特許 6249673 非接触給電システムおよび受信機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6249673

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】非接触給電システムおよび受信機器

(51)【国際特許分類】

   H04B 5/02 20060101AFI20171211BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20171211BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   H04B5/02

   H02J50/10

   H02J50/80

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-168015(P2013-168015)

(22)【出願日】2013年8月13日

(65)【公開番号】特開2015-37228(P2015-37228A)

(43)【公開日】2015年2月23日

【審査請求日】2016年7月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100133514

【弁理士】

【氏名又は名称】寺山 啓進

(74)【代理人】

【識別番号】100122910

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 広之

(72)【発明者】

【氏名】野口 貴志

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 政考

【審査官】 金子 秀彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０７４９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０４６１０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００８３０１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２３２２０１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ５／０２

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

Ｈ０２Ｊ ５０／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非接触給電方式で送信機器から受信機器に電力を給電する非接触給電システムであって、
前記送信機器は、
送信コイルと、
前記送信コイルに電磁界の電力信号を発生させるドライバと、
前記送信コイルを介してＦＳＫ信号を送信するＦＳＫ変調部と
を備え、
前記受信機器は、
受信コイルと、
前記受信コイルに誘起される電流を整流する整流回路と、
前記受信コイルを介して受信されるＦＳＫ信号を復調するＦＳＫ復調部と、
ＦＳＫ通信中は前記整流回路の整流モードがダイオード整流モードとなるように制御するコントローラと
を備え、
前記整流回路は、コンデンサとコイルとを備える平滑回路を含むとともに、４つの整流トランジスタを使って整流するブリッジ整流回路であり、前記４つの整流トランジスタのそれぞれのソース・ドレイン間には、ダイオードがそれぞれ形成されており、
前記コントローラは、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると、ＦＳＫ通信を開始する直前に前記４つの整流トランジスタを全てオンからオフに切り替えることで前記整流回路の整流モードを同期整流モードから前記４つの整流トランジスタのゲート電圧に依存しないダイオード整流モードに切り替えることを特徴とする非接触給電システム。

【請求項2】

前記コントローラは、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると、ＦＳＫ通信の開始トリガ信号を前記送信機器に送信するとともに、前記整流回路の整流モードを同期整流モードからダイオード整流モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。

【請求項3】

前記コントローラは、ＦＳＫ通信を終了することを検知すると、ＦＳＫ通信の終了トリガ信号を前記送信機器に送信するとともに、前記整流回路の整流モードをダイオード整流モードから同期整流モードに切り替えることを特徴とする請求項２に記載の非接触給電システム。

【請求項4】

前記受信機器は、前記開始トリガ信号または前記終了トリガ信号をＡＭ変調するＡＭ変調器を備えることを特徴とする請求項３に記載の非接触給電システム。

【請求項5】

前記コントローラは、前記ＦＳＫ通信を終了することを検知すると、前記４つの整流トランジスタを全てオフからオンに切り替えることで前記整流回路の整流モードを前記ダイオード整流モードから前記同期整流モードに切り替えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項6】

ＦＳＫ通信は、前記送信機器と前記受信機器との間の認証・設定フェーズの後、前記送信機器から前記受信機器への送電フェーズの前に行われることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項7】

前記受信機器は、非接触給電ＩＣ、携帯電話、タブレット端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器のいずれかに搭載されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項8】

非接触給電方式で送信機器から電力を給電される受信機器であって、
受信コイルと、
前記受信コイルに誘起される電流を整流する整流回路と、
前記受信コイルを介して受信されるＦＳＫ信号を復調するＦＳＫ復調部と、
ＦＳＫ通信中は前記整流回路の整流モードがダイオード整流モードとなるように制御するコントローラと
を備え、
前記整流回路は、コンデンサとコイルとを備える平滑回路を含むとともに、４つの整流トランジスタを使って整流するブリッジ整流回路であり、前記４つの整流トランジスタのそれぞれのソース・ドレイン間には、ダイオードがそれぞれ形成されており、
前記コントローラは、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると、ＦＳＫ通信を開始する直前に前記４つの整流トランジスタを全てオンからオフに切り替えることで前記整流回路の整流モードを同期整流モードから前記４つの整流トランジスタのゲート電圧に依存しないダイオード整流モードに切り替えることを特徴とする受信機器。

