BRPI1106556A2 - dispositivo, método e sistema de alimentação de energia - Google Patents

Abstract

dispositivo, método e sistema de alimentação de energia. é descrito aqui um dispositivo de alimentação de energia incluindo: seção de transmissão de energia que transmite energia elétrica por meio e um campo magnético; um conjunto de primeiro e segundo eletrodos que são espaçados um do outro; um suprimento de energia que aplica uma voltagem entre o primeiro e o segundo eletrodos; e um detector que detecta se o corpo estranho está presente na seção de transmissão e energia ou não com base na voltagem aplicada pela fonte de energia.

Description

“DISPOSITIVO, MÉTODO E SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE ENERGIA” A presente descrição se refere a um dispositivo de alimentação de energia, um método de alimentação de energia, e um sistema de alimentação de energia que carrega um dispositivo eletrônico tal como um telefone de terminal móvel ou o similar em uma maneira sem contato.

Nos últimos anos, muita atenção tem sido dada para os dispositivos de alimentação de energia, referidos como dispositivos de alimentação de energia sem contato ou dispositivos de alimentação de energia sem fio, que abastecem os dispositivos CE (Componentes eletrônicos para consumidor) tal como telefones de terminais móveis, tocadores de música portáteis, etc. com energia elétrica em uma maneira sem contato por meio de indução eletromagnética, ressonância magnética, ou o similar. De acordo com o esquema de alimentação de energia sem contato, o conector de um dispositivo de fornecimento de energia tal como um adaptador de CA não necessita ser inserido em ou conectado a um dispositivo CE para carregar o dispositivo de CE. Mais apropriadamente, um dispositivo de CE inicia a ser carregado simplesmente quando ele é colocado em um dispositivo de alimentação de energia sem contato do tipo bandeja, que é também chamada uma bandeja de carregamento, por exemplo. Consequentemente, nenhum terminal de conexão físico é necessário entre o dispositivo de CE e o dispositivo de alimentação de energia. Já que um dispositivo de CE inicia a ser carregado simplesmente quando é colocada sobre uma bandeja de carregamento, o usuário do dispositivo de CE é submetido a menos trabalho para carregar o dispositivo de CE. Um problema com a bandeja de carregamento, contudo, é que um objeto outro do que o dispositivo de CE a ser carregado, e.g., um corpo estranho tal uma moeda ou o similar, daqui em diante referido como um “metal estranho” poderia facilmente ser colocado na bandeja de carregamento. Quando metal estranho é colocado na bandeja de carregamento, o metal estranho tende a ser aquecido pela bandeja de carregamento.

Tem sido proposto vária maneiras para detectar o metal estranho sobre uma bandeja de carregamento de modo a parar o processo de carregamento da bandeja de carregamento se o metal estranho é colocado sobre a bandeja de carregamento. De acordo com uma proposta, por exemplo, um sensor de temperatura é usado para detectar a temperatura de um objeto que é colocado sobre uma bandeja de carregamento, e o objeto é determinada como sendo corpo estranho se um aumento de temperatura anormal é detectado (ver, por exemplo, Patente Japonesa Estabelecida em Aberto de Nr. 2008-172874 (daqui em diante referida como Documento de Patente 1)). De acordo com uma outro proposta, uma carga em uma bandeja de carregamento é variada em um predeterminado padrão para detectar uma sobrecarga (ver, por exemplo, Patente Japonesa Estabelecida em Aberto de Nr. 2002-34169 (daqui em diante referida como Documento de Patente 1)).

SUMÁRIO

De acordo com o processo descrito no Documento de Patente 1, já que o objeto é determinado como corpo estranho com base em um aumento de temperatura do mesmo, não é possível prevenir o próprio corpo estranho de ser aquecido. Por conseguinte, o processo descrito não fornece uma solução fundamental para o problema do aquecimento do corpo estranho. De acordo com o processo descrito no Documento de Patente 2, é difícil precisamente determinar se a variação de carga é causada pelo dispositivo de CE ou pelo metal estranho. Embora os vários processos para detectar corpo estranho têm sido propostos na arte, conforme descrito acima, tem havido demanda para um dispositivo de alimentação de energia incorporando um novo têm sido propostos até agora.

Consequentemente, é desejável fornecer um dispositivo de alimentação de energia, um método de alimentação de energia, e um sistema de alimentação de energia que precisamente detecte corpo estranho que seja diferente de um objeto a ser abastecido com energia elétrica para prevenir o corpo estranho de ser indevidamente superaquecido no momento que o objeto é abastecido com energia elétrica por meio de um campo magnético.

De acordo com uma modalidade da presente descrição, é fornecido um dispositivo de alimentação de energia incluindo uma seção de transmissão de energia que transmite energia elétrica por meio de um campo magnético, pelo menos um conjunto de primeiro e segundo eletrodos que são espaçados um do outro, um fonte de energia que aplica uma voltagem entre o primeiro e segundo eletrodos, e um detector que detecta se corpo estranho está presente sobre a seção de transmissão de energia ou não com base na voltagem aplicada pela fonte de energia. O corpo estranho se refere a um objeto, tal como um objeto de metal, que é diferente de um objeto tal como um dispositivo eletrônico que é para ser abastecido com energia elétrica a partir da seção de transmissão de energia.

De acordo com uma modalidade da presente descrição, é também fornecido um método de alimentação de energia incluindo transmitir energia elétrica a partir da seção de transmissão de energia por meio de um campo magnético, e aplicar uma voltagem entre pelo menos um conjunto do primeiro e segundo eletrodos que estão espaçados um do outro, para detectar se corpo estranho está presente sobre a seção de transmissão de energia ou não.

De acordo com uma modalidade da presente descrição, é também fornecido um sistema de alimentação de energia incluindo pelo menos um dispositivo eletrônico e um dispositivo de alimentação de energia para transmitir energia elétrica para o pelo menos um dispositivo eletrônico.

Quando uma voltagem é aplicada entre o primeiro e segundo eletrodos, se corpo estranho é colocado através do primeiro e segundo eletrodos, isto causa um curto circuito ou acoplamento capacitivo entre o primeiro e segundo eletrodos. Por conseguinte, corpo estranho que é colocado através do primeiro e segundo eletrodos pode ser detectado com base em um curto circuito ou acoplamento capacitivo que ocorre entre o primeiro e segundo eletrodos.

