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TW201417439A - 非接觸式供電系統之金屬異物檢測方法、非接觸式供電裝置、受電裝置及非接觸式供電系統 - Google Patents

非接觸式供電系統之金屬異物檢測方法、非接觸式供電裝置、受電裝置及非接觸式供電系統 Download PDF

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TW201417439A TW101138657A TW101138657A TW201417439A TW 201417439 A TW201417439 A TW 201417439A TW 101138657 A TW101138657 A TW 101138657A TW 101138657 A TW101138657 A TW 101138657A TW 201417439 A TW201417439 A TW 201417439A
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Abstract

在非接觸式供電裝置(1)之各供電區域(AR1)係設置有一次線圈(L1)與一次側認證用線圈(A1)。一次線圈(L1)與一次側認證用線圈(A1)之位置係互為不同。在電子機器(E)之受電區域(AR2)係設置有二次線圈(L2)與二次側認證用線圈(A2)。二次線圈(L2)與二次側認證用線圈(A2)之位置係互為不同。基於從一次線圈(L1)振盪出之送電用振盪信號來檢測在一次線圈(L1)與二次線圈(L2)之間是否有金屬異物,且基於從一次側認證用線圈(A1)振盪出之認證用振盪信號來檢測在一次側認證用線圈(A1)與二次側認證用線圈(A2)之間是否有金屬異物。

Description

非接觸式供電系統之金屬異物檢測方法、非接觸式供電裝置、受電裝置及非接觸式供電系統
本發明係關於一種非接觸式供電系統之金屬異物檢測方法、非接觸式供電裝置、受電裝置及非接觸式供電系統。
取決於電磁感應方式之非接觸式供電系統係具備:包含一次線圈的非接觸式供電裝置;以及包含二次線圈的受電裝置。在非接觸式供電裝置之載置面載置有具備受電裝置之電子機器的狀態中,非接觸式供電裝置係使供電用線圈激磁,且以電磁感應方式來激磁設置於電子機器之受電裝置的受電用線圈。在受電用線圈產生的二次電力係在受電裝置內轉換成直流電力,且供應至電子機器之負載。
然而,當在非接觸式供電裝置與電子機器(受電裝置)之間存在金屬異物時,有時金屬異物會在供電中被感應加熱。因此,在非接觸式供電系統中,有一種具備用以檢測金屬異物之金屬檢測裝置的系統。非接觸式供電裝置係在金屬檢測裝置檢測出金屬異物時停止供電。
習知的非接觸式供電系統係利用在非接觸式供電裝置與受電裝置之間進行認證用信號之授受用之、設置於非接觸供電裝置的一次側認證用線圈、以及設置於受電裝置的二次側認證用線圈來檢測金屬異物(例如,國際公開第2011/036863)。
上述公報之非接觸式供電系統係在非接觸式供電裝置與受電裝置之間夾介存在有金屬異物時,利用一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之間的磁性耦合變小,來檢測金屬異物。換句話說,當夾介存在金屬異物時,響應於一 次側認證用線圈之激磁的二次側認證用線圈之電磁感應信號的振幅值就會變小。該二次側認證用線圈之電磁感應信號係當作負載調變信號供應至一次側認證用線圈。非接觸式供電裝置係根據被供應的負載調變信號之振幅而檢測金屬異物。
然而,在上述公報之技術中,當在正對面的一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之間從一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之中心位置離開之位置有較小的金屬異物時,一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之間的磁性耦合並未變小。結果,無法期待高度的檢測精度。
又,在上述公報之非接觸式供電系統中係在供電用線圈之內側配置有二個一次側認證用線圈,且在受電用線圈之內側配置有二個二次側認證用線圈。各一次側認證用線圈之中心軸係對於供電用線圈之中心軸偏倚。各二次側認證用線圈之中心軸係對於受電用線圈之中心軸偏倚。
在此情況下,當在正對面的一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之中心位置夾介存在有金屬異物時,可精度佳地檢測該金屬異物。本案發明人發現了以下情形:當在正對面的供電用線圈與受電用線圈之中心位置有較小之金屬異物時,一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之間的磁性耦合並未變小,而無法精度佳地檢測該金屬異物。
因此,本發明之目的在於提供一種提高金屬異物之檢測精度的非接觸式供電系統之金屬異物檢測方法。
本發明係提供一種適合該金屬異物檢測方法的非接觸式供電裝置、受電裝置及非接觸式供電系統。
本發明之第1態樣係提供一種包含非接觸式供電裝置與受電裝置之非接觸式供電系統中的金屬異物檢測方法。前述非接觸式供電裝置係具備一個以上之供電區域、對前述供電區域賦予對應關係之一次線圈及一次側認證用線圈,前述受電裝置係設置於具備有一個以上之受電區域的電子機器,且具備對前述受電區域賦予對應關係之二次線圈及二次側認證用線圈。前述方法係具備以下之步驟:前述一次側認證用線圈送出認證用振盪信號;前述二次側認證用線圈響應前述認證用振盪信號而將認證信號進行振盪;在前述一次側認證用線圈接收並認證前述認證信號之後,藉由前述一次線圈所振盪出之送電用振盪信號使前述二次線圈產生二次電力;基於來自前述一次線圈之前述送電用振盪信號,來檢測在前述一次線圈與前述二次線圈之間是否有金屬異物;以及基於來自前述一次側認證用線圈之前述認證用振盪信號,來檢測在前述一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之間是否有金屬異物。前述一次線圈與一次側認證用線圈係在前述供電區域,配置於互為不同之位置,前述二次線圈與二次側認證用線圈係在前述受電區域,配置於互為不同之位置。
作為其一例係在進行前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物之檢測前,先進行前述一次線圈與前述二次線圈之間的金屬異物之檢測,當檢測出存在於前述一次線圈與前述二次線圈之間的金屬異物時,不進行前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物之檢測。
作為其一例,從前述一次線圈振盪出的前述送電用振 盪信號之振盪頻率係比從前述一次側認證用線圈振盪出的前述認證用振盪信號之振盪頻率還低。
作為其一例,在進行前述一次線圈與二次線圈之間的金屬異物之檢測前,先進行前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物之檢測,當檢測出存在於前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物時,不進行前述一次線圈與二次線圈之間的金屬異物之檢測。
作為其一例,從前述一次側認證用線圈振盪出的前述認證用振盪信號之振盪頻率係比從前述一次線圈振盪出的前述送電用振盪信號之振盪頻率還低。
作為其一例,前述一次線圈係配置於前述供電區域之中央,前述一次側認證用線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的一次側認證用第1線圈與一次側認證用第2線圈所構成,前述一次側認證用第1線圈與前述一次側認證用第2線圈係在前述供電區域,將前述一次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置,前述二次線圈係配置於前述受電區域之中央,前述二次側認證用線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的二次側認證用第1線圈與二次側認證用第2線圈所構成,前述二次側認證用第1線圈與前述二次側認證用第2線圈係在前述受電區域,將前述二次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
作為其一例,前述一次側認證用線圈係配置於前述供電區域之中央,前述一次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之一次線圈與第2之一次線圈所構成,前述第1之一次線圈與前述第2之一次線圈係在前述供電區域,將前述一次側認證用線圈夾於其間而彼此 配置於對稱位置,前述二次側認證用線圈係配置於前述受電區域之中央,前述二次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之二次線圈與第2之二次線圈所構成,前述第1之二次線圈與前述第2之二次線圈係在前述受電區域,將前述二次側認證用線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
本發明之第2態樣係提供一種非接觸式供電裝置,其係與具有二次線圈及二次側認證用線圈之受電裝置一起使用者,該二次線圈係響應送電用振盪信號而產生二次電力,該二次側認證用線圈係響應認證用振盪信號而將認證用信號進行振盪。該非接觸式供電裝置係包含:一個以上之供電區域;一次線圈及一次側認證用線圈,該一次線圈係對前述供電區域賦予對應關係且用以將前述送電用振盪信號進行振盪,該一次側認證用線圈係對前述供電區域賦予對應關係且用以前述認證用振盪信號進行振盪。前述供電區域內的前述一次線圈之中心位置與前述一次側認證用線圈之中心位置係互為不同。該非接觸式供電裝置係具備:第1波封(envelope)檢波電路,在前述一次線圈接收到送電用負載調變信號時,將該送電用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第1負載調變信號,該送電用負載調變信號係反映因從前述一次線圈振盪出之前述送電用振盪信號而引起的前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第2波封檢波電路,當在前述一次側認證用線圈接收到認證用負載調變信號時,將該認證用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第2負載調變信號,該認證用負載調變信號係反映因從前述一次側認證用線圈振盪出之前述認證 用振盪信號而引起的前述一次側認證用線圈與前述二次側認證用線圈之間的磁通變化而得;以及系統控制部,基於從前述第1波封檢波電路供應之前述第1負載調變信號及從前述第2波封檢波電路供應之前述第2負載調變信號來判定在前述供電區域是否有金屬異物。
