无线受电装置及其控制电路、使用了它的电子设备、接收功率的计算方法制造方法及图纸

技术编号:14798601 阅读:105 留言:0更新日期:2017-03-14 21:20
控制电路(400)构成接收线圈(302)、整流电路(304)、平滑电容器(306)、调制器(308)、以及受电装置(300)。接收功率运算部(402)基于预定的算式计算无线受电装置(300)的消耗功率(PD)。参数取得部(404)从外部取得第1参数(α)、第2参数(β)。修正部(406)按照修正式PRP=α×PD+β计算无线受电装置(300)的接收功率(PRP)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无线供电技术。
技术介绍
近年,为给电子设备供电,无接点功率传输(也称为非接触供电、无线供电)正开始普及。为促进不同厂商产品间的相互利用,建立起了WPC(WirelessPowerConsortium:无线充电联盟)组织,并由WPC制定了作为国际标准的Qi标准。基于Qi标准的无线供电是利用了发送线圈与接收线圈间的电磁感应的技术。供电系统由具有发送线圈的供电装置和具有接收线圈的受电终端构成。图1是表示遵循Qi标准的无线供电系统100的构成的图。供电系统100包括供电装置200(TX、PowerTransmitter)和受电装置300(RX、PowerReceiver)。受电装置300被安装于便携式电话终端、智能手机、音频播放器、游戏设备、平板终端等电子设备。供电装置200包括发送线圈(初级线圈)202、驱动器204、控制器206、解调器208。驱动器204包含H桥电路(全桥电路)或者半桥电路,对发送线圈202施加驱动信号S1、具体来说施加脉冲信号,利用流过发送线圈202的驱动电流使发送线圈202产生电磁场的功率信号S2。控制器206总体地控制供电装置200整体,具体来说,通过控制驱动器204的开关频率、或者开关的占空比,来使发送功率变化。根据Qi标准,在供电装置200与受电装置300间规定了通信协议,可从受电装置300向供电装置200利用控制信号S3传送信息。该控制信号S3被以利用反向散射调制(Backscattermodulation)进行了AM调制(AmplitudeModulation:脉冲幅度调制)的形式从接收线圈302(次级线圈)发送到发送线圈202。该控制信号S3中例如包含指示对受电装置300的功率供给量的功率控制数据(也称包)、和表示受电装置300的固有信息的数据等。解调器208对发送线圈202的电流或者电压中所包含的控制信号S3进行解调。控制器206基于解调后的控制信号S3中所包含的功率控制数据控制驱动器204。受电装置300包括接收线圈302、整流电路304、平滑电容器306、调制器308、负载310、控制器312、电源电路314。接收线圈302接收来自发送线圈202的功率信号S2,并向发送线圈202发送控制信号S3。整流电路304和平滑电容器306根据功率信号S2对接收线圈30感应起的电流S4进行整流和平滑化,并变换成直流电压。电源电路314利用从供电装置200供给的功率对未图示的可充电电池充电,或者使直流电压VRECT升压或降压,提供给控制器312及其它负载310。控制器312监视提供给负载310的功率,并根据此生成指示从供电装置200供给的功率量的功率控制数据。调制器308对包含功率控制数据的控制信号S3进行调制,并对接收线圈302的线圈电流进行调制,由此调制发送线圈202的线圈电流及线圈电压。在该供电系统100中,供电装置200和受电终端(电子设备)被配置在比较自由的空间内,故设想在发送线圈与接收线圈之间或者它们附近存在金属片等异物的状况。若存在异物,则存在发送线圈202与接收线圈302的耦合度降低,供电效率降低,以及异物会发热这样的问题。因此,在Qi标准中,针对异物检测(FOD:ForeignObjectDetection)进行了规定。作为FOD的方法,已提出了分别测定发送功率和接收功率,并基于它们的比较结果来检测有无异物的方法。[在先技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2013-38854号公报
