L)の復調にも利用する。これにより、復調用判定回路を、ピークホールド回路とは別個に設ける必要がなくなり、復調回路のさらなる簡素化が実現される。   In this embodiment, the comparison circuit (and peak hold capacitor) included in the peak hold circuit is also used for demodulating binary data (H, L). This eliminates the need to provide a demodulation determination circuit separately from the peak hold circuit, thereby further simplifying the demodulation circuit.

ピークホールド回路は、基本的には例えば、比較回路の負帰還ループ内にピークホールドコンデンサーを含む時定数回路を設け、負帰還制御によってピークホールドコンデンサーの電圧を比較回路に入力される入力信号のピーク電圧と一致させ、そのピーク電圧を保持する回路であり、必然的に比較回路を含んでいる。そして本態様では、上記のとおり、ピークホールド回路に含まれる比較回路を2値信号の復調にも利用する。そこで、本態様では、ピークホールド回路から復調用判定回路に切り換えるために、スイッチが設けられる。このスイッチは、比較回路の負帰還ループに設けられる。そのスイッチがオフすると、比較回路の負帰還ループがオープンとなって、ピークホールドコンデンサーの電圧を入力信号のピーク電圧に追従させる機能がオフとなり、ピークホールドコンデンサーの電圧が比較回路に供給される回路構成のみが有効となる。このとき、ピークホールドコンデンサーに保持されている電圧を復調用の判定閾値として利用することができれば、その比較回路は、入力される差分信号と判定閾値とを比較して、復調された2値信号(H,L)を出力する復調用判定回路としても利用できることになる。   For example, the peak hold circuit basically includes a time constant circuit including a peak hold capacitor in the negative feedback loop of the comparison circuit, and the voltage of the peak hold capacitor is input to the comparison circuit by negative feedback control. This circuit matches the voltage and holds the peak voltage, and necessarily includes a comparison circuit. In this aspect, as described above, the comparison circuit included in the peak hold circuit is also used for demodulation of the binary signal. Therefore, in this aspect, a switch is provided to switch from the peak hold circuit to the demodulation determination circuit. This switch is provided in the negative feedback loop of the comparison circuit. When the switch is turned off, the negative feedback loop of the comparison circuit is opened, and the function to follow the peak hold capacitor voltage to the peak voltage of the input signal is turned off, and the circuit that supplies the peak hold capacitor voltage to the comparison circuit Only the configuration is valid. At this time, if the voltage held in the peak hold capacitor can be used as a determination threshold value for demodulation, the comparison circuit compares the input differential signal with the determination threshold value and demodulates the binary signal. It can also be used as a demodulation decision circuit that outputs (H, L).

(5)本発明の復調回路の他の態様は、前記受電装置が前記負荷変調を行わない期間である準備期間において、前記スイッチがオン状態とされ、前記ピークホールドコンデンサーにピークホールド電圧が発生し、前記受電装置が送信した信号を復調する期間である復調期間において、前記スイッチがオフ状態とされ、前記復調用判定回路に含まれる前記比較回路によって、判定閾値としての前記ピークホールド電圧と前記差分信号とが比較され、前記比較回路から前記差分信号の振幅検出信号が出力される。   (5) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, in a preparation period in which the power receiving apparatus does not perform the load modulation, the switch is turned on, and a peak hold voltage is generated in the peak hold capacitor. In the demodulation period, which is a period for demodulating the signal transmitted by the power receiving device, the switch is turned off, and the difference between the peak hold voltage as the determination threshold and the difference by the comparison circuit included in the demodulation determination circuit The signal is compared, and an amplitude detection signal of the difference signal is output from the comparison circuit.

上記(4)の復調回路の動作は、判定閾値を取得する準備期間と、準備期間に続く復調期間とに区別される。準備期間は、例えば、2次側が負荷変調による通信を行う前の期間であって、かつ、2次側による負荷変調が行われないことが明かである期間である。例えば、1次側から2次側に通信準備を指示する信号を周波数変調により送信し、その指示を受けた受電装置は、その指示を受けたタイミングから所定期間が経過するまでは負荷変調を行わず、その所定期間が経過した後に負荷変調によるデータ通信を開始する。この場合、送電装置が通信準備を指示したタイミングから所定期間が経過するまでの期間は、(送電装置および受電装置の双方にとって)2次側の負荷変調が実行されないことが明かである期間であり、この期間が準備期間となる。   The operation of the demodulating circuit (4) is classified into a preparation period for obtaining a determination threshold and a demodulation period following the preparation period. The preparation period is, for example, a period before the secondary side performs communication by load modulation, and it is clear that load modulation by the secondary side is not performed. For example, a signal instructing communication preparation from the primary side to the secondary side is transmitted by frequency modulation, and the power receiving apparatus that receives the instruction performs load modulation until a predetermined period elapses from the timing of receiving the instruction. First, data communication by load modulation is started after the predetermined period has elapsed. In this case, the period from when the power transmission apparatus instructs communication preparation until the predetermined period elapses is a period during which it is clear that secondary side load modulation is not performed (for both the power transmission apparatus and the power reception apparatus). This period is the preparation period.

準備期間においては、スイッチがオンされており、ピークホールド回路は、負帰還制御によるピーク追従動作を実行して、ピークホールドコンデンサーに、入力される差分信号のピーク電圧が保持される。上述のとおり、準備期間においては、2次側の負荷変調が行われない。このことは、2次側の負荷変調スイッチがオフした状態が継続していることを意味する。2次側がデータ“1”を送信するときに2次側の負荷変調スイッチがオンし、データ“0”を送信するときに2次側の負荷変調スイッチがオフされるとものとする。この場合、準備期間においては、差動回路から出力される差分信号(正弦波)の振幅は、データ“0”が送信されているときの振幅と同じであり、この振幅値(ピーク値)がピークホールドコンデンサーに保持されたことになる。   In the preparation period, the switch is turned on, and the peak hold circuit performs a peak tracking operation by negative feedback control, and the peak voltage of the input differential signal is held in the peak hold capacitor. As described above, load modulation on the secondary side is not performed in the preparation period. This means that the state where the load modulation switch on the secondary side is turned off continues. It is assumed that when the secondary side transmits data “1”, the secondary side load modulation switch is turned on, and when transmitting data “0”, the secondary side load modulation switch is turned off. In this case, in the preparation period, the amplitude of the differential signal (sine wave) output from the differential circuit is the same as the amplitude when data “0” is transmitted, and the amplitude value (peak value) is It is held by the peak hold capacitor.

上記の所定期間が経過すると、2次側は通信パケットデータの送信を開始する。一方、1次側の復調回路に設けられるピークホールド回路のスイッチは、上記の所定期間の経過時点でオフされて、ピークホールド回路は、復調用判定回路に切り換えられる。比較回路には、上述のとおり、準備期間において取得された、データ“0”に対応する差分信号のピーク電圧が保持されており、そのピーク電圧が、復調用判定閾値として比較回路に供給されている。復調期間が開始されると、2次側から1次側に“0”および“1”が混在したデータが送信される。   When the predetermined period has elapsed, the secondary side starts transmitting communication packet data. On the other hand, the switch of the peak hold circuit provided in the primary-side demodulation circuit is turned off when the predetermined period elapses, and the peak hold circuit is switched to the demodulation determination circuit. As described above, the comparison circuit holds the peak voltage of the differential signal corresponding to the data “0” acquired in the preparation period, and the peak voltage is supplied to the comparison circuit as a demodulation determination threshold value. Yes. When the demodulation period starts, data in which “0” and “1” are mixed is transmitted from the secondary side to the primary side.

比較回路に、データ“0”に対応する振幅をもつ差分信号が入力されるときは、そのピーク電圧は、判定閾値(ピークホールドコンデンサーの電圧)に一致し、よって、比較回路からはL(例えば、比較回路がVDDとGNDとの間で動作する場合、Lレベルは、例えば中点バイアス電圧(VDD/2)である)が出力される。一方、比較回路に、データ“1”に対応する振幅をもつ差分信号が入力されるときは、そのピーク電圧は、判定閾値(ピークホールドコンデンサーの電圧)よりも高い電圧レベルであり、よって、比較回路からはH(例えば、VDD)が出力される。すなわち、比較回路からは、判定結果を示す2値の復調信号(H,L)が得られる。   When a differential signal having an amplitude corresponding to data “0” is input to the comparison circuit, the peak voltage coincides with the determination threshold (the voltage of the peak hold capacitor), and therefore L (for example, from the comparison circuit) When the comparison circuit operates between VDD and GND, the L level is, for example, a midpoint bias voltage (VDD / 2). On the other hand, when a differential signal having an amplitude corresponding to data “1” is input to the comparison circuit, the peak voltage is a voltage level higher than the determination threshold value (the voltage of the peak hold capacitor). H (for example, VDD) is output from the circuit. That is, a binary demodulated signal (H, L) indicating the determination result is obtained from the comparison circuit.

このように、ピークホールド回路に含まれる比較回路(およびピークホールドコンデンサー)を、2値データ(H,L)の復調にも利用することによって、独立した復調用判定回路を、ピークホールド回路の後段に設ける必要がなくなり、復調回路のさらなる簡素化が実現される。   In this way, by using the comparison circuit (and the peak hold capacitor) included in the peak hold circuit also for demodulating binary data (H, L), an independent demodulation determination circuit can be provided after the peak hold circuit. The demodulating circuit can be further simplified.

(6)本発明の復調回路の他の態様は、前記積分回路に含まれる前記少なくとも一つの抵抗として、前記ピークホールドコンデンサーと共に充電時定数回路を構成する第1抵抗と、前記ピークホールドコンデンサーと共に放電時定数回路を構成し、かつ前記第1抵抗の抵抗値よりも高い抵抗値の第2抵抗と、が設けられる。   (6) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, as the at least one resistor included in the integration circuit, a first resistor that forms a charge time constant circuit together with the peak hold capacitor, and a discharge together with the peak hold capacitor A second resistor that constitutes a time constant circuit and has a resistance value higher than the resistance value of the first resistor is provided.

本態様では、上記(4)または(5)の回路構成が採用される場合において、充電抵抗(第1抵抗)と放電抵抗(第2抵抗)を別個に設け、放電抵抗の抵抗値を充電抵抗の抵抗値に比べて十分に高く設定して、スイッチがオフされた後のピークホールドコンデンサーの保持電圧の経時変動(時間経過と共にピークホールドコンデンサーの蓄積電荷が放電抵抗を経由して放電されること)を防止し、復調期間における判定閾値電圧の変動を抑制する。本態様の回路構成は、上記の(4)および(5)に記載される、「ピークホールド回路が負帰還経路の遮断スイッチを有する復調回路」の第1変形例(第1応用例)に相当する。   In this aspect, when the circuit configuration of (4) or (5) is adopted, a charging resistor (first resistor) and a discharging resistor (second resistor) are separately provided, and the resistance value of the discharging resistor is set as the charging resistor. Set to a sufficiently high value compared to the resistance value of the peak hold capacitor after the switch is turned off over time (the accumulated charge of the peak hold capacitor is discharged via the discharge resistor over time) ) And the fluctuation of the determination threshold voltage during the demodulation period is suppressed. The circuit configuration of this aspect corresponds to the first modification example (first application example) of the “demodulation circuit in which the peak hold circuit has a negative feedback path cutoff switch” described in (4) and (5) above. To do.

すなわち、上記(4)および(5)に示される復調回路は、上述のとおり、ピークホールド回路に含まれる比較回路(およびピークホールドコンデンサー)を2値データ(H,L)の復調にも利用する。準備期間においては、ピークホールドコンデンサーの電圧は入力信号のピーク電圧に追従して変化することが要求され(つまり、積分回路の抵抗には、ある程度の充電電流を流す能力が要求され)、その一方、復調期間においては、ピークホールドコンデンサーの電圧は判定閾値として使用されることから、時間経過に関係なく一定に保たれること(つまり、スイッチがオフした後も、ピークホールドコンデンサーには積分回路を構成する抵抗が接続されたままであり、その抵抗およびスイッチを経由してオフリーク電流が流れることになり、そのオフリーク電流を最小化するために、その抵抗の抵抗値をできるだけ大きく設定すること)が要求される。この2つの要求は相反する要求であるため、一つの抵抗を用いた回路設計では、妥協を強いられるのは否めない。   That is, in the demodulation circuits shown in (4) and (5), as described above, the comparison circuit (and peak hold capacitor) included in the peak hold circuit is also used for demodulation of binary data (H, L). . During the preparation period, the voltage of the peak hold capacitor is required to change following the peak voltage of the input signal (that is, the integration circuit resistance is required to allow a certain amount of charge current to flow). During the demodulation period, the voltage of the peak hold capacitor is used as a judgment threshold, so that it remains constant regardless of the passage of time (that is, the integration circuit is not connected to the peak hold capacitor even after the switch is turned off). It is necessary to set the resistance value of the resistor as large as possible in order to minimize the off-leakage current because the constituent resistor remains connected and an off-leakage current flows through the resistor and the switch. Is done. Since these two requirements are contradictory requirements, it cannot be denied that a circuit design using one resistor is forced to compromise.

そこで、本態様では、積分回路において、充電時定数回路用の抵抗(第1抵抗)と放電時定数回路用の抵抗(第2抵抗)を分離し、第1抵抗(充電抵抗)および第2抵抗(放電抵抗)の各々の抵抗値を最適化し、充電特性と放電特性の各々の最適設計を可能とした。   Therefore, in this aspect, in the integrating circuit, the resistor for the charge time constant circuit (first resistor) and the resistor for the discharge time constant circuit (second resistor) are separated, and the first resistor (charge resistor) and the second resistor are separated. The respective resistance values of (discharge resistance) were optimized to enable optimum design of charge characteristics and discharge characteristics.

なお、具体的には、第1抵抗(充電抵抗)および第2抵抗(放電抵抗)は、例えば、比較回路とピークホールドコンデンサーとの間に並列に設けられ、第1抵抗(充電抵抗)には、例えば、比較回路からピークホールド回路に向かう方向を順方向とする整流素子(PN接合ダイオード等)が設けられる。整流素子は、ピークホールドコンデンサーの蓄積電荷の逆流を阻止するため、第1抵抗は、充電電流のみを流す充電抵抗として機能することになる。   Specifically, the first resistor (charging resistor) and the second resistor (discharging resistor) are provided in parallel between the comparison circuit and the peak hold capacitor, for example, and the first resistor (charging resistor) includes For example, a rectifying element (such as a PN junction diode) having a forward direction from the comparison circuit toward the peak hold circuit is provided. Since the rectifier element prevents the backflow of the charge accumulated in the peak hold capacitor, the first resistor functions as a charging resistor that allows only the charging current to flow.

上記(4)および(5)に示される復調回路では、復調用判定閾値は、データ“0”送信時の差分信号(正弦波)のピーク電圧と同じであることから(つまり、入力電圧=判定閾値となり)、データ“0”の送信期間に対応する2値データ“L”の復調(駆動クロック毎の復調)においては、ノイズマージンがほとんどない。したがって、正確な2値判定を担保するためには、準備期間においてピークホールドコンデンサーに保持された判定閾値電圧の電圧レベルを、復調期間においてそのまま維持することが重要である。つまり、放電によって判定閾値の電圧レベルが許容範囲を超えて低下すると、データ“0”に対応する差分信号(正弦波)が入力されたときに、本来なら、比較回路からL(例えば、VDD/2)が出力されるところ、H(例えばVDD)が出力されてしまい、比較回路による誤判定が生じる。誤判定が生じると、H,Lの2値信号の相関検出による1ビットのデータの復調精度が低下する結果となる。   In the demodulation circuits shown in the above (4) and (5), the demodulation determination threshold is the same as the peak voltage of the differential signal (sine wave) at the time of data “0” transmission (that is, input voltage = determination). In the demodulation of the binary data “L” corresponding to the transmission period of the data “0” (demodulation for each drive clock), there is almost no noise margin. Therefore, in order to ensure accurate binary determination, it is important to maintain the voltage level of the determination threshold voltage held in the peak hold capacitor during the preparation period as it is during the demodulation period. In other words, if the voltage level of the determination threshold decreases beyond the allowable range due to discharge, when a differential signal (sine wave) corresponding to data “0” is input, it is normally L (for example, VDD / When 2) is output, H (for example, VDD) is output, and erroneous determination by the comparison circuit occurs. If an erroneous determination occurs, the demodulation accuracy of 1-bit data due to the correlation detection of H and L binary signals is reduced.

本態様によれば、第2抵抗(放電抵抗)の抵抗値を、第1抵抗(充電抵抗)の抵抗値に比べて十分に大きく設定することによって、放電電流を可能な限り小さくすることができる(つまり、実質的に放電を無視できるようになる)ため、復調期間における判定閾値電圧のレベルをほぼ一定に保つことができる。よって、本態様の回路構成は、データの高精度の復調の実現に貢献する。   According to this aspect, the discharge current can be made as small as possible by setting the resistance value of the second resistor (discharge resistor) to be sufficiently larger than the resistance value of the first resistor (charge resistor). (In other words, the discharge can be substantially ignored), so that the level of the determination threshold voltage during the demodulation period can be kept substantially constant. Therefore, the circuit configuration of this aspect contributes to the realization of high-precision demodulation of data.

(7)本発明の復調回路の他の態様は、前記振幅検出回路は、一つの抵抗と第1ピークホールドコンデンサーとを含む積分回路と、前記第1ピークホールドコンデンサーの出力ノードに接続されたバッファ回路と、前記バッファ回路の出力によって充電され、あるいは放電される第2ピークホールドコンデンサーと、前記差動回路から出力される前記差分信号と前記第2ピークホールドコンデンサーの電圧とを比較すると共に、その出力ノードが前記積分回路の入力ノードに接続される比較回路と、前記バッファ回路の出力ノードと前記第2ピークホールドコンデンサーとの間に設けられるスイッチと、を有するピークホールド回路を含み、前記スイッチがオフのときは、前記第2ピークホールドコンデンサーおよび前記比較回路は、前記差分信号の振幅検出信号を出力する復調用判定回路として動作する。   (7) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the amplitude detection circuit includes an integration circuit including one resistor and a first peak hold capacitor, and a buffer connected to an output node of the first peak hold capacitor. Comparing the circuit, the second peak hold capacitor charged or discharged by the output of the buffer circuit, the difference signal output from the differential circuit and the voltage of the second peak hold capacitor; A peak hold circuit comprising: a comparison circuit having an output node connected to an input node of the integration circuit; and a switch provided between the output node of the buffer circuit and the second peak hold capacitor; When it is off, the second peak hold capacitor and the comparison circuit It operates as a demodulation determining circuit for outputting an amplitude detection signal of the signal.

本態様の回路構成は、上記の(4)および(5)に記載される、「ピークホールド回路が負帰還経路の遮断スイッチを有する復調回路」の第2変形例(第2応用例)に相当する。本態様も、上記(6)の復調回路と同様に、準備期間における所望のピーク検出の実現と、復調期間における判定閾値電圧の変動防止とを両立させることを目的とする回路である。   The circuit configuration of this aspect corresponds to the second modification example (second application example) of the “demodulation circuit in which the peak hold circuit has a negative feedback path cutoff switch” described in (4) and (5) above. To do. Similar to the demodulator circuit of (6), this aspect is also a circuit that aims to achieve both desired peak detection in the preparation period and prevention of variation in the determination threshold voltage in the demodulation period.

但し、本態様の回路では、ピークホールドコンデンサーを2個使用する。つまり、準備期間において、入力信号のピーク電圧に相当するピーク検出電圧を、第1ピークホールドコンデンサーおよび第2ピークホールドコンデンサーの各々に発生させる。具体的には、第1ピークホールドコンデンサーにピーク検出電圧(第1ピーク検出電圧)が発生すると、その第1ピークホールドコンデンサーに接続されているバッファ回路(増幅回路)の出力ノードから、そのピーク検出電圧の電圧レベルに対応する(比例する)出力電圧が得られ、そのバッファ回路(増幅回路)の出力電圧によって、第2ピークホールドコンデンサーが充電され、第2ピークホールドコンデンサーにも、入力信号のピーク電圧に相当するピーク検出電圧(第2ピーク検出電圧)が発生する。例えば、第1ピーク検出電圧と第2ピーク検出電圧の各電圧レベルが一致するように、比較回路やバッファ回路(増幅回路)のゲイン、第1および第2のピークホールドコンデンサーの各容量が決定される(但し、これに限定されるものではない)。   However, in the circuit of this embodiment, two peak hold capacitors are used. That is, in the preparation period, a peak detection voltage corresponding to the peak voltage of the input signal is generated in each of the first peak hold capacitor and the second peak hold capacitor. Specifically, when a peak detection voltage (first peak detection voltage) is generated in the first peak hold capacitor, the peak detection is performed from the output node of the buffer circuit (amplifier circuit) connected to the first peak hold capacitor. An output voltage corresponding to (proportional to) the voltage level of the voltage is obtained, the second peak hold capacitor is charged by the output voltage of the buffer circuit (amplifier circuit), and the peak of the input signal is also applied to the second peak hold capacitor. A peak detection voltage (second peak detection voltage) corresponding to the voltage is generated. For example, the gains of the comparison circuit and the buffer circuit (amplifier circuit) and the capacities of the first and second peak hold capacitors are determined so that the voltage levels of the first peak detection voltage and the second peak detection voltage match. (However, it is not limited to this).

また、第2ピークホールドコンデンサーは比較回路の入力ノードの一方に接続されている。増幅回路の出力ノードと第2ピークホールドコンデンサーとを結ぶ負帰還経路には、スイッチが設けられている。ピーク検出の時定数を決める積分回路の抵抗は第1ピークホールドコンデンサーにのみ接続される。復調期間においては、第2ピークホールドコンデンサーの保持電圧が、復調用の判定閾値電圧として、比較回路の一方の入力ノードに供給される。   The second peak hold capacitor is connected to one of the input nodes of the comparison circuit. A switch is provided in the negative feedback path connecting the output node of the amplifier circuit and the second peak hold capacitor. The resistance of the integrating circuit that determines the time constant for peak detection is connected only to the first peak hold capacitor. In the demodulation period, the holding voltage of the second peak hold capacitor is supplied to one input node of the comparison circuit as a determination threshold voltage for demodulation.

本態様の復調回路は、復調期間においてスイッチがオフとなると、第2ピークホールドコンデンサーには抵抗が接続されず、放電経路が完全に遮断され、判定閾値の電圧レベルの経時変動が十分に抑制され、復調用の判定閾値がきわめて安定化するため、十分なデータの復調(検出)感度を実現することができるという利点がある。   In the demodulator circuit of this aspect, when the switch is turned off during the demodulation period, no resistance is connected to the second peak hold capacitor, the discharge path is completely cut off, and the temporal variation of the voltage level of the determination threshold is sufficiently suppressed. Since the determination threshold for demodulation is extremely stabilized, there is an advantage that sufficient data demodulation (detection) sensitivity can be realized.

(8)本発明の復調回路の他の態様は、前記受電装置が前記負荷変調を行わない期間である準備期間において、前記スイッチがオン状態とされ、前記第2ピークホールドコンデンサーにピークホールド電圧が発生し、前記受電装置が送信した信号を復調する期間であるデータ復調期間において、前記スイッチがオフ状態とされ、これによって、前記第1ピークホールドコンデンサーと前記第2ピークホールドコンデンサーとが切り離され、前記復調用判定回路を構成する前記比較回路によって、前記第2ピークホールドコンデンサーの前記ピークホールド電圧と前記差分信号とが比較され、前記比較回路から前記差分信号の振幅検出信号が出力される。   (8) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, in a preparation period in which the power receiving device does not perform the load modulation, the switch is turned on, and a peak hold voltage is applied to the second peak hold capacitor. In the data demodulating period, which is a period for demodulating the signal generated and transmitted by the power receiving device, the switch is turned off, whereby the first peak hold capacitor and the second peak hold capacitor are separated, The comparison circuit constituting the demodulation determination circuit compares the peak hold voltage of the second peak hold capacitor with the difference signal, and outputs an amplitude detection signal of the difference signal from the comparison circuit.

本態様は、上記(7)の復調回路の、準備期間および復調期間における動作を明かとしたものである。すなわち、準備期間においてはスイッチがオンされ、上述のとおり、入力信号(差分信号)のピーク電圧に相当するピーク検出電圧が、第1ピークホールドコンデンサーおよび第2ピークホールドコンデンサーの各々に発生する。つまり、スイッチがオンされてから、ある程度の時間が経過すると、第1ピークホールドコンデンサーおよび第2ピークホールドコンデンサーの各々には、ピーク検出電圧(つまり、データ“0”に対応する振幅をもつ差分信号のピーク電圧)が保持される。   In this aspect, the operation of the demodulation circuit (7) in the preparation period and the demodulation period is clarified. That is, the switch is turned on during the preparation period, and as described above, a peak detection voltage corresponding to the peak voltage of the input signal (difference signal) is generated in each of the first peak hold capacitor and the second peak hold capacitor. That is, after a certain amount of time has elapsed since the switch was turned on, each of the first peak hold capacitor and the second peak hold capacitor has a differential signal having an amplitude corresponding to the data “0”. Is maintained).

次に、復調期間においてスイッチがオフされ、これによって負帰還経路が遮断される。すると、ピークホールド回路はピーク検出機能を失い、第1ピークホールドコンデンサーおよび第2ピークホールドコンデンサーの各々に発生している電圧(つまり、データ“0”に対応する振幅をもつ差分信号のピーク電圧)が固定され、かつ、第2ピークホールドコンデンサーの蓄積電荷の放電経路が完全に遮断される。つまり、第2ピークホールドコンデンサーには積分抵抗が接続されないことから、増幅回路の出力ノードとの接続が遮断されれば、第2ピークホールドコンデンサーの放電経路は完全に遮断されたことになる。よって、第2ピークホールドコンデンサーに発生しているピーク電圧(データ“0”に対応する振幅をもつ差分信号のピーク電圧)は、経時変動がほとんどない、きわめて安定した復調用の判定閾値電圧となり、その判定閾値電圧が比較回路に供給される。   Next, the switch is turned off during the demodulation period, thereby blocking the negative feedback path. Then, the peak hold circuit loses the peak detection function, and the voltage generated in each of the first peak hold capacitor and the second peak hold capacitor (that is, the peak voltage of the differential signal having an amplitude corresponding to data “0”). Is fixed, and the discharge path of the accumulated charge of the second peak hold capacitor is completely cut off. That is, since the integration resistor is not connected to the second peak hold capacitor, the discharge path of the second peak hold capacitor is completely cut off when the connection to the output node of the amplifier circuit is cut off. Therefore, the peak voltage generated in the second peak hold capacitor (the peak voltage of the differential signal having an amplitude corresponding to the data “0”) is an extremely stable determination threshold voltage for demodulation with little variation with time, The determination threshold voltage is supplied to the comparison circuit.

よって、復調期間において、比較回路による高精度の比較判定が実行され、2次側から送信された、1次コイルの交流駆動信号(駆動クロック)毎に送信した複数のH,Lの2値信号(パケット通信データの場合、32個の2値信号)が正確に復調される。よって、得られた2値信号に基づく相関検出も正確に実行され、2次側から送信されたデータ(“1”,“0”)の高精度の復調が実現する。   Therefore, in the demodulation period, high-precision comparison determination is performed by the comparison circuit, and a plurality of binary signals of H and L transmitted for each primary coil AC drive signal (drive clock) transmitted from the secondary side. (In the case of packet communication data, 32 binary signals) are accurately demodulated. Therefore, correlation detection based on the obtained binary signal is also accurately performed, and high-precision demodulation of data (“1”, “0”) transmitted from the secondary side is realized.

(9)本発明の復調回路の他の態様は、前記振幅検出回路は、ピークホールドコンデンサーと、前記ピークホールドコンデンサーの出力ノードの電圧と前記差分信号とを比較する比較回路と、前記比較回路と前記ピークホールドコンデンサーとの間に設けられ、前記比較回路の出力信号に基づいて前記ピークホールドコンデンサーを充電する充電回路と、前記ピークホールドコンデンサーの出力ノードと基準電位との間に設けられ、前記ピークホールドコンデンサーの電荷を前記基準電位に放電させ、かつ、前記放電が、前記比較回路に入力される前記差分信号のピーク電圧に依存しない放電回路と、を有するピークホールド回路を含み、前記比較回路の出力信号が、前記差分信号の振幅検出信号として取り出される。   (9) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the amplitude detection circuit includes a peak hold capacitor, a comparison circuit that compares a voltage at an output node of the peak hold capacitor and the difference signal, and the comparison circuit; A charge circuit provided between the peak hold capacitor and charging the peak hold capacitor based on an output signal of the comparison circuit; and provided between an output node of the peak hold capacitor and a reference potential. A discharge circuit that discharges a charge of a hold capacitor to the reference potential, and the discharge does not depend on a peak voltage of the differential signal input to the comparison circuit, and includes a peak hold circuit, An output signal is extracted as an amplitude detection signal of the difference signal.

本態様の復調回路は、ピークホールド回路を有しており、そのピークホールド回路は、復調用判定回路を兼用し、この点では、上記(4)〜(8)の復調回路と共通する。但し、本態様の復調回路におけるピークホールド回路は、準備期間および復調期間の各々に対応してオン/オフが切り換えられるスイッチを有さず、したがって、ピークホールドコンデンサーの電圧は、常に入力信号のピーク電圧に追従して変動する。但し、本態様では、ピーク追従時定数を大きく設定して、ピーク追従能力を意図的に弱め、ピークホールド回路に発生する「ピーク追従電圧(ピークホールドに至るまでのピーク追従過程で発生する変動する電圧)」を、復調用の判定閾値として使用する。   The demodulator circuit of this aspect has a peak hold circuit, and the peak hold circuit also serves as a demodulation determination circuit, and is common to the demodulator circuits (4) to (8) in this respect. However, the peak hold circuit in the demodulation circuit of this aspect does not have a switch that is turned on / off corresponding to each of the preparation period and the demodulation period, and therefore the voltage of the peak hold capacitor is always the peak of the input signal. Fluctuates following the voltage. However, in this aspect, the peak tracking time constant is set to a large value, the peak tracking capability is intentionally weakened, and the “peak tracking voltage generated in the peak hold circuit (the fluctuation that occurs in the peak tracking process up to the peak hold is changed). Voltage) ”is used as a decision threshold for demodulation.

比較回路を用いた振幅検出に用いられる判定閾値は固定されているというのが一般的であるが、本態様では判定閾値の変動を許容する。つまり、復調用の判定閾値(つまり、ピークホールドコンデンサーに発生するピーク追従電圧)が、入力信号(差分信号)の低い方の第1ピーク電圧(Vpeak1とする)と、高い方の第2ピーク電圧(Vpeak2とする)との間の電圧範囲にとどまっている限り、そのピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧を復調用の判定閾値として用いて、入力信号(差分信号)のH,Lを正確に判定することが可能である(仮に、判定閾値が、第2ピーク電圧Vpeak2と同じであると、比較回路の比較の結果、本来なら、例えばH(例えばVDD)が出力されるところ、VDD/2(ミドル電圧)が出力されてしまい、誤判定となってしまう)。   Generally, the determination threshold value used for amplitude detection using the comparison circuit is fixed, but in this embodiment, the variation of the determination threshold value is allowed. That is, the demodulation determination threshold (that is, the peak follow-up voltage generated in the peak hold capacitor) has a lower first peak voltage (referred to as Vpeak1) of the input signal (difference signal) and a higher second peak voltage. As long as it stays within the voltage range (Vpeak2), the peak follow-up voltage of the peak hold capacitor is used as a demodulation determination threshold, and the input signal (difference signal) H and L are accurately determined. (For example, if the determination threshold is the same as the second peak voltage Vpeak2, the result of comparison by the comparison circuit is that, for example, H (for example, VDD) is output normally, VDD / 2 (middle) Voltage) is output, resulting in an erroneous determination).

このような観点から、本態様では、ピーク追従の時定数を遅く設定し、入力信号のピーク電圧が変化しても、信号の復調が行われる期間では、ピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧がピーク値に到達しないように、ピークホールド回路の追従時定数を設計する。具体的には、例えば、充電時における、単位時間あたりのピークホールドコンデンサーの電圧上昇量(電圧上昇率)が所望の値に設定され、同様に、放電時における単位時間あたりのピークホールドコンデンサーの電圧下降量(電圧下降率)が所望の値に設定され、また、ピークホードコンデンサーの電圧上昇量と電圧下降量とが、ほぼバランスしている(略同一である)という条件が満足されることが好ましい。   From this point of view, in this embodiment, the peak tracking time constant is set to be slow, and the peak tracking voltage of the peak hold capacitor is the peak value during the signal demodulation period even if the peak voltage of the input signal changes. The tracking time constant of the peak hold circuit is designed so as not to reach. Specifically, for example, the voltage increase amount (voltage increase rate) of the peak hold capacitor per unit time during charging is set to a desired value, and similarly, the voltage of the peak hold capacitor per unit time during discharge The amount of decrease (voltage decrease rate) is set to a desired value, and the condition that the amount of voltage increase and the amount of voltage decrease of the peak-hode capacitor are substantially balanced (substantially the same) is satisfied. preferable.