Especificamente, quando um curto circuito ou acoplamento capacitivo é causado entre o primeiro e segundo eletrodos, muda um parâmetro tal como uma impedância, uma corrente, ou uma voltagem entre o primeiro e segundo eletrodos. A mudança no parâmetro é comparada com um valor limite pré-configurado para detectar o corpo estranho. O corpo estranho, que é diferente de um objeto tal como um dispositivo eletrônico que é para ser abastecido com energia elétrica a partir da seção de transmissão de energia, pode assim sendo ser detectado precisamente. Após detecção do coipo estranho, o fornecimento de energia elétrica a partir da seção de transmissão de energia é parado ou reduzido para prevenir o corpo estranho de ser indevidamente superaquecido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de uma bandeja de carregamento e um telefone de terminal móvel de um sistema de alimentação de energia de acordo com uma modalidade da presente descrição; a FIG. 2 é uma vista plana da bandeja de carregamento mostrado na Fig. 1; a FIG. 3 é uma vista transversa da bandeja de carregamento mostrada na Fig. 1; a FIG. 4 é um diagrama em bloco funcional da bandeja de carregamento e do telefone de terminal móvel mostrado na Fig. 1; as FIGS. 5A e 5B são vistas ilustrativas de um processo de detecção de metal estranho, FIG. 5A sendo uma vista mostrando a maneira na qual objetos são colocados na superfície superior da bandeja de carregamento; e FIG. 5B uma vista mostrando a relação entre mudanças de parâmetro em um valor limite; a FTG. 6 é uma vista plana de um padrão de eletrodo de acordo com um exemplo comparativo; as FIGS. 7A à 7C são vistas ilustrativas de um processo detecção de metal estranho de acordo com uma primeira modificação, FIG. 7A sendo uma vista mostrando a maneira na qual objetos são colocados na superfície superior da bandeja de carregamento; FIG. 7B uma vista mostrando uma relação entre mudanças de parâmetro e valores limites; e FIG. 7C uma vista mostrando uma estrutura de bandeja incluindo uma película disposta na superfície superior da bandeja de carregamento, i.e., nos eletrodos; as FIGS. 8A e 8B são diagramas de circuitos mostrando um circuito de detecção de acordo com uma segunda modificação; a FIG. 9A é um diagrama mostrando uma relação entre as frequências de uma fonte de energia de CA e valores de impedância, e FIG. 9B é um diagrama mostrando a relação entre as frequências de uma fonte de energia de CA e as voltagens de saída a partir de um circuito ressonante; a FIG. 10 é uma vista plana de um exemplo de um padrão de eletrodo de acordo com uma terceira modificação; as FIGS. 11A e 11B são vistas planas de outros exemplos do padrão de eletrodo de acordo com a terceira modificação; a FIG. 12 é uma vista plana de um exemplo de um padrão de eletrodo de acordo com uma quarta modificação; a FIG. 13 é uma vista plana de um exemplo de um padrão de eletrodo de acordo com uma quinta modificação; e a FIG. 14 é uma vista transversal de um telefone de terminal móvel de acordo com uma sexta modificação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A presente descrição será descrita em detalhe abaixo com referência aos desenhos. A presente descrição será descrita de acordo com a seguinte sequência: 1. Modalidade exemplar (a bandeja de carregamento com uma matriz de eletrodos positivos e negativos em forma de pontos discretos alternados); 2. Primeira modificação (um processo de detecção de corpo estranho usando dois valores limites); 3. Segunda modificação (um processo de detecção de corpo estranho usando um circuito ressonante); 4. Terceira modificação (bandejas de carregamento com matrizes de eletrodos positivos e negativos em forma linearmente discreta); 5. Quarta modificação (uma bandeja de carregamento com um padrão de interdigitação de eletrodos positivos e negativos em forma de dentes de pente entrelaçados); 6. Quinta modificação (uma bandeja de carregamento com um padrão concêntrico de eletrodos positivos e negativos em forma de ferradura alternados , i.e., substancialmente em forma de U ou em forma de anel); e 7. Sexta modificação (um dispositivo eletrônico (dispositivo de CE) incluindo uma camada de metal com dentes isolantes dispostos nela. <Modalidade exemplar>

Estrutura global: A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de alimentação dc energia (bandeja dc carregamento 1) e um dispositivo eletrônico (telefone de terminal móvel 2) de um sistema de alimentação de energia de acordo com uma modalidade da presente descrição. O sistema de alimentação de energia inclui a bandeja de carregamento 1 e o telefone de terminal móvel 2. A bandeja de carregamento 1 é um dispositivo de alimentação de energia sem contato para carregar um dispositivo eletrônico (dispositivo de CE) tal como o telefone de terminal móvel 2 em uma maneira sem contato quando o telefone de terminal móvel 2 é colocado sobre ou próximo da superfície superior da bandeja de carregamento 1. Um método de alimentação de energia de acordo com a modalidade da presente descrição também vai ser descrito abaixo em conjunto com o método de alimentação de energia uma vez que é realizada como um processo de alimentação de energia da bandeja de carregamento 1. A bandeja de carregamento 1 inclui uma bobina primária 10 para transmitir energia elétrica por meio de campo magnético, uma seção de cirucuito 11, incluindo um circuito de detecção 111 descrito mais tarde, para fornecer energia à bobina primária 10, e uma tomada de fonte de energia 13 para conectar a uma fonte de energia de CA externa, por exemplo. A bandeja de carregamento 1 também inclui uma lâmpada de aviso 12 para indicar (apresentar) ao usuário se corpo estranho é detectado ou não. Embora detalhes sejam descritos mais tarde, a bandeja de carregamento 1 ainda tem uma placa de circuito 17, que inclui a seção de circuito 11, uma camada magnética 16 disposta na placa de circuito 17, e uma camada padrão de antena 15 disposta na camada magnética 16. a bobina primária 10 é disposta na camada padrão de antena 15. A placa de circuito 17, a camada magnética 16, e a camada padrão de antena 15 podem ser acondicionados em um invólucro ou podem ser revestidos com uma camada de resina. A bandeja de carregamento 1 inclui um padrão de eletrodo, a ser descrito em detalhes mais tarde, para detectar corpo estranho. O telefone de terminal móvel 2 inclui uma bobina secundária 20 acondicionada em um invólucro 22. a bobina secundária 20 é emparelhada com a bobina primária 10 da bandeja de carregamento 1. A bandeja de carregamento 1 supre energia elétrica para o telefone de terminal móvel 2 por meio de indução eletromagnética ou ressonância magnética entre a bobina primária 10 e a bobina secundária 20. O telefone de terminal móvel 2 também inclui uma seção de circuito 21 para fornecer energia à bobina secundária 20.

Detalhes estruturais da bandeja de carregamento 1: A FIG. 2 é uma vista plana mostrando uma configuração planar da bandeja de carregamento 1, e FIG. 3 é uma vista transversal tomada ao longo da linha I - I da Fig. 2. Conforme mostrado na Fig. 3, a bandeja de carregamento 1 inclui uma camada magnética 16 e a camada padrão de antena 15 que são sucessivamente dispostas na placa de circuito 17. A camada padrão de antena 15 (a bobina primária 10), a camada magnética 16, e a placa de circuito 17 juntos servem como um exemplo específico de uma seção de transmissão de energia de acordo com a modalidade da presente descrição. A camada padrão de antena 15 é disposta no lado de uma superfície superior (superfície de irradiação) da bandeja de carregamento 1, e inclui a bobina primária 10. a bobina primária 10, que é bobinada de um predeterminado número de voltas, é formada em forma de espiral spirally shaped ao longo da superfície superior da bandeja de carregamento 1. a bobina primária 10 é embutida na, i.e., enclausurada por uma, camada de resina 15a que é parte da camada padrão de antena 15. Uma fonte de energia de CA 130 aplica uma voltagem de CA através da bobina primária 10 através da seção de circuito 11 e da tomada de fonte de energia 13 (não mostrado nas Figs. 2 e 3) para irradiar uma onda eletromagnética, i.e., gera um campo magnético, em direção ao centro no plano da bandeja de carregamento 1 perto da superfície superior do mesmo ao longo das setas na Fig. 3. a bobina primária 10 pode ter sua superfície superior exposta a partir da camada de resina 15a ou coberta com a camada de resina 15 a. Altemati vam ente, a bobina primária 10 pode ser disposta em uma placa, não mostrado. A placa e a camada de resina 15a podem ser feitos de um material que não afeta adversamente linhas do campo magnético. A camada magnética 16 tem uma função de manter a camada padrão de antena 15 e a placa de circuito 17 magneticamente isoladas cada um do outro. A camada magnética 16 é feita de um material de alta permeabilidade relativa, tal como metal baseado em ferro(Fe), ferrite, ou o similar, que deve preferencialmente be magneticamente não saturado ou ser difícil de magneticamente saturar. A placa de circuito 17, que é uma placa de Cl (circuito integrado), por exemplo, tem a seção de circuito 11 para fornecer energia à bobina primária 10, a seção de circuito 11 incluindo o circuito de detecção 111. Detalhes da seção de circuito 11 e da seção de circuito 21 do telefone de terminal móvel 2 serão descritos mais tarde. A bandeja dè carregamento 1 inclui um padrão de eletrodo para detectar o metal estranho X. O padrão de eletrodo inclui uma pluralidade de eletrodos positivos 14A e uma pluralidade de eletrodos negativos 14B, ou uma pluralidade de conjuntos de eletrodos positivos 14A e eletrodos negativos 14B, arranjados em fileiras e colunas em intervalos regularmente espaçados. Os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B são alternativamente arranjados tal que qualquer dois dos eletrodos positivos 14A não são dispostos adjacentes cada um ao outro ao longo das fileiras e colunas e qualquer dois dos eletrodos negativos 14B não são dispostos adjacentes cada um ao outro ao longo das fileiras e colunas.

