TWI566508B - 直流對直流轉換器、受電裝置及供電系統 - Google Patents

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Description

直流對直流轉換器、受電裝置及供電系統
本發明係關於直流對直流(DC-DC)轉換器。尤其是，本發明關於能夠將輸入阻抗保持為恆定的DC-DC轉換器。或者，本發明關於具有該DC-DC轉換器的受電裝置。或者，本發明關於具有該受電裝置的供電系統。
作為在沒有接觸於電力供應源(以下，也稱為送電裝置)的狀態下對目標物(以下，也稱為受電裝置)進行供電(也稱為非接觸供電、無線供電等)的方法，被稱為磁場共振方法的方法受到注目。磁場共振方法是藉由使設置在送電裝置和受電裝置的兩者的共振線圈進行諧振器耦合來形成能量的傳播途徑的方法，並且與能夠進行非接觸供電的其他方法(電磁感應方法、靜電感應方法等)相比其供電可能距離長。例如，在非專利文獻1中揭示了當對應的共振線圈的距離為1m時，磁場共振方法中的傳送效率為90%左右，當對應的共振線圈的距離為2m時，磁場共振方法中的傳送效率為45%左右。
[非專利文獻1]Andre Kurs, et al.,” Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances” Science, vol.317, pp.83-86, 2007
一般而言，利用磁場共振方法的供電用於對設置在受電裝置中的電池進行充電。在此，該受電裝置的輸入阻抗 有時根據該電池的充電情況而變化。就是說，該受電裝置的輸入阻抗有時在供電中產生動態變化。在此情況下，如果送電裝置的輸出阻抗為恆定，就必然產生阻抗的不匹配。因此，在利用磁場共振方法的供電中，有時在該供電期間難以將供電效率一直維持為高的值。
鑒於這一點，本發明的一個實施例的目的之一是提供一種能夠將輸入阻抗保持為恆定的電路。此外，本發明的目的之一是提供一種在利用磁場共振方法的供電中能夠有助於提高供電效率的電路。
本發明的一個實施例的特徵是：檢測出與從外部輸入的直流電壓成比例的電壓(前者的電壓)和與從外部輸入的電流成比例的電壓(後者的電壓)，並且基於檢測結果將前者的電壓和後者的電壓的比例保持為恆定。
明確地說，本發明的一個實施例是一種DC-DC轉換器，包括：被輸入第一直流電壓的輸入電力檢測單元；以及將第一直流電壓轉換為第二直流電壓並輸出的電壓轉換單元，其中所述輸入電力檢測單元具有，負載；檢測出與第一直流電壓成比例的第一電壓的第一機構；以及檢測出與產生在負載中的電流成比例的第二電壓的第二機構，並且所述電壓轉換單元具有：控制產生在負載中的電流的開關；以及藉由基於第一電壓和第二電壓控制開關的導通/截止的切換，將第一電壓和第二電壓的比例保持為恆定的 第三機構。
在本發明的一個實施例的DC-DC轉換器中，藉由將與輸入電壓(第一直流電壓)成比例的第一電壓和與輸入電流(產生在負載中的電流)成比例的第二電壓的比例保持為恆定，可以將輸入阻抗保持為恆定。並且，在該DC-DC轉換器中也可以進行阻抗變換。因此，即使在接受供電的電池存在於該DC-DC轉換器的輸出一側的情況下，也可以在不依賴於該電池的充電情況下保持該DC-DC轉換器的輸入阻抗。其結果是，在利用磁場共振實施例的對具有該DC-DC轉換器和該電池的受電裝置的供電中，可以在該供電期間將供電效率一直維持為高的值。
下面，對本發明的一個實施例進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，在不脫離其宗旨及其範圍的條件下，其可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定於以下所示的記載內容中。
此外，在本說明書中當規定各種數值範圍時使用“高於或等於”和“高於”以及“低於或等於”和“低於”等用語，但是“高於或等於”和“高於”可以彼此替換，並且“低於或等於以下”和“低於”可以彼此替換。例如，在本說明書中，可以將“高於或等於A且低於B”的記載替換為“高於A且低於或等於B”。
<DC-DC轉換器>
首先，參照圖1A至1D、圖2A至2D、圖3A至3C、圖4、圖5、圖6A與6B、圖7A至7E、圖8A與8B、圖9A至9F、圖10A與10B以及圖11A與圖11B說明根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器。
<1. DC-DC轉換器的結構實例1>
圖1A是示出根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器的結構實例的圖。圖1A所示的DC-DC轉換器具有被輸入直流電壓(V_In)的輸入電力檢測單元1000以及將直流電壓(V_In)轉換為直流電壓(V_Out)並輸出的電壓轉換單元2000。
圖1B和圖1C是示出圖1A所示的輸入電力檢測單元1000的結構實例的圖。圖1B所示的輸入電力檢測單元1000具有：其一端電連接到高電位側輸入節點，另一端電連接到電壓轉換單元2000的負載1003；檢測出與直流電壓(V_In)成比例的電壓(V_1001)的機構1001；以及檢測出與產生在負載1003中的電流(I_1003)成比例的電壓(V_1002)的機構1002。此外，將由機構1001檢測出的電壓(V_1001)及由機構1002檢測出的電壓(V_1002)輸入到電壓轉換單元2000。此外，除負載1003的一端電連接到低電位側輸入節點這一點以外，圖1C所示的輸入電力檢測單元1000具有與圖1B所示的輸入電力檢測單元1000同樣的結構。如圖1B和圖1C所示 那樣，在本發明的一個實施例中以與高電位側輸入節點和低電位側輸入節點中的任一個電連接的方式設置輸入電力檢測單元1000所具有的負載1003。
圖1D是示出圖1A所示的電壓轉換單元2000的結構實例的圖。圖1D所示的電壓轉換單元2000具有：藉由導通/截止的切換控制產生在負載1003的電流的開關2002；以及基於電壓(V_1001)及電壓(V_1002)控制開關2002的導通/截止的切換的機構2001。
此外，作為圖1D所示的電壓轉換單元2000，可以應用具有升壓型、回掃型、反轉型等電壓轉換電路和機構2001的電路，並且可以應用包括在該電壓轉換電路的開關作為開關2002。
