專利名稱：充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用無線電技術(shù)的充電器，特別涉及具有增強(qiáng)的充電效率 的充電器。
背景技術(shù)：
近些年來，所謂的RF標(biāo)簽(RFtag)已經(jīng)得到積極研究和開發(fā)。RF 標(biāo)簽是通過使用無線電技術(shù)來電子地讀取和更新數(shù)據(jù)包(package )信息的 非接觸數(shù)據(jù)栽體。近些年來，也已經(jīng)開發(fā)出與傳感器結(jié)合并能讀取由傳感 器獲取的信息的RT標(biāo)簽。傳感器需要裝有電池，因?yàn)橛蔁o線電傳輸供給 的電力對其運(yùn)行來說是不夠的。
鑒于RF標(biāo)簽的壽命和使用形式，希望安裝在RF標(biāo)簽中的電池是充 電型電池。因此，已經(jīng)提出一種通過使用無線電電力傳輸對RF標(biāo)簽上的 電池進(jìn)行充電的方法。 一般而言，在無線電電力傳輸中，傳輸損耗大，因 此，電力如何得到高效傳輸以便對電池進(jìn)行充電成為顯著問題。使用無線 電技術(shù)的充電器在例如JP-A 2006-314181 (KOKAI)中公開。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，傳統(tǒng)充電器具有充電效率低的問題。做出本發(fā)明以解決這 樣的問題，且其目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)了高效率充電的充電器。
為了達(dá)成前述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的充電器包含整流器， 其對接收到的無線電波進(jìn)行整流，以產(chǎn)生充電電流；電位產(chǎn)生器，其產(chǎn)生 設(shè)置整流器的動(dòng)作點(diǎn)的偏置電壓；控制器，其在整流器的輸出電壓等于或 大于預(yù)定值時(shí)供給由電位產(chǎn)生器產(chǎn)生的偏置電壓。才艮據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施形 態(tài)的充電器包含天線，其接收充電無線電波；整流器，其對充電無線電
4波進(jìn)行整流，以產(chǎn)生用于對電池進(jìn)行充電的充電電流；電位產(chǎn)生器，其產(chǎn) 生用于對閾值電壓一一在閾值電壓之上，整流器開始產(chǎn)生充電電流一一進(jìn) 行補(bǔ)償?shù)钠秒妷翰⒃诮邮盏蕉〞r(shí)信號時(shí)將偏置電壓供給整流器；傳送控 制器，其在接收到激活控制時(shí)產(chǎn)生定時(shí)信號，以便將定時(shí)信號供給電位產(chǎn) 生器；開關(guān)控制器，其在整流器的輸出電壓變得等于或大于預(yù)定值時(shí)向傳 送控制器給出激活控制。


圖l為一框圖，其示出了根據(jù)一實(shí)施例的充電器； 圖2為一電路圖，其示出了根據(jù)此實(shí)施例的充電器的具體結(jié)構(gòu)實(shí)例； 圖3為一圖表，其闡釋根據(jù)此實(shí)施例的充電器的校正電位； 圖4為一圖表，其示出了此實(shí)施例的開關(guān)控制單元中的定時(shí)器的運(yùn)行 實(shí)例；
圖5為一圖表，其示出了此實(shí)施例的開關(guān)控制單元的運(yùn)行； 圖6為一框圖，其示出了此實(shí)施例的開關(guān)控制單元的另一結(jié)構(gòu)實(shí)例； 圖7為一框圖，其示出了此實(shí)施例的開關(guān)控制單元的又一結(jié)構(gòu)實(shí)例； 圖8為一框圖，其示出了此實(shí)施例的開關(guān)控制單元的再一結(jié)構(gòu)實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
