CN101335470B - 送电控制装置、送电装置、无触点电力传输系统及电子设备 - Google Patents

送电控制装置、送电装置、无触点电力传输系统及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明实现了低功耗化、高可靠度化、高便利性、小型化以及低成本化的无触点电力传输系统。送电侧控制电路(22)当开关(SW)被接通时执行虚拟送电,ID认证部(108)执行根据ID认证信息的ID认证。异物检测部(112)在正式送电中监视原线圈(L1)的感应电压的改变,判定有无异物。送电控制部(118)在规定时间内没接收到ID认证信息时停止虚拟送电,在通过ID认证部(108)的ID认证失败时停止虚拟送电,在正式送电开始之后,当检测出取下时(S29)、检测出金属异物时(S30)、检测出侵占状态时(S32)及检测出充满电时(S35)停止正式送电。

Description

送电控制装置、送电装置、无触点电力传输系统及电子设备
技术领域
本发明涉及一种送电控制装置、送电装置、无触点电力传输系统及电子设备。
背景技术
近年来,即使金属部分无触点利用电磁感应也可以电力传输的无触点电力传输(非接触性电力传输)引人注目。作为该无触点电力传输的应用例,人们提出了移动电话机、家用电器(例如、电话机的子机和钟表)的充电等。
例如、专利文献1所述使用原线圈和次级线圈的无触点电力传输装置。
专利文献1:日本特开2006-60909号公报
在无触点电力传输装置中,诸如为了电子设备的电池(蓄电池)的长寿命化,严格要求低功耗性。因此,尽量抑制从原线圈侧设备(送电侧设备)向次级线圈侧设备(受电侧设备)的浪费的电力传输是十分重要的。
此外,在无触点电力传输装置中,首先要求高的安全性及可靠性。例如、当错误对标准外的次级线圈侧设备进行电力传输时,则往往存在发生设备的损坏的问题。
此外,即使对符合标准的次级线圈侧设备进行电力传输时,在送电环境不适宜的情况下,也必须停止送电。
例如、当在有金属异物存在的环境下进行送电时,有发生异物发热的危险性,在这种情况下,必须停止送电。但是,金属异物的大小有中小程度的,也有较大的(例如,为薄板形状,完全的隔断原线圈侧设备和次级线圈侧设备的金属异物),无论对于哪种的异物都要希望采取安全的应对的方法。
此外,无触点电力传输装置由于具有提高用户的日常生活的方便性为目的,所以必须是使用方便的优良装置。
此外,在无触点电力传输装置中,削减部件件数、实现小型化和低成本化也是十分重要。
发明内容
本发明鉴于上述技术问题,其目的在于,在本发明的至少一个实施例中,可以提供在提高用户的方便性的同时,可以彻底的抑制功耗的无触点电力传输技术。此外,在本发明的至少一个实施例中,可以提供实行万全的安全应对的方法的可靠性高的无触点电力传输技术。此外,在本发明的至少一个实施例中,可以提供充分考虑对于用户的方便性的无触点电力传输技术。此外,在本发明的至少一个实施例中,能够削减部件数量、实现小型化及低成本化。
(1)根据本发明的第一方面的送电控制装置,设置在从送电装置向受电装置经由电磁耦合的原线圈及次级线圈以无触点进行电力传输的无触点电力传输系统中的所述送电装置中,具有对向所述受电装置的送电进行控制的送电侧控制电路,其中,所述送电侧控制电路以被设置在送电侧设备中的开关的接通作为起端,为了使所述受电装置的ID认证成为可能,向所述受电装置执行虚拟送电,基于从接受虚拟送电的所述受电装置传输来的ID认证信息执行ID认证,在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,对所述受电装置执行正式送电,从开始所述虚拟送电的时刻起在规定时间内,当没接收到来自所述受电装置的所述ID认证信息时以及所述ID认证失败时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态。
以设置在送电侧设备中的开关的接通(由开关形成的启动点)作为起端,开始从送电侧向受电侧的送电(用于ID认证等的虚拟送电)。作为开关的利用方式,例如、有在置位次级侧设备后使用者接通开关和接通开关后安置次级侧设备的两种情况。由于任意一个情况下都是以通过使用者接通开关(也就是说,由使用者明确的意思表示开始充电)作为送电(包含虚拟送电)的条件,所以不会在使用者不知道的情况下突然的开始送电,提高了使用者的放心感。此外,当置位次级侧设备时,也能够以次级线圈侧设备的自重接通开关的情况。在这种情况下,能够节省使用者接通开关的操作时间。“虚拟送电”是指在向受电装置的正式送电(通常送电)前进行的送电,关于送电频率,作为原则忽略与自身导电频率的差别。根据该结构,接通开关之前可以一概不进行送电(例如、为了检测次级侧设备的置位(set)不需要进行虚拟送电)。通过不进行浪费的电力送电,能够谋求功耗的削减和安全性的提高。此外,接通开关后,首先,执行基于来自接受虚拟送电的受电侧设备的ID认证信息(例如、表示生产企业的号码、设备ID号码、电力额定信息等)的ID认证,当在规定时间内没接收到ID认证信息时或ID认证失败时,由于停止虚拟送电返回到等待开关接通的初始状态,所以能可靠地防止向不适当的对象的电力送电,提高可靠性和安全性。此外,由于虚拟送电被停止而返回到等待开关接通的状态,所以没有产生如上所述的功耗的浪费,从而实现低功耗化。
(2)根据本发明的第二方面的送电控制装置,其中,所述送电侧控制电路以所述ID认证多次连续失败作为条件,停止所述虚拟送电返回到所述初始状态。
通过以ID认证的多次连续失败作为条件,由于即使以某些的理由偶发的ID认证失败时也不返回到初始状态,所以使用者无需浪费的再接通开关。因此,提高使用者的方便性。
(3)根据本发明的第三方面的送电控制装置,所述送电侧控制电路在所述正式送电开始后,当接收到来自所述受电装置的送电停止请求时,停止所述正式送电返回到所述初始状态。
由于根据来自受电侧设备的送电停止请求而停止送电(正式送电),所以不产生不必要的电力传输,也不担心伴随其的发热。因此,实现更高的安全性,实现更低功耗化。此外,由于以来自受电侧设备的送电停止请求作为起端停止送电,所以可以可靠性高地确切的停止送电,且送电控制装置也不需检测是否主动地继续送电。
(4)根据本发明的第四方面的送电控制装置,所述送电停止请求是来自所述受电装置的充满电通知。
作为“送电停止请求”的例子,可以列举受电侧设备的“蓄电池的充满电通知(充满电通知帧等)”。不过,并不限定于这些,例如、也可以是不需要动作的通知,表示不需要受电侧设备的指定电路动作。
(5)根据本发明的第五方面的送电控制电路,所述送电侧控制电路在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,向所述受电装置执行正式送电,而且,在所述正式送电的期间,通过所述原线圈的感应电压信号的波形的改变判定有无异物,当检测出有异物时,停止所述正式送电返回到所述初始状态。
在ID认证后开始正式送电(通常送电)。“正式送电”是指向受电装置侧的自身负载的电力供给,按照原来的目标进行送电(例如、用于充电蓄电池的自身负载的送电)的方式。在该正式送电的期间中,执行异物(导电性的异物、诸如金属异物)的检测,当检测出异物时,停止正式送电返回到初始状态。由于向原线圈和次级线圈之间的异物插入是成为异常发热、烫伤或起火等的主要原因,所以异物的应对方法是重要的。例如、当异物存在时,由于增大从送电侧观察的受电侧的负载,所以原线圈的感应电压信号的波形产生改变。因此,利用该原理,能够用简单结构的电路检测出异物。通过实施异物应对方法,更加提高无触点电力传输系统的安全性、可靠性。
(6)根据本发明的第六方面的送电控制装置,所述送电侧控制电路基于所述原线圈的所述感应电压信号的波形的改变,检测受电侧设备的取下,当在所述正式送电中检测出所述受电装置的取下时,停止所述正式送电。
在正式送电中当取下(去除)受电侧设备时,则通过分离原线圈和次级线圈之间的耦合,通过耦合生成的互相电感消失,变为对应原线圈的电感进行谐振,其结果,由于谐振频率变高接近传输频率,电流容易流向送电线圈,所以从送电侧观察为高负载(感应电压上升)。也就是说,原线圈的感应电压信号的波形发生改变。因此,可以利用其原理,可以用简单结构的电路检测出“受电侧设备的取下”。通过在正式送电中检测受电侧设备的取下,不产生电路传输的浪费。因此,可以谋求低功耗化及提高安全性和可靠性。
(7)根据本发明的第七方面的送电控制装置,所述送电侧控制电路在将放置在靠近所述原线圈的异物误认为受电侧设备,对继续所述正式送电的侵占状态进行检测,并检测出所述侵占状态时,停止所述正式送电返回到所述初始状态。
在正式送电期间中,作为执行所谓“侵占状态”的检测,能够使无触点电力传输系统的安全性、可靠性得到进一步提高。“侵占状态”是异物插入的特殊形状和安置位置的状态,又是“将异物误认为受电侧设备并继续正式送电的状态”的情况。例如、当薄的金属板以完全隔断的方式插入原线圈和次级线圈之间时,如从送电侧观察,就变成相当程度的负载常久的存在,例如、取下检测变为困难。也就是说,取下受电侧设备之后,从送电侧观察,由于检测到相当于受电侧设备的负载,所以既不能取下检测,又不能停止正式送电。这时,金属板达到高温有发生异常发热或起火、设备破损、烧伤等的危险。除“异物检测”、“取下检测”之外,设置了“侵占检测(入侵检测)”功能,当检测出侵占状态(入侵状态)时,立即停止正式送电。通过这样,可以进一步提高无触点电力传输系统的安全性和可靠性。
(8)根据本发明的第八方面的送电控制装置,所述送电侧控制电路在所述异物存在时利用从所述受电装置侧发送的信号被异物隔断而不能到达的事实(技术),检测出所述侵占状态。