Cada um dos eletrodos positivos 14A e dos eletrodos negativos 14B é de uma forma de ponto em um plano paralelo à superfície superior da bandeja de carregamento 1. Os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B são espaçados em predeterminados passos P o intervalo de 5 mm à 20 mm.

Os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B se estendem através da camada padrão de antena 15 e pelo menos uma porção da camada magnética 16 em um plano transversal perpendicular à superfície superior da bandeja de carregamento 1. Os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B têm extremidades expostas na superfície superior da camada padrão de antena 15, i.e., a superfície superior da bandeja de carregamento 1. Cada um dos eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B é da forma de uma haste ou pino tendo um altura H. Os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B são abastecidos com a voltagem de CA proveniente da fonte de energia de CA 130 através da seção de circuito 11 e da tomada de fonte de energia 13.

Arranjo de circuito: A FIG. 4 é a diagrama em bloco funcional mostrando componentes principais da bandeja de carregamento 1 e o telefone de terminal móvel 2. A seção de circuito 11 da bandeja de carregamento 1 inclui um circuito de controle 110, um circuito de detecção 111, um circuito de modulação e de demodulação 112, um circuito de amplificação 113, e um OSC (oscilador) 114. O circuito de detecção 111 é um circuito para detectar o metal estranho na superfície superior da bandeja de carregamento 1. O circuito de detecção 111 aplica uma voltagem entre os pares de eletrodos 14, i.e., os conjuntos de eletrodos positivos 14A e eletrodos negativos 14B, e determina se há metal estranho na superfície superior da bandeja de carregamento 1 ou não com base em pelo menos um dos parâmetros representando propriedades elétricas que incluem a impedância, corrente, e voltagem entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B. Especificamente, conforme descrito em maiores detalhes mais tarde, o circuito de detecção 111 mantém um valor limite com relação à mudança em pelo menos um dos parâmetros acima, compara o valor limite e uma mudança no parâmetro com base na voltagem aplicada cada uma com a outra, e detecta se há metal estranho na superfície superior da bandeja de carregamento 1 ou não com base na comparação entre o valor limite e a mudança no parâmetro. O circuito de detecção 111 serve como um exemplo específico de uma seção de detecção de acordo com a modalidade da presente descrição. O circuito de controle 110 controla o circuito de detecção 111, o circuito de modulação e de demodulação 112, o circuito de amplificação 113, o OSC 114, e a lâmpada de aviso 12. O circuito de controle 110 pode ser um microcomputador, por exemplo. O circuito de controle 110 supre energia de CA fornecida a partir da fonte de energia de CA 130 para o circuito de detecção 111 e para a bobina primária 10. O circuito de controle 110 também inicia ou continua a carregar o telefone de terminal móvel 2, para o carregamento do telefone de terminal móvel 2, ou reduz a energia fornecida em carregar o telefone de terminal móvel 2 com base na detecção a partir do circuito de detecção 111. Especificamente, se o circuito de detecção 111 detecta metal estranho na superfície superior da bandeja de carregamento 1, então o circuito de controle 110 para o carregamento do telefone de terminal móvel 2 ou reduz a energia fornecida; e fornece energia para o mecanismo não mostrado (a lâmpada de aviso 12 mostrada na Fig. 1, por exemplo), para fornecer ao usuário um aviso. O circuito de controle 110 e o circuito de controle 210, a ser descrito mais tarde, do telefone de terminal móvel 2 pode manter ID (Identificação: identificação individual) informação para autenticar ou identificar a bobina primária 10 e a bobina secundária 20, respectivamente, quando a bobina primária 10 e a bobina secundária 20 são aproximadas estreitamente cada uma a outra. A seção de circuito 21 do telefone de terminal móvel 2 inclui um circuito de controle 210, um circuito de modulação e de demodulação 211, um circuito retificador 212, e um circuito regulador 213. O circuito retificador 212 converte energia de CA recebida a partir da bandeja de carregamento 1 em energia DC. O circuito regulador 213 converte a energia DC a partir do circuito retificador 212 em uma predeterminada voltagem DC para por meio disso, prevenir uma bateria 215 do telefone de terminal móvel 2 de ser sobrecarregado. A energia elétrica gerada pela seção de circuito 21 é fornecida através de um circuito de carregamento 214 para a bateria 215, que pode ser uma bateria secundária, por exemplo. O circuito de controle 210 controla o circuito de modulação e de demodulação 211, o circuito retificador 212, e o circuito regulador 213, e pode ser um microcomputador, por exemplo.

Operação: Processo de alimentação de energia sem contato: De acordo com a presente modalidade exemplar, o circuito de controle 110 da bandeja de carregamento 1 aplica uma voltagem de CA a partir da fonte de energia de CA 130 através da seção de circuito 11 (que é, o circuito de controle 110, o circuito de modulação e de demodulação 112, o circuito de amplificação 113, e o OSC 114) para a bobina primária 10. A bobina primária 10 então irradia uma onda eletromagnética, i.e., gera um campo magnético, para cima da bandeja de carregamento 1. Se um dispositivo de CE a ser abastecido com energia elétrica, e.g., o telefone de terminal móvel 2, é colocado na ou colocada estreitamente para superfície superior da bandeja de carregamento 1, então a bobina primária 10 da bandeja de carregamento 1 e a bobina secundária 20 do telefone de terminal móvel 2 são aproximados estreitamente cada um ao outro na vizinhança da superfície superior da bandeja de carregamento 1. Neste momento, a onda eletromagnética pode ser irradiada todo o tempo e intermitentemente ao longo do tempo.

Quando a bobina secundária 20 é aproximada estreitamente à bobina primária 10 o que gera um campo magnético, uma força eletromotriz é induzida através da bobina secundária 20 através de fluxos magnéticos gerados pela bobina primária 10. Colocado de outra forma, linhas de campo magnético são geradas através da bobina primária 10 e da bobina secundária 20 por meio de indução eletromagnética ou ressonância magnética, transmitindo energia de CA a partir da bobina primária 10 para a bobina secundária 20. No telefone de terminal móvel 2, a energia de CA recebida pela bobina secundária 20 é convertida pela seção de circuito 21, que inclui o circuito de modulação e de demodulação 211, o circuito retificador 212, e o circuito regulador 213, em energia DC. A energia DC é então fornecida através do circuito de carregamento 214 para a batería 215. Nesta maneira, o telefone de terminal móvel 2 é camegado.

