控制電路、諧振電路、電子設(shè)備、控制方法、控制程序及半導(dǎo)體元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠通過施加直流電壓來改變靜電容值的可變電容元件的控制電路、包含該控制電路的諧振電路、電子設(shè)備、可變電容元件的控制方法、控制程序及具有該控制程序的半導(dǎo)體元件。本申請(qǐng)以在日本于2013年7月12日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)柼卦?013 - 146252為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán)，通過參照這些申請(qǐng)，引用至本申請(qǐng)。
【背景技術(shù)】
[0002]利用電磁感應(yīng)的非接觸通信技術(shù)，越來越廣泛適用于FeliCa (注冊(cè)商標(biāo))、Mifare(注冊(cè)商標(biāo))、NFC (Near Field Communicat1n:近場(chǎng)通信)等的1C卡。近年來，也適用于如以Qi格式為代表的非接觸充電(供電)技術(shù)，展示其廣泛的前景。
[0003]無論是在如非接觸1C卡和讀寫器間這樣的非接觸通信的情況下，還是在進(jìn)行較大功率的送電/受電的非接觸充電的情況下，該信號(hào)傳輸及電力傳輸都利用電磁耦合、磁共振現(xiàn)象。在這些耦合方式中，對(duì)齊發(fā)送側(cè)及接收側(cè)所具有的諧振電路的諧振頻率會(huì)直接關(guān)系到傳輸錯(cuò)誤的減少或傳輸效率的改善。另一方面，收發(fā)側(cè)各自的諧振電路的諧振頻率因各式各樣的因素而產(chǎn)生偏差、變動(dòng)。諧振電路所使用的電容器的靜電容值或線圈的電感值具有制造上的初始偏差，具有隨著動(dòng)作時(shí)的發(fā)熱或周圍溫度的變化的溫度特性并且偏差范圍增大。而且，在使用時(shí)，諧振頻率也根據(jù)搭載于進(jìn)行收發(fā)的設(shè)備的諧振電路的配置條件而變動(dòng)，并且發(fā)送側(cè)、接收側(cè)的諧振電路的相對(duì)位置關(guān)系也對(duì)傳輸條件產(chǎn)生影響。
[0004]關(guān)于構(gòu)成諧振電路的元件的初始偏差，可以通過在出貨時(shí)等中對(duì)各個(gè)進(jìn)行諧振頻率的調(diào)整而包括溫度特性在內(nèi)地設(shè)定在既定范圍內(nèi)，但是連使用時(shí)的諧振頻率的變動(dòng)也考慮進(jìn)入而進(jìn)行電路設(shè)計(jì)是非常困難。另外，雖然在一定范圍可以看到元件的初始偏差，但是過于限制初始偏差會(huì)導(dǎo)致材料成本高漲、制造工序復(fù)雜，從而并不優(yōu)選。
[0005]因此，為了修正諧振電路的諧振頻率的偏差，且減少使用時(shí)的諧振頻率的變動(dòng)的影響，進(jìn)行了在發(fā)送側(cè)或接收側(cè)分別自動(dòng)調(diào)整諧振頻率，或者在收發(fā)側(cè)兩處自動(dòng)調(diào)整諧振頻率的研究。
[0006]例如，在專利文獻(xiàn)1中，記載了在諧振電路設(shè)置多個(gè)諧振電容器，以與期望的諧振頻率一致的方式利用半導(dǎo)體開關(guān)調(diào)整靜電容值的方法。另外，在專利文獻(xiàn)2記載了通過在構(gòu)成諧振電路的諧振電容器使用具備強(qiáng)電介質(zhì)薄膜的可變?nèi)萘侩娙萜鳎猛獠恐绷髌?，控制靜電容值而得到期望的諧振頻率的方法。另外，在專利文獻(xiàn)2記載了通過在諧振電路的諧振頻率的調(diào)諧檢測(cè)中利用諧振線圈的輸入輸出信號(hào)的相位差，不用進(jìn)行模擬信號(hào)的峰值檢測(cè)而容易調(diào)整諧振頻率的方法。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 160312號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2012 — 099968號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中必須離散地調(diào)整諧振頻率，有根據(jù)構(gòu)成諧振電路的要素的初始偏差等難以調(diào)整到期望的諧振頻率的情況。
