JP4561786B2 - 送電装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
前記一次コイルの両端がそれぞれ接続されるコイル接続端子と、
前記一次コイルと共に直列共振回路を形成する共振コンデンサと、
前記コイル接続端子を介して前記一次コイルの両端側より前記一次コイルを駆動する第1,第2の送電ドライバと、
前記第1,第2の送電ドライバに対してドライバ制御信号を出力する制御ICと、
を基板上に有し、
前記制御ICは、第1〜第4辺を有する四角形に形成され、前記第1の送信ドライバへのドライバ制御信号の出力端子が第1辺に設けられ、前記第2の送信ドライバへの前記ドライバ制御信号の出力端子が前記第1辺に隣接する第2辺に設けられ、前記コイル接続端子の一方の信号波形が波形検出配線パターンを介して入力される入力端子が、前記第2辺と対向する第3辺に配置され、
前記共振コンデンサ及び前記第1,第2の送信ドライバは、前記制御ICの第1辺と平行な第1基板辺と前記制御ICとの間に配置され、
前記波形検出配線パターンは、前記制御ICの前記第3辺と平行な第2基板辺と、前記制御ICの前記第3辺の延長線との間の領域を経由して延在されて、前記コイル接続端子の一方に接続されることを特徴とする。
本発明の一態様では、前記波形検出配線パターンは、前記第1基板辺に沿って形成されて前記コイル接続端子の一方に接続される幅広パターンと、前記第1基板辺に沿って形成されて前記制御ICの前記第3辺に設けられた前記入力端子に接続される幅狭パターンとを含むことができる。制御ICに接続される波形検出配線パターンを幅狭パターンとしても、その配線レイアウトからアナログ大電流による悪影響は低減される。
図1(A)に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の1つである充電器500(クレードル)は送電装置10を有する。また電子機器の1つである携帯電話機510は受電装置40を有する。また携帯電話機510は、LCDなどの表示部512、ボタン等で構成される操作部514、マイク516(音入力部)、スピーカ518(音出力部)、アンテナ520を有する。
図2に本実施形態の送電装置10、送電制御装置20、受電装置40、受電制御装置50の構成例を示す。図1(A)の充電器500などの送電側の電子機器は、少なくとも図2の送電装置10を含む。また携帯電話機510などの受電側の電子機器は、少なくとも受電装置40と負荷90(本負荷)を含む。そして図2の構成により、一次コイルL1と二次コイルL2を電磁的に結合させて送電装置10から受電装置40に対して電力を伝送し、受電装置40の電圧出力ノードNB7から負荷90に対して電力(電圧VOUT)を供給する無接点電力伝送(非接触電力伝送)システムが実現される。
図4に本実施形態の送電制御装置20の具体的な構成例を示す。図4においてドライバ制御回路26は、ドライバ制御信号を生成して、一次コイルL1を駆動する第1、第2の送電ドライバDR1、DR2に対して出力する。送電ドライバDR1の出力と一次コイルL1の間にはコンデンサC1が設けられ、送電ドライバDR2の出力と一次コイルL1の間にはコンデンサC2が設けられる。そしてコンデンサC1、C2と一次コイルL1により直列共振回路が構成される。なお、共振回路の構成は図4に限定されず、例えばコンデンサC1、C2のいずれか一方を省略してもよい。
図6の制御IC100は、図2に示す発振回路24、波形検出回路28、温度検出回路38の他、デジタル電源調整回路30、アナログ電源調整回路32、リセット回路39、制御ロジック回路110、アナログ回路120及びロジック回路130を有する。
図1に示すコイルユニット10の構成として、図8及び図9(A)(B)を参照して説明する。
送電装置10の基板490の実装面492A上に配置される主要部品を図12に示す。以下、図10〜図12において、右向き方向(例えば第1の方向)をD1、左向き方向(例えば第2の方向)をD2、上向き方向をD3、下向き方向をD4と定義して、主要部品のレイアウトについて説明する。また、図10〜図12において、基板490の三辺を、第1基板辺490A、第2基板辺490B及び第3基板辺490Cと称する。
次に、基板490の実装面492の配線パターンは図11に示す通りである。図10に示す非実装面491のコイル端子202,204には、幅広パターン210,220がそれぞれ接続されている。幅広パターン210は、スルーホールを介して図12に示す第1の送信ドライバDR1に接続されている。幅広パターン220は、図11に示す共振コンデンサC2を介して、図12に示す第2の送信ドライバDR2に接続されている。第2の幅広パターン220は、上述した波形検出信号PHINの波形検出配線パターンの一部としても兼用される。
図10に示すように、基板490の実装面492とは反対側の非実装面491には、上述した各種信号配線パターンの他、電源パターンが設けられている。なお、図10は、図9の実装面492側から透視した状態で描かれており、図9の実装面492の例えば右端は、図10の非実装面491の右端と対向関係にある。また、図9及び図10上にて二重丸はスルーホールを示し、図10に示す電源パターンは図9に示す実装面492側の電源パターンと接続されている。