【請求項9】

前記コントローラは、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると、ＦＳＫ通信の開始トリガ信号を前記送信機器に送信するとともに、前記整流回路の整流モードを同期整流モードからダイオード整流モードに切り替えることを特徴とする請求項８に記載の受信機器。

【請求項10】

前記コントローラは、ＦＳＫ通信を終了することを検知すると、ＦＳＫ通信の終了トリガ信号を前記送信機器に送信するとともに、前記整流回路の整流モードをダイオード整流モードから同期整流モードに切り替えることを特徴とする請求項９に記載の受信機器。

【請求項11】

前記開始トリガ信号または前記終了トリガ信号をＡＭ変調するＡＭ変調器を備えることを特徴とする請求項１０に記載の受信機器。

【請求項12】

前記コントローラは、前記ＦＳＫ通信を終了することを検知すると、前記４つの整流トランジスタを全てオフからオンに切り替えることで前記整流回路の整流モードを前記ダイオード整流モードから前記同期整流モードに切り替えることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の受信機器。

【請求項13】

ＦＳＫ通信は、前記送信機器と前記受信機器との間の認証・設定フェーズの後、前記送信機器から前記受信機器への送電フェーズの前に行われることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の受信機器。

【請求項14】

非接触給電ＩＣ、携帯電話、タブレット端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器のいずれかに搭載されることを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の受信機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触給電システムおよび受信機器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯電話やタブレット等の電子機器に電力を供給する非接触給電方式（ワイヤレス給電方式、無接点電力伝送方式ともいう。）が普及し始めている。異なるメーカーの製品間の相互利用を促進するためにＷＰＣ（Wireless Power Consortium）が組織され、ＷＰＣにより国際標準規格であるＱｉ（チー）規格が策定された。

【0003】

このような非接触給電システムは、送信機器（ＴＸ）と受信機器（ＲＸ）とを備える（例えば、特許文献１、２参照）。送信機器（ＴＸ）と受信機器（ＲＸ）との間は、整流波形を介して通信を行う。送信機器（ＴＸ）から受信機器（ＲＸ）への通信は、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）信号で行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−３８８５４号公報

【特許文献2】特開２０１２−８０７７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、整流波形に歪みが重畳されると、後段の増幅処理において歪み成分も増幅されるため、ＦＳＫ信号の誤検出が発生する。整流波形の歪みの原因は整流方式にもよるが、ＦＳＫによる周波数の変化や、整流回路におけるスイッチングタイミングの微妙なズレ等が影響する。このようなＦＳＫ信号の誤検出の問題に対しては、例えば、後段の処理部で所定回数だけ検出処理を繰り返す等の対策が行われるが、根本的な解決には至っていないのが現状である。

【0006】

本発明の目的は、ＦＳＫ通信を安定して行うことができる非接触給電システムおよび受信機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、非接触給電方式で送信機器から受信機器に電力を給電する非接触給電システムであって、前記送信機器は、送信コイルと、前記送信コイルに電磁界の電力信号を発生させるドライバと、前記送信コイルを介してＦＳＫ信号を送信するＦＳＫ変調部とを備え、前記受信機器は、受信コイルと、前記受信コイルに誘起される電流を整流する整流回路と、前記受信コイルを介して受信されるＦＳＫ信号を復調するＦＳＫ復調部と、ＦＳＫ通信中は前記整流回路の整流モードがダイオード整流モードとなるように制御するコントローラとを備え、前記整流回路は、コンデンサとコイルとを備える平滑回路を含むとともに、４つの整流トランジスタを使って整流するブリッジ整流回路であり、前記４つの整流トランジスタのそれぞれのソース・ドレイン間には、ダイオードがそれぞれ形成されており、前記コントローラは、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると、ＦＳＫ通信を開始する直前に前記４つの整流トランジスタを全てオンからオフに切り替えることで前記整流回路の整流モードを同期整流モードから前記４つの整流トランジスタのゲート電圧に依存しないダイオード整流モードに切り替える非接触給電システムが提供される。

