JP7319151B2 - ワイヤレス受電装置のコントロールic、電子機器 - Google Patents
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Description
本明細書に開示される一実施の形態は、ワイヤレス受電装置(単に受電装置という)のコントロールIC(Integrated Circuit)に関する。コントロールICは、受信アンテナが接続される第1交流端子および第2交流端子と、整流端子と、第1交流端子、第2交流端子、整流端子と接続されるブリッジ回路を含む同期整流回路と、を備える。コントロールICは、受信アンテナを共有して複数を接続可能であり、複数のコントロールICにより、単一で用いたときよりも受信電力を増大可能である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
VOUT(REF)=VREF×(R11+R12)/R12
となる。
複数のコントロールIC400_1~400_Nが独立に動作すると、複数のコントローラIC間で電流に偏りが生じ、特定のコントロールICの発熱が大きくなる。そこでコントロールICは、インタフェース回路による通信を利用して協調動作させるとよい。
実施の形態では、複数のレギュレータ430の電流を均一化するために、電流リミット量を制御したがその限りでない。たとえば(i)レギュレータ430の基準電圧VREFの設定値、(ii)レギュレータ430の回路定数(抵抗値)、(iii)出力トランジスタ432のサイズを、レジスタによって設定可能とし、それらを制御することにより、電流を均一化してもよい。
複数のレギュレータ430の特性が揃っている場合、リミット電流の制御は省略してもよい。
レギュレータ430の電流の均一化に加えて、あるいはそれに代えて、前段の同期整流回路420のブリッジ回路422に流れる電流を均一化してもよい。
実施の形態では、負荷電流IOUTが小さい軽負荷状態においても、すべてのコントロールIC400に均一に電流が流れるような制御を行ったがその限りでない。軽負荷状態では、電流の偏りはそれほど問題とならないため、いくつかのコントロールIC400の同期整流回路420やレギュレータ430の動作を積極的に停止させることにより、意図的に電流に不均一を導入し、その代わりに、受電装置300全体の消費電力を削減することも可能である。
実施の形態では、複数のコントロールIC400_1~400_Nの電流を制御したが、それに代えて、温度を制御してもよい。具体的には、コントロールIC400に、チップの温度を検出する温度センサを設けて、温度の検出値をレジスタに格納するようにしてもよい。マスターモードのコントロールIC400_1は、レジスタアクセスによって他のチップの温度を読み出し、温度が均一化されるように、スレーブモードのコントロールIC400の動作パラメータを制御してもよい。
実施の形態では、同期整流回路420とレギュレータ430が集積化されたコントロールICを説明したが、レギュレータ430を省略してもよい。この場合、同期整流回路420の電流を均一化し、あるいはチップ温度を均一化する制御を行ってもよい。
最後に、実施の形態に係るワイヤレス受電装置300を用いた電子機器の例を説明する。図6は、実施の形態に係る受電装置300を備える電子機器500を示す図である。図6の電子機器500は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータや携帯型ゲーム機、携帯型オーディオプレイヤであり、筐体501には、受信コイル302、整流回路304、平滑キャパシタ306、電源回路308等を含む受電装置300が内蔵される。図6には、負荷502として、充電回路504、二次電池506、その他の電子回路508が示される。電子回路508は、無線(RF)部、ベースバンドプロセッサ、アプリケーションプロセッサ、オーディオプロセッサ等を含んでもよい。
200 送電装置
202 送信コイル
204 ドライバ
206 コントローラ
208 復調器
300 受電装置
301 受信アンテナ
302 受信コイル
303 共振キャパシタ
304 整流回路
306 平滑キャパシタ
307 平滑キャパシタ
308 電源回路
400 コントロールIC
410 メインコントローラ
412 電力コントローラ
414 統合制御部
AC1 第1交流端子
AC2 第2交流端子
RCT 整流端子
OUT 出力端子
420 同期整流回路
422 ブリッジ回路
424 同期整流コントローラ
430 レギュレータ
432 出力トランジスタ
434 エラーアンプ
436 フィードバック回路
438 D/Aコンバータ
440 電流検出回路
442,444 A/Dコンバータ
450 電流リミット回路