当成为“侵占状态”时,从受电侧向送电侧的信号传递被异物阻塞而不能到达送电侧。利用该原理,从受电侧将某些信号发送到送电侧,根据是否能在受电侧检测出该信号来检测“侵占状态”。例如、受电装置通过负载调制经由次级线圈及原线圈将信号(物理的信号)传输给送电侧,根据在送电侧是否能检测出该信号(物理的信号)判定侵占状态。但是,并不限于此方法。例如、在受电侧设置发光单元,在送电侧设置感光单元,可以通过能否在送电侧检测出来自受电侧的光(包含红外线等)来检测“侵占状态”。也可以检测户外的光线(四周光)是否到达不被异物遮挡的送电装置。除电气信号和光线之外,也可以通过在送电侧中以能否规定电平检测出来自受电侧的声音来进行侵占检测。
(9)根据本发明的第九方面的送电控制装置,所述送电侧控制电路检测从所述送电装置观察的所述受电装置侧的负载的断续(间歇)的改变,当在所述正式送电中不能检测出所述负载的断续的改变时,停止所述正式送电。
受电装置在ID认证结束进行正式送电(通常送电)时(例如、将充电电流供给作为自身负载的电池部分时),使负载调制部动作使负载断续的改变。由于在规定的定时(也就是送电装置已知的定时(timing):例如、定期的定时)中进行受电装置侧的断续的负载改变,所以如没有异物插入,送电装置就应该能够常久的检测出在正式送电中的受电装置侧的负载断续的改变,相反,当不能检测出受电装置侧的负载断续的改变时,可以判定为有异物插入。为了向送电装置通信(发送接收)信息而设置了包含在受电装置中的负载调制部,为了检测出异物有效地利用其负载调制部,不需设置用于异物检测的专用的特别的硬件。此外,作为来自受电装置侧的通信单元采用负载调制方式,在送电装置中当然具备检测出负载变动的结构,在通常送电中仅使检测其负载变动的结构工作,就能够判定异物插入,在送电装置侧不需追加新的硬件。此外,诸如通过检测出原线圈的感应电压信号的波形改变就能够比较简单地检测出受电装置侧的负载改变(不过,不限于该检测方法),此外,可以通过一般的数字信号处理精度良好地检测。此外,由于利用与通常的送电相同的路径(也就是说经由原线圈和次级线圈的路线)进行通过从受电装置向送电装置的负载调制的信号的传递,所以也不需特别地设置用于可以检测出异物插入的信号的传递路线。因此,一面通过构筑无触点传输系统,在抑制部件件数的同时,通过简单的信号处理可以精度高地检测出比较大的面积的异物向原线圈和次级线圈之间的插入(侵占)。
(10)根据本发明的第十方面的送电控制装置,从在所述正式送电时的所述送电装置观察的受电装置侧的负载为周期地改变,当所述送电侧控制电路在规定数的周期内不能连续检测出所述负载改变时,停止所述正式送电。
由于慎重对待侵占状态的检测,送电侧控制电路是对应多个周期的各个周期检测出受电装置侧的负载改变,当在规定数的周期(例如、3周期)中不能连续检测出负载改变时,作为停止正式送电的电路。基于此,提高引起侵占的异物的插入的检测精度,例如、因偶发的原因检测不出负载改变时,不产生错误停止正式送电的这样情况。
(11)本发明的第十一的方面的送电装置包括本发明的送电控制装置;以及生成交流电压供给所述原线圈的送电部。
基于此,实现一种新的送电装置,以开关接通为起端、具有对包含ID认证的步骤的基本顺序进行执行的功能。
(12)根据本发明的第十二方面的无触点电力传输系统,以设置在送电侧电子设备中的开关的接通为起端(契机),从送电装置向受电装置经由电磁耦合的原线圈及次级线圈以无触点进行传输电力,其中,所述送电装置包含基于原线圈的感应电压对向所述受电装置的送电进行控制的送电侧控制电路,所述受电装置包括:对向自身负载的电力供给(对自身负载电力供给)进行控制的供电控制部、以及具有控制所述受电装置的受电侧控制电路的受电控制装置,所述送电装置的所述送电侧控制电路以设置在送电侧设备中的开关的接通为起端,为了使所述受电装置的ID认证成为可能,对所述受电装置执行虚拟送电,基于从接受虚拟送电的所述受电装置传输来的ID认证信息执行ID认证,在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,对所述受电装置执行正式送电,从开始所述虚拟送电的时刻起在规定时间内,当没接收来自所述受电装置的所述ID认证信息时以及所述ID认证失败时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态。
以开关接通为起端实现执行虚拟送电及ID认证的新的无触点电力传输系统。本实施例的无触点电力传输系统不仅能提高使用者的方便性,在低功耗性、可靠性、安全性方面也具有优势。
(13)根据本发明的第十三方面的无触点电力传输系统,所述送电侧控制电路在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,向所述受电装置执行正式送电,而且,在所述正式送电的期间,通过所述原线圈的感应电压信号的波形的改变来判定有无异物,当检测出异物时,停止所述正式送电返回到所述初始状态,在所述正式送电的开始后,当接收到来自所述受电装置的送电停止请求时,则停止所述正式送电返回到所述初始状态。
通过执行根据ID认证失败和接收送电停止请求而返回到初始状态的顺序(序列),不产生功耗的浪费,提高可靠性、安全性。
(14)根据本发明的第十四方面的无触点电力传输系统,所述受电装置还具有负载调制部,所述受电侧控制电路在所述正式送电开始后,定期地使所述负载调制部动作执行定期负载认证,所述送电装置的所述送电侧控制电路检测出从所述送电装置观察的所述受电装置侧的负载的定期地改变,当在所述正式送电中不能检测出所述负载的定期地改变时,停止所述正式送电。
通过正式送电开始之后的定期负载认证,实现产生“侵占状态”时的应对方法。因此,进一步提高了无触点电力传输系统的可靠性、安全性。
(15)根据本发明的第十五方面的无触点电力传输系统,以设置在送电侧电子设备中的开关的接通为起端,从送电装置向受电装置经由电磁耦合的原线圈及次级线圈以无触点进行传输电力,其中,所述送电装置包含基于原线圈的感应电压对向所述受电装置的送电进行控制的送电侧控制电路,所述受电装置包括受电控制装置,所述受电控制装置包括:调制从所述送电装置观察的受电装置侧的负载的负载调制部;对向自身负载的电力供给进行控制的供电控制部;检测所述自身负载的充满电的充满电检测部;以及控制所述受电装置的受电侧控制电路,其中,所述受电侧控制电路当接受来自所述送电装置的所述虚拟送电时,利用所述负载调制部的负载调制,将ID认证信息发送给所述送电装置,当接受到来自所述送电装置的所述正式送电时,在由所述供电控制部对所述自身负载执行供电的同时,在向所述自身负载的供电中,为了检测到所述侵占状态使所述负载调制部动作,并使从所述送电装置观察的所述受电装置侧的负载断续地改变,当通过所述充满电检测部检测出充满电时,通过所述负载调制部的负载调制将充满电通知发送给所述送电装置。所述送电侧控制电路当所述开关被接通时,为了进行所述受电装置的ID认证,在对所述受电装置执行所述虚拟送电的同时,基于从接受所述虚拟送电的所述受电装置发送来的所述ID认证信息执行ID认证,从开始所述虚拟送电的时刻起在规定时间内,当没接收到来自所述受电装置的所述ID认证信息时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态,当所述ID认证失败时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态,在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,对所述受电装置执行正式送电,在所述正式送电的期间,通过所述原线圈的感应电压信号的波形的改变来检测异物,此外,通过是否能够检测出基于所述受电装置侧的所述断续(间歇)的负载调制的信号来检测侵占状态,在所述正式送电中,当检测出异物和侵占状态时以及检测出所述受电装置的所述自身负载的充满电时,停止所述正式送电返回到所述初始状态。
本发明的无触点电力传输系统以开关接通为起端执行虚拟送电,经ID认证进行正式送电,在正式送电期间中,执行异物检测,利用受电侧的断续的负载调制来检测侵占状态,检测出充满电通知,并基于检测结果停止送电返回到初始状态(等待开关的状态)。能够实现低功耗的大幅度削减和安全性及可靠性的大幅度的提高。
(16)根据本发明的第十六方面的无触点电力传输系统,所述受电侧控制电路在所述正式送电中,在使从所述送电装置侧观察的所述受电装置侧的负载断续的改变时,执行负载减轻处理,对所述供电控制部进行控制而使供给所述自身负载的电力强制地减少,在表面上减轻所述自身负载的负载状态。
在本发明的无触点电力传输系统中,受电装置在进行断续的负载调制时,执行自身负载的减轻处理。在不停止向自身负载的送电就进行用于侵占状态检测的负载调制时,通过该负载调制向送电装置侧发送信号时常受到因自身负载的供电状况(也就是自身负载的负载状态)带来的影响。例如、在向自身负载(电池部分等)供给大量的充电电流时,即使导通/截止小的电流用以进行负载调制,也由于其导通/截止电流的电流量与自身负载的充电电流的电流量相比较小,所以在送电装置侧很难检测出由负载调制导致的负载改变的情况。因此,在本实施例中,在正式送电中,受电装置本身监视自身负载(例如电池部分)的负载状态,并进行用于使检测侵占状态成为可能的负载调制时,根据需要(或一律的)进行使向自身负载的电力供给强制地降低(或临时地停止)的处理。当钳位向自身负载的电力供给时,则变成在表面上减轻该自身负载的负载状态,在送电装置侧容易检测到基于负载调制的信号,因此,即使是自身负载重的状态时,异物检测精度也能保持在预期的水平上。另外,即使强制地进行减轻自身负载时,在自身负载中也至少需要时常的给予最小限度的电力,从而不会产生自身负载侧的电子电路不能动作的这样问题。另外,用于可以检测异物插入的负载调制是如上所述被断续地进行、且其负载调制考虑给自身负载电力供给带来的影响、并以确切的间隔被执行,强制地进行负载减轻,从此点来说,在向自身负载的电力传输中不产生特别的不良影响(例如,不产生象极端的变长电池部分的充电时间这样的弊病)。这样,在受电装置侧监视自身负载的状态,在用于可以检测出侵占状态的检测(大的面积的异物插入)的负载调制时,如果需要则通过同时执行自身负载的减轻,从而即使在自身负载重时,也能够把在送电装置侧中的负载改变的检测精度保持在预期的水平上。