作為其一例,前述一個以上之供電區域係複數個供電區域,前述非接觸式供電裝置係具備:複數個激磁電路,分別對前述複數個供電區域賦予對應關係;以及複數個振盪電路,分別對前述複數個供電區域賦予對應關係,各激磁電路係激磁對應的供電區域之前述一次線圈以發送前述送電用振盪信號,各振盪電路係激磁對應的供電區域之前述一次側認證用線圈以發送前述認證用振盪信號。
作為其一例,前述一次線圈係配置於前述供電區域之中央位置,前述一次側認證用線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的一次側認證用第1線圈與一次側認證用第2線圈所構成,前述一次側認證用第1線圈與前述一次側認證用第2線圈係將前述一次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
作為其一例,前述一次側認證用線圈係配置於前述供電區域之中央位置,前述一次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之一次線圈與第2之一次線圈所構成,前述第1之一次線圈與前述第2之一次線圈係將前述一次側認證用線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
作為其一例,前述一次線圈係以前述一次側認證用線圈接近前述受電裝置之方式,配置於前述一次側認證用線 圈之下側,前述一次線圈係捲繞於向上突出之鐵心(core),該鐵心係形成於比該一次線圈之線圈面積還大的磁性體。
本發明之第3態樣係提供一種受電裝置,其係與具備將送電用振盪信號進行振盪之一次線圈及將認證用振盪信號進行振盪之一次側認證用線圈的非接觸式供電裝置一起使用,且設置於具備一個以上之受電區域的電子機器者。該受電裝置係包含對前述受電區域賦予對應關係之二次線圈及二次側認證用線圈。該二次側認證用線圈係響應從前述一次側認證用線圈振盪出之前述認證用振盪信號而對前述一次側認證用線圈發送認證用信號,該二次線圈係藉由來自前述一次線圈之送電用振盪信號而產生二次電力者,前述二次線圈與前述二次側認證用線圈係在前述受電區域,配置於互為不同之位置。受電裝置係具備:第1調變波信號產生電路,從前述二次線圈接收到之前述送電用振盪信號產生第1調變波信號,該第1調變波信號係反映前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第1負載調變信號產生電路,依前述第1調變波信號來調變前述送電用振盪信號,藉此產生送電用負載調變信號;第2調變波信號產生電路,從前述二次側認證用線圈接收到之前述認證用振盪信號產生第2調變波信號,該第2調變波信號係反映前述一次側認證用線圈與前述二次側認證用線圈之間的磁通變化而得;以及第2負載調變信號產生電路,依前述第2調變波信號來調變前述認證用振盪信號,藉此產生認證用負載調變信號。
作為其一例,前述二次線圈係配置於前述受電區域之中央位置,前述二次側認證用線圈係由以彼此產生相反方 向之磁通的方式串聯連接的二次側認證用第1線圈與二次側認證用第2線圈所構成,前述二次側認證用第1線圈與前述二次側認證用第2線圈係將前述二次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
作為其一例,前述二次側認證用線圈係配置於前述受電區域之中央位置,前述二次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之二次線圈與第2之二次線圈所構成,前述第1之二次線圈與前述第2之二次線圈係將前述二次側認證用線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
作為其一例,前述二次線圈係以前述二次側認證用線圈接近前述非接觸式供電裝置之方式,配置於前述二次側認證用線圈之上側,前述二次線圈係捲繞於向下突出之鐵心,該鐵心係形成於比該二次線圈之線圈面積還大的磁性體。
本發明之第4態樣係提供一種非接觸式供電系統,其係具備電子機器及非接觸式供電裝置者,該電子機器係具有一個以上之受電區域與受電裝置。前述非接觸式供電裝置係包含:一個以上之供電區域;一次線圈,對該供電區域賦予對應關係且用以將送電用振盪信號進行振盪;以及一次側認證用線圈,對該供電區域賦予對應關係且用以將認證用振盪信號進行振盪。前述受電裝置係包含:二次線圈,對前述受電區域賦予對應關係且用以響應前述送電用振盪信號而產生二次電力;以及二次側認證用線圈,對前述受電區域賦予對應關係且用以響應前述認證用振盪信號而將認證信號進行振盪。前述一次線圈與前述一次側認證 用線圈係在前述供電區域中配置於互為不同之位置,前述二次線圈與前述二次側認證用線圈係在前述受電區域中配置於互為不同之位置。前述非接觸式供電裝置係具備:第1波封檢波電路,當在前述一次線圈接收到送電用負載調變信號時,將該送電用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第1負載調變信號,該送電用負載調變信號係反映因從前述一次線圈振盪出之前述送電用振盪信號而引起的前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第2波封檢波電路,當在前述一次側認證用線圈接收到認證用負載調變信號時,將該認證用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第2負載調變信號,該認證用負載調變信號係反映因從前述一次側認證用線圈振盪出之前述認證用振盪信號而引起的前述一次側認證用線圈與前述二次側認證用線圈之間的磁通變化而得;以及系統控制部,基於從前述第1波封檢波電路供應之前述第1負載調變信號及從前述第2波封檢波電路供應之前述第2負載調變信號來判定在前述供電區域是否有金屬異物。前述受電裝置係具備:第1調變波信號產生電路,從前述二次線圈接收到之前述送電用振盪信號產生第1調變波信號,該第1調變波信號係反映前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第1負載調變信號產生電路,依前述第1調變波信號來調變前述送電用振盪信號,藉此產生前述送電用負載調變信號;第2調變波信號產生電路,從前述二次側認證用線圈接收到之前述認證用振盪信號產生第2調變波信號;以及第2負載調變信號產生電路,依前述第2調變波信號來調變前述認證用振盪信號,藉此產生前述認證用負載調變信號。
本發明之其他態樣及優點係可根據以下之記載以及顯示本發明原理之例的圖式而明白。
本發明之新穎的特徵係可在特別附上之申請專利範圍中獲得明白。伴隨目的及優點的本發明係可藉由參照所附圖事而理解以下所示的本實施形態之說明。
(第1實施形態)
以下,按照圖式來說明將本發明之非接觸式供電系統具體化的第1實施形態。
如圖1所示,非接觸式供電系統係具有非接觸式供電裝置(以下,簡稱供電裝置)1以及從該供電裝置1非接觸式供電的電子機器E。
供電裝置1係具有四角形的板狀框體2。框體2之平坦的上面係形成載置電子機器E的載置面3。在載置面3係形成有複數個四角形狀之供電區域AR1。第1實施形態之載置面3係具備3×4之矩陣狀的供電區域AR1。
如圖2所示,在框體2內,且對應供電區域AR1之位置係以收納於供電區域AR內的方式配置有一次線圈L1。
如圖3(a)及(b)所示,各一次線圈L1係具備捲繞於由肥粒鐵(ferrite)構成之磁性體10的捲線。磁性體10係配合供電區域AR1之輪廓而形成四角板狀。磁性體10係具備鐵心12、及包圍鐵心12的磁軛(rim)11。鐵心12係向上的突起。鐵心12係從上方來看成為長方形(亦可為正方形)。
一次線圈L1係捲繞於磁性體10之鐵心12。於鐵心12捲繞有一次線圈L1的磁性體10係配置於框體2內且對應各供電區域AR1之位置。
如圖5所示,在各磁性體10之上側係配置有一次側認證用線圈A1。如圖4(a)及(b)所示,一次側認證用線圈A1係由利用接著劑黏附於由非磁性體樹脂材料構成之樹脂基板SB1的一次側認證用第1線圈A1a、以及一次側認證用第2線圈A1b所構成。
一次側認證用第1線圈A1a及一次側認證用第2線圈A1b係分別捲繞於非磁性樹脂製之第1鐵心C1a及一次側第2鐵心C1b。在每一供電區域AR1配置有第1線圈A1a及第2線圈A1b。在第1實施形態中,第1線圈A1a及第2線圈A1b係從上方來看彼此不重疊,較佳是在水平方向隔開地分別配置在各供電區域AR1之左半部區域與右半部區域。
如圖5所示,樹脂基板SB1係固定於對應的磁性體10之上側。此時,一次線圈L1係配置於供電區域AR1之中央部。一次側認證用第1線圈A1a與一次側認證用第2線圈A1b係將供電區域AR1之中央夾於其間而配置於對稱位置。
一次側認證用第1線圈A1a與一次側認證用第2線圈A1b係串聯連接且以彼此產生相反方向之磁通的方式捲繞。
在框體2內且除了供電區域AR1以外之位置係在電路基板安裝有:針對每一供電區域AR1即每一個一次線圈(一次側認證用線圈A1)而設置的基本供電單元電路6;以及總括控制基本供電單元電路6的系統控制部52及對此等供應驅動電源的電源電路51。各基本供電單元電路6係單獨激磁或與其他的一次線圈L1協同激磁對應的一次線圈L1,且以非接觸方式對載置於對應之供電區域AR1的電子機器 E進行供電。
又,基本供電單元電路6係激磁對應的一次側認證用線圈A1,且在與載置於載置面3的電子機器E之間以無線通信方式進行包含認證用資料在內的各種資料之授受,並檢測載置於供電區域AR1之金屬異物。
如圖1所示,在電子電器E的框體5之下面係形成有受電區域AR2。在框體5內收容有二次線圈L2。二次線圈L2係與針對供電區域AR1而設置的一次線圈L1形成同一形狀。