在圖1A所示的DC-DC轉換器中，即使當輸入電壓(被輸入的直流電壓(V_In))發生變動時，也可以藉由控制輸入電流(產生在負載1003中的電流(I_1003))將輸入阻抗保持為恆定。明確地說，在圖1A至圖1D所示的DC-DC轉換器中，可以藉由開關2002的導通/截止的切換控制產生在負載1003中的電流(I_1003)。並且開關2002的導通/截止的切換被機構2001控制。在此，機構2001基於由機構1001檢測出的電壓(V_1001)及由機構1002檢測出的電壓(V_1002)控制開關2002的導通/截止的切換。就是說，機構2001基於與輸入電壓成比例的電壓(V_1001)和與輸入電流成比例的電壓(V_1002)控制開關2002的導通/截止的切換。因此，在 圖1A至圖1D所示的DC-DC轉換器中，藉由如下的設計使輸入阻抗保持為恆定，其中由機構2001控制開關2002的導通/截止的切換來將電壓(V_1001)和電壓(V_1002)的比例保持為恆定。
<1-1. DC-DC轉換器的一個例子>
圖2A是示出根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器的一個例子的圖。圖2A所示的DC-DC轉換器具有：其一端電連接到高電位側輸入節點的負載4；其一端電連接到負載4的另一端的開關5；其一端電連接到開關5的另一端，其另一端電連接到高電位側輸出節點的電感器6；以及其一端電連接到開關5的另一端和電感器6的一端，其另一端電連接到低電位側輸入節點和低電位側輸出節點(以下，也稱為接地)的開關7。此外，作為負載4，可以應用電阻負載或感應負載等。此外，作為開關5、開關7可以應用電晶體或繼電器等。此外，作為電感器6，可以應用空芯線圈或芯線圈等。
並且，圖2A所示的DC-DC轉換器具有：檢測出與被輸入的直流電壓(V_In)成比例的電壓(V_1)的機構1；檢測出與產生在該負載4的電流(I_4)成比例的電壓(V_2)的機構2；以及藉由基於電壓(V_1)及電壓(V_2)控制開關5的導通/截止的切換來將電壓(V_1)和電壓(V_2)的比例保持為恆定，在開關5成為導通狀態的期間使開關7處於截止狀態，並且在開關5成為截止 狀態的期間使開關7處於導通狀態的機構3。
在圖2A所示的DC-DC轉換器中，在開關5處於截止狀態的期間產生在負載4中的電流(I_4)為0。並且，在開關5從截止狀態變為導通狀態之後的期間，產生在負載4的電流(I_4)隨著時間而增加。這起因於電感器6的自感應，隨著時間而增加的產生在負載4的電流(I_4)的平均值會收斂於恆定值。因此，在圖2A所示的DC-DC轉換器中，藉由控制開關5的導通/截止的切換可以控制所輸出的電流量。
並且，在圖2A所示的DC-DC轉換器中，基於由機構1檢測出的電壓(V_1)和由機構2檢測出的電壓(V_2)，機構3控制開關5的導通/截止的切換。在此，機構1是檢測出與輸入電壓(輸入節點的電壓)成比例的電壓的機構，機構2是檢測出與輸入電流(產生在負載4中的電流)成比例的電壓的機構。因此，藉由由機構3控制開關5的導通/截止的切換以保持電壓(V_1)和電壓(V_2)的比例恆定，可以將圖2A所示的DC-DC轉換器的輸入阻抗保持為恆定。
此外，在圖2A所示的DC-DC轉換器中，開關7是為了防止開關5的損壞而設置的。明確地說，當開關5從導通狀態變為截止狀態時，由於電感器6的自感應而在電感器6中繼續產生電流。在此，假設是沒有設置開關7的情況，於是，當開關5從導通狀態變為截止狀態時，開關5的另一端和電感器6的一端電連接的節點的電位有可能急 劇上升或下降。因此，在此情況下，開關5被施加高電壓。其結果是，有可能開關5損壞。另一方面，在圖2A所示的DC-DC轉換器中，藉由使開關7處於導通狀態可以確保產生在電感器6中的電流的路徑。就是說，可以抑制開關5的損壞。
<(1)機構1的具體例子>
作為機構1，可以應用圖2B所示的電路。圖2B所示的電路具有：其一端電連接到高電位側輸入節點的電阻11；以及其一端電連接到電阻11的另一端，其另一端接地的電阻12。並且，電阻11的另一端和電阻12的一端電連接的節點的電位被輸入到機構3。就是說，圖2B所示的電路是利用電阻分壓檢測出與輸入電壓(V_In)成比例的電壓(V_1)，將該電壓(V_1)輸出到機構3的電路。
<(2)機構2的具體例子>
作為機構2，可以應用圖2C所示的電路。圖2C所示的電路具有儀器放大器21，其中作為非反相輸入信號被輸入負載4的一端的電壓，作為反相輸入信號被輸入負載4的另一端的電壓。儀器放大器21對機構3輸出與輸入到非反相輸入端子的電壓和輸入到反相輸入端子的電壓的差成比例的電壓。就是說，儀器放大器21對機構3輸出與施加到負載4的兩端之間的電壓成比例的電壓。此外， 因為施加到負載4的兩端之間的電壓與產生在負載4中的電流(I_4)成比例，所以可以說成是儀器放大器21對機構3輸出產生在負載4中的電流(I_4)。就是說，圖2C所示的電路是利用儀器放大器21檢測出與產生在負載4中的電流(I_4)成比例的電壓(V_2)並對機構3輸出該電壓(V_2)的電路。
<(3)機構3的具體例子>
作為機構3，可以應用圖2D所示的電路。圖2D所示的電路具有：作為非反相輸入信號被輸入由機構2檢測出的電壓(V_2)，作為反相輸入信號被輸入由機構1檢測出的電壓(V_1)的誤差放大器31；三角波發生器32；作為非反相輸入信號被輸入三角波發生器32輸出的電壓(三角波)，作為反相輸入信號被輸入誤差放大器31輸出的電壓的比較器33；被輸入比較器33所輸出的電壓，且藉由輸出其相位與比較器33輸出的電壓相同的電壓來控制開關5的導通/截止的切換的緩衝器34；以及藉由輸出其相位與比較器33輸出的電壓反相的電壓控制開關7的導通/截止的切換的反相器35。此外，也可以採用由比較器33所輸出的電壓直接控制開關5的導通/截止的切換(從圖2D所示的機構3中刪掉緩衝器34)的結構。
誤差放大器31將輸入到非反相輸入端子的電壓和輸入到反相輸入端子的電壓的差放大而輸出。就是說，誤差放大器31將電壓(V_2)和電壓(V_1)的差放大而輸 出。
比較器33對輸入到非反相輸入端子的電壓與輸入到反相輸入端子的電壓的差進行比較並輸出二值電壓。明確地說，在誤差放大器31所輸出的電壓低於三角波的期間比較器33輸出高位準的電壓，在誤差放大器31所輸出的電壓高於三角波的期間比較器33輸出低位準的電壓。就是說，誤差放大器31所輸出的電壓越低，比較器33的輸出信號中的工作比越大。並且，根據該工作比決定從DC-DC轉換器輸出的電流量。明確地說，該工作比越大，從DC-DC轉換器輸出的電流(產生在負載4的電流(I_4))也越大。就是說，誤差放大器31所輸出的電壓越低，產生在負載4中的電流(I_4)也越大。