本发明的第十七方面的一种电子设备,包含提供送电开始或送电停止的起端的开关、以及本发明的送电装置。
基于此,能够提供低功耗、高安全性及具有可靠性的高功能的电子设备。
这样,在本发明的至少一个实施例中,能够提供在提高使用者的方便性的同时,可以彻底的抑制功耗的无接点电力传输技术。此外,在本发明的至少一个实施例中,能够提供施行万全的安全应对方法的可靠性高的无触点电力传输技术。此外,在本发明的至少一个实施例中,能够提供充分考虑对于使用者的方便性的无触点电力传输系统。此外,在本发明的至少一个实施例中,能够削减部件件数、完成小型化及低成本化。
附图说明
图1(A)至图1(C)是用于对应用无触点电力传输方法的电子设备的例子、以及使用感应式变压器的无触点电力传输的原理进行说明的图。
图2是表示在包含送电装置、受电装置的无触点电力传输系统中的各部分的具体构成例的电路图。
图3(A)及图3(B)是用于说明原线圈侧设备和次级侧设备之间的信息传输的原理的图。
图4是表示送电装置的动作的一例的概要的流程图。
图5是表示送电侧控制电路的构成的一例的电路图。
图6是表示无触点电力传输系统的基本顺序例的图。
图7是表示执行图6的顺序的无触点电力传输系统的状态过渡(状态转移)的状态过渡图。
图8是表示执行图6的基本顺序的无触点电力传输系统的动作例的流程图。
图9是表示执行图6的基本顺序的无触点电力传输系统的动作例的流程图。
图10是用于对位置检测的原理进行说明的图。
图11(A)至11(F)是用于对金属异物(导电性异物)检测的原理进行说明的图。
图12(A)至12(D)是用于对取下检测的原理进行说明的图。
图13(A)、图13(B)是构成用于对正式送电开始之后的异物插入(侵占状态)进行说明的无触点电力传输系统的电子设备的截面图。
图14(A)、图14(B)是为了可以检测出异物插入,对使受电装置侧的负载断续的改变时的具体的方式进行说明的图。
图15是表示从图2所示的无触点电力传输系统中选出关于异物插入(侵占状态)的检测的主要构成的电路图。
图16(A)、图16(B)是用于对可以异物检测的负载调制的优选且具体的方式进行说明的图。
图17(A)至图17(E)是用于说明自身负载的减轻动作的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选的实施例进行说明。另外,以下说明的实施例并不是对权利要求书中记载的本发明的内容的不合理限定,本实施例中说明的构成的全部未必都是本发明的必要技术特征。
(第一实施例)
首先,对应用本发明的优选电子设备的例子以及无触点电力传输技术的原理进行说明。
(电子设备的例子和无触点电力传输的原理)
图1(A)至图1(C)是用于说明应用无触点电力传输方法的电子设备的例子及使用感应式变压器的无触点电力传输的原理的图。
如图1(A)、图1(B)所示,送电侧电子设备的充电器(cradle,托架)500具有送电装置(包含送电侧控制电路(送电侧控制IC)的送电模块等)10。
另外,该充电器(cradle)500还具有给予开始送电或停止送电的起端(开端、启动点)的开关(SW)和在充电器的送电时(工作时)亮灯的显示部(LED等)16。
在图1(A)的充电器(cradle)500中,开关(SW)被设置在装载有受电侧电子设备(移动电话机)510的区域外。需要给移动电话机510充电的用户用手指按下开关(SW)将其作为起端(开端),开始来自送电装置10的送电(用于进行位置检测和ID认证的虚拟送电:后述)。另外,在送电(包括虚拟送电及正式送电)中,当按下开关(SW)则送电被强制地停止。
作为开关(SW)诸如可以使用机械式的瞬时开关。但是,并不限定这个,可以使用继电器开关和磁石式的开关等的各种开关。
另外,在图1(B)的充电器(cradle)500中,开关(SW)设置在装载受电侧电子设备(移动电话机)510的区域内。因此,当移动电话机510载置到充电器(cradle)500上时,则因充电器(托架)500的自重开关(SW)被自动地按下(接通)。将其作为起端(契机)开始来自充电器(cradle)500的送电(用于进行位置检测和ID认证的虚拟送电:后述)。
另外,在送电(包括虚拟送电及正式送电)中,当再次按下开关(SW)时(例如、拿起移动电话机510之后,通过操作充电器(落地)再次按下开关(SW)这样的情况),则送电被强制地停止。
图1(B)情况也与图1(A)一样,开关(SW)有着给予开始送电的起端(开端)的作用,并不用于检测出移动电话机510的存在(判定移动电话机510的取下是基于原线圈的感应电压为基础:后述)。但是,此种情况下,开关(SW)不排除兼作检测出移动电话机510的存在的作用。
受电侧电子设备、即移动电话机510具有受电装置(包括受电侧控制电路(受电侧控制IC)的送电模块等)40。此移动电话机510具有LCD等的显示部512、由按钮等构成的操作部514、话筒(传声器)516(声音输入部)、扬声器518(声音输出部)、以及天线520。
在充电器500中,通过AC转换器502供给电力。该电力利用无触点电力传输从送电装置10向受电装置40送电。基于此,能够给移动电话机510的蓄电池进行充电,使移动电话机510内的设备工作。
如在图1(C)中示意性地表示,从送电装置10向受电装置40的电力传输是通过使在送电装置10侧设置的原线圈L1(送电线圈)和在受电装置40侧设置的次级线圈L2(受电线圈)电磁耦合,并形成电力输送变压器来实现的。基于此,实现非接触的电力传输。
另外,应用本实施方式的电子设备不仅限于移动电话机510。例如,也可以应用于手表、无绳电话、电动剃须刀、电动牙刷、列表计算机(list-computer)、便携终端、移动信息终端、或电动自行车等各种电子设备。
作为特别优选的电子设备的例子,列举有便携终端(包括移动电话机终端、PDA终端、可以移动的个人计算机终端)和表(钟)。本发明的受电装置由于其构成简单且小型,所以向便携式终端等的搭载是可能的,为了实现低损耗,例如、可以缩短在电子设备中的蓄电池的充电时间,另外,由于降低发热,所以从电子设备的安全方面来看的可靠性也得到提高。
特别,便携式终端(包括移动电话机终端、PDA终端及可移动的个人计算机终端)在高负载时的充电电流量较大,显然存在容易发热的问题。因此,本发明可以说是充分发挥具有的低损耗且低发热的特性的设备。
另外,在图1(A)、图1(B)的充电器(cradle)500中装载的送电装置10在开关(SW)被接通之前,由于一概不进行送电,所以不产生功耗的浪费。
另外,送电装置10当接收到来自受电装置40充满电通知时,则停止送电,由于具有返回到等待开关(SW)的接通的状态(初始状态)的功能(后述),所以在该点上也没有产生功耗的浪费。
因此,在图1(A)、图1(B)的送电装置10中,能够谋求彻底的削减功耗。
(送电装置及受电装置的构成例)
图2是表示在包含送电装置及受电装置的无触点电力传输系统中的各部分的具体的构成的一例的电路图。
如图2所示,送电装置10具有送电控制装置20、送电部21及波形监视电路14。另外,送电控制装置20具有送电侧控制电路22、振荡电路24、驱动器控制电路26及波形检测电路28。
另外,在受电装置40中,设置有受电部42、负载调制部46及供电控制部48。另外,自身负载90包含有充电控制装置92和蓄电池(二次电池)94。下面具体地进行说明。
充电器500等的送电侧的电子设备至少包括在图2中所示的送电装置10。另外,移动电话机510等的受电侧的电子设备至少包括受电装置40和自身负载90。
而且,根据图2的构成,实现无触点电力传输(非接触电力传输)系统,使原线圈L1和次级线圈L2电磁耦合,并从送电装置10向受电装置40传输电力,从受电装置40的电压输出节点NB6向负载90供给电力(电压VOUT)。
送电装置10(送电模块、原模块)可以包括原线圈L1、送电部12、波形监视电路14、显示部16及送电控制装置20。另外,送电装置10和送电控制装置20不限于图2的构成,有可能是将其构成要素的一部分(例如显示部和波形监视电路)省略,或附加其他构成要素,改变连接关系等的各种各样的变形实施。
送电部12在电力传输时生成规定频率的交流电压,在数据传输时根据数据生成频率不同的交流电压,供给给原线圈L1。
图3(A)及图3(B)是用于说明在原线圈侧设备和次级侧设备之间的信息传输的原理的图。在从原线圈侧向次级侧的信息传递中利用频率调制。另外,在从次级侧向原线圈侧的信息传递中利用负载调制。
如图3(A)所示,例如、当从送电装置10向受电装置40发送数据“1”时,生成频率f1的交流电压,当发送数据“0”时,生成频率f2的交流电压。另外,如图3(B)所示,受电装置40能够通过负载调制转换低负载状态/高负载状态,通过这样,能够把数据“0”、“1”发送到原线圈侧(送电装置10)。
图2的送电部12可以包括驱动原线圈L1的一端的第一发送驱动器、驱动原线圈L1的另一端的第二发送驱动器以及与原线圈L1共同构成谐振电路的至少一个的电容。而且,送电部12包括的第一、第二的发送驱动器都是诸如是由功率MOS晶体管构成的倒相电路(或缓冲电路),由送电控制装置20的驱动控制电路26控制。
通过原线圈L1(送电侧线圈)与次级线圈L2(受电侧线圈)电磁耦合而形成电力传输用变压器。例如、如图1所示,当需要电力传输时,在充电器500上放置移动电话机510,变为原线圈L1的磁通量穿过次级线圈L2的状态。另一方面,当不需要电力传输时,将移动电话机510与充电器500物理分离,变为原线圈L1的磁通量不穿过次级线圈L2的状态。