作為通過天線接收的無線電波的整流和檢測的結(jié)果，可獲得DC電流。 也就是說，可以實(shí)現(xiàn)通過無線電傳輸供給電力的充電器，如果其對接收自 無線電波發(fā)送器的無線電波進(jìn)行整流并將所獲得的DC電流供給可充電電 池的話。
用于整流的二極管元件(包含半導(dǎo)體元件，例如用作二極管的晶體管) 具有這樣的特性電流不通過其流動(dòng)，除非前向電壓達(dá)到某個(gè)等級或更高。 因此，當(dāng)由天線接收的無線電波弱且因此不能獲得特定等級或更高的前向 電壓(該元件的輸出電壓)時(shí)，不能獲得充足的充電電流，導(dǎo)致整個(gè)充電 器的劣化的效率。在才艮據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的充電器中，施加到用作整流的二極管元件的電壓被增大以便對閾值電壓進(jìn)行補(bǔ)償，由此產(chǎn)生即使在無線 電波微弱時(shí)足夠高的輸出電壓以及充電電流，其中，在闊值電壓之上，充 電電5充開始$充動(dòng)。
然而，增大施加到二極管元件的電壓意味著需要用于此目的的電力。 應(yīng)當(dāng)由無線電波一一其被整流以便用于充電一一獲得的充電電力是小的， 因此，過大的電壓上升可降低充電效率而不是增大它。因此，在根據(jù)本發(fā) 明此實(shí)施例的充電器中，充電電壓的增大是可控制的。
下面將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明一實(shí)施例。
如圖1所示，此實(shí)施例的充電器1包含天線ANT被連接于其上的增 益控制/整流單元2，傳送控制單元4、開關(guān)單元5以及開關(guān)控制單元6。
增益控制/整流單元2為這樣的整流器其具有整流單元2a和校正電 位傳送單元2b，且其整流效率是可控制的。在下面的說明中，當(dāng)使用術(shù)語
"增益"時(shí)，其包含充電電流被高效獲得的程度。增益控制/整流單元2具 有整流單元2b，其4吏接收自天線ANT的無線電波受到整流，由此產(chǎn)生DC 電流。整流單元2a包含二極管元件或半導(dǎo)體元件(整流元件)一一例如作 為二極管元件的晶體管，并具有使AC接收信號受到全波整流的功能。校 正電位傳送單元2b具有這樣的功能通過向整流單元2a供給用于整流單 元2a的整流元件的補(bǔ)償電壓(閾值電壓表示這樣的前向電壓閾值高于該 閾值，前向電流開始流動(dòng))來增大前向電壓，由此，增大整流器的增益， 使得即使在前向電壓低的時(shí)候，能夠獲得充電電流。也就是說，采用整流 單元2a和校正電位傳送單元2b，增益控制/整流單元2能高效率地將接收 自天線ANT的接收信號轉(zhuǎn)換為充電電流。
如圖2所示，此實(shí)施例的整流單元2a具有一對MOSFET 1\15和M10
(下面簡稱為"Ms"等)，其源極與漏極彼此連接。天線ANT經(jīng)由DC 阻塞電容器Crf被連接到M5的源極與M1Q的漏極的連接點(diǎn)。在M5的柵極 與源極以及M1()的柵極與源極之間，分別連接電位保持電容器CB1和CB2。 在Ms的漏極與Mn)的源極之間，連接用于對充電電壓進(jìn)行穩(wěn)定的電容器 CR。另外，經(jīng)由前向連接的防倒流二極管D, M5的漏極被連接到將被充電的電池BT1的陰極，Mn)的源極被類似地連接到電池BTi的陽極。也就 是說，由Ms的漏極向?qū)⒈怀潆姷碾姵谺Ti給與正電位，并由Mw的源極 向?qū)⒈怀潆姷碾姵亟o與負(fù)電位。
校正電位傳送單元2b包含電池BT2，其向M5和M10給與作為偏置 電壓的補(bǔ)償電壓VTH，并向Ms和Mn)供給校正電位。具體而言，MOFET 1V^的源極被連接到電池BT2的陰極，MOSFET M2的源極被連接到電池 BT2的陽極。向1Vh與M2的柵極給與后面介紹的定時(shí)電位V2，且電位保持 電容器CT1被連接在IV^與M2的漏極之間。另外，MOSFET M3和M4的 源極分別被連接到與M2的漏極。如同在與M2中一樣，向M3與