在此，誤差放大器31所輸出的電壓根據與由機構1檢測出的輸入電壓(V_In)成比例的電壓(V_1)和與由機構2檢測出的產生在負載4中的電流(I_4)成比例的電壓(V_2)而變化。例如，當輸入電壓(V_In)變高時，誤差放大器31輸出的電壓變低。換言之，當輸入電壓(V_In)變高時，比較器33的輸出信號中的工作比大。因此，在圖2D所示的電路中，當輸入電壓(V_In)變高時比較器33的輸出中的工作比變大，因此產生在負載4中的電流(I_4)也變大。簡單地說，在圖2D所示的電路中，可以根據輸入電壓(V_In)的值的變動使產生在負載4中的電流(I_4)的值變化。因此，在圖2D所示的電路中，藉由調整設計條件可以將與由機構1檢測出的輸 入電壓成比例的電壓(V_1)和與由機構2檢測出的產生在負載4中的電流成比例的電壓(V_2)的比例保持為恆定。
<1-2. DC-DC轉換器的變形例子>
圖3A是示出與圖2A所示的DC-DC轉換器不同的根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器的一個例子的圖。簡單地說，圖3A所示的DC-DC轉換器具有將圖2A所示的DC-DC轉換器中的開關7置換為二極體8的結構。圖3A所示的DC-DC轉換器發揮與圖2A所示的DC-DC轉換器相同的作用和效果。
此外，在圖3A所示的DC-DC轉換器中，作為機構1可以應用圖2B所示的電路，作為機構2可以應用圖2C所示的電路。此外，作為機構3可以應用圖3B所示的電路。簡單地說，圖3B所示的電路具有從圖2D所示的電路中刪掉反相器35的結構。
此外，如圖3C所示那樣，作為圖2A所示的DC-DC轉換器可以應用作為根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器附加有如下的DC-DC轉換器：圖3A所示的二極體8；以及其陽極電連接到開關5的另一端、電感器6的一端、開關7的一端以及二極體8的陰極，並且其陰極電連接到負載4的另一端以及開關5的一端的二極體9。由此，可以提高抑制開關5的損壞的效果。
另外，也可以應用從圖3C所示的DC-DC轉換器只刪 掉二極體8的DC-DC轉換器或者從圖3C所示的DC-DC轉換器只刪掉二極體9的DC-DC轉換器作為根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器。
<2. DC-DC轉換器的結構實例2>
圖4是示出與圖1A所示的DC-DC轉換器不同的根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器的結構實例的圖。簡單地說，圖4所示的DC-DC轉換器具有對圖1A所示的DC-DC轉換器附加根據輸出電壓(V_Out)可以進行從輸出側節點的充電及對輸出側節點的放電的充放電單元3000的結構。此外，作為充放電單元3000可以應用如下電路，其中當輸出電壓(V_Out)超過充電開始電壓時進行充電，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓時進行放電，並且當輸出電壓(V_Out)為放電開始電壓以上且充電開始電壓以下時不進行充電和放電。例如，作為該電路可以應用具有當該充電時積蓄電荷並當該放電時釋放電荷的電容器的電路。
此外，作為圖4所示的DC-DC轉換器所具有的輸入電力檢測單元1000可以應用圖1B和圖1C所示的電路，作為圖4所示的DC-DC轉換器所具有的電壓轉換單元2000，可以應用圖1D所示的電路。
在圖4所示的DC-DC轉換器中，與圖1A所示的DC-DC轉換器相同，可以將輸入阻抗保持為恆定。並且，在圖4所示的DC-DC轉換器中，藉由具備充放電單元 3000，可以使輸出電壓(V_Out)的值保留在任意範圍內。例如，即使當被輸入的電力急劇增加時，也可以將輸出電壓(V_Out)抑制為不成為特定的值以上的值。因此，可以抑制被輸入該DC-DC轉換器的輸出電壓的後段的電路的損壞。
<2-1. DC-DC轉換器的一個例子>
圖5是示出與圖2A所示的DC-DC轉換器不同的根據本發明的一個實施例的DC-DC轉換器的一個例子的圖。簡單地說，圖5所示的DC-DC轉換器具有對圖2A所示的DC-DC轉換器附加了根據輸出電壓(V_Out)可以接受高電位側輸出節點的充電並可以對高電位側輸出節點進行放電的充放電單元100的結構。
在圖5所示的DC-DC轉換器中，與圖2A所示的DC-DC轉換器相同，可以將輸入阻抗保持為恆定。並且，在圖5所示的DC-DC轉換器中，充放電單元100根據輸出電壓(V_Out)接受高電位側輸出節點的充電並對高電位側輸出節點進行放電。在此，當輸出電壓(V_Out)超過充電開始電壓(V_c)時該DC-DC轉換器進行充電，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)時該DC-DC轉換器進行放電。此外，將充電開始電壓(V_c)設定為比放電開始電壓(V_d)高的電壓(Vc>Vd)。此外，該DC-DC轉換器當該輸出節點的電壓為該充電開始電壓(V_c)以下且該放電開始電壓(V_d)以上時不進行充 電及放電。因此，在圖5所示的DC-DC轉換器中，可以提高輸出電壓(輸出節點的電壓)被維持在特定的範圍內的蓋然性。
<(1)機構1至3的具體例子>
在圖5所示的DC-DC轉換器中，作為機構1可以應用圖2B所示的電路，作為機構2可以應用圖2C所示的電路，作為機構3可以應用圖2D所示的電路。
<(2)充放電單元100的結構實例>
圖6A是示出圖5所示的充放電單元100的結構實例的圖。圖6A所示的充放電單元100具有：其一端電連接到高電位側輸出節點的負載160；其一端電連接到負載160的另一端的開關170；其一端電連接到開關170的另一端的電感器180；其一端電連接到開關170的另一端及電感器180的一端，其另一端接地的開關190；以及其一方電極電連接到電感器180的另一端，其另一方電極接地的電容器200。此外，作為負載160，可以應用電阻負載或感應負載等。此外，作為開關170、開關190可以應用電晶體或繼電器等。此外，作為電感器180，可以應用空芯線圈或芯線圈等。另外，作為電容器200，可以應用雙電層電容器等。
並且，圖6A所示的充放電單元100具有：檢測出與輸出電壓(V_Out)成比例的電壓(V_110)的機構110； 檢測出與產生在負載160中的電流(I_160)成比例的電壓(V_120)的機構120；能夠根據電壓(V_110)及電壓(V_120)控制開關170、開關190的導通/截止的切換的機構130；能夠只根據電壓(V_110)控制開關170、開關190的導通/截止的切換的機構140；以及選擇如何控制開關170、開關190的導通/截止的切換的機構150。