作为原线圈L1和次级线圈L2,例如、可以使用绝缘的单线在同一平面内卷绕成螺旋形状的平面线圈。但是,也可以将单线替换成绞线,并使用该绞线(将绝缘的多个的微细的单线捻成一起而成的线)卷绕成螺旋形状的平面线圈。
波形监视电路14是对原线圈L1的感应电压进行检测的电路,例如、包括电阻RA1、RA2或/和在RA1和RA2的连接点NA3与GND(广义上的低电位侧电源)间设有的二极管DA1。具体地说,通过用电阻RA1、RA2将原线圈L1的感应电压进行分压而获得的信号PHIN被向送电控制装置20的波形检测电路28中输入。
显示部16为用颜色和图像等显示无触点电力传输系统的各种状态(电力传输中、ID认证等)的装置,例如、利用LED(发光二极管)及LCD(液晶显示装置)等实现。
送电控制装置20是进行送电装置10的各种控制的装置,可以通过集成电路装置(IC)等实现。该送电控制装置20包括送电侧控制电路22、振荡电路24、驱动器控制电路26以及波形检测电路28。
另外,送电侧控制电路22是进行送电装置10和送电控制装置20的控制的电路,例如、可以通过门列阵和微型计算机等实现。
具体地说,送电侧控制电路22进行电力传输、负载检测、调频、异物检测或者装卸检测等所需的各种顺序控制和判定处理。如上所述,送电侧控制电路22以开关(SW)的接通作为起端,向受电装置40开始位置检测和ID认证用的虚拟送电(后述)。
振荡电路24诸如由晶体振荡电路构成,生成原线圈侧的时钟脉冲。驱动器控制电路26基于由振荡电路24生成的时钟脉冲和来自控制电路22的频率设定信号等,生成预期的频率的控制信号,并向送电部12的发送驱动器(未图示)输出,进行控制该发送驱动器的动作。
波形检测电路28监视相当于原线圈L1的一端的感应电压的信号PHIN的波形、并进行负载检测和异物检测等。例如、当受电装置40的负载调制部46进行用于向送电装置10发送数据的负载调制时,则原线圈L1的感应电压的信号波形对应其进行改变。
具体地说,如图3(B)所示,为了发送数据“0”受电装置40的负载调制部46降低负载时,则信号波形的振幅(峰值电压)变小,为了发送数据“1”负载调制部46提高负载时,则信号波形的振幅变大。因此,波形检测电路28通过进行感应电压的信号波形的峰值保持处理等,判断峰值电压是否超过阈值电压,可以判定从受电装置40得到的数据是“0”还是“1”。另外,波形检测的方法并不限定于上述的方法。例如、也可以用峰值电压以外的物理量来判断受电侧的负载是高还是变低。
受电装置40(受电模块、次级模块)可以包括次级线圈L2、受电部42、负载调制部46、供电控制部48以及受电控制装置50。而且,受电装置40和受电控制装置50不限于图2的构成,有可能是将其构成要素的一部分省略,或附加其他构成要素,进行改变连接关系等的各种各样的变形实施。
受电部42将次级线圈L2的交流的感应电压转换为直流电压。该转换是利用受电部42具有的整流电路43进行的。该整流电路43包含二极管DB1~DB4。二极管DB1设置在次级线圈L2一端的节点NB1与生成直流电压VDC的节点NB3之间,DB2设置在节点NB3与次级线圈L2的另一端的节点NB2之间,DB3设置在节点NB2与VSS的节点NB4之间,DB4设置在节点NB4与NB1之间。
受电部42的电阻RB1、RB2设置在节点NB1与NB4之间。而且,通过利用电阻RB1、RB2对节点NB1、NB4间的电压进行分压所得的信号CCMPI被输入给受电控制装置50的频率检测电路60。
受电部42的电容CB1以及电阻RB4、RB5设置在直流电压VDC的节点NB3与VSS的节点NB4之间。而且,利用电阻RB4、RB5对节点NB3、NB4间的电压进行分压所得到的分电压VD4,经由信号线LP2输入给受电侧控制电路52及位置检测电路56。关于位置检测电路56是将其分电压VD4变为用于频率检测的信号输入(ADIN)。
负载调制部46进行负载调制处理。具体地说,在从受电装置40向送电装置10发送预期的数据时,根据发送数据使在负载调制部46(次级侧)中的负载可变地改变,使原线圈L1的感应电压的信号波形改变。因此,负载调制部46包含串联设置在节点NB3、NB4间的电阻RB3、晶体管TB3(N型的CMOS晶体管)。
该晶体管TB3由从受电控制装置50的受电侧控制电路52经由信号线LP3给予的控制信号P3Q进行导通、截止控制。在开始正式送电之前的认证阶段中,在导通、截止控制晶体管TB3继而进行负载调制将信号发送给送电装置时,供电控制部48的晶体管TB2被截止,负载90与受电装置40处于未电气连接的状态。
例如、为了发送数据“0”,当把次级侧变为低负载(阻抗大)时,信号P3Q为L电平、晶体管TB3为截止状态。基于此,负载调制部46的负载变为几乎无限大(无负载)。相反,为了发送数据“1”,当把次级侧变为高负载(阻抗小)时,信号P3Q为H电平、晶体管TB3为导通状态。基于此,负载调制部46的负载变为电阻RB3(高负载)。
供电控制部48控制向负载90的电力的供电。调整器(LDO)49调整在整流电路43中通过转换得到的直流电压VDC的电压电平,生成电源电压VD5(例如5V)。受电控制装置50诸如被供给有此电源电压VD5并进行工作。
另外,在调整器(LDO)49的输入端和输出端间,设置有由PMOS晶体管(M1)构成的开关电路。通过导通作为该开关电路的PMOS晶体管(M1),形成有旁路调整器(LDO)49的路径。例如、在高负载时(例如,在消耗强烈的蓄电池的充电的初期,需要稳定地流入大致固定的大电流,这样的时候相当于高负载时),由于通过调整器49本身的等值阻抗,即增大电力损耗又增大发热,所以就要迂回调整器经过旁路路径把电流供给给负载。
为了控制作为开关电路的PMOS晶体管(M1)的导通/截止,设置有作为旁路控制电路功能的NMOS晶体管(M2)及上位电阻R8。
当从受电侧控制电路52通过信号线LP4把高电平的控制信号供给NMOS晶体管(M2)的栅极时,则NMOS晶体管(M2)导通。于是,PMOS晶体管(M1)的栅极变为低电平,PMOS晶体管(M1)导通,形成有旁路调整器(LDO)49的路径。另一方面,当NMOS晶体管(M2)处于截止时,由于PMOS晶体管(M1)的栅极通过上位电阻R8维持高电平,所以PMOS晶体管(M1)截止,不形成旁路路径。
NMOS晶体管(M2)的导通/截止是由包含在受电控制装置50中的受电侧控制电路52控制。
另外,晶体管TB2(P型的CMOS晶体管)设置在生成电源电压VD5的节点NB5(调整器49的输出点)和节点NB6(受电装置40的电压输出节点)之间,由来自受电控制装置50的受电侧控制电路52的信号P1Q控制。具体地说,晶体管TB2在完成(确定)ID认证并进行通常的电力传输(即、正式送电)时变为导通状态。
另外,在电源电压生成节点NB5和晶体管TB2的栅极的节点NB8之间设置有上位电阻RU2。
受电控制装置50为进行受电装置40的各种控制的装置,可以利用集成电路装置(IC)等实现。该受电控制装置50可以利用由次级线圈L2的感应电压生成的电源电压VD5进行工作。而且,受电控制装置50可以包含控制电路52(受电侧)、输出保证电路54、位置检测电路56、振荡电路58、频率检测电路60以及充满电检测电路62。
受电侧控制电路52为进行受电装置40和受电控制装置50的控制的电路,例如、可以利用门列阵和微型计算机等实现。该受电侧控制电路52将串联调整器(串联稳压器,LDO)49的输出端的固定电压(VD5)作为电源进行工作。该电源电压(VD5)经过电源供给线LP1供给给受电侧控制电路52。
具体地说,该受电侧控制电路52进行ID认证、位置检测、频率检测、充满电检测、用于认证用的通信的负载调制、以及为了可以检测异物插入的通信用的负载调制等所需的各种顺序控制和判定处理。
位置检测电路56用于监视相当于次级线圈L2的感应电压的波形的信号ADIN的波形,并判断原线圈L1和次级线圈L2的位置关系是否恰当。
具体地说,用比较器将信号ADIN变换为二个值进行判断位置关系是否恰当。
振荡电路58诸如由CR振荡电路构成,生成次级侧的时钟脉冲。频率检测电路60用于检测信号CCMPI的频率(f1、f2),来判断送电装置10发出的发送数据是“1”还是“0”。
充满电检测电路62(充电检测电路)是检测负载90的蓄电池94是否为充满电状态(充电状态)的电路。具体地说,充满电检测电路62诸如通过检测在充电状态的显示中使用的LEDR的导通、截止,来检测充满电状态。也就是说,当在连续规定时间(例如、5秒)中LEDR熄灭时,判断蓄电池94为充满电状态(充电完成)。
另外,负载90内的充电控制装置92也可以基于LEDR的点亮状态检测出充满电状态。
另外,负载90包含进行蓄电池94的充电控制等的充电控制装置92。充电控制装置92能够基于发光装置(LEDR)的点亮状态来检测出充满电状态。该充电控制装置92(充电控制IC)可以通过集成电路装置等实现。而且,可以像智能电池一样,使蓄电池94本身具有充电控制装置92的功能。另外,自身负载90并不限定于蓄电池。例如、利用规定的电路进行工作,能够将该电路变为自身负载的情况。
(送电装置的动作的概要)
图4是表示送电装置的动作的一例的概要的流程图。如以粗虚线包围所示,送电装置10的动作大致区分为在送电前的“送电对象的确认(步骤SA)”和“在送电中(包含送电前)的送电环境的确认(步骤SB)”。
如上所述,送电装置10以开关(SW)的接通作为起端开始虚拟送电(步骤S1、S2)。
接着,确认受电侧设备(510)的安置位置(置位位置)是否恰当(步骤S3),执行受电侧设备510(受电装置40)的ID认证,判断是否为适当的送电对象(步骤S4)。通过在ID认证时允许多次的重新试验,防止由于有可能偶发的ID认证错误而导致用户没有办法再接通开关(SW)的事情,提高用户的便利性。
当位置检测或ID认证失败时(步骤S5),则停止虚拟送电返回到等待开关接通的初始状态(也就是等待步骤S1的状态)。