M4的柵極給與后面介紹的定時(shí)電位M3與M4的漏極被連接到電容器
Cw的兩端。
類似地，MOFET M6的源極被連接到電池BT2的陰極，MOSFET M7 的源極被連接到電池BT2的陽極。向1\16與M7的柵極給與后面介紹的定時(shí) 電位V2，且電位保持電容器Cn被連接在M6與M7的漏極之間。另外， MOSFET Ms和M9的源極分別被連接到1\16與]\17的漏極。如同在1\16與 M7中一樣，向Ms與M9的柵極給與后面介紹的定時(shí)電位VlD Ms與M9的 漏極被連接到電容器CB2的兩端。
定時(shí)電位V，與V2作為在相位上相反的脈沖信號被給出。當(dāng)Mp M2、 M6、 M7開通時(shí)，M3、 M4、 M8、 M9關(guān)斷，使得電容器Cn與Cn用電池 BT2的電位凈皮充電。也就是i兌，CT1與CT2用來自電源BT2的電荷進(jìn)行充電，
使得施加在Cn、 CT2的兩端的電壓變得等于施加在BT2的兩端的電壓。下
面，有時(shí)使用"用電位進(jìn)行充電"的表達(dá)，假如其不產(chǎn)生誤解。另一方面， 當(dāng)M2、 M6、 M7關(guān)斷時(shí)，M3、 M4、 M8、 M9開通，使得電容器CT1
與CT2的電位被釋放，從而被傳送到電容器Cw、 CB2。傳送到電容器Cw、
CB2的電位分別在M5的柵極與源極之間以及M1()的柵極與源極之間給出， 由此，增大Ms與Mn)的前向電壓。在此實(shí)施例的充電器中，上面介紹的 運(yùn)行可增大整流效率。
下面，增大前向電壓的重要性將參照圖3進(jìn)行介紹，如圖3所示，在被用作整流器的二極管元件中，前向電流ID不開始流動(dòng)，除非特定等級或
更高的前向電壓VD (補(bǔ)償電壓圖3中的A)被施加。因此，當(dāng)接收信號 的電壓幅值具有例如圖3中的C的電壓值一_其落在圖3中的區(qū)域A 內(nèi)一一時(shí)，前向電流ID不流動(dòng)(對充電有貢獻(xiàn)的足夠的輸出電壓)，因此， 不產(chǎn)生充電電流。另一方面，當(dāng)接收信號的電壓幅值具有例如圖3中的D 的值一一其超過補(bǔ)償電壓一一時(shí)，產(chǎn)生充電電流。然而，即j吏是在充電電 流由圖3中的接收信號D產(chǎn)生時(shí)，僅在超過補(bǔ)償電壓的圖3的區(qū)域B中的 電壓對充電電流的產(chǎn)生有貢獻(xiàn)。因此，不能說接收信號被轉(zhuǎn)換為有效的充 電電流。也就是說，充電效率劣化。
在此實(shí)施例的充電器中，補(bǔ)償電壓被加到用于補(bǔ)償目的的接收信號， 由此使得Id-Vd特性等于固3中的虛線所示的特性。這使得可以將接收信 號轉(zhuǎn)換為充電電流而沒有任何損耗。
傳送控制單元4產(chǎn)生觸發(fā)校正電位傳送單元2b傳送該電位的定時(shí)電位 Vi和V2。由于作為補(bǔ)償電壓被加上的電壓為電容器Cw與Cb2如上所述地 被充電的電壓，周期性的再充電是必需的。定時(shí)電位Vi和V2作為在相位 上相反的脈沖信號分別被施加到校正電位傳送單元2b的Mi、 M2、 M6、 M7以及M3、 M4、 M8、 M9，并作用為導(dǎo)致經(jīng)由電容器Cn與C^從電池 BT2到電容器CB1以及CB2的電位傳送。
如圖2所示，傳送控制單元4具有分別與電池BT2、 M廣Ms、 Cn以及 Cm對應(yīng)的電池BT4、 Mn-M15、 Ct3以及Cb3,且后者與前者基本為同樣的 連接結(jié)構(gòu)。M^的漏極與源極均被連接到地。傳送控制單元4還具有誤差 放大器IO、反相器12與14、電池BT3以及MOSFETM^。
誤差放大器10為這樣的放大器其具有陽極接地的電池BT3的陰極連 接于其上的反相輸入(-輸入)，并具有]\115的柵極被連接于其上的非反相 輸入(+輸入)。誤差放大器10的輸出被連接到反相器12的輸入，反相器 12的輸出被連接到反相器14的輸入。反相器12的輸出作為定時(shí)電位W 被連接到M3、 M4、 M8、 M9的柵極，反相器14的輸出作為定時(shí)電位V2 被連接到M" M2、 M6、 M7的柵極。誤差放大器10和反相器12以及14