【0008】

本発明の他の態様によれば、非接触給電方式で送信機器から電力を給電される受信機器であって、受信コイルと、前記受信コイルに誘起される電流を整流する整流回路と、前記受信コイルを介して受信されるＦＳＫ信号を復調するＦＳＫ復調部と、ＦＳＫ通信中は前記整流回路の整流モードがダイオード整流モードとなるように制御するコントローラとを備え、前記整流回路は、コンデンサとコイルとを備える平滑回路を含むとともに、４つの整流トランジスタを使って整流するブリッジ整流回路であり、前記４つの整流トランジスタのそれぞれのソース・ドレイン間には、ダイオードがそれぞれ形成されており、前記コントローラは、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると、ＦＳＫ通信を開始する直前に前記４つの整流トランジスタを全てオンからオフに切り替えることで前記整流回路の整流モードを同期整流モードから前記４つの整流トランジスタのゲート電圧に依存しないダイオード整流モードに切り替える受信機器が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ＦＳＫ通信を安定して行うことができる非接触給電システムおよび受信機器を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】基本技術に係る非接触給電システムの模式的ブロック構成図。

【図2】基本技術に係る非接触給電システムの送信機器（ＴＸ）の動作シーケンス図。

【図3】比較例に係る受信機器（ＲＸ）においてＦＳＫ信号の誤検出が発生することを説明するための図であって、（ａ）整流波形、（ｂ）矩形波。

【図4】実施の形態に係る非接触給電システムの模式的ブロック構成図。

【図5】実施の形態に係る非接触給電システムの送信機器（ＴＸ）の動作シーケンス図。

【図6】実施の形態に係る受信機器（ＲＸ）が備える整流回路の模式的回路構成図。

【図7】実施の形態に係る受信機器（ＲＸ）が備える整流回路の整流モードを切り替える動作を示すフローチャート。

【図8】実施の形態に係る受信機器（ＲＸ）においてＦＳＫ信号の誤検出が解消することを説明するための図であって、（ａ）コントロール信号、（ｂ）ＦＳＫ信号、（ｃ）整流波形。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

【0012】

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0013】

（基本技術：非接触給電システム）
基本技術に係る非接触給電システム１００の模式的ブロック構成は、図１に示すように表される。図１に示すように、非接触給電システム１００は、Ｑｉ規格に準拠したシステムであり、送信機器（ＴＸ）２００と、受信機器（ＲＸ）３００とを備える。

【0014】

送信機器（ＴＸ）２００は、送信コイル（１次コイル）２０２と、ドライバ２０４と、コントローラ２０６と、復調器２０８とを備える。ドライバ２０４には、Ｈブリッジ回路（フルブリッジ回路）またはハーフブリッジ回路が含まれる。ドライバ２０４は、送信コイル２０２に駆動信号Ｓ１（具体的にはパルス信号）を印加し、送信コイル２０２に流れる駆動電流により、送信コイル２０２に電磁界の電力信号Ｓ２を発生させる。コントローラ２０６は、送信機器（ＴＸ）２００全体を統括的に制御するものであり、具体的には、ドライバ２０４のスイッチング周波数、またはスイッチングのデューティ比を制御することにより、送信電力を変化させる。

【0015】

Ｑｉ規格では、送信機器（ＴＸ）２００と受信機器（ＲＸ）３００との間で通信プロトコルが定められており、受信機器（ＲＸ）３００から送信機器（ＴＸ）２００に対して制御信号Ｓ３による情報の伝達が可能となっている。この制御信号Ｓ３は、後方散乱変調（Backscatter modulation）を利用して、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調された形で、受信コイル（２次コイル）３０２から送信コイル２０２に送信される。この制御信号Ｓ３には、例えば、受信機器（ＲＸ）３００に対する電力供給量を指示する電力制御データや、受信機器（ＲＸ）３００の固有の情報を示すデータ等が含まれる。復調器２０８は、送信コイル２０２の電流または電圧に含まれる制御信号Ｓ３を復調する。コントローラ２０６は、復調された制御信号Ｓ３に含まれる電力制御データに基づいてドライバ２０４を制御する。

