CN105978066B - 馈电单元 - Google Patents

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Abstract

一种馈电单元，其包括：送电部，所述送电部被构造成通过使用磁场或电场来执行送电；电力限制部，所述电力限制部被设置于从外部电源至所述送电部的电力供给线上；控制部，所述控制部被构造成执行送电；以及外部电源，所述外部电源被构造成通过所述电力限制部连接至所述送电部。本发明的馈电单元在使用磁场或电场送电时能够提高安全性。

Description

馈电单元
本申请是申请日为2012年10月12日、发明名称为“馈电单元和馈电系统”的申请号为201280050498.1专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种对诸如电子设备等作为馈电对象的设备执行非接触式电力供给(送电)的馈电系统，且涉及一种被应用于这样的馈电系统的馈电单元。
背景技术
近年来，对诸如移动电话和便携式音乐播放器等消费者电子设备(consumerelectronics device：CE设备)执行非接触式电力供给(送电)的馈电系统(非接触式馈电系统、或者无线充电系统)已经引起了关注。据此，不是通过将诸如AC(交流)适配器等电源用连接器插入(连接到)设备中来使得开始充电，而是通过将电子设备(次级侧设备)放置于充电托盘(初级侧设备)上来使得开始充电。换句话说，电子设备与充电托盘之间的端子连接是不必要的。
作为以上述这样的方式来执行非接触式电力供给的方法，电磁感应方法是众所周知的。此外，使用了一种被称作磁共振方法的方法的非接触式馈电系统已经引起了关注，该磁共振方法利用的是电磁共振现象。这样的非接触式馈电系统已经在例如专利文献PTL 1至PTL 6中被公开。
引用列表
专利文献
PTL 1：日本未经审查的专利申请公开No.2001-102974
PTL 2：国际公开No.WO00-27531
PTL 3：日本未经审查的专利申请公开No.2008-206233
PTL 4：日本未经审查的专利申请公开No.2002-34169
PTL 5：日本未经审查的专利申请公开No.2005-110399
PTL 6：日本未经审查的专利申请公开No.2010-63245
发明内容
顺便提及地，在上述非接触式馈电系统中，馈电单元中的送电部在一些情况下可能会处于故障状态或毁坏状态(破坏状态)。然而，即使在这样的故障状态或这样的破坏状态的情况下，也期望能够避免馈电单元中的发热等的可能性，并且期望能够确保安全。因此，在使用磁场等的送电(非接触式馈电)时能让安全性得以提高的方法的提议是令人期望的。
鉴于上述问题，期望提供一种能够在使用磁场或电场的送电时提高安全性的馈电单元。
本发明的实施例提供了一种馈电单元，其包括：送电部，所述送电部被构造成通过使用磁场或电场来执行送电；电力限制部，所述电力限制部被设置于从外部电源至所述送电部的电力供给线上；控制部，所述控制部被构造成执行送电；以及外部电源，所述外部电源被构造成通过所述电力限制部连接至所述送电部。
在本发明的各实施例的馈电单元中，当所述电力限制部的所述输入与所述输出之间的所述电压超过所述第一阈值时，所述送电被强制地停止。此外，当所述输入与所述输出之间的所述电压超过比所述第一阈值大的所述第二阈值时，向所述送电部的所述电力供给就被强制地中断。因此，例如，即使当所述送电部处于故障状态或处于破坏状态时(即使当所述操作停止部处于不可操作的状态等时)，也能避免在所述馈电单元中发热的可能性。
在本发明的各实施例的馈电单元中，当所述电力限制部的所述输入与所述输出之间的所述电压超过所述第一阈值时，所述操作停止部强制地停止所述送电，并且当所述输入与所述输出之间的所述电压超过比所述第一阈值大的所述第二阈值时，所述电力限制部强制地中断向所述送电部的所述电力供给。因此，例如，即使当所述送电部处于故障状态或处于破坏状态时，也允许避免在所述馈电单元中发热的可能性。所以，能够提高在使用磁场或电场的送电时的安全性。
附图说明
图1是图示了本发明的第一实施例的馈电系统的外观构造示例的立体图。
图2是图示了图1所示的馈电系统的详细构造示例的框图。
图3是图示了图2所示的各模块的详细构造示例的电路图。
图4是图示了针对于交流信号生成电路的控制信号的示例的时序波形图。
图5是图示了馈电周期和通信周期的示例的时序图。
图6是图示了使用交流信号生成电路通过脉冲宽度调制的通信操作的示例的时序波形图。
图7是示意性地图示了在过载状态下的下垂特性(drooping characteristics)的示例的特性图。
图8是用于解释在过载状态下的电力限制及分布功能(power limitingdistribution function)的时序波形图。
图9是用于解释强制的操作停止功能和强制的电力供给中断功能的示意图。
图10是图示了第二实施例的馈电系统中的主要部分的构造示例的电路图。
图11是图示了图10所示的电力限制及调制电路的操作示例的时序图。
图12是图示了使用图10所示的电力限制及调制电路通过振幅调制的通信操作的示例的时序波形图。
图13是图示了变形例的馈电系统的示意性构造示例的框图。
图14是图示了图13所示的馈电系统中的电场的传播状态的示例的示意图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细地说明本发明的一些实施例。需要注意的是，将按照下列顺序进行说明。
1.第一实施例(使用交流信号生成电路通过脉冲宽度调制而执行通信的示例)
2.第二实施例(使用电力限制电路通过振幅调制而同样执行通信的示例)
3.变形例(使用电场而执行非接触式送电的馈电系统的示例等)
第一实施例
馈电系统4的总体构造
图1图示了本发明的第一实施例的馈电系统(馈电系统4)的外观构造示例，并且图2图示了馈电系统4的模块构造示例。馈电系统4是通过使用磁场(通过使用磁共振、电磁感应等，下文中同样如此)来执行非接触式送电(电力供给、馈电或电力输送)的系统(非接触式馈电系统)。馈电系统4包括馈电单元1(初级侧设备)以及一个或多个电子设备(其是作为馈电对象的设备)(在这一情况下，2个电子设备2A和2B，即次级侧设备)。
如图1所示，例如，在馈电系统4中，电子设备2A和2B被放置于(或者紧密地设置于)馈电单元1的馈电表面(送电表面)S1上，使得能够执行从馈电单元1至电子设备2A和2B的送电。在这种情况下，考虑到同时或者以时分(time-divisional)的方式(顺序地)对多个电子设备2A和2B执行送电的情形，馈电单元1具有如下的垫板形状(托盘形状)：其中馈电表面S1的面积大于作为馈电对象的电子设备2A和2B等的尺寸。
馈电单元1
如上所述，馈电单元1是通过使用磁场而向电子设备2A和2B送电(执行电力输送)的单元(充电托盘)。如图2所示，例如，馈电单元1可以包括送电装置11和数据传输部13，送电装置11包括送电部110、电流检测电路111、电力限制电路112、交流信号生成电路(高频电力生成电路)113和操作停止电路114。此外，馈电单元1还可以包括控制部10，控制部10包括被设置于送电装置11中的送电控制部(调制处理部)10A和被设置于送电装置11外部的数据传输控制部10B。在上述这些部件之中，电力限制电路112、交流信号生成电路113、操作停止电路114和数据传输控制部10B分别对应于“电力限制部”、“交流信号生成部”、“操作停止部”和“数据传输控制部”的具体示例。
送电部110被构造成包括稍后将会说明的送电线圈(初级侧线圈)L1以及电容器C1p和C1s(谐振电容器)等。送电部110使用送电线圈L1以及电容器C1p和C1s来通过利用AC磁场而向电子设备2A和2B(具体地，稍后说明的受电部210)送电(执行电力输送)(参见图2中的箭头P1)。更具体地，送电部110具有从馈电表面S1朝着电子设备2A和2B发射磁场(磁通量)的功能。送电部110还具有执行与稍后说明的受电部210之间的预定的相互通信操作的功能(参见图2中的箭头C1)。
例如，交流信号生成电路113是使用从馈电单元1的外部电源9(主电源)经由稍后说明的电力限制电路112提供过来的电力来生成预定交流信号Sac(高频电力)以便输送电力的电路。例如，这样的交流信号生成电路113可以是使用稍后说明的开关放大器而构成的。需要注意的是，作为外部电源9，例如，可以使用被设置于个人计算机(PC)中的通用串行总线(USB)2.0的电源(电力供给能力：500mA，电源电压：约5V)等。
电力限制电路112被设置于从外部电源9至送电部110的电力供给线(稍后说明的电力供给线Lp)上，也就是说，处于外部电源9用的电力输入端子(未图示)与送电部110之间。电力限制电路112具有用于限制从外部电源9提供给送电部110的电力(用于执行电力限制操作)的功能。更具体地，虽然稍后才会说明细节，但是电力限制电路112起到用于限制在过载状态等状态时的过电流的过电流限制电路(过电流保护电路)的作用。此外，在稍后说明的预定情况下，电力限制电路112具有强制地中断从外部电源9至送电部110的电力供给的功能。
电流检测电路111是检测从外部电源9流向整个馈电单元1的输入电流I1的电路。具体地，电流检测电路111检测(测量)与输入电流I1对应的电压，以便将该电压输出至电力限制电路112。
操作停止电路114是如下的电路：当检测到稍后说明的该单元的异常状态(过载状态等)时，不管通过稍后说明的由送电控制部10A执行的送电控制如何，操作停止电路114强制地停止由送电部10等进行的送电。
数据传输部13执行与电子设备2A和2B中的稍后说明的数据传输部23之间的非接触式相互数据传输(参见图2中的箭头D1)。顺便提及地，用于执行这样的非接触式数据传输的方法的示例可以包括使用“Transfer Jet(闪传)”的方法，该方法是短距离无线传输技术中的一种。
如图2所示，控制部10被设置于电力限制电路112的先前阶段(比电力限制电路112更靠近外部电源9的一侧)处，也就是说，处于外部电源9用的电力输入端子(未图示)与电力限制电路112之间。控制部10被构造成包括用于控制由送电部110执行的送电的送电控制部10A和用于控制由数据传输部13执行的数据传输的数据传输控制部10B，并且控制部10执行整个馈电单元1(整个馈电系统4)中的各种控制操作。更具体地，控制部10除了具有上述的送电控制和数据传输控制的功能之外，控制部10还可以包括用于执行对所输送的电力的适当控制的功能、用于认证次级侧设备的功能、用于判定次级侧设备是否被放置于初级侧设备上的功能、用于检测诸如异种金属(dissimilar metal)等污染物的功能，等等。
送电控制部10A使用稍后说明的预定控制信号CTL(送电用的控制信号)(在这种情况下，经由操作停止电路114)来控制交流信号生成电路113的操作，从而执行上述送电控制。此外，送电控制部10A具有使用控制信号CTL通过稍后说明的脉冲宽度调制(PWM：pulsewidth modulation)来执行调制处理的功能。
电子设备2A和2B
例如，电子设备2A和2B均是由以电视接收机为代表的静置式电子设备、或者以移动电话和数码照相机为代表的且包括可充电电池(电池)的便携式电子设备等构成的。例如，如图2所示，这些电子设备2A和2B均可以包括受电装置21、负载22和数据传输部23，负载22基于从受电装置21提供过来的电力来执行预定操作(发挥作为电子设备的功能的操作)。此外，受电装置21可以包括受电部210、整流电路211、充电电路212和电池213。
受电部210被构造成包括稍后将会说明的受电线圈(次级侧线圈)L2以及电容器C2p和C2s(谐振电容器)等。受电部210具有通过使用受电线圈L2以及电容器C2p和C2s等来接收从馈电单元1中的送电部110输送的电力的功能。受电部210还具有执行与送电部110之间的上述预定的相互通信操作的功能(参见图2中的箭头C1)。
整流电路211是将从受电部210提供过来的电力(交流电)整流从而生成直流电的电路。
充电电路212是基于从整流电路211提供过来的直流电而对电池213或负载22中的电池(未图示)执行充电的电路。
电池213响应于由充电电路212执行的充电而将电力存储在其自身中，并且其可以使用诸如锂离子电池等可充电电池(二次电池)来构成。需要注意的是，在仅使用负载22中的电池的情况等情况下，可以不必设置有电池213。
如上所述，数据传输部23执行与馈电单元1中的数据传输部13之间的非接触式相互数据传输(参见图2中的箭头D1)。
馈电单元1以及电子设备2A和2B的详细构造
图3是图示了图2所示的馈电单元1以及电子设备2A和2B中的各模块的详细构造示例的电路图。
送电部110
送电部110包括送电线圈L1以及电容器C1p和C1s，送电线圈L1通过使用磁场来执行送电(以生成磁通量)，且电容器C1p和C1s与送电线圈L1一起形成LC谐振电路。电容器C1s被串联地电连接至送电线圈L1。换句话说，电容器C1s的一端和送电线圈L1的一端彼此连接。此外，电容器C1s的另一端和送电线圈L1的另一端被并行连接至电容器C1p，并且送电线圈L1和电容器C1p的连接端是接地的。
由送电线圈L1以及电容器C1p和C1s构成的LC谐振电路与稍后说明的由受电线圈L2以及电容器C2p和C2s构成的LC谐振电路彼此磁耦合。结果，通过与稍后说明的由交流信号生成电路113生成的高频电力(交流信号Sac)的频率大致相同的谐振频率，执行了LC谐振操作。
电流检测电路111
电流检测电路111具有电阻器R1和误差放大器A1。电阻器R1的一端被连接至外部电源9用的电力输入端子(未图示)，并且电阻器R1的另一端被连接至连接点P0。换句话说，电阻器R1被设置于电力供给线Lp上。误差放大器A1的正侧(+侧)的输入端子被连接至电阻器R1的上述一端，误差放大器A1的负侧(-侧)的输入端子被连接至电阻器R1的上述另一端，并且误差放大器A1的输出端子被连接至稍后说明的电力限制电路112中的误差放大器A3的正侧的输入端子。换句话说，电阻器R1的两端之间的电位差(电压)被输入至误差放大器A3的正侧的输入端子。
利用这样的构造，电流检测电路111检测流过电阻器R1的上述输入电流I1(流过电力供给线Lp的电流)，并且将与该输入电流I的大小对应的电压V1从误差放大器A1输出至误差放大器A3。
电力限制电路112
电力限制电路112包括晶体管Tr1和Tr2、比较器A2、误差放大器A3以及电源PS2和PS3。在上述这些部件之中，晶体管Tr1是由p型场效应晶体管(FET：field effectivetransistor)构成的，并且晶体管Tr2是由n型FET构成的。此外，电源PS2是用于输出稍后说明的预定阈值电压Vth2(>0V)(第二阈值)的电源，并且电源PS3是用于输出稍后说明的参考电压Vref的电源。需要注意的是，晶体管Tr1和误差放大器A3分别对应于本发明中的“晶体管”和“误差放大器”的具体示例。
晶体管Tr1的源极被连接至连接点P0，漏极被连接至上述电容器C1p和Cs1每一者的一端，并且栅极被连接至误差放大器A3的输出端子。换句话说，晶体管Tr1被设置于电力供给线Lp上。比较器A2的负侧的输入端子被连接至稍后说明的操作停止电路114中的比较器A4的输出端子，比较器A2的正侧的输入端子被连接至电源PS2，并且比较器A2的输出端子被连接至晶体管Tr2的栅极。晶体管Tr2的源极接地，并且漏极被连接至电源PS3和误差放大器A3的负侧的输入端子。
利用这种构造，在电力限制电路112中，根据来自误差放大器A1的上述输出电压(对应于输入电流I1的电压V1)与参考电压Vref之间的电位差而在误差放大器A3中生成输出信号S3，并且将输出信号S3提供给晶体管Tr1的栅极。那么，根据输出信号S3，限制了在晶体管Tr1的源极与漏极之间流动的电流I2(上述输入电流I1之中的流过从连接点P0至送电部110侧的路径的电流)的大小(电力的大小)。以这种方式，限制了从外部电源9供给至送电部110的电力(限制了在过载状态等状态下的过电流)。
此外，在稍后说明的预定情况下，被输入至上述误差放大器A3的参考电压Vref的大小是由操作停止电路114控制的，且因此，通过电力限制电路112来强制地中断从外部电源9至送电部110的电力供给。更具体地，根据上述比较器A2中的电压比较结果，来控制参考电压Vref的大小。
控制部10
控制部10具有上述的送电控制部(调制处理部)10A和数据传输控制部10B，并且这两个部各自的输入端子都被连接至连接点P0。换句话说，送电控制部10A和数据传输控制部10B被设置成在电力限制电路112的先前阶段中(在外部电源9与电力限制电路112之间)彼此并联地连接。因此，虽然稍后才会说明细节，但是上述输入电流I1中的电流I3不断地(不管负载状态如何)流过从连接点P0至控制部10侧的路径。
操作停止电路114
操作停止电路114具有比较器A4、用于输出稍后说明的预定阈值电压Vth1(>Vth2)(第一阈值)的电源PS1、以及AND(逻辑“与”)电路LG1。在上述这些部件之中，比较器A4和AND电路LG1分别对应于本发明中的“电压检测部”和“切换部”的具体示例。
比较器A4的正侧的输入端子被连接至晶体管Tr1的源极，并且比较器A4的负侧的输入端子经由电源PS1而被连接至晶体管Tr1的漏极。比较器A4的输出端子被连接至上述比较器A2的负侧的输入端子和AND电路LG1的一个输入端子。此外，AND电路LG1的另一个输入端子被提供有来自送电控制部10A的送电用的控制信号CTL。
如图3所示，控制信号CTL是由具有预定占空比的脉冲信号形成的。此外，例如，如图4的(A)和(B)所示，对控制信号CTL的占空比的控制引起稍后说明的脉冲宽度调制。
利用这样的构造，在操作停止电路114中，通过比较器A4检测电力限制电路112的输入与输出之间的电压ΔV2(晶体管Tr1的源极与漏极之间的电位差)，并且将该电压ΔV2与上述阈值电压Vth1比较。于是，根据电压的比较结果(所检测到的电压ΔV2的大小)而检出稍后说明的该单元的异常状态(诸如过载状态)，并且根据该检出结果，通过AND电路LG1而强制地停止由交流信号生成电路113和送电部110进行的送电操作。
交流信号生成电路113
交流信号生成电路113是使用开关放大器(所谓的E级放大器)而构成的，该开关放大器具有作为开关元件的一个晶体管Tr3。此外，在这个示例中，晶体管Tr3是由n型FET构成的。晶体管Tr3的源极接地，栅极被连接至上述AND电路LG1的输出端子，并且漏极被连接至晶体管Tr1的漏极以及上述电容器C1p和C1s每一者的所述一端。
利用这样的构造，在交流信号生成电路113中，晶体管Tr3根据基于上述送电用的控制信号CTL而来自AND电路LG1的输出信号(信号S1)来执行开关操作(ON-OFF operation)(通过预定频率和占空比的切换操作)。具体地，作为开关元件的晶体管Tr3的开关操作是利用从送电控制部10A提供过来的控制信号CTL而被控制的。于是，交流信号Sac(交流电)是基于经由电力限制电路112而被输入的直流信号Sdc而生成的，并且该交流信号Sac被提供给送电部110。
受电部210
受电部210包括受电线圈L2以及电容器C2p和C2s，受电线圈L2接收从送电部110输送的(来自磁通量的)电力，电容器C2p和C2s与受电线圈L2一起形成LC谐振电路。电容器C2p被并联地电连接至受电线圈L2，并且电容器C2s被串联地电连接至受电线圈L2。换句话说，电容器C2s的一端被连接至电容器C2p的一端和受电线圈L2的一端。此外，电容器C2s的另一端被连接至整流电路211的一个输入端子，并且受电线圈L2的另一端和电容器C2p的另一端被连接至整流电路211的另一个输入端子。
由受电线圈L2以及电容器C2p和Cs2构成的LC谐振电路与由送电线圈L1以及电容器C1p和C1s构成的上述LC谐振电路彼此磁耦合。结果，通过与由交流信号生成电路113生成的高频电力(交流信号Sac)的频率大致相同的谐振频率，执行了LC谐振操作。
馈电系统4的功能和效果
1.总体操作的概要
在馈电系统4中，馈电单元1中的交流信号生成电路113基于从外部电源9提供的电力而向送电部110中的送电线圈L1以及电容器C1p和C1s(LC谐振电路)提供送电用的预定高频电力(交流信号Sac)。于是，在送电部110中的送电线圈L1中生成了磁场(磁通量)。此时，当电子设备2A和2B(它们是作为馈电对象(充电对象)的设备)被放置于(或紧密地设置于)馈电单元1的上表面(馈电表面S1)上时，使馈电单元1中的送电线圈L1以及电子设备2A和2B每一者中的受电线圈L2在馈电表面S1附近彼此靠近。
以这种方式，当受电线圈L2被设置成靠近生成了磁场(磁通量)的送电线圈L1时，通过从送电线圈L1生成的磁通量的感应而在受电线圈L2中生成电动势。换句话说，通过电磁感应或磁共振而在送电线圈L1和受电线圈L2各者中都生成了交链磁场(interlinkagemagnetic field)。因此，电力从送电线圈L1侧(初级侧、馈电单元1侧、送电部110侧)被输送至受电线圈L2侧(次级侧、电子设备2A和2B侧、受电部210侧)(参见图2和图3中的箭头P1)。此时，馈电单元1侧的送电线圈L1与电子设备2A和2B侧的受电线圈L2通过电磁感应等而彼此磁耦合，且因此在上述LC谐振电路中执行了LC谐振操作。
那么，在电子设备2A和2B中，通过受电线圈L2接收到的交流电被提供给整流电路211和充电电路212，因此导致下面的充电操作。具体地，在通过整流电路211而将该交流电转变成预定直流电之后，通过充电电路212来执行基于该直流电的对电池213或负载22中的电池(未图示)的充电。以这种方式，在电子设备2A和2B中，执行了基于通过受电部210而接收到的电力的充电操作。
换句话说，在本实施例中，与AC适配器等的端子连接对于电子设备2A和2B的充电来说不是必要的，并且仅通过将电子设备2A和2B布置(紧密地设置)于馈电单元1的馈电表面S1上就能轻易地开始充电(执行非接触式馈电)。这导致用户的责任减轻。
此外，例如，如图5所示，在这样的馈电操作中，馈电周期Tp(充电周期)和通信周期Tc(非充电周期)以时分的方式被周期性地(或者非周期性地)执行。换句话说，送电控制部10A执行控制，使得馈电周期Tp和通信周期Tc以时分的方式被周期性地(或者非周期性地)设置。在这种情况下，通信周期Tc是如下的周期：在该周期的期间内，使用送电线圈L1和受电线圈L2而在初级侧设备(馈电单元1)与次级侧设备(电子设备2A和2B)之间执行相互通信操作(用于设备之间的相互认证、馈电效率控制等的通信操作)(参见图2和图3中的箭头C1)。顺便提及地，此时的馈电周期Tp和通信周期Tc的时间比可以是：例如，馈电周期Tp:通信周期Tc＝大约9:1。
此时，例如，如图6的(A)至(D)所示，在通信周期Tc的期间内，通过交流信号生成电路113来执行使用脉冲宽度调制的通信操作。具体地，例如，基于图6的(A)所示的调制数据Dm，设定了通信周期Tc期间内的控制信号CTL的占空比(参见图6的(B))，且因此执行了通过脉冲宽度调制的通信。需要注意的是，由于在上述的由送电部110和受电部210进行的谐振操作的时候难以执行频率调制，所以使用这样的脉冲宽度调制来轻易地实现通信操作。
此外，在馈电系统4中，如图2和图3中的箭头D1所示，在初级侧设备(馈电单元1)中的数据传输部13与次级侧设备(电子设备2A和2B)中的数据传输部23之间执行的是非接触式相互数据传输。于是，不需在馈电单元1与电子设备2A和2B之间使数据传输用的配线等连接起来，仅通过使电子设备2A和2B靠近馈电单元1就使得能够执行数据传输。因此，这也导致用户的责任减轻。
2.过载状态下的电力限制及分布功能
顺便提及地，在这样的馈电系统4中，在一些情况下，馈电单元1中的负载可能会变得过大(过载状态)。具体地，例如，假设数据传输部13突然消耗过多电力的情况、次级侧设备(在这种情况下，电子设备2A和2B)需要过多电力的情况，等等。
在这样的过载状态下，例如，如图7所示，执行控制以使得在电流-电压特性中表现出下垂特性(折返特性)，并且执行了预防过电流的保护。具体地，在这种情况下，首先，通过馈电单元1中的电流检测电路111检测与来自外部电源9的输入电流I1对应的电压V1。然后，在电力限制电路112中，从误差放大器A3输出取决于电压V1与参考电压Vref之间的电位差的信号S3，并且基于信号S3而控制在晶体管Tr1的源极与漏极之间流动的电流I2的大小。换句话说，电流I2的大小是根据输入电流I1的大小而受限制的(被提供给晶体管Tr1的漏极侧的电力是受限制的)，这导致了由电力限制电路112执行的电力限制操作。例如，在外部电源9是USB 2.0的上述电源的情况下，当I1≥500mA被确立时(当电力超过2.5W时)，它被判定为过电流状态(过载状态)。
然而，如果这样的电力限制操作被应用于整个馈电单元1(如果电力供给是针对于馈电单元1中的全部模块而受限制的)，那么可能会出现下列缺点。具体地，当上述过电流状态(过载状态)被确立时，如果被提供给用于执行整个馈电单元1(整个馈电系统4)的控制的控制部10(具体地，送电控制部10A)的电力也是受限制的，那么控制部10的操作被停止，这导致了不方便。换句话说，例如，由于送电控制部10A在馈电系统4中扮演确保安全等的重要角色，所以即使在过载状态等状态下，也期望送电控制部10A能执行正常操作(对送电控制部10A来说，必须始终确保稳定的操作)。
于是，在本实施例中的馈电单元1中，如图2和图3所示，控制部10被设置于电力限制电路112的先前阶段中(位于外部电源9与电力限制电路112之间)。因此，从外部电源9流向馈电单元1的输入电流I1中的电流I3不断地流过从连接点P0至控制部10侧的路径(不管负载状态如何)(参见图3)。换句话说，例如，即使在过载状态的情况等情况下，从外部电源9被提供给控制部10侧的电力也是不受限制的。以这种方式，在馈电单元1中始终保证了被提供给控制部10侧的电力，并且执行了向控制部10侧的优先电力分布。
具体地，例如，如图8的(C)中的箭头所示，即使当控制部10所消耗的电流I3大幅度地增大时(即使当过载状态被确立时)，流向控制部10侧的电流I3(向控制部10侧的电力供给)也是不受限制的。另一方面，例如，如图8的(B)中的箭头所示，当这样的过载状态被确立时，被提供给位于电力限制电路112的后续阶段中的送电部110侧的电流I2(向送电部110的电力供给)受到电力限制电路112限制。以这种方式，电力被优先分配给控制部10侧而不是送电部110侧。
此外，此时，例如，如图8的(A)中的箭头所示，从外部电源9流向整个馈电单元1的输入电流I1(从外部电源9提取的电力)被控制在预定阈值Ith(例如，在USB 2.0的上述电源的情况下，500mA)以下。结果，避免了从外部电源9供给过大的电力(超过供给能力)(在阈值Ith以上的输入电流I1)。因而，例如，在设置于PC中的USB 2.0的电源被用作外部电源9的情况下，当通过馈电单元1打算提取超过外部电源9的供给能力的电力时，防止了在PC的显示屏上显示“警告”等。
3.强制的操作停止功能
此外，在本实施例中的馈电单元1中，在操作停止电路114中，执行下面的强制的操作停止功能。
具体地，首先，在比较器A4中，检测电力限制电路112的输入与输出之间的电压ΔV2(晶体管Tr1的源极与漏极之间的电位差)，然后执行该电压ΔV2与预定阈值电压Vth1之间的大小比较。例如，如图9所示，阈值电压Vth1是用于界定该状态是否为馈电单元1的正常操作期间的过载状态(过电流状态)的阈值。换句话说，根据电压的上述比较结果(所检测到的电压ΔV2的大小)，检测出该状态是否为正常操作期间的适当负载状态或过载状态。在这种情况下，当电压ΔV2的大小在阈值Vth1以下时，就检测出该状态是正常操作期间的适当负载状态，而当电压ΔV2的大小超过阈值Vth1时，就检测出该状态是正常操作期间的过载状态。顺便提及地，通过比较器A4与AND电路LG1之间的配线的时间常数来设置此时的检测灵敏度，以使得检测灵敏度稍微变得不敏感。
然后，在操作停止电路114中，根据负载状态的上述检测结果，不管通过送电控制部10A进行的送电控制如何，使用AND电路LG1而强制地停止通过交流信号生成电路113和送电部110执行的送电操作。更具体地，当检测到该状态是正常操作期间的适当负载状态(ΔV2≤Vth1)时，来自比较器A4的输出信号S4变为“H(高)”状态。结果，从AND电路LG1至交流信号生成电路113中的晶体管Tr3的输出信号S1变为等于从送电控制部10A提供的送电用的控制信号CTL(执行了控制从而使得控制信号CTL变为有效的)。于是，晶体管Tr3使用控制信号CTL来执行开关操作，且因此通过交流信号生成电路113和送电部110来执行正常的送电操作。
另一方面，当检测到该状态是正常操作期间的过载状态(ΔV2>Vth1)时，来自比较器A4的输出信号S4变为“L(低)”状态。结果，从AND电路LG1至交流信号生成电路113中的晶体管Tr3的输出信号S1始终处于“L”状态(执行了控制从而使得控制信号CTL变为无效的)，并且晶体管Tr3始终处于断开状态(晶体管Tr3处于开路状态)。换句话说，AND电路LG1根据来自比较器A4的输出信号S4的值(是否检测出过载状态)而扮演着使控制信号CTL的状态在有效与无效之间切换的角色。此外，在操作停止电路114中，不管通过送电控制部10A进行的送电控制如何，通过让送电用的控制信号CTL无效就强制地停止了通过交流信号生成电路113和送电部110执行的送电操作。
而且，在操作停止电路114中，当除了在这样的馈电周期Tp的期间之外在上述通信周期Tc的期间也检测到上述过载状态(过电流状态)时，同样地使控制信号CTL无效，从而强制地停止通信操作。
需要注意的是，当比较器A4检测到从过载状态向适当负载状态的恢复时，通过上述原理，控制信号CTL再次变为有效。因此，在这种情况下，同样不管由送电控制部10A执行的送电控制如何，送电操作被自动地重新启动。
以这样的方式，当检测到馈电单元1的异常状态(过载状态)时，不管由送电控制部10A执行的送电控制如何，由送电部110执行的送电被强制地停止。因此，例如，当负载状态改变为过载状态等时，不必等待由送电控制部10A执行的送电控制，送电就被立即停止，这减少了让送电停止所必需的时间(也就是说，不必要的送电周期)。
4.强制的电力供给中断功能
此外，比较器A4检测到电压ΔV2的大小也超过预定阈值Vth2(>Vth1)，不管由送电控制部10A执行的送电控制如何，在电力限制电路112中执行下面说明的强制的电力供给中断功能。
在这种情况下，例如，如图9所示，阈值电压Vth2是用于界定送电部110是否因馈电单元1中的电路短路状态等而处于故障状态(failed state)或毁坏状态(破坏状态)的阈值。在这样的状态下，电力限制电路112中的晶体管Tr1的两端之间的电压ΔV2可能会变得过大从而发热，并且操作停止电路114可能会变成处于不可操作的状态(上述的强制的操作停止功能可能不会被发挥)。
如上所述，比较器A4还根据所检测到的电压ΔV2的大小而检测出送电部110是否处于上述故障状态或破坏状态。具体地，在这个示例中，当电压ΔV2的大小在阈值Vth2以下时，就检测出送电部110既不处于故障状态也不处于破坏状态。另一方面，当电压ΔV2的大小超过阈值Vth2时，就检测出送电部110处于故障状态或处于破坏状态。
此外，当检测出电压ΔV2的大小还超过阈值Vth2(处于故障状态或处于破坏状态)时，从外部电源9向交流信号生成电路113和送电部110侧的电力供给以下列方式在电力限制电路112中被强制地中断。换句话说，被输入至误差放大器A3的参考电压Vref的大小根据通过比较器A2进行的电压的比较结果而被控制，晶体管Tr1始终处于断开状态，因此强制地执行了电力供给中断。
更具体地，此时(ΔV2>Vth2)，来自比较器A2的输出信号S2变为“L”状态，且因此晶体管Tr2进入断开状态。因此，误差放大器A3的负侧的输入端子的电位从由电源PS3提供的原始参考电压Vref被带到接地(0V)侧，并且降低了。结果，来自误差放大器A3的输出信号S3变为“H”状态，并且晶体管Tr1始终处于断开状态。以这种方式，当晶体管Tr1进入断开状态时，没有电流I2在源极与漏极之间流动(I2＝0A)，并且向送电部110侧的电力供给被强制地中断。此外，即使当通过这样的正反馈而行使了电流I2的停止功能(过电流抑制功能)并且操作停止电路114变为不可操作的状态时，电力限制电路112也会一直操作直到过电流完全停止，且因此避免了上述晶体管Tr1中的发热的可能性。换句话说，即使当送电部110处于故障状态或处于破坏状态时(即使当操作停止电路114处于不可操作的状态等时)，也避免了馈电单元1中的发热的可能性。
如上所述，在本实施例中，当所检测到的电压(电压ΔV2)超过阈值电压Vth1时，操作停止电路114强制地停止送电，并且当电压ΔV2超过比阈值电压Vth1大的阈值电压Vth2时，电力限制电路112强制地中断向送电部110的电力供给。因此，例如，即使当送电部110处于故障状态或处于破坏状态时，也允许完全停止过电流，并且允许避免馈电单元1(晶体管Tr1)中的发热的可能性。于是，能够提高在使用磁场的送电时的安全性。
此外，当检测出馈电单元1的异常状态(过载状态)时，不管由送电控制部10A执行的送电控制如何，操作停止电路114强制地停止送电。因此，例如，当负载状态改变成过载状态等时，允许减小不必要的送电周期。因此，在使用磁场的送电过程中，可以减少因负载状态的变化而引起的电力损耗。
而且，控制部10被设置于比电力限制电路112更靠近外部电源9的一侧。因此，始终确保了从外部电源9至控制部10侧的电力供给，这允许了向控制部10侧的优先电力分布。因此，确保了控制部10的稳定操作，并且当使用磁场来执行送电时，不管负载状态如何都允许实现适当的控制。此外，通过让馈电系统4(非接触式馈电系统)中的电源保护和电力分布的责任明确化，这就提供了确保安全的效果。
此外，在通过送电部110利用谐振操作(LC谐振操作)来执行送电的情况下，特别地获得了下列优点。具体地，由于谐振操作被行使，所以获得了对于输出电力的变化不敏感且对于瞬间电力中断等具有抵抗力的构造。换句话说，即使发生了突然的电力变化，通过所谓的“摆锤的原理”(惯性作用)也允许送电部110继续操作(继续输送电力)。
第二实施例
随后，将会说明本发明的第二实施例。需要注意的是，相同的附图标记被用来指示与上述第一实施例的部件实质上相同的部件，并且将会适当地省略对它们的说明。
馈电系统4A的构造
图10是图示了第二实施例的馈电系统(馈电系统4A)中的主要部分的构造示例的电路图。本实施例中的馈电系统4A具有一个馈电单元1A以及两个电子设备2A和2B。通过在第一实施例的馈电单元1中设置电力限制及调制电路112A以代替电力限制电路112而构造出了馈电单元1A，并且其他构造和第一实施例的馈电单元1中的构造相同。需要注意的是，电力限制及调制电路112A对应于本发明中的“电力限制部”的具体示例。
在这个示例中，如图10所示，电力限制及调制电路112A具有其中在图3所示的电力限制电路112中还添加了一个OR(逻辑“或”)电路LG2的构造。OR电路LG2的一个输入端子被连接至误差放大器A3的输出端子，并且OR电路LG2的另一个输入端子接收从送电控制部(调制处理部)10A输出的调制数据Dm。OR电路LG2的输出端子被连接至晶体管Tr1的栅极。
馈电系统4A的功能和效果
在本实施例的馈电单元1A中，在电力限制及调制电路112A中，通过与第一实施例的电力限制电路112所执行的方法类似的方法来执行电力限制操作。除此之外，在电力限制及调制电路112A中，还执行了诸如幅移键控(ASK：amplitude shift keying)调制等振幅调制(AM：amplitude modulation)操作。
具体地，例如，如图11所示，在电力限制及调制电路112A中，在馈电周期Tp期间执行电力限制操作，而在通信周期Tc期间执行振幅调制操作。此外，在通信周期Tc(处于轻负载状态)期间，通过送电控制部10A来控制电力限制及调制电路112A的电力限制操作，且因此执行了通过上述振幅调制的通信。以这种方式，在本实施例中，相对容易地实现了通过诸如ASK调制等振幅调制的通信操作。
更具体地，在通信周期Tc期间，例如，如图12的(A)至(D)所示，执行了电力限制及调制电路112A中的使用振幅调制的通信操作。换句话说，例如，图12的(A)所示的调制数据Dm首先从送电控制部10A通过电力限制及调制电路112A中的OR电路LG2而被提供给晶体管Tr1。结果，从电力限制及调制电路112A输出至电力供给线Lp的直流信号Sdc是经过振幅调制的信号，例如，如图12的(B)所示。然后，通过交流信号生成电路113基于这样的直流信号Sdc而生成交流信号Sac(参见图12的(C))，最后，执行通过振幅调制的通信操作(参见图12的(D))。
例如，与第一实施例中所说明的使用了交流信号生成电路113的脉冲宽度调制的通信操作相比，通过使用了利用电力限制及调制电路112A的电力限制操作的振幅调制的通信操作，能获得例如下列优点。
具体地，例如，如上述图6的(D)中的虚线所示，在通过脉冲宽度调制的通信中，交流信号(在这种情况下，送电线圈L1的两端之间的电压V(L1))的正波形和负波形彼此不同(不对称)，并且包含所谓的偶次谐波分量(even harmonic component)(含有二阶谐波)。在这个示例中，当通过次级侧设备来对该交流信号进行解调(包络线检波)时，偶次谐波分量的噪声使通信波形变形。因此，载波噪声比(C/N比：carrier to noise ratio)可能会劣化，并且通信质量可能会下降。
相比之下，在通过振幅调制的通信中，例如，如图12的(D)中的虚线所示，交流信号(送电线圈L1的两端之间的电压V(L1))的正波形和负波形彼此一致(对称)，并且包含所谓的奇次谐波分量(odd harmonic component)。因此，在通过次级侧设备对交流信号进行解调(包络线检波)时的C/N比得以提高，且因此通信质量也得以改善。
如上所述，在本实施例中，在通信周期Tc期间控制由电力限制及调制电路112A进行的电力限制操作，从而执行通过振幅调制的通信。因此，除了具有第一实施例的效果之外，还允许通信周期Tc期间的通信质量得以改善。此外，由于电力限制及调制电路112A既执行电力限制操作又执行调制操作(振幅调制操作)(具有两种功能)，因此，能够实现该单元的成本降低、所安装的部件的数量减少、以及尺寸小型化。
变形例
如上所述，虽然参照一些实施例已经说明了本发明的技术，但本发明并不限于这些实施例，并且可以进行各种修改。
例如，在上述各实施例中，已经说明了各种线圈(送电线圈和受电线圈)。然而，允许使用各种各样的构造作为各线圈的构造(形状)。具体地，例如，各线圈可以被构造成诸如螺旋形、环形、使用磁体的条形、通过将螺旋线圈折叠成两层而构成的α卷绕形、多层螺旋形、通过将线沿其厚度方向卷绕而构成的螺旋状。此外，各线圈不限于由导电线材构成的卷绕线圈，并且可以是由印制板或柔性印制板等构成的导电性的图案化线圈。
此外，在上述各实施例中，虽然已经说明了用作作为馈电对象的设备的示例的电子设备，但是作为馈电对象的设备并不限于此，并且可以不同于上述电子设备(例如，可以是诸如电动汽车等车辆)。
而且，在上述各实施例中，已经具体说明了馈电单元和电子设备各者中的部件。然而，并非必须设置所有上述部件，并且可以进一步设置有其他部件。例如，在馈电单元或电子设备中，可以设置有通信功能、控制功能、显示功能、用于认证次级侧设备的功能、用于判定次级侧设备是否被放置于初级侧设备上的功能、及用于检测诸如异种金属等污染物的功能，等等。
此外，在上述各实施例中，主要地，作为示例已经说明了包括多个(两个)电子设备的馈电系统的情况。然而，电子设备的数量不限于此，并且馈电系统可以只包括一个电子设备。
而且，在上述各实施例中，作为馈电单元的示例已经说明了用于诸如移动电话等小型的电子设备(CE设备)的充电托盘。然而，馈电单元并不限于这样的家用充电托盘，还可以被应用为用于各种电子设备的充电器等。此外，馈电单元并非必须是托盘，并且可以是诸如所谓的cradle(充电支架)等电子设备用的充电座(stand)。
使用电场来执行非接触式送电的馈电系统的示例
此外，在上述各实施例中，作为示例已经说明了使用磁场来执行从作为初级侧设备的馈电单元到作为次级侧设备的电子设备的非接触式送电(电力馈送)的馈电系统的情况。然而，该构造并不限于此。具体地，本发明的内容可应用于使用电场(电场耦合)来执行从作为初级侧设备的馈电单元到作为次级侧设备的电子设备的非接触式送电的馈电系统，并且可以获得与上述各实施例中的效果相同的效果。
更具体地，例如，图13所示的馈电系统可以包括一个馈电单元81(初级侧设备)和一个电子设备82(次级侧设备)。馈电单元81主要具有送电部810、交流信号源811(振荡器)和地电极Eg1，送电部810包括送电电极E1(初级侧电极)。电子设备82主要具有受电部820、整流电路821、负载822和地电极Eg2，受电部820包括受电电极E2(次级侧电极)。具体地，该馈电系统包括两对电极，即送电电极E1和受电电极E2以及地电极Eg1和地电极Eg2。换句话说，馈电单元81(初级侧设备)和电子设备82(次级侧设备)各者中均具有由一对不对称的电极结构构成的天线，例如单极天线(monopole antenna)。
在具有这样的构造的馈电系统中，当送电电极E1和受电电极E2彼此面对时，上述非接触式天线就彼此耦合(通过沿电极的垂直方向的电场而彼此耦合)。于是，电极之间生成了感应场，并且相应地执行了使用电场的送电(参见图13中所示的电力P8)。更具体地，例如，如图14示意性地所示，所生成的电场(感应场Ei)从送电电极E1侧向受电电极E2侧传播，并且所生成的感应场Ei从地电极Eg2侧向地电极Eg1侧传播。换句话说，在初级侧设备与次级侧设备之间形成了所生成的感应场Ei的环形路径。在使用电场的这样的非接触式电力供给系统中，通过应用与上述各实施例中的方法相同的方法，也允许获得相同的效果。
需要注意的是，本发明可以被构造成如下所述的结构。
(1)一种馈电单元，它包括：
送电部，其被构造成通过使用磁场或电场来执行送电；
电力限制部，其被设置于从外部电源至所述送电部的电力供给线上；以及
操作停止部，其被构造用来强制地停止所述送电，
其中，当所述电力限制部的输入与输出之间的电压超过第一阈值时，所述操作停止部就强制地停止所述送电，并且
当所述输入与所述输出之间的所述电压超过比所述第一阈值大的第二阈值时，所述电力限制部强制地中断向所述送电部的电力供给。
(2)根据(1)所述的馈电单元，其中所述操作停止部通过使所述送电用的控制信号无效，来强制地停止所述送电。
(3)根据(2)所述的馈电单元，其中所述操作停止部包括切换部，所述切换部被构造用来根据所述输入与所述输出之间的所述电压的大小来使所述控制信号的状态在有效与无效之间切换。
(4)根据(1)至(3)中的任一者所述的馈电单元，其中所述电力限制部包括误差放大器，所述误差放大器被构造成基于参考电压与对应于来自所述外部电源的输入电流的电压之间的电位差来控制电力限制操作，并且
当所述输入与所述输出之间的所述电压超过所述第二阈值时，所述电力限制部控制所述参考电压的大小，从而强制地中断向所述送电部的所述电力供给。
(5)根据(4)所述的馈电单元，其中所述电力限制部包括所述电力供给线上的晶体管，并且
所述电力限制部通过控制所述参考电压的大小且将所述晶体管设置为断开状态，来强制地中断向所述送电部的所述电力供给。
(6)根据(1)至(5)中的任一者所述的馈电单元，其中
所述第一阈值用于界定所述馈电单元的状态是否处于正常操作期间的过载状态，并且
所述第二阈值用于界定所述送电部是否处于故障状态或处于破坏状态。
(7)根据(1)至(6)中的任一者所述的馈电单元，其中，当所述输入与所述输出之间的所述电压超过所述第二阈值时，所述操作停止部处于不可操作的状态。
(8)根据(1)至(7)中的任一者所述的馈电单元，其还包括控制部，所述控制部包括送电控制部，所述送电控制部被构造用来执行对所述送电的控制。
(9)根据(8)所述的馈电单元，其中，所述控制部被设置于比所述电力限制部更靠近所述外部电源的一侧处。
(10)根据(8)或(9)所述的馈电单元，其中，所述送电控制部控制所述送电，使得能够以时分的方式设定馈电周期和通信周期，所述馈电周期是对作为馈电对象的设备执行所述送电的期间，所述通信周期是与所述作为馈电对象的设备之间执行预定通信的期间，并且
所述送电控制部在所述通信周期的期间通过控制由所述电力限制部执行的所述电力限制操作，来使得能够执行通过振幅调制的通信。
(11)根据(10)所述的馈电单元，其中所述电力限制部在所述馈电周期的期间执行所述电力限制操作，并且在所述通信周期的期间执行振幅调制操作。
(12)根据(8)至(11)中的任一者所述的馈电单元，其中
所述送电控制部控制所述送电，使得能够以时分的方式设定对作为馈电对象的设备执行所述送电的馈电周期和与所述作为馈电对象的设备之间执行预定通信的通信周期，并且
当在所述通信周期的期间所述输入与所述输出之间的所述电压超过所述第一阈值时，所述操作停止部强制地停止所述通信。
(13)根据(8)至(12)中的任一者所述的馈电单元，其还包括交流信号生成部，所述交流信号生成部被构造用来生成用于执行所述送电的交流信号，
其中所述送电控制部通过控制所述交流信号生成部的操作，来执行对所述送电的控制。
(14)根据(13)所述的馈电单元，其中
所述交流信号生成部是使用包括开关元件的开关放大器而构成的，并且
所述送电控制部使用所述送电用的控制信号，来控制所述开关元件的开关操作。
(15)根据(14)所述的馈电单元，其中所述送电控制部控制所述送电，使得能够以时分的方式设定对作为馈电对象的设备执行所述送电的馈电周期和与所述作为馈电对象的设备之间执行预定通信的通信周期，并且
所述送电控制部在所述通信周期的期间通过控制所述控制信号的占空比，来使得能够执行通过脉冲宽度调制的通信。
(16)根据(8)至(15)中的任一者所述的馈电单元，其中所述控制部包括所述送电控制部和用于数据传输的控制部。
(17)根据(1)至(16)中的任一者所述的馈电单元，其中所述送电部利用谐振操作来执行所述送电。
(18)根据(1)至(17)中的任一者所述的馈电单元，其中所述操作停止部包括电压检测部，所述电压检测部被构造用来检测所述输入与所述输出之间的所述电压。
(19)一种馈电系统，其设置有一个或多个电子设备且设置有馈电单元，所述馈电单元被构造用来对所述电子设备执行送电，所述馈电单元包括：
送电部，其被构造成通过使用磁场或电场来执行所述送电；
电力限制部，其被设置于从外部电源至所述送电部的电力供给线上；以及
操作停止部，其被构造用来强制地停止所述送电，
其中，当所述电力限制部的输入与输出之间的电压超过第一阈值时，所述操作停止部就强制地停止所述送电，并且
当所述输入与所述输出之间的所述电压超过比所述第一阈值大的第二阈值时，所述电力限制部强制地中断向所述送电部的电力供给。
本申请基于2011年10月21日和2012年4月16日分别向日本专利局提交的日本专利申请No.2011-231766和日本专利申请No.2012-92848且要求这两个专利申请的优先权权益，在此将这些申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (16)

1.一种馈电单元，其包括：
送电部，所述送电部被构造成通过使用磁场或电场来执行送电；
电力限制部，所述电力限制部被设置于从外部电源至所述送电部的电力供给线上；
控制部，所述控制部被构造成执行送电；
所述外部电源，所述外部电源被构造成通过所述电力限制部连接至所述送电部；以及
操作停止部，所述操作停止部通过让所述送电用的控制信号无效，来强制地停止所述送电，
其中，所述控制部被设置于所述外部电源与所述电力限制部之间，且
其中，当所述电力限制部的输入与输出之间的电压超过第一阈值时，所述操作停止部就强制地停止所述送电，并且当所述输入与所述输出之间的所述电压超过比所述所述第一阈值大的第二阈值时，所述电力限制部强制地中断向所述送电部的电力供给。
2.根据权利要求1所述的馈电单元，其中所述控制部包括送电控制部和数据传输控制部。
3.根据权利要求2所述的馈电单元，其中所述送电控制部和所述数据传输控制部被布置成在所述电力限制部的先前阶段彼此并行连接。
4.根据权利要求1所述的馈电单元，其中所述操作停止部包括切换部，所述切换部被构造成根据所述输入与所述输出之间的所述电压的大小来使所述控制信号的状态在有效与无效之间切换。
5.根据权利要求1所述的馈电单元，其中所述电力限制部包括误差放大器，所述误差放大器被构造成根据参考电压与对应于来自所述外部电源的输入电流的电压之间的电位差来控制电力限制操作，并且当所述输入与所述输出之间的所述电压超过所述第二阈值时，所述电力限制部通过控制所述参考电压的大小，来强制地中断向所述送电部的所述电力供给。
6.根据权利要求5所述的馈电单元，其中所述电力限制部包括所述电力供给线上的晶体管，并且所述电力限制部通过控制所述参考电压的大小且将所述晶体管设置为断开状态，来强制地中断向所述送电部的所述电力供给。
7.根据权利要求1所述的馈电单元，其中所述第一阈值用于界定所述馈电单元的状态是否处于正常操作期间的过载状态，并且所述第二阈值用于界定所述送电部是否处于故障状态或处于破坏状态。
8.根据权利要求1所述的馈电单元，其中当所述输入与所述输出之间的所述电压超过所述第二阈值时，所述操作停止部处于不可操作的状态。
9.根据权利要求2所述的馈电单元，其中所述送电控制部控制所述送电，使得能够以时分的方式设定馈电周期和通信周期，所述馈电周期是对作为馈电对象的设备执行所述送电的期间，所述通信周期是与所述作为馈电对象的设备之间执行预定通信的期间，并且所述送电控制部在所述通信周期的期间通过控制由所述电力限制部执行的电力限制操作，来使得能够执行通过振幅调制的通信。
10.根据权利要求9所述的馈电单元，其中所述电力限制部在所述馈电周期的期间执行所述电力限制操作，并且在所述通信周期的期间执行振幅调制操作。
11.根据权利要求2所述的馈电单元，其中所述送电控制部控制所述送电，使得能够以时分的方式设定馈电周期和通信周期，所述馈电周期是对作为馈电对象的设备执行所述送电的期间，所述通信周期是与所述作为馈电对象的设备之间执行预定通信的期间，并且当在所述通信周期的期间所述输入与所述输出之间的所述电压超过第一阈值时，所述操作停止部强制地停止所述通信。
12.根据权利要求2所述的馈电单元，其还包括交流信号生成部，所述交流信号生成部被构造用来生成用于执行所述送电的交流信号，其中，所述送电控制部通过控制所述交流信号生成部的操作，来执行对所述送电的控制。
13.根据权利要求12所述的馈电单元，其中所述交流信号生成部是使用包括开关元件的开关放大器而构成的，并且所述送电控制部使用所述送电用的控制信号，来控制所述开关元件的开关操作。
14.根据权利要求13所述的馈电单元，其中所述送电控制部控制所述送电，使得能够以时分的方式设定馈电周期和通信周期，所述馈电周期是对作为馈电对象的设备执行所述送电的期间，所述通信周期是与所述作为馈电对象的设备之间执行预定通信的期间，并且所述送电控制部在所述通信周期的期间通过控制所述控制信号的占空比，来使得能够执行通过脉冲宽度调制的通信。
15.根据权利要求1所述的馈电单元，其中所述送电部利用谐振操作来执行所述送电。
16.根据权利要求1所述的馈电单元，其中所述操作停止部包括电压检测部，所述电压检测部被构造用来检测所述输入与所述输出之间的所述电压。
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