CN101584098A - 无接点传送装置 - Google Patents

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Abstract

无接点传送装置(100)的构成为包括：监视用时钟振荡器(112)，输出频率比系统时钟(CK0)低的监视用时钟(LF0)；控制电路(108)；存储器(114)，存储控制电路(108)所利用的信息(D)；以及复位电路(116)。控制电路(108)的构成为包括存储从存储器(114)读取的信息(D)的内部存储电路。控制电路(108)将存储在内部存储电路内的信息(D)以基于监视用时钟(LF0)的更新周期，从存储器(114)读取并进行更新。此外，控制电路(108)以比上述更新周期长的且基于监视用时钟(LF0)的复位周期进行复位，每次复位都将存储在所述内部存储电路内的信息(D)从存储器(114)读取并进行更新。

Description

无接点传送装置
技术领域
本发明涉及利用通过线圈的电磁耦合来将电力和数据信号之中的至少一个传送到被传送装置的无接点传送装置。
背景技术
作为对电器内置的充电电池进行充电的一种方式，有所谓的无接点电力传送方式，即，利用线圈产生的电磁耦合(亦称为感应耦合)，从充电器传送电力。此外，关于这种方式的充电器，公知的构成是在确认电器(换言之，即负载)是否存在于充电器上、是否被适当地配置、是否为正规电器等条件后，再开始进行电力传送。
专利文献1：日本专利公开公报第2006-230032号
专利文献2：日本专利公开公报第2006-60909号
充电器在没有配置电器的待机期间也有仍保持与家用电源连接状态的情况。在这种情况下，由于无接点电力传送方式的充电器具有线圈，所以如果电磁波噪声通过该线圈而侵入，则充电器有可能产生动作不良。此外，当因打雷等而使浪涌(surge)从家用电源侵入时，充电器也有可能产生动作不良。而且，以上虽然说明了电力传送的情况，但在利用通过线圈产生的电磁耦合来传送数据信号情况下，也会产生同样的动作不良。
发明内容
本发明之目的在于提供一种无接点传送装置，其利用通过线圈的电磁耦合来将电力和数据信号中的至少一个传送到被传送装置，且即使当有电磁波或浪涌等干扰侵入时也能稳定地动作。
本发明提供一种无接点传送装置，利用通过线圈的电磁耦合来将电力和数据信号中的至少一个传送到被传送装置，其特征在于包括：监视用时钟振荡器，输出频率比系统时钟低的监视用时钟；控制电路，利用所述系统时钟及所述监视用时钟进行动作；以及存储器，存储所述控制电路所利用的信息；其中，所述控制电路的构成为包括存储从所述存储器读取的所述信息的内部存储电路，以基于所述监视用时钟的更新周期，从所述存储器读取存储在所述内部存储电路内的所述信息并进行更新。此外，优选的是所述控制电路以比所述更新周期长且基于所述监视用时钟的复位周期进行复位，每次复位都将存储在所述内部存储电路内的所述信息从所述存储器读取并进行更新。
按照上述结构，由于控制电路利用被周期性更新的信息，所以可以提供能从干扰的影响中自动复原、从而能够稳定地动作的无接点传送装置。
附图说明
图1是说明本发明实施方式的传送装置的一例的框图。
图2是说明本发明实施方式的传送装置驱动器的一例的电路图。
图3是说明本发明实施方式的传送装置控制电路的一例的框图。
图4是说明本发明实施方式的传送装置动作的一例的时序图。
具体实施方式
图1表示说明本发明实施方式的传送装置100的一例的框图。传送装置100为将电力和数据信号中的至少一个传送到被传送装置200的无接点传送装置，在图1中为了说明而一起图示了被传送装置200的一例。电力等的传送是在传送装置100和被传送装置200电磁耦合的状态下，利用电磁感应进行的无接点传送方式来实行。在此，例示了被传送装置200为例如各种电器、而传送装置100为该各种电器的充电器的情况，但两个装置100、200并不限定于这种情况。
传送装置100的构成为包括：线圈102、电容器104、驱动器106、控制电路108、系统时钟振荡器110、监视用时钟振荡器112、存储器114、复位电路116、电容器118、电阻120以及齐纳二极管(Zener diode)122。
利用线圈102和被传送装置200的线圈202电磁耦合，能够传送通过线圈102、202的电力等，线圈102例如能够由平面形空芯线圈来构成，但并非仅限于此。线圈102的一端与驱动器106连接，该线圈102的另一端通过电容器104与驱动器106连接。利用线圈102和电容器104，使从驱动器106提供到线圈102的电压交流化并升压。
驱动器106是向线圈102提供电压的电路，换言之，是驱动该线圈102的电路。图2表示驱动器106的结构的一例。而且，为了进行说明，在图2中也图示了线圈102和电容器104。在此例中，驱动器106的构成为包括：C-MOS(Complementary-Metal Oxide Semiconductor；互补型金属氧化物半导体)电路132、CMOS电路134、以及反相器136。