Claims (11)
- 一次コイルを含み、前記一次コイルを受電装置側の二次コイルと電磁的に結合させて、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する送電装置において、
前記一次コイルの両端がそれぞれ接続されるコイル接続端子と、
前記一次コイルと共に直列共振回路を形成する共振コンデンサと、
前記コイル接続端子を介して前記一次コイルの両端側より前記一次コイルを駆動する第1,第2の送電ドライバと、
前記第1,第2の送電ドライバに対してドライバ制御信号を出力する制御ICと、
を基板上に有し、
前記制御ICは、第1〜第4辺を有する四角形に形成され、前記第1〜第4辺に沿って複数の端子が設けられ、前記複数の端子のうち前記第1辺に沿って配置された端子は、前記第1の送信ドライバへのドライバ制御信号の出力端子を含み、前記複数の端子のうち前記第1辺に交差する第2辺に沿って配置された端子は、前記第2の送信ドライバへの前記ドライバ制御信号の出力端子を含み、前記複数の端子のうち前記第2辺と対向する第3辺に沿って配置された端子は、前記コイル接続端子の一方の信号波形が波形検出配線パターンを介して入力される入力端子を含み、
前記共振コンデンサ及び前記第1,第2の送信ドライバは、前記制御ICの第1辺と平行な第1基板辺と前記制御ICとの間に配置され、
前記波形検出配線パターンは、前記制御ICの前記第3辺と平行な第2基板辺と、前記制御ICの前記第3辺の延長線との間の領域を経由して延在されて、前記コイル接続端子の一方に接続されることを特徴とする送電装置。 - 請求項1において、
前記共振コンデンサ及び前記第1,第2の送信ドライバは、前記延長線よりも前記制御ICが位置する側にシフトして配置されていることを特徴とする送電装置。 - 請求項1または2において、
前記波形検出配線パターンは、前記第1基板辺に沿って形成されて前記コイル接続端子の一方に接続される幅広パターンと、前記第1基板辺に沿って形成されて前記制御ICの前記第3辺に設けられた前記入力端子に接続される幅狭パターンとを含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項3において、
前記基板上にて前記制御ICが実装される実装面の裏面側の非実装面には電源パターンが設けられ、
前記電源パターンは、
前記第1,第2の送電ドライバに接続されるパワー接地電源パターンと、
前記制御ICの電源端子に接続されるアナログ接地電源パターン及びデジタル接地電源パターンと、
を含み、
前記パワー接地電源パターンは、前記制御ICの前記第4辺と平行な第3基板辺側に設けた接地端子の領域のみにて、前記アナログ接地電源パターン及び前記デジタル接地電源パターンと接続されることを特徴とする送電装置。 - 請求項4において、
前記パワー接地電源パターンは、前記共振コンデンサ及び前記第1,第2の送電ドライバが搭載される領域の対向裏面である前記非実装面の領域から、前記制御ICを挟んで前記幅狭パターンとは逆側の領域の対向裏面である前記非実装面の領域を経て、前記第3基板辺側に設けた接地端子に接続されることを特徴とする送電装置。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記基板の実装面上に設けられ、前記制御ICの前記第1辺に沿って設けられた端子と接続される発振器が、前記第1,第2の送信ドライバと前記制御ICの前記第1辺との間に設けられていることを特徴とする送電装置。 - 請求項6において、
前記発振器は、前記制御ICの前記第1辺及び前記第3辺が交わる第1の隅部側に配置され、
前記制御ICの前記第2辺及び前記第4辺が交わる第2の隅部側には配置された電源部品と前記発振器とが、前記制御ICを挟んで対峙していることを特徴とする送電装置。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記一次コイルの温度を検出する第1のサーミスタと、環境温度を検出する第2のサーミスタとがさらに設けられ、
前記制御ICは、前記第1のサーミスタからの前記一次コイルの温度と、前記第2のサーミスタからの環境温度との温度差を求める温度検出回路を含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記一次コイルの温度を検出する第1のサーミスタと、環境温度を検出する第2のサーミスタとがさらに設けられ、
前記制御ICは、前記第1のサーミスタからの前記一次コイルの温度と、前記第2のサーミスタからの環境温度との温度差を求めることで、前記共振コンデンサのtanδの異常を検出する温度検出回路を含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項8または9において、
前記制御ICは、前記温度検出回路にて温度異常が検知された時に、前記第1,第2の送電ドライバによる送電を停止させる制御回路を含むことを特徴とする送電装置。 - 請求項1乃至10のいずれかに記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
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