De acordo com a presente modalidade exemplar, o telefone de terminal móvel 2 facilmente inicia a ser carregado, i.e., inicia a ser alimentado com energia elétrica em uma maneira sem contato, simplesmente quando ele é colocado na ou aproximado estreitamente para a superfície superior da bandeja de carregamento 1, mais propriamente do que conectar um terminal do mesmo a um adaptador de CA ou o similar. Por conseguinte, o usuário do telefone de terminal móvel 2 é submetido a menos sobrecarga em carregar o telefone de terminal móvel 2. Embora não mostrado, uma pluralidade de dispositivos de CE ou dispositivos eletrônicos tal como telefones de terminais móveis 2 podem ser colocados em uma bandeja de carregamento 1, tal que eles podem, de forma simultânea, ser carregados através de uma bandeja de carregamento 1 em uma maneira sem contato. Em outras palavras, o sistema de alimentação de energia de acordo com a modalidade da presente descrição pode incluir uma única bandeja de carregamento 1 e uma pluralidade de dispositivos eletrônicos a serem carregados desse modo.

Se o circuito de controle 110 da bandeja de carregamento 1 e o circuito de controle 210 do telefone de terminal móvel 2 mantêm informação de ID (Identificação) para autenticar ou identificar a bobina primária 10 e a bobina secundária 20, então quando a bobina primária 10 e a bobina secundária 20 são aproximadas estreitamente cada uma da outra, o circuito de controle 110 e o circuito de controle 210 podem trocar a informação de ID. Se o circuito de controle 110 autentica a bobina secundária 20 e o circuito de controle 210 autentica a bobina primária 10 com base na informação de ID trocada, então o circuito de controle 110 pode iniciar ou continuar a carregar a batería 215 do telefone de terminal móvel 2.

Detecção de metal estranho: Incidentalmente, na bandeja de carregamento 1 que transmite energia elétrica por meio de uma indução eletromagnética, i.e., um campo magnético, se corpo estranho tal como uma moeda ou o similar, daqui em diante referida como “metal estranho,” é colocado no campo magnético gerado pela bobina primária 10, então uma corrente parasita é gerada no metal estranho, tendendo a aquecer o metal estranho.

De acordo com a presente modalidade exemplar, a seção de circuito 11, ou mais especificamente o circuito de controle 110 e o circuito de detecção 111, detecta o metal estranho, e para uma processo de carregamento, reduz a energia elétrica fornecida, ou fornece ao usuário um aviso com base na detecção do metal estranho. Especificamente, o circuito de detecção 111 é controlado pelo circuito de controle 110 para aplicar uma voltagem (voltagem de CA, neste caso) entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B na bandeja de carregamento 1, e mede um determinado parâmetro entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B. O parâmetro pode ser pelo menos um da impedância, corrente, e voltagem entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B. O circuito de detecção 111 então detecta se há metal estranho ou não com base em uma mudança no parâmetro.

Por exemplo, o circuito de detecção 111 tem um valor limite Al (primeiro valor limite) para detectar o metal estranho, por exemplo, com base em uma mudança no parâmetro. O circuito de detecção 111 detecta se há metal estranho ou não com base em uma mudança no parâmetro em comparação com o valor limite Al.

Um exemplo de um processo de detectar o metal estranho será descrita abaixo com referência às Figs. 5A e 5B. Nas Figs. 5A e 5B, é assumido que a superfície superior da bandeja de carregamento 1, i.e., a superfície da mesma que irradia a onda eletromagnética ou o campo magnético, é indicado por S, e a bandeja de carregamento 1 é em um estado de OPEN quando nenhum objeto é colocado na superfície S. Uma mudança no parâmetro é medido e o valor limite Al é estabelecido com relação ao estado de OPEN. A impedância entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B será descrita como o parâmetro. Contudo, a corrente ou voltagem entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B podem scr usados como o parâmetro, ou a impedância, a corrente, e a voltagem entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B pode ser usada em combinação como o parâmetro. Esses parâmetros podem ser medidos por várias unidades de medição, e.g., um amperímetro e um voltímetro, conectado a um circuito composto dos eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B, e dados medidos podem ser fornecidos a partir das unidades de medição para o circuito de detecção 111. Com base nos dados medidos, o circuito de detecção 111 pode calcular uma mudança no parâmetro, e comparar a mudança calculada no parâmetro com o valor limite Al, i.e., comparar as magnitudes da mudança e o valor limite Al cada uma com a outra.

Conforme mostrado na Fig. 5A, quando a bandeja de carregamento 1 está em um estado OPEN, a impedância Z entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B é substancialmente co (infinito) (Z = ZO), e a capacitância C (um componente de capacitância da impedância Z) entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B é substancialmente 0 (zero), i.e., de um valor bem pequeno. Quando o metal estranho X é colocado na ou aproximado estreitamente para a superfície S e posicionado através de um determinado eletrodo positivo 14A e um próximo eletrodo negativo 14B, isto causa um curto circuito entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B ou forma um acoplamento capacitivo entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B conforme a voltagem de CA é aplicada aos eletrodos positivos 14A e aos eletrodos negativos 14B. Por conseguinte, a impedância Z entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B cai para Zl, i.e., uma mudança BI ocorre na impedância Z, e a capacitância C aumenta para Cl. O circuito de detecção 111 compara a mudança BI na impedância Z com o valor limite Al, e determina que há metal estranho na superfície S se a mudança BI é igual à ou maior do que o valor limite Al.

Quando o telefone de terminal móvel 2 (dispositivo CE) é colocado na superfície S, já que o telefone de terminal móvel 2 inclui uma camada de metal 2A (membro de metal) incluindo a bobina e a placa de circuito, a impedância Z e a capacitância C são ligeiramente mudadas, i.e., uma mudança B2 ocorre na impedância Z. Contudo, a quantidade de mudança neste caso (mudança B2) na impedância Z é muito menor do que a mudança B1 causada na impedância Z pelo metal estranho X, conforme mostrado nas Figs. 5A e 5B (oo (ZO) > Z2 » Zl). Isto é porque a camada de metal 2A é disposta no invólucro 22, que é feito de resina, do dispositivo de CE tal como o telefone de terminal móvel 2, a camada de metal 2A é espaçada a partir da superfície S de pelo menos uma distância que é igual à espessura dl do invólucro 22. E fácil estabelecer o valor limite Al que diferencia entre a mudança BI causada na impedância Z pelo metal estranho X colocado na superfície S e a mudança B2 causada na impedância Z pelo telefone de teiminal móvel 2 colocado na superfície S. Por conseguinte, o metal estranho X e o telefone de terminal móvel 2, que são para serem fornecido com energia elétrica, pode precisamente ser contada à parte usando o valor limite A1 sem um erro.

De acordo com a presente modalidade exemplar, conforme descrito acima, o circuito de detecção 111 aplica uma voltagem entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B arranjado em um determinado padrão de eletrodo, e detecta se há metal estranho X na bandeja de carregamento 1 ou não com base em uma mudança no parâmetro que pode ser a impedância, a corrente, ou a voltagem entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B. Se o circuito de detecção 111 determina que há metal estranho X na bandeja de carregamento 1, então o circuito de controle 110 para o fornecimento de energia elétrica para a bobina primária 10, i.e., para o processo de carregamento, ou reduz a energia elétrica fornecida, i.e., corta a energia elétrica. O circuito de controle 110 também indica ao usuário o fato que o metal estranho X é colocado na bandeja de carregamento 1 ou o metal estranho X é detectado, ligando a lâmpada de aviso 12 mostrada na Fig. 1 ou exibindo uma mensagem de aviso em uma tela de exibição não mostrada, e / ou emitindo um som de aviso.

