CN103069689B - 非接触供电系统以及非接触供电系统的金属异物检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种非接触供电系统的金属异物检测装置(7)，包括：天线线圈(AT2)；振荡电路(7a)，其使天线线圈中有高频电流流动；以及检测电路(7b)，其对在振荡电路和天线线圈的任一个中被观测的电压或者电流的变化进行检测。振荡电路(7a)包括被设定为如下设计值的组成部件：该设计值使振荡电路以从紧接在开始产生振荡后的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前为止的范围内的振荡条件来产生振荡。金属异物检测装置(7)利用检测电路(7b)，根据由放置在供电装置(1)上的金属异物所导致的天线线圈(AT2)的电气特性的变化，对振荡电路(7a)的振荡的停止或者振荡振幅的衰减进行检测。

Description

非接触供电系统以及非接触供电系统的金属异物检测装置
技术领域
本发明涉及一种非接触供电系统以及非接触供电系统的金属异物检测装置。
背景技术
为了对便携式电话、家用电器等进行非接触供电，大多利用由高频的磁通产生的电磁感应。不仅是已被实际应用的邻接式的电磁感应供电，而且在近年来一直受关注的被称为磁谐振式的以相隔某种程度的距离进行供电的空间供电技术中也利用了相同的电磁感应。
高频的磁通还使金属异物产生感应电动势，由于涡流损耗而导致温度上升。在金属异物成为高温的情况下，有可能引起供电装置、设备的壳体发生变形，或者在人误接触时而发生烫伤。
提出了各种用于防止对该金属进行感应加热的发明(例如，专利文献1和专利文献2)。在所提出的这些系统中，供电装置侧的高频逆变器电路间歇性地振荡、待机。在该待机时即使单独放置金属异物，由于平均输出极小，因此也几乎不存在温度上升，是安全的。
在放置了正确设备的情况下，在该间歇振荡期间经由初级线圈向次级线圈传输少许电力。利用该电力在次级侧(设备侧)生成特殊的信号，经由供电装置侧的天线将该信号送回。供电装置通过检测该信号来判断是否安装了标准的设备来控制高频逆变器。
即，供电装置进行是否为正确设备的认证，因此在仅放置了金属异物的情况下仍保持间歇振荡应该是安全的。
专利文献1：日本专利3392103号公报
专利文献2：日本专利3306675号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在非接触供电装置所使用的金属异物检测装置中，当然能够进行单独放置了金属异物的情况下的检测，但是无法检测使用时被夹在电力用初级线圈与电力用次级线圈的间隙的薄金属片等。
作为对夹在线圈间的该金属进行检测的方法，考虑以下方法：当在供电部与设备之间发送、接收信号时，对由于被夹的金属而发生衰减或者反射并从发送侧发送到接收侧的信号的电平下降进行检测。该方法利用以下结构来进行检测：在认证设备时，如果金属异物介于发送接收天线之间，则与通常相比，在接收天线侧认证时的信号振幅发生衰减。
另外，作为对被夹的该金属异物进行检测的其它方法的例子，考虑以下方法：直接使用用于电力传输的供电线圈和受电线圈，在数据通信时从设备侧对受电线圈的输出进行调制，由此引起在供电装置侧的送电线圈的端子处出现的电压或者电流发生变化。在该方法中，当在受电线圈与送电线圈之间存在金属异物时数据通信的信号衰减，因此通过利用该结构来检测被夹入的金属。
但是，在这些方法中，如果金属异物小或薄则信号的衰减小，因此还有可能被作为不存在异物时的信号电平的偏差而检测不出金属异物。由此，被夹的金属异物的检测受到限制。
关于近年来的供电装置，为了应对高输出的设备，存在每单位面积的输出变大的倾向，越发需要对更小的薄金属片进行检测。通常，为了应对该情况必须设置高价、大规模的专用的高灵敏度高精度的金属检测传感器，导致供电系统的大型化、成本增加。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够以廉价且简单的结构来高灵敏度高精度地检测金属异物的非接触供电系统以及非接触供电系统的金属异物检测装置。
用于解决问题的方案
本发明的第一方式是一种非接触供电系统。该非接触供电系统具备：供电装置，其包括初级线圈以及使上述初级线圈中有高频电流流动的高频逆变器；设备，其包括次级线圈，该次级线圈通过由于在上述初级线圈中流动的电流而产生的交变磁场来产生感应电动势，该设备利用在上述次级线圈中产生的电动势对负载提供电力；以及金属异物检测装置，其包括：天线线圈；振荡电路，其使上述天线线圈中有高频电流流动；以及检测电路，其对在上述振荡电路和上述天线线圈的任一个中被观测的电压或者电流的变化进行检测，其中，上述振荡电路包括具有如下设计值的组成部件：该设计值使上述振荡电路在紧接在该振荡电路中开始产生振荡后的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前为止的范围内的振荡条件下产生振荡，上述金属异物检测装置利用上述检测电路，根据由放置在上述供电装置上的金属异物所导致的上述天线线圈的电气特性的变化，对上述振荡电路的振荡的停止或者振荡振幅的衰减进行检测，来控制上述供电装置。
本发明的第二方式是一种该非接触供电系统的金属异物检测装置，该非接触供电系统对供电装置的初级线圈进行励磁，通过电磁感应使配置在上述供电装置上的设备的次级线圈产生感应电动势，将该感应电动势提供给上述设备的负载。该金属异物检测装置具备：天线线圈；振荡电路，其使上述天线线圈中有高频电流流动；以及检测电路，其对在上述振荡电路和天线线圈部的任一个中被观测的电压或者电流的变化进行检测，其中，上述振荡电路包括具有如下设计值的组成部件：该设计值使上述振荡电路在紧接在该振荡电路中开始产生振荡后的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前为止的范围内的振荡条件下产生振荡，上述检测电路根据由放置在上述供电装置上的金属异物所导致的上述天线线圈的电气特性的变化，对上述振荡电路的振荡的停止或者振荡振幅的衰减进行检测，来控制上述供电装置。
发明的效果
根据本发明，能够以廉价且简单的结构高灵敏度高精度地检测金属异物。
附图说明
图1是第一实施方式的供电装置的整体立体图。
图2是表示初级线圈、金属检测天线线圈的配置位置的说明图。
图3是表示供电装置和设备的电气结构的电路框图。
图4是金属异物检测装置的振荡电路图。
图5的(a)是表示对供电装置什么都没放置的状态的图，(b)是表示对供电装置仅放置了金属片的状态的图，(c)是表示对供电装置仅放置了设备的状态的图，(d)是表示在供电装置的载置面与设备之间夹入了金属片的状态的图，(e)是表示在远离设备的位置处放置了金属片的状态的图。
图6是振荡电路的振荡信号的输出波形图。
图7是其它振荡条件下的振荡电路的检测信号的输出波形图。
图8是高频逆变器电路的电路图。
图9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10是高频逆变器电路的输出波形图。
图11是高频逆变器电路的输出波形图。
图12是第二实施方式的供电装置的整体立体图。
图13是表示第二实施方式的供电装置和设备的电气结构的电路框图。
图14是表示第二实施方式的金属检测天线线圈的电气结构的电路。
图15是表示第二实施方式的另一例的电路图。
图16是第三实施方式的供电装置和设备的整体立体图。
图17是表示第三实施方式的供电装置和设备的电气结构的电路框图。
图18是第四实施方式的供电装置和设备的整体立体图。
图19是表示第四实施方式的供电装置和设备的电气结构的电路框图。
图20的(a)是表示对供电装置什么都没放置的状态的图，(b)是表示对供电装置仅放置了金属片的状态的图，(c)是表示对供电装置仅放置了设备的状态的图，(d)是表示在供电装置的载置面与设备之间夹入了金属片的状态的图，(e)是表示在远离设备的位置处放置了金属片的状态的图，(f)是供电装置的载置面与设备相分离来进行供电的状态的图，(g)是供电装置的载置面与金属片相分离，在该分离的空间内也放置有金属片的状态的图。