8的負(fù)電源被連接到其源極接地的MOSFETM^的漏極。也就是說，施加到 M16的柵極的控制信號對誤差放大器以;S^相器12與14的運(yùn)行進(jìn)行控制。 BT4、 Mh-Mm、 CT3以及CB3模擬增益控制/整流單元2。當(dāng)Mn、 M12、
M13、 M"分別被定時(shí)電位Vi與V2開通和關(guān)斷時(shí)，具有補(bǔ)償電壓VTH的電
池BT4的電位經(jīng)由電容器CT3被傳送到電容器CB3。被傳送到電容器CB3 的電位被施加在M15的柵極與源極之間。誤差放大器10將M15的柵l源 極電壓與電池BT3的電位(VTH-VX)進(jìn)行比較。
當(dāng)M15的柵^L/源極電壓由于M1S的漏電流而變得等于或低于預(yù)定電壓 時(shí)，誤差放大器10運(yùn)行，以便將電荷從電池BT4的電位Vra經(jīng)由Cn重 新注入到Cb3。此時(shí)，誤差放大器10和反相器12、 14產(chǎn)生定時(shí)電位Vj和 V2。
通過這種方式，此實(shí)施例的傳送控制單元4在預(yù)定的定時(shí)產(chǎn)生定時(shí)電 位W和V2以給出所產(chǎn)生的定時(shí)電位V,與V2，由此運(yùn)行，以便恢復(fù)補(bǔ)償 電壓。可用作傳送控制單元4的實(shí)例為環(huán)形振蕩器或類似物。
開關(guān)控制單元6控制開通/關(guān)斷傳送控制單元4的運(yùn)行的開關(guān)單元5。 傳送控制單元4控制增益控制/整流單元2的補(bǔ)償電壓的恢復(fù)，但在通過天 線ANT接收的無線電波弱且因此充電電流低的情況下，充電效率更加劣 化，除非增益控制/整流單元2的電力消耗減小。因此，開關(guān)控制單元6監(jiān) 視充電電流并運(yùn)行，以便控制開關(guān)單元5，使得傳送控制單元4僅僅對于 充電電流變?yōu)轭A(yù)定值的預(yù)定時(shí)間段運(yùn)行。
具體而言，開關(guān)控制單元6具有定時(shí)器7和觸發(fā)電路(flipflop circuit) (FF)20。定時(shí)器7具有反相器16， 一端連接到反相器16的輸出的電阻 器R、 一端連接到電阻器R的另一端且另一端接地的電容器CRc、輸入被 連接到電阻器R的另一端的反相器18。也就是說，定時(shí)器7包含由電阻器 R、電容器CRc構(gòu)成的積分器。反相器16的輸入被連接到構(gòu)成開關(guān)單元5 的M16的柵極。
FF 20由例如D型FF電路等等構(gòu)成并具有端子，即連接到電源VDD 的輸入D、連接到反相器18的輸出的復(fù)位R、連接到反相器16的輸入的
9輸出Q、連接到Ms的漏極的時(shí)鐘CK。當(dāng)"H，，凈皮輸入到D且"L"被輸 入到R時(shí)，F(xiàn)F20響應(yīng)于到CK的輸入"H"從Q輸出"H"。當(dāng)"H"在 這種狀態(tài)下被輸入到FF20的R時(shí)，狀態(tài)被清除，且FF20運(yùn)行以便從Q 輸出"L"。
開關(guān)控制單元6被供給來自將被充電的電池(VDD)的電力。另外， 構(gòu)成開關(guān)控制單元6的電路由沒有任何直通電流的模擬電路以及數(shù)字電 路一一例如CMOS反相器和觸發(fā)器一一構(gòu)成，且被結(jié)構(gòu)化為消耗小到可忽 略的電力。