【0016】

受信機器（ＲＸ）３００は、受信コイル３０２と、整流回路３０４と、コンデンサ３０６と、変調器３０８と、負荷回路３１０と、コントローラ３１２と、電源回路３１４とを備える。受信コイル３０２は、送信コイル２０２からの電力信号Ｓ２を受信するとともに、制御信号Ｓ３を送信コイル２０２に対して送信する。整流回路３０４およびコンデンサ３０６は、電力信号Ｓ２に応じて受信コイル３０２に誘起される電流Ｓ４を整流・平滑化し、直流電圧に変換する。電源回路３１４は、送信機器（ＴＸ）２００から供給された電力を利用して図示しない２次電池を充電し、または直流電圧Ｖｄｃを昇圧あるいは降圧し、コントローラ３１２やその他の負荷回路３１０に供給する。コントローラ３１２は、受信機器（ＲＸ）３００が受けている電力供給量をモニタし、それに応じて、電力供給量を指示する電力制御データを生成する。変調器３０８は、電力制御データを含む制御信号Ｓ３を変調し、受信コイル３０２のコイル電流を変調することにより、送信コイル２０２のコイル電流およびコイル電圧を変調する。

【0017】

（基本技術：動作シーケンス）
基本技術に係る非接触給電システム１００の送信機器（ＴＸ）２００の動作シーケンスは、図２に示すように表される。図２に示すように、送信機器（ＴＸ）２００の状態は、選択フェーズ（Selection Phase）φ１と、送電（Power Transfer）フェーズφ２と、認証・設定フェーズ（Identification & Configuration Phase）φ３とに大別される。

【0018】

はじめに、送電フェーズφ２について説明する。送信機器（ＴＸ）２００から受信機器（ＲＸ）３００への送電が開始されると（Ｓ１００）、現在の送電状態を示す制御信号Ｓ３が受信機器（ＲＸ）３００から送信機器（ＴＸ）２００にフィードバックされる（Ｓ１０２）。これにより、送信機器（ＴＸ）２００は、制御信号Ｓ３に基づいて送電量を調節する（Ｓ１０４）。送電中は、制御信号Ｓ３のフィードバックと送電量の調整が繰り返される（Ｓ１０２→Ｓ１０４→Ｓ１０２→…）。充電完了を示す制御信号Ｓ３が受信機器（ＲＸ）３００から送信機器（ＴＸ）２００に送信されるか（Ｓ１０６）、または、送信機器（ＴＸ）２００の給電範囲から受信機器（ＲＸ）３００が取り外されたことにより通信のタイムアウトエラーが発生すると（Ｓ１１０）、そのことを送信機器（ＴＸ）２００が検知して送電を停止し（Ｓ１０８）、選択フェーズφ１に移行する。

【0019】

次に、選択フェーズφ１について説明する。送信機器（ＴＸ）２００は、所定の時間間隔（Object detection interval、例えば５００ｍｓｅｃ）毎に電力信号Ｓ２を送信し、受信機器（ＲＸ）３００の有無を確認する（Ｓ２００）。これをアナログピンフェーズ（Analog Ping Phase）と称する。受信機器（ＲＸ）３００が検出されると（Ｓ２０２）、認証・設定フェーズφ３に移行する。

【0020】

最後に、認証・設定フェーズφ３について説明する。送信機器（ＴＸ）２００は、デジタルピンフェーズ（Digital Ping Phase）を実行し（Ｓ２０４）、受信機器（ＲＸ）３００の個体情報を受信する（Ｓ２０６）。続いて、送電条件に関する情報が受信機器（ＲＸ）３００から送信機器（ＴＸ）２００に送信され（Ｓ２０８）、送電フェーズφ２に移行する。

【0021】

（比較例）
比較例に係る受信機器（ＲＸ）３００においてＦＳＫ信号Ｓｆの誤検出が発生することを説明するための図は、図３に示すように表される。図３（ａ）は、整流波形（電圧波形）Ｖ_AC1/AC2であり、図３（ｂ）は、整流波形Ｖ_AC1/AC2に基づいて生成される高振幅の矩形波Ｖ_RECTである。図３（ａ）（ｂ）に示すように、比較例によると、整流波形Ｖ_AC1/AC2に歪みが重畳される場合がある。既に説明した通り、整流波形の歪みの原因は整流方式にもよるが、ＦＳＫによる周波数の変化や、整流回路３０４におけるスイッチングタイミングの微妙なズレ等が影響する。ここでは、時間ｔ３〜ｔ４において閾値Ｖ_Tを越える歪みが重畳されている。このような歪みが重畳されると、図３（ｂ）に示すように、後段の増幅処理において歪み成分も増幅されるため、ＦＳＫ信号の誤検出が発生する。

