控制装置、受电装置以及电子设备的制作方法

文档序号:18892441发布日期:2019-10-15 22:07阅读:139来源:国知局
控制装置、受电装置以及电子设备的制作方法

本发明涉及控制装置、受电装置以及电子设备等。



背景技术:

作为检测施加给传感器的动作的运动传感器,公知有加速度传感器、陀螺仪传感器等。例如,将运动传感器内设在电子设备中,根据来自运动传感器的检测信号来进行电子设备的控制。例如,在专利文献1中公开了如下的助听器:该助听器包含运动传感器和控制部,其中,该运动传感器检测助听器或者助听器的附属物的动作,在通过运动传感器检测到规定的动作时,该控制部执行重复再现。

并且,近年来,无触点电力传输正备受瞩目,该无触点电力传输利用电磁感应,即使不存在金属部分的触点也能够进行电力传输。作为该无触点电力传输的应用例,例如,存在对家庭用设备、便携终端等内置有二次电池的电子设备的充电。

专利文献1:日本特开2014-42213号公报

在上述的内置有二次电池的电子设备中,优选在不使用电子设备时将电子设备的电源断开来节约电池剩余量。例如,可想到用户通过对设置于电子设备的开关进行操作来进行接通和断开的切换。另一方面,为了提高便利性,考虑了利用运动传感器使电子设备接通的方法。例如,考虑了在用户拿起电子设备的情况下等利用运动传感器来检测该动作,从而使电子设备从断开切换为接通。

但是,在通过多个单元对电子设备的接通和断开进行了切换的情况下,这些单元的控制有可能发生干扰而变成用户预想之外的动作。例如,在用户想要通过开关操作使电子设备接通时,在通过该开关操作接通之前,电子设备可能根据运动传感器的检测信号而接通,其结果是开关操作成为使电子设备从接通变为断开的操作。在该情况下,尽管用户想要使电子设备接通,但结果却断开了电子设备,变成用户预想之外的动作。



技术实现要素:

本发明的一个方式涉及控制装置,其对受电装置进行控制,该受电装置接收从送电装置通过无触点电力传输提供的电力,其中,该控制装置包含:充电系统电路,其接收从所述送电装置提供的电力,根据所接收的电力来进行对充电对象的充电;以及放电系统电路,其具有放电系统控制电路和供电电路,该放电系统控制电路根据来自所述充电对象的电力来进行动作,该供电电路根据来自所述充电对象的电力来进行对处理装置的供电,所述放电系统控制电路进行第1控制和第2控制,该第1控制是如下的控制:在所述供电为断开状态的情况下,通过检测所述受电装置的动作的运动传感器检测到所述受电装置的动作时,根据来自所述运动传感器的检测信号将所述供电切换为接通状态,该第2控制是如下的控制:根据在所述接通状态与所述断开状态之间对所述供电进行切换控制的第1控制信号,在所述接通状态与所述断开状态之间对所述供电进行切换,在所述第1控制中通过所述运动传感器检测到所述受电装置的动作时,所述放电系统控制电路使所述第2控制无效。

并且,在本发明的一个方式中,也可以是,所述放电系统电路具有监视电路,该监视电路对开关部的操作状态进行监视,将监视结果作为所述第1控制信号输出,在所述第2控制中,在所述供电为所述断开状态的情况下,所述监视电路检测到所述开关部的操作时,所述放电系统控制电路根据所述第1控制信号将所述供电切换为所述接通状态,在所述供电为所述接通状态的情况下,所述监视电路检测到所述开关部的操作时,所述放电系统控制电路根据所述第1控制信号将所述供电切换为所述断开状态。

并且,在本发明的一个方式中,也可以是,所述放电系统控制电路进行如下的第3控制:根据将所述供电维持为所述断开状态的第2控制信号,将所述供电维持为所述断开状态,在所述第3控制中,即使通过所述运动传感器检测到所述受电装置的动作,所述放电系统控制电路也使所述第1控制无效。

并且,在本发明的一个方式中,也可以是,该控制装置包含电压检测电路,在将所述充电对象的电压设为vbat,将k设为0<k<1的实数时,所述供电电路将k×vbat的电压从输出节点输出到所述处理装置,在将所述输出节点的电压设为vout,将p设为p>1的实数时,所述电压检测电路检测是否为vout>p×k×vbat,并将检测结果作为所述第2控制信号输出,在所述第3控制中,在所述电压检测电路检测到vout>p×k×vbat时,所述放电系统控制电路根据所述第2控制信号将所述供电从所述接通状态切换为所述断开状态,并且维持所述断开状态。