而且,位置检测是图2的受电装置40内的位置检测电路56基于整流次级线圈(L2)的感应电压,而获得的直流电压(ADIN)来进行判定的。
图10是用于说明位置检测的原理的图。如图10所示,根据原线圈(L1)和次级线圈(L2)的位置关系,PHIN的波形(波高)及ADIN的电压电平进行改变。
例如、在基于ADIN进行位置检测时,当受电侧设备的安置位置不恰当时,由于不能获得规定电平(V3电平)的直流电压(ADIN),所以判定位置不恰当,该位置检测结果诸如可以利用负载调制从受电侧向送电侧传递。另外,也可以通过从接受虚拟送电开始在规定时间内不发送ID认证信息到送电侧,将位置不恰当合在一起进行传递。
返回到图4继续说明。在图4中,在ID认证后开始正式送电(充电送电)(步骤S6)。在正式送电中执行金属异物检测(步骤S7)、根据定期负载变动检测的侵占状态的检测(步骤S8、S9)、另外,执行受电测设备的取下(Reeve)检测(步骤S10),进而执行开关的强制断开检测(步骤S11)、充满电通知(送电停止请求)检测(步骤S12)。当任意一个的检测被确认时(步骤S13),则将正式送电断开(步骤S14)返回到初始状态(等待步骤S1的状态)。
金属异物检测(步骤S7)及取下检测(步骤S10)可以基于原线圈(L1)的感应电压信号的波形改变进行检测。图11(A)至图11(F)是用于说明金属异物(导电性异物)检测的原理的图。图11(B)~图11(F)示出了根据原线圈和金属异物(中小程度的导电性异物)MET之间的相对位置,引起图11(A)所示的原线圈(L1)的感应电压信号(V(NA2))进行怎样改变。如图所示,在完全没有金属异物(MET)的状态(图11(F))和存在金属异物(MET)的状态(图11(B)~图11(E))下,V(NA2)的波形(振幅)明显不同。因此,通过波形监视电路14(参照图2)监视原线圈(L1)的感应电压信号V(NA2)的波形,能够检测出金属异物(MET)。此外,“进行监视波形”就是除进行监视振幅的情况外,诸如也包含进行监视电流和电压的相位的情况等。
图12(A)~图12(D)用于说明取下检测的原理的图。如图12(A)所示,当受电侧设备510被置位时,原线圈(L1)的感应电压信号V(NA2)的波形成为如图12(B)所示。另一方面,如图12(C)所示,当受电测设备510被取下时(Reeve),原线圈(L1)的感应电压信号V(NA2)的波形成为如图12(D)所示,该波形(振幅)显然与图12(B)的波形有区别。因此,通过利用波形监视电路14(参照图2)监视原线圈(L1)的感应电压信号V(NA2)的波形,能够检测出取下(Reeve)。
另外,侵占状态的检测(图4的步骤S9)可以根据在送电侧中能否检测出受电侧的断续的(例如、定期的)负载调制信号进行检测(这一点利用图13~图17进行后述)。
(送电侧控制电路的构成的一例)
图5是表示送电侧控制电路的构成的一例电路图。如图5所示,送电侧控制电路22具有逻辑电路100。
逻辑电路100包括:除去伴随开关SW的接通/断开而生成的噪音的噪音除去电路102、用于存储当前的状态或是送电状态或是初始状态的触发器(F/F)104、位置检测部106、ID认证部108、取下检测部110、异物检测部112(包含侵占状态检测部114)、充满电通知(送电停止请求)检测部116、以及基于各部的检测结果控制送电的接通/断开的送电控制部118。
(无触点电力传输系统的基本顺序例子)
图6是表示无触点电力传输系统的基本顺序例的图。如左侧所示,在送电侧电子设备(送电侧设备)500中设置有开关SW。用户将受电侧电子设备(受电侧设备)510安置在规定位置上,按下开关SW。基于此,将由此生成的边缘(脉冲)(例如、下降边NT(脉冲))作为触发(起端),开始来自送电装置10的虚拟送电(S20),进行位置检测(步骤S21)、如位置不恰当则停止虚拟送电(步骤S22)。
如受电侧设备510的安置位置恰当,则执行ID认证(步骤S23)。也就是说,ID认证信息(指定信息、设备ID号码、额定信息等)从受电侧设备向送电侧设备发送。由于有可能偶发ID认证不可的情况,所以优选考虑用户的便利性(为了节省几次重新接通开关SW的时间),允许规定次数(例如3次)的重新试验,在连续失败的情况下(NG的情况)判定ID认证失败(步骤S24)。
在ID认证后,送电装置10开始向受电装置40正式送电(步骤S26)。在正式送电期间中,当检测出开关(SW)的按下(强制断开)(步骤S27),则停止正式送电返回到初始状态(步骤S28)。
另外,如上所述,执行取下检测(步骤S29)、金属异物检测(步骤S30)、次级侧的定期负载认证(包含次级侧负载减轻处理:步骤S31)及侵占状态检测(步骤S32),当任意一项被检测出时,停止正式送电(步骤S33)。而且,伴随在次级侧中的定期负载认证的负载减轻就是由于即使自身负载(蓄电池等)在重的状态下进行负载调制,也存在在原线圈侧不能顺利的接收该调制信号的情况,所以在进行负载调制时钳位(或停止)向自身负载供电,使自身负载的负载状态在虚拟上强制地减轻的处理的方法(对这一点利用图17进行后述)。
在图6中,受电装置40当检测出充满电时,则制作充满电通知(保存帧:送电停止请求帧)向送电侧发送(步骤S34)。送电装置10当检测出充满电通知(送电停止请求帧)时(步骤S35),则断开正式送电返回到初始状态(步骤S36)。
图7是表示执行图6的顺序的无触点电力传输系统的状态过渡的状态过渡图。如图7所示,系统的状态大致分为初始状态(空载状态:ST1)、位置检测状态(ST2)、ID认证状态(ST3)、送电(正式送电)状态(ST4)及定期负载认证状态(ST5)(以及负载减轻状态(ST6))的状态。
通过开关接通(Q1)从ST1向ST2过渡,在位置检测NG(不好)时返回到ST1(Q2)。如位置检测OK(好)则向ST3过渡(Q3)、观看ID认证是否多次连续失败(Q4),如连续NG(Q5)则返回到ST1。如ID认证OK(Q6)向ST4过渡。
在正式送电状态中,执行SW断开检测(Q7)、取下检测(Q12)、金属检测(Q10)、侵占状态检测(Q17)及充满电检测(Q14),当检测出任意一项时,则恢复到初始状态(Q8、Q9、Q11、Q13、Q15)。
在执行图6的基本顺序的无触点电力传输系统中是以开关的接通作为起端开始送电,由于在此之前一概没有进行送电,所以可以实现低功耗化、安全性的提高。另外,由于当接收到充满电通知(送电停止请求)时,则停止送电返回到初始状态(等待开关接通的状态),所以在这里也一概不产生送电的浪费,实现低功耗化、安全性得到提高。
另外,由于把ID认证视为正式送电的条件,所以对不恰当的设备不进行送电,提高可靠性及安全性。
另外,在正式送电中,执行各种的检测工作(取下检测、金属异物检测、基于次级侧的定期负载认证的侵占状态检测及充满电检测),由于当任意一项被检测出时,立即停止正式送电返回初始状态,所以一概不产生不必要的送电,即使对异物也施行了万全的应对的方法,所以实现具有极高的可靠性(安全性)的系统。
图8及图9是表示执行图6的基本顺序的无触点电力传输系统的动作例的流程图。在图8及图9中,在左侧上示出了原线圈侧的动作流程,在右侧上示出了次级侧的动作流程。
如图8所示,当开关SW被接通时(步骤S40),则从送电侧开始虚拟送电(例如、传输频率为f1:步骤S41),开始基于定时的计数(步骤S42)。
在受电侧中,当接收虚拟送电时,则执行从停止状态(步骤S60)向电源接通状态过渡(步骤S61)及位置电平的判定(位置检测)。如果位置电平NG就返回初始状态(步骤S60),如果OK就执行ID认证帧的制作(S63)及ID认证帧的发送(步骤S64)。
在送电侧进行ID认证帧的接收处理(步骤S44)及超时判定(步骤S43),当在规定的时间内不能接收到ID认证帧时,停止送电(步骤S49)。
另一方面,当在规定的时间内能接收到ID认证帧时,执行帧认证处理(步骤S45)、如果认证OK就将允许帧向受电侧发送(步骤S47),当认证NG时停止送电(步骤S49)。
受电侧检测来自送电侧的允许帧(步骤S65),将启动帧向送电侧发送(步骤S66)。
在送电侧中,检测启动帧(步骤S48)、使定期负载变动(侵占状态检测用)的检测导通(步骤S49)以及开始充电送电(正式送电)(步骤S50)。
受电侧中接受充电送电(正式送电)并开始自身负载(例如、蓄电池)的充电(步骤S67)。
接着,利用图9对其后的流程进行说明。在送电侧中,一边执行取下、金属异物、侵占状态及开关断开的各种检测(步骤S70),一边等待来自受电侧的充满电通知(送电停止请求)(步骤S71)。
在受电侧中,一边进行自身负载的充电,一边执行用于侵占检测的定期负载调制(步骤S80),另外,进行检测自身负载的充满电(步骤S81)。当检测出充满电时,则向送电侧发送充满电通知帧(保存帧:送电停止请求)(步骤S82)。
在送电侧中,当接收到来自受电侧的充满电通知帧(保存帧:送电停止请求)时,则截止(停止)定期负载变动检测(步骤S72),停止送电(步骤S73)。
(第二实施例)
本实施例中具体地对侵占状态的检测(侵占发热应对的方法)进行说明。
(侵占发热应对的方法)
在完成设备的认证开始正式送电之后,有可能出现大面积的异物插入在原线圈和次级线圈之间的情况。如使用图11进行说明,能够通过监视原线圈(L1)的感应电压进行检测中小程度的金属异物的存在。
但是,如图13(A)、(B)所示,在原线圈侧设备和次级侧设备之间插入隔断原线圈和次级线圈的大面积的金属异物(例如薄金属板)时,由于来自原线圈侧的送电能量被该金属异物消耗(也就是说,该金属异物变为负载),所以当从原线圈侧观察时,好象是常久的存在有自身负载(次级侧设备)。因此,例如、即使取下次级侧设备,也可能产生基于利用图12进行说明的原线圈的感应电压不能进行取下检测的情况,在该情况下虽然没有次级侧设备,但是继续有来自原线圈侧的送电,导致金属异物达到高温度。
