CN109478801A - 受电装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
该受电装置包括:受电单元,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和通信单元,其将线圈信息发送到供电装置。该线圈信息指示在受电线圈附近是否设置有线圈。
Description
技术领域
本公开涉及一种从供电装置无线接收电力的受电装置,并涉及一种包括这种受电装置的电子设备。
背景技术
例如,近年来,很多注意力已经集中在对如移动电话和便携式音频播放器等CE设备(消费电子设备)执行无线供电(也称为无线电力传输、无接触和非接触式供电)的供电系统。例如,这种供电系统允许通过将移动电话(受电装置)放置在供电托盘(供电装置)上来对移动电话进行充电。执行这种无线供电的方法的例子包括电磁感应方法和使用共振现象的磁共振耦合方法。电磁感应方法和磁共振耦合方法通常统称为磁耦合方法。
例如,如果在供电期间,在供电装置和受电装置之间存在如金属片等异物,则这种磁耦合供电系统具有产生热量的可能性并因此降低安全性。因此,期望检测异物并基于这种检测的结果来控制供电操作。例如,PTL 1至PTL 3各自公开了允许检测异物的供电系统。
引用列表
专利文献
PTL 1:日本未审查专利申请公开号2015-46990
PTL 2:日本未审查专利申请公开号2013-27171
PTL 3:日本未审查专利申请公开号2013-27255
发明内容
因此,期望提高供电系统的安全性,并且预期安全性的进一步改善。
期望提供一种允许增加安全性的受电装置和电子设备。
根据本公开一个实施方式的受电装置包括受电部和通信部。受电部利用受电线圈从供电装置接收电力。通信部向供电装置发送指示在受电线圈附近是否设置有线圈的线圈信息。
根据本公开的实施方式的电子设备包括上述的受电装置。
在根据本公开的实施方式的受电装置和电子设备中,使用受电线圈从供电装置供应电力。此时,将指示在受电线圈附近是否设置线圈的线圈信息发送到供电装置。
根据本公开的实施方式中的受电装置和电子设备,将指示在受电线圈附近是否设置有线圈的线圈信息发送到供电装置,从而使得可以提高安全性。应注意的是,这里描述的效果不一定是限制性的,并且可以具有本公开中描述的任何效果。
附图说明
[图1]图1是根据本公开实施方式的供电系统的配置实施例的透视图。
[图2]图2是示出图1中所示的供电装置的配置实施例的框图。
[图3]图3描述了图2中所示的供电装置的操作实例。
[图4A]图4A是示出图1中所示的智能手机的配置实施例的框图。
[图4B]图4B是示出图1中所示的另一智能手机的配置实施例的框图。
[图5]图5描述了图4B中所示的供电线圈和线圈的布置的实例。
[图6]图6描述了图4B中所示的供电线圈和线圈的布置的另一实例。
[图7]图7是示出图1中所示的供电系统的操作实例的流程图。
[图8]图8是示出图1所示的供电系统中的通信操作的实例的顺序图。
[图9]图9描述了图1中所示的供电系统的操作实例。
[图10]图10描述了图1中所示的供电系统的另一个操作实例。
[图11A]图11A是示出图10所示的操作实例中的特性的实例的特性图。
[图11B]图11B是示出图10所示的操作实例中的特性的实例的另一特性图。
[图12]图12描述了图1中所示的供电系统的另一个操作实例。
[图13]图13描述了图1中所示的供电系统的另一个操作实例。
[图14A]图14A是示出图13所示的操作实例中的特性的实例的特性图。
[图14B]图14B是示出图13所示的操作实例中的特性的实例的另一特性图。
[图15]图15是示出根据修改实例的供电装置的配置实施例的框图。
[图16]图16描述了图15中所示的供电装置的操作实例。
[图17]图17是示出根据另一修改实例的供电装置的配置实施例的框图。
[图18]图18描述了图17中所示的供电装置的操作实例。
[图19]图19是示出根据另一修改实例的智能手机的配置实施例的框图。
[图20]图20是示出根据另一修改实例的供电系统的操作实例的流程图。
[图21]图21是示出根据另一修改实例的智能手机的配置实施例的框图。
[图22]图22是示出根据另一修改实例的供电装置的配置实施例的框图。
[图23]图23是示出根据另一修改实例的供电装置的配置实施例的框图。
[图24]图24是示出根据另一修改实例的供电系统的操作实例的流程图。
[图25]图25是示出根据另一修改实例的供电系统的操作实例的流程图。
[图26]图26是示出根据另一修改实例的供电系统的操作实例的流程图。
具体实施方式
在下文中,参考附图详细描述了本公开的一些实施方式。
<实施方式>
[配置实施例]
图1示出了根据一个实施方式的供电系统(供电系统1)的配置实施例。在供电之前,供电系统1检测在供电装置和受电装置之间是否夹有如金属片的异物或者具有线圈的IC标签或IC卡等。
供电系统1包括供电装置10和智能手机20。智能手机20包括受电装置30。在该实施例中,供电装置10是托盘式供电装置并且使得可以通过将智能手机20放置在供电装置10的供电表面上来向智能手机20的受电装置30供应电力,从而给二次电池29(下文描述)充电。
在供电装置10的供电表面(与智能手机20接触的一侧)上设置有供电线圈123(下文描述)。在智能手机20的受电表面(与供电装置10接触的一侧)上设置有受电装置30的受电线圈311(下文描述)。供电装置10经由供电线圈123和受电线圈311通过电磁感应向智能手机20的受电装置30供应电力。这允许用户在不将AC(交流电)适配器等直接连接到智能手机20的情况下对二次电池29进行充电。因此,这允许供电系统1增加用户便利性。
此外,如下文描述,供电装置10具有在进行实际供电之前检测在供电装置10与受电装置30之间是否存在如金属片的异物的功能(异物检测(FOD:异物检测)DF1和DF2)。同时,供电装置10还具有检测在供电装置10和受电装置30之间是否存在具有线圈的IC标签、IC卡等的功能(共振检测DR1和DR2)。换句话说,例如,在供电装置10和受电装置30之间存在如金属片的异物的情况下,在供电装置10向受电装置30供电期间,由于在金属片中流动的涡电流,金属片可能产生热量。此外,例如,在供电装置10和受电装置30之间存在IC标签的情况下,在供电装置10向受电装置30供电期间,存在由于在IC标签的线圈中产生的感应电动势产生的高电压损坏IC标签的可能性。因此,供电装置10执行异物检测DF1和DF2以及共振检测DR1和DR2,然后在确认不存在如金属片的异物或具有线圈的IC标签、IC卡等之后才开始实际供电。这允许供电系统1增加安全性。
应当注意的是,在本实施例中,向智能手机20供应电力,但这并不是限制性的。例如,可以向各种电子设备如数码相机、摄像机、手机、智能手机、移动电池、平板电脑、数字图书阅读器和音频播放器供应电力。此外,在本实施例中,供电装置10执行向一个智能手机20供电,但这并不是限制性的。可替换地,可以同时或通过时间分割(顺序)对两个或多个电子设备供电。
(供电装置10)
图2示出了供电装置10的配置实施例。供电装置10包括供电部11、电容元件121、开关122、供电线圈123、物体检测器13、异物检测器14、共振检测器15、接收器16和供电控制器19。
供电部11基于来自供电控制器19的指令产生交流的电力信号SP1。供电部11通过插座(其称为出口)提供交流电,或者从另一个电源设备提供交流电力或直流电力。然后,供电部11基于所供应的电力产生电力信号SP1。例如,电力信号SP1具有大约100kHz到几百kHz的频率。
此外,供电部11还具有在异物检测DF1中产生功率低于电力信号SP1的交流信号SDF的功能。此时,供电部11在包括电力信号SP1的频率的预定频率范围(频率扫描范围RDF)上扫描交流信号SDF的频率。应当注意的是,在本实例中,频率扫描范围RDF包括电力信号SP1的频率,但这不是限制性的。频率扫描范围RDF可以不包括电力信号SP1的频率。在这种情况下,期望的是频率扫描范围RDF接近电力信号SP1的频率。
此外,供电部11还具有在共振检测DR1中产生具有比电力信号SP1低的功率的交流信号SDR的功能。此时,供电部11在包括IC标签、IC卡等使用的载波的频率fc(例如13.56MHz)的预定频率范围(频率扫描范围RDR)上扫描交流信号SDR的频率。例如,频率扫描范围RDR可以包括频率高于频率扫描范围RDF中的最大频率的频率。
此外,供电部11还具有将供电控制信号CTL1发送到受电装置30的功能。具体地,在发送供电控制信号CTL1时,供电部11生成电力信号SP1,并根据要发送的信息调制电力信号SP1。这允许受电装置30的通信部35(下文描述)基于调制的电力信号来接收供电控制信号CTL1。
电容元件121的一端连接到开关122的一端和供电部11,并且另一端连接到开关122的另一端和供电线圈123的一端。开关122的一端连接到电容元件121的一端和供电部11,并且另一端连接到电容元件121的另一端和供电线圈123的一端。开关122基于来自供电控制器19的指令接通和断开。供电线圈123设置在供电装置10的供电表面上,其一端连接到电容元件121的另一端和开关122的另一端,并且另一端接地。