本態様では、ピークホールド回路のピーク追従時定数の精密な設定が必要であり、そこで、ピークホールドコンデンサーを充電する充電回路と、ピークホールドコンデンサーを放電する放電回路と、を別個に設け、充電回路と放電回路の各々の特性を最適に設計する。このとき、放電回路の放電が、比較回路に入力される差分信号のピーク電圧(H,L)に依存する場合には(つまり、Lのときに放電され、Hのときに放電が止まる場合に)は、入力信号のH,Lの出現確率に応じて放電の有無が決定され、単位時間あたりの放電量を正確に設計することができないことから、本態様では、放電が、比較回路に入力される差分信号のピーク電圧に依存しない放電回路とする。   In this aspect, it is necessary to precisely set the peak tracking time constant of the peak hold circuit. Therefore, a charging circuit for charging the peak hold capacitor and a discharge circuit for discharging the peak hold capacitor are separately provided, and the charging circuit And design the characteristics of each discharge circuit optimally. At this time, when the discharge of the discharge circuit depends on the peak voltage (H, L) of the differential signal input to the comparison circuit (that is, when the discharge is at L and the discharge is stopped at H) ) Is determined depending on the probability of occurrence of H and L of the input signal, and the discharge amount per unit time cannot be designed accurately. In this embodiment, the discharge is input to the comparison circuit. The discharge circuit does not depend on the peak voltage of the difference signal.

つまり、ピークホールドコンデンサーの電圧Vを固定した場合に、そのピークホールドコンデンサーから単位時間あたり(例えば、受信データの1ビットが継続する期間である、1次クロックのn周期に相当する時間あたり)の総放電電荷量(Ikとする)が、比較回路に入力される信号のピークレベルに関係なく、一意に特定されるようにするのが好ましい。   That is, when the voltage V of the peak hold capacitor is fixed, per unit time from the peak hold capacitor (for example, per time corresponding to n cycles of the primary clock, which is a period in which one bit of received data continues). It is preferable that the total discharge charge amount (Ik) is uniquely specified regardless of the peak level of the signal input to the comparison circuit.

例えば、1ビットのデータ“0”が受信される期間では、充電回路による充電が止まるようにしておけば、上記の総放電電荷量(Ik)が、1ビットの“0”が受信される期間における総放電電荷量となる。この、1ビットの“0”が受信される期間における総放電電荷量(Ik)を考慮して、放電時定数(例えば、放電抵抗の抵抗値とピークホールドコンデンサーの容量)を適切な値に決定すれば、1ビットの“0”が受信される期間におけるピークホールドコンデンサーの電圧下降率を所望の範囲内に設定することができる。   For example, in a period in which 1-bit data “0” is received, if charging by the charging circuit is stopped, the total discharge charge amount (Ik) is a period in which 1-bit “0” is received. The total discharge charge amount at. The discharge time constant (for example, the resistance value of the discharge resistor and the capacitance of the peak hold capacitor) is determined to be an appropriate value in consideration of the total discharge charge amount (Ik) during the period in which the 1-bit “0” is received. Thus, the voltage drop rate of the peak hold capacitor during the period in which 1-bit “0” is received can be set within a desired range.

同様に、1ビットの“1”が受信される期間における充電回路によるピークホールドコンデンサーの総充電電荷量をIbとすると、(Ib−Ik)が、1ビットの“1”が受信される期間におけるピークホールドコンデンサーの電圧上昇に寄与する電荷量となり、この電荷量を考慮して、充電時定数(例えば、充電抵抗の抵抗値とピークホールドコンデンサーの容量)を適切な値に決定すれば、1ビットの“1”が受信される期間におけるピークホールドコンデンサーの電圧上昇率を所望の範囲内に設定することができ、かつ、その電圧上昇率と、1ビットの“0”が受信される期間における電圧下降率と、をほぼ同じに設定することによって、充電と放電とのバランスをとることができる。   Similarly, when the total charge amount of the peak hold capacitor by the charging circuit in the period in which 1-bit “1” is received is Ib, (Ib−Ik) is in the period in which 1-bit “1” is received. If the charge time constant (for example, the resistance value of the charge resistor and the capacity of the peak hold capacitor) is determined to an appropriate value in consideration of the amount of charge, the amount of charge contributes to the voltage increase of the peak hold capacitor. The voltage increase rate of the peak hold capacitor during the period in which “1” is received can be set within a desired range, and the voltage increase rate and the voltage in the period in which 1 bit “0” is received By setting the descent rate to be approximately the same, it is possible to balance charging and discharging.

本態様の復調回路では、上記(4)〜(8)の復調回路のように、スイッチをオンする準備期間と、スイッチをオンする復調期間とを区別する必要がない。つまり、上記(4)〜(8)の復調回路では、受電装置が、準備期間(負荷変調スイッチをオンしない期間)と変調期間(負荷変調スイッチをオン/オフさせる期間)とを認識する必要があり、同様に、送電装置も準備期間(ピークホールド回路のスイッチをオンする期間)と復調期間(ピークホールド回路のスイッチをオフする期間)とを認識する必要があり、したがって、送電装置と受電装置との間で同期をとる必要があり、このために、例えば、送電装置から受電装置に準備期間指示信号を送信するといった通信が必要となる場合もあった。   In the demodulator circuit of this aspect, unlike the demodulator circuits (4) to (8) above, it is not necessary to distinguish between the preparation period for turning on the switch and the demodulation period for turning on the switch. That is, in the demodulation circuits of (4) to (8), it is necessary for the power receiving apparatus to recognize the preparation period (period in which the load modulation switch is not turned on) and the modulation period (period in which the load modulation switch is turned on / off). Similarly, the power transmission device also needs to recognize the preparation period (period in which the peak hold circuit switch is turned on) and the demodulation period (period in which the peak hold circuit switch is turned off), and thus the power transmission device and the power reception device. Therefore, for example, communication such as transmitting a preparation period instruction signal from the power transmission apparatus to the power reception apparatus may be necessary.

これに対して、本態様の復調回路は、準備期間と復調期間との区別が不要であることから、送電装置と受電装置との同期が不要となり、通信手続きが簡単化されるという利点がある。例えば、通信開始時におけるピークホールドコンデンサーの電圧を所望の範囲に収まるようにしたいような場合には、2次側が、本来の通信データの送信の前に、所定の値をもつ所定ビットのダミーデータを送信するなどして、1次側のピークホールドコンデンサーの電位を調整し、その後に通信データを送信すればよい。通信が開始されると、入力信号である差分信号のH,Lに応じて、1次コイルの駆動クロックの1周期毎に判定閾値が上昇、下降を繰り返し、入力信号のピークに(緩やかに)追従し、同時に、比較回路は、そのピーク追従電圧を判定閾値として用いた比較判定を実行し、そして、比較回路から、振幅判定信号(駆動クロック毎の、H,Lの2値信号:第1復調信号)が取り出されることになる。   On the other hand, since the demodulation circuit of this aspect does not need to distinguish between the preparation period and the demodulation period, there is an advantage that synchronization between the power transmission device and the power reception device is unnecessary, and the communication procedure is simplified. . For example, when it is desired to keep the voltage of the peak hold capacitor at the start of communication within a desired range, the secondary side performs dummy data of a predetermined bit having a predetermined value before transmission of the original communication data. May be transmitted to adjust the potential of the peak hold capacitor on the primary side, and then transmit the communication data. When communication is started, the determination threshold repeatedly rises and falls every cycle of the drive clock of the primary coil according to the difference signal H and L as the input signal, and reaches the peak of the input signal (slowly). At the same time, the comparison circuit performs a comparison determination using the peak tracking voltage as a determination threshold, and the amplitude determination signal (H and L binary signals for each driving clock: first signal) from the comparison circuit. Demodulated signal) is taken out.

また、本態様のピークホールド回路は、入力信号(差分信号)のピークをホールドするという本来の用途にも使用することができる。2次側機器の有無によって、共振回路の共振特性が変化して1次コイルのコイル端電圧のレベル(振幅)が変化する。よって、上述のとおり、ピーク電圧の変化を検出することによって、受電装置の着地や取り去りを検出することができるが、その検出が、例えば、数秒程度、遅れたとしてもほとんど問題はない(2次側機器のバッテリー充電には例えば数十分必要であるとき、数秒着地検出が遅れても、バッテリー充電の充電期間には何ら影響を与えず、同様に、受電装置の取り去り検出が数秒程度遅れたとしても、その間に送電される電力量はわずかであり消費電力の増大の問題はほとんど生じない)。したがって、本態様において、ピークホールド回路のピーク追従時定数を、復調回路の復調性能に適合するように、従来のピークホールド回路に比べて大きく設定したとしても、受電装置(あるいは受電装置を含む2次側機器)の着地検出や取り去り検出における最大許容期間内に各事象の検出ができるのであれば、特に問題は生じない。   Moreover, the peak hold circuit of this aspect can also be used for the original use of holding the peak of the input signal (difference signal). Depending on the presence / absence of the secondary device, the resonance characteristic of the resonance circuit changes, and the level (amplitude) of the coil end voltage of the primary coil changes. Therefore, as described above, it is possible to detect the landing or removal of the power receiving device by detecting the change in the peak voltage, but there is almost no problem even if the detection is delayed by, for example, several seconds (secondary). For example, when it takes several tens of minutes to charge the battery of the side device, even if the landing detection is delayed for several seconds, there is no effect on the charging period of the battery charge, and similarly, the removal detection of the power receiving device is delayed by about several seconds However, the amount of power transmitted in the meantime is small, and the problem of increase in power consumption hardly arises). Therefore, in this aspect, even if the peak tracking time constant of the peak hold circuit is set larger than that of the conventional peak hold circuit so as to match the demodulation performance of the demodulation circuit, the power receiving device (or 2 including the power receiving device). If each event can be detected within the maximum permissible period in the detection of the landing and removal of the (secondary device), no particular problem occurs.

(10)本発明の復調回路の他の態様は、前記充電回路は、直列に接続された整流素子および充電抵抗を有し、前記放電回路は、前記ピークホールドコンデンサーの出力ノードに一端が接続され、周期的にオン状態となって前記ピークホールドコンデンサーの電荷を放電させる放電スイッチと、前記放電スイッチの他端と前記基準電位との間に接続される放電抵抗と、を有する。   (10) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the charging circuit has a rectifying element and a charging resistor connected in series, and the discharging circuit has one end connected to the output node of the peak hold capacitor. A discharge switch that is periodically turned on to discharge the charge of the peak hold capacitor, and a discharge resistor connected between the other end of the discharge switch and the reference potential.

本態様では、放電回路が、放電スイッチと放電抵抗とを含み、放電スイッチが、周期的(つまり、周期性をもって間欠的に)オンされる点を明かとした。上述のとおり、放電回路は、比較回路に入力される差分信号のH,Lには関係なく、ピークホールドコンデンサーの蓄積電荷を放電し、ピークホールドコンデンサーの初期電圧Vが定まれば、単位時間あたりの総放電電荷量が一意に定まる。ここで、放電回路が、常時、ピークホールドコンデンサーの蓄積電荷を放電する場合、無駄に多くの電荷を捨てる傾向が生じて、ピークホールド回路の消費電力が増大する場合もあり得る。   In this aspect, it has been clarified that the discharge circuit includes a discharge switch and a discharge resistor, and the discharge switch is turned on periodically (that is, intermittently with periodicity). As described above, the discharge circuit discharges the accumulated charge of the peak hold capacitor regardless of the difference signal H and L input to the comparison circuit, and once the initial voltage V of the peak hold capacitor is determined, Is determined uniquely. Here, when the discharge circuit always discharges the accumulated charge of the peak hold capacitor, there is a possibility that a lot of charge tends to be discarded, and the power consumption of the peak hold circuit increases.

そこで、本態様では、放電スイッチを設け、その放電スイッチを間欠的にオン/オフさせることにした。オン/オフの周期およびオン時間を適切に設計することによって、放電電荷量を適切な値にすることができ、無駄のない放電が実現する。放電スイッチを周期的にオン/オフさせるためのオン/オフ制御信号は、例えば、差分信号を適切な分周比をもつ分周回路によって分周して得ることができ、本態様の復調回路の設計は容易である。   Therefore, in this embodiment, a discharge switch is provided, and the discharge switch is intermittently turned on / off. By appropriately designing the ON / OFF cycle and the ON time, the discharge charge amount can be set to an appropriate value, and a discharge without waste is realized. The on / off control signal for periodically turning on / off the discharge switch can be obtained, for example, by dividing the difference signal by a frequency dividing circuit having an appropriate frequency dividing ratio. Design is easy.

(11)本発明の復調回路の他の態様は、前記受電装置側から送信される1ビットのデータの継続期間は、前記1次コイルの交流駆動信号のn周期(nは2以上の整数)に相当する期間であり、また、前記受電装置が負荷変調よって2値データを送信するときに、mビット(mは2以上の整数)の同一値の連続が許容され、また、前記ピークホールドコンデンサーに発生する、前記2値データのうちの一方の値に対応するピーク電圧を第1ピークホールド電圧とし、前記2値データのうちの他方の値に対応し、かつ、前記第1ピークホールド電圧よりも高い電圧のピーク電圧を第2ピークホールド電圧とし、前記第1ピークホールド電圧と前記第2ピークホールド電圧との電位差をΔVpeakとした場合に、前記ピークホールドコンデンサーの電圧が、前記ΔVpeakだけ遷移するのに要する時間が、前記1次コイルの交流駆動信号の(m・n)周期に相当する時間以上になるように、前記充電回路の特性および前記放電回路の特性が設定される。   (11) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the duration of 1-bit data transmitted from the power receiving device side is the n period of the AC drive signal of the primary coil (n is an integer of 2 or more) Further, when the power receiving apparatus transmits binary data by load modulation, the same value of m bits (m is an integer of 2 or more) is allowed to continue, and the peak hold capacitor A peak voltage corresponding to one value of the binary data generated at the first value is defined as a first peak hold voltage, corresponds to the other value of the binary data, and from the first peak hold voltage When the peak voltage of the higher voltage is the second peak hold voltage and the potential difference between the first peak hold voltage and the second peak hold voltage is ΔVpeak, the peak hold capacitor Of the charging circuit and the discharge circuit so that the time required for the voltage of the current to transition by ΔVpeak is equal to or longer than the time corresponding to the (m · n) period of the AC drive signal of the primary coil. Characteristics are set.

本態様では、上記の(10),(11)の復調回路におけるピーク追従時定数の設計の一例について規定する。本態様では、例えば、データ復調が開始される時点で、ピークホールドコンデンサーの電圧が、データ“0”に対応する差分信号のピーク値であるVpeak1に維持されており、その状態で、mビット(mは1以上の整数)連続するデータ“1”が受信されて、復調回路によって、mビット連続するデータ“1”を復調する場合を想定する。データ“1”に対応する差分信号のピーク電圧値をVpeak2とし、Vpeak1とVpeak2との電位差をΔVpeakとする。この場合、復調回路に含まれるピークホールド回路のピーク追従機能によって、ピークホールドコンデンサーの電圧は、時間経過と共に、Vpeak1からVpeak2に遷移する。   In the present embodiment, an example of designing the peak tracking time constant in the demodulation circuits (10) and (11) above is defined. In this aspect, for example, at the time when data demodulation is started, the voltage of the peak hold capacitor is maintained at Vpeak1, which is the peak value of the differential signal corresponding to data “0”. It is assumed that m is an integer of 1 or more) continuous data “1” is received, and m bits of continuous data “1” is demodulated by the demodulation circuit. The peak voltage value of the difference signal corresponding to the data “1” is Vpeak2, and the potential difference between Vpeak1 and Vpeak2 is ΔVpeak. In this case, the voltage of the peak hold capacitor transits from Vpeak1 to Vpeak2 over time due to the peak follow function of the peak hold circuit included in the demodulation circuit.

上述のとおり、2次側からの1ビットの送信データが継続する期間は、1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間である。2次側から1次側への通信において、mビットの同一値のデータの連続送信が認められている場合、mビットの同一値の連続データが継続する時間は、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期に相当する期間である。したがって、ピークホールドコンデンサーの電圧(=判定閾値)が、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期に相当する期間内にVpeak2に到達してしまうと、判定閾値が入力されるH信号と同じ電圧レベルになってしまい、mビット連続するデータ“1”の受信期間が終了していないにもかかわらず、それ以降、正確な“1”の復調ができなくなるため、受信エラーが生じる。   As described above, the period in which 1-bit transmission data from the secondary side continues is a period corresponding to n cycles of the drive clock of the primary coil. In the communication from the secondary side to the primary side, when continuous transmission of data of the same value of m bits is permitted, the time that the continuous data of the same value of m bits continues is the time of the drive clock of the primary coil This is a period corresponding to (m · n) period. Therefore, when the voltage of the peak hold capacitor (= determination threshold) reaches Vpeak2 within a period corresponding to the (m · n) cycle of the drive clock of the primary coil, the determination threshold is input to the H signal. Even though the reception period of the data “1” continuous with m bits has not ended, the correct voltage “1” cannot be demodulated thereafter, and a reception error occurs.

したがって、この例では、ピークホールドコンデンサーの電圧(=判定閾値)が、Vpeak1からVpeak2に遷移するために要するピーク追従時間(つまりΔVpeakの遷移に要する時間)が、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期以上に長くなるように設定すれば、mビット連続する“1”を復調している期間内では、ピークホールドコンデンサーの電圧がVpeak2に到達せず、Vpeak1とVpeak2との間に滞留することから、比較回路は、そのピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧を判定閾値として用いて、入力信号のH,Lを正確に判定することができ、したがって、2次側から送信された、mビット連続する“1”を確実に復調できる。   Therefore, in this example, the peak follow-up time required for the voltage of the peak hold capacitor (= determination threshold) to transition from Vpeak1 to Vpeak2 (that is, the time required for the transition of ΔVpeak) is (m N) If set to be longer than the cycle, the voltage of the peak hold capacitor does not reach Vpeak2 and stays between Vpeak1 and Vpeak2 within the period of demodulating “1” that is m bits continuous. Therefore, the comparison circuit can accurately determine the H and L of the input signal by using the peak tracking voltage of the peak hold capacitor as the determination threshold, and therefore, the m bit transmitted from the secondary side. Continuous "1" can be demodulated reliably.

上記の例では、ピークホールドコンデンサーの電圧がVpeak1からVpeak2に向かって追従する場合について説明したが、ピークホールドコンデンサーの電圧がVpeak2からVpeak1に向かって追従する場合も同様である。つまり、データ復調が開始される時点で、ピークホールドコンデンサーの電圧が、データ“1”に対応する差分信号のピーク値であるVpeak2に維持されており、その状態で、mビット(mは1以上の整数)連続するデータ“0”が受信されて、復調回路によって、mビット連続するデータ“0”を復調する場合も同様である。つまり、この場合も、ピークホールドコンデンサーの電圧がΔVpeakだけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期以上になるように、充電回路の特性および放電回路の各々の特性を設定すればよい。   In the above example, the case where the voltage of the peak hold capacitor follows from Vpeak1 to Vpeak2 has been described, but the same applies to the case where the voltage of the peak hold capacitor follows from Vpeak2 to Vpeak1. That is, at the time when data demodulation is started, the voltage of the peak hold capacitor is maintained at Vpeak2, which is the peak value of the differential signal corresponding to the data “1”, and in this state, m bits (m is 1 or more) The same applies to the case where continuous data “0” is received and m bits of continuous data “0” is demodulated by the demodulation circuit. That is, also in this case, each of the characteristics of the charging circuit and the discharging circuit is set so that the time required for the voltage of the peak hold capacitor to change by ΔVpeak is equal to or longer than the (m · n) period of the driving clock of the primary coil. It is sufficient to set the characteristics.

(12)本発明の復調回路の他の態様は、前記受電装置側から送信される1ビットのデータの継続期間は、前記1次コイルの交流駆動信号のn周期(nは2以上の整数)に相当する期間であり、また、前記受電装置が負荷変調よって2値データを送信するときに、mビット(mは2以上の整数)の同一値の連続が許容され、また、前記ピークホールドコンデンサーに発生する、前記2値データのうちの一方の値に対応するピーク電圧を第1ピークホールド電圧とし、前記2値データのうちの他方の値に対応し、かつ、前記第1ピークホールド電圧よりも高い電圧のピーク電圧を第2ピークホールド電圧とし、また、前記第1ピークホールド電圧と前記第2ピークホールド電圧との電位差をΔVPeakとし、また、復調開始時点における前記ピークホールドコンデンサーの電圧と前記第1ピークホールド電圧との電位差と、前記復調開始時点における前記ピークホールドコンデンサーの電圧と前記第2ピークホールド電圧との電位差のうち、いずれか小さい方の電位差を(ΔVpeak/p)(但し、pは2より大きな実数)とした場合に、前記ピークホールドコンデンサーの電圧が、前記(ΔVpeak/p)だけ遷移するのに要する時間が、前記1次コイルの交流駆動信号の(m・n)周期に相当する時間以上になるように、かつ、前記ピークホールドコンデンサーの電圧が、前記2値データのうちの一方の値の1ビットの受信時に、前記1次コイルのn周期に相当する期間において降下する電圧降下量と、前記2値データのうちの他方の値の1ビットの受信時に、前記1次コイルのn周期に相当する期間において上昇する電圧上昇量とがバランスするように、前記充電回路の特性および前記放電回路の特性が設定される。   (12) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the duration of 1-bit data transmitted from the power receiving device side is the n period of the AC drive signal of the primary coil (n is an integer of 2 or more) Further, when the power receiving apparatus transmits binary data by load modulation, the same value of m bits (m is an integer of 2 or more) is allowed to continue, and the peak hold capacitor A peak voltage corresponding to one value of the binary data generated at the first value is defined as a first peak hold voltage, corresponds to the other value of the binary data, and from the first peak hold voltage Is set to a second peak hold voltage, a potential difference between the first peak hold voltage and the second peak hold voltage is ΔVPeak, The smaller of the potential difference between the voltage difference between the voltage of the peak hold capacitor and the first peak hold voltage and the voltage difference between the peak hold capacitor voltage and the second peak hold voltage at the start of the demodulation ( When ΔVpeak / p) (where p is a real number larger than 2), the time required for the voltage of the peak hold capacitor to change by (ΔVpeak / p) is the AC drive signal of the primary coil. Of the primary coil when the voltage of the peak hold capacitor is 1 bit of one value of the binary data. When the amount of voltage drop that falls during a period corresponding to the period and 1 bit of the other value of the binary data is received, the primary coil is received. A voltage increase amount increases in a period corresponding to n cycles of such balance, characteristic properties and the discharge circuit of the charging circuit is set.

上記(11)の態様では、mビット連続するデータ“1”(または“0”)を受信することを前提したが、実際には、復調期間において、mビット連続するデータ“1”およびmビット連続するデータ“0”の双方を検出できることが望ましく、したがって、例えば、復調開始時点においては、ピークホールドコンデンサーの電圧(判定閾値)は、Vpeak1とVpeak2の中点電圧(つまり、(Vpeak1+Vpeak2)/2)付近に設定される場合が多い。Vpeak1とVpeak2の電位差をΔVpeakとし、ピークホールドコンデンサーの電圧(=判定閾値)が中点電圧(Vpeak1+Vpeak2)/2)に設定される場合、判定閾値の、Vpeak1に対する変動マージン(変動許容範囲)およびVpeak2に対する変動マージン(変動許容範囲)は、共に(ΔVpeak/2)である。上記(11)の態様では、判定閾値の変動マージン(変動許容範囲)がΔVpeakに設定されていた。したがって、本態様の上記例では、判定閾値の変動マージン(変動許容範囲)は、上記(11)の場合の1/2になったことになる。   In the above aspect (11), it is assumed that m-bit continuous data “1” (or “0”) is received. However, in actuality, m-bit continuous data “1” and m bits are received in the demodulation period. It is desirable that both continuous data “0” can be detected. Therefore, for example, at the start of demodulation, the voltage (determination threshold) of the peak hold capacitor is the midpoint voltage of Vpeak1 and Vpeak2 (that is, (Vpeak1 + Vpeak2) / 2). ) Is often set near. When the potential difference between Vpeak1 and Vpeak2 is ΔVpeak and the voltage of the peak hold capacitor (= determination threshold) is set to the midpoint voltage (Vpeak1 + Vpeak2) / 2), the variation margin of the determination threshold with respect to Vpeak1 (variable allowable range) and Vpeak2 The fluctuation margin (tolerable fluctuation range) for both is (ΔVpeak / 2). In the above aspect (11), the variation margin (variable allowable range) of the determination threshold is set to ΔVpeak. Therefore, in the above example of this aspect, the variation margin (allowable variation range) of the determination threshold is ½ that in the case of (11) above.

つまり、この例では、ピークホールドコンデンサーの電圧(=判定閾値)が、(ΔVpeak/2)だけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期以上に長くなるように設定すれば、mビット連続する“1”およびmビット連続する“0”のいずれも、適正に受信することができる。   That is, in this example, the time required for the peak hold capacitor voltage (= determination threshold) to change by (ΔVpeak / 2) is longer than the (m · n) period of the drive clock of the primary coil. When set to “1”, both “1” continuous with m bits and “0” continuous with m bits can be properly received.

上記の例では、ピークホールドコンデンサーの電圧(=判定閾値)の初期設定電圧を中点電圧に設定したが、これに限定されるものではない。より一般化すると、復調開始時点におけるピークホールドコンデンサーの電圧とVpeak1との電位差と、復調開始時点におけるピークホールドコンデンサーの電圧とVpeak2との電位差のうち、いずれか小さい方の電位差を(ΔVpeak/p)(但し、pは2より大きな実数)とした場合には、(ΔVpeak/p)が、ピークホールドコンデンサーの電圧の最小の変動許容範囲となる。よって、ピークホールドコンデンサーの電圧が(ΔVpeak/p)だけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期以上になるようにすればよいことになる。   In the above example, the initial setting voltage of the peak hold capacitor voltage (= determination threshold) is set to the midpoint voltage. However, the present invention is not limited to this. More generally, the smaller one of the potential difference between the peak hold capacitor voltage and Vpeak1 at the start of demodulation and the potential difference between the peak hold capacitor voltage and Vpeak2 at the start of demodulation (ΔVpeak / p). When (where p is a real number greater than 2), (ΔVpeak / p) is the minimum allowable fluctuation range of the voltage of the peak hold capacitor. Therefore, the time required for the peak hold capacitor voltage to transition by (ΔVpeak / p) may be set to be equal to or longer than the (m · n) period of the drive clock of the primary coil.

これによって、ピークホールドコンデンサーの充電時の電圧上昇率を示す直線の傾き、または放電時の電圧下降率を示す直線の傾きが決まる。つまり、1ビットのデータが継続する期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)あたりの、ピークホールドコンデンサー電圧の電圧上昇量または電圧降下量が決定される。   As a result, the slope of the straight line indicating the rate of voltage rise during charging of the peak hold capacitor or the slope of the straight line indicating the rate of voltage drop during discharging is determined. That is, the amount of voltage rise or voltage drop of the peak hold capacitor voltage per period during which 1-bit data continues (period corresponding to n cycles of the drive clock of the primary coil) is determined.

次に、1ビットのデータ継続する期間あたりの電圧上昇量と電圧降下量とがバランスする(同じとなる)ように、充電回路と放電回路の各々の回路特性を決定すればよい。つまり、ピークホールドコンデンサーの電圧は、入力信号のピークに追従して変動するため、データ“1”が受信されているときは、ピークホールドコンデンサーの電圧は上昇し、データ“0”が受信されているときは、ピークホールドコンデンサーの電圧は下降する。データ“1”とデータ“0”が交互に受信される場合を想定すると、ピークホールドコンデンサーの電圧は、上昇、下降を繰り返すが、1ビットのデータ期間における電圧上昇量と電圧下降量とが同じならば、ピークホールドコンデンサーの電圧レベルは、それらの1連のデータを受信する前後で変化しない。   Next, the circuit characteristics of the charging circuit and the discharging circuit may be determined so that the amount of voltage increase and the amount of voltage drop per period in which 1-bit data continues are balanced (same). In other words, since the voltage of the peak hold capacitor fluctuates following the peak of the input signal, when data “1” is received, the voltage of the peak hold capacitor rises and data “0” is received. When it is, the voltage of the peak hold capacitor drops. Assuming that data “1” and data “0” are alternately received, the voltage of the peak hold capacitor repeatedly rises and falls, but the voltage rise amount and the voltage fall amount in the 1-bit data period are the same. If so, the voltage level of the peak hold capacitor does not change before and after receiving the series of data.

受信データに含まれる“1”と“0”の出現の割合は、ある程度の長い期間でみれば、ほぼ同じである場合が多く(あるいは、2次側の送信データを意図的に、そのように作成することも可能であり)、したがって、上記のように、1ビットのデータ期間における電圧上昇量と電圧下降量とが同じに設定されているならば、ピークホールドコンデンサーの電圧レベルは、復調期間において、Vpeak1とVpeak2の中間の電圧範囲にとどまっている確率が極めて高く、よって、復調された2値信号の信頼性を確保することができる。仮に、電圧上昇量と電圧降下量のバランスがとれていないときは、データ“1”と“0”が交互に受信された場合でも、判定閾値(つまりピークホールドコンデンサーの電圧)が、時間経過と共にVpeak1またはVpeak2のいずれかの側にシフトしていき、その分だけ変動マージンが減少していき、やがて、ピーク値に到達することになってしまい、その時点で、ピークホールドコンデンサーの電圧を復調用の判定閾値として用いることができなくなる。   In most cases, the occurrence ratio of “1” and “0” included in the received data is almost the same over a long period of time (or the transmission data on the secondary side is intentionally so. Therefore, if the voltage increase amount and the voltage decrease amount in the 1-bit data period are set to be the same as described above, the voltage level of the peak hold capacitor is set to the demodulation period. , The probability of staying in an intermediate voltage range between Vpeak1 and Vpeak2 is extremely high, and thus the reliability of the demodulated binary signal can be ensured. If the amount of voltage rise and the amount of voltage drop are not balanced, even when data “1” and “0” are alternately received, the determination threshold (that is, the voltage of the peak hold capacitor) is changed over time. Shifting to either Vpeak1 or Vpeak2 side, the fluctuation margin decreases accordingly, eventually reaching the peak value, at which point the voltage of the peak hold capacitor is demodulated Cannot be used as the determination threshold.

したがって、上述のとおり、データ“1”を受信する場合の、データ“1”の継続期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)におけるピークホールドコンデンサーの電圧上昇量と、データ“0”を受信する場合の、データ“0”の継続期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)におけるピークホールドコンデンサーの電圧降下量と、がバランスする(ほぼ同じになる)ように、充電回路の特性および放電回路の特性を設定するのが好ましい。   Therefore, as described above, when the data “1” is received, the voltage increase amount of the peak hold capacitor in the duration of the data “1” (a period corresponding to the n period of the driving clock of the primary coil), and the data “ When receiving “0”, the voltage drop amount of the peak hold capacitor in the duration of data “0” (a period corresponding to the n period of the drive clock of the primary coil) is balanced (substantially the same). Further, it is preferable to set the characteristics of the charging circuit and the characteristics of the discharging circuit.

このように、上記の2つの条件を共に満足するように、充電回路の特性および放電回路の特性を設定するのが好ましいということになる。つまり、ピークホールドコンデンサーの電圧(=判定閾値)が、(ΔVpeak/p)を遷移するために必要なピーク追従時間を、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期以上とし、かつ、1ビットの継続期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)におけるピークホールドコンデンサーの電圧(=判定閾値)の電圧上昇量と電圧下降量とがバランスするように(つまり、ほぼ同じ、略同一、あるいは同じとなるように)、充電回路および放電回路の各特性が設定(決定)される。   Thus, it is preferable to set the characteristics of the charging circuit and the discharging circuit so as to satisfy both of the above two conditions. That is, the peak follow-up time required for the peak hold capacitor voltage (= determination threshold) to transition (ΔVpeak / p) is set to be not less than the (m · n) period of the drive clock of the primary coil, and 1 The voltage increase amount and the voltage decrease amount of the voltage (= determination threshold) of the peak hold capacitor in the bit duration (period corresponding to the n period of the drive clock of the primary coil) are balanced (that is, approximately the same, Each characteristic of the charging circuit and the discharging circuit is set (determined) so as to be substantially the same or the same.

(13)本発明の復調回路の他の態様は、前記ピークホールド回路は、前記受電装置を含む受電装置の取り去りおよび着地の少なくとも一方の検出にも使用され、前記取り去りおよび前記着地の少なくとも一方の検出のときに、前記ピークホールド回路に要求されるピーク追従特性を満足するように、前記充電回路の特性および前記放電回路の特性が設定される。   (13) In another aspect of the demodulation circuit of the present invention, the peak hold circuit is also used for detecting at least one of removal and landing of a power receiving device including the power receiving device, and at least one of the removal and landing At the time of detection, the characteristics of the charging circuit and the characteristics of the discharging circuit are set so as to satisfy the peak tracking characteristics required for the peak hold circuit.

上記(11)および(12)の態様では、信号の復調の観点から、許容される「ピーク追従の遅さ」について検討した。本態様では、(11)および(12)の態様の復調回路が、受電装置(あるいは受電装置を含む2次側機器)の取り去りおよび着地の少なくとも一方の検出にも使用される場合には、
受電装置(受電装置を含む2次側機器)の取り去り検出または着地検出に対応できるような、「ピーク追従の速さ」が必要な点を明記した。つまり、本態様では、受電装置(受電装置を含む2次側機器)の取り去り検出または着地検出に対応できる「ピーク追従の速さ」と、信頼性の高い信号の復調のための「ピーク追従の遅さ」の双方を満足するように、充電回路の特性および放電回路の各特性が決定されることになる。
In the above aspects (11) and (12), allowable “delay of peak tracking” was examined from the viewpoint of signal demodulation. In this aspect, when the demodulation circuit according to aspects (11) and (12) is also used for detecting at least one of removal and landing of the power receiving apparatus (or the secondary device including the power receiving apparatus)
Clarified that the “peak tracking speed” is necessary so that it can handle removal detection or landing detection of the power receiving device (secondary equipment including the power receiving device). That is, in this aspect, the “peak tracking speed” that can handle removal detection or landing detection of a power receiving device (secondary device including the power receiving device) and “peak tracking tracking” for reliable signal demodulation. The characteristics of the charging circuit and the characteristics of the discharging circuit are determined so as to satisfy both “slowness”.

