CN102835003A - 非接触供电系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够对多个设备、不同的设备同时进行非接触供电的非接触供电系统。多个初级线圈(L1)配置成同一面状,对各初级线圈(L1)分别设置供电模块(M)。另外,在各供电模块(M)中,系统控制部(8)向发送了设备认证信号(ID)和励磁请求信号(RQ)的供电模块(M)发送允许初级线圈(L1)的连续励磁的允许信号(EN)。当在载置面上载置了设备(E)时,通过只对位于设备(E)的正下方的初级线圈(L1)连续励磁来能够对载置于载置面的多个设备E同时进行供电。

Description

非接触供电系统
技术领域
本发明涉及一种非接触供电系统。
背景技术
以往,当观看AV器等时,用于信号通信的几根线连接在设备上。存在如下的问题:由于这些几根线,设备的配置自由度受损,影响美观,而且容易落灰,难以进行扫除。但是,近年来在信号通信中推进无线化,能够通过无线化来去掉用于信号通信的这些线。
但是,即使推进无线化来去掉这些用于信号通信的这些线,发送接收电力的线还依然存在,因此遗留有与该又粗又长的线有关的问题的大部分。
例如,在便携式电话、个人计算机、移动设备等的能够无绳地自由携带的设备中需要充电,因此使用AC适配器插入到插座来进行充电。为此,AC适配器的充电用线延伸到插座,因此影响插座周围的美观,线容易挂到脚。
特别是在家庭内很多时候多个便携式电话同时进行充电,在这种情况下,适配器的数量变多,进而影响充电时的插座周围的美观,复杂地缠绕的线容易挂到脚,解开复杂地缠绕的线费事。
另外,AC适配器是便携式电话的附属品,因此必须对每个便携式电话附加。由此,产生如下问题:便携式电话的成本会提高与AC适配器相应的成本,而且使AC适配器的线中较多地包含的铜等的资源枯竭。
在这种背景下,提出了去掉电源线来进行非接触无触点的供电的技术。特别是在基于电磁感应的方法中(例如专利文献1),作为电动牙刷、电动剃须刀(1998年发售)、便携式电话的充电设备而开始了实用化。而且,在专利文献1中采用了用于识别进行供电的设备的基于信号通信等的设备认证技术,能够只对特定的设备进行非接触供电。
另外,为了削减没有放置设备时的待机电力,还采用了间歇性地进行从供电装置的初级线圈向设备的次级线圈的励磁的方法。设备有时内部不具有电源。为了确认在设备供电面安装有电源而必须经常进行电力供给,以间歇振荡等来应对。
专利文献1:日本特开2000-325442号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,这些供电装置只能对一个设备进行供电,无法同时对其它设备一起进行供电,无法同时对多台进行充电。因此,需要多个供电装置,用于供电装置的线变多,因此产生与以往相同的问题。
本发明的目的在于提供一种能够对多个设备、不同的设备同时进行非接触供电的非接触供电系统。
用于解决问题的方案
根据发明1所述的发明是一种非接触供电系统,其包括供电装置和设备,该供电装置具备初级线圈,并且具备接收请求上述初级线圈的励磁的励磁请求信号并根据接收到的该励磁请求信号对上述初级线圈进行励磁的供电模块,该设备具备次级线圈,并且具备向上述供电装置的初级线圈发送请求上述励磁的励磁请求信号的发送电路,在将上述设备配置在供电装置上时,使上述供电装置的初级线圈进行励磁,通过电磁感应在所载置的上述设备的次级线圈中产生二次电力并将该二次电力供给至上述设备的负载,在上述供电装置中多个上述初级线圈一并设置为面状或者线状,对该各初级线圈分别设置上述供电模块,并且具备对各供电模块进行统一控制的系统控制部,当一个或者多个供电模块接收到从配置在上述供电装置上的上述设备发送的请求励磁的励磁请求信号时,上述系统控制部向接收到该励磁请求信号的一个或者多个供电模块发送用于使该初级线圈进行励磁的允许信号。
附图说明
图1是表示载置了各种设备的状态的供电装置的整体立体图。
图2是表示初级线圈的排列状态的说明图。
图3是表示供电装置的电气结构的电模块电路图。
图4是高频逆变器电路图。
图5是第一励磁同步信号和第二励磁同步信号的输出波形图。
图6是高频逆变器电路的输出波形图。
图7是高频逆变器电路的输出波形图。
图8是说明一个设备载置于多个初级线圈上的状态的说明立体图。
图9是说明一个设备向多个供电模块进行数据发送的状态的说明立体图。
图10是表示系统控制部的处理动作的流程图。
图11是第二实施方式的设置了物体检测传感器的供电装置的整体立体图。
图12是表示第二实施方式的供电装置的电气结构的电模块电路图。
图13是用于说明第二实施方式的动作的流程图。
图14是第三实施方式的供电模块的高频逆变器电路。
图15是第三实施方式的第一切换电路和第二切换电路的电路图。
图16是第三实施方式的低频用励磁同步信号和高频用励磁同步信号的输出波形图。
图17是第三实施方式的高频逆变器电路的输出波形图。
图18是第四实施方式的供电模块的高频逆变器电路。
图19是说明第四实施方式的切换电路的电路图。
图20是第四实施方式的高频逆变器电路的输出波形图。
图21是第五实施方式的供电模块的电模块电路图。
图22是第五实施方式的各信号的输出波形图。
图23是用于说明第五实施方式的另一例子的各信号的输出波形图。
图24是第六实施方式的供电模块和设备的电模块电路。
图25是用于说明第六实施方式的动作的各信号的输出波形图。
图26是第七实施方式的供电模块和设备的电模块电路。
图27是第八实施方式的高频逆变器电路的输出波形图。
图28是表示第九实施方式的供电装置的初级线圈的排列状态的说明图。
图29是表示配置了第十实施方式的供电装置的室内的说明图。
图30是说明第十实施方式的收容在地板下的供电装置的说明图。
图31是表示第十实施方式的配置接受供电的设备的室内的说明图。
图32是表示第十实施方式的将接受供电的设备变更配置的室内的说明图。
图33是表示第十实施方式的另一例子的说明收容在护壁板的供电装置的说明图。
图34是表示第十实施方式的另一例子的表示配置了接受供电的各种设备的室内的说明图。
图35是表示第十一实施方式的供电装置的初级线圈的排列状态的说明图。
图36是表示第十一实施方式的另一例子的表示收容在栏杆的供电装置的说明图。
图37是第十二实施方式的供电模块和设备的电模块电路。
图38是表示配置了第十三实施方式的中继器的室内的说明图。
图39是用于说明第十三实施方式的中继器的电模块电路。
图40是表示第十三实施方式的另一例子的表示配置了中继器的室内的说明图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面,按照附图来说明将本发明的非接触供电系统具体化的第一实施方式的供电装置。
图1表示供电装置1和从该供电装置1接受非接触供电的设备E的整体立体图。供电装置1的壳体2具有形成为四方形的底板3。从该底板3的四周朝上方延伸形成侧板4。通过该各侧板4朝上方开口的开口部通过由强化玻璃构成的顶板5闭塞而形成。而且,顶板5的上表面成为载置设备E的载置面6。另外,如图2所示,在由底板3、各侧板4以及顶板5形成的空间(壳体2内)中内置有用于对载置于顶板5的载置面6的各种设备E进行非接触供电的多个供电模块M。
设置在壳体2内的各供电模块M分别与对应的初级线圈L1相连接。如图2所示,在本实施方式中各初级线圈L1是48个,六个初级线圈L1配置成与顶板5的载置面6平行地排列在X方向,八个初级线圈L1配置成与顶板5的载置面6平行地排列在Y方向。因而,供电模块M是48个。
配置在壳体2内的各初级线圈L1配置并固定于在壳体2内与顶板5的下表面接近到接触的程度的位置。在各初级线圈L1的下方位置的底板3中分别安装配置有用于对该初级线圈L1进行励磁驱动控制的供电模块M。而且,各初级线圈L1单独或者与其它初级线圈L1相协作地进行励磁驱动,对载置于载置面6的设备E进行非接触供电。
另外,如图2所示,在各初级线圈L1的外侧以包围该初级线圈L1的方式分别配置固定有信号接收天线AT1。而且,在载置于载置面6的设备E与相对应的供电模块M之间经由信号接收天线AT1通过无线通信分别进行数据或者信息的发送接收。
另外,如图2所示,在各初级线圈L1的内侧分别配置并固定有金属检测天线AT2。而且,通过金属检测天线AT2对在载置于载置面6的设备E与初级线圈L1(内含该金属检测天线AT2的初级线圈L1)之间配置的金属片7进行检测。另外,在各初级线圈L1的X方向的两外侧的初级线圈L1的外部附近也分别配置并固定有金属检测天线AT2。而且,通过金属检测天线AT2对在载置于载置面6的设备E与初级线圈L1(位于该金属检测天线AT2附近的初级线圈L1)之间配置的金属片7进行检测。
另外,在壳体2内安装有由微计算机构成的系统控制部8,该系统控制部8统一控制对各初级线圈L1分别进行励磁驱动的各供电模块M。而且,通过各信号接收天线AT1接收到的数据或者信息经由各自的供电模块M发送到系统控制部8。另外,表示是否通过各金属检测天线AT2检测到金属片7的金属检测信号ST经由各自的供电模块M发送到系统控制部8。
载置于供电装置1的载置面6的设备E具有次级线圈L2。如图2所示,通过供电装置1的初级线圈L1的励磁对各设备E的次级线圈L2进行励磁供电。各设备E的次级线圈L2将该供电的二次电力供给至设备E的负载Z。
另外,如图2所示,在设备E的次级线圈L2的外侧以包围该次级线圈L2的方式卷绕有发送接收天线AT3。而且,当设备E载置于供电装置1的载置面6时,设备E经由包围位于设备E的正下方的初级线圈L1的信号接收天线AT1在与对该初级线圈L1进行励磁驱动控制的供电模块M之间通过无线通信进行数据或者信息的发送接收。
在此,初级线圈L1的尺寸设定成当设备E载置于载置面6时位于设备E的次级线圈L2的正下方的一个以上的初级线圈L1包含在次级线圈L2的区域内。
接着,按照图3说明供电装置1和设备E的电气结构。
在图3中,设备E具备作为发送电路的设备侧发送接收电路9。
设备侧发送接收电路9连接在发送接收天线AT3。设备侧发送接收电路9生成表示是通过供电装置1接受供电的设备E的设备认证信号ID以及向供电装置1请求供电的励磁请求信号RQ。而且,设备侧发送接收电路9将所生成的该设备认证信号ID和励磁请求信号RQ通过发送接收天线AT3发送到供电装置1。
在此,设备E只要是能够通过在次级线圈L2中产生的二次电力来进行驱动、且生成设备认证信号ID和励磁请求信号RQ并发送到供电装置1的设备即可。因而,设备E也可以将在次级线圈L2中产生的二次电力通过整流电路进行整流并使用该整流得到的直流电源在载置面6上驱动该设备E,或者将二次电力直接以交流电源使用来在载置面6上驱动该设备。另外,设备E也可以将在次级线圈L2中产生的二次电力通过整流电路进行整流并使用该整流得到的直流电源对内置的充电电池(二次电池)进行充电。
此外,在用于对内置的二次电池(充电电池)进行充电的便携式电话以及笔记本型个人计算机等的设备E中,设备侧发送接收电路9也可以具备如下功能:在二次电池的充电完成时消除在充电完成前发送的设备认证信号ID和励磁请求信号RQ中的励磁请求信号RQ,而只发送设备认证信号ID。
另外,在具备计时器的设备E中,设备侧发送接收电路9也可以具备如下功能:接受供电来只在由计时器设定的时间内进行驱动,在经过了所设定的时间时消除经过时间之前发送的设备认证信号ID和励磁请求信号RQ中的励磁请求信号RQ,而只发送设备认证信号ID。
在图3中,对各初级线圈L1设置的各供电模块M具备:励磁请求接收电路11、设备认证接收电路12、金属检测电路13、励磁控制电路14以及高频逆变器电路15。
励磁请求接收电路11连接在该供电模块M的信号接收天线AT1。励磁请求接收电路11通过信号接收天线AT1接收从载置于该供电模块M的正上方的载置面6的设备E发送的发送信号。励磁请求接收电路11从接收到的发送信号提取请求供电的励磁请求信号RQ。然后,励磁请求接收电路11当从发送信号提取出励磁请求信号RQ时,将该励磁请求信号RQ发送到励磁控制电路14。
设备认证接收电路12连接在该供电模块M的信号接收天线AT1。设备认证接收电路12通过信号接收天线AT1接收从载置于该供电模块M的正上方的载置面6的设备E发送的发送信号。设备认证接收电路12从接收到的发送信号提取表示是能够进行供电的设备E的设备认证信号ID。然后,设备认证接收电路12当从发送信号提取出设备认证信号ID时,将该设备认证信号ID发送到励磁控制电路14。
金属检测电路13连接在配置于该供电模块M的初级线圈L1内以及附近的金属检测天线AT2。金属检测电路13通过金属检测天线AT2检测在该供电模块M的正上方或者附近的载置面6上是否载置有金属片7。然后,金属检测电路13当检测出在载置面6上载置有金属片7时,将金属检测信号ST发送到励磁控制电路14。
励磁控制电路14接收来自励磁请求接收电路11的励磁请求信号RQ、来自设备认证接收电路12的设备认证信号ID以及来自金属检测电路13的金属检测信号ST。然后,励磁控制电路14对励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及金属检测信号ST附加用于识别自身的供电模块M的模块识别信号后发送到系统控制部8。
励磁控制电路14向系统控制部8发送励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及金属检测信号ST,并等待来自系统控制部8的允许信号EN。
系统控制部8在(1)接收到励磁请求信号RQ的情况下、(2)接收到设备认证信号ID的情况下,为了对连接在该供电模块M的初级线圈L1进行供电而将用于进行励磁驱动的允许信号EN发送到励磁控制电路14。然后,励磁控制电路14当接收到来自系统控制部8的允许信号EN时,将用于对初级线圈L1进行励磁驱动以进行供电的驱动控制信号CT发送到高频逆变器电路15。
此外,系统控制部8在尽管上述条件(1)(2)成立、但从励磁控制电路14接收到金属检测信号ST时,不发送允许信号EN。在这种情况下,励磁控制电路14不将用于对初级线圈L1进行励磁驱动以进行供电的驱动控制信号CT发送到高频逆变器电路15。
而且,系统控制部8在允许信号EN的发送过程中变得无法接收到来自励磁控制电路14的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID中的至少一个时,结束允许信号EN的发送。因而,在这种情况下,励磁控制电路14也不将驱动控制信号CT发送到高频逆变器电路15。
高频逆变器电路15连接在该供电模块M的初级线圈L1。而且,高频逆变器电路15根据驱动控制信号CT对初级线圈L1进行励磁驱动。
详细地说,当高频逆变器电路15从励磁控制电路14接收到用于对初级线圈L1进行励磁驱动的驱动控制信号CT时,高频逆变器电路15对初级线圈L1进行励磁驱动以进行供电。
因而,在能够通过供电装置1进行供电的设备E载置于该供电模块M的正上方的载置面6而从该设备E发送设备认证信号ID和励磁请求信号RQ、且在该设备E的附近没有金属片的情况下,初级线圈L1通过高频逆变器电路15被励磁驱动。即,在这种情况下,初级线圈L1被励磁驱动以通过非接触供电向设备E供给二次电力。
如图3所示,高频逆变器电路15具备振荡电路16和励磁同步信号发生电路17。振荡电路16连接在初级线圈L1,对该初级线圈L1进行励磁驱动。
图4表示振荡电路16的电路结构。
振荡电路16是半桥型的局部谐振电路。在振荡电路16中,在设置于供电装置1的电源电压G与接地之间设置有由相互串联连接的第一电容器C1和第二电容器C2构成的分压电路。驱动电路与该分压电路并联连接。驱动电路是由相互串联连接的第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2构成的串联电路。另外,在本实施方式中,第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2由MOSFET构成,在第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的各源极与漏极之间分别连接有续流用的二极管D1、D2。
而且,在第一电容器C1与第二电容器C2的连接点(结点N1)和第一功率晶体管Q1与第二功率晶体管Q2的连接点(结点N2)之间连接初级线圈L1。此外,电容器C3与初级线圈L1并联连接。
在本实施方式中,第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2由N沟道MOSFET构成。在作为第一功率晶体管Q1的控制端子的栅极端子上连接有第一逻辑与电路21,在作为第二功率晶体管Q2的控制端子的栅极端子上连接有第二逻辑与电路22。
第一逻辑与电路21是2输入端子的逻辑与电路。在第一逻辑与电路21的第一输入端子中接收作为逻辑信号的第一励磁同步信号Vs1。
详细地说,第一励磁同步信号Vs1是具有预先确定的周期Ts1的逻辑信号。如图5所示,在第一励磁同步信号Vs1中,高电平的时间ta1设定得比低电平的时间tb1短。而且,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该第一励磁同步信号Vs1。
另外,在第一逻辑与电路21的第二输入端子中接收来自第一逻辑或电路23的第一输出信号Vrs1。
第一逻辑或电路23是2输入端子的逻辑或电路。在第一逻辑或电路23的第一输入端子中接收如图6所示的间歇性地成为高电平的间歇高电平信号Vst。
详细地说,在本实施方式中,如图6所示,间歇高电平信号Vst具有第一励磁同步信号Vs1的周期Ts1的六倍的周期Tst(=6Ts1)。间歇高电平信号Vst在第一励磁同步信号Vs1从高电平下降到低电平之后上升到高电平,在上升到该高电平之后在第二个第一励磁同步信号Vs1即将上升之前下降到低电平。而且,在下降到低电平之后发送的第五个第一励磁同步信号Vs1下降之后下一个间歇高电平信号Vst上升到高电平。在此,将间歇高电平信号Vst为高电平的时间称为高电平时间tx。
而且,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该间歇高电平信号Vst。
另外,在第一逻辑或电路23的第二输入端子中接收来自励磁同步信号发生电路17的如图7所示的逆变器控制信号Vss。
励磁同步信号发生电路17当接收到来自励磁控制电路14的驱动控制信号CT时,向第一逻辑或电路23发送用于对初级线圈L1进行励磁驱动以进行供电的高电平的逆变器控制信号Vss。
此外,当没有从励磁控制电路14接收到驱动控制信号CT时,励磁同步信号发生电路17不发送高电平的逆变器控制信号Vss。
例如,当在载置面6上没有载置设备E时(当没有接收到励磁请求信号RQ和设备认证信号ID时),励磁同步信号发生电路17不将高电平的逆变器控制信号Vss发送到第一逻辑或电路23。在这种情况下,在第一逻辑或电路23的第一输入端子中接收在每个周期Tst仅在高电平时间tx内成为高电平的间歇高电平信号Vst,第一逻辑或电路23将具有与间歇高电平信号Vst的逻辑值相同的逻辑值的第一输出信号Vrs1发送到下一级的第一逻辑与电路21。
因而,如图6所示,在发送了该在每个周期Tst仅在高电平时间tx内成为高电平的间歇高电平信号Vst时,第一逻辑与电路21将具有与第一励磁同步信号Vs1的逻辑值相同的逻辑值的第一导通截止信号Vg1发送到第一功率晶体管Q1的栅极。其结果,第一功率晶体管Q1仅在被发送该高电平的间歇高电平信号Vst的期间内响应于第一导通截止信号Vg1(第一励磁同步信号Vs1)而间歇性地导通。
顺便说一下,在载置金属片7、且上述条件(1)(2)成立的情况下,励磁同步信号发生电路17接收驱动控制信号CT,励磁同步信号发生电路17将高电平的逆变器控制信号Vss发送到第一逻辑或电路23。而且,第一逻辑或电路23接收该高电平的逆变器控制信号Vss,第一逻辑或电路23将具有与逆变器控制信号Vss的逻辑值相同的逻辑值的第一输出信号Vrs1发送到下一级的第一逻辑与电路21。
因而,如图7所示,在发送高电平的逆变器控制信号Vss的期间,在第一逻辑与电路21中接收以预先决定的周期Ts1发送的第一励磁同步信号Vs1,第一逻辑与电路21将具有与第一励磁同步信号Vs1的逻辑值相同的逻辑值的第一导通截止信号Vg1发送到第一功率晶体管Q1的栅极。其结果,第一功率晶体管Q1以由第一励磁同步信号Vs1决定的周期Ts1进行导通截止。
另一方面,在第二功率晶体管Q2的栅极端子上连接有第二逻辑与电路22。第二逻辑与电路22是2输入端子的逻辑与电路。在第二逻辑与电路22的第一输入端子中接收作为逻辑信号的第二励磁同步信号Vs2。
详细地说,第二励磁同步信号Vs2是具有预先确定的周期Ts2(=Ts1)的逻辑信号。如图5所示,第二励磁同步信号Vs2具有与第一励磁同步信号Vs1的周期Ts1相同的周期。另外,与第一励磁同步信号Vs1同样地,第二励磁同步信号Vs2设定为高电平的时间ta2(=ta1)比低电平的时间tb2(=tb1)短,第二励磁同步信号Vs2与第一励磁同步信号Vs1具有反转的关系。
即,当第一励磁同步信号Vs1为高电平时第二励磁同步信号Vs2为低电平,当第一励磁同步信号Vs1为低电平时第二励磁同步信号Vs2为高电平。
另外,在此,第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2分别设定为高电平的时间ta1、ta2比低电平的时间tb1、tb2短。因而,第一励磁同步信号Vs1从高电平下降到低电平至第二励磁同步信号Vs2从低电平上升到高电平为止的期间以及第二励磁同步信号Vs2从高电平下降到低电平至第一励磁同步信号Vs1从低电平上升到高电平为止的期间设定为第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2分别都变成低电平的死区时间(dead time)td。通过设置该死区时间td,能够实现第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的软切换(soft switching)。
此外,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该第二励磁同步信号Vs2。
另外,在第二逻辑与电路22的第二输入端子中接收来自第二逻辑或电路24的第二输出信号Vrs2。
第二逻辑或电路24是2输入端子的逻辑或电路。在第二逻辑或电路24的第一输入端子中接收间歇高电平信号Vst。另外,在第二逻辑或电路24的第二输入端子中同样地接收来自励磁同步信号发生电路17的逆变器控制信号Vss。
因而,当励磁同步信号发生电路17从励磁控制电路14接收到驱动控制信号CT时(当上述条件(1)(2)成立时),在第二逻辑或电路24中接收高电平的逆变器控制信号Vss。
另外,当励磁同步信号发生电路17没有从励磁控制电路14接收到驱动控制信号CT时(当上述条件(1)(2)不成立时),第二逻辑或电路24不接收高电平的逆变器控制信号Vss。
而且,在第二逻辑或电路24的第一输入端子中接收在每个周期Tst仅在高电平时间tx内成为高电平的间歇高电平信号Vst,第二逻辑或电路24将与间歇高电平信号Vst的逻辑值相同的逻辑值的第二输出信号Vrs2发送到下一级的第二逻辑与电路22。
因而,第二逻辑与电路22当接收到该在每个周期Tst仅在高电平时间tx内成为高电平的间歇高电平信号Vst时,如图6所示那样将与第二励磁同步信号Vs2的逻辑值相同的逻辑值的第二导通截止信号Vg2发送到第二功率晶体管Q2的栅极。其结果,第二功率晶体管Q2以周期Tst为间隔在间歇高电平信号Vst为高电平的高电平时间tx的期间响应于第二导通截止信号Vg2(第二励磁同步信号Vs2)而间歇性地导通。
由此,例如当在载置面6上没有载置设备E时(当没有接收到励磁请求信号RQ和设备认证信号ID时),高频逆变器电路15的第一功率晶体管Q1根据由间歇高电平信号Vst决定的第一励磁同步信号Vs1进行导通截止,第二功率晶体管Q2根据由间歇高电平信号Vst决定的第二励磁同步信号Vs2进行导通截止。
即,第一励磁同步信号Vs1的波形和第二励磁同步信号Vs2的波形处于相互反转的关系,因此第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2交替且间歇性地进行导通截止。而且,通过该第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的交替且间歇性的导通截止,初级线圈L1被间歇性地励磁驱动。
因而,在载置面6上没有载置设备E的待机状态下,供电装置1的各初级线圈L1不是被连续励磁,而是被间歇性地励磁驱动。
顺便说一下,在没有载置金属片7、且上述条件(1)(2)成立的情况下,励磁同步信号发生电路17将高电平的逆变器控制信号Vss发送到第二逻辑或电路24。而且,在第二逻辑或电路24中接收该高电平的逆变器控制信号Vss,第二逻辑或电路24将高电平的第二输出信号Vrs2发送到下一级的第二逻辑与电路22。
因而,在发送高电平的逆变器控制信号Vss的期间,第二逻辑与电路22将如图7所示那样具有与预先决定的周期Ts2的第二励磁同步信号Vs2的逻辑值相同的逻辑值的第二导通截止信号Vg2发送到第二功率晶体管Q2的栅极。其结果,第二功率晶体管Q2以由第二励磁同步信号Vs2决定的周期进行导通截止。
由此,在没有载置金属片7、且上述条件(1)(2)成立的情况下,在发送高电平的逆变器控制信号Vss的期间第一功率晶体管Q1根据第一励磁同步信号Vs1进行导通截止,第二功率晶体管Q2根据第二励磁同步信号Vs2进行导通截止。
即,在上述条件(1)(2)成立的期间,具有与第一导通截止信号Vg1和第二导通截止信号Vg2的逻辑值相同的逻辑值的第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2的波形具有相互反转的关系。因此,高频逆变器电路15的第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2在上述条件(1)(2)成立的期间交替地导通截止。
而且,在第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的各源极与漏极之间分别产生励磁电压VD1、VD2。
因而,当为了供电而设备E载置在载置面6时,供电装置1的位于载置设备E的位置的初级线圈L1被连续地励磁驱动。
对各供电模块M进行统一控制的系统控制部8具备微计算机,与所有的供电模块M电连接。在系统控制部8中从各供电模块M的励磁控制电路14接收附加了自身的模块识别信号的励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及金属检测信号ST。
系统控制部8根据来自该供电模块M的励磁控制电路14的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID判断是否能够供电且请求供电的设备E载置于该供电模块M的正上方。
然后,当系统控制部8从供电模块M的励磁控制电路14接收到励磁请求信号RQ和设备认证信号ID时,系统控制部8向该供电模块M的励磁控制电路14发送允许信号EN。即,系统控制部8判断在该供电模块M的正上方是否载置了能够供电且请求供电的设备E,向该供电模块M的励磁控制电路14发送允许信号EN。
此外,如图8所示,当能够供电且请求供电的设备E的尺寸大、且设备E载置于供电装置1的载置面6时,有时两个以上的初级线圈L1位于设备E的正下方。
在这种情况下,与位于设备E的正下方的各初级线圈L1相对应的各供电模块M如图9所示那样分别独立地接收该设备E的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID并发送到系统控制部8。
系统控制部8根据来自各供电模块M的附加有模块识别信号的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID来判定载置于各供电模块M的正上方的设备E是否为同一设备。
此时,在设备E的尺寸大的情况下,系统控制部8能够基于各模块M的模块识别信号和设备认证信号ID并根据没有分离而相邻的供电模块M的集合体来进行判别。
然后,系统控制部8向位于所载置的设备E的正下方且发送来励磁请求信号RQ和设备认证信号ID的各供电模块M同时发送允许信号EN。
