輸電裝置、輸受電裝置、受電裝置檢測(cè)方法、受電裝置檢測(cè)程序以及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及從非接觸通信裝置對(duì)電力進(jìn)行輸電或受電的輸電裝置、輸受電裝置、 受電裝置檢測(cè)方法、受電裝置檢測(cè)程序以及半導(dǎo)體裝置。本申請(qǐng)將在日本國(guó)在2013年3月 22日申請(qǐng)的日本特許申請(qǐng)?zhí)柎a特愿2013-60646作為基礎(chǔ)來(lái)要求優(yōu)先權(quán)，通過(guò)參照該申請(qǐng) 來(lái)引用于本申請(qǐng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 利用了電磁感應(yīng)的非接觸通信技術(shù)頻繁地應(yīng)用于FeliCa (注冊(cè)商標(biāo))、Mifare (注 冊(cè)商標(biāo))、NFC (Near Field Communication，近場(chǎng)通信）等的IC卡。近年來(lái)，也應(yīng)用于以Qi 格式（format)為代表的那樣的非接觸充電(供電)技術(shù)，展現(xiàn)出擴(kuò)展。在非接觸充電技術(shù)的 領(lǐng)域中，除了向便攜式信息終端的應(yīng)用之外，為了適應(yīng)于電動(dòng)汽車等，稱為磁共振方式的即 使為更遠(yuǎn)的距離也能夠傳輸電力的技術(shù)的開發(fā)也活躍。實(shí)際上，在電磁感應(yīng)方式中、在磁共 振方式中，對(duì)電力的輸電、受電均使用諧振電路，因此，能夠同等地處理它們。
[0003] 然而，在非接觸IC卡和讀寫器間的那樣的非接觸通信中，與進(jìn)行比較大電力的輸 電、受電的非接觸充電同樣地也需要從一次側(cè)(讀寫器或者輸電裝置）向二次側(cè)(非接觸IC 卡或者受電裝置）傳輸電力。在該情況下，需要認(rèn)識(shí)是否存在一次側(cè)的應(yīng)向二次側(cè)傳輸電 力的對(duì)象（IC卡或受電裝置)。進(jìn)而，即使在二次側(cè)存在對(duì)象，也需要認(rèn)識(shí)該對(duì)象是否為傳 輸電力的正確的對(duì)象。例如如圖16所示，一次側(cè)向二次側(cè)發(fā)送檢測(cè)信號(hào)，由此，激活二次側(cè) (步驟S20)，二次側(cè)的裝置、設(shè)備將發(fā)送來(lái)的信號(hào)作為電力而啟動(dòng)，對(duì)一次側(cè)進(jìn)行響應(yīng)(步驟 S21)。之后，一次側(cè)的裝置對(duì)二次側(cè)的裝置、設(shè)備送出設(shè)備認(rèn)證用的信號(hào)，等待來(lái)自二次側(cè) 的認(rèn)證響應(yīng)和請(qǐng)求電力響應(yīng)(步驟S22)。關(guān)于一次側(cè)的裝置，如果能夠認(rèn)證二次側(cè)的裝置、 設(shè)備，則進(jìn)入到對(duì)請(qǐng)求電力進(jìn)行輸電的受電模式，如果不可認(rèn)證，則進(jìn)行工作停止等錯(cuò)誤處 理(步驟S23)。在各個(gè)非接觸通信系統(tǒng)、非接觸充電系統(tǒng)中，對(duì)這樣的電力傳輸?shù)膮f(xié)議進(jìn)行 設(shè)計(jì)。
[0004] 在此，一次側(cè)的裝置不知曉二次側(cè)的裝置、設(shè)備何時(shí)進(jìn)入到一次側(cè)的通信區(qū)域，因 此，總是以固定的間隔產(chǎn)生并送出被稱為輪詢（polling)的用于檢測(cè)二次側(cè)的裝置、設(shè)備的 信號(hào)。
[0005] 當(dāng)像這樣經(jīng)常進(jìn)行輪詢時(shí)，在使用電池進(jìn)行工作的便攜式電話、智能電話等中，功 耗增大，因此，想要以盡可能少的功耗進(jìn)行二次側(cè)的裝置、設(shè)備的檢測(cè)的要求變強(qiáng)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2009-033782號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題 為了抑制由于輪詢工作造成的功耗，考慮使輪詢周期變長(zhǎng)或者降低輪詢的發(fā)送電力的 輸出等方法。然而，如果使輪詢周期變長(zhǎng)，則檢測(cè)時(shí)間變長(zhǎng)，如果降低發(fā)送電力，則檢測(cè)范圍 變窄。
[0008] 如果在不等待二次側(cè)的響應(yīng)的情況下進(jìn)行二次側(cè)的裝置、設(shè)備的檢測(cè)，則能夠使 每次輪詢的發(fā)送時(shí)間變短。
[0009] 當(dāng)二次側(cè)的裝置、設(shè)備進(jìn)入到一次側(cè)的裝置的通信區(qū)域內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生一次側(cè)和二次 側(cè)的磁耦合，在一次側(cè)的天線中流動(dòng)的電流變小或者電流波形發(fā)生變化。然而，即使在二次 側(cè)為金屬板等異物，也進(jìn)行磁耦合，因此，產(chǎn)生一次側(cè)的波形變化。針對(duì)這樣的不應(yīng)傳輸電 力的對(duì)象，一次側(cè)的裝置需要認(rèn)識(shí)"異物"而不進(jìn)行輸電。
[0010]例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開了利用上述那樣的一次側(cè)的電流發(fā)生變化的特性來(lái) 檢測(cè)二次側(cè)的金屬等異物的技術(shù)。然而，在該方法中，為了在一次側(cè)的諧振頻率與通常工作 時(shí)的工作頻率之間的頻率檢測(cè)在天線中流動(dòng)的電流波形的不同，存在取得電流波形來(lái)進(jìn)行 判定的電路的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜的問題。此外，為了對(duì)在二次側(cè)放置的裝置、設(shè)備具有的諧振頻 率的偏差、變動(dòng)進(jìn)行校正，存在電路進(jìn)一步變得復(fù)雜而調(diào)整變得困難的問題。