(14)本発明の復調回路の他の態様は、前記比較回路から出力される前記差分信号の振幅検出信号の相関を検出する相関検出器を含む出力回路を、さらに有する。   (14) Another aspect of the demodulation circuit of the present invention further includes an output circuit including a correlation detector that detects the correlation of the amplitude detection signal of the differential signal output from the comparison circuit.

上記(3)の態様にて説明したように、「信号の復調」には、1次コイルの交流駆動クロック(駆動クロック)に同期したH,Lの2値信号の復調(第1復調処理)と、第1復調処理によって得られる、時間軸上で連続する複数の2値信号(H,L)の相関検出(例えば、連続性の検出、あるいは、連続性および周期性の双方の検出)による“1”,“0”のデータ復調(第2復調処理)とがある。本発明の復調回路は、第1復調処理のみを行って駆動クロックの1周期毎の振幅検出信号を出力してもよく、また、続いて第2復調処理を実行して、2値信号の相関検出を行って、1ビットのデータが継続する期間(駆動クロックのn周期に相当する期間)毎の振幅検出信号(つまり、復調されたデータ)を出力してもよい。   As described in the above aspect (3), “signal demodulation” includes demodulation of binary signals of H and L synchronized with the AC drive clock (drive clock) of the primary coil (first demodulation process). And correlation detection (for example, detection of continuity or detection of both continuity and periodicity) of a plurality of binary signals (H, L) continuous on the time axis obtained by the first demodulation process. There are “1” and “0” data demodulation (second demodulation processing). The demodulation circuit of the present invention may perform only the first demodulation process and output the amplitude detection signal for each cycle of the drive clock, and subsequently execute the second demodulation process to correlate the binary signals. Detection may be performed to output an amplitude detection signal (that is, demodulated data) for each period in which 1-bit data continues (a period corresponding to n cycles of the drive clock).

本態様では、復調回路が、第1復調処理によって得られたH,Lの2値信号の相関を検出する相関検出器(第2復調処理回路に相当する)を、さらに有することもできる点を明確化した。   In this aspect, the demodulation circuit can further include a correlation detector (corresponding to the second demodulation processing circuit) that detects the correlation between the H and L binary signals obtained by the first demodulation processing. Clarified.

(15)本発明の送電制御装置の一態様は、1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送する無接点電力電送システムの前記送電装置に設けられる、前記送電装置の動作を制御する送電制御装置であって、上記の復調回路と、前記送電装置の動作を制御すると共に、前記復調回路の出力信号が入力される送電側制御部と、を含む。   (15) One aspect of the power transmission control device of the present invention is provided in the power transmission device of a contactless power transmission system that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from the power transmission device to the power reception device. A power transmission control device for controlling the operation of the power transmission device, comprising: the demodulation circuit; and a power transmission side control unit for controlling the operation of the power transmission device and to which an output signal of the demodulation circuit is input. Including.

上述のとおり、本発明の復調回路は、1次コイルに接続されているコンデンサーの両端から得られるコイル端信号の差分を検出するという新規な方式を採用し、同相成分の相殺作用を活用することによって、例えば、受電装置(2次側)が常時通信(給電不停止送信)を実行した場合でも、2次側から送られてくる信号を高精度に復調することができる。また、例えば、ピークホールド回路のような構成が簡単な回路を用いて、2次側から送られてくる信号を高精度に復調することができ、回路規模を抑制することができる。また、例えば、ピークホールド回路の比較回路を復調用判定回路としても利用することによって、回路の専有面積がさらに縮小され、消費電力も削減される。また、例えば、ピークホールド回路を、信号の復調の他、受電装置の取り去り検出や着地検出にも利用することによって、検出回路の統合が促進され、回路の専有面積のさらなる削減、ならびに消費電力のさらなる低減が可能である。   As described above, the demodulation circuit of the present invention employs a novel method of detecting the difference between the coil end signals obtained from both ends of the capacitor connected to the primary coil, and utilizes the in-phase component canceling action. Thus, for example, even when the power receiving device (secondary side) performs constant communication (power supply non-stop transmission), the signal transmitted from the secondary side can be demodulated with high accuracy. Further, for example, a signal transmitted from the secondary side can be demodulated with high accuracy by using a circuit having a simple configuration such as a peak hold circuit, and the circuit scale can be suppressed. Further, for example, by using the comparison circuit of the peak hold circuit as the demodulation determination circuit, the exclusive area of the circuit is further reduced, and the power consumption is also reduced. In addition, for example, by using the peak hold circuit for signal removal, power removal device removal detection and landing detection, integration of the detection circuit is promoted, further reducing the area occupied by the circuit and reducing power consumption. Further reduction is possible.

したがって、このような復調回路が送電制御装置(例えばIC)に搭載されると、送電制御装置の小型化や低消費電力化が実現される。   Therefore, when such a demodulation circuit is mounted on a power transmission control device (for example, an IC), downsizing and low power consumption of the power transmission control device are realized.

(16)本発明の送電装置の一態様は、1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送する無接点電力電送システムの前記送電装置であって、前記1次コイルを交流駆動する駆動部を有する送電部と、上記の送電制御装置と、を有する。   (16) One aspect of the power transmission device of the present invention is the power transmission device of a non-contact power transmission system that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from the power transmission device to the power reception device. A power transmission unit having a drive unit that AC drives the primary coil, and the power transmission control device.

本発明の送電制御装置が搭載される送電装置は、上述した、送電制御装置と同様の効果(省電力および省スペースといった効果)を得ることができる。また、一台の送電装置で、電力定格が異なる複数の2次側機器に送電することができるマルチ送電を実現する場合、送電装置の、特に1次コイルに近い箇所に配置される回路は、ある程度の高い電圧に対する耐性を備えた高耐圧回路(あるいは中耐圧回路)とする必要が生じる場合があり、この場合には、1次コイルから得られる高電圧を、適正なレベルに変換するレベルシフター等も必要となり、回路が大型化する傾向がある。これに対して、本発明の送電装置は、内部回路(特に復調回路を含む通信系回路)が簡素化されており、省電力性および省スペース性に優れている。したがって、マルチ送電に対応した送電装置を実現することも容易となる。   The power transmission device on which the power transmission control device of the present invention is mounted can obtain the same effects as the power transmission control device described above (effects such as power saving and space saving). In addition, when realizing multi-transmission capable of transmitting power to a plurality of secondary devices having different power ratings with a single power transmission device, a circuit disposed in a location close to the primary coil of the power transmission device, In some cases, a high voltage circuit (or medium voltage circuit) having a certain level of resistance against a high voltage may be required. In this case, a level shifter that converts the high voltage obtained from the primary coil to an appropriate level. Etc. are also required, and the circuit tends to be enlarged. On the other hand, the power transmission device of the present invention has a simplified internal circuit (in particular, a communication system circuit including a demodulation circuit), and is excellent in power saving and space saving. Therefore, it is easy to realize a power transmission device that supports multi-power transmission.

(17)本発明の電子機器の一態様は、上記の送電装置と、前記送電装置により駆動される1次コイルと、を含む。   (17) One aspect of the electronic apparatus of the present invention includes the above power transmission device and a primary coil driven by the power transmission device.

本発明の送電装置は小型かつ省電力であるため、1次側の電子機器(例えば、充電台(クレードル))に無理なく搭載することができる。本発明の電子機器も同様に、小型かつ省電力という効果を享受する。また、上述のとおり、マルチ送電に対応した、多機能な1次側電子機器を実現することもできる。   Since the power transmission device of the present invention is small and power-saving, it can be easily mounted on a primary-side electronic device (for example, a charging stand (cradle)). Similarly, the electronic device of the present invention also enjoys the effect of being small and saving power. In addition, as described above, a multifunctional primary electronic device that supports multi-power transmission can be realized.

(18)本発明のデータ復調方法の一態様は、1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送し、前記受電装置が給電対象の負荷に前記電力を供給する無接点電力電送システムの、前記受電装置から負荷変調によって送信されるデータを前記送電装置が復調する復調方法であって、前記受電装置における負荷変調は、前記給電対象の負荷への給電を停止することなく実行され、かつ、前記負荷変調は、前記1次コイルの交流駆動信号に同期して実行され、また、前記受電装置側から送信される1ビットのデータの継続期間は、前記1次コイルの交流駆動信号のn周期(nは2以上の整数)に相当する期間である場合に、前記1次コイルに接続される共振コンデンサーの一端からの第1信号と、前記共振コンデンサーの他端からの第2信号との差分信号を生成し、前記差分信号の振幅を、前記1次コイルの交流駆動信号の1周期毎に検出して、前記差分信号の振幅検出信号を取得し、前記差分信号の振幅検出信号の、前記交流駆動信号のn周期に相当する期間における相関を検出し、前記交流駆動信号のn周期毎に1ビットのデータを復調する。   (18) According to one aspect of the data demodulation method of the present invention, the primary coil and the secondary coil are electromagnetically coupled to transmit power from the power transmission apparatus to the power reception apparatus, and the power reception apparatus transmits the power to the load to be fed. A non-contact power transmission system for supplying power, wherein the power transmission device demodulates data transmitted by load modulation from the power reception device, wherein the load modulation in the power reception device is applied to the load to be fed. The load modulation is performed without stopping power supply, and the load modulation is performed in synchronization with the AC drive signal of the primary coil, and the duration of 1-bit data transmitted from the power receiving device side is: The first signal from one end of the resonant capacitor connected to the primary coil and the resonant core when the period corresponds to n periods (n is an integer of 2 or more) of the AC drive signal of the primary coil. A differential signal with the second signal from the other end of the denser is generated, and the amplitude of the differential signal is detected for each cycle of the AC drive signal of the primary coil to obtain the amplitude detection signal of the differential signal Then, the correlation of the amplitude detection signal of the differential signal in a period corresponding to the n period of the AC drive signal is detected, and 1-bit data is demodulated every n periods of the AC drive signal.

本態様では、受電装置が負荷変調により送信したデータが、送電装置において復調されるまでの手順の一例を明確化した。すなわち、2次側からのデータ送信は、給電対象の負荷への給電を停止することなく実行される(常時通信)。送電装置は、1次コイルに接続されているコンデンサーの両端から得られるコイル端信号の差分を検出するという新規な方式を採用し、同相成分の相殺作用を活用することによって、簡単な回路による高精度の復調を実行する。   In this aspect, an example of the procedure until the data transmitted by the power receiving apparatus by load modulation is demodulated in the power transmitting apparatus has been clarified. That is, data transmission from the secondary side is executed without stopping power supply to the load to be supplied (always communication). The power transmission device adopts a new method of detecting the difference between the coil end signals obtained from both ends of the capacitor connected to the primary coil, and uses a canceling action of the in-phase component to increase the power by a simple circuit. Perform precision demodulation.

まず、第1復調処理によって、1次コイルの駆動クロックの1周期毎に、差動回路から出力される差分信号の振幅情報を検出して、2値(H,L)の振幅検出信号を得る。次に、その2値(H,L)の振幅検出信号に基づく相関検出(第2復調処理)によって、1次コイルの駆動クロックのn周期(1ビットのデータが継続する期間)単位で、差分信号の振幅情報を検出して、復調された1ビットのデータを得る。これによって、受電装置が負荷変調によって送信したデータを、送電装置側で、効率的に、かつ確実に復調することができる。   First, the amplitude information of the differential signal output from the differential circuit is detected for each cycle of the drive clock of the primary coil by the first demodulation process, and a binary (H, L) amplitude detection signal is obtained. . Next, by the correlation detection (second demodulation process) based on the binary (H, L) amplitude detection signal, the difference is made in units of n periods (period in which 1-bit data continues) of the drive clock of the primary coil. The amplitude information of the signal is detected, and demodulated 1-bit data is obtained. As a result, the data transmitted by the power receiving device by load modulation can be demodulated efficiently and reliably on the power transmitting device side.

図1(A)〜図1(C)は、1次コイルのコイル端電圧を共振コンデンサーの一端から取り出す技術(従来技術)を説明するための図1A to 1C are diagrams for explaining a technique (prior art) for extracting a coil end voltage of a primary coil from one end of a resonance capacitor. 図2(A)〜図2(C)は、1次コイルのコイル端電圧を共振コンデンサーの両端から取り出す技術を用いた、本発明の復調回路の第1実施例の構成および回路動作を説明するための図FIGS. 2A to 2C illustrate the configuration and circuit operation of the first embodiment of the demodulation circuit of the present invention using a technique for extracting the coil end voltage of the primary coil from both ends of the resonance capacitor. Illustration for 図3(A),図3(B)は、図2(A)に示される復調回路の復調方法の一例を示す図3A and 3B are diagrams illustrating an example of a demodulation method of the demodulation circuit illustrated in FIG. 図4(A),図4(B)は、無接点電力伝送システムの全体構成例および送電装置と受電装置との間の通信の概要を説明するための図4A and 4B are diagrams for explaining an overall configuration example of a contactless power transmission system and an outline of communication between a power transmission device and a power reception device. 送電装置の具体的な構成の一例を示す図The figure which shows an example of the specific structure of a power transmission apparatus 図6(A)〜図6(C)は、本発明の復調回路の第2実施例(ピークホールド回路内にスイッチを設けて、ピークホールド回路を復調用判定回路に切り換える例)の概要を説明するための図6A to 6C illustrate the outline of a second embodiment of the demodulation circuit according to the present invention (example in which a switch is provided in the peak hold circuit and the peak hold circuit is switched to the demodulation determination circuit). Illustration to do 図7(A)〜図7(C)は、本発明の復調回路の第2実施例の具体的な回路構成および回路動作を説明するための図7A to 7C are diagrams for explaining a specific circuit configuration and circuit operation of the second embodiment of the demodulation circuit of the present invention. 本発明の復調回路の第3実施例(第2実施例についての第1変形例(充電抵抗と放電抵抗とを分離する例))の構成を示す図The figure which shows the structure of 3rd Example (The 1st modification (Example which isolate | separates charging resistance and discharge resistance) about 2nd Example) of the demodulation circuit of this invention. 図9(A)および図9(B)は、本発明の復調回路の第4実施例(第2実施例についての第2変形例(2つのピークホールドコンデンサーを使用する例))の構成を示す図FIGS. 9A and 9B show the configuration of a fourth embodiment of the demodulation circuit of the present invention (second modification of the second embodiment (an example using two peak hold capacitors)). Figure 図9に示される復調回路の動作を示す信号波形図Signal waveform diagram showing operation of demodulation circuit shown in FIG. 図11(A),図11(B)は、本発明の復調回路の第5実施例(ピーク追従電圧を復調用判定閾値として使用する例)の構成および動作原理を説明するための図FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining the configuration and operation principle of the fifth embodiment of the demodulation circuit according to the present invention (an example in which the peak tracking voltage is used as a demodulation determination threshold). 図12(A)〜図12(C)は、図11に示されるピークホールド回路のピーク追従特性の設計例について説明するための図12A to 12C are diagrams for explaining a design example of peak tracking characteristics of the peak hold circuit shown in FIG. 図11に示される第5実施例におけるピークホールド回路の具体的な動作を説明するための信号波形図Signal waveform diagram for explaining the specific operation of the peak hold circuit in the fifth embodiment shown in FIG. 図11に示される第5実施例の復調回路の具体的な動作を説明するための信号波形図Signal waveform diagram for explaining the specific operation of the demodulator circuit of the fifth embodiment shown in FIG. 図15(A)および図15(B)は、第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第1設計例について説明するための図FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining a first preferred design example of peak tracking characteristics of the peak hold circuit in the fifth embodiment. 図16(A)および図16(B)は、第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第2設計例について説明するための図FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining a second preferred design example of the peak tracking characteristic of the peak hold circuit in the fifth embodiment. 第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第3設計例について説明するための図The figure for demonstrating the preferable 3rd design example of the peak tracking characteristic of the peak hold circuit in 5th Example. 第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第4設計例について説明するための図The figure for demonstrating the 4th design example with the preferable peak tracking characteristic of the peak hold circuit in 5th Example. 本発明の復調回路を含む送電装置を搭載する1次側の電子機器(クレードル)および無接点電力電送システムの動作の一例を説明するための図The figure for demonstrating an example of operation | movement of the primary side electronic device (cradle) and the non-contact electric power transmission system which mount the power transmission apparatus containing the demodulation circuit of this invention

次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが、本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are as means for solving the present invention. It is not always essential.

(第1の実施形態)
図1(A)〜図1(C)は、1次コイルのコイル端電圧を共振コンデンサーの一端から取り出す技術(従来技術)を説明するための図である。図1(A)に示されるように、送電部12は、交流駆動信号(駆動クロック)DRCKに基づいて1次コイルL1を交流駆動する。1次コイルL1には共振コンデンサーCP1が接続されている。共振コンデンサーCP1の1次コイルL1側のノードN1からコイル端信号CSGが取り出される。コイル端信号CSGには、送電部12に含まれる送電ドライバー(図1(A)では不図示)から出力される駆動信号DRVと、共振回路の共振波形(例えば正弦波)とが合成された波形が得られる(図1(B),図1(C)参照)。共振回路は、1次コイルと2次コイルとが結合している状態では、共振コンデンサーCP1と、1次コイルL1および2次コイルL2の漏れインダクタンスや2次コイルL1に接続されるインピーダンス等によって構成される。
(First embodiment)
FIG. 1A to FIG. 1C are diagrams for explaining a technique (conventional technique) for extracting a coil end voltage of a primary coil from one end of a resonance capacitor. As shown in FIG. 1A, the power transmission unit 12 AC drives the primary coil L1 based on an AC drive signal (drive clock) DRCK. A resonant capacitor CP1 is connected to the primary coil L1. The coil end signal CSG is taken out from the node N1 on the primary coil L1 side of the resonance capacitor CP1. The coil end signal CSG is a waveform in which a drive signal DRV output from a power transmission driver (not shown in FIG. 1A) included in the power transmission unit 12 and a resonance waveform (for example, a sine wave) of a resonance circuit are combined. (See FIGS. 1B and 1C). In a state where the primary coil and the secondary coil are coupled, the resonance circuit is configured by the resonance capacitor CP1, the leakage inductance of the primary coil L1 and the secondary coil L2, the impedance connected to the secondary coil L1, and the like. Is done.

低負荷時と高負荷時とでは、共振回路の共振特性が変化して共振波形の振幅(および若干の位相)が変化する。したがって、2次側の負荷状態が低負荷状態のときは、コイル端信号CSGは例えば、図1(B)に示されるような波形となり、一方、2次側の負荷状態が高負荷状態となると、端信号CSGは例えば、図1(C)に示されるような波形となる。図1(B)と図1(C)からわかるように、信号振幅(ピーク値)も変化するが、波形自体も変化している。この波形自体の変化は、ピーク検出時のノイズとなり、また、1次コイルL1の交流駆動に伴って発生するノイズも、ピーク検出のS/Nを低下させる要因となる。また、1次コイルや共振コンデンサーCP1は外付け部品であり、それらの外付け部品の特性バラツキや電源電圧のバラツキ等によって、コイル端信号CSGのDCバイアス点が変動し、このことは、ピーク検出用の判定閾値の最適化をむずかしくする。また、2次側が常時通信(給電対象の負荷への給電を止めずに信号を通信すること)を行う場合、給電対象の負荷の状態変動が、通信信号の電圧レベル等に直接的に影響を与える。   When the load is low and when the load is high, the resonance characteristic of the resonance circuit changes and the amplitude (and some phase) of the resonance waveform changes. Therefore, when the load state on the secondary side is a low load state, the coil end signal CSG has a waveform as shown in FIG. 1B, for example, while the load state on the secondary side becomes a high load state. The end signal CSG has a waveform as shown in FIG. As can be seen from FIGS. 1B and 1C, the signal amplitude (peak value) also changes, but the waveform itself also changes. This change in the waveform itself becomes noise at the time of peak detection, and noise generated with the AC drive of the primary coil L1 also causes a decrease in S / N of peak detection. In addition, the primary coil and the resonance capacitor CP1 are external components, and the DC bias point of the coil end signal CSG varies due to variations in characteristics of the external components and variations in the power supply voltage. Make it difficult to optimize the decision threshold. In addition, when the secondary side always communicates (communication of signals without stopping power supply to the load to be fed), the state fluctuation of the load to be fed directly affects the voltage level of the communication signal, etc. give.

よって、2次側が、給電対象の負荷への給電を間欠的に停止し、その停止期間に通信を行う場合に比べて、常時通信によって送信される信号のS/Nが低下する傾向があり、常時通信による信号の復調を、ピーク検出によって高精度に行うことは、従来技術では難しい。   Therefore, compared with the case where the secondary side intermittently stops the power supply to the load to be supplied and performs communication during the stop period, the S / N of the signal transmitted by the constant communication tends to decrease, It is difficult for conventional techniques to perform demodulation of signals by constant communication with high accuracy by peak detection.

(復調回路の回路構成例)
そこで、本実施形態では、差動回路を用いて、2つのコイル端信号の差に基づく差分信号を生成し、その差分信号の振幅を検出するという新規な復調方式(振幅検出方式)を採用する。図2(A)〜図2(C)は、1次コイルのコイル端電圧を共振コンデンサーの両端から取り出す技術を用いた、本発明の復調回路の第1実施例の構成および回路動作を説明するための図である。
(Example of circuit configuration of demodulation circuit)
Therefore, in this embodiment, a new demodulation method (amplitude detection method) is employed in which a differential signal is generated using a differential circuit based on the difference between two coil end signals and the amplitude of the difference signal is detected. . FIGS. 2A to 2C illustrate the configuration and circuit operation of the first embodiment of the demodulation circuit of the present invention using a technique for extracting the coil end voltage of the primary coil from both ends of the resonance capacitor. FIG.

図2(A)に示されるように、本実施形態の復調回路DMは、受電装置(2次側)が負荷変調によって送信した信号を復調する。復調回路DMは、差動回路(ここでは差動増幅回路とする)SAMPと、振幅検出回路AMTと、を有する。振幅検出回路AMTは、ピークホールド回路PHと、復調用判定回路DETと、出力回路QTCと、を有する。出力回路QTCは、相関検出器としてのローパスフィルタ(LPF)3と、レベルシフト回路(LS)5と、を有する。   As shown in FIG. 2A, the demodulation circuit DM of the present embodiment demodulates a signal transmitted by the power receiving apparatus (secondary side) by load modulation. The demodulation circuit DM has a differential circuit (here, a differential amplifier circuit) SAMP and an amplitude detection circuit AMT. The amplitude detection circuit AMT includes a peak hold circuit PH, a demodulation determination circuit DET, and an output circuit QTC. The output circuit QTC has a low-pass filter (LPF) 3 as a correlation detector and a level shift circuit (LS) 5.

また、受電装置(2次側)には、負荷変調部46が設けられている。負荷変調部46は、負荷変調トランジスターTB3と、負荷抵抗RB3と、を有する。負荷抵抗RB3の一端は、2次コイルL2の両端間に接続された抵抗RB1および抵抗RB2の共通接続ノードN3に接続されている。負荷変調トランジスターTB3は、負荷変調制御信号Qmodによって、オン/オフが制御される。1ビットの通信パケットデータ“1”または“0”を送信する期間(1ビットのデータ長)は、例えば、1次コイルの交流駆動信号(駆動クロック)DRCKの32周期に相当する期間(つまり、駆動クロックDRCKの周期をTdrとするとき、32Tdrに相当する期間)であり、2ビット分の時間が変調周期Tmodとなる。   Further, a load modulation unit 46 is provided in the power receiving device (secondary side). The load modulation unit 46 includes a load modulation transistor TB3 and a load resistor RB3. One end of the load resistor RB3 is connected to a common connection node N3 of the resistors RB1 and RB2 connected between both ends of the secondary coil L2. The load modulation transistor TB3 is controlled to be turned on / off by a load modulation control signal Qmod. The period for transmitting 1-bit communication packet data “1” or “0” (1-bit data length) is, for example, a period corresponding to 32 cycles of the AC drive signal (drive clock) DRCK of the primary coil (that is, When the period of the drive clock DRCK is Tdr, this is a period corresponding to 32 Tdr), and the time corresponding to 2 bits is the modulation period Tmod.

1ビットのデータを送信する期間を長くとるのは、負荷変調が開始されてから、1次コイルL1のコイル端電圧の信号レベルが所定レベルだけ変化するまでに、ある程度の遅延時間があることを考慮したからである。また、2次側から送られるデータとしては、通信パケット(通信データ:例えば満充電通知用のセーブフレーム)の他に、異物挿入検出のための定期認証用パターンがある。定期認証とは、2次側から、定期的に所定パターンの信号を送信し、そのパターンを1次側で定期的に受信して検出する処理のことであり、1次側で、定期的に検出されるはずのパターンが検出されないときには、1次コイルL1と2次コイルL2との間に異物が挿入されたと判定することができる。「通信パケットデータ」と「定期認証用パターンデータ」とを区別できるようにするため、定期認証用パターンを構成する1ビットのデータ長は、1次コイルの駆動クロックDRCKの周期をTdrとするとき、16周期(16Tdr)に相当する長さに設定される。   The longer period for transmitting 1-bit data is that there is a certain delay time from the start of load modulation until the signal level of the coil end voltage of the primary coil L1 changes by a predetermined level. This is because of consideration. In addition to communication packets (communication data: for example, a full charge notification save frame), data sent from the secondary side includes a periodic authentication pattern for detecting foreign object insertion. Periodic authentication is a process of periodically transmitting a signal of a predetermined pattern from the secondary side, and periodically receiving and detecting the pattern on the primary side. When the pattern that should be detected is not detected, it can be determined that a foreign object has been inserted between the primary coil L1 and the secondary coil L2. In order to be able to distinguish between “communication packet data” and “periodic authentication pattern data”, the data length of 1 bit constituting the periodic authentication pattern is when the period of the drive clock DRCK of the primary coil is Tdr. , And a length corresponding to 16 periods (16 Tdr).

また、1次コイルL1に接続される共振コンデンサーCP1の、1次コイルL1側のノードをN1とし、送電ドライバーDr2側のノードをN2としたとき、ノードN1から第1コイル端信号が取り出され、ノードN2から第2コイル端信号が取り出される。第1コイル端信号および第2コイル端信号の各々は、通常かなり高い電圧レベルとなっているため、波形モニター回路(図2(A)では不図示)等に含まれる分圧抵抗等によって電圧レベルが低下され、また、例えば、直流カットコンデンサー(図2(A)では不図示)によってDC成分が除去された後、差動回路(差動増幅回路)SAMPの、非反転端子および反転端子に入力される。差動増幅回路SAMPの非反転端子に入力される信号は、1次コイルL1のノードN1からの「第1信号CSG」であり、差動増幅回路SAMPの反転端子に入力される信号は、1次コイルL1のノードN2からの「第2信号DRV」である。   Further, when the node on the primary coil L1 side of the resonant capacitor CP1 connected to the primary coil L1 is N1, and the node on the power transmission driver Dr2 side is N2, the first coil end signal is extracted from the node N1, A second coil end signal is extracted from the node N2. Since each of the first coil end signal and the second coil end signal is usually at a considerably high voltage level, the voltage level is set by a voltage dividing resistor included in a waveform monitor circuit (not shown in FIG. 2A). Further, for example, after the DC component is removed by a DC cut capacitor (not shown in FIG. 2A), it is input to the non-inverting terminal and the inverting terminal of the differential circuit (differential amplifier circuit) SAMP. Is done. The signal input to the non-inverting terminal of the differential amplifier circuit SAMP is the “first signal CSG” from the node N1 of the primary coil L1, and the signal input to the inverting terminal of the differential amplifier circuit SAMP is 1 This is the “second signal DRV” from the node N2 of the next coil L1.

第1信号CSGは、上述のとおり、共振波形と駆動信号(方形波)との合成波形であり、第2信号DRVは、送電ドライバーDr2から出力される駆動信号(方形波)そのものである。   As described above, the first signal CSG is a combined waveform of the resonance waveform and the drive signal (square wave), and the second signal DRV is the drive signal (square wave) itself output from the power transmission driver Dr2.

第1信号CSG(正弦波+DRV)と第2信号(DRV)との差をとると、第1信号と第2信号に共通に含まれる駆動信号DRV(方形波)の成分は、同相成分であることから相殺され、よって、第1信号に含まれていた共振波形(正弦波)のみが取り出される。これが差分信号Aoutである。この差分信号Aoutの振幅は、2次側の負荷変調トランジスターTB3のオン/オフに応じて変動する。その差分信号Aoutは、2次側の負荷トランジスターTB3のオン/オフに応じて振幅が変化する振幅変調されたキャリア(通信キャリア)として機能し、その波形自体は、負荷変調トランジスターTB3のオン/オフに影響されない(厳密には、共振波形(正弦波)の位相も、2次側の負荷変調トランジスターTB3のオン/オフに対応して若干変動するが、従来技術のように波形の合成が行われないため、図1(B),図1(C)にみられるような波形の変形は生じないといえる)。   When the difference between the first signal CSG (sinusoidal wave + DRV) and the second signal (DRV) is taken, the component of the drive signal DRV (square wave) included in both the first signal and the second signal is an in-phase component. Therefore, only the resonance waveform (sine wave) included in the first signal is extracted. This is the difference signal Aout. The amplitude of the difference signal Aout varies according to the on / off state of the secondary side load modulation transistor TB3. The differential signal Aout functions as an amplitude-modulated carrier (communication carrier) whose amplitude changes in accordance with on / off of the load transistor TB3 on the secondary side, and the waveform itself is on / off of the load modulation transistor TB3. (Strictly speaking, the phase of the resonance waveform (sine wave) also varies slightly according to the on / off state of the secondary side load modulation transistor TB3. However, the waveform is synthesized as in the prior art. Therefore, it can be said that the waveform deformation as shown in FIGS. 1B and 1C does not occur).

また、差動増幅は、2つの入力信号の差の成分(相対的な変化のみ)を取り出す方式であり、2つの入力信号の各々のDCレベルがシフトしたとしても、2つの入力信号の各々のシフト量が同じならば、その変動は問題とならない。したがって、従来問題とされていた、「電源電圧やコイルインダクタンス等のバラツキによってコイル端電圧のレベルにもバラツキが生じることから、比較判定のための基準電圧の最適調整がむずかしい」という問題が解消される。具体的には、例えば、差動増幅回路SAMPの前段に直流カットコンデンサーを設けると共に、直流バイアス回路によって、差動増幅回路SAMPの入力ノードおよび出力ノードの直流バイアスを独自に設定する等すれば、1次コイルL1のコイル端電圧のDCレベルを最適化することができる。   Further, differential amplification is a method of extracting a difference component (only relative change) between two input signals. Even if the DC level of each of the two input signals is shifted, each of the two input signals is shifted. If the shift amount is the same, the fluctuation is not a problem. Therefore, the problem of “adjustment of the reference voltage for comparison judgment is difficult because the coil end voltage level also varies due to variations in power supply voltage, coil inductance, etc.,” which has been considered as a problem in the past. The Specifically, for example, if a DC cut capacitor is provided in front of the differential amplifier circuit SAMP and the DC bias circuit sets the DC bias of the input node and output node of the differential amplifier circuit SAMP independently, The DC level of the coil end voltage of the primary coil L1 can be optimized.

また、1次コイルL1の駆動信号やコイルの逆起電力に起因するノイズが発生したとしても、そのノイズは第1信号CSGおよび第2信号DRVの双方に重畳されるため、差動増幅回路SAMPがもつ同相成分の相殺作用によって相殺され、差動増幅回路SAMPから出力される差分信号Aoutには影響が生じない。   Further, even if noise due to the drive signal of the primary coil L1 or the counter electromotive force of the coil is generated, the noise is superimposed on both the first signal CSG and the second signal DRV, so that the differential amplifier circuit SAMP Is canceled by the canceling action of the in-phase component of the differential signal Aout and the difference signal Aout output from the differential amplifier circuit SAMP is not affected.

したがって、図2(A)に示される送電装置側の復調回路DMによれば、従来問題となっていた問題はすべて解消され、差分信号Aoutの振幅のみに着目して確実にH,Lの判定を行える。よって、差分信号Aoutの振幅(ピーク値)に基づいて、高精度の信号復調が実現される。つまり、図2(A)に示される復調回路DMを使用すれば、振幅検出方式(ピーク検出方式)によって高精度の信号復調を行える。よって、図2(A)に示される復調回路DMは、上述した常時通信(給電不停止通信)が行われる無接点電力システムにも適用することができる。   Therefore, according to the demodulation circuit DM on the power transmission device side shown in FIG. 2A, all the problems that have been the conventional problems are solved, and the determination of H and L is made surely only focusing on the amplitude of the difference signal Aout. Can be done. Therefore, highly accurate signal demodulation is realized based on the amplitude (peak value) of the differential signal Aout. That is, if the demodulation circuit DM shown in FIG. 2A is used, highly accurate signal demodulation can be performed by the amplitude detection method (peak detection method). Therefore, the demodulation circuit DM illustrated in FIG. 2A can also be applied to a contactless power system in which the above-described constant communication (power supply non-stop communication) is performed.

差動増幅回路SAMPの後段には、振幅検出回路AMTが設けられている。振幅検出回路AMTは、ピークホールド回路PHと、ピークホールド回路PHの出力信号と判定閾値Vthとを比較して、H,Lの2値の検出信号(第1復調信号DXdmod)を出力する復調用判定回路DETと、出力回路QTCと、を有する。出力回路QTCは、第1復調信号DXdmodの時間軸上での相関を検出する相関検出器として機能するローパスフィルタ(LPF)3と、レベルシフト回路(LS)5とを有する。出力回路QTCから、第2復調信号DQdmodが得られる。この第2復調信号DQdmodが、復調されたデータ(“1”または“0”)である。   An amplitude detection circuit AMT is provided after the differential amplifier circuit SAMP. The amplitude detection circuit AMT compares the output signal of the peak hold circuit PH and the output signal of the peak hold circuit PH with the determination threshold value Vth, and outputs a binary detection signal (first demodulated signal DXdmod) of H and L. A determination circuit DET and an output circuit QTC are included. The output circuit QTC includes a low-pass filter (LPF) 3 that functions as a correlation detector that detects a correlation on the time axis of the first demodulated signal DXdmod, and a level shift circuit (LS) 5. A second demodulated signal DQdmod is obtained from the output circuit QTC. The second demodulated signal DQdmod is demodulated data (“1” or “0”).

すなわち、復調用判定回路DETは、差分信号Aout(その周期は、1次コイルの駆動クロックDRCKの周期Tdrに一致する)のピーク値(振幅値)を1周期毎に検出し、復調用判定回路DETは、差分信号Aoutの1周期毎に、その振幅の大小を、判定閾値Vthを用いて検出して、2値(H,L)の検出信号DXdmod(第1復調信号)を出力する(図2(B)参照)。図2(B)に示すように、受信したデータが“1”,“0”,“1”,“0”と変化する場合であって、その受信したデータが通信パケットデータである場合には、1次コイルの駆動クロックDRCKの32周期毎に、HとLが交互に出現し、その受信したデータが定期認証データである場合には、16周期毎に、HとLが交互に出現する。この段階では、受信されたデータが“1”か“0”かの検出はなされていない。   That is, the demodulation determination circuit DET detects the peak value (amplitude value) of the difference signal Aout (the period of which coincides with the period Tdr of the drive clock DRCK of the primary coil) for each period, and the demodulation determination circuit The DET detects the magnitude of the amplitude for each period of the difference signal Aout using the determination threshold Vth, and outputs a binary (H, L) detection signal DXdmod (first demodulated signal) (FIG. 2 (B)). As shown in FIG. 2B, when the received data changes to “1”, “0”, “1”, “0”, and the received data is communication packet data. H and L appear alternately every 32 cycles of the drive clock DRCK of the primary coil, and when the received data is periodic authentication data, H and L appear alternately every 16 cycles. . At this stage, it is not detected whether the received data is “1” or “0”.

出力回路QTCに含まれる相関検出器としてのローパスフィルタ(LPF)3は、2値(H,L)の検出信号DXdmod(第1復調信号)の時間相関を検出する。つまり、検出信号DXdmod(第1復調信号)のLからHへの変化が、2次側の負荷変調トランジスターTB3のオン/オフに依拠しているのであれば、HまたはLは、単発的ではなく、複数個連続して出現するはずであり(連続性)、その出現の周期は、駆動クロックの32周期あるいは16周期を単位とするはずである(周期性)。検出信号DXdmod(第1復調信号)をローパスフィルタ(LPF)3で積分することによって、例えば、図2(C)に示されるような電圧波形(積分波形)が得られる。図2(C)に示されるように、Hが連続していれば、LPF3の出力電圧レベル(時間平均値)は所定値を超え、Lが連続していれば、LPF3の出力電圧レベル(時間平均値)は所定値を超えることがなく、したがって、データ“1”と“0”の判別が可能である。また、1ビットの“1”あるいは“0”が継続する期間が32クロック相当の時間であるとき、その1ビットは通信パケットデータであり、16クロック相当であるときは、その1ビットが定期認証用パターンデータであると判定することができる。LPF3の出力信号は、レベルシフト回路(LS)5によってレベルダウンされて、ロジック回路に適した電圧レベルに調整された後、出力される。この出力信号が第2復調信号(DQdmod)であり、この第2復調信号DQdmodが、復調されたデータ(“1”または“0”)である。   A low-pass filter (LPF) 3 as a correlation detector included in the output circuit QTC detects a time correlation of a binary (H, L) detection signal DXdmod (first demodulated signal). In other words, if the change of the detection signal DXdmod (first demodulated signal) from L to H depends on the on / off of the load modulation transistor TB3 on the secondary side, H or L is not one-shot. A plurality of times should appear continuously (continuity), and the appearance period should be 32 or 16 periods of the drive clock (periodicity). By integrating the detection signal DXdmod (first demodulated signal) with the low-pass filter (LPF) 3, for example, a voltage waveform (integrated waveform) as shown in FIG. 2C is obtained. As shown in FIG. 2C, if H is continuous, the output voltage level (time average value) of the LPF 3 exceeds a predetermined value, and if L is continuous, the output voltage level (time) of the LPF 3 The average value) does not exceed a predetermined value, and therefore, it is possible to discriminate between data “1” and “0”. In addition, when the duration of 1 bit “1” or “0” is a time corresponding to 32 clocks, the 1 bit is communication packet data, and when 1 bit is equivalent to 16 clocks, the 1 bit is periodically authenticated. It can be determined that the pattern data is for use. The output signal of the LPF 3 is leveled down by the level shift circuit (LS) 5 and adjusted to a voltage level suitable for the logic circuit, and then output. This output signal is the second demodulated signal (DQdmod), and this second demodulated signal DQdmod is demodulated data ("1" or "0").

なお、図2(A)では、相関検出回路(アナログ相関検出器)としてローパスフィルタ(LPF)3を使用しているが、デジタル相関検出器を使用することもできる。デジタル相関検出器は、例えば、2値(H,L)検出信号を一時的に格納するレジスタと、そのレジスタ値を読み出してデータ判定を行う判定回路と、とによって構成することができる。判定回路は、j回(jは2以上の整数、例えばj=7)連続で同じ値が検出されたときにその値を確定し、次に、1ビットの継続時間が、駆動クロックDRCKの32クロックに相当する時間であれば通信パケットデータと判定し、16クロックに相当する時間であれば定期認証用データであると判定する。   In FIG. 2A, the low-pass filter (LPF) 3 is used as the correlation detection circuit (analog correlation detector), but a digital correlation detector can also be used. The digital correlation detector can be constituted by, for example, a register that temporarily stores a binary (H, L) detection signal and a determination circuit that reads the register value and performs data determination. The determination circuit determines the value when the same value is detected continuously j times (j is an integer of 2 or more, for example, j = 7), and then the duration of 1 bit is 32 of the drive clock DRCK. If it is a time corresponding to the clock, it is determined as communication packet data, and if it is a time corresponding to 16 clocks, it is determined that the data is for periodic authentication.

また、図2(A)において、復調されたデータ(“1”、“0”)を出力する出力回路QTCは、必ず設けられるものではない。つまり、復調用判定回路DETから出力される2値(H,L)検出信号(第1復調信号)DXdmodを、例えば、送電側制御部(例えばCPU)に直接的に供給して、受信データ自体の復調は、送電側制御部が実行するようにしてもよい。   In FIG. 2A, the output circuit QTC that outputs demodulated data (“1”, “0”) is not necessarily provided. That is, the binary (H, L) detection signal (first demodulated signal) DXdmod output from the demodulation determination circuit DET is directly supplied to, for example, the power transmission side control unit (for example, CPU), and the received data itself The power transmission side control unit may perform the demodulation.

以上を総括すると、図2(A)の復調用判定回路DETは、駆動クロックの1周期毎に差分信号Aoutの振幅を検出し、その後段に出力回路QTCが設けられる場合には、その出力回路QTCは、差分信号Aoutの振幅を、1ビットの継続期間単位で検出していることになり、いずれも、差分信号の振幅を検出する点で共通している。第1復調信号(H,Lの2値信号)DXdmodおよび第2復調信号(復調データ)DQdmodは共に、復調回路DMの入力信号である差分信号Aoutの振幅検出信号ということができ(したがって、出力回路QTCが、振幅検出回路AMTの構成要素ともなり得ることも明かである)、但し、振幅検出の単位時間が、第1復調処理と第2復調処理とで異なっている、ということになる。   In summary, the demodulation determination circuit DET in FIG. 2A detects the amplitude of the difference signal Aout for each cycle of the drive clock, and when the output circuit QTC is provided in the subsequent stage, the output circuit The QTC detects the amplitude of the difference signal Aout in units of 1-bit duration, and both are common in that the amplitude of the difference signal is detected. Both the first demodulated signal (H and L binary signal) DXdmod and the second demodulated signal (demodulated data) DQdmod can be said to be amplitude detection signals of the differential signal Aout, which is the input signal of the demodulating circuit DM (thus, output) It is clear that the circuit QTC can also be a component of the amplitude detection circuit AMT). However, the unit time of amplitude detection is different between the first demodulation process and the second demodulation process.

また、図2(A)の復調回路DMでは、ピークホールド回路PHと、復調用判定回路DETとが、別個の回路として描かれているが、これは一例(最も基本的な回路構成例)を示すものであり、この例に限定されるものではない。例えば、ピークホールド回路PH内の比較回路を、復調用判定回路としても利用することもできる(この例については後述する)。   Further, in the demodulation circuit DM of FIG. 2A, the peak hold circuit PH and the demodulation determination circuit DET are depicted as separate circuits, but this is an example (the most basic circuit configuration example). It is shown and is not limited to this example. For example, the comparison circuit in the peak hold circuit PH can also be used as a demodulation determination circuit (an example of this will be described later).

また、図2(A)に示される振幅検出回路DMは、受電装置(受電装置を備える2次側機器)の取り去りや着地の検出にも利用することができる(1次コイルと2次コイルとの結合の有無によって共振回路の共振特性が変化し、1次コイルのコイル端電圧の電圧レベルが変動するため)。よって、図2(A)に示される回路構成を採用することによって、一つの復調回路(検出回路)DMによって、2次側が負荷変調により送信する信号の高精度の復調と、受電装置(受電装置が取り付けられた2次側機器)の取り去りや着地の検出と、の双方を実現することもでき、この場合には、1次側の検出回路のさらなる簡素化、さらなる回路の占有面積の削減や低消費電力化を実現することができる。また、図2(A)に示される復調回路DMは、一台の1次側機器で電力定格が異なる複数の受電装置(2次側機器)への送電を行うマルチ送電に対応した無接点電力伝送システムの実現に寄与する。   Further, the amplitude detection circuit DM shown in FIG. 2A can also be used to detect removal of the power receiving device (secondary device including the power receiving device) and landing (primary coil and secondary coil). The resonance characteristics of the resonance circuit change depending on the presence or absence of coupling, and the voltage level of the coil end voltage of the primary coil varies). Therefore, by adopting the circuit configuration shown in FIG. 2 (A), a single demodulation circuit (detection circuit) DM enables high-precision demodulation of a signal transmitted by the secondary side using load modulation, and a power receiving device (power receiving device). Both of the removal of the secondary side device to which the device is attached and the detection of the landing can be realized. In this case, further simplification of the detection circuit on the primary side, further reduction of the occupied area of the circuit, Low power consumption can be realized. Further, the demodulation circuit DM shown in FIG. 2A is a non-contact power corresponding to multi-power transmission that transmits power to a plurality of power receiving devices (secondary devices) having different power ratings in one primary device. Contributes to the realization of transmission systems.

(基本的な復調方法)
図3(A)および図3(B)は、図2(A)に示される復調回路の復調方法の一例を示す図である。図3(A)に示されるように、復調用判定回路DETで使用される判定閾値は、復調の用途によって使い分けされる。第1閾値(Vth1)は、データ判定用閾値であり、第2閾値(Vth2)は、取り去り検出用閾値であり、第3閾値(Vth3)は、着地検出用閾値である。信号の復調時には、振幅検出回路AMTからは、復調されたデータDQdmodが出力され、受電装置(2次側機器)の取り去り検出時には、取り去り検出信号が出力され、受電装置の着地検出時には、着地検出信号が出力される。
(Basic demodulation method)
3A and 3B are diagrams illustrating an example of a demodulation method of the demodulation circuit illustrated in FIG. As shown in FIG. 3A, the determination threshold used in the demodulation determination circuit DET is properly used depending on the purpose of demodulation. The first threshold value (Vth1) is a data determination threshold value, the second threshold value (Vth2) is a removal detection threshold value, and the third threshold value (Vth3) is a landing detection threshold value. At the time of signal demodulation, the demodulated data DQdmod is output from the amplitude detection circuit AMT, and at the time of detection of removal of the power receiving device (secondary device), a removal detection signal is output. A signal is output.

図3(B)に示されるように、差動増幅回路SAMPから出力される差分信号Aoutの、データ“0”受信時(小振幅時)のピーク電圧をVpeak1とし、データ“1”受信時(大振幅時)のピーク電圧をVpeak2としたとき、復調用判定回路DETにて使用される判定閾値Vth1(Vth2,Vth3)は、Vpeak1<Vth1(Vth2,Vth3)<Vpeak2の関係を満たすように設定される。   As shown in FIG. 3B, the peak voltage of the differential signal Aout output from the differential amplifier circuit SAMP when data “0” is received (at the time of small amplitude) is Vpeak1, and when data “1” is received ( When the peak voltage at the time of large amplitude is Vpeak2, the determination threshold value Vth1 (Vth2, Vth3) used in the demodulation determination circuit DET is set so as to satisfy the relationship of Vpeak1 <Vth1 (Vth2, Vth3) <Vpeak2. Is done.

(復調方法のバリエーション)
なお、以上の復調方法は一例であり、本発明で使用される復調方法には種々のバリエーションがある。例えば、ピーク検出回路PHに含まれる比較回路を復調用判定回路DETとしても利用し、ピークホールド回路PHの内部に設けられるスイッチのオフによって、ピークホールド回路PHを、復調用判定回路DETに切り換えて信号を復調する方法(第2実施形態)、第2実施形態の変形・応用例(第3実施形態(充電抵抗と放電抵抗とを別個に設ける例)、第4実施形態(ピークホールドコンデンサーを2個設ける例)、ならびに、ピークホールド回路PHにおけるピーク追従電圧VC1の時定数を最適化した上で、ピーク追従電圧をそのまま復調用の判定閾値として使用する(第5実施形態)等のバリエーションがある。
(Variation of demodulation method)
The above demodulation method is an example, and there are various variations in the demodulation method used in the present invention. For example, the comparison circuit included in the peak detection circuit PH is also used as the demodulation determination circuit DET, and the peak hold circuit PH is switched to the demodulation determination circuit DET by turning off the switch provided in the peak hold circuit PH. Method of demodulating a signal (second embodiment), modification and application example of second embodiment (third embodiment (example in which charging resistance and discharging resistance are provided separately)), fourth embodiment (2 peak hold capacitors) And an example in which the time constant of the peak follow-up voltage VC1 in the peak hold circuit PH is optimized, and the peak follow-up voltage is used as it is as a determination threshold for demodulation (fifth embodiment). .

(無接点電力伝送システムの構成と動作)
次に、図4および図5を用いて、無接点電力伝送システムの構成と通信方式について説明する。図4(A),図4(B)は、無接点電力伝送システムの全体構成例および送電装置と受電装置との間の通信の概要を説明するための図である。図4(A)に示されるように、送電装置10から受電装置40へのデータ通信には周波数変調が用いられ、受電装置40から送電装置10へのデータ通信には負荷変調が使用される。送電装置10において、共振コンデンサーCP1の両端から取り出された第1信号CSGおよび第2信号DRVは、波形モニター回路14を経由して差動回路(差動増幅回路)SAMPに入力される。また、受電装置40は、負荷変調部46の他に、整流部43と、平滑コンデンサーCB1と、給電対象の負荷(例えば2次電池:バッテリー)90への給電(給電電流ILの供給)を制御する給電制御部48と、周波数検出回路60(DRCK再生部61を有する)と、受電側制御部52と、を有する。周波数検出回路60内のDRCK再生部61は、2次コイルL2の両端間に直列に接続されている抵抗RB1と抵抗RB2の共通接続点に含まれる共振成分(正弦波)に基づいて、1次コイルの駆動クロックDRCKを再生する。図4(A)において、再生された駆動クロックは、DRCK(RE)と表記される。受電側制御部52は、再生された駆動クロックDRCK(RE)を基準クロックとして用いて1ビットの継続時間を測定し、その1ビットの継続時間(通信パケット送信の場合には32クロックに相当する時間であり、定期認証パターンデータである場合には16クロックに相当する時間)を単位として、負荷変調トランジスターTB3をオン/オフさせる。上述のとおり、負荷変調トランジスターTB3がオンしている期間にデータ“1”が送信され、オフしている期間にデータ“0”が送信される。なお、“1”と“0”は、負荷変調トランジスターTB3のオン/オフによって変化する1次コイルL1のコイル端電圧に対する意味付けであり、上記の“1”と“0”を入れ替えることもできる。
(Configuration and operation of contactless power transmission system)
Next, the configuration and communication method of the contactless power transmission system will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams for explaining an overall configuration example of a contactless power transmission system and an outline of communication between a power transmission device and a power reception device. As illustrated in FIG. 4A, frequency modulation is used for data communication from the power transmission device 10 to the power reception device 40, and load modulation is used for data communication from the power reception device 40 to the power transmission device 10. In the power transmission device 10, the first signal CSG and the second signal DRV extracted from both ends of the resonance capacitor CP <b> 1 are input to the differential circuit (differential amplifier circuit) SAMP via the waveform monitor circuit 14. In addition to the load modulation unit 46, the power receiving device 40 controls power supply (supply of the supply current IL) to the rectification unit 43, the smoothing capacitor CB1, and a load (for example, secondary battery: battery) 90 to be supplied. Power supply control unit 48, frequency detection circuit 60 (having DRCK regeneration unit 61), and power reception side control unit 52. The DRCK reproducing unit 61 in the frequency detection circuit 60 is based on a resonance component (sine wave) included in a common connection point of the resistors RB1 and RB2 connected in series between both ends of the secondary coil L2. The drive clock DRCK of the coil is reproduced. In FIG. 4A, the regenerated drive clock is denoted as DRCK (RE). The power receiving side control unit 52 measures the 1-bit duration using the reproduced drive clock DRCK (RE) as a reference clock, and corresponds to the 1-bit duration (32 clocks in the case of communication packet transmission). The load modulation transistor TB3 is turned on / off in units of time (a time corresponding to 16 clocks in the case of periodic authentication pattern data). As described above, data “1” is transmitted while the load modulation transistor TB3 is on, and data “0” is transmitted when the load modulation transistor TB3 is off. Note that “1” and “0” are meanings for the coil end voltage of the primary coil L1 that changes depending on on / off of the load modulation transistor TB3, and the above “1” and “0” can be interchanged. .

図4(B)に、通信パケットデータの送信例および受信例が示される。負荷変調の周期Tmodは、2ビットの送信期間(2ビットの継続期間)に相当する。負荷変調トランジスターTB3のオン/オフは、駆動クロックの32個分に相当する時間(これが1ビットの継続期間となる)毎に切り換えられ、これによって、受電装置40から“0”と“1”が交互に送信される。送電装置10内に設けられる差動増幅回路SAMPから出力される差分信号(正弦波)Aoutは、1次コイルの駆動クロックDRCKに同期して出力される。つまり、1ビットの継続期間中に、32周期分の差分信号Aoutが出力される。差分信号Aoutの振幅は、負荷変調トランジスターTB3のオン/オフに対応して増減する。つまり、差分信号Aoutは、振幅変調された通信キャリアとしての役割を果たす。   FIG. 4B shows an example of transmission and reception of communication packet data. The load modulation period Tmod corresponds to a 2-bit transmission period (2-bit duration). The load modulation transistor TB3 is turned on / off every time corresponding to 32 drive clocks (this is a 1-bit duration), whereby “0” and “1” are received from the power receiving device 40. It is transmitted alternately. The differential signal (sine wave) Aout output from the differential amplifier circuit SAMP provided in the power transmission device 10 is output in synchronization with the drive clock DRCK of the primary coil. That is, during the 1-bit duration, the difference signal Aout for 32 cycles is output. The amplitude of the difference signal Aout increases or decreases in accordance with the on / off state of the load modulation transistor TB3. That is, the differential signal Aout serves as an amplitude-modulated communication carrier.

(送電装置の構成)
図5は、送電装置の具体的な構成の一例を示す図である。送電部12は、電源回路101(電源部103と平滑コンデンサー105とを有する)と、送電ドライバーDR1(NMOSトランジスターM1,M2により構成される)と、送電ドライバーDR2(NMOSトランジスターM3,M4により構成される)と、を有する。CZ1〜CZ4は、スイッチング効率を上げるためのゼロボルトスイッチコンデンサーである。NMOSトランジスターM1〜M4の各々は、駆動制御回路107から出力されるオン/オフ駆動制御信号TG1〜TG4によって制御される。駆動制御回路107の動作は、送電側制御部(送電側制御回路)22によって制御される。
(Configuration of power transmission device)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the power transmission device. The power transmission unit 12 includes a power supply circuit 101 (having a power supply unit 103 and a smoothing capacitor 105), a power transmission driver DR1 (configured by NMOS transistors M1 and M2), and a power transmission driver DR2 (NMOS transistors M3 and M4). And). CZ1 to CZ4 are zero volt switch capacitors for increasing the switching efficiency. Each of the NMOS transistors M1 to M4 is controlled by on / off drive control signals TG1 to TG4 output from the drive control circuit 107. The operation of the drive control circuit 107 is controlled by the power transmission side control unit (power transmission side control circuit) 22.

波形モニター回路14は、直流カットコンデンサー111aおよび111bと、抵抗RXaおよびRXbとを有する。送電制御装置20は、例えば、一つのIC(集積回路装置)によって構成される。送電制御装置20は、本発明の復調回路DMと、送電装置10の全体の動作を制御する送電側制御部22と、を有する。   The waveform monitor circuit 14 includes DC cut capacitors 111a and 111b and resistors RXa and RXb. The power transmission control device 20 is configured by, for example, one IC (integrated circuit device). The power transmission control device 20 includes the demodulation circuit DM of the present invention and a power transmission side control unit 22 that controls the overall operation of the power transmission device 10.

復調回路DMに含まれる差動回路(差動増幅回路)SAMP(参照符号15)は、オペアンプAMP1と、帰還抵抗RYaと、出力抵抗Rybと、ハイパスフィルターを構成するコンデンサー113a,113bと抵抗Rycと、差動増幅回路SAMP(15)の直流バイアス電圧を設定する電圧源Vrefと、を有する。差動増幅回路SAMP(15)の出力にハイパスフィルターを設けるのは、オペアンプAMP1の出力信号に重畳されるノイズを、反転端子にも帰還させるためである。例えば、オペアンプAMP1の内部回路の動作によって瞬時的なノイズが発生し、そのノイズがオペアンプAMP1の出力信号に重畳された場合、そのノイズは,帰還抵抗Ryaを経由して非反転端子に帰還され、同様に、ハイパスフィルターを経由して反転端子にも帰還される。よって、差動増幅回路SAMP(15)がもつ同相ノイズ相殺作用によって、ノイズが除去される。よって、差動増幅回路SAMP(15)からは、負荷変調トランジスターTB3のオン/オフに対応する振幅をもつ、S/Nが良好な差分信号Aoutが出力される。   A differential circuit (differential amplifier circuit) SAMP (reference numeral 15) included in the demodulation circuit DM includes an operational amplifier AMP1, a feedback resistor RYA, an output resistor Ryb, capacitors 113a and 113b and a resistor Ryc constituting a high-pass filter. And a voltage source Vref for setting a DC bias voltage of the differential amplifier circuit SAMP (15). The reason why the high-pass filter is provided at the output of the differential amplifier circuit SAMP (15) is to feed back the noise superimposed on the output signal of the operational amplifier AMP1 to the inverting terminal. For example, when an instantaneous noise is generated by the operation of the internal circuit of the operational amplifier AMP1, and the noise is superimposed on the output signal of the operational amplifier AMP1, the noise is fed back to the non-inverting terminal via the feedback resistor Rya, Similarly, it is fed back to the inverting terminal via a high pass filter. Therefore, noise is removed by the common-mode noise canceling action of the differential amplifier circuit SAMP (15). Therefore, the differential amplifier circuit SAMP (15) outputs a differential signal Aout having a good S / N with an amplitude corresponding to on / off of the load modulation transistor TB3.

復調回路DMに含まれる振幅検出回路AMTには、上述のとおり、ピークホールド回路PHと、復調用判定回路DETと、が含まれる。例えば、ピークホールド回路PHのピーク追従電圧(あるいはピークホールド電圧)Vpeak、および、第2復調信号(復調されたデータ)DQdmod等は、送電側制御部22に供給される。送電側制御部22は、受信されたデータ等を解釈し、その解釈に基づいて送電装置10の動作を制御する。   As described above, the amplitude detection circuit AMT included in the demodulation circuit DM includes the peak hold circuit PH and the demodulation determination circuit DET. For example, the peak follow-up voltage (or peak hold voltage) Vpeak of the peak hold circuit PH, the second demodulated signal (demodulated data) DQdmod, and the like are supplied to the power transmission side control unit 22. The power transmission side control unit 22 interprets the received data and the like, and controls the operation of the power transmission device 10 based on the interpretation.

(第2実施形態)
本実施形態では、ピークホールド回路PHに含まれる比較回路(およびピークホールドコンデンサー)を、2値検出信号(H,L)の復調にも利用する。これによって、復調用判定回路DETを、ピークホールド回路PHとは別個に設ける必要がなくなり、復調回路DMのさらなる簡素化が実現される。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the comparison circuit (and peak hold capacitor) included in the peak hold circuit PH is also used for demodulation of the binary detection signal (H, L). This eliminates the need to provide the demodulation determination circuit DET separately from the peak hold circuit PH, thereby further simplifying the demodulation circuit DM.

図6(A)〜図6(C)は、本発明の復調回路の第2実施例(ピークホールド回路内にスイッチを設けて、ピークホールド回路を復調用判定回路に切り換える例)の概要を説明するための図である。図6(A)は、準備期間における振幅検出回路DMの動作を説明するための図であり、図6(B)は、復調期間における振幅検出回路DMの動作を説明するための図であり、図6(C)は、差分信号Aoutの2つのピーク値(Vpeak1およびVpeak2)と、復調用判定閾値(Vth1)との関係を説明するための図である。   6A to 6C illustrate the outline of a second embodiment of the demodulation circuit according to the present invention (example in which a switch is provided in the peak hold circuit and the peak hold circuit is switched to the demodulation determination circuit). It is a figure for doing. 6A is a diagram for explaining the operation of the amplitude detection circuit DM in the preparation period, and FIG. 6B is a diagram for explaining the operation of the amplitude detection circuit DM in the demodulation period. FIG. 6C is a diagram for explaining the relationship between the two peak values (Vpeak1 and Vpeak2) of the difference signal Aout and the determination threshold for demodulation (Vth1).

ピークホールド回路PHは、基本的には例えば、図6(A)に示されるように、比較回路COMの負帰還ループ内に、ピークホールドコンデンサーC1と抵抗(積分抵抗)R1を含む積分回路(時定数回路)2を設け、負帰還制御によってピークホールドコンデンサーC1の電圧を比較回路COMに入力される差分信号Aoutのピーク電圧(Vpeak1またはVpeak2)と一致させ、そのピーク電圧(Vpeak1またはVpeak2)を保持する回路であり、必然的に比較回路COMを含んでいる。   For example, as shown in FIG. 6A, the peak hold circuit PH basically includes an integration circuit (timer) including a peak hold capacitor C1 and a resistor (integral resistor) R1 in the negative feedback loop of the comparison circuit COM. (Constant circuit) 2 is provided, and the voltage of the peak hold capacitor C1 is made to coincide with the peak voltage (Vpeak1 or Vpeak2) of the differential signal Aout input to the comparison circuit COM by negative feedback control, and the peak voltage (Vpeak1 or Vpeak2) is held. And necessarily includes a comparison circuit COM.

ここで、比較回路COMを2値信号の復調にも利用すれば回路の簡素化が図れる。そこで、図6(A)に示されるように、ピークホールド回路PHから復調用判定回路DETに切り換えるために、スイッチSW1が設けられている。このスイッチSW1は、比較回路COMの負帰還ループ内に設けられる。スイッチSW1がオフすると、比較回路COMの負帰還ループがオープンとなって、入力信号である差分信号Aoutのピーク電圧の検出機能がオフとなり、ピークホールドコンデンサーC1の電圧が比較回路COMに供給される回路構成のみが有効となる。このとき、ピークホールドコンデンサーC1に保持されているピークホールド電圧を復調用の判定閾値Vth1として利用することができれば、その比較回路COMは、入力される差分信号Aoutと判定閾値Vth1とを比較して、復調された2値検出信号(H,L)(第1復調信号DXdmod)を出力する復調用判定回路DETとしても利用できることになる。   Here, if the comparison circuit COM is also used for demodulating a binary signal, the circuit can be simplified. Therefore, as shown in FIG. 6A, a switch SW1 is provided to switch from the peak hold circuit PH to the demodulation determination circuit DET. The switch SW1 is provided in the negative feedback loop of the comparison circuit COM. When the switch SW1 is turned off, the negative feedback loop of the comparison circuit COM is opened, the function of detecting the peak voltage of the differential signal Aout as an input signal is turned off, and the voltage of the peak hold capacitor C1 is supplied to the comparison circuit COM. Only the circuit configuration is valid. At this time, if the peak hold voltage held in the peak hold capacitor C1 can be used as the demodulation determination threshold value Vth1, the comparison circuit COM compares the input difference signal Aout with the determination threshold value Vth1. Therefore, it can also be used as a demodulation determination circuit DET that outputs a demodulated binary detection signal (H, L) (first demodulation signal DXdmod).

そこで、本実施形態では、図6(A)に示される準備期間において、スイッチSW1をオンとして、差分信号Aoutの低い方のピーク値Vpeak1を取得する。そして、図6(B)に示される復調期間において、スイッチSW1をオフしてピークホールド回路PHのピーク追従機能をオフし、取得されたVpeak1を復調用判定閾値Vth1として用いて、差分信号Aoutの振幅の大小判定を実行する。   Therefore, in the present embodiment, in the preparation period shown in FIG. 6A, the switch SW1 is turned on to obtain the lower peak value Vpeak1 of the difference signal Aout. Then, in the demodulation period shown in FIG. 6B, the switch SW1 is turned off to turn off the peak tracking function of the peak hold circuit PH, and the obtained Vpeak1 is used as the demodulation determination threshold value Vth1, and the difference signal Aout Amplitude judgment is executed.

つまり、図6(B)に示される復調期間において、入力される差分信号Aoutのピーク値がVpeak1である場合、判定閾値Vth1(=Vpeak1)と同じ電圧レベルであるため、例えば比較回路COMが、第1電源電位VDDと第2電源電位GND(接地)との間で動作する場合、比較回路COMからは、中点バイアス電位(VDD/2=L)が出力される。一方、入力される差分信号Aoutのピーク値がVpeak2である場合、判定閾値Vth1(=Vpeak1)よりも入力信号Aoutのピーク電圧が高いことから、比較回路COMからはVDD(=H)が出力される。よって、2値(H,L)の検出信号(第1復調信号DXdmod)が得られる。   That is, in the demodulation period shown in FIG. 6B, when the peak value of the input difference signal Aout is Vpeak1, the voltage level is the same as the determination threshold Vth1 (= Vpeak1). When operating between the first power supply potential VDD and the second power supply potential GND (ground), the comparison circuit COM outputs a midpoint bias potential (VDD / 2 = L). On the other hand, when the peak value of the input difference signal Aout is Vpeak2, since the peak voltage of the input signal Aout is higher than the determination threshold Vth1 (= Vpeak1), VDD (= H) is output from the comparison circuit COM. The Therefore, a binary (H, L) detection signal (first demodulated signal DXdmod) is obtained.

但し、このような復調を実現するためには、例えば、準備期間および復調期間を、送電装置10および受電装置10の双方が認識して、双方の間で同期がとれた動作が実行される必要がある(つまり、準備期間においては、受電装置による負荷変調が実行されないことが保証される必要があり、かつ、スイッチSW1がオフされて復調期間が開始されると、適切なタイミングで受電装置40の負荷変調による通信が開始されることが必要となる)。つまり、準備期間は、例えば、受電装置40が負荷変調による通信を行う前の期間であって、かつ、受電装置40による負荷変調が行われないことが明かである期間である。例えば、送電装置10から受電装置40に通信準備を指示する信号を周波数変調により送信し、その指示を受けた受電装置40は、その指示を受けたタイミングから所定期間が経過するまでは負荷変調を行わず、その所定期間が経過した後に負荷変調によるデータ通信を開始する。この場合、送電装置10が通信準備を指示したタイミングから所定期間が経過するまでの期間は、(送電装置10および受電装置40の双方にとって)2次側の負荷変調が実行されないことが明かである期間であり、この期間を準備期間とすることができる(この例は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、受電装置の着地が検出された時点から所定期間を準備期間とすると決めてもよい)。   However, in order to realize such demodulation, for example, it is necessary that both the power transmission device 10 and the power reception device 10 recognize the preparation period and the demodulation period, and an operation synchronized between the both is executed. (That is, during the preparation period, it is necessary to ensure that load modulation by the power receiving apparatus is not executed, and when the switch SW1 is turned off and the demodulation period is started, the power receiving apparatus 40 has an appropriate timing. It is necessary to start communication by load modulation of In other words, the preparation period is, for example, a period before the power receiving device 40 performs communication by load modulation, and it is clear that load modulation by the power receiving device 40 is not performed. For example, a signal instructing communication preparation is transmitted from the power transmitting apparatus 10 to the power receiving apparatus 40 by frequency modulation, and the power receiving apparatus 40 that receives the instruction performs load modulation until a predetermined period elapses from the timing of receiving the instruction. Instead, data communication by load modulation is started after the predetermined period has elapsed. In this case, it is clear that secondary-side load modulation is not performed (for both the power transmission device 10 and the power reception device 40) during the period from when the power transmission device 10 instructs communication preparation until the predetermined period elapses. It is a period, and this period can be used as a preparation period. (This example is an example, and the present invention is not limited to this. For example, if a predetermined period is set as a preparation period from the time when landing of a power receiving device is detected) You may decide).

図6(A)に示されるように、準備期間では、制御信号EHOLDがアクティブレベルとなってスイッチSW1がオンされる。入力される差分信号Aoutの振幅は、負荷変調のない状態の振幅(つまり、データ“0”に対応する振幅値となっている。積分抵抗R1とピークホールドコンデンサーC1によって積分回路(ローパスフィルタLPF)が構成され、積分回路の時定数が、ピークホールド回路PHのピーク追従時定数を決定する。ピークホールドコンデンサーC1の電圧は、所定時間経過後にピーク電圧Vpeak1となる。ピークホールド回路PHには、出力回路QTCが接続されている。出力回路QTCは相関検出器として機能するローパスフィルタ(LPF)3と、レベルシフト回路LS5と、を有する。なお、準備期間においては、出力回路QTCから出力される第2復調信号DQdmodは無効である。   As shown in FIG. 6A, in the preparation period, the control signal EHOLD becomes an active level and the switch SW1 is turned on. The amplitude of the input differential signal Aout is an amplitude value without load modulation (that is, an amplitude value corresponding to data “0”. An integrating circuit (low-pass filter LPF) is formed by the integrating resistor R1 and the peak hold capacitor C1. The time constant of the integration circuit determines the peak tracking time constant of the peak hold circuit PH, and the voltage of the peak hold capacitor C1 becomes the peak voltage Vpeak1 after a predetermined time has elapsed. The output circuit QTC has a low-pass filter (LPF) 3 that functions as a correlation detector, and a level shift circuit LS 5. In the preparation period, the output circuit QTC outputs a first output from the output circuit QTC. 2 The demodulated signal DQdmod is invalid.

次に、図6(B)に示されるように、復調期間では、制御信号EHOLDが非アクティブレベルとなってスイッチSW1がオフされる。ピークホールドコンデンサーC1と比較回路COMは、復調用判定回路DETを構成する。比較回路COMは、判定閾値(Vpeak1)と、入力される差分信号Aoutのピーク値(Vpeak1またはVpeak2)とを比較する。差分信号Aoutのピーク値がVpeak1であれば、判定閾値Vth1と差分信号Aoutのピーク値とが等しくなるため、比較回路COMの出力はLレベル(例えば、比較回路COMがVDDとGNDとの間で動作している場合、例えばVDD/2)となり、差分信号Aoutのピーク値がVpeak2であれば、比較回路COMの出力はHレベル(例えば、VDD)となる。このようにして、H,Lの2値検出信号(第1復調信号)DXdmodが得られる。出力回路QTCは、2値検出信号(第1復調信号)DXdmodに基づいて相関検出を実行し、必要に応じてさらにレベルシフトを実行する。これによって、第2復調信号DQdmod(つまり、復調されたデータ“1”または“0”)が得られる。   Next, as shown in FIG. 6B, in the demodulation period, the control signal EHOLD becomes an inactive level and the switch SW1 is turned off. The peak hold capacitor C1 and the comparison circuit COM constitute a demodulation determination circuit DET. The comparison circuit COM compares the determination threshold value (Vpeak1) with the peak value (Vpeak1 or Vpeak2) of the input difference signal Aout. If the peak value of the difference signal Aout is Vpeak1, the determination threshold value Vth1 is equal to the peak value of the difference signal Aout, so that the output of the comparison circuit COM is L level (for example, the comparison circuit COM is between VDD and GND). When operating, for example, VDD / 2), and if the peak value of the difference signal Aout is Vpeak2, the output of the comparison circuit COM becomes H level (for example, VDD). In this way, the binary detection signal (first demodulated signal) DXdmod of H and L is obtained. The output circuit QTC performs correlation detection based on the binary detection signal (first demodulated signal) DXdmod, and further performs a level shift as necessary. As a result, the second demodulated signal DQdmod (that is, demodulated data “1” or “0”) is obtained.

この復調方法は、ピークホールド回路PH内の比較回路を復調用判定回路としても使用することができるため、回路のコンパクト化を図ることができる。但し、準備期間と復調期間を、送電装置10および受電装置40の双方が認識する必要があることから、送電装置10と受電装置40との間の同期が必要となる。また、この復調方法では、比較回路COMによるL判定の際には、比較対象の信号(差分信号のAoutの振幅であるVpeak1)と判定閾値Vth1(=Vpeak1)とが同じレベルになることから、L判定に関しては、ノイズマージンがほとんどない。よって、復調期間において、判定閾値Vth1の電圧レベルの経時的な変動を可能な限り抑制して誤判定を防止し、相関検出の際の検出精度の低下を抑制するのが好ましい。   In this demodulation method, since the comparison circuit in the peak hold circuit PH can be used as a determination circuit for demodulation, the circuit can be made compact. However, since both the power transmission device 10 and the power reception device 40 need to recognize the preparation period and the demodulation period, synchronization between the power transmission device 10 and the power reception device 40 is necessary. Further, in this demodulation method, since the comparison target signal (Vpeak1 which is the amplitude of Aout of the difference signal) and the determination threshold Vth1 (= Vpeak1) are at the same level in the L determination by the comparison circuit COM, Regarding the L determination, there is almost no noise margin. Therefore, in the demodulation period, it is preferable to suppress a change with time in the voltage level of the determination threshold value Vth1 as much as possible to prevent erroneous determination, and to suppress a decrease in detection accuracy during correlation detection.

図7(A)〜図7(C)は、本発明の復調回路の第2実施例の具体的な回路構成および回路動作を説明するための図である。図7(A)に示すように、スイッチSW1は、例えば、トライステートバッファ(あるいはトランスファースイッチ等)で構成することができる。また、出力回路QTCに含まれる、相関検出器としてのローパスフィルタLPF2は、抵抗R2とコンデンサーC2とで構成される。また、レベルシフト回路(LS)5は、例えば、電圧制御電流源を用いた可変ゲインアンプgmと、出力安定化容量C3と、を含む。   FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining a specific circuit configuration and circuit operation of the second embodiment of the demodulation circuit of the present invention. As shown in FIG. 7A, the switch SW1 can be configured with, for example, a tristate buffer (or a transfer switch or the like). Further, the low-pass filter LPF2 as a correlation detector included in the output circuit QTC includes a resistor R2 and a capacitor C2. The level shift circuit (LS) 5 includes, for example, a variable gain amplifier gm using a voltage controlled current source and an output stabilization capacitor C3.

図7(B)に示されるように、時刻t1〜t2が準備期間(Vpeak1の取得期間)であり、時刻t2〜t3が復調期間(判定閾値Vth1としてのVpeak1と差分信号Aoutとの比較期間)である。この結果、図7(C)に示されるように、所定時間毎(ここでは、1次コイルの駆動クロック32周期に相当する時間毎)に、“0”または“1”のデータが復調される(つまり、第2復調信号DQdmodが出力される)。   As shown in FIG. 7B, time t1 to t2 is a preparation period (Vpeak1 acquisition period), and time t2 to t3 is a demodulation period (comparison period between Vpeak1 as the determination threshold Vth1 and the difference signal Aout). It is. As a result, as shown in FIG. 7C, data of “0” or “1” is demodulated every predetermined time (here, every time corresponding to 32 cycles of the drive clock of the primary coil). (That is, the second demodulated signal DQdmod is output).

(第3実施形態)
第2実施形態の復調方式(図7の復調回路)では、準備期間においては、ピークホールドコンデンサーC1の電圧は入力信号Aoutのピーク電圧を検出することが要求され、復調期間においては、ピークホールドコンデンサーC1の電圧(Vpeak1)は判定閾値Vth1として使用されることから、時間経過に関係なく一定に保たれることが要求される。
(Third embodiment)
In the demodulation system of the second embodiment (demodulation circuit of FIG. 7), the voltage of the peak hold capacitor C1 is required to detect the peak voltage of the input signal Aout during the preparation period, and the peak hold capacitor during the demodulation period. Since the voltage of C1 (Vpeak1) is used as the determination threshold value Vth1, it is required to be kept constant regardless of the passage of time.

これらの2つの要求は相反する要求であり、実際には、一つの抵抗R1を用いた積分回路の設計では、妥協を強いられるのは否めない。つまり、図7の復調回路DMでは、スイッチSW1がオフした後も、ピークホールドコンデンサーC1には積分回路(LPF)2を構成する抵抗R1が接続されたままであり、その抵抗R1およびスイッチSW1を経由してオフリーク電流が流れることになり、そのオフリーク電流を最小化するために、抵抗R1の抵抗値をできるだけ大きく設定することが要求され、この要求は、所望のピーク追従性能を確保しようとする要求とは相反する要求である。   These two requirements are contradictory requirements, and in fact, it cannot be denied that the integration circuit design using one resistor R1 is forced to compromise. That is, in the demodulation circuit DM of FIG. 7, even after the switch SW1 is turned off, the resistor R1 constituting the integrating circuit (LPF) 2 remains connected to the peak hold capacitor C1, and the resistor R1 and the switch SW1 are passed through. In order to minimize the off-leakage current, it is required to set the resistance value of the resistor R1 as large as possible. This requirement is a request to ensure a desired peak tracking performance. Is a conflicting request.

そこで、本実施形態では、充電抵抗と放電抵抗とを分離し、放電抵抗の抵抗値を十分に高い値に設定する。図8を参照して説明する。図8は、本発明の復調回路の第3実施例(第2実施例についての第1変形例(充電抵抗と放電抵抗とを分離する例))の構成を示す図である。   Therefore, in the present embodiment, the charge resistance and the discharge resistance are separated and the resistance value of the discharge resistance is set to a sufficiently high value. This will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a demodulator circuit according to a third embodiment (a first modification of the second embodiment (an example in which a charge resistor and a discharge resistor are separated)).

図8に示すように、積分回路(LPF)2において、充電抵抗(第1抵抗)R10と放電抵抗(第2抵抗)R20とが別個に設けられ、放電抵抗R20の抵抗値は、充電抵抗R10の抵抗値に比べて十分に高く設定される。スイッチSW1と充電抵抗(第1抵抗)R10との間には、整流素子であるダイオードD1が接続されている。ダイオードD1は、スイッチSW1から充電抵抗(第1抵抗)R10に向かう方向を順方向とする整流素子であり、よって、ピークホールドコンデンサーC1からの放電電流は、ダイオードD1によって阻止される。よって、充電抵抗(第1抵抗)R10には、ピークホールドコンデンサーC1を充電する充電電流Ixaのみが流れる。   As shown in FIG. 8, in the integration circuit (LPF) 2, a charging resistor (first resistor) R10 and a discharging resistor (second resistor) R20 are provided separately, and the resistance value of the discharging resistor R20 is the charging resistor R10. It is set sufficiently higher than the resistance value. A diode D1, which is a rectifying element, is connected between the switch SW1 and the charging resistor (first resistor) R10. The diode D1 is a rectifying element whose forward direction is from the switch SW1 toward the charging resistor (first resistor) R10. Therefore, the discharge current from the peak hold capacitor C1 is blocked by the diode D1. Therefore, only the charging current Ixa for charging the peak hold capacitor C1 flows through the charging resistor (first resistor) R10.

比較回路COMのH出力がVDDレベルであり、ダイオードD1の順方向電圧をVFとし、充電抵抗(第1抵抗)R10の抵抗値をR10と表記する場合、充電電流Ixaは、(VDD−VF)/R10によって決定される。また、準備期間においては、ピークホールドコンデンサーC1の電圧は、データ“0”に対応する差分信号Aoutのピーク値Vpeak1となる。復調期間において、放電抵抗R20を経由して流れる放電電流Ixbは、放電抵抗R20の抵抗値をR20と表記する場合、Vpeak1/R20で決定される。放電抵抗R20の抵抗値を十分に高く設定すれば、放電電流Ixbを抑制することができる(但し、ピーク追従に必要な放電電流量は確保される必要がある)。   When the H output of the comparison circuit COM is at the VDD level, the forward voltage of the diode D1 is VF, and the resistance value of the charging resistor (first resistor) R10 is expressed as R10, the charging current Ixa is (VDD−VF). / R10. In the preparation period, the voltage of the peak hold capacitor C1 becomes the peak value Vpeak1 of the difference signal Aout corresponding to the data “0”. In the demodulation period, the discharge current Ixb flowing through the discharge resistor R20 is determined by Vpeak1 / R20 when the resistance value of the discharge resistor R20 is expressed as R20. If the resistance value of the discharge resistor R20 is set sufficiently high, the discharge current Ixb can be suppressed (however, the amount of discharge current necessary for peak tracking needs to be ensured).

このように、本実施形態では、スイッチSW1がオフされた後のピークホールドコンデンサーC1の保持電圧の経時変動(時間経過と共にピークホールドコンデンサーC1の蓄積電荷が放電抵抗R20を経由して放電されること)を抑制することによって、復調期間における判定閾値電圧(Vth1=Vpeak1)の変動を低減することができる。よって、比較回路COMによる誤判定が減少し、この結果、出力回路QTCに含まれる相関検出器としてのローパスフィルタ(LPF)3の相関検出の精度の低下が抑制される。   As described above, in the present embodiment, the change with time of the holding voltage of the peak hold capacitor C1 after the switch SW1 is turned off (the accumulated charge of the peak hold capacitor C1 is discharged via the discharge resistor R20 as time passes). ) Can be reduced to reduce the variation of the determination threshold voltage (Vth1 = Vpeak1) during the demodulation period. Therefore, erroneous determination by the comparison circuit COM is reduced, and as a result, a decrease in accuracy of correlation detection of the low-pass filter (LPF) 3 as a correlation detector included in the output circuit QTC is suppressed.

(第4の実施形態)
本実施形態でも、前掲の第2実施形態および第3実施形態の復調回路と同様に、準備期間における所望のピーク検出の実現と、復調期間における判定閾値電圧の変動防止とを両立させる。但し、本実施形態の復調回路では、ピークホールドコンデンサーを2個使用する。つまり、準備期間において、入力信号のピーク電圧に追従する電圧を、第1ピークホールドコンデンサーおよび第2ピークホールドコンデンサーの各々に発生させる。図9(A)および図9(B)は、本発明の復調回路の第4実施例(第2実施例についての第2変形例(2つのピークホールドコンデンサーを使用する例))の構成を示す図である。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, as in the demodulation circuits of the second and third embodiments described above, it is possible to achieve both desired peak detection during the preparation period and prevention of fluctuations in the determination threshold voltage during the demodulation period. However, in the demodulation circuit of this embodiment, two peak hold capacitors are used. That is, during the preparation period, a voltage that follows the peak voltage of the input signal is generated in each of the first peak hold capacitor and the second peak hold capacitor. FIGS. 9A and 9B show the configuration of a fourth embodiment of the demodulation circuit of the present invention (second modification of the second embodiment (an example using two peak hold capacitors)). FIG.

(回路構成)
振幅検出回路AMTに含まれるピークホールド回路PHは、一つの抵抗R1と第1ピークホールドコンデンサーC1とを含む積分回路(LPF)2と、第1ピークホールドコンデンサーC1の出力ノードに接続されたバッファ回路9(具体的には、差動増幅回路やボルテージフォロワ等で構成することができ、ここでは差動増幅回路とする)と、バッファ回路9の出力によって充電され、あるいは放電される第2ピークホールドコンデンサーC4と、差動増幅回路(SAMP)15から出力される差分信号Aoutと第2ピークホールドコンデンサーC4の電圧とを比較すると共に、その出力ノードN10が積分回路(LPF)2の入力ノードN11に接続される比較回路COMと、バッファ回路9の出力ノードN12と第2ピークホールドコンデンサーC4との間に設けられるスイッチSW2と、を有する。スイッチSW2がオフのときは、第2ピークホールドコンデンサーC4および比較回路COMは、差分信号Aoutの振幅検出信号を出力する、復調用判定回路DETとして動作する。ピーク追従の時定数を決める積分回路2の抵抗R1は第1ピークホールドコンデンサーC1にのみ接続される。
(Circuit configuration)
The peak hold circuit PH included in the amplitude detection circuit AMT includes an integration circuit (LPF) 2 including one resistor R1 and a first peak hold capacitor C1, and a buffer circuit connected to the output node of the first peak hold capacitor C1. 9 (specifically, it can be constituted by a differential amplifier circuit, a voltage follower, or the like, here a differential amplifier circuit), and the second peak hold that is charged or discharged by the output of the buffer circuit 9 The capacitor C4, the differential signal Aout output from the differential amplifier circuit (SAMP) 15 and the voltage of the second peak hold capacitor C4 are compared, and the output node N10 is connected to the input node N11 of the integrating circuit (LPF) 2. Comparison circuit COM connected, output node N12 of buffer circuit 9 and second peak hold Having a switch SW2 provided between the condensers C4. When the switch SW2 is off, the second peak hold capacitor C4 and the comparison circuit COM operate as a demodulation determination circuit DET that outputs an amplitude detection signal of the difference signal Aout. The resistor R1 of the integrating circuit 2 that determines the time constant for peak tracking is connected only to the first peak hold capacitor C1.

(基本的な動作)   (Basic operation)

図9(B)に示されるように、準備期間(時刻t1〜t2)においてはスイッチSW2がオンされ、ピークホールド回路PHのピーク検出動作(ピーク保持動作)が実行されて、第1ピークホールドコンデンサーC1および第2ピークホールドコンデンサーC4が共に充電され、時刻t1から所定時間が経過すると、第1ピークコンデンサーC1に第1ピークホールド電圧Vpeak1aが発生し、第2ピークホールドコンデンサーC4に第2ピークホールド電圧Vpeak1bが発生する。これによって、負荷変調がない場合の差分信号Aoutの振幅のピーク電圧値(つまり、データ“0”に対応した差分信号Aoutの振幅のピーク電圧値)が取得されたことになる。   As shown in FIG. 9B, in the preparation period (time t1 to t2), the switch SW2 is turned on, the peak detection operation (peak holding operation) of the peak hold circuit PH is executed, and the first peak hold capacitor When both C1 and the second peak hold capacitor C4 are charged and a predetermined time elapses from the time t1, the first peak hold voltage Vpeak1a is generated in the first peak capacitor C1, and the second peak hold voltage is applied to the second peak hold capacitor C4. Vpeak 1b is generated. As a result, the peak voltage value of the amplitude of the differential signal Aout when there is no load modulation (that is, the peak voltage value of the amplitude of the differential signal Aout corresponding to the data “0”) is acquired.

次に、復調期間(時刻t2〜t3)において、スイッチSW2がオフされ、第1ピークホールドコンデンサーC1と第2ピークホールドコンデンサーC4とが切り離される。第2ピークホールドコンデンサーC4の第2ピークホールド電圧Vpeak1bが復調用判定閾値Vth1となる。比較回路COMは、復調用判定閾値Vth1(第2ピークホールド電圧Vpeak1b)と、入力信号である差分信号Aoutとを比較し、2値(H,L)の振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodを出力する。   Next, in the demodulation period (time t2 to t3), the switch SW2 is turned off, and the first peak hold capacitor C1 and the second peak hold capacitor C4 are disconnected. The second peak hold voltage Vpeak1b of the second peak hold capacitor C4 becomes the demodulation determination threshold value Vth1. The comparison circuit COM compares the demodulation determination threshold value Vth1 (second peak hold voltage Vpeak1b) with the difference signal Aout as an input signal, and compares the binary (H, L) amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod. Is output.

(具体的な動作)
準備期間においては、送電側制御部22から出力される制御信号(オン/オフ制御信号)EHOLDによってスイッチSW2がオンされる。第1ピークホールドコンデンサーC1に第1ピークホールド電圧Vpeak1aが発生すると、その第1ピークホールドコンデンサーC1に接続されているバッファ回路(増幅回路)9の出力ノードN12から、そのピークホールド電圧Vpeak1aに対応する(比例する)出力電圧が得られ、そのバッファ回路(増幅回路)9の出力電圧によって、第2ピークホールドコンデンサーC4が充電され、第2ピークホールドコンデンサーC4にも、入力信号である差分信号Aoutのピークに対応した第2ピークホールド電圧Vpeak1bが発生する。例えば、第1ピークホールド電圧Vpeak1aと第2ピークホールド電圧Vpeak1bの各電圧レベルが一致するように、比較回路COMやバッファ回路(増幅回路)のゲイン、第1および第2のピークホールドコンデンサー(C1,C4)の各容量が決定される(但し、これに限定されるものではない)。例えば、第1および第2のピークホールドコンデンサー(C1,C4)の容量値を同じに設定し、かつ比較回路COMおよびバッファ回路(増幅回路)9のゲインを同じに設定すると、第1ピークホールド電圧Vpeak1aと第2ピークホールド電圧Vpeak2の電圧レベルを同じにすることができる。
(Specific operation)
In the preparation period, the switch SW2 is turned on by a control signal (ON / OFF control signal) EHOLD output from the power transmission side control unit 22. When the first peak hold voltage Vpeak1a is generated in the first peak hold capacitor C1, it corresponds to the peak hold voltage Vpeak1a from the output node N12 of the buffer circuit (amplifier circuit) 9 connected to the first peak hold capacitor C1. A (proportional) output voltage is obtained, and the second peak hold capacitor C4 is charged by the output voltage of the buffer circuit (amplifier circuit) 9, and the second peak hold capacitor C4 also receives the difference signal Aout as an input signal. A second peak hold voltage Vpeak1b corresponding to the peak is generated. For example, the gains of the comparison circuit COM and the buffer circuit (amplifier circuit), the first and second peak hold capacitors (C1, C1) are set so that the voltage levels of the first peak hold voltage Vpeak1a and the second peak hold voltage Vpeak1b match. Each capacity of C4) is determined (but not limited to this). For example, when the capacitance values of the first and second peak hold capacitors (C1, C4) are set to be the same, and the gains of the comparison circuit COM and the buffer circuit (amplifier circuit) 9 are set to be the same, the first peak hold voltage is set. The voltage levels of Vpeak1a and the second peak hold voltage Vpeak2 can be made the same.

復調期間では、スイッチSW2がオフされ、負帰還経路が遮断される。これに伴って、第1ピークホールドコンデンサーC1と第2ピークホールドコンデンサーC4とが分離される。ピークホールド回路PHはピーク検出機能を失い、第1ピークホールドコンデンサーC1および第2ピークホールドコンデンサーC4の各々に発生している第2ピークホールド電圧Vpeak1b(つまり、データ“0”に対応する振幅をもつ差分信号のピーク電圧)が固定される。   In the demodulation period, the switch SW2 is turned off and the negative feedback path is interrupted. Accordingly, the first peak hold capacitor C1 and the second peak hold capacitor C4 are separated. The peak hold circuit PH loses the peak detection function, and has a second peak hold voltage Vpeak1b (that is, an amplitude corresponding to data “0”) generated in each of the first peak hold capacitor C1 and the second peak hold capacitor C4. The peak voltage of the difference signal is fixed.

比較回路COMは、第2ピークホールドコンデンサーC4の第2ピークホールド電圧Vpeak1bを判定閾値(Vth1)として用いて、差分信号Aoutの振幅の大小判定を実行する。この結果、2値(H,L)の振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodが得られる。   The comparison circuit COM uses the second peak hold voltage Vpeak1b of the second peak hold capacitor C4 as a determination threshold value (Vth1) to determine the amplitude of the difference signal Aout. As a result, a binary (H, L) amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod is obtained.

(効果)
本実施形態の復調回路DMでは、ピークホールド回路PHにおいて、ピーク検出の時定数を決める積分回路2の抵抗R1は、第1ピークホールドコンデンサーC1にのみ接続される。よって、復調期間においてスイッチSW2がオフとなると、第2ピークホールドコンデンサーC4に関しては放電経路が完全に遮断される。よって、第2ピークホールドコンデンサーC4に保持されている第2ピークホールド電圧Vpeak1b(=復調用判定閾値Vth1)の電圧レベルの経時変動が十分に抑制される。したがって、復調用の判定閾値Vth1がきわめて安定し、したがって、高いデータ復調(検出)感度(例えば、第3実施形態の回路の2倍以上の感度)を実現することもできる。
(effect)
In the demodulation circuit DM of the present embodiment, in the peak hold circuit PH, the resistor R1 of the integration circuit 2 that determines the time constant for peak detection is connected only to the first peak hold capacitor C1. Therefore, when the switch SW2 is turned off during the demodulation period, the discharge path for the second peak hold capacitor C4 is completely cut off. Therefore, the temporal fluctuation of the voltage level of the second peak hold voltage Vpeak1b (= demodulation judgment threshold Vth1) held in the second peak hold capacitor C4 is sufficiently suppressed. Therefore, the determination threshold value Vth1 for demodulation is extremely stable, and thus high data demodulation (detection) sensitivity (for example, sensitivity twice or more that of the circuit of the third embodiment) can be realized.

(復調動作を示す波形図)
図10は、図9に示される復調回路の動作を示す信号波形図である。図10の最上段に示されるように、比較回路COMによって、第2ピークホールドコンデンサーC4の第2ピークホールド電圧Vpeak1bを判定閾値(Vth1)として用いた、差分信号Aoutの振幅の大小判定が実行される。この結果、図10の上から2番目の段に示されるように、2値(H,L)の振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodが得られる。
(Waveform diagram showing demodulation operation)
FIG. 10 is a signal waveform diagram showing an operation of the demodulation circuit shown in FIG. As shown in the uppermost part of FIG. 10, the comparison circuit COM performs the magnitude determination of the amplitude of the difference signal Aout using the second peak hold voltage Vpeak1b of the second peak hold capacitor C4 as the determination threshold (Vth1). The As a result, as shown in the second stage from the top in FIG. 10, a binary (H, L) amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod is obtained.

次に、図10の上から3番目の段に示されるように、出力回路QTCに含まれる、相関検出器としてのローパスフィルタ(LPF)3から、相関検出信号が出力される。そして、図10の最下段に示されるように、出力回路QTCから、復調されたデータ“1”,“0”(第2復調信号DQdmod)が出力される。このようにして、2次側から送信されたデータが正確に復調される。   Next, as shown in the third stage from the top in FIG. 10, a correlation detection signal is output from a low-pass filter (LPF) 3 serving as a correlation detector included in the output circuit QTC. Then, as shown in the lowermost stage of FIG. 10, demodulated data “1” and “0” (second demodulated signal DQdmod) are output from the output circuit QTC. In this way, the data transmitted from the secondary side is accurately demodulated.

(第5の実施形態)
第2実施形態〜第4実施形態の復調回路では、復調期間では判定閾値(Vth1)を固定する、ということが前提となっていたが、本実施形態の復調回路dmでは、信号の復調時における判定閾値(Vth1)の電圧レベルが変動することを許容する。その代わりに、その判定閾値(Vth1)の変動が所望の範囲に収まるように、ピークホールド回路PHのピーク追従能力を、通常の回路設計に比べてかなり弱く設定する。こうしておけば、ピーク追従によって、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)が変動しても、(同じ値のデータが許容回数を超えて連続的に入力されない限り)、そのピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)は、差分信号Aoutの小さい方のピーク値Vpeak1と、大きい方のピーク値Vpeak2との間にとどまっていることになり、よって、差分信号Aoutの大小判定が可能となる。
(Fifth embodiment)
In the demodulation circuits of the second to fourth embodiments, it is assumed that the determination threshold (Vth1) is fixed during the demodulation period. However, in the demodulation circuit dm of this embodiment, the signal is demodulated. The voltage level of the determination threshold value (Vth1) is allowed to vary. Instead, the peak tracking capability of the peak hold circuit PH is set to be considerably weaker than that of the normal circuit design so that the variation of the determination threshold value (Vth1) falls within a desired range. In this way, even if the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 fluctuates due to the peak follow-up, unless the same value data is continuously input exceeding the allowable number, the peak The peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the hold capacitor C1 remains between the smaller peak value Vpeak1 and the larger peak value Vpeak2 of the difference signal Aout, and thus the difference signal Aout. Can be determined.

(回路構成と原理)
図11(A),図11(B)は、本発明の復調回路の第5実施例(ピーク追従電圧を復調用判定閾値として使用する例)の構成および動作原理を説明するための図である。図11(A)に示される復調回路DMに含まれる振幅検出回路AMTは、ピークホールドコンデンサーC1と、ピークホールドコンデンサーC1の出力ノードN13の電圧と差分信号Aoutとを比較する比較回路COMと、比較回路COMとピークホールドコンデンサーC1との間に設けられ、比較回路COMの出力信号に基づいてピークホールドコンデンサーC1を充電する充電回路CCH(整流素子としてのダイオードDSと抵抗R1とを含む)と、ピークホールドコンデンサーC1の出力ノードN13と基準電位(GND等)との間に設けられ、ピークホールドコンデンサーC1の電荷を基準電位(GND等)に放電させ、かつ、その放電が、比較回路COMに入力される差分信号Aoutのピーク電圧に依存しない放電回路DCH(放電スイッチSWPと放電抵抗R9とを含む)と、放電スイッチSWPのオン/オフ制御信号VASWを、差分信号Aoutを分周して生成する分周回路19と、を有する。比較回路COMの出力ノードN10から、差分信号Aoutの振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodが取り出される。
(Circuit configuration and principle)
FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining the configuration and operating principle of a fifth embodiment of the demodulation circuit according to the present invention (an example in which a peak tracking voltage is used as a demodulation determination threshold). . The amplitude detection circuit AMT included in the demodulation circuit DM shown in FIG. 11A includes a peak hold capacitor C1, a comparison circuit COM that compares the voltage of the output node N13 of the peak hold capacitor C1 with the difference signal Aout, A charging circuit CCH (including a diode DS as a rectifying element and a resistor R1) provided between the circuit COM and the peak hold capacitor C1 and charging the peak hold capacitor C1 based on an output signal of the comparison circuit COM; Provided between the output node N13 of the hold capacitor C1 and the reference potential (GND, etc.), the charge of the peak hold capacitor C1 is discharged to the reference potential (GND, etc.), and the discharge is input to the comparison circuit COM. Discharge circuit DCH independent of the peak voltage of differential signal Aout Discharging a switch SWP and including) a discharge resistor R9, the on / off control signal VASW discharge switches SWP, a frequency divider 19 for generating a differential signal Aout by dividing the. An amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod of the difference signal Aout is extracted from the output node N10 of the comparison circuit COM.

充電回路CCH(ダイオードDSと充電抵抗R1を含む)は、ピークホールドコンデンサーC1を充電するための回路であり、その充電時定数は、充電時定数回路CHT(充電抵抗R1とピークホールドコンデンサーC1とで構成される)によって決定される(すなわち、充電抵抗R1の抵抗値によって充電電流量が決まり、その充電電流量とピークホールドコンデンサーC1の容量値とによって、充電時における電圧上昇率が決まる)。また、放電回路DCH(放電スイッチSWPと放電抵抗R9とを含む)の放電時定数は、放電時定数回路(放電スイッチSWP、放電抵抗R9およびピークホールドコンデンサーC1により構成される)によって決定される(すなわち、放電スイッチSWPがオンされる周期、オン時間、放電抵抗R9の抵抗値によって単位時間あたりの放電電流量が決まり、その放電電流量とピークホールドコンデンサーC1の容量値から、放電時における単位時間あたりの電圧下降率が決まる)。   The charging circuit CCH (including the diode DS and the charging resistor R1) is a circuit for charging the peak hold capacitor C1, and its charging time constant is determined by the charging time constant circuit CHT (the charging resistor R1 and the peak hold capacitor C1). (That is, the charging current amount is determined by the resistance value of the charging resistor R1, and the rate of voltage increase during charging is determined by the charging current amount and the capacitance value of the peak hold capacitor C1). In addition, the discharge time constant of the discharge circuit DCH (including the discharge switch SWP and the discharge resistor R9) is determined by a discharge time constant circuit (configured by the discharge switch SWP, the discharge resistor R9, and the peak hold capacitor C1). In other words, the discharge current amount per unit time is determined by the period when the discharge switch SWP is turned on, the ON time, and the resistance value of the discharge resistor R9, and the unit time during discharge is determined from the discharge current amount and the capacitance value of the peak hold capacitor C1. The voltage drop rate per unit is determined).

本実施形態のピークホールド回路PHは復調用判定回路(DET)を兼用しており、この点では、第2実施形態〜第4実施形態の復調回路と共通するが、本実施形態におけるピークホールド回路PHは、準備期間および復調期間の各々に対応してオン/オフが切り換えられるスイッチを有さず、したがって、ピークホールドコンデンサーC1の電圧は、常に入力信号Aoutのピーク電圧(Vpeak1またはVpeak2)に追従して変動する。但し、本実施形態では、ピーク追従時定数を大きく設定して、ピーク追従能力を意図的に弱めておき、図11(B)に記載されるように、ピークホールド回路PHに発生する「ピーク追従電圧(ピークホールドに至るまでのピーク追従過程で発生する変動する電圧)VC1」を、復調用の判定閾値Vth1として使用する。   The peak hold circuit PH of this embodiment also serves as a demodulation determination circuit (DET). In this respect, the peak hold circuit PH is common to the demodulation circuits of the second to fourth embodiments. The PH does not have a switch that is turned on / off corresponding to each of the preparation period and the demodulation period, and therefore the voltage of the peak hold capacitor C1 always follows the peak voltage (Vpeak1 or Vpeak2) of the input signal Aout. And fluctuate. However, in this embodiment, the peak tracking time constant is set to be large and the peak tracking capability is intentionally weakened, and the “peak tracking” generated in the peak hold circuit PH as shown in FIG. The voltage (fluctuating voltage generated in the peak following process until reaching the peak hold) VC1 ”is used as the determination threshold value Vth1 for demodulation.

比較回路COMを用いた振幅検出に用いられる判定閾値Vth1は固定されているというのが一般的であるが、本実施形態では、判定閾値の変動を許容する。つまり、復調用の判定閾値Vth1(ピークホールドコンデンサーに発生するピーク追従電圧VC1)が、入力信号である差分信号Aoutの低い方の第1ピーク電圧(Vpeak1)と、高い方の第2ピーク電圧(Vpeak2)との間の電圧範囲にとどまっている限り、そのピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1を復調用の判定閾値として用いて、入力信号(差分信号)AoutのH,Lを正確に判定することが可能である(仮に、判定閾値VC1が、第2ピーク電圧Vpeak2と同じであると、比較回路COMによる比較の結果、本来なら、例えばH(例えばVDD)が出力されるところ、VDD/2(ミドル電圧)が出力されてしまい、誤判定となってしまう)。   Generally, the determination threshold value Vth1 used for amplitude detection using the comparison circuit COM is fixed, but in this embodiment, variation of the determination threshold value is allowed. That is, the demodulation determination threshold value Vth1 (the peak follow-up voltage VC1 generated in the peak hold capacitor) has a lower first peak voltage (Vpeak1) and a higher second peak voltage (Vpeak1) of the differential signal Aout as an input signal. As long as it stays within the voltage range between Vpeak 2), the peak follow voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 is used as a determination threshold for demodulation, and the H and L of the input signal (difference signal) Aout are accurately determined. (For example, if the determination threshold VC1 is the same as the second peak voltage Vpeak2, as a result of comparison by the comparison circuit COM, for example, H (for example, VDD) is normally output. (Middle voltage) is output, resulting in erroneous determination).

このような観点から、本実施形態では、ピーク追従特性を遅く設定し、入力信号Aoutのピーク電圧が変化しても、「信号の復調が行われる期間内」では、ピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧がピーク値に到達しないように、ピークホールド回路PHのピーク追従時定数を設計する。   From this point of view, in this embodiment, the peak follow-up characteristic is set to be slow, and even if the peak voltage of the input signal Aout changes, the peak follow-up voltage of the peak hold capacitor is “within the period during which the signal is demodulated”. The peak tracking time constant of the peak hold circuit PH is designed so that does not reach the peak value.

本実施形態の復調回路DMでは、第2実施形態〜第4実施形態の復調回路のように、スイッチをオンする準備期間と、スイッチをオンする復調期間とを区別する必要がない。つまり、前掲の実施形態における復調回路では、受電装置40が、準備期間(負荷変調スイッチをオンしない期間)と変調期間(負荷変調スイッチをオン/オフさせる期間)とを認識する必要があり、同様に、送電装置10も準備期間(ピークホールド回路のスイッチをオンする期間)と復調期間(ピークホールド回路のスイッチをオフする期間)とを認識する必要があり、したがって、送電装置と受電装置との間で同期をとる必要があり、このために、例えば、上述のとおり、送電装置から受電装置に準備期間指示信号を送信するといった通信が必要となる場合もあった。   In the demodulation circuit DM of the present embodiment, unlike the demodulation circuits of the second to fourth embodiments, it is not necessary to distinguish between the preparation period for turning on the switch and the demodulation period for turning on the switch. That is, in the demodulation circuit in the above-described embodiment, the power receiving device 40 needs to recognize the preparation period (period in which the load modulation switch is not turned on) and the modulation period (period in which the load modulation switch is turned on / off). In addition, the power transmission apparatus 10 also needs to recognize the preparation period (period in which the peak hold circuit switch is turned on) and the demodulation period (period in which the peak hold circuit switch is turned off). For this reason, for example, as described above, communication such as transmitting a preparation period instruction signal from the power transmission apparatus to the power reception apparatus may be required.

これに対して、本実施形態の復調回路DMは、準備期間と復調期間との区別が不要であることから、送電装置と受電装置との同期が不要となり、通信手続きが簡単化されるという利点がある。例えば、通信開始時におけるピークホールドコンデンサーC1の電圧を所望の範囲に収まるようにしたいような場合には、2次側が、本来の通信データの送信の前に、所定の値をもつ所定ビットのダミーデータを送信するなどして、1次側のピークホールドコンデンサーC1の初期電位を調整し、その後に通信データを送信すればよい。通信が開始されると、入力信号である差分信号AoutのH,Lに応じて、1次コイルの駆動クロックの1周期毎に判定閾値が上昇、下降を繰り返し、入力信号のピークに(緩やかに)追従し、同時に、比較回路COMは、そのピーク追従電圧VC1を判定閾値Vth1として用いた比較判定を実行し、そして、比較回路COMから、振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodが取り出されることになる。   On the other hand, the demodulation circuit DM of the present embodiment does not need to distinguish between the preparation period and the demodulation period, so that synchronization between the power transmission apparatus and the power reception apparatus is unnecessary, and the communication procedure is simplified. There is. For example, when it is desired to keep the voltage of the peak hold capacitor C1 at the start of communication within a desired range, the secondary side performs a predetermined bit dummy having a predetermined value before transmission of the original communication data. For example, the initial potential of the primary-side peak hold capacitor C1 may be adjusted by transmitting data, and then communication data may be transmitted. When communication is started, the determination threshold repeatedly rises and falls every cycle of the drive clock of the primary coil according to the H and L of the difference signal Aout that is an input signal, and reaches the peak of the input signal (slowly At the same time, the comparison circuit COM performs a comparison determination using the peak tracking voltage VC1 as the determination threshold value Vth1, and the amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod is extracted from the comparison circuit COM. become.

また、本実施形態のピークホールド回路PHは、入力信号(差分信号)Aoutのピークをホールドするという本来の用途にも使用することができる。2次側機器の有無によって、共振回路の共振特性が変化して1次コイルのコイル端電圧のレベル(振幅)が変化する。よって、上述のとおり、ピーク電圧の変化を検出することによって、受電装置の着地や取り去りを検出することができるが、その検出が、例えば、数秒程度、遅れたとしてもほとんど問題はない(2次側機器のバッテリー充電には例えば数十分必要であるとき、数秒程度、着地検出が遅れても、バッテリー充電の充電期間には何ら影響を与えず、同様に、受電装置の取り去り検出が数秒程度遅れたとしても、その間に送電される電力量はわずかであり消費電力の増大の問題はほとんど生じない)。したがって、本実施形態において、ピークホールド回路PHのピーク追従時定数を、復調回路DMの復調性能に適合するように、従来のピークホールド回路に比べて大きく設定したとしても、受電装置の着地検出や取り去り検出における最大許容期間内に各事象の検出ができるのであれば、特に問題は生じない。   Moreover, the peak hold circuit PH of this embodiment can also be used for the original use of holding the peak of the input signal (difference signal) Aout. Depending on the presence / absence of the secondary device, the resonance characteristic of the resonance circuit changes, and the level (amplitude) of the coil end voltage of the primary coil changes. Therefore, as described above, it is possible to detect the landing or removal of the power receiving device by detecting the change in the peak voltage, but there is almost no problem even if the detection is delayed by, for example, several seconds (secondary). For example, when it takes several tens of minutes to charge the battery of the side device, even if the landing detection is delayed for about several seconds, it does not affect the charging period of the battery charge, and similarly, the removal detection of the power receiving device is about several seconds. Even if it is delayed, the amount of power transmitted during that period is small, and there is almost no problem of increase in power consumption. Therefore, in this embodiment, even if the peak tracking time constant of the peak hold circuit PH is set larger than that of the conventional peak hold circuit so as to match the demodulation performance of the demodulation circuit DM, If each event can be detected within the maximum permissible period in removal detection, no particular problem occurs.

(充電回路と放電回路のバランスについての説明)
ピーク追従電圧VC1は、復調用の判定閾値(Vth1)でもあるため、例えば、データ“1”と“0”が交互に連続して受信される場合に、所定の電位にとどまっているようにバランスのとれた回路を設計するのがよい。つまり、仮に、データ“1”と“0”が交互に連続して受信される場合にも、ピーク追従電圧VC1がVpeak1またはVpeak2のいずれかの側にシフトしていくとすると、やがて、ピーク追従電圧VC1は、Vpeak1またはVpeak2に到達し、その時点で、ピーク追従電圧VC1は復調用の判定閾値(Vth1)としては使用できなくなる。よって、充電回路CCHと放電回路DCHの設計に際しては、例えば、充電時における、単位時間あたりのピークホールドコンデンサーC1の電圧上昇量(電圧上昇率)が所望の値に設定され、同様に、放電時における単位時間あたりのピークホールドコンデンサーC1の電圧下降量(電圧下降率)が所望の値に設定され、また、ピークホードコンデンサーの電圧上昇量と電圧下降量とがバランスしている(つまり、同一である(実質的に同一である、略同一であることを含む))という条件が満足されることが好ましい。
(Explanation of the balance between the charging circuit and discharging circuit)
Since the peak follow-up voltage VC1 is also a determination threshold value (Vth1) for demodulation, for example, when data “1” and “0” are received alternately and continuously, the peak tracking voltage VC1 is balanced so as to remain at a predetermined potential. It is better to design a circuit with good quality. That is, even if data “1” and “0” are alternately received continuously, if the peak tracking voltage VC1 shifts to either Vpeak1 or Vpeak2, it will eventually peak. The voltage VC1 reaches Vpeak1 or Vpeak2, and at that time, the peak follow-up voltage VC1 cannot be used as a demodulation determination threshold (Vth1). Therefore, when designing the charging circuit CCH and the discharging circuit DCH, for example, the voltage increase amount (voltage increase rate) of the peak hold capacitor C1 per unit time at the time of charging is set to a desired value. The voltage decrease amount (voltage decrease rate) of the peak hold capacitor C1 per unit time is set to a desired value, and the voltage increase amount and the voltage decrease amount of the peak hold capacitor are balanced (that is, the same) It is preferable that a certain condition (including substantially the same and substantially the same) is satisfied.

したがって、ピークホールド回路PHのピーク追従時定数の精密な設定が必要であり、そこで、ピークホールドコンデンサーC1を充電する充電回路CCHと、ピークホールドコンデンサーC1を放電する放電回路DCHと、を別個に設け、充電回路CCHと放電回路DCHの各々の特性を最適に設計する。また、放電回路DCHによる放電特性は、比較回路COMに入力される差分信号のピーク電圧に依存しないように設計する。仮に、放電回路DCHの放電が、比較回路COMに入力される差分信号Aoutのピーク電圧(Vpeak1,Vpeak2)に依存する場合(つまり、比較回路COMの出力がLのときに放電され、Hのときに放電が止まる場合)を想定すると、比較回路COMの出力信号のH,Lの出現確率に応じて放電の有無が決定され、単位時間あたりの放電量を正確に設計することができない。したがって、本実施形態では、放電回路DCHによる放電特性が、比較回路COMに入力される差分信号のピーク電圧に依存しないように設計する。   Therefore, it is necessary to precisely set the peak follow time constant of the peak hold circuit PH. Therefore, a charging circuit CCH for charging the peak hold capacitor C1 and a discharge circuit DCH for discharging the peak hold capacitor C1 are separately provided. The characteristics of the charging circuit CCH and the discharging circuit DCH are optimally designed. In addition, the discharge characteristics of the discharge circuit DCH are designed not to depend on the peak voltage of the differential signal input to the comparison circuit COM. If the discharge of the discharge circuit DCH depends on the peak voltage (Vpeak1, Vpeak2) of the differential signal Aout input to the comparison circuit COM (that is, the discharge is discharged when the output of the comparison circuit COM is L, and is H Assuming that the discharge stops), the presence or absence of discharge is determined according to the appearance probability of H and L of the output signal of the comparison circuit COM, and the discharge amount per unit time cannot be designed accurately. Therefore, in this embodiment, the discharge characteristic by the discharge circuit DCH is designed so as not to depend on the peak voltage of the differential signal input to the comparison circuit COM.

図12(A)〜図12(C)は、図11に示されるピークホールド回路のピーク追従特性の設計例について説明するための図である。図12(A)では、総充電電荷量Ibおよび総放電電荷量Ikが定義されている。つまり、本実施形態で使用される放電回路DCHでは、例えば、ピークホールドコンデンサーC1の電圧(V)を固定した場合に、そのピークホールドコンデンサーC1から単位時間あたり(例えば、受信データの1ビットが継続する期間である、1次クロックのn周期(ここではn=32とする)に相当する時間あたり)の総放電電荷量をIkとする。この総放電電荷量Ikは、比較回路COMに入力される差分信号Aoutのピークレベルに関係なく、一意に特定される。   12A to 12C are diagrams for explaining a design example of the peak tracking characteristic of the peak hold circuit shown in FIG. In FIG. 12A, a total charge amount Ib and a total discharge charge amount Ik are defined. In other words, in the discharge circuit DCH used in the present embodiment, for example, when the voltage (V) of the peak hold capacitor C1 is fixed, one bit of received data continues from the peak hold capacitor C1 per unit time (for example, Let Ik be the total discharge charge amount during the period of n cycles of the primary clock (per hour corresponding to n = 32 in this case). The total discharge charge amount Ik is uniquely specified regardless of the peak level of the difference signal Aout input to the comparison circuit COM.

例えば、1ビットのデータ“0”が受信される期間(1次コイルの駆動クロックの32クロックに相当する期間)では、比較回路COMの出力がL(例えばGND)となり、ダイオードDSが逆バイアスされることから、充電回路CCHによるピークホールドコンデンサーC1の充電が停止される。したがって、上述の総放電電荷量Ikが、1ビットの“0”が受信される期間における総放電電荷量となる。   For example, during a period in which 1-bit data “0” is received (a period corresponding to 32 clocks of the primary coil drive clock), the output of the comparison circuit COM becomes L (for example, GND), and the diode DS is reverse-biased. Thus, charging of the peak hold capacitor C1 by the charging circuit CCH is stopped. Therefore, the total discharge charge amount Ik described above is the total discharge charge amount during the period in which 1-bit “0” is received.

1ビットの“0”が受信される期間における総放電電荷量Ikを考慮して、放電時定数(放電抵抗R9の抵抗値とピークホールドコンデンサーC1の容量値C1)を適切な値に決定すれば、1ビットの“0”が受信される期間におけるピークホールドコンデンサーC1の電圧下降量ΔV2(図12(B)参照)を所望の範囲内の値に設定することができ、例えば、Ik/C1=ΔV2が成立する。   If the discharge time constant (the resistance value of the discharge resistor R9 and the capacitance value C1 of the peak hold capacitor C1) is determined to an appropriate value in consideration of the total discharge charge amount Ik during the period in which 1-bit “0” is received. The voltage drop amount ΔV2 (see FIG. 12B) of the peak hold capacitor C1 during a period in which 1-bit “0” is received can be set to a value within a desired range, for example, Ik / C1 = ΔV2 is established.

同様に、1ビットの“1”が受信される期間における充電回路CCHによるピークホールドコンデンサーC1の総充電電荷量をIbとすると、(Ib−Ik)が、1ビットの“1”が受信される期間におけるピークホールドコンデンサーC1の電圧上昇に寄与する電荷量となり、この電荷量を考慮して、充電時定数(例えば、充電抵抗R1の抵抗値とピークホールドコンデンサーC1の容量C1)を適切な値に決定すれば、1ビットの“1”が受信される期間におけるピークホールドコンデンサーの電圧上昇量ΔV1(図12(B)参照)を所望の範囲内の値に設定でき、例えば、(Ib−Ik)/C1=ΔV2が成立する。そして、図12(B)に示されるように、1ビットの“1”が受信される期間における1ビット継続期間あたりの電圧上昇量ΔV1と、1ビットの“0”が受信される期間における1ビット継続期間あたりの電圧下降量ΔV2と、をバランスさせる(例えば、ΔV1≒ΔV2とする)ことによって、充電と放電とのバランスをとることができる。このようにすれば、図12(B)に示されるように、放電特性を示す線分L1の傾き(負)と、充電特性を示す線分L2の傾き(正)とをバランスさせる(ほぼ同じにする)ことができる。   Similarly, when the total charge amount of the peak hold capacitor C1 by the charging circuit CCH during the period in which 1-bit “1” is received is Ib, (Ib−Ik) is 1-bit “1” is received. The charge amount contributes to the voltage rise of the peak hold capacitor C1 during the period, and the charge time constant (for example, the resistance value of the charge resistor R1 and the capacitance C1 of the peak hold capacitor C1) is set to an appropriate value in consideration of this charge amount. If determined, the voltage increase ΔV1 (see FIG. 12B) of the peak hold capacitor during the period in which 1-bit “1” is received can be set to a value within a desired range, for example, (Ib−Ik) / C1 = ΔV2 is established. Then, as shown in FIG. 12B, the voltage increase amount ΔV1 per 1-bit duration in the period in which 1-bit “1” is received and 1 in the period in which 1-bit “0” is received. By balancing the voltage drop amount ΔV2 per bit duration (for example, ΔV1≈ΔV2), charging and discharging can be balanced. In this way, as shown in FIG. 12B, the slope (negative) of the line segment L1 indicating the discharge characteristics and the slope (positive) of the line segment L2 indicating the charge characteristics are balanced (substantially the same). Can).

ここで、放電回路DCHに、常時、ピークホールドコンデンサーC1の蓄積電荷を放電させることもできるが、この場合には、無駄に多くの電荷を捨てる傾向が生じて、ピークホールド回路PHの消費電力が増大する場合もあり得る。そこで、本実施形態では、放電回路DCHが、放電スイッチSWPと放電抵抗R6とを含み、放電スイッチSWPが、オン/オフ制御信号VASWによって、周期的(つまり、周期性をもって間欠的に)オンされる。上述のとおり、放電回路DCHは、比較回路COMに入力される差分信号Aoutの振幅には関係なく、ピークホールドコンデンサーC1の蓄積電荷を周期的に放電し、ピークホールドコンデンサーの初期電圧Vが定まれば、単位時間あたりの総放電電荷量Ikが一意に定まる。放電スイッチSWPのオン/オフの周期およびオン時間を適切に設計することによって、放電電荷量Ikを適切な値に設定することができ、無駄のない放電が実現する。放電スイッチを周期的にオン/オフさせるためのオン/オフ制御信号VASWは、例えば、差分信号Aoutを適切な分周比をもつ分周回路19によって分周して得ることができ、オン/オフ制御信号VASWは簡単に生成することができる。   Here, it is possible to always discharge the accumulated charge of the peak hold capacitor C1 to the discharge circuit DCH. In this case, however, a tendency to throw away a lot of charges is generated, and the power consumption of the peak hold circuit PH is reduced. It may increase. Therefore, in the present embodiment, the discharge circuit DCH includes the discharge switch SWP and the discharge resistor R6, and the discharge switch SWP is turned on periodically (that is, intermittently with periodicity) by the on / off control signal VASW. The As described above, the discharge circuit DCH periodically discharges the accumulated charge of the peak hold capacitor C1 regardless of the amplitude of the difference signal Aout input to the comparison circuit COM, and the initial voltage V of the peak hold capacitor is determined. For example, the total discharge charge amount Ik per unit time is uniquely determined. By appropriately designing the ON / OFF cycle and the ON time of the discharge switch SWP, the discharge charge amount Ik can be set to an appropriate value, and a wasteful discharge is realized. The on / off control signal VASW for periodically turning on / off the discharge switch can be obtained, for example, by dividing the difference signal Aout by the frequency dividing circuit 19 having an appropriate frequency dividing ratio. The control signal VASW can be easily generated.

図12(C)に示されるように、データ“0”の受信時には、放電スイッチSWPのオン/オフ制御信号VASWがごく短い期間だけアクティブとなるときだけ、ピークホールドコンデンサーC1の電荷が放電され、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1は、ステップ的に低下していく。この電圧下降を直線で近似して得られる線分がL1である。線分L1は、例えば、y=−ax+dの1次関数(変数xは時間)で表現することができ、その傾きは−aである。   As shown in FIG. 12C, when data “0” is received, the charge of the peak hold capacitor C1 is discharged only when the on / off control signal VASW of the discharge switch SWP is active for a very short period of time. The peak follow-up voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 decreases stepwise. A line segment obtained by approximating this voltage drop with a straight line is L1. The line segment L1 can be expressed by, for example, a linear function of y = −ax + d (the variable x is time), and its slope is −a.

一方、データ“1”の受信時には、充電回路CCHによって、ピークホールドコンデンサーC1が充電される。データ“1”の受信時に、比較回路COMからH(=VDD)が出力されるとし、ダイオードDSの順方向電圧をVFとし、充電抵抗R1の抵抗値をR1とすると、単位時間(Δt)あたりの充電電荷(ここでは、Icxとする)は、(VDD−VF)/R1により決まる。この充電電荷Icxによって、ピークホールドコンデンサーC1は充電され、ピーク追従電圧VC1の電圧レベルが上昇する。一方、放電スイッチSWPのオン/オフ制御信号VASWの周期をΔtとする。Δt毎に瞬時的に放電される放電電荷をIdxとする。Icx>Idxに設定される。よって、ピークホールドコンデンサーC1の電圧は、Δt毎に、上昇と少しの下降を繰り返しながら、結果的には、時間経過と共に上昇していく。ピークホールドコンデンサーC1に電荷を蓄積させる場合、電荷を抜く場合とは異なり、直線的な電圧変動とはならないが、ここでは説明を簡単化するために、あえて電圧変動を直線近似して考察することにする。ピークホールドコンデンサーC1の電圧の上昇を直線で近似して得られる線分がL2である。線分L2は、例えば、y=ax+bの1次関数(変数xは時間)で表現することができ、その傾きはaである。このようにすれば、ピーク追従電圧VC1の電圧下降率と電圧上昇率をバランスさせることができる。   On the other hand, when data “1” is received, the peak hold capacitor C1 is charged by the charging circuit CCH. Assume that H (= VDD) is output from the comparison circuit COM when data “1” is received, the forward voltage of the diode DS is VF, and the resistance value of the charging resistor R1 is R1, per unit time (Δt). The charging charge (here, Icx) is determined by (VDD−VF) / R1. With this charged charge Icx, the peak hold capacitor C1 is charged, and the voltage level of the peak follow-up voltage VC1 rises. On the other hand, the period of the on / off control signal VASW of the discharge switch SWP is Δt. The discharge charge that is instantaneously discharged every Δt is defined as Idx. Icx> Idx is set. Therefore, the voltage of the peak hold capacitor C1 rises with time while repeating the rise and the slight fall every Δt. When the charge is accumulated in the peak hold capacitor C1, unlike the case where the charge is removed, the voltage fluctuation is not linear, but here, in order to simplify the explanation, the voltage fluctuation should be considered by approximating the voltage linearly. To. A line segment obtained by approximating the rise in the voltage of the peak hold capacitor C1 with a straight line is L2. The line segment L2 can be expressed by, for example, a linear function of y = ax + b (the variable x is time), and its slope is a. In this way, it is possible to balance the voltage drop rate and the voltage rise rate of the peak follow-up voltage VC1.

(復調動作の説明)
図13は、図11に示される第5実施例におけるピークホールド回路の復調動作(第1復調のみ)を説明するための信号波形図である。図13に示される動作例では、時刻t1における、ピークホールドコンデンサーC1に発生するピーク追従電圧VC1の電圧レベルは、Vpeak1(データ“0”受信時の差分信号Aoutのピーク電圧)に一致している。時刻t1〜時刻t3において、3ビットのダミーデータ“1”が受信され、これによって、ピーク追従電圧VC1は、Vpeak1とVpeak2(データ“1”受信時の差分信号Aoutのピーク電圧)との中点の電圧(=Vpeak1+(ΔVpeak/2):但し、ΔVpeakは、Vpeak1とVpeak2との電位差)まで上昇する。
(Explanation of demodulation operation)
FIG. 13 is a signal waveform diagram for explaining the demodulation operation (first demodulation only) of the peak hold circuit in the fifth embodiment shown in FIG. In the operation example shown in FIG. 13, the voltage level of the peak follow-up voltage VC1 generated in the peak hold capacitor C1 at time t1 matches Vpeak1 (the peak voltage of the differential signal Aout when data “0” is received). . From time t1 to time t3, the 3-bit dummy data “1” is received, whereby the peak follow-up voltage VC1 is the midpoint between Vpeak1 and Vpeak2 (the peak voltage of the differential signal Aout when data “1” is received). (= Vpeak1 + (ΔVpeak / 2): where ΔVpeak is a potential difference between Vpeak1 and Vpeak2).

時刻t4から正規のデータ通信が開始される。   Regular data communication is started from time t4.

放電スイッチSWPのオン/オフ制御信号VASWは、時刻t4〜t14において、周期的かつ間欠的に、瞬時的にオンする。図13では、データ“0”と“1”が連続して受信されている。ピーク追従時定数が大きく設定されているため、ピーク追従電圧VC1の変動範囲はΔV1であり、また、先に説明したように、電圧下降率と電圧上昇率とがバランスしているため、時刻t4におけるピーク追従電圧VC1および時刻t14におけるピーク追従電圧VC1の電圧レベルは、ほぼ同じである。   The on / off control signal VASW of the discharge switch SWP is instantaneously turned on periodically and intermittently from time t4 to t14. In FIG. 13, data “0” and “1” are continuously received. Since the peak follow-up time constant is set large, the fluctuation range of the peak follow-up voltage VC1 is ΔV1, and, as described above, the voltage drop rate and the voltage rise rate are balanced, so the time t4 The voltage level of the peak follow-up voltage VC1 at and the peak follow-up voltage VC1 at time t14 is substantially the same.

ピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)は、Vpeak1とVpeak2の中点電位付近にとどまっているため、比較回路COMは、入力される差分信号Aoutの振幅の大小を正確に判定することができる。比較回路COMから、2値(H,L)の振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodが得られる。図13の中段に記載されるように、時刻t4〜時刻t9までは、振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodはGNDレベルであり、時刻t9〜時刻t14までは、振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodはVDDレベルである。よって、HとLを明確に区別することができる。   Since the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) remains in the vicinity of the midpoint potential of Vpeak1 and Vpeak2, the comparison circuit COM can accurately determine the magnitude of the amplitude of the input difference signal Aout. A binary (H, L) amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod is obtained from the comparison circuit COM. 13, the amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod is at the GND level from time t4 to time t9, and the amplitude detection signal (first demodulation) from time t9 to time t14. Signal) DXdmod is at the VDD level. Therefore, H and L can be clearly distinguished.

図14は、図11に示される第5実施例の復調回路の復調動作(第1復調および第2復調)を説明するための信号波形図である。図示されるように、時刻t6〜時刻t11の期間、時刻t16〜時刻t20の期間において、Hレベルの振幅検出信号(第1復調信号)DXdmodが得られる。出力回路QTCに含まれる相関検出器としてのローパスフィルタ(LPF)3による相関検出(積分)によって“1”および“0”が判定され、レベルシフト回路(LS)5から、第2復調信号(復調されたデータ)DQdmodが出力される。   FIG. 14 is a signal waveform diagram for explaining the demodulation operation (first demodulation and second demodulation) of the demodulation circuit of the fifth embodiment shown in FIG. As shown in the drawing, an H level amplitude detection signal (first demodulated signal) DXdmod is obtained in the period from time t6 to time t11 and in the period from time t16 to time t20. “1” and “0” are determined by correlation detection (integration) by a low-pass filter (LPF) 3 as a correlation detector included in the output circuit QTC, and the second demodulated signal (demodulation) is received from the level shift circuit (LS) 5. Data) DQdmod is output.

(充電特性と放電特性の設計についての具体的な考察)
(考察1:ピーク追従電圧VC1の許容変動幅がΔVpeakの場合)
図15(A)および図15(B)は、第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第1設計例について説明するための図である。
(Specific considerations regarding the design of charge and discharge characteristics)
(Consideration 1: When the allowable fluctuation range of the peak tracking voltage VC1 is ΔVpeak)
FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining a first preferred design example of the peak tracking characteristic of the peak hold circuit in the fifth embodiment.

(1ビットのデータの復調)
まず、図15(A)を参照する。図15(A)は、ピーク追従電圧VC1の許容変動幅がΔVpeakのときに、1ビットのデータ“1”を復調する場合の、ピーク追従特性の適合例および不適例を示す図である。
(Demodulation of 1-bit data)
First, reference is made to FIG. FIG. 15A is a diagram showing a conforming example and an unsuitable example of the peak tracking characteristic when demodulating 1-bit data “1” when the allowable fluctuation range of the peak tracking voltage VC1 is ΔVpeak.

図15(A)では、データ復調が開始される時刻t0において、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1が、データ“0”に対応する差分信号Aoutのピーク値であるVpeak1に維持されており、その状態で、1ビットのデータ“1”が受信されて、復調回路DMによって、1ビットのデータ“1”を復調するものとする。   In FIG. 15A, at time t0 when data demodulation is started, the peak tracking voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 is maintained at Vpeak1, which is the peak value of the differential signal Aout corresponding to the data “0”. In this state, 1-bit data “1” is received, and 1-bit data “1” is demodulated by the demodulation circuit DM.

データ“1”に対応する差分信号のピーク電圧値をVpeak2とし、Vpeak1とVpeak2との電位差をΔVpeakとする。この場合、復調回路DMに含まれるピークホールド回路PHのピーク追従機能によって、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1は、時間経過と共に、Vpeak1からVpeak2に向かって、遷移する。   The peak voltage value of the difference signal corresponding to the data “1” is Vpeak2, and the potential difference between Vpeak1 and Vpeak2 is ΔVpeak. In this case, due to the peak tracking function of the peak hold circuit PH included in the demodulation circuit DM, the peak tracking voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 changes from Vpeak1 to Vpeak2 over time.

図15(A)において、太い点線で示される特性線L1(ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧の経時的変化を直線で近似した特性線)は、1ビットのデータ“1”を検出する場合におけるピーク追従特性の不適例を示し、太い実線で示される特性線L2はピーク追従特性の適合例(但し、最低限の条件を示す例)を示す。同様に、太い点線で示される特性線L3は、1ビットのデータ“0”を検出する場合におけるピーク追従特性の不適例を示し、太い実線で示される特性線L4は、ピーク追従特性の適合例(但し、最低限の条件を示す例)を示す。   In FIG. 15A, a characteristic line L1 indicated by a thick dotted line (a characteristic line approximating a change over time of the peak follow-up voltage of the peak hold capacitor C1 with a straight line) is obtained when 1-bit data “1” is detected. An inappropriate example of the peak tracking characteristic is shown, and a characteristic line L2 indicated by a thick solid line indicates an adaptation example of the peak tracking characteristic (however, an example indicating the minimum condition). Similarly, a characteristic line L3 indicated by a thick dotted line indicates an inappropriate example of the peak tracking characteristic when 1-bit data “0” is detected, and a characteristic line L4 indicated by a thick solid line indicates an example of conforming the peak tracking characteristic. (However, an example showing the minimum conditions) is shown.

上述のとおり、2次側からの1ビットの送信データが継続する期間は、1次コイルの駆動クロックDRCKのn周期に相当する期間である。したがって、図15(A)において、仮に、点線で示される特性線L1のように、ピークホールドコンデンサーC1の電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間内にVpeak2に到達してしまうと、判定閾値Vth1が、差分信号Aoutのピーク電圧と同じ電圧レベルになってしまい、1ビットのデータ“1”の受信期間が終了していないにもかかわらず、それ以降、正確な“1”の復調ができなくなるため、受信エラーが生じる。特性線L1で示されるピーク追従特性の不適例では、ピークホールドコンデンサーC1の電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、時刻t1にVpeak2に到達してしまうため、時刻t1〜時刻t2において、正確な復調ができなくなる。   As described above, the period in which 1-bit transmission data from the secondary side continues is a period corresponding to the n period of the drive clock DRCK of the primary coil. Accordingly, in FIG. 15A, a period in which the voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 (= determination threshold Vth1) corresponds to n cycles of the drive clock of the primary coil, as shown by a characteristic line L1 indicated by a dotted line. When Vpeak2 is reached, the determination threshold Vth1 becomes the same voltage level as the peak voltage of the difference signal Aout, and the reception period of 1-bit data “1” has not ended. Thereafter, accurate “1” demodulation cannot be performed, and a reception error occurs. In an inappropriate example of the peak follow-up characteristic indicated by the characteristic line L1, the voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 reaches Vpeak2 at time t1, so that accurate demodulation is performed from time t1 to time t2. Can not be.