CMOS电路132的构成为在电源电压V与接地电位之间串联连接P沟道MOSFET(Metal Oxide Semiconductor field Effect Transistor；金属氧化物半导体场效晶体管)132p与N沟道MOSFET132n，MOSFET132p、132n的漏极(彼此连接)与线圈102的上述一端连接。从控制电路108输出的驱动器控制信号SD共同地输入到MOSFET132p、132n的栅极。而且，电源电压V是例如利用未图示的AC转接器(AC-DC转换器)将家用交流电源直流化来产生，该AC转接器可以设置在传送装置100内，也可以外接在传送装置100上。
CMOS电路134的构成为在电源电压V与接地电位之间串联连接P沟道MOSFET134p和N沟道MOSFET134n，MOSFET134p、134n的漏极(彼此连接)通过电容器104与线圈102的上述另一端连接。驱动器控制信号SD通过反相器136共同地输入到MOSFET134p、134n的栅极。
按照这种结构，在驱动器控制信号SD为H(High；高)电平的情况下，MOSFET132n、134p为导通状态。相反，在驱动器控制信号SD为L(Low；低)电平的情况下，MOSFET132p、134n为导通状态。在从传送装置100向被传送装置200传送电力的情况下，例如使驱动器控制信号SD的H电平和L电平反复交替，从而将交流电压施加到线圈102上。在从传送装置100向被传送装置200传送各种数据信号的情况下，例如通过调制驱动器控制信号SD的H电平和L电平的脉冲宽度或周期，从而将基于传送数据的电压施加到线圈102上。
从系统时钟振荡器110将系统时钟(也称为主时钟)CK0提供给控制电路108，从监视用时钟振荡器112将监视用时钟LF0提供给控制电路108，该控制电路108的构成为包括利用这些时钟CK0、LF0来动作的逻辑电路。控制电路108产生例如驱动器控制信号SD并向驱动器106输出。在后面将详细说明控制电路108。
系统时钟振荡器110的构成为例如包括晶体振子110a和与该晶体振子110a连接的振荡电路110b。而且，也可以取代晶体振子而使用陶瓷振子等。振荡电路110b使晶体振子110a稳定地动作，并且将晶体振子110a的输出转换为例如矩形脉冲并作为系统时钟CK0输出。系统时钟CK0的频率为例如32MHz。系统时钟振荡器110设置为能够向控制电路108提供系统时钟CK0。
监视用时钟振荡器112产生比系统时钟CK0低的频率、例如250kHz的监视用时钟LF0并输出。监视用时钟振荡器112的构成为例如包括由电阻与电容器组成的RC振荡电路112a和与该RC振荡电路112a连接的振荡电路112b。振荡电路112b使RC振荡电路112a稳定地动作，并且将该RC振荡电路112a的输出转换为例如矩形脉冲并作为监视用时钟LF0输出。监视用时钟振荡器112设置为能够向控制电路108提供监视用时钟LF0。
存储器114设置为能够由控制电路108进行存取，构成为例如依据来自控制电路108的读取命令RD，将所存储的规定信息D向控制电路108发送。存储器114由例如掩膜ROM(Read Only Memory；只读存储器)或EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory；电擦除可编程只读存储器)等不易失性存储器构成。作为存储在存储器114内的信息D的一例，可以举出的是例如驱动器控制信号SD的H电平和L电平的频率，换言之，即线圈102的驱动频率。
复位电路116是对控制电路108整体进行复位的电路，控制电路108通过从复位电路116接收复位信号RE来再起动。如后所述，复位信号RE的输出的构成为能够通过来自控制电路108的复位控制信号S82来控制。复位电路116通过电容器118接地。
关于电阻120，其一端与线圈102的上述另一端连接，另一端通过齐纳二极管122接地，并且与控制电路108连接。由此，线圈102的上述另一端的电压(或电流)通过电阻120，作为电压VC输入到控制电路108。而且，利用电阻120及齐纳二极管122，保护控制电路108避免被输入过大的输入电压。
