JP7432012B2 - 端末機器および端末機器を制御するための方法 - Google Patents

端末機器および端末機器を制御するための方法 Download PDF

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Description

本出願は、電子技術の分野に関し、特に、端末機器、および端末機器を制御するための方法に関する。
現在、スマートフォン、スマートウォッチ、およびリストバンドなど、多くの消費者端末機器は、近距離ワイヤレス通信(near field communication、NFC)機能を有し、モバイル決済、電子発券、アクセス制御、モバイルID識別、および偽造防止などの用途に使用される。将来、多くの消費者端末機器が、NFC通信機能を装備するようになる。携帯電話内の既存のNFC通信モジュール(NFCチップ、回路、およびコイルを含む)が、腕時計、バンド、およびワイヤレスヘッドセットなどのウェアラブル製品のために、携帯電話のNFC逆ワイヤレス充電を実現するために使用され得る場合、大いなる実用的ビジネス価値があるであろう。
回路構造の観点から、NFC通信は、NFC充電に極めて類似する。送信装置が、送信チップ、フィルタ回路(通常、電磁両立性(electromagnetic compatibility、EMC)ネットワーク)、マッチングネットワーク、および送信コイルを含む。したがって、NFC通信およびNFC充電は、ほとんどの回路を共有し得る。これが、NFC通信とNFC充電との間の互換性を実現する。異なるNFC通信速度の要件に適合するために、送信コイルの品質係数値Qは、通常、NFC通信中に小さいことが求められ、例えば、Q=20である。NFC通信回路および送信コイルが、NFCワイヤレス充電に直接使用される場合、送信コイル(Ltx)の値Qが、低い(交流インピーダンス(alternating current resistance、ACR)が大きい)ため、NFC充電のための送信コイルの損失が大きく、充電効率が低く、ユーザ体験が悪い。NFC充電効率を改善するために、大きい値Qの送信コイルが、通常必要とされ、例えば、Q>60である。したがって、NFC通信とNFC充電との間に競合がある。
上記の問題を解決するために、従来技術では、2つの送信コイルが、送信チップを共有するために使用され得る。送信チップが、別の端末機器を充電するように構成されるとき、送信チップは、高い値Qを有するコイルに切り替わる。送信チップが、通信信号を別の端末機器に送信するように構成されるとき、送信チップは、低い値Qを有するコイルに切り替わる。あるいは、抵抗器が、送信コイルの値Qを調整するために、送信コイルに、直列または並列に接続されてもよい。このようにして、送信装置の値Qが、コイルの値Qに依存するので、送信装置の様々な動作モードにおいて、様々な値Qsを有する送信コイルを使用することによって、前述の問題が十分に解決されることになる。しかしながら、従来の技術では、改善は、送信コイルの値Qを調整することによって、主に行われており、これは多様化されていない。
本出願の実施形態は、端末機器、および端末機器を制御するための方法を提供し、送信装置の値Qを調整するための新規の解決策を提供する。
前述の目的を達成するために、本出願は、以下の技術的解決策を使用する。
第1の態様によれば、表示画面と、ハウジングと、表示画面とハウジングとの間に配置される中間フレームと、を含む端末機器が、提供される。送信回路が、中間フレームの、ハウジングに対向する側に配置される。送信回路は、マッチングネットワークと、マッチングネットワークに接続される送信コイルと、を含む。マッチングネットワークは、受信した交流電力信号、次いで、受信された交流電力信号に対して送信コイルへのインピーダンスマッチングを実施するように構成される。マッチングネットワークは、送信コイルに、並列に接続される並列共振コンデンサを含む。送信回路は、並列共振コンデンサに、直列に接続される抵抗切替回路を更に含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の品質係数値Qを調整するように構成される。
前述の解決策では、端末機器の送信回路は、マッチングネットワークと、マッチングネットワークに接続される送信コイルと、を含む。マッチングネットワークは、受信した交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、受信した交流電力信号を送信コイルに送信するように構成される。マッチングネットワークは、送信コイルに、並列に接続される並列共振コンデンサを含む。送信回路は、並列共振コンデンサに、直列に接続される抵抗切替回路を更に含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように構成される。このようにして、抵抗切替回路は、送信回路の値Qを柔軟に制御し得る。端末機器が、別の端末機器とワイヤレス通信を実施するとき、送信回路は、低い値Qに切り替えられ得、それによって、様々な通信速度の要件との互換性を保証する。端末機器が、別の端末機器をワイヤレスで充電するとき、充電損失を低減し、充電効率を改善するために、送信回路は、高い値Qに切り替えられ得る。加えて、ワイヤレス通信およびワイヤレス充電は、送信コイルのグループを共有するので、機器コストも低減される。
1つの可能な設計では、抵抗切替回路は、可変抵抗器を含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を調整するために、可変抵抗器の抵抗値を変更するように構成される。代替的に、抵抗切替回路は、少なくとも1つの切替器と、少なくとも1つの抵抗器と、を含む。少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替ネットワークは、切替器のオンおよびオフを切り替えることによって、抵抗切替回路の抵抗値を変更するように構成される。例えば、交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整する。交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗器値に調整する。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。このようにして、交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、送信回路の値Qは、大きくされる必要があり、抵抗切替回路は、並列共振コンデンサが配置された分岐回路を、小さい第2の抵抗値に切り替える。交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、送信回路の値Qは、小さくされる必要がある。この場合、抵抗切替回路は、並列共振コンデンサが配置された分岐を、大きい第1の抵抗値に切り替える。
1つの可能な設計では、端末機器が、ワイヤレス通信に使用されるとき、交流電力信号は、通常、高周波交流信号であり、大量の高次高調波成分を含む。高次高調波成分によって引き起こされる電磁干渉を回避するために、送信回路は、フィルタ回路を更に含む。フィルタ回路は、交流電力信号において、周波数が閾値周波数を超える干渉信号をフィルタリングするように構成される。インダクタ-コンデンサ型のLCフィルタ回路が、フィルタ回路として使用される。
1つの可能な設計では、マッチングネットワークの特定の構造が、更に提供される。マッチングネットワークおよび送信コイルは、共振回路を形成する。マッチングネットワークは、直列共振コンデンサと、並列共振コンデンサと、を含む。直列共振コンデンサの第1の端部が、交流電力信号を受信するように構成される。直列共振コンデンサの第2の端部が、並列共振コンデンサの第1の端部に接続される。並列共振コンデンサの第2の端部が、グランドに接続される。抵抗切替回路が、並列共振コンデンサの第1の端部または第2の端部に直列に接続される。例えば、抵抗切替回路は、可変抵抗器を含む。あるいは、抵抗切替回路は、第1の切替器と、第1の抵抗器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第1の抵抗器の第2の端部に接続される。切替回路が、並列共振コンデンサの第1の端部に、直列に接続されるとき、第1の切替器の第1の端部は、直列共振コンデンサの第2の端部に接続され、第1の切替器の第2の端部は、並列共振コンデンサの第1の端部に接続される。あるいは、切替回路が、並列共振コンデンサの第2の端部に、直列に接続されるとき、第1の切替器の第1の端部は、並列共振コンデンサの第2の端部に接続され、第1の切替器の第2の端部は、グランドに接続される。
1つの可能な設計では、マッチングネットワークは、第1のマッチング回路と、第2のマッチング回路と、を含む。第1のマッチング回路および送信コイルは、共振回路を形成し、第2のマッチング回路および送信コイルは、共振回路を形成する。第1のマッチング回路は、第1の直列共振コンデンサと、第1の並列共振コンデンサと、を含む。第2のマッチング回路は、第2の直列共振コンデンサと、第2の並列共振コンデンサと、を含む。第1の直列共振コンデンサの第1の端部、および第2の直列共振コンデンサの第1の端部が、交流電力信号を受信するように構成される。第1の直列共振コンデンサの第2の端部が、第1の並列共振コンデンサの第1の端部に接続される。第2の直列共振コンデンサの第2の端部が、第2の並列共振コンデンサの第1の端部に接続される。抵抗切替回路は、第1の並列共振コンデンサの第2の端部と、第2の並列共振コンデンサの第2の端部との間に、直列に接続される。交流が、交流電力信号として、通常、使用されるので、電源の利用率を改善するために、差動信号が、交流電力信号として使用されてもよい。例えば、交流電力信号は、第1の差動信号と、第2の差動信号と、を含む。このようにして、第1の直列共振コンデンサの第1の端部は、交流電力信号内の第1の差動信号を受信するように構成される。第2の直列共振コンデンサの第1の端部は、交流電力信号内の第2の差動信号を受信するように構成される。
1つの可能な設計では、抵抗切替回路が、第1の抵抗器と、第2の抵抗器と、第1の切替器と、第2の切替器と、を含む、抵抗切替回路の特定の形態が、更に提供される。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第2の切替器の第1の端部が、第2の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第2の切替器の第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部が、第2の抵抗器の第2の端部に接続される。第2の切替器の第2の端部は、グランドに接続される。第2の抵抗器の第2の端部が、グランドに接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。第2の抵抗器の第1の端部は、第2の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、第1の抵抗器と、第1の切替器と、第2の切替器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第2の切替器の第2の端部が、第1の抵抗器の第2の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第2の切替器の第2の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部は、グランドに接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部は、第2の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、第1の切替器と、第1の抵抗器と、第2の抵抗器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第2の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部が、第2の抵抗器の第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部は、グランドに接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。第2の抵抗器の第1の端部は、第2の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、第1の切替器と、第1の抵抗器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第1の抵抗器の第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部は、第2の並列共振コンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、可変抵抗器を含む。
1つの可能な設計では、端末機器が、ワイヤレス通信に使用されるとき、交流電力信号は、通常、高周波交流信号であり、大量の高次高調波成分を含む。高次高調波成分によって引き起こされる電磁干渉を回避するために、送信回路は、第1のフィルタ回路を更に含む。第1のフィルタ回路は、第1の差動信号内の閾値周波数を超える干渉信号をフィルタリングするように構成される。送信回路は、第2のフィルタ回路を更に含む。第2のフィルタ回路は、第2の差動信号内の閾値周波数を超える干渉信号をフィルタリングするように構成される。第1のフィルタ回路および第2のフィルタ回路は、LCフィルタ回路であってもよい。
第2の態様によれば、第1の態様による端末機器を制御するための方法が提供される。本方法は、以下、すなわち、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように、抵抗切替回路を制御するステップを含む。
抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって送信回路の値Qを調整するように、抵抗切替回路を制御するステップは、交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、と決定されたとき、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御するステップと、交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、と決定されたとき、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御するステップと、を含む。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。
1つの可能な設計では、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって送信回路の値Qを調整するように抵抗切替回路を制御するステップの前に、本方法は、別の端末機器のタイプを検出するステップと、別の端末機器のタイプに基づいて、交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、または交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、と決定するステップと、を含む。
第2の態様の任意の設計によってもたらされる技術的効果については、第1の態様の異なる設計によってもたらされる技術的効果を参照されたい。詳細は、ここでは繰り返し記載しない。