这样,在本说明书中将大面积的金属异物替代取下原来的次级侧设备的现象称为“侵占”。为了把无触点电力传输系统的安全性、可靠性提高至实用水平,即使对这样的“侵占发热”也有必要实施充分的应对的方法。
作为异物被插入的情况假想有偶发的情况和人为恶意的情况。由于当异物被插入时,则产生发热继而产生烫伤、设备的损坏或破坏的危险性,所以在无触点电力传输系统中,彻底寻求对于异物插入的安全应对的方法。下面,对侵占发热应对的方法具体地进行说明。
图13(A)、图13(B)是构成用于对正式送电开始之后的异物插入(侵占状态)进行说明的无触点电力传输系统的电子设备的截面图。
在图13(A)中,在托架500(具有送电装置10的电子设备)上面的规定位置上安置有移动电话终端510(具有受电装置40的电子设备),在该状态下,经过原线圈和次级线圈从托架(充电台)500向便携式电话终端510做无触点电力传输,进行对内置在便携式电话终端510中的蓄电池(例如、电池部分)的充电。
在图13(B)中,在正式送电时由人为将薄板形状的金属异物(导电性的异物)AR插入在托架(充电台)500和便携式终端510之间。当异物AR被插入时,则从原线圈侧的设备(托架500)向次级侧的设备(便携式电话终端510)供给的大部分电力,在异物(AR)中被消耗(即、产生送电电力的侵占),异物AR发热的危险性变高。因此,当成为如图13(B)的状态时,包含在原线圈侧的设备(托架500)中的送电装置10检测出异物AR的插入,有必要立即停止正式送电。
不过,在利用图11进行说明的金属异物的检测方法中,很难充分的掌握如图13(B)的侵占状态。
例如、在受电装置侧的负载大时,引起原线圈(L1)的电压的振幅增大,如受电装置侧的负载变小时,引起原线圈(L1)的电压的振幅变小。如便携式电话终端510的蓄电池94被正常的充电时,在时间经过的同时,受电装置40侧的负载应慢慢的减少下去。在这里,如果受电装置40侧的负载突然增大,则由于送电装置10监视受电装置40侧的负载变动,所以能够检测出负载突然的增大的情况。不过,不能够判定出该负载的增大是因为自身负载(便携式电话终端的蓄电池94)产生的,还是因为便携式电话终端510和托架500之间的位置偏离产生的、或是因为异物插入产生的。因此,送电装置10仅用在检测出受电装置40侧的负载变动的方法中,不能检测出异物插入。
因此,在本发明中,在正式送电中,一边使向自身负载(蓄电池等)的供给电力继续,一边使受电装置40从送电装置10观察的负载断续的有意地改变(定期负载调制动作),向送电装置10发送信息。
当送电装置10在规定计时中能够检测出根据该断续的负载改变的信息时,证明有以下事情。
(1)把受电装置40侧的设备(移动电话机510)正确地安装到送电装置10侧的设备(托架500)上。
(2)受电装置40侧的设备(包含便携式电话终端510的蓄电池)正常的工作。
(3)没有插入异物AR。
另一方面,在正式送电时异物AR被插入时,则从受电装置40发送的信息因被该异物AR阻碍不能到达送电装置10。也就是说,在送电装置10中,不能检测出受电装置侧的断续的负载改变(例如、定期的负载改变)。在上述的(1)~(3)被确认之后,作为不能检测出断续的负载改变的主要原因,猜测上述(3)为主要原因。也就是说,由于插入异物AR,所以可以判定不能检测到断续的(间歇的)负载改变。
图14(A)、图14(B)是用于说明为了可以检测出异物插入,使受电装置侧的负载断续的改变时的具体的方法的图。
在图14(A)中,通过次级电流(流入次级线圈(L2)的电流)的改变,来表示受电装置侧的负载的断续的改变的情况。如图所示,在时间t1、t2、t3、t4、t5…中,受电装置侧的负载断续的进行改变。
具体地说,在图14(A)中,在周期T3中进行改变负载。另外,例如、在将时间t1作为起点的期间T2中,负载变轻,在之后的期间T1中负载变重。在周期T3中反复这样的周期的改变。
图14(B)表示对于次级负载电流的改变的原线圈电压(原线圈的一端的感应电压)的改变。如上所述,在期间T1中次级侧的负载重,在期间T2中负载轻。按照该次级侧的负载的改变,原线圈(L1)的一端的感应电压(原线圈电压)的振幅(峰值)进行改变。也就是说,在负载重的期间T1中振幅大,在负载轻的期间T2中振幅变小。因此,在送电装置10中利用波形检测电路28(参照图2),例如、能够通过进行原线圈电压的峰值检测,检测出受电装置40侧的负载变动。但是,负载变动的检测方法并不限于这种方法,例如、也可以进行检测原线圈电压和原线圈电流的相位。
负载调制是诸如能够通过晶体管的开关简单地进行,另外,原线圈的峰值电压的检测等是可以利用模拟和数字的基本的电路精度良好地进行,且设备的负担少、容易实现。另外,不论在安装面积的抑制和成本方面都为有利。
这样,在正式送电中,受电装置40进行通过断续的(且周期的)负载调制的信息发送,送电装置10能够通过采用对该负载变动进行检测的新的方法,不附加特别的结构,以简单的方法高精度的检测出异物插入。
(异物插入检测的具体例)
图15是表示从图2所示的无触点电力传输系统中,挑选关于异物插入(侵占状态)的检测的主要构成的电路图。在图15中,与图2相同的部分附加相同的参照标识。另外,在图15中,在异物插入检测中起到重要作用的部分用粗线表示。
在图15所示的受电装置40中应该引起关注的电路构成是构成负载调制部46(参照图2)的负载调制用晶体管TB3、构成供电控制部48(参照图2)的供电控制晶体管TB2、以及控制两个晶体管(TB2、TB3)的导通/截止的受电控制电路52。另外,串联调整器(LDO)49的输入端及输出端的电压经由信号线LP2及LP1输入到受电控制电路52中,通过监视LDO 49的两端电压,就能够检测出包含在负载90中的蓄电池94的负载状态(负载的轻重),这一点也是重要的。
另外,在送电装置10(参照图2)中有送电控制装置20的构成。也就是说,通过波形检测电路28检测出原线圈(L1)的感应电压的峰值(振幅)的这一点和通过送电侧控制电路22检测出受电装置40侧的负载变动的这一点都是重要的。
在图15中,受电装置40在正式送电(认证后的连续送电)中进行负载调制,并向送电装置10发送异物检测用图案PT1,送电装置10的送电侧控制电路22在正式送电中监视受电装置40侧的负载改变(可以连续的监视,也可以断续的监视),当接收到该异物检测图案PT1不正常时判定有异物AR插入,停止正式送电。
(异物检测图案PT1的具体例)
图16(A)、图16(B)是用于说明为了可以异物检测的负载调制的优选、且具体的方式的图,16(A)是表示负载调制的计时例的图,16(B)是具体的表示被通过送电装置检测的受电装置侧的负载变动的方式的图。
如图16(A)所示,用于可以异物检测的负载调制诸如在10秒(10sec)周期中周期的(定期的)进行。
另外,时间t1~t6及时间t7~t12是执行用于可以异物检测的负载调制的期间。在时间t1~t6(时间t7~t12之前)之前为0.5秒(0.5sec),将对0.5秒分成5等份的0.1秒(100msec)作为单位切换负载的轻重。
在图16(A)中,以粗的双箭头线表示的期间为负载重的期间。也就是说,在时间t1~t2、时间t3~t4、时间t5~t6、时间t7~t8、时间t9~t10、时间t11~时间t12的各个期间中负载变重。负载变重的期间为TA。
另一方面,在时间t2~t3、时间t4~t5、时间t8~t9、时间t10~t11的各个期间中负载变轻。负载变轻的期间为TB。
在图16(A)中,以明显的方式,周期的(即每1周期)执行在正式送电中的受电装置侧的负载的断续的改变、且在1周期中负载以规定间隔多次、断续的进行改变。
通过周期的负载改变,能够一边保证送电装置10和受电装置40同步,一边通过负载改变进行信息的授受(也就是说,在送电装置10侧能够容易的得知受电装置40侧的负载改变的定时)。
另外,在图16(A)中,仅在1周期内(例如时间t1~t7)中的部分期间(时间t1~t6)中,以规定间隔多次、断续的使负载改变。也就是说,在1周期(10sec)的前一半的初始期间(最初的0.5sec)中,集中的进行负载调制。进行这种形式的负载调制的理由是依据下面的说明。
也就是说,在正式送电中的负载改变(负载调制)由于有时对向自身负载(图15的蓄电池94)的电力供给给予影响,所以不宜频繁的进行。因此,例如、某种程度进行加长1周期的负载调制(这样,即使采用稍微加长周期,在异物检测的这一点上也没有什么问题)。
而且,仅在其1周期中的部分的期间中,以规定间隔多次、断续的使负载进行改变。限定为部分的期间是考虑如果增大负载改变的间隔时,则伴随时间经过自身负载的负载状况发生改变或周围的条件发生改变,其结果,由于送电装置,对在受电装置侧中的断续的负载改变的检测有时给予不好的影响。也就是说,例如、准备采用长的1周期(图16(A)中10sec),然后,在其长的1周期内的部分的短的期间(图16(A)中0.5sec)中,进行集中的、多次(图16(A)中5次)的断续的负载调制。
通过执行这样形式的负载调制,最小限度地抑制给予向自身负载(94)的电力供给(例如、电池部分的充电)的影响,同时,能够实现在送电装置10侧中的高的异物(AR)的检测精度。
图16(B)示出了与从送电装置观察的受电装置侧的负载对应的、在送电装置10中的原线圈(L1)的一端的感应电压的振幅改变的一例。但是,在图16(B)中,在前一半的1周期中的负载调制期间(t1~t6)和在后一半的1周期中的负载调制期间(t7~t12)中,自身负载(蓄电池94)的负载状态进行改变,在后一半的周期中自身负载(蓄电池94)的负载状态变重,通过这样,原线圈的电压的峰值增大。
在图16(B)的时间t1~t6中,在负载变重的期间TA中的原线圈电压和在负载变轻的期间TB中的原线圈电压的差为ΔV1。送电装置10的送电侧控制电路22根据该原线圈电压的振幅差ΔV1可以检测出受电装置40侧的负载改变。