這里，將參照圖4介紹此實(shí)施例的定時(shí)器7的運(yùn)行。定時(shí)器7具有由 電阻器R和電容器CRc決定的時(shí)間常數(shù)。如果圖4中用Tin表示的電壓被 施加到反相器16的輸入(圖4中的上圖表)，反相器18的輸入電壓在Tin 的上升邊緣開始慢慢減小(圖4中的中間圖表)。如果反相器18的輸入上 的電壓的閾值一_基于其輸出"H"或"L，，一一為"H"的l/2電壓，當(dāng) 反相器18的輸入電壓VRc變?yōu)镠狀態(tài)的1/2時(shí)，反相器18的輸出T一變 為"H"(圖4中的下圖表)。也就是說，定時(shí)器7運(yùn)行，通過從"H"被 輸入到反相器16的時(shí)刻已經(jīng)過去預(yù)定時(shí)間后向FF 20的R輸入"H"，復(fù) 位FF 20。應(yīng)當(dāng)注意，定時(shí)器7不限于使用如上所述的積分器的模擬定時(shí) 器，但定時(shí)器可通過數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)。
接下來，將參照圖5介紹此實(shí)施例的充電器的開關(guān)控制單元6的運(yùn)行。 當(dāng)整流單元2a接收無線電波時(shí)(步驟30，下面稱為"S30"等)，Ms和 M10對接收信號進(jìn)行整流，以便產(chǎn)生DC充電電流。這里，當(dāng)Ms和M10
的無線電波檢測電壓(Ms和MK)的輸出電壓)小于VTH時(shí)，由于不能超過
補(bǔ)償電壓(S31處的否)，不產(chǎn)生充電電流。
當(dāng)無線電波檢測電壓等于或高于VTH時(shí)，也就是說，當(dāng)所接收的無線
電波具有預(yù)定強(qiáng)度或更高時(shí)(例如，大約-5dBm或更高)(步驟S31處的 是)，Ms與Mn)開始產(chǎn)生充電電流，"H"被輸入到FF20的CK。這里， 由于FF 20的輸入D被連接到VDD時(shí)，在"H"被輸入到CK時(shí)，"H" 在輸出Q上被輸出。結(jié)果，電壓被施加到構(gòu)成開關(guān)單元5的M16的柵極，且Mw開通，使得誤差放大器10以M相器12和14開始其運(yùn)行。當(dāng)誤差 放大器10以及反相器12和14開始其運(yùn)行時(shí)，定時(shí)電位W與V2被給到校 正電位傳送單元2b，使得補(bǔ)償電壓Vra的電位經(jīng)由電容器Cn與Cn被傳 送到Cw以及Cb2 (S32)。結(jié)果，被輸入到Ms和M^的接收信號被高效 地轉(zhuǎn)換為充電電流。
當(dāng)輸出Q變?yōu)?H"時(shí)，定時(shí)器7的反相器16的輸入也變?yōu)?H"。 結(jié)果，定時(shí)器7的反相器18在預(yù)定時(shí)間已經(jīng)過去后將"H"輸入到FF20 的R。當(dāng)"H"被輸入到FF 20的R時(shí)，狀態(tài)被復(fù)位(S33處的是)，輸 出Q變?yōu)?L"。因此，構(gòu)成開關(guān)單元5的M^關(guān)斷，使得誤差放大器IO 和反相器12、 14停止運(yùn)行(S34)。
順便說一句，如果無線電波連續(xù)具有高強(qiáng)度，補(bǔ)償電壓Vra的電位再 次凈皮傳送，并重復(fù)響應(yīng)于定時(shí)器7的時(shí)間已過的復(fù)位。這里，定時(shí)器7的 時(shí)間已過的持續(xù)時(shí)間等于，例如，裝有此實(shí)施例的充電器的RF標(biāo)簽系統(tǒng) 等的一次通信需要的時(shí)間， 一般為一秒或更小(大約幾十個(gè)ms)。
如上所述，根據(jù)此實(shí)施例的充電器，由于校正電位傳送單元2b僅僅在 所接收的無線電波具有預(yù)定強(qiáng)度或更大時(shí)運(yùn)行，在無線電波具有高強(qiáng)度時(shí) 發(fā)生高效的充電，當(dāng)無線電波弱時(shí)，停止包括電位傳送在內(nèi)的充電運(yùn)行本 身，這將減小不必要的電力消耗。
下面，將參照圖6介紹根據(jù)另一實(shí)施例的充電器。在此實(shí)施例的充電 器中，改變了開關(guān)控制單元6的結(jié)構(gòu)。因此，在下面的介紹中，與圖2中 的相同的元件將用與圖2所用同樣的參考標(biāo)號和符號表示，且省略其重復(fù) 介紹。