第3の態様によれば、表示画面と、ハウジングと、表示画面とハウジングとの間に配置される中間フレームと、を含む端末機器が、提供される。送信回路が、中間フレームの、ハウジングに対向する側に配置される。送信回路は、フィルタ回路と、フィルタ回路に接続されるマッチングネットワークと、マッチングネットワークに接続される送信コイルと、を含む。フィルタ回路は、受信した交流電力信号をフィルタリングするように構成される。マッチングネットワークは、フィルタリングした交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、次いで、フィルタリングした交流電力信号を送信コイルに送信するように構成される。フィルタ回路は、インダクタ-コンデンサ型のLCフィルタ回路を使用する。フィルタ回路は、フィルタコンデンサを含む。送信回路は、フィルタコンデンサに、直列に接続される抵抗切替回路を更に含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように構成される。前述の解決策では、端末機器の送信回路は、フィルタ回路と、マッチングネットワークと、送信コイルと、を含む。フィルタ回路は、送信チップに接続される。マッチングネットワークは、フィルタ回路および送信コイルに別々に接続される。フィルタ回路は、受信した交流電力信号をフィルタリングするように構成される。マッチングネットワークは、フィルタリングした交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、フィルタリングした交流電力信号を送信コイルに送信するように構成される。フィルタ回路は、インダクタ-コンデンサ型のLCフィルタ回路を使用する。フィルタ回路は、フィルタコンデンサC01を含む。送信回路は、フィルタコンデンサC01に、直列に接続される抵抗切替回路を更に含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように構成される。このようにして、抵抗切替回路は、送信回路の値Qを柔軟に制御し得る。端末機器が、別の端末機器とワイヤレス通信を実施するとき、送信回路は、低い値Qに切り替えられ得、それによって、様々な通信速度の要件との互換性を保証する。端末機器が、別の端末機器をワイヤレスで充電するとき、充電損失を低減し、充電効率を改善するために、送信回路は、高い値Qに切り替えられ得る。加えて、ワイヤレス通信およびワイヤレス充電は、送信コイルのグループを共有するので、機器コストも低減される。
1つの可能な設計では、抵抗切替回路は、可変抵抗器を含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を調整するために、可変抵抗器の抵抗値を変更するように構成される。代替的に、抵抗切替回路は、少なくとも1つの切替器と、少なくとも1つの抵抗器と、を含む。少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替ネットワークは、切替器のオンおよびオフを切り替えることによって、抵抗切替回路の抵抗値を変更するように構成される。例えば、交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整する。交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗器値に調整する。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。このようにして、交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、送信回路の値Qは、大きくされる必要があり、抵抗切替回路は、並列共振コンデンサが配置された分岐を、小さい第2の抵抗値に切り替える。交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、送信回路の値Qは、小さくされる必要がある。この場合、抵抗切替回路は、並列共振コンデンサが配置された分岐を、大きい第1の抵抗値に切り替える。
1つの可能な設計では、フィルタ回路は、フィルタインダクタと、フィルタコンデンサと、を含む。フィルタインダクタの第1の端部が、交流電力信号を受信するように構成される。フィルタインダクタの第2の端部が、フィルタコンデンサの第1の端部に接続される。フィルタコンデンサの第2の端部が、グランドに接続される。フィルタインダクタの第2の端部は、マッチングネットワークに接続される。抵抗切替回路は、フィルタコンデンサの第1の端部または第2の端部に、直列に接続される。抵抗切替回路は、第1の切替器と、第1の抵抗器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第1の抵抗器の第2の端部に接続される。抵抗切替回路が、フィルタコンデンサの第1の端部に、直列に接続されるとき、第1の切替器の第1の端部は、フィルタインダクタの第2の端部に接続され、第1の切替器の第2の端部は、フィルタコンデンサの第1の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路が、フィルタコンデンサの第2の端部に、直列に接続されるとき、第1の切替器の第1の端部は、フィルタコンデンサの第2の端部に接続され、第1の切替器の第2の端部は、グランドに接続される。
1つの可能な設計では、マッチングネットワークは、直列共振コンデンサと、並列共振コンデンサと、を含む。直列共振コンデンサの第1の端部が、フィルタ回路に接続される。直列共振コンデンサの第2の端部が、送信コイルの第1の端部に接続される。直列共振コンデンサの第2の端部は、並列共振コンデンサの第1の端部に接続される。並列共振コンデンサの第2の端部は、グランドに接続される。
1つの可能な設計では、フィルタ回路は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、を含む。第1のフィルタ回路は、第1のフィルタインダクタと、第1のフィルタコンデンサと、を含む。第2のフィルタ回路は、第2のフィルタインダクタと、第2のフィルタコンデンサと、を含む。第1のフィルタインダクタの第1の端部、および第2のフィルタインダクタの第1の端部が、交流電力信号を受信するように構成される。第1のフィルタインダクタの第2の端部が、第1のフィルタコンデンサの第1の端部に接続される。第1のフィルタインダクタの第2の端部は、マッチングネットワークに接続される。第2のフィルタインダクタの第2の端部が、第2のフィルタコンデンサの第1の端部に接続される。第2のフィルタインダクタの第2の端部は、マッチングネットワークに接続される。抵抗切替回路は、第1のフィルタコンデンサの第2の端部と、第2のフィルタコンデンサの第2の端部との間に、直列に接続される。第1のフィルタ回路および第2のフィルタ回路は、LCフィルタ回路であってもよい。交流が、交流電力信号として、通常、使用されるので、電源の利用率を改善するために、差動信号が、交流電力信号として使用される。例えば、交流電力信号は、第1の差動信号と、第2の差動信号と、を含む。このようにして、第1のフィルタインダクタの第1の端部は、交流電力信号内の第1の差動信号を受信するように構成される。第2のフィルタインダクタの第1の端部は、交流電力信号内の第2の差動信号を受信するように構成される。
1つの可能な設計では、抵抗切替回路が、第1の抵抗器と、第2の抵抗器と、第1の切替器と、第2の切替器と、を含む、抵抗切替回路の特定の形態が、更に提供される。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第2の切替器の第1の端部が、第2の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第2の切替器の第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部が、第2の抵抗器の第2の端部に接続される。第2の切替器の第2の端部は、グランドに接続される。第2の抵抗器の第2の端部が、グランドに接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。第2の抵抗器の第1の端部は、第2のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、第1の抵抗器と、第1の切替器と、第2の切替器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第2の切替器の第2の端部が、第1の抵抗器の第2の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第2の切替器の第2の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部は、グランドに接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部は、第2のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、第1の切替器と、第1の抵抗器と、第2の抵抗器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第2の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部が、第2の抵抗器の第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部は、グランドに接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。第2の抵抗器の第1の端部は、第2のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、第1の切替器と、第1の抵抗器と、を含む。第1の切替器の第1の端部が、第1の抵抗器の第1の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部が、第1の抵抗器の第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第1の端部は、第1のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。第1の抵抗器の第2の端部は、第2のフィルタコンデンサの第2の端部に接続される。あるいは、抵抗切替回路は、可変抵抗器を含む。
1つの可能な設計では、マッチングネットワークは、第1のマッチング回路と、第2のマッチング回路と、を含む。第1のマッチング回路の入力端部が、第1のフィルタ回路に接続され、第1のフィルタ回路によって出力された、フィルタ処理後に得られる第1の差動信号を受信するように構成される。第2のマッチング回路の入力端部が、第2のフィルタ回路に接続され、第2のフィルタ回路によって出力された、フィルタ処理後に得られる第2の差動信号を受信するように構成される。第1のマッチング回路の出力端部が、送信コイルの第1の端部に接続される。第2のマッチング回路の出力端部が、送信コイルの第2の端部に接続される。
第4の態様によれば、第3の態様による端末機器を制御するための方法が提供される。本方法は、以下、すなわち、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように、抵抗切替回路を制御するステップを含む。
抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって送信回路の値Qを調整するように、抵抗切替回路を制御するステップは、交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、と決定されたとき、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御するステップと、交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、と決定されたとき、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御するステップと、を含む。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。
1つの可能な設計では、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって送信回路の値Qを調整するように抵抗切替回路を制御するステップの前に、本方法は、別の端末機器のタイプを検出するステップと、別の端末機器のタイプに基づいて、交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、または交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、と決定するステップと、を更に含む。
第4の態様の任意の設計で実現される技術的効果については、第3の態様の異なる設計において実現される技術的効果を参照されたい。詳細は、ここでは繰り返し記載しない。
本出願の一実施形態による、ワイヤレス相互作用システムの構造の概略図である。 本出願の一実施形態による、端末機器の構造の概略図である。 本出願の別の実施形態による、ワイヤレス相互作用システムの構造の概略図である。 本出願の一実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願の別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願のなお更に別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願の一実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。 本出願の別の実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、送信回路の構造の概略図である。 本出願のなお更に別の実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。 本出願の更に別の実施形態による、抵抗切替回路の構造の概略図である。
以下では、本出願の実施形態における添付の図面を参照して、本出願の実施形態の技術的解決策を説明する。説明される実施形態は、本出願の実施形態のすべてではなく、一部にすぎないことは明らかである。
「第1の」および「第2の」という以下の用語は、単に説明を目的とするものであり、相対的な重要性の指示もしくは示唆として、または示された技術的特徴の量の暗示的な指示として、理解されるべきではない。したがって、「第1の」または「第2の」によって限定される特徴は、特徴のうちの1つまたは複数を、明示的または暗黙的に含み得る。
加えて、本出願では、「上方」および「下方」などの位置の用語は、添付の図面の構成要素の位置に対して定義される。これらの位置の用語は、相対的な説明および明確化のために使用される相対的な概念であり、添付の図面における構成要素の位置の変更に基づいて、それに応じて変更し得ることを理解されたい。
本出願では、指定および限定されない限り、「接続」という用語は、広義に理解されるべきである。例えば、「接続」という用語は、信号送信のための電気接続を実現する方法であってもよく、直接的な電気接続であってもよく、または中間媒体を使用することによる間接的な電気接続であってもよい。以下の解決策では、切替器は、短絡および開放の2つの状態を有する。いくつかの解決策では、短絡は、閉、オン、スイッチオン、起動などとも呼ばれる。開放は、開、オフ、スイッチオフなどとも呼ばれる。
本出願の実施形態は、ワイヤレス相互作用システムで使用される。ワイヤレス相互作用システムは、図1に示される、第1の端末機器01と、第2の端末機器02と、を含む。ワイヤレス相互作用は、エネルギー伝送を媒体として使用するワイヤレス充電およびワイヤレス通信などの機能を含み得る。