[0011] 因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠在不進(jìn)行復(fù)雜的電路的追加的情況下高精度地 進(jìn)行在二次側(cè)放置的裝置、設(shè)備和異物的判定的輸電裝置、輸受電裝置、受電裝置檢測(cè)方 法、受電裝置檢測(cè)程序以及半導(dǎo)體裝置。
[0012] 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)明的一個(gè)實(shí)施方式的輸電裝置是使用諧振電路 以非接觸與受電裝置進(jìn)行電力的傳輸?shù)妮旊娧b置。該輸電裝置具備：控制部，設(shè)定對(duì)諧振電 路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率；驅(qū)動(dòng)部，基于控制部的設(shè)定以3個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)諧 振電路；以及驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部，檢測(cè)諧振電路的驅(qū)動(dòng)波形。而且，控制部設(shè)定3個(gè)以上的驅(qū) 動(dòng)頻率，并對(duì)由驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部檢測(cè)的在各個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基于其比較 結(jié)果來(lái)檢測(cè)受電裝置。
[0013] 此外，本發(fā)明的其他的實(shí)施方式的輸受電裝置是使用諧振電路以非接觸與受電裝 置或其他的輸受電裝置進(jìn)行電力的傳輸?shù)妮斒茈娧b置。該輸受電裝置具備：控制部，設(shè)定對(duì) 諧振電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率；驅(qū)動(dòng)部，基于控制部的設(shè)定以3個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)頻率 驅(qū)動(dòng)諧振電路；以及驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部，檢測(cè)諧振電路的驅(qū)動(dòng)波形。而且，控制部設(shè)定3個(gè)以 上的驅(qū)動(dòng)頻率，并對(duì)由驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部檢測(cè)的在各個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基于 其比較結(jié)果來(lái)檢測(cè)受電裝置或其他的輸受電裝置。
[0014] 本發(fā)明的其他的實(shí)施方式的受電裝置檢測(cè)方法是在使用諧振電路以非接觸從輸 電裝置向受電裝置進(jìn)行電力的傳輸?shù)那闆r下檢測(cè)受電裝置的有無(wú)的受電裝置檢測(cè)方法。該 受電裝置檢測(cè)方法通過(guò)控制部來(lái)設(shè)定對(duì)諧振電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率，通過(guò)驅(qū)動(dòng)部 來(lái)基于控制部的設(shè)定以3個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)諧振電路，通過(guò)驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部來(lái)檢測(cè)諧 振電路的驅(qū)動(dòng)波形。而且，控制部設(shè)定3個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)頻率，并對(duì)由驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部檢測(cè)的 在各個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基于其比較結(jié)果來(lái)檢測(cè)受電裝置。
[0015] 本發(fā)明的其他的實(shí)施方式的受電裝置檢測(cè)程序是具備儲(chǔ)存程序的存儲(chǔ)部和具有 展開所儲(chǔ)存的程序來(lái)執(zhí)行的處理單元的控制部的非接觸充電用的受電裝置的受電電力調(diào) 整程序，是在使用諧振電路以非接觸從輸電裝置向受電裝置進(jìn)行電力的傳輸?shù)那闆r下檢測(cè) 受電裝置的有無(wú)的受電裝置檢測(cè)程序。該受電裝置檢測(cè)程序具有：通過(guò)控制部來(lái)設(shè)定對(duì)諧 振電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率的步驟；通過(guò)驅(qū)動(dòng)部來(lái)基于控制部的設(shè)定以3個(gè)以上的 驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)諧振電路的步驟；以及通過(guò)驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部來(lái)檢測(cè)諧振電路的驅(qū)動(dòng)波形的步 驟。而且，控制部設(shè)定3個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)頻率，并對(duì)由驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)部檢測(cè)的在各個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率 的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基于其比較結(jié)果來(lái)檢測(cè)受電裝置。
