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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung eines metallischen Fremdkörpers auf einer kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung, eine kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung, eine Leistungsempfangsvorrichtung und ein kontaktloses Leistungsversorgungssystem.
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Hintergrundtechnik
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Kontaktlose Leistungsversorgungssysteme mit elektromagnetischer Induktion sind zweckmäßig bzw. praktisch geworden.
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Ein kontaktloses Leistungsversorgungssystem mit elektromagnetischer Induktion umfasst eine kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung mit einer Primärspule und einer Leistungsempfangsvorrichtung mit einer Sekundärspule. Wenn ein elektrisches Gerät, das die Leistungsempfangsvorrichtung einschließlich der Leistungsempfangsvorrichtung auf eine Auflagefläche der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung gesetzt wird, regt die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung die Primärspule an. Dann regt die elektromagnetische Induktion Leistung an und liefert sie an die Sekundärspule der Leistungsempfangsvorrichtung, die in einem elektrischen Gerät angeordnet ist. Die Sekundärleistung, die in der Sekundärspule erzeugt wird, wird in der Leistungsempfangsvorrichtung in Gleichstrom-(DC-)Leistung umgewandelt. Die DC-Leistung wird dann als Antriebsleistung an einen Verbraucher bzw. eine Last des elektrischen Geräts geliefert.
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Wenn zwischen der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung und dem elektrischen Gerät (Leistungsempfangsvorrichtung) ein metallischer Fremdkörper vorhanden ist, kann der metallische Fremdkörper induktiv geheizt werden, wenn Leistung zugeführt wird. Folglich kann die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung einen Metalldetektor enthalten, der metallische Fremdkörper detektiert. Wenn der Metalldetektor einen metallischen Fremdkörper detektiert, stoppt die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung die Zuführung von Leistung.
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In einem Beispiel regt der Metalldetektor in der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung die Primärspule der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung bei einer vorgegebenen Frequenz an, die sich von der Frequenz unterscheidet, die verwendet wird, wenn Leistung zugeführt wird. Es ist bekannt, dass das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers die Induktivität der Primärspule, die bei der vorgegebenen Frequenz angeregt wird, ändert. Wenn basierend auf der Änderung der Induktivität der Primärspule das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers erfasst wird, stoppt der Metalldetektor die Zuführung von Leistung (
japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2000-295796 ).
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der vorstehende Metalldetektor regt die Primärspule der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung bei einer Metalldetektionsanregungsfrequenz an, die sich von der Leistungsversorgungsanregungsfrequenz unterscheidet. Folglich ist es erforderlich, dass die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung eine Vielzahl von Anregungsfrequenzen hat, die für die Anregung der Primärspule festgelegt sind. Es ist auch erforderlich, dass die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung die Anregungsfrequenz immer umschaltet, wenn die Metalldetektion durchgeführt wird. Dies führt dazu, dass die Schaltungsanordnung zum Anregen und Antreiben der Primärspule kompliziert ist, wodurch die Kosten für die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung zunehmen.
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Ferner detektiert der Metalldetektor einen metallischen Fremdkörper durch Erfassen einer Änderung in der Induktivität der Primärspule, das heißt, eine Änderung in der Resonanzfrequenz einer Oszillationsschaltung, welche die Primärspule enthält. Folglich ist erforderlich, dass der Metalldetektor einen Verstärker und einen Prozessor enthält, der Signale mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet. Dies erhöht die Kosten der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung weiter.
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Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Detektieren eines metallischen Fremdkörpers bereitzustellen, das einen metallischen Fremdkörper detektieren kann, ohne die Anregungsfrequenz einer Leistungsversorgungsspule in der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung zu ändern, und das zulässt, eine kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung mit geringeren Kosten herzustellen.
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Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Detektieren eines metallischen Fremdkörpers auf einer kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung, eine Leistungsempfangsvorrichtung und ein kontaktloses Leistungsversorgungssystem bereit.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Detektieren, ob ein metallischer Fremdkörper auf einer kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung, die unter Verwendung eines elektromagnetischen Induktionsphänomens Leistung an eine Leistungsempfangsvorrichtung liefert, die in einem elektrischen Gerät enthalten ist, vorhanden ist oder nicht. Das Verfahren umfasst das Übertragen eines Oszillationssignals von der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung an die Leistungsempfangsvorrichtung; das Erfassen einer Modulationswelle aus dem von der Leistungsempfangsvorrichtung empfangenen Signals basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die durch das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers verursacht wird; das Erzeugen eines modulierten Wellensignals durch Modulieren eines Trägersignals gemäß der Modulationswelle, um die Modulationswelle an die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung zu übertragen, und das Übertragen des modulierten Wellensignals von der Leistungsempfangsvorrichtung an die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung; und das Empfangen des von der Leistungsempfangsvorrichtung übertragenen modulierten Wellensignals mit der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung und das Bestimmen, ob ein metallischer Fremdkörper vorhanden ist oder nicht, basierend auf einem demodulierten Signal, das aus dem modulierten Wellensignal demoduliert wird.
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In einem Beispiel ist die Modulationswelle ein Rechteckwellenimpulssignal, das aus dem von der Leistungsempfangsvorrichtung empfangenen Oszillationssignal abgeleitet wird und das eine Periode hat, die basierend auf einer Änderung in dem magnetischen Fluss, die durch das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers bewirkt wird, geändert wird. Das modulierte Wellensignal wird durch Modulieren einer Amplitude des Trägersignals proportional zu dem Rechteckwellenimpulssignal erzeugt. Das demodulierte Signal ist ein Rechteckwellenimpulssignal, das durch Erfassen einer Einhüllenden des modulierten Wellensignals erzeugt wird.
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In einem Beispiel ist das Trägersignal das Oszillationssignal, das von der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung an die Leistungsempfangsvorrichtung übertragen wird.
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In einem Beispiel ist das Trägersignal ein elektromagnetisches Wellensignal, das basierend auf einem Versorgungsstrom erzeugt wird, der von einer. Primärspule, die in der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung angeordnet ist, unter Verwendung eines elektromagnetischen Induktionsphänomens an eine Sekundärspule geliefert wird, die in der Leistungsempfangsvorrichtung enthalten ist. Das modulierte Wellensignal wird durch Überlagern der Modulationswelle auf das elektromagnetische Wellensignal erhalten.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung, die unter Verwendung eines elektromagnetischen Induktionsphänomens Leistung an eine Leistungsempfangsvorrichtung liefert, die in einem elektrischen Gerät enthalten ist. Die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung umfasst eine Oszillationsschaltung, die ein Oszillationssignal an die Leistungsempfangsvorrichtung überträgt. Eine Wellenerfassungsschaltung empfängt von der Leistungsempfangsvorrichtung, die das Oszillationssignal empfängt, ein moduliertes Wellensignal, das erhalten wird, indem das Oszillationssignal basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses mit einer Modulationswelle moduliert wird, erfasst das modulierte Wellensignal und demoduliert das modulierte Wellensignal, das von der Leistungsempfangsvorrichtung erfasst wird. Eine Frequenzerfassungsschaltung erfasst eine Frequenz der Modulationswelle, die von der Wellenerfassungsschaltung demoduliert wird. Eine Bestimmungsschaltung bestimmt basierend auf der Frequenz der demodulierten Modulationswelle, die von der Frequenzerfassungsschaltung erfasst wird, ob ein metallischer Fremdkörper vorhanden ist oder nicht.