不过,在后一半的负载调制期间(时间t7~t12)中,由于自身负载(蓄电池94)的负载状态变重,自身负载94的充电电流(Iload)增大,所以伴随对于充电电流(Iload)的负载调制的调制电流(Imod)的比例变小,原线圈电压的差分通过调制电流(Imod)的导通/截止缩小为ΔV2(ΔV2<ΔV1)。也就是说,调制电流(Imod)埋没在了自身负载(蓄电池94)的充电电流(Ilmod)中。因此,在自身负载(蓄电池94)重时与负载轻时相比,不能否定在送电装置10侧中的负载改变的检测变困。于是,在本实施例中,使向自身负载(蓄电池94)的电力供给强制的减少,而减轻自身负载(94)的负载状态,在原线圈侧中容易检测出通过负载调制的负载改变。下面,对自身负载的减轻处理办法进行说明。
(强制的减轻自身负载的处理办法)
在本发明中,在正式送电中,由于不停止向自身负载94的送电就进行负载调制,所以基于该负载调制向送电装置10侧的信号的发送常久地受到通过向自身负载94的供电状况(也就是说,自身负载的负载状态)的影响。
如上所述,在大量的充电电流供给给自身负载94(电池部分等)时,即使导通/截止用于负载调制的小电流,也由于该导通/截止电流(Imod)的电流量与自身负载(94)的充电电流(Iload)的电流量相比小,所以不能否定在送电装置10侧中,检测通过负载调制的负载改变的情况变困(也就是说,很难检测出是噪音还是通过负载调制的信号)。另一方面,在向自身负载94供给的电流少时(自身负载轻时)通过负载调制的导通/截止电流(Imod)的相对的比例增大,从送电装置10观察就很容易掌握基于其接通/断开的负载改变。
基于这样的研究,在本实施例中,在正式送电中,受电装置40本身在监视自身负载94的负载状态、并进行用于可以异物检测的负载调制时,当自身负载94重时(也就是说,电流大量的供给给自身负载94)时,采取使向自身负载94的电力供给强制的减低的处理办法(在这里,应该注意的点是仅使电力供给减低,不停止向自身负载94的供电,至少连续向自身负载94供给必要最小限度的电力)。
当钳位向自身负载94的电力供给时,则虚拟上减轻其自身负载94的负载状态,在送电装置10侧中,变为容易检测出通过负载调制的信号,因此,即使在自身负载94重的状态时,异物检测精度也保持在预期的水平上。另外,即使进行强制的自身负载94的减轻时,在自身负载94中也至少常久的给予必需的最小限度的电力,不会发生自身负载94侧的电子电路(充电控制装置92)变成不能工作的这样的问题。
另外,用于作为可以检测异物插入的负载调制如上所述断续的来进行,该负载调制是考虑给予向自身负载94的电力供给的影响,以适宜的间隔来执行的,从进行强制的负载减轻来看,对向自身负载94的电力传输不会产生特别的恶劣影响。例如、决不会产生极端的变长电池部分的充电时间这样的弊病。
这样,以受电装置40侧监视自身负载94的状态,在用于可以检测异物插入的负载调制时,如需要通过同时执行自身负载94的负载状态的强制的减轻,即使自身负载94重时,也能够把在送电装置10侧中的负载改变的检测精度保持在预期的水平上。
图17(A)~图17(E)是用于说明自身负载的减轻动作的图。具体地说,图17(A)是表示自身负载轻的状态的图,图17(B)是表示自身负载重的状态图,图17(C)是表示在图17(B)所示的状态中的原线圈电压的改变的方式的图,图17(D)是表示连续使供电控制晶体管导通/截止或半导通状态进行自身负载的减轻的状态的图。图17(E)是表示在图17(D)所示的状态中的原线圈电压的改变的方式的图。
在图17(A)的情况下,由于自身负载(蓄电池)94轻(也就是说,自身负载的充电电流Ioad小),所以在受电装置40侧即使不进行自身负载的减轻工作,也能够在送电装置10侧中充分地检测出通过负载调制的负载改变。因此,供电控制晶体管TB2为常久的导通状态。负载调制晶体管TB3被断续的导通/截止,通过这样,执行负载调制。
在图17(B)中,由于自身负载(蓄电池)94重(也就是说,自身负载的充电电流Iload大),所以难于看到因调制电流(Imod)的导通/截止的电流改变。如图17(C)所示,当自身负载从轻的状态向重的状态进行改变时,则对应原线圈电压的振幅的改变从ΔV1缩小为ΔV2,从而难于检测出通过负载调制的负载改变。
因此,在图17(D)中,在负载调制时,同时进行自身负载的减轻动作。也就是说,在图17(D)中,对供电控制晶体管TB2执行连续的导通/截止或视为半导通状态的动作。
也就是说,使通过供电路线的供电控制晶体管TB2连续的导通/截止,根据断续的进行电力供给的数字的方法,能够强制的钳位向自身负载94的电力供给。使晶体管连续的开关是在数字电路中通常进行的动作,为容易实现。另外,具有通过选择开关频率,可以精度良好的控制某种程度地削减向自身负载的供给电力的优点。
另外,采用模拟的方法,将完全导通时的电压和完全截止时的电压的中间的电压供给给供电控制晶体管(PMOS晶体管)的栅极,即使通过将该PMOS晶体管视为所谓的半导通状态,也能够钳位向自身负载供给的电力。具有通过控制栅极电压,可以微调节供电控制晶体管(PMOS晶体管)的导通电阻的优点。
在图17(E)中,通过自身负载的强制的减轻,自身负载重的状态的原线圈电压的振幅从V10改变为V20。图中的“X”表示自身负载94的强制的减轻量。通过自身负载94的强制的减轻,对应原线圈电压的振幅的改变从ΔV2(参照图17(C))扩大为ΔV3(ΔV3>ΔV2),从而在送电装置10中,很容易的检测出通过负载调制的受电装置40侧的负载改变。
这样,在负载调制的同时,通过合并执行自身负载减轻动作,即使自身负载重时,在送电装置侧中也可以准确地检测出负载改变。
(送电装置的具体的动作)
在这里,对图15的送电控制装置20的具体的动作进行说明。如前面所说明,在送电控制装置20中包含的送电侧控制电路22的定期负载变动检测部14(参照图5),在正式送电时,当不能检测出受电装置40侧的负载的断续的改变时,判定在原线圈(L1)和次级线圈(L2)之间插入有异物(AR)而停止送电。基于此,确实地防止在异物(AR)中的发热、烧伤或设备损伤和破坏。因此,在无触点电力传输系统中实现可靠性高的异物插入的应对方法。
另外,由于在有无异物插入的判定中必须小心谨慎,所以优选送电侧控制电路22对应多个的周期的各个周期进行检测负载的改变,当连续在规定数量的周期中不能检测出负载改变时,判断在原线圈和次级线圈之间有异物插入。
例如、对应多个的周期的各个周期,进行检测受电装置侧的负载的改变,当连续在规定数的周期(例如、3周期)中不能检测出负载改变时,停止正式送电。基于此,提高异物插入的检测精度,例如、当由于偶发的原因不能检测出负载改变时,不会发生因错误停止正式送电这样的情况。
而且,通过检测出原线圈(L1)的感应电压的波形能够检测出从送电装置10观察的受电装置40侧的负载改变,能够通过波形检测电路22进行该波形检测。
如上所述,原线圈(L1)的感应电压的波形的峰值(振幅)由于在受电装置40侧的负载重时增大、负载低时减少,所以通过波形的峰值检测能够检测出受电装置40侧的负载改变。但是,并不限于该种检测方法,还有其他的方法,例如、可以采用检测原线圈的感应电压和电流的相位的方法。
这样,根据本实施例,实现具有了进行通过定期负载认证的异物插入(侵占)检测的功能的新的送电装置10。根据本实施例,能够实现在无触点电力传输中的高可靠性的安全应对的方法,其中,一边抑制部件件数,一边通过简单的信号处理可以高精度地检测出向原线圈和次级线圈之间的异物插入。
另外,基于定期负载认证的送电停止功能不仅有侵占检测,还具有强制停止不恰当的送电的最后的要塞功能。例如、由于某些的原因即使次级侧设备的取下检测没有有效的工作时、或次级侧设备发生破损、故障不能进行定期负载调制时,也能准确地停止来自原线圈侧设备的送电。因此,由于具有定期负载认证功能,所以无触点电力传输系统的安全性和可靠性得到显著的提高。
如以上说明,在本发明的至少一个实施例中,能够提供可以彻底的抑制功耗的无触点电力传输技术。另外,在本发明的至少一个的实施例中,能够提供施行了万全的安全应对的方法的可靠性高的无触点电力传输技术。另外,在本发明的至少一个的实施例中,能够提供充分考虑对于用户的便利性的无触点电力传输技术。另外,在本发明的至少一个的实施例中,能够削减部件件数并完成小型化及低成本化。
也就是说,根据本发明的至少一个的实施例,就能够获得下面的主要的效果。但是,以下所述的效果未必同时获得,以下列举的效果依据不合理的限定本发明的技术范围不被使用。
(1)在本发明的无触点电力传输系统中,由于以开关的接通作为起端开始送电,在此之前一概不进行送电,所以能够实现用户的便利性、低功耗化的提高及提高安全性。
(2)当接收到充满电通知(送电停止请求)时,则停止送电返回到初始状态(等待开关接通的状态),所以在这里一概不产生送电的浪费,能够实现低耗费电力化及提高安全性。
(3)将ID认证视为正式送电的条件,所以对不恰当的设备不进行送电,提高可靠性及安全性。
(4)在正式送电中,执行各种的检测动作(取下检测、金属异物检测、基于次级侧的定期负载认证的侵占状态检测及充满电检测),当任意一项被检测出时,立即停止正式送电返回到初始状态,所以一概不发生不必要的送电,由于即使对于异物也施行了万全的应对的方法,所以实现具有极高的可靠性(安全性)的系统。
以上,参照实施例对本发明进行说明,但是,本发明并不限定这些,可以有各种各样的变形及应用。也就是说,只要没有脱离本发明的范围可以有很多的变形,这对本行业的技术人员来说是显而易见的。
因此,这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。例如、在说明书或附图中,至少有一次与更广义或同义不同术语(低电位侧电源、电子设备等)同时记载的术语(GND、移动电话机及充电器等),在说明书或附图的任何地方可以替换成广义和同义不同的术语。另外,本实施例及变形例的全部组合都包含在本发明的保护范围之内。