图3示意性地示出了供电部11和开关122的操作实施例。在供电装置10向受电装置30供应电力的情况下,开关122根据来自供电控制器19的指令断开。此时,电容元件121和供电线圈123串联连接以构成共振电路。共振电路具有在电力信号SP1的频率附近的共振频率。此后,供电部11将电力信号SP1提供给共振电路。这使得供电线圈123产生对应于电力信号SP1的电磁场。
另外,在供电装置10执行异物检测DF1的情况下,开关122根据供电控制器19的指令断开。此时,电容元件121和供电线圈123构成共振电路。此后,供电部11将交流信号SDF提供给共振电路,同时在频率扫描范围RDF上扫描交流信号SDF的频率。这使得供电线圈123产生对应于交流信号SDF的电磁场。
另外,在供电装置10执行共振检测DR1的情况下,开关122根据来自供电控制器19的指令接通。此时,开关122使电容元件121的两端短路。此后,供电部11将交流信号SDR提供给供电线圈123,同时在频率扫描范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。这使得供电线圈123产生对应于交流信号SDR的电磁场。
物体检测器13基于供电线圈123一端处的电压来检测物体(例如智能手机20)是否放置在供电装置10的供电表面上。具体地,例如,在供电部11产生交流信号期间,物体检测器13检测供电线圈123一端的信号。此时,供电线圈123一端的信号的幅度或相位根据物体是否放置在供电装置10的供电表面上而改变。物体检测器13通过检测该幅度或相位的变化来检测是否存在物体。
需要注意的是,在本实施例中,物体检测器13根据供电线圈123一端的电压来检测物体,但这不是限制性的。可以基于另一节点处的电压或电流来检测物体。另外,检测物体的方法不限于此,并且允许检测是否存在物体的各种方法均可适用。
异物检测器14根据供电线圈123一端的电压执行异物检测DF1。具体地,在其中供电部11生成交流信号SDF的期间,异物检测器14根据供电线圈123一端的电压计算频率扫描范围RDF中的品质因数QD。品质因数QD与包括供电线圈123和电容元件121的共振电路的品质因数相关,并且涉及从供电装置10到受电装置30的供电效率。品质因数QD是根据共振电路中的电阻值、电感值、电容值和频率而变化的参数。换句话说,电压值、供电效率、充电效率、能量损耗、电阻值、电感值、电容值和频率是与该品质因数相关的参数。应当注意的是,在本实施例中,品质因数QD是共振电路的品质因数,但这不是限制性的。品质因数QD可以是供电线圈123本身的品质因数。例如,在供电装置10和受电装置30之间存在如金属片的异物的情况下,品质因数QD由于异物的电阻分量而降低。异物检测器14基于品质因数QD检测是否存在异物。
此外,如下文所述,异物检测器14还具有在供电装置10与受电装置30开始相互通信之后,基于品质因数QD和从受电装置30传送的异物确定信息IF(下文描述),执行异物检测DF2的功能。
应当注意的是,在本实施例中,异物检测器14根据供电线圈123一端的电压执行异物检测DF1,但这不是限制性的。异物检测器14可以基于另一节点处的电压或电流来执行异物检测DF1。
共振检测器15基于供电线圈123一端的电压执行共振检测DR1。具体地,在供电部11生成交流信号SDR的期间,共振检测器15基于供电线圈123一端的电压测量从共振检测器15观察的阻抗的频率特性(阻抗特性ZDR),在该阻抗特性ZDR的基础上计算频率扫描范围RDR中的共振点数(共振数ND)。例如,在供电装置10和受电装置30之间存在具有线圈的IC标签、IC卡等的情况下,共振数ND发生变化。共振检测器15基于共振数ND来检测是否存在IC标签、IC卡等。
此外,如下文描述,共振检测器15还具有在供电装置10与受电装置30开始相互通信之后,基于共振数ND和从受电装置30发送的共振信息IR(稍后描述)执行共振检测DR2的功能。
应当注意提是,在本实施例中,共振检测器15基于供电线圈123一端的电压执行共振检测DR1,但这不是限制性的。共振检测器15可以基于另一节点处的电压或电流来执行共振检测DR1。
接收器16通过进行与受电装置30的通信来接收供电控制信号CTL2。供电控制信号CTL2包括供电操作所需的信息,如向供电装置10的增加或减少供电电力的请求。此外,在本实施例中,供电控制信号CTL2还包括如后面描述的识别信息ID、电力信息IP、异物确定信息IF和共振信息IR等信息。接收器16基于供电线圈123一端的电压接收供电控制信号CTL2。具体地,首先,在其中供电部11生成电力信号SP1的期间,受电装置30的通信部35(下文描述)根据要发送的信息改变从供电装置10观察的负载。这种负载的改变在供电装置10中呈现为供电线圈123一端的电压的幅度或相位的改变,并且呈现为在供电线圈123中流动的电流的幅度或相位的改变。接收器16检测这些幅度或相位的变化,从而接收从受电装置30发送的供电控制信号CTL2。从而,供电系统1通过所谓的负载调制发送供电控制信号CTL2。
应当注意的是,在本实施例中,接收器16基于供电线圈123一端的电压接收供电控制信号CTL2,但这不是限制性的。接收器16可以基于另一节点处的电压或电流来接收供电控制信号CTL2。
供电控制器19控制供电装置10中的操作。具体地,在检测物体(例如智能手机20)是否放置在供电装置10的供电表面上的情况下,供电控制器19执行控制以使开关122断开、执行控制以使供电部11产生交流信号、并且执行控制以使物体检测器13检测是否存在物体。
此外,在执行异物检测DF1的情况下,供电控制器19执行控制以使开关122断开、执行控制以使供电部11产生交流信号SDF、并且执行控制以使异物检测器14检测是否存在异物。另外,在执行共振检测DR1的情况下,供电控制器19执行控制以使开关122接通、执行控制以使供电部11产生交流信号SDR、并且执行控制以使共振检测器15检测是否存在IC标签、IC卡等。
此外,在供电装置10执行异物检测DF2的情况下,供电控制器19执行控制以使接收器16接收异物确定信息IF(下文描述),并且执行控制以使异物检测器14基于异物确定信息IF检测是否存在异物。另外,在执行共振检测DR2的情况下,供电控制器19执行控制以使接收器16接收共振检测IR(下文描述),并且执行控制以使共振检测器15基于共振信息IR检测是否存在IC标签、IC卡等。
此外,在对受电装置30进行实际供电的情况下,供电控制器19进行控制以使开关122断开,执行控制以使接收器16接收包括如增加或减小供电电力的请求的信息的供电控制信号CTL2,并且基于该请求来控制由供电部11生成的电力信号SP1的电力。
(智能手机20和受电装置30)
接下来,描述智能手机20。在下文中,描述了两种智能手机20A和20B作为示例。智能手机20A不具有执行近场通信(NFC;近场通信)的功能,而智能手机20B具有执行近场通信的功能。
图4A示出了智能手机20A的配置实施例。智能手机20A包括受电装置30、充电控制器28、二次电池29、声音通信部21、数据通信部22、操作部24、显示器25和处理器26A。
受电装置30包括受电线圈311、电容元件312和313、整流器32、调节器33、负载连接部34、通信部35、存储部36和受电控制器37。
受电线圈311设置在智能手机20的受电表面上,并且一端经由电容元件312连接到整流器32的第一输入端子,并且另一端连接到整流器32的第二输入端子。另外,电容元件313插在整流器32的第一输入端子和第二输入端子之间。受电线圈311和电容元件312以构成共振电路的方式串联连接。共振电路具有在电力信号SP1的频率附近的共振频率。因此,基于由供电装置10的供电线圈123产生的电磁场,根据电磁感应定律,受电线圈311产生对应于其磁通量变化的感应电压。
包括受电线圈311以及电容元件312和313的电路在供电期间产生电力信号SP2并且将电力信号SP2提供到整流器32,该电力信号SP2是具有与受电线圈311两端之间的感应电压对应的电压的交流电。换句话说,电力信号SP2是基于供电装置10中的电力信号SP1生成的。
整流器32通过整流电力信号SP2产生具有受电电压Vrect的直流信号。
调节器33基于由整流器32提供的直流信号产生具有电压Vreg的直流电力。此后,调节器33将电压Vreg作为供电电压提供给受电装置30中的各个区块,并且还通过负载连接部34将电压Vreg提供给充电控制器28。
负载连接部34基于来自受电控制器37的指令将调节器33和充电控制器28彼此连接或断开。
通信部35接收从供电装置10发送的供电控制信号CTL1,并且还向供电装置10发送包括由受电控制器37提供的信息的供电控制信号CTL2。具体地,在接收供电控制信号CTL1的情况下,通信部35通过对调制的电力信号SP2进行解调处理,接收供电控制信号CTL1。另外,在发送供电控制信号CTL2的情况下,在其中供电装置10发送电力信号SP1的期间,通信部35根据要发送的信息改变整流器32的第一输入端子和第二输入端子之间的阻抗。供电装置10的接收器16通过检测阻抗的变化(负载变化)来接收供电控制信号CTL2。
存储部36存储在供电系统1中发送和接收的信息,并且包括例如非易失性存储器。存储部36存储识别信息ID、电力信息IP、异物确定信息IF和共振信息IR。识别信息ID是用于识别受电装置30的信息,并且例如是所谓的序列号。电力信息IP是指示受电装置30能够接收的电力(电力等级)的信息。异物确定信息IF是在供电装置10的异物检测器14执行异物检测DF2的情况下使用的信息,并且包括例如参考品质因数Q。共振信息IR是在供电装置10的共振检测器15执行共振检测DR2的情况下使用的信息。在智能手机20A中,在受电线圈311附近设置有线圈的情况下,共振信息IR包括关于包括该线圈的共振电路中的共振点的数目(共振数N)的信息。在受电线圈311附近没有设置线圈的情况下,共振数N被设定为“0”。换句话说,共振信息IR还包括关于在受电线圈311附近是否设置有线圈的信息。在智能手机20A中,在受电线圈311附近没有设置线圈。因此,在该实施例中,共振数N被设定为“0”(N=0)。
受电控制器37控制受电装置30中的操作。具体地,受电控制器37向通信部35提供识别信息ID、电力信息IP、异物确定信息IF和共振信息IR,并且执行控制以使通信部35向供电装置10发送包括这些信息的供电控制信号CTL2。此外,在接收到从供电装置10供应的电力时,受电控制器37向通信部35提供关于在受电电压Vrect的基础上增加或减小供电电力的请求的信息,并且执行控制以使通信部35向供电装置10发送包括这些信息的供电控制信号CTL2。另外,受电控制器37控制在负载连接部34中将调节器33与充电控制器28彼此连接或断开的操作。
充电控制器28控制二次电池29中的充电操作。二次电池29存储直流电力,并且包括例如可充电电池,如锂离子电池。充电控制器28和二次电池29向旨在实现智能手机20的功能的各种电路和装置(在本实施例中,声音通信部21、数据通信部22、操作部24、显示器25和处理器26A)提供电力。
声音通信部21与移动电话基站进行语音通信。数据通信部22使用无线LAN(局域网)进行数据通信。操作部24是用户用来操作智能手机20A的用户界面,包括各种类型的按钮、触摸板等。显示器25显示智能手机20A的状态和各种类型的信息处理的结果。处理器26A包括例如CPU(中央处理单元)、RAM(随机存取存储器)、非易失性存储器等,并且通过执行程序,执行旨在实现智能手机20A的功能的各种类型的信息处理。
图4B示出了智能手机20B的配置实施例。智能手机20B包括受电装置30、充电控制器28、二次电池29、声音通信部21、数据通信部22、NFC通信部23、操作部24、显示器25和处理器26B。智能手机20B对应于包括NFC通信部23并且代替处理器26A包括处理器26B的智能手机20A(图4A)。
图5和图6各自示出了智能手机20B中的受电线圈311和线圈231的布置的实例。在智能手机20B中,线圈231设置在受电线圈311附近。在图5所示的实例中,在智能手机20B的受电表面上,受电线圈311和线圈231设置为彼此相邻。在图6所示的实例中,在智能手机20B的受电表面上,受电线圈311和线圈231布置为使得各自的中心点基本上彼此重合。在该实例中,受电线圈311的线圈直径小于线圈231,因此受电线圈311设置在线圈231的内部。
如上所述,在智能手机20B中,线圈231设置在受电线圈311附近。线圈231构成共振电路,共振电路具有一个共振点。因此,在智能手机20B的存储部36中,共振数N被设定为“1”(N=1)。
此处,整流器32和调节器33对应于本公开中的“受电部”的具体实例。通信部35对应于本公开中的“通信部”的具体实例。线圈231对应于本公开中的“线圈”的具体实例。共振信息IR对应于本公开中的“线圈信息”的具体实例。异物确定信息IF对应于本公开中的“受电线圈信息”的具体实例。
[工作和效果]
随后描述根据本发明实施方式的供电系统1的工作和效果。
(整体操作的概述)
首先,参考图2、4A和4B描述供电系统1的整体操作的概述。在供电装置10(图2)中,基于供电控制器19的指令,供电部11生成电力信号SP1和交流信号SDF和SDR,并且向受电装置30发送供电控制信号CTL1。开关122基于来自供电控制器19的指令使电容元件121的两端短路。供电线圈123基于电力信号SP1和交流信号SDF和SDR产生电磁场。物体检测器13检测物体是否放置在供电装置10的供电表面上。异物检测器14通过执行异物检测DF1和DF2来检测供电装置10的供电表面上是否存在异物。共振检测器15通过执行共振检测DR1和DR2检测供电装置10的供电表面上是否存在IC标签、IC卡等。接收器16接收从受电装置30发送的供电控制信号CTL2。供电控制器19控制供电装置10中的操作。
在受电装置30(图4A和4B)中,受电线圈311基于供电线圈123产生的电磁场产生与其磁通量变化对应的感应电压。此后,受电线圈311以及电容元件312和313向整流器32供给对应于电力信号SP1的电力信号SP2。整流器32通过整流电力信号SP2产生具有受电电压Vrect的直流信号。调节器33基于从整流器32供给的直流信号产生具有电压Vreg的直流电力。负载连接部34基于来自受电控制器37的指令连接调节器33和充电控制器28。通信部35接收从供电装置10发送的供电控制信号CTL1,并且向供电装置10发送包括由受电控制器37供给的信息的供电控制信号CTL2。存储部36存储识别信息ID、电力信息IP、异物确定信息IF和共振信息IR。受电控制器37控制受电装置30中的操作。
充电控制器28控制二次电池29中的充电操作。二次电池29存储直流电力。充电控制器28和二次电池29向旨在实现智能手机20(20A和20B)的功能的各种电路和装置供应电力。
(详细操作)
图7示出了供电系统1中的供电操作的流程图。在供电系统1中,供电装置10执行异物检测DF1和共振检测DR1,并随后开始与受电装置30通信。此后,供电装置10执行异物检测DF2和共振检测DR2,并随后开始向受电装置30实际供电。在下文中,描述了细节。
首先,供电装置10检测物体(例如智能手机20)是否放置在供电装置10的供电表面上(步骤S1)。具体地,例如,供电控制器19断开开关122,供电部11产生交流信号,并且物体检测器13检测是否存在物体。在不存在物体的情况下(步骤S1中为“N”),操作流程返回到步骤S1,并且重复步骤S1直到检测到物体。
在步骤S1中,在检测到物体的情况下(步骤S1中为“Y”),供电装置10执行异物检测DF1(步骤S2)。具体地,首先,供电控制器19断开开关122,并且供电部11生成交流信号SDF。此时,供电部11在频率扫描范围RDF上扫描交流信号SDF的频率。此后,异物检测器14计算频率扫描范围RDF中的品质因数QD。此后,在计算的品质因数QD不在预定范围内的情况下,异物检测器14确定存在异物(步骤S2中为“N”),并且流程返回到步骤S1。换句话说,在这种情况下,供电装置10确定由于异物的存在而不应该进行供电。另外,在计算的品质因数QD在预定范围内的情况下,异物检测器14确定不存在异物。
在步骤S2中,在不存在异物的情况下(步骤S2中为“Y”),供电装置10执行共振检测DR1(步骤S3)。具体地,首先,供电控制器19接通开关122,并且供电部11产生交流信号SDR。此时,供电部11在频率扫描范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。此后,共振检测器15测量在频率扫描范围RDR中从共振检测器15观察到的阻抗的频率特性(阻抗特性ZDR),并且基于该阻抗特性ZDR计算频率扫描范围RDR中的共振点的数目(共振数ND)。此后,共振检测器15确认共振数ND是否等于或小于预定阈值X(ND≤X)。在本实例中,预定阈值X被设定为“1”。在共振数ND大于预定阈值X的情况下(步骤S3中为“N”),供电装置10确定存在IC标签、IC卡等,并且流程返回到步骤S1。换句话说,在这种情况下,供电装置10确定由于IC标签、IC卡等的存在而不应该进行供电。
在步骤S3中,在共振数ND等于或小于预定阈值X的情况下(步骤S3中为“Y”),供电装置10开始与受电装置30通信(步骤S4)。具体地,首先,供电控制器19断开开关122,并且供电部11生成电力信号SP1。此时,供电部11向受电装置30供应足以操作受电装置30的小电力。在受电装置30中,整流器32基于电力信号SP2产生受电电压Vrect,并且调节器33基于受电电压Vrect产生电压Vreg。此后,受电装置30的各个区块以电压Vreg作为电源电压开始操作。此后,供电装置10的供电部11将供电控制信号CTL1发送到受电装置30,并且受电装置30的通信部35将供电控制信号CTL2发送到供电装置10。
接下来,供电装置10从受电装置30获得异物确定信息IF(步骤S5)。具体地,受电装置30的受电控制器37从存储部36读取异物确定信息IF,并且通信部35基于来自受电控制器37的指令,向供电装置10发送包括异物确定信息IF的供电控制信号CTL2。此后,供电装置10的接收器16接收供电控制信号CTL2。
接下来,供电装置10执行异物检测DF2(步骤S6)。具体地,异物检测器14将异物检测DF1(步骤S2)中计算的品质因数QD与步骤S5中获得的包括在异物确定信息IF中的参考品质因素Q进行比较。此后,在品质因数QD不在基于参考品质因数Q设定的预定范围内的情况下,异物检测器14确定存在异物(步骤S6中为“N”)。在这种情况下,供电装置10停止与受电装置30的通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。换句话说,在这种情况下,供电装置10确定由于异物的存在而不应该进行供电。另外,在品质因数QD处在基于参考品质因数Q设定的预定范围内的情况下,异物检测器14确定不存在异物。
在步骤S6中,在不存在异物的情况下(步骤S6中为“是”),供电装置10从受电装置30获得共振信息IR(步骤S7)。具体地,受电装置30的受电控制器37从存储部36读取共振信息IR,并且通信部35基于来自受电控制器37的指令,向供电装置10发送包括共振信息IR的供电控制信号CTL2。此后,供电装置10的接收器16接收供电控制信号CTL2。
接下来,供电装置10执行共振检测DR2(步骤S8)。具体地,共振检测器15将共振检测DR1(步骤S3)中计算的共振数ND与步骤S7中获得的包括在共振信息IR中的共振数N进行比较。此后,在共振数ND与共振数N不匹配的情况下(步骤S8中为“N”),共振检测器15确定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,供电装置10停止与受电装置30的通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。换句话说,在这种情况下,供电装置10确定由于IC标签、IC卡等的存在而不应该进行供电。
在步骤S8中,在共振数ND与共振数N匹配的情况下(步骤S8中为“Y”),供电装置10开始向受电装置30进行实际供电(步骤S17)。具体地,首先,受电控制器37利用供电控制信号CTL2向供电装置10发出增加或减小供电电力的请求,并执行控制以使受电电压Vrect达到目标电压。此后,负载连接部34基于来自受电控制器37的指令连接调节器33和充电控制器28。这使得受电装置30开始通过充电控制器28对二次电池29充电。
接下来,受电装置30确定二次电池29的充电是否完成(步骤S18)。具体地,例如,受电控制器37基于二次电池29的电压或供给到二次电池29的电流,确定二次电池29的充电是否完成。在二次电池29的充电尚未完成的情况下(步骤S18中为“N”),流程返回到步骤S18。然后,重复步骤S18直到充电完成。
此后,在步骤S18中,在二次电池的充电完成的情况下(步骤S18中为“Y”),供电装置10停止向受电装置30供电(步骤S19)。具体地,负载连接部34基于来自受电控制器37的指令将调节器33和充电控制器28彼此断开。此外,受电控制器37使用供电控制信号CTL2向供电装置10发出停止供电的请求。此后,基于停止供电的请求,供电装置10的供电控制器19控制供电部11的操作以停止产生电力信号SP1。
这是流程的结束。
图8示出了供电系统1中的通信操作的顺序图。该通信操作是从图7中步骤S4中的开始通信到步骤S17中开始实际供电的时间段中进行的。
首先,在开始通信之后,供电装置10将启动信号发送到受电装置30(步骤S101)。受电装置30根据启动信号启动(步骤S102)。随后,受电装置30向供电装置10发送包括存储部36中存储的识别信息ID和电力信息IP的供电控制信号CTL2(步骤S103)。此后,供电装置10向受电装置30发送指示供电装置10已收到这些信息的响应信号(步骤S104)。步骤S101至S104的该操作对应于图7中步骤S4中的操作。
接下来,受电装置30向供电装置10发送包括异物确定信息IF的供电控制信号CTL2(步骤S105)。供电装置10使用包括在异物确定信息IF中的参考品质因数Q来执行异物检测DF2(步骤S106),并且向受电装置30通知包括关于是否存在异物的结果的检测结果(步骤S107)。步骤S105至S107中的该操作对应于图7中步骤S5和S6中的操作。
接下来,受电装置30向供电装置10发送包括共振信息IR的供电控制信号CTL2(步骤S108)。供电装置10使用包括在共振信息IR中的共振数N来执行共振检测DR2(步骤S109),并且向受电装置30通知包括是否存在IC标签、IC卡等的结果的检测结果(步骤S110)。换句话说,该检测结果指示是否向受电装置30供电。步骤S108至S110中的该操作对应于图7中步骤S7和S8中的操作。
如上所述,除了异物检测DF1和DF2之外,供电系统1还执行共振检测DR1和DR2,从而可以提高安全性。换句话说,例如,在供电装置10和智能手机20之间存在IC标签、IC卡等的情况下,存在通过异物检测DF1和DF2无法检测到任何这些物体的可能性。除了异物检测DF1和DF2之外,供电系统1还执行共振检测DR1和DR2,从而可以提高IC标签、IC卡等的可检测性。因此,可以减少破坏IC标签、IC卡等的可能性,从而可以提高安全性。
此外,在使用具有低频率的交流信号SDF执行异物检测DF1之后,供电系统1使用具有高频率的交流信号SDR执行共振检测DR1,从而可以防止IC标签或IC卡等被破坏。
另外,在共振检测DR1中,供电系统1使用具有比电力信号SP1更低功率的交流信号SDR,使得抑制向IC标签、IC卡等供给的电力,因此可以使IC标签、IC卡等抵抗破坏。
此外,在供电系统1中,在共振检测DR1中接通开关122,这使得可以增加IC标签、IC卡等的可检测性。换句话说,在开关122断开的情况下,电容元件121和供电线圈123构成共振电路,并且该共振电路具有大约几百kHz的共振频率。因此,交流信号SDR的频率足够高于共振频率,从而导致交流信号SDR衰减。相反,在供电系统1中,在共振检测DR1中接通开关122,因此供电线圈123不构成共振电路。因此,可以减少交流信号SDR衰减的可能性,从而可以提高IC标签、IC卡等的可检测性。
此外,供电系统1使用智能手机20提供的共振信息IR执行共振检测DR2,该智能手机20是要供应电力的目标,因此,可以提高检测IC标签、IC卡等的检测准确度,如下所述。
此外,供电系统1使用由作为供电目标的智能手机20提供的共振信息IR执行共振检测DR2,因此可以提高检测IC标签或IC卡等的检测准确度,如下所述。
接下来,参考一些特定的操作实施例描述共振检测DR1和DR2的操作。
(操作实施例E1)
图9示出了了操作实施例E1。在该实施例中,智能手机20A放置在供电装置10的供电表面上。在共振检测DR1中(图7中的步骤S3),供电装置10测量频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR,并且基于该阻抗特性ZDR计算频率扫描范围RDR中的共振点的数目(共振数ND)。在共振检测DR1中,供电装置10的供电线圈123不构成共振电路。此外,智能手机20A在受电线圈311附近没有线圈。因此,在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中未出现共振点,并且共振数ND为“0”。共振数ND等于或小于预定阈值X(在该实施例中为“1”)。因此,在共振检测DR1中,共振检测器15确定不存在IC标签、IC卡等。
在共振检测DR2中(图7中的步骤S8),供电装置10确认在共振检测DR1中计算的共振数ND是否等于由受电装置30提供的共振信息IR中包括的共振数N。在智能手机20A中,共振数N为“0”(N=0),因此共振数ND与共振数N匹配。因此,在共振检测DR2中,共振检测器15确定不存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作实施例E1中,确定不存在IC标签、IC卡等,因此供电装置10执行对受电装置30的实际供电。
(操作实施例E2)
图10示出了操作实施例E2。在本实施例中,IC卡9插在供电装置10和智能手机20A之间。IC卡9具有线圈91。线圈91构成具有一个共振点的共振电路。因此,由共振电路导致的一个共振点出现在频率扫描范围RDR的阻抗特性ZDR中。
图11A和11B各自使用散射参数S11示出了操作实施例E2中的阻抗特性ZDR的实例。图11A以史密斯圆图的形式示出了散射参数S11的特性。在该实施例中,如图11A所示,IC卡9的共振电路导致了圆形阻抗轨迹,其中一个共振点出现在13.56MHz附近。
在共振检测DR1中,供电装置10基于如上所述的阻抗特性ZDR计算共振数ND。在本实施例中,共振数ND是“1”。该共振数ND等于或小于预定阈值X。因此,在共振检测DR1中,共振检测器15确定不存在IC标签、IC卡等。
然而,在智能手机20A中,共振数N为“0”(N=0)。因此,共振数ND与共振数N不匹配。结果,在共振检测DR2中,共振检测器15确定存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作实施例E2中,确定存在IC标签、IC卡等,因此供电装置10不对受电装置30执行实际供电。
(操作实施例E3)
图12示出了操作实施例E3。在本实施例中,智能手机20B放置在供电装置10的供电表面上。在智能手机20B中,受电线圈311和线圈231布置成使各自的中心点基本上彼此重合。线圈231构成具有一个共振点的共振电路。因此,如操作实施例E2的情况,在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中出现一个共振点,并且共振数ND为“1”。该共振数ND等于或小于预定阈值X。因此,在共振检测DR1中,共振检测器15确定不存在IC标签、IC卡等。
此外,在智能手机20B中,共振数N为“1”(N=1)。因此,共振数ND与共振数N匹配。因此,在共振检测DR2中,共振检测器15确定不存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作实施例E3中,确定不存在IC标签、IC卡等,因此供电装置10执行对受电装置30的实际供电。
(操作实施例E4)
图13求出了操作实施例E4。在本实施例中,IC卡9插在供电装置10和智能手机20B之间。在这种情况下,在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中出现了两个共振点。
图14A和14B各自使用散射参数S11示出了操作实施例E4中的阻抗特性ZDR的实例。在该实施例中,如图14A所示,IC卡9的共振电路和包括智能手机20B的线圈231的共振电路导致对应于两个共振点的阻抗轨迹。
在共振检测DR1中,供电装置10基于如上所述的阻抗特性ZDR计算共振数ND。在该实施例中,共振数ND是“2”。该共振数ND大于预定阈值X。因此,在共振检测DR1中,共振检测器15确定存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作实施例E4中,确定存在IC标签、IC卡等,因此供电装置10不对受电装置30执行实际供电。
如上所述,供电系统1使用由智能手机20提供的共振信息IR执行共振检测DR2,该智能手机20是要供应电力的目标,因此可以提高检测IC标签、IC卡等的检测准确度。换句话说,例如,在操作实施例E2(图10)和操作实施例E3(图12)中,供电装置10在共振检测DR1中检测到一个共振点。其中,操作实施例E3(图12)是应该进行供电的实施例,而操作实施例E2(图10)是由于插入了IC卡9而不应该进行供电的实施例。在供电系统1中,供电装置10从受电装置30接收包括关于共振数N的信息的共振信息IR,并且使用该共振数N执行共振检测DR2。在操作实施例E2中,供电装置10因共振数ND与共振数N彼此不匹配而确定检测到的共振点是由IC标签、IC卡等引起的,从而确定不应该进行供电。此外,在操作实施例E3中,供电装置10因共振数ND与共振数N相互匹配而确定检测到的共振点是由设置在受电线圈311附近的线圈引起的,从而确定应该进行供电。以这种方式,供电装置10使用由受电装置30提供的关于共振数N的信息来执行共振检测DR2。因此,这允许供电系统1提高检测IC标签、IC卡等的检测准确度。
[效果]
如上所述,根据本实施方式,除了异物检测DF1和DF2之外,还执行共振检测DR1和DR2,从而可以提高安全性。
根据本实施方式,在使用具有低频率的交流信号SDF执行异物检测DF1之后,使用具有高频率的交流信号SDR执行共振检测DR1,因此可以使IC标签、IC卡等抵抗破坏。
根据本实施方式,在共振检测DR1中使用功率低于电力信号SP1的功率的交流信号SDR,因此可以使IC标签、IC卡等抵抗破坏。
根据本实施方式,在共振检测DR1中,开关122接通,从而可以提高IC标签、IC卡等的可检测性。
根据本实施方式,在开始通信之前执行共振检测DR1,因此可以提高安全性。
根据本实施方式,使用由智能手机提供的共振信息IR来执行共振检测DR2,该智能手机是要供应电力的目标,因此可以提高安全性。
[修改实施例1]
在前述实施方式中,在共振检测DR1中,将与共振数ND进行比较的预定阈值X设定为“1”,但这不是限制性的。例如,预定阈值X可以被设定为等于或大于“2”的值,或者预定阈值X可以被设定为“0”。
[修改实施例2]
在前述实施方式中,在供电装置10执行共振检测DR1的情况下,供电线圈123不构成共振电路,但这不是限制性的。在下文中,参考一些实例详细描述本修改实施例。
图15示出了根据本修改实施例的供电装置10A的配置实施例。供电装置10A包括电容元件124和125以及供电控制器19A。电容元件124和125对应于根据前述实施方式的供电装置10(图2)中的电容元件121。电容元件124的一端连接到开关122的一端和供电部11,并且另一端连接到开关122的另一端和电容元件125的一端。电容元件125的一端连接到电容元件124的另一端和开关122的另一端,并且另一端连接到供电线圈123的一端。供电控制器19A控制供电装置10A中的操作。
图16示意性地示出了供电装置10A中的供电部11和开关122的操作实施例。在供电装置10A向受电装置30供应电力的情况下,开关122基于来自供电控制器19A的指令接通,并且开关122使电容元件124的两端短路。此后,电容元件125和供电线圈123串联连接以构成共振电路。共振电路具有在电力信号SP1的频率附近的共振频率。此后,供电部11将电力信号SP1提供给共振电路。
此外,在供电装置10A执行异物检测DF1的情况下,基于来自供电控制器19A的指令,开关122接通。此时,电容元件125和供电线圈123串联连接以构成共振电路。此后,供电部11将交流信号SDF提供给该共振电路,同时在频率扫描范围RDF上扫描交流信号SDF的频率。
另外,在供电装置10A执行共振检测DR1的情况下,基于来自供电控制器19A的指令,开关122断开。此时,电容元件124和125与供电线圈123串联连接以构成共振电路。例如,该共振电路具有在频率fc附近的共振频率。此后,供电部11将交流信号SDR提供给该共振电路,同时在频率扫描范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。
图17示出了根据本修改实施例的另一个供电装置10B的配置实施例。供电装置10B包括供电线圈126和127、开关128和供电控制器19A。供电线圈126和127对应于根据前述实施方式的供电装置10(图2)中的供电线圈123。供电线圈126的一端连接到开关128的一端和电容元件121的另一端,并且另一端连接到开关128的另一端和供电线圈127的一端。供电线圈127的一端连接到供电线圈126的另一端和开关128的另一端,并且另一端接地。供电控制器19A控制供电装置10B中的操作。
图18示意性地示出了供电装置10B中的供电部11和开关128的操作实施例。在供电装置10B向受电装置30供电的情况下,开关128基于来自供电控制器19B的指令而断开。此时,电容元件121与供电线圈126和127串联连接以构成共振电路。共振电路具有在电力信号SP1的频率附近的共振频率。此后,供电部11将电力信号SP1提供给该共振电路。
此外,在供电装置10B执行异物检测DF1的情况下,开关128基于来自供电控制器19B的指令而断开。此时,电容元件121与供电线圈126和127串联连接以构成共振电路。此后,供电部11将交流信号SDF提供给该共振电路,同时在频率扫描范围RDF上扫描的交流信号SDF的频率。
此外,在供电装置10B执行共振检测DR1的情况下,开关128基于来自供电控制器19B的指令而接通,并且开关128使供电线圈126的两端短路。此后,电容元件121与供电线圈127串联连接以构成共振电路。例如,该共振电路具有在频率fc附近的共振频率。此后,供电部11将交流信号SDR提供给该共振电路,同时在频率扫描范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。
以这种方式,根据本修改实施例,供电线圈123在执行共振检测DR1的情况下构成共振电路。这使得可以提高检测IC标签、IC卡等的检测准确度。供电线圈123构成如上所述的共振电路;因此,共振电路的共振点也出现在由共振检测DR1测量的阻抗特性ZDR中。因此,例如,在共振检测DR1中,可以将与共振数ND相比较的预定阈值X设定为“2”。
[修改实施例3]
在前述实施方式中,共振信息IR包括关于共振数N的信息,但这不是限制性的。例如,共振信息IR可以包括关于共振频率的信息。在下文中,详细描述根据本修改实施例的供电系统1C。供电系统1C包括智能手机20C和供电装置10C。
图19示出了智能手机20C的配置实施例。与智能手机20B(图4B)一样,智能手机20C具有执行近场通信的功能。智能手机20C包括受电装置30C。受电装置30C包括存储部36C,其存储共振信息IR。除了关于共振数N的信息之外,共振信息IR还包括关于共振频率fr的信息。共振频率fr是在受电线圈311附近设置有线圈的情况下的共振点的频率。与智能手机20B(图5和图6)的情况一样,智能手机20C包括设置在受电线圈311附近的线圈231。因此,智能手机20C的存储部36C存储共振数N(N=1),并且还存储在共振点处的共振频率fr。