460 インタフェース回路
462 レジスタ
470 変調器
480 温度センサ
500 電子機器
501 筐体
502 負荷
Claims (12)
- ワイヤレス受電装置のコントロールIC(Integrated Circuit)であって、
受信アンテナが接続される第1交流端子および第2交流端子と、
整流端子と、
前記第1交流端子、前記第2交流端子、前記整流端子と接続されるブリッジ回路を含む同期整流回路と、
他の前記コントロールICと通信するインタフェース回路と、
を備え、
前記コントロールICは、前記受信アンテナを共有して複数を接続可能であり、複数のコントロールICにより、単一で用いたときよりも受信電力を増大可能であり、
複数の前記コントロールICは前記インタフェース回路による通信により協調動作することを特徴とするコントロールIC。 - 前記コントロールICは、マスターモードとスレーブモードが選択可能であり、
前記マスターモードの前記コントロールICは、前記スレーブモードの前記コントロールICの動作パラメータを制御可能であることを特徴とする請求項1に記載のコントロールIC。 - 出力端子と、
入力が前記整流端子と接続され、出力が前記出力端子と接続され、前記出力端子の電圧を目標電圧に安定化するフィードバック回路を含むレギュレータと、
前記レギュレータに流れる電流に応じた電流検出値を生成する電流検出回路と、
前記電流検出値を格納するレジスタと、
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のコントロールIC。 - 前記マスターモードの前記コントロールICは、前記インタフェース回路を利用して、前記スレーブモードの前記コントロールICの前記レジスタにアクセスし、前記電流検出値を読み出し可能であることを特徴とする請求項3に記載のコントロールIC。
- 前記レギュレータに流れる電流がリミット電流を超えないように制限する電流リミット回路をさらに備え、
前記マスターモードの前記コントロールICは、前記スレーブモードの前記コントロールICの前記リミット電流を設定可能であることを特徴とする請求項3または4に記載のコントロールIC。 - 前記複数のコントロールICの個数をnとするとき、前記マスターモードの前記コントロールICは、n個のコントロールICの合計電流ITOTALを算出し、前記リミット電流を、ITOTAL/nに設定することを特徴とする請求項5に記載のコントロールIC。
- 前記ブリッジ回路を構成するトランジスタのサイズが可変であり、
前記マスターモードの前記コントロールICは、前記スレーブモードの前記コントロールICの前記トランジスタのサイズを制御可能であることを特徴とする請求項2から6のいずれかに記載のコントロールIC。 - 前記マスターモードの前記コントロールICは、前記スレーブモードの前記コントロールICの前記ブリッジ回路の有効、無効を制御することを特徴とする請求項2から7のいずれかに記載のコントロールIC。
- 前記コントロールICは、
自身が集積化されるチップの温度を検出する温度センサと、
前記温度を格納するレジスタと、
をさらに備え、
前記マスターモードのコントロールICは、前記インタフェース回路を利用して、前記スレーブモードの前記コントロールICの前記レジスタにアクセスし、前記温度の検出値を読み出し可能であることを特徴とする請求項2に記載のコントロールIC。 - 前記第1交流端子と外付けの第1キャパシタを介して接続可能な第1通信端子と、
前記第2交流端子と外付けの第2キャパシタを介して接続可能な第2通信端子と、
前記第1通信端子および前記第2通信端子を駆動し、ワイヤレス送電装置にパケットを送信する変調器と、
をさらに備え、
前記マスターモードの前記コントロールICにおいて前記変調器が有効となり、
前記スレーブモードの前記コントロールICにおいて前記変調器が無効となることを特徴とする請求項2から9のいずれかに記載のコントロールIC。 - 前記整流端子の電圧と所定の目標電圧の誤差にもとづく制御データを生成する電力コントローラをさらに備え、
前記マスターモードの前記コントロールICにおいて、前記電力コントローラが有効となり、前記変調器は前記制御データを前記パケットに含めて前記ワイヤレス送電装置に送信し、
前記スレーブモードの前記コントロールICにおいて、前記電力コントローラが無効となることを特徴とする請求項10に記載のコントロールIC。 - 受信アンテナと、
平滑キャパシタと、
前記受信アンテナと前記平滑キャパシタに接続される複数の請求項1から11のいずれかに記載のコントロールICと、
を備えることを特徴とする電子機器。
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