电压VC通过控制电路108，用于检测传送装置100和被传送装置200是否配置为电磁耦合的状态。上述检测能够利用以下情形来进行：例如，电压VC的相位和规定的基准时钟(例如将系统时钟CK0分频为数百kHz左右的时钟)的相位之间的关系，在被传送装置200适当的电磁耦合在传送装置100的状态(正常的负载状态)下，与在除此以外的状态下不同。例如，如果比较电压VC的相位和上述基准时钟的相位，则在正常的负载状态下相同，在被传送装置200没有电磁耦合的状态(无负载状态)下延迟。因此，通过比较电压VC和上述基准时钟的相位，能够检测出是否处于正常的负载状态。此外，上述检测也能够利用例如电压VC的振幅来进行。例如，在正常的负载状态下通过线圈102、202来产生共振，由于电压VC的振幅比在无负载状态下大，因此，通过与规定的基准电压的振幅比较来检测是否处于正常的负载状态。在此，例如在非被传送装置200的导电物接近线圈102的状态(异物负载状态)下，由于电压VC的相位及振幅与正常负载及无负载的状态不同，所以也能够检测出异物负载状态。此外，可以利用赋予被传送装置200的ID数据来判断正常的负载状态。
例如，也可以将有关在上述检测所利用的比较用基准值或ID的信息D存储在存储器114内。在这种情况下，也可以构成为控制电路108在传送装置100启动时等取得该信息D来利用于检测动作。
被传送装置200的构成为包括：例如由平面形空芯线圈等构成的线圈202、整流平滑电路204、控制电路206以及负载208。其中，负载208是例如充电电池。整流平滑电路204为对从线圈102向线圈202传送的电力等进行整流并使其平滑化的电路，其包括：例如与线圈202两端连接的二极管电桥和与该二极管电桥的输出并联的电容器。而且，负载208例如与二极管电桥的输出连接。在此，为了说明上的方便，将进行被传送装置200中的各种控制的电路总称为控制电路206。控制电路206例如能够控制对线圈202的电压供给，且通过对该电压进行调制而能够通过线圈202、102将数据信号传送到传送装置100。传送到传送装置100的数据信号可以举出的是例如赋予给被传送装置200的ID数据等。
图3表示控制电路108结构的一例。而且，为了说明，在图3中也图示了监视用时钟振荡器112、存储器114以及复位电路116。此外，图4表示说明传送装置100动作的一例的时序图。
在图3的例子中，控制电路108的构成为包括：存取电路176、内部存储电路178以及处理电路180。
处理电路180是进行在控制电路108的各种处理的电路，其构成为包括：例如，用于产生驱动器控制信号SD的驱动器控制信号产生电路；以及用于进行被传送装置200是否配置成了电磁耦合状态的上述检测的检测器等。处理电路180利用存储在内部存储电路178内的各种信息D来进行处理。例如，在内部存储电路178内存储在产生驱动器控制信号SD时所利用的线圈102的驱动频率，或者在进行上述检测时所利用的比较用基准值或ID等信息D。内部存储电路178由例如闩锁(latch)电路等易失性存储器构成。
为了将上述各种信息D从存储器114读取到内部存储电路178，存取电路176对存储器114发送读取命令RD。存储器114依据该读取命令RD，将信息D向内部存储电路178输出。
传送装置100的构成为：在电源接通后的初始化处理中，通过存取电路176将信息D从存储器114向内部存储电路178传送。而且，传送装置100的构成为能够周期性地实行向内部存储电路178传送信息D。下面说明这种结构。在图3的例子中，控制电路108的构成为包括更新控制电路172和复位控制电路182。而且，控制电路108的上述要素172、176、178、180、182能够由逻辑电路构成，控制电路108能够构成为逻辑IC(Integrated Circuit，集成电路)元件。
更新控制电路172的构成为包括：例如定时器172a、闩锁电路172b以及AND电路(“与”电路)172c。
监视用时钟LF0被提供到定时器172a，且利用该监视用时钟LF0产生定时信号S72a。在此，例示了定时信号S72a间歇性变化(迁移)为H电平波形的情况(参照图4)，定时信号S72a的H电平的更新周期TS例如为1分钟。
闩锁电路172b接收定时信号S72a，配合该定时信号S72a迁移至H电平而将输出信号S72b迁移至H电平，且将该H电平的输出信号S72b保持至接收到后述的读取结束信号S76a为止(参照图4)。
AND电路172c将闩锁电路172b的输出信号S72b和监视用时钟LF0作为输入信号。因此，仅在闩锁电路172b的输出信号S72b为H电平的期间，才从AND电路172c输出监视用时钟LF0。AND电路172c的输出作为更新控制信号S72向存取电路176输出。
存取电路176依据更新控制信号S72，将读取命令RD发送给存储器114，且将信息D从存储器114向内部存储电路178传送。由此，内部存储电路178内的信息D被更新。存取电路176对应于信息D的读取结束，将读取结束信号S76a向闩锁电路172b输出。例如在从存储器114读取的信息D的数据量已经预先确定的情况下，在发送了该数据量部分的读取命令RD后，输出读取结束信号S76a。
此外，存取电路176对应于信息D的读取结束来向处理电路180发送读取结束信号S76b。由此，处理电路180可以知道内部存储电路178内的信息D已经被更新，且利用更新后的信息D进行处理。在此，虽然将发送到处理电路180的读取结束信号S76b与更新控制电路172用的读取结束信号S76a作为不同的信号，但是两个信号S76a、S76b也可以为相同的信号。