供电装置10C包括共振检测器15C。与根据前述实施方式的共振检测器15一样,共振检测器15C执行共振检测DR1。此外,共振检测器15C还具有基于从受电装置30C发送的共振信息IR中包括的关于共振数N和共振频率fr的信息来执行共振检测DR2的功能。
图20示出了供电系统1C中供电操作的流程图。与根据前述实施方式的供电系统1的情况(图7)一样,供电装置10C首先检测在供电装置10C的供电表面上是否放置物体(步骤S1),随后执行异物检测DF1和共振检测DR1(步骤S2和S3)。此后,供电装置10C开始与受电装置30C通信(步骤S4),从受电装置30C获得异物确定信息IF(步骤S5),并且执行异物检测DF2(步骤S6)。
接下来,供电装置10C从受电装置30C获得包括关于共振数N和共振频率fr的信息的共振信息IR(步骤S7)。接着,供电装置10C执行共振检测DR2(步骤S21至S23)。
具体地,首先,供电装置10C的共振检测器15C基于在步骤S7中获得的共振信息IR计算频率扫描范围RDR内的共振点的数目(共振数NK)(步骤S21)。
接下来,共振检测器15C确认在共振检测DR1(步骤S3)中计算的共振数ND是否大于在步骤S21中计算的共振数NK(ND>NK)(步骤S22)。在共振数ND大于共振数NK的情况下(步骤S22中为“Y”),共振检测器15C确定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,供电装置10C停止与受电装置30C通信(步骤S9),并且操作流程返回到步骤S1。
在步骤S21中,在共振数ND不大于共振数NK的情况下(步骤S22中为“N”),共振检测器15C确认在共振检测DR1(步骤S3)中测量的阻抗特性ZDR中的共振频率fd与在步骤S7中获得的共振信息IR中包括的共振频率fr是否彼此匹配(步骤S23)。应当注意的是,在共振数ND和NK均为“0”的情况下,共振检测器15C确定共振频率fd和共振频率fr彼此匹配。在共振频率fd和共振频率fr彼此不匹配的情况下(步骤S23中为“N”),共振检测器15C确定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,供电装置10C停止与受电装置30C通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。
此外,在步骤S23中,在共振频率fd和共振频率fr彼此匹配的情况下(步骤S23中为“Y”),供电装置10C开始向受电装置30C进行实际供电。后续操作类似于根据前述实施方式的供电系统1的情况(图7)。
以这种方式,在供电系统1C中,共振信息IR包括关于共振频率fr的信息,这使得可以在共振频率彼此匹配的情况下开始实际供电。这使得可以提高检测IC标签、IC卡等的检测准确度。
智能手机20C包括NFC通信部23,但这不是限制性的。可替换地,智能手机20C可以包括另一个类似的通信部23C。通信部23C包括设置在受电线圈311附近的线圈231C。线圈231C构成共振电路,并且该共振电路在该实施例中具有10MHz的共振频率。在这种情况下,在共振信息IR中,共振数N设定为“1”,并且共振频率fr设定为“10MHz”。以下描述了在频率扫描范围RDR不小于11MHz且不大于15MHz的情况下的操作实施例。
(操作实施例F1)
在该操作实施例F1中,与操作实施例E3(图12)一样,智能手机20C被放置在供电装置10的供电表面上。在智能手机20C中,受电线圈311和线圈231C布置为使各自的中心点基本上彼此重合。线圈231C构成具有一个共振点的共振电路。该共振电路的共振频率为10MHz。然而,该实施例中的共振频率超出了频率扫描范围RDR。因此,频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中未出现共振点,因此共振数ND为“0”。该共振数ND等于或小于预定阈值X(在该实施例中为“1”)。因此,在共振检测DR1中,共振检测器15C确定不存在IC标签、IC卡等。
在共振检测DR2中,共振检测器15C基于共振信息IR计算频率扫描范围RDR内的共振数NK(步骤S21)。在该实施例中,共振数NK是“0”。因此,共振数ND不大于共振数NK(步骤S22中为“N”),并且共振数ND和NK都是“0”(步骤S23中为“Y”)。因此,共振检测器15C确定不存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作实施例F1中,确定不存在IC标签、IC卡等,因此供电装置10C执行对受电装置30C的实际供电。
(操作实施例F2)
在本操作实施例F2中,与操作实施例E4(图13)一样,IC卡9插入在供电装置10C和智能手机20C之间。在这种情况下,由IC卡9引起的一个共振点出现在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中,因此共振数ND为“1”。该共振数ND等于或小于预定阈值X。因此,在共振检测DR1中,共振检测器15C确定不存在IC标签、IC卡等。
相反,在共振检测DR2中,与操作实施例F1的情况一样,共振数NK为“0”,因此共振数ND大于共振数NK(步骤S22中为“Y”)。因此,共振检测器15C确定存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作实施例F2中,确定存在IC标签、IC卡等,因此供电装置10C不对受电装置30C执行实际供电。
如上所述,在根据本修改实施例的供电系统1C中,共振信息IR除了共振数N之外还包括关于共振频率fr的信息,因此可以提高检测准确度。换句话说,例如,在操作实施例F2(图13)中,在如在前述实施方式中仅基于共振数N执行共振检测DR2的情况下,共振数ND(ND=1)和共振数N(N=1)彼此匹配,这导致确定不存在IC标签、IC卡等。由共振数N指示的共振点处的频率是10MHz,并且在频率扫描范围RDR之外。因此,在这种情况下,比较共振数ND和共振数N是不合适的。在根据本修改实施例的供电系统1C中,共振信息IR除了共振数N之外还包括关于共振频率fr的信息。这允许供电装置10C计算频率扫描范围RDR内的共振数NK。因此,供电装置10C比较共振数N和共振数NK,从而可以更准确地检测是否存在IC标签、IC卡等。
[修改实施例4]
在前述实施方式中,共振信息IR包括关于共振数N的信息,但这不是限制性的。例如,与图21中所示的智能手机20D一样,共振信息IR还可以包括关于共振点处的阻抗的信息(共振阻抗)。智能手机20D包括受电装置30D。受电装置30D包括存储共振信息IR的存储部36D。除了关于共振数N的信息之外,共振信息IR还包括关于共振阻抗Zr的信息。共振阻抗Zr是在受电线圈311附近设置有线圈的情况下的共振点处的阻抗。与智能手机20B(图5和图6)的情况一样,智能手机20D包括受电线圈311附近的线圈231。因此,智能手机20D的存储部36D存储了共振数N(N=1)并且还存储了共振点处的共振阻抗Zr。共振阻抗Zr对应于在供电装置检测到共振点的情况下共振点的可检测性。在执行共振检测DR1和DR2时,供电装置可以使用该共振阻抗Zr。
[修改实施例5]
在前述实施方式中,同一供电线圈123被用于异物检测DF1和DF2中、用于共振检测DR1和DR2中以及用于供电操作中,但这不是限制性的。在下文中,详细描述根据本修改实施例的供电装置10D。
图22示出了供电装置10D的配置实施例。供电装置10D包括供电部11D、信号发生器41D、电容元件421D、线圈422D、共振检测器45D和供电控制器19D。
与根据前述实施方式的供电部11一样,供电部11D根据供电控制器19D的指示生成交流的电力信号SP1。此外,供电部11D还具有在异物检测DF1中产生交流信号SDF的功能。另外,供电部11D还具有将供电控制信号CTL1发送到受电装置30的功能。换句话说,供电部11D从根据前述实施方式的供电部11中省略了在共振检测DR1中产生交流信号SDR的功能。
电容元件121和供电线圈123串联连接以构成共振电路。共振电路具有在电力信号SP1的频率附近的共振频率。
在共振检测DR1中,信号发生器41D根据来自供电控制器19D的指令生成交流信号SDR。此时,信号发生器41D在包括IC标签、IC卡等使用的载波的频率fc(例如13.56MHz)的预定的频率范围(频率扫描范围RDR)上扫描交流信号SDR的频率。
电容元件421D的一端连接到信号发生器41D,且另一端连接到线圈422D。线圈422D的一端连接到电容元件421D的另一端,并且另一端接地。电容元件421D和线圈422D串联连接以构成共振电路。该共振电路具有例如在频率fc附近的共振频率。与智能手机20B(图5和图6)的情况一样,线圈422D设置在供电线圈123附近。
与根据前述实施方式的共振检测器15一样,共振检测器45D基于线圈422D的一端的电压执行共振检测DR1。具体地,在其中信号发生器41D产生交流信号SDR的时段期间,共振检测器45D基于线圈422D一端的电压测量从共振检测器45D观察到的阻抗的频率特性(阻抗特性ZDR)。此后,共振检测器45D基于阻抗特性ZDR检测是否存在IC标签、IC卡等。另外,与根据前述实施方式的共振检测器15一样,共振检测器45D还具有在开始与受电装置30通信之后执行共振检测DR2的功能。
供电控制器19D控制供电装置10D中的操作。
供电装置10D在执行异物检测DF1和DF2、供电和通信的情况下使用供电线圈123,并且在执行共振检测DR1和DR2的情况下使用线圈422D。因此,例如,可以在给定时段期间执行共振检测DR1和DR2。具体地,例如,供电装置10D可以在执行供电的同时执行共振检测DR1和DR2。在这种情况下,例如,即使在供电期间,在供电装置10D和受电装置30之间插入IC标签、IC卡等,也可以停止供电,因此可以提高安全性。
图23示出了根据本修改实施例的另一个供电装置10E的配置实施例。供电装置10E包括供电部11E和供电控制器19E。与根据前述实施方式的供电部11一样,供电部11E基于供电控制器19E的指令生成交流的电力信号SP1。另外,供电部11E还具有在异物检测DF1中生成交流信号SDF并在共振检测DR1中生成交流信号SDR的功能。另外,供电部11E还具有将供电控制信号CTL1传送到受电装置30的功能。换句话说,供电部11E对应于供电装置10D中供电部11D与信号发生器41D的集成。供电控制器19E控制供电装置10E中的操作。这种配置还允许实现与供电装置10D中的那些相同的效果。
[修改实施例6]
在上述实施方式中,供电装置10执行异物检测DF1和共振检测DR1,然后开始通信,然后执行异物检测DF2和共振检测DR2,然后开始实际供电,但这不是限制性的。可替换地,例如,如图24和25所示,可以根据受电装置30遵守的供电标准省略异物检测DF2和共振检测DR2中的一个或两个。在图24和25的实例中,在步骤S4中开始通信之后,供电装置10从例如受电装置30获得关于受电装置30遵守的供电标准的信息(步骤S31)。此后,在受电装置30遵守的供电标准是标准A的情况下,供电装置10执行异物检测DF2和共振检测DR2。另外,在受电装置30遵守的供电标准是标准B的情况下,供电装置10省略异物检测DF2和共振检测DR2中的一个或两个。在图24的实例中,供电装置10省略了异物检测DF2和共振检测DR2两者,并且开始供电。在图25的实例中,供电装置10省略了异物检测DF2,执行共振检测DR2,然后开始供电。
尽管以上参考实施方式和修改实施例描述了本技术,但是本技术不限于所述实施方式等,并且可以以各种方式进行修改。
例如,以前述实施方式等中,通过在共振检测DR1中扫描频率来测量阻抗特性ZDR,但这不是限制性的。可替换地,例如,可以在不扫描频率的情况下获得频率fc处的阻抗。即使在这种情况下,也可以根据该阻抗来检测频率fc附近是否存在共振点。此时,受电装置30可以向供电装置10提供包括关于频率fc处的阻抗的信息的共振信息IR。这允许供电装置10基于测量的阻抗和从受电装置30获得的阻抗来检测是否存在IC标签、IC卡等。例如,在由频率fc附近存在由线圈231引起的共振点和由IC标签引起的共振点的情况下,存在以下可能性:在频率fc处发生的阻抗中断导致供电装置10错误地确定不存在共振点。然而,即使在这种情况下,也可以使用从受电装置30获得的阻抗来校正这种错误确定。
此外,在前述实施方式等中,共振检测器15测量从共振检测器15观察到的阻抗的频率特性(阻抗特性ZDR),并基于测量结果计算共振数ND,但这不是限制性的。可替换地,例如,可以测量如品质因数、电阻、电抗、导纳、电导、电纳、自感值、互感值、耦合系数、信号幅度和相位的一个或多个参数,以根据测量结果计算共振数ND。
此外,在前述实施方式等中,共振检测器15基于共振数ND检测是否存在IC标签、IC卡等,但这不是限制性的。例如,可以基于任何取决于频率而改变的各种参数中来检测是否存在IC标签、IC卡等。例如,此类参数可以是与线圈或包括线圈的电路相关的电参数。具体地,例如,可以使用一个或多个参数,如品质因数(Q值)、阻抗值(Z值)、电阻值(R值)、电容(C值)、自感值(L值)、互感值(M值)、耦合系数(K值)、感应电动势、磁通密度、磁场强度、电场强度、供电功率值、供电电压值、供电电流值、受电功率值、受电电压值、受电电流值、线圈功率值、线圈电压值、线圈电流值、功率因数、能量效率、传输效率、供电效率、充电效率、能量损失、信号幅度、信号相位、信号电平、噪声电平、调制度和温度。下文中,详细描述了供电系统1G,其使用品质因数来检测是否存在IC标签、IC卡等。供电系统1G包括供电装置10G。供电装置10G包括共振检测器15G。
共振检测器15G基于供电线圈123一端的电压执行共振检测DR1。具体地,共振检测器15G在其中供电部11产生交流信号SDR时段的期间,计算频率扫描范围RDR中的品质因数QDR。共振检测器15G基于品质因数QDR检测是否存在IC标签、IC卡等。此外,共振检测器15G还具有在供电装置10G与受电装置30开始彼此通信之后基于品质因数QDR和从受电装置30发送的共振信息IR执行共振检测DR2的功能。在这种情况下,共振信息IR包括频率扫描范围RDR内的参考品质因数。该参考品质因数可以与包括在异物确定信息IF中的参考品质因数Q相同或不同。
图26示出了供电系统1G中的供电操作的流程图。在步骤S43中,供电装置10G执行共振检测DR1。具体地,首先,供电控制器19接通开关122,并且供电部11产生交流信号SDR。此时,供电部11在频率扫描范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。此后,共振检测器15G计算频率扫描范围RDR中的品质因数QDR。此后,在计算的品质因数QDR不在预定范围内的情况下(步骤S43中为“N”),共振检测器15G确定存在IC标签、IC卡等,并且操作流程返回到步骤S1。共振检测DR1中的该预定范围可以与异物检测DF1中的预定范围相同或不同。此外,在计算的品质因数QDR在预定范围内的情况下(步骤S43中为“Y”),共振检测器15G确定不存在IC标签、IC卡等,并且流程进行到步骤S4。
在步骤S48中,供电装置10G执行共振检测DR2。具体地,共振检测器15G将在共振检测DR1(步骤S43)中计算的品质因数QDR与在步骤S7中获得的共振信息IR中包括的参考品质因数进行比较。此后,在品质因数QDR不在基于参考品质因数设定的预定范围内的情况下(步骤S48中为“N”),共振检测器15G确定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,供电装置10G停止与受电装置30通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。此外,在品质因数QDR处在基于参考品质因数设定的预定范围内的情况下(步骤S48中为“Y”),共振检测器15G确定不存在IC标签、IC卡等,并且流程进行到步骤S17。
应当注意的是,在该实施例中,在步骤S7中获得共振信息IR,但这不是限制性的。例如,可以省略步骤S7。在这种情况下,如在共振检测DR1(步骤S43)中,共振检测器15G确认品质因数QDR是否在预定范围内。即使在这种情况下,例如,在步骤S43和S48之间,在供电装置10G和受电装置30之间插入IC标签、IC卡等的情况下,也可以检测到IC标签、IC卡等。
此外,在前述实施方式等中,异物检测器14基于品质因数QD检测是否存在异物,但这不是限制性的。例如,可以基于任何取决于频率而改变的各种参数检测是否存在异物。例如,此类参数可以是与线圈或包括线圈的电路相关的电参数。具体地,例如,可以使用一个或多个参数,如品质因数(Q值)、阻抗值(Z值)、电阻值(R值)、电容(C值)、自感值(L值)、互感值(M值)、耦合系数(K值)、感应电动势、磁通密度、磁场强度、电场强度、供电功率值、供电电压值、供电电流值、受电功率值、受电电压值、受电电流值、线圈功率值、线圈电压值、线圈电流值、功率因数、能量效率、传输效率、供电效率、充电效率、能量损失、信号幅度、信号相位、信号电平、噪声电平、调制度和温度。
此外,在上述实施方式等中,检测目标是IC标签、IC卡等,但这不是限制性的。例如,检测目标可以是RFID(射频识别)。另外,检测目标可以不必包括线圈,并且可以是例如任何使用天线、电极等执行近场通信的各种装置。
此外,在前述实施方式等中,本技术应用于向电子设备供电的供电系统,但这不是限制性的。具体地,例如,本技术可以应用于向电动车辆、电动汽车等供电的供电系统。
应当注意的是,本文描述的效果仅仅是说明性的而非限制性的,并且可以具有其它效果。
应当注意的是,本技术可以具有下列配置。
(1)一种受电装置,包括:
受电部,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和
通信部,其将线圈信息发送到供电装置,该线圈信息指示在受电线圈附近是否设置线圈。
(2)根据(1)的受电装置,其中
通信部将受电线圈信息发送到供电装置,受电线圈信息对应于受电线圈的特性。
(3)根据(2)的受电装置,其中
通信部在发送受电线圈信息之后发送线圈信息。
(4)根据(1)至(3)中任一项的受电装置,其中
线圈设置在受电线圈附近并且构成共振电路,并且
线圈信息包括关于共振电路中的共振点的数量的信息。
(5)根据(1)至(4)中任一项的受电装置,其中
线圈设置在受电线圈附近并且构成共振电路,并且
线圈信息包括关于共振电路的共振频率的信息。
(6)根据(1)至(5)中任一项的受电装置,其中
线圈设置在受电线圈附近并且构成共振电路,并且
线圈信息包括关于共振电路的阻抗的信息。
(7)根据(1)至(6)中任一项的受电装置,其中
线圈设置在受电线圈附近并且构成共振电路,并且
共振电路具有约13.56MHz的共振频率。
(8)根据(1)至(7)中任一项的受电装置,其中
通信部在发送线圈信息后接收响应信息,响应信息指示供电装置是否向受电部供电。
(9)根据(8)的受电装置,其中
在响应信息指示要供电的情况下,通信部向供电装置发送增加供电电力的请求。
(10)根据(1)至(9)中任一项的受电装置,其中
在通信部将线圈信息发送到供电装置后,受电部开始对二次电池充电。
(11)根据(1)至(10)中任一项的受电装置,其中
线圈用于通信。
(12)根据(1)至(11)中任一项的受电装置,其中
在其中通信部接收从供电装置发送的预定信号的期间,通信部通过调制该通信部的阻抗来发送线圈信息。
(13)一种电子设备,包括:
受电部,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和
通信部,其将线圈信息发送到供电装置,该线圈信息指示在受电线圈附近是否设置有线圈。
(14)根据(13)的电子设备,包括受电线圈和线圈,其中
受电线圈和线圈是平面线圈,并且设置在同一平面上,并且
受电线圈和线圈中的一个设置在另一个内。
本申请要求于2016年7月29日向日本专利局提交的日本优先权专利申请号2016-149321的权益,其全部内容通过引证并入本文。
本领域技术人员应该理解的是,可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种受电装置,包括:
受电部,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和
通信部,其将线圈信息发送到所述供电装置,所述线圈信息指示在所述受电线圈附近是否设置有线圈。
2.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述通信部将受电线圈信息发送到所述供电装置,所述受电线圈信息对应于所述受电线圈的特性。
3.根据权利要求2所述的受电装置,其中
所述通信部在发送所述受电线圈信息之后发送所述线圈信息。
4.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述线圈信息包括关于所述共振电路中的共振点的数量的信息。
5.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述线圈信息包括关于所述共振电路的共振频率的信息。
6.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述线圈信息包括关于所述共振电路的阻抗的信息。
7.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述共振电路的共振频率为约13.56MHz。
8.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述通信部在发送所述线圈信息后接收响应信息,所述响应信息指示所述供电装置是否向所述受电部供电。
9.根据权利要求8所述的受电装置,其中
在所述响应信息指示要供电的情况下,所述通信部向所述供电装置发送请求以增加供电。
10.根据权利要求1所述的受电装置,其中
在所述通信部将所述线圈信息发送到所述供电装置后,所述受电部开始对二次电池充电。
11.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈用于通信。
12.根据权利要求1所述的受电装置,其中
在其中所述通信部接收从所述供电装置发送的预定信号的期间,所述通信部通过调制所述通信部的阻抗来发送所述线圈信息。
13.一种电子设备,包括:
受电部,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和
通信部,其将线圈信息发送到所述供电装置,所述线圈信息指示在所述受电线圈附近是否设置有线圈。
14.根据权利要求13所述的电子设备,包括所述受电线圈和所述线圈,其中
所述受电线圈和所述线圈是平面线圈,并且设置在同一平面中,并且
所述受电线圈和所述线圈中的一个设置在另一个的内侧。
15.一种电子设备,包括:
受电部,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和
通信部,其将关于所述受电线圈的受电线圈信息发送到所述供电装置。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其中
所述受电线圈构成共振电路,并且
所述受电线圈信息包括关于所述共振电路的共振频率的信息。
17.根据权利要求15所述的电子设备,其中
所述受电线圈构成共振电路,并且
所述受电线圈信息包括关于所述共振电路的品质因数的信息。
18.根据权利要求15所述的电子设备,其中
所述供电装置基于所述受电线圈信息检测是否存在异物。
19.根据权利要求15所述的电子设备,其中
在所述通信部将所述线圈信息发送到所述供电装置后,所述受电部开始对二次电池充电。
20.根据权利要求15所述的电子设备,其中
在其中所述通信部接收从所述供电装置发送的预定信号的期间,所述通信部通过调制所述通信部的阻抗来发送所述受电线圈信息。
21.根据权利要求15所述的电子设备,包括所述受电线圈和设置在所述受电线圈附近的线圈,其中
所述受电线圈和所述线圈是平面线圈,并且设置在同一平面中,并且
所述受电线圈和所述线圈中的一个设置在另一个的内侧。
Claims (14)
1.一种受电装置,包括:
受电部,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和
通信部,其将线圈信息发送到所述供电装置,所述线圈信息指示在所述受电线圈附近是否设置有线圈。
2.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述通信部将受电线圈信息发送到所述供电装置,所述受电线圈信息对应于所述受电线圈的特性。
3.根据权利要求2所述的受电装置,其中
所述通信部在发送所述受电线圈信息之后发送所述线圈信息。
4.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述线圈信息包括关于所述共振电路中的共振点的数量的信息。
5.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述线圈信息包括关于所述共振电路的共振频率的信息。
6.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述线圈信息包括关于所述共振电路的阻抗的信息。
7.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈设置在所述受电线圈附近并且构成共振电路,并且
所述共振电路的共振频率为约13.56MHz。
8.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述通信部在发送所述线圈信息后接收响应信息,所述响应信息指示所述供电装置是否向所述受电部供电。
9.根据权利要求8所述的受电装置,其中
在所述响应信息指示要供电的情况下,所述通信部向所述供电装置发送请求以增加供电。
10.根据权利要求1所述的受电装置,其中
在所述通信部将所述线圈信息发送到所述供电装置后,所述受电部开始对二次电池充电。
11.根据权利要求1所述的受电装置,其中
所述线圈用于通信。
12.根据权利要求1所述的受电装置,其中
在其中所述通信部接收从所述供电装置发送的预定信号的期间,所述通信部通过调制所述通信部的阻抗来发送所述线圈信息。
13.一种电子设备,包括:
受电部,其使用受电线圈从供电装置接收电力;和
通信部,其将线圈信息发送到所述供电装置,所述线圈信息指示在所述受电线圈附近是否设置有线圈。
14.根据权利要求13所述的电子设备,包括所述受电线圈和所述线圈,其中
所述受电线圈和所述线圈是平面线圈,并且设置在同一平面中,并且
所述受电线圈和所述线圈中的一个设置在另一个的内侧。
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