无线受电电路及使用了它的电子设备制造技术

无线受电电路(100)与接收线圈(102)一起构成无线受电装置。内部电源线(120)上连接电容器(C1)，输出线(122)连接充电电池(2)。H桥电路(104)包括N沟道MOSET的晶体管(MH1、MH2、ML1、ML2)。第1开关(SW1)被设在整流线(124)与内部电源线(120)之间。第2开关(SW2)被设在整流线(124)与输出线(122)之间。控制器(106)的电源端子(108)被供给内部电源线(120)的电压(VDD)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线受电电路及使用了它的电子设备
本专利技术涉及无线供电技术。
技术介绍
为给电动刮胡刀、电动牙刷、无绳电话机、游戏设备的控制器、电动工具等充电，非接触功率传输(也称无接点功率传输、无线供电)被利用。图1是表示本专利技术人们研究过的具有无线受电装置的电子设备的构成的图。电子设备1r具有无线受电装置300、充电电池2、DC/DC转换器4、微控制器(MCU：MicroControllerUnit)6。无线受电装置300接收来自无线供电装置200的功率信号S1，给充电电池2充电。例如充电电池2是镍氢电池或锂离子电池。DC/DC转换器4使充电电池2的电压VBAT升压或降压，对微控制器6供给电源电压。微控制器6控制电子设备1r整体。无线供电装置200向无线受电装置300提供功率信号。无线供电装置200具有发送线圈202、驱动部204。驱动部204是电压源或电流源，使发送线圈202中流过交流的驱动电流。无线受电装置300的接收线圈302为与发送线圈202耦合而被靠近配置。发送线圈202中流过驱动电流时，基于电磁感应，在接收线圈302中流过线圈电流ICOIL。无线受电装置300除接收线圈302外还具有二极管桥电路304、输出开关306、控制开关308、电阻R10～R12。以往，无线受电装置300是将所谓的分立部件组合而构成的。二极管桥电路304包含被桥接的4个二极管，对流入接收线圈302的线圈电流ICOIL进行整流，生成充电电流ICHG。电阻R10被连接于二极管桥电路304的输出端子。充电电流ICHG被介由输出开关306提供给充电电池2，充电电池2被充电。无线受电装置300被输入微控制器6所生成的、指示对充电电池2供电的控制信号CTRL。控制信号CTRL被置于有效(高电平)时，输出开关306变成导通，充电电流ICHG被提供给充电电池2。充电电池2可以例示镍氢电池、锂离子电池等。输出开关306是PNP型双极晶体管，在其控制端子(基极)与接地线间设有电阻R12及控制开关308。控制开关308是NPN型双极晶体管，其基极被输入控制信号CTRL，并且介由电阻R11与二极管桥电路304的输出相连接。控制信号CTRL变成高电平时，控制开关308导通，输出开关306的基极被供给接地电压。其结果，输出开关306导通，充电电流ICHG被提供给充电电池2。控制信号CTRL为低电平时，控制开关308是截止的，充电停止。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题由于以往的无线受电装置300是由分立部件构成的，故作为整流电路，需要使用二极管桥电路304。因此，二极管的损耗较大，成为无线受电装置300的效率降低的重要原因。本专利技术是鉴于这样的课题而研发的，其一个方案的例示性目的之一在于提供一种改善了效率的无线受电装置。用于解决课题的手段本专利技术的一个方案涉及一种与接收线圈一起构成无线受电装置的无线受电电路。无线受电电路包括：连接电容器的内部电源线；连接供电对象的电路的输出线；整流线；接地线；H桥电路，包含被设在整流线与接收线圈的一端之间的N沟道MOSET的第1晶体管、被设在整流线与接收线圈的另一端之间的N沟道MOSET的第2晶体管、被设在接收线圈的一端与接地线之间的N沟道MOSET的第3晶体管、被设在接收线圈的另一端与接地线之间的N沟道MOSET的第4晶体管；第1开关，被设在整流线与内部电源线之间；第2开关，被设在整流线与输出线之间；以及控制器，控制H桥电路的第1晶体管、第2晶体管、第3晶体管、第4晶体管、第1开关、第2开关。