因而,通过多个供电模块M相协作地对多个初级线圈L1进行励磁,来对尺寸大的一个设备E进行供电。
另外,有时两个以上的请求供电的设备E载置于供电装置1的载置面6。
在这种情况下,与位于各设备E的正下方的初级线圈L1相对应的供电模块M接收对于各自相对应的设备的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID,并将接收到的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID发送到系统控制部8。
系统控制部8根据来自各供电模块M的附加有模块识别信号的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID判定载置于各供电模块M的正上方的设备E是否不是一个而是两个以上。
此时,在设备E为两个以上的情况下,系统控制部8能够基于各供电模块M的模块识别信号和设备认证信号ID并根据各设备E位于相互分离的位置来进行判别。
然后,系统控制部8向位于所载置的两个以上的设备E的正下方且发送来励磁请求信号RQ和设备认证信号ID的各供电模块M分别发送允许信号EN。因而,与各设备E相对应的供电模块M分别对初级线圈L1进行励磁来对各设备E分别进行供电。
另外,系统控制部8根据来自该供电模块M的励磁控制电路14的金属检测信号ST来判断出在该供电模块M的正上方载置有金属片7。当系统控制部8从供电模块M的励磁控制电路14接收到金属检测信号ST时,系统控制部8不向该供电模块M的励磁控制电路14发送允许信号EN。即,系统控制部8判断为在该供电模块M的正上方载置有金属片7,从而不向该供电模块M的励磁控制电路14发送允许信号EN。
因而,即使能够供电且请求供电的设备E载置于供电装置1的载置面6,如果设备E与载置面6之间夹有金属片7,则系统控制部8也不发送允许信号EN。
这是为了防止金属片7的感应加热。
此外,存在如下情况:从载置上述的使用两个以上的初级线圈L1进行供电的尺寸大的设备E、且与各初级线圈L1相对应地设置的供电模块M中的至少一个向系统控制部8发送金属检测信号ST。在这种情况下,系统控制部8不向对应的所有供电模块M发送允许信号EN。因而,所载置的尺寸大的设备E不被供电。
另外,在载置两个以上的设备E的情况下,通过分别判断两个以上的设备E,不向对检测出金属片7的设备E进行供电的供电模块M发送允许信号EN。即,只有夹持金属片7的设备E停止励磁,没有夹持金属片7的设备E被继续供电。
系统控制部8具备生成上述第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst的未图示的信号发生电路。当接通供电装置1的电源开关(未图示)时,系统控制部8使信号发生电路驱动来生成第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst。然后,系统控制部8将第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst发送到所有的供电模块M的高频逆变器电路15。
因而,在所有的供电模块M没有接收到允许信号EN的状态(例如待机状态)下,所有的供电模块M的高频逆变器电路15继续接收第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst。因此,供电装置1的各初级线圈L1不是被连续励磁,而是间歇性地励磁驱动。
接着,按照图10所示的表示由微计算机构成的系统控制部8的处理动作的流程图来说明如上述那样构成的供电装置1的作用。
当接通未图示的电源开关而向供电装置1供给电源时(在步骤S1-1中“是”),初级线圈L1被间歇性地励磁驱动。即,系统控制部8向所有的供电模块M的高频逆变器电路15发送用于使初级线圈L1间歇性地进行励磁驱动的第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst(步骤S1-2)。
由此,所有的供电模块M的高频逆变器电路15对初级线圈L1间歇性地进行励磁。然后,系统控制部8等待来自各供电模块M的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID(步骤S1-3)。系统控制部8直到接收到来自供电模块M的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID为止重复进行步骤S1-2和步骤S1-3,来对各初级线圈L1间歇性地继续励磁。即,供电模块M成为待机状态。
不久在放置了设备E的情况下,设备E通过供电装置1的初级线圈L1的间歇励磁而获得稍许的二次供电电力来使设备侧发送接收电路9进行工作。具体地说,设备E将由设备侧发送接收电路9生成的设备E的设备认证信号ID和励磁请求信号RQ通过发送接收天线AT3向位于设备E的正下方的供电模块M的信号接收天线AT1进行发送。
然后,信号接收天线AT1从设备E接收设备认证信号ID和励磁请求信号RQ。由励磁请求接收电路11提取励磁请求信号RQ,由设备认证接收电路12提取设备认证信号ID。励磁请求信号RQ和设备认证信号ID经由励磁控制电路14被系统控制部8所接收。
系统控制部8根据来自励磁控制电路14的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID判断为在该供电模块M的正上方载置了能够供电、且请求供电的设备E,并向该供电模块M的励磁控制电路14发送允许信号EN(步骤S1-4)。
即,励磁控制电路14响应于允许信号EN而向高频逆变器电路15(励磁同步信号发生电路17)发送驱动控制信号CT。由此,从励磁同步信号发生电路17发送逆变器控制信号Vss,对位于载置了设备E的位置的初级线圈L1开始连续励磁。
接着,系统控制部8进行励磁请求信号RQ是否已消失的判断以及是否发送了金属检测信号ST的判断(步骤S1-5、S1-6)。在励磁请求信号RQ未消失(在步骤S1-5中“否”)、没有发送金属检测信号ST(在步骤S1-6中“否”)的情况下,系统控制部8返回到步骤S1-3来对初级线圈L1继续进行连续励磁(步骤S1-3~步骤S1-6)。即,对设备E继续进行供电。因而,设备E从供电装置1接受非接触供电并利用该供电电力来驱动负载Z。
在此,在步骤S1-5中,当从载置面6取下设备E时、或者励磁请求信号RQ消失时,系统控制部8判断为励磁请求信号RQ消失(在步骤S1-5中“是”)而转移到步骤S1-7,在固定时间内驱动未图示的通知灯或者通知蜂鸣器来通知用户的该意思,并且停止对该供电模块M发送允许信号EN,并转移到步骤S1-3。
当转移到步骤S1-3时,系统控制部8等待来自该供电模块M的新的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID。系统控制部8直到接收到来自供电模块M的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID为止重复进行步骤S1-2、步骤S1-3来继续对各初级线圈L1间歇性地进行励磁。
因而,在设备E离开供电装置1的情况下,由于系统控制部8成为待机模式而初级线圈L1成为间歇励磁状态,因此能够抑制待机电力。
另外,在步骤S1-6中,当从供电模块M接收到金属检测信号ST时,系统控制部8响应于从该供电模块M发送了金属检测信号ST的情况(在步骤S1-6中“是”)而转移到步骤S1-7。
因而,在发送了金属检测信号ST的情况下,系统控制部8在固定时间内驱动未图示的通知灯或者通知蜂鸣器来通知用户的该意思,停止对该供电模块M发送允许信号EN并返回到步骤S1-3。之后,直到金属检测信号ST消失为止系统控制部8通过重复进行步骤S1-3~步骤S1-7的处理来继续驱动通知灯或者通知蜂鸣器。系统控制部8在重复进行步骤S1-3~步骤S1-7的处理时,步骤S1-4中的连续励磁的处理时间远远短于步骤S1-7中的允许信号EN的输出停止时间,因此对该供电模块M的初级线圈L1间歇性地进行励磁。
因而,在判断为有金属片7的状态持续的情况下,系统控制部8能够继续进行间歇励磁来防止金属片7被感应加热。
通过如上述那样构成,在本实施方式中具有以下的效果。
(1)在本实施方式中,在供电装置1中多个初级线圈L1在具有载置面6的顶板5的下侧配置成同一面状,设置有对各初级线圈L1分别设置并进行励磁驱动的各供电模块M以及统一控制各供电模块M的系统控制部8。
另外,各供电模块M通过设置在与对应的初级线圈L1邻接的位置的信号接收天线AT1接收来自设备E的设备认证信号ID和励磁请求信号RQ,并将该设备认证信号ID和励磁请求信号RQ发送到系统控制部8。
然后,系统控制部8对各供电模块M中的发送了设备认证信号ID和励磁请求信号RQ的供电模块M发送允许初级线圈L1的连续励磁的允许信号EN。
因而,当在供电装置1的载置面6上载置了设备E时不对配置成同一面状的所有的初级线圈L1进行连续励磁,而只有位于该设备E的正下方的初级线圈L1与尺寸的大小无关地被连续励磁以进行供电,因此能够降低供电时的功耗,能够进行高效率的供电。
(2)另外,能够只对位于设备E的正下方的初级线圈L1进行连续励磁以进行供电,因此能够对载置于供电装置1的载置面6上的两个以上的设备E同时进行供电。
(3)另外,设置在对各初级线圈L1进行励磁驱动的高频逆变器电路15中的第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2以提供给所有的供电模块M的高频逆变器电路15的第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2来进行导通截止,因此各初级线圈L1以同相位的波形来进行励磁。
因而,在针对载置于载置面6的一个设备E同时励磁多个初级线圈L1来相协作地对设备E进行供电时,由于这些初级线圈L1的励磁波形一致,因此能够高效率地进行稳定的电力供给。
(4)另外,当从载置于载置面6的设备E发送了设备认证信号ID和励磁请求信号RQ时进行初级线圈L1的连续励磁,因此在没有设为对象的设备或没有请求供电的设备E载置于载置面6的情况下,防止多余的励磁,并且安全性得到提高。
(5)在本实施方式中,当在供电装置1的载置面6上没有载置任何设备时,所有的初级线圈L1成为间歇励磁状态,因此能够抑制待机过程中的功耗。
(6)另外,初级线圈L1的间歇励磁能够对载置于载置面6的其它设备E的次级线圈L2产生微小的二次电力。
因而,在如用二次电池进行动作的便携式电话那样的设备E载置于载置面6的情况下,设备E通过该微小二次电力一点点地进行充电。即,发生如下情况:在载置的时刻二次电池不被充电,用二次电池进行动作的设备E的设备侧发送接收电路9不动作。在这种情况下,设备E的设备侧发送接收电路9通过该二次电池的一点点的充电来能够生成及发送设备认证信号ID和励磁请求信号RQ。
(7)当发生了用于从载置的设备E请求停止供电的励磁请求信号RQ的消失时,通过将初级线圈L1的励磁从连续励磁切换为间歇励磁来停止向设备E供电。由此,能够高精度且安全地进行向设备E的供电,并且能够实现功耗的降低。
(8)在本实施方式中,设置用于检测载置于供电装置1的载置面6的金属片7的金属检测天线AT2,当金属检测天线AT2检测到金属片7时,通过将初级线圈L1的励磁从连续励磁切换为间歇励磁来停止向设备E供电。由此,能够防止载置于载置面6的金属片7被感应加热。
(9)另外,设定有使第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2进行导通截止的第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2都成为低电平的死区时间td,因此在死区时间td内自动地进行软切换。
因而,能够使第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的各源极与漏极之间的电压成为零伏后导通,因此能够消除第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的各导通损耗。另外,能够减小导通时、截止时流过初级线圈L1的电流波形的高次谐波成分,因此还能够降低噪声。
(10)并且,各初级线圈L1的尺寸设定为当设备E载置于载置面6时位于设备E的次级线圈L2的正下方的初级线圈L1在次级线圈L2的区域内包含一个以上。
因而,被供电的设备E能够由与设备E所具有的次级线圈L2的区域相当的所需最小限度的初级线圈L1群来进行励磁,因此能够高效率地进行驱动。
此外,在本实施方式中,第一逻辑或电路23和第二逻辑或电路24分别接收相同的逆变器控制信号Vss和间歇高电平信号Vst。因而,第一逻辑或电路23的第一输出信号Vrs1和第二逻辑或电路24的第二输出信号Vrs2是相同的输出波形,因此也可以省略第一逻辑或电路23和第二逻辑或电路24中的任一个。而且,例如,留下的第一逻辑或电路23也可以将第一输出信号Vrs1发送到第一逻辑与电路21,向第二逻辑与电路22发送第二输出信号Vrs2。
由此,能够缩小高频逆变器电路15的电路规模。
另外,在本实施方式中,从设备E接收了设备认证信号ID和励磁请求信号RQ,但是也可以如只接收设备认证信号ID或只接收励磁请求信号RQ那样只接收设备认证信号ID和励磁请求信号RQ中的任一个信号。由此,能够节省部件而实现廉价的结构。
并且,在本实施方式中,没有特别对来自设备E的励磁请求信号RQ的无线频率详述。但是,利用设备E的电源或者通过来自初级线圈L1的电磁感应获得的设备E侧的辅助电源来生成与初级线圈L1的励磁频率不同的频率的无线信号,将该不同的频率的无线信号以励磁请求信号进行调制后发送到设备E的正下方的供电模块M。而且,也可以如下:通过信号接收天线AT1来检测该调制后的无线信号,励磁请求接收电路11从检测出的无线信号解调出励磁信号。
由此,通过信号接收天线AT1来检测与初级线圈L1的励磁频率不同的独立的频率的调制后的无线信号,励磁请求接收电路11从检测出的无线信号解调出励磁请求信号来获得励磁同步信号,因此系统的可靠性得到提高。
并且,在本实施方式中,系统控制部8生成并发送第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst,但是也可以由励磁控制电路14或者高频逆变器电路15生成第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst。
另外,在本实施方式中,初级线圈L1的尺寸设定为当设备E载置于载置面6时位于设备E的次级线圈L2的正下方的一个以上的初级线圈L1包含在次级线圈L2的区域内。但是,并不限定于此,与一个次级线圈L2的区域相比处于正下方的初级线圈L1的一个区域也可以更大。虽然效率降低,但是总之只要在初级线圈L1与次级线圈L2之间进行电磁感应来在次级线圈L2中产生供电电力即可。
(第二实施方式)
接着,按照图11说明第二实施方式的供电装置1。
第一实施方式的供电装置1在待机状态下使所有的初级线圈L1进行间歇励磁,与此相对,本实施方式的特征点在于,在包含设备E的物体30载置于载置面6之后才对初级线圈L1的全部或者一部分进行间歇励磁。
此外,为了便于说明,对于本实施方式与第一实施方式之间的共同的部分附加与第一实施方式相同的标记并省略详细的说明。
如图11所示,在供电装置1的顶板5的上表面(载置面6)、且上述各金属检测天线AT2的配置位置处分别设置有物体检测传感器31。因而,各物体检测传感器31均匀地配置在载置面6的整体。
在本实施方式中,各物体检测传感器31是由发光元件和感光元件构成的光反射型的传感器。当物体30(参照图12)配置在正上方时,发光元件向正上方发射的光被物体30反射而由感光器接收该反射光,各物体检测传感器31检测物体30并发送物体检测信号MT。因而,当物体30没有配置在各物体检测传感器31的正上方时,发光元件发射的光不会成为反射光,感光元件不能接收光而不发送物体检测信号MT。
此外,在本实施方式中,物体检测传感器31是由发光元件和感光元件构成的光反射型的传感器,但是也可以由检测物体30的重量的压力检测元件来具体化。物体检测传感器不限制能够检测的材质,只要能够检测金属、塑料以及木制等任何材质的物体30即可。
各物体检测传感器31与连接了相对置的金属检测天线AT2的供电模块M相连接。在各物体检测传感器31检测出物体30时,将物体检测信号MT发送到该供电模块M。
图12示出表示本实施方式的供电装置1的电气结构的电模块电路图。
在图12中,在各供电模块M中除了具备励磁请求接收电路11、设备认证接收电路12、金属检测电路13、励磁控制电路14、高频逆变器电路15之外,还具备物体检测电路32。
物体检测电路32连接在物体检测传感器31,接收从对应的物体检测传感器31发送的物体检测信号MT。然后,物体检测电路32视为在载置面6上载置了物体30而将该物体检测信号MT发送到励磁控制电路14。
励磁控制电路14除了来自励磁请求接收电路11的励磁请求信号RQ、来自设备认证接收电路12的设备认证信号ID以及来自金属检测电路13的金属检测信号ST之外,还对来自物体检测电路32的物体检测信号MT附加识别自身的供电模块M的模块识别信号后发送到系统控制部8。
当系统控制部8从励磁控制电路14只接收到物体检测信号MT时,向该供电模块M的高频逆变器电路15的振荡电路16发送上述第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst。
即,本实施方式的供电装置1即使电源开关接通,所有的初级线圈L1也都暂停而不被间歇励磁。而且,供电装置1在检测到物体30时只使载置了该物体30的位置的初级线圈L1进行间歇励磁,使位于其它位置的初级线圈L1暂停而不进行励磁。
因而,在没有载置包含设备E的物体30时,所有的初级线圈L1不被间歇励磁,假设载置了不是设备E的物体30时,只有载置的部分的初级线圈L1进行间歇励磁,因此供电装置1能够大幅削减待机状态下的功耗。
接着,按照图13所示的表示系统控制部8的处理动作的流程图来说明如上述那样构成的供电装置1的作用。
此外,本实施方式的特征点在于,系统控制部8根据来自物体检测传感器31的物体检测信号MT的有无来选定作为控制对象的初级线圈L1,并对选定的该初级线圈L1进行励磁控制。本实施方式的其它部分基本上与第一实施方式相同。因此,详细地说明本实施方式的特征部分,为了便于说明而省略本实施方式与第一实施方式之间的共同的部分。
现在,当接通未图示的电源开关而向供电装置1供给电源时(在步骤S2-1中“是”),系统控制部8不向各供电模块M的高频逆变器电路15发送第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst(步骤S2-2),而等待来自各供电模块M的物体检测信号MT(步骤S2-3)。即,系统控制部8在不对所有的初级线圈L1进行间歇励磁的状态下等待物体检测信号MT。
不久当在载置面6的规定的位置处载置物体30时,与位于所载置的物体30的正下方的多个供电模块M相连接的物体检测传感器31检测物体30而发送物体检测信号MT。然后,从物体检测传感器31接收到物体检测信号MT的各供电模块M的励磁控制电路14将该物体检测信号MT发送到系统控制部8。
当系统控制部8从各供电模块M接收到物体检测信号MT时(在步骤S2-3中“是”),使与发送了物体检测信号MT的供电模块M相连接的初级线圈L1间歇性地进行励磁驱动(步骤S2-4)。
即,系统控制部8向位于所载置的物体30的正下方的多个供电模块M的高频逆变器电路15发送用于对初级线圈L1间歇性地进行励磁驱动的第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst。由此,只有位于所载置的物体30的正下方的初级线圈L1被间歇性地进行励磁。
接着,系统控制部8等待来自各供电模块M的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID(步骤S2-5),直到接收到来自供电模块M的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID为止重复进行步骤S2-3~步骤S2-5。即,对位于所载置的物体30的正下方的各初级线圈L1间歇性地继续进行励磁。因而,当在此期间取下了物体30时(在步骤S2-3中“否”),系统控制部8转移到步骤S2-2来停止发送第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst,从而停止初级线圈L1的间歇励磁。
不久当所载置的物体30为设备E时,该物体30即设备E向位于设备E的正下方的供电模块M的信号接收天线AT1发送设备认证信号ID和励磁请求信号RQ。
然后,该供电模块M的励磁控制电路14将来自励磁请求接收电路11的励磁请求信号RQ、来自设备认证接收电路12的设备认证信号ID分别发送到系统控制部8。
当从励磁控制电路14接收到励磁请求信号RQ和设备认证信号ID时(在步骤S2-5中“是”),视为在该供电模块M的正上方载置了能够供电、且请求供电的设备E,系统控制部8向该供电模块M的励磁控制电路14发送允许信号EN(步骤S2-6)。
即,励磁控制电路14响应于允许信号EN而向高频逆变器电路15(励磁同步信号发生电路17)发送驱动控制信号CT。由此,系统控制部8对位于载置了设备E的位置的初级线圈L1开始连续励磁。
接着,系统控制部8进行励磁请求信号RQ是否已消失以及是否发送了金属检测信号ST的判断(步骤S2-7、S2-8)。系统控制部8在励磁请求信号RQ没有消失(在步骤S2-7中“否”)、没有发送金属检测信号ST(在步骤S2-7中“否”)的情况下,返回到步骤S2-5来对初级线圈L1继续进行连续励磁(步骤S2-5~步骤S2-8)。即,对设备E继续进行供电。因而,设备E从供电装置1接受非接触供电并利用该供电电力来驱动负载Z。
在此,在步骤S2-7中,当从载置面6取下设备E时、或者当励磁请求信号RQ消失时,系统控制部8判断为励磁请求信号RQ消失(在步骤S2-5中“是”),转移到步骤S2-9,在固定时间内驱动未图示的通知灯或者通知蜂鸣器来通知用户的该意思,停止对该供电模块M发送允许信号EN,转移到步骤S2-5。
系统控制部8当转移到步骤S2-5时,由于没有从该供电模块M接收到新的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID(在步骤S2-5中“否”),因此转移到步骤S2-3。此时,物体检测信号MT也已消失(在步骤S2-3中“否”),因此系统控制部8转移到步骤S2-2,通过使向供电模块M的高频逆变器电路15发送的第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst停止,来停止初级线圈L1的间歇励磁。即,系统控制部8停止目前为止为了对设备E进行供电而进行励磁驱动的初级线圈L1的励磁。
另外,在步骤S2-8中,当从供电模块M接收到金属检测信号ST时,系统控制部8响应于从该供电模块M发送了金属检测信号ST的情况(在步骤S6中“是”)而转移到步骤S2-9。
因而,在发送了金属检测信号ST的情况下,系统控制部8通过在固定时间内驱动未图示的通知灯或者通知蜂鸣器来向用户通知该意思,并且停止对该供电模块M发送允许信号EN后返回到步骤S2-5。之后,直到金属检测信号ST消失为止系统控制部8重复进行步骤S2-5~步骤S2-9的处理来继续驱动通知灯或者通知蜂鸣器。在重复进行步骤S2-5~步骤S2-9的处理时,步骤S2-6中的连续励磁的处理时间远远短于步骤S2-9中的允许信号EN的发送停止时间,因此系统控制部8对该供电模块M的初级线圈L1间歇性地进行励磁。
因而,在判断为有金属片7的状态持续的情况下,对初级线圈L1继续进行间歇励磁,能够防止金属片7被感应加热。
这样,本实施方式在供电装置1上没有载置任何设备的情况下,停止所有的初级线圈L1的励磁动作,因此能够进一步实现功耗的降低。
另外,本实施方式在载置了物体30(设备E)的情况下只使位于所载置的该位置的初级线圈L1进行励磁动作,因此能够进一步实现功耗的降低。
(第三实施方式)
接着,按照图14说明第三实施方式。
在上述第一实施方式的供电装置1中,第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2分别为一种。但是,本实施方式的特征点在于,第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2具有频率不同的两种低频用和高频用第一励磁同步信号Vs1a、Vs1b以及低频用和高频用第二励磁同步信号Vs2a、Vs2b,并根据所载置的设备E或者根据设备的时时刻刻的状态来发送不同频率的励磁同步信号。
此外,为了便于说明,对于本实施方式与第一实施方式之间的共同的部分附加与第一实施方式相同的标记并省略详细的说明。
图14示出表示各供电模块M的高频逆变器电路15的电路。
第一逻辑与电路21的第一输入端子连接在第一切换电路41。在第一逻辑与电路21的第一输入端子中从该第一切换电路41接收低频用第一励磁同步信号Vs1a和高频用第一励磁同步信号Vs1b中的任一个。另外,第一逻辑与电路21的第二输入端子连接在上述第一逻辑或电路23。在第一逻辑与电路21的第二输入端子中从第一逻辑或电路23接收第一输出信号Vrs1。
如图15所示,第一切换电路41具有接收低频用第一励磁同步信号Vs1a的第一传输门(transmission gate)41a以及接收高频用第一励磁同步信号Vs1b的第二传输门41b。
在本实施方式中,如图16所示,低频用第一励磁同步信号Vs1a的波形是与第一实施方式的第一励磁同步信号Vs1相同的波形。即,低频用第一励磁同步信号Vs1a的周期Ts1a、高电平的时间ta1a、低电平的时间tb1a设定为与第一励磁同步信号Vs1的周期Ts1、高电平的时间ta1、低电平的时间tb1相同。而且,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该低频用第一励磁同步信号Vs1a。
另一方面,如图16所示,高频用第一励磁同步信号Vs1b的周期Ts1b设定为低频用第一励磁同步信号Vs1a的周期Ts1a的二分之一。另外,高频用第一励磁同步信号Vs1b的高电平的时间ta1b和低电平的时间tb1b分别设定为低频用第一励磁同步信号Vs1a的高电平的时间ta1a和低电平的时间tb1a的二分之一。
而且,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该高频用第一励磁同步信号Vs1b。
而且,在第一传输门41a中接收低频用第一励磁同步信号Vs1a,第一传输门41a包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q3和P沟道MOS晶体管Q4。而且,在N沟道MOS晶体管Q3的栅极端子中接收第一切换信号SW1,在P沟道MOS晶体管Q4的栅极端子中经由第一反相器电路43接收上述第一切换信号SW1。因而,当在第一传输门41a中接收到高电平的第一切换信号SW1时,第一传输门41a将低频用第一励磁同步信号Vs1a发送到第一逻辑与电路21。
此外,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该第一切换信号SW1。
另一方面,向第二传输门41b发送高频用第一励磁同步信号Vs1b,第二传输门41b包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q5和P沟道MOS晶体管Q6。而且,在N沟道MOS晶体管Q5的栅极端子中经由第一反相器电路43接收上述第一切换信号SW1,在P沟道MOS晶体管Q6的栅极端子中接收上述第一切换信号SW1。因而,当在第二传输门41b中接收到低电平的第一切换信号SW1时,第二传输门41b将高频用第一励磁同步信号Vs1b发送到第一逻辑与电路21。
即,当在第一切换电路41中接收到高电平的第一切换信号SW1时,第一切换电路41将低频用第一励磁同步信号Vs1a发送到第一逻辑与电路21。另外,当在第一切换电路41中接收到低电平的第一切换信号SW1时,第一切换电路41将高频用第一励磁同步信号Vs1b发送到第一逻辑与电路21。
第二逻辑与电路22的第一输入端子连接在第二切换电路42。在第二逻辑与电路22的第一输入端子中从该第二切换电路42接收低频用第二励磁同步信号Vs2a和高频用第二励磁同步信号Vs2b中的任一个。另外,在第二逻辑与电路22的第二输入端子上连接上述第二逻辑或电路24。在第二逻辑与电路22的第二输入端子中从第二逻辑或电路24接收上述第二输出信号Vrs2。
如图15所示,第二切换电路42具有第三传输门42a和第四传输门42b。在第三传输门42a中接收低频用第二励磁同步信号Vs2a,在第四传输门42b中接收高频用第二励磁同步信号Vs2b。
在本实施方式中,如图16所示,低频用第二励磁同步信号Vs2a的波形与第一实施方式的第二励磁同步信号Vs2的波形相同。即,低频用第二励磁同步信号Vs2a的周期Ts2a、高电平的时间ta2a、低电平的时间tb2a设定为与第二励磁同步信号Vs2的周期Ts2、高电平的时间ta2、低电平的时间tb2相同。而且,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该低频用第二励磁同步信号Vs2a。
另一方面,如图16所示,高频用第二励磁同步信号Vs2b的周期Ts2b是低频用第二励磁同步信号Vs2a的周期Ts2a的二分之一。另外,高频用第二励磁同步信号Vs2b的高电平的时间ta2b和低电平的时间tb2b分别设定为低频用第二励磁同步信号Vs2a的高电平的时间ta2a和低电平的时间tb2a的二分之一。而且,在本实施方式中,从设置在系统控制部8中的信号生成电路(未图示)发送该高频用第二励磁同步信号Vs2b。
而且,在第三传输门42a中接收低频用第二励磁同步信号Vs2a,第三传输门42a包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q7和P沟道MOS晶体管Q8。而且,在N沟道MOS晶体管Q7的栅极端子中接收上述第一切换信号SW1,在P沟道MOS晶体管Q8的栅极端子中经由第一反相器电路43接收上述第一切换信号SW1。因而,当在第三传输门42a中接收到高电平的第一切换信号SW1时,第三传输门42a将低频用第二励磁同步信号Vs2a发送到第二逻辑与电路22。
另一方面,在第四传输门42b中接收高频用第二励磁同步信号Vs2b,第四传输门42b包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q9和P沟道MOS晶体管Q10。而且,在N沟道MOS晶体管Q9的栅极端子中经由第一反相器电路43接收上述第一切换信号SW1,在P沟道MOS晶体管Q10的栅极端子中接收上述第一切换信号SW1。因而,当在第四传输门42b中接收到低电平的第一切换信号SW1时,第四传输门42b将高频用第二励磁同步信号Vs2b发送到第二逻辑与电路22。
即,当在第二切换电路42中接收到高电平的第一切换信号SW1时,第二切换电路42将低频用第二励磁同步信号Vs2a发送到第二逻辑与电路22。另外,当在第二切换电路42中接收到低电平的第一切换信号SW1时,第二切换电路42将高频用第二励磁同步信号Vs2b发送到第二逻辑与电路22。
因而,当在第一切换电路41和第二切换电路42中接收到高电平的第一切换信号SW1时,在第一逻辑与电路21中接收低频用第一励磁同步信号Vs1a,在第二逻辑与电路22中接收低频用第二励磁同步信号Vs2a。相反地,当在第一切换电路41和第二切换电路42中接收到低电平的第一切换信号SW1时,在第一逻辑与电路21中接收高频用第一励磁同步信号Vs1b,在第二逻辑与电路22中接收高频用第二励磁同步信号Vs2b。
而且,(A)当第一切换信号SW1为高电平、且在第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22中从第一逻辑或电路23和第二逻辑或电路24分别接收到第一输出信号Vrs1和第二输出信号Vrs2时,第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22将分别具有与低频用第一励磁同步信号Vs1a和第二励磁同步信号Vs2a的逻辑值相同的逻辑值的第一及第二导通截止信号Vg2分别发送到第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的栅极。
即,低频用第一励磁同步信号Vs1a和低频用第二励磁同步信号Vs2a的波形具有相互反转的关系,因此与上述实施方式同样地,第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2连续且交替地导通截止。而且,通过该第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2交替地导通截止,初级线圈L1被连续励磁驱动。
(B)相反地,当第一切换信号SW1为低电平、且在第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22中从第一逻辑或电路23和第二逻辑或电路24接收到分别具有与逆变器控制信号Vss的逻辑值相同的逻辑值的第一输出信号Vrs1和第二输出信号Vrs2时,第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22将如图17所示那样分别具有与高频用第一励磁同步信号Vs1b和第二励磁同步信号Vs2b的逻辑值相同的逻辑值的第一及第二导通截止信号Vg2分别发送到第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的栅极。
即,在这种情况下,高频用第一励磁同步信号Vs1b和高频用第二励磁同步信号Vs2b的波形具有相互反转的关系,因此与上述实施方式同样地,第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2连续、高速且交替地导通截止。而且,通过该第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2交替地导通截止,初级线圈L1以高频连续励磁驱动。
顺便说一下,(C)当第一切换信号SW1为高电平、且在第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22中从第一逻辑或电路23和第二逻辑或电路24接收到具有分别与间歇高电平信号Vst的逻辑值相同的逻辑值的第一输出信号Vrs1和第二输出信号Vrs2时,第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22将如图17所示那样具有分别与低频用第一励磁同步信号Vs1a和第二励磁同步信号Vs2a的逻辑值相同的逻辑值的第一及第二导通截止信号Vg2分别发送到第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的栅极。
即,在发送间歇高电平信号Vst的期间响应于低频用第一励磁同步信号Vs1a和低频用第二励磁同步信号Vs2a,第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2间歇性地交替地导通截止。而且,通过该第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2间歇性地导通截止,初级线圈L1被间歇性地励磁驱动。
(D)相反地,当第一切换信号SW1为低电平、第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22从第一逻辑或电路23和第二逻辑或电路24接收到分别具有与逆变器控制信号Vss的逻辑值相同的逻辑值的第一输出信号Vrs1和第二输出信号Vrs2时,第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22将如图17所示那样分别具有与高频用第一励磁同步信号Vs1b和高频用第二励磁同步信号Vs2b的逻辑值相同的逻辑值的第一及第二导通截止信号Vg2分别发送到第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2的栅极。
即,在这种情况下,高频用第一励磁同步信号Vs1b和高频用第二励磁同步信号Vs2b的波形具有相互反转的关系,因此在发送间歇高电平信号Vst的期间第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2间歇性、且高速地交替地导通截止。而且,通过该第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2间歇性且交替地导通截止,初级线圈L1以高频间歇性地励磁驱动。
这样构成的供电装置1在所载置的设备E在其时时刻刻的状态下以两种不同的频率来请求励磁的情况下有效。在这种情况下,设备E在设备侧发送接收电路9生成并发送励磁请求信号RQ时,将表示请求以低频的励磁对次级线圈L2进行供电、或请求以高频的励磁进行供电的类别信号与励磁请求信号RQ一起发送。
例如,在设备E具有睡眠功能的情况下,从通过接受供电来驱动负载Z的状态变成不驱动负载Z的睡眠状态时,通过将初级线圈L1从高频的励磁驱动改变为低频的励磁驱动,能够降低功耗。
另外,当设备E如充电器那样接近满充电时,通过将初级线圈L1从高频的励磁驱动改变为低频的励磁驱动,能够进行更高效的控制。
当然,设备E也可以发送始终请求某一种频率的励磁的类别信号。
然后,当在励磁请求接收电路11中接收到励磁请求信号RQ和类别信号时,励磁控制电路14将该励磁请求信号RQ和类别信号发送到系统控制部8。在所载置的设备E根据类别信号请求低频的励磁的情况下,系统控制部8向设置在高频逆变器电路15的振荡电路16中的第一切换电路41和第二切换电路42发送高电平的第一切换信号SW1。
由此,在第一逻辑与电路21中接收低频用第一励磁同步信号Vs1a,在第二逻辑与电路22中接收低频用第二励磁同步信号Vs2a。其结果,初级线圈L1根据低频的低频用第一励磁同步信号Vs1a和第二励磁同步信号Vs2a进行间歇励磁或者连续励磁。另外,对初级线圈L1以与所载置的设备E的请求相应的低频进行励磁。
另一方面,在所载置的设备E请求高频的励磁的情况下,系统控制部8向第一切换电路41和第二切换电路42发送低电平的第一切换信号SW1。由此,在第一逻辑与电路21中接收高频用第一励磁同步信号Vs1b,在第二逻辑与电路22中接收高频用第二励磁同步信号Vs2b。其结果,在初级线圈L1中根据高频数的高频用第一励磁同步信号Vs1b和第二励磁同步信号Vs2b进行间歇励磁或者连续励磁。另外,对初级线圈L1以与所载置的设备E的请求相应的高频进行励磁。
另外,如第一实施方式那样,当没有载置设备E的间歇励磁时,系统控制部8向第一切换电路41和第二切换电路42发送高电平的第一切换信号SW1。由此,在间歇励磁时通过以低频进行励磁动作而实现功耗的降低。
接着,按照图17说明如上述那样构成的供电装置1的作用。
现在,当在时刻t1载置设备E并从该设备E发送了励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及低频的励磁请求的类别信号时,系统控制部8立即发送高电平的第一切换信号SW1,第一切换电路41将低频用第一励磁同步信号Vs1a设为选择状态,第二切换电路42将低频用第二励磁同步信号Vs2a设为选择状态。而且,通过用低频用第一励磁同步信号Vs1a和第二励磁同步信号Vs2a使第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2交替地导通截止,从而初级线圈L1被连续励磁。
因而,所载置的设备E通过以低频进行连续励磁而被供电。
然后,在时刻t2取下设备E时,励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及低频的励磁请求的类别信号从该设备E消失。系统控制部8立即与第一实施方式同样地转移到间歇励磁。
此时,系统控制部8继续发送高电平的第一切换信号SW1。因此,第一切换电路41维持低频用第一励磁同步信号Vs1a的选择状态,第二切换电路42维持低频用第二励磁同步信号Vs2a的选择状态。然后,在发送间歇高电平信号Vst的期间,通过以低频用第一励磁同步信号Vs1a和第二励磁同步信号Vs2a使第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2交替地导通截止,从而初级线圈L1被间歇励磁。
不久当在时刻t3载置新的设备E并从该设备E发送了励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及高频的励磁请求的类别信号时,系统控制部8立即发送低电平的第一切换信号SW1。因此,第一切换电路41将高频用第一励磁同步信号Vs1b设为选择状态,第二切换电路42将高频用第二励磁同步信号Vs2b设为选择状态。然后,通过以高频用第一励磁同步信号Vs1b和第二励磁同步信号Vs2b使第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2交替地导通截止,从而初级线圈L1被连续励磁。
因而,所载置的设备E通过以高频连续励磁而被供电。
这样,本实施方式除了第一实施方式的效果之外,还具有如下效果:当没有载置设备E的间歇励磁时,能够以低频进行励磁动作,能够实现功耗的降低。
另外,本实施方式能够在所载置的设备E的时时刻刻的状态下以两种不同的频率进行励磁供电,能够以更高精度进行高效的控制。
(第四实施方式)
接着,按照图18说明第四实施方式。
在上述第一实施方式的供电装置1中,第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2分别是连续发送的逻辑信号。本实施方式的特征点在于,上述同步信号是当需要时发送的励磁同步信号。
此外,为了便于说明,对于本实施方式与第一实施方式之间的共同的部分附加与第一实施方式相同的标记并省略详细的说明。
图18示出表示各供电模块M的高频逆变器电路15的电路。