并且,在本发明的一个方式中,也可以是,所述放电系统控制电路进行如下的第4控制:在所述充电系统电路进行对所述充电对象的充电时,将所述供电设定为所述断开状态,在所述第4控制中,即使通过所述运动传感器检测到所述受电装置的动作,所述放电系统控制电路也使所述第1控制无效。

并且,在本发明的一个方式中,也可以是,所述放电系统控制电路进行如下的第5控制:在所述充电系统电路进行了检测出已从所述送电装置移除了所述受电装置的移除检测时,将所述供电设定为所述断开状态,在所述第5控制中,即使通过所述运动传感器检测到所述受电装置的动作,所述放电系统控制电路也使所述第1控制无效。

并且,在本发明的一个方式中,也可以是,所述放电系统控制电路进行如下的第6控制:在从所述送电装置移除了所述受电装置之后经过了规定期间后,所述充电系统电路检测为所述受电装置已被移除,将所述供电切换为所述接通状态,在所述第6控制中,在所述规定期间内通过所述运动传感器检测到所述受电装置的动作时,即使尚未经过所述规定期间,所述放电系统控制电路也通过所述第1控制将所述供电切换为所述接通状态。

并且,在本发明的一个方式中,也可以是,该控制装置包含接口电路,该接口电路从所述处理装置接收使所述供电成为所述断开状态的断电指令,所述放电系统电路具有监视电路,该监视电路对开关部的操作状态进行监视,并将监视结果作为所述第1控制信号输出,所述放电系统控制电路进行如下的第7控制:在所述接口电路接收到所述断电指令时,将所述供电从所述接通状态切换为所述断开状态,在所述接口电路接收到所述断电指令时,所述放电系统控制电路在处于所述第2控制的处理中的情况下中止该处理,并使所述第7控制有效。

并且,本发明的其他方式涉及受电装置,该受电装置包含上述任意一项所述的控制装置。

并且,本发明的另一方式涉及电子设备,该电子设备包含上述任意一项所述的控制装置。

附图说明

图1是无触点电力传输系统中的受电侧的电子设备、受电装置以及受电侧的控制装置的第1结构例。

图2是运动传感器的动作例。

图3是对控制装置的第1动作例进行说明的时序图。

图4是对控制装置的第2动作例进行说明的时序图。

图5是无触点电力传输系统中的受电侧的电子设备、受电装置以及受电侧的控制装置的第2结构例。

图6是对控制装置的第3动作例进行说明的时序图。

图7是无触点电力传输系统的结构例。

图8是对无触点电力传输系统的第1动作例进行说明的时序图。

图9是对无触点电力传输系统的第2动作例进行说明的时序图。

图10是对无触点电力传输系统的第3动作例进行说明的时序图。

标号说明

10:送电装置;12:送电电路;20:控制装置;22:通信电路;24:送电侧控制电路;40:受电装置;50:控制装置;60:充电系统电路;61:受电电路;63:充电系统控制电路;64:通信电路;65:充电电路;70:放电系统电路;71:供电电路;73:放电系统控制电路;74:接口电路;76:寄存器;81:监视电路;82:电压检测电路;90:电池;100:处理装置;110:运动传感器;120:开关部;200:无触点电力传输系统;300:调整装置;510:电子设备;l1:初级线圈;l2:次级线圈;pfcm:断电指令;sct1、sct2:控制信号;sin:检测信号;tst:规定期间;vbat:电池电压;vth:阈值电压。

具体实施方式

以下,对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外,以下说明的本实施方式并非不当地限定权利要求所记载的本发明的内容,在本实施方式中说明的结构并非全部都是作为本发明的解决手段而必需的。

1.电子设备、受电装置、受电侧的控制装置

图1是无触点电力传输系统中的受电侧的电子设备510、受电装置40以及受电侧的控制装置50的第1结构例。另外,这里仅对无触点电力传输中的各部分的动作要点进行说明,在后面进行详述。以下,以受电装置40所进行的供电控制为中心来进行说明。

电子设备510包含作为充电对象的电池90、受电装置40、处理装置100、运动传感器110以及开关部120。受电装置40包含控制装置50和次级线圈l2。

控制装置50接收从无触点电力传输系统的送电装置输送的电力,通过该电力对电池90进行充电。并且,控制装置50对从电池90向受电装置40和处理装置100提供的电力进行控制。控制装置50例如是集成电路装置。控制装置50包含充电系统电路60和放电系统电路70。

充电系统电路60是通过受电电路61所接收的电力来进行动作的电路。充电系统电路60包含受电电路61、充电系统控制电路63、通信电路64以及充电电路65。

受电电路61接收来自送电装置10的电力并输出整流电压vcc。充电系统控制电路63对充电系统电路60的各部分进行控制,执行在对电池90进行充电的期间所进行的各种控制处理。通信电路64进行用于将通信数据发送到送电装置的负载调制。充电电路65根据整流电压vcc对电池90进行充电。电池电压vbat是电池90的正电极的电压。