如圖6(a)及(b)所示,二次線圈L2係捲繞於肥粒鐵構成之磁性體20。在第1實施形態中,磁性體20係配合受電區域AR2之輪廓而形成四角板狀。磁性體20係具備鐵心22及包圍該鐵心22的磁軛21。鐵心22係向下的突起。鐵心22係從下方來看成為長方形(亦可為正方形)。二次線圈L2係與磁性體20一起配置於電子機器E之框體5內。
如圖8所示,在磁性體20下側係配置有二次側認證用線圈A2。如圖7(a)及(b)所示,二次側認證用線圈A2係由:黏附於非磁性樹脂製之樹脂基板SB2的二次側認證用第1線圈A2a及二次側認證用第2線圈A2b所構成。
二次側認證用第1線圈A2a及二次側認證用第2線圈A2b係分別捲繞於非磁性樹脂製之二次側第1鐵心C2a及二次側第2鐵心C2b。二次側認證用第1線圈A2a與二次側認證用第2線圈A2b係利用接著劑黏附於樹脂基板SB2。在第1實施形態中,二次側認證用第1線圈A2a與二次側認證用第2線圈A2b係從下方來看彼此不重疊,較佳是在水平方向隔開地分別配置在受電區域AR2之左半部區 域與右半部區域。
如圖8所示,在將樹脂基板SB2固定於磁性體20之下側時,二次線圈L2係配置於受電區域AR2之中央部。二次側認證用第1線圈A2a與二次側認證用第2線圈A2b係將受電區域AR2之中央夾於其間而配置於對稱位置。
二次側認證用第1線圈A2a與二次側認證用第2線圈A2b係串聯連接且以彼此產生相反方向之磁通的方式捲繞。
在圖示之例中,二次線圈L2係與一次線圈L1形成同一形狀。又,二次側認證用第1線圈A2a及二次側認證用第2線圈A2b係分別與針對供電裝置1之每一供電區域AR1而設置的一次側認證用第1線圈A1a及一次側認證用第2線圈A1b形成同一形狀。
如圖9(a)所示,當電子機器E之受電區域AR2與供電裝置1之供電區域AR1相對向時,一次線圈L1之中心或鐵心12與二次線圈L2之中心或鐵心22就會一致。又,一次側認證用第1線圈A1a之第1鐵心C1a與二次側認證用第1線圈A2a之第1鐵心C2a為一致。進而,一次側認證用第2線圈A1b之第2鐵心C1b與二次側認證用第2線圈A2b之第2鐵心C2b為一致。
在受電區域AR2與供電區域AR1相對向之狀態下,當激磁一次線圈L1時,就形成有如圖9(b)所示的磁性電路Φa。又,在受電區域AR2與供電區域AR1相對向之狀態下,當激磁一次側認證用線圈A1時,就形成有如圖9(c)所示的磁性電路Φb。
其次,按照圖10來說明供電裝置1與電子機器E之電子電路與控制。
電子機器E係包含受電裝置及負載Z。在圖10之例中,受電裝置係具有受電電路30、認證電路40、二次線圈L2及二次側認證用線圈A2。受電電路30係與二次線圈L2連接。接受來自供電裝置1之送電用振盪信號Φ1(參照圖14(a)的二次線圈L2係以電磁感應方式產生二次電力。認證電路40係與二次側認證用線圈A2連接。認證電路40係透過二次側認證用線圈A2而接收來自供電裝置1之認證用振盪信號Φ2(參照圖15(a))。
如圖11所示,受電電路30係具有第1整流電路31、DC/DC轉換器電路32、第1多諧振盪器(multivibrator)33、第1負載調變電路34及二次側微電腦35。
第1整流電路31係與二次線圈L2連接。第1整流電路31係將二次線圈L2之二次電力轉換成沒有漣波(ripple)的直流電壓。另外,送電用振盪信號Φ1係如圖14(a)所示具有一定振幅值及一定頻率的正弦波。
DC/DC轉換器電路32係將在第1整流電路31產生之直流電壓,DC/DC轉換成所期望的電壓,且將經該DC/DC轉換後的直流電壓供應至電子機器E之負載Z。在此,負載Z只要是以二次線圈L2之二次電力驅動的機器即可。例如,亦可為使用經DC/DC轉換後的直流電源在載置面3上驅動該負載Z的機器,或將二次電力直接當作交流電源來使用並在載置面3上驅動該負載Z的機器。又,亦可為使用經DC/DC轉換後的直流電源而將內置之充電池(二次電池)進行充電的機器。
在第1整流電路31產生之直流電壓係當作驅動電源而供應至第1多諧振盪器33與二次側微電腦35。第1多諧振 盪器33係由公知的不穩定多諧振盪器所構成。第1多諧振盪器33係基於從二次側微電腦35供應之控制信號而進行振盪動作,且將第1接通/斷開(ON/OFF)信號MP1供應至第1負載調變電路34。
如圖11所示,第1負載調變電路34之輸出端子係連接於二次線圈L2之一端。第1負載調變電路34係在第1接通/斷開信號MP1指示接通時,將二次線圈L2之前述一端透過設置於第1負載調變電路34內的電阻(未圖示)而連接於接地。第1負載調變電路34係在第1接通/斷開信號MP1指示斷開時,將二次線圈L2之前述一端與接地形成非連接。
因而,在二次線圈L2之前述一端透過第1負載調變電路34之電阻而連接於接地時,流入第1整流電路31的電流之一部分,會流動至接地。反之,在二次線圈L2之前述一端對於接地利用第1負載調變電路34進行非連接時,來自二次線圈L2之電流,會全部流動至第1整流電路31。
結果,基於送電用振盪信號Φ1而流動於二次線圈L2之兩端子間的二次電流係按照第1接通/斷開信號MP1而變化。二次線圈L2所產生的磁通係因該二次電流之變化而變化。經該變化後的磁通係藉由電磁感應使一次線圈L1之一次電流變化。
換句話說,藉由第1接通/斷開信號MP1,流動於二次線圈L2之兩端子間的電流(基於送電用振盪信號Φ1而得的電流)係可振幅調變(負載調變)成圖14(b)所示的送電用負載調變信號Φm1。該送電用負載調變信號Φm1係從二次線圈L2發送至一次線圈L1。
換言之,二次線圈L2所接收到的送電用振盪信號Φ1係發揮作為載波信號之功能。第1負載調變電路34係按照第1接通/斷開信號MP1而調變該載波信號(送電用振盪信號Φ1)之振幅,藉此產生圖14(b)所示的送電用負載調變信號Φm1。
如圖12所示,認證電路40係具有第2整流電路41、第2多諧振盪器42及第2負載調變電路43。
第2整流電路41係與二次側認證用線圈A2連接。接收到來自供電裝置1之一次側認證用線圈A1之認證用振盪信號Φ2的二次側認證用線圈A2係藉由電磁感應而產生二次電力。第2整流電路41係將二次側認證用線圈A2之二次電力轉換成沒有漣波之直流電壓。另外,認證用振盪信號Φ2係如圖15(a)所示具有一定振幅值及一定頻率的正弦波。
第2多諧振盪器42係由公知的不穩定多諧振盪器所構成,而在第2整流電路41產生之直流電壓被當作驅動電源來施加。第2多諧振盪器42係當被施加來自第2整流電路41之直流電壓時就進行振盪動作,且將第2接通/斷開信號MP2供應至第2負載調變電路43。
如圖12所示,第2負載調變電路43之輸出端子係連接於二次側認證用線圈A2之一端。第2負載調變電路43係在第2接通/斷開信號MP2指示接通時,將二次側認證用線圈A2之前述一端透過設置於第2負載調變電路43內的電阻(未圖示)而連接於接地。第2負載調變電路43係在第2接通/斷開信號MP2指示斷開時,將二次側認證用線圈A2之前述一端與接地形成非連接。
因而,在二次側認證用線圈A2之前述一端透過第2負載調變電路43之電阻而連接於接地時,流入第2整流電路41的電流之一部分,會流動至接地。反之,在二次側認證用線圈A2之前述一端對於接地利用第2負載調變電路43進行非連接時,來自二次側認證用線圈A2之電流會全部流動至第2整流電路41。
結果,基於認證用振盪信號Φ2而流動於二次側認證用線圈A2之兩端子間的二次電流係按照第2接通/斷開信號MP2而變化。二次側認證用線圈A2所產生的磁通係因該二次電流之變化而變化。經該變化後的磁通係藉由電磁感應使一次側認證用線圈A1之一次電流變化。
換句話說,藉由第2接通/斷開信號MP2,流動於二次側認證用線圈A2之兩端子間的電流(基於認證用振盪信號Φ2而得的電流)係可振幅調變(負載調變)成圖15(b)所示的認證用負載調變信號Φm2。該認證用負載調變信號Φm2係從二次側認證用線圈A2發送至一次側認證用線圈A1。
換言之,二次側認證用線圈A2所接收的認證用振盪信號Φ2係發揮作為載波信號之功能。第2負載調變電路43係按照第2接通/斷開信號MP2而調變該載波信號(認證用振盪信號Φ2)之振幅,藉此產生圖15(b)所示的認證用負載調變信號Φm2。
其次,就供電裝置1加以說明。如圖10所示,供電裝置1係具有共通單元50及基本單元60。
共通單元50係具備電源電路51、以及總括控制基本單元60的系統控制部52。電源電路51係具有整流電路及DC/DC轉換器,且利用整流電路來整流從外部供應的商用 電源。電源電路51係在將經整流後的直流電壓利用DC/DC轉換器轉換成所期望的電壓之後,將該直流電壓當作驅動電源而供應至系統控制部52及基本單元60。系統控制部52係由微電腦所構成,且總括控制基本單元60。
基本單元60係由對於各供電區域AR1(各一次線圈L1)而設置的複數個基本供電單元電路6所構成。各基本供電單元電路6係在與系統控制部52之間進行資料之授受,且由系統控制部52所控制。
各基本供電單元電路6,由於其電路構成相同,所以為了方便說明起見,按照圖13來說明一個基本供電單元電路6。
如圖13所示,基本供電單元電路6係具有一次線圈驅動控制電路61、一次側認證用線圈驅動振盪電路62、第1波封檢波電路63及第2波封檢波電路64。
一次線圈驅動控制電路61係與一次線圈L1連接。一次線圈驅動控制電路61係輸入來自系統控制部52之第1激磁控制信號CT1,且基於第1激磁控制信號CT1來驅動激磁一次線圈L1。
一次線圈驅動控制電路61,在第1實施形態中係包含全橋接(full bridge)電路。一次線圈驅動控制電路61係基於來自系統控制部52之第1激磁控制信號CT1以預先決定之頻率(例如,140kHz)來驅動激磁一次線圈L1,且從一次線圈L1使送電用振盪信號Φ1進行振盪。
一次側認證用線圈驅動振盪電路62係與一次側認證用線圈A1連接。一次側認證用線圈驅動振盪電路62係輸入來自系統控制部52之第2激磁控制信號CT2,且基於第2 激磁控制信號CT2來驅動激磁一次側認證用線圈A1。
一次側認證用線圈驅動振盪電路62,在第1實施形態中係包含柯比茲(Colpitts)振盪電路。一次側認證用線圈驅動振盪電路62係基於來自系統控制部52之第2激磁控制信號CT2以預先決定之頻率(例如,2 MHz至3MHz)來驅動激磁一次側認證用線圈A1,且從該一次側認證用線圈A1使認證用振盪信號Φ2進行振盪。換句話說,一次側認證用線圈驅動振盪電路62係從一次側認證用線圈A1發送頻率比送電用振盪信號Φ1還高的認證用振盪信號Φ2。