在此實(shí)施例的充電器的開關(guān)控制單元106中，到FF 20的時(shí)鐘CK的 輸入信號可受到MOSFET M1Q1的控制。如圖6所示，M1D1的源極被連接 到FF 20的CK， M1Q1的漏極被連接到整流單元2a的M5的漏極。另外， M101的柵極^皮連接到FF20的輸出Q——也即作為用于控制開關(guān)單元5的 輸出的輸出Q——以及作為控制目標(biāo)的M16的柵極。
在此實(shí)施例的開關(guān)控制單元6中，當(dāng)整流單元2a接收強(qiáng)烈的無線電波時(shí)，輸出Q變?yōu)?H"，且開關(guān)單元5的Mw開通，M衞關(guān)斷。結(jié)果，整 流單元2a的輸出和開關(guān)控制單元106的輸入彼此斷開，這將防止開關(guān)控制 單元106 (或FF20)的輸入級的寄生元件消耗在充電時(shí)供給的電力。當(dāng)定 時(shí)器7輸入"H"到FF20的R時(shí)，M謝重新開通，以便轉(zhuǎn)為等待來自整 流單元2a的信號輸入的狀態(tài)。另外，當(dāng)開關(guān)控制單元106 (FF20)的CK 的輸入負(fù)栽小時(shí)(當(dāng)輸入阻抗小時(shí))，可減小開關(guān)控制單元106的充電電 流的消耗。
接下來，將參照圖7介紹根據(jù)另一實(shí)施例的充電器。在此實(shí)施例的充 電器中，進(jìn)一步改變開關(guān)控制單元6的結(jié)構(gòu)。在下面的說明中，與圖2中 的相同的元件將用與圖2所用同樣的參考標(biāo)號和符號表示，且省略其重復(fù) 介紹。
在此實(shí)施例的充電器的開關(guān)控制單元206中，到FF 20的時(shí)鐘CK的 輸入信號可受到MOSFET Mm的控制，另外，進(jìn)一步提供對到CK的輸 入信號進(jìn)行放大的放大器。如圖7所示，MOSFETMnn的漏極被連接到整 流單元2a的M5的漏極，M1()1的源極被連接到由M謝和M2q2構(gòu)成的第一 電流鏡(current mirror)單元的輸入(到M2()1的漏極以及M旭和M202 的柵極)。M旭和M2。2的源極接地，第一電流鏡單元的輸出(M2。2的漏極)
被連接到由m203和M2。4構(gòu)成的第二電流鏡單元的輸入(到M2Q3的漏極)。
M203和M謝的源極與柵極連接到電源VDD,第二電流鏡單元的輸出(M204 的漏極)被連接到電流-電壓轉(zhuǎn)換單元210的輸入。電流-電壓轉(zhuǎn)換單元210 的輸出被連接到FF 20的CK。
第一與第二電流鏡單元運(yùn)行，以便對發(fā)送自Ms的漏極的充電電流進(jìn) 行放大。順^f更提一句，電流鏡單元的數(shù)量可以為至少一個(gè)或一個(gè)以上。電
流鏡電路具有僅在電流^fr號被輸入到其上時(shí)運(yùn)行的特性，因此，甚至電源
VDD到電流鏡電路的連接不伴有無必要的電力消耗。電流-電壓轉(zhuǎn)換單元 210為將電流轉(zhuǎn)換為電壓的轉(zhuǎn)換器，并能通過運(yùn)行為電阻器或電流源的例 如晶體管等等來實(shí)現(xiàn)。發(fā)送自Ms的漏極的充電電流經(jīng)過Mm，以便被電 流鏡單元放大，并被電流-電壓轉(zhuǎn)換單元210轉(zhuǎn)換為電壓，以便輸入到FF 20的CK。這樣的結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)開關(guān)控制單元206的靈敏度。開關(guān)控制單元206 的靈敏度(檢測靈敏度)在當(dāng)充電電流被產(chǎn)生時(shí)充電開始的定時(shí)和開關(guān)單 元5以及M加的控制定時(shí)之間的差值的發(fā)生上具有影響。因此，開關(guān)控制 單元206的靈敏度越高，越能減小不必要的電力消耗。