Efeitos do padrão de eletrodo: Incidentalmente, na presente modalidade exemplar, o corpo estranho é detectado com base em um curto circuito ou acoplamento capacitivo que ocorre entre os padrões de eletrodos (os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B) formados na bandeja de carregamento 1 conforme descrito acima. Efeitos do padrão de eletrodo são descritos em detalhes abaixo. A FIG. 6 , de forma esquemática , mostra uma configuração planar de um padrão de eletrodo de acordo com um exemplo comparativo. De acordo com o exemplo comparativo, o padrão de eletrodo inclui uma pluralidade de eletrodos positivos 100A e uma pluralidade de eletrodos negativos 100B arranjados alternativamente em fileiras e coluna em intervalos espaçados. Cada um dos eletrodos positivos 100A e os eletrodos negativos 100B é da forma de um eletrodo sólido planar. O padrão de eletrodo composto dos eletrodos positivos 100A e os eletrodos negativos 100B é eficaz para detectar o metal estranho colocado sobre ele com base em um curto circuito ou acoplamento capacitivo entre eletrodos adjacente dos eletrodos positivos 100A e os eletrodos negativos 100B. Contudo, já que os eletrodos positivos 100A e os eletrodos negativos 100B são dispostos em relação de cobertura com o lado de irradiação da bobina primária 10, eles são suscetíveis para gerar uma corrente parasita.

De acordo com a presente modalidade exemplar, cada um dos eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B é de uma forma de dot em um plano paralelo à superfície superior da bandeja de carregamento 1, e os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B são espaçados um do outro. Este padrão de eletrodo toma-os menos suscetíveis de gerar uma corrente parasita, e mais eficazes para direcionar as linhas de campo magnético, i.e., fluxos magnéticos, gerados pela camada padrão de antena 15, através da bobina primária 10.

Enquanto cada um dos eletrodos positivos 14A e dos eletrodos negativos 14B é de uma forma de ponto quando visualizados no plano, ele é da forma de um pino quando visto de um plano perpendicular transversal a uma superfície superior da bandeja de carregamento 1, se estendendo através da camada padrão de antena 15 e da camada magnética 16 e tendo extremidades expostas na superfície da camada padrão de antena 15, i.e., a superfície superior da bandeja de carregamento 1. A camada magnética 16 previne as linhas de campo magnético geradas pela bobina primária 10 da camada padrão de antena 15 de penetrar a placa de circuito 17 em direção a sua superfície inferior e então de aquecer a placa de circuito 17, De acordo com a presente modalidade exemplar, conforme descrito acima, os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B são dispostos em intervalos espaçados em uma superfície superior da bandeja de carregamento 1, e uma \mltagem é aplicada entre os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B. Se o metal estranho X é colocado através de um determinado eletrodo positivo 14A e um próximo eletrodo negativo 14B, isto causa um curto circuito entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B ou forma um acoplamento capacitivo entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B, causando uma mudança no parâmetro tal como a impedância entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B. A mudança no parâmetro devido ao curto circuito ou ao acoplamento capacitivo entre o eletrodo positivo 14A e o eletrodo negativo 14B é comparado com o valor limite Al para detectar se há metal estranho X na superfície superior da bandeja de carregamento 1 ou não. Na medida em que a mudança causada no parâmetro pelo metal estranho X colocado na superfície superior da bandeja de carregamento 1 é muito maior do que a mudança causada no parâmetro pelo telefone de terminal móvel 2 colocado na superfície superior da bandeja de carregamento I, é fácil distinguir o metal estranho X e o telefone de terminal móvel 2 (ou um objeto a ser abastecido com energia elétrica) usando o valor limite Al. Quando o metal estranho X é detectado, o processo de carregamento é imediatamente parado, ou a energia elétrica fornecida é imediatamente reduzida, e / ou ao usuário é imediatamente dado um aviso, e por meio disso, prevenindo o metal estranho X de ser aquecido. Consequentemente, quando a bandeja de carregamento 1 é para alimentar o dispositivo de CE por meio de indução eletromagnética ou ressonância magnética, é possível precisamente detectar metal estranho que é diferente do dispositivo de CE e prevenir o metal estranho de ser indevidamente superaquecido.

Modificações, i.e., primeira à sexta modificações, de uma modalidade exemplar serão descritas abaixo. Aquelas partes das modificações que são idênticas àquelas da modalidade exemplar são denotadas por caracteres de referência idênticos, e não será descrita em detalhe abaixo. Primeira modificação: As FIGS. 7A e 7B são vistas ilustrativas de um processo de detectar metal estranho de acordo com uma primeira modificação. De acordo com a primeira modificação, o processo detecta se há metal estranho X na bandeja de carregamento 1 comparando uma mudança em um determinado parâmetro com um predeterminado valor limite, i.e., comparando suas magnitudes, como com a modalidade exemplar. O processo de acordo com a primeira modificação toma possível detectar o metal estranho X com precisão alta mesmo se a superfície do metal estranho X está oxidada ou revestida.

Especificamente, o circuito de detecção 111 mantém, em adição ao valor limite Al, um valor limite A2 (segundo valor limite) que é diferente do (na primeira modificação, menor do que) valor limite Al. O valor limite A2 serve como um valor limite para detectar o metal estranho X tendo uma película de óxido ou película de revestimento (daqui em diante referida como “película Y”) em sua superfície. O valor limite A2 é estabelecido em vista do fato que o metal estranho X é espaçado a partir da superfície S da bandeja de carregamento 1 por uma distância que é igual a espessura d2 da película Y. Conforme mostrado nas Figs. 7A e 7B, uma mudança em uma impedância ΖΓ e uma mudança em uma capacitância Cl' no momento que o metal estranho X com a película Y é colocado na bandeja de carregamento 1 são menores do que as correspondentes mudanças no momento que o metal estranho X sem a película Y é colocado na bandeja de carregamento 1, mas são suficientemente maiores do que aquelas no momento que o telefone de terminal móvel 2 é colocado na bandeja de carregamento 1 (Z1 < ΖΓ « Z2). O circuito de detecção 111 detecta se há metal estranho X na bandeja de carregamento 1 ou não usando o valor limite Ale também o valor limite A2 (Al > A2) que e estabelecido em vista da espessura d2 da película Y, i.e., com base na comparação entre a magnitude da mudança no parâmetro e a magnitudes do valor limite Al e do valor limite A2. Por conseguinte, o circuito de detecção 111 é capaz de detectar o metal estranho X livre de uma película Y e também metal estranho X com uma película Y tal como uma película de óxido ou uma película de revestimento. Quando uma voltagem de CA é aplicada entre o eletrodo positivo e o eletrodo negativo, o circuito de detecção 111 pode detectar metal estranho X com a película Y precisamente alta, e.g., um pedaço de metal tal como aço inoxidável que pode facilmente ser oxidado.

Conforme mostrado na Fig. 7C, mesmo se a superfície de irradiação (a superfície S) da bandeja de carregamento 1, i.e., as superfícies dos eletrodos positivos 14A e dos eletrodos negativos 14B, são cobertas com uma película de oxido ou uma película de revestimento (referida como “película Y'“), o circuito de detecção 111 pode precisamente detectar o metal estranho X colocado na superfície S. Especificamente, o circuito de detecção 111 detecta se há metal estranho X na bandeja de carregamento 1 ou não usando o valor limite Al e também um valor limite A3 (Al > A3) que é estabelecido em vista da espessura d3 da película Y', i.e., com base na comparação entre a magnitude da mudança no parâmetro e as magnitudes do valor limite Al e do valor limite A3.