第1波封檢波電路63係連接於一次線圈L1。第1波封檢波電路63係檢測流動至一次線圈L1之電流,且將該檢測出的電流轉換成第1電壓信號Vx1(參照圖16(a)至(c))。第1波封檢波電路63係將該第1電壓信號Vx1進行波封檢波並產生第1負載調變信號Ve1,且將該信號Ve1供應至系統控制部52。
在此,當在載置面3(供電區域AR1)沒有載置任何物體時,就沒有供電裝置1(一次線圈L1)與電子機器E(二次線圈L2)之磁性耦合。一次線圈L1,由於不受機器E(二次線圈L2)之磁通影響,所以可從一次線圈L1發送圖14(a)所示之送電用振盪信號Φ1。
此時,第1波封檢波電路63所取入的第1電壓信號Vx1係成為與送電用振盪信號Φ1之波形對應之圖16(a)所示的正弦波。當在載置面3(供電區域AR1)沒有載置物體時,第1電壓信號Vx1之振幅係成為最大。
當在載置面3載置有電子機器E(及/或金屬片M)時,一次線圈L1與二次線圈L2(及/或一次線圈L1與金屬片M) 會磁性耦合。從一次線圈L1看到的阻抗(impedance)係依磁性耦合而變大。
此時,一次線圈L1,由於從二次線圈L2接收送電用負載調變信號Φm1(圖14(b)),所以第1波封檢波電路63所取入之第1電壓信號Vx1係變化成圖16(b)或16(c)所示之與送電用負載調變信號Φ1之波形對應的波形。
例如,在一次線圈L1與二次線圈L2之間沒有金屬片M的情況時,第1電壓信號Vx1係變化成圖16(b)所示之波形。另一方面,在一次線圈L1與二次線圈L2之間有金屬片M的情況時,第1電壓信號Vx1係變化成圖16(c)所示之波形。
在圖16(b)之第1電壓信號Vx1與圖16(c)之第1電壓信號Vx1係產生以下的期間:與來自二次線圈L2之送電用負載調變信號Φm1之波形對應之、比較大之振幅繼續的期間(高位準期間);以及比較小之振幅繼續的期間(低位準期間)。
例如,圖16(b)之第1電壓信號Vx1係具有高位準期間之振幅值Va1與低位準期間之振幅值Va2的差△ta。圖16(c)之第1電壓信號Vx1係具有高位準期間之振幅值Vb1與低位準期間之振幅值Vb2的差△tb。差△ta比差△tb還大。換句話說,在一次線圈L1與二次線圈L2之間,有金屬片M的情況,比起沒有金屬片M的情況,第1電壓信號Vx1之高位準期間與低位準期間的振幅差較小(△tb<△ta)。
此係因存在於一次線圈L1與二次線圈L2之間的金屬片M使得一次線圈L1與二次線圈L2之磁性耦合變弱,故而一次線圈L1不易受電子機器E之阻抗影響,且大幅受到 電子機器E之阻抗影響的低位準期間之振幅變化量,變得比不太受電子機器E之阻抗影響的高位準期間之振幅變化量還大所致。
第1波封檢波電路63係將與流動至一次線圈L1之電流對應的第1電壓信號Vx1進行波封檢波並轉換成第1負載調變信號Ve1,且將該信號Ve1供應至系統控制52。
第2波封檢波電路64係連接於一次側認證用線圈A1。第2波封檢波電路64係檢測流動至一次側認證用線圈A1之電流,也將該檢測電流轉換成第2電壓信號Vx2(參照圖16(a)至(c))。第2波封檢波電路64係將該第2電壓信號Vx2進行波封檢波並產生第2負載調變信號Ve2,且將該信號Ve2供應至系統控制部52。
當在載置面3(供電區域AR1)沒有載置任何物體時,一次側認證用線圈A1,由於不受電子機器E(二次線圈L2)之磁通影響,所以可從一次側認證用線圈A1發送圖15(a)所示之認證用振盪信號Φ2。
此時,第2波封檢波電路64所取入的第2電壓信號Vx2係成為與認證用振盪信號Φ2之波形對應之圖17(a)所示的正弦波。當在載置面3(供電區域AR1)沒有載置物體時,第2電壓信號Vx2之振幅係成為最大。
當在載置面3載置有電子機器E(及/或金屬片M)時,一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2(及/或一次側認證用線圈A1與金屬片M)會磁性耦合。從一次側認證用線圈A1看到的阻抗係依軸耦合而變大。
此時,一次側認證用線圈A1,由於從二次側認證用線圈A2接收認證用負載調變信號Φm2(圖15(b)),所以第2 波封檢波電路64取入之第2電壓信號Vx2係變化成圖17(b)或17(c)所示之與認證用負載調變信號Φm2之波形對應的波形。
例如,在一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之間沒有金屬片M的情況時,第2電壓信號Vx2係變化成圖17(b)所示之波形。另一方面,在一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之間有金屬片M的情況時,第2電壓信號Vx2係變化成圖17(c)所示之波形。
在圖17(b)之第2電壓信號Vx2與圖17(c)之第2電壓信號Vx2係產生以下的期間:與來自二次側認證用線圈A2之認證用負載調變信號Φm2之波形對應之、比較大之振幅繼續的期間(高位準期間);以及比較小之振幅繼續的期間(低位準期間)。
例如,圖17(b)之第2電壓信號Vx2係具有高位準期間之振幅值Vc1與低位準期間之振幅值Vc2的差△tc。圖17(c)之第2電壓信號Vx2係具有高位準期間之振幅值Vd1與低位準期間之振幅值Vd2的差△td。差△tc比差△td還大。換句話說,在一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之間,有金屬片M的情況,比起沒有金屬片M的情況,第2電壓信號Vx2之高位準期間與低位準期間的振幅差會變小(△td<△tc)。
此係因存在於一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之間的金屬片M使得一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之磁性耦合變弱,故而一次側認證用線圈A1不易受電子機器E之阻抗影響,且大幅受到電子機器E之阻抗影響的低位準期間之振幅變化量,變得比不太受電 子機器E之阻抗影響的高位準期間之振幅變化量還大所致。
第2波封檢波電路64係將流動至一次側認證用線圈A1之電流轉換成第2電壓信號Vx2,將該第2電壓信號Vx2進行波封檢波並產生第2負載調變信號Ve2,且將該信號Ve2供應至系統控制52。
系統控制部52係具有:將從第1及第2波封檢波電路63、64供應之第1及第2負載調變信號Ve1、Ve2進行A/D轉換的A/D轉換電路。
系統控制部52係基於經A/D轉換後之第1及第2負載調變信號Ve1、Ve2,來判定在非接觸式供電裝置之載置面3是否有電子機器E及是否有金屬片M。
其次,說明非接觸式供電系統之作用。圖18之流程圖係顯示設置於供電裝置1的系統控制部52之處理動作。
當未圖示之電源開關接通,而對電源電路51供應商用電源時,電源電路51係將直流電壓當作驅動電源供應至系統控制部52及各基本供電單元電路6。
系統控制部52係對基本供電單元電路6之一次線圈驅動控制電路61依次供應第1激磁控制信號CT1,並將供電區域AR1之一次線圈依序在一定期間逐一激磁以使送電用振盪信號Φ1進行振盪(步驟S1-1)。
當送電用振盪信號Φ1被振盪時,系統控制部52係將從對應的第1波封檢波電路63供應之第1負載調變信號Ve1依次進行A/D轉換(步驟S1-2)。
系統控制部52係判定經A/D轉換後的第1負載調變信號Ve1之振幅值(高位準期間之振幅)Vh1是否比預先決定之基準振幅Vk1還大(步驟S1-3)。例如,預先決定之基準振 幅Vk1係與在一次線圈L1及鐵心12上沒有載置任何物時之送電用振盪信號Φ1對應、即與圖16(a)所示的第1電壓信號Vx1之振幅對應的第1負載調變信號Ve1之振幅值(高位準)。該基準振幅Vk1係可事先以實驗等來求出。基準振幅Vk1係儲存於內置在系統控制部52之記憶體中。
系統控制部52係當判定第1負載調變信號Ve1之振幅值Vh1比基準振幅Vk1還大時(在步驟S1-3為「是」),如圖19(a)所示,就判定在一次線圈L1及鐵心12上沒有載置電子機器E(步驟S1-4)。
之後,系統控制部52係檢查電源開關是否變成斷開(步驟S1-5)。
在電源開關非為斷開的情況(在步驟S1-5中為「否」),系統控制部52係回到步驟S1-1,且重複步驟S1-1至步驟S1-5之動作,而等待電子機器E之載置。換句話說,系統控制部52係在電源開關變成斷開為止,依序間歇激磁供電區域AR1之一次線圈L1並將送電用振盪信號Φ1進行振盪,且等待載置有供電的電子機器E。
另一方面,系統控制部52係在判定振幅值Vh1為基準振幅Vk1以下時(在步驟S1-3中為「否」),如圖19(b)、(c)、(d)所示,判斷在一次線圈L1及鐵心12上有存在某種物體(電子機器E及/或金屬片M)並移行至步驟S1-6。
在步驟S1-6中,系統控制部52係根據第1負載調變信號Ve1之高位準期間與低位準期間的振幅而求出振幅差△tx1,且判斷該振幅差△tx1是否比預先決定之基準差△tk1還小。
例如,該基準差△tk1係在一次線圈L1及鐵心12與二 次線圈L2及鐵心22之間存在金屬片M時、即與圖16(c)所示的第1電壓信號Vx1之振幅差△tb對應的第1負載調變信號Ve1之振幅差。該基準差△tk1係可事先以實驗等來求出。基準差△tk1係儲存於內置在系統控制部52之記憶體中。
比基準差△tk1還小的振幅差△tx1係指在一次線圈L1及鐵心12上沒有存在金屬片M之意。反之,基準差△tk1以上的振幅差△tx1係指在一次線圈L1及鐵心12上有存在金屬片M之意。
系統控制部52係當判定振幅差△tx1比基準差△tk1還小時(在步驟S1-6中為「是」),如圖19(b)所示,就判定在一次線圈L1及鐵心12上有存在金屬片M(步驟S1-7),且檢查電源開關是否變成斷開(步驟S1-5)。
在電源開關非為斷開的情況(在步驟S1-5中為「否」),系統控制部52係回到步驟S1-1,且重複步驟S1-1至S1-3、S1-6、S1-7、S1-5之動作,並使金屬片M去除,而等待電子機器E載置於載置面3。換句話說,系統控制部52係在電源開關變成斷開為止,依序間歇激磁供電區域AR1之一次線圈L1並將送電用振盪信號Φ1進行振盪,而等待電子機器E之載置。
另外,在有存在金屬片M的狀態下,雖然一次線圈L1係依序被間歇激磁,但是間歇激磁驅動係以幾乎或完全不使金屬片M之溫度上升的方式被決定。
當判定振幅差△tx1為基準差△tk1以上時(在步驟S1-6中為「否」),系統控制部52就判定在一次線圈L1及鐵心12與二次線圈L2及鐵心22之間沒有存在金屬片M。