此外，機構150是選擇是利用機構130控制開關170、開關190的導通/截止的切換；還是利用機構140控制開關170、開關190的導通/截止的切換；或是使開關170、開關190處於截止狀態的機構。明確地說，在圖6A所示的充放電單元100中，當對電容器200進行充電時機構150選擇機構130，當對高電位側輸出節點進行放電時機構150選擇機構140，並且當不進行該充電或該放電時機構150使開關170、開關190處於截止狀態。就是說，在圖6A所示的充放電單元100中，對電容器200進行充電時的開關170、開關190的導通/截止的切換根據產生在負載160中的電流(I_160)及輸出電壓(V_Out)被控制，對高電位側輸出節點進行放電時的開關170、開關190的導通/截止的切換只根據輸出電壓(V_Out)被控制。
圖6A所示的機構130和機構140都根據輸出電壓(V_Out)被控制。因此，在圖6A所示的充放電單元100中，可以進行如圖6B所示那樣的工作。明確地說，在圖6A所示的充放電單元100中，可以當輸出電壓(V_Out) 是充電開始電壓(V_c)以上時進行充電，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)時進行放電。此外，在圖6A所示的充放電單元100中，輸出電壓(V_Out)為放電開始電壓(V_d)以上且小於充電開始電壓(V_c)時可以不進行該充電及該放電(機構150使開關170、開關190處於截止狀態)。
<(a)機構110的具體例子>
作為機構110，可以應用圖7A所示的電路。圖7A所示的電路具有：其一端電連接到高電位側輸出節點的電阻111；以及其一端電連接到電阻111的另一端，其另一端接地的電阻112。並且，將電阻111的另一端和電阻112的一端電連接的節點的電位輸入到機構130、機構140。就是說，圖7A所示的電路是利用電阻分壓檢測出與輸出電壓(V_Out)成比例的電壓(V_110)並將電壓(V_110)輸入到機構130、機構140的電路。
<(b)機構120的具體例子>
作為機構120，可以應用圖7B所示的電路。圖7B所示的電路具有儀器放大器121，其中作為非反相輸入信號被輸入負載160的另一端的電壓，作為反相輸入信號被輸入負載160的一端的電壓。就是說，圖7B所示的電路是利用儀器放大器121檢測出與產生在負載160的電流(1_160)成比例的電壓(V_120)並對機構130輸出該電 壓(V_120)的電路。
<(c)機構130的具體例子>
作為機構130，可以應用圖7C所示的電路。圖7C所示的電路具有：作為非反相輸入信號被輸入由機構110檢測出的電壓(V_110)，作為反相輸入信號被輸入參考電壓(Vref_E1)的誤差放大器131；作為非反相輸入信號被輸入由機構120檢測出的電壓(V_120)，作為反相輸入信號被輸入誤差放大器131輸出的電壓的比較器132；時脈發生器133；以及RS型正反器134，其中R端子被輸入比較器132所輸出的電壓，S端子被輸入時脈發生器133輸出的電壓(時脈信號)。並且，當圖7C所示的電路控制開關170、開關190的導通/截止的切換時，根據從RS型正反器134的Q端子輸出的電壓控制開關170、開關190的導通/截止的切換。
<(d)機構140的具體例子>
作為機構140，可以應用圖7D所示的電路。圖7D所示的電路具有：作為非反相輸入信號被輸入參考電壓(Vref_E2)，作為反相輸入信號由機構110檢測出的電壓(V_110)的誤差放大器141；三角波發生器142；以及作為非反相輸入信號被輸入誤差放大器141輸出的電壓，作為反相輸入信號被輸入三角波發生器142輸出的電壓(三角波)的比較器143。並且，當圖7D所示的電路 控制開關170、開關190的導通/截止的切換時，根據比較器143輸出的電壓控制開關170、開關190的導通/截止的切換。
<(e)機構150的具體例子>
作為機構150，可以應用圖7E所示的電路。圖7E所示的電路具有比較器151A、比較器151B、NOR閘152、電晶體153A至153E、反相器154A至154C以及緩衝器155。
在比較器151A中，作為非反相輸入信號被輸入由機構110檢測出的電壓(V_110)，作為反相輸入信號被輸入電壓(V_c×α)。此外，在比較器151B中，作為非反相輸入信號被輸入電壓(V_d×α)，作為反相輸入信號被輸入由機構110檢測出的電壓(V_110)。
在NOR閘152中，作為第一輸入信號被輸入比較器151A輸出的電壓，作為第二輸入信號被輸入比較器151B輸出的電壓。
在電晶體153A中，閘極被輸入比較器151A輸出的電壓，源極和汲極中的一方被輸入機構130為了控制開關170、開關190的導通/截止的切換而輸出的電壓(V_130)。此外，在電晶體153B中，閘極被輸入比較器151B輸出的電壓。此外，在電晶體153C中，閘極被輸入NOR閘152輸出的電壓，源極和汲極中的一方被輸入用來使開關170、開關190處於截止狀態的電壓 (V_off)。此外，在電晶體153E中，閘極被輸入NOR閘152輸出的電壓，源極和汲極中的一方被輸入電壓(V_off)。此外，在圖7E所示的機構150中，使用藉由電晶體153D的源極及汲極或電晶體153E的源極及汲極輸出的電壓，控制開關190的導通/截止的切換。
在反相器154A中，被輸入機構140為了控制開關170、開關190的導通/截止的切換而輸出的電壓(V_140)，將其相位與被輸入的電壓相反的電壓輸出到電晶體153B的源極和汲極中的一方。此外，在反相器154B中，被輸入NOR閘152輸出的電壓，將其相位與被輸入的電壓相反的電壓輸出到電晶體153D的閘極。此外，在反相器154C中，藉由電晶體153A的源極及汲極、電晶體153B的源極及汲極或電晶體153C的源極及汲極被輸入電壓，將其相位與被輸入的電壓相反的電壓輸出到電晶體153D的源極和汲極中的一方。
在緩衝器155中，被輸入電壓(V_130)、電壓(V_140)或電壓(V_off)，藉由輸出其相位與被輸入的電壓相同的電壓控制開關170的導通/截止的切換。但是，也可以採用從圖7E所示的機構150中刪掉緩衝器155的結構。
此外，作為反相輸入信號被輸入到比較器151A的電壓(V_c×α)是當輸出電壓(V_Out)等於充電開始電壓(V_c)時由機構110檢測出的電壓。此外，作為非反相輸入信號被輸入到比較器151B的電壓(V_d×α)是當輸 出電壓(V_Out)等於放電開始電壓(V_d)時由機構110檢測出的電壓。
因此，在圖7E所示的機構150中，當輸出電壓(V_Out)為充電開始電壓(V_c)以上時，電晶體153A、電晶體153D成為導通狀態，並且電晶體153B、電晶體153C、電晶體153E成為截止狀態。在此情況下，基於機構130為了控制開關170、開關190的導通/截止的切換而輸出的電壓(V_130)，開關170、開關190的導通/截止的切換被控制。此外，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)時，電晶體153B、電晶體153D成為導通狀態，並且電晶體153A、電晶體153C、電晶體153E成為截止狀態。在此情況下，基於機構140為了控制開關170、開關190的導通/截止的切換而輸出的電壓(V_140)，開關170、開關190的導通/截止的切換被控制。此外，當輸出電壓(V_Out)為放電開始電壓(V_d)以上且小於充電開始電壓(V_c)時，電晶體153C、電晶體153E成為導通狀態，並且電晶體153A、電晶體153B、電晶體153D成為截止狀態。在此情況下，開關170、開關190成為截止狀態。
<2-2. DC-DC轉換器的變形例子>
具有與圖5所示的DC-DC轉換器不同的結構的DC-DC轉換器也是本發明的一個實施例的DC-DC轉換器。例如，與圖3A所示的DC-DC轉換器同樣，也可以將圖5所 示的DC-DC轉換器所具有的開關7置換為二極體。此外，與圖3C所示的DC-DC轉換器同樣，也可以採用對圖5所示的DC-DC轉換器附加兩個二極體的結構。此外，也可以適當地改變圖5所示的DC-DC轉換器所具有的充放電單元100的結構。以下，詳細說明充放電單元100的變形例子。
<(1)充放電單元100的變形例子1>
圖8A是示出與圖6A所示的充放電單元100不同的充放電單元100的一個例子的圖。簡單地說，圖8A所示的充放電單元100具有如下結構，即對圖6A所示的充放電單元100附加檢測出與電容器200的一對電極之間的電壓的充電電壓(V_200)成比例的電壓(V_210)的機構210、當由機構210檢測出的電壓(V_210)小於過放電控制電壓(V_ctrl_d)時停止充放電單元100中的放電的機構220。此外，過放電控制電壓(V_ctrl_d)是當充電電壓(V_200)等於過放電電壓時由機構210檢測出的電壓。
明確地說，在圖8A所示的充放電單元100中，可以進行如圖8B所示那樣的工作。詳細地說，在圖8A所示的充放電單元100中，當輸出電壓(V_Out)是充電開始電壓(V_c)以上時可以進行充電。此外，在圖8A所示的充放電單元100中，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)並且電壓(V_210)是過放電控制電壓 (V_ctrl_d)以上的電壓時可以進行放電，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)且電壓(V_210)是小於過放電控制電壓(V_ctrl_d)的電壓時可以不進行該充電及該放電(機構150使開關170、開關190處於截止狀態)。此外，在圖8A所示的充放電單元100中，當輸出電壓(V_Out)是放電開始電壓(V_d)以上且小於充電開始電壓(V_c)時可以不進行該充電及該放電(機構150使開關170、開關190處於截止狀態)。
藉由使圖8A所示的充放電單元100進行如圖8B所示那樣的工作，可以抑制輸出電壓(V_Out)因充放電單元100的存在而降低。明確地說，當開關170成為導通狀態時根據輸出電壓(V_Out)和充電電壓(V_200)的相對的大小關係而決定充放電單元100是進行充電還是進行放電。因此，當輸出電壓(V_Out)和充電電壓(V_200)都低時如果使開關170處於導通狀態，則有可能使輸出電壓(V_Out)進一步降低。在圖8A所示的充放電單元100中，可以抑制這種情況下的輸出電壓(V_Out)的降低。
<(a)機構210的具體例子>
作為機構210，可以應用圖9A所示的電路。圖9A所示的電路具有：其一端電連接到電容器200的一方電極的電阻211；以及其一端電連接到電阻211的另一端，其另一端接地的電阻212。並且，電阻211的另一端及電阻 212的一端電連接的節點的電位被輸入到機構220。就是說，圖9A所示的電路是利用電阻分壓檢測出與充電電壓(V_200)成比例的電壓(V_210)並將電壓(V_210)輸出到機構220的電路。
<(b)機構220的具體例子>
作為機構220可以應用圖9B所示的電路。圖9B所示的電路具有作為非反相輸入信號被輸入由機構210檢測出的電壓(V_210)，作為反相輸入信號被輸入過放電控制電壓(V_ctrl_d)的比較器221。並且，比較器221輸出的二值電壓成為對機構150的機構220的輸出。因此，機構220當充電電壓(V_200)超過過放電電壓時對機構150輸出高電壓，當充電電壓(V_200)小於過放電電壓時對機構150輸出低電壓。
<(c)機構110、機構120、機構130、機構140的具體例子>
在圖8A所示的充放電單元100中，作為機構110可以應用圖7A所示的電路，作為機構120可以應用圖7B所示的電路，作為機構130可以應用圖7C所示的電路，作為機構140可以應用圖7D所示的電路。
<(d)機構150的具體例子>
在圖8A所示的充放電單元100中，作為機構150可 以應用圖9C所示的電路。圖9C所示的電路具有比較器151C、比較器151D、電晶體153F、電晶體153G、反相器154D、反相器154E、AND閘156A至156C、NAND閘157、工作選擇電路250。此外，工作選擇電路250是選擇是根據機構130或機構140輸出的電壓控制開關170、開關190的導通/截止的切換還是使開關170、開關190處於截止狀態的電路。明確地說，工作選擇電路250是輸出二值電壓的電路，並當根據機構130或機構140輸出的電壓控制開關170、開關190的導通/截止的切換時輸出高電壓，當使開關170、開關190處於截止狀態時輸出低電壓的電路。
在比較器151C中，作為非反相輸入信號被輸入由機構110檢測出的電壓(V_110)，作為反相輸入信號被輸入電壓(V_c×α)。此外，在比較器151D中，作為非反相輸入信號被輸入由機構110檢測出的電壓(V_110)，作為反相輸入信號被輸入電壓(V_d×α)。
在電晶體153F中，閘極被輸入比較器151D輸出的電壓。