Segunda modificação: A FIG. 8A é um diagrama de circuito de um circuito de detecção 111 de acordo com uma segunda modificação. O circuito de detecção 111 de acordo com a segunda modificação inclui uma fonte de sinal de CA 111-1, um circuito inversor (porta lógica NOT) 111-2, um circuito de ressonância 111-3, resistores RI, R2, R3, R4, e um comparador 111-4. A fonte de sinal de CA 111-1 é uma fonte de sinal (fonte de oscilação) para emitir um sinal de CA tendo uma predeterminada frequência (frequência de ressonância f(0) a ser descrito mais tarde). O circuito inversor 111-2 emite um sinal representando o nível lógico oposto para o sinal de CA emitido a partir do fonte de sinal de C A 111-1. O circuito de ressonância 111-3 inclui um indutor 111L (componente indutivo) e um capacitor variável 111C (componente capacitivo). O circuito de ressonância 111-3 é um circuito de ressonância conectado em série (circuito de ressonância LC conectado em série) caracterizado pelo fato de que o indutor 111L e o capacitor 111C são conectados em série cada um ao outro. Especificamente, o indutor 111L tem uma extremidade conectada ao terminal de saída do circuito inversor 111-2 e uma outra extremidade para uma extremidade do capacitor 111C. O capacitor 111C é um capacitor (componente capacitivo) formado entre eletrodos positivos, e.g., os eletrodos positivos 14A, e os eletrodos negativos, e.g., os eletrodos negativos 14B, da bandeja de carregamento 1. O circuito de detecção 111 pode altemativamente empregar um outro circuito de ressonância em vez do circuito de ressonância conectado em série 111-3. Especificamente, conforme mostrado na Fig. 8B, o circuito de detecção 111 pode incluir um circuito de ressonância conectado em paralelo 111-5 (circuito de ressonância LC conectado em paralelo) caracterizado pelo fato de que o indutor 111L e o capacitor 111C são conectados em paralelo cada um ao outro.

Cada um dos circuitos de ressonâncias 111-3, 111-5 ressoam em uma frequência de ressonância fO expressa pela equação (1) abaixo, e por meio disso, gerar e emitir uma voltagem de saída Vsaída com base em uma voltagem Ventrada de entrada. O resistor RI, que tem um valor de impedância de Zr, tem uma extremidade conectada para a outra extremidade do capacitor 111C e uma extremidade do resistor R2, e uma outra extremidade conectado à referência de terra. A outra extremidade do resistor R2 é conectada a um terminal positivo de entrada do comparador 111-4. O resistor R3 tem uma extremidade conectada ao terminal de saída de um fonte de energia Vcc e uma outra extremidade a uma extremidade do resistor R4 e um terminal negativo de entrada do comparador 111-4. A outra extremidade do resistor R4 é conectado à referência de terra. O comparador 111-4 compara uma voltagem aplicada ao terminal positivo de entrada do mesmo, i.e., uma voltagem correspondendo à voltagem Vsaída emitido a partir do circuito de ressonância 111-3, e uma predeterminada voltagem constante (voltagem limite) aplicada ao terminal negativo de entrada do mesmo para suas magnitudes, e emite o resultado da comparação, que representa se metal estranho é detectado ou não, a partir de um terminal de saída do mesmo. O circuito de detecção 111 de acordo com a segunda modificação aumenta uma mudança na impedância usando o circuito de ressonância 111-3, 111-5. Especificamente, conforme mostrado nas Figs. 9 A, 9B o circuito de ressonância 111-3, 111-5 tem uma frequência de ressonância natural ÍO. A impedância Z do circuito de ressonância 111-3, 111-5 e a voltagem de saída Vsaída do mesmo tem valores amplamente diferentes em frequências perto da frequência de ressonância natural fD e outras frequências. Por exemplo, conforme mostrado na Fig. 9A, na frequência de ressonância natural fO e na frequência fl que é diferente da frequência de ressonância natural fO de um intervalo de frequência Df, a impedância Z tem valores diferentes que são diferentes cada uma da outra de DZ. Quando o circuito de ressonância 111-3, 111-5 não ressoa, i.e., na frequência fl, a voltagem de saída VSaída em um valor indicado pela equação (2) mostrada abaixo. Quando o circuito de ressonância 111-3, 111-5 ressoa, i.e., na frequência fD, a voltagem de saída Vsaída tem um valor indicado pela equação (3) mostrada abaixo. O circuito de detecção 111 de acordo com a segunda modificação detecta metal estranho com base em uma mudança no parâmetro mostrado nas Figs. 9A e 9B, i.e., uma mudança correspondendo à diferença de impedância ΔΖ ou uma mudança correspondendo à diferença de voltagem de saída indicada pelas equações (2) e (3), usando o circuito de ressonância 111-3, 111-5. Especificamente, a frequência do sinal de CA emitido a partir da fonte de sinal de CA 111-1 é configurada para a frequência de ressonância fD para forçar o circuito de ressonância 111-3, 111-5 a ressoar. Então, quando o metal estranho é colocado na bandeja de carregamento 1, a capacitância C do capacitor 111C, i.e., a impedância Z, é mudada para parar a ressonância do circuito de ressonância 111-3, 111-5, e por meio disso, produzir um grande valor do parâmetro (a impedância Z ou a voltagem de saída Vsaída). Nesta maneira, o comparador 111-4 pode detectar com sensitividade aumentada se há metal estranho colocado na bandeja de carregamento 1 ou não.

De acordo com a segunda modificação, mesmo se uma mudança causada na capacitância C do capacitor 111C por metal estranho que é colocado na bandeja de carregamento lé de um pequeno valor, e.g., uns poucos pF, tal uma mudança de parâmetro é enormemente aumentada pela ressonância do circuito de ressonância 111-3, 111-5. Consequentemente, o circuito de detecção 111 tem uma sensitividade aumentada com a qual detectar o metal estranho, ou em outras palavras, pode reduzir um erro de detecção. O sinal de CA emitido a partir da fonte de sinal de CA 111-1, que é usado para detectar se há metal estranho na bandeja de carregamento 1 ou não, deve preferencialmente ter uma frequência, i.e., uma frequência de ressonância 1Ό, que é diferente da frequência da energia elétrica que é transmitida a partir da bandeja de carregamento 1 para o dispositivo de CE, e.g., o telefone de terminal móvel 2. O circuito de detecção 111 é assim sendo livre de ruído que ao contrário seria produzido devido à frequência da energia elétrica que é transmitida a partir da bandeja de carregamento 1 para o dispositivo de CE.