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕本专利技术人们最初研究了采用受电装置300内部的消耗功率、具体来说采用电源电路314、负载310、控制电路400等的消耗功率的合计作为用于FOD的接收功率的情况。然而,受电装置300内部的消耗功率有时未必与受电装置300的接收功率一致。该情况意味着并非受电装置300接收到的全部功率都在受电装置300内部消耗,换言之,提供给受电装置300的功率的一部分在到达接收线圈302前就被吸收,或者在电源电路314及其负载310、控制电路400以外的电路中消耗了。进一步研究后认识到,受电装置300中所使用的接收线圈302的形状、构造、布局、以及电子设备的壳体的形状及材料等会对接收功率产生影响。需要说明的是,这些认识并非本领域技术人员的一般性知识,而是本专利技术人们独自认识到的。本专利技术是鉴于这样的技术问题而研发的,其一个方案的例示性目的之一在于提供一种能高精度地计算接收功率的受电装置的控制电路。〔用于解决课题的手段〕1.本专利技术的一个方案涉及无线受电装置的控制电路。该控制电路包括:基于预定的算式计算无线受电装置的消耗功率PD的接收功率运算部;从外部取得第1参数α、第2参数β的参数取得部;以及通过按照修正式α×PD+β修正接收功率运算部计算出的消耗功率PD,来计算无线受电装置的接收功率PRP的修正部。根据该方案,基于接收线圈的形状、构造、布局、以及要安装无线受电装置的电子设备的壳体的形状及材料等,对2个修正用的参数α、β进行最优化,从而能高精度地检测无线受电装置的接收功率,进而提高异物检测的精度。参数取得部可以被构成为能外装多个电阻,并被构成为能根据所连接的多个电阻各自的电阻值而取得第1参数α、第2参数β。参数取得部可以包括将多个电阻的电阻值转换成多个电压的电压转换部,和将多个电压转换成多个数字值的A/D转换器,并且取入多个数字值作为第1参数α、第2参数β。多个电阻可以以形成电阻串的方式串联连接。电压转换部可以包括与多个电阻的端子连接的多个设定端子,和为电阻串供给恒电流的电流源。A/D转换器可以将多个设定端子的电压和/或多个设定端子间的电位差转换成数字值。参数取得部可以包括:连接多个电阻的多个设定端子;与多个电阻对应而设、生成与各自对应的电阻的电阻值成反比的电流的多个电流转换部;以及与多个电流转换部对应而设、将各自对应的电流转换部所生成的电流转换成电压的电压转换部。参数取得部可以包括从外部的处理器接收含有第1参数α、第2参数β的串行数据的接口电路,和存储第1参数α、第2参数β的寄存器。接收功率运算部可以包括测定无线受电装置流过的电流ILOAD的负载电流测定部,并基于预定的函数fD(ILOAD)计算消耗功率PD。无线受电装置可以除控制电路外还包括接收线圈、对接收线圈流过的电流进行整流的整本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种无线受电装置的控制电路,其特征在于,包括:接收功率运算部,基于预定的算式计算所述无线受电装置的消耗功率PD,参数取得部,从外部取得第1参数α、第2参数β,以及修正部,按照修正式PRP=α×PD+β计算所述无线受电装置的接收功率PRP。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.30 JP 2013-225932;2013.10.30 JP 2013-225931.一种无线受电装置的控制电路,其特征在于,包括:
接收功率运算部,基于预定的算式计算所述无线受电装置的消耗功率
PD,
参数取得部,从外部取得第1参数α、第2参数β,以及
修正部,按照修正式PRP=α×PD+β计算所述无线受电装置的接收
功率PRP。
2.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,
所述参数取得部被构成为能外装多个电阻,并被构成为能根据所连接