したがって、図15(A)に太い実線で示される特性線L2(適合例)のように、ピークホールドコンデンサーC1のピークホールド電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、Vpeak1からVpeak2に遷移するために要するピーク追従時間(つまりΔVpeakの遷移に要する時間)が、1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する時間(時刻t0〜t2までの時間)以上に長くなるように、ピーク追従特性を設定すればよいことになる。つまり、特性線L2で示されるピーク追従特性の適合例では、1ビットの“1”を復調している期間(時刻t0〜時刻t2の期間)内では、ピークホールドコンデンサーVC1のピークホールド電圧VC1がVpeak2に到達せずに、Vpeak1とVpeak2との間に滞留することから、比較回路COMは、そのピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1を判定閾値Vth1として用いて、差分信号AoutのH,Lを正確に判定することができ、したがって、2次側から送信された、1ビットの“1”を確実に復調できる。但し、特性線L2で示される適合例では、厳密にいえば、時刻t0におけるピーク追従電圧VC1はVpeak1であり、時刻t2におけるピーク追従電圧VC1はVpeak2に到達するため、時刻t0および時刻t4における復調データは無効である。実際の充電回路および放電回路の設計に際しては、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1の経時的変化(例えば、経時的変化を近似した特性線の変化率)が、特性線L1の傾きよりも小さくなるように、充電回路CCHおよび放電回路DCHの特性を設計するのが好ましい(但し、この例に限定されるものではない)。   Therefore, as indicated by a characteristic line L2 (conformity example) indicated by a thick solid line in FIG. 15A, it is necessary for the peak hold voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 to transition from Vpeak1 to Vpeak2. If the peak follow-up characteristics are set so that the peak follow-up time (that is, the time required for the transition of ΔVpeak) is longer than the time corresponding to the n period of the drive clock of the primary coil (the time from t0 to t2). It will be good. That is, in the conforming example of the peak follow-up characteristic indicated by the characteristic line L2, the peak hold voltage VC1 of the peak hold capacitor VC1 is within the period in which 1-bit “1” is demodulated (the period from time t0 to time t2). Since it does not reach Vpeak2 and stays between Vpeak1 and Vpeak2, the comparison circuit COM uses the peak follow voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 as the determination threshold value Vth1, and uses H and L of the difference signal Aout. Therefore, it is possible to accurately determine 1-bit “1” transmitted from the secondary side. However, in the adaptation example indicated by the characteristic line L2, strictly speaking, the peak follow-up voltage VC1 at time t0 is Vpeak1, and the peak follow-up voltage VC1 at time t2 reaches Vpeak2, so that demodulation is performed at time t0 and time t4. The data is invalid. When designing an actual charging circuit and discharging circuit, the change with time of the peak follow-up voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 (for example, the rate of change of the characteristic line approximating the change with time) is smaller than the slope of the characteristic line L1. Thus, it is preferable to design the characteristics of the charging circuit CCH and the discharging circuit DCH (however, it is not limited to this example).

以上の説明では、ピークホールドコンデンサーの電圧がVpeak1からVpeak2に向かって追従する場合について説明したが、ピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧VC1がVpeak2からVpeak1に向かって追従する場合も同様である。つまり、データ復調が開始される時点で、ピークホールドコンデンサーの電圧が、データ“1”に対応する差分信号のピーク値であるVpeak2に維持されており、その状態で、1ビットのデータ“0”が受信されて、復調回路によって、1ビットのデータ“0”を復調する場合も同様である。つまり、図15(A)において、特性線L3は不適例を示し、特性線L4は適合例を示す。この場合も、ピークホールドコンデンサーC1の電圧がΔVpeakだけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックDRCKのn周期以上になるように、充電回路CCHの特性および放電回路DCHの各々の特性を設定すればよい。   Although the case where the voltage of the peak hold capacitor follows from Vpeak1 to Vpeak2 has been described above, the same applies to the case where the peak follower voltage VC1 of the peak hold capacitor follows from Vpeak2 to Vpeak1. That is, at the time when data demodulation is started, the voltage of the peak hold capacitor is maintained at Vpeak2, which is the peak value of the differential signal corresponding to data “1”, and in this state, 1-bit data “0” is stored. This is the same when 1-bit data “0” is demodulated by the demodulation circuit. That is, in FIG. 15A, the characteristic line L3 indicates an inappropriate example, and the characteristic line L4 indicates a compatible example. Also in this case, the characteristics of the charging circuit CCH and the characteristics of the discharging circuit DCH are such that the time required for the voltage of the peak hold capacitor C1 to change by ΔVpeak is equal to or longer than the n period of the driving clock DRCK of the primary coil. Should be set.

(mビット、同じ値が連続するデータの復調)
図15(A)では、1ビットの“1”を復調する場合を想定したが、図15(B)では、m(mは2以上の整数)ビット連続する“1”を復調する場合を想定する(“0”を復調する場合も同様である)。例えば、受電装置40が、同一の値のデータをmビット連続して送信することが、通信規約によって許容される場合には、1次側で、mビット連続する“1”を復調する場合が生じ得る。なお、図15(B)の例では、m=3に設定されている。
(Demodulation of data with m bits and the same value continuously)
In FIG. 15A, it is assumed that 1-bit “1” is demodulated. However, in FIG. 15B, it is assumed that m (m is an integer of 2 or more) consecutive “1” is demodulated. (The same applies when demodulating "0"). For example, when it is permitted by the communication protocol that the power receiving device 40 continuously transmits data of the same value m bits, the primary side may demodulate “1” that is m bits continuous. Can occur. In the example of FIG. 15B, m = 3 is set.

mビットの“1”が受信される期間は、1次コイルの駆動クロックDRCKの(m・n)周期に相当する時間である。図15(B)において、太い点線で示される特性線L5(不適例)の場合、(m・n)周期に相当する期間(時刻t0〜t3)内において、ピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)がVpeak2に到達してしまい(時刻t2)、それ以降(時刻t2〜時刻t3の期間)、データ“1”を正確に復調できない。   The period during which m-bit “1” is received is a time corresponding to the (m · n) period of the drive clock DRCK of the primary coil. In the case of characteristic line L5 (unsuitable example) indicated by a thick dotted line in FIG. 15B, peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) within a period (time t0 to t3) corresponding to (m · n) period. ) Reaches Vpeak2 (time t2), and thereafter (period from time t2 to time t3), data "1" cannot be accurately demodulated.

したがって、図15(B)において太い実線で示される特性線L6(適合例)のように、ピークホールドコンデンサーC1のピークホールド電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、Vpeak1からVpeak2に遷移するために要するピーク追従時間(つまりΔVpeakの遷移に要する時間)が、1次コイルの駆動クロックDRCKの(m・n)周期以上に長くなるようにピーク追従特性(つまり、充電回路CCHの充電時定数および放電回路DCHの放電時定数)を設定すればよい。この場合、mビットの“1”を復調している期間内では、ピークホールドコンデンサーの電圧がVpeak2に到達せず、Vpeak1とVpeak2との間に滞留することから、比較回路COMは、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1を判定閾値Vth1として用いて、差分信号Aoutの振幅の大小を正確に判定することができ、したがって、2次側から送信された、mビット連続する“1”を確実に復調できる(但し、特性線L6の例において、厳密には時刻t0および時刻t3における復調データは無効である)。なお、ピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧VC1が、Vpeak2からVpeak1に向かって追従する場合におけるピーク追従特性の設定も、同様の考え方に基づいて行うことができる。   Therefore, as indicated by a thick characteristic line L6 (matching example) in FIG. 15B, it is necessary for the peak hold voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 to transition from Vpeak1 to Vpeak2. Peak tracking characteristics (that is, the charging time constant of the charging circuit CCH and the discharging circuit) so that the peak tracking time (that is, the time required for the transition of ΔVpeak) is longer than the (m · n) period of the drive clock DRCK of the primary coil. DCH discharge time constant) may be set. In this case, the voltage of the peak hold capacitor does not reach Vpeak2 and stays between Vpeak1 and Vpeak2 within the period during which m-bit “1” is demodulated. Using the peak follow-up voltage VC1 of C1 as the determination threshold value Vth1, it is possible to accurately determine the magnitude of the amplitude of the difference signal Aout. Therefore, it is possible to ensure that the m-bit continuous “1” transmitted from the secondary side is “1”. Demodulation is possible (however, in the example of the characteristic line L6, the demodulated data at time t0 and time t3 is strictly invalid). The peak follow-up characteristics can be set based on the same concept when the peak follow-up voltage VC1 of the peak hold capacitor follows from Vpeak2 to Vpeak1.

(考察2:ピーク追従電圧VC1の変動許容範囲がΔVpeak/2である場合)
図16(A)および図16(B)は、第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第2設計例について説明するための図である。
(Consideration 2: When the allowable fluctuation range of the peak follow-up voltage VC1 is ΔVpeak / 2)
FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining a second preferred design example of the peak follow-up characteristic of the peak hold circuit in the fifth embodiment.

考察1では、mビット連続するデータ“1”(または“0”)のいずれか一方のみを受信することを前提としたが、実際には、復調期間において、mビット連続するデータ“1”およびmビット連続するデータ“0”のいずれも検出できることが望ましい。したがって、例えば、復調開始時点においては、ピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)は、Vpeak1とVpeak2の中点電圧VBS(つまり、VBS={Vpeak1+(ΔVpeak/2)}付近に設定される場合が多い(ΔVpeakは、Vpeak1とVpeak2の電位差である)。   Consideration 1 is based on the assumption that only one of m bits of continuous data “1” (or “0”) is received, but in actuality, m bits of continuous data “1” and “1” and It is desirable that any of m bits of continuous data “0” can be detected. Therefore, for example, at the start of demodulation, the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor is set near the midpoint voltage VBS of Vpeak1 and Vpeak2 (that is, VBS = {Vpeak1 + (ΔVpeak / 2)}). (ΔVpeak is a potential difference between Vpeak1 and Vpeak2).

ピークホールドコンデンサーの電圧VC1(=判定閾値Vth1)が中点電圧VBSに設定される場合、Vpeak1に対する変動マージン(変動許容範囲)、および、Vpeak2に対する変動マージン(変動許容範囲)は、共に(ΔVpeak/2)である。上述の考察1では、判定閾値Vth1の変動マージン(変動許容範囲)がΔVpeakに設定されていた。これに対して、考察2の例では、判定閾値Vth1の変動マージン(変動許容範囲)は、考察1の例の1/2になったことになる。   When the voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor is set to the midpoint voltage VBS, both the fluctuation margin (variable allowable range) for Vpeak1 and the fluctuation margin (variable allowable range) for Vpeak2 are (ΔVpeak / 2). In the above consideration 1, the fluctuation margin (fluctuation allowable range) of the determination threshold Vth1 is set to ΔVpeak. On the other hand, in the example of the consideration 2, the variation margin (variation allowable range) of the determination threshold value Vth1 is ½ that of the example of the consideration 1.

つまり、図16(A)および図16(B)に示される例では、mビット連続する“1”または“0”を受信する場合に、ピークホールドコンデンサーのピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、(ΔVpeak/2)だけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックDRCKの(m・n)周期以上に長くなるようにピーク追従特性を設定すれば、mビット連続する“1”およびmビット連続する“0”のいずれも、適正に受信することができることになる。   That is, in the example shown in FIG. 16A and FIG. 16B, the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor when m bits of continuous “1” or “0” are received. However, if the peak follow-up characteristic is set so that the time required for transition by (ΔVpeak / 2) is longer than the (m · n) period of the drive clock DRCK of the primary coil, “1” which is m bits continuous "And m bits consecutive" 0 "can be properly received.

図16(A)は、mビット連続する“1”を受信する場合のピーク追従特性の適合例を示している。図16(A)において、太い実線で示される特性線L7aが、ピーク追従特性の適合例(最低限の条件の例)を示している。なお、図16(A)において太い一点鎖線で示される特性性L7bは、判定閾値Vth1の許容変動幅がΔVpeakであるとした場合の特性線を示している。つまり、特性線L7bは、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、ΔVpeakだけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックDRCKの2・(m・n)周期以上に長くなるように設定すればよいことを意味している。   FIG. 16A shows an example of adaptation of the peak tracking characteristics when “1” that is m bits continuous is received. In FIG. 16A, a characteristic line L7a indicated by a thick solid line shows an example of adaptation of the peak following characteristic (an example of the minimum condition). Note that the characteristic L7b indicated by a thick dashed line in FIG. 16A indicates a characteristic line when the allowable fluctuation range of the determination threshold Vth1 is ΔVpeak. That is, the characteristic line L7b indicates that the time required for the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 to change by ΔVpeak is 2 · (m · n) cycles of the drive clock DRCK of the primary coil. This means that it may be set to be longer than that.

図16(B)は、mビット連続する“0を受信する場合のピーク追従特性の適合例を示している。図16(B)における特性線L8aと特性線L8bの各々は、図16(A)における特性線L7aおよびL7bの各々に対応する。   FIG. 16B shows an example of adaptation of the peak follow-up characteristics when receiving “0” which is m bits continuous. Each of the characteristic line L8a and the characteristic line L8b in FIG. ) Corresponding to each of characteristic lines L7a and L7b.

(考察3:ピーク追従電圧VC1の変動許容範囲がΔVpeak/pである場合)
先の図16(A)および図16(B)に示される例では、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)の初期設定電圧を中点電位VBSに設定していた。但し、これは一例であり、実際の回路設計においては、H判定およびL判定の各々のノイズマージン等を考慮して、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従特性(=判定閾値Vth1)の初期バイアス点(初期電位点)を最適化することがある。
(Consideration 3: When fluctuation allowable range of peak follow-up voltage VC1 is ΔVpeak / p)
In the example shown in FIGS. 16A and 16B, the initial setting voltage of the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 is set to the midpoint potential VBS. However, this is merely an example, and in actual circuit design, the initial bias point (= determination threshold Vth1) of the peak follow-up characteristic (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 is considered in consideration of the noise margin of each of the H determination and L determination. The initial potential point may be optimized.

図17は、第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第3設計例について説明するための図である。図17では、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従特性(=判定閾値Vth1)の初期バイアス点(初期電位点)がVBSP(=Vpeak2−ΔVpeak/P=Vpeak1+{((p−1)/p)・ΔVpeak}に設定されている(但し、Pは2より大きな実数)。   FIG. 17 is a diagram for explaining a third preferred design example of the peak tracking characteristic of the peak hold circuit in the fifth embodiment. In FIG. 17, the initial bias point (initial potential point) of the peak tracking characteristic (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 is VBSP (= Vpeak2−ΔVpeak / P = Vpeak1 + {((p−1) / p) · ΔVpeak). } (Where P is a real number greater than 2).

復調開始時点におけるピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1とVpeak1との電位差は、Δ((p−1)/p)・ΔVpeakであり、復調開始時点におけるピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1とVpeak2との電位差は、(ΔVpeak/p)である。両者を比較すると、図17では、明かに、(ΔVpeak/P)の方が小さいため、(ΔVpeak/p)が、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1の最小の変動許容範囲となる。よって、図17の例では、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1が(ΔVpeak/p)だけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期以上になるように、ピーク追従特性を設定すればよいことになる。   The potential difference between the peak follow-up voltages VC1 and Vpeak1 of the peak hold capacitor C1 at the start of demodulation is Δ ((p−1) / p) · ΔVpeak, and the peak follow-up voltages VC1 and Vpeak2 of the peak hold capacitor C1 at the start of demodulation. The difference in potential is (ΔVpeak / p). When both are compared, in FIG. 17, it is clear that (ΔVpeak / P) is smaller, so (ΔVpeak / p) is the minimum allowable fluctuation range of the peak tracking voltage VC1 of the peak hold capacitor C1. Therefore, in the example of FIG. 17, the time required for the peak tracking voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 to transition by (ΔVpeak / p) is set to be equal to or longer than the (m · n) period of the drive clock of the primary coil. Therefore, it is only necessary to set the peak tracking characteristic.

図17において太い実線で示される特性性L9aは、判定閾値Vth1の最小許容変動幅がΔVpeak/pであるとした場合の、データ“1”受信時のピーク追従特性の適合例(最小限の条件)を示す特性線である。また、太い一点鎖線で示される特性性L9bは、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、ΔVpeakだけ遷移するのに要する時間が、1次コイルの駆動クロックDRCKの(p・m・n)周期以上に長くなるように設定すればよいことを意味している。   A characteristic L9a indicated by a thick solid line in FIG. 17 is an example of adapting the peak following characteristic when receiving data “1” when the minimum allowable fluctuation range of the determination threshold Vth1 is ΔVpeak / p (minimum condition) ) Is a characteristic line. Further, the characteristic L9b indicated by a thick dashed line indicates that the time required for the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 to change by ΔVpeak is (p of the drive clock DRCK of the primary coil.・ M · n) This means that it may be set longer than the period.

(考察4:着地あるいは取り去り検出を考慮した回路設計について)
考察1〜考察3では、復調回路DMによる信号の復調に着目して、許容される「ピーク追従の遅さ」について検討した。ここでは、許容される「ピーク追従の速さ」について検討する。復調回路DMが、受電装置の取り去りおよび着地の少なくとも一方の検出にも使用される場合には、受電装置の取り去り検出または着地検出に対応できるような、「ピーク追従の速さ」が、ピークホールド回路に求められる。
(Discussion 4: Circuit design considering landing or removal detection)
In the considerations 1 to 3, paying attention to the demodulation of the signal by the demodulation circuit DM, the allowable “delay of peak tracking” was examined. Here, the allowable “speed of peak tracking” will be examined. When the demodulating circuit DM is also used to detect at least one of removal and landing of the power receiving device, the “peak tracking speed” that can cope with detection or landing detection of the power receiving device is the peak hold. Required for the circuit.

つまり、第5実施例におけるピークホールド回路PHのピーク追従特性は、受電装置の取り去り検出または着地検出に対応できる程度の「ピーク追従の速さ」を有し、かつ、信頼性の高い信号の復調が可能な程度の「ピーク追従の遅さ」を有すること、の2つを満足するように設計されることが好ましい。   That is, the peak follow-up characteristic of the peak hold circuit PH in the fifth embodiment has a “peak follow-up speed” that can cope with the removal or landing detection of the power receiving apparatus, and is a highly reliable signal demodulator. Is preferably designed so as to satisfy two of the following factors: “slow peak tracking”.

図18は、第5実施例におけるピークホールド回路のピーク追従特性の好ましい第4設計例について説明するための図である。図18において、時刻t20において、受電装置の取り去りが発生する。これに伴い、1次側の差動回路SAMPから出力される差分信号Aoutのピーク値が、例えば、Vpeak1からVpeak3に上昇する。ここで、Vpeak3は、受電装置が取り去された状態に対応する差分信号Aoutのピーク電圧値である。この受電装置の取り去りの検出の最大許容時間をTXとする。   FIG. 18 is a diagram for explaining a fourth preferred design example of the peak tracking characteristic of the peak hold circuit in the fifth embodiment. In FIG. 18, removal of the power receiving apparatus occurs at time t20. Accordingly, the peak value of the difference signal Aout output from the primary-side differential circuit SAMP increases from, for example, Vpeak1 to Vpeak3. Here, Vpeak3 is a peak voltage value of the differential signal Aout corresponding to the state where the power receiving device is removed. The maximum allowable time for detecting the removal of the power receiving apparatus is TX.

つまり、1次側は、時刻t25までに受電装置の取り去りを検出しなければならない。図18には、ピーク追従特性を示す3つの特性線(L10a,L10b,L11)が示されている。特性線11(太い2点鎖線)で示されるピーク追従例は、ピークホールドコンデンサーC1のピークホールド電圧Vpeakが、Vpeak3に到達する時点が、時刻t26である。つまり、この例では、受電装置の取り去りを検出し得る状態になるまでの期間が最大許容時間TXを超えており、ゆえに不適である。   That is, the primary side must detect removal of the power receiving device by time t25. FIG. 18 shows three characteristic lines (L10a, L10b, L11) indicating peak tracking characteristics. In the peak follow-up example indicated by the characteristic line 11 (thick two-dot chain line), the time when the peak hold voltage Vpeak of the peak hold capacitor C1 reaches Vpeak3 is time t26. That is, in this example, the period until the state where the removal of the power receiving apparatus can be detected exceeds the maximum allowable time TX, and is therefore unsuitable.

特性線L10a(太い実線)で示されるピーク追従例は、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1が、Vpeak3に到達する時点が、時刻t25であり、この例では、受電装置の取り去りを検出し得る状態になるまでの期間がちょうど最大許容時間TXである。よって、適合例ではあるが、検出遅延等を考慮したマージンを持たせることは、かなりむずかしい。   In the peak follow-up example indicated by the characteristic line L10a (thick solid line), the time point when the peak follow-up voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 reaches Vpeak3 is time t25, and in this example, removal of the power receiving device can be detected. The period until the state is reached is just the maximum allowable time TX. Therefore, although it is a conforming example, it is quite difficult to provide a margin in consideration of detection delay and the like.

特性線L10b(太い一点鎖線)で示されるピーク追従例は、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1が、Vpeak3に到達する時点が、時刻t24であり、この例では、受電装置の取り去りを検出し得る状態になるまでの期間が最大許容時間TX内であることから、例えば、時刻t24〜時刻t25の期間において、受電装置の取り去りを確実に検出することができる。よって、この例は好ましい適合例である。   In the peak follow-up example indicated by the characteristic line L10b (thick one-dot chain line), the time point when the peak follow-up voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 reaches Vpeak3 is time t24. In this example, removal of the power receiving device is detected. Since the period until the state is obtained is within the maximum allowable time TX, for example, the removal of the power receiving device can be reliably detected in the period from time t24 to time t25. Therefore, this example is a preferable adaptation example.

以上の説明では受電装置の取り去り検出を例にしたが、着地検出の場合も、同様の考え方によって、ピーク追従特性の好ましい例を決定することができる。   In the above description, the removal of the power receiving apparatus is taken as an example, but in the case of landing detection, a preferable example of the peak tracking characteristic can be determined based on the same concept.

(充電回路および放電回路の設計方法の一例)
ここでは、充電回路および放電回路の各々の特性(時定数)の設計手順について考察する。例えば、以下の手順1および手順2によって設計する。
(Example of design method for charging circuit and discharging circuit)
Here, the design procedure of each characteristic (time constant) of the charging circuit and the discharging circuit will be considered. For example, the design is performed by the following procedure 1 and procedure 2.

(手順1:電圧上昇率および電圧下降率の好ましい範囲の設定)
上記考察1〜考察4に示される設計原理に基づいて、ピークホールドコンデンサーC1の充電時の電圧上昇率を示す直線(直線近似によって得られるピーク追従の特性線)の傾きの許容範囲、または放電時の電圧下降率を示す直線の傾きの許容範囲を決めることができる。例えば、1ビットのデータが継続する期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)あたりの、ピークホールドコンデンサー電圧の電圧上昇量および電圧降下量の好ましい範囲が決定される。
(Procedure 1: Setting of preferable ranges of voltage increase rate and voltage decrease rate)
Based on the design principle shown in the above considerations 1 to 4, the allowable range of the slope of the straight line (the peak following characteristic line obtained by linear approximation) indicating the voltage increase rate at the time of charging the peak hold capacitor C1, or at the time of discharging The allowable range of the slope of the straight line indicating the voltage drop rate can be determined. For example, a preferable range of the voltage increase amount and the voltage decrease amount of the peak hold capacitor voltage per period in which 1-bit data continues (a period corresponding to n cycles of the drive clock of the primary coil) is determined.

(手順2:電圧上昇率と電圧下降率とのバランス設計)
そして、次に、1ビットのデータが継続する期間あたりの電圧上昇量と電圧降下量とがバランスする(同じとなる)ように、充電回路CCHと放電回路DCHの各々の回路特性を決定すればよい。
(Procedure 2: Balance design between voltage rise rate and voltage fall rate)
Then, if the circuit characteristics of the charging circuit CCH and the discharging circuit DCH are determined so that the amount of voltage increase and the amount of voltage drop per period in which 1-bit data continues are balanced (same), Good.

つまり、ピークホールドコンデンサーC1の電圧は、入力信号Aoutのピークに追従して変動するため、データ“1”が受信されているときは、ピークホールドコンデンサーの電圧は上昇し、データ“0”が受信されているときは、ピークホールドコンデンサーの電圧は下降する。データ“1”とデータ“0”が交互に受信される場合を想定すると、ピークホールドコンデンサーの電圧は、上昇、下降を繰り返すが、1ビットのデータ期間における電圧上昇量と電圧下降量とが同じならば、ピークホールドコンデンサーの電圧レベルは、それらの1連のデータを受信する前後で変化しない(所定のバイアス点付近にとどまる)。   That is, since the voltage of the peak hold capacitor C1 fluctuates following the peak of the input signal Aout, when the data “1” is received, the voltage of the peak hold capacitor rises and the data “0” is received. When being done, the voltage on the peak hold capacitor will drop. Assuming that data “1” and data “0” are alternately received, the voltage of the peak hold capacitor repeatedly rises and falls, but the voltage rise amount and the voltage fall amount in the 1-bit data period are the same. If so, the voltage level of the peak hold capacitor does not change before and after receiving the series of data (remains in the vicinity of a predetermined bias point).

受信データに含まれる“1”と“0”の出現の割合は、ある程度の長い期間でみれば、ほぼ同じである場合が多く(あるいは、2次側の送信データを意図的に、そのように作成することも可能であり)、したがって、1ビットのデータ期間における電圧上昇量と電圧下降量とが同じに設定されているならば、ピークホールドコンデンサーの電圧レベルは、復調期間において、Vpeak1とVpeak2の中間の電圧範囲にとどまっている確率が極めて高く、よって、復調された2値信号の信頼性を確保することができる。仮に、電圧上昇量と電圧降下量のバランスがとれていないときは、データ“1”と“0”が交互に受信された場合でも、判定閾値(つまりピークホールドコンデンサーの電圧)が、時間経過と共にVpeak1またはVpeak2のいずれかの側にシフトしていき、その分だけ変動マージンが減少していき、やがて、ピーク値に到達することになってしまい、その時点で、ピークホールドコンデンサーの電圧を復調用の判定閾値として用いることができなくなる。   In most cases, the occurrence ratio of “1” and “0” included in the received data is almost the same over a long period of time (or the transmission data on the secondary side is intentionally so. Therefore, if the voltage increase amount and the voltage decrease amount in the 1-bit data period are set to be the same, the voltage level of the peak hold capacitor is set to Vpeak1 and Vpeak2 in the demodulation period. Therefore, the reliability of the demodulated binary signal can be ensured. If the amount of voltage rise and the amount of voltage drop are not balanced, even when data “1” and “0” are alternately received, the determination threshold (that is, the voltage of the peak hold capacitor) is changed over time. Shifting to either Vpeak1 or Vpeak2 side, the fluctuation margin decreases accordingly, eventually reaching the peak value, at which point the voltage of the peak hold capacitor is demodulated Cannot be used as the determination threshold.

したがって、上述のとおり、データ“1”を受信する場合の、データ“1”の継続期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)におけるピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1の電圧上昇量と、データ“0”を受信する場合の、データ“0”の継続期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)におけるピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1の電圧降下量と、がバランスするように、充電回路CCHの特性(充電時定数)および放電回路DCHの特性(放電時定数)を設定するのが好ましいということになる。   Therefore, as described above, when data “1” is received, the voltage of peak follow voltage VC1 of peak hold capacitor C1 during the duration of data “1” (a period corresponding to the n period of the drive clock of the primary coil). Increase amount and voltage drop amount of peak follow-up voltage VC1 of peak hold capacitor C1 during the duration of data “0” (a period corresponding to the n period of the drive clock of the primary coil) when data “0” is received. Therefore, it is preferable to set the characteristic of the charging circuit CCH (charging time constant) and the characteristic of the discharging circuit DCH (discharging time constant).

このように、上記の手順1および手順2を経て、充電回路CCHの特性および放電回路DCHの特性を、好ましい特性に設定することができる。例えば、mビットの連続した同一の値を受信する場合に、ピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)が、(ΔVpeak/p)を遷移するために必要なピーク追従時間を、1次コイルの駆動クロックの(m・n)周期以上とし、かつ、1ビットの継続期間(1次コイルの駆動クロックのn周期に相当する期間)におけるピークホールドコンデンサーC1のピーク追従電圧VC1(=判定閾値Vth1)の電圧上昇量と電圧下降量とがバランスするように(つまり、ほぼ同じ、略同一、あるいは同じとなるように)、充電回路および放電回路の各特性(例えば時定数)が設定(決定)される。   As described above, the characteristics of the charging circuit CCH and the characteristics of the discharging circuit DCH can be set to preferable characteristics through the procedure 1 and the procedure 2 described above. For example, when receiving the same m-bit continuous value, the peak follow-up time required for the peak follow-up voltage VC1 (= determination threshold Vth1) of the peak hold capacitor C1 to transition (ΔVpeak / p) is: The peak follow-up voltage VC1 of the peak hold capacitor C1 (== m · n) period of the primary coil drive clock and a 1-bit duration (a period corresponding to the n period of the primary coil drive clock) (= Each characteristic (for example, time constant) of the charging circuit and the discharging circuit is set so that the voltage increase amount and the voltage decrease amount of the determination threshold value Vth1) are balanced (that is, approximately the same, approximately the same, or the same). (It is determined.

(第6の実施形態)
図19は、本発明の復調回路を含む送電装置を搭載する1次側の電子機器(クレードル)および無接点電力電送システムの動作の一例を説明するための図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 19 is a diagram for explaining an example of the operation of the primary-side electronic device (cradle) and the non-contact power transmission system on which the power transmission device including the demodulation circuit of the present invention is mounted.

図19中の第1の間欠送電期間TA1は、待機フェーズ(待機状態)に対応する期間である。待機フェーズにおいては、送電側の電子機器である充電器(クレードル)500に内蔵される送電装置10は間欠送電を実行し、受電側の電子機器(例えば携帯電話機)510の着地(セッティング)を、例えば、0.3秒に1回、検出する(ステップS1)。すなわち、上述のとおり、1次コイルL1が単独で存在する状態から、1次コイルL1と2次コイルL2が電磁結合する状態に移行すると、共振回路の共振特性が変化して、1次コイルL1のコイル端信号の電圧レベルが低下する。この電圧レベルの低下を、例えば、本発明の復調回路DMに含まれるピークホールド回路PHを用いて検出する。例えば、ピークホールド回路PHに含まれるピークホールドコンデンサーを、検出タイミングに合わせてリセットして初期化した後、ピーク電圧値を取得し、取得されたピーク電圧値を着地判定閾値と比較することによって、着地を検出することができる。これによって、受電側機器510の着地(セッティング)が検出される(ステップS2)。なお、送電装置200に含まれる送電制御装置20(図4参照)は、着地検出を可能とするために、送電部12を制御して、1次コイルL1を間欠的に駆動させる。例えば、1次コイルL1は、0.3秒毎に5m秒だけ駆動される。なお、同様に、ピークホールド回路PHを用いて、受電装置の取り去りを検出することができる。   A first intermittent power transmission period TA1 in FIG. 19 is a period corresponding to the standby phase (standby state). In the standby phase, the power transmission device 10 built in the charger (cradle) 500 that is an electronic device on the power transmission side performs intermittent power transmission, and the landing (setting) of the electronic device (for example, a mobile phone) 510 on the power reception side is determined. For example, detection is performed once every 0.3 seconds (step S1). That is, as described above, when the primary coil L1 alone is shifted to a state where the primary coil L1 and the secondary coil L2 are electromagnetically coupled, the resonance characteristics of the resonance circuit change, and the primary coil L1. The voltage level of the coil end signal decreases. This decrease in voltage level is detected using, for example, the peak hold circuit PH included in the demodulation circuit DM of the present invention. For example, after resetting and initializing the peak hold capacitor included in the peak hold circuit PH according to the detection timing, the peak voltage value is acquired, and the acquired peak voltage value is compared with the landing determination threshold value. Landing can be detected. Thereby, the landing (setting) of the power receiving device 510 is detected (step S2). Note that the power transmission control device 20 (see FIG. 4) included in the power transmission device 200 controls the power transmission unit 12 to intermittently drive the primary coil L1 in order to enable landing detection. For example, the primary coil L1 is driven for 5 milliseconds every 0.3 seconds. Similarly, removal of the power receiving device can be detected using the peak hold circuit PH.

受電側機器510の着地が検出されると、送電装置10と受電装置40との間で、種々の情報の交換(ネゴシエーションならびにセットアップ)が実行される(ステップS3)。上述したように、送電装置10から受電装置40への通信には周波数変調が利用され、受電装置40から送電装置10への通信には負荷変調が利用される。送電装置10に含まれる本発明の復調回路DMは、受電装置40が負荷変調により送信した信号(データ)を、差分信号Aoutの振幅検出によって復調する。   When the landing of the power receiving device 510 is detected, various information exchange (negotiation and setup) is performed between the power transmission device 10 and the power receiving device 40 (step S3). As described above, frequency modulation is used for communication from the power transmission device 10 to the power reception device 40, and load modulation is used for communication from the power reception device 40 to the power transmission device 10. The demodulation circuit DM of the present invention included in the power transmission device 10 demodulates the signal (data) transmitted by the power reception device 40 by load modulation by detecting the amplitude of the differential signal Aout.