【0022】

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を基本技術または比較例と異なる点を中心に説明する。

【0023】

本実施の形態でも、図４に示すように、送信機器（ＴＸ）２００と受信機器（ＲＸ）３００との間でＦＳＫ通信を行う非接触給電システム１００を前提としている。送信機器（ＴＸ）２００側のＦＳＫ変調部２４０は、ＦＳＫ信号Ｓｆの元になるＦＳＫ元信号Ｓｆ０をＦＳＫの方式で変調し、送信コイル２０２を介してＦＳＫ信号Ｓｆを送信する。受信機器（ＲＸ）３００側のＦＳＫ復調部３４０は、受信コイル３０２の電流または電圧に含まれるＦＳＫ信号Ｓｆを復調してコントローラ３１２に入力する。本実施の形態では、このような非接触給電システム１００においてＦＳＫ通信を安定して行うことができるようにするため、以下の構成を採用している。

【0024】

（非接触給電システム）
実施の形態に係る非接触給電システム１００は、非接触給電方式で送信機器（ＴＸ）２００から受信機器（ＲＸ）３００に電力を給電する非接触給電システム１００であって、送信機器（ＴＸ）２００は、送信コイル２０２と、送信コイル２０２に電磁界の電力信号を発生させるドライバ２０４と、送信コイル２０２を介してＦＳＫ信号Ｓｆを送信するＦＳＫ変調部２４０とを備え、受信機器（ＲＸ）３００は、受信コイル３０２と、受信コイル３０２に誘起される電流を整流する整流回路３２０と、受信コイル３０２を介して受信されるＦＳＫ信号Ｓｆを復調するＦＳＫ復調部３４０と、ＦＳＫ通信中は整流回路３２０の整流モードがダイオード整流モードとなるように制御するコントローラ３１２とを備える。

【0025】

具体的には、コントローラ３１２は、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると、ＦＳＫ通信の開始トリガ信号Ｓｔ１を送信機器（ＴＸ）２００に送信するとともに、整流回路３２０の整流モードを同期整流モードからダイオード整流モードに切り替えても良い。例えば、コントローラ３１２から整流回路３２０に入力されるコントロール信号Ｓｃがローレベルからハイレベルになると、整流回路３２０の整流モードが同期整流モードからダイオード整流モードに切り替わる。

【0026】

また、コントローラ３１２は、ＦＳＫ通信を終了することを検知すると、ＦＳＫ通信の終了トリガ信号Ｓｔ２を送信機器（ＴＸ）２００に送信するとともに、整流回路３２０の整流モードをダイオード整流モードから同期整流モードに切り替えても良い。例えば、コントローラ３１２から整流回路３２０に入力されるコントロール信号Ｓｃがハイレベルからローレベルになると、整流回路３２０の整流モードがダイオード整流モードから同期整流モードに切り替わる。

【0027】

また、受信機器（ＲＸ）３００は、開始トリガ信号Ｓｔ１または終了トリガ信号Ｓｔ２をＡＭ変調するＡＭ変調器３０８ａを備えても良い。ＡＭ変調器３０８ａの機能は、基本技術に係る変調器３０８と同様である。すなわち、ＡＭ変調器３０８ａは、開始トリガ信号Ｓｔ１または終了トリガ信号Ｓｔ２をＡＭ変調し、受信コイル３０２のコイル電流を変調することにより、送信コイル２０２のコイル電流およびコイル電圧を変調する。

【0028】

また、整流回路３２０は、４つの整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４を使って整流するブリッジ整流回路であり、コントローラ３１２は、整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４のオン・オフを切り替えることで整流回路３２０の整流モードを切り替えても良い。

【0029】

また、ＦＳＫ通信は、送信機器（ＴＸ）２００と受信機器（ＲＸ）３００との間の認証・設定フェーズφ３の後、送信機器（ＴＸ）２００から受信機器（ＲＸ）３００への送電フェーズφ２の前に行われても良い。