在反相器154D中，被輸入比較器151D輸出的電壓，並將其相位與被輸入的電壓相反的電壓輸出到電晶體153G的閘極。在反相器154E中，藉由電晶體153F的源極及汲極或電晶體153G的源極及汲極被輸入電壓，並將其相位與被輸入的電壓相反的電壓輸出。
在AND閘156A中，作為第一輸入信號被輸入比較器 151C輸出的電壓，作為第二輸入信號被輸入機構130為了控制開關170、開關190的導通/截止的切換而輸出的電壓(V_130)，並且將邏輯與輸出到電晶體153F的源極和汲極中的一方。在AND閘156B中，作為第一輸入信號被輸入工作選擇電路250輸出的電壓，作為第二輸入信號藉由電晶體153F的源極及汲極或電晶體153G的源極及汲極被輸入電壓，藉由輸出邏輯與控制開關170的導通/截止的切換。在AND閘156C中，作為第一輸入信號被輸入工作選擇電路250輸出的電壓，作為第二輸入信號被輸入反相器154E所輸出的電壓，藉由輸出邏輯與控制開關190的導通/截止的切換。
此外，也可以採用在AND閘156B與開關170之間設置緩衝器的結構或者在AND閘156C與開關190之間設置緩衝器的結構。例如，在開關170、開關190的導通/截止的切換需要大電流的情況等下，較佳的是設置該緩衝器。
在NAND閘157中，作為第一輸入信號被輸入機構220為了控制機構150的工作而輸出的電壓(V_220)，作為第二輸入信號被輸入機構140為了控制開關170、開關190的導通/截止的切換而輸出的電壓(V_140)，並且將與非輸出到電晶體153G的源極和汲極中的一方。
在工作選擇電路250中，被輸入比較器151C輸出的電壓(V_151C)、比較器151D輸出的電壓(V_151D)以及機構220為了控制機構150的工作而輸出的電壓(V_220)。並且，工作選擇電路250根據這些電壓將特 定的電壓(V_250)輸出到AND閘156B、AND閘156C。
明確地說，工作選擇電路250根據電壓(V_151C)、電壓(V_151D)及電壓(V_220)對AND閘156B、AND閘156C輸出圖9D所示的電壓。此外，電壓(V_151C)、電壓(V_151D)及電壓(V_220)的每一個是二值電壓，圖9D中的“H”示出它們的電壓是高電壓，“L”示出它們的電壓是低電壓。此外，在圖9D中，“1-1”至“1-3”及“2-1”至“2-3”對應於圖9E所示的數值。注意，圖9E是示出與圖8B相同的數值範圍的圖。就是說，圖9D是示出電壓(V_210)和輸出電壓(V_Out)為特定的數值範圍內時的電壓(V_151C)、電壓(V_151D)、電壓(V_220)以及電壓(V_250)的每一個的圖。例如，當電壓(V_210)為過放電控制電壓(V_ctrl_d)以上，並且輸出電壓(V_Out)為放電開始電壓(V_d)以上且小於充電開始電壓(V_c)時(圖9D和圖9E中的“2-2”時)，電壓(V_151C)成為低電壓(L)，電壓(V_151D)成為高電壓(H)，電壓(V_220)成為高電壓(H)。並且，在此情況下，工作選擇電路250對AND閘156B、AND閘156C輸出低電壓(L)。
作為工作選擇電路250，只要是可以進行圖9D所示的邏輯運算的電路就可以應用任何電路。例如，作為工作選擇電路250，可以應用圖9F所示的電路。
圖9F所示的電路具有：被輸入比較器151C輸出的 電壓(V_151C)的反相器251；作為第一輸入信號被輸入反相器251輸出的電壓，作為第二輸入信號被輸入比較器151D輸出的電壓(V_151D)的AND閘252；作為第一輸入信號被輸入比較器151D輸出的電壓(V_151D)，作為第二輸入信號被輸入機構220為了控制機構150的工作而輸出的電壓(V_220)的NOR閘253；以及作為第一輸入信號被輸入AND閘252輸出的電壓，作為第二輸入信號被輸入NOR閘253輸出的電壓的NOR閘254。並且，在圖9F所示的電路中，將NOR閘254輸出的電壓輸出到AND閘156B、AND閘156C。
<(2)充放電單元100的變形例子2>
圖10A是示出與圖6A、圖8A所示的充放電單元100不同的充放電單元100的一個例子的圖。簡單地說，圖10A所示的充放電單元100具有如下結構，即對圖8A所示的充放電單元100附加了機構230以及其一端電連接到電容器200的一方電極，其另一端電連接到電容器200的另一方電極的開關240。此外，機構230是當由機構210檢測出的電壓(V_210)是過充電控制電壓(V_ctrl_c)以上且輸出電壓(V_Out)是放電開始電壓(V_d)以上時可以使開關240處於導通狀態(使電容器200的一方電極和另一方電極短路)的機構。過充電控制電壓(V_ctrl_c)是當充電電壓(V_200)等於過充電電壓時由機構210檢測出的電壓。此外，在圖10A所示的充放 電單元100中，當電壓(V_210)小於過充電控制電壓(V_ctrl_c)或輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)時，開關240維持截止狀態。
明確地說，在圖10A所示的充放電單元100中，可以進行圖10B所示那樣的工作。詳細地說，在圖10A所示的充放電單元100中，輸出電壓(V_Out)是充電開始電壓(V_c)以上時可以進行充電，並且電壓(V_210)是過充電控制電壓(V_ctrl_c)以上時，可以使開關240處於導通狀態。此外，在圖10A所示的充放電單元100中，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)且電壓(V_210)是過放電控制電壓(V_ctrl_d)以上的電壓時可以進行放電，當輸出電壓(V_Out)小於放電開始電壓(V_d)且電壓(V_210)是小於過放電控制電壓(V_ctrl_d)的電壓時可以不進行該充電及該放電(機構150使開關170、開關190處於截止狀態)。此外，在圖10A所示的充放電單元100中，當輸出電壓(V_Out)是放電開始電壓(V_d)以上且小於充電開始電壓(V_c)時可以不進行該充電及該放電(機構150使開關170、開關190處於截止狀態)，並且當電壓(V_210)是過充電控制電壓(V_ctrl_c)以上時，可以使開關240處於導通狀態。
藉由使圖10A所示的充放電單元100進行如圖10B所示那樣的工作，可以抑制電容器200的損壞。明確地說，藉由當充電電壓(V_200)高時使開關240處於導通 狀態，可以抑制充電電壓(V_200)的進一步上升。由此，可以抑制電容器200的損壞。
<(a)機構230的具體例子>