在图18中,在第一功率晶体管Q1的栅极端子上连接有第三切换电路45,在第二功率晶体管Q2的栅极端子上连接有第四切换电路46。
在第三切换电路45中从系统控制部8接收间歇用第一励磁同步信号Vs1i,从第一励磁同步信号发生电路17a接收连续用第一励磁同步信号Vs1c。第三切换电路45选择间歇用第一励磁同步信号Vs1i和连续用第一励磁同步信号Vs1c中的任一个,将具有与所选择的信号的逻辑值相同的逻辑值的第一导通截止信号Vg1发送到第一功率晶体管Q1的栅极端子。在第四切换电路46中从系统控制部8接收间歇用第二励磁同步信号Vs2i,从第二励磁同步信号发生电路17b接收连续用第二励磁同步信号Vs2c。第四切换电路46选择间歇用第二励磁同步信号Vs2i和连续用第二励磁同步信号Vs2c中的任一个,将具有与所选择的信号的逻辑值相同的逻辑值的第二导通截止信号Vg2发送到第二功率晶体管Q2的栅极端子。
如图19所示,第三切换电路45具有第五传输门45a和第六传输门45b。而且,第五传输门45a的输出端子连接在第一功率晶体管Q1的栅极端子,在第五传输门45a的输入端子中从系统控制部8接收间歇用第一励磁同步信号Vs1i。第六传输门45b的输出端子连接在第一功率晶体管Q1的栅极端子,在第六传输门45b的输入端子中从第一励磁同步信号发生电路17a接收连续用第一励磁同步信号Vs1c。
第五传输门45a包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q11和P沟道MOS晶体管Q12。而且,在N沟道MOS晶体管Q11的栅极端子中接收第二切换信号SW2,在P沟道MOS晶体管Q12的栅极端子中经由第二反相器电路47接收第二切换信号SW2。
因而,当在第五传输门45a中接收到高电平的第二切换信号SW2时,第五传输门45a将来自系统控制部8的间歇用第一励磁同步信号Vs1i发送到第一功率晶体管Q1的栅极端子。
相反地,当在第五传输门45a中接收到低电平的第二切换信号SW2时,第五传输门45a不将来自系统控制部8的间歇用第一励磁同步信号Vs1i发送到第一功率晶体管Q1的栅极端子。
另一方面,第六传输门45b包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q13和P沟道MOS晶体管Q14。而且,在N沟道MOS晶体管Q13的栅极端子中经由第二反相器电路47接收第二切换信号SW2,在N沟道MOS晶体管Q13的栅极端子中接收第二切换信号SW2。
因而,当在第六传输门45b中接收到低电平的第二切换信号SW2时,第六传输门45b将来自第一励磁同步信号发生电路17a的连续用第一励磁同步信号Vs1c发送到第一功率晶体管Q1的栅极端子。
相反地,当在第六传输门45b中接收到高电平的第二切换信号SW2时,第六传输门45b不将来自第一励磁同步信号发生电路17a的连续用第一励磁同步信号Vs1c发送到第一功率晶体管Q1的栅极端子。
即,当在第三切换电路45中接收到高电平的第二切换信号SW2时,第三切换电路45将具有与间歇用第一励磁同步信号Vs1i的逻辑值相同的逻辑值的第一导通截止信号Vg1发送到第一功率晶体管Q1的栅极端子。相反地,当在第三切换电路45中接收到低电平的第二切换信号SW2时,第三切换电路45将具有与连续用第一励磁同步信号Vs1c的逻辑值相同的逻辑值的第一导通截止信号Vg1发送到第一功率晶体管Q1的栅极端子。
第四切换电路46具有第七传输门46a和第八传输门46b。而且,第七传输门46a的输出端子连接在第二功率晶体管Q2的栅极端子,在第七传输门46a的输入端子中从系统控制部8接收间歇用第二励磁同步信号Vs2c。第八传输门46b的输出端子连接在第二功率晶体管Q2的栅极端子,在第八传输门46b的输入端子中从第二励磁同步信号发生电路17b接收连续用第二励磁同步信号Vs2c。
第七传输门46a包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q15和P沟道MOS晶体管Q16。而且,在N沟道MOS晶体管Q15的栅极端子中接收第三切换信号SW3,在P沟道MOS晶体管Q16的栅极端子中经由第三反相器电路48接收第三切换信号SW3。
因而,当在第七传输门46a中接收到高电平的第三切换信号SW3时,第七传输门46a将来自系统控制部8的间歇用第二励磁同步信号Vs2i发送到第二功率晶体管Q2的栅极端子。
相反地,当在第七传输门46a中接收到低电平的第三切换信号SW3时,第七传输门46a不将来自系统控制部8的间歇用第二励磁同步信号Vs2i发送到第二功率晶体管Q2的栅极端子。
另一方面,第八传输门46b包括相互并联连接的N沟道MOS晶体管Q17和P沟道MOS晶体管Q18。而且,在N沟道MOS晶体管Q17的栅极端子中经由第三反相器电路48接收第三切换信号SW3,在P沟道MOS晶体管Q18的栅极端子中接收第三切换信号SW3。
因而,当在第八传输门46b中接收到低电平的第三切换信号SW3时,第八传输门46b将来自第二励磁同步信号发生电路17b的间歇用第二励磁同步信号Vs2i发送到第二功率晶体管Q2的栅极端子。
相反地,当在第八传输门46b中接收到高电平的第三切换信号SW3时,第八传输门46b不将来自第二励磁同步信号发生电路17b的连续用第二励磁同步信号Vs2c发送到第二功率晶体管Q2的栅极端子。
即,当在第四切换电路46中接收到高电平的第三切换信号SW3时,第四切换电路46将具有与间歇用第二励磁同步信号Vs2i的逻辑值相同的逻辑值的第二导通截止信号Vg2发送到第二功率晶体管Q2的栅极端子。相反地,当在第四切换电路46中接收到低电平的第三切换信号SW3时,第四切换电路46将具有与连续用第二励磁同步信号Vs2c的逻辑值相同的逻辑值的第二导通截止信号Vg2发送到第二功率晶体管Q2的栅极端子。
在第一励磁同步信号发生电路17a中接收励磁控制电路14响应于来自系统控制部8的允许信号EN而发送的驱动控制信号CT。
第一励磁同步信号发生电路17a响应于驱动控制信号CT而将如图20所示那样低电平的第二切换信号SW2和连续用第一励磁同步信号Vs1c发送到第三切换电路45。因而,当发送了允许信号EN时,第三切换电路45将连续用第一励磁同步信号Vs1c发送到第一功率晶体管Q1。顺便说一下,当没有发送允许信号EN时,第三切换电路45将间歇用第一励磁同步信号Vs1i发送到第一功率晶体管Q1。
另一方面,在第二励磁同步信号发生电路17b中接收励磁控制电路14响应于来自系统控制部8的允许信号EN而发送的驱动控制信号CT。
第二励磁同步信号发生电路17b响应于驱动控制信号CT而将如图20所示那样低电平的第三切换信号SW3和连续用第二励磁同步信号Vs2c发送到第四切换电路46。因而,当发送了允许信号EN时,第四切换电路46将连续用第二励磁同步信号Vs2c发送到第二功率晶体管Q2。顺便说一下,当没有发送允许信号EN时,第四切换电路46将间歇用第二励磁同步信号Vs2i发送到第一功率晶体管Q1。
在此,说明间歇用第一励磁同步信号Vs1i和第二励磁同步信号Vs2i以及连续用第一励磁同步信号Vs1c和第二励磁同步信号Vs2c。
首先,间歇用第一励磁同步信号Vs1i和间歇用第二励磁同步信号Vs2i分别与在第一实施方式中间歇励磁时的第一导通截止信号Vg1和第二导通截止信号Vg2相对应。即,间歇用第一励磁同步信号Vs1i的波形与具有与发送间歇高电平信号Vst时所发送的第一导通截止信号Vg1的逻辑值相同的逻辑值的第一励磁同步信号Vs1的波形相同。另外,间歇用第二励磁同步信号Vs2i的波形与具有与发送间歇高电平信号Vst时所发送的第二导通截止信号Vg2的逻辑值相同的逻辑值的第二励磁同步信号Vs2的波形相同。
接着,连续用第一励磁同步信号Vs1c和连续用第二励磁同步信号Vs2c分别与在第一实施方式中连续励磁时的第一导通截止信号Vg1和第二导通截止信号Vg2相对应。即,连续用第一励磁同步信号Vs1c的波形与具有与发送高电平的逆变器控制信号Vss时所发送的第一导通截止信号Vg1的逻辑值相同的逻辑值的第一励磁同步信号Vs1的波形相同。另外,连续用第二励磁同步信号Vs2c的波形与具有与发送高电平的逆变器控制信号Vss时所发送的第二导通截止信号Vg2的逻辑值相同的逻辑值的第二励磁同步信号Vs2的波形相同。
这样,本实施方式能够如第一实施方式那样进行同步的间歇励磁。另外,当载置了设备E时,本实施方式能够对相对应的初级线圈L1进行同步的连续励磁。
此外,关于该间歇励磁,不需要成为所有的初级线圈都相互同步的间歇励磁,也可以只有以几个初级线圈来划分得到的分组中的各初级线圈成为同步励磁而该分组的每组以时分方式进行励磁。
(第五实施方式)
接着,按照图21说明第五实施方式。
在上述第四实施方式的供电装置1中,连续用第一励磁同步信号Vs1c和第二励磁同步信号Vs2c是由供电装置1的第一励磁同步信号发生电路17a和第二励磁同步信号发生电路17b分别生成的。本实施方式的特征点在于,连续用第一励磁同步信号Vs1c和第二励磁同步信号Vs2c根据来自设备E的信号通过第一励磁同步信号发生电路17a和第二励磁同步信号发生电路17b生成。
此外,为了便于说明,对于本实施方式与第四实施方式之间的共同的部分附加与第四实施方式相同的标记并省略详细的说明。
图21表示第五实施方式的各供电模块M的电路图。
设备E除了具备设备侧发送接收电路9之外,还具备第二设备侧发送接收电路9a。第二设备侧发送接收电路9a生成决定在对自身的次级线圈L2进行供电励磁时的励磁周期的经振幅调制后的调制信号Sin1,并将生成的调制信号Sin1通过天线AT4发送到位于正下方的供电模块M。如图22所示,调制信号Sin1具有以固定期间交替地重复的大的值的振幅值和小的值的振幅值。
供电模块M的励磁请求接收电路11从第二设备侧发送接收电路9a接收调制信号Sin1。励磁请求接收电路11对调制信号Sin1进行检波解调。如图22所示,励磁请求接收电路11在振幅值大的期间将调制信号Sin1波形整形为高电平的逻辑信号Sin2,在振幅值小的期间将调制信号Sin1波形整形为低电平的逻辑信号Sin2。而且,励磁请求接收电路11将逻辑信号Sin2发送到励磁控制电路14。
然后,励磁控制电路14将该逻辑信号Sin2发送到设置在第四实施方式的高频逆变器电路15中的图18所示的第一励磁同步信号发生电路17a和第二励磁同步信号发生电路17b。
第一励磁同步信号发生电路17a根据逻辑信号Sin2生成如图22所示的连续用第一励磁同步信号Vs1c。详细地说,连续用第一励磁同步信号Vs1c在逻辑信号Sin2上升为高电平之后成为高电平,在逻辑信号Sin2下降为低电平之前下降为低电平。
另一方面,第二励磁同步信号发生电路17b根据逻辑信号Sin2生成如图22所示的连续用第二励磁同步信号Vs2c。详细地说,连续用第二励磁同步信号Vs2c在逻辑信号Sin2下降为低电平之后成为高电平,在逻辑信号Sin2上升为高电平之前下降为低电平。
因而,形成连续用第一励磁同步信号Vs1c和连续用第二励磁同步信号Vs2c都成为低电平的死区时间td。
这样,本实施方式以通过设备E所请求的励磁频率来进行励磁供电,因此能够进行与设备E相应的高精度且高效的供电控制。
此外,在本实施方式中,励磁请求接收电路11通过对调制信号Sin1进行检波解调来生成逻辑信号Sin2。在代替例中,也可以如图23所示那样励磁请求接收电路11在振幅值大的期间将调制信号Sin1波形整形为正电位的逻辑信号Sin2,在振幅值小的期间波形整形为负电位的逻辑信号Sin2。而且,也可以根据该逻辑信号Sin2生成连续用第一励磁同步信号Vs1c和连续用第二励磁同步信号Vs2c。
(第六实施方式)
接着,按照图24说明第六实施方式。
在第一实施方式中,来自设备E的励磁请求信号RQ被供电模块M的信号接收天线AT1所接收,所接收到的励磁请求信号RQ发送到励磁请求接收电路11。本实施方式的特征点在于,来自设备E的励磁请求信号RQ被供电模块M的初级线圈L1所接收。
此外,为了便于说明,对于本实施方式与第一实施方式之间的共同的部分附加与第一实施方式相同的标记来省略详细的说明。
图24表示第六实施方式的供电模块M和设备E的电路图。
在图24中,设备E的负载Z经由次级线圈L2向初级线圈L1发送设备侧励磁请求调制信号VL12。
如图25所示,设备侧励磁请求调制信号VL12是由设备E的负载Z通过将基于初级线圈L1的连续励磁在次级线圈L2中产生的电压波形或者电流波形以励磁请求信号进行振幅调制而生成。设备E的负载Z进行调制。而且,在本实施方式中,设备侧励磁请求调制信号VL12如图25所示那样具有以固定期间交替地重复的大的值的振幅值和小的值的振幅值。
此外,与第一实施方式同样地通过设备侧发送接收电路9生成设备认证信号ID。
供电模块M的初级线圈L1接收具有与设备侧励磁请求调制信号VL12的电压水平成比例的电压水平的供电侧励磁请求调制信号VL11。而且,接收到的供电侧励磁请求调制信号VL11从初级线圈L1发送到励磁请求接收电路11a。
励磁请求接收电路11a对该供电侧励磁请求调制信号VL11进行检波。由此,如图25所示,励磁请求接收电路11a在振幅值大的期间将供电侧励磁请求调制信号VL11波形整形为正电位的逻辑信号Sin3,在振幅值小的期间将供电侧励磁请求调制信号VL11波形整形为负电位的逻辑信号Sin3。然后,励磁请求接收电路11a将逻辑信号Sin3发送到励磁控制电路14。励磁控制电路14将该逻辑信号Sin3发送到设置在第一实施方式的高频逆变器电路15中的图4所示的励磁同步信号发生电路17。
然后,励磁同步信号发生电路17将具有与该逻辑信号Sin3的逻辑值相同的逻辑值的逆变器控制信号Vss发送到振荡电路16的第一逻辑或电路23和第二逻辑或电路24。
因而,在本实施方式的情况下进行连续励磁,并且在逻辑信号Sin3为负电位的期间不进行连续励磁。
这样,在本实施方式中,在供电装置1中设置第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2,并且按照来自设备E的设备侧励磁请求调制信号VL12对多个初级线圈L1相互地同步励磁,因此简化了设备E的电路。