第1の端末機器01、および第2の端末機器02は、携帯電話(mobile phone)、タブレットコンピュータ(pad)、ワイヤレストランシーバ機能を有するコンピュータ、インテリジェントウェアラブル製品(例えば、スマートウォッチまたはスマートバンド)、仮想現実(virtual reality、VR)端末機器、拡張現実(augmented reality、AR)端末機器などのワイヤレス機器などを含む。端末機器の特定の形態は、本出願の実施形態では特に限定されない。説明を簡単にするために、以下では、説明のために、第1の端末機器01が、携帯電話であり、第2の端末機器02が、スマートウォッチである実施例を使用する。以下の解決策は、携帯電話とスマートウォッチとの間のワイヤレス通信、または携帯電話によるスマートウォッチのワイヤレス充電が使用される実施例を使用することによって説明される。携帯電話とスマートウォッチとの間のワイヤレス通信は、NFCワイヤレス通信であってもよい。
NFCワイヤレス通信が、一実施例として、使用される。前述の第2の端末機器02とのNFCワイヤレス通信を実施するために、図1に示されるように、送信装置が、第1の端末機器01に配置される。第1の端末機器01が、携帯電話であるとき、図2に示されるように、第1の端末機器01は、表示画面(display panel、DP)11を主に含む。表示画面11は、液晶ディスプレイ(liquid crystal display、LCD)パネルであってもよいし、有機発光ダイオード(organic light emitting diode、OLED)ディスプレイパネルであってもよい。これは、本出願において限定されない。第1の端末機器01は、図2に示される、中間フレーム13と、ハウジング12と、を更に含む。表示画面11およびハウジング12は、中間フレーム13の両側に別々に配置される。表示画面11の後側面が、ハウジング12に対向しており、表示画面11は、中間フレーム13を介してハウジング12に接続される。送信装置10および電源30(バッテリであってもよい)が、中間フレーム13の、ハウジング12に対向する側の表面に配置され得る。
第1の端末機器01は、図1に示される第1の端末機器01に配置される送信装置10と、送信装置10に接続される電源30と、を含む。電源30は、送信装置10に電気エネルギーを供給するように構成される。本出願のいくつかの実施形態では、電源30は、携帯電話のバッテリであってもよく、または携帯電話の電源アダプタに接続されてもよい。電源アダプタが使用されるとき、220Vの交流が、直流(例えば、5Vまたは10V)に変換され、その直流は、送信装置10に送電され得る。第2の端末機器02は、図1に示される、第2の端末機器02に配置される受信装置20を含む。いくつかの例では、第2の端末機器02は、受信装置20に接続されるバッテリ40を更に含む。本出願のいくつかの実施形態では、送信装置10は、送信電力を受信装置20に送信するように構成される。送信電力は、NFCワイヤレス通信を実施するために、通信信号を第2の端末機器に送信するために使用される。このようにして、第1の端末機器01は、送信端末機器に使用され、第2の端末機器02は、受信端末機器に使用される。
図3に示されるように、第1の端末機器のNFCワイヤレス通信を実施するために、送信装置10は、電源30に接続される第1の直流変換ユニット101と、電源30および第1の直流変換ユニット101に接続される送信変換ユニット102と、送信変換ユニット102に接続される第1の信号制御処理ユニット103と、を含む。送信回路105が、送信変換ユニット102に接続される第1のマッチングネットワーク1051と、第1のマッチングネットワーク1051に接続される送信コイル1052と、を含む。NFCワイヤレス通信において、送信コイル1052は、通常、NFCコイルである。
具体的には、第1の直流変換ユニット101は、コンバータ、例えば、BUCKコンバータ、BOOSTコンバータ、BUCK-BOOSTコンバータ、またはリニア電源であってもよい。第1の直流変換ユニット101は、電源30からエネルギーを得て、必要な電圧および電流を、第1の直流変換ユニット101を介して、送信変換ユニット102に供給するように、主に構成される。送信変換ユニット102は、電圧変換器であってもよく、具体的には、直流(direct current、DC)-交流(alternating current、AC)変換器、すなわちDC/ACであってもよい。送信変換ユニット102は、第1の信号制御処理ユニット103の制御下で、電源30または直流変換ユニット101からの直流を、送信コイル1052のワイヤレス電力送信のために必要な電圧/電流の交流電力信号に変換するように、主に構成される。例えば、NFCワイヤレス通信機能が実施されるとき、交流電力信号は、高周波交流(NFCワイヤレス通信に使用される)であってもよい。送信変換ユニット102は、DC/ACであってもよい。第1の信号制御処理ユニット103は、駆動信号(例えば、PWM信号)を送信変換ユニット102に出力して、送信変換ユニット102がNFCワイヤレス通信機能を実施するときに、直流-交流の信号変換を保証するように、主に構成される。第1のマッチングネットワーク(matching network)1051は、インダクタ、コンデンサ、および抵抗器などの構成要素のうちの1つまたは複数を主に含む回路ネットワークであり、送信コイル1052に接続されるインピーダンスを調整して、電源30または第1の直流変換ユニット101の電力出力要件を満たすように構成される。いくつかの実施形態では、第1のマッチングネットワークは、補償回路、補償ネットワーク、マッチング回路などと呼ばれることもある。第1のマッチングネットワーク1051、および送信コイル1052は、発振回路を形成し、送信変換ユニット102によって出力された交流電力信号を交流磁場に変換する。また、送信回路105は、送信変換ユニット102を送信することと、第1のマッチングネットワーク1051との間で接続されるフィルタユニット1053を更に含む。フィルタユニット1053は、電磁両立性(electromagnetic compatibility、EMC)ネットワーク(またはフィルタリングネットワークと呼ばれる)を使用し得る。EMCネットワークは、インダクタおよびコンデンサによって直列または並列に形成されたネットワークを主に含み、例えば、共振回路(LC(loop-capacitor、コイルまたはインダクタ-コンデンサ)回路とも呼ばれる)を使用してもよい。ワイヤレス通信機能の処理において、送信変換ユニット102は、高次高調波成分を多く含む高周波方形波を送信する。高周波方形波が、送信コイル1052から、何ら処理されることなく送信された場合、激しい電磁干渉が引き起こされる。フィルタユニット1053を通過した後、比較的整った高周波正弦波が取得され得る。一般に、NFCワイヤレス通信では、送信コイルによって送出される高周波正弦波は、通常約13.56MHz程度である。
上記は、送信装置がNFCワイヤレス通信を実施するために使用されるときの実装形態を、詳細に記載している。携帯電話内の既存の送信装置(上記の説明では、送信装置が、NFCワイヤレス通信に主に使用されるので、送信装置は、NFC通信モジュールと呼ばれることもある)が、腕時計、バンド、およびワイヤレスヘッドセットなどのウェアラブル製品のために、携帯電話のNFCワイヤレス充電を実施するために使用され得ることを考慮すると、大きな実際のビジネス価値があり得る。加えて、回路構造の観点から、NFCワイヤレス通信およびNFC充電は、極めて類似する。したがって、NFCワイヤレス通信およびNFC充電は、回路の再利用の高い可能性を有する。これが、NFCワイヤレス通信とNFCワイヤレス充電との間の互換性を実現する。例えば、ワイヤレス充電機能が実施されるとき、図3に示される送信装置が、一例として引き続き使用される。主な相違点は、信号制御処理ユニット103の制御下で、送信変換ユニット102が、ワイヤレス電力送信のために、電源30または直流変換ユニット101からの直流を、送信コイル1052によって必要とされる低周波の交流(ワイヤレス充電のために使用される)に変換する点である。しかしながら、送信コイル1052が、NFCワイヤレス通信およびワイヤレス充電のために再利用されるので、様々なNFC通信速度の要件に適合するために、送信コイルの品質係数値Qは、NFC通信中には、通常小さい必要があり、例えばQ=20である。送信装置が、NFCワイヤレス充電に直接使用される場合、送信コイル(1052)の値Qが、低い(ACRが大きい)ので、送信コイルの損失が大きく、充電効率が低く、NFC充電中のユーザ体験が悪い。NFCワイヤレス充電効率を改善するために、送信コイルの大きい値Qが、通常必要であり、例えば、Q>60である。したがって、NFCワイヤレス通信およびNFCワイヤレス充電は、値Q要件の矛盾を有する。本出願では、抵抗切替回路は、第1のマッチングネットワーク1051またはフィルタユニット1053に配置される。したがって、NFCワイヤレス通信またはNFCワイヤレス充電中に、抵抗切替回路は、値Qに対するNFCワイヤレス通信またはNFCワイヤレス充電の要件に適応するために、送信回路を様々な値Qsに切り替える。
更に、第2の端末機器02とのワイヤレス通信、または第2の端末機器02のワイヤレス充電を実施するために、受信装置20は、受信コイル201と、受信コイル201に接続される第2のマッチングネットワーク202と、第2のマッチングネットワーク202に接続される受電ユニット203と、受電ユニット203に接続される第2の直流変換ユニット204と、を含む。第2の直流変換ユニット204は、バッテリ40に接続される。受信コイル201は、送信コイル1052によって送信された交流磁場を受信し、交流を生成するように構成される。例えば、NFCワイヤレス通信が実施されるとき、交流は高周波交流であってもよい。NFCワイヤレス充電が実施されるとき、交流は低周波交流であってもよい。第2のマッチングネットワーク202は、インダクタ、コンデンサ、および抵抗器などの構成要素のうちの1つまたは複数を含む回路ネットワークを主に含み、受信コイル201に接続されたインピーダンスを調整して、受信端末におけるインピーダンスを、対応する特性のインピーダンス(抵抗性、誘導性、または容量性)にマッチングするように構成される。受電ユニット203は、整流器であってもよく、具体的には交流-直流変換器、すなわちAC/DCであってもよい。受電ユニット203は、第2の信号制御処理ユニット205の制御下で、受信コイル201によって感知された交流を直流に変換するように、主に構成される。直流は、第2の信号制御処理ユニット205によって必要とされるエネルギーを供給するために、または第2の直流変換ユニット204がバッテリ40を処理もしくは充電するためのエネルギーを供給するために、使用される。受電ユニット203がNFCワイヤレス通信またはNFCワイヤレス充電における信号変換を実施する、ことを保証するために、第2の信号制御処理ユニット205は、駆動信号を受電ユニット203に出力するように、主に構成される。第2の直流変換ユニット204(BUCK変換器、BOOST変換器、BUCK-BOOST変換器、線形電源などであってもよい)は、バッテリ40の充電要件を満たすために、受電ユニット203によって取得された直流を、直流の他の電圧および電流に変換するように構成される。また、送信コイルおよび受信コイルは、NFCコイルであってもよい。
また、上記のワイヤレス充電またはワイヤレス通信処理を制御するために、NFCワイヤレス通信を使用することによって、ワイヤレス接続が、送信装置10と受信装置20との間で確立した後、制御信号または充電データは、送信されてもよい。充電データは、充電タイプを示すために使用され得る。例えば、充電データは、充電プロトコル、例えば、NFC充電機能を示すプロトコル、またはワイヤレスパワーコンソーシアム(wireless power consortium、WPC)によって推進された別のワイヤレス充電規格Qi、例えば、BPP(basic power profile)プロトコル、またはEPP(extended power profile)プロトコルであってもよい。当然ながら、前述の制御信号または充電データはまた、携帯電話上で別のワイヤレス通信方式、例えば、Bluetooth(bluetooth)、ワイヤレスフィデリティ(wireless-fidelity、WiFi)、ZigBeeプロトコル(Zigbee)、無線周波数識別技術(radio frequency identification、RFID)、およびロングレンジ(long range、Lora)ワイヤレス技術で送信されてもよい。このようにして、制御信号または充電データに基づいて、第1の端末機器が、別の端末機器を充電する、または通信信号を別の端末機器に送信する、必要が現在あることを、第1の端末機器は識別し得る。このようにして、抵抗切替回路は、送信回路の値Qを調整するように制御される。
また、図3に示されるように、送信装置10は、第1の信号制御処理ユニット103に接続されるシステムコントローラ104を更に含む。システムコントローラ104は、制御信号または送信された充電データを識別して、第1の端末機器01および第2の端末機器02によって実施されるべき動作、例えば、NFCワイヤレス通信またはNFCワイヤレス充電を決定し得る。
本出願の本実施形態は、端末機器の送信回路の改善に、主に関する。上記の解決策では、第1の直流変換ユニット101、送信変換ユニット102、第1の信号制御処理ユニット103、およびシステム制御ユニット104は、同一のチップ、例えば送信チップに統合されてもよい。当然ながら、第1の直流変換ユニット101、送信変換ユニット102、第1の信号制御処理ユニット103、およびシステム制御ユニット104の機能は、様々な回路またはチップで別個に実現されてもよい。
前述のワイヤレス相互作用システムに基づいて、本出願の本実施形態における改善は、主に、端末機器の送信回路にある。本出願の一実施形態は、端末機器の送信回路の構造の概略図を提供する。図4および図5を参照されたい。送信回路42が、マッチングネットワーク421と、マッチングネットワーク421に接続される送信コイル422と、を含む。マッチングネットワーク421は、受信した交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、交流電力信号を送信コイル422に送信するように構成される。例えば、交流電力信号は、送信変換ユニット102によって出力されてもよい。図4および図5では、AC/DC41が交流電力信号をマッチングネットワーク421に送信する実施例が、説明のために使用される。マッチングネットワーク421は、送信コイル422に、並列に接続される並列共振コンデンサC21を含む。送信回路42は、並列共振コンデンサC21に、直列に接続される抵抗切替回路423を更に含む。抵抗切替回路423は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように構成される。前述の解決策では、端末機器の送信回路は、マッチングネットワークと、マッチングネットワークに接続される送信コイルと、を含む。マッチングネットワークは、受信した交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、次いで、受信した交流電力信号を送信コイルに送信するように構成される。マッチングネットワークは、送信コイルに、並列に接続される並列共振コンデンサを含む。送信回路は、並列共振コンデンサに、直列に接続される抵抗切替回路を更に含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように構成される。このようにして、抵抗切替回路は、送信回路の値Qを柔軟に制御し得る。端末機器が、別の端末機器とワイヤレス通信を実施するとき、送信回路は、低い値Qに切り替えられ得、それによって、様々な通信速度の要件との互換性を保証する。端末機器が、別の端末機器をワイヤレスで充電するとき、充電損失を低減し、充電効率を改善するために、送信回路は、高い値Qに切り替えられ得る。加えて、ワイヤレス通信およびワイヤレス充電は、送信コイルのグループを共有するので、機器コストも低減される。