图21是振荡电路的振荡信号的输出波形图。
图22是表示金属异物检测装置的另一例的立体图。
具体实施方式
下面，按照附图说明将本发明的非接触供电系统具体化的第一实施方式。
图1示出供电装置1和被该供电装置1非接触供电的设备E的整体立体图。供电装置1的壳体2由四边形的底板3、从该底板3的四周向上方延伸而形成的四边形框体4以及封闭该四边形框体4的上方的开口部的由钢化玻璃构成的顶板5形成。而且，顶板5的上表面成为作为载置设备E的供电面的载置面6。
如图2所示，在由底板3、四边形框体4以及顶板5形成的空间(壳体2内)配设有初级线圈L1。在本实施方式中，初级线圈L1为一个，与顶板5的载置面6平行地配置。而且，初级线圈L1被配置固定于与顶板5的下表面接近到要接触这种程度的位置处。
在初级线圈L1的下方位置的底板3上安装配置有用于对初级线圈L1进行励磁驱动控制的供电模块M。供电模块M与初级线圈L1相连接，对初级线圈L1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，在初级线圈L1的外侧，以包围初级线圈L1的方式配置固定有信号接收天线线圈AT1。而且，在载置于载置面6的设备E与供电模块M之间，经由信号接收天线线圈AT1通过无线通信分别进行数据、信息的发送接收。
另外，如图2所示，在顶板5的上表面(载置面6)且与初级线圈L1相向的位置处形成有金属检测天线线圈AT2。金属检测天线线圈AT2形成为螺旋形状，利用公知的印刷布线技术形成在载置面6上。
金属检测天线线圈AT2与设置在壳体2内的金属异物检测装置7相连接，构成金属异物检测装置7的一部分。金属异物检测装置7通过金属检测天线线圈AT2来检测载置面6上的金属片8。而且，金属异物检测装置7在检测到载置面6上的金属片8时，对供电模块M输出金属存在信号ST。
另外，在壳体2内安装有对供电模块M进行统一控制的由微计算机构成的系统控制部9。而且，通过信号接收天线线圈AT1接收到的数据、信息经由供电模块M被输出到系统控制部9。另外，通过金属检测天线线圈AT2检测并从金属异物检测装置7输出的金属存在信号ST经由供电模块M被输出到系统控制部9。
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的励磁对设备E的次级线圈L2进行励磁供电，设备E的次级线圈L2将被供电的该电力、即二次电力提供到设备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线圈AT3。而且，在设备E载置于供电装置1的载置面6时，设备E经由包围位于其正下方的初级线圈L1的信号接收天线线圈AT1，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、信息的发送接收。
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，在设备E中具备设备侧发送接收电路10。设备侧发送接收电路10与发送接收天线线圈AT3相连接。设备侧发送接收电路10生成设备认证信号ID和励磁请求信号RQ，该设备认证信号ID表示是通过供电装置1接受供电的设备E，该励磁请求信号RQ用于向供电装置1请求供电。而且，设备侧发送接收电路10将该设备认证信号ID和励磁请求信号RQ经由发送接收天线线圈AT3发送到供电装置1。
在此，设备E是通过在次级线圈L2中产生的电力(二次电力)来进行驱动的设备，只要是能够生成上述设备认证信号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可以是以下设备：该设备将在次级线圈L2中产生的二次电力通过整流电路进行整流并使用整流得到的直流电源从而在载置面6上被驱动，或者也可以是将二次电力直接用作交流电源从而在载置面6上被驱动。另外，设备E还可以是将在次级线圈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)进行充电的设备。
另外，在用于对内置的二次电池进行充电的便携式电话、笔记本型个人计算机等设备E中，也可以使设备侧发送接收电路10具备以下功能：在二次电池充电完成时，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，仅发送设备认证信号ID。
另外，在具备计时器的设备E中，也可以使设备侧发送接收电路10具备以下功能：接受供电并在由计时器设定的时间内驱动设备E，在经过了所设定的该时间时消除在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，仅发送设备认证信号ID。
另一方面，在图3中，连接有初级线圈L1的供电模块M具备：励磁请求接收电路11、设备认证接收电路12、励磁控制电路13以及高频逆变器电路14。
励磁请求接收电路11与供电模块M的信号接收天线线圈AT1相连接，经由信号接收天线线圈AT1接收从载置于载置面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中提取用于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输出到励磁控制电路13。
设备认证接收电路12与供电模块M的信号接收天线线圈AT1相连接，经由信号接收天线线圈AT1接收从载置于载置面6的设备E送信的发送信号。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接受供电的设备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输出到励磁控制电路13。
另外，励磁控制电路13与金属异物检测装置7相连接。如图4所示，金属异物检测装置7具备使高频电流流向金属检测天线线圈AT2的振荡电路7a和对金属检测天线线圈AT2的电压或者电流(振荡信号Vo)的变化进行检测的检测电路7b。而且，金属异物检测装置7通过金属检测天线线圈AT2来检测在载置面6上是否载置有金属片8，当检测到在载置面6上载置有金属片8时，从检测电路7b向励磁控制电路13输出金属存在信号ST。
在本实施方式中，如图4所示，振荡电路7a由科尔皮兹振荡电路构成，将金属检测天线线圈AT2兼用作该振荡电路7a的电感组成部件之一。
振荡电路7a包括双极晶体管Q1、金属检测天线线圈AT2、第一～第三电容器C1～C3、第一和第二电阻R1、R2。
晶体管Q1的集电极端子与金属检测天线线圈AT2的一端相连接，该金属检测天线线圈AT2的另一端与直流电源B的正端子相连接。另外，金属检测天线线圈AT2的另一端经由第一电容器C1与晶体管Q1的发射极端子相连接。并且，在晶体管Q1的集电极端子与发射极端子之间连接有第二电容器C2。
另外，晶体管Q1的基极端子经由由第三电容器C3和第一电阻R1构成的并联电路与直流电源B的正端子相连接。另外，晶体管Q1的发射极端子经由第二电阻R2与直流电源B的负端子相连接。而且，振荡电路7a将振荡电路7a的振荡信号Vo从晶体管Q1的集电极端子输出到检测电路7b。
对于像这样构成的振荡电路7a，预先设定构成该振荡电路7a的组成部件、即晶体管Q1、金属检测天线线圈AT2、第一～第三电容器C1～C3、第一和第二电阻R1、R2的电路常数，来输出能够高灵敏度地检测金属异物的振荡信号Vo。
详细地说，构成振荡电路7a的组成部件被设定为以下设计值：该设计值使振荡电路7a在紧接在超出驱动该振荡电路7a时不产生振荡的极限值而开始产生振荡后的状态到振荡振幅稳定在该振荡电路7a稳定的最大振幅处的状态附近为止的振荡条件的范围内产生振荡。
也就是说，振荡电路7a的设计值不是能够以稳定的振幅维持持续振荡的值，而是被设定为以下值：在从紧接在能够开始振荡后的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前的范围内的振荡条件下产生振荡。其结果是，能够以与振荡相关的电磁参数的小的变化来生成振荡信号Vo的振荡振幅的大的变化。
