無(wú)線受電裝置、其控制電路及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)線供電技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年，為給電子設(shè)備供給電力，已開(kāi)始了無(wú)接點(diǎn)功率傳輸（也稱非接觸供電、無(wú)線 供電）。為促進(jìn)不同廠家的產(chǎn)品間的相互利用，組織起了WPC(WirelessPowerConsortium: 無(wú)線充電聯(lián)盟），并由WPC制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格Qi標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 圖1是表示遵循Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線供電系統(tǒng)100的構(gòu)成的圖。供電系統(tǒng)100包括供 電裝置 200 (TX，PowerTransmitter:功率發(fā)射機(jī)）和受電裝置 300 (RX，PowerReceiver: 功率接收機(jī)）。受電裝置300被安裝于移動(dòng)電話終端、智能手機(jī)、音頻播放器、游戲設(shè)備、平 板終端等電子設(shè)備。
[0004] 供電裝置200具有發(fā)送線圈（初級(jí)線圈）202、驅(qū)動(dòng)器204、控制器206、解調(diào)器208。 驅(qū)動(dòng)器204包含H橋電路（全橋電路）或者半橋電路，向發(fā)送線圈202施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)S1、具 體來(lái)說(shuō)施加脈沖信號(hào)，通過(guò)在發(fā)送線圈202中流過(guò)的驅(qū)動(dòng)電流，使發(fā)送線圈202產(chǎn)生電磁場(chǎng) 的功率信號(hào)S2?？刂破?06統(tǒng)括地控制供電裝置200整體，具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)器204 的開(kāi)關(guān)頻率或者開(kāi)關(guān)的占空比，來(lái)使發(fā)送功率變化。 陽(yáng)〇化]在Qi標(biāo)準(zhǔn)中，供電裝置200與受電裝置300間規(guī)定有通信協(xié)議，能夠從受電裝置 300利用控制信號(hào)S3向供電裝置200傳遞信息。該控制信號(hào)S3被W利用反向散射調(diào)制 度ackscattermodulation)AM(Ampli1:udeModulation:振幅調(diào)制）調(diào)制了的形式從接收線 圈302 (次級(jí)線圈）發(fā)送給發(fā)送線圈202。該控制信號(hào)S3中例如包含用于指示對(duì)受電裝置 300的功率供給量的功率控制數(shù)據(jù)（也稱包）、表示受電裝置300的固有信息的數(shù)據(jù)等。解 調(diào)器208將被包含于發(fā)送線圈202的電流或者電壓中的控制信號(hào)S3解調(diào)。控制器206基 于解調(diào)出的控制信號(hào)S3中含有的功率控制數(shù)據(jù)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器204。
[0006] 受電裝置300具有接收線圈302、整流電路304、電容器306、調(diào)制器308、充電電池 310、控制器312、充電電路314。接收線圈302接收來(lái)自發(fā)送線圈202的功率信號(hào)S2,還向 發(fā)送線圈202發(fā)送控制信號(hào)S3。整流電路304及電容器306根據(jù)功率信號(hào)S2對(duì)接收線圈 302中感應(yīng)起的電流S4進(jìn)行整流和平滑化，變換成直流電壓。
[0007] 充電電路314利用從供電裝置200供給的電力對(duì)充電電池310充電。
[0008] 控制器312監(jiān)視受電裝置300收到的功率供給量，與之相應(yīng)地生成指示功率供給 量的功率控制數(shù)據(jù)（控制誤差值）。調(diào)制器308將含有功率控制數(shù)據(jù)的控制信號(hào)S3調(diào)制， 并對(duì)接收線圈302的線圈電流進(jìn)行調(diào)制，由此對(duì)發(fā)送線圈202的線圈電流及線圈電壓進(jìn)行 調(diào)制。
[0009] W上是供電系統(tǒng)100的構(gòu)成。圖2是表示供電系統(tǒng)100的動(dòng)作順序的流程圖。供 電裝置200的狀態(tài)大致分為選擇階段（SelectionF*hase) (?1、供電（PowerTransfer)階 段學(xué).2、認(rèn)證設(shè)定階段（Identification&ConfigurationF*hase)聲策。，
[0010] 首先說(shuō)明供電階段褲。供電裝置200 (T訝開(kāi)始對(duì)受電裝置300做）供電（SlOO)。 供電裝置TX被從受電裝置RX反饋表示當(dāng)前供電狀態(tài)的控制信號(hào)S3 (S102)。供電裝置TX基于控制信號(hào)S3調(diào)節(jié)供電量（S104)。 W11] 當(dāng)供電裝置TX被從受電裝置RX發(fā)送了表示充電完成的控制信號(hào)S3時(shí)（S106)， 或者基于通信的超時(shí)錯(cuò)誤而檢測(cè)到受電裝置RX已被從供電裝置TX的供電范圍移走時(shí) (S108)，供電裝置TX停止供電，變成選擇階段帶L