另外,在本实施方式中,根据设备E的设备侧励磁请求调制信号VL12使高频逆变器电路15的振荡电路16的第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2导通截止,因此能够控制与设备E相对应的各种频率的振荡、模式的振荡。
并且,在本实施方式中,设备侧励磁请求调制信号VL12能够从设备E经由独立的信号路径进行发送,因此设备侧励磁请求调制信号VL12的可靠性变高。
并且,在本实施方式中,能够兼用用于将设备侧励磁请求调制信号VL12从设备E进行电力传输的初级线圈L1和次级线圈L2,因此能够简化用于进行电力传输的电路结构。
(第七实施方式)
接着,按照图26说明第七实施方式。
本实施方式的特征点在于,各供电模块M能够在与设备E之间进行信息的发送接收以及对设备E进行微小电力供给。
此外,本实施方式具体化为具备在第二实施方式中说明的图12所示的物体检测电路32的供电装置1,因此,为了便于说明,详细地说明特征部分而省略本实施方式与第二实施方式之间的共同的部分。
图26表示本实施方式的供电模块M和设备E的电模块电路。
在图26中,在供电模块M中加入供电侧发送接收电路49。供电侧发送接收电路49通过供电侧天线AT5向所载置的设备E发送各种信号。另外,供电侧发送接收电路49通过该供电侧天线AT5接收除励磁请求信号RQ和设备认证信号ID以外的从设备E发送的各种信号。另外,供电侧发送接收电路49通过对供电侧天线AT5进行励磁来向设备E供给微小电力。
设备E除了具备设备侧发送接收电路9之外,还具备第三设备侧发送接收电路9b。第三设备侧发送接收电路9b连接在设备侧天线AT6,接收从供电侧发送接收电路49发送的各种信号,通过该设备侧天线AT6向正下方的供电模块M发送各种信号。另外,在第三设备侧发送接收电路9b中接收供电侧天线AT5为了供给微小电力而被励磁从而在设备侧天线AT6中产生的微小的二次供给电力。
由此,根据实施方式,能够进行供电装置1与设备E之间的更详细的相互的数据通信。另外,追加向设备E传输微小电力的电力传输功能,因此能够将用于生成设备认证信号ID、励磁请求信号RQ以及其它信号的所需最小限度的微小电力供给至设备E。
另外,在设备E不具有电源的情况下,由于具有不是通过初级线圈L1的间歇励磁而是能够进行独立的微小电力供给的供电侧发送接收功能,因此能够进一步实现低功耗。
此外,为了信号的发送接收以及微小电力供给而使用了供电侧天线AT5和设备侧天线AT6,但是也可以用初级线圈L1、次级线圈L2、信号接收天线AT1以及发送接收天线AT3等来代替供电侧天线AT5和设备侧天线AT6。
另外,也可以由生成励磁请求信号RQ和设备认证信号ID的设备侧发送接收电路9兼作设备E中新配备的第三设备侧发送接收电路9b。
(第八实施方式)
接着,按照图27说明第八实施方式。
本实施方式的特征点在于,在载置了设备E的期间不是进行连续励磁,而是连续励磁在每当经过预先确定的固定驱动时间时在比该预先确定的固定驱动时间足够短的固定时间内暂停初级线圈L1的励磁。
此外,在本实施方式中,具体化为在第一实施方式中说明的图3、图4的供电装置1,因此为了便于说明,详细地说明特征部分而省略本实施方式与第一实施方式之间的共同的部分。
在本实施方式的高频逆变器电路15(参照图4)中,在第一逻辑与电路21的输出端子与第一功率晶体管Q1的栅极端子之间连接由MOS晶体管构成的第一传输门。另外,在第二逻辑与电路22的输出端子与第二功率晶体管Q2的栅极端子之间连接由MOS晶体管构成的第二传输门。
而且,当在第一传输门和第二传输门中接收到切断信号时,切断从第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22向第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2发送的第一导通截止信号Vg1和第二导通截止信号Vg2(第一励磁同步信号Vs1和第二励磁同步信号Vs2)。
在本实施方式中,由系统控制部8生成该切断信号。系统控制部8从通过载置设备E而发送允许信号EN时起使内置的计时器进行计时,每当经过预先确定的驱动时间ty时在比驱动时间ty足够短的预先确定的暂停时间tz内发送切断信号。因而,在通过载置设备E而发送允许信号EN的期间,每当经过驱动时间ty时在暂停时间tz内发送切断信号。
如图27所示,在时刻t1通过载置设备E而开始了连续励磁的情况下,当从该时刻t1经过驱动时间ty时,在时间tz内发送切断信号,从第一逻辑与电路21和第二逻辑与电路22向第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2发送的第一导通截止信号Vg1和第二导通截止信号Vg2消失。
其结果,在暂停时间tz的期间内,第一功率晶体管Q1和第二功率晶体管Q2不进行导通截止而连续励磁暂停。
此外,仅在该暂停时间tz的期间内第一传输门和第二传输门根据切断信号切断第一导通截止信号Vg1和第二导通截止信号Vg2。因此,供电装置1与第一实施方式同样地继续执行图10所示的处理动作。
这样,在本实施方式中,在初级线圈L1的连续励磁暂停的暂停时间tz能够对设备认证信号ID、励磁请求信号RQ进行接收判别、信号发送,因此能够实现更高可靠性的供电。
(第九实施方式)
接着,按照图28说明第九实施方式。
本实施方式的特征点在于,设置在供电装置1中的多个初级线圈L1划分为多个组,按通过该划分所得到的每组进行间歇励磁,每当经过时间时使表示间歇励磁的组的顺序的励磁模式(pattern)不同。
图28表示第九实施方式的供电装置1的初级线圈的排列状态。
如在图28中以虚线所示,载置面6在X方向进行三分割,在Y方向进行四分割。由此,划分形成十二个第一~第十二分割区域A1~A12。而且,在第一~第十二各分割区域A1~A12中分别包含四个初级线圈L1。
而且,在本实施方式中,对第一~第十二分割区域A1~A12的初级线圈L1进行间歇励磁的各定时不同。
例如,按第一分割区域A1、第二分割区域A2、…、…、第十一分割区域A11、第十二分割区域A12的顺序来对第一~第十二分割区域A1~A12的初级线圈L1进行间歇励磁。而且,当第十二分割区域A12的间歇励磁结束时,再次从第一分割区域A1起进行间歇励磁而重复这种顺序。
而且,第一~第十二分割区域A1~A12的间歇励磁定时模式是由系统控制部8进行控制的。即,系统控制部8在第一实施方式中当接通电源开关时向各初级线圈L1的供电模块M一齐发送第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst。在本实施方式的情况下,系统控制部8向属于第一~第十二分割区域A1~A12的各个分割区域的四个初级线圈L1的供电模块M轮流地在规定的定时发送第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高电平信号Vst。
另外,当经过规定时间时,系统控制部8变更先前进行的第一~第十二分割区域A1~A12的间歇励磁定时模式。
例如,上述的第一分割区域A1、第二分割区域A2、…、…、第十二分割区域A12的顺序的间歇励磁定时模式变更为第十二分割区域A12、第十一分割区域A11、…、…、第二分割区域A2、第一分割区域A1这样的相反的间歇励磁定时模式。这使得每当经过规定时间时系统控制部8执行与先前进行的间歇励磁模式不同的间歇励磁模式。
该不同的间歇励磁模式的数据准备在系统控制部8中。系统控制部8使用间歇励磁模式的数据来变更第一~第十二分割区域A1~A12各自的间歇励磁定时模式。
本实施方式在待机状态时按每个分割区域以时分方式对在没有载置设备E的情况下的初级线圈L1、或者载置有设备E的场所以外的初级线圈L1进行间歇励磁,因此能够削减待机时间,能够实现待机状态的功耗的削减。
另外,所有的初级线圈L1没有在同一时刻一齐被励磁,因此能够减小噪声放射水平。
(第十实施方式)
接着,按照图29、图30说明第十实施方式。
本实施方式的特征点在于,将供电装置1配置于室内的地板、壁以及天花板中的至少任一方使得位于眼睛不能直接看到的位置。
如图29所示,供电装置1配置于室内50的地板51之下、壁52中以及天花板53之上。
如图30所示,配置在地板51的供电装置1被收容并配置在空间S中,该空间S在地板51之下构成,并且被作为格子状的木框的框体60包围而成。供电装置1在被收容在适当的空间S中之后被地板52覆盖而配置在眼睛看不到的地板51之下。
同样地,配置在壁52和天花板53的供电装置1也被收容并配置在分别构成在壁52中、天花板53之上、且被格子状的框体包围而成的空间中,配置在壁51中和天花板53上使得眼睛看不到。
此外,分别配置在地板51之下、壁52中以及天花板53之上的各供电装置1连接在分别设置于地板51之下、壁52中以及天花板53之上的插座和供电装置的插销。
而且,如图31所示,在与设置于天花板53之上的供电装置1相向的位置处配置照明设备E1。而且,照明设备E1从设置在天花板53之上的供电装置1接受非接触供电而点亮。
另外,在与设置于壁52中的供电装置1相向的位置处配置TV设备E2。而且,TV设备E2从设置在壁52中的供电装置1接受非接触供电而映出电视。
并且,在与设置于地板51之下的供电装置1相向的位置处配置扬声器设备E3。而且,扬声器设备E3从设置在地板51之下的供电装置1接受非接触供电而放出音乐。
另外,供电装置1由于能够从被框体60包围的空间S简单地进行装卸,因此能够变更供电装置1的配置。因而,如图32所示,只要根据扬声器设备E3的配置位置适当地变更设置在地板51之下的供电装置1的配置位置,就能够自由地变更扬声器设备E3在室内50的布局。
并且,在用户能够自由地卸下地板52的结构的情况下,用户任何时候都能够自由地变更供电装置1的配置。
当然,关于在地板51之下、壁52中以及天花板53之上进行的供电装置1的配置,也可以事先在安装施工时选择适当的位置并埋设供电装置1后不能由用户自由地进行变更。
这样,在本实施方式中,设置在室内50的地板51、壁52以及天花板53的各设备E1、E2、E3分别从对应的各供电装置1以非接触接受供电,因此不需要如以往那样的供给电力的线。其结果,解决了如下问题:用几根线连接设备和设备而导致限制设备的配置的自由度,影响美观,而且容易落灰,难以扫除。
另外,如图34所示,也可以在沿着壁52的最下端设置的护壁板61和62、沿着壁52的最上端设置的护壁板63和64、作为壁52与壁52的交叉部分的沿着上下方向设置的护壁板65以及设置在天花板53的中央的护壁板66中配置供电装置1。另外,也可以在壁52的中央且沿着左右方向设置、且具有管道形状的护壁板67中配置供电装置1。
在沿着壁52的最下端设置的护壁板61中配置的供电装置1如图33所示那样被收容并配置在护壁板61内的规定的位置。供电装置1在被收容并配置在规定的空间内之后通过覆盖上板61a而配置在护壁板61内使得眼睛看不到。
而且,如图34所示,在与设置在护壁板61中的供电装置1相向的位置处配置有多个移动设备E4、照明设备E1。而且,照明设备E1通过从该供电装置1接受非接触供电而点亮。
在这种情况下,自由地取下护壁板61的上板61a,因此供电装置1能够在护壁板61内沿长边方向自由地移动配置。因此,能够根据生活方式自由地变更移动设备E4、照明设备E1的配置位置。
另外,被收容配置在沿着壁52的最上端设置的护壁板63中的供电装置1也以相同的方法进行收容配置。而且,在与该供电装置1相向的位置处配置投射(spot)型的照明设备E1。而且,投射型的照明设备E1通过从该供电装置1接受非接触供电而点亮。
并且,作为壁52与壁52的交叉部分、且沿着上下方向设置的护壁板65也以相同的方法进行收容配置。而且,在与该供电装置1相向的位置处配置扬声器设备E3。而且,扬声器设备E3能够通过从该供电装置1接受非接触供电而进行驱动。
并且,如图34所示,也可以在壁52的中央且沿着左右方向设置、且具有管道形状的护壁板67中配置供电装置1。而且,在与设置在具有管道形状的护壁板67中的供电装置1相向的位置处配置照明设备E1。照明设备E1通过从该供电装置1接受非接触供电而点亮。在这种情况下,具有管道形状的护壁板67内的供电装置1能够沿长边方向自由地移动配置。因此,能够根据生活方式自由地变更照明设备E1的配置位置。
这样,本实施方式能够完全地去除室内50的各设备E1~E4的线,不会被线绊倒,因此是安全的。另外,由于没有线,因此室内50的扫除容易。
而且,自己能够根据自己的方式改变各设备E1~E4的位置。并且,在人容易触碰的位置、容易积灰的位置也能够配置供电装置1,因此供电装置1是安全的,并且可靠性高。
此外,说明了各实施方式的供电装置1为独立的情况,但是也可以通过将多个供电装置1一并设置在四周而构成具备一个具有大面积的载置面的供电装置、或通过将多个供电装置1在一个方向沿着带状一并设置而实施具有一个长的载置面的供电装置。在这种情况下,各供电装置1的系统控制部8需要连接成能够相互进行数据的发送接收。
由此,能够对更多的设备同时进行非接触供电,并且能够根据使用台数和使用环境进行灵活的应对。
(第十一实施方式)
接着,按照图35说明第十一实施方式。
在上述的各实施方式中,供电装置1将多个初级线圈L1配置成面状。本实施方式的特征点在于,在一个方向上沿着线状配置多个初级线圈L1。
如图35所示,在供电装置1的壳体2内配置有一列多个初级线圈L1即沿着线状配置多个初级线圈L1,对该各初级线圈L1配设有供电模块M。位于沿着该线状配置的多个初级线圈L1的上侧的部分成为以线状延伸的带状的载置面6,设备E载置于该带状的载置面6。而且,当在该带状的载置面6载置设备E时,通过对位于设备E的正下方的一个或者多个初级线圈L1进行励磁而对设备E进行供电。
另外,配置有一列多个初级线圈L1的、即沿着线状配置多个初级线圈L1的供电装置1沿着天花板或者壁而配置。而且,只要对沿着天花板或者壁而长长地延伸的供电装置1例如排列设置多个投射型的照明设备E1,这些多个投射型的照明设备E1就通过从供电装置1接受供电而点亮。
另外,例如图36所示,多个初级线圈L1也可以配置在圆柱形的栏杆69的表面(圆柱表面状)。
(第十二实施方式)
接着,按照图37说明第十二实施方式。
本实施方式的特征点在于,在设备E的次级线圈L2中设置谐振电路。