其次,如圖19(c)所示,系統控制部52係調查在一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之間是否有存在金屬片M。系統控制部52係對各基本供電單元電路6之一次側認證用線圈驅動振盪電路62依序供應第2激磁控制信號CT2,並依序在一定期間激磁供電區域AR1之一次側認證用線圈A1以使認證用振盪信號Φ2進行振盪(步驟S1-8)。
當認證用振盪信號Φ2被振盪時,系統控制部52係將從對應的第2波封檢波電路64供應之第2負載調變信號Ve2依次進行A/D轉換(步驟S1-9)。
系統控制部52係求出經A/D轉換後的第2負載調變信號Ve2之高位準值與低位準值的差△tx2,且判斷該差△tx2是否比預先決定之基準差△tk2還小(步驟S1-10)。例如,該基準差△tk2係與圖17(c)所示的第2電壓信號Vx2之差△td對應的第2負載調變信號Ve2之差。該基準差△tk2係可事先以實驗等來求出。基準差△tk2係儲存於內置在系統控制部52之記憶體中。
比基準差△tk2還小的差△tx2係指在一次側認證用線圈A1(A1a、A1b)之一次側第1鐵心C1a及一次側第2鐵心C1b上沒有存在金屬片M之意。反之,基準差△tk2以上的差△tx2係指在一次側認證用線圈A1(A1a、A1b)之一次側第1鐵心C1a及一次側第2鐵心C1b上有存在金屬片M之意。
系統控制部52係當判定差△tx2比基準差△tk2還小時(在步驟S1-10中為「是」),如圖19(c)所示,就判定在一次側第1鐵心C1a或一次側第2鐵心C1b上有存在金屬片M(步驟S1-11),且檢查電源開關是否變成斷開(步驟S1-5)。
在電源開關非為斷開的情況(在步驟S1-5中為「否」), 系統控制部52係回到步驟S1-1,且重複步驟S1-1至S1-3、S1-6、S1-8至S1-11、S1-5之動作,而等待電子機器E之載置。換句話說,系統控制部52係在電源開關變成斷開為止,依序間歇激磁供電區域AR1之一次線圈L1及一次側認證用線圈A1並使金屬片M去除,而等待供電的電子機器E之載置。
另外,在有存在金屬片M的狀態下,雖然一次側認證用線圈A1係依序被間歇激磁,但是該間歇激磁驅動係以不使金屬片M之溫度幾乎或完全上升的方式被決定。
在步驟S1-10中,當判定差△tx2為基準差△tk2以上時(在步驟S1-10中為「否」),系統控制部52就如圖19(d)所示般地判定在一次側認證用線圈A1(A1a、A1b)及二次側認證用線圈A2(A2a、A2b)之間沒有存在金屬片M(步驟S1-12)。
如此,在一次線圈L1及鐵心12與二次線圈L2及鐵心22之間,且在一次側認證用線圈A1(A1a、A1b)及二次側認證用線圈A2(A2a、A2b)之間皆沒有存在金屬片M的情況,系統控制部52係進行機器認證處理。
順便一提,取決於系統控制部52之機器認證處理係從各一次側認證用線圈A1使認證用振盪信號Φ2依次進行振盪。系統控制部52係藉由從第2波封檢波電路64取得的第2負載調變信號Ve2之波形,而判斷是否為能夠供電的電子機器E。
在認證成立時,系統控制部52係激磁載置有該能夠供電之電子機器E的供電區域AR1之一次線圈L1並對該電子機器E進行供電。
其次,記載第1實施形態之效果。
(1)依據第1實施形態,在供電裝置1之供電區域AR1係使一次線圈L1與一次側認證用線圈A1(A1a、A1b)配置於不同的位置。在電子機器E之受電區域AR2係使二次線圈L2與二次側認證用線圈A2(A2a、A2b)配置於不同的位置。在一次線圈L1與二次線圈L2之間、及一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之間,進行金屬片M之檢測。因而,在各供電區域AR1中增加能夠檢測金屬異物之面積,又提高供電區域AR1之較小金屬異物的檢測精度。
(2)依據第1實施形態,發揮作為一次側認證用線圈A1之功能的一次側認證用第1線圈A1a與一次側認證用第2線圈A1b係將配置於供電區域AR1之中央位置的一次線圈L1夾於其間而彼此配置於對稱位置。又,發揮作為二次側認證用線圈A2之功能的二次側認證用第1線圈A2a與二次側認證用第2線圈A2b係將配置於受電區域AR2之中央位置的二次線圈L2夾於其間而彼此配置於對稱位置。因而,一次側認證用線圈A1之數量增加的部分,會在各供電區域AR1中增加能夠檢測金屬異物之面積,又可提高供電區域AR1之較小金屬異物的檢測精度。
而且,將一次線圈L1夾於其間而彼此配置於對稱位置的一次側認證用第1線圈A1a及一次側認證用第2線圈A1b係彼此產生相反方向之磁通。對應於此,將二次線圈L2夾於其間而彼此配置於對稱位置的二次側認證用第1線圈A2a及二次側認證用第2線圈A2b係彼此產生相反方向之磁通。因而,由於在激磁一次側認證用線圈A1時,形成有圖9(c)所示之磁性電路Φb,所以可檢測位於僅在一次線圈 L1與二次線圈L2無法進行檢測之範圍的金屬異物。反之,由於在激磁一次線圈L1時,形成有圖9(b)所示之磁性電路Φa,所以可檢測位於僅在一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2無法進行檢測之範圍的金屬異物。
(3)依據第1實施形態,針對金屬檢測,先在一次線圈驅動控制電路61從一次線圈L1將送電用振盪信號Φ1進行振盪並判別在一次線圈L1上是否存在金屬片M。當判定出在一次線圈L1上有存在金屬片M時(在步驟S1-6中為「是」),使一次側認證用線圈驅動振盪電路62驅動且不從一次側認證用線圈A1將認證用振盪信號Φ2進行振盪而形成待機狀態。
因而,系統控制部52係可更快速地回到待機狀態,且可減輕系統控制部52之負荷。
(4)依據第1實施形態,一次線圈L1係捲繞於鐵心12,該鐵心12係形成於面積比一次側認證用線圈A1之線圈面積還寬的磁性體10。又,二次線圈L2捲繞於鐵心2,該鐵心22係形成於面積比二次側認證用線圈A2之線圈面積還寬的磁性體20。另一方面,捲繞於樹脂製之第1及第2鐵心C1a、C1b的一次側認證用線圈A1係黏附於樹脂基板SB1。又,捲繞於樹脂製之第1及第2鐵心C2a、C2b的二次側認證用線圈A2係黏附於樹脂基板SB2。因而,一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之磁性耦合係藉由磁性體10、20而變強。換句話說,當將第1及第2鐵心C1a、C1b、C2a、C2b及樹脂基板SB1、SB2變更成磁性體時,藉由一次線圈L1與二次線圈L2間之磁性耦合而會在經該變更後的磁性體產生渦電流且發熱,結果使一次側認 證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之磁性耦合變弱。
另外,在第1實施形態中係將一次線圈L1之線圈面積形成與一次側認證用第1線圈A1a(一次側認證用第2線圈A1b)之線圈面積相同。此亦可將一次線圈L1之線圈面積形成較大來實施。
在第1實施形態中係將送電用振盪信號Φ1之頻率形成比認證用振盪信號Φ2還低來實施。
在一次線圈L1與二次線圈L2之諧振電路特性中從將Q值形成最大的觀點來看,為了要形成最適的電感值而使送電用振盪信號Φ1之頻率變低且使線圈之圈數變多,結果線圈面積會變大。因而,藉由線圈之面積變大,可交鏈(interlinkage)更多的磁通,且能夠進行更寬區域之金屬片M的檢測。
藉此,可先以頻率低的送電用振盪信號Φ1來進行供電區域AR1之寬範圍的金屬檢測,之後以頻率高的認證用振盪信號Φ2來進行供電區域AR1之窄範圍的金屬檢測。換句話說,可在最初就供電區域AR1之較寬部分進行金屬檢測之後,再就供電區域AR1之較窄部分進行檢測。
因而,在先以頻率低的送電用振盪信號Φ1來進行供電區域AR1之寬範圍的金屬片M之檢測,並在該時點有檢測出金屬片M的情況,就不用以頻率高的認證用振盪信號Φ2來進行金屬檢測而可跳過(skip)金屬檢測處理流程。結果,可更縮短金屬檢測所需的時間。
其次,有關本發明之第2實施形態係按照圖20及圖21就與第1實施形態有差異的部分加以詳細說明。
第2實施形態係在一次及二次線圈L1、L2與一次側及 二次側認證用線圈A1、A2之構成點與第1實施形態不同。
如圖20所示,在第2實施形態中,設置於供電區域AR1之一次線圈L1係配置於比一次側認證用線圈A1還靠上側,而設置於受電區域AR2之二次線圈L2係配置於比二次側認證用線圈A2之下側。
在圖20中,一次側認證用線圈A1係捲繞於與在第1實施形態中捲繞一次線圈L1之方式同樣之由肥粒鐵所構成的磁性體10。磁性體10係配合供電區域AR1之外形形狀而形成四角板狀。磁性體10係具備鐵心12及包圍該鐵心12之磁軛11。鐵心12係向上的突起。鐵心12係從上方來看成為長方形(亦可為正方形)。
一次側認證用線圈A1係捲繞於磁性體10之鐵心12。一次側認證用線圈A1與磁性體10,於係配置於框體2內且對應各供電區域AR1之位置。
在各磁性體10之上側係固定有利用黏著劑黏附一次線圈L1的非磁性樹脂製之樹脂基板SB1。黏附於樹脂基板SB1之一次線圈L1係由第1之一次線圈L1a及第2之一次線圈L1b所構成。
第1之一次線圈L1a及第2之一次線圈L1b係分別捲繞於非磁性樹脂製之第1鐵心C1a與第2鐵心C1b。第1之一次線圈L1a與第2之一次線圈L1b係利用黏著劑黏附於樹脂基板SB1。第1之一次線圈L1a及第2之一次線圈L1b係從上方來看彼此不重疊,較佳是在水平方向隔開地分別配置在各供電區域AR1之左半部區域與右半部區域。
因而,在將樹脂基板SB1固定於磁性體10之上側時,一次側認證用線圈A1係配置於供電區域AR1之中央部。 第1之一次線圈L1a與第2之一次線圈L1b係將供電區域AR1之中央夾於其間而配置於對稱位置。
第1之一次線圈L1a與第2之一次線圈L1b係串聯連接且以彼此產生相反方向之磁通的方式捲繞。
二次側認證用線圈A2係捲繞於與第1實施形態之二次線圈L2同樣之由肥粒鐵所構成的磁性體20。在第2實施形態中,磁性體20係配合受電區域AR2而形成四角板狀。磁性體20係具備鐵心22及包圍該鐵心22之磁軛21。鐵心22係向下的突起。鐵心22係從下方來看成為長方形(亦可為正方形)。在鐵心22捲繞有二次側認證用線圈A2的磁性體20係配置於電子機器E之框體5內。
電子機器E係在其框體5內且磁性體20下側,固定有利用黏著劑黏附二次線圈L2的非磁性樹脂製之樹脂基板SB2。黏附於樹脂基板SB2之二次線圈L2係由第1之二次線圈L2a及第2之二次線圈L2b所構成。