换句话说，振荡电路7a的金属检测天线线圈AT2的电气特性是随着被放置在供电装置1的载置面6上的金属片8而发生变化。而且，利用该金属检测天线线圈AT2的电气特性的变化使振荡电路7a的振荡停止或者使振荡信号Vo的振荡振幅大幅衰减。
另外，关于供电装置1的载置面6，考虑图5的(a)～图5的(e)所示的情况。
图5的(a)示出在供电装置1的载置面6上什么都没放置的状态。
图5的(b)示出在供电装置1的载置面6上仅放置了金属片8的状态。
图5的(c)示出在供电装置1的载置面6上仅放置了设备E的状态。
图5的(d)示出在供电装置1的载置面6与设备E之间夹入了金属片8的状态。
图5的(e)示出在供电装置1的载置面6且远离设备E的位置处放置了金属片8的状态。
在该各状态下，在图5的(a)所示的在载置面6上什么都没放置的状态下，如图6的期间A1所示，需要使振荡电路7a的振荡信号Vo成为最大振幅波形。在该前提下，在图5的(b)所示的状态下，如图6的期间A3所示，需要使振荡信号Vo的振幅为零，在图5的(c)所示的状态下，如图6的期间A2所示，需要使振荡信号Vo成为比什么都没放置的状态的最大振幅稍小的振幅波形。
并且，在图5的(d)和图5的(e)所示的状态下，如图6的期间A4所示，需要使振荡信号Vo的振幅为零。
因此，在本实施方式中，如上所述，通过改变组成部件的值、种类而有意地将构成振荡电路7a的组成部件的设计值设定为振荡终于要开始的条件附近的值，来实现振荡电路7a的振荡信号Vo。
由此，在振荡电路7a中，在仅放置了设备E的情况下，振荡信号Vo的振幅略微衰减，与此相对地，在仅放置了金属片8或者在设备E与载置面6之间夹入了金属片8、或者在设备E的附近放置了金属片8的情况下停止振荡。
在设备E与金属检测天线线圈AT2之间，虽然金属片8与金属检测天线线圈AT2的距离变近，但即使是该距离的少量差异也对振荡的有无造成影响。
换句话说，振荡电路7a是对距离具有高灵敏度的传感器，即使是被放置在比设备E的壳体的厚度短的距离处的近接或者紧密贴合那样的金属片8，也能够高精度地进行检测。
而且，在存在金属片8时，具有固定的壳体厚度的设备E不能与金属检测天线线圈AT2紧密贴合，因此能够明确区分在壳体内具有次级线圈L2、金属以及磁性材料的设备E和金属片8地进行检测。
结果是，通过将振荡电路7a的设计值选择为终于能够振荡的条件的附近的值，得到对由放置在金属检测天线线圈AT2的上方的近接的金属片8所导致的电磁特性的变化具有极高灵敏度的状态。
另外，在实际的电路中，与引起高频动作的布线的电感、电容、所使用的晶体管的放大率有关的特性复杂地掺杂在上述振荡条件中。因此，在本实施方式中，在实验等的范围内改变各组成部件的参数并且将它们进行组合，在确认了稳定的振荡状态的基础上设定组成部件的设计值。
另外，也可以使构成振荡电路7a的组成部件的设计值更为接近稍微稳定振荡的状态。
通过这样，在图5的(a)～图5的(e)的各状态下能够得到图7所示的振荡信号Vo。即能够确认的是，在载置面6上仅存在金属片8的情况下、或者在金属片8被夹在设备E与载置面6之间的情况下、或者在设备E的附近放置了金属片8的情况下，虽然不能说是振荡停止，但是振荡信号Vo的振幅表现为大幅衰减。
从振荡电路7a输出的振荡信号Vo被输出到检测电路7b。在荡信号Vo的振幅值小于预先决定的基准值时，检测电路7b判断为在载置面6上仅放置了金属片8、或者金属片8被设备E夹住或者被放置在设备E的附近的载置面6上，输出金属存在信号ST。检测电路7b(金属异物检测装置7)将该金属存在信号ST输出到励磁控制电路13。
相反地，在振荡信号Vo的振幅值为预先决定的基准值以上时，检测电路7b(金属异物检测装置7)判断为在载置面6上什么都没放置、或者在载置面6上仅放置了设备E，不向励磁控制电路13输出金属存在信号ST。
对励磁控制电路13输入时时被输出的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以及来自金属异物检测装置7的金属存在信号ST。励磁控制电路13将时时输入的该励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及金属存在信号ST输出到系统控制部9。而且，励磁控制电路13通过向系统控制部9输出励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及金属存在信号ST，来等待来自系统控制部9的允许信号EN。
系统控制部9在(1)输入了励磁请求信号RQ的情况下、(2)输入了设备认证信号ID的情况下，将用于对与供电模块M相连接的初级线圈L1进行励磁驱动的允许信号EN输出到励磁控制电路13。励磁控制电路13当被输入了来自系统控制部9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输出到高频逆变器电路14。
另外，即使上述(1)(2)条件成立，在从金属异物检测装置7经由励磁控制电路13对系统控制部9输入了金属存在信号ST时，系统控制部9也不输出允许信号EN。因而，励磁控制电路13不向高频逆变器电路14输出用于对初级线圈L1进行励磁驱动的驱动控制信号CT。
并且，在输出允许信号EN期间没有输入来自励磁控制电路13的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID中的至少一个信号时，系统控制部9停止输出允许信号EN。因而，在这种情况下，励磁控制电路13也不向高频逆变器电路14输出驱动控制信号CT。
高频逆变器电路14与供电模块M的初级线圈L1相连接。而且，高频逆变器电路14基于驱动控制信号CT对初级线圈L1进行励磁驱动。
也就是说，当从励磁控制电路13输入驱动控制信号CT时，高频逆变器电路14对初级线圈L1进行励磁驱动以进行供电。
因而，在能够从供电装置1接受供电的设备E载置于载置面6而从该设备E发送了设备认证信号ID和励磁请求信号RQ、且在载置面6上不存在金属片8的情况下，通过高频逆变器电路14对初级线圈L1进行用于供电的励磁驱动。即，初级线圈L1进行要通过非接触供电对设备E提供二次电力的励磁驱动。
如图3所示，高频逆变器电路14具备高频振荡电路14a和励磁同步信号产生电路14b。高频振荡电路14a与初级线圈L1相连接来对该初级线圈L1进行励磁驱动。
图8示出高频振荡电路14a的电路结构。
高频振荡电路14a是半桥型的局部谐振电路，在设置于供电装置1的电源电压G与接地之间并联地设置有分压电路，该分压电路由第四电容器C4和第五电容器C5的串联电路构成。由第一功率晶体管Q11和第二功率晶体管Q12的串联电路构成的驱动电路与该分压电路并联地连接。另外，在本实施方式中，第一功率晶体管Q11和第二功率晶体管Q12由MOSFET构成，第一功率晶体管Q11和第二功率晶体管Q12分别在源极端子与漏极端子之间连接有续流用的二极管D1、D2。
而且，在第四电容器C4与第五电容器C5的连接点(节点N1)和第一功率晶体管Q11与第二功率晶体管Q12的连接点(节点N2)之间连接有初级线圈L1。另外，第六电容器C6与初级线圈L1并联连接。
在本实施方式中，第一功率晶体管Q11和第二功率晶体管Q12由N沟道MOSFET构成，在第一功率晶体管Q11的栅极端子上连接有第一逻辑与电路21，在第二功率晶体管Q12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是双输入端子的逻辑与电路，对其中一个输入端子输入作为高、低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是具有预先决定的周期Ts1的高、低信号，如图9所示，将高的时间ta1设定为比低的时间tb1短。而且，在本实施方式中，从设置于系统控制部9的信号生成电路(未图示)输出该第一励磁同步信号Vs1。
另外，对第一逻辑与电路21的另一个输入端子输入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是双输入端子的逻辑或电路，对其中一个输入端子输入如图10所示的间歇性地成为高电平的间歇高信号Vst。
详细地说，在本实施方式中，如图9和图10所示，间歇高信号Vst具有第一励磁同步信号Vs1的周期Ts1的6倍的周期Tst(＝6Ts1)。该间歇高信号Vst在第一励磁同步信号Vs1从高下降到低之后上升为高，在上升为高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。而且，在下降到低电平之后输出的第五个第一励磁同步信号Vs1下降之后，下一个间歇高信号Vst上升为高。在此，将间歇高信号Vst为高电平的时间称为高时间tx。
而且，在本实施方式中，从设置于系统控制部9的信号生成电路(未图示)输出该间歇高信号Vst。
另外，从励磁同步信号产生电路14b对第一逻辑或电路23的另一个输入端子输入如图10和图11所示的逆变器控制信号Vss。
在对励磁同步信号产生电路14b输入了来自励磁控制电路13的驱动控制信号CT时，励磁同步信号产生电路14b将用于对初级线圈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输出到第一逻辑或电路23。
另外，在没有从励磁控制电路13对励磁同步信号产生电路14b输入驱动控制信号CT时，励磁同步信号产生电路14b不输出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(在没有接收到励磁请求信号RQ和设备认证信号ID时)，励磁同步信号产生电路14b不向第一逻辑或电路23输出高电平的逆变器控制信号Vss。此时，第一逻辑或电路23按输入到其中一个输入端子的间歇高信号Vst的周期Tst，将高电平时间与高时间tx相同的第一输出信号Vrs1输出到下一级的第一逻辑与电路21。换句话说，此时，第一逻辑或电路23将间歇高信号Vst作为第一输出信号Vrs1进行输出。
因而，如图10所示，在对第一逻辑与电路21输入了间歇高信号Vst时，第一逻辑与电路21按周期Tst将第一励磁同步信号Vs1作为第一导通截止信号Vg1输出到第一功率晶体管Q11的栅极。其结果是，第一功率晶体管Q11按周期Tst在间歇高信号Vst的高时间tx期间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。
顺便提及，在没有载置金属片8且上述(1)(2)的条件成立的情况下，励磁同步信号产生电路14b被输入驱动控制信号CT，将高电平的逆变器控制信号Vss输出到第一逻辑或电路23。而且，第一逻辑或电路23将该高电平的逆变器控制信号Vss作为第一输出信号Vrs1输出到下一级的第一逻辑与电路21。
因而，如图11所示，在对第一逻辑与电路21输出高电平的逆变器控制信号Vss期间，第一逻辑与电路21将以预先决定的周期Ts1输出的第一励磁同步信号Vs1作为第一导通截止信号Vg1输出到第一功率晶体管Q11的栅极。其结果是，第一功率晶体管Q11以第一励磁同步信号Vs1的周期Ts1进行导通、截止。
另一方面，在第二功率晶体管Q12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是双输入端子的逻辑与电路，对其中一个输入端子输入作为高、低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是具有预先决定的周期Ts2的高、低信号，如图9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将高的时间ta2(＝ta1)设定为比低的时间tb2(＝tb1)短，且与上述第一励磁同步信号Vs1处于大致反转的关系。
即，在第一励磁同步信号Vs1为高时第二励磁同步信号Vs2为低，在第一励磁同步信号Vs1为低时第二励磁同步信号Vs2为高。
另外，在此，如上所述，设定为第一和第二励磁同步信号Vs1、Vs2的高时间ta1、ta2比低时间tb1、tb2短。因而，在第一励磁同步信号Vs1从高下降到低至第二励磁同步信号Vs2从低上升到高为止的期间以及第二励磁同步信号Vs2从高下降到低至第一励磁同步信号Vs1从低上升到高为止的期间，存在第一和第二励磁同步信号Vs1、Vs2均为低电平的空载时间td。通过设置该空载时间td，能够实现第一功率晶体管Q11与第二功率晶体管Q12之间的软切换。
另外，在本实施方式中，从设置于系统控制部9的信号生成电路(未图示)输出该第二励磁同步信号Vs2。
另外，对第二逻辑与电路22的另一个输入端子输入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是双输入端子的逻辑或电路，对其中一个输入端子输入上述间歇高信号Vst。另外，同样地从励磁同步信号产生电路14b对第二逻辑或电路24的另一个输入端子输入上述逆变器控制信号Vss。
因而，在从励磁控制电路13对励磁同步信号产生电路14b输入了驱动控制信号CT时(上述(1)(2)条件成立时)，对第二逻辑或电路24输入高电平的逆变器控制信号Vss。
另外，在没有从励磁控制电路13对励磁同步信号产生电路14b输入驱动控制信号CT时(上述(1)(2)条件不成立时)，不对第二逻辑或电路24输入高电平的逆变器控制信号Vss。
而且，第二逻辑或电路24按输入到其中一个输入端子的间歇高信号Vst的周期Tst，将高电平时间与高时间tx相同的第二输出信号Vrs2输出到下一级的第二逻辑与电路22。换句话说，此时，第二逻辑或电路24将间歇高信号Vst作为第二输出信号Vrs2进行输出。
因而，在对第二逻辑与电路22输入了间歇高信号Vst时，如图10所示，第二逻辑与电路22按周期Tst将第二励磁同步信号Vs2作为第二导通截止信号Vg2输出到第二功率晶体管Q12的栅极。其结果是，第二功率晶体管Q12按周期Tst在间歇高信号Vst的高时间tx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(在没有接收到励磁请求信号RQ和设备认证信号ID时)，高频振荡电路14a的第一功率晶体管Q11根据由间歇高信号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Q12根据由间歇高信号Vst决定的第二励磁同步信号Vs2进行导通、截止。
在此，第一励磁同步信号Vs1的波形与第二励磁同步信号Vs2的波形处于反转的关系，因此第一功率晶体管Q11和第二功率晶体管Q12交替地且间歇性地进行导通、截止。由此，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。
顺便提及，在没有载置金属片8且上述(1)(2)条件成立的情况下，励磁同步信号产生电路14b将高电平的逆变器控制信号Vss输出到第二逻辑或电路24。而且，第二逻辑或电路24将该高电平的逆变器控制信号Vss作为第二输出信号Vrs2输出到下一级的第二逻辑与电路22。
因而，在输出高电平的逆变器控制信号Vss期间，第二逻辑与电路22如图11所示那样将具有预先决定的周期Ts2的第二励磁同步信号Vs2作为第二导通截止信号Vg2输出到第二功率晶体管Q12的栅极。其结果是，第二功率晶体管Q12以第二励磁同步信号Vs2的周期Ts2来进行导通、截止。
由此，在没有载置金属片8且上述(1)(2)条件成立的情况下、即在输出高电平的逆变器控制信号Vss期间，第一功率晶体管Q11根据第一励磁同步信号Vs1来进行导通、截止，第二功率晶体管Q12根据第二励磁同步信号Vs2来导通、截止。
在此，作为第一和第二导通截止信号Vg1、Vg2而被输出的第一和第二励磁同步信号Vs1、Vs2的波形处于相互反转的关系。因此，在(1)(2)条件成立期间，高频振荡电路14a的第一功率晶体管Q11和第二功率晶体管Q12交替地导通、截止。
而且，第一功率晶体管Q11和第二功率晶体管Q12分别在源极-漏极之间产生励磁电压VD1、VD2。
因而，在为了进行供电而将设备E载置于供电装置1的载置面6时，位于载置有设备E的位置的初级线圈L1被连续地励磁驱动。
系统控制部9具备微计算机，与供电模块M电连接。如上所述，从励磁控制电路13对系统控制部9输入励磁请求信号RQ、设备认证信号ID以及金属存在信号ST。而且，系统控制部9基于来自励磁控制电路13的励磁请求信号RQ、设备认证信号ID来判断是否载置了请求供电的设备E。
在从励磁控制电路13输入了励磁请求信号RQ和设备认证信号ID时，系统控制部9对励磁控制电路13输出允许信号EN。也就是说，系统控制部9判断是否载置了请求供电的设备E来对励磁控制电路13输出允许信号EN。
另外，系统控制部9基于从金属异物检测装置7经由励磁控制电路13输出的金属存在信号ST来判断在载置面6上是否载置了金属片8。当从励磁控制电路13输入了金属存在信号ST时，系统控制部9不对励磁控制电路13输出允许信号EN。也就是说，系统控制部9判断为在载置面6上载置有金属片8，不对励磁控制电路13输出允许信号EN。
因而，即使请求供电的设备E载置于供电装置1的载置面6且供电装置1能够进行供电，在载置面6上以图5的(d)、(e)所示的状态存在金属片8的情况下，系统控制部9也不输出允许信号EN。这是为了防止对金属片8的感应加热。
系统控制部9具备生成上述第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高信号Vst的未图示的信号产生电路。在供电装置1的电源开关(未图示)接通时，系统控制部9使信号产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以及间歇高信号Vst。然后，系统控制部9将生成的第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高信号Vst全部输出到供电模块M的高频逆变器电路14。
因而，在供电模块M没有输入允许信号EN的状态(例如待机状态)下，供电模块M的高频逆变器电路14被持续输入第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高信号Vst，因此供电装置1的初级线圈L1不是被连续励磁而是被间歇性地励磁驱动。
接着，对如上述那样构成的供电装置1的作用进行说明。
当前，当接通未图示电源开关对供电装置1提供电源时，系统控制部9对高频逆变器电路14输出用于对初级线圈L1进行间歇性地励磁驱动的第一励磁同步信号Vs1、第二励磁同步信号Vs2以及间歇高信号Vst。
由此，供电模块M的高频逆变器电路14对初级线圈L1进行间歇性地励磁。然后，系统控制部9等待来自供电模块M的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID，直到从供电模块M输入励磁请求信号RQ和设备认证信号ID为止系统控制部9持续对初级线圈L1进行间歇励磁。此时，供电模块M处于待机状态。
不久，当放置了设备E时，设备E通过供电装置1的初级线圈L1的间歇励磁而得到少许的二次电力，使设备侧发送接收电路10动作。设备E通过设备侧发送接收电路10来生成设备认证信号ID和励磁请求信号RQ，并将这些信号经由发送接收天线线圈AT3向供电模块M的信号接收天线线圈AT1发送。
然后，当信号接收天线线圈AT1从设备E接收到设备认证信号ID和励磁请求信号RQ时，利用励磁请求接收电路11提取励磁请求信号RQ，利用设备认证接收电路12提取设备认证信号ID，这些励磁请求信号RQ和设备认证信号ID经由励磁控制电路13被提供给系统控制部9。
系统控制部9基于来自励磁控制电路13的励磁请求信号RQ和设备认证信号ID判断为载置有请求供电的设备E，对励磁控制电路13输出允许信号EN。
励磁控制电路13响应于允许信号EN，对高频逆变器电路14(励磁同步信号产生电路14b)输出驱动控制信号CT。由此，从励磁同步信号产生电路14b输出逆变器控制信号Vss，开始对初级线圈L1进行连续励磁。
在连续励磁中，系统控制部9判断励磁请求信号RQ是否已消失，在励磁请求信号RQ没有消失的情况下，持续对初级线圈L1进行连续励磁。即，对设备E持续供电。因而，设备E从供电装置1接受非接触供电，通过该供电电力来驱动负载Z。
在此，在从载置面6取下设备E时、或者在励磁请求信号RQ消失时，系统控制部9判断为励磁请求信号RQ消失，停止对供电模块M输出允许信号EN。
然后，系统控制部9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，直到从供电模块M输入励磁请求信号RQ和设备认证信号ID为止持续对初级线圈L1进行间歇励磁。
另外，在从供电装置1的未图示的电源开关接通时起到断开为止的期间，金属异物检测装置7使振荡电路7a进行振荡动作，来进行金属片8的检测。
此时，对于振荡电路7a，振荡电路7a的组成部件的设计值被设定成为以下振荡条件：该振荡条件使振荡电路7a在从紧接在超出驱动该振荡电路7a时不产生振荡的极限值而开始产生振荡后的状态到振荡振幅稳定在该振荡电路7a的稳定的最大振幅处的状态附近为止的范围内产生振荡。
即，改变组成部件的值、种类，在如图5的(a)所示那样在载置面6上什么都没有载置的状态下，在振荡终于开始的条件的附近设定振荡条件。此时，如图6的期间A1所示，能够实现振荡电路7a的振荡信号Vo。
换句话说，即使由于金属片8而导致金属检测天线线圈AT2的电磁特性少许变化，振荡电路7a的振荡信号Vo的振幅也发生变动。
而且，在如图5的(c)所示那样仅放置了设备E的情况下，如图6的期间A2所示，振荡电路7a的振荡信号Vo的振幅少许衰减。
与此相对地，在如图5的(b)所示那样仅放置了金属片8的情况下，由于金属片8导致金属检测天线线圈AT2的电磁特性迅速地变化，如图6的期间A3所示，振荡电路7a的振荡动作停止而停止输出振荡信号Vo。
同样地，在如图5的(d)所示那样金属片8被设备E夹住的情况下，或者在如图5的(e)所示那样在设备E的附近放置了金属片8的情况下，由于金属片8导致金属检测天线线圈AT2的电磁特性迅速地变化，如图6的期间A4所示，振荡电路7a的振荡动作停止而停止输出振荡信号Vo。
因而，能够通过振荡电路7a来高灵敏度地检测供电装置1的载置面6上放置的金属片8。
而且，当金属异物检测装置7检测到金属片8并输出金属存在信号ST时，系统控制部9经由励磁控制电路13接收金属存在信号ST，以固定时间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输出允许信号EN。
之后，系统控制部9对初级线圈L1进行间歇性地励磁，直到金属存在信号ST消失为止。
因而，在本实施方式中，通过间歇励磁能够防止金属片8被感应加热。
本实施方式的非接触供电系统具有以下优点。
(1)在该实施方式中，对振荡电路7a的组成部件的设计值、即，晶体管Q1、金属检测天线线圈AT2、第一～第三电容器C1～C3、第一和第二电阻R1、R2的设计值进行设定，使得在紧接在超出该振荡电路7a中不产生振荡的极限值而开始产生振荡后的状态到振荡振幅稳定在该振荡电路7a的稳定的最大振幅处的状态附近为止的振荡条件的范围内产生振荡。
也就是说，振荡电路7a的设计值不是能够以稳定的振幅维持持续振荡的值，而被设定为以下值：以从紧接在能够开始后振荡的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前为止的范围内的振荡条件产生振荡。其结果是，能够以与振荡有关的电磁参数的小的变化来生成振荡振幅的大的变化。
由此，当在金属检测天线线圈AT2的附近放置了小或薄的金属片8时，天线线圈AT2的电磁特性的小的变化对振荡电路7a的振荡的有无造成影响，被变换为振荡信号Vo的振荡振幅的大的变化。因而，金属异物检测装置7(振荡电路7a)灵敏度高，能够检测更小的金属片8。
(2)在该实施方式中，将金属异物检测装置7设置于供电装置1，因此能够在供电装置1侧单独检测被放置于供电装置1的载置面6的金属片8、被夹在设备E与载置面6之间的金属片8。由此，能够基于金属片8的检测来控制供电。
(3)在该实施方式中，将形成于供电装置1的载置面6的金属检测天线线圈AT2形成为螺旋形状。通过形成为螺旋形状，能够使线圈AT2在载置面6的面方向展开，另外还能够使其厚度变薄。另外，能够通过印刷布线等简单地形成，因此还能够形成在顶板5的两面，并且还能够使形状为圆形、方形等各种形状。
(4)在该实施方式中，将金属检测天线线圈AT2设为构成金属异物检测装置7的振荡电路7a的部件，因此能够实现组成部件的减少。
(5)在该实施方式中，在顶板5的载置面6上形成有金属检测天线线圈AT2。即，在最接近金属片8的位置处形成有金属检测天线线圈AT2。由此，能够将金属检测灵敏度提高为更高的精度。
(第二实施方式)
接着，按照图12、图13、图14说明第二实施方式。
在上述第一实施方式的供电装置1中，设置于供电装置1的金属检测天线线圈AT2是一个。在本实施方式中，具有以下特征点：在供电装置1中设置有多个金属检测天线线圈AT2。
另外，为了便于说明，对与第一实施方式相同的部分附加相同的标记并省略详细的说明。
在图12中，在供电装置1的载置面6上形成有多个(在图12中为20个)金属检测天线线圈AT2。本实施方式的金属检测天线线圈AT2的尺寸是第一实施方式的金属检测天线线圈AT2的二十分之一，针对载置面6，在X方向上排列5个金属检测天线线圈AT2、在Y方向上排列4个金属检测天线线圈AT2。而且，各金属检测天线线圈AT2形成为螺旋形状，利用公知的印刷布线技术形成在载置面6上。
各金属检测天线线圈AT2与设置在壳体2内的金属异物检测装置7相连接。而且，如图13所示，金属异物检测装置7通过各金属检测天线线圈AT2对放置于载置面6的金属片8进行检测。
金属异物检测装置7包括振荡电路7a和检测电路7b。与第一实施方式同样地，振荡电路7a由科尔皮兹振荡电路构成。而且，如图14所示，各金属检测天线线圈AT2并联连接，该并联电路与振荡电路7a相连接。
而且，第一实施方式同样地，对于与多个金属检测天线线圈AT2相连接的振荡电路7a，对构成振荡电路7a的组成部件的设计值进行设定，使得在从紧接在超出驱动该振荡电路7a时不产生振荡的极限值而开始产生振荡后的状态起到振荡振幅稳定在该振荡电路7a的稳定的最大振幅处的状态附近为止的振荡条件的范围内产生振荡。
即，改变组成部件的值、种类，在如图5的(a)所示那样在载置面6上什么都没有载置的状态下，在振荡终于开始的条件的附近设定振荡条件。此时，如图6的期间A1所示，能够实现振荡电路7a的振荡信号Vo。
另外，在如图5的(c)所示那样仅放置了设备E的情况下，如图6的期间A2所示，振荡电路7a的振荡信号Vo的振幅少许衰减。
与此相对地，在如图5的(b)所示那样仅放置了金属片8的情况下，由于金属片8导致金属检测天线线圈AT2的电磁特性迅速地变化，如图6的期间A3所示，振荡电路7a的振荡动作停止而停止输出振荡信号Vo。
同样地，在如图5的(d)所示那样金属片8被设备E夹住的情况下、或者在如图5的(e)所示那样在设备E的附近放置了金属片8的情况下，也由于金属片8而导致金属检测天线线圈AT2的电磁特性迅速地变化，如图6的期间A4所示，振荡电路7a的振荡动作停止而停止输出振荡信号Vo。
本实施方式除了具有第一实施方式的优点以外，还具有以下优点。
(1)在该实施方式中，金属检测天线线圈AT2由多个小面积的天线线圈构成。也就是说，在相同宽度的载置面6内配置有多个小面积的金属检测天线线圈AT2。因而，分辨率提高，能够检测更小的金属片8。
另外，对一个振荡电路7a并联地连接多个金属检测天线线圈AT2，由此能够抑制检测灵敏度的下降。因此，能够利用一个振荡电路7a在确保大面积的检测区域的同时检测小的金属片8。
并且，由于利用一个振荡电路7a就能够进行大面积的检测，因此能够节省电力、节省部件。并且，通过配置多个振荡电路7a能够简单地扩大检测区域，能够自如地应对宽的供电面，上述每个振荡电路7a均具有多个该天线线圈AT2。
另外，在该实施方式中，将多个金属检测天线线圈AT2并联连接，将该并联电路与一个振荡电路7a相连接。也可以如图15所示那样，将多个金属检测天线线圈AT2分成多个组，对各组设置金属异物检测装置7(一个振荡电路7a和一个检测电路7b)。在这种情况下，对于各组，也可以将属于该组的多个金属检测天线线圈AT2并联连接，并将该并联电路与该组的振荡电路7a相连接。
也就是说，通过设置多个振荡电路7a与检测电路7b的组(即，金属异物检测装置7)，能够容易地扩大检测区域，能够自如地应对宽的载置面6。
(第三实施方式)
接着，按照图16、图17说明第三实施方式。
在上述第一和第二实施方式中，将金属异物检测装置7设置于供电装置1。在本实施方式中，具有以下特征点：将金属异物检测装置7设置于设备E。
另外，为了便于说明，对与第一实施方式相同的部分附加相同的标记并省略详细的说明。
在图16中，在设备E的壳体的下表面即与供电装置1的载置面6相抵接的受电面上形成有多个(在该实施方式中为4个)金属检测天线线圈AT2。与第一和第二实施方式同样地，各金属检测天线线圈AT2形成为螺旋形状，利用公知的印刷布线技术形成在下表面。而且，在本实施方式中，在供电装置1的载置面6没有形成金属检测天线线圈AT2。
另外，在设备E内设置有包括振荡电路7a和检测电路7b的金属异物检测装置7。而且，形成在设备E的下表面的多个金属检测天线线圈AT2并联地连接，该并联电路与金属异物检测装置7的振荡电路7a相连接。这些多个金属检测天线线圈AT2构成金属异物检测装置7的一部分。而且，金属异物检测装置7通过金属检测天线线圈AT2对被夹在载置面6与载置于载置面6的设备E之间的金属片8进行检测。
与第一实施方式同样地，金属异物检测装置7的振荡电路7a由科尔皮兹振荡电路构成。而且，与第一实施方式同样地，对于振荡电路7a，对构成振荡电路7a的组成部件的设计值进行设定，使得在从紧接在超出驱动该振荡电路7a时不产生振荡的极限值而开始产生振荡后的状态起到振荡振幅稳定在该振荡电路7a的稳定的最大振幅处的状态附近为止的振荡条件的范围内进行振荡。
由此，在供电装置1的载置面6上载置有设备E且金属片8被该设备E夹住的情况下、或者在该设备E的附近放置了金属片8的情况下，由于金属片8导致金属检测天线线圈AT2的电磁特性迅速地变化，能够使振荡电路7a的振荡动作停止，停止输出振荡信号Vo。
因而，能够通过振荡电路7a高灵敏度地检测在供电装置1的载置面6上放置的金属片8。
从振荡电路7a输出的振荡信号Vo被输出到检测电路7b。在振荡信号Vo的振幅值小于预先决定的基准值时，检测电路7b判断为金属片8被设备E夹住或者在载置面6上的设备E的附近放置了金属片8，输出金属存在信号ST。
相反地，在振荡信号Vo的振幅值为预先决定的基准值以上时，检测电路7b判断为在载置面6上仅放置有设备E，不输出金属存在信号ST。
检测电路7b将该金属存在信号ST输出到设备侧发送接收电路10。而且，设备侧发送接收电路10将输入的金属存在信号ST经由发送接收天线线圈AT3发送到供电装置1。
另外，振荡电路7a的直流电源B是内置于设备E的辅助电源(二次电池)。在进行间歇励磁的供电装置1的载置面6上载置有设备E时，通过在次级线圈L2中产生的二次电力对该辅助电源(二次电池)进行充电。因而，当在进行间歇励磁的供电装置1的载置面6上载置有设备E且通过在次级线圈L2中产生的二次电力对辅助电源(二次电池)进行充电时，设备侧发送接收电路10进行驱动，并且振荡电路7a也开始进行振荡动作。
另一方面，在供电装置1的供电模块M中设置有金属信号接收电路7c。金属信号接收电路7c与供电模块M的信号接收天线线圈AT1相连接。金属信号接收电路7c接收从载置于载置面6的设备E发送的发送信号，从接收到的该发送信号中提取金属存在信号ST。然后，金属信号接收电路7c在从发送信号提取出金属存在信号ST时，将该金属存在信号ST输出到励磁控制电路13。
励磁控制电路13将金属存在信号ST输出到系统控制部9。当输入了金属存在信号ST时，系统控制部9不输出允许信号EN。因而，励磁控制电路13不向高频逆变器电路14输出用于对初级线圈L1进行励磁驱动以进行供电的驱动控制信号CT。
本实施方式具有以下优点。
(1)在该实施方式中，在设备E内设置有金属异物检测装置7。而且，设置在设备E内的振荡电路7a的组成部件的设计值不是能够以稳定的振幅来维持持续振荡的值，而是被设定为以下值：该值是以从紧接在能够开始振荡后的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前为止的范围内的振荡条件来产生振荡的值。由此，能够以与振荡有关的电磁参数的小的变化来生成振荡振幅的大的变化。
由此，当在金属检测天线线圈AT2的附近放置了小或薄的金属片8时，天线线圈AT2的电磁特性的小的变化对振荡电路7a的振荡的有无造成影响，被变换为振荡信号Vo的振荡振幅的大的变化。因而，金属异物检测装置7(振荡电路7a)成为高灵敏度，能够检测更小的金属片8。
(2)在该实施方式中，将金属异物检测装置7设置在设备E内。因而，设备E具有检测功能，因此能够使对附着或者放置在设备E的附近的金属片8或者被夹在供电装置与设备E之间的金属片8进行检测的检测精度进一步提高。
(3)在该实施方式中，在设备E的壳体的下表面形成有金属检测天线线圈AT2。即，在将设备E载置于载置面6时，在最接近金属片8的位置处形成有金属检测天线线圈AT2。由此，能够将金属检测灵敏度提高为更高精度。
(第四实施方式)
接着，按照图18、图19、图20、图21说明第四实施方式。
在上述第一和第二实施方式中，将金属异物检测装置7设置于供电装置1，在第三实施方式中，将金属异物检测装置7设置于设备E。在本实施方式中，具有以下特征点：将金属异物检测装置7分散设置于供电装置1和设备E。
另外，为了便于说明，对与第一实施方式相同的部分附加相同的标记并省略详细的说明。
在图18中，在设备E的壳体的下表面、即与供电装置1的载置面6相抵接的受电面上形成有多个(在该实施方式中为4个)金属检测天线线圈AT2。与第三实施方式同样地，各金属检测天线线圈AT2形成为螺旋形状，利用公知的印刷布线技术形成在设备E的壳体的下表面。金属检测天线线圈AT2被并联地连接，该并联电路与设置在设备E内的构成金属异物检测装置7的振荡电路7a相连接。
与第三实施方式同样地，图19所示的振荡电路7a由科尔皮兹振荡电路构成。而且，与第三实施方式同样地，对于与金属检测天线线圈AT2相连接的振荡电路7a，对构成振荡电路7a的组成部件的设计值进行设定，使得在从紧接在超出驱动该振荡电路7a时不产生振荡的极限值而开始产生振荡后的状态起到振荡振幅稳定在该振荡电路7a的稳定的最大振幅处的状态附近为止的振荡条件的范围内进行振荡。
由此，在供电装置1的载置面6上载置有设备E且金属片8被该设备E夹住的情况下、或者在该设备E的附近放置了金属片8的情况下，由于金属片8导致金属检测天线线圈AT2的电磁特性迅速地变化，能够使振荡电路7a的振荡动作停止，停止输出振荡信号Vo。
因而，能够通过振荡电路7a来高灵敏度地检测在供电装置1的载置面6上放置的金属片8。
另外，当振荡电路7a的振荡动作停止时，设备侧发送接收电路10停止发送设备认证信号ID。
另外，振荡电路7a的直流电源B是内置于设备E的辅助电源(二次电池)。当在进行间歇励磁的供电装置1的载置面6上载置有设备E时，通过在次级线圈L2中产生的二次电力对该辅助电源(二次电池)进行充电。此外，辅助电源也可以是电容器等蓄电装置。因而，当在进行间歇励磁的供电装置1的载置面6上载置有设备E且通过在次级线圈L2中产生的二次电力对辅助电源(二次电池)进行充电时，设备侧发送接收电路10被驱动，并且振荡电路7a也开始进行振荡动作。此时，设备侧发送接收电路10和振荡电路7a与初级线圈L1的间歇励磁同步地进行间歇动作，直到完成对辅助电源(二次电池)充电为止。
另一方面，在供电装置1的载置面6上形成有多个(在图18中为20个)接收天线线圈AT4。关于本实施方式的接收天线线圈AT4，针对载置面6，在X方向上排列5个而在Y方向上排列4个。而且，各接收天线线圈AT4形成为螺旋形状，利用公知的印刷布线技术形成于载置面6。接收天线线圈AT4与设置在供电装置1(壳体2)内的构成金属异物检测装置7的检测电路7b相连接。
各接收天线线圈AT4对形成于放置在载置面6上的设备E的各金属检测天线线圈AT2所释放的磁通变化进行检测，将与该磁通变化对应的电压波形的检测信号输出到检测电路7b。
也就是说，在将设备E放置在载置面6且金属片8被设备E夹住的情况下、或者在设备E的附近放置了金属片8的情况下，振荡电路7a停止振荡，或者振荡信号Vo的振幅衰减到接近零的振幅值。接收天线线圈AT4对来自该金属检测天线线圈AT2的磁通变化进行检测，将比规定值小的振幅值的检测信号输出到检测电路7b。其结果是，检测电路7b根据由接收天线线圈AT4接收到的检测信号的振幅电平检测是否存在金属片8，来输出金属存在信号ST。
在此，在供电装置1与设备E之间，考虑图20(a)～(g)所示的状态。
图20的(a)表示在供电装置1的载置面6上什么都没有放置的状态。
图20的(b)表示在供电装置1的载置面6上仅放置了金属片8的状态。
图20的(c)表示在供电装置1的载置面6上仅放置了设备E的状态。
图20的(d)表示在供电装置1的载置面6与设备E之间夹入了金属片8的状态。
图20的(e)表示在供电装置1的载置面6上远离设备E的位置处放置了金属片8的状态。
图20的(f)表示供电装置1的载置面6与设备E相分离来进行供电的状态。
图20的(g)表示将供电装置1的载置面6与金属片8相分离，在该分离出的空间或者附近也放置了金属片8的状态。
在该各状态下，在如图20的(a)所示那样在载置面6上什么都没放置的状态下，如图21的期间A1所示，设备侧发送接收电路10和振荡电路7a不接收来自次级线圈L2的二次电力，因此设备侧发送接收电路10不发送设备认证信号ID，并且振荡电路7a不进行振荡。其结果是，金属检测天线线圈AT2和接收天线线圈AT4的端子电压为零。另外，由于没有从设备E发送设备认证信号ID，因此供电装置1(初级线圈L1)进行间歇性的励磁。
另外，在如图20的(b)所示那样在供电装置1的载置面6上仅放置了金属片8的状态下，如图21的期间A3所示，设备侧发送接收电路10和振荡电路7a不接收来自次级线圈L2的二次电力，因此设备侧发送接收电路10不发送设备认证信号ID，并且振荡电路7a不进行振荡。其结果是，金属检测天线线圈AT2和接收天线线圈AT4的端子电压为零。另外，由于没有从设备E发送设备认证信号ID，因此供电装置1(初级线圈L1)进行不会对金属片8进行感应加热这种程度的间歇励磁。
并且，在如图20的(c)所示那样在供电装置1的载置面6上仅放置了设备E的状态下，如图21的期间A2所示，设备侧发送接收电路10和振荡电路7a接收来自次级线圈L2的二次电力，设备E(设备侧发送接收电路10)发送设备认证信号ID，振荡电路7a进行最大振幅的持续振荡。
其结果是，供电装置1的接收天线线圈AT4的端子电压也成为最大振幅的连续振荡信号。其结果是，不生成金属存在信号ST，供电装置1(初级线圈L1)也进行连续励磁。
另外，在如图20(f)所示那样在供电装置1的载置面6与设备E相分离来进行供电的状态下，如图21的期间A5所示，设备侧发送接收电路10和振荡电路7a接收来自次级线圈L2的二次电力，设备E(设备侧发送接收电路10)发送设备认证信号ID，振荡电路7a进行最大振幅的连续振荡。
其结果是，虽然振幅变小一些，但供电装置1的接收天线线圈AT4的端子电压仍成为连续振荡信号。其结果是，不生成金属存在信号ST，供电装置1(初级线圈L1)也进行连续励磁。
另外，在如图20的(d)所示那样在供电装置1的载置面6与设备E之间夹入了金属片8的状态下，如图21的期间A6所示，虽然从设备E间歇性地发送设备认证信号ID，但振荡电路7a的振荡信号Vo以接近零的振幅值进行间歇振荡或者停止振荡。图20的(e)也同样。
其结果是，生成金属存在信号ST，供电装置1(初级线圈L1)进行不会对金属片8进行感应加热这种程度的间歇励磁。
另外，在如图20的(g)所示那样供电装置1的载置面6与金属片8相分离且在分离的该空间或者附近放置了金属片8的状态下，也如图21的期间A6所示，虽然从设备E间歇性地发送设备认证信号ID，但振荡电路7a的振荡信号Vo也以接近零的振幅值进行间歇振荡或者停止振荡。另外，由于夹入的金属片8而导致来自金属检测天线线圈AT2的电磁波被吸收，而对来自该金属检测天线线圈AT2的磁通变化进行检测的接收天线线圈AT4的端子电压衰减。
其结果是，生成金属存在信号ST，供电装置1(初级线圈L1)进行不会对金属片8进行感应加热这种程度的间歇励磁。
本实施方式具有以下优点。
(1)根据该实施方式，通过在设备E中设置金属检测天线线圈AT2和振荡电路7a、在供电装置1中设置接收天线线圈AT4和检测电路7b来构成金属异物检测装置7。也就是说，将金属异物检测装置7分开配置于供电装置1和设备E。
因而，对于是否存在被供电装置1与设备E所夹的金属异物，由于除了设备侧的振荡电路停止或者衰减之外还能够利用传递至设置于供电装置1的接收天线线圈AT4的磁通的衰减，因此能够检测更小的金属片8。
另外，在如磁性谐振式、次级线圈L2、在次级线圈L2中具有谐振电路的电磁感应方式那样在初级线圈L1和次级线圈L2相距几cm～几十cm以上来进行供电的空间供电中也能够应用。
另外，上述实施方式还可以进行如下变更。
·在上述各实施方式中，利用科尔皮兹振荡电路来构成金属异物检测装置7的振荡电路7a，但并不限定于此，例如也可以利用哈脱利振荡电路等其它振荡电路来实施。
·在上述各实施方式中，将螺旋状的金属检测天线线圈AT2的形状形成为方形，但并不限定于此，例如，也可以以圆形、椭圆形等其它形状来实施。
·在上述各实施方式中，对金属异物检测装置7的振荡电路7a的振荡频率不特别地进行限定。也可以将振荡电路7a(振荡信号Vo)的振荡频率设定为比对初级线圈L1进行励磁以进行供电的高频逆变器电路14(高频振荡电路14a)的振荡频率高。
这样，通过使对金属检测天线线圈AT2进行励磁的频率比对初级线圈L1进行励磁的频率高，来降低初级线圈L1的磁通的影响，能够提高检测精度。另外，根据该结构，能够减少金属检测天线线圈AT2的卷数或者缩短线圈的长度。
·在上述第一实施方式和第二实施方式中，在供电装置1的载置面6上形成金属检测天线线圈AT2，在壳体2内设置有构成金属异物检测装置7的振荡电路7a以及检测电路7b。如图22所示，形成在薄的绝缘性的挠性基板30(也可以是薄的硬质基板)的表面形成螺旋状的金属检测天线线圈AT2且在挠性基板30的表面一侧安装有振荡电路7a和检测电路7b的独立的金属异物检测装置7。而且，在金属异物检测装置7上进行布线，该布线能够与供电装置1的信号线和电源线连接。
通过将这样构成的金属异物检测装置7载置在现有的供电装置的载置面上，能够使现有的供电装置成为具有金属检测功能的非接触供电系统。
另外，在薄的绝缘性的挠性基板(也可以是薄的硬质基板)的表面形成螺旋状的接收天线线圈AT4，在该基板的表面一侧安装检测电路7b并且进行布线，其中，该布线能够将检测电路7b与现有的供电装置1的信号线和电源线连接。
而且，通过将该基板载置在现有的供电装置的载置面上，能够使现有的供电装置成为具有与第四实施方式相同的金属检测功能的非接触供电系统。
·在上述各实施方式中，检测电路7b根据振荡信号Vo的振幅值的大小来判断金属片8的有无，但检测电路7b也可以根据频率的变化来判断金属片8的有无。在这种情况下，对于振荡电路7a的组成部件的设计值，不是能够维持以稳定的振荡频率进行持续振荡的设计值，而是被设定为从频率不稳定的状态起到稳定振荡频率的持续振荡条件之前为止的值。而且，需要以与振荡有关的电磁参数的小的变化来生成振荡频率的大的变化。
·在上述第一～第三各实施方式中，在供电装置1和设备E中的任一个上形成金属检测天线线圈AT2，在形成有金属检测天线线圈AT2的一方设置有振荡电路7a和检测电路7b。也可以在供电装置1和设备E两方中形成金属检测天线线圈AT2并且设置振荡电路7a和检测电路7b来实施。在这种情况下，能够进行更为精细的高精度的检测。
·在上述各实施方式中，将金属检测天线线圈AT2设置为螺旋状，但也可以用环状、螺旋状等其它形状来形成。

Claims (7)

1.一种非接触供电系统，其特征在于，具备：
供电装置，其包括初级线圈以及使上述初级线圈中有高频电流流动的高频逆变器；
设备，其包括次级线圈，该次级线圈通过由于在上述初级线圈中流动的电流而产生的交变磁场来产生感应电动势，该设备利用在上述次级线圈中产生的电动势对负载提供电力；以及
金属异物检测装置，其包括：
金属检测天线线圈，其设置于上述设备；
振荡电路，其设置于上述设备，该振荡电路使上述金属检测天线线圈中有高频电流流动；
接收天线线圈，其设置于上述供电装置，该接收天线线圈检测由上述金属检测天线线圈产生的磁通的变化；以及
检测电路，其设置于上述供电装置，该检测电路接收来自上述接收天线线圈的检测信号，
其中，上述振荡电路包括具有如下设计值的组成部件：该设计值使上述振荡电路在如下范围内的振荡条件下产生振荡，该范围是从紧接在该振荡电路中开始产生振荡后的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前为止的范围，
上述金属异物检测装置利用上述检测电路，根据由放置在上述供电装置上的金属异物所导致的上述金属检测天线线圈的电气特性的变化，对上述振荡电路的振荡的停止或者振荡振幅的衰减进行检测，来控制上述供电装置，
上述振荡电路在上述供电装置上存在金属异物时使振荡停止或者使振荡的振幅衰减，在上述供电装置上什么也不存在时以最大的振幅进行振荡，
上述次级线圈被收容在上述设备的壳体内，
上述金属检测天线线圈配置于由上述设备的壳体形成的受电面，
上述受电面与上述供电装置的用于载置上述设备的载置面相向，
上述初级线圈被收容在上述供电装置的壳体内，
上述接收天线线圈配置于上述供电装置的上述载置面。
2.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其特征在于，
上述金属检测天线线圈是构成上述振荡电路的部件。
3.根据权利要求1或2所述的非接触供电系统，其特征在于，
上述金属检测天线线圈由多个小面积的线圈构成。
4.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其特征在于，
上述金属检测天线线圈是将上述多个小面积的线圈并联连接而构成的。
5.根据权利要求1或2所述的非接触供电系统，其特征在于，
上述振荡电路的振荡频率比上述高频逆变器的振荡频率高。
6.根据权利要求1或2所述的非接触供电系统，其特征在于，
上述金属检测天线线圈形成为螺旋状。
7.一种非接触供电系统的金属异物检测装置，该非接触供电系统对供电装置的初级线圈进行励磁，通过电磁感应使配置在上述供电装置上的设备的次级线圈产生感应电动势，将该感应电动势提供给上述设备的负载，该非接触供电系统的金属异物检测装置的特征在于，具备：
金属检测天线线圈，其设置于上述设备；
振荡电路，其设置于上述设备，该振荡电路使上述金属检测天线线圈中有高频电流流动，
接收天线线圈，其设置于上述供电装置，该接收天线线圈检测由上述金属检测天线线圈产生的磁通的变化；以及
检测电路，其设置于上述供电装置，该检测电路接收来自上述接收天线线圈的检测信号，
其中，上述振荡电路包括具有如下设计值的组成部件：该设计值使上述振荡电路在如下范围内的振荡条件下产生振荡，该范围是从紧接在该振荡电路中开始产生振荡后的振荡条件到稳定的持续振荡条件之前为止的范围，
上述检测电路根据由放置在上述供电装置上的金属异物所导致的上述金属检测天线线圈的电气特性的变化，对上述振荡电路的振荡的停止或者振荡振幅的衰减进行检测，来控制上述供电装置，
上述振荡电路在上述供电装置上存在金属异物时使振荡停止或者使振荡的振幅衰减，在上述供电装置上什么也不存在时以最大的振幅进行振荡，
上述次级线圈被收容在上述设备的壳体内，
上述金属检测天线线圈配置于由上述设备的壳体形成的受电面，
上述受电面与上述供电装置的用于载置上述设备的载置面相向，
上述初级线圈被收容在上述供电装置的壳体内，
上述接收天线线圈配置于上述供电装置的上述载置面。
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