[0009]通過使用專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)，能夠連續(xù)改變諧振頻率，因此具有容易得到期望的諧振頻率的優(yōu)點(diǎn)。然而，專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，搜索諧振頻率的目標(biāo)值時(shí)，要固定施加在可變?nèi)萘侩娙萜鞯目刂齐妷旱目绮诫妷簩挾榷噪A梯狀提高，因此越是細(xì)化跨步電壓寬度的跨步數(shù)，越能精度良好地得到目標(biāo)值，另一方面，由于調(diào)整時(shí)間與跨步數(shù)成比例，因此有調(diào)整時(shí)間變長(zhǎng)的問題。
[0010]對(duì)于以固定跨步寬度來階梯狀提高控制電壓的順序搜索(逐次探索)法，已知最初以較大的跨步寬度改變控制電壓，按每個(gè)跨步依次縮小一半控制電壓的范圍而逼近目標(biāo)值的2分法。通過采用2分法，能期待縮短諧振頻率的測(cè)定時(shí)間、調(diào)整時(shí)間。
[0011]在此，在使用如能夠調(diào)整諧振頻率這樣的可變?nèi)萘侩娙萜鞯闹C振電路中，需要與收發(fā)用的交流信號(hào)分開地對(duì)可變?nèi)萘侩娙萜魇┘又绷髌枚淖冹o電容值。要與交流信號(hào)分離而施加直流電壓，需要在可變?nèi)萘侩娙萜鞯亩俗邮褂酶唠娮璧慕涣髯柚褂玫钠秒娮?。?dāng)為了調(diào)整諧振頻率而要對(duì)可變?nèi)萘侩娙萜魇┘又绷鞯目刂齐妷簳r(shí)，因可變?nèi)萘侩娙萜魉哂械撵o電容值和交流阻止用的偏置電阻而會(huì)具有較大的時(shí)間常數(shù)。若在對(duì)可變?nèi)萘侩娙萜魇┘拥目刂齐妷悍€(wěn)定之前測(cè)定諧振頻率，則不能測(cè)定正確的值，因此需要在比時(shí)間常數(shù)充分長(zhǎng)的時(shí)間的等待時(shí)間后測(cè)定諧振頻率。通過取充分長(zhǎng)的等待時(shí)間，能進(jìn)行正確的諧振頻率的測(cè)定，另一方面，存在按照跨步數(shù)收斂到目標(biāo)值為止的時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)的問題。
[0012]因此，本發(fā)明目的在于即便考慮可變?nèi)萘侩娙萜鞯目刂齐妷菏┘訒r(shí)的時(shí)間常數(shù)也能在短時(shí)間進(jìn)行電路的測(cè)定、調(diào)整的控制電路、諧振電路、電子設(shè)備、控制方法、控制程序及半導(dǎo)體元件。
[0013]用于解決課題的方案
作為用于解決上述的課題的方案，本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的可變電容元件的控制電路具備:輸出由可變的直流電壓構(gòu)成的控制電壓的控制電壓輸出部；能夠通過施加控制電壓來改變靜電容值的可變電容元件；以及取得包含可變電容元件的電路的特性的檢測(cè)部。而且，檢測(cè)部具有在對(duì)可變電容元件施加控制電壓后、取得電路的特性的測(cè)定值為止的等待時(shí)間，等待時(shí)間按照控制電壓設(shè)定多個(gè)。
[0014]另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的諧振電路具備可變電容元件的控制電路和與控制電路連接的諧振線圈，所述可變電容元件的控制電路具有:輸出由可變的直流電壓構(gòu)成的控制電壓的控制電壓輸出部；能夠通過施加控制電壓來改變靜電容值的可變電容元件；以及取得包含可變電容元件的電路的特性的檢測(cè)部。而且，檢測(cè)部具有在對(duì)可變電容元件施加控制電壓后、取得電路的特性的測(cè)定值為止的等待時(shí)間，等待時(shí)間按照控制電壓設(shè)定多個(gè)。