第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b係分別捲繞於非磁性樹脂製之第1鐵心C2a與第2鐵心C2b。第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b係利用黏著劑黏附於樹脂基板SB2。第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b係從下方來看彼此不重疊,較佳是在水平方向隔開地分別配置在各受電區域AR2之左半部區域與右半部區域。
因而,在將樹脂基板SB2固定於磁性體20之下側時,二次側認證用線圈A2係配置於受電區域AR2之中央部。第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b係將受電區域AR2之中央夾於其間而配置於對稱位置。
第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b係串聯連 接且以彼此產生相反方向之磁通的方式捲繞。
另外,二次側認證用線圈A2係與一次側認證用線圈A1形成同一形狀。又,第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b係與針對供電裝置1之每一供電區域AR1而設置的第1之一次線圈L1a與第2之一次線圈L1b分別形成同一形狀。
如圖20所示,當電子機器E之受電區域AR2與供電裝置1之供電區域AR1相對向時,一次側認證用線圈A1之鐵心12與二次側認證用線圈A2之鐵心22就會一致。又,第1之一次線圈L1a之第1鐵心C1a與第1之二次線圈L2a之第1鐵心C2a係一致。再者,第2之一次線圈L1b之第2鐵心C1b與第2之二次線圈L2b之第2鐵心C2b係一致。
當在受電區域AR2與供電區域AR1相對向之狀態下,激磁一次線圈L1時,就形成有圖21(a)所示的磁性電路Φc。又,當在受電區域AR2與供電區域AR1相對向之狀態下,激磁一次側認證用線圈A1時,就形成有圖21(b)所示的磁性電路Φd。
一次線圈L1及一次側認證用線圈A1係與對應各供電區域AR1而設置的基本供電單元電路6分別電性連接。詳言之,一次線圈L1係連接於一次線圈驅動控制電路61及第1波封檢波電路63。又,一次側認證用線圈A1係連接於一次側認證用線圈驅動振盪電路62及第1波封檢波電路63。
二次線圈L2係連接於受電電路30,並且二次側認證用線圈A2係連接於認證用電路40。詳言之,二次線圈L2係 連接於第1整流電路31及第1負載調變電路34。又,二次側認證用線圈A2係連接於第2整流電路41及第2負載調變電路43。
因而,在第2實施形態中,亦與第1實施形態同樣,利用系統控制部52來控制各基本供電單元電路6,藉此可同樣獲得在第1實施形態所示的(1)至(3)之效果。
又,依據第2實施形態,一次側認證用線圈A1係捲繞於鐵心12,該鐵心12係形成於面積比一次線圈L1之線圈面積還寬之磁性體10。又,二次側認證用線圈A2係捲繞於鐵心22,該鐵心22係形成於面積比二次線圈L2之線圈面積還寬之磁性體20。
另一方面,捲繞於樹脂製之第1及第2鐵心C1a、C1b的第1及第2之一次線圈L1a、L1b係黏附於樹脂基板SB1。又,捲繞於樹脂製之第1及第2鐵心C2a、C2b的第1及第2之二次線圈L2a、L2b係黏附於樹脂基板SB2。
因而,可利用磁性體10、20來加強一次線圈L1與二次線圈L2之磁性耦合。換句話說,在將第1及第2鐵心C1a、C1b、C2a、C2b及樹脂基板SB1、SB2變更成磁性體時,可藉由一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2間之磁性耦合而在經該變更後的磁性體產生渦電流且發熱。結果,一次線圈L1與二次線圈L2之磁性耦合被減弱之故。
其次,按照圖22就本發明之第3實施形態加以說明。
在第3實施形態中,與第1實施形態之差異點在於:根據一次側認證用線圈A1使認證用振盪信號Φ2進行振盪並進行金屬片M之檢測,之後,根據一次線圈L1使送電 用振盪信號Φ1進行振盪,並進行金屬片M之檢測。隨之,具有以下特徵:將認證用振盪信號Φ2之頻率,形成比送電用振盪信號Φ1之頻率還低。
因而,系統控制部52之處理動作與第1實施形態不同。因此,為了方便說明起見,按照用以說明設置於供電裝置1的系統控制部52之處理動作的圖22之流程圖來加以說明。
系統控制部52係當供應有驅動電源時,就依次對各基本供電單元電路61之一次側認證用線圈驅動振盪電路62供應第2激磁控制信號CT2,並於一定期間激磁各一次側認證用線圈A1以使認證用振盪信號Φ2進行振盪(步驟S2-1)。供電區域AR1之一次側認證用線圈A1係依序將認證用振盪信號Φ2在一定期間進行振盪。
藉由各一次側認證用線圈A1之認證用振盪信號Φ2在一定期間之振盪,系統控制部52係從各第2波封檢波電路64將第2負載調變信號Ve2進行A/D轉換而依次取得(步驟S2-2)。
系統控制部52係判定所取得之經A/D轉換後的第2負載調變信號Ve2之振幅值(高位準期間之振幅)Vh2是否比預先決定之基準振幅Vk2還大(步驟S2-3)。在此,預先決定之基準振幅Vk2係基於在一次側認證用線圈A1上沒有載置任何物時之認證用振盪信號Φ2而得之、與圖17(a)所示的第2電壓信號Vx2之振幅值(高位準值)對應的第2負載調變信號Ve2之振幅值(高位準值)。該基準振幅Vk2係可事先以實驗等來求出。基準振幅Vk2係儲存於內置在系統控制部52之記憶體中。
系統控制部52係當判定第2負載調變信號Ve2之振幅值Vh2比基準振幅Vk2還大時(在步驟S2-3為「是」),就判定在一次側認證用線圈A1上沒有載置電子機器E(步驟S2-4)。
系統控制部52係當判定在各一次側認證用線圈A1上沒有載置用以供電的電子機器E時(步驟S2-4),就檢查電源開關是否變成斷開(步驟S2-5)。
在電源開關非為斷開的情況(在步驟S2-5中為「否」),系統控制部52係回到步驟S2-1,且重複步驟S2-1至步驟S2-5之動作,而等待電子機器E之載置。
另一方面,系統控制部52係在判定振幅值Vh2為基準振幅Vk2以下時(在步驟S2-3中為「否」),假設在一次側認證用線圈A1上有存在物體(電子機器E)並移至步驟S2-6。
在步驟S2-6中,系統控制部52係根據第2負載調變信號Ve2之高位準值與低位準值而求出差△tx2,且判斷該差△tx2是否比預先決定之基準差△tk2還小。
系統控制部52係當判定差△tx2比基準差△tk2還小時(在步驟S2-6中為「是」),就判定在一次側認證用線圈A1上有存在金屬片M(步驟S2-7)。系統控制部52係當判定在各一次側認證用線圈A1之任一個上有存在金屬片M時(步驟S2-7),就檢查電源開關是否變成斷開(步驟S2-5)。
在電源開關非為斷開的情況(在步驟S2-5中為「否」),系統控制部52係回到步驟S2-1,且重複步驟S2-1至S2-3、S2-6、S2-7、S2-5之動作,並使金屬片M去除,而等待電子機器E之載置。
在步驟S2-6中,當判定差△tx2為基準差△tk2以上時(在步驟S2-6中為「否」),系統控制部52就判定在一次側認證用線圈A1與二次側認證用線圈A2之間沒有存在金屬片M。系統控制部51係為了檢測在一次線圈L1與二次線圈L2之間是否存在金屬片M而移行至步驟S2-8。
系統控制部52係對各基本供電單元電路6之一次線圈驅動控制電路61依次供應第1激磁控制信號CT1,並於一定期間激磁各一次線圈L1以使送電用振盪信號Φ1進行振盪(步驟S2-8)。因而,供電區域AR1之一次線圈L1係依序將送電用振盪信號Φ1在一定期間進行振盪。
藉由各一次線圈L1之送電用振盪信號Φ1在一定期間之振盪,系統控制部52係從各第1波封檢波電路63將第1負載調變信號Ve1進行A/D轉換並依次取得(步驟S2-9)。
接著,系統控制部52係根據所取得之第1負載調變信號Ve1的高位準值與低位準值而求出振幅差△tx1,且判定該振幅差△tx1是否比預先決定之基準差△tk1還小(步驟S2-10)。
系統控制部52係當判定振幅差△tx1比基準差△tk1還小時(在步驟S2-10中為「是」),就判定在一次線圈L1上有存在金屬片M(步驟S2-11)。系統控制部52係當判定在一次線圈L1上有存在金屬片M時(步驟S2-11),就檢查電源開關是否變成斷開(步驟S2-5)。
在電源開關非為斷開的情況(在步驟S2-5中為「否」),系統控制部52係回到步驟S2-1,且重複步驟S2-1至S2-3、S2-6、S2-8至S2-11、S2-5之動作,而等待電子機器E之載置。換句話說,系統控制部52係在電源開關變成斷開為 止,依序間歇激磁供電區域AR1之一次線圈L1及一次側認證用線圈A1並使金屬片M去除,而等待供電的電子機器E之載置。
在步驟S2-10中,當判定振幅差△tx1為基準差△tk1以上時(在步驟S2-10中為「否」),系統控制部52就判定在一次線圈L1與二次線圈L2之間沒有存在金屬片M(步驟S2-12)。
當被判定在各供電區域AR1沒有存在金屬片M時,系統控制部52就會在進行機器認證處理之後,執行供電處理。
因而,在第3實施形態中,亦與第1實施形態同樣,利用系統控制部52來控制各基本供電單元電路6,藉此可同樣獲得第1實施形態所示的(1)至(4)之效果。
另外,在第3實施形態中係將一次及二次線圈L1、L2與一次側及二次側認證用線圈A1、A2基於第1實施形態之構成來使系統控制部52動作。亦可將此應用於已在第2實施形態中說明的供電裝置1之一次及二次線圈L1、L2與電子機器E之一次側及二次側認證用線圈A1、A2來實施。
另外,第1至第3實施形態亦可變更如下。
在第1實施形態中係在供電裝置1之磁性體10捲繞一個一次線圈L1,並且在電子機器E之磁性體20捲繞一個二次線圈L2。在圖23所示之例中係將由第1之一次線圈L1a與第2之一次線圈L1b之二個所構成的一次線圈L1捲繞於磁性體10,且將第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b之二個所構成的二次線圈L2捲繞於磁性體20。
磁性體10係具備:各為平面四角形狀之二個鐵心12a、12b;以及包圍兩鐵心12a、12b的磁軛11。鐵心12a、12b 係向上的突起。第1之一次線圈L1a係捲繞於第1鐵心12a,第2之一次線圈L1b係捲繞於第2鐵心12b。該二個第1及第2之一次線圈L1a、L1b係從上方來看彼此不重疊,且將供電區域AR1之中央夾於其間而對稱配置。