Terceira modificação: A FIG. 10 é uma vista plana de um exemplo de um padrão de eletrodo de acordo com uma terceira modificação. Na presente modalidade exemplar, como os padrões de eletrodo para detectar o metal estranho, os eletrodos positivos 14A e os eletrodos negativos 14B têm forma de pontos como visualizados no plano ( e têm forma de pino como um todo). O padrão de eletrodo de acordo com a terceira modificação inclui uma pluralidade de positivos linearmente em forma 18A1 e uma pluralidade de eletrodos negativos linearmente em forma 18B1, ou uma pluralidade de conjuntos de eletrodos positivos 18Al e eletrodos negativos 18B1, que se estendem ao longo de uma direção e que são altemativamente arranjados em intervalos espaçados ao longo de uma outra direção perpendicular a uma direção ao longo os eletrodos positivos 18Al e os eletrodos negativos 18B1 se estendem, como visualizados no plano. Os eletrodos positivos 18A1 e os eletrodos negativos 18B1 se estendem através de um padrão de camada de antena 15 e uma camada magnética 16 como visualizadas em um plano transversal. Cada um dos eletrodos positivos 18A1 e os eletrodos negativos 18B1 tem uma forma externa na forma de uma folha fina tendo uma largura perpendicular a uma superfície superior da bandeja de carregamento 1. O padrão de eletrodo composto dos eletrodos positivos 18A1 e os eletrodos negativos 18B1 é também eficaz para detectar o metal estranho colocado sobre eles com base em um curto circuito ou acoplamento capacitivo entre eletrodos adjacentes dos eletrodos positivos 18A1 e os eletrodos negativos 18B1. A FIG. 1 IA mostra um padrão de eletrodo composto de uma pluralidade de eletrodos positivos ondulantes 18A1 e uma pluralidade de eletrodos negativos ondulantes 18B1 alternativamente arranjados em intervalos espaçados. Já que os eletrodos positivos e negativos ondulantes 18A1, 18B1 permitem ao metal estranho X ser colocado através de eletrodos adjacentes dos mesmos mais confiavelmente do que com os eletrodos positivos e negativos linearmente em forma 18A1, 18B1 mostrados na Fig. 10, o padrão de eletrodo mostrado na Fig. 1 IA é mais eficaz para detectar o metal estranho X. FIG. 11B mostra um padrão de eletrodo composto de uma pluralidade de eletrodos positivos linearmente em forma 18A1 e uma pluralidade de eletrodos negativos linearmente em forma 18B1 que são arranjados em uma configuração em grade em intervalos espaçados. Os eletrodos positivos e negativos 18A1, 18B1 são eletricamente isolados cada um do outro em pontos da grade onde cruzam um com o outro.

Quarta modificação: A FIG. 12 é a vista plana mostrando uma configuração planar de um padrão de eletrodo de acordo com uma quarta modificação. O padrão de eletrodo de acordo com a quarta modificação pode ser na forma de um padrão de interdigitação de eletrodos positivos e negativos em forma de dentes de pente entrelaçados, em adição à forma em ponto (ou forma de pino) e a forma linear (ou forma de folha fina) descritas acima. Especificamente, o padrão de eletrodo de acordo com a quarta modificação inclui um eletrodo positivo em forma de dentes de pente entrelaçados 18A2 e um eletrodo negativo em forma de dentes de pente entrelaçados 18B2, i.e., um conjunto de eletrodos positivos e negativos em forma de dentes de pente entrelaçados 18A2, 18B2, que são arranjados em um padrão de interdigitação e espaçados fora de contato cada um com o outro, com visualizados no plano. O eletrodo positivo 18A2 e o eletrodo negativo 18B2 se estendem através da camada padrão de antena 15 e da camada magnética 16 como vistos em um plano transversal. Cada um do eletrodo positivo 18A2 e do eletrodo negativo 18B2 tem um a espessura em uma direção perpendicular a uma superfície superior da bandeja de carregamento 1. O padrão de eletrodo composto dos eletrodos positivos e negativos 18A2, 18B2 é também eficaz para detectar o metal estranho colocado nele com base em um curto circuito ou acoplamento capacitivo entre dentes adjacentes dos eletrodos positivos e negativos 18A2, 18B2. O padrão de eletrodo de acordo com a quarta modificação é vantajoso no qual o esboço de um padrão de interconexão na placa de circuito 17 é simples porque somente aos eletrodos positivos e negativos 18A2, 18B2 pode ser fornecido energia.

Os eletrodos positivos e negativos em forma de dentes de pente entrelaçados 18A2, 18B2 pode ser construídos como um bloco, e a bandeja de carregamento 1 pode incorporar uma pluralidade de tais blocos para fornecer uma pluralidade de pares de eletrodos positivos e negativos em forma de dentes de pente entrelaçados 18A2, 18B2 para minimizar o componente capacitivo parasita entre os eletrodos. Os eletrodos positivos e negativos em forma de dentes de pente entrelaçados 18A2, 18B2 podem ser de uma forma ondulada ou podem ser arranjados em uma configuração de grade.

Quinta modificação: A FIG. 13 é a vista plana mostrando uma configuração planar de um padrão de eletrodo de acordo com uma quinta modificação. O padrão de eletrodo de acordo com a quinta modificação é um padrão concêntrico em forma de ferraduras alternadas, i.e., substancialmente eletrodos positivos e negativos em forma de U ou em forma de anel 18A3, 18B3. A bandeja de carregamento 1 tem na sua superfície superior uma pluralidade de unidades de eletrodos cada uma incluindo uma pluralidade de conjuntos de eletrodos positivos e negativos 18A3, 18B3. O padrão de eletrodo composto dois eletrodos positivos e negativos 18A3, 18B3 é também eficaz para detectar o metal estranho colocado sobre eles com base em um curto circuito ou acoplamento capacitivo entre eletrodos adjacentes dos eletrodos positivos e negativos 18A3, 18B3.

Sexta modificação: A FIG. 14 é uma vista transversal de um dispositivo eletrônico (telefone de terminal móvel 2) de acordo com uma sexta modificação. Conforme mostrado na Fig. 14, o telefone de terminal móvel 2 de acordo com a sexta modificação inclui um invólucro 22 e uma camada de metal 2A (membro de metal) que é disposta na base do invólucro 22, mas não é totalmente coberto pelo invólucro 22. A camada de metal 2A tem uma superfície externa inferior exposta em direção para baixa. O telefone de terminal móvel 2 também inclui uma pluralidade de dentes isolantes 23 dispostos em pelo menos uma porção da superfície externa inferior da camada de metal 2A.

Quando o telefone de terminal móvel 2 é colocado na bandeja de carregamento 1 com o dente isolante 23 mantido contra a superfície S da bandeja de carregamento 1, a camada de metal 2A é espaçada uma distância dia partir da superfície S, i.e., a superfície que irradia a onda eletromagnética ou o campo magnético para detectar o metal estranho. Por conseguinte, quando o telefone de terminal móvel 2 com a camada de metal parcialmente exposta 2A é carregada pela bandeja de carregamento 1, o telefone de terminal móvel 2 é prevenido de ser detectado ou reconhecido em erro como o metal estranho. O dente isolante 23 pode ser substituído com uma camada isolante ou camada de resina em pelo menos uma porção da superfície externo inferior da camada de metal 2A. A modalidade exemplar e as modificações da presente descrição foram descritas acima. Contudo, a presente descrição não é limitada à modalidade exemplar e ás modificações, mas várias mudanças podem se feitas para a modalidade exemplar e para as modificações. Por exemplo, as camadas que foram descritas acima não são limitadas aos materiais e espessuras referidas acima, mas podem ser de diferentes materiais e espessuras.

Na modalidade exemplar, o dispositivo de alimentação de energia de acordo com a modalidade da presente descrição é da forma da bandeja de carregamento 1 para carregar dispositivos de CE de pequeno tamanho tal como o telefone de terminal móvel 2. Contudo, o dispositivo de alimentação de energia de acordo com a modalidade da presente descrição não é limitada para a bandeja de carregamento 1 para uso doméstico, mas é aplicável para carregadores para carregar vários dispositivo eletrônicos. O dispositivo de alimentação de energia de acordo com a modalidade da presente descrição não é limitada à configuração de bandeja, mas pode ser na forma de um suporte para manter um dispositivo eletrônico, tal como um berço ou o similar.