放电系统电路70是通过从电池90提供的电力来进行动作的电路。放电系统电路70包含供电电路71、放电系统控制电路73、接口电路74、寄存器76以及监视电路81。

供电电路71将电池电压vbat转换成输出电压vout,并将该输出电压vout提供给处理装置100。放电系统控制电路73对放电系统电路70的各部分进行控制,执行在对电池90进行放电的期间所进行的各种控制处理。接口电路74进行处理装置100与控制装置50之间的通信。寄存器76对控制装置50的状态信息、设定信息等进行存储。例如,充电系统控制电路63和放电系统控制电路73对寄存器76进行访问。并且,处理装置100经由接口电路74来访问寄存器76。

监视电路81对开关部120的操作状态进行监视,并将监视结果作为控制信号sct1输出。具体来说,对在接通状态与断开状态之间切换向处理装置100供电的操作进行检测。当对开关部120进行操作时,接地电平的信号ssw被输入到监视电路81,当信号ssw在规定的期间内为接地电平的情况下,监视电路81使控制信号sct1有效。例如,监视电路81是对信号ssw为接地电平的期间进行计数的计数器。开关部120例如是按钮式的开关。另外,监视电路81也可以包含在放电系统控制电路73中。

运动传感器110是检测包含受电装置40的电子设备510的动作的传感器。具体来说,运动传感器110是将由动作产生的物理量转换成电信号的传感器。例如,运动传感器110是检测加速度的加速度传感器、检测角速度的陀螺仪传感器等。另外,在本实施方式中以运动传感器110是加速度传感器的情况为例来进行说明,但并不限定于此。运动传感器110在检测出的加速度发生变化时使检测信号sin有效。

放电系统控制电路73根据来自监视电路81的控制信号sct1和来自运动传感器110的检测信号sin对供电电路71进行控制。即,在供电为接通状态时控制信号sct1有效的情况下,放电系统控制电路73将供电切换为断开状态,在供电为断开状态时控制信号sct1有效的情况下,放电系统控制电路73将供电切换为接通状态。并且,在供电为断开状态时检测信号sin有效的情况下,放电系统控制电路73将供电切换为接通状态。在供电为接通状态时不进行基于检测信号sin的控制。

这里,接通状态是指供电电路71对处理装置100输出了输出电压vout从而对处理装置100提供电力的状态。即,是供电电路71进行动作的状态。断开状态是指供电电路71不对处理装置100输出输出电压vout而停止对处理装置100提供电力的状态。即,是供电电路71不进行动作的状态。例如,供电电路71包含将电池电压vbat转换成输出电压vout的电荷泵电路。在该情况下,接通状态是进行电荷泵电路的开关动作的状态,断开状态是停止电荷泵电路的开关动作的状态。

电池90例如是可充电的二次电池,例如是锂电池或镍电池等。锂电池是锂离子二次电池或锂离子聚合物二次电池等。镍电池是镍氢蓄电池或镍镉蓄电池等。

处理装置100被设置在内置有受电装置40的电子设备中,是从电池90被提供电力的电力提供对象。处理装置100例如是集成电路装置等,例如是dsp、微处理器、微控制器、cpu等处理器。

在上述结构中,存在基于开关部120的供电控制和基于运动传感器110的供电控制。该多个供电控制有可能同时进行,通过一方的供电控制进行了切换后的状态有可能被另一方的供电控制取消。例如,假设在从外壳取出或从桌子上拿起电子设备510时,是要通过开关操作使电子设备510的电源接通。此时,由于移动了电子设备510,从而运动传感器110检测到动作,因此供电成为接通状态。由于开关操作在接通状态与断开状态之间相互切换,所以通过运动传感器110而变成了接通状态的供电通过开关操作而再次恢复为断开状态。由于用户的意图是使电子设备510的电源接通,所以成为用户预想之外的动作。

在该点上,在本实施方式中,能够通过以下那样的控制来防止供电控制的干扰。

即,在供电为断开状态的情况下,当通过检测受电装置40的动作的运动传感器110检测到受电装置40的动作时,放电系统控制电路73根据来自运动传感器110的检测信号sin将供电切换为接通状态。将该控制称为第1控制。并且,放电系统控制电路73根据在接通状态与断开状态之间对供电进行切换控制的控制信号sct1(第1控制信号),在接通状态与断开状态之间对供电进行切换。将该控制称为第2控制。此时,在第1控制中,在通过运动传感器110检测到受电装置40的动作时,放电系统控制电路73使第2控制无效。即,在通过运动传感器110检测到受电装置40的动作时,放电系统控制电路73使基于控制信号sct1的向断开状态的切换成为无效。