如图37所示,设置在设备E中的次级线圈L2与电容器Cz并联连接,并以供电模块M(初级线圈L1)的驱动频率进行谐振。由此,容易实现与负载Z的匹配(matching)而次级线圈L2进行谐振,能够简单地以安全、放心、节能的方式实现高效的非接触供电系统。此外,也可以是次级线圈L2与电容器Cz串联连接并以供电模块M的驱动频率进行谐振。
(第十三实施方式)
接着,按照图38~图40说明第十三实施方式。
在上述各实施方式中,在将设备E载置在供电装置1的载置面6的状态下、或者使设备E如第十实施方式那样接近供电装置1的状态下对设备E进行供电。本实施方式的特征点在于,配置成使设备E相对于供电装置1分离规定的距离而对设备E进行供电。
如图38所示,在设置于壁52之中的供电装置1与配置成与壁52相分离且与供电装置1相向的TV设备E2之间配置中继器70。中继器70是如图39所示的电路那样以初级线圈L1的驱动频率进行谐振的谐振电路。中继器70由相互并联连接的电容器Cx和中间线圈Lx构成。
即,初级线圈L1使具有中继器70的中间线圈Lx的谐振电路进行磁共振,通过由进行谐振的中间线圈Lx使次线圈L2进行励磁来对TV设备E2进行供电。
由此,能够实现电力的传输距离、供电区域的扩大且以安全、放心、节能的方式实现便利的非接触供电系统。
此外,如图40所示,针对被收容配置在沿着壁52的最下端设置的护壁板62中的供电装置1,在位于该供电装置1的上方的壁52中设置中继器70。而且,配置在中继器70的上侧的壁52的投射型的照明设备E1也可以经由中继器70从供电装置1接受供电。
此外,在图38中在供电装置1与TV设备E2之间配置了一个中继器70,在图40中在供电装置1与投射型的照明设备E1之间配置了一个中继器70,但是不限于此,也可以配置多个中继器70。
此外,在上述的各实施方式中,以平面线圈为例说明了初级线圈L1,但是也可以设为包含C型、E型等的磁芯的结构。

Claims (27)

1.一种非接触供电系统,具有设备和对上述设备非接触地进行供电的供电装置,
上述供电装置具备:多个初级线圈,其设置成面状或者线状;多个供电模块,其与多个上述初级线圈分别相对应,各供电模块接收用于请求上述初级线圈的励磁的励磁请求信号并根据接收到的该励磁请求信号对上述初级线圈进行励磁;以及系统控制部,其对多个上述供电模块进行统一控制,
上述设备具备次级线圈以及向上述供电装置发送上述励磁请求信号的发送电路,
在将上述设备配置在供电装置上时,对与一个以上的供电模块相对应的初级线圈进行励磁,通过电磁感应在上述设备的次级线圈中产生二次电力,并将该二次电力供给至上述设备的负载,
当上述一个以上的供电模块从配置在上述供电装置上的上述设备接收到上述励磁请求信号时,上述系统控制部向接收到该励磁请求信号的一个以上的供电模块发送用于使该初级线圈进行励磁的允许信号。
2.根据权利要求1所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块分别具备:
高频逆变器电路,其对上述初级线圈进行励磁;
接收电路,其从上述设备接收上述励磁请求信号并进行判别;以及
励磁控制电路,其当上述接收电路接收到上述励磁请求信号时,生成用于驱动上述高频逆变器电路的驱动控制信号。
3.根据权利要求1或者2所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块分别具备信号接收天线,该信号接收天线从上述设备接收上述励磁请求信号,
上述设备具有发送接收天线,该发送接收天线连接在上述发送电路、且发送上述励磁请求信号,
多个上述信号接收天线分别沿着对应的上述初级线圈而配置,
上述发送接收天线沿着上述次级线圈而配置,
上述设备的上述次级线圈与位于该次级线圈的正下方的一个以上的初级线圈相对应。
4.根据权利要求2所述的非接触供电系统,其特征在于,
当上述接收电路接收到上述励磁请求信号时,多个上述励磁控制电路分别将表示接收到上述励磁请求信号的信号发送到上述系统控制部,之后响应于来自上述系统控制部的上述允许信号而向上述高频逆变器电路发送上述驱动控制信号。
5.根据权利要求2或者4所述的非接触供电系统,其特征在于,
多个上述高频逆变器电路分别具备:
振荡电路,其对初级线圈进行励磁;以及
同步信号发生电路,其响应于来自上述励磁控制电路的上述驱动控制信号而驱动上述振荡电路。
6.根据权利要求2、4、5中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块各自的上述接收电路具备:
励磁请求接收电路,其从上述设备的上述发送电路接收上述励磁请求信号;以及
设备认证接收电路,其从上述设备的上述发送电路接收设备认证信号,
其中,上述设备的上述发送电路生成上述励磁请求信号和认证自身设备的上述设备认证信号,并发送上述设备认证信号和上述励磁请求信号,
当上述接收电路接收到上述励磁请求信号和上述设备认证信号时,系统控制部将上述允许信号发送到一个以上的励磁控制电路,当上述励磁请求信号和上述设备认证信号中的任一个消失时,系统控制部停止向上述一个以上的励磁控制电路发送上述允许信号。
7.根据权利要求2、4~6中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块分别具备:金属检测传感器,其设置在上述初级线圈的附近,检测金属来生成金属检测信号;以及金属检测电路,其通过从上述金属检测传感器接收金属检测信号来判别是否存在金属,
多个上述金属检测电路中的各个上述金属检测电路当从对应的金属检测传感器接收到上述金属检测信号时,为了使上述驱动控制信号消失而将上述金属检测信号发送到对应的励磁控制电路。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块中的各个供电模块当处于载置上述设备之前的待机状态时,通过对上述初级线圈间歇性地进行励磁来使上述初级线圈待机。
9.根据权利要求8所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块分别具备:物体检测传感器,其设置在对应的初级线圈的附近,并且检测物体来生成物体检测信号;以及物体检测电路,其从对应的物体检测传感器接收上述物体检测信号,并根据上述物体检测信号来判别是否存在物体,
多个上述物体检测电路中的各个上述物体检测电路当从对应的物体检测传感器接收到上述物体检测信号时,对对应的初级线圈间歇性地进行励磁而使其待机。
10.根据权利要求9所述的非接触供电系统,其特征在于,
多个上述物体检测传感器分别射出包含光的电磁波,并根据射出的电磁波的反射波的有无来检测物体。
11.根据权利要求8所述的非接触供电系统,其特征在于,
将设置在上述供电装置中的多个上述初级线圈划分为多个组,按通过该划分所得到的每个组轮流地进行间歇励磁,每当时间经过时使表示进行间歇励磁的组的顺序的励磁模式不同。
12.根据权利要求1~11中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块中的各个供电模块在开始了用于向对应的初级线圈进行供电的励磁的情况下,每隔预先确定的时间设置固定时间的励磁暂停时间而待机。
13.根据权利要求5~12中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
多个上述高频逆变器电路分别包括第一功率晶体管和第二功率晶体管、第一逻辑与电路和第二逻辑与电路,
上述第一功率晶体管和上述第二功率晶体管的控制端子分别连接在第一逻辑与电路和第二逻辑与电路的输出端子,
在上述第一逻辑与电路和上述第二逻辑与电路的第一输入端子中分别接收用于使上述第一功率晶体管和上述第二功率晶体管交替地导通截止的互补性的第一励磁同步信号和第二励磁同步信号,
在上述第一逻辑与电路和上述第二逻辑与电路的第二输入端子中分别接收分别决定上述第一励磁同步信号和上述第二励磁同步信号有效或者无效的逆变器控制信号。
14.根据权利要求13所述的非接触供电系统,其特征在于,
在上述第一逻辑与电路和上述第二逻辑与电路的第一输入端子上分别连接第一切换电路和第二切换电路的输出端子,
在上述第一切换电路和上述第二切换电路的第一输入端子中分别接收用于使上述第一功率晶体管和上述第二功率晶体管以低频交替地导通截止的互补性的低频用第一励磁同步信号和第二励磁同步信号,
在上述第一切换电路和上述第二切换电路的第二输入端子中分别接收用于使上述第一功率晶体管和上述第二功率晶体管以高频交替地导通截止的互补性的高频用第一励磁同步信号和第二励磁同步信号,
上述第一切换电路和上述第二切换电路根据来自上述设备的切换信息,将向第一逻辑与电路和第二逻辑与电路发送的第一励磁同步信号和第二励磁同步信号切换为低频用和高频用中的任一方。
15.根据权利要求5~12中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块各自的上述高频逆变器电路包括第一功率晶体管和第二功率晶体管以及第三切换电路和第四切换电路,
上述第一功率晶体管和上述第二功率晶体管的控制端子分别连接在上述第三切换电路和上述第四切换电路的输出端子,
在上述第三切换电路和上述第四切换电路的第一输入端子中分别接收用于使上述第一功率晶体管和上述第二功率晶体管这一对功率晶体管间歇且交替地导通截止的互补性的间歇用第一励磁同步信号和第二励磁同步信号,
在上述第三切换电路和上述第四切换电路的第二输入端子中分别接收用于使上述第一功率晶体管和上述第二功率晶体管这一对功率晶体管连续且交替地导通截止的互补性的连续用第一励磁同步信号和第二励磁同步信号,
上述第三切换电路和上述第四切换电路根据是否载置有上述设备,将向第一功率晶体管和第二功率晶体管的控制端子发送的第一励磁同步信号和第二励磁同步信号切换为间歇用和连续用中的任一方。
16.根据权利要求15所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述设备的发送电路发送决定自身的次级线圈(L2)被供电励磁时的励磁周期的、将上述励磁请求信号进行振幅调制得到的励磁请求调制信号,
上述多个供电模块各自的励磁请求接收电路从上述设备接收励磁请求调制信号,通过对该励磁请求调制信号进行检波解调,在上述励磁请求调制信号的振幅值大的期间将上述励磁请求调制信号波形整形为高电平的逻辑信号,在上述励磁请求调制信号的振幅值小的期间将上述励磁请求调制信号波形整形为低电平的逻辑信号,
上述多个供电模块各自的高频逆变器电路根据上述逻辑信号生成上述连续用第一励磁同步信号和第二励磁同步信号。
17.根据权利要求13所述的非接触供电系统,其特征在于,
来自上述设备的上述励磁请求信号是通过将在上述次级线圈中产生的电压波形或者电流波形以该励磁请求信号进行振幅调制而生成的设备侧励磁请求调制信号,该设备侧励磁请求调制信号被上述初级线圈所接收,
上述供电模块的励磁请求接收电路接收由上述初级线圈接收到的来自上述设备的设备侧励磁请求调制信号,通过对该设备侧励磁请求调制信号进行检波解调,在上述设备侧励磁请求调制信号的振幅值大的期间将上述设备侧励磁请求调制信号波形整形为高电平的逻辑信号,在上述设备侧励磁请求调制信号的振幅值小的期间将上述设备侧励磁请求调制信号波形整形为低电平的逻辑信号,
具有与该逻辑信号的逻辑值相同的逻辑值的上述逆变器控制信号被发送到高频逆变器电路的第一逻辑与电路和第二逻辑与电路的第二输入端子。
18.根据权利要求1~17中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块分别具备供电侧发送接收电路,该供电侧发送接收电路在与上述设备之间通过供电侧发送接收天线发送接收各种信号,并且向上述设备的设备侧发送接收天线供给微小电力,
上述设备具备设备侧发送接收电路,该设备侧发送接收电路在与上述一个以上的供电模块之间通过上述设备侧发送接收天线发送接收各种信号,并且接收通过由上述供电侧发送接收电路进行的上述供电侧发送接收天线的励磁而在上述设备侧发送接收天线中产生的微小电力。
19.根据权利要求1~13中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述励磁请求信号被调制为与上述初级线圈的励磁频率不同的频率。
20.根据权利要求1~19中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述多个供电模块在对多个初级线圈进行励磁驱动时以同相位对上述多个初级线圈进行励磁。
21.根据权利要求1~20中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
通过将上述供电装置进行连结来构成单一的供电系统。
22.根据权利要求1所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述供电装置通过能够装卸地配置在地板、壁以及天花板中的至少一方来能够变更配置位置。
23.根据权利要求22所述的非接触供电系统,其特征在于,
配置上述供电装置的上述地板、上述壁或者上述天花板由用户能够将上述供电装置自由地进行布局的木框构成,在该木框内能够配置一个或者多个上述供电装置。
24.根据权利要求22所述的非接触供电系统,其特征在于,
在设置于上述地板、上述壁或者上述天花板的护壁板中配置上述供电装置。
25.根据权利要求24所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述护壁板具有管道形状,一个以上的上述设备能够在上述护壁板上自由地滑动。
26.根据权利要求1所述的非接触供电系统,其特征在于,
上述设备包括与上述次级线圈并联或串联连接的电容器,次级线圈和电容器以上述供电模块的驱动频率进行谐振。
27.根据权利要求1~26中的任一项所述的非接触供电系统,其特征在于,
具备配置在上述供电装置与上述设备之间的一个以上的中继器,上述中继器包括相互并联连接的电容器和中间线圈,电容器和中间线圈设定为以上述供电装置的驱动频率进行谐振。
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