又,第1之一次線圈L1a與第2之一次線圈L1b係串聯連接且以彼此不產生相反方向之磁通的方式來捲繞。
磁性體20係包含鐵心22a、22b。鐵心22a、22b係向下的突起,例如為四角形狀。第1之二次線圈L2a係捲繞於第1鐵心22a,第2之二次線圈L2b係捲繞於第2鐵心22b。第1及第2之一次線圈L2a、L2b係從下方來看彼此不重疊,且將受電區域AR2之中央夾於其間而對稱配置。
又,第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b係串聯連接且以彼此不產生相反方向之磁通的方式來捲繞。
在此情況下,供電裝置1之一次側認證用線圈A1,有需要為一個,該一個一次側認證用線圈A1係從上方來看被配置於第1之一次線圈L1a與第2之一次線圈L1b之中間位置。具體而言,在磁性體10之上側,固定有利用黏著劑黏附一次側認證用線圈A1的樹脂基板SB1。一次側認證用線圈A1係捲繞於非磁性樹脂製之鐵心C1。
又,電子機器E之二次側認證用線圈A2,有需要為一個,該一個二次側認證用線圈A2係從下方來看被配置於第1之二次線圈L2a與第2之二次線圈L2b之中間位置。具體而言,在磁性體20之下側,固定有利用黏著劑黏附二次側認證用線圈A2的樹脂基板SB2。二次側認證用線圈A2係捲繞於非磁性樹脂製之鐵心C2。
當在受電區域AR2與供電區域AR1相對向之狀態下, 激磁一次線圈L(L1a、L1b)時,就形成有圖24(a)所示的磁性電路Φe。又,當在受電區域AR2與供電區域AR1相對向之狀態下,激磁一次側認證用線圈A1時,就形成有圖24(b)所示的磁性電路Φf。藉由該構造,可獲得與第1實施形態同樣的效果。
在各實施形態中,雖然是在載置面3形成12個供電區域AR1,但是並非被限定於此,亦可應用於具備有一個以上之供電區域AR1的供電裝置1。
第1多諧振盪器33亦稱為第1調變波信號產生電路。第1負載調變電路34亦稱為第1負載調變信號產生電路。第2多諧振盪器42亦稱為第2調變波信號產生電路。第2負載調變電路43亦稱為第2負載調變信號產生電路。一次線圈驅動控制電路61亦稱為激磁電路。一次側認證用線圈驅動振盪電路62亦稱為振盪電路。
雖然已對圖式賦予關聯而說明本發明之實施形態,但是本發明並未被限定於上述,亦可以所附上之申請專利範圍及等效物來變更。
1‧‧‧非接觸式供電裝置(供電裝置)
2‧‧‧框體
3‧‧‧載置面
5‧‧‧框體
6‧‧‧基本供電單元電路
10、20‧‧‧磁性體
11、21‧‧‧磁軛
12、22‧‧‧鐵心
12a、22a‧‧‧第1鐵心
12b、22b‧‧‧第2鐵心
30‧‧‧受電電路
31‧‧‧第1整流電路
32‧‧‧DC/DC轉換器電路
33‧‧‧第1多諧振盪器(第1調變波信號產生電路)
34‧‧‧第1負載調變電路(第1負載調變信號產生電路)
35‧‧‧二次側微電腦
40‧‧‧認證電路
41‧‧‧第2整流電路
42‧‧‧第2多諧振盪器(第2調變波信號產生電路)
43‧‧‧第2負載調變電路(第2負載調變信號產生電路)
50‧‧‧共通單元
51‧‧‧電源電路
52‧‧‧系統控制部
60‧‧‧基本單元
61‧‧‧一次線圈驅動控制電路(激磁電路)
62‧‧‧一次側認證用線圈驅動振盪電路(振盪電路)
63‧‧‧第1波封檢波電路
64‧‧‧第2波封檢波電路
A1‧‧‧一次側認證用線圈
A2‧‧‧二次側認證用線圈
A1a‧‧‧一次側認證用第1線圈
A1b‧‧‧一次側認證用第2線圈
A2a‧‧‧二次側認證用第1線圈
A2b‧‧‧二次側認證用第2線圈
AR1‧‧‧供電區域
AR2‧‧‧受電區域
C1、C2‧‧‧鐵心
C1a‧‧‧一次側第1鐵心
C1b‧‧‧一次側第2鐵心
C2a‧‧‧二次側第1鐵心
C2b‧‧‧二次側第2鐵心
CT1‧‧‧第1激磁控制信號
CT2‧‧‧第2激磁控制信號
E‧‧‧電子機器(機器)
L1‧‧‧一次線圈
L2‧‧‧二次線圈
L1a‧‧‧第1之一次線圈
L1b‧‧‧第2之一次線圈
L2a‧‧‧第1之二次線圈
L2b‧‧‧第2之二次線圈
M‧‧‧金屬片
MP1‧‧‧第1接通/斷開信號
MP2‧‧‧第2接通/斷開信號
SB1、SB2‧‧‧樹脂基板
Va1、Va2、Vb1、Vb2、Vc1、Vc2、Vd1、Vd2‧‧‧振幅值
Ve1‧‧‧第1負載調變信號
Ve2‧‧‧第2負載調變信號
Vh1、Vh2‧‧‧振幅值
Vk1、Vk2‧‧‧基準振幅
Vx1‧‧‧第1電壓信號
Vx2‧‧‧第2電壓信號
△ta、△tb、△tc、△td‧‧‧振幅差
△tk1、△tk2‧‧‧基準差
△tx1、△tx2‧‧‧振幅差
Φ1‧‧‧送電用振盪信號
Φ2‧‧‧認證用振盪信號
Φa、Φb、Φc、Φd、Φe、Φf‧‧‧磁性電路
Φm1‧‧‧送電用負載調變信號
Φm2‧‧‧認證用負載調變信號
圖1係本發明第1實施形態的非接觸式供電系統之立體圖。
圖2係排列於非接觸式供電裝置之內部的一次線圈與一次側認證用線圈之示意圖。
圖3(a)及(b)係捲繞於磁性體的一次線圈之剖視圖與俯視圖。
圖4(a)及(b)係固設於樹脂基板的一次側認證用線圈之剖視圖與俯視圖。
圖5係配置於非接觸式供電裝置之各供電區域的狀態之一次線圈與一次側認證用線圈的剖視圖。
圖6(a)及(b)係捲繞於磁性體的二次線圈之剖視圖與仰視圖。
圖7(a)及(b)係固設於樹脂基板的二次側認證用線圈之剖視圖與仰視圖。
圖8係配置於電子機器之內部的狀態之二次線圈與二次側認證用線圈之剖視圖。
圖9(a)係顯示供電裝置之一次線圈及一次側認證用線圈、與電子機器之二次線圈及二次側認證用線圈正對面的狀態之剖視圖,圖9(b)係顯示依一次線圈之激磁而產生的磁性電路,圖9(c)係顯示依一次側認證用線圈之激磁而產生的磁性電路。
圖10係供電裝置與電子機器之方塊圖。
圖11係設置於圖10之電子機器的受電電路之方塊圖。
圖12係設置於圖10之電子機器的認證電路之方塊圖。
圖13係設置於圖10之供電裝置的基本供電單元電路之方塊圖。
圖14(a)係送電用振盪信號之波形圖,圖14(b)係送電用負載調變信號之波形圖。
圖15(a)係認證用振盪信號之波形圖,圖15(b)係認證用負載調變信號之波形圖。
圖16(a)係沒有任何物時第1波封檢波電路從一次線圈取得的電壓之波形圖,圖16(b)係沒有金屬片時第1波封檢波電路從一次線圈取得的電壓之波形圖,圖16(c)係有金屬片時第1波封檢波電路從一次線圈取得的電壓之波形圖。
圖17(a)係沒有任何物時第2波封檢波電路從一次線圈取得的電壓之波形圖,圖17(b)係沒有金屬片時第2波封檢波電路從一次線圈取得的電壓之波形圖,圖17(c)係有金屬片時第2波封檢波電路從一次線圈取得的電壓之波形圖。
圖18係說明系統控制部之處理動作的流程圖。
圖19(a)係顯示沒有載置任何物之狀態的示意圖,圖19(b)係顯示在一次線圈的鐵心與二次線圈的鐵心之間有存在金屬片之狀態的示意圖,圖19(c)係顯示在一次側認證用線圈與二次側認證用線圈間有存在金屬片之狀態的示意圖,圖19(d)係顯示在供電裝置與電子機器之間沒有存在金屬片之狀態的示意圖。
圖20係顯示用以說明第2實施形態的供電裝置之一次線圈及一次側認證用線圈與電子機器之二次線圈及二次側認證用線圈正對面之狀態的剖視圖。
圖21(a)係顯示一次線圈被激磁時之磁性電路的示意圖,圖21(b)係顯示一次側認證用線圈被激磁時之磁性電路的示意圖。
圖22係說明第3實施形態的系統控制部之處理動作的流程圖。
圖23係顯示用以說明其他例的供電裝置之一次線圈及一次側認證用線圈與電子機器之二次線圈及二次側認證用線圈正對面之狀態的剖視圖。
圖24係用以說明其他例的剖視圖,圖24(a)係顯示一次線圈被激磁時的磁性電路之示意圖,圖24(b)係顯示一次側認證用線圈被激磁時的磁性電路之示意圖。
10、20‧‧‧磁性體
A1‧‧‧一次側認證用線圈
A2‧‧‧二次側認證用線圈
A1a‧‧‧一次側認證用第1線圈
A1b‧‧‧一次側認證用第2線圈
A2a‧‧‧二次側認證用第1線圈
A2b‧‧‧二次側認證用第2線圈
L1‧‧‧一次線圈
L2‧‧‧二次線圈
SB1、SB2‧‧‧樹脂基板
Φa、Φb‧‧‧磁性電路

Claims (17)

  1. 一種金屬異物檢測方法,其係用以檢測包含非接觸式供電裝置與受電裝置之非接觸式供電系統中的金屬異物之金屬異物檢測方法,且前述非接觸式供電裝置係具備一個以上之供電區域、對前述供電區域賦予對應關係之一次線圈及一次側認證用線圈,前述受電裝置係設置於具備有一個以上之受電區域的電子機器,且具備對前述受電區域賦予對應關係之二次線圈及二次側認證用線圈,前述方法係具備以下之步驟:前述一次側認證用線圈送出認證用振盪信號;前述二次側認證用線圈響應前述認證用振盪信號而將認證信號進行振盪;在前述一次側認證用線圈接收並認證前述認證信號之後,藉由前述一次線圈所振盪出之送電用振盪信號使前述二次線圈產生二次電力;基於來自前述一次線圈之前述送電用振盪信號,來檢測在前述一次線圈與前述二次線圈之間是否有金屬異物;以及基於來自前述一次側認證用線圈之前述認證用振盪信號,來檢測在前述一次側認證用線圈與二次側認證用線圈之間是否有金屬異物,前述一次線圈與一次側認證用線圈係在前述供電區域,配置於互為不同之位置,前述二次線圈與二次側認證用線圈係在前述受電區 域,配置於互為不同之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之金屬異物檢測方法,其中在進行前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物之檢測前,先進行前述一次線圈與前述二次線圈之間的金屬異物之檢測,當檢測出存在於前述一次線圈與前述二次線圈之間的金屬異物時,不進行前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物之檢測。
  3. 如申請專利範圍第2項之金屬異物檢測方法,其中從前述一次線圈振盪出的前述送電用振盪信號之振盪頻率係比從前述一次側認證用線圈振盪出的前述認證用振盪信號之振盪頻率還低。
  4. 如申請專利範圍第1項之金屬異物檢測方法,其中在進行前述一次線圈與二次線圈之間的金屬異物之檢測前,先進行前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物之檢測,當檢測出存在於前述一次認證用線圈與二次側認證用線圈之間的金屬異物時,不進行前述一次線圈與二次線圈之間的金屬異物之檢測。