在此實(shí)施例的開關(guān)控制單元206中，通過M皿來關(guān)斷開關(guān)電流是重要 的。這是因?yàn)橛捎陔娏麋R電路的低輸入阻抗，開關(guān)控制單元206消耗由 Ms產(chǎn)生的充電電流。才艮據(jù)此實(shí)施例的開關(guān)控制單元206，可以減小不必要 的電力消耗，因?yàn)樽鳛镸OSFET的M1()1斷開電流鏡電路的輸入。
接下來，將參照圖8介紹根據(jù)另一實(shí)施例的充電器。在此實(shí)施例的充 電器中，進(jìn)一步改變開關(guān)控制單元6的結(jié)構(gòu)。在下面的介紹中，與圖2中 的相同的元件將用與圖2所用同樣的參考標(biāo)號和符號表示，且省略其重復(fù) 介紹。
在此實(shí)施例的充電器的開關(guān)控制單元306中，進(jìn)一步提供將輸入信號 放大到FF20的時(shí)鐘CK的放大器，ib故大器的運(yùn)行是可控的。如圖8所
示，發(fā)送自M5的漏極的充電電流被直接輸入到由M2(n和]\12()2構(gòu)成的第
一電流鏡單元的輸入(到M201的柵極和漏極)。第一與第二電流鏡單元 和電流-電壓轉(zhuǎn)換單元210的功能和連接關(guān)系與圖7所示的實(shí)例中的相同。 與圖7所示實(shí)例的不同之處在于代替連接到第一電流鏡單元的輸入的M101 的是提供MOSFET M訓(xùn)，其漏極被連接到M謝和M202的源極，且其源極 接地。反相器320的輸出被連接到M301的柵極，F(xiàn)F 20的輸出Q被連接到 反相器320的輸入。
在此實(shí)例的開關(guān)控制單元306中，當(dāng)由整流單元2a接收的無線電波強(qiáng) 烈且充電電流凈皮產(chǎn)生時(shí)，F(xiàn)F 20的輸出Q變?yōu)?H"，開關(guān)單元5的M16 開通，使得補(bǔ)償電壓的電位被傳送。另一方面，輸出Q的邏輯值被反相器 320反轉(zhuǎn)，且M謝關(guān)斷。因此，第一電流鏡單元的公共源變?yōu)楦≈?floating) 狀態(tài)，使得第一與第二電流鏡單元的運(yùn)行停止。即使在CK的輸入變?yōu)?L" 時(shí)，由于輸出Q凈皮保持在"H"，電位的傳送繼續(xù)， 一直到定時(shí)器7時(shí)間 已過，故而保持具有高充電增益的狀態(tài)。在定時(shí)器7時(shí)間已過時(shí)，F(xiàn)F 20的狀態(tài)被復(fù)位，使得輸出Q變?yōu)?L，，，因此，開關(guān)單元5的Mw關(guān)斷。 結(jié)果，補(bǔ)償電壓的電位傳送停止，由此，減小充電增益，這引起節(jié)電狀態(tài)。
根據(jù)此實(shí)例的開關(guān)控制單元306，由于電流鏡電路的運(yùn)行被作為 MOSFET的M3o^亭止，能減小不必要的電力消耗。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的充電器，可以在使用由無線電波轉(zhuǎn) 換得到的充電電流的充電中實(shí)現(xiàn)高的充電效率。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于上面介紹的實(shí)施例的具體形式，當(dāng)實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明時(shí)，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可對構(gòu)成元件進(jìn)行修改。另外，
明。例如，可從實(shí)施例所示的全部構(gòu)成元件中刪除某些構(gòu)成元件。另外， 可適當(dāng)組合不同實(shí)施例的構(gòu)成元件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以增強(qiáng)通過 無線電傳送的電力進(jìn)^f亍充電時(shí)的充電效率。