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In einem Beispiel ist die Modulationswelle ein Rechteckwellenimpulssignal, das aus dem von der Leistungsempfangsvorrichtung empfangenen Oszillationssignal abgeleitet wird und das eine Periode hat, die basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die durch das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers bewirkt wird, geändert wird. Das modulierte Wellensignal wird erzeugt, indem eine Amplitude des Trägersignals proportional zu dem Rechteckwellenimpulssignal moduliert wird. Die Wellenerfassungsschaltung ist aufgebaut, um das Rechteckwellenimpulssignal durch Erfassen einer Einhüllenden des modulierten Wellensignals zu demodulieren. Die Frequenzerfassungsschaltung ist aufgebaut, um eine Periode des Rechteckwellenimpulssignals, das von der Wellenerfassungsschaltung demoduliert wird, zu erfassen. Die Bestimmungsschaltung bestimmt basierend auf der Periode des Rechteckwellenimpulssignals, die von der Frequenzerfassungsschaltung erfasst wird, ob ein metallischer Fremdkörper vorhanden ist.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Leistungsempfangsvorrichtung, die in einem elektrischen Gerät angeordnet ist. Die Leistungsempfangsvorrichtung empfängt unter Verwendung eines elektromagnetischen Induktionsphänomens Leistung von einer kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung. Die Leistungsempfangsvorrichtung umfasst eine Oszillationssignalempfangsschaltung, die von der kontaktlosen Leistungsversorgungsvorrichtung ein Oszillationssignal empfängt, das verwendet wird, um zu detektieren, ob ein metallischer Fremdkörper vorhanden ist oder nicht. Eine Modulationswellensignalerzeugungsschaltung erzeugt aus dem von der Oszillationssignalempfangsschaltung empfangenen Oszillationssignal basierend auf einer Änderung in dem magnetischen Fluss, die durch das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers bewirkt wird, eine Modulationswelle. Eine Modulationswellensignalerzeugungsschaltung erzeugt durch Modulieren eines Trägersignals gemäß der Modulationswelle, um die Modulationswelle an die kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung zu übertragen, ein moduliertes Wellensignal.
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In einem Beispiel ist die Modulationswelle ein Rechteckwellenimpulssignal. Die Modulationswellensignalerzeugungsschaltung ist aufgebaut, um aus dem empfangenen Oszillationssignal das Rechteckwellenimpulssignal mit einer Periode zu erzeugen, die basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, welche durch das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers bewirkt wird, geändert wird. Das modulierte Wellensignal wird durch Modulieren einer Amplitude des Trägersignals proportional zu dem Rechteckwellenimpulssignal erzeugt. Die Modulationswellensignalerzeugungsschaltung ist aufgebaut, um das modulierte Wellensignal durch Modulieren einer Amplitude des Trägersignals proportional zu dem Rechteckwellenimpulssignal zu erzeugen.
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Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein kontaktloses Leistungsversorgungssystem ausgerichtet, das die vorstehende Leistungsempfangsvorrichtung und die vorstehende kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung umfasst.
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Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen, welche die Prinzipien der Erfindung beispielhaft darstellen, offensichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die neuartigen Merkmale, die für als für die Erfindung charakteristisch gesehen werden, werden in den beigefügten Patentansprüchen genau dargelegt. Die Erfindung selbst und ihre zusätzlichen Aufgaben und Vorteile werden am besten aus der folgenden Beschreibung ihrer Ausführungsformen verstanden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden, wobei:
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1 eine Perspektivansicht ist, die eine Leistungsversorgungsvorrichtung und ein elektrisches Gerät in einem kontaktlosen Leistungsversorgungssystem zeigt;
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2 eine Querschnittansicht ist, die die Leistungsversorgungsvorrichtung und das elektrische Gerät zeigt;
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3 ein Blockdiagramm ist, das die Leistungsversorgungsvorrichtung und das elektrische Gerät zeigt;
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4 ein Blockdiagramm einer Leistungsempfangsschaltung ist, die in dem elektrischen Gerät angeordnet ist;
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5 ein Blockdiagramm einer Modulationsschaltung ist, die in dem elektrischen Gerät angeordnet ist;
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6 ein elektrisches Schaltbild ist, das eine Gleichrichtungsschaltung und eine Modulationseinheit zeigt, die in der Modulationsschaltung des elektrischen Geräts angeordnet sind;
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7 ein elektrisches Schaltbild einer Modulationswellensignalerzeugungseinheit ist, die in der Modulationsschaltung des elektrischen Geräts angeordnet ist;
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8 ein Blockdiagramm einer Leistungsversorgungsschaltung und einer Metalldetektionsschaltung ist, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung angeordnet ist;
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9A, 9B, 9C und 9D sind Wellenformdiagramme, die ein Oszillationssignal, ein Rechteckwellenimpulssignal, ein moduliertes Wellensignal und ein demoduliertes Wellensignal zeigen, wenn kein Metallstück vorhanden ist; und
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9E, 9F, 9G und 9H sind Wellenformdiagramme, die das Oszillationssignal, das Rechteckwellenimpulssignal, das Modulationswellensignal und das demodulierte Signal zeigen, wenn ein Metallstück vorhanden ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ein kontaktloses Leistungsversorgungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Das in 1 gezeigte kontaktlose Leistungsversorgungssystem umfasst eine kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung (auf die hier nachstehend einfach als eine Leistungsversorgungsvorrichtung Bezug genommen wird) 1 und ein elektrisches Gerät (auf das hier nachstehend einfach als Gerät Bezug genommen wird) E, das durch die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 in einer kontaktlosen Weise mit Leistung versorgt wird. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 hat ein Gestell 2, das ein tetragonales Gehäuse 3 mit einer oberen Öffnung und einer oberen Platte 4, die die Öffnung des tetragonalen Gehäuses 3 verschließt, umfasst. Die obere Platte 4 ist durch einen Isolator (zum Beispiel verstärktes Glas) ausgebildet. Die obere Oberfläche der oberen Platte 4 wirkt als eine Auflagefläche 5, auf die das Gerät E gesetzt wird, um in einer kontaktlosen Weise Leistung zuzuführen. In dem Gestell 2 ist eine Primärspule L1 parallel zu der Auflagefläche 5 der oberen Platte 4 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die einzelne Primärspule L1 parallel zu der Auflagefläche 5 der oberen Platte 4 angeordnet.
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Wenn das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt wird, wird durch elektromagentische Induktion, die auftritt, wenn die Primärspule L1 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 angeregt wird, eine Sekundärspule L2, die in dem Gerät E angeordnet ist, angeregt und mit Energie gespeist. Sekundärleistung, die aufgrund der elektromagnetischen Induktion an der Sekundärspule 12 induziert wird, wird dann in eine Leistungsempfangsschaltung 15 eingespeist (siehe 3), die in dem Gerät E angeordnet ist. Die Leistung wird von der Leistungsempfangsschaltung 15 in Gleich-(DC-)Spannung, die frei von Wellen ist, umgewandelt, und dann an eine Last Z des Geräts E geliefert.
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Eine leistungsversorgungsseitige erste Kommunikationsantennenspule 6a (auf die hier nachstehend als eine leistungsversorgungsseitige erste Antennenspule Bezug genommen wird) ist auf der hinteren Fläche der oberen Platte 4, welche die Primärspule L1 umgibt, angeordnet. Die drahtlose Kommunikation wird durchgeführt, um Daten und/oder Informationen zwischen der leistungsversorgungsseitigen ersten Antennenspule 6a und der leistungsempfangsseitigen ersten Kommunikationsantennenspule 6b (auf die hier nachstehend als leistungsempfangsseitige erste Antennenspule Bezug genommen wird), die in dem Gerät E angeordnet ist, zu übertragen.
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In einem Beispiel führen die leistungsversorgungsseitige erste Antennenspule 6a und die leistungsempfangsseitige erste Antennenspule 6b die drahtlose Kommunikation durch, um Daten und/oder Informationen untereinander zu übertragen, wenn das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform überträgt das Gerät E durch drahtlose Kommunikation ein Gerätezulassungssignal ID und ein Anregungsanforderungssignal RQ von der leistungsempfangsseitigen ersten Antennenspule 6b. Das Gerätezulassungssignal ID kann Identifikationsinformationen des Geräts E enthalten, das Leistung von der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 empfängt. Das Anregungsanforderungssignal RQ fordert die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 auf, Leistung zu liefern. Die leistungsversorgungsseitige erste Antennenspule 6a empfängt das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ.
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Eine leistungsversorgungsseitige zweite Kommunikationsantennenspule 7a (auf die hier nachstehend als eine leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule Bezug genommen wird) ist auf der oberen Fläche der oberen Platte 4 angeordnet, die die Auflagefläche 5 ist (kann die hintere Fläche der oberen Platte 4 sein). Die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a wird zum Beispiel durch ein bekanntes Leitungsbedruckungsverfahren auf der Auflagefläche 5 ausgebildet. Die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a und die leistungsempfangsseitige erste Kommunikationsantennenspule 7b (auf die hier nachstehend als eine leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule Bezug genommen wird), die in dem Gerät E angeordnet ist, führen die drahtlose Kommunikation durch, um Daten und/oder Informationen untereinander durchzuführen.
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In einem Beispiel übertragen die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a und leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b Signale aneinander, um zu detektieren, ob ein Metallstück (metallischer Fremdkörper) 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist oder nicht, wenn das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt eine Oszillationsschaltung 33a in der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 (siehe 8) ein Oszillationssignal Φt (siehe 9A), um ein Metallstück 8 zu detektieren, und überträgt das Oszillationssignal Φt von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a. Die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b des Geräts E empfängt das Oszillationssignal Φt. Eine Modulationsschaltung 16 des Geräts E (siehe 3) moduliert das empfangen Oszillationssignal Φt, um ein moduliertes Signal (moduliertes Wellensignal) Φm (siehe 9C) zu erzeugen, und überträgt das modulierte Wellensignal Φm (siehe 9C) von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b an die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel ist eine gedruckte Leiterplatte 10 auf einer inneren unteren Oberfläche des Gestells 2 angeordnet. Eine Leistungsschaltung 31, eine Leistungsversorgungsschaltung 32, eine Metalldetektionsschaltung 33 und eine Systemsteuereinheit 34 sind auf der gedruckten Leiterplatte 10 festgelegt. Die Leistungsversorgungsschaltung 32 überträgt durch elektromagnetische Induktion Leistung an das Gerät E, das auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist. Die Metalldetektionsschaltung 33 erfasst ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 in Zusammenwirkung mit dem Gerät E. Die Systemsteuereinheit 34 umfasst einen Mikrocomputer zum zentralen Steuern der Leistungsversorgungsvorrichtung 1.
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Die elektrische Struktur der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 und des Geräts E wird nun unter Bezug auf 3 bis 8 beschrieben.
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Wie in 3 beschrieben, umfasst das Gerät E die Leistungsempfangsschaltung 15, die Sekundärleistung von der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 empfängt, die Last Z, die von der Sekundärleistung angetrieben wird, die von der Empfangsschaltung 15 empfangen wird, und die Modulationsschaltung 16, die das modulierte Wellensignal Φm erzeugt, das verwendet wird, um ein Metallstück zu detektieren.
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In einem Beispiel kann die Leistungsempfangsvorrichtung die Sekundärspule 12 und die Leistungsempfangsschaltung 15 umfassen. In einem anderen Beispiel kann die Leistungsempfangsvorrichtung die zweite Spule 12, die Leistungsempfangsschaltung 15 und die Modulationsschaltung 16 umfassen. In noch einem anderen Beispiel kann die Leistungsempfangsvorrichtung das Gerät E außer der Last umfassen. Auf das Gerät E kann auch vollständig als die Leistungsempfangsvorrichtung Bezug genommen werden.
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Die Leistungsempfangsschaltung 15 empfängt die Sekundärleistung von der Primärspule L1 über die Sekundärspule 12 und liefert eine Antriebsspannung an die Last Z. Wie in 4 gezeigt, umfasst die Empfangsschaltung 15 eine Gleichrichtungsglättungsschaltung 15a, eine Datenerzeugungsschaltung 15b und eine Übertragungsschaltung 15c.
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Die Gleichrichtungsglättungsschaltung 15a ist mit der Sekundärspule L2 verbunden. Die Gleichrichtungsglättungsschaltung 15a empfängt die Sekundärleistung, die durch die elektromagnetische Induktion, die durch die Anregung der Primärspule L1 in der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 bewirkt wird, an die Sekundärspule 12 zugeführt wird, und wandelt die Sekundärleistung in eine Gleichspannung um, die frei von Wellen ist, und liefert die Gleichspannung an die Last Z des Geräts E.
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Die Last Z kann jede Vorrichtung sein, die durch die Sekundärleisung angetrieben wird, die mit der Sekundärspule 12 erzeugt wird. Die Last Z kann zum Beispiel eine Vorrichtung sein, die auf der Auflagefläche 5 unter Verwendung des gleichgerichteten Gleichstroms angetrieben wird, oder eine Vorrichtung, die auf der Auflagefläche 5 direkt unter Verwendung der Sekundärleistung als Wechselspannungsleistung angetrieben wird. Die Last Z kann ferner eine Vorrichtung sein, die eine interne wiederaufladbare Batterie (Sekundärbatterie) unter Verwendung der gleichgerichteten Gleichspannung auflädt.
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In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Gleichrichtungsglättungsschaltung 15a als eine Antriebsleistungsversorgung wirken, die die gleichgerichtete Gleichspannung an die Datenerzeugungsschaltung 15b und die Übertragungsschaltung 15c liefert.
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Die Datenerzeugungsschaltung 15b erzeugt ein Gerätzulassungssignal ID und ein Anregungsanforderungssignal RQ und stellt die Signale an die Übertragungsschaltung 15c bereit. Das Gerätezulassungssignal ID wird von der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 verwendet, um das Gerät E zu berechtigen, die Leistungsübertragung von der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 zu empfangen. Das Anregungsanforderungssignal RQ fordert die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 auf, Leistung zu liefern.
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Die Datenerzeugungsschaltung 15b erzeugt ein Gerätezulassungssignal ID und ein Anregungsanforderungssignal RQ, wenn zum Beispiel die Gleichrichtungsglättungsschaltung 15a die Gleichspannungsleistung ausgibt oder wenn das Gerät E in einem Zustand ist, in dem es zum Beispiel unter Verwendung seiner internen Sekundärbatterie angetrieben werden kann. Die Datenerzeugungsschaltung 15b stellt die erzeugten Signale an die Übertragungsschaltung 15c bereit. Die Datenerzeugungsschaltung 15b erzeugt das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ nicht, wenn zum Beispiel der Leistungsschalter zum Antreiben der Last Z des Geräts E aus ist.
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Wenn das Gerät E einen Mikrocomputer umfasst, erzeugt die Datenerzeugungsschaltung 15b nicht das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ, wenn der Mikrocomputer bestimmt, dass die Zuführung von Leistung gestoppt werden sollte.
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Die Übertragungsschaltung 15c ist mit der leistungsempfangsseitigen ersten Antennenspule 6b verbunden. Die Übertragungsschaltung 15c überträgt das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ, die von der Datenerzeugungsschaltung 15b bereitgestellt werden, über die leistungsempfangsseitige erste Antennenspule 6b an die Leistungserzeugungsvorrichtung 1.
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Das Gerät E umfasst die Modulationsschaltung 16, die das Oszillationssignal Φt, das über die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b von der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 empfangen wird, moduliert. Wie in 5 gezeigt, umfasst die Modulationsschaltung 16 eine Gleichrichtungsschaltung 16a, eine Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b und eine Modulationseinheit 16c. Die Gleichrichtungsschaltung 16a richtet das Oszillationssignal Φt gleich. Die Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b erzeugt gemäß dem von der Gleichrichtungsschaltung 16a gleichgerichteten Strom ein Rechteckwellenimpulssignal MP. Die Modulationseinheit 16c moduliert das Oszillationssignal Φt gemäß dem Rechteckwellenimpulssignal MP, das von der Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b erzeugt wird, um ein moduliertes Signal (moduliertes Wellensignal) Φm zu erzeugen.
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In dem in 6 gezeigten Beispiel ist die Gleichrichtungsschaltung 16a eine Halbwellengleichrichtungsschaltung. Die Gleichrichtungsschaltung 16a umfasst eine Gleichrichtungsdiaode D0, einen Ladungs-Entladungskondensator C0 und einen Widerstand R0. Die Gleichrichterdiode D0 umfasst einen Anodenanschluss, der mit einem positiven Anschluss PT der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b verbunden ist, und einen Kathodenanschluss, der mit einem positiven Anschluss des Ladungs-Entladungskondensators C0 verbunden ist. Der Ladungs-Entladungskondensator C0 umfasst einen negativen Anschluss, der mit einem negativen Anschluss NT der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b verbunden ist. Der Widerstand R0 ist parallel zu dem Ladungs-Entladungskondensator C0 geschaltet. Die Gleichrichtungsschaltung 16a empfängt das Oszillationssignal Φt, das von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 angeordnet ist, übertragen wird, über die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b und Halbwellen-gleichrichtet das empfangene Oszillationssignal Φt.
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Wie in 9A gezeigt, kann das von der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 übertragene Oszillationssignal Φt, eine Sinuswelle mit einer festen Amplitude und einer festen Frequenz sein. Wenn das Oszillationssignal Φt, das von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b empfangen wird, von der Gleichrichtungsdiode D0 Halbwellengleichgerichtet wird, wird der Ladungs-Entladungskondensator C0 wiederholt geladen und entladen. Wenn das Oszillationssignal Φt zum Beispiel ein positives Potential hat, wird der Ladungs-Entladungskondensator C0 durch einen Strom von der Gleichrichtungsdiode D0 geladen. Wenn das Oszillationssignal Φt ein negatives Potential hat, wird der Kondensator C0 über den Widerstand R0 entladen.
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Eine Änderung in der Frequenz des Oszillationssignals Φt variiert mit der Lade- und Entladezeit des Kondensators C0. Wenn zum Beispiel ein. Metallstück 8 zwischen der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b und der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a vorhanden ist, würde in einem Zustand, in dem das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist, die Frequenz des Oszillationssignals Φt, das von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b empfangen wird, von der Frequenz des Oszillationssignals Φt, das von der Leistungsversorgungsvorrichtung übertragen wird, abweichen.
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Auf die Frequenz des Oszillationssignals Φt, das von der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 übertragen wird, kann als eine erste Frequenz Bezug genommen werden. Auf die Frequenz des Oszillationssignals Φt, das von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b empfangen wird, kann als eine zweite Frequenz Bezug genommen werden. Die zweite Frequenz ist die gleiche wie die erste Frequenz, wenn kein Metallstück 8 vorhanden ist, und unterscheidet sich von der ersten Frequenz, wenn ein Metallstück 8 vorhanden ist. Wenn zum Beispiel kein Metallstück 8 vorhanden ist, empfängt die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b ein Oszillationssignals Φt, das die gleiche Frequenz wie die erste Frequenz hat, mit der die Oszillationsschaltung 33a, wie in 9A gezeigt, oszilliert. Wenn ein Metallstück 8 vorhanden ist, empfängt die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b ein Oszillationssignal Φt mit einer relativ niedrigen Frequenz, wie in 9E gezeigt, die sich von der ersten Frequenz, mit welcher die Oszillationsschaltung 33a oszilliert, unterscheidet.
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Dies zeigt an, dass das Vorhandensein eines Metallstücks 8 die Frequenz des Oszillationssignals Φt verringert und die Lade- und Entladezeit (Lade- und Entladeperiode) des Ladungs-Entladungskondensators C0 verlängert. Mit anderen Worten hätte die Ladespannungswellenform im Vergleich dazu, wenn kein Metallstück 8 vorhanden ist, eine längere Periode, wenn ein Metallstück 8 vorhanden ist. Die Ladespannung Vt des Ladungs-Entladungskondensators C0 wird dann als eine Leistungsversorgungsspannung VG an die Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b angelegt.
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Wie in 7 gezeigt, kann die Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b durch einen astabilen Multivibrator 20 ausgebildet werden. Der astabile Multivibrator 20 kann ein bekannter Multivibrator sein, der in der Technik bekannt ist, der zwei Transistoren Q1 und Q2, zwei Kondensatoren C1 und C2 und vier Widerstände R1a, R1b, R2a und R2b umfasst.
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Die Ladespannung Vt des Ladungs-Entladungskondensators C0 wird als die Leistungsversorgungsspannung VG an einen Leistungsdraht 21 des astabilen Multivibrators 20 angelegt. Der astabile Multivibrator 20 der vorliegenden Ausführungsform stellt ein Rechteckwellenimpulssignal MP (Modulationswelle) von dem Kollektoranschluss des Transistors 1 an die Modulationseinheit 16c bereit.
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Insbesondere wenn der Transistor Q1 des astabilen Multivibrators 20 aktiviert ist, ist das Potential zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q2 die Differenz, die durch Subtrahieren der Leistungsversorgungsspannung VG von einem Schwellwert (von zum Beispiel 0,7 Volt) erhalten wird. Dies deaktiviert den Transistor Q2. Als ein Ergebnis fließt ein Strom über den Widerstand R1b durch den Kondensator C1 und lädt den Kondensator C1 auf. Dies erhöht das Potential zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q2. Wenn das Basis-Emitter-Potential des Transistors Q2 anschließend den Schwellwert übersteigt, wird der Transistor Q2 aktiviert.
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Die Aktivierung des Transistors Q2 bewirkt, dass das Potential zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q1 die Differenz ist, die durch Subtrahieren der Leistungsversorgungsspannung VG von dem Schwellwert erhalten wird. Dies deaktiviert den Transistor Q1. Als ein Ergebnis fließt Strom über den Widerstand R2b zu dem Kondensator C2 und lädt den Kondensator C2. Dies erhöht das Basis-Emitter-Potential des Transistors Q1. Wenn das Basis-Emitter-Potential des Transistors Q1 den Schwellwert übersteigt, wird der Transistor Q1 aktiviert und der Transistor Q2 wird deaktiviert.
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Durch Wiederholen dieses Verfahrens gibt der astabile Multivibrator 20 kontinuierlich das Rechteckwellenimpulssignal MP von dem Kollektoranschluss des Transistors Q1 (und in der gleichen Weise von dem Transistor Q2) aus.
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In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Zeit, die erforderlich ist, um den Transistor Q1 (und den Transistor Q2 in der gleichen Weise) von einem deaktivierten Zustand auf einen aktivierten Zustand zu schalten, der Zeit, die von dem Basis-Emitter-Potential des Transistors Q1 benötigt wird, um den Schwellwert zu übersteigen. Mit anderen Worten hängt die Zeit, die erforderlich ist, um den Transistor Q1 von einem deaktivierten Zustand auf einen aktivierten Zustand zu schalten, von der Leistungsversorgungsspannung VG ab, die den Kondensator C1 über den Widerstand R1b lädt.
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Der astabile Multivibrator 80 verwendet die Ladespannung Vt des Ladungs-Entladungskondensators C0 als die Leistungsversorgungsspannung VG. Somit wird die Periode der Leistungsversorgungsspannungswellenform variiert. Dies ändert die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP, das von dem Kollektor des Transistors Q1 ausgegeben wird.
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Wenn kein Metallstück 8 vorhanden ist, wird das Oszillationssignal Φt mit der in 9A gezeigten Frequenz empfangen. Als ein Ergebnis wird eine Leistungsversorgungsspannung VG mit einer kürzeren Leistungsversorgungsspannungswellenformperiode an den astabilen Multivibrator 20 angelegt. In diesem Fall überschreiten die Basis-Emitter-Potentiale der Transistoren Q1 und Q2 ihre Schwellwerte in einer relativ kurzen Zeitspanne. Folglich gibt der astabile Multivibrator 20 das in 9B gezeigte Rechteckwellenimpulssignal MP mit der relativ kurzen Periode Tn aus.
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Wenn ein Metallstück 8 vorhanden ist, wird das Oszillationssignal Φt mit der in 9E gezeigten relativ niedrigen zweiten Frequenz empfangen. Als ein Ergebnis wird eine Leistungsversorgungsspannung VG mit einer langen Leistungsversorgungsspannungswellenformperiode an den astabilen Multivibrator 20 angelegt. In diesem Fall überschreiten die Basis-Emitter-Potentiale der Transistoren Q1 und Q2 ihre Schwellwerte über eine relativ lange Zeitspanne. Folglich gibt der astabile Multivibrator 20 das in 9F gezeigte Rechteckwellenimpulssignal MP mit der relativ langen Periode Tn aus.
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Auf diese Weise gibt der astabile Multivibrator 20 das Rechteckwellenimpulssignal MP von dem Kollektoranschluss des Transistors Q1 mit einer längeren Periode Tn aus, wenn das Metallstück 8 vorhanden ist, als wenn das Metallstück 8 nicht vorhanden ist.
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Der astabile Multivibrator 20 stellt das Rechteckwellenimpulssignal MP an die Modulationseinheit 16c bereit.
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Wie in 6 gezeigt, umfasst die Modulationseinheit 16c einen Transistor Q3 und eine Diode D1. Die Diode D1 umfasst einen Anodenanschluss, der mit einem Anodenanschluss der Gleichrichtungsdiode D0 der Gleichrichtungsschaltung 16a verbunden ist, und den positiven Anschluss PT. Die Diode D1 umfasst einen Kathodenanschluss, der mit einem Kollektoranschluss des Transistors Q3 verbunden ist. Der Transistor Q3 umfasst einen Basisanschluss, der mit dem Transistor Q1 des astabilen Multivibrators 20 verbunden ist, und einen Emitteranschluss, der mit Erde verbunden ist.
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Der Transistor Q3 wird gemäß dem Rechteckwellenimpulssignal MP, das von dem astabilen Multivibrator 20 an seinen Basisanschluss geliefert wird, aktiviert und deaktiviert.
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Wenn der Transistor Q3 deaktiviert wird, fließt der Ladestrom, der den Ladungs-Entladungskondensator C0 über die Gleichrichtungsdiode D0 lädt, teilweise über die Diode D1 durch den Transistor Q3 (Modulationseinheit 16c). Wenn der Transistor Q3 deaktiviert wird, fließt der Ladestrom, der den Ladungs-Entladungskondensators C0 lädt, über die Gleichrichtungsdiode D0, fließt über die Gleichrichtungsdiode D0 zu dem Ladungs-Entladungskondensator C0 und fließt nicht zu dem Transistor Q3 (Modulationseinheit 16c).
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Als ein Ergebnis ändert die Aktivierung und Deaktivierung des Transistors Q3 den Sekundärstrom, der zwischen den Anschlüssen PT und NT der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b fließt, basierend auf dem Oszillationssignal Φt. Die Änderung in dem Sekundärstrom ändert den magnetischen Fluss, der durch die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b erzeugt wird. Der geänderte magnetische Fluss wird dann durch elektromagnetische Induktion in der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a induziert. Dies ändert den Primärstrom, der durch die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a fließt.
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Insbesondere bewirkt die Aktivierung und Deaktivierung des Transistors Q3 (mit der Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP), dass der Strom (Oszillationssignal Φt), der zwischen den Anschlüssen PT und NT der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b fließt, eine Amplitudenmodulation erfährt. Das modulierte Wellensignal Φm wird dann von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b an die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a übertragen.
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In dem dargestellten Beispiel wirkt das Oszillationssignal Φt, das von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b empfangen wird, als ein Trägersignal. Das Rechteckwellenimpulssignal MP, das in dem Gerät E basierend auf der Frequenz des Trägersignals erzeugt wird, ist ein Beispiel für eine Modulationswelle. Die Modulationseinheit 16c moduliert die Amplitude des Trägersignals (des Oszillationssignals Φt) proportional zu der Modulationswelle (Rechteckwellenimpulssignal MP), wodurch das in 9C oder 9G gezeigte modulierte Wellensignal Φm erzeugt wird.
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Zum Beispiel moduliert die Modulationseinheit 16c die Amplitude des Trägersignals (des Oszillationssignals Φt) gemäß dem in 9B gezeigten Rechteckwellenimpulssignal MP, um das in 9C gezeigte modulierte Wellensignal Φm zu erzeugen. Die Modulationseinheit 16c moduliert die Amplitude des Trägersignals (des Oszillationssignals Φt) gemäß dem in 9F gezeigten Rechteckwellenimpulssignal MP, um das in 9G gezeigte modulierte Wellensignal zu erzeugen.
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Auf diese Weise hat die Wellenform der Einhüllenden des modulierten Wellensignals Φm eine Periode, die der Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP (Modulationswelle) entspricht.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 die Leistungsschaltung 31, die Leistungsversorgungsschaltung 32, die Metalldetektionsschaltun 33 und die Systemsteuereinheit 34.
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Die Leistungsschaltung 31 umfasst eine Gleichrichtungsschaltung und einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler. Die Leistungsschaltung 31 richtet die von einer externen Quelle gelieferte Netzspannung mit der Gleichrichtungsschaltung gleich, wandelt die gleichgerichtete Gleichspannung mit dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler in eine vorgegebene Spannung um und liefert die Gleichspannung als deren Antriebsleistung an die Systemsteuereinheit 34, die Leistungsversorgungsschaltung 32 und die Metalldetektionsschaltung 33.
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Wie in 8 gezeigt, umfasst die Leistungsversorgungsschaltung 32 eine Empfangsschaltung 32a, eine Signalextraktionsschaltung 32b und eine Anregungsantriebsschaltung 32c.
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Die Empfangsschaltung 32a ist mit der leistungsversorgungsseitigen ersten Antennenspule 6a verbunden. Die Empfangsschaltung 32a empfängt über die leistungsversorgungsseitige erste Antennenspule 6a ein Signal, das von der leistungsempfangsseitigen ersten Antennenspule 6b des Geräts E, das auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist, übertragen wird, liefert stellt das Signal an die Signalextraktionsschaltung 32b.
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Die Signalextraktionsschaltung 32b extrahiert ein Gerätezulassungssignal ID und ein Anregungsanforderungssignal RQ aus dem übertragenen Signal. Wenn das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ beide aus dem übertragene Signal extrahiert werden, liefert die Extraktionsschaltung 32b ein Erlaubnissignal EN an die Systemsteuereinheit 34. Wenn nur eines des Gerätezulassungssignals ID und des Anregungsanforderungssignals RG extrahiert wird oder wenn keines der beiden Signale extrahiert wird, versorgt die Signalextraktionsschaltung 32b die Systemsteuereinheit 34 nicht mit dem Erlaubnissignal EN.
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Die Anregungsantriebsschaltung 32c ist mit der Primärspule L1 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform bilden die Anregungsantriebsschaltung 32c und die Primärspule L1 eine Halbbrückenschaltung. Die Anregungsantriebsschaltung 32c umfasst zwei Schalttransistoren, wie etwa Metalloxidhalbleiter-(MOS)Transistoren.
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Die Gateanschlüsse der zwei Transistoren werden von der Systemsteuereinheit 34 mit Anregungssignalen PS1 und PS2 versorgt, die Aktivierungs- und Deaktivierungsimpulssignale sind. Die in die Gateanschlüsse der zwei Transistoren eingespeisten Anregungssignale PS1 und PS2 sind komplementäre Signale. Wenn einer der Transistoren ansprechend auf eines der Anregungssignale aktiviert wird, wird der andere Transistor ansprechend auf das andere Anregungssignal deaktiviert.
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Wenn in einem Beispiel das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt wird und die Signalextraktionsschaltung 32b weiterhin das Erlaubnissignal EN an die Systemsteuereinheit 34 bereitstellt, stellt die Systemsteuereinheit 34 weiterhin die Anregungssignale PS1 und PS2 bereit. In diesem Fall regt und treibt die Anregungsantriebsschaltung 32c die Primärspule L1 kontinuierlich an.
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Wenn kein Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist, gibt die Systemsteuereinheit 34 nur eine vorgegebene Zeitspanne lang intermittierend die Anregungssignale PS1 und PS2 aus. Folglich regt und treibt die Anregungsantriebsschaltung 32c in diesem Fall die Primärspule L1 in festen Intervallen intermittierend an.
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Das intermittierende Anregungsantreiben der Primärspule L1 liefert gerade genug Sekundärleistung, um ein Ladegerät der Last Z zu laden, wenn das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist, anstatt Sekundärleistung zu liefern, welche die Last Z des Geräts E sofort antreiben kann. Die Ladespannung treibt die Datenerzeugungsschaltung 15b und die Übertragungsschaltung 15c in dem Gerät E an, um die drahtlose Kommunikation mit der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 durchzuführen.
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Das intermittierende Anregungsantreiben der Primärspule 12 heizt ein Metallstück 8, sofern auf der Auflagefläche 5 vorhanden, nicht induktiv auf eine hohe Temperatur.
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Wenn die Signalextraktionsschaltung 32b das Erlaubnissignal EN nicht ausgibt, regt und treibt die Anregungsantriebsschaltung 32c die Primärspule L1 auf die gleiche Weise intermittierend an, wie wenn kein Gerät auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist.
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Wenn die Systemsteuereinheit 34 mit dem Metalldetektionssignal ST von der Metalldetektionsschaltung 33 versorgt wird, regt und treibt die Anregungsantriebsschaltung 32c die Primärspule L1 auf die gleiche Weise intermittierend an, wie wenn kein Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist. Wenn folglich ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist, wird die Primärspule L1 intermittierend angeregt und angetrieben. Folglich wird das Metallstück 8 nicht induktiv auf eine hohe Temperatur geheizt.
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Wie in 8 gezeigt, umfasst die Metalldetektionsschaltung 33 eine Oszillationsschaltung 33a, eine Wellenerfassungsschaltung 33b, eine Frequenzerfassungsschaltung 33c und eine Bestimmungsschaltung 33d.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Oszillationsschaltung 33a durch eine Clapp-Oszillatorschaltung gebildet. Die Oszillationsschaltung 33a oszilliert synchron mit dem intermittierenden Anregungsantrieb, der durch die Anregungsantriebsschaltung 32c durchgeführt wird. Die Oszillationsschaltung 33a überträgt das Oszillationssignal Φt, das durch eine in 9A gezeigte Rechteckwelle mit einer festen Amplitude und einer festen Frequenz gebildet wird, von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a in Richtung der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b des Geräts E, das auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist.
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Das Oszillationssignal Φt, das von der Oszillationsschaltung 33a erzeugt wird, wirkt als ein Trägersignal. Insbesondere erzeugt das Gerät E basierend auf der Frequenz des empfangenen Oszillationssignals Φt ein Rechteckwellenimpulssignal MP und überträgt von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b ein moduliertes Wellensignal Φm, das durch Modulieren der Amplitude des empfangenen Trägersignals (des Oszillationssignals Φt) proportional zu dem Rechteckwellenimpulssignal MP erzeugt wird.
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Das in 9C oder 9G gezeigte modulierte Wellensignal Φm, das in dem Gerät E erzeugt wird, wird dann von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 empfangen und über die Oszillationsschaltung an die Wellenerfassungsschaltung 33b bereitgestellt.
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Die Wellenerfassungsschaltung 33b ist zum Beispiel eine Einhüllendenerfassungsschaltung. Die Wellenerfassungsschaltung 33b erfasst die Wellenform des modulierten Wellensignals Φm, das von dem Gerät E über die Oszillationsschaltung 33a bereitgestellt wird. Basierend auf dem modulierten Wellensignal Φm erzeugt die Wellenerfassungsschaltung 33b ein Einhüllendenwellenformsignal (demoduliertes Signal DMP), welches das modulierte Wellensignal Φm umhüllt. Mit anderen Worten demoduliert die Wellenerfassungsschaltung 33b das in dem Gerät E erzeugte Rechteckwellenimpulssignal MP. Die Wellenerfassungsschaltung 33b stellt das demodulierte Signal DMP an die Frequenzerfassungsschaltung 33c bereit.
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Die Frequenzerfassungsschaltung 33c erfasst die Frequenz des demodulierten Signals DMP. In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Frequenzerfassungsschaltung 33c den Anstieg und den Abfall des Rechteckwellenimpulssignals MP und bestimmt die Periode des Rechteckwellenimpulssignals MP durch Messen der Anstiegszeit und Abfallzeit. In einem Beispiel umfasst die Frequenzerfassungsschaltung 33c eine Differenzierungsschaltung, eine Gleichrichtungsschaltung und einen Zeitschalter.
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Die Differenzierungsschaltung erfasst den Anstieg und den Abfall des Rechteckwellenimpulssignals MP. Unter den differenzierten Signalen, die von der Differenzierungsschaltung differenziert werden, verwendet die Gleichrichtungsschaltung differenzierte Signale, die auf ein negatives Potential gefallen sind, als differenzierte Signale mit positivem Potential. Der Zeitschalter misst die Zeitspanne zwischen den zwei differenzierten Signalen, die von der Gleichrichtungsschaltung ausgegeben werden.
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Die Frequenzerfassungsschaltung 33c liefert die von dem Zeitschalter gemessene Zeit als die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP an die Bestimmungsschaltung 33d.
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Die Bestimmungsschaltung 33d bestimmt basierend auf der Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP, die von der Frequenzerfassungsschaltung 33c bereitgestellt wird, ob ein Metallstück 8 vorhanden ist oder nicht. Zum Beispiel bestimmt die Bestimmungsschaltung 33d, ob ein Metallstück vorhanden ist, indem sie die Periode Tn des von der Frequenzerfassungsschaltung 33c bereitgestellten Rechteckwellenimpulssignals MP mit einer Referenzperiode Tk vergleicht, die in einem internen Speicher der Bestimmungsschaltung 33d vorgespeichert ist.
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In einem Beispiel ist die Referenzperiode Tk die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP, die von der Frequenzerfassungsschaltung 33c gemessen wird, wenn durch die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 in einem Zustand, in dem kein Metallstück 8 zwischen der Auflagefläche 5 und dem Gerät E vorhanden ist, das modulierte Wellensignal Φm von dem Gerät E empfangen wird.
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Wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 vorhanden ist, wird die Frequenz des Oszillationssignals Φt, das von dem Gerät E empfangen wird, niedrig, und die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP wird verlängert. Als ein Ergebnis bestimmt die Bestimmungsschaltung 33d, dass ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 vorhanden ist, wenn die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP, die von der Frequenzerfassungsschaltung 33c bereitgestellt wird, die Referenzperiode Tk übersteigt. Die Bestimmungsschaltung 33d bestimmt, dass kein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 vorhanden ist, wenn die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP, die von der Frequenzerfassungsschaltung 33c bereitgestellt wird, kleiner oder gleich der Referenzperiode Tk ist.
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Die Bestimmungsschaltung 33d benachrichtigt die Systemsteuereinheit 34 über ihr Bestimmungsergebnis. Zum Beispiel stellt die Bestimmungsschaltung 33d der Systemsteuereinheit 34 ein Metalldetektionssignal ST bereit, wenn bestimmt wird, dass ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 der Leistungsversorgungseinheit 1 vorhanden ist. Die Bestimmungsschaltung 33d stellt der Systemsteuereinheit 34 kein Metalldetektionssignal ST bereit, wenn bestimmt wird, dass kein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 des Leistungsversorgungsvorrichtung 1 vorhanden ist.
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Die Systemsteuereinheit 34 stellt ansprechend auf das Erlaubnissignal EN, das von der Signalextraktionsschaltung 32b empfangen wird, die Anregungssignale PS1 und PS2 an die Anregungsantriebsschaltung 32c bereit. Wenn die Signalextraktionsschaltung 32b in dem dargestellten Beispiel sowohl das Gerätezulassungssignal ID als auch das Anregungsanforderungssignal RQ extrahiert, stellt die Systemsteuereinheit 34 die Anregungssignale PS1 und PS2 an die Anregungsantriebsschaltung 32c bereit, um die Primärspule L1 kontinuierlich anzuregen und anzutreiben.
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Die Systemsteuereinheit 34 kann die Anregungssignale PS1 und PS2 intermittierend an die Anregungsantriebsschaltung 32c bereitstellen. Wenn die Signalextraktionsschaltung 32b zum Beispiel nur das Gerätezulassungssignal ID oder das Anregungsanforderungssignal RQ extrahiert, oder wenn die Schaltung 32b nicht beide Signale extrahiert, stellt die Systemsteuereinheit 34 die Anregungssignale PS1 und PS2 intermittierend an die Anregungsantriebsschaltung 32c bereit, um die Primärspule L1 intermittierend anzuregen und anzutreiben.
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Die Systemsteuereinheit 34 stellt die Anregungssignale PS1 und PS2 ansprechend auf das Erlaubnissignal EN, das von der Signalextraktionsschaltung 32b bereitgestellt wird, intermittierend an die Anregungsantriebsschaltung 32c bereit, während sie das Metalldetektionssignal ST von der Bestimmungsschaltung 33d empfängt. Dies regt die Primärspule L1 intermittierend an.
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Die Systemsteuereinheit 34 steuert auch die Oszillation der Oszillationsschaltung 33a der Metalldetektionsschaltung 33 intermittierend, um das Oszillationssignal Φt intermittierend von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a zu übertragen
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Der Betrieb der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 wird nun beschrieben.
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Wenn der (nicht gezeigte) Leistungsschalter aktiviert wird, um die Zuführung von Netzleistung an die Leistungsschaltung 31 zu beginnen, versorgt die Leistungsschaltung 31 die Systemsteuereinheit 34, die Leistungsversorgungsschaltung 32 und die Metalldetektionsschaltung 32 mit Gleichspannung als Antriebsleistung.
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Wenn die Systemsteuerung 34 mit der Antriebsleistung von der Leistungsschaltung 31 versorgt wird, liefert sie die Anregungssignale PS1 und PS2 intermittierend an die Anregungsantriebsschaltung 32c. Diese Anregungsantriebsschaltung 32c regt und treibt die Primärspule L1 ansprechend auf die intermittierenden Anregungssignale PS1 und PS2 intermittierend an. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 wartet darauf, dass das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt wird.
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Die Systemsteuereinheit 34 oszilliert auch intermittierend die Oszillationsschaltung 33a der Metalldetektionsschaltung 33. Als ein Ergebnis wird das Oszillationssignal Φt intermittierend von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a übertragen.
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Wenn das Gerät E auf die Auflagefläche 5 gesetzt wird, empfängt die Sekundärspule 12 des Geräts E Sekundärleistung, die durch den intermittierenden Anregungsantrieb der Primärspule L1 geliefert wird. In dem Gerät E die erzeugt die Datenerzeugungsschaltung 15b, die in der Leistungsempfangsschaltung 15 angeordnet ist, mit der Sekundärleistung ein Gerätezulassungssignal ID und ein Anregungsanforderungssignal RQ und liefert die Signale IOD und RQ an die Übertragungsschaltung 15c. Die Übertragungsschaltung 15c überträgt das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ von der leistungsempfangsseitigen ersten Antennenspule 6b in Richtung der leistungsversorgungsseitigen ersten Antennenspule 6a der Leistungsversorgungsvorrichtung 1.
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In der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 extrahiert die Signalextraktionsschaltung 32b das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ aus dem Signal, das über die leistungsversorgungsseitige erste Antennenspule 6a und die Empfangsschaltung 32a empfangen wird. Die Signalextraktionsschaltung 32b stellt ein Erlaubnissignal EN an die Systemsteuereinheit 34 bereit, wenn das Gerätezulassungssignal ID und das Anregungsanforderungssignal RQ beide erfolgreich extrahiert werden.
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Ansprechend auf das Erlaubnissignal EN stellt die Systemsteuereinheit 34 kontinuierlich Anregungssignale PS1 und PS2 an die Anregungsantriebsschaltung 32c bereit. Die Anregungsantriebsschaltung 32c regt und treibt die Primärspule L1 ansprechend auf die kontinuierlichen Anregungssignale PS1 und PS2 kontinuierlich an. Als ein Ergebnis empfängt das Gerät E, das auf die Auflagefläche 5 gesetzt ist, die Sekundärleistung, die auf dem kontinuierlichen Anregungsantrieb der Primärspule L1 basiert, über die Sekundärspule 12.
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Auf diese Weise wird die Last Z des Geräts E von der Leistungsempfangsschaltung 15 (Gleichrichtungsglättungsschaltung 15a) mit Antriebsleistung versorgt.
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Die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b, die in dem Gerät E angeordnet ist, empfängt das Oszillationssignal Φt von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a. Die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b stellt das empfangene Oszillationssignal Φt an die Gleichrichtungsschaltung 16a der Modulationsschaltung 16 bereit. Die Gleichrichtungsschaltung 16a Halbwellengleichrichtet dann das Oszillationssignal Φt.
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Das Halbwellen-gleichgerichtete Oszillationssignal Φt wird von dem Ladungs-Entladungskondensator C0 und dem Widerstand R0, die in der Gelichrichtungsschaltung 16a angeordnet sind, geladen und entladen. Die Ladespannung Vt des Ladungs-Entladungskondensators C0 wird als die Leistungsversorgungsspannung VG an die Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b (astabiler Multivibrator 20) angelegt.
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Die Lade- und Entladezeit des Ladungs-Entladungskondensators C0 wird durch die Frequenz des Oszillationssignals Φt, das heißt, dadurch, ob ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist oder nicht, variiert.
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Das Oszillationssignal Φt hat, wie in 9A gezeigt, eine relativ hohe Frequenz, wenn kein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist. Im Gegensatz dazu hat das Oszillationssignal Φt, wie in 9E gezeigt, eine relativ niedrige Frequenz, wenn auf der Auflagefläche 5 ein Metallstück 8 vorhanden ist. Folglich wird der Ladungs-Entladungskondensators C0 über längere Zeitspannen geladen und entladen, wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist, als wenn kein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist.
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Folglich hat das Rechteckwellenimpulssignal MP, das von der Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b (dem astabilen Multivibrator 20) ausgegeben wird, wie in 9B gezeigt, eine relativ kurze Periode Tn, wenn kein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist. Das Rechteckimpulssignal MP hat, wie in 9F gezeigt, eine relativ lange Periode Tn, wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist. Auf diese Weise hat das Rechteckwellenimpulssignal MP eine längere Periode Tn, wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist als wenn kein Metallstück 8 vorhanden ist.
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Das Rechteckwellenimpulssignal MP wird an den Gateanschluss des Transistors Q3 bereitgestellt, der in der Modulationseinheit 16c angeordnet ist, um den Transistor Q3 zu aktivieren und deaktivieren. Die Aktivierung und Deaktivierung des Transistors Q3 (Rechteckwellenimpulssignal MP) bewirkt, dass der Strom (Oszillationssignal Φt), der durch die leistungsempfangsseitige zweite Antennenspule 7b fließt, eine Amplitudenmodulation erfährt. Der Strom wird dann von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b als das modulierte Wellensignal Φm an die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a übertragen.
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Wenn kein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist, wird das modulierte Wellensignal Φm mit der in 9C gezeigten Wellenform gemäß der Periode Tn des in 9B gezeigten Rechteckwellenimpulssignals MP erzeugt. Wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist, hat das sich ergebende modulierte Wellensignal Φm gemäß der Periode Tn des in 9F gezeigten Rechteckwellenimpulssignals MP die in 9G gezeigte Wellenform.
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Die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a empfängt das modulierte Wellensignal Φm, das von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b übertragen wird. Das von der leistungsversorgungsseitigen zweiten Antennenspule 7a empfangene modulierte Wellensignal Φm wird dann über die Oszillationsschaltung 33a an die Wellenerfassungsschaltung 33b bereitgestellt.
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Die Wellenerfassungsschaltung 33b erzeugt ein Umhüllendenwellenformsignal (demoduliertes Signal DMP), welches das modulierte Wellensignal Φm umhüllt, aus dem modulierten Wellensignal Φm. Das heißt, die Wellenerfassungsschaltung 33b demoduliert das Rechteckwellenimpulssignal MP. Die Wellenerfassungsschaltung 33 stellt das demodulierte Signal DMP an die Frequenzerfassungsschaltung 33c bereit.
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Das von der Wellenerfassungsschaltung 33b erzeugte demodulierte Signal DMP hat, wie in 9D gezeigt, eine relativ kurze Periode Tn, wenn kein Metallstück auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist. Das demodulierte Signal DMP hat, wie in 9H gezeigt, eine relativ lange Periode Tn, wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist. Auf diese Weise hat das demodulierte Signal DMP eine längere Periode Tn, wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist als wenn kein Metallstück 8 vorhanden ist.
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Die Wellenerfassungsschaltung 33b stellt das demodulierte Signal DMP an die Frequenzerfassungsschaltung 33c bereit.
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Die Frequenzerfassungsschaltung 33c erfasst den Anstieg und den Abfall des demodulierten Signals DMP und misst die Periode Tn des demodulierten Signals DMP. Die gemessene Periode Tn des demodulierten Signals DMP ist länger, wenn ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 vorhanden ist als wenn kein Metallstück 8 vorhanden ist.
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Die Frequenzerfassungsschaltung 33c stellt die gemessene Periode Tn des demodulierten Signals DMP an die Bestimmungsschaltung 33d bereit. Die Bestimmungsschaltung 33d empfängt die Eingangsperiode des demodulierten Signals DMP und vergleicht die Periode Tn mit der Referenzperiode Tk.
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Die Bestimmungsschaltung 33d bestimmt, dass ein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 vorhanden ist, wenn die Periode Tn des demodulierten Signals DMP die Referenzperiode Tk überschreitet. In diesem Fall stellt die Bestimmungsschaltung 33d ein Metalldetektionssignal ST an die Systemsteuereinheit 34 bereit.
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Ferner bestimmt die Bestimmungsschaltung 33d, dass kein Metallstück 8 auf der Auflagefläche 5 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 vorhanden ist, wenn die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP kleiner oder gleich der Referenzperiode Tk ist. In diesem Fall stellt die Bestimmungsschaltung 33d kein Metalldetektionssignal ST an die Systemsteuereinheit 34. bereit.