ネゴシエーションフェーズでは、認証情報(ID情報を含む)の交換が実行され、例えば、受信したID情報等に基づいて、規格/コイル/システムの適合確認処理が実行される。また、ネゴシエーションフェーズでは、安全上の情報(例えば、異物検知用の検知パラメータ等の交換も実行される。この種々の情報の交換動作は、図18中の仮送電期間TB(具体的には、認証期間および通常送電前の異物検出期間)において実行される。   In the negotiation phase, authentication information (including ID information) is exchanged. For example, standard / coil / system conformity confirmation processing is executed based on the received ID information and the like. Further, in the negotiation phase, exchange of safety information (for example, detection parameters for detecting foreign matter, etc. is also executed. The exchange operation of these various information is performed in the temporary power transmission period TB (specifically, It is executed in the authentication period and the foreign object detection period before normal power transmission.

すなわち、仮送電期間TBにおいては、送電装置10は仮送電を実行する。仮送電は、通常送電前に、情報交換等を可能とするために一時的に実行される連続送電である。そして、送電側と受電側は、ID情報等の認証情報を交換し、受信した認証情報(ID情報等)に基づいて、規格/コイル/システム等がお互いに適合するか否かを確認する。また、例えば受電側が送電側に、異物検出等のための安全しきい値情報を送信し、安全上の情報交換を行う。このネゴシエーション処理では、送電側と受電側の間で情報の通信が可能か否かの確認や、通信した情報が妥当か否かの確認や、受電側の負荷状態の適否(異物の非検出)の確認等も行われる。ネゴシエーション処理において、認証情報(ID情報等)の交換の結果として、規格/コイル/システム等が不一致であると判定されたり、あるいは、タイムアウトエラーになったりすると、送電装置10は、例えば、待機フェーズに移行する。   That is, in the temporary power transmission period TB, the power transmission device 10 performs temporary power transmission. Temporary power transmission is continuous power transmission temporarily executed to enable information exchange or the like before normal power transmission. Then, the power transmission side and the power reception side exchange authentication information such as ID information, and based on the received authentication information (ID information or the like), confirm whether or not the standards / coils / systems and the like are compatible with each other. In addition, for example, the power receiving side transmits safety threshold information for foreign object detection or the like to the power transmission side, and performs safety information exchange. In this negotiation process, whether or not information communication is possible between the power transmission side and the power reception side, whether or not the communicated information is valid, and whether or not the load state on the power reception side is appropriate (foreign matter non-detection) Confirmation is also performed. In the negotiation process, when it is determined that the standards / coils / systems or the like are inconsistent as a result of the exchange of authentication information (ID information or the like) or a time-out error occurs, the power transmitting apparatus 10 performs, for example, a standby phase. Migrate to

ネゴシエーションフェーズの後、無接点電力伝送システムは、セットアップフェーズに移行する。このセットアップフェーズでは、対応機能の情報やアプリケーション別の設定情報などのセットアップ情報が転送されるセットアップ処理が実行される。例えばネゴシエーション処理の結果に基づいて伝送条件が特定される。具体的には、受電側が、コイルの駆動電圧や駆動周波数等の伝送条件情報を送電側に送信すると、送電側は、受信した伝送条件情報に基づいてコイルの駆動電圧や駆動周波数等の通常送電のための伝送条件を設定する。また、対応機能についての情報交換や、上位のアプリケーション毎に異なる設定情報の交換も、このセットアップ処理で行われる。具体的には、通常送電開始後の受電側の負荷状態検出用のしきい値情報(例えばデータ通信用・異物検出用のしきい値情報)や、通常送電後のコマンドフェーズにおいて、送電側、受電側が発行・実行可能なコマンドの種類や、通信機能、定期認証機能等の付加的な対応機能についての情報交換は、このセットアップ処理において実行される。これにより、電子機器の種類(携帯電話機、オーディオ機器等)や機種などのアプリケーションに応じて異なる設定情報の交換が可能になる。セットアップ処理において、2次側機器510の取り去りが検出されたり(ステップS8)、タイムアウトエラーになったりすると、例えば、待機フェーズに移行する。2次側機器510が取り去られると、1次コイルL1のコイル端信号の電圧レベルが上昇するため、その電圧レベルの上昇を、例えば、本発明の復調回路DMに含まれるピークホールド回路PHを用いて検出することによって、受電装置(受電装置を含む2次側機器)の取り去りが検出される。   After the negotiation phase, the contactless power transmission system proceeds to the setup phase. In this setup phase, a setup process is executed in which setup information such as information on the corresponding function and setting information for each application is transferred. For example, the transmission condition is specified based on the result of the negotiation process. Specifically, when the power receiving side transmits transmission condition information such as the coil driving voltage and driving frequency to the power transmission side, the power transmission side performs normal power transmission such as the coil driving voltage and driving frequency based on the received transmission condition information. Set the transmission conditions for. In addition, this setup process also exchanges information about supported functions and exchanges of setting information that differs for each higher-level application. Specifically, threshold information for load state detection on the power receiving side after the start of normal power transmission (for example, threshold information for data communication / foreign object detection), or in the command phase after normal power transmission, Information exchange regarding the types of commands that can be issued / executed by the power receiving side and additional corresponding functions such as a communication function and a periodic authentication function is executed in this setup process. This makes it possible to exchange different setting information according to the application such as the type of electronic device (mobile phone, audio device, etc.) and model. In the setup process, when removal of the secondary device 510 is detected (step S8) or a time-out error occurs, for example, the process proceeds to a standby phase. When the secondary device 510 is removed, the voltage level of the coil end signal of the primary coil L1 rises. Therefore, for example, the peak hold circuit PH included in the demodulation circuit DM of the present invention is used to increase the voltage level. By detecting this, removal of the power receiving device (secondary device including the power receiving device) is detected.

このように、ネゴシエーション処理ならびにセットアップ処理(これらの処理は、交換した情報に基づいて相手側の適応性の有無を確認する(つまり認証する)処理という意味をもち、したがって、これらの処理をまとめて、広義の認証処理ということができる)によって、受電装置40が適切な送電対象であることが確認され、必要な情報が設定された後に、通常送電(ここでは、バッテリー等の、給電対象となる負荷への給電のための連続送電をいう)が開始される(ステップS4)。通常送電期間TC1(バッテリーの充電期間)においては、送電装置10は、バッテリーの充電に必要な電力レベルの連続送電を実行する。通常送電が開始されると、受電側の電子機器(携帯電話機)510に設けられているLEDが点灯する。   Thus, the negotiation process and the setup process (these processes are processes for confirming (ie, authenticating) the adaptability of the other party based on the exchanged information. In a broad sense, it can be said that the power receiving device 40 is an appropriate power transmission target, and after necessary information is set, normal power transmission (here, a battery or the like is a power supply target). (Referred to as continuous power transmission for power supply to the load) is started (step S4). In the normal power transmission period TC1 (battery charging period), the power transmission device 10 performs continuous power transmission at a power level necessary for charging the battery. When normal power transmission is started, an LED provided on the power receiving side electronic device (cellular phone) 510 is turned on.

通常送電期間TC1では、送電側からの通常送電と並行して、受電側からの定期認証用通信(異物挿入を検出するための所定パターンデータの通信)、ならびにパケットデータの通信(例えば、受電装置の動作状態やバッテリーの負荷状態等の情報を1次側に通知するためのデータ)が実行される。定期認証用通信は、周期的に設けられる定期認証期間TC2において実行される。但し、上述のとおり、受電側からの通信は、給電対象である負荷90(バッテリー)への給電を止めずに行われる(常時通信(給電不停止給電))。1次側におけるデータ復調の精度が高いため、常時通信を行った場合でも、信頼性の高い通信が確保される。また、通常送電期間TC1においては、例えば間欠的に、受電装置の取り去り検出が実行され、取り去りが検出されると、初期待機フェーズに移行する(ステップS9)。   In the normal power transmission period TC1, in parallel with normal power transmission from the power transmission side, periodic authentication communication from the power reception side (communication of predetermined pattern data for detecting foreign object insertion) and packet data communication (for example, a power reception device) Data for notifying the primary side of information such as the operation state of the battery and the load state of the battery). The periodic authentication communication is executed in a periodic authentication period TC2 provided periodically. However, as described above, communication from the power receiving side is performed without stopping power supply to the load 90 (battery) that is a power supply target (always communication (power supply non-stop power supply)). Since the accuracy of data demodulation on the primary side is high, highly reliable communication is ensured even when constant communication is performed. Further, during the normal power transmission period TC1, for example, intermittent detection of removal of the power receiving apparatus is executed, and when removal is detected, the process proceeds to the initial standby phase (step S9).

また、通常送電期間TC1において、バッテリーの満充電が検出されると、満充電通知が受電装置40から送電装置10に送信され、これを受信した送電装置10は、通常送電を停止する。通常送電が停止されると、受電側の電子機器(携帯電話機)510に設けられているLEDが消灯する。そして、満充電検出後の待機フェーズ(第2の間欠送電期間TA3)に移行する(ステップS5)。   Further, when full charge of the battery is detected in the normal power transmission period TC1, a full charge notification is transmitted from the power receiving device 40 to the power transmission device 10, and the power transmission device 10 that has received this notification stops normal power transmission. When the normal power transmission is stopped, the LED provided in the power receiving side electronic device (mobile phone) 510 is turned off. And it transfers to the standby phase (2nd intermittent power transmission period TA3) after full charge detection (step S5).

第2の間欠送電期間TA3は、満充電検出後の待機状態に対応する期間である。第2の間欠送電期間TA3においては、例えば、5秒に1回の取り去り検出が実行され、また、10分に1回、再充電の要否の確認が実行される。満充電後に受電側の電子機器(携帯電話機)510が取り去られると、初期の待機フェーズに戻る(ステップS6)。また、満充電後に再充電が必要と判定されると、ステップS3に復帰する(ステップS7)。   The second intermittent power transmission period TA3 is a period corresponding to a standby state after full charge detection. In the second intermittent power transmission period TA3, for example, removal detection is executed once every 5 seconds, and whether or not recharging is necessary is executed once every 10 minutes. When the power-reception-side electronic device (mobile phone) 510 is removed after full charge, the process returns to the initial standby phase (step S6). If it is determined that recharging is necessary after full charging, the process returns to step S3 (step S7).

なお、本実施形態について詳述したが、本発明の新規事項および効果から逸脱しない範囲で、多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、すべて本発明に含まれるものとする。   In addition, although this embodiment was explained in full detail, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the present invention.

本発明は、1次側の通信回路の構成の簡素化を実現し、また、マルチ送電に対応した無接点電力伝送システムの実現に寄与する。本発明は、復調回路、送電装置、送電制御装置およびデータ復調方法等に利用することができる。   The present invention simplifies the configuration of the communication circuit on the primary side, and contributes to the realization of a non-contact power transmission system that supports multi-power transmission. The present invention can be used for a demodulation circuit, a power transmission device, a power transmission control device, a data demodulation method, and the like.

10 送電装置、12 送電部、14 波形モニター回路、20 送電制御装置、
22 送電側制御部(送電側制御回路)、40 受電装置、43 整流部、
48 給電制御部、46 負荷変調部、52 受電側制御部、60 周波数検出回路、
500 1次側電子機器(クレードル)、
510 2次側の電子機器(携帯電話端末)、
L1 1次コイル、CP1 共振コンデンサー、DM 復調回路、
Aout 差分信号、SAMP 差動回路(差動増幅回路)、
AMT 振幅検出回路、PH ピークホールド回路、DET 復調用判定回路、
QTC 出力回路(1ビットのデータを復調して出力する回路)、
3(LPF) 相関検出器としてのローパスフィルタ、COM 比較回路、
5(LS) レベルシフト回路、C1 ピークホールドコンデンサー、
R1 ピーク追従時定数を決定する抵抗(積分抵抗)、
DS 整流素子(ダイオード)、
Vpeak1 データ“0”に対応する差分信号Aoutのピーク電圧値、
Vpeak2 データ“1”に対応する差分信号Aoutのピーク電圧値、
Vpeak3 受電装置が取り去された状態に対応する差分信号Aoutのピーク電圧値、
SW1,SW2 ピークホールド回路を復調用判定回路に切り換えるスイッチ
CCH 充電回路、DCH 放電回路、SWP 放電スイッチ、R9 放電抵抗、
VC1 ピーク追従電圧、DXdmod H,Lの2値検出信号(第1復調信号)、
DQdmod 復調されたデータ(第2復調信号)
10 power transmission device, 12 power transmission unit, 14 waveform monitor circuit, 20 power transmission control device,
22 power transmission side control unit (power transmission side control circuit), 40 power receiving device, 43 rectification unit,
48 power supply control unit, 46 load modulation unit, 52 power receiving side control unit, 60 frequency detection circuit,
500 Primary side electronic equipment (cradle),
510 secondary side electronic device (mobile phone terminal),
L1 primary coil, CP1 resonant capacitor, DM demodulation circuit,
Aout differential signal, SAMP differential circuit (differential amplifier circuit),
AMT amplitude detection circuit, PH peak hold circuit, DET demodulation decision circuit,
QTC output circuit (circuit that demodulates and outputs 1-bit data),
3 (LPF) Low-pass filter as a correlation detector, COM comparison circuit,
5 (LS) level shift circuit, C1 peak hold capacitor,
R1 Resistance (integral resistance) that determines the peak tracking time constant,
DS rectifier (diode),
The peak voltage value of the difference signal Aout corresponding to Vpeak1 data “0”,
The peak voltage value of the difference signal Aout corresponding to Vpeak2 data “1”,
Vpeak3 The peak voltage value of the differential signal Aout corresponding to the state where the power receiving device is removed,
SW1, SW2 Switches for switching the peak hold circuit to the demodulation determination circuit CCH charging circuit, DCH discharging circuit, SWP discharging switch, R9 discharging resistor,
VC1 peak tracking voltage, binary detection signal of DXdmod H and L (first demodulated signal),
DQdmod Demodulated data (second demodulated signal)

Claims (18)

1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送する無接点電力電送システムの前記送電装置に設けられ、前記受電装置が負荷変調によって送信した信号を復調する復調回路であって、
前記1次コイルに接続される共振コンデンサーの一端からの第1信号と、前記共振コンデンサーの他端からの第2信号との差分信号を出力する差動回路と、
前記差動回路から出力される前記差分信号の振幅レベルを検出する振幅検出回路と、
を含む復調回路。
Provided in the power transmission device of a contactless power transmission system that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from the power transmission device to the power reception device, and demodulates a signal transmitted by the power reception device by load modulation A demodulating circuit,
A differential circuit that outputs a differential signal between a first signal from one end of a resonant capacitor connected to the primary coil and a second signal from the other end of the resonant capacitor;
An amplitude detection circuit for detecting an amplitude level of the differential signal output from the differential circuit;
Including a demodulation circuit.
請求項1記載の復調回路であって、
前記振幅検出回路はピークホールド回路を有し、
前記ピークホールド回路は、前記受電装置の取り去りおよび着地の少なくとも一方の検出にも使用されることを特徴とする復調回路。
The demodulation circuit according to claim 1, wherein
The amplitude detection circuit has a peak hold circuit;
The demodulating circuit, wherein the peak hold circuit is also used for detecting at least one of removal and landing of the power receiving device.
請求項1記載の復調回路であって、
前記振幅検出回路は、
ピークホールド回路と、
前記ピークホールド回路の出力電圧と判定閾値とを比較して、前記差分信号の振幅検出信号を出力する復調用判定回路と、
を有することを特徴とする復調回路。
The demodulation circuit according to claim 1, wherein
The amplitude detection circuit includes:
A peak hold circuit;
A demodulation determination circuit that compares the output voltage of the peak hold circuit with a determination threshold and outputs an amplitude detection signal of the differential signal;
A demodulating circuit.
請求項1記載の復調回路であって、
前記振幅検出回路は、
少なくとも一つの抵抗とピークホールドコンデンサーとを含む積分回路と、
前記差動回路から出力される前記差分信号と前記ピークホールドコンデンサーの電圧とを比較する比較回路と、
前記積分回路の出力信号を前記比較回路に帰還させる帰還経路と、
前記比較回路の出力ノードと前記積分回路の入力ノードとの間に設けられるスイッチと、を有するピークホールド回路を含み、
前記スイッチがオフのときは、前記ピークホールドコンデンサーおよび前記比較回路は、前記差分信号の振幅検出信号を出力する復調用判定回路として動作することを特徴とする復調回路。
The demodulation circuit according to claim 1, wherein
The amplitude detection circuit includes:
An integrating circuit including at least one resistor and a peak hold capacitor;
A comparison circuit that compares the differential signal output from the differential circuit with the voltage of the peak hold capacitor;
A feedback path for feeding back the output signal of the integration circuit to the comparison circuit;
A peak hold circuit having a switch provided between an output node of the comparison circuit and an input node of the integration circuit;
When the switch is off, the peak hold capacitor and the comparison circuit operate as a demodulation determination circuit that outputs an amplitude detection signal of the differential signal.
請求項4記載の復調回路であって、
前記受電装置が前記負荷変調を行わない期間である準備期間において、前記スイッチがオン状態とされ、前記ピークホールドコンデンサーにピークホールド電圧が発生し、
前記受電装置が送信した信号を復調する期間である復調期間において、前記スイッチがオフ状態とされ、前記復調用判定回路に含まれる前記比較回路によって、判定閾値としての前記ピークホールド電圧と前記差分信号とが比較され、前記比較回路から前記差分信号の振幅検出信号が出力されることを特徴とする復調回路。
A demodulation circuit according to claim 4, wherein
In the preparation period in which the power receiving device does not perform the load modulation, the switch is turned on, and a peak hold voltage is generated in the peak hold capacitor,
In a demodulation period that is a period for demodulating a signal transmitted by the power receiving apparatus, the switch is turned off, and the peak hold voltage and the difference signal as a determination threshold are set by the comparison circuit included in the demodulation determination circuit. And the comparison circuit outputs an amplitude detection signal of the differential signal.
請求項4または請求項5記載の復調回路であって、
前記積分回路に含まれる前記少なくとも一つの抵抗として、
前記ピークホールドコンデンサーと共に充電時定数回路を構成する第1抵抗と、
前記ピークホールドコンデンサーと共に放電時定数回路を構成し、かつ前記第1抵抗の抵抗値よりも高い抵抗値の第2抵抗と、
が設けられることを特徴とする復調回路。
A demodulation circuit according to claim 4 or claim 5, wherein
As the at least one resistor included in the integrating circuit,
A first resistor constituting a charge time constant circuit together with the peak hold capacitor;
Forming a discharge time constant circuit together with the peak hold capacitor, and a second resistance having a resistance value higher than the resistance value of the first resistance;
A demodulating circuit.
請求項1記載の復調回路であって、
前記振幅検出回路は、
一つの抵抗と第1ピークホールドコンデンサーとを含む積分回路と、
前記第1ピークホールドコンデンサーの出力ノードに接続されたバッファ回路と、
前記バッファ路の出力によって充電され、あるいは放電される第2ピークホールドコンデンサーと、
前記差動回路から出力される前記差分信号と前記第2ピークホールドコンデンサーの電圧とを比較すると共に、その出力ノードが前記積分回路の入力ノードに接続される比較回路と、
前記バッファ回路の出力ノードと前記第2ピークホールドコンデンサーとの間に設けられるスイッチと、を有するピークホールド回路を含み、
前記スイッチがオフのときは、前記第2ピークホールドコンデンサーおよび前記比較回路は、前記差分信号の振幅検出信号を出力する復調用判定回路として動作することを特徴とする復調回路。
The demodulation circuit according to claim 1, wherein
The amplitude detection circuit includes:
An integrating circuit including one resistor and a first peak hold capacitor;
A buffer circuit connected to an output node of the first peak hold capacitor;
A second peak hold capacitor that is charged or discharged by the output of the buffer path;
A comparison circuit that compares the differential signal output from the differential circuit with the voltage of the second peak hold capacitor, and whose output node is connected to an input node of the integration circuit;
A peak hold circuit having a switch provided between an output node of the buffer circuit and the second peak hold capacitor;
When the switch is OFF, the second peak hold capacitor and the comparison circuit operate as a demodulation determination circuit that outputs an amplitude detection signal of the differential signal.
請求項7記載の復調回路であって、
前記受電装置が前記負荷変調を行わない期間である準備期間において、前記スイッチがオン状態とされ、前記第2ピークホールドコンデンサーにピークホールド電圧が発生し、
前記受電装置が送信した信号を復調する期間であるデータ復調期間において、前記スイッチがオフ状態とされ、これによって、前記第1ピークホールドコンデンサーと前記第2ピークホールドコンデンサーとが切り離され、前記復調用判定回路を構成する前記比較回路によって、前記第2ピークホールドコンデンサーの前記ピークホールド電圧と前記差分信号とが比較され、前記比較回路から前記差分信号の振幅検出信号が出力されることを特徴とする復調回路。
The demodulation circuit according to claim 7, wherein
In a preparation period in which the power receiving device does not perform the load modulation, the switch is turned on, and a peak hold voltage is generated in the second peak hold capacitor,
In the data demodulation period, which is a period for demodulating the signal transmitted by the power receiving apparatus, the switch is turned off, whereby the first peak hold capacitor and the second peak hold capacitor are disconnected, and the demodulation is performed. The comparison circuit constituting the determination circuit compares the peak hold voltage of the second peak hold capacitor with the difference signal, and outputs an amplitude detection signal of the difference signal from the comparison circuit. Demodulator circuit.
請求項1記載の復調回路であって、
前記振幅検出回路は、
ピークホールドコンデンサーと、
前記ピークホールドコンデンサーの出力ノードの電圧と前記差分信号とを比較する比較回路と、
前記比較回路と前記ピークホールドコンデンサーとの間に設けられ、前記比較回路の出力信号に基づいて前記ピークホールドコンデンサーを充電する充電回路と、
前記ピークホールドコンデンサーの出力ノードと基準電位との間に設けられ、前記ピークホールドコンデンサーの電荷を前記基準電位に放電させ、かつ、前記放電が、前記比較回路に入力される前記差分信号のピーク電圧に依存しない放電回路と、を有するピークホールド回路を有し、
前記比較回路の出力信号が、前記差分信号の振幅検出信号として取り出されることを特徴とする復調回路。
The demodulation circuit according to claim 1, wherein
The amplitude detection circuit includes:
With a peak hold capacitor,
A comparison circuit for comparing the voltage of the output node of the peak hold capacitor and the differential signal;
A charging circuit that is provided between the comparison circuit and the peak hold capacitor and charges the peak hold capacitor based on an output signal of the comparison circuit;
The peak voltage of the differential signal is provided between the output node of the peak hold capacitor and a reference potential, discharges the charge of the peak hold capacitor to the reference potential, and the discharge is input to the comparison circuit. A peak hold circuit having a discharge circuit independent of
A demodulation circuit, wherein an output signal of the comparison circuit is extracted as an amplitude detection signal of the differential signal.
請求項9記載の復調回路であって、
前記充電回路は、直列に接続された整流素子および充電抵抗を有し、
前記放電回路は、
前記ピークホールドコンデンサーの出力ノードに一端が接続され、周期的にオン状態となって前記ピークホールドコンデンサーの電荷を放電させる放電スイッチと、
前記放電スイッチの他端と前記基準電位との間に接続される放電抵抗と、を有することを特徴とする復調回路。
The demodulation circuit according to claim 9, wherein
The charging circuit has a rectifying element and a charging resistor connected in series,
The discharge circuit is:
One end connected to the output node of the peak hold capacitor, and a discharge switch that periodically turns on to discharge the charge of the peak hold capacitor;
A demodulation circuit comprising: a discharge resistor connected between the other end of the discharge switch and the reference potential.
請求項9または請求項10に記載の復調回路であって、
前記受電装置側から送信される1ビットのデータの継続期間は、前記1次コイルの交流駆動信号のn周期(nは2以上の整数)に相当する期間であり、
また、前記受電装置が負荷変調よって2値データを送信するときに、mビット(mは2以上の整数)の同一値の連続が許容され、
また、前記ピークホールドコンデンサーに発生する、前記2値データのうちの一方の値に対応するピーク電圧を第1ピークホールド電圧とし、前記2値データのうちの他方の値に対応し、かつ、前記第1ピークホールド電圧よりも高い電圧のピーク電圧を第2ピークホールド電圧とし、前記第1ピークホールド電圧と前記第2ピークホールド電圧との電位差をΔVpeakとした場合に、
前記ピークホールドコンデンサーの電圧が、前記ΔVpeakだけ遷移するのに要する時間が、前記1次コイルの交流駆動信号の(m・n)周期に相当する時間以上になるように、前記充電回路の特性および前記放電回路の特性が設定される、ことを特徴とする復調回路。
A demodulation circuit according to claim 9 or claim 10, wherein
The duration of 1-bit data transmitted from the power receiving device side is a period corresponding to n cycles (n is an integer of 2 or more) of the AC drive signal of the primary coil,
Further, when the power receiving apparatus transmits binary data by load modulation, the same value of m bits (m is an integer of 2 or more) is allowed to continue,
Further, a peak voltage corresponding to one value of the binary data generated in the peak hold capacitor is set as a first peak hold voltage, corresponds to the other value of the binary data, and When a peak voltage higher than the first peak hold voltage is a second peak hold voltage, and a potential difference between the first peak hold voltage and the second peak hold voltage is ΔVpeak,
The characteristics of the charging circuit and the characteristics of the charging circuit so that the time required for the voltage of the peak hold capacitor to change by ΔVpeak is equal to or longer than the time corresponding to the (m · n) period of the AC drive signal of the primary coil. A demodulation circuit characterized in that the characteristics of the discharge circuit are set.
請求項9または請求項10に記載の復調回路であって、
前記受電装置側から送信される1ビットのデータの継続期間は、前記1次コイルの交流駆動信号のn周期(nは2以上の整数)に相当する期間であり、
また、前記受電装置が負荷変調よって2値データを送信するときに、mビット(mは2以上の整数)の同一値の連続が許容され、
また、前記ピークホールドコンデンサーに発生する、前記2値データのうちの一方の値に対応するピーク電圧を第1ピークホールド電圧とし、前記2値データのうちの他方の値に対応し、かつ、前記第1ピークホールド電圧よりも高い電圧のピーク電圧を第2ピークホールド電圧とし、前記第1ピークホールド電圧と前記第2ピークホールド電圧との電位差をΔVpeakとし、
また、復調開始時点における前記ピークホールドコンデンサーの電圧と前記第1ピークホールド電圧との電位差と、前記復調開始時点における前記ピークホールドコンデンサーの電圧と前記第2ピークホールド電圧との電位差のうち、いずれか小さい方の電位差を(ΔVpeak/p)(但し、pは2より大きな実数)とした場合に、
前記ピークホールドコンデンサーの電圧が、前記(ΔVpeak/p)だけ遷移するのに要する時間が、前記1次コイルの交流駆動信号の(m・n)周期に相当する時間以上になるように、
かつ、前記ピークホールドコンデンサーの電圧が、前記2値データのうちの一方の値の1ビットの受信時に、前記1次コイルのn周期に相当する期間において降下する電圧降下量と、前記2値データのうちの他方の値の1ビットの受信時に、前記1次コイルのn周期に相当する期間において上昇する電圧上昇量とがバランスするように、前記充電回路の特性および前記放電回路の特性が設定されることを特徴とする復調回路。
A demodulation circuit according to claim 9 or claim 10, wherein
The duration of 1-bit data transmitted from the power receiving device side is a period corresponding to n cycles (n is an integer of 2 or more) of the AC drive signal of the primary coil,
Further, when the power receiving apparatus transmits binary data by load modulation, the same value of m bits (m is an integer of 2 or more) is allowed to continue,
Further, a peak voltage corresponding to one value of the binary data generated in the peak hold capacitor is set as a first peak hold voltage, corresponds to the other value of the binary data, and A peak voltage higher than the first peak hold voltage is defined as a second peak hold voltage, and a potential difference between the first peak hold voltage and the second peak hold voltage is defined as ΔVpeak.
Further, any one of a potential difference between the voltage of the peak hold capacitor and the first peak hold voltage at the start of demodulation and a potential difference between the voltage of the peak hold capacitor and the second peak hold voltage at the start of demodulation. When the smaller potential difference is (ΔVpeak / p) (where p is a real number greater than 2),
The time required for the voltage of the peak hold capacitor to transit by (ΔVpeak / p) is equal to or longer than the time corresponding to the (m · n) period of the AC drive signal of the primary coil.
In addition, when the voltage of the peak hold capacitor receives 1 bit of one value of the binary data, the voltage drop amount that falls in a period corresponding to n cycles of the primary coil, and the binary data The characteristics of the charging circuit and the characteristics of the discharging circuit are set so that the amount of voltage increase that rises in a period corresponding to the n period of the primary coil is balanced when one bit of the other value is received. A demodulating circuit.
請求項11または請求項12に記載の復調回路であって、
前記ピークホールド回路は、前記受電装置を含む受電装置の取り去りおよび着地の少なくとも一方の検出にも使用され、前記取り去りおよび前記着地の少なくとも一方の検出のときに、前記ピークホールド回路に要求されるピーク追従特性を満足するように、前記
充電回路の特性および前記放電回路の特性が設定されることを特徴とする復調回路。
A demodulation circuit according to claim 11 or claim 12,
The peak hold circuit is also used for detecting at least one of removal and landing of a power receiving device including the power receiving device, and a peak required for the peak hold circuit at the time of detecting at least one of the removal and landing. A demodulating circuit in which characteristics of the charging circuit and characteristics of the discharging circuit are set so as to satisfy the following characteristic.
請求項4〜請求項13のいずれかに記載の復調回路であって、
前記比較回路から出力される前記差分信号の振幅検出信号の相関を検出する相関検出器を含む出力回路を、さらに有することを特徴とする復調回路。
A demodulation circuit according to any one of claims 4 to 13,
A demodulation circuit, further comprising: an output circuit including a correlation detector that detects a correlation of an amplitude detection signal of the difference signal output from the comparison circuit.
1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送する無接点電力電送システムの前記送電装置に設けられる、前記送電装置の動作を制御する送電制御装置であって、
請求項1〜請求項14のいずれかに記載の復調回路と、
前記送電装置の動作を制御すると共に、前記復調回路の出力信号が入力される送電側制御部と、
を含むことを特徴とする送電制御装置。
A power transmission control device for controlling an operation of the power transmission device provided in the power transmission device of a contactless power transmission system that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from the power transmission device to the power reception device. There,
A demodulation circuit according to any one of claims 1 to 14,
While controlling the operation of the power transmission device, a power transmission side control unit to which the output signal of the demodulation circuit is input,
A power transmission control device comprising:
1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送する無接点電力電送システムの前記送電装置であって、
前記1次コイルを交流駆動する駆動部を有する送電部と、
請求項15記載の送電制御装置と、
を有することを特徴とする送電装置。
The power transmission device of a contactless power transmission system that electromagnetically couples a primary coil and a secondary coil to transmit power from a power transmission device to a power reception device,
A power transmission unit having a drive unit for AC driving the primary coil;
A power transmission control device according to claim 15;
A power transmission device comprising:
請求項16記載の送電装置と、前記送電装置により駆動される1次コイルと、を含むことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising: the power transmission device according to claim 16; and a primary coil driven by the power transmission device. 1次コイルと2次コイルとを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に電力を伝送し、前記受電装置が給電対象の負荷に前記電力を供給する無接点電力電送システムの、前記受電装置から負荷変調によって送信されるデータを前記送電装置が復調するデータ復調方法であって、
前記受電装置における負荷変調は、前記給電対象の負荷への給電を停止することなく実行され、かつ、前記負荷変調は、前記1次コイルの交流駆動信号に同期して実行され、また、前記受電装置側から送信される1ビットのデータの継続期間は、前記1次コイルの交流駆動信号のn周期(nは2以上の整数)に相当する期間である場合に、
前記1次コイルに接続される共振コンデンサーの一端からの第1信号と、前記共振コンデンサーの他端からの第2信号との差分信号を生成し、
前記差分信号の振幅を、前記1次コイルの交流駆動信号の1周期毎に検出して、前記差分信号の振幅検出信号を取得し、
前記差分信号の振幅検出信号の、前記交流駆動信号のn周期に相当する期間における相関を検出し、前記交流駆動信号のn周期毎に1ビットのデータを復調することを特徴とするデータ復調方法。
The power receiving device of a contactless power transmission system in which a primary coil and a secondary coil are electromagnetically coupled to transmit power from a power transmitting device to a power receiving device, and the power receiving device supplies the power to a load to be fed A data demodulating method in which the power transmission device demodulates data transmitted by load modulation from:
The load modulation in the power receiving device is performed without stopping power feeding to the load to be fed, and the load modulation is performed in synchronization with an AC drive signal of the primary coil, and the power receiving When the duration of 1-bit data transmitted from the device side is a period corresponding to n cycles (n is an integer of 2 or more) of the AC drive signal of the primary coil,
Generating a differential signal between a first signal from one end of a resonant capacitor connected to the primary coil and a second signal from the other end of the resonant capacitor;
Detecting the amplitude of the differential signal for each period of the AC drive signal of the primary coil, and obtaining the amplitude detection signal of the differential signal;
A data demodulating method, wherein a correlation of an amplitude detection signal of the differential signal in a period corresponding to n cycles of the AC drive signal is detected, and 1-bit data is demodulated every n cycles of the AC drive signal. .
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