  5. 如申請專利範圍第4項之金屬異物檢測方法,其中從前述一次側認證用線圈振盪出的前述認證用振盪信號之振盪頻率係比從前述一次線圈振盪出的前述送電用振盪信號之振盪頻率還低。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之金屬異物檢測方法,其中前述一次線圈係配置於前述供電區域之中央,前述一次側認證用線圈係由以彼此產生相反方向之磁 通的方式串聯連接的一次側認證用第1線圈與一次側認證用第2線圈所構成,前述一次側認證用第1線圈與前述一次側認證用第2線圈係在前述供電區域,將前述一次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置,前述二次線圈係配置於前述受電區域之中央,前述二次側認證用線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的二次側認證用第1線圈與二次側認證用第2線圈所構成,前述二次側認證用第1線圈與前述二次側認證用第2線圈係在前述受電區域,將前述二次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之金屬異物檢測方法,其中前述一次側認證用線圈係配置於前述供電區域之中央,前述一次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之一次線圈與第2之一次線圈所構成,前述第1之一次線圈與前述第2之一次線圈係在前述供電區域,將前述一次側認證用線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置,前述二次側認證用線圈係配置於前述受電區域之中央,前述二次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之二次線圈與第2之二次線圈所構成,前述第1之二次線圈與前述第2之二次線圈係在前述受電區域,將前述二次側認證用線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
  8. 一種非接觸式供電裝置,其係與具有二次線圈及二次側認證用線圈之受電裝置一起使用之非接觸式供電裝置,該二 次線圈係響應送電用振盪信號而產生二次電力,該二次側認證用線圈係響應認證用振盪信號而將認證用信號進行振盪,且前述非接觸式供電裝置係具備:一個以上之供電區域;一次線圈及一次側認證用線圈,該一次線圈係對前述供電區域賦予對應關係且用以將前述送電用振盪信號進行振盪,該一次側認證用線圈係對前述供電區域賦予對應關係且用以前述認證用振盪信號進行振盪,前述供電區域內的前述一次線圈之中心位置與前述一次側認證用線圈之中心位置係互為不同;第1波封檢波電路,當在前述一次線圈接收到送電用負載調變信號時,將該送電用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第1負載調變信號,該送電用負載調變信號係反映因從前述一次線圈振盪出之前述送電用振盪信號而引起的前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第2波封檢波電路,當在前述一次側認證用線圈接收到認證用負載調變信號時,將該認證用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第2負載調變信號,該認證用負載調變信號係反映因從前述一次側認證用線圈振盪出之前述認證用振盪信號而引起的前述一次側認證用線圈與前述二次側認證用線圈之間的磁通變化而得;以及系統控制部,基於從前述第1波封檢波電路供應之前述第1負載調變信號及從前述第2波封檢波電路供應之前述第2負載調變信號來判定在前述供電區域是否有金屬異物。
  9. 如申請專利範圍第8項之非接觸式供電裝置,其中前述一個以上之供電區域係複數個供電區域,前述非接觸式供電裝置係具備:複數個激磁電路,分別對前述複數個供電區域賦予對應關係;以及複數個振盪電路,分別對前述複數個供電區域賦予對應關係,各激磁電路係激磁對應的供電區域之前述一次線圈以發送前述送電用振盪信號,各振盪電路係激磁對應的供電區域之前述一次側認證用線圈以發送前述認證用振盪信號。
  10. 如申請專利範圍第8項之非接觸式供電裝置,其中前述一次線圈係配置於前述供電區域之中央位置,前述一次側認證用線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的一次側認證用第1線圈與一次側認證用第2線圈所構成,前述一次側認證用第1線圈與前述一次側認證用第2線圈係將前述一次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
  11. 如申請專利範圍第8項之非接觸式供電裝置,其中前述一次側認證用線圈係配置於前述供電區域之中央位置,前述一次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之一次線圈與第2之一次線圈所構成,前述第1之一次線圈與前述第2之一次線圈係將前述一次側認證用線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
  12. 如申請專利範圍第8至11項中任一項之非接觸式供電裝置,其中前述一次線圈係以前述一次側認證用線圈接近前 述受電裝置之方式,配置於前述一次側認證用線圈之下側,前述一次線圈係捲繞於向上突出之鐵心,該鐵心係形成於比該一次線圈之線圈面積還大的磁性體。
  13. 一種受電裝置,其係與具備將送電用振盪信號進行振盪之一次線圈及將認證用振盪信號進行振盪之一次側認證用線圈的非接觸式供電裝置一起使用,且設置於具備一個以上之受電區域的電子機器之受電裝置,且前述受電裝置係具備:二次線圈及二次側認證用線圈,對前述受電區域賦予對應關係,前述二次側認證用線圈係響應從前述一次側認證用線圈振盪出之前述認證用振盪信號而對前述一次側認證用線圈發送認證用信號者,前述二次線圈係藉由來自前述一次線圈之送電用振盪信號而產生二次電力者,前述二次線圈與前述二次側認證用線圈係在前述受電區域,配置於互為不同之位置;第1調變波信號產生電路,從前述二次線圈接收到之前述送電用振盪信號產生第1調變波信號,該第1調變波信號係反映前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第1負載調變信號產生電路,依前述第1調變波信號來調變前述送電用振盪信號,藉此產生送電用負載調變信號;第2調變波信號產生電路,從前述二次側認證用線圈接收到之前述認證用振盪信號產生第2調變波信號,該第2調變波信號係反映前述一次側認證用線圈與前述二次側 認證用線圈之間的磁通變化而得;以及第2負載調變信號產生電路,依前述第2調變波信號來調變前述認證用振盪信號,藉此產生認證用負載調變信號。
  14. 如申請專利範圍第13項之受電裝置,其中前述二次線圈係配置於前述受電區域之中央位置,前述二次側認證用線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的二次側認證用第1線圈與二次側認證用第2線圈所構成,前述二次側認證用第1線圈與前述二次側認證用第2線圈係將前述二次線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
  15. 如申請專利範圍第13項之受電裝置,其中前述二次側認證用線圈係配置於前述受電區域之中央位置,前述二次線圈係由以彼此產生相反方向之磁通的方式串聯連接的第1之二次線圈與第2之二次線圈所構成,前述第1之二次線圈與前述第2之二次線圈係將前述二次側認證用線圈夾於其間而彼此配置於對稱位置。
  16. 如申請專利範圍第13至15項中任一項之受電裝置,其中前述二次線圈係以前述二次側認證用線圈接近前述非接觸式供電裝置之方式,配置於前述二次側認證用線圈之上側,前述二次線圈係捲繞於向下突出之鐵心,該鐵心係形成於比該二次線圈之線圈面積還大的磁性體。
  17. 一種非接觸式供電系統,其係具備電子機器及非接觸式供電裝置之非接觸式供電系統,該電子機器係具有一個以上之受電區域與受電裝置, 前述非接觸式供電裝置係包含:一個以上之供電區域;一次線圈,對該供電區域賦予對應關係且用以將送電用振盪信號進行振盪;以及一次側認證用線圈,對該供電區域賦予對應關係且用以將認證用振盪信號進行振盪,前述受電裝置係包含:二次線圈,對前述受電區域賦予對應關係且用以響應前述送電用振盪信號而產生二次電力;以及二次側認證用線圈,對前述受電區域賦予對應關係且用以響應前述認證用振盪信號而將認證信號進行振盪,前述一次線圈與前述一次側認證用線圈係在前述供電區域中配置於互為不同之位置,前述二次線圈與前述二次側認證用線圈係在前述受電區域中配置於互為不同之位置,前述非接觸式供電裝置係具備:第1波封檢波電路,當在前述一次線圈接收到送電用負載調變信號時,將該送電用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第1負載調變信號,該送電用負載調變信號係反映因從前述一次線圈振盪出之前述送電用振盪信號而引起的前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第2波封檢波電路,當在前述一次側認證用線圈接收到認證用負載調變信號時,將該認證用負載調變信號進行波封檢波且轉換成第2負載調變信號,該認證用負載調變信號係反映因從前述一次側認證用線圈振盪出之前述認證用振盪信號而引起的前述一次側認證用線圈與前述二次側認證用線圈之間的磁通變化而得;以及系統控制部,基於從前述第1波封檢波電路供應之前述 第1負載調變信號及從前述第2波封檢波電路供應之前述第2負載調變信號來判定在前述供電區域是否有金屬異物,前述受電裝置係具備:第1調變波信號產生電路,從前述二次線圈接收到之前述送電用振盪信號產生第1調變波信號,該第1調變波信號係反映前述一次線圈與前述二次線圈之間的磁通變化而得;第1負載調變信號產生電路,依前述第1調變波信號來調變前述送電用振盪信號,藉此產生前述送電用負載調變信號;第2調變波信號產生電路,從前述二次側認證用線圈接收到之前述認證用振盪信號產生第2調變波信號;以及第2負載調變信號產生電路,依前述第2調變波信號來調變前述認證用振盪信號,藉此產生前述認證用負載調變信號。
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