【0030】

また、受信機器（ＲＸ）３００は、非接触給電ＩＣ、携帯電話、タブレット端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器のいずれかに搭載されても良い。

【0031】

なお、送信機器（ＴＸ）２００が備えるＡＭ復調器２０８ａの機能は、基本技術に係る復調器２０８と同様である。すなわち、ＡＭ復調器２０８ａは、送信コイル２０２の電流または電圧に含まれるＡＭ変調された信号（例えば、開始トリガ信号Ｓｔ１や終了トリガ信号Ｓｔ２）を復調してコントローラ２０６に渡す。コントローラ２０６は、開始トリガ信号Ｓｔ１が復調された場合はＦＳＫ通信を開始し、終了トリガ信号Ｓｔ２が復調された場合はＦＳＫ通信を終了する。

【0032】

（動作シーケンス）
実施の形態に係る非接触給電システム１００の送信機器（ＴＸ）２００の動作シーケンスは、図５に示すように表される。例えば、図５に示すように、ＦＳＫ通信は、送信機器（ＴＸ）２００と受信機器（ＲＸ）３００との間の認証・設定フェーズφ３の後、送信機器（ＴＸ）２００から受信機器（ＲＸ）３００への送電フェーズφ２の前に行われても良い。

【0033】

すなわち、送電条件に関する情報が受信機器（ＲＸ）３００から送信機器（ＴＸ）２００に送信されると（Ｓ２０８）、ＦＳＫ通信フェーズφ４に移行する（Ｓ２１０）。その後、ＦＳＫ通信が終了すると、送電フェーズφ２に移行して、送信機器（ＴＸ）２００から受信機器（ＲＸ）３００への送電が開始される（Ｓ１００）。その他の動作については基本技術と同様である。

【0034】

（整流回路）
実施の形態に係る受信機器（ＲＸ）が備える整流回路３２０の模式的回路構成は、図６に示すように表される。図６に示すように、整流回路３２０は、４つの整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４を使って整流するブリッジ整流回路である。整流回路３２０には、コンデンサ３２５とコイル３２６からなる平滑回路が含まれる。

【0035】

コントローラ３１２は、整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４のオン・オフを切り替えることで整流回路３２０の整流モードを切り替える。すなわち、整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４のソース・ドレイン間には、それぞれ、寄生ダイオード（内蔵ダイオード）３２１Ｄ・３２２Ｄ・３２３Ｄ・３２４Ｄが形成されている。そのため、整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４を全てオンからオフに切り替えると、整流回路３２０の整流モードを同期整流モードからダイオード整流モードに切り替えることができる。逆に、整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４を全てオフからオンに切り替えると、整流回路３２０の整流モードをダイオード整流モードから同期整流モードに切り替えることができる。

【0036】

（整流モードの切り替え動作）
実施の形態に係る受信機器（ＲＸ）３００が備える整流回路３２０の整流モードを切り替える動作は、図７に示すように表される。

【0037】

まず、受信機器（ＲＸ）３００のコントローラ３１２は、ＦＳＫ通信を開始することを検知すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＦＳＫ通信の開始トリガ信号Ｓｔ１を送信機器（ＴＸ）２００に送信するとともに（Ｓ１２）、整流回路３２０の整流モードを同期整流モードからダイオード整流モードに切り替える（Ｓ１３）。これにより、送信機器（ＴＸ）２００において開始トリガ信号Ｓｔ１が復調され、送信機器（ＴＸ）２００から受信機器（ＲＸ）３００にＦＳＫ信号Ｓｆが送信される（Ｓ１４）。

【0038】

ＦＳＫ通信中、整流回路３２０の整流モードはダイオード整流モードに固定される。ダイオード整流は、整流トランジスタ３２１・３２２・３２３・３２４のゲート電圧に依存しないため、整流波形Ｖ_AC1/AC2に歪みが重畳されない。すなわち、整流回路３２０におけるスイッチングのタイミング等に関係なく、安定してＦＳＫ通信を行うことができる。