作為機構230，可以應用圖11A所示的電路。圖11A所示的電路具有作為非反相輸入信號被輸入由機構210檢測出的電壓(V_210)，作為反相輸入信號被輸入過充電控制電壓(V_ctrl_c)的比較器231。並且，比較器231輸出的二值電壓成為對機構150的機構220的輸出。因此，機構230當充電電壓(V_200)超過過充電電壓時對機構150輸出高電壓，當充電電壓(V_200)小於過充電電壓時對機構150輸出低電壓。
<(b)機構110、機構120、機構130、機構140、機構210、機構220的具體例子>
在圖10A所示的充放電單元100中，作為機構110可以應用圖7A所示的電路，作為機構120可以應用圖7B所示的電路，作為機構130可以應用圖7C所示的電路，作為機構140可以應用圖7D所示的電路，作為機構210可以應用圖9A所示的電路，作為機構220可以應用圖9B所示的電路。
<(c)機構150的具體例子>
在圖10A所示的充放電單元100中，作為機構150 可以應用圖11B所示的電路。簡單地說，圖11B所示的電路具有如下結構，即對圖9C所示的電路附加了作為第一輸入信號被輸入比較器151D輸出的電壓(V_151D)，作為第二輸入信號被輸入機構230為了控制機構150的工作而輸出的電壓(V_230)，並且藉由輸出邏輯與控制開關240的導通/截止的切換的AND閘156D。
<半導體裝置>
接著，參照圖12A和圖12B說明具有上述DC-DC轉換器的半導體裝置。此外，本說明書中的半導體裝置是指利用半導體特性而進行工作的所有設備。
<1.受電裝置的結構實例>
圖12A是示出利用磁場共振方法接受供電的受電裝置的結構實例的圖。圖12A所示的受電裝置300具有：因磁場共振而誘發高頻電壓的共振線圈301；因與共振線圈301的電磁感應而誘發高頻電壓的線圈302；對由線圈302誘發的高頻電壓進行整流的整流電路303；被輸入整流電路303輸出的直流電壓的DC-DC轉換器304；以及利用從DC-DC轉換器輸出的直流電壓接受供電的電池305。此外，在共振線圈301中存在有構成共振線圈301的佈線之間的雜散電容306。
在圖12A所示的受電裝置中，作為DC-DC轉換器304應用上述DC-DC轉換器。因此，DC-DC轉換器304 是能夠將輸入阻抗保持為恆定的DC-DC轉換器。並且，DC-DC轉換器304的輸入阻抗不依賴於存在於輸出側的電池305的阻抗。就是說，由DC-DC轉換器304進行阻抗轉換。因此，DC-DC轉換器304的輸入阻抗也是受電裝置300的輸入阻抗。因此，即使在根據電池305的充電情況電池305的輸入阻抗變化的情況下，受電裝置300的輸入阻抗也不發生變動。其結果是，在受電裝置300中，可以實現高效率的供電而不依賴於電池305的充電情況。
注意，如圖12A所示那樣，共振線圈301較佳的是具有不直接連接到其他構成要素的結構。當共振線圈301與其他構成要素直接連接時，共振線圈301的串聯電阻及靜電電容變大。在此情況下，包括共振線圈301和其他構成要素的電路的Q值低於只由共振線圈301構成的電路的Q值。這是因為在共振線圈301與其他構成要素直接連接的結構中，與共振線圈301與其他構成要素不直接連接的結構相比，使供電效率降低。
<2.供電系統的結構實例>
圖12B是示出利用磁場共振方法進行供電的供電系統的結構實例的圖。圖12B所示的供電系統具有送電裝置400以及圖12A所示的受電裝置300。並且，送電裝置400具有：生成高頻電壓的高頻電源401；被施加由高頻電源401生成的高頻電壓的線圈402；以及因與線圈402的電磁感應而誘發高頻電壓的共振線圈403。此外，在共 振線圈403中存在有構成共振線圈403的佈線之間的雜散電容404。
在圖12B所示的供電系統中，作為受電裝置應用圖12A所示的受電裝置300。因此，在圖12B所示的供電系統中，可以不考慮受電裝置中的輸入阻抗的變動而進行供電。就是說，在圖12B所示的供電系統中，可以以高效率進行供電而不使供電條件產生動態變化。
此外，如圖12B所示那樣，共振線圈403較佳的是具有與其他構成要素不直接連接的結構。
示範例
在本示範例中，說明可以應用上述供電系統的用途。此外，作為可以應用根據本發明的一個實施例的供電系統的用途，可以舉出可攜式電子裝置如數位攝像機、可攜式資訊終端(行動電腦、行動電話、可攜式遊戲機或電子書閱讀器等)、具備儲存媒體的影像再生裝置(明確而言，Digital Versatile Disc：數位影音光碟(DVD)再生裝置)等。此外，可以舉出由電力提供動力的電動汽車等電力推進移動體。以下，參照圖13A和圖13B說明其一個例子。
圖13A示出將行動電話及可攜式資訊終端作為供電系統的一個用途的例子，其由送電裝置701、具有受電裝置703A的行動電話702A、具有受電裝置703B的行動電話702B構成。可以將上述供電系統應用於送電裝置701 與受電裝置703A及受電裝置703B之間。
圖13B示出將作為電力推進移動體的電動汽車作為供電系統的一個用途的例子，其由送電裝置711、具有受電裝置713的電動汽車712構成。可以將上述供電系統應用於送電裝置711與受電裝置713之間。
1‧‧‧機構
2‧‧‧機構
3‧‧‧機構
4‧‧‧負載
5‧‧‧開關
6‧‧‧感應器
7‧‧‧開關
8‧‧‧二極體
9‧‧‧二極體
11‧‧‧電阻
12‧‧‧電阻
21‧‧‧儀器放大器
31‧‧‧誤差放大器
32‧‧‧三角波發生器
33‧‧‧比較器
34‧‧‧緩衝器
35‧‧‧反相器
100‧‧‧充放電單元
110‧‧‧機構
111‧‧‧電阻
112‧‧‧電阻
120‧‧‧機構
121‧‧‧儀器放大器
130‧‧‧機構
131‧‧‧誤差放大器
132‧‧‧比較器
133‧‧‧時脈發生器
134‧‧‧RS型正反器
140‧‧‧機構
141‧‧‧誤差放大器
142‧‧‧三角波發生器
143‧‧‧比較器
150‧‧‧機構
151A‧‧‧比較器
151B‧‧‧比較器
151C‧‧‧比較器
151D‧‧‧比較器
152‧‧‧NOR閘
153A‧‧‧電晶體
153B‧‧‧電晶體
153C‧‧‧電晶體
153D‧‧‧電晶體
153E‧‧‧電晶體
153F‧‧‧電晶體
153G‧‧‧電晶體
154A‧‧‧反相器
154B‧‧‧反相器
154C‧‧‧反相器
154D‧‧‧反相器
154E‧‧‧反相器
155‧‧‧緩衝器
156A‧‧‧AND閘
156B‧‧‧AND閘
156C‧‧‧AND閘
156D‧‧‧AND閘
157‧‧‧NAND閘
160‧‧‧負載
170‧‧‧開關