[0015]另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備具備可變電容元件的控制電路，所述可變電容元件的控制電路具有:輸出由可變的直流電壓構(gòu)成的控制電壓的控制電壓輸出部；能夠通過施加控制電壓來改變靜電容值的可變電容元件；以及取得包含可變電容元件的電路的特性的檢測(cè)部。而且，檢測(cè)部具有在對(duì)可變電容元件施加控制電壓后、取得電路的特性的測(cè)定值為止的等待時(shí)間，等待時(shí)間按照控制電壓設(shè)定多個(gè)。
[0016]另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的可變電容元件的控制方法，通過輸出可變的直流電壓的控制電壓輸出部施加控制電壓而設(shè)定可變電容元件的靜電容值，并通過檢測(cè)包含可變電容元件的電路的特性的檢測(cè)部，取得包含可變電容元件的電路的特性。而且，檢測(cè)部具有在對(duì)可變電容元件施加控制電壓后、取得電路的特性的測(cè)定值為止的等待時(shí)間，等待時(shí)間按照控制電壓設(shè)定多個(gè)。
[0017]另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的可變電容元件的控制程序是具有由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟的控制程序，該計(jì)算具有:存放程序的存儲(chǔ)部；以及展開所存放的程序并加以執(zhí)行的處理部。該控制程序具有:通過輸出可變的直流電壓的控制電壓輸出部施加控制電壓而設(shè)定可變電容元件的靜電容值的步驟；以及通過檢測(cè)包含可變電容元件的電路的特性的檢測(cè)部取得包含可變電容元件的電路的特性的步驟。而且，檢測(cè)部具有在對(duì)可變電容元件施加控制電壓后、取得電路的特性的測(cè)定值為止的等待時(shí)間，等待時(shí)間按照控制電壓設(shè)定多個(gè)。
[0018]另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體元件具備存放可變電容元件的控制程序的存儲(chǔ)部。還具備執(zhí)行存放在存儲(chǔ)部的控制程序的處理部。
[0019]發(fā)明效果在本發(fā)明中，在對(duì)可變電容元件施加控制電壓后、取得電路的特性的測(cè)定值為止的等待時(shí)間，按照控制電壓而設(shè)定多個(gè)，因此能夠在較短的等待時(shí)間取得電路的特性的測(cè)定值。
【附圖說明】
[0020]圖1是示出適用本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的可變?nèi)萘侩娙萜鞯目刂齐娐返囊粋€(gè)例子的框圖。
[0021]圖2中圖2A是示出可變?nèi)萘侩娙萜鞯碾娐窐?gòu)成的一個(gè)例子的電路圖，圖2B是包含與各端子連接的信號(hào)源的可變?nèi)萘侩娙萜鞯碾娐穲D的一個(gè)例子。
[0022]圖3是比較2分法和順序搜索法中目標(biāo)值的測(cè)定時(shí)間的圖表。
[0023]圖4中圖4A是示出要利用順序搜索法進(jìn)行目標(biāo)值的搜索需要幾次步驟的圖表，圖4B是示出要利用2分法進(jìn)行目標(biāo)值的搜索幾次步驟的圖表。
[0024]圖5是測(cè)定圖2B的電路中流過可變?nèi)萘侩娙萜鞯碾娏鞯牟ㄐ螆D表，并且是在改變施加在可變?nèi)萘侩娙萜鞯闹绷鬏斎攵俗拥目刂齐妷旱目绮诫妷簩挾鹊那闆r下測(cè)定穩(wěn)定至一定值為止的時(shí)間的圖表。
[0025]圖6是以圖2B的電路將時(shí)間常數(shù)設(shè)定為圖5的2