權(quán)利要求
1.一種充電器，其包含整流器，其對接收到的無線電波進(jìn)行整流，以產(chǎn)生充電電流；電位產(chǎn)生器，其產(chǎn)生設(shè)置整流器的動(dòng)作點(diǎn)的偏置電壓；以及控制器，其在整流器的輸出電壓等于或大于預(yù)定值時(shí)供給由電位產(chǎn)生器產(chǎn)生的偏置電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的充電器，其中，當(dāng)在偏置電壓的供給開始之后預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過去時(shí)，控制器 停止供給偏置電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電器，其中，偏置電壓對整流器的輸入電壓-充電電流特性進(jìn)4亍校正。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電器， 其中，電位產(chǎn)生器包含 電壓源，其調(diào)節(jié)偏置電壓； 電容器，其保持電壓源的偏置電壓；門，其開通/關(guān)斷用來自電壓源的偏置電壓對電容器的充電；以及 傳送控制器，其以預(yù)定的定時(shí)控制門的開通/關(guān)斷，且 其中，當(dāng)整流器的輸出電壓等于或大于預(yù)定值時(shí)，控制器激活傳送控 制器。
5. 才艮據(jù)權(quán)利要求l的充電器，其中，控制器包含對充電電流進(jìn)行放大的電流鏡電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的充電器，其中，控制器還包含在偏置電壓的供給之后停止電流鏡電路的運(yùn)行的 電流鏡停止器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的充電器，其中，控制器還包含在偏置電壓的供給之后停止充電電流的產(chǎn)生的充 電電流停止器。
8. —種充電器，其包含 天線，其接收充電無線電波；整流器，其對充電無線電波進(jìn)行整流，以產(chǎn)生用于對電池進(jìn)行充電的 充電電S充；電位產(chǎn)生器，其產(chǎn)生用于對閾值電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)钠秒妷翰⒃诮邮盏?定時(shí)信號時(shí)將偏置電壓供給整流器，其中，高于所述閾值電壓，整流器開 始產(chǎn)生充電電流；傳送控制器，其在接收到激活控制時(shí)產(chǎn)生定時(shí)信號，以便將定時(shí)信號 供給電位產(chǎn)生器；以及開關(guān)控制器，其在整流器的輸出電壓變得等于或大于預(yù)定值時(shí)向傳送 控制器給出激活控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的充電器， 其中，開關(guān)控制器包含定時(shí)器，其對在傳送控制器激活之后偏置電壓被供給的供給時(shí)間進(jìn)行 調(diào)節(jié)；以及開關(guān)，其在供給時(shí)間已經(jīng)過去時(shí)停止傳送控制器的運(yùn)行。
全文摘要
一種充電器，其包含整流器，其對接收到的無線電波進(jìn)行整流，以產(chǎn)生充電電流；電位產(chǎn)生器，其產(chǎn)生設(shè)置整流器的動(dòng)作點(diǎn)的偏置電壓；控制器，其在整流器的輸出電壓等于或大于預(yù)定值時(shí)供給由電位產(chǎn)生器產(chǎn)生的偏置電壓。
文檔編號H02J7/00GK101552477SQ200910003250
公開日2009年10月7日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者大高章二, 梅田俊之 申請人:株式會(huì)社東芝