根据本实施方式,在内置有受电装置40的电子设备510进行了动作时利用运动传感器110来检测动作,从而开始对处理装置100的供电,电子设备510的电源接通。此时,即使对开关部120进行了操作,由于运动传感器110正在检测动作,所以基于控制信号sct1的向接通状态的切换无效。由此,因动作的检测而暂时接通的电子设备510的电源一直维持着接通状态,不会因开关部120的操作而恢复断开。假设用户要通过对开关部120进行操作来使电子设备510的电源接通,从而根据本实施方式,实现了用户所预想的动作。

并且,在本实施方式中,在第2控制中,在供电为断开状态的情况下,监视电路81检测到开关部120的操作时,放电系统控制电路73根据控制信号sct1将供电切换为接通状态。并且,在第2控制中,在供电为接通状态的情况下,监视电路81检测到开关部120的操作时,放电系统控制电路73根据控制信号sct1将供电切换为断开状态。

根据本实施方式,能够通过开关部120的操作对供电的从接通状态向断开状态的切换和供电的从断开状态向接通状态的切换的双方进行控制。在能够以这种方式通过同一单元对接通和断开进行相互切换的情况下,可能会出现如下状况:尽管用户想要对开关部120进行操作而使电子设备510接通,但实际上因与运动传感器110那样的其他控制单元发生干扰而使得电子设备510断开。根据本实施方式,能够防止这种控制单元之间的干扰。

以下,使用图2、图3对图1的运动传感器110和控制装置50的详细动作进行说明。

图2是运动传感器110的动作例。运动传感器110检测施加给运动传感器110的加速度,并求出该加速度的变化量。加速度的变化量相当于检测出的加速度的微分值。由于在内置有运动传感器110的电子设备510静止时加速度不发生变化,所以变化量为零,当移动电子设备510时加速度发生变化,变化量也发生变动。运动传感器110对变化量的绝对值和阈值th进行比较,在变化量的绝对值超过了阈值th之后经过了时间t1时,使信号int从低电平变为高电平。并且,在变化量的绝对值低于阈值th之后经过了时间t2时,运动传感器110使信号int从高电平变为低电平。信号int是运动传感器110的内部信号。

另外,在图2中t1>0、t2>0,但时间t1、t2中的任意一方可以为零,时间t1、t2中的双方也可以都为零。并且,另外,低电平在广义上是指第1逻辑电平,高电平在广义上是指第2逻辑电平。

图3是对控制装置50的第1动作例进行说明的时序图。当对开关部120进行操作时,信号ssw为低电平。在从信号ssw的下降沿起经过了规定时间之后,监视电路81使控制信号sct1有效。在图3中,高电平为有效。当控制信号sct1成为有效时,放电系统控制电路73使供电控制信号的逻辑电平反转。在供电控制信号为低电平时供电为断开状态,在供电控制信号为高电平时供电为接通状态。这样,通过开关部120的操作来切换供电的接通状态和断开状态。

当信号int从低电平变为高电平时,运动传感器110从该边沿起通过计数器来开始计数,在达到规定的计数值之前的期间使检测信号sin为高电平。放电系统控制电路73利用时钟信号对检测信号sin进行采样,在按照规定的时钟数对高电平进行了连续采样时使判定信号从低电平变为高电平。并且,在按照规定的时钟数对低电平进行了连续采样时,使判定信号从高电平变为低电平。由此,能够不容易受到检测信号sin的噪声的影响。放电系统控制电路73在判定信号为高电平时使供电控制信号从低电平变为高电平。判定信号是放电系统控制电路73的内部信号。另外,在供电控制信号为高电平时,即使检测信号sin为高电平,也不使判定信号为高电平。

在检测信号sin为高电平的期间,放电系统控制电路73在控制信号sct1有效的情况下不使供电控制信号变为低电平。这样,在通过运动传感器110检测到动作时基于控制信号sct1的供电控制为无效,无论开关部120的操作如何,供电都为接通状态。

图4是对控制装置50的第2动作例进行说明的时序图。在该动作例中,从处理装置100对控制装置50发送断电指令pfcm,使从供电电路71向处理装置100的供电为断开状态。

如图4所示,在来自供电电路71的供电为接通状态的情况下,当接口电路74从处理装置100接收到断电指令pfcm时,放电系统控制电路73使供电控制信号从高电平变为低电平而使供电成为断开状态。将该控制称为第7控制。

如果在供电为断开状态时进行开关部120的操作,则监视电路81使控制信号sct1有效,放电系统控制电路73使供电控制信号从低电平变为高电平而使供电成为接通状态。该控制是上述第2控制。