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Wenn das Metalldetektionssignal ST empfangen wird, schaltet die Systemsteuereinheit 34 die Ausgabe der Anregungssignale PS1 und PS2 an die Anregungsantriebsschaltung 32c von der kontinuierlichen Ausgabe auf die intermittierende Ausgabe. Diese regt die Primärspule L1 intermittierend an. Folglich wird verhindert, dass das von der Metalldetektionsschaltung 33 detektierte Metallstück 8 induktiv geheizt wird. Wenn kein Metalldetektionssignal ST empfangen wird, gibt die Systemsteuereinheit 34 weiterhin kontinuierlich die Anregungssignale PS1 und PS2 an die Anregungsantriebsschaltung 32c aus. Als ein Ergebnis bleibt die Primärspule L1 kontinuierlich angeregt, und die Last Z des Geräts E wird kontinuierlich mit Antriebsleistung versorgt.
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Die Gleichrichtungsschaltung 16a ist ein Beispiel für eine Oszillationssignalempfangsschaltung. Die Modulationseinheit 16c und der astabile Multivibrator 20 sind ein Beispiel für eine Modulationswellensignalerzeugungseinheit.
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Die erste Ausführungsform hat die nachstehend beschriebenen Vorteile.
- (1) in der vorstehenden Ausführungsform überträgt die Oszillationsschaltung 33a der Metalldetektionsschaltung 33, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 angeordnet ist, ein Oszillationssignal Φt an die Modulationsschaltung 16 des Geräts E. Die Modulationsschaltung 16 des Geräts E erzeugt aus dem empfangenen Oszillationssignal Φt ein Rechteckwellenimpulssignal MP. Wenn das Signal erzeugt wird, ändert die Modulationsschaltung 16 die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP dementsprechend, ob ein Metallstück 8 vorhanden ist oder nicht. Die Modulationsschaltung 16 moduliert dann das Rechteckwellenimpulssignal MP, um ein moduliertes Wellensignal Φm zu erzeugen, und überträgt das modulierte Wellensignal Φm an die Metalldetektionsschaltung 33.
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Die Metalldetektionsschaltung 33 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 bestimmt, ob ein Metallstück 8 vorhanden ist oder nicht, indem sie die Periode Tn des demodulierten Signals DMP, das aus dem modulierten Wellensignal Φm erzeugt wird, oder die Periode des Rechteckwellenimpulssignals MP misst.
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Wenn auf diese Weise ein Metallstück 8 detektiert werden soll, braucht die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 die Frequenz, mit der ihre Primärspule L1 angeregt wird, um Leistung zu liefern, nicht ändern. Dies beseitigt die Notwendigkeit, eine Vielzahl von Frequenzen festzulegen, bei denen die Primärspule L1 in der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 angeregt wird, und die Notwendigkeit einer komplizierten und teuren Steuerschaltung, die verwendet wird, um Anregungsfrequenzen umzuschalten. Folglich kann eine kostengünstige kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung realisiert werden.
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Es ist einfach notwendig, dass die Leistungsversorgungsvorrichtung 1 das modulierte Signal Φm von dem Gerät E empfängt und das empfangene Signal demoduliert und die Periode Tn gewinnt. Dies beseitigt die Notwendigkeit einer teuren Schaltung, die Signale mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet. Folglich kann eine kostengünstige kontaktlose Stromversorgungsvorrichtung realisiert werden.
- (2) In der vorstehenden Ausführungsform erzeugt das Gerät E Informationen, die anzeigen, ob ein Metallstück 8 vorhanden ist, das heißt, das Rechteckwellenimpulssignal MP. Diese vereinfacht den Schaltungsaufbau 1 und realisiert eine kostengünstige kontaktlose Leistungsversorgungsvorrichtung.
- (3) In der vorstehenden Ausführungsform wird das von der Oszillationsschaltung 33a der Metalldetektionsschaltung 33 bereitgestellte Oszillationssignal Φt als ein Trägersignal verwendet, wenn das modulierte Wellensignal Φm erzeugt wird. Dies beseitigt die Notwendigkeit einer dedizierten Oszillationsschaltung, um ein Trägersignal zu erzeugen.
- (4) In der vorstehenden Ausführungsform ist das modulierte Wellensignal Φm ein amplitudenmoduliertes Signal. Folglich ist die Schaltung zum Erzeugen des amplitudenmodulierten Wellensignals Φm einfacher und wird zu niedrigeren Kosten erhalten als Schaltungen zum Erzeugen eines modulierten Wellensignals durch andere Modulationsverfahren, wie etwa Frequenzmodulation. Aus dem gleichen Grund ist die Wellenerfassungsschaltung 33b, welche das modulierte Wellensignal Φm demoduliert, einfach und kostengünstig.
- (5) In der vorstehenden Ausführungsform wird die Ladespannung Vt für den Ladungs-Entladungskondensator C0 der Gleichrichtungsschaltung 16a als die Leistungsversorgungsspannung VG an den astabilen Multivibrator 20 der Modulationswellensignalerzeugungsschaltung 16b bereitgestellt. Die Oszillationsperiode des astabilen Multivibrators 20 wird basierend auf der Leistungsversorgungsspannung VG, die durch das Vorhandensein eines Metallstücks 8 variiert wird, geändert. Die erzeugt das Rechteckwellenimpulssignal MP mit der Periode Tn, die sich basierend darauf, ob das Metallstück 8 vorhanden ist oder nicht, ändert.
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Als ein Ergebnis kann die Modulationswelle (Rechteckwellenimpulssignal MP), die verwendet wird, um das Vorhandensein eines Metallstücks 8 zu detektieren, durch den astabilen Multivibrator 20, der einen einfachen Schaltungsaufbau hat, erzeugt werden.
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Die vorstehende Ausführungsform kann in den folgenden Formen modifiziert werden.
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In der vorstehenden Ausführungsform wird das Oszillationssignal Φt, das von der Oszillationsschaltung 33a der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 übertragen wird, als das Trägersignal verwendet. Alternativ kann das Gerät E das Trägersignal erzeugen. In diesem Fall kann die Modulationsschaltung 16 eine Oszillationsschaltung zum Erzeugen des Trägersignals umfassen. Das von der Oszillationsschaltung erzeugte Trägersignal kann gemäß dem Rechteckwellenimpulssignal MP (Modulationswelle) moduliert werden, um ein moduliertes Wellensignal zu erzeugen, das an die Leistungserzeugungsvorrichtung 1 übertragen wird.
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In der vorstehenden Ausführungsform wird das modulierte Wellensignal Φm von der leistungsempfangsseitigen zweiten Antennenspule 7b an die leistungsversorgungsseitige zweite Antennenspule 7a übertragen. Alternativ kann das von der Modulationsschaltung 16 erzeugte modulierte Wellensignal Φm einem elektromagnetischen Wellensignal überlagert werden, das basierend auf dem Leistungsversorgungsstrom erzeugt wird, der von der Primärspule L1 der Leistungsversorgungsvorrichtung 1 unter Verwendung des elektromagnetischen Induktionsphänomens an die Sekundärspule 12 des Geräts E geliefert wird. Das überlagerte Signal kann dann über die Primärspule L1 empfangen werden, und das modulierte Wellensignal Φm kann durch die Wellenerfassungsschaltung 33b der Metallerfassungsschaltung 33 aus dem überlagerten Signal demoduliert werden.
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In der vorstehenden Ausführungsform erfasst die Frequenzerfassungsschaltung 33c den Anstieg und den Abfall des Rechteckwellenimpulssignals MP und misst die Anstiegszeit und die Abfallzeit, um die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP zu erhalten. Alternativ kann die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP erhalten werden, indem das Rechteckwellenimpulssignal MP mit Abtastsignalen mit extrem kurzen Perioden abgetastet wird. In diesem Fall wird die Periode Tn des Rechteckwellenimpulssignals MP basierend auf der Anzahl von Signalen, die bei einem hohen Potential (hohen Pegel) des Rechteckwellenimpulssignals MP abgetastet wird, und der Anzahl von Signalen, die bei einem niedrigen Potential (niedriger Pegel) des Rechteckwellenimpulssignals MP abgetastet wird, erhalten.
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Wenngleich die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorangehende Beschreibung beschränkt und kann innerhalb des Bereichs und der Äquivalenz der beigefügten Patentansprüche modifiziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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