另外,送电控制装置、送电装置、受电控制装置、受电装置的构成及动作或在原线圈侧中的次级侧的负载检测的手段,并不限定在本实施例中进行说明的这些,可以有各种各样的变形实施。
本发明可以说是有效的提供了低耗费电力且高可靠性的无触点电力传输系统,因此,尤其作为送电控制装置(送电控制IC)、送电装置(IC模块等)、无触点电力传输系统及电子设备(便携式终端及充电器等)是实用的。而且,“便携式终端”包含有便携式电话终端、PDA终端及可移动的计算机终端。
附图标记说明
L1原线圈                  L2次级线圈                  10送电装置
12送电部                  14波形监视电路              16显示部
20送电控制装置            22送电侧控制电路            23频率调制部
24振荡电路                26驱动器控制电路            28波形检测电路
40受电装置                42受电部                    43整流电路
46负载调制部              48供电控制部                50受电控制装置
52受电侧控制电路          56位置检测电路              58振荡电路
60频率检测电路            62充满电检测电路
90次级侧设备的负载        92充电控制装置(充电控制IC)
94作为自身负载的电池(二次电池,蓄电池)
LEDR  作为电池剩余量和电池的状态的指示的发光装置

Claims (16)

1.一种送电控制装置,被设置在从送电装置向受电装置经由电磁耦合的原线圈及次级线圈以无触点进行电力传输的无触点电力传输系统中的所述送电装置中,其特征在于,
具有对向所述受电装置的送电进行控制的送电侧控制电路,
所述送电侧控制电路以被设置在送电侧设备中的开关的接通作为起端,为了使所述受电装置的ID认证成为可能,向所述受电装置执行虚拟送电,
所述虚拟送电是指在从所述送电装置向所述受电装置的正式送电前进行的送电,
基于从接受所述虚拟送电的所述受电装置传输来的ID认证信息执行ID认证,在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,对所述受电装置执行所述正式送电,从开始所述虚拟送电的时刻起在规定时间内,当没接收到来自所述受电装置的所述ID认证信息时或所述ID认证失败时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态。
2.根据权利要求1所述的送电控制装置,其特征在于,
所述送电侧控制电路以所述ID认证多次连续失败作为条件,停止所述虚拟送电返回到所述初始状态。
3.根据权利要求1或2所述的送电控制装置,其特征在于,
所述送电侧控制电路在所述正式送电开始后,当接收来自所述受电装置的送电停止请求时,停止所述正式送电返回到所述初始状态。
4.根据权利要求3所述的送电控制装置,其特征在于,
所述送电停止请求是来自所述受电装置的充满电通知。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的送电控制装置,其特征在于,
所述送电侧控制电路在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,向所述受电装置执行正式送电,而且,在所述正式送电的期间,通过所述原线圈的感应电压信号的波形的改变来判断所述原线圈与所述次级线圈之间有无异物,当检测出异物时,停止所述正式送电返回到所述初始状态。
6.根据权利要求1或2所述的送电控制装置,其特征在于,
所述送电侧控制电路基于所述原线圈的感应电压信号的波形的改变,检测所述受电装置的取下,当在所述正式送电中检测出所述受电装置的取下时,停止所述正式送电。
7.根据权利要求1或2所述的送电控制装置,其特征在于,
所述送电侧控制电路在所述原线圈和所述次级线圈之间的异物存在时利用从所述受电装置侧发出的信号被异物隔断而不能到达的事实,检测出侵占状态,并检测出所述侵占状态时,停止所述正式送电返回到所述初始状态。
8.根据权利要求7所述的送电控制装置,其特征在于,
所述送电侧控制电路检测从所述送电装置观察的所述受电装置侧的负载的断续的改变,当在所述正式送电中不能检测出所述负载的断续的改变时,停止所述正式送电。
9.根据权利要求8所述的送电控制装置,其特征在于,
从在所述正式送电时的所述送电装置观察的受电装置侧的负载为周期地改变,
所述送电侧控制电路在规定数的周期内不能连续检测出所述负载改变时,停止所述正式送电。
10.一种送电装置,其特征在于包括:根据权利要求1至9中任意一项所述的送电控制装置;以及生成交流电压供给所述原线圈的送电部。
11.一种无触点电力传输系统,以设置在送电侧电子设备中的开关的接通为起端,从送电装置向受电装置经由电磁耦合的原线圈及次级线圈以无触点进行传输电力,其特征在于,
所述送电装置包含基于原线圈的感应电压对向所述受电装置的送电进行控制的送电侧控制电路,
所述受电装置包含对向自身负载的电力供给进行控制的供电控制部、以及具有控制所述受电装置的受电侧控制电路的受电控制装置,
所述送电装置的所述送电侧控制电路以设置在所述送电侧设备中的所述开关的接通为起端,为了使所述受电装置的ID认证成为可能,对所述受电装置执行虚拟送电,基于从接受虚拟送电的所述受电装置传输来的ID认证信息执行ID认证,在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,对所述受电装置执行正式送电,从开始所述虚拟送电的时刻起在规定时间内,当没接收到来自所述受电装置的所述ID认证信息时或所述ID认证失败时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态,
所述虚拟送电是指在从所述送电装置向所述受电装置的正式送电前进行的送电。
12.根据权利要求11所述的无触点电力传输系统,其特征在于,
所述送电侧控制电路在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,对所述受电装置执行正式送电,而且,在所述正式送电的期间,通过所述原线圈的感应电压信号的波形的改变判断所述原线圈与所述次级线圈之间有无异物,当检测出异物时,停止所述正式送电返回到所述初始状态,
在所述正式送电的开始后,当接收到来自所述受电装置的送电停止请求时,则停止所述正式送电返回到所述初始状态。
13.根据权利要求12所述的无触点电力传输系统,其特征在于,
所述受电装置还具有负载调制部,所述受电侧控制电路在所述正式送电开始后,定期地使所述负载调制部动作执行定期负载认证,
所述送电装置的所述送电侧控制电路检测出从所述送电装置观察的所述受电装置侧的负载的定期地改变,当在所述正式送电中不能检测出所述负载的定期地改变时,停止所述正式送电。
14.一种无触点电力传输系统,以设置在送电侧电子设备中的开关的接通为起端,从送电装置向受电装置经由电磁耦合的原线圈及次级线圈以无触点进行电力输送,其特征在于,
所述送电装置包含基于原线圈的感应电压对向所述受电装置的送电进行控制的送电侧控制电路,
所述受电装置包括受电控制装置,
所述受电控制装置包括:
调制从所述送电装置观察的受电装置侧的负载的负载调制部;
对向自身负载的电力供给进行控制的供电控制部;
检测所述自身负载的充满电的充满电检测部;以及
控制所述受电装置的受电侧控制电路,
其中,所述受电侧控制电路当接受到来自所述送电装置的虚拟送电时,利用所述负载调制部的负载调制,将ID认证信息发送给所述送电装置,
当接受到来自所述送电装置的正式送电时,在由所述供电控制部对所述自身负载执行供电的同时,在向所述自身负载的供电中,为了检测到侵占状态使所述负载调制部动作,并使从所述送电装置观察的所述受电装置侧的负载断续地改变,
当通过所述充满电检测部检测出充满电时,通过所述负载调制部的负载调制将充满电通知发送给所述送电装置,
所述送电侧控制电路当所述开关被接通时,为了进行所述受电装置的ID认证,在对所述受电装置执行所述虚拟送电的同时,基于从接受所述虚拟送电的所述受电装置传输来的所述ID认证信息执行ID认证,
从开始所述虚拟送电的时刻起在规定时间内,当没接收到来自所述受电装置的所述ID认证信息时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态,当所述ID认证失败时,停止所述虚拟送电返回到等待所述开关的接通的初始状态,
在通过所述ID认证证明了所述受电装置的适合性之后,对所述受电装置执行正式送电,
在所述正式送电的期间,通过所述原线圈的感应电压信号的波形的改变检测异物,此外,通过是否能够检测出基于所述受电装置侧的所述断续的负载调制的信号来检测侵占状态,在所述正式送电中,当检测出异物和侵占状态时以及检测出所述受电装置的所述自身负载的充满电时,停止所述正式送电返回到所述初始状态,
所述虚拟送电是指在从所述送电装置向所述受电装置的正式送电前进行的送电。
15.根据权利要求14所述的无触点电力传输系统,其特征在于,
所述受电侧控制电路在所述正式送电中,在使从所述送电装置侧观察的所述受电装置侧的负载断续的改变时,执行负载减轻处理,对所述供电控制部进行控制而使供给所述自身负载的电力强制地减少,在外观上减轻所述自身负载的负载状态。
16.一种电子设备,其特征在于,包含提供送电开始或送电停止的起端的开关,以及权利要求10所述的送电装置。
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