KR101568769B1

KR101568769B1 - 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치

Info

Publication number: KR101568769B1
Application number: KR1020147034635A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 아베
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2015-11-12
Also published as: CN103069689A; WO2012002063A1; KR20150003408A; TW201208225A; EP2590300A4; EP2590300B1; TWI459676B; CN103069689B; US9099239B2; US20130099592A1; KR20130038885A; EP2590300A1; JP2012016125A

Abstract

비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치(7)는, 안테나 코일(AT2)과 안테나 코일에 고주파 전류를 흐르게 하는 발진 회로(7a)와, 발진 회로 및 안테나 코일 중 어느 하나에서 관측되는 전압 또는 전류의 변화를 검출하는 검출 회로(7b)를 포함한다. 발진 회로(7a)는, 발진이 생기기 시작한 직후의 발진 조건에서부터, 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진을 생기게 하는 설계값으로 설정된 구성 부품을 포함한다. 금속 이물질 검출 장치(7)는, 급전 장치(1) 상에 놓인 금속 이물질에 기인하는 안테나 코일(AT2)의 전기적 특성의 변화에 기초하여, 발진 회로(7a)의 발진 정지 또는 발진 진폭의 감쇠를 검출 회로(7b)에 의해 검지한다.

Description

비접촉 급전 시스템 및 비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치 {NON-CONTACT ELECTRIC POWER FEEDING SYSTEM AND METAL FOREIGN-OBJECT DETECTION APPARATUS FOR NON-CONTACT ELECTRIC POWER FEEDING SYSTEM}

본 발명은 비접촉 급전 시스템 및 비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치에 관한 것이다.

휴대 전화기나 가전 기기 등에의 비접촉 급전에는, 고주파의 자속에 의한 전자 유도가 이용되는 경우가 많다. 이미, 실용화되어 있는 근접형의 전자 유도 급전뿐아니라, 최근 주목받고 있는 자기 공명식(共鳴式)이라고 불리는, 어느 정도의 이격된 거리에서 급전하는 공간 급전 기술에서도 같은 전자 유도를 이용하고 있다.

고주파의 자속은 금속 이물질에도 유도 기전력을 발생시켜 와전류 손실에 의한 온도 상승도 초래한다. 금속 이물질이 고온이 되었을 경우에는, 급전 장치나 기기의 하우징을 변형시키는 원인이 되거나 사람이 잘못하여 닿았을 경우, 화상을 입거나 할 우려가 있다.

이 금속에의 유도 가열을 방지하기 위한 발명이 여러 가지 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 및 특허문헌 2). 이들 제안된 시스템에서는, 급전 장치 측의 고주파 인버터 회로가 간헐적으로 발진하면서 대기하고 있다. 이 대기 시에 금속 이물질이 단독으로 놓여져도, 평균 출력이 극히 작으므로, 온도 상승이 거의 없어 안전하다.

올바른 기기가 놓인 경우에는, 이 간헐 발진의 기간에 약간의 전력이 1차 코일을 통해서 2차 코일에 전달된다. 이 전력을 이용하여 2차 측(기기 측)은 특별한 신호를 생성하고, 이것을 급전 장치 측의 안테나를 통해서 돌려보낸다. 급전 장치는 이 신호를 검출함으로써, 정규의 기기가 장착되었는지의 여부를 판단하여 고주파 인버터를 제어한다.

즉, 급전 장치는 올바른 기기인지 여부의 인증을 행하기 때문에, 금속 이물질만이 놓인 경우에는 간헐 발진 상태 그대로이고 안전하다는 것이다.

특허문헌 1: 일본특허공보 제3392103호 특허문헌 2: 일본특허공보 제3306675호

그런데, 비접촉 급전 장치에 사용되는 금속 이물질 검출 장치에서는, 금속 이물질이 단독으로 놓여져 있는 경우의 검출은 물론, 사용 시에 전력용 1차 코일과 전력용 2차 코일의 간극에 끼인 얇은 금속편 등의 검출이 가능해야 한다.

이 코일 사이에 끼인 금속을 검출하는 방법으로서, 급전부와 기기 사이의 신호 송수신 시에, 끼인 금속에 의해 감쇠 또는 반사하여 송신 측에서 수신 측에 도달하는 신호의 레벨의 저하를 검출하는 방법을 생각할 수 있다. 이것은, 기기를 인증할 때, 송수신 안테나 사이에 금속 이물질이 개재하면, 인증 시의 신호 진폭이 수신 안테나 측에서 통상보다 감쇠하는 메커니즘을 이용하여 검출한다.

또한, 이 끼인 금속 이물질의 다른 검출 방법의 예로서, 전력 전송을 위한 급전 코일과 수전 코일을 그대로 사용하여, 데이터 통신 시에 기기 측에서 수전 코일의 출력을 변조함으로써, 급전 장치 측의 송전 코일의 단자에 나타나는 전압 또는 전류의 변화를 일으키는 방법을 생각할 수 있다. 이것은, 수전 코일과 송전 코일 사이에 금속 이물질이 있으면, 데이터 통신의 신호가 감쇠하기 때문에, 이 메커니즘을 사용함으로써, 끼인 금속을 검지하는 것이다.

그러나, 이들 방법에서는, 금속 이물질이 작거나 얇으면 신호의 감쇠는 작기 때문에, 이물질이 없는 경우의 신호 레벨의 변동이라고 여겨 금속 이물질이 검지되지 않을 가능성도 있다. 따라서, 끼인 금속 이물질의 검지에 한계가 있었다.

최근의 급전 장치는, 고출력의 기기에 대응하기 위해 단위 면적당 출력이 커지는 경향이 있고, 더욱 작고 얇은 금속편의 검출이 더욱더 필요해지고 있다. 통상, 이에 대응하기 위해서는, 고가이고 대규모인 전용의 고감도 고정밀도의 금속 검지 센서를 설치하여야 하므로, 급전 시스템의 대형화나 비용 상승을 초래한다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 염가이고 간단한 구성으로 금속 이물질을 고감도 고정밀도로 검출할 수 있는 비접촉 급전 시스템, 및 비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 측면은, 비접촉 급전 시스템이다. 상기 비접촉 급전 시스템은, 1차 코일과, 상기 1차 코일에 고주파 전류를 흐르게 하기 위한 고주파 인버터를 포함하는 급전 장치; 상기 1차 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 교번 자계를 통하여 유도 기전력을 발생하는 2차 코일을 포함하고, 상기 2차 코일에서 발생한 기전력을 이용하여 부하에 전력을 공급하는 기기; 및 금속 이물질 검출 장치로서, 안테나 코일과, 상기 안테나 코일에 고주파 전류를 흐르게 하는 발진 회로와, 상기 발진 회로 및 상기 안테나 코일 중 어느 하나에서 관측되는 전압 또는 전류의 변화를 검출하는 검출 회로를 포함하는 상기 금속 이물질 검출 장치를 포함하고, 상기 발진 회로는, 상기 발진 회로에서 발진이 생기기 시작한 직후의 발진 조건에서부터, 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진을 생기게 하는 설계값을 가지는 구성 부품을 포함하고, 상기 금속 이물질 검출 장치는, 상기 급전 장치 상에 놓인 금속 이물질에 기인하는 상기 안테나 코일의 전기적 특성의 변화에 기초하여, 상기 발진 회로의 발진의 정지 또는 발진 진폭의 감쇠를 상기 검출 회로에 의해 검지하고, 상기 급전 장치를 제어한다.

본 발명의 제2 측면은, 급전 장치의 1차 코일을 여자하고, 상기 급전 장치 상에 배치된 기기의 2차 코일에 전자 유도에 의해 유도 기전력을 발생시켜, 상기 유전 기전력을 상기 기기의 부하에 공급하는 비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치이다. 상기 금속 이물질 검출 장치는, 안테나 코일; 상기 안테나 코일에 고주파 전류를 흐르게 하는 발진 회로; 및 상기 발진 회로 및 안테나 코일부 중 어느 하나에서 관측되는 전압 또는 전류의 변화를 검출하는 검출 회로를 포함하고, 상기 발진 회로는, 상기 발진 회로에서 발진이 생기기 시작한 직후의 발진 조건에서부터, 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진을 생기게 하는 설계값을 가지는 구성 부품을 포함하고, 상기 검출 회로는, 상기 급전 장치 상에 놓인 금속 이물질에 기인하는 상기 안테나 코일의 전기적 특성의 변화에 기초하여, 상기 발진 회로의 발진의 정지 또는 발진 진폭의 감쇠를 검지하여 상기 급전 장치를 제어한다.

본 발명에 의하면, 염가이고 간단한 구성으로 금속 이물질을 고감도 고정밀도로 검출할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 급전 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 1차 코일, 금속 검지 안테나 코일의 배치 위치를 나타낸 설명도이다.
도 3은 급전 장치와 기기의 전기적 구성을 나타낸 전기 블록 회로도이다.
도 4는 금속 이물질 검출 장치의 발진 회로도이다.
도 5의 (a)는 급전 장치에 아무것도 놓여져 있지 않은 상태를 나타낸 도면고, (b)는 급전 장치에 금속편만이 놓인 상태를 나타낸 도면, (c)는 급전 장치에 기기만이 놓인 상태를 나타낸 도면, (d)는 급전 장치의 탑재면과 기기 사이에 금속편이 끼인 상태를 나타낸 도면, (e)는 기기로부터 떨어진 위치에 금속편이 놓인 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 발진 회로의 발진 신호의 출력 파형도이다.
도 7은 다른 발진 조건에서의 발진 회로의 검출 신호의 출력 파형도이다.
도 8은 고주파 인버터 회로의 회로도이다.
도 9는 제1 여자 동기 신호 및 제2 여자 동기 신호의 출력 파형도이다.
도 10은 고주파 인버터 회로의 출력 파형도이다.
도 11은 고주파 인버터 회로의 출력 파형도이다.
도 12는 제2 실시예의 급전 장치의 전체 사시도이다.
도 13은 제2 실시예의 급전 장치와 기기의 전기적 구성을 나타낸 전기 블록 회로도이다.
도 14는 제2 실시예의 금속 검지 안테나 코일의 전기적 구성을 나타낸 회로이다.
도 15는 제2 실시예의 다른 예를 나타낸 전기 회로도이다.
도 16은 제3 실시예의 급전 장치와 기기의 전체 사시도이다.
도 17은 제3 실시예의 급전 장치와 기기의 전기적 구성을 나타낸 전기 블록 회로도이다.
도 18은 제4 실시예의 급전 장치와 기기의 전체 사시도이다.
도 19는 제4 실시예의 급전 장치와 기기의 전기적 구성을 나타낸 전기 블록 회로도이다.
도 20의 (a)는 급전 장치에 아무것도 놓여 있지 않은 상태를 나타낸 도면, (b)는 급전 장치에 금속편만이 놓인 상태를 나타낸 도면, (c)는 급전 장치에 기기만이 놓인 상태를 나타낸 도면, (d)는 급전 장치의 탑재면과 기기와의 사이에 금속편이 끼인 상태를 나타낸 도면, (e)는 기기로부터 떨어진 위치에 금속편이 놓인 상태를 나타낸 도면, (f)는 급전 장치