[招待講演]大容量非接触メモリカードのための高効率、高速応答、低EMI無線給電回路

摘要

Watt-class wireless power delivery system for SD card size large volume memory card was developed. Fast load tracking technique is essential because the small size memory card can not contain a battery and the load changes rapidly depending on the operation mode of the memory card. Δ∑ modulated sub-harmonic switching technique was proposed to realize a high efficient and high-speed power control with low electro-magnetic interference (EMI). Test chips were designed and fabricated using 0.18mm-CMOS with high voltage (32V) LDMOS option and power delivery of 0.5W/chip was achieved. The transmitting power was able to be controlled over one order of magnitude while keeping high efficiency. 3.3% load regulation was achieved and reduction of unwanted spurious emission by 8dB was confirmed by the Δ-∑ modulation of control signal of switching frequency.%SDメモリカードサイズの大容量メモリカードに、電磁誘導を用いてワットクラスの電力を無線給電する技術を開発した。システムサイズの制約からバッテリを搭載することができないため、メモリカードの動作状態に応じて高速に変動する負荷に追従して給電量を制御する手法が必要不可欠となる。LC共振器の共振周波数とその1/3分数調波でスイッチングを行うことで、高効率でかつ不要輻射の少ない(低EMI)高速電力制御方式を考案した。さらに、スイッチング周波数を切り替える制御信号をΔ-∑変調によりランダム化することでさらに不要輻射を低減した。高耐圧ォプション付きの0.18um-CMOSプロセスを用いて試作したテストチップの測定により、1チップあたり最大0.5Wの給電が可能で、一桁にわたる電力制御範囲で高効率が保てることを確認した。負荷が一桁変動した場合の整流電圧の変動を3.3%に抑え、80usec以内に電圧が回復すること、さらに、Δ-∑変調による制御信号のランダム化で不要輻射の最大値が8dB低減されることを確認した。