假设在供电为接通状态时对开关部120进行操作,并且接口电路74从处理装置100接收到断电指令pfcm。在处于第2控制的处理中的情况下,放电系统控制电路73中止该处理并使第7控制有效。具体来说,第2控制的处理是指监视部81判定开关部120的操作的处理。即,处于第2控制的处理中是指在对开关部120进行操作而使信号ssw为低电平之后、且监视部81使控制信号sct1成为有效之前的规定期间。在该规定期间接收到断电指令pfcm的情况下,放电系统控制电路73使供电控制信号从高电平变为低电平,并且监视部81中止判定开关部120的操作的处理。即,在该情况下,在对开关部120进行操作而使信号ssw成为低电平之后,即使经过规定期间,控制信号sct1也不会变成有效。

当同时进行基于开关部120的供电控制和基于断电指令pfcm的供电控制时,这些控制有可能发生干扰而成为用户预想之外的动作。即,假设在用户想要通过开关操作使电子设备的电源断开时,电子设备的电源已通过断电指令pfcm而断开。由于开关操作在接通状态与断开状态之间相互切换,所以通过开关操作使因断电指令pfcm而成为断开状态的供电再次恢复为接通状态。由于用户的意图是使电子设备的电源断开,所以成为用户预想之外的动作。根据本实施方式,在对开关部120进行操作而使信号ssw为低电平之后、且监视部81使控制信号sct1成为有效之前的规定期间接收到断电指令pfcm的情况下,使基于开关部120的第2控制为无效。由此,仅基于断电指令pfcm的第7控制是有效的,供电从接通状态切换为断开状态。这样,根据本实施方式,能够防止控制单元之间的干扰。

2.第2结构例

图5是无触点电力传输系统中的受电侧的电子设备510、受电装置40以及受电侧的控制装置50的第2结构例。另外,对与在图1中说明的结构要素相同的结构要素赋予相同的标号,适当省略该结构要素的说明。

在图5中,放电系统电路70包含电压检测电路82。电压检测电路82是检测调整装置300与控制装置50连接的情况的电路。

调整装置300是用于调整电子设备510的特性的装置。例如,在电子设备510为助听器的情况下,将调整装置300与电子设备510连接,对音频放大的频率特性等进行调整而在处理装置100中设定该调整值。此时,供电电路71的动作为断开状态,调整装置300对处理装置100的电源节点提供电源。即,从调整装置300向供电电路71的输出节点nq提供处理装置100的电源电压。

电压检测电路82在检测到来自调整装置300的电源电压被提供到供电电路71的输出节点nq的情况下,将该检测结果作为控制信号sct2(第2控制信号)输出。放电系统控制电路73根据控制信号sct2而使供电为断开状态,在来自调整装置300的电源电压被提供到供电电路71的输出节点nq的期间将供电维持为断开状态。将该控制称为第3控制。此时,在第3控制中,即使通过运动传感器110检测到受电装置40的动作,放电系统控制电路73也使第1控制无效。第1控制是通过来自运动传感器110的检测信号sin向接通状态切换的切换控制。

在从外部对供电电路71的输出节点nq输入了电压的情况下,当使供电电路71进行动作时有可能对电池90带来不良影响。例如,供电电路71通过电荷泵电路将电池电压vbat转换为输出电压vout。如果在电荷泵电路进行动作时从外部提供比输出电压vout高的电压,则向电荷泵电路的输入侧输出比电池电压vbat高的电压。通过该电压对电池90进行充电,但由于该充电电流不被控制,所以充电电流有可能成为过电流,或者电池90有可能被过充电。根据本实施方式,在从外部对供电电路71的输出节点nq输入电压的情况下,由于供电电路71的动作被维持为断开状态,所以能够保护电池90。

图6是对控制装置50的第3动作例进行说明的时序图。在向处理装置100的供电为接通状态时,供电电路71将vout=k×vbat输出到输出节点nq。k是0<k<1的实数,是电荷泵电路对电池电压vbat进行降压时的降压比。在将n、m设为1以上并且n<m的整数时,k=n/m。

当调整装置300与电子设备510连接时,调整装置300对输出节点nq提供电源电压vext。vext>k×vbat。电压检测电路82包含比较器,比较器对输出节点nq的电压vout和阈值电压vth=p×k×vbat进行比较,并将比较结果作为控制信号sct2输出。p是p>1的实数。比较器在vout>p×k×vbat时使控制信号sct2成为高电平。

在控制信号sct2从低电平变为高电平时,即,在电压检测电路检测到vout>p×k×vbat时,放电系统控制电路73将供电从接通状态切换为断开状态。在控制信号sct2为高电平的期间,放电系统控制电路73使来自运动传感器110的检测信号sin成为无效。即,即使检测到动作而使检测信号sin成为高电平,也不使判定信号成为高电平。