180‧‧‧感應器
190‧‧‧開關
200‧‧‧電容器
210‧‧‧機構
211‧‧‧電阻
212‧‧‧電阻
220‧‧‧機構
221‧‧‧比較器
230‧‧‧機構
231‧‧‧比較器
240‧‧‧開關
250‧‧‧工作選擇電路
251‧‧‧反相器
252‧‧‧AND閘
253‧‧‧NOR閘
254‧‧‧NOR閘
300‧‧‧受電裝置
301‧‧‧共振線圈
302‧‧‧線圈
303‧‧‧整流電路
304‧‧‧DC-DC轉換器
305‧‧‧電池
306‧‧‧雜散電容
400‧‧‧送電裝置
401‧‧‧高頻電源
402‧‧‧線圈
403‧‧‧共振線圈
404‧‧‧雜散電容
701‧‧‧送電裝置
702A‧‧‧行動電話
702B‧‧‧行動電話
703A‧‧‧受電裝置
703B‧‧‧受電裝置
711‧‧‧送電裝置
712‧‧‧電動汽車
713‧‧‧受電裝置
1000‧‧‧輸入電力檢測單元
1001‧‧‧機構
1002‧‧‧機構
1003‧‧‧負載
2000‧‧‧電壓轉換單元
2001‧‧‧機構
2002‧‧‧開關
3000‧‧‧充放電單元
在圖式中：圖1A是示出DC-DC轉換器的結構實例的圖，圖1B和圖1C是示出輸入電力檢測單元的結構實例的圖，圖1D是示出電壓轉換單元的結構實例的圖；圖2A是示出DC-DC轉換器的一個例子的圖，圖2B是示出機構1的具體例子的圖，圖2C是示出機構2的具體例子的圖，圖2D是示出機構3的具體例子的圖；圖3A和圖3C是示出DC-DC轉換器的變形例子的圖，圖3B是示出機構3的具體例子的圖；圖4是示出DC-DC轉換器的結構實例的圖；圖5是示出DC-DC轉換器的一個例子的圖；圖6A是示出充放電單元的結構實例的圖，圖6B是用來說明充放電單元的工作的圖；圖7A是示出機構110的具體例子的圖，圖7B是示出機構120的具體例子的圖，圖7C是示出機構130的具體例子的圖，圖7D是示出機構140的具體例子的圖，圖7E是示出機構150的具體例子的圖； 圖8A是示出充放電單元的變形例子的圖，圖8B是用來說明充放電單元的工作的圖；圖9A是示出機構210的具體例子的圖，圖9B是示出機構220的具體例子的圖，圖9C是示出機構150的具體例子的圖，圖9D和圖9E是用來說明工作選擇電路的輸出的圖，圖9F是示出工作選擇電路的具體例子的圖；圖10A是示出充放電單元的變形例子的圖，圖10B是用來說明充放電單元的工作的圖；圖11A是示出機構230的具體例子的圖，圖11B是示出機構150的具體例子的圖；圖12A是示出受電裝置的結構實例的圖，圖12B是示出供電系統的結構實例的圖；圖13A和圖13B是示出供電系統的應用例子的圖。
1000‧‧‧輸入電力檢測單元
2000‧‧‧電壓轉換單元

Claims (9)

  1. 一種直流對直流(DC-DC)轉換器，包括：負載；包括第一電阻以及第二電阻的第一電路；包括儀器放大器的第二電路；包括誤差放大器的第三電路；第一開關；第二開關；以及電感器，其中，該負載的一端電連接到該第一電阻的一端以及該儀器放大器的第一輸入端子，其中，該負載的另一端電連接到該儀器放大器的第二輸入端子以及該第一開關的一端，其中，該第一電阻的另一端電連接到該第二電阻的一端以及該誤差放大器的第一輸入端子，其中，該第二電路電連接到該誤差放大器的第二輸入端子，其中，該第三電路電連接到該第一開關以及該第二開關，其中，該第一開關的另一端電連接到該第二開關的一端以及該電感器的一端，其中，該第一電路將與輸入到該DC-DC轉換器的輸入電壓成比例的第一電壓輸出到該第三電路，其中，該第二電路將與產生在該負載中的電流成比例 的第二電壓輸出到該第三電路，且其中，該第三電路將該第一電壓和該第二電壓的比例保持為恆定。
  2. 一種DC-DC轉換器，包括：負載；包括第一電阻以及第二電阻的第一電路；包括儀器放大器的第二電路；包括誤差放大器的第三電路；第一開關；第二開關；電感器；以及二極體，其中，該負載的一端電連接到該第一電阻的一端以及該儀器放大器的第一輸入端子，其中，該負載的另一端電連接到該儀器放大器的第二輸入端子以及該第一開關的一端，其中，該第一電阻的另一端電連接到該第二電阻的一端以及該誤差放大器的第一輸入端子，其中，該二極體的一端電連接到該第一開關的另一端，其中，該第二電路電連接到該誤差放大器的第二輸入端子，其中，該第三電路電連接到該第一開關以及該第二開關， 其中，該第一開關的另一端電連接到該第二開關的一端以及該電感器的一端，其中，該第一電路將與輸入到該DC-DC轉換器的輸入電壓成比例的第一電壓輸出到該第三電路，其中，該第二電路將與產生在該負載中的電流成比例的第二電壓輸出到該第三電路，且其中，該第三電路將該第一電壓和該第二電壓的比例保持為恆定。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之DC-DC轉換器，其中，該第一電阻的一端電連接到該DC-DC轉換器的第一輸入節點，且其中，該第二電阻的另一端電連接到該DC-DC轉換器的第二輸入節點。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之DC-DC轉換器，其中，該電感器的另一端電連接到該DC-DC轉換器的第一輸出節點，且其中，該第二開關的另一端電連接到該DC-DC轉換器的第二輸出節點。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項之DC-DC轉換器，還包括該第三電路中的比較器，其中，該比較器電連接到該誤差放大器。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之DC-DC轉換器，其中，該第一開關是電晶體。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之DC-DC轉換器， 還包括充放電單元，其中，該充放電單元設置在該DC-DC轉換器的第一輸出節點與該DC-DC轉換器的第二輸出節點之間。
  8. 一種受電裝置，包括：第一線圈；電連接到該第一線圈的整流電路；根據申請專利範圍第1或2項之DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電連接到該整流電路；以及電連接到該DC-DC轉換器的電池。
  9. 一種供電系統，包括：送電裝置，包括：電源；以及電連接到該電源的第二線圈；以及根據申請專利範圍第8項之受電裝置。
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