控制器的电源端子被供给内部电源线的电压。根据该方案，作为对流过接收电路的线圈电流进行整流的整流电路，能够取代二极管桥电路而使用采用了MOSFET的H桥电路，故能减少功率损耗、提高效率。在此，为使H桥电路的上侧的晶体管导通，需要对栅极施加比整流线的电压高的电压。根据该方案，通过用线圈电流对电容器进行充电，能生成驱动栅极所需的电压，就不需要所谓的自举电路了，故能抑制电路的部件个数、电路面积的增大。控制器可以被构成为可切换使第1开关导通、第2开关截止的第1状态，和使第1开关截止、第2开关导通的第2状态。通过使之为第1状态，能用线圈电流对电容器充电，使内部电源线的电压提供到可使H桥电路的上侧的晶体管导通的程度。然后，通过切换为第2状态，能对H桥电路的上侧的晶体管进行开关。因此，通过适当切换第1状态和第2状态，能将内部电源线的电压维持在可使H桥电路的上侧的晶体管导通的程度以上，能低损耗地对线圈电流进行整流。控制器可以基于内部电源线的电压切换第1状态和第2状态。无线受电电路可以还具有将与内部电源线的电压相应的第1检测电压与预定的第1阈值电压进行比较的第1比较器。控制器可以基于第1比较器的输出切换第1状态和第2状态。第1比较器可以是迟滞比较器。此时，第1阈值电压在上侧电平和下侧电平之间转变，控制器能够反复进行以下动作：在第1状态下当第1检测电压达到上侧电平时，转变成第2状态，在第2状态下当第1检测电压下降到下侧电平时，转变成第1状态。与内部电源线的电压相应的第1检测电压可以是内部电源线的电压与输出线的电压的差电压。在第2开关导通的第2状态下，为使第1晶体管、第2晶体管导通，需要对它们的栅极施加比输出线的电压VOUT高MOSFET的阈值电压Vth的量的电压。换言之，内部电源线的电压VDD必须满足VDD>VOUT+Vth。根据该方案，即使输出线的电压变化，也能恰当地切换第1状态和第2状态。从另一角度来说，能不改变电路内部的设定地应对种类或电池单元(cell)数不同的各种各样的充电电池。控制器可以按预定的时间周期切换第1状态和第2状态。若是供电功率稳定的系统，则在第1状态持续了预定时间时，能够预测、计算内部电源线的电压上升的幅度，以及在第2状态持续了预定时间时，能够预测、计算其电压下降的幅度。因此，能够不监视内部电源线的电压地控制状态。控制器可以被构成为能切换在将第1晶体管及第2晶体管的栅极电压固定为低电平电压的状态下对第3晶体管及第4晶体管进行开关的第1模式，和对第1晶体管及第2晶体管、第3晶体管及第4晶体管进行开关的第2模式。在内部电源线的电压未达到可使第1晶体管、第2晶体管导通的程度的电压电平的状况下，即使使第1晶体管、第2晶体管的栅极电压摆动(Swing)，也不能对它们的导通和截止进行开关，结果，对它们的栅极进行充放电的电流就变得无用。因此，在内部电源的电压较低的状态下，通过选择第1模式，能减少无用的电流。控制器可以基于内部电源线的电压切换第1模式和第2模式。可以还具有将与内部电源线的电压相应的第2检测电压与预定的第2阈值电压进行比较的第2比较器。控制器可以基于第2比较器的输出切换第1模式和第2模式。与内部电源线的电压相应的第2检测电压可以是内部电源线的电压VDD与输出线的电压VOUT的差电压。在第2状态下，为使第1晶体管、第2晶体管导通，内部电源线的电压VDD必须满足VDD>VOUT+Vth。根据该方案，即使输出线的电压变化，也能恰当切换第1模式和第2模式。从另一角度来说，能够不改变电路内部的设定地应对种类或电池单元数不同的各种各样的充电电池。