具体的には、抵抗切替回路423は、可変抵抗器を含む。抵抗切替回路423は、抵抗切替回路の抵抗値を調整するために、可変抵抗器の抵抗値を変更するように構成される。あるいは、抵抗切替回路423は、少なくとも1つの切替器と、少なくとも1つの抵抗器と、を含む。少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替ネットワークは、切替器をオンおよびオフに切り替えることによって、抵抗切替回路の抵抗値を調整するように構成される。例えば、交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、抵抗切替回路423は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整する。第1の抵抗値は、並列共振コンデンサC21が配置された分岐回路に加算される。交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、抵抗切替回路423は、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整する。この場合、並列共振コンデンサC21が配置された分岐回路に加算される抵抗値は、第1の抵抗値である。抵抗切替回路423が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路42の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路423が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路42の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。このようにして、交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、送信回路の値Qは、大きくされる必要があり、抵抗切替回路は、並列共振コンデンサが配置された分岐を、小さい第2の抵抗値に切り替える。交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、送信回路の値Qは、小さくされる必要がある。この場合、抵抗切替回路は、並列共振コンデンサが配置された分岐を、大きい第1の抵抗値に切り替える。
具体的には、図4および図5に示されるように、マッチングネットワーク421および送信コイル422は、共振回路を形成する。マッチングネットワーク421は、共振回路を含み、共振回路は、直列共振コンデンサC11と、並列共振コンデンサC21と、を含む。直列共振コンデンサC11の第1の端部が、AC/DC41に接続され、交流電力信号を受信するように構成される。直列共振コンデンサC11の第2の端部が、並列共振コンデンサC21の第1の端部に接続される。並列共振コンデンサC21の第2の端部が、グランドVssに接続される。抵抗切替回路423は、並列共振コンデンサC21の第1の端部または第2の端部に、直列に接続される。図4の抵抗切替回路423は、並列共振コンデンサC21の第2の端部に、直列に接続される。図5の抵抗切替回路423は、並列共振コンデンサC21の第1の端部に、直列に接続される。
図4および図5を参照されたい。抵抗切替回路423は、第1の切替器Sと、第1の抵抗器Rと、を含む。第1の切替器Sの第1の端部が、第1の抵抗器Rの第1の端部に接続される。第1の切替器Sの第2の端部が、第1の抵抗器Rの第2の端部に接続される。図5に示されるように、第1の切替器Sの第1の端部は、直列共振コンデンサC11の第2の端部に接続される。第1の切替器Sの第2の端部が、並列共振コンデンサC21の第1の端部に接続される。図4に示されるように、第1の切替器Sの第1の端部は、並列共振コンデンサC21の第2の端部に接続される。第1の切替器の第2の端部は、グランドVssに接続される。図4および図5を参照されたい。送信コイル422の交流抵抗(alternating current resistance、ACR)は、Rac1であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル422の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/Rac1である。第1の切替器Sは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor、MOSFET、略してMOSトランジスタ)、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替機器であってもよい。第1の切替器Sが、C21に、直列に接続されるので、第1の切替器Sが、短絡されたとき、第1の切替器Sの(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。送信回路全体の値Qは、第1の切替器Sが、短絡されたとき、Q1=2*π*f*Ltx/Rac1である。第1の切替器Sは、開放状態で動作し、第1の切替器Sの寄生容量パラメータは、第1の抵抗器Rに、並列に接続され、次いで、並列コンデンサC21の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器Sが、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+R)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器Sが、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器Sが、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態の第1の切替器Sによって接続されたC21の第1の抵抗器Rの抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件が、満たされ得る。したがって、第1の切替器Sによって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。また、図4に対応する実施例では、第1の切替器Sの一方の端部は、グランドVssに接続される。第1の切替器Sが、MOSトランジスタを使用するとき、MOSトランジスタのソース電極sは、グランドVssに直接接続され得る。これは、ソース電極の電圧が固定されることを保証し、フローティンググランド駆動問題が回避され、これは、実施を簡単で、容易にする。あるいは、図6に示されるように、抵抗切替回路は、可変抵抗器Rを含む。このようにして、送信コイル422に接続されたACRは、可変抵抗器Rの抵抗値を変更することによって調整され、送信回路の値Qの調整を実現する。その原理は、前述の解決策と同様であり、詳細は、再度説明されない。
また、図7に示されるように、端末機器が、ワイヤレス通信に使用されるとき、AC/DC41によって出力される交流電力信号は、通常、高周波交流信号であり、高次高調波成分を多く含む。高次高調波成分によって引き起こされる電磁干渉を回避するために、送信回路42は、フィルタ回路424を更に含む。フィルタ回路424は、AC/DC41とマッチング回路421との間に接続され、交流電力信号において、周波数が閾値周波数を超える干渉信号をフィルタリングするように構成される。フィルタ回路424は、インダクタ-コンデンサ型のLCフィルタ回路である。図7に示されるように、フィルタ回路424は、フィルタインダクタL01と、フィルタコンデンサC01と、を含む。フィルタインダクタL01の第1の端部が、AC/DC41に接続される。フィルタインダクタL01の第2の端部が、フィルタコンデンサC01の第1の端部に接続される。フィルタコンデンサC01の第2の端部は、グランドVssに接続される。フィルタコンデンサC01の第1の端部は、直列共振コンデンサC11の第1の端部に接続される。
また、図8に示されるように、マッチングネットワーク421は、第1のマッチング回路X1と、第2のマッチング回路X2と、を含む。第1のマッチング回路X1の入力端部が、AC/DC41の第1の信号出力端部tx1に接続される。第2のマッチング回路X2の入力端部が、AC/DC41の第2の信号出力端部tx2に接続され、AC/DC41によって出力された交流電力信号を受信するように構成される。第2のマッチング回路X2の入力端部が、AC/DC41の第2の信号出力端部tx2に接続される。第1のマッチング回路X1の出力端部が、送信コイル422の第1の端部に接続される。第2のマッチング回路X2の出力端部が、送信コイル422の第2の端部に接続される。具体的には、図8に示されるように、第1のマッチング回路X1は、第1の直列共振コンデンサC11と、第1の並列共振コンデンサC21と、を含む。第2のマッチング回路X2は、第2の直列共振コンデンサC12と、第2の並列共振コンデンサC22と、を含む。第1の直列共振コンデンサC11の第1の端部が、第1のマッチング回路X1の入力端部に接続される。第2の直列共振コンデンサC12の第1の端部が、第2のマッチング回路X2の入力端部に接続され、交流電力信号を受信するように構成される。第1の直列共振コンデンサC11の第2の端部が、第1の並列共振コンデンサC21の第1の端部に接続される。第2の直列共振コンデンサC12の第2の端部が、第2の並列共振コンデンサC22の第1の端部に接続される。抵抗切替回路423が、第1の並列共振コンデンサC21の第2の端部と、第2の並列共振コンデンサC22の第2の端部との間に、直列に接続される。前述の解決策を参照されたい。交流が、AC/DC41によって送信される交流電力信号の交流として、通常使用されるので、電源の利用率を改善するために、差動信号が、交流電力信号として使用されてもよい。例えば、交流電力信号は、第1の差動信号と、第2の差動信号と、を含む。このようにして、AC/DC41は、交流電力信号における第1の差動信号を、第1の信号出力端部tx1を介して、第1の直列共振コンデンサC11の第1の端部に出力する。AC/DC41は、交流電力信号における第2の差動信号を、第2の信号出力端部tx2を介して、第2の直列共振コンデンサC12の第1の端部に出力する。
以下、抵抗切替回路423のいくつかの特定の形態を提供する。
図8を参照されたい。抵抗切替回路423は、第1の抵抗器Rd1と、第2の抵抗器Rd2と、第1の切替器S1と、第2の切替器S2と、を含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rd1の第1の端部に接続される。第2の切替器S2の第1の端部が、第2の抵抗器Rd2の第1の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第2の切替器S2の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rd1の第2の端部が、第2の抵抗器Rd2の第2の端部に接続される。第2の切替器S2の第2の端部は、グランドVssに接続される。第2の抵抗器Rd2の第2の端部が、グランドVssに接続される。第1の抵抗器Rd1の第1の端部は、第1の並列共振コンデンサC21の第2の端部に接続される。第2の抵抗器Rd2の第1の端部は、第2の並列共振コンデンサC22の第2の端部に接続される。
図8を参照されたい。送信コイル422のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル422の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C21に、直列に接続され、第2の切替器S2が、C22に、直列に接続されるので、第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、第1の切替器S1および第2の切替器S2の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、開放状態で動作する。第1の切替器S1の寄生容量パラメータが、第1の抵抗器Rd1に、並列に接続され、次いで、第1の並列コンデンサC21の分岐回路に、直列に接続される。第2の切替器S2の寄生容量パラメータが、第2の抵抗器Rd2に、並列に接続され、次いで、第2の並列コンデンサC22の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+Rd1+Rd2)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、第1の切替器S1によって接続されたC21の第1の抵抗器Rd1の抵抗要件(および開放状態の第2の切替器S2によって接続されたC22の第2の抵抗器Rd2の抵抗要件)は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。また、図8に対応する実施例では、第1の切替器S1の一方の端部、および第2の切替器S2の一方の端部は、グランドVssに接続される。MOSトランジスタが使用されるとき、MOSトランジスタのソース電極sは、グランドに直接接続され得る(例えば、第1の切替器S1は、P型MOSトランジスタを使用してもよく、第2の切替器S2は、N型MOSトランジスタを使用してもよい)。これは、ソース電極の電圧が固定されることを保証し、フローティンググランド駆動の問題が回避され、これは、実施を簡単で、容易にする。
図9を参照されたい。抵抗切替回路は、第1の抵抗器Rと、第1の切替器S1と、第2の切替器S2と、を含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rの第1の端部に接続される。第2の切替器S2の第2の端部が、第1の抵抗器Rの第2の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第2の切替器S2の第2の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部は、グランドVssに接続される。第1の抵抗器Rの第1の端部は、第1の並列共振コンデンサC21の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rの第2の端部は、第2の並列共振コンデンサC22の第2の端部に接続される。
図8および図9を参照して、図8の抵抗切替回路が、図9に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル422のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル422の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C21に、直列に接続され、第2の切替器S2が、C22に、直列に接続されるので、切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、第1の切替器S1および第2の切替器S2の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、開放状態で動作する。第1の切替器S1の寄生容量パラメータ、および第2の切替器S2の寄生容量パラメータが、直列に接続され、第1の抵抗器Rに、並列に接続され、次いで、第1の並列共振コンデンサC21の分岐回路、および第2の並列共振コンデンサC22の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、第1の切替器S1および第2の切替器S2によって接続されたC21およびC22の分岐回路の第1の抵抗器Rの抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。また、図9に対応する実施例では、第1の切替器S1の一方の端部、および第2の切替器S2の一方の端部は、グランドVssに接続される。MOSトランジスタが使用されるとき、MOSトランジスタのソース電極sは、グランドに直接接続され得る(例えば、第1の切替器S1は、P型MOSトランジスタを使用してもよく、第2の切替器S2は、N型MOSトランジスタを使用してもよい)。これは、ソース電極の電圧が固定されることを保証し、フローティンググランド駆動の問題が回避され、これは、実施を簡単で、容易にする。
図10を参照されたい。抵抗切替回路は、第1の切替器S1と、第1の抵抗器Rd1と、第2の抵抗器Rd2と、を含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rd1の第1の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第2の抵抗器Rd2の第1の端部に接続される。第1の抵抗器Rd1の第2の端部が、第2の抵抗器Rd2の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rd1の第2の端部は、グランドVssに接続される。第1の抵抗器Rd1の第1の端部は、第1の並列共振コンデンサC21の第2の端部に接続される。第2の抵抗器Rd2の第1の端部は、第2の並列共振コンデンサC22の第2の端部に接続される。
図8および図10を参照して、図8の抵抗切替回路が、図10に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル422のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル422の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C21に、直列に接続され、第1の切替器S1が、C22に、直列に接続されるので、切替器S1が、短絡されたとき、切替器S1の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、開放状態で動作する。第1の抵抗器Rd1および第2の抵抗器Rd2は、直列に接続され、第1の切替器S1の寄生容量パラメータに、並列に接続され、次いで、並列コンデンサC21の分岐回路、および並列コンデンサC22の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1が開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+Rd1+Rd2)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、C21の分岐回路の第1の抵抗器Rd1の抵抗要件、および第1の切替器S1によって接続されたC22の分岐回路の第2の抵抗器Rd2の抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。
図11を参照されたい。抵抗切替回路は、第1の切替器S1と、第1の抵抗器Rと、を含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rの第1の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第1の抵抗器Rの第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rの第1の端部は、第1の並列共振コンデンサC21の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rの第2の端部は、第2の並列共振コンデンサC22の第2の端部に接続される。
図8および図11を参照して、図8の抵抗切替回路が、図11に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル422のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル422の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C21に、直列に接続され、第1の切替器S1が、C22に、直列に接続されるので、第1の切替器S1が、短絡されたとき、切替器S1の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、開放状態で動作する。第1の抵抗器Rは、第1の切替器S1の寄生容量パラメータに、並列に接続され、次いで、第1の並列共振コンデンサC21の分岐回路、および第2の並列共振コンデンサC22の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1が、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、第1の切替器S1によって接続されたC21およびC22の分岐回路の第1の抵抗器Rの抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。
図12を参照されたい。抵抗切替回路は、可変抵抗器Rを含む。図8および図13を参照して、図8の抵抗切替回路が、図12に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル422のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル422の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。可変抵抗器Rは、C21およびC22の分岐回路に、直列に直接接続される。したがって、Rの抵抗値は、直接調整され得る。例えば、端末機器が、ワイヤレス充電に使用される必要があるとき、Rの抵抗値は、小さい抵抗値R1に調整されてもよい。この場合、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R)である。ワイヤレス通信に使用される端末機器の抵抗値Rが、大きい抵抗値R2に調整され得る。この場合、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R2)である。Q1はQ2より大きい。
図13を参照されたい。送信回路42は、第1のフィルタ回路LC1を更に含む。第1のフィルタ回路LC1は、DC/AC41の第1の信号出力端部tx1と、第1のマッチング回路X1の入力端部との間に接続され、第1の差動信号において、周波数が閾値周波数を超える干渉信号をフィルタリングするように構成される。送信回路42は、第2のフィルタ回路LC2を更に含む。第2のフィルタ回路LC2は、DC/AC41の第2の信号出力端部tx2と、第2のマッチング回路X2の入力端部との間に接続され、第2の差動信号において、周波数が閾値周波数を超える干渉信号をフィルタリングするように構成される。具体的には、第1のフィルタ回路LC1と、第2のフィルタ回路LC2との両方が、LCフィルタ回路を使用し得る。例えば、第1のフィルタ回路LC1は、インダクタL01と、コンデンサC01と、を含み、第2のフィルタ回路LC2は、インダクタL02と、コンデンサC02と、を含む。インダクタL01の第1の端部が、DC/AC41の第1の信号出力端部tx1に接続される。インダクタL01の第2の端部が、第1のマッチング回路X1の入力端部に接続される(例えば、直列共振コンデンサC11の第1の端部に接続されてもよい)。コンデンサC01は、インダクタL01の第2の端部と、グランドVssとの間に接続される。インダクタL02の第1の端部が、DC/AC41の第2の信号出力端部tx2に接続される。インダクタL02の第2の端部が、第2のマッチング回路X2の入力端部に接続される(例えば、直列共振コンデンサC21の第1の端部に接続されてもよい)。コンデンサC02は、インダクタL02の第2の端部と、グランドVssとの間に接続される。
前述の端末機器に基づいて、本出願の一実施形態は、抵抗切替回路を制御するように構成される、端末機器を制御するための装置を更に提供する。端末機器を制御するための装置は、端末機器内に別個に配置されるチップもしくは機能回路であってもよく、または端末機器内のチップに統合された機能エンティティであってもよい。端末機器を制御するための装置は、端末機器を制御するための方法を実施するように構成され、以下のステップを含む。
101:抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように、抵抗切替回路を制御する。
具体的には、ステップ101は、以下のステップS1およびS2を含む。
S1:交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、と決定されたとき、端末機器を制御するための装置が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
抵抗切替回路が、少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器を含むとき、少なくとも1つの切替器および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するために、切替器の状態を調整し得る。図4または図5を参照すると、抵抗切替回路423が、第1の切替器S、および第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器Sを短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図6を参照されたい。抵抗切替回路423が、可変抵抗器Rを含むとき、ステップ101は、具体的には、小さい抵抗に調整するように、可変抵抗器Rを制御する。図8を参照されたい。抵抗切替回路423が、第1の抵抗器Rd1、第2の抵抗器Rd2、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図9を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の抵抗器R、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図10を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、第1の抵抗器Rd1、および第2の抵抗器Rd2を含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図11を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、および第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図12を参照されたい。抵抗切替回路が、可変抵抗器を含むとき、ステップ101は、具体的には、可変抵抗器Rを小さい抵抗R1に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
S2:交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、と決定されたとき、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
抵抗切替回路が、少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器を含むとき、少なくとも1つの切替器および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するように、切替器の状態を調整し得る。図4または図5を参照すると、抵抗切替回路423が、第1の切替器S、および第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器Sを開放するように、抵抗切替回路を制御する。図6を参照されたい。抵抗切替回路423が、可変抵抗器Rを含むとき、ステップ101は、具体的には、大きい抵抗に調整するように、可変抵抗器Rを制御する。図8を参照されたい。抵抗切替回路423が、第1の抵抗器Rd1、第2の抵抗器Rd2、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2を開放するように、抵抗切替回路を制御する。図9を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の抵抗器R、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2を開放するように、抵抗切替回路を制御する。図10を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、第1の抵抗器Rd1、および第2の抵抗器Rd2を含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1を開放するように、抵抗切替回路を制御する。図11を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、および第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ101は、具体的には、第1の切替器S1を開放するように、抵抗切替回路を制御する。図12を参照されたい。抵抗切替回路が、可変抵抗器を含むとき、ステップ101は、具体的には、可変抵抗器Rを大きい抵抗R2に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。
ステップS1の前に、別の端末機器のタイプが、決定される必要がある。別の端末機器のタイプに基づいて、交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、または交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、が決定される。当然ながら、端末機器を制御するための装置は、別の端末によって送信された通信プロトコルに従って、別の端末機器のタイプを決定してもよい。端末機器を制御するための装置は、ワイヤレス通信方式、例えば、Bluetooth、ワイヤレスブロードバンド、ZigBeeプロトコル、RFID、またはリモートワイヤレス技術で通信プロトコルを受信し得る。当然ながら、別の端末機器のタイプはまた、本出願の本実施形態で提供される端末機器によって受信される通信プロトコルを使用することによって、決定されてもよい。当然ながら、この場合、端末機器は、ワイヤレス通信モードで動作するように制御される必要がある。言い換えると、抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するように、制御される。別の端末機器のタイプが、ステップS1の前に最初に決定される必要があるので、端末機器のデフォルトの動作状況は、ワイヤレス通信モードである。言い換えると、別の端末機器が充電される必要がある、と決定されたとき、端末機器は、ワイヤレス充電モードに切り替わる。
前述のワイヤレス充電システムに基づいて、本出願の一実施形態は、送信回路の構造の概略図を提供する。図14および図15を参照されたい。送信回路52が、フィルタ回路521と、フィルタ回路521に接続されるマッチングネットワーク522と、マッチングネットワーク522に接続される送信コイル523と、を含む。フィルタ回路521は、受信した交流電力信号をフィルタリングするように構成される。マッチングネットワーク522は、フィルタリングした交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、次いで、フィルタリングした交流電力信号を送信コイル523に送信するように構成される。例えば、交流電力信号は、送信変換ユニット102によって出力されてもよい。図14および図15は、AC/DC51が交流電力信号をフィルタ回路521に送信する実施例を示している。フィルタ回路521は、インダクタ-コンデンサ型のLCフィルタ回路を使用しており、フィルタ回路は、フィルタコンデンサC01を含む。送信回路52は、フィルタコンデンサC01に、直列に接続される抵抗切替回路524を更に含む。抵抗切替回路524は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路52の値Qを調整するように構成される。前述の解決策では、端末機器の送信回路は、フィルタ回路と、マッチングネットワークと、送信コイルと、を含む。フィルタ回路は、送信チップに接続される。マッチングネットワークは、フィルタ回路および送信コイルに別々に接続される。フィルタ回路は、受信した交流電力信号をフィルタリングするように構成される。マッチングネットワークは、フィルタリングした交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、フィルタリングした交流電力信号を送信コイルに送信するように構成される。フィルタ回路は、インダクタ-コンデンサ型のLCフィルタ回路を使用する。フィルタ回路は、フィルタコンデンサC01を含む。送信回路は、フィルタコンデンサC01に、直列に接続される抵抗切替回路を更に含む。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように構成される。このようにして、抵抗切替回路は、送信回路の値Qを柔軟に制御し得る。端末機器が、別の端末機器とワイヤレス通信を実施するとき、送信回路は、低い値Qに切り替えられ得、それによって、様々な通信速度の要件との互換性を保証する。端末機器が、別の端末機器をワイヤレスで充電するとき、充電損失を低減し、充電効率を改善するために、送信回路は、高い値Qに切り替えられ得る。加えて、ワイヤレス通信およびワイヤレス充電は、送信コイルのグループを共有するので、機器コストも低減される。
抵抗切替回路423は、可変抵抗器を含む。抵抗切替回路423は、抵抗切替回路の抵抗値を調整するために、可変抵抗器の抵抗値を変更するように構成される。あるいは、抵抗切替回路423は、少なくとも1つの切替器と、少なくとも1つの抵抗器と、を含む。少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替ネットワークは、切替器をオンおよびオフに切り替えることによって、抵抗切替回路の抵抗値を調整するように構成される。具体的には、交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、抵抗切替回路524は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整する。言い換えると、第1の抵抗値は、フィルタコンデンサC01が配置された分岐回路に加算される。交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、抵抗切替回路524は、抵抗切替回路の抵抗値を、第2の抵抗値に調整する。言い換えると、フィルタコンデンサC01が配置された分岐回路に加算される抵抗値が、第2の抵抗値に調整される。抵抗切替回路524が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路52の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路524が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路52の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。このようにして、交流電力信号が、別の端末機器を充電するために使用されるとき、送信回路の値Qは、大きくされる必要があり、抵抗切替回路524は、抵抗切替回路の抵抗値を、小さい第2の抵抗値に調整する。交流電力信号が、通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるとき、送信回路の値Qは、小さくされる必要がある。この場合、抵抗切替回路524は、抵抗切替回路の抵抗値を、大きい第1の抵抗値に調整する。
図14および図15を参照されたい。フィルタ回路521は、フィルタインダクタL01と、フィルタコンデンサC01と、を含む。フィルタインダクタL01の第1の端部は、AC/DC51に接続され、AC/DC51によって送信された交流電力信号を受信するように構成される。フィルタインダクタL01の第2の端部は、フィルタコンデンサC01の第1の端部に接続される。フィルタコンデンサC01の第2の端部は、グランドVssに接続される。フィルタインダクタL01の第2の端部は、マッチングネットワーク522に接続される。抵抗切替回路524は、フィルタコンデンサC01の第1の端部または第2の端部に、直列に接続される。
図14および図15を参照されたい。抵抗切替回路524は、第1の切替器Sと、第1の抵抗器Rと、を含む。第1の切替器Sの第1の端部が、第1の抵抗器Rの第1の端部に接続される。第1の切替器Sの第2の端部が、第1の抵抗器Rの第2の端部に接続される。図14に示されるように、第1の切替器Sの第1の端部が、フィルタコンデンサC01の第2の端部に接続される。第1の切替器Sの第2の端部が、グランドVssに接続される。図15に示されるように、第1の切替器Sの第1の端部は、フィルタインダクタL01の第2の端部に接続される。第1の切替器Sの第2の端部は、フィルタコンデンサC01の第1の端部に接続される。図14および図15を参照されたい。送信コイル523のACRは、Rac1であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル523の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/Rac1である。第1の切替器Sは、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器Sが、C01に、直列に接続されるので、第1の切替器Sが、短絡されたとき、第1の切替器Sの(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。送信回路全体の値Qは、第1の切替器Sが、短絡されたとき、Q1=2*π*f*Ltx/Rac1である。第1の切替器Sは、開放状態で動作し、第1の切替器Sの寄生容量パラメータは、第1の抵抗器Rに、並列に接続され、次いで、フィルタコンデンサC01の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器Sが、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+R)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器Sが、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器Sが、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、第1の切替器Sによって接続されたC01の第1の抵抗器Rの抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器Sによって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。また、図14に対応する実施例では、切替器Sの一方の端部は、グランドVssに接続される。MOSトランジスタが使用されるとき、MOSトランジスタのソース電極sが、グランドに直接接続されてもよい。これは、ソース電極の電圧が固定されることを保証し、フローティンググランド駆動問題が回避され、これは、実施を簡単で、容易にする。あるいは、抵抗切替回路524は、可変抵抗器を含む。このようにして、送信コイル423に接続されたACRは、可変抵抗器の抵抗値を変更することによって調整され、送信回路の値Qの調整を実現する。その原理は、前述の解決策と同様であり、詳細は、再度説明されない。
また、図14および図15に示されるように、マッチングネットワーク522は、直列共振コンデンサC11と、並列共振コンデンサC21と、を含む。直列共振コンデンサC11の第1の端部は、フィルタ回路521に接続される。直列共振コンデンサC11の第2の端部は、送信コイル523の第1の端部に接続される。直列共振コンデンサC11の第2の端部は、並列共振コンデンサC21の第1の端部に接続される。並列共振コンデンサC21の第2の端部は、グランドVssに接続される。
また、図16に示されるように、フィルタ回路521は、第1のフィルタ回路LC1と、第2のLCフィルタ回路LC2と、を含む。第1のフィルタ回路LC1の入力端部が、AC/DC51の第1の信号出力端部tx1に接続される。第2のフィルタ回路LC2の入力端部が、AC/DC51の第2の信号出力端部tx2に接続され、AC/DC51によって出力された交流電力信号を受信する。第1のLCフィルタ回路LC1の出力端部が、マッチングネットワーク522に接続される。第2のフィルタ回路LC2の出力端部が、マッチングネットワーク522に接続される。例えば、図16に示されるように、第1のフィルタ回路LC1は、第1のフィルタインダクタL01と、第1のフィルタコンデンサC01と、を含む。第2のフィルタ回路LC2は、第2のフィルタインダクタL02と、第2のフィルタコンデンサC02と、を含む。第1のフィルタインダクタL01の第1の端部が、第1のフィルタ回路LC1の入力端部に接続される。第2のフィルタインダクタL02の第1の端部が、第2のフィルタ回路LC2の入力端部に接続され、AC/DC51によって出力された交流電力信号を受信するように構成される。第1のフィルタインダクタL01の第2の端部が、第1のフィルタコンデンサC01の第1の端部に接続される。第1のフィルタインダクタL01の第2の端部は、第1のフィルタ回路LC1の出力端部に接続される。第2のフィルタインダクタL02の第2の端部が、第2のフィルタコンデンサC02の第1の端部に接続される。第2のフィルタインダクタL02の第2の端部は、第2のLCフィルタ回路LC2の出力端部に接続される。抵抗切替回路524が、第1のフィルタコンデンサC01の第2の端部と、第2のフィルタコンデンサC02の第2の端部との間に、直列に接続される。前述の解決策を参照されたい。交流が、AC/DC51によって送信された交流電力信号の交流として通常使用されるので、電源の利用率を改善するために、差動信号が、交流電力信号として使用されてもよい。例えば、交流電力信号は、第1の差動信号と、第2の差動信号と、を含む。このようにして、AC/DC51は、交流電力信号における第1の差動信号を、第1の信号出力端部tx1を介して、第1のフィルタインダクタL01の第1の端部に出力する。AC/DC51は、交流電力信号の第2の差動信号を、第2の信号出力端部tx2を介して、第2のフィルタインダクタL02の第1の端部に出力する。
以下は、抵抗切替回路のいくつかの特定の形態を提供する。
図16を参照されたい。抵抗切替回路524は、第1の抵抗器Rd1と、第2の抵抗器Rd2と、第1の切替器S1と、第2の切替器S2と、を含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rd1の第1の端部に接続される。第2の切替器S2の第1の端部が、第2の抵抗器Rd2の第1の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第2の切替器S2の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rd1の第2の端部が、第2の抵抗器Rd2の第2の端部に接続される。第2の切替器S2の第2の端部は、グランドVssに接続される。第2の抵抗器Rd2の第2の端部が、グランドVssに接続される。第1の抵抗器Rd1の第1の端部は、第1のフィルタコンデンサC01の第2の端部に接続される。第2の抵抗器Rd2の第1の端部は、第2のフィルタコンデンサC02の第2の端部に接続される。
図16を参照されたい。送信コイル523のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル523の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C01に、直列に接続され、第2の切替器S2が、C02に、直列に接続されるので、第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、第1の切替器S1および第2の切替器S2の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、開放状態で動作する。第1の切替器S1の寄生容量パラメータが、第1の抵抗器Rd1に、並列に接続され、次いで、第1のフィルタコンデンサC01の分岐回路に、直列に接続される。第2の切替器S2の寄生容量パラメータが、第2の抵抗器Rd2に、並列に接続され、次いで、第2のフィルタコンデンサC02の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+Rd1+Rd2)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、第1の切替器S1によって接続されたC01の第1の抵抗器Rd1の抵抗要件(および開放状態の第2の切替器S2によって接続されたC02の第2の抵抗器Rd2の抵抗要件)は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。また、図16に対応する実施例では、第1の切替器S1の一方の端部、および第2の切替器S2の一方の端部は、グランドVssに接続される。MOSトランジスタが使用されるとき、MOSトランジスタのソース電極sは、グランドに直接接続され得る(例えば、第1の切替器S1は、P型MOSトランジスタを使用してもよく、第2の切替器S2は、N型MOSトランジスタを使用してもよい)。これは、ソース電極の電圧が固定されることを保証し、フローティンググランド駆動の問題が回避され、これは、実施を簡単で、容易にする。
図17を参照されたい。抵抗切替回路は、第1の抵抗器Rと、第1の切替器S1と、第2の切替器S2と、を含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rの第1の端部に接続される。第2の切替器S2の第2の端部が、第1の抵抗器Rの第2の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第2の切替器S2の第2の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部は、グランドVssに接続される。第1の抵抗器Rの第1の端部は、第1のフィルタコンデンサC01の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rの第2の端部は、第2のフィルタコンデンサC02の第2の端部に接続される。
図16および図17を参照して、図16の抵抗切替回路が、図17に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル523のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル523の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C01に、直列に接続され、第2の切替器S2が、C02に、直列に接続されるので、第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、第1の切替器S1および第2の切替器S2の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1および第2の切替器S2は、開放状態で動作する。第1の切替器S1の寄生容量パラメータ、および第2の切替器S2の寄生容量パラメータが、直列に接続され、第1の抵抗器Rに、並列に接続され、次いで、第1のフィルタコンデンサC01の分岐回路、および第2のフィルタコンデンサC02の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1および第2の切替器S2が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、第1の切替器S1および第2の切替器S2によって接続されたC01およびC02の分岐回路の第1の抵抗器Rの抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1および第2の切替器S2によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。また、図17に対応する実施例では、第1の切替器S1の一方の端部、および第2の切替器S2の一方の端部は、グランドVssに接続される。MOSトランジスタが使用されるとき、MOSトランジスタのソース電極sは、グランドに直接接続され得る(例えば、第1の切替器S1は、P型MOSトランジスタを使用してもよく、第2の切替器S2は、N型MOSトランジスタを使用してもよい)。これは、ソース電極の電圧が固定されることを保証し、フローティンググランド駆動の問題が回避され、これは、実施を簡単で、容易にする。
図18を参照されたい。抵抗切替回路は、第1の切替器S1と、第1の抵抗器Rd1と、第2の抵抗器Rd2と、含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rd1の第1の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第2の抵抗器Rd2の第1の端部に接続される。第1の抵抗器Rd1の第2の端部が、第2の抵抗器Rd2の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rd1の第2の端部は、グランドVssに接続される。第1の抵抗器Rd1の第1の端部は、第1のフィルタコンデンサC01の第2の端部に接続される。第2の抵抗器Rd2の第1の端部は、第2のフィルタコンデンサC02の第2の端部に接続される。
図16および図18を参照して、図16の抵抗切替回路が、図18に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル523のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル523の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C01に、直列に接続され、第1の切替器S1が、C02に、直列に接続されるので、切替器S1が、短絡されたとき、切替器S1の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、開放状態で動作する。第1の抵抗器Rd1、および第2の抵抗器Rd2は、直列に接続され、第1の切替器S1の寄生容量パラメータに、並列に接続され、次いで、第1のフィルタコンデンサC01の分岐回路、および第2のフィルタコンデンサC02の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1が開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+Rd1+Rd2)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、C01の分岐回路の第1の抵抗器Rd1の抵抗要件、および第1の切替器S1によって接続されたC02の分岐回路の第2の抵抗器Rd2の抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。
図19を参照されたい。抵抗切替回路は、第1の切替器S1と、第1の抵抗器Rと、を含む。第1の切替器S1の第1の端部が、第1の抵抗器Rの第1の端部に接続される。第1の切替器S1の第2の端部が、第1の抵抗器Rの第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rの第1の端部は、第1のフィルタコンデンサC01の第2の端部に接続される。第1の抵抗器Rの第2の端部は、第2のフィルタコンデンサC02の第2の端部に接続される。
図16および図19を参照して、図16の抵抗切替回路が、図19に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル523のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル523の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、MOSFET、三極管、またはリレーなどの電子的または機械的切替構成要素であってもよい。第1の切替器S1が、C01に、直列に接続され、第1の切替器S1が、C02に、直列に接続されるので、第1の切替器S1が、短絡されたとき、切替器S1の(抵抗上の)寄生パラメータは、回路に影響を与えない。第1の切替器S1が、短絡されたとき、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。第1の切替器S1は、開放状態で動作する。第1の抵抗器Rは、第1の切替器S1の寄生容量パラメータに、並列に接続され、次いで、第1のフィルタコンデンサC01の分岐回路、および第2のフィルタコンデンサC02の分岐回路に、直列に接続される。第1の切替器S1が、開放されたとき、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R)である。Q1はQ2より大きい。したがって、第1の切替器S1が、開放されたとき、値Qは、小さく、端末機器は、ワイヤレス通信に使用される。第1の切替器S1が、短絡されたとき、値Qは、大きく、端末機器は、ワイヤレス充電に使用される。また、開放状態において、第1の切替器S1によって接続されたC01およびC02の分岐回路の第1の抵抗器Rの抵抗要件は、極めて小さく(数十オーム程度)、これにより、ワイヤレス通信の値Qの要件は、満たされ得る。したがって、第1の切替器S1によって導入される寄生容量パラメータは、小さく、制御可能である。
図20を参照されたい。抵抗切替回路は、可変抵抗器を含む。図16および図20を参照して、図16の抵抗切替回路が、図20に示される抵抗切替回路に置き換えられた場合、送信コイル523のACRは、Rac1およびRac2であり、送信コイルのインダクタンスは、Ltxであり、送信コイル422の値Qは、Q=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2)である。可変抵抗器Rは、C01およびC02の分岐回路に、直列に直接接続される。したがって、Rの抵抗値は、直接調整され得る。例えば、端末機器が、ワイヤレス充電に使用される必要があるとき、Rの抵抗値は、小さい抵抗値R1に調整されてもよい。この場合、送信回路全体の値Qは、Q1=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R)である。ワイヤレス通信に使用される端末機器の抵抗値Rが、大きい抵抗値R2に調整され得る。この場合、送信回路全体の値Qは、Q2=2*π*f*Ltx/(Rac1+Rac2+R2)である。Q1はQ2より大きい。
図16に示されるように、マッチングネットワーク522は、第1のマッチング回路X1と、第2のマッチング回路X2と、を含む。第1のマッチング回路X1の入力端部が、第1のフィルタ回路LC1に接続され、第1のフィルタ回路LC1によって出力された、フィルタ処理後に得られる第1の差動信号を受信するように構成される。第2のマッチング回路X2の入力端部が、第2のフィルタ回路LC2に接続され、第2のフィルタ回路LC2によって出力された、フィルタ処理後に得られる第2の差動信号を受信するように構成される。第1のマッチング回路X1の出力端部が、送信コイル523の第1の端部に接続される。第2のマッチング回路X2の出力端部が、送信コイル523の第2の端部に接続される。第1のマッチング回路X1と、第2のマッチング回路X2との両方が、直列-並列コンデンサ共振回路を使用し得る。例えば、図16を参照されたい。第1のマッチング回路X1は、第1の直列共振コンデンサC11と、第1の並列共振コンデンサC21と、を含む。第2のマッチング回路X2は、第2の直列共振コンデンサC12と、第2の並列共振コンデンサC22と、を含む。第1の直列共振コンデンサC11の第1の端部は、第1のマッチング回路X1の入力端部に接続される。第1の直列共振コンデンサC11の第2の端部は、第1の並列共振コンデンサC21の第1の端部に接続される。第1の直列共振コンデンサC11の第2の端部は、送信コイル523の第1の端部に接続される。第2の直列共振コンデンサC12の第1の端部は、第2のマッチング回路X2の入力端部に接続される。第2の直列共振コンデンサC12の第2の端部は、第2の並列共振コンデンサC22の第1の端部に接続される。第2の直列共振コンデンサC12の第2の端部は、送信コイル523の第1の端部に接続される。第1の並列共振コンデンサC21の第2の端部、および第2の並列共振コンデンサC22の第2の端部は、グランドVssに接続される。
前述の端末機器に基づいて、本出願の一実施形態は、抵抗切替回路を制御するように構成される、端末機器を制御するための装置を更に提供する。端末機器を制御するための装置は、端末機器内に別個に配置されるチップもしくは機能回路であってもよく、または端末機器内のチップに統合された機能エンティティであってもよい。端末機器を制御するための装置は、端末機器を制御するための方法を実施するように構成され、以下のステップを含む。
201:抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように、抵抗切替回路を制御する。
具体的には、ステップ201は、以下のステップS1およびS2を含む。
S1:交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、と決定されたとき、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
抵抗切替回路が、少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器を含むとき、少なくとも1つの切替器および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するために、切替器の状態を調整し得る。図14または図15を参照すると、抵抗切替回路524が、第1の切替器Sおよび第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器Sを短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図16を参照されたい。抵抗切替回路524が、第1の抵抗器Rd1、第2の抵抗器Rd2、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図17を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の抵抗器R、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図18を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、第1の抵抗器Rd1、および第2の抵抗器Rd2を含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図19を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、および第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1を短絡するように、抵抗切替回路を制御する。図20を参照されたい。抵抗切替回路が、可変抵抗器を含むとき、ステップ201は、具体的には、可変抵抗器Rを小さい抵抗R1に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
S2:交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、と決定されたとき、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
抵抗切替回路が、少なくとも1つの切替器、および少なくとも1つの抵抗器を含むとき、少なくとも1つの切替器および少なくとも1つの抵抗器は、抵抗切替ネットワークを形成する。抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するように、切替器の状態を調整し得る。図14または図15を参照すると、抵抗切替回路524が、第1の切替器S、および第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器Sを開放するように、抵抗切替回路を制御する。図16を参照されたい。抵抗切替回路524が、第1の抵抗器Rd1、第2の抵抗器Rd2、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2開放するように、抵抗切替回路を制御する。図17を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の抵抗器R、第1の切替器S1、および第2の切替器S2を含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1および第2の切替器S2を開放するように、抵抗切替回路を制御する。図18を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、第1の抵抗器Rd1、および第2の抵抗器Rd2を含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1を開放するように、抵抗切替回路を制御する。図19を参照されたい。抵抗切替回路が、第1の切替器S1、および第1の抵抗器Rを含むとき、ステップ201は、具体的には、第1の切替器S1を開放するように、抵抗切替回路を制御する。図20を参照されたい。抵抗切替回路が、可変抵抗器を含むとき、ステップ201は、具体的には、可変抵抗器Rを大きい抵抗R2に調整するように、抵抗切替回路を制御する。
抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第1の値Qである。抵抗切替回路が、抵抗切替回路の抵抗値を第2の抵抗値に調整するとき、送信回路の値Qは、第2の値Qである。第1の抵抗値は、第2の抵抗値よりも大きく、第1の値Qは、第2の値Qよりも小さい。
ステップS1の前に、別の端末機器のタイプが、決定される必要がある。別の端末機器のタイプに基づいて、交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用されるか、または交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用されるか、が決定される。当然ながら、端末機器を制御するための装置は、別の端末によって送信された通信プロトコルに従って、別の端末機器のタイプを決定してもよい。端末機器を制御するための装置は、ワイヤレス通信方式、例えば、Bluetooth、ワイヤレスブロードバンド、ZigBeeプロトコル、RFID、またはリモートワイヤレス技術で通信プロトコルを受信し得る。当然ながら、別の端末機器のタイプは、本出願の本実施形態で提供される送信装置によって受信される通信プロトコルを使用することによって決定されてもよい。当然ながら、この場合、端末機器は、ワイヤレス通信モードで動作するように制御される必要がある。言い換えると、抵抗切替回路は、抵抗切替回路の抵抗値を第1の抵抗値に調整する。別の端末機器のタイプが、ステップS1の前に最初に決定される必要があるので、端末機器のデフォルトの動作状況は、ワイヤレス通信モードである。言い換えると、別の端末機器が充電される必要がある、と決定されたとき、端末機器は、ワイヤレス充電モードに切り替わる。
結論として、前述の説明は、本出願の特定の実装形態にすぎず、本出願の保護範囲を限定することを意図されていない。本出願で開示されている技術的範囲内のいかなる変形または置換も、本出願の保護範囲内にあるものとする。したがって、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。
01 第1の端末機器
02 第2の端末機器
10 送信装置
11 表示画面
12 ハウジング
13 中間フレーム
20 受信装置
30 電源
40 バッテリ
41 AC/DC
42 送信回路
51 AC/DC
52 送信回路
101 第1の直流変換ユニット
102 送信変換ユニット
103 第1の信号制御処理ユニット
104 システムコントローラ
105 送信回路
201 受信コイル
202 第2のマッチングネットワーク
203 受電ユニット
204 第2の直流変換ユニット
205 第2の信号制御処理ユニット
421 マッチングネットワーク
422 送信コイル
423 抵抗切替回路
424 フィルタ回路
521 フィルタ回路
522 マッチングネットワーク
523 送信コイル
524 抵抗切替回路
1051 第1のマッチングネットワーク
1052 送信コイル
1053 フィルタユニット

Claims (13)

  1. 表示画面と、ハウジングと、前記表示画面と前記ハウジングとの間に配置される中間フレームであって、送信回路が、前記中間フレームの、前記ハウジングに対向する側に配置され、前記送信回路が、マッチングネットワークと、前記マッチングネットワークに接続される送信コイルと、を備え、前記マッチングネットワークが、受信した交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、次いで、前記受信した交流電力信号を前記送信コイルに送信するように構成され、前記マッチングネットワークが、前記送信コイルに、並列に接続される並列共振コンデンサを備え、前記送信回路が、前記並列共振コンデンサに、直列に接続される抵抗切替回路を更に備える、中間フレームと、を備える端末機器であって、
    前記抵抗切替回路が、前記抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、前記送信回路の品質係数値Qを調整するように構成される、
    端末機器。
  2. 前記抵抗切替回路が、可変抵抗器を備え、前記抵抗切替回路が、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を調整するために、前記可変抵抗器の抵抗値を変更するように構成される、または、
    前記抵抗切替回路が、少なくとも1つの切替器と、少なくとも1つの抵抗器と、を備え、前記少なくとも1つの切替器、および前記少なくとも1つの抵抗器が、抵抗切替ネットワークを形成し、前記抵抗切替ネットワークが、前記切替器をオンおよびオフに切り替えることによって、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を調整するように構成される、
    請求項1に記載の端末機器。
  3. 前記マッチングネットワークが、直列共振コンデンサと、前記並列共振コンデンサと、を備え、
    前記直列共振コンデンサの第1の端部が、前記交流電力信号を受信するように構成され、前記直列共振コンデンサの第2の端部が、前記並列共振コンデンサの第1の端部に接続され、前記並列共振コンデンサの第2の端部が、グランドに接続され、
    前記抵抗切替回路が、前記並列共振コンデンサの前記第1の端部または前記第2の端部に、直列に接続される、
    請求項1または2に記載の端末機器。
  4. 前記抵抗切替回路が、第1の切替器と、第1の抵抗器と、を備え、前記第1の切替器の第1の端部が、前記第1の抵抗器の第1の端部に接続され、前記第1の切替器の第2の端部が、前記第1の抵抗器の第2の端部に接続され、
    前記第1の切替器の前記第1の端部が、前記直列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、前記第1の切替器の前記第2の端部が、前記並列共振コンデンサの前記第1の端部に接続され、または、前記第1の切替器の前記第1の端部が、前記並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、前記第1の切替器の前記第2の端部が、グランドに接続される、
    請求項3に記載の端末機器。
  5. 前記マッチングネットワークが、第1のマッチング回路と、第2のマッチング回路と、を備え、前記第1のマッチング回路が、第1の直列共振コンデンサと、第1の並列共振コンデンサと、を備え、前記第2のマッチング回路が、第2の直列共振コンデンサと、第2の並列共振コンデンサと、を備え、前記第1の直列共振コンデンサの第1の端部、および前記第2の直列共振コンデンサの第1の端部が、前記交流電力信号を受信するように構成され、前記第1の直列共振コンデンサの第2の端部が、前記第1の並列共振コンデンサの第1の端部に接続され、前記第2の直列共振コンデンサの第2の端部が、前記第2の並列共振コンデンサの第1の端部に接続され、
    前記抵抗切替回路が、前記第1の並列共振コンデンサの第2の端部と前記第2の並列共振コンデンサの第2の端部との間に、直列に接続される、
    請求項1または2に記載の端末機器。
  6. 前記抵抗切替回路が、第1の抵抗器と、第2の抵抗器と、第1の切替器と、第2の切替器と、を備え、前記第1の切替器の第1の端部が、前記第1の抵抗器の第1の端部に接続され、前記第2の切替器の第1の端部が、前記第2の抵抗器の第1の端部に接続され、前記第1の切替器の第2の端部が、前記第2の切替器の第2の端部に接続され、前記第1の抵抗器の第2の端部が、前記第2の抵抗器の第2の端部に接続され、前記第2の切替器の前記第2の端部が、グランドに接続され、前記第2の抵抗器の第2の端部が、グランドに接続され、前記第1の抵抗器の前記第1の端部が、前記第1の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、前記第2の抵抗器の前記第1の端部が、前記第2の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、または、
    前記抵抗切替回路が、第1の抵抗器と、第1の切替器と、第2の切替器と、を備え、前記第1の切替器の第1の端部が、前記第1の抵抗器の第1の端部に接続され、前記第2の切替器の第2の端部が、前記第1の抵抗器の第2の端部に接続され、前記第1の切替器の第2の端部が、前記第2の切替器の前記第2の端部に接続され、前記第1の切替器の前記第2の端部が、グランドに接続され、前記第1の抵抗器の前記第1の端部が、前記第1の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、前記第1の抵抗器の前記第2の端部が、前記第2の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、または、
    前記抵抗切替回路が、第1の切替器と、第1の抵抗器と、第2の抵抗器と、を備え、前記第1の切替器の第1の端部が、前記第1の抵抗器の第1の端部に接続され、前記第1の切替器の第2の端部が、前記第2の抵抗器の第1の端部に接続され、前記第1の抵抗器の第2の端部が、前記第2の抵抗器の第2の端部に接続され、前記第1の抵抗器の前記第2の端部が、グランドに接続され、前記第1の抵抗器の前記第1の端部が、前記第1の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、前記第2の抵抗器の前記第1の端部が、前記第2の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、または、
    前記抵抗切替回路が、第1の切替器と、第1の抵抗器と、を備え、前記第1の切替器の第1の端部が、前記第1の抵抗器の第1の端部に接続され、前記第1の切替器の第2の端部が、前記第1の抵抗器の第2の端部に接続され、前記第1の抵抗器の前記第1の端部が、前記第1の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続され、前記第1の抵抗器の前記第2の端部が、前記第2の並列共振コンデンサの前記第2の端部に接続される、
    請求項5に記載の端末機器。
  7. 表示画面と、ハウジングと、前記表示画面と前記ハウジングとの間に配置される中間フレームであって、送信回路が、前記中間フレームの、前記ハウジングに対向する側に配置され、前記送信回路が、フィルタ回路と、前記フィルタ回路に接続されるマッチングネットワークと、前記マッチングネットワークに接続される送信コイルと、を備え、前記フィルタ回路が、受信した交流電力信号をフィルタリングするように構成され、前記マッチングネットワークが、前記フィルタリングした交流電力信号に対してインピーダンスマッチングを実施し、次いで、前記フィルタリングした交流電力信号を前記送信コイルに送信するように構成され、前記フィルタ回路が、インダクタ-コンデンサLCフィルタ回路を使用し、前記フィルタ回路が、フィルタコンデンサを備え、前記送信回路が、前記フィルタコンデンサに、直列に接続される抵抗切替回路を更に備える、中間フレームと、を備える、端末機器であって、
    前記抵抗切替回路が、前記抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、前記送信回路の値Qを調整するように構成される、
    端末機器。
  8. 前記抵抗切替回路が、可変抵抗器を備え、前記抵抗切替回路が、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を調整するために、前記可変抵抗器の抵抗値を変更するように構成され、または、
    前記抵抗切替回路が、少なくとも1つの切替器と、少なくとも1つの抵抗器と、を備え、前記少なくとも1つの切替器、および前記少なくとも1つの抵抗器が、抵抗切替ネットワークを形成し、前記抵抗切替ネットワークが、前記切替器をオンおよびオフに切り替えることによって、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を調整するように構成される、
    請求項7に記載の端末機器。
  9. 前記フィルタ回路が、フィルタインダクタと、前記フィルタコンデンサと、を備え、
    前記フィルタインダクタの第1の端部が、前記交流電力信号を受信するように構成され、
    前記フィルタインダクタの第2の端部が、前記フィルタコンデンサの第1の端部に接続され、
    前記フィルタコンデンサの第2の端部が、グランドに接続され、前記フィルタインダクタの前記第2の端部が、前記マッチングネットワークに接続され、
    前記抵抗切替回路が、前記フィルタコンデンサの前記第1の端部または前記第2の端部に、直列に接続される、
    請求項7または8に記載の端末機器。
  10. 前記フィルタ回路が、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、を備え、前記第1のフィルタ回路が、第1のフィルタインダクタと、第1のフィルタコンデンサと、を備え、前記第2のフィルタ回路が、第2のフィルタインダクタと、第2のフィルタコンデンサと、を備え、
    前記第1のフィルタインダクタの第1の端部、および前記第2のフィルタインダクタの第1の端部が、前記交流電力信号を受信するように構成され、前記第1のフィルタインダクタの第2の端部が、前記第1のフィルタコンデンサの第1の端部に接続され、前記第1のフィルタインダクタの前記第2の端部が、前記マッチングネットワークに接続され、前記第2のフィルタインダクタの第2の端部が、前記第2のフィルタコンデンサの第1の端部に接続され、前記第2のフィルタインダクタの前記第2の端部が、前記マッチングネットワークに接続され、
    前記抵抗切替回路が、前記第1のフィルタコンデンサの第2の端部と前記第2のフィルタコンデンサの第2の端部との間に、直列に接続される、
    請求項7または8に記載の端末機器。
  11. 請求項1から10のいずれか一項に記載の端末機器を制御するための方法であって、
    抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように、前記抵抗切替回路を制御するステップ
    を含む、方法。
  12. 抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように、前記抵抗切替回路を制御する前記ステップが、
    交流電力信号が別の端末機器を充電するために使用される、と決定したとき、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を、第2の抵抗値に調整するように、前記抵抗切替回路を制御するステップ、または、
    交流電力信号が通信信号を別の端末機器に送信するために使用される、と決定したとき、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を、第1の抵抗値に調整するように、前記抵抗切替回路を制御するステップ、を含み、
    前記抵抗切替回路が、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を、前記第1の抵抗値に調整するとき、前記送信回路の前記値Qが、第1の値Qであり、前記抵抗切替回路が、前記抵抗切替回路の前記抵抗値を、前記第2の抵抗値に調整するとき、前記送信回路の前記値Qが、第2の値Qであり、前記第1の抵抗値が、前記第2の抵抗値よりも大きく、前記第1の値Qが、前記第2の値Qよりも小さい、
    請求項11に記載の端末機器を制御するための方法。
  13. 抵抗切替回路の抵抗値を変更することによって、送信回路の値Qを調整するように、前記抵抗切替回路を制御する前記ステップの前に、前記方法が、
    前記別の端末機器のタイプを検出し、前記別の端末機器の前記タイプに基づいて、前記交流電力信号が前記別の端末機器を充電するために使用される、または前記交流電力信号が前記通信信号を前記別の端末機器に送信するために使用される、と決定するステップ
    を更に含む、請求項12に記載の端末機器を制御するための方法。
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