根据本实施方式,在检测到从调整装置300向供电电路71的输出节点nq提供了电源电压vext的期间,放电系统控制电路73将供电维持为断开状态,即使在运动传感器110检测到动作的情况下也不使供电为接通状态。由此,在输出k×vbat的电荷泵电路进行了动作的状态下,不会对该输出节点nq施加vext>k×vbat,能够保护电池90。

3.无触点电力传输系统

图7是无触点电力传输系统200的结构例。并且,在图7中示出了受电装置40和受电侧的控制装置50的第3结构例以及送电装置10和送电侧的控制装置20的结构例。

无触点电力传输系统中的送电侧的电子设备例如是充电器。送电侧的电子设备包含送电装置10。并且,无触点电力传输系统中的受电侧的电子设备包含受电装置40、电池90、处理装置100以及运动传感器110。通过送电装置10和受电装置40来构成本实施方式的无触点电力传输系统200。

作为受电侧的电子设备,可想到助听器、手表、生物体信息测量装置、便携信息终端、无绳电话、剃须刀、电动牙刷、列表计算机、手持终端、电动车或电动自行车等各种电子设备。关于生物体信息测定装置,可想到佩戴于人体来使用的可穿戴设备。并且,便携式信息终端例如是智能手机、移动电话、头戴显示器等。

送电装置10包含初级线圈l1、送电电路12以及控制装置20。也将送电装置10称为初级侧装置或初级侧模块。控制装置20例如是集成电路装置。

送电电路12在电力传输时生成规定的频率的交流电压并提供给初级线圈l1。该送电电路12包含:送电驱动器dr1,其对初级线圈l1的一端进行驱动;以及送电驱动器dr2,其对初级线圈l1的另一端进行驱动。送电驱动器dr1、dr2分别是例如由功率mos晶体管构成的缓冲电路。通过使送电驱动器dr1、dr2对初级线圈l1施加交流电压而从初级线圈l1向次级线圈l2提供电力。

初级线圈l1与次级线圈l2进行电磁耦合而形成电力传输用变压器。例如,在需要电力传输时,在充电器的上方放置受电侧的电子设备而成为初级线圈l1的磁通穿过次级线圈l2的状态。将其称为放置状态,将从移除状态变为放置状态的情况称为放置。另一方面,在不需要电力传输时,使充电器和受电侧的电子设备在物理上分开而成为初级线圈l1的磁通不通过次级线圈l2的状态。将其称为移除状态,将从放置状态变为移除状态的情况称为移除。

控制装置20进行送电侧的各种控制。该控制装置20包含通信电路22和送电侧控制电路24。

通信电路22进行送电装置10与受电装置40之间的通信处理。即,接收从受电装置40发往送电装置10的通信数据,并且从送电装置10向受电装置40发送通信数据。经由送电路径来进行通信数据的交换。具体来说,当受电装置40进行负载调制时,流过初级线圈l1的电流量发生变化,由此,流过送电驱动器dr1、dr2的电源的电流发生变化。通信电路22包含:电流电压转换电路,其将该电流转换成电压;以及比较器,其对该电压和基准电压进行比较。送电侧控制电路24根据比较器的输出信号来取得通信数据。并且,通信电路22根据通信数据来使送电电路12驱动初级线圈l1的驱动频率发生变化。通过在受电侧检测该频率的变化,从送电装置10向受电装置40发送通信数据。

送电侧控制电路24对控制装置20所进行的各种处理进行控制。即,送电侧控制电路24对基于送电电路12的电力发送进行控制,并且对基于通信电路22的通信处理进行控制。送电侧控制电路24由逻辑电路构成。

受电装置40包含次级线圈l2和控制装置50。也将受电装置40称为次级侧装置或次级侧模块。控制装置50例如是集成电路装置。

控制装置50进行受电侧的各种控制。控制装置50包含充电系统电路60和放电系统电路70。

充电系统电路60是通过受电电路61所接收的电力来进行动作的电路,在受电电路61进行受电时以及电池90的充电期间进行动作。即,充电系统电路60的各部分根据整流电压vcc或对整流电压vcc进行调节后的电压来进行动作。充电系统电路60接收从送电装置10提供的电力,并根据所接收的电力来进行电池90的充电。充电系统电路60包含受电电路61、充电系统控制电路63、通信电路64以及充电电路65。

放电系统电路70是通过从电池90提供的电力来进行动作的电路,根据来自电池90的电力来进行对处理装置100的供电。放电系统电路70的各部分根据电池电压vbat来进行动作。放电系统电路70包含供电电路71、放电系统控制电路73、接口电路74以及寄存器76。

受电电路61接收来自送电装置10的电力。具体来说,受电电路61将次级线圈l2的交流感应电压转换成直流整流电压vcc。该转换是通过受电电路61所具有的整流电路来进行的。整流电路例如可以由多个晶体管和二极管等实现。