第1开关可以包含作为P沟道MOSFET的第5晶体管，第5晶体管的背栅可以被接线成其体二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与接收线圈一起构成无线受电装置的无线受电电路，其特征在于，包括：连接电容器的内部电源线，输出线，整流线，接地线，H桥电路，包含被设在上述整流线与上述接收线圈的一端之间的N沟道MOSET的第1晶体管、被设在上述整流线与上述接收线圈的另一端之间的N沟道MOSET的第2晶体管、被设在上述接收线圈的一端与上述接地线之间的N沟道MOSET的第3晶体管、被设在上述接收线圈的另一端与上述接地线之间的N沟道MOSET的第4晶体管，第1开关，被设在上述整流线与上述内部电源线之间，第2开关，被设在上述整流线与上述输出线之间，以及控制器，控制上述H桥电路的上述第1晶体管、上述第2晶体管、上述第3晶体管、上述第4晶体管、上述第1开关、上述第2开关；其中，上述控制器的电源端子被供给上述内部电源线的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.01 JP 2012-2195001.一种与接收线圈一起构成无线受电装置的无线受电电路，其特征在于，包括：连接电容器的内部电源线，输出线，整流线，接地线，H桥电路，包含被设在上述整流线与上述接收线圈的一端之间的N沟道MOSET的第1晶体管、被设在上述整流线与上述接收线圈的另一端之间的N沟道MOSET的第2晶体管、被设在上述接收线圈的一端与上述接地线之间的N沟道MOSET的第3晶体管、被设在上述接收线圈的另一端与上述接地线之间的N沟道MOSET的第4晶体管，第1开关，被设在上述整流线与上述内部电源线之间，第2开关，被设在上述整流线与上述输出线之间，以及控制器，控制上述H桥电路的上述第1晶体管、上述第2晶体管、上述第3晶体管、上述第4晶体管、上述第1开关、上述第2开关；其中，上述控制器的电源端子被供给上述内部电源线的电压，上述控制器基于上述内部电源线的电压对上述第2开关进行开关。2.如权利要求1所述的无线受电电路，其特征在于，还包括：比较器，将与上述内部电源线的电压相应的第1检测电压与预定的第1阈值电压进行比较；上述控制器基于上述比较器的输出，对上述第2开关进行开关。3.一种与接收线圈一起构成无线受电装置的无线受电电路，其特征在于，包括：连接电容器的内部电源线，输出线，整流线，接地线，H桥电路，包含被设在上述整流线与上述接收线圈的一端之间的N沟道MOSET的第1晶体管、被设在上述整流线与上述接收线圈的另一端之间的N沟道MOSET的第2晶体管、被设在上述接收线圈的一端与上述接地线之间的N沟道MOSET的第3晶体管、被设在上述接收线圈的另一端与上述接地线之间的N沟道MOSET的第4晶体管，第1开关，被设在上述整流线与上述内部电源线之间，第2开关，被设在上述整流线与上述输出线之间，以及控制器，控制上述H桥电路的上述第1晶体管、上述第2晶体管、上述第3晶体管、上述第4晶体管、上述第1开关、上述第2开关；其中，上述控制器的电源端子被供给上述内部电源线的电压，上述控制器被构成为可切换使上述第1开关导通、使上述第2开关截止的第1状态，和使上述第1开关截止、使上述第2开关导通的第2状态，上述控制器基于上述内部电源线的电压切换上述第1状态和上述第2状态。4.如权利要求3所述的无线受电电路，其特征在于，还包括：比较器，将与上述内部电源线的电压相应的第1检测电压与预定的第1阈值电压进行比较；上述控制器基于上述比较器的输出，切换上述第1状态和上述第2状态。5.如权利要求4所述的无线受电电路，其特征在于，上述比较器是迟滞比较器。6.如权利要求4所述的无线受电电路，其特征在于，与上述内部电源线的电压相应的上述第1检测电压是上述内部电源线的电压与上述输出线的电压的差电压。7.如权利要求3所述的无线受电电路，其特征在于，上述控制器按预定的时间周期切换上述第1状态和上述第2状态。8.如权利要求1至7的任一项所述的无线受电电路，其特征在于，上述控制器被构成为能切换在将上述第1晶体管及上述第2晶体管的栅极电压固定为低电平电压的状态下、对上述第3晶体管及上述第4晶体管进行开关的第1模式，和对上述第1晶体管及上述第2晶体管、上述第3晶体管及上述第4晶体管进行开关的第2模式。9.如权利要求8所述的无线受电电路，其特征在于，上述控制器基于上述内部电源线的电压切换上述第1模式和上述第2模式。10.如权利要求9所...

【专利技术属性】
技术研发人员：内本大介，井上直树，岩崎竜也，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP