CN104518574B - 供电系统、供电装置及供电方法 - Google Patents

供电系统、供电装置及供电方法 Download PDF

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CN104518574B CN201410501124.8A CN201410501124A CN104518574B CN 104518574 B CN104518574 B CN 104518574B CN 201410501124 A CN201410501124 A CN 201410501124A CN 104518574 B CN104518574 B CN 104518574B
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Abstract

本发明涉及供电系统、供电装置及供电方法。供电系统(100)具备供电装置(1)和受电装置(2)。受电装置(2)具备具有受电线圈(21)、与受电线圈(21)进行谐振的谐振电容器(22)以及变更谐振电容器(22)的连接状态来控制谐振状态的谐振控制晶体管(23)的谐振电路(20)。供电装置(1)具备:与供电线圈(11)串联连接的驱动晶体管(13);生成驱动供电线圈(11)的驱动信号的驱动信号生成部(30);峰值变动检测部(40),检测由供电线圈(11)激励的激励电压的周期性的波形变动,作为谐振电路(20)的谐振状态的变更;以及驱动控制部(50),基于峰值变动检测部(40)检测的周期性的波形变动,判定是否是能够向受电装置(2)供电的状态,基于该判定结果,进行是否向驱动晶体管(13)继续供给驱动信号的控制。从而抑制金属异物造成的发热。

Description

供电系统、供电装置及供电方法
技术领域
本发明涉及供电系统、供电装置及供电方法。
背景技术
近年来,利用供电线圈与受电线圈的电磁感应或者电磁耦合,来无线供给电力的供电系统为人所知(例如,参照专利文献1)。这样的供电系统被用于例如对便携电话终端或PDA(Personal Digital Assistant:个人数字助理)等的装置所具备的电池进行充电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-60909号公报。
发明内容
发明要解决的课题
此外,金属异物放置于供电线圈的情况下的发热成为问题,上述供电系统中,为了抑制该金属异物造成的发热,例如,基于供电线圈的电压的峰值电压的大小来检测金属异物。然而,上述供电系统中,例如,由于金属异物的材质或厚度而难以正确地检测金属异物,因此期望能够合适地抑制金属异物造成的发热的供电系统。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于,提供能够抑制金属异物造成的发热的供电系统、供电装置及供电方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述问题,本发明的一个方式是具备具有供电线圈的供电装置和具有受电线圈的受电装置,利用电磁感应从所述供电装置向所述受电装置提供电力的供电系统,其特征在于,所述受电装置具备谐振电路,所述谐振电路具有:由所述供电线圈供电的所述受电线圈;与所述受电线圈进行谐振的谐振电容器;以及变更所述谐振电容器的连接状态以控制谐振状态的第1开关元件,所述供电装置具备:与所述供电线圈串联连接的第2开关元件;驱动信号生成部,变更所述第2开关元件的导通状态与非导通状态,生成驱动所述供电线圈的驱动信号;变动检测部,检测由所述供电线圈激励的激励电压的周期性的波形变动,作为与所述谐振电容器的连接状态相应的所述谐振电路的谐振状态的变更;驱动控制部,基于所述变动检测部检测的所述周期性的波形变动,来判定是否是能够向所述受电装置供电的状态,基于该判定结果,进行是否向所述第2开关元件继续供给所述驱动信号的控制。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,驱动控制部在预定的第1期间向所述第2开关元件供给所述驱动信号,使所述变动检测部检测所述周期性的波形变动,并且在所述第1期间判定为能够向所述受电装置供电的状态的情况下,在所述第1期间后的预定的第2期间继续向所述第2开关元件供给所述驱动信号,连续地驱动所述供电线圈,在所述第1期间判定为不能向所述受电装置供电的状态的情况下,在所述第2期间停止向所述第2开关元件供给所述驱动信号,间歇地驱动所述供电线圈。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,所述驱动控制部具备交替且定期地生成所述第1期间与所述第2期间的定时生成部。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,关于所述第1期间与所述第2期间,比所述第1期间更长地规定所述第2期间,使得在所述供电线圈与异物电磁耦合的情况下的发热造成的所述异物的上升温度为既定温度以下。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,在所述周期性的波形变动中包含所述激励电压的峰值电压的变动,所述变动检测部检测所述峰值电压的变动,作为所述谐振电容器的电连接状态的变更,所述驱动控制部基于所述变动检测部检测的所述峰值电压的变动,来判定是否是能够向所述受电装置供电的状态。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,所述变动检测部具备:保持所述激励电压的峰值电压的峰值保持电路;以及检测电路,基于所述峰值保持电路保持的保持电压和所述激励电压的峰值电压,来检测所述峰值电压的变动。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,所述周期性的波形变动中包含所述激励电压的脉冲宽度的变动,所述变动检测部检测所述脉冲宽度的变动,作为所述谐振电容器的电连接状态的变更,所述驱动控制部基于所述变动检测部检测的所述脉冲宽度的变动,来判定是否是能够向所述受电装置供电的状态。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,所述受电装置具备谐振控制部,该谐振控制部通过控制所述第1开关元件来控制所述谐振电路的谐振状态,与流入由对所述受电线圈接受的电力进行整流而得的直流电力来充电的电池的电流相应地控制所述第1开关元件。
另外,本发明的一个方式特征在于,在上述供电系统中,所述驱动信号生成部具备:第1信号生成部,在所述激励电压成为既定阈值范围内的情况下,在预定的第3期间、使所述第2开关元件成为导通状态后,生成使所述第2开关元件成为非导通状态的所述驱动信号;以及第2信号生成部,在所述激励电压从所述既定阈值范围内偏离的情况下,在经过预定的第4期间后,生成使所述第2开关元件成为导通状态的所述驱动信号。
另外,本发明的一个方式是一种供电装置,是利用电磁感应向受电装置提供电力的供电系统的供电装置,所述受电装置具备谐振电路,所述谐振电路具有由供电装置具有的供电线圈供电的受电线圈、与所述受电线圈进行谐振的谐振电容器、以及变更所述谐振电容器的连接状态来控制谐振状态的第1开关元件,所述供电装置特征在于,具备:与所述供电线圈串联连接的第2开关元件;驱动信号生成部,变更所述第2开关元件的导通状态与非导通状态,生成驱动所述供电线圈的驱动信号;变动检测部,检测由所述供电线圈激励的激励电压的周期性的波形变动,作为与所述谐振电容器的连接状态相应的所述谐振电路的谐振状态的变更;以及驱动控制部,基于所述变动检测部检测的所述周期性的波形变动,判定是否是能够向所述受电装置供电的状态,基于该判定结果,进行是否向所述第2开关元件继续供给所述驱动信号的控制。
另外,本发明的一个方式是一种供电方法,是利用电磁感应从具有供电线圈的供电装置向具有受电线圈的受电装置提供电力的供电系统的供电方法,其特征在于,包括:所述供电装置的驱动信号生成部变更与所述供电线圈串联连接的第2开关元件的导通状态与非导通状态,生成驱动所述供电线圈的驱动信号的驱动信号生成步骤;所述受电装置使具有由所述供电线圈供电的所述受电线圈、与所述受电线圈进行谐振的谐振电容器、以及变更所述谐振电容器的连接状态来控制谐振状态的第1开关元件的谐振电路的谐振状态变动的变动步骤;所述供电装置的变动检测部检测由所述供电线圈激励的激励电压的周期性的波形变动,作为与所述谐振电容器的连接状态相应的所述谐振电路的谐振状态的变更的变动检测步骤;以及所述供电装置的驱动控制部基于通过所述变动检测步骤检测的所述周期性的波形变动,来判定是否是能够向所述受电装置供电的状态,基于该判定结果,进行是否向所述第2开关元件继续供给所述驱动信号的控制的驱动控制步骤。
发明的效果
依据本发明,能够抑制金属异物造成的发热。
附图说明
图1是示出依据第1实施方式的供电系统的一个例子的框图。
图2是示出第1实施方式中的峰值变动检测部及间歇控制部的一个例子的框图。
图3是示出第1实施方式中的受电装置的动作的一个例子的流程图。
图4是示出能够向受电装置供电的情况下的供电线圈的电压及峰值变动检测部的检测信号的一个例子的图。
图5是示出是不能向受电装置供电的状态的情况下的供电线圈的电压及峰值变动检测部的检测信号的一个例子的图。
图6是示出第1实施方式中的供电装置的动作的一个例子的流程图。
图7是示出能够向受电装置供电的情况下的供电装置的动作的一个例子的第1时序图。
图8是示出是不能向受电装置供电的状态的情况下的供电装置的动作的一个例子的第1时序图。
图9是示出能够向受电装置供电的情况下的驱动控制部的动作的一个例子的时序图。
图10是能够向受电装置供电的情况下的供电装置的动作的一个例子的第2时序图。
图11是示出是不能向受电装置供电的状态的情况下的驱动控制部的动作的一个例子的时序图。
图12是示出是不能向受电装置供电的状态的情况下的供电装置的动作的一个例子的第2时序图。
图13是示出将金属异物放置于供电线圈的情况下的激励电压的波形的一个例子的波形图。
图14是示出依据第2实施方式发供电系统的一个例子的框图。
图15是示出依据第2实施方式的驱动信号生成部的动作的一个例子的时序图。
图16是示出依据第2实施方式的驱动信号生成部的动作的另一个例子的时序图。
图17是示出依据第3实施方式的供电系统的一个例子的框图。
图18是示出第3实施方式中的脉冲宽度变动检测部的一个例子的框图。
图19是示出能够向受电装置供电的情况下的供电线圈的电压及脉冲宽度变动检测部的检测信号的一个例子的图。
具体实施方式
以下,关于依据本发明的一个实施方式的供电系统,参照附图进行说明。
[第1实施方式]
图1是示出依据本发明所涉及的第1实施方式的供电系统100的一个例子的框图。
该图中,供电系统100具备供电装置1和受电装置2。
供电系统100是从供电装置1向受电装置2通过无线(非接触)供给电力的系统,例如,从供电装置1向受电装置2供给用于对受电装置2具备的电池26进行充电的电力。受电装置2例如是便携电话终端或PDA等的电子设备,供电装置1例如是与受电装置2对应的充电器。
<供电装置1的结构>
供电装置1具备:供电线圈11、谐振电容器12、驱动晶体管13、缓冲器14、驱动信号生成部30、峰值变动检测部40以及驱动控制部50。
供电线圈11的第1端子与电源VCC连接,第2端子与节点N1连接。供电线圈11是例如利用电磁感应或电磁耦合,向受电装置2具备的受电线圈21供给电力的线圈。供电线圈11在进行电池26的充电时,与受电线圈21对置配置,利用电磁感应向受电线圈21供电。
谐振电容器12与供电线圈11并联连接,是与供电线圈11进行谐振的电容器。在此,供电线圈11和谐振电容器12构成谐振电路10。谐振电路10按照由供电线圈11的电感值和谐振电容器12的电容值决定的既定谐振频率(例如,100kHz(千赫))进行谐振。
驱动晶体管13(第2开关元件)是例如FET晶体管(场效应晶体管),与谐振电路10串联连接。在本实施方式中,作为一个例子,对驱动晶体管13是N沟道MOS(Metal OxideSemiconductor:金属氧化物半导体)FET的情况进行说明。此外,以下的说明中,存在将MOSFET称作MOS晶体管、将N沟道MOS晶体管称作NMOS晶体管的情况。
具体而言,驱动晶体管13的源极端子与电源GND连接,栅极端子与驱动控制部50的输出信号线连接,漏极端子与节点N1连接。驱动晶体管13根据驱动控制部50的控制周期性地反复导通状态(ON状态)与截止状态(OFF状态、非导通状态)。即,根据驱动晶体管13的开关动作,对谐振电路10反复进行电力的供给与开路。由此,在供电线圈11产生周期性的信号,利用电磁感应从供电线圈11向受电线圈21供电。
驱动信号生成部30生成驱动供电线圈11的驱动信号DRV。在此,驱动信号DRV是周期性地变更驱动晶体管13的导通状态(ON状态)与截止状态(OFF状态、非导通状态)的信号。即,驱动信号生成部30生成周期性地控制驱动晶体管13的导通状态/截止状态的驱动信号DRV。
缓冲器14是输出与输入信号相等的电压信号的输出电路,例如是电压跟随器电路。缓冲器14的输入端子与节点N1连接,输出端子与节点N3连接。即,缓冲器14将供电线圈11的电压(节点N1的供电线圈11端的电压)输出至峰值变动检测部40。
峰值变动检测部40(变动检测部)检测由供电线圈11激励的激励电压的周期性的波形变动,作为与后述的受电装置2的谐振电容器22的连接状态相应的受电装置2的谐振电路20的谐振状态的变更。此外,周期性的波形变动中包含激励电压的峰值电压的变动,在本实施方式中,对峰值变动检测部40检测由供电线圈11激励的激励电压的峰值电压的变动,作为受电装置2的谐振电路20的谐振状态的变更的情况进行说明。
另外,会在后面详细叙述,受电装置2为了在进行电池26的充电时利用恒流来进行充电,进行将受电装置2的谐振电路20切换为谐振状态与非谐振状态的控制。根据受电装置2的谐振电路20是否为谐振状态,由供电线圈11激励的激励电压的周期性的波形发生变动,因此峰值变动检测部40检测与从缓冲器14输出的供电线圈11的电压(激励电压)相当的电压波形的峰值电压的变化(变动),将检测结果作为检测信号C输出至节点N4。峰值变动检测部40在例如检测到供电线圈11的电压的峰值电压的变动的情况下,输出输出H状态(高电平状态)的脉冲信号。另外,峰值变动检测部40在例如未检测到供电线圈11的电压的峰值电压的变动的情况下,不输出脉冲信号,维持L状态(低电平状态)。此外,关于峰值变动检测部40的详细的结构,参照图2在后面叙述。
驱动控制部50进行将驱动信号生成部30生成的驱动信号DRV向驱动晶体管13供给的控制。驱动控制部50基于峰值变动检测部40检测的峰值电压的变动,判定是否是能够向受电装置2供电的状态,基于该判定结果,进行是否向驱动晶体管13继续供给驱动信号DRV的控制。驱动控制部50在例如判定为能够向受电装置2供电的状态的情况下,继续驱动信号DRV的供给,进行连续驱动供电线圈11的连续驱动。另外,驱动控制部50在例如判定为不能向受电装置2供电的状态的情况下,停止向驱动信号DRV的供给,进行间歇地(间断地)驱动供电线圈11的间歇驱动。此外,所谓不能向受电装置2供电的状态(不能供电的状态),例如是没有受电装置2的情况(也包含供电线圈11与受电线圈21的位置不适当的情况)或者金属异物放置在供电线圈11之上的情况等。
具体而言,驱动控制部50例如在预定的检测期间(第1期间)将驱动信号DRV供给至驱动晶体管13,使峰值变动检测部40检测峰值电压的变动。而且,驱动控制部50在该检测期间判定为能够向受电装置2供电的状态的情况下,在检测期间后的预定的供电期间(第2期间)继续向驱动晶体管13供给驱动信号DRV,连续地驱动供电线圈11。驱动控制部50在检测期间判定为不能向受电装置2供电的状态的情况下,在检测期间后的供电期间停止向驱动晶体管13供给驱动信号DRV,间歇地驱动供电线圈11。
另外,驱动控制部50具备间歇控制部51、定时生成部52、AND电路53及切换部54。
间歇控制部51基于作为定时生成部52生成的定时信号的信号A及信号B以及峰值变动检测部40的检测信号C,进行切换上述的供电线圈11的连续驱动与供电线圈11的间歇驱动的控制。间歇控制部51例如在是能够向受电装置2供电的状态的情况下,使输出信号D为H状态,向驱动晶体管13继续供给驱动信号DRV。另外,间歇控制部51例如在是不能向受电装置2供电的状态的情况下,使输出信号D为L状态,停止向驱动晶体管13的驱动信号DRV的供给。
定时生成部52交替且定期地生成上述的检测期间(第1期间)和供电期间(第2期间)。具体而言,生成作为用于生成检测期间及供电期间的定时信号的信号A及信号B,向间歇控制部51及切换部54输出。此外,关于信号A及信号B的细节,在后面叙述。
AND(与)电路53是对两个输入信号进行AND逻辑运算(逻辑积运算)的运算电路,基于间歇控制部51的输出信号D(驱动控制信号),经由切换部54,进行是否向驱动晶体管13供给驱动信号DRV的控制。
切换部54是例如基于控制信号来选择A端子的输入与B端子的输入而输出的选择器电路。切换部54基于从定时生成部52输出的信号A,向驱动晶体管13的栅极端子输出A端子的输入(驱动信号DRV)或B端子的输入(AND电路53的输出)。
切换部54例如在信号A为L状态的情况下,向驱动晶体管13的栅极端子输出A端子的输入(驱动信号DRV),在信号A为H状态的情况下,向驱动晶体管13的栅极端子输出B端子的输入(AND电路53的输出)。
<受电装置2的结构>
受电装置2具备受电线圈21、谐振电容器22、谐振控制晶体管23、整流二极管24、平滑电容器25、电池26及谐振控制部60。
受电线圈21的第1端子与节点N5连接,第2端子与电源GND1连接。受电线圈21是例如利用电磁感应或电磁耦合,从供电装置1具备的供电线圈11被供给电力的线圈。受电线圈21在进行电池26的充电时,与供电线圈11对置配置。
谐振电容器22与受电线圈21并联连接,是与受电线圈21进行谐振的电容器。谐振电容器22连接在节点N5与节点N6之间。在此,受电线圈21和谐振电容器22构成谐振电路20。谐振电路20按照由受电线圈21的电感值和谐振电容器22的电容值决定的既定谐振频率(例如,100kHz)进行谐振。此外,在本实施方式中,受电装置2的谐振频率与供电装置1的谐振频率相等,例如为100kHz。
谐振控制晶体管23(第1开关元件)是与谐振电路20连接的开关元件,和谐振电容器22一起与受电线圈21并联连接,并且与谐振电容器22串联连接。谐振控制晶体管23例如是NMOS晶体管,源极端子与电源GND1连接,漏极端子与节点N6连接。另外,谐振控制晶体管23的栅极端子与来自后述的谐振控制部60的输出信号线连接。通过谐振控制晶体管23由谐振控制部60设为导通状态,从而谐振电容器22发挥功能,使谐振电路20发生谐振。另外,通过谐振控制晶体管23由谐振控制部60设为截止状态,从而谐振电容器22被电切断,使谐振电路20的谐振停止。
整流二极管24(整流部)的阳极端子与作为受电线圈21的一端的节点N5连接,阴极端子与作为平滑电容器25的一端的节点N7连接。整流二极管24对受电线圈21接收的电力进行整流,转换为直流电力。即,整流二极管24将在受电线圈21产生的交流电力(交流电压)转换为直流电力(直流电压),向电池26供给用于充电的电力。
平滑电容器25对整流二极管24转换的直流电力进行平滑化。
电池26例如是蓄电池或二次电池,利用由整流二极管24整流的直流电压来充电。即,电池26利用将受电线圈21接收的电力整流而得的直流电力来充电。电池26与电阻27串联连接,阳极端子(+(正)端子)与节点N7连接,阴极端子(-端子)与节点N8连接。
电阻27连接在与电池26的阴极端子(-(负)端子)连接的节点N8和电源GND1之间,与将充电电流转换为电压的电压转换部对应。电阻27将电池26的充电电流的变化作为电压的变化向节点N8输出。
谐振控制部60是通过控制谐振控制晶体管23,来控制谐振电路20的谐振状态的谐振控制部60,与流入利用将受电线圈21接收的电力整流而得的直流电力来充电的电池26的电流(充电电流)相应地,控制谐振控制晶体管23。谐振控制部60具备运算放大器61、电阻(62、63)、比较器64及基准电源65。
运算放大器61的+输入端子与节点N8连接,-输入端子与节点N9连接。另外,运算放大器61的输出端子与节点N10连接。
另外,电阻62连接在节点N9与电源GND1之间,电阻63连接在节点N9与节点N10之间。
此外,运算放大器61及电阻(62、63)构成放大电路。该放大电路将通过电阻27从充电电流转换的电压放大,供给至比较器64。由此,能够降低电阻27的电阻值,因此谐振控制部60能够使充电电流的检测精度提高。
比较器64比较由电阻27转换的电压与基准电源65的输出电压,在所转换的电压为基准电源65的输出电压以上的情况下,使谐振控制晶体管23为截止状态。比较器64的+输入端子与基准电源65连接,-输入端子与节点N10连接。在此,节点N10的电压与电池26的充电电流对应。
另外,基准电源65是输出与既定阈值电流对应的既定阈值电压的恒压源。
具体而言,比较器64在由电阻27转换的电压比既定阈值电压低的情况下,将H状态输出至输出端子。另外,比较器64在由电阻27转换的电压为既定阈值电压以上的情况下,将L状态输出至输出端子。
这样,谐振控制部60与电池26的充电电流相应地控制谐振控制晶体管23,使谐振电路20的谐振状态发生变化。
接着,参照图2,对本实施方式中的峰值变动检测部40及间歇控制部51的结构进行说明。
图2是示出本实施方式中的峰值变动检测部40及间歇控制部51的一个例子的框图。
<峰值变动检测部40的结构>
该图中,峰值变动检测部40具备电阻(41A、41B)、运算放大器42、峰值保持电路401及变动检测电路402。
电阻(41A、41B)根据电阻41A与电阻41B的电阻值的比率,将对节点N3的电压进行电阻分压而降压的电压输出至节点N11。
运算放大器42构成电压跟随器电路,将与节点N11的电压相等的电压输出至节点N12。
峰值保持电路401保持所输入的电压信号的峰值电压,并输出保持的峰值电压。在此,峰值保持电路401保持由电阻(41A、41B)进行电阻分压的供电线圈11上的激励电压的峰值电压。
峰值保持电路401具备二极管43、电容器44、电阻45及运算放大器46。
二极管43的阳极端子与节点N11连接,阴极端子与作为电容器44的一端的节点N13连接。在从节点N12输入比所保持的峰值电压还低的电压的情况下,二极管43防止电流逆流。
电容器44的第1端子与节点N13连接,第2端子与电源GND连接。电容器44保持输入至峰值保持电路401的电压信号的峰值电压。
电阻45的第1端子与节点N13连接,第2端子与电源GND连接。电阻45将所保持的峰值电压放电,对峰值保持电路401进行初始化。
运算放大器46构成电压跟随器电路,将与节点N13的电压相等的电压输出至节点N14。
变动检测电路402(检测电路)基于峰值保持电路401保持的保持电压和激励电压的峰值电压,来检测峰值电压的变动。具体而言,变动检测电路402比较将峰值保持电路401的输出电压根据既定电阻比进行电阻分压而降压的电压与峰值保持电路401的输入电压,将比较结果作为检测信号C输出至节点N4。
变动检测电路402具备电阻(47A、47B)和比较器48。
电阻(47A、47B)根据电阻47A与电阻47B的电阻值的比率将峰值保持电路401的输出电压(节点N14的电压)进行电阻分压而降压的电压输出至节点N15。
比较器48的+输入端子与节点N12连接,-输入端子与节点N15连接,比较节点N15的电压与峰值保持电路401的输入电压,将比较结果作为检测信号C输出至节点N4。在此,节点N15的电压是通过电阻(47A、47B)将峰值电压以既定比率降压的电压,在没有峰值电压的变动的情况下,由于相比节点N15的电压节点N12的电压更高,因此比较器48向检测信号C输出H状态。另外,比较器48在存在峰值电压的变动的情况下,由于相比节点N15的电压节点N12的电压下降,因此比较器48向检测信号C输出L状态。
<间歇控制部51的结构>
间歇控制部51具备反相器70、OR(或)电路(71、75)、AND电路72、NAND(与非)电路73及D-F/F(D触发器)(74、76)。
反相器70是例如输出将输入信号的逻辑反相的信号的反相输出电路,输入端子与信号A的信号线连接,输出端子与AND电路72及NAND电路73的输入端子连接。此外,反相器70输出信号A的反相信号。
OR电路71是例如对两个输入信号进行OR逻辑运算(逻辑和运算)的运算电路,基于信号A与信号B,生成D-F/F 76的复位信号。
AND电路72是例如对两个输入信号进行AND逻辑运算的运算电路,基于信号A的反相信号和驱动信号DRV,输出D-F/F(74、76)的时钟信号。在此,将驱动信号DRV作为时钟信号输入D-F/F(74、76)。
NAND电路73是例如对两个输入信号进行NAND逻辑运算的运算电路,基于信号A的反相信号和峰值变动检测部40的检测信号C,输出D-F/F74的复位信号。
D-F/F74的D端子与电源VCC连接,将输出信号DFFQ1输出至OR电路75。
OR电路75将D-F/F74的输出信号DFFQ1与D-F/F76的输出信号D进行逻辑和而得的输出信号输出至D-F/F76的D端子。
D-F/F76的D端子与OR电路75的输出信号线连接,作为输出信号将驱动控制信号D输出至AND电路53及OR电路75。
接着,对本实施方式中的供电系统100的动作参照附图进行说明。
首先,在此,对受电装置2的动作进行说明。
图3是示出本实施方式中的受电装置2的动作的一个例子的流程图。
该图中,对与受电装置2的谐振电路20的谐振状态的控制相关的动作进行说明。
首先,关于受电装置2,使电路电源为ON状态(电源导通状态)(步骤S101)。例如,从供电装置1的供电线圈11向受电装置2的受电线圈21通过无线(非接触)供给电力,对电池26供给电力。
接着,受电装置2判定充电电流是否为既定阈值以上(步骤S102)。具体而言,谐振控制部60将电池26的充电电流转换为电压,根据转换的电压是否为既定阈值电压以上,来判定充电电流是否为既定阈值以上。
谐振控制部60在充电电流为不到既定阈值的情况下(步骤S102:否),使谐振控制晶体管23为导通状态(步骤S103)。即,谐振控制部60将H状态输出至谐振控制晶体管23的栅极端子。由此,谐振控制晶体管23成为导通状态,谐振电容器22与谐振电路20电连接。
另外,谐振控制部60在充电电流为既定阈值以上的情况下(步骤S102:是),使谐振控制晶体管23为截止状态(步骤S104)。即,谐振控制部60 将L状态输出至谐振控制晶体管23的栅极端子。由此,谐振控制晶体管23成为截止状态,谐振电容器22从谐振电路20电切断。
步骤S103或步骤S104的处理之后,返回步骤S102的处理,反复步骤S102至步骤S104的处理。
这样,谐振控制部60以充电电流不超过既定阈值的方式,进行切换谐振电路20的谐振状态的控制。即,谐振控制部60以充电电流不超过既定阈值的方式,对谐振电路20进行间断地切换谐振状态与非谐振状态的控制。由此,观测到供电装置1的供电线圈11的电压如图4所示周期性的变动。
图4是示出能够向受电装置2供电的情况下的供电线圈11的电压及峰值变动检测部40的检测信号C的一个例子的图。
该图中,波形W1及波形W2从上开始顺序分别示出(a)供电线圈11的电压(节点N1的电压)及(b)峰值变动检测部40的检测信号C的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)表示电压,(b)表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。
该图所示的例是能够向受电装置2供电的情况,受电装置2的谐振电路20被切换为谐振状态与非谐振状态,因此如波形W1所示,供电线圈11的电压的峰值电压发生变动。
另外,这样,在峰值电压低的位置(参照波形W2的点P1),峰值变动检测部40如波形W2所示,不向检测信号C输出脉冲信号。
此外,受电装置2根据负载的状态(例如,充电电流或充电电压),谐振电路20的谐振状态的切换频度发生变化,但轻负载的情况下谐振状态的切换频度变少,因此峰值电压的变动减小为供电线圈的反复驱动次数的数十次至数百次才变动一次。其结果是,输出检测信号C的频度,减少为数十次至数百次才一次。
这样受电装置2的谐振电路20所造成的峰值变动检测部40的峰值电压的变动,并不限于每周期连续发生。因此,间歇控制部51具备保持峰值电压的变动的有无的功能,使得即便是数十次、数百次才变动一次也能够能够捕捉。
另外,图5是示出是不能向受电装置2供电的状态的情况下的供电线圈11的电压及峰值变动检测部40的检测信号C的一个例子的图。
该图中,波形W3及波形W4从上开始顺序分别示出(a)供电线圈11的电压(节点N1的电压)及(b)峰值变动检测部40的检测信号C的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)表示电压,(b)表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。
该图所示的例是例如金属异物被放置在供电线圈11之上的情况或是不能向受电装置2供电的状态的情况,关于受电装置2的谐振电路20,谐振状态不被切换,因此如波形W3所示,供电线圈11的电压的峰值电压不发生变动。
因此,如波形W4所示,峰值变动检测部40始终向检测信号C输出脉冲信号。
这样,本实施方式中的供电装置1,能够基于供电线圈11的电压的峰值电压的变动来判定受电装置2是否能够受电,基于该判定结果,进行是连续驱动还是间歇驱动供电线圈11的切换。
此外,本实施方式中的供电系统100,检测供电线圈的电压的变动来判定受电装置2是否能够受电,因此不需要设置例如用于从受电侧向供电侧通知及接收用于异物检测的信号的大规模的专用发送部及专用接收部。另外,供电系统100不需要设置通知用线圈及接收用线圈等的用于通知/接收的专用的路径。
图6是示出本实施方式中的供电装置1的动作的一个例子的流程图。
该图中,供电装置1的驱动控制部50首先向驱动晶体管13供给驱动信号DRV(步骤S201)。具体而言,驱动控制部50的定时生成部52使信号A及信号B输出L状态,切换部54被切换为A端子侧。由此,驱动信号DRV从驱动信号生成部30供给至驱动晶体管13的栅极端子。
接着,驱动控制部50使间歇控制部51的驱动控制信号D复位(初始化)(步骤S202)。即,通过定时生成部52使信号A及信号B输出L状态,间歇控制部51的D-F/F76的驱动控制信号D被复位。
接着,供电装置1的峰值变动检测部40检测供电线圈11的电压的峰值电压的变动(步骤S203)。
接着,间歇控制部51判定是否存在峰值电压的变动(步骤S204)。即,定时生成部52使信号B为H状态而移行至检测期间,间歇控制部51基于峰值变动检测部40的检测信号C,判定是否存在峰值电压的变动。
间歇控制部51在存在峰值电压的变动的情况下(步骤S204:是),继续向驱动晶体管13的驱动信号DRV的供给(步骤S205)。即,间歇控制部51使驱动控制信号D为H状态,AND电路53向切换部54的B端子侧供给驱动信号DRV。而且,定时生成部52使信号A为H状态,开始供电期间,将切换部54的输入切换为B端子侧。由此,驱动信号DRV经由AND电路53,供给至驱动晶体管13的栅极端子。该步骤S205的处理后,经过供电期间后,返回步骤S201,供电装置1如图7所示,连续驱动供电线圈11。
另外,间歇控制部51在没有峰值电压的变动的情况下(步骤S204:否),停止向驱动晶体管13的驱动信号DRV的供给(步骤S206)。即,间歇控制部51使驱动控制信号D为L状态,AND电路53对于切换部54的B端子侧停止驱动信号DRV的供给。而且,定时生成部52使信号A为H状态,开始供电期间,将切换部54的输入切换为B端子侧。由此,驱动信号DRV被AND电路53停止,供电线圈11的驱动被停止。该步骤S206的处理后,经过供电期间后,返回步骤S201,供电装置1如图8所示,间歇驱动供电线圈11。
图7是示出在能够向受电装置2供电的情况下的供电装置1的动作的一个例子的第1时序图。
该图中,波形W5~W8从上开始顺序分别示出(a)供电线圈11的电压(节点N1的电压)、(b)信号A、(c)信号B及(d)驱动控制信号D的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)表示电压,(b)~(d)表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。
在该图的时刻T1,定时生成部52使信号A为L状态。由此,在切换部54输入成为A端子侧,并且作为间歇控制部51的输出信号的驱动控制信号D被复位。
接着,在时刻T2,定时生成部52使信号B为H状态。由此,检测期间TR2开始,间歇控制部51基于峰值变动检测部40的检测信号C,判定是否存在峰值电压的变动。
另外,在时刻T3,定时生成部52使信号A为H状态,并且使信号B为L状态。由此,供电期间TR3开始,在切换部54输入成为B端子侧。
图7所示的例中,是能够向受电装置2供电的情况,因此如波形W8所示,从切换部54的B端子侧继续驱动信号DRV的供给,作为结果,如波形W5所示,供电装置1成为连续驱动。在该情况下,供电装置1对于受电装置2,能够供给电池26的充电所需要的充分的电力。
此外,时刻T4~时刻T6的动作与时刻T1~时刻T3的动作相同。在此,期间TR1表示信号A的L状态的期间,期间TR2表示信号B的H状态的期间。另外,从时刻T3至时刻T4的期间表示供电期间TR3,从时刻T1至时刻T4的期间TR4成为定时生成部52的1个周期,从时刻T1至时刻T2的期间成为复位期间TR5。
另外,图8是示出不能向受电装置2供电的状态的情况下的供电装置1的动作的一个例子的第1时序图。
该图中,波形W9~W12从上开始顺序分别示出(a)供电线圈11的电压(节点N1的电压)、(b)信号A、(c)信号B及(d)驱动控制信号D的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)表示电压,(b)~(d)表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。
该图中的时刻T1~时刻T6及期间TR1~TR5与图7相同。
图8所示的例中,是不能向受电装置2供电的状态的情况,因此如波形W12所示,驱动控制信号D成为L状态,因此从切换部54的B端子侧停止驱动信号DRV的供给,作为结果,如波形W9所示,供电装置1成为间歇驱动。此外,在驱动信号DRV的供给被停止期间,供电线圈11的电压成为电源VCC的电压Vcc。在该情况下,供电装置1仅在期间TR1的期间驱动供电线圈11,因此能够抑制金属异物被放置在供电线圈11之上的情况下的发热。另外,供电装置1能够降低待机电力。
此外,关于检测期间TR2(第1期间)和供电期间TR3(第2期间),例如比检测期间TR2更长地规定供电期间TR3,使得在供电线圈11与金属异物电磁耦合的情况下的发热导致的金属异物的上升温度为既定温度以下。在此,所谓既定温度,例如是供电装置1的动作得到保障的温度等。
接着,参照图9~图12,对供电装置1的动作详细进行说明。
图9是示出能够向受电装置2供电的情况下的驱动控制部50的动作的一个例子的时序图。
另外,图10是示出能够向受电装置2供电的情况下的供电装置1的动作的一个例子的第2时序图。
在图9中,波形W21~W26从上开始顺序分别示出(a)信号A、(b)信号B、(c)驱动信号DRV、(d)检测信号C,(e)D-F/F74的输出信号DFFQ1及(f)驱动控制信号D的波形。此外,各波形的纵轴表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。
另外,从时刻T11至时刻T12的期间表示复位期间TR5,从时刻T12至时刻T13的期间表示检测期间TR2,从时刻T11至时刻T13的期间表示信号A的L状态的期间TR1。
如图9所示,由于检测信号C的上升,D-F/F74的输出信号DFFQ1被复位,由于驱动信号DRV的上升,该输出信号DFFQ1成为H状态。另外,在输出信号DFFQ1为H状态的情况下,驱动控制信号D由于驱动信号DRV的上升而成为H状态。因此,在检测期间TR2,在检测信号C检测到峰值电压的变动的情况下(不输出脉冲信号的情况下),关于间歇控制部51,D-F/F74的输出信号DFFQ1未被复位,H状态得以维持,由于驱动信号DRV的上升,作为D-F/F76的输出信号的驱动控制信号D成为H状态。由此,由于D-F/F76的输出信号持续保持H信号,因此驱动信号DRV在时刻T13以后仍继续被供给至驱动晶体管13。
这样,间歇控制部51具备如下功能:例如即使在上述的峰值电压的变动减小为供电线圈11的反复驱动次数的数十次至数百次才变动一次的情况下,也可保持峰值电压的变动的有无的结果。间歇控制部51按驱动信号DRV的每个周期监视峰值电压的变动,因此即使在谐振状态的切换频度少的情况下,也能够可靠地捕捉峰值电压的变动的有无。
另外,在图10中,波形W27~W29从上开始顺序分别示出(a)信号A、(b)驱动信号DRV及(c)供电线圈11的电压的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)及(b)表示逻辑状态,(c)表示电压。另外,横轴表示时间。
如图10所示,驱动控制部50在从时刻T14至时刻T15的供电期间TR3,继续将驱动信号DRV供给至驱动晶体管13,连续驱动供电线圈11(参照波形W28及波形W29)。
接着,参照图11及图12,对不能够向受电装置2供电的状态的情况下的动作的细节进行说明。
图11是示出不能够向受电装置2供电的状态的情况下的驱动控制部50的动作的一个例子的时序图。
另外,图12是示出不能够向受电装置2供电的状态的情况下的供电装置1的动作的一个例子的第2时序图。
在图11中,波形W31~W36从上开始顺序分别表示(a)信号A、(b)信号B、(c)驱动信号DRV、(d)检测信号C、(e)D-F/F74的输出信号DFFQ1及(f)驱动控制信号D的波形。此外,各波形的纵轴表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。
另外,从时刻T11至时刻T12的期间表示复位期间TR5,从时刻T12至时刻T13的期间表示检测期间TR2,从时刻T11至时刻T13的期间表示信号A的L状态的期间TR1。
图11所示的例中,是不能够向受电装置2供电的状态的情况,因此峰值变动检测部40不检测峰值电压的变动。因此,由于检测信号C的上升,D-F/F74的输出信号DFFQ1始终被复位,间歇控制部51将驱动控制信号D维持在L状态。由此,驱动信号DRV向驱动晶体管13的供给,在时刻T13以后被停止。
另外,在图12中,波形W37~W39从上开始顺序分别表示(a)信号A、(b)驱动信号DRV及(c)供电线圈11的电压的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)及(b)表示逻辑状态,(c)表示电压。另外,横轴表示时间。
如图12所示,驱动控制部50在从时刻T14至时刻T15的供电期间TR3,停止驱动信号DRV,间歇驱动供电线圈11(参照波形W38及波形W39)。
如以上说明的那样,本实施方式中的供电系统100具备具有供电线圈11的供电装置1和具有受电线圈21的受电装置2,利用电磁感应从供电装置1向受电装置2提供电力。受电装置2具备谐振电路20,该谐振电路20具有:由供电线圈11供电的受电线圈21;与受电线圈21进行谐振的谐振电容器22;以及变更谐振电容器22的连接状态以控制谐振状态的谐振控制晶体管23(第1开关元件)。供电装置1具备驱动晶体管13(第2开关元件)、驱动信号生成部30、峰值变动检测部40(变动检测部)以及驱动控制部50。驱动晶体管13与供电线圈11串联连接,驱动信号生成部30间断地变更驱动晶体管13的导通状态与非导通状态,生成驱动供电线圈11的驱动信号DRV。峰值变动检测部40检测由供电线圈11激励的激励电压的周期性的波形变动(例如,峰值电压的变动),作为与谐振电容器22的连接状态相应的谐振电路20的谐振状态的变更。驱动控制部50基于峰值变动检测部40检测的周期性的波形变动,判定是否是能够向受电装置2供电的状态,基于该判定结果,进行是否向驱动晶体管13继续供给驱动信号DRV的控制。
此外,上述周期性的波形变动中包含激励电压的峰值电压的变动,峰值变动检测部40检测峰值电压的变动,作为谐振电容器22的电连接状态的变更,驱动控制部50基于峰值变动检测部40检测的峰值电压的变动,判定是否是能够向受电装置2供电的状态。
由此,本实施方式中的供电系统100能够正确判定是否是能够向受电装置2供电的状态。例如,在取代受电装置2而将金属异物放置于供电线圈11之上的情况下,关于本实施方式中的供电系统100,由于金属异物的话不产生如上所述的峰值电压的变动而为恒定,因此能够正确判定为不能够向受电装置2供电的状态。此外,例如即使是金属异物的材质或厚度发生变化,若是金属异物的话,对不产生峰值电压的变动而为恒定的情况没有影响,因此本实施方式中的供电系统100能够不依赖于金属异物的材质或厚度,正确判定是否是能够向受电装置2供电的状态。
本实施方式中的供电系统100能够正确判定是否是能够向受电装置2供电的状态,因此能够例如在能够向受电装置2供电的状态的情况下,向驱动晶体管13继续供给驱动信号DRV,在不能够向受电装置2供电的状态的情况下,停止驱动信号DRV。因此,例如在供电线圈11之上放置有金属异物的情况下,本实施方式中的供电系统100能够适当地停止向驱动晶体管13供给驱动信号DRV,能够抑制金属异物造成的发热。另外,本实施方式中的供电系统100中,即使在没有受电装置2的情况下,也同样地能够停止向驱动晶体管13供给驱动信号DRV,因此能够降低供电装置1的待机电力。
此外,在此,对供电线圈11之上放置有金属异物的情况下的供电线圈11的电压波形,参照图13进行说明。
图13是示出在供电线圈11放置有金属异物的情况下的激励电压的波形的一个例子的波形图。
图13(a)及(b)中,纵轴表示供电线圈11的激励电压,横轴表示时间。
另外,图13(a)中,波形W13表示没有金属异物(什么也没有放置的情况下)的激励电压,波形W14表示在供电线圈11放置有铝制硬币的情况下的激励电压。另外,波形W15表示在供电线圈11放置有青铜制硬币的情况下的激励电压,波形W16表示在供电线圈11放置有白铜制硬币的情况下的激励电压。另外,图13(b)中,波形W17表示在供电线圈11放置有铝带的情况下的激励电压。
如图13(a)及(b)所示,金属异物的材质或厚度不同、激励电压的峰值(峰值电压)及脉冲宽度发生变化。此外,波形W13~波形W17是激励电压的1个周期的波形,作为周期性的波形,在放置有金属异物的情况下,或者什么也没有放置的情况下,波形W13~波形W17的各自的波形得以反复。即,在放置有金属异物的情况下,成为如图5的波形W3的波形,不发生周期性的波形变动(峰值电压的变动或脉冲宽度的变动)。
这样,在供电线圈11放置有金属异物的情况下,根据金属异物的材质或厚度,激励电压的峰值(峰值电压)及脉冲宽度发生变化。因此,如现有的供电系统那样例如以通过阈值来判定峰值电压的大小的方式判定放置有金属异物的情况中,难以正确判定是否放置有金属异物。
相对于此,本实施方式中的供电系统100如上所述基于供电线圈11的激励电压的周期性的波形变动(例如,峰值电压的变动)来判定是否是能够向受电装置2供电的状态,因此如上所述能够不依赖于金属异物的材质或厚度,正确检测在供电线圈11未放置金属异物的情况。
另外,在本实施方式中,驱动控制部50在预定的检测期间TR2(第1期间)将驱动信号DRV供给至驱动晶体管13,使峰值变动检测部40检测峰值电压的变动。驱动控制部50在检测期间TR2判定为能够向受电装置2供电的状态的情况下,在检测期间TR2后的预定的供电期间TR3(第2期间)继续向驱动晶体管13供给驱动信号DRV,连续地驱动供电线圈11。驱动控制部50在检测期间TR2判定为不能够向受电装置2供电的状态的情况下,在第2期间停止向驱动晶体管13供给驱动信号DRV,间歇地驱动供电线圈11。
由此,本实施方式中的供电系统100在例如在供电线圈11之上放置有金属异物的情况下,间歇地驱动供电线圈11,因此能够适当地抑制金属异物造成的发热。
另外,在本实施方式中,驱动控制部50具备交替且定期地生成检测期间TR2与供电期间TR3的定时生成部52。
由此,本实施方式中的供电系统100在例如金属异物放置于供电线圈11之上的情况下,在即使偶然发生峰值电压的变动的情况下,也定期地反复判定是否是能够向受电装置2供电的状态,因此能够降低误判定。
另外,在本实施方式中,关于检测期间TR2和供电期间TR3,例如比检测期间TR2更长地规定供电期间TR3,使得供电线圈11与金属异物电磁耦合的情况下的发热导致的金属异物的上升温度成为既定温度以下。
由此,本实施方式中的供电系统100能够适当地抑制金属异物造成的发热。
另外,在本实施方式中,峰值变动检测部40具备:保持激励电压的峰值电压的峰值保持电路401;以及基于峰值保持电路401保持的保持电压和激励电压的峰值电压,来检测峰值电压的变动的变动检测电路402(检测电路)。
由此,本实施方式中的供电系统100能够通过简易的电路单元来检测峰值电压的变动。
另外,在本实施方式中,受电装置2具备谐振控制部60,其中谐振控制部60通过控制谐振控制晶体管23来控制谐振电路20的谐振状态,与流入利用将受电线圈21接收的电力整流而得到直流电力来充电的电池26电流相应地,控制谐振控制晶体管23。
由此,本实施方式中的供电系统100能够在对电池26充电时,抑制在充电电流产生过电流。另外,由于产生谐振电路20的谐振状态的切换(变更),因此供电装置1能够正确判定是否是能够向受电装置2供电的状态。
此外,根据本实施方式的供电方法,包含变动步骤、变动检测步骤和驱动控制步骤。在变动步骤,受电装置2使具有由供电线圈11供电的受电线圈21、与受电线圈21进行谐振的谐振电容器22以及变更谐振电容器22的连接状态以控制谐振状态是谐振控制晶体管23的谐振电路20的谐振状态发生变动。在变动检测步骤,供电装置1检测由供电线圈11激励的激励电压的峰值电压的变动,作为与谐振电容器22的连接状态相应的谐振电路20的谐振状态的变更。而且,在驱动控制步骤,供电装置1基于通过变动检测步骤检测的峰值电压的变动,来判定是否是能够向受电装置2供电的状态,基于该判定结果,进行是否继续向驱动晶体管13供给驱动信号DRV的控制。
由此,根据本实施方式供电方法,能够正确判定是否是能够向受电装置2供电的状态,因此能够抑制例如金属异物造成的发热。另外,本实施方式中的供电方法中,在没有受电装置2的情况下,也同样能够停止向驱动晶体管13供给驱动信号DRV,因此能够降低供电装置1的待机电力。
此外,现有的供电系统中,受电侧有时在谐振电路的输出的整流后具备调节器。这样的现有的供电系统中,调节器通过在平滑电容器和开关调节器的降压线圈储蓄能量并释放出,从而输出稳定的直流电压。因此,现有的供电系统中,存在受电侧的负载电流的变化减少的倾向。这样,现有的供电系统中,在受电侧不进行谐振状态的切换,进而,负载电流的变化变少,因此难以在供电侧一边对电池进行充电,一边通过供电线圈的激励电压的周期性的波形变动(峰值电压的变动)来检测受电侧。
相对于此,本实施方式中的供电系统100中,受电装置2具备具有受电线圈21、与受电线圈21进行谐振的谐振电容器22以及变更谐振电容器22的连接状态来控制谐振状态的谐振控制晶体管23的谐振电路20。通过该结构,受电装置2使受电线圈21的两端的电压的峰值不断地动态变动,因此本实施方式中的供电系统100中,能够一边对电池26进行充电,一边检测供电线圈11的激励电压的峰值电压的大的变动,作为谐振电路20的谐振状态的变更。由此,本实施方式中的供电系统100中,能够通过如上述的峰值变动检测部40的简易的检测电路,来检测峰值电压的变动。
另外,作为现有的供电系统,存在具备从受电侧进行借助负载变动的调制,向供电侧要求供电电力的增减的认证功能的部分(例如,Qi规格等的方法)。这样的现有的供电系统中,通过由受电侧与供电侧进行通信,将适当的电力向受电侧供电。然而,这样的现有的供电系统中,在供电侧需要解调电路和指令控制电路,在受电侧需要进行借助负载变动的调制的负载调制电路等。为了实现这些,一般在供电侧及受电侧加入微控制器等来实现,电路规模大成为装置的紧凑化、低成本化的障碍,微控制器的程序开发、微机IP的门极阵列的开发等的费用变得巨大。这样的现有的供电系统中,随着电路规模增大,功耗也增大,由于进行负载调制而进一步存在功耗增大的倾向。为了补充该功耗的增大而增大受电线圈的尺寸,或者为了受电线圈的发热对策而设置散热部件等,装置的大小和成本成为增大的结果。
相对于此,本实施方式中的供电系统100,不像上述现有的供电系统那样需要借助负载调制的通信功能,受电装置2以充电电流不超过既定阈值的方式进行切换谐振电路20的谐振状态的控制,因此不会在充电电流以上进一步消耗进行负载调制的额外的电力。由此,本实施方式中的供电系统100与上述现有的供电系统相比,能够通过不需要用于实现通信功能的微控制器的简易的电路结构来实现,并且能够降低功耗。进而,由于本实施方式中的供电系统100能够降低功耗,因此能够适当地减少受电线圈21的尺寸,抑制受电线圈21的额外的发热,结果,总得来说能够减少装置的电路所需要的容积。因此,本实施方式中的供电系统100,能够实现紧凑的供电装置1及受电装置2。
接着,对本发明所涉及的第2实施方式参照附图进行说明。
[第2实施方式]
图14是示出根据本发明所涉及的第2实施方式的供电系统100a的一个例子的框图。
该图中,供电系统100a具备供电装置1a和受电装置2。
供电装置1a具备供电线圈11、谐振电容器12、驱动晶体管13、缓冲器14、驱动信号生成部30a、峰值变动检测部40及驱动控制部50。
此外,该图中,关于与图1相同的结构赋予相同的标号,省略其说明。
在本实施方式中,驱动信号生成部30a的结构与第1实施方式不同。以下,对与该第1实施方式不同的结构进行说明。
<驱动信号生成部30a的结构>
驱动信号生成部30a具备电阻31、电阻32、ON信号生成部80及OFF信号生成部90。
电阻31及电阻32在作为供电线圈11的第2端子的节点N1与电源GND之间串联连接。即,电阻31连接在节点N1与节点N16之间,电阻32连接在节点N16与电源GND之间。电阻31及电阻32作为使节点N1的电压下降至在后段连接的电路元件的耐压的范围的电阻分压而发挥功能。
ON信号生成部80(第1信号生成部)具备反相器81、二极管82、电阻83、电容器84、集电极开路输出反相器85、电阻86及控制晶体管87。
反相器81的输入端子与节点N16连接,输出端子与节点N17连接。
二极管82在反相器81与集电极开路输出反相器85之间同电阻83并联连接,阳极端子与节点N18连接,阴极端子与节点N17连接。二极管82在反相器81的输入的逻辑状态成为H状态从而其输出成为L状态的情况下,使蓄积在节点N18的电荷(在电容器84充电的电荷)放电,使节点N18立即成为L状态。
电阻83同二极管82并联连接在节点N17与节点N18之间。另外,电容器84连接在节点N18与电源GND之间。该电阻83及电容器84构成RC电路,通过电阻83及电容器84的时间常数,规定后述的打开期间(ton期间)。
集电极开路输出反相器85是进行将输入信号反相的集电极开路输出的反相输出电路,输入端子与节点N18连接,输出端子与节点N2连接。集电极开路输出反相器85在例如输入端子(节点N18)为H状态的情况下,在输出端子(节点N2)作为输出信号(信号Q1)输出L状态。另外,集电极开路输出反相器85在例如输入端子(节点N18)为L状态的情况下,在输出端子(节点N2)作为输出信号(信号Q1)输出开路状态(高阻抗状态)。
电阻86连接在电源VCC与节点N2之间,与节点N2连接的集电极开路输出反相器85的输出端子及控制晶体管87的漏极端子为开路状态的情况下,作为将节点N2保持为H状态的上拉电阻发挥功能。
控制晶体管87例如是NMOS晶体管,源极端子(S)与电源GND连接,漏极端子(D)与节点N2连接。另外,控制晶体管87的栅极端子(G)与节点N16连接。
例如在将供电线圈11(节点N1)的电压利用电阻31及电阻32进行分压而得的节点N16的电压为控制晶体管87的阈值电压以上的情况下,控制晶体管87成为导通状态,在漏极端子输出L状态。另外,在节点N16的电压为不到控制晶体管87的阈值电压的情况下,控制晶体管87成为截止状态,在漏极端子输出开路状态。
ON信号生成部80,通过检测供电线圈11的电压的下降沿,控制晶体管87成为截止状态,并且集电极开路输出反相器85在ton期间(第3期间)输出开路状态。而且,集电极开路输出反相器85,在通过RC电路对电容器84充电而节点N18成为H状态的情况下(相当于经过ton期间后),输出L状态。由此,ON信号生成部80,在供电线圈11的电压的下降沿至ton期间(第3期间),在驱动晶体管13的栅极端子输出H状态。
这样,ON信号生成部80,在驱动晶体管13的两端间的电位差(供电线圈11的激励电压)成为既定阈值范围内(例如,不到控制晶体管87的阈值电压的范围)的情况下,在预定的ton期间,使驱动晶体管13为导通状态后,生成使驱动晶体管13为截止状态驱动信号DRV。
OFF信号生成部90(第2信号生成部),在驱动晶体管13的两端间的电位差(供电线圈11的激励电压)为从既定阈值范围内(例如,0V~阈值电压Vth的范围内)偏离的情况下,在经过预定的toffMAX期间(第4期间)后,生成使驱动晶体管13为导通状态的控制信号。
在此,toffMAX期间表示上述的toff期间的上限值,例如比驱动晶体管13的电压(节点N1的电压)通过谐振电路10从0V上升至再次返回0V的toff期间更长地规定。即,toffMAX期间,比驱动晶体管13的两端间的电位差通过谐振电路10而变化到既定阈值范围(例如,0V~阈值电压Vth的范围)外至再次返回既定阈值范围内的期间更长地规定。
另外,OFF信号生成部90具备缓冲器91、二极管92、电阻93、电容器94及集电极开路输出缓冲器95。
缓冲器91的输入端子与节点N16连接,输出端子与节点N19连接。
二极管92同电阻93并联连接在缓冲器91与集电极开路输出缓冲器95之间,阳极端子与节点N20连接,阴极端子与节点N19连接。二极管92在缓冲器91的输出成为L状态的情况下,使蓄积在节点N20的电荷(电容器94所充电的电荷)放电,使节点N20立即成为L状态。
电阻93同二极管92并联连接在节点N19与节点N20之间。另外,电容器94连接在节点N20与电源GND之间。该电阻93及电容器94构成RC电路,根据电阻93及电容器94的时间常数,规定toffMAX期间。
集电极开路输出缓冲器95是将输入信号进行集电极开路输出的输出电路,输入端子与节点N20连接,输出端子与控制晶体管87的源极端子(S)连接。集电极开路输出缓冲器95例如在输入端子(节点N20)为H状态的情况下,在输出端子作为输出信号(信号Q2)输出开路状态(高阻抗状态)。另外,集电极开路输出缓冲器95例如在输入端子(节点N20)为L状态的情况下,在输出端子作为输出信号(信号Q2)输出L状态。
接着,对本实施方式中的供电系统100a的动作进行说明。
首先,对供电系统100a具备的供电装置1a的动作,参照图15及图16进行说明。
图15是示出本实施方式中的供电装置1a的动作的一个例子的时序图。此外,图15所示的时序图示出在受电装置2不发生急剧的负载变动的情况下的供电装置1a的动作的一个例子。
该图中,波形W41~W46从上开始顺序分别表示(a)供电线圈11的电压(节点N1的电压)、(b)驱动信号DRV、(c)ON信号生成部80的输出信号Q1、(d)OFF信号生成部90的输出信号Q2、(e)控制晶体管87的状态及(f)控制晶体管87的漏极电压的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)表示电压,(e)表示导通(ON)/非导通(OFF)的状态,(b)~(d)及(f)表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。另外,电压Vth是用于使ON信号生成部80及OFF信号生成部90动作的阈值电压。
此外,该图中,从时刻T21至时刻T23的期间及从时刻T25至时刻T26的期间,与ton期间对应。另外,从时刻T23至时刻T25的期间与toff期间对应。
首先,在时刻T21,当供电线圈11的电压下降至不到阈值电压Vth,ON信号生成部80在输出信号Q1输出开路状态(Open状态)输出(参照波形W43)。
另外,另一方面,当供电线圈11的电压下降至不到阈值电压Vth,如波形W45所示,控制晶体管87成为截止状态,其结果是,如波形W46所示,控制晶体管87的漏极电压(漏极端子(D)的电压)成为开路状态。由此,在节点N2经由电阻86供给电源VCC,如波形W42所示,驱动信号DRV成为H状态,因此驱动晶体管13成为导通状态。
接着,电容器84的充电继续,在时刻T22,当节点N18成为H状态,集电极开路输出反相器85在输出信号Q1输出L状态(参照波形W43)。
其结果是,在时刻T23,节点N2从H状态迁移至L状态,驱动晶体管13成为截止状态。由此,蓄积于谐振电路10的供电线圈11的电力被开放,谐振电路10使供电线圈11的电压上升。
接着,在时刻T24,当供电线圈11的电压成为阈值电压Vth以上,ON信号生成部80在输出信号Q1再次输出开路状态(Open状态)(参照波形W43)。
另外,另一方面,当供电线圈11的电压上升至阈值电压Vth以上,如波形W45所示,控制晶体管87成为导通状态,其结果是,如波形W46所示,控制晶体管87作为漏极电压输出L状态,驱动晶体管13的栅极电压成为L状态,因此驱动晶体管13维持截止状态。
接着,在时刻T25,当供电线圈11的电压下降至不到阈值电压Vth,与上述的时刻T21相同,ON信号生成部80在输出信号Q1输出开路状态,控制晶体管87成为截止状态。其结果是,驱动晶体管13的栅极电压成为H状态,因此驱动晶体管13再次成为导通状态。
下一时刻T26的供电装置1a的动作与上述的时刻T23的动作相同。
此外,图15所示的例中,例如是在受电装置2不发生急剧的负载变动的情况下的动作,因此toff期间在达到toffMAX期间前移行至ton期间。因此,OFF信号生成部90将输出信号Q2维持在L状态,不会输出H状态。
图16是示出本实施方式中的供电装置1a的动作的另一个例子的时序图。此外,图16所示的时序图示出在受电装置2发生了急剧的负载变动的情况下的供电装置1a的动作的一个例子。
该图中,波形W51~W56从上开始顺序分别表示(a)供电线圈11的电压(节点N1的电压)、(b)驱动信号DRV、(c)ON信号生成部80的输出信号Q1、(d)OFF信号生成部90的输出信号Q2、(e)控制晶体管87的状态及(f)控制晶体管87的漏极电压的波形。另外,为了比较,波形W50表示不具备OFF信号生成部90的情况下的供电线圈11的电压(节点N1的电压)的波形。
此外,关于各波形的纵轴,(a)表示电压,(e)表示导通(ON)/非导通(OFF)的状态,(b)~(d)及(f)表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。另外,电压Vth是用于使ON信号生成部80及OFF信号生成部90动作的阈值电压。
另外,该图中,从时刻T31至时刻T33的期间及从时刻T36至时刻T38的期间,与ton期间对应。另外,从时刻T38至时刻T39的期间,与toff期间对应。
另外,从时刻T31至时刻T34的动作,与图15的从时刻T21至时刻T24的动作相同。
在时刻T34至时刻T35之间的期间,在受电装置2发生了急剧的负载变动的情况下,供电线圈11的电压成为如波形W50所示的电压波形。这是由于在受电装置2发生了急剧的负载变动,从而供电线圈11的磁能量的消耗发生变动,其结果是,供电线圈11的电压不能下降至0V,成为与电源VCC的电压Vcc接近。
然而,由于本实施方式中的供电装置1a具备OFF信号生成部90,所以在经过了toffMAX期间的时刻T35,OFF信号生成部90的节点N20的电压通过电容器94的充电而成为H状态,其结果是,集电极开路输出缓冲器95在输出信号Q2输出开路状态。在此,ON信号生成部80的输出信号Q1也是开路状态,因此节点N2由于经由电阻86由电源VCC供给的电压而成为H状态。
由此,驱动晶体管13的栅极电压成为H状态,因此在时刻T36,驱动晶体管13成为导通状态。
而且,由于供电线圈11的电压下降至不到阈值电压Vth,因此在时刻T37,ON信号生成部80再次开始ton期间。即,ON信号生成部80在时刻T37至时刻T38之间,将使驱动晶体管13成为导通状态的控制信号输出至驱动晶体管13的栅极端子。
由此,驱动信号生成部30a与供电线圈11的电压的下降沿同步,通过开关驱动晶体管13,如波形W51所示的振荡得以继续。
如以上说明的那样,本实施方式中的供电系统100a中,供电装置1a的驱动信号生成部30a具备ON信号生成部80(第1信号生成部)和OFF信号生成部90(第2信号生成部)。ON信号生成部80在供电线圈11的激励电压成为既定阈值范围内的情况下,在预定的ton期间(第3期间)、使驱动晶体管13成为导通状态后,生成使驱动晶体管13成为非导通状态的驱动信号DRV。而且,OFF信号生成部90在激励电压从既定阈值范围内偏离的情况下,在经过预定的toffMAX期间(第4期间)后,生成使驱动晶体管13成为导通状态的驱动信号DRV。
由此,本实施方式中的供电系统100a能够不使用反馈线圈,而仅以供电线圈11来进行振荡,因此能够简化供电装置1a的结构,能够省空间化(紧凑化)及重量轻化。
另外,本实施方式中的供电系统100a具备OFF信号生成部90,因此在例如在受电装置2发生了急剧的负载变动的情况下,或通过间歇驱动使供电线圈11的驱动停止的情况下,也能够稳定地重新开始振荡。
另外,本实施方式中的供电系统100a在驱动晶体管13的两端间(源极端子-漏极端子间)的电位差为0V附近的情况下进行驱动晶体管13的开关。由此,在开关时驱动晶体管13的两端间(源极端子-漏极端子间)的电位变化小,因此本实施方式中的供电系统100a能够降低供电线圈11及驱动晶体管13的发热。
接着,对本发明所涉及的第3实施方式参照附图进行说明。
供电线圈11的激励电压的周期性的波形变动中,包含激励电压的峰值电压的变动。因此,在本实施方式中,对检测激励电压的脉冲宽度的变动,作为供电线圈11的激励电压的周期性的波形变动的情况的一个例子进行说明。
[第3实施方式]
图17是示出根据本发明所涉及的第3实施方式的供电系统100b的一个例子的框图。
该图中,供电系统100b具备供电装置1b和受电装置2。
供电装置1b具备供电线圈11、谐振电容器12、驱动晶体管13、缓冲器14、驱动信号生成部30、脉冲宽度变动检测部40a及驱动控制部50。
此外,该图中,对与图1相同的结构赋予相同的标号,省略其说明。
在本实施方式中,供电装置1b取代峰值变动检测部40而具备脉冲宽度变动检测部40a这一点与第1实施方式不同。以下,对与该第1实施方式不同的结构进行说明。
<脉冲宽度变动检测部40a的结构>
脉冲宽度变动检测部40a(变动检测部)检测由供电线圈11激励的激励电压的脉冲宽度的变动,作为与受电装置2的谐振电容器22的连接状态相应的受电装置2的谐振电路20的谐振状态的变更。此外,本实施方式中的驱动控制部50基于脉冲宽度变动检测部40a检测的脉冲宽度的变动,来判定是否是能够向受电装置2供电的状态。
图18是示出本实施方式中的脉冲宽度变动检测部40a的一个例子的框图。
该图中,脉冲宽度变动检测部40a具备电阻(41A、41B)、运算放大器42、脉冲宽度电压转换电路410、峰值保持电路401及变动检测电路402。
此外,该图中,对与图2相同的结构赋予相同的标号,省略其说明。
脉冲宽度变动检测部40a追加有脉冲宽度电压转换电路410这一点,与波图2所示的峰值变动检测部40不同。
脉冲宽度电压转换电路410配置在节点N11与运算放大器42的+输入端子之间,将由供电线圈11激励的激励电压的周期性的波形的脉冲宽度的变动转换为电压的变动。脉冲宽度电压转换电路410具备反相器411、NMOS晶体管412、恒流源413及电容器414。
反相器411的输入端子与节点N11连接,输出端子与NMOS晶体管412的栅极端子连接。反相器411将对节点N11的电压进行了逻辑反相的信号输出至节点N21。反相器411在节点N11为H状态的情况下,使NMOS晶体管412为截止状态(非导通状态),在节点N11为L状态的情况下,使NMOS晶体管412为导通状态(导通状态)。即,反相器411在节点N11为H状态的期间,使NMOS晶体管412为截止状态。
NMOS晶体管412的源极端子与电源GND连接,栅极端子与反相器411的输出信号线连接,漏极端子与节点N21连接。NMOS晶体管412控制利用恒流源413的向电容器414的充电及放电。
恒流源413连接在节点N21与电源VCC之间,从电源VCC向节点N21供给既定恒流。
电容器414连接在节点N21与电源GND之间,通过利用来自恒流源413的既定恒流的充电,将节点N11为H状态的期间转换为节点N21的电压。
另外,节点N21与运算放大器42连接,后段的峰值保持电路401及变动检测电路402是与峰值变动检测部40相同的峰值变动检测电路。
这样,脉冲宽度变动检测部40a具备将节点N11成为H状态的期间(节点N11的脉冲宽度)转换为电压值的脉冲宽度电压转换电路410,利用该脉冲宽度电压转换电路410的输出作为由后段的峰值保持电路401及变动检测电路402构成的峰值变动检测电路的输入。
接着,对本实施方式中的供电系统100b的动作参照附图进行说明。
在本实施方式中,受电装置2的动作与第1实施方式相同,因此在此省略其说明。
在此,参照图19对脉冲宽度变动检测部40a的动作进行说明。
图19示出在能够向受电装置2供电的情况下的供电线圈11的电压及脉冲宽度变动检测部40a的检测信号C的一个例子的图。
该图中,波形W61~波形W63从上开始顺序分别表示(a)供电线圈11的电压(节点N1的电压)、(b)脉冲宽度转换电压(节点N21的电压)及(c)脉冲宽度变动检测部40a的检测信号C的波形。此外,关于各波形的纵轴,(a)及(b)表示电压,(c)表示逻辑状态。另外,横轴表示时间。
该图所示的例是能够向受电装置2供电的情况,由于受电装置2的谐振电路20被切换为谐振状态与非谐振状态,如波形W61所示,供电线圈11的电压的峰值电压发生变动并且脉冲宽度发生变动。
例如,在波形W61,峰值电压的低的位置,脉冲宽度变宽,因此在波形W62,在峰值电压的低的脉冲与后段的脉冲之间,产生峰值电压的变动(峰值电压差ΔV的变化)。其结果是,脉冲宽度变动检测部40a如波形W63所示,由于脉冲宽度的变动而在点P2不在检测信号C输出脉冲信号。
另外,在不能向受电装置2供电的状态的情况下,供电线圈11的周期性的电压波形中,不发生脉冲宽度的变动,因此脉冲宽度变动检测部40a,不会成为如上述波形W63的点P2那样的不在检测信号C输出脉冲信号的状态,而连续在检测信号C输出脉冲信号。
这样,本实施方式中的供电装置1b能够基于供电线圈11的电压的周期性的波形的脉冲宽度的变动来判定受电装置2是否能够受电,基于该判定结果,进行连续驱动还是间歇驱动供电线圈11的切换。
另外,本实施方式中的供电装置1b的动作与图6所示的第1实施方式相同。但是,在本实施方式中,在图6的步骤S204,取代峰值电压的变动,间歇控制部51判定是否存在脉冲宽度的变动。
如以上说明的那样,本实施方式中的供电装置1b具备脉冲宽度变动检测部40a(变动检测部)。此外,供电线圈11的激励电压的周期性的波形变动中,包含激励电压的脉冲宽度的变动,脉冲宽度变动检测部40a检测脉冲宽度的变动,作为谐振电容器22的电连接状态的变更。而且,驱动控制部50基于脉冲宽度变动检测部40a检测脉冲宽度的变动,来判定是否是能够向受电装置2供电的状态。
由此,本实施方式中的供电系统100b与第1及第2实施方式相同,能够正确判定是否是能够向受电装置2供电的状态。由此,本实施方式中的供电系统100b达到与第1及第2实施方式相同的效果。
此外,本发明并不限定于上述各实施方式,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行变更。
例如,上述各实施方式中,关于供电系统100(100a、100b),作为一个例子,对供给用于对受电装置2的电池26充电的电力的情况进行了说明,但不限于此。例如,供电系统100(100a、100b)也可以供给用于使受电装置2或与受电装置2连接的装置动作的电力。
另外,上述各实施方式中,对单独实施上述各实施方式的情况下进行了说明,但组合实施各实施方式也可以。
另外,上述各实施方式中,对供电线圈11的激励电压的周期性的波形变动中包含激励电压的峰值电压的变动和激励电压的脉冲宽度的变动的情况进行了说明,但也可以包含例如激励电压的波形的频率的变动、激励电压的波形的周期的变动等。即,也可以是变动检测部检测激励电压的波形的频率的变动或激励电压的波形的周期的变动,作为谐振电容器22的电连接状态的变更,驱动控制部50基于变动检测部检测的激励电压的波形的频率的变动或激励电压的波形的周期的变动,判定是否是能够向受电装置2供电的状态。
另外,上述各实施方式中,对谐振控制部60与电池26的充电电流相应地控制谐振状态的情况进行了说明,但不限于此。例如,谐振控制部60与电池26的充电电压相应地控制谐振状态也可以。
另外,供电系统100(100a、100b)具备的各构成,也可以通过专用的硬件来实现。另外,供电系统100(100a、100b)具备的各构成,也可以由存储器及CPU构成,通过将用于实现供电系统100(100a、100b)具备的各结构的程序载入存储器来执行来实现其功能。
[标号说明]
1、1a、1b 供电装置;2 受电装置;10、20 谐振电路;11 供电线圈;12、22 谐振电容器;13 驱动晶体管;14、91 缓冲器;21 受电线圈;23 谐振控制晶体管;24 整流二极管;25平滑电容器;26 电池;27、62、63、31、32、41A、41B、45、47A、47B、83、86、93 电阻;30、30a 驱动信号生成部;40 峰值变动检测部;40a 脉冲宽度变动检测部;42、46、61 运算放大器;43、82、92 二极管;44、84、94、414 电容器;48、64 比较器;50 驱动控制部;51 间歇控制部;52定时生成部;53、72 AND电路;54 切换部;60 谐振控制部;65 基准电源;70、81、411 反相器;71、75 OR电路;73 NAND电路;74、76 D-F/F;80 ON信号生成部;85 集电极开路输出反相器;87 控制晶体管;90 OFF信号生成部;95 集电极开路输出缓冲器;100、100a、100b 供电系统;401 峰值保持电路;402 变动检测电路;410 脉冲宽度电压转换电路;412 NMOS晶体管;413 恒流源。

Claims (11)

1.一种供电系统,具备具有供电线圈的供电装置、和具有受电线圈的受电装置,利用电磁感应从所述供电装置向所述受电装置提供电力,所述供电系统特征在于,
所述受电装置具备:
谐振电路,具有由所述供电线圈供电的所述受电线圈、与所述受电线圈进行谐振的谐振电容器、以及变更所述谐振电容器的电连接状态来进行切换谐振状态和非谐振状态的控制的第1开关元件,
谐振控制部,基于流入通过将所述受电线圈接收的电力整流而得的直流电力来充电的电池的电流,以周期性地切换所述谐振电路的所述谐振状态和所述非谐振状态的方式控制所述第1开关元件,
所述供电装置具备:
第2开关元件,与所述供电线圈串联连接;
驱动信号生成部,变更所述第2开关元件的导通状态与非导通状态,生成驱动所述供电线圈的驱动信号;
变动检测部,检测由所述供电线圈激励的激励电压的周期性的波形变动,作为所述谐振电容器的电连接状态的变更;以及
驱动控制部,响应是否有所述变动检测部检测的所述周期性的波形变动,判定是否是能够向所述受电装置供电的状态,基于该判定结果,进行是否向所述第2开关元件继续供给所述驱动信号的控制。
2.如权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制部,
在预定的第1期间向所述第2开关元件供给所述驱动信号,使所述变动检测部检测所述周期性的波形变动,并且在所述第1期间判定为能够向所述受电装置供电的状态的情况下,在所述第1期间后的预定的第2期间继续向所述第2开关元件供给所述驱动信号,连续地驱动所述供电线圈,
在所述第1期间判定为不能向所述受电装置供电的状态的情况下,在所述第2期间停止向所述第2开关元件供给所述驱动信号,间歇地驱动所述供电线圈。
3.如权利要求2所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制部具备:
定时生成部,交替且定期地生成所述第1期间与所述第2期间。
4.如权利要求2或3所述的供电系统,其特征在于,
关于所述第1期间与所述第2期间,比所述第1期间更长地规定所述第2期间,使得在所述供电线圈与异物电磁耦合的情况下的发热导致的所述异物的上升温度为既定温度以下。
5.如权利要求1至权利要求3的任一项所述的供电系统,其特征在于,
所述周期性的波形变动中,包含所述激励电压的峰值电压的变动,
所述变动检测部检测所述峰值电压的变动,作为所述谐振电容器的电连接状态的变更,
所述驱动控制部基于所述变动检测部检测的所述峰值电压的变动,来判定是否是能够向所述受电装置供电的状态。
6.如权利要求5所述的供电系统,其特征在于,所述变动检测部具备:
峰值保持电路,保持所述激励电压的峰值电压;以及
检测电路,基于所述峰值保持电路保持的保持电压和所述激励电压的峰值电压,来检测所述峰值电压的变动。
7.如权利要求1至权利要求3的任一项所述的供电系统,其特征在于,
所述周期性的波形变动中,包含所述激励电压的脉冲宽度的变动,
所述变动检测部检测所述脉冲宽度的变动,作为所述谐振电容器的电连接状态的变更,
所述驱动控制部基于所述变动检测部检测的所述脉冲宽度的变动,来判定是否是能够向所述受电装置供电的状态。
8.如权利要求1至权利要求3的任一项所述的供电系统,其特征在于,所述受电装置具备:
谐振控制部,是通过控制所述第1开关元件来控制所述谐振电路的谐振状态的谐振控制部,与流入通过将所述受电线圈接收的电力整流而得的直流电力来充电的电池的电流相应地,控制所述第1开关元件。
9.如权利要求1至权利要求3的任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动信号生成部具备:
第1信号生成部,在所述激励电压成为既定阈值范围内的情况下,在预定的第3期间、使所述第2开关元件成为导通状态后,生成使所述第2开关元件成为非导通状态的所述驱动信号;以及
第2信号生成部,在所述激励电压从所述既定阈值范围内偏离的情况下,在经过预定的第4期间后,生成使所述第2开关元件成为导通状态的所述驱动信号。
10.一种供电装置,是利用电磁感应向受电装置提供电力的供电系统的供电装置,所述受电装置具备:谐振电路,具有由所述供电装置具有的供电线圈供电的受电线圈、与所述受电线圈进行谐振的谐振电容器、以及变更所述谐振电容器的连接状态来进行切换谐振状态和非谐振状态的控制的第1开关元件;和谐振控制部,基于流入通过将所述受电线圈接收的电力整流而得的直流电力来充电的电池的电流,以周期性地切换所述谐振电路的所述谐振状态和所述非谐振状态的方式控制所述第1开关元件,所述供电装置特征在于,具备:
第2开关元件,与所述供电线圈串联连接;
驱动信号生成部,变更所述第2开关元件的导通状态与非导通状态,生成驱动所述供电线圈的驱动信号;
变动检测部,检测由所述供电线圈激励的激励电压的周期性的波形变动,作为与所述谐振电容器的连接状态相应的所述谐振电路的谐振状态的变更;以及
驱动控制部,响应是否有所述变动检测部检测的所述周期性的波形变动,判定是否是能够向所述受电装置供电的状态,基于该判定结果,进行是否向所述第2开关元件继续供给所述驱动信号的控制。
11.一种供电方法,是利用电磁感应从供电装置向具有受电线圈的受电装置提供电力的供电系统的供电方法,所述供电装置具有供电线圈以及驱动信号生成部,所述驱动信号生成部变更与所述供电线圈串联连接的第2开关元件的导通状态与非导通状态,生成驱动所述供电线圈的驱动信号,所述供电方法特征在于,包含以下步骤:
变动步骤,所述受电装置基于流入通过将所述受电线圈接收的电力整流而得的直流电力来充电的电池的电流,以对具有由所述供电线圈供电的所述受电线圈、与所述受电线圈进行谐振的谐振电容器、以及变更所述谐振电容器的连接状态来进行切换谐振状态和非谐振状态的控制的第1开关元件的谐振电路周期性切换所述谐振状态和所述非谐振状态的方式,控制所述第1开关元件而使所述谐振电路的谐振状态发生变动;
变动检测步骤,所述供电装置检测由所述供电线圈激励的激励电压的周期性的波形变动,作为与所述谐振电容器的连接状态相应的所述谐振电路的谐振状态的变更;以及
驱动控制步骤,所述供电装置响应是否有由所述变动检测步骤检测的所述周期性的波形变动,来判定是否是能够向所述受电装置供电的状态,基于该判定结果,进行向所述第2开关元件继续供给所述驱动信号的控制。
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