[0012] 接下來(lái)說(shuō)明選擇階段幫:1.:。供電裝置TX按預(yù)定的時(shí)間間隔的bjectdetection interval:目標(biāo)檢測(cè)間隔，例如500毫秒）發(fā)送功率信號(hào)S2,確認(rèn)有無(wú)受電裝置RX(S200)。 將此稱為模擬ping階段（AnalogPingPhase)。
[001引當(dāng)檢測(cè)到受電裝置RX時(shí)悅02)，轉(zhuǎn)移到認(rèn)證設(shè)定階段扣，執(zhí)行 數(shù)字ping階段值igitalPingF*hase)悅04)。在接下來(lái)的認(rèn)證設(shè)定階段 (Identification&ConfigurationF*hase)中，供電裝置TX接收受電裝置RX的個(gè)體信息 (S206)。然后從受電裝置RX向供電裝置TX發(fā)送關(guān)于供電條件的信息（S208)，轉(zhuǎn)移到供電 階段(p2 =W上是供電裝置200的動(dòng)作順序。
[0014][在先技術(shù)文獻(xiàn)]
[0015][專利文獻(xiàn)]
[0016][專利文獻(xiàn)1]日本特開(kāi)2013-38854號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]〔發(fā)明所要解決的課題）
[001引本發(fā)明人們針對(duì)運(yùn)樣的供電系統(tǒng)100進(jìn)行研究后，認(rèn)識(shí)到W下技術(shù)課題。
[0019] 充電電路314能根據(jù)充電電池310的狀態(tài)切換恒流（CC,Constant化rrent)充 電、恒壓（CV:ConstantVoltage)充電，在CC充電時(shí)，根據(jù)電池余量使提供給充電電池310 的充電電流量變化。
[0020] 圖3是圖1的受電裝置300的動(dòng)作波形圖。在穩(wěn)定狀態(tài)下，從整流電路304提供 給電容器306的電流與從電容器306提供給充電電路314的電流、即充電電流Ibat是平衡 的，電容器306所產(chǎn)生的整流電壓化ect被穩(wěn)定為目標(biāo)電平。
[0021] 運(yùn)里，從整流電路304提供給電容器306的電流是與從供電裝置200提供給受電 裝置300的功率相應(yīng)的，即被基于控制信號(hào)S3控制。當(dāng)充電電路314使充電電流Ibat增 大時(shí)，會(huì)從電容器306吸引大電流。在整流電壓化ect因此而降低時(shí)，控制信號(hào)S3所包含 的控制誤差值增大，會(huì)進(jìn)行反饋使得從供電裝置200對(duì)受電裝置300的供給功率增大。該 反饋的速度受到控制信號(hào)S3的通信速度及至供電裝置200穩(wěn)定為新的動(dòng)作點(diǎn)的時(shí)間的制 約，故若充電電流Ibat急劇變動(dòng)，則反饋無(wú)法進(jìn)行追蹤，整流電壓化ect有可能顯著偏離其 目標(biāo)值。若整流電壓Vrect的變動(dòng)量較大、或者變動(dòng)波形較為急劇，則會(huì)給利用了反向散射 調(diào)制的控制信號(hào)S3的AM調(diào)制帶來(lái)障礙，供電裝置200將無(wú)法正確地接收控制誤差值。良P， 充電電流Ibat的急劇變化有可能引起反饋環(huán)的阻斷。若供電裝置200與受電裝置300的 通信阻斷持續(xù)預(yù)定的超時(shí)時(shí)間，則供電裝置TX會(huì)停止供電，返回選擇階段巧1。
[0022] 需要說(shuō)明的是，該技術(shù)課題并非本領(lǐng)域技術(shù)人員共通的技術(shù)認(rèn)識(shí)。
[0023] 本發(fā)明是鑒于相關(guān)課題而研發(fā)的，其一個(gè)方案的例示性目的之一在于，提供一種 能使與供電裝置的通信穩(wěn)定化的受電裝置。
[0024] 傭于解決課題的手段）
[0025] 本發(fā)明的一個(gè)方案設(shè)及一種被使用于無(wú)線受電裝置的控制電路。無(wú)線受電裝置包 括：接收線圈；與接收線圈連接，生成整流電壓的整流電路；接受整流電壓，對(duì)電池進(jìn)行充 電的充電電路；W及與接收線圈連接，基于控制值調(diào)制接收線圈的電壓或電流，并向無(wú)線供 電裝置發(fā)送含有控制值的控制包的調(diào)制器?？刂齐娐钒ǎ嚎刂茝某潆婋娐诽峁┙o電池的 充電電流的充電控制部；W及基于當(dāng)前的所述整流電壓與其目標(biāo)值的誤差而生成指示無(wú)線 供電裝置的發(fā)送功率量的控制誤差值，并作為控制值輸出給調(diào)制器的功率控制部。充電控 制部在誤差的絕對(duì)值小于預(yù)定的闊值時(shí)，使充電電流變化。
[00%] 根據(jù)該方案，在誤差的絕對(duì)值大于闊值時(shí)，維持充電電流的設(shè)定值，由此，能防止 整流電壓顯著偏離目標(biāo)值，或整流電壓W急劇的波形變化的情況，從而能使供電裝置與受 電裝置間的通信穩(wěn)定。
[0027] 充電控制部可W在使充電電流從初始值向最終值變化時(shí)，使充電電流從初始值朝 著最終值經(jīng)過(guò)其間所設(shè)的多個(gè)中間值地步階狀地變化，并且，在每次使充電電流變化1步 階量時(shí)，進(jìn)行待機(jī)直至誤差的絕對(duì)值變得比闊值小，然后使充電電流向下一步階的值變化。 陽(yáng)02引充電控制部可WW預(yù)定的最小步階為單位使充電電流變化。
[0029] 控制電路可W遵循Qi標(biāo)準(zhǔn)。
[0030] 控制電路可W被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體基板上。
[0031] 所謂"一體集成"，包括電路的全部構(gòu)成要素都形成在半導(dǎo)體基板上的情況，和電 路的主要構(gòu)成要素被一體集成的情況，也可W為調(diào)節(jié)電路常數(shù)而將一部分電阻或電容器等 設(shè)置在半導(dǎo)體基板外部。通過(guò)