Na modalidade exemplar, uma voltagem de CA é aplicada entre os eletrodos positivos e negativos. Contudo, uma voltagem DC pode ser aplicada entre os eletrodos positivos e negativos. Contudo, é preferível aplicar uma voltagem de CA entre os eletrodos positivos e negativos para detectar o metal estranho tendo uma película de oxido ou película de revestimento em sua superfície.

Com base na comparação entre as magnitudes de uma mudança no parâmetro e um valor limite, o metal estranho na bandeja de carregamento 1 pode ser detectado de acordo com vários processos outros do que o processo descrito acima. Por exemplo, o metal estranho pode ser determinado como sendo colocado na bandeja de carregamento 1 se a mudança no parâmetro é menor do que um valor limite. Tal um valor limite pode não ser um valor fixo, mas pode ser um valor variável que varia dependendo de uma ação feita pelo usuário ou de acordo com um processo de controle automático dependendo na maneira na qual a bandeja de carregamento 1 é usada.

Em uma modalidade exemplar, a bandeja de carregamento 1 é eletricamente conectada a uma fonte de energia externa de CA pela tomada de fonte de energia 13, tal que a bandeja de carregamento 1 pode ser fornecida com energia elétrica a partir da fonte de energia externa de CA. Contudo, a bandeja de carregamento 1 pode ser fornecida com energia elétrica a partir de uma fonte de energia via USB (Cabo de Múltiplas Vias de Conexão Serial Universal) ou a partir de uma fonte de energia externa de CA através de um adaptador de CA.

Em uma modalidade exemplar, a bobina primária em forma de espiral 10 na superfície superior da bandeja de carregamento 1 é ilustrada como parte da seção de transmissão de energia. Contudo, uma bobina primária em forma helicoidal tendo uma determinada espessura perpendicular à superfície superior da bandeja de carregamento 1 pode ser usada como para da seção de transmissão de energia.

Em uma modalidade exemplar, os componentes específicos da bandeja de carregamento 1 são ilustrados acima. Contudo, a bandeja de carregamento 1 pode não ter todos os componentes específicos descritos acima, e pode incluir outros componentes . A presente descrição contém assunto relacionado àquele descrito no Pedido de Patente de Prioridade Japonesa JP 2010-232813 depositado no Escritório de Patente do Japão em 5 de outubro de 2010, do qual o conteúdo inteiro é aqui incorporado para referência.

Deve ser entendido por aqueles com qualificação na arte que várias modificações, combinações, sub-combinações e alterações podem ocorrer dependendo dos requisitos de projeto e outros fatores na medida em que eles estejam dentro do escopo das reivindicações anexas ou das equivalentes delas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Dispositivo de alimentação de energia, caracterizado pelo fato de compreender: uma seção de transmissão de energia que transmite energia elétrica por meio de um campo magnético; um conjunto de primeiro e segundo eletrodos que estão espaçados um do outro; uma fonte de energia que aplica uma voltagem entre os mencionados primeiro e segundo eletrodos; e um detector que detecta se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não com base na voltagem aplicada pela mencionada fonte de energia.

2. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir uma pluralidade de conjuntos de primeiro e segundo eletrodos que estão espaçados um do outro.

3. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos mencionados primeiro e segundo eletrodos é de uma forma linear, e os mencionados primeiro e segundo eletrodos são altemativamente dispostos em intervalos espaçados.

4. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos primeiro e segundo eletrodos é de uma forma de ponto, em que os mencionados primeiro e segundo eletrodos são altemativamente dispostos em intervalos espaçados.

5. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos mencionados primeiro e segundo eletrodos compreende um eletrodo em forma de dente de pente, e os mencionados primeiro e segundo eletrodos são arranjados em padrão de interdigitação e espaçados sem contato um com o outro.

6. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mencionada seção de transmissão de energia compreende: uma bobina; uma placa de circuito, o mencionado detector sendo incluído na mencionada na placa de circuito; e uma camada magnética disposta entre mencionada placa de circuito e a mencionada bobina.

7. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que mencionado cada um dos primeiro e segundo eletrodos se estende através de pelo menos uma porção do mencionado campo magnético a partir da mencionada bobina em direção à mencionada na placa de circuito.

8. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mencionada voltagem aplicada entre os mencionados primeiro e segundo eletrodos através da mencionada fonte de energia compreende uma voltagem de CA.

9. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado detector detecta se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não com base em uma mudança em um parâmetro que é representado por pelo menos um de uma impedância, uma corrente, e uma voltagem entre os mencionados primeiro e segundo eletrodos.

10. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o mencionado detector detecta se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não com base nas magnitudes de uma mudança no parâmetro de um valor do mesmo no momento que o objeto é colocado na mencionada seção de transmissão de energia e em um predeterminado primeiro valor limite.

11. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a mencionada voltagem aplicada entra os mencionados primeiro e segundo eletrodos através da mencionada fonte de energia compreende uma voltagem de CA, e o mencionado detector detecta se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não com base nas magnitudes de uma mudança no parâmetro e em um predeterminado segundo valor limite que é diferente do mencionado predeterminado primeiro valor limite.

12. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado detector compreende: uma fonte de sinal de CA; e um indutor e um capacitor que são conectados à mencionada fonte de sinal de CA.

13. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o mencionado capacitor é conectado entre os mencionados primeiro e segundo eletrodos.

14. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o mencionado detector detecta se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não, com um circuito ressonante que inclui o mencionado indutor e o mencionado capacitor.

15. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado detector detecta se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não, usando um sinal de CA tendo uma frequência que é diferente da frequência da energia elétrica transmitida pela mencionada seção de transmissão de energia.

16. Dispositivo de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: um circuito de controle que, se o mencionado detector detecta quando corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia, controla a mencionada seção de transmissão de energia para parar de transmitir a energia elétrica ou reduzir a energia elétrica a ser transmitida, ou indica a detecção do corpo estranho para um usuário do dispositivo de alimentação de energia.

17. Método de alimentação de energia, caracterizado pelo fato de compreender: transmitir energia elétrica a partir de uma seção de transmissão de energia por meio de um campo magnético; e aplicar uma voltagem entre pelo menos um conjunto do primeiro e segundo eletrodos que estão espaçados um do outro, para detectar se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não.

18. Sistema de alimentação de energia, caracterizado pelo fato de compreender: um ou mais dispositivos eletrônicos; e um dispositivo de alimentação de energia configurado para transmitir energia elétrica para o um ou mais mencionados dispositivos eletrônicos, onde o mencionado dispositivo de alimentação de energia inclui uma seção de transmissão de energia que transmite energia elétrica por meio de um campo magnético, um conjunto do primeiro e segundo eletrodos que são espaçados um do outro, uma fonte de energia que aplica uma voltagem entre os mencionados primeiro e segundo eletrodos, e um detector que detecta se corpo estranho está presente na mencionada seção de transmissão de energia ou não com base na voltagem aplicada pela mencionada fonte de energia.

19. Sistema de alimentação de energia de acordo com reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que cada um de mencionados um ou mais dispositivos compreende: um membro de metal; e um membro isolante disposto em pelo menos uma porção de uma superfície externa do mencionado membro de metal.

20. Sistema de alimentação de energia de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o membro isolante compreende: uma pluralidade de dentes dispostos na mencionada superfície externa do mencionado membro de metal.