充电系统控制电路63对受电电路61、通信电路64以及充电电路65进行控制,执行在对电池90进行充电的期间进行的各种控制处理。并且,充电系统控制电路63进行从送电装置10发送的通信数据的接收处理。受电电路61具有将次级线圈l2的交流感应电压转换成矩形波信号的比较器。如上述那样,送电装置10根据通信数据来使驱动初级线圈l1的交流电压的频率发生变化。充电系统电路60例如通过计数器等对矩形波信号的频率进行测量,根据该测量结果来接收通信数据。充电系统控制电路63例如能够由通过门阵列等自动配置布线方法生成的逻辑电路或者dsp(digitalsignalprocessor:数字信号处理器)等各种处理器来实现。

通信电路64进行用于将通信数据发送到送电装置10的负载调制。另外,也将通信电路64称为负载调制电路。通信电路64具有电流源is和开关sw。电流源is从整流电压vcc的节点nvc向接地节点流过恒定电流。开关sw由晶体管构成。电流源is和开关sw串联地设置在整流电压vcc的节点nvc与接地节点之间。并且,根据来自充电系统控制电路63的控制信号使开关sw接通或断开,从而使从节点nvc流向接地节点的恒定电流接通或断开。控制信号是与通信数据对应的信号。在恒定电流接通时和断开时,从送电电路12观察时的负载是不同的。送电侧的通信电路22利用上述方法来检测该负载的不同,从而实现受电装置40向送电装置10的通信。

充电电路65进行电池90的充电及其控制。充电电路65根据受电电路61所接收的电力来对电池90进行充电。即,充电电路65生成基于整流电压vcc的恒定电流,并将该恒定电流提供到电池90的端子,由此对电池90进行充电。

供电电路71进行电池90的放电动作而对处理装置100提供来自电池90的电力。供电电路71例如可以由电荷泵电路或线性调节器构成。

放电系统控制电路73执行在对电池90进行放电的期间所进行的各种控制处理。放电系统控制电路73进行供电电路71和接口电路74的控制。向放电系统控制电路73输入来自运动传感器110的检测信号sin,放电系统控制电路73在运动传感器110检测到动作时使供电从断开状态变为接通状态。并且,如后述那样根据放置检测、移除检测等状态来进行供电控制。放电系统控制电路73例如可以通过由门阵列等自动配置布线方法生成的逻辑电路或者dsp等各种处理器来实现。

接口电路74是用于在处理装置100与控制装置50之间收发信息的接口。所收发的信息例如是数据、指令等。作为接口电路74,可以采用各种接口方式的电路,例如可以采用spi(serialperipheralinterface:串行外设接口)方式、i2c(interintegratedcircuit:内部集成电路)方式的接口电路。

图8是对无触点电力传输系统200的第1动作例进行说明的时序图。

驱动电压是送电电路12对初级线圈l1进行驱动的交流电压的振幅。在受电装置40未被放置于送电装置10时,送电装置10和受电装置40进行放置检测。此时,送电电路12间歇地对初级线圈l1进行驱动。当想要将受电装置40放置于送电装置10而使初级线圈l1与次级线圈l2接近时,受电电路61所输出的整流电压vcc上升。与送电电路12间歇地进行送电的情况一致地间歇地产生整流电压vcc。

充电系统电路60具有对整流电压vcc进行a/d转换的a/d转换电路,在整流电压vcc超过了判定电压的情况下,充电系统控制电路63使通信电路64开始负载调制。判定电压vst是用于判定是否为受电装置40放置于送电装置10的状态的电压。当送电装置10的通信电路22检测到负载调制时,送电侧控制电路24使送电电路12开始连续送电。充电系统控制电路63通过负载调制将认证信息id向送电装置10发送。认证信息id是用于使送电侧的控制装置20认证受电侧的控制装置50的信息,例如是识别数据。送电侧控制电路24进行认证信息id的认证处理,在认证了受电侧的控制装置50的情况下,使通信电路22向受电装置40发送充电开始通知jf。另外,充电系统控制电路63可以反复发送认证信息id,送电侧控制电路24可以在能够多次确认到认证信息id的接收时发送充电开始通知jf。

充电系统控制电路63在接收到充电开始通知jf的情况下,使充电控制信号从低电平变为高电平。充电电路65在充电控制信号为高电平的情况下进行对电池90的充电。并且,充电系统控制电路63在接收到充电开始通知jf的情况下,将该信息写入到寄存器76中。在表示接收到充电开始通知jf的信息被写入到寄存器76中的情况下,放电系统控制电路73使供电控制信号从高电平变为低电平。供电电路71在供电控制信号为低电平时停止对处理装置100进行供电。