【0039】

その後、受信機器（ＲＸ）３００のコントローラ３１２は、ＦＳＫ通信を終了することを検知すると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＦＳＫ通信の終了トリガ信号Ｓｔ２を送信機器（ＴＸ）２００に送信するとともに（Ｓ１６）、整流回路３２０の整流モードをダイオード整流モードから同期整流モードに切り替える（Ｓ１７）。これにより、送信機器（ＴＸ）２００において終了トリガ信号Ｓｔ２が復調され、ＦＳＫ通信が終了する。

【0040】

（波形例）
実施の形態に係る受信機器（ＲＸ）３００においてＦＳＫ信号Ｓｆの誤検出が解消することを説明するための図は、図８に示すように表される。図８（ａ）は、整流回路３２０に入力されるコントロール信号Ｓｃである。図８（ｂ）は、ＦＳＫ復調部３４０に入力されるＦＳＫ信号Ｓｆである。図８（ｃ）は、整流回路３２０の整流波形Ｖ_AC1/AC2である。

【0041】

図８（ａ）（ｂ）に示すように、整流回路３２０に入力されるコントロール信号Ｓｃがローレベルからハイレベルになり、整流回路３２０の整流モードが同期整流モードからダイオード整流モードに切り替わった直後、ＦＳＫ復調部３４０にＦＳＫ信号Ｓｆが入力される。その後、ＦＳＫ復調部３４０にＦＳＫ信号Ｓｆが入力されなくなった直後、整流回路３２０に入力されるコントロール信号Ｓｃがハイレベルからローレベルになり、整流回路３２０の整流モードがダイオード整流モードから同期整流モードに切り替わる。

【0042】

これにより、図８（ｃ）に示すように、ＦＳＫ復調部３４０にＦＳＫ信号Ｓｆが入力されない期間Ｔ１およびＴ３は、整流波形Ｖ_AC1/AC2に歪みが重畳される可能性がある。それに対して、ＦＳＫ復調部３４０にＦＳＫ信号Ｓｆが入力される期間Ｔ２は、整流波形Ｖ_AC1/AC2に歪みが重畳されない。その結果、受信機器（ＲＸ）３００においてＦＳＫ信号Ｓｆの誤検出が発生する問題を解消することが可能である。

【0043】

以上のように、本実施の形態によれば、非接触給電システム１００においてＦＳＫ通信を安定して行うことができる。すなわち、ＦＳＫ通信をする／しないは、受信機器（ＲＸ）３００側でコントロールすることができるため、ＦＳＫ通信を開始する直前に受信機器（ＲＸ）３００が備える整流回路３２０の整流モードを同期整流モードからダイオード整流モードに切り替えるようにしている。これにより、ＦＳＫ通信中は整流波形Ｖ_AC1/AC2に歪みが重畳されないため、非接触給電におけるＦＳＫ復調を安定して行うことが可能となる。もちろん、ＦＳＫ通信中でなければ、ダイオード整流モードよりも高性能な同期整流モードが選択されるという効果もある。

【0044】

以上説明したように、本発明によれば、ＦＳＫ通信を安定して行うことができる非接触給電システムおよび受信機器を提供することが可能である。

【0045】

[その他の実施の形態]
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

【0046】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明に係る非接触給電システムは、非接触給電方式で電力を供給する様々なシステムに利用することができる。また、本発明に係る受信機器は、非接触給電ＩＣ、携帯電話、タブレット端末、スマートホン、オーディオプレイヤ、ゲーム機器等の電子機器に利用することができる。

【符号の説明】

【0048】

１００…非接触給電システム
２００…送信機器（ＴＸ）
２０２…送信コイル
２０４…ドライバ
２４０…ＦＳＫ変調部
３００…受信機器（ＲＸ）
３０２…受信コイル
３０８ａ…ＡＭ変調器
３１２…コントローラ
３２０…整流回路
３２１・３２２・３２３・３２４…整流トランジスタ
３４０…ＦＳＫ復調部
Ｓｔ１…ＦＳＫ通信の開始トリガ信号
Ｓｔ２…ＦＳＫ通信の終了トリガ信号
φ１…選択フェーズ
φ２…送電フェーズ
φ３…認証・設定フェーズ
φ４…ＦＳＫ通信フェーズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】