的多个电阻各自的电阻值来取得所述第1参数α、所述第2参数β。
3.如权利要求2所述的控制电路,其特征在于,
所述参数取得部包括:
将所述多个电阻的电阻值转换成多个电压的电压转换部,和
将所述多个电压转换成多个数字值的A/D转换器,
并且取入所述多个数字值作为所述第1参数α、所述第2参数β。
4.如权利要求3所述的控制电路,其特征在于,
所述多个电阻被以形成电阻串的方式串联连接;
所述电压转换部包括:
与所述多个电阻的端子连接的多个设定端子,和
为所述电阻串供给恒电流的电流源;
所述A/D转换器将所述多个设定端子的电压和/或所述多个设定端子
间的电位差转换成数字值。
5.如权利要求2所述的控制电路,其特征在于,
所述参数取得部包括:
连接所述多个电阻的多个设定端子,
与所述多个电阻对应设置的、分别生成与对应的电阻的电阻值成反比
的电流的多个电流转换部,以及
与所述多个电流转换部对应设置的、分别将对应的电流转换部所生成

\t的电流转换成电压的电压转换部。
6.如权利要求1所述的控制电路,其特征在于,
所述参数取得部包括:
从外部的处理器接收含有所述第1参数α、所述第2参数β的串行数
据的接口电路,和
存储所述第1参数α、所述第2参数β的寄存器。
7.如权利要求1至6的任一项所述的控制电路,其特征在于,
所述接收功率运算部包括测定流过所述无线受电装置的负载的电流
ILOAD的负载电流测定部,并基于预定的函数fD(ILOAD)计算所述消
耗功率PD。
8.如权利要求7所述的控制电路,其特征在于,
所述无线受电装置除所述控制电路外还包括:
接收线圈,
对流过所述接收线圈的电流进行整流的整流电路,以及
与所述整流电路的输出连接、产生整流电压VRECT的平滑电容器;
所述函数fD(ILOAD)包含(VRECT×ILOAD)的项。
9.如权利要求8所述的控制电路,其特征在于,
所述函数fD(ILOAD)还包括以RON为预定常数的RON×ILOAD2
的项。
10.如权利要求8或9所述的控制电路,其特征在于,
所述控制电路包括:
测定所述控制电路的工作电流IDD的电源电流测定部,和
测定所述控制电路所被供给的电源电压VDD的电压测定部;
所述函数fD(ILOAD)还包括(VDD×IDD)的项。
11.如权利要求10所述的控制电路,其特征在于,
所述控制电路以所述整流电压VRECT为所述电源电压VDD进行工
作。
12.如权利要求1至11的任一项所述的控制电路,其特征在于,
遵循Qi标准。
13.如权利要求1至12的任一项所述的控制电路,其特征在于,
被集成在一个半导体基板上。
14.一种无线受电装置,其特征在于,包括:
接收线圈,
对所述接收线圈流过的电流进行整流的整流电路,
与所述整流电路的输出连接、产生整流电压VRECT的平滑电容器,
以及
权利要求1至13的任一项所述的控制电路。
15.一种电子设备,其特征在于,包括:
接收线圈,
对所述接收线圈流过的电流进行整流的整流电路,
与所述整流电路的输出连接、产生整流电压VRECT的平滑电容器,
以及
权利要求1至13的任一项所述的控制电路。
16.一种在无线受电装置中计算接收功率的方法,其特征在于,包括:
计算所述无线受电装置的消耗功率PD的步骤,
从外部取得第1参数α、第2参数β的步骤,
基于PRP=α×PD+β计算所述接收功率的步骤。
17.一种无线受电装置的控制电路,其特征在于,包括:
电流检测部,检测预定路径流过的电流I,
接收功率运算部,基于以所述电流I为自变量的预定的函数fD(I)
计算所述无线受电装置的消耗功率PD,
参数取得部,所述电流I的范围被划分成N个区间,所述参数取得部
从外部取得针对划分出的各区间分别指定的参数α1~αN,其中N为2以
上的整数,以及<...

【专利技术属性】
技术研发人员:井上直树内本大介安冈一嘉
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

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