[发明专利]USB设备用的电力传输和数据传输方法以及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及在例如便携式电话、PDA(掌上电脑)等便携小型电子设备等使用了USB接口的USB设备中的用于电力传输和数据传输的方法以及其装置，尤其涉及使用将线圈卷绕为平面状的平面线圈的非接触电力传输以及数据传输的技术。

背景技术

在使用USB接口的USB设备中，USB1.1、USB2.0以规格来规定5V电源及GND、D+及D-的信息线，而且很难将两者做成非接触。

近年来，UWB(超宽带无线)等无线化的技术一直发展，但是电力的无线化技术在原理上不能够实现，难于制造以非接触的方式同时传输电力和信息且基于USB接口形式的装置。

另一方面，提出有以非接触(无触点)方式进行电力传输的无触点电力传输系统(专利文献1)和以非接触(无触点)方式进行数据传输的数据载波电路(专利文献2)。

在这些以往的无触点电力传输系统和数据传输电路中，使一对线圈相向配置，通过这一对线圈之间的电磁感应，来在二次侧设备实现电力供给或数据收发。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2006-230032号公报；

专利文献2：JP特开2006-157230号公报。

发明内容

发明要解决的问题

通常，在专利文献1这样的系统中，电力传输用线圈51构成为在供电/用电线圈的外侧配置屏蔽件，此时产生的磁通M如图5中的(A)所示，不向屏蔽件外部泄漏，平行于线圈表面。

另外，如图5中的(B)所示，关于信息传输用线圈52与电力传输用线圈51之间的位置关系为配置在同心圆上的关系，但是，在这样配置的情况下，电力传输用线圈51所产生的磁通密度大，而且，信息传输用线圈52也如图5中的(C)所示那样处于在在最佳的方向上接受电力传输用线圈51所所产生的磁通M的位置关系上，因此产生大的电动势F，对本来用于传输信息的收发信号造成更大的影响，不能够得到足够的SN比(信噪比)。因此，不适于信息的传输。另外，在该位置关系下，信息传输用线圈的信号即磁通M成为电力传输用线圈51的电动势，大多数的能量被吸收，损失变大，且不实用。

如上所述，以往的非接触式的电力传输系统和数据传输电路能够分别通过一对线圈之间产生的电磁感应单独地传递电力或信息，但是不能够同时传递信息和电力，另外，也不存在想要同时传递信息和电力的技术思想。

本发明着眼于这些方面，其目的在于提供一种能够通过无触点的方式向使用USB接口的USB设备同时传递电力和信息(数据)的电力传输和数据传输方法以及其装置。

用于解决问题的手段

为了达到上述的目的，本发明的特性在于，使一对线圈单元磁耦合，从而向USB设备一边传输电力一边传输数据，该线圈单元具有：电力传输用线圈，其由卷绕为平面状的线圈和配置在该线圈的背面的磁屏蔽体构成，信息传输用线圈，其由卷绕为平面状的线圈和配置在该线圈的背面的磁屏蔽体构成；在该线圈单元中，信息传输用线圈的线圈直径小于电力传输用线圈的线圈直径，并且，信息传输用线圈和电力传输用线圈层叠配置为信息传输用线圈位于电力传输用线圈的线圈外周部分的状态。

发明的效果

在本发明中，通过使信息传输用线圈的线圈直径形成为小于电力传输用线圈的线圈直径，将信息传输用线圈和电力传输用线圈层叠配置为信息传输用线圈位于电力传输用线圈的线圈外周部分的状态，来使磁场重叠，因此虽然电力传输用线圈的磁通的方向贯通信息传输用线圈，但是由于为电抵消的位置关系，所以实质上几乎不产生电动势。而且，由于信息传输用线圈所产生的磁通处于难于被电力传输用线圈吸收的方向上，所以能够降低损失。结果，能够在不损害信息传输的信号的情况下，以小电力传递信息。由此，能够在不损害电力传输的效率而且不损害信息传递的能力和品质的情况下，高速地进行数据传输。

另外，USB的信号由D+和D-构成，它们的几乎整个区域都以差动方式进行动作，所以差动部分通过一对线圈来使接受侧的信号反相，由此能够生成D+和D-。

另外，仅在表示包(packet)结束的区域，D+和D-同相，但通过一对线圈传输预先决定的图案(pattern)的信号，也能够传输同相的部分。作为应对该同相的部分的方式，也可以为了仅传输同相部分的区域的信号而采用另外一对线圈。

附图说明

图1是表示线圈单元的一个实施方式的立体分解图。

图2是表示线圈单元的其他实施方式的立体分解图。

图3是表示本发明的使用例子的立体图。