[0016] 本發(fā)明的其他的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備存儲(chǔ)部，所述存儲(chǔ)部?jī)?chǔ)存受電裝置檢 測(cè)程序。
[0017] 本發(fā)明的其他的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置還具備控制部，所述控制部展開受電電力 調(diào)整程序來(lái)執(zhí)行。
[0018] 發(fā)明效果 在本發(fā)明中，以3個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)諧振電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此，當(dāng)配置有受電裝置 時(shí)，配置有金屬等異物時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流波形的不同是明確的，能夠短時(shí)間且容易地進(jìn)行受電 裝置的檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的輸電裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0020] 圖2A是示出應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包含受電裝置的電力傳輸系統(tǒng)的主 要部分的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖2B是示出作為圖2A的細(xì)微部分的諧振電路的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0021] 圖3A和圖3B是示出用于變更諧振電路的諧振頻率的結(jié)構(gòu)例的電路圖。圖3A示 出在諧振電容器中使用了可變電容電容器的情況，圖3B示出在諧振電容器中使用了固定 電容器的情況的例子。
[0022] 圖4A是示出可變電容電容器的靜電電容的直流偏壓（bias)依賴性的一個(gè)例子的 圖表，圖4B是示出使用了圖4A的可變電容電容器的諧振電路的諧振頻率的直流偏壓依賴 性的一個(gè)例子的圖表。
[0023] 圖5A和圖5B是示出在輸電側(cè)和受電側(cè)的電路中流動(dòng)的電流值的頻率特性的概念 圖。圖5A示出在受電側(cè)配置有不具有頻率特性的金屬的情況下的輸電側(cè)的頻率特性的變 化的有無(wú)，圖5B示出在受電側(cè)配置有具有與輸電側(cè)相同的諧振頻率的諧振電路的情況下 的輸電側(cè)的頻率特性的變化的有無(wú)。
[0024] 圖6A示出在受電側(cè)配置有金屬的情況下的輸電側(cè)的諧振電路中流動(dòng)的電流的頻 率特性的實(shí)測(cè)值，圖6B示出在受電側(cè)配置有具有與輸電側(cè)相同的諧振頻率的諧振電路的 情況下的輸電側(cè)的頻率特性的實(shí)測(cè)值。
[0025] 圖7是示出在弱耦合時(shí)的輸電側(cè)和受電側(cè)的電路中流動(dòng)的3個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率下的電流 值的頻率特性的概念圖。
[0026] 圖8是在弱耦合時(shí)為了檢測(cè)受電側(cè)的裝置而改變輸電側(cè)的諧振電路的諧振頻率 而在各個(gè)諧振電路中的電流的頻率特性的實(shí)測(cè)值、在受電側(cè)配置有金屬的情況下的圖表。
[0027] 圖9是在弱耦合時(shí)為了檢測(cè)受電側(cè)的裝置而改變輸電側(cè)的諧振電路的諧振頻率 而在各個(gè)諧振電路中的電流的頻率特性的實(shí)測(cè)值、在受電側(cè)配置有與輸電側(cè)的諧振頻率相 同的頻率的諧振電路的情況下的圖表。
[0028] 圖10是在弱耦合時(shí)為了檢測(cè)受電側(cè)的裝置而改變輸電側(cè)的諧振電路的諧振頻率 而在各個(gè)諧振電路中的電流的頻率特性的實(shí)測(cè)值、在受電側(cè)配置有比輸電側(cè)的諧振頻率高 的頻率的諧振電路的情況下的圖表。
[0029] 圖IlA和圖IlB是用于說(shuō)明受電側(cè)的裝置在輸電側(cè)的裝置和時(shí)間的經(jīng)過(guò)一起距離 變短的情況下的檢測(cè)順序的圖。圖IlA示出在最初進(jìn)行3個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率fOl、f0、f02之中的 f〇的情況，圖IlB示出在最后進(jìn)行3個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率fOl、f0、f02之中的f0的情況。
[0030] 圖12A~圖12E示出在同一頻率特性上對(duì)在輸電側(cè)的諧振電路中流動(dòng)的電流進(jìn)行 比較后的檢測(cè)圖案。圖12A示出往右上圖案，圖12B示出往右下圖案，圖12C示出向上凸的 圖案，圖12D示出向下凸的圖案，圖12E示出平坦的圖案。
[0031 ] 圖13A~圖1