这样,在充电系统电路60进行电池90的充电时,放电系统控制电路73将供电设定为断开状态。将该控制称为第4控制。在第4控制中,即使通过运动传感器110检测到受电装置40的动作,放电系统控制电路73也使第1控制无效。第1控制是根据来自运动传感器110的检测信号sin而切换到接通状态的切换控制。具体来说,在充电控制信号为高电平时,即使检测信号sin成为了高电平,放电系统控制电路73也不使判定信号成为高电平,而是将供电控制信号一直维持为低电平。

根据本实施方式,在不需要使电子设备进行动作的状态下,即使运动传感器110检测到动作,也能够将电子设备维持为断开。在电子设备被放置于充电器并且电子设备的电池90被充电的期间为不使用电子设备的状态。并且,在充电期间使来自电池90的供电接通时,充电时间变长。因此,在对电池90进行充电的期间,即使运动传感器110检测到动作,也将供电维持为断开状态。

图9是对无触点电力传输系统200的第2动作例进行说明的时序图。

在受电侧的电子设备被放置于充电器的状态下对电池90的充电结束之后,无触点电力传输系统200转移到移除检测状态,受电装置40检测受电装置40是否从送电装置10移除。

受电装置40包含未图示的启动电容器,启动电容器的一端与开关的一端和电阻的一端连接,启动电容器的另一端与接地节点连接。启动电容器例如是控制装置50的外置部件。开关是晶体管,开关的另一端与整流电压vcc的节点连接。电阻的另一端与接地节点连接。

在移除检测中,送电装置10间歇地进行送电,送电期间和非送电期间是反复交替的。在送电期间,受电电路61所输出的整流电压vcc上升。在整流电压vcc比判定电压vst高时开关接通,对启动电容器的一端施加整流电压vcc。在非送电期间,当整流电压vcc比判定电压vst低时开关断开,经由电阻从启动电容器放出电荷,启动电容器的一端的电压下降。当再次处于送电期间时,整流电压vcc比判定电压vst高,开关接通,对启动电容器的一端施加整流电压vcc。

当受电装置40被从送电装置10移除时,由于整流电压vcc不比判定电压vst高,所以启动电容器的一端的电压下降。在启动电容器的一端的电压为移除判定电压vt以下时,充电系统控制电路63将该信息写入到寄存器76中。在该信息被写入到寄存器76中时,放电系统控制电路73使供电控制信号从低电平变为高电平而使供电电路71开始对处理装置100供电。将启动电容器的一端的电压比判定电压vst低时起到为移除判定电压vt以下的期间设为规定期间tst。规定期间tst被设定为比在间歇送电时停止送电的期间长,在从送电装置10移除受电装置40之前不开始供电。

图10是对无触点电力传输系统200的第3动作例进行说明的时序图。

在图10中,运动传感器110在规定期间tst内对动作进行检测,检测信号sin从低电平变为高电平。在该情况下,放电系统控制电路73使判定信号从低电平变为高电平,即使在规定期间tst内也使供电控制信号从低电平变为高电平。

在以上的实施方式中,如在图9中说明的那样,在从送电装置10移除受电装置40之后经过了规定期间tst后,充电系统电路60检测为受电装置40已被移除,放电系统控制电路73将供电切换为接通状态。将该控制称为第6控制。在规定期间tst中通过运动传感器110检测到受电装置40的动作时,即使没有经过规定期间tst,放电系统控制电路73也通过第1控制将供电切换为接通状态。第1控制是根据来自运动传感器110的检测信号sin将供电切换为接通状态的控制。

在移除检测时,在用户将受电侧的电子设备从充电器移除时使电子设备接通。即,在移除检测时电子设备进行了动作的情况下,用户很可能想要将电子设备从充电器移除。在本实施方式中,在等待了经过规定期间tst之后将供电切换为接通状态,规定期间tst是从移除起到电子设备接通为止的等待时间。在该规定期间tst中运动传感器110检测到动作的情况下,不用等待经过规定期间tst就将供电接通,从而能够在移除后尽快将电子设备接通。

另外,如上述那样对本实施方式进行了详细说明,但本领域技术人员应当能够容易地理解,可以实施实质上不脱离本发明的新事项和效果的多个变形。因此,这样的变形例全部包含在本发明的范围内。例如,在说明书或附图中至少有一次与更广义或同义的不同用语一起记载的用语也能够在说明书或附图的任意位置处置换为该不同用语。并且,本实施方式和变形例的全部组合也包含在本发明的范围内。并且,受电侧的控制装置、受电装置、送电侧的控制装置、送电装置、无触点电力传输系统、电子设备的结构以及动作等也并不限定于在本实施方式中说明的内容,能够实施各种变形。

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