复位控制电路182是产生用于控制复位电路116的复位控制信号S82的电路，其构成为包括例如定时器182a。监视用时钟LF0被提供到定时器182a，且利用该监视用时钟LF0来产生定时信号。将该定时信号作为复位控制信号S82输出。在此，例示了复位控制信号S82间歇性地迁移至H电平的波形的情况(参照图4)，该复位控制信号S82的H电平的复位周期TL比前述更新控制信号S72之更新周期TS长，例如为2小时。复位控制信号S82输出到复位电路116。
接收到H电平的复位控制信号S82的复位电路116利用复位信号RE，使控制电路108复位并再启动。而且，在图4中例示了复位信号RE同步于复位控制信号S82迁移至H电平而迁移至L电平，且该L电平为规定时间长度、持续的矩形波的情况。通过所述再启动，与电源接通时相同，控制电路108进行初始化处理。在该初始化处理中包括从存储器114向内部存储电路178传送信息D，由此使内部存储电路178内的信息D每次复位都会被更新。
按照上述结构，以基于监视用时钟LF0的更新周期TS和复位周期TL，从存储器114周期性地读取并更新内部存储电路178内的信息D。因此，即使在电磁波或浪涌等干扰侵入传送装置100、且由于该干扰使内部存储电路178内的信息D被改写的情况下，也可以自动复原，从而获得稳定的动作。
在此，当在控制电路108中设置ROM来代替内部存储电路178、且将存储器114内的信息D存储在该ROM内时，可以认为即使由于上述干扰，信息D被改写的可能性仍然很低。但是，在这种情况下，由于对于传送装置的每种规格，信息D都不同，所以产生了配合各种规格来准备特定的控制电路的必要性。相反，按照本发明实施方式的传送装置100，由于采用将存储器114外装在控制电路108上的结构，所以传送装置100的每种规格都能够将存储有规定的信息D的存储器114与能够适用于各种存储器114的控制电路108进行组合。
这种传送装置100通用性高且具有施行了干扰对策的结构。
此外，由于监视用时钟LF0无须与系统时钟CK0同步，所以系统整体的整合性所带来的限制较少。因此，与系统时钟振荡器110等相比，监视用时钟振荡器112或定时器172a、182a的振荡精度等动作精度也可以较低，从而能够简单地实现传送装置100。
此外，由于定时器172a、182a共同使用监视用时钟振荡器112，所以可以抑制电路规模的增大。
在此，来自定时器172a、182a的输出信号S72a、S82可以为同步，也可以为异步。
此外，例如也可以通过利用上述对被传送装置200的检测来限定在未配置被传送装置200的期间(待机期间)将内部存储电路178内的信息D进行更新。在这种情况下，由于可以利用已更新的ID等进行上述检测，所以可以防止检测的误判，从而实施适当的电力等的传送。
此外，存储在存储器114内的信息D并不限定于上述例子所示，也可以构成为例如将有关上述周期TS、TL的信息D存储在存储器114内且读取到内部存储电路178来进行利用。
此外，也可以使在内部存储电路178内更新的信息D在周期TS、TL不相同。例如，当利用复位控制信号S82时将内部存储电路178内的全部的信息D进行更新，另一方面当利用更新控制信号S72时仅将一部份的信息D进行更新。
此外，上述说明和图4所示的波形并不限定于上述的例子所示。传送装置100也可以构成为例如H电平、L电平使用与上述波形倒置的波形或矩形波以外的波形。此外，在图4中虽然将信号S82、S72a图示为脉冲状，但是也可以为有限宽度的矩形波等。此外，例如复位信号RE向L电平的迁移，也可以与复位控制信号S82的上升同步，或还可以与下降同步，对于其他的波形也同样。
工业实用性
本发明可用于利用通过线圈的电磁耦合来将电力和数据信号中的至少一个传送到被传送装置的无接点传送装置。

Claims (2)

1.一种无接点传送装置，利用通过线圈的电磁耦合来将电力和数据信号中的至少一个传送到被传送装置，其特征在于包括：
监视用时钟振荡器，输出频率比系统时钟低的监视用时钟；
控制电路，利用所述系统时钟及所述监视用时钟进行动作；以及
存储器，存储所述控制电路所利用的信息；其中，
所述控制电路的构成为包括存储从所述存储器读取的所述信息的内部存储电路，
以基于所述监视用时钟的更新周期，从所述存储器读取存储在所述内部存储电路内的所述信息并进行更新。
2.根据权利要求1所述的无接点传送装置，其特征在于，所述控制电路以比所述更新周期长且基于所述监视用时钟的复位周期进行复位，每次复位都将存储在所述内部存储电路内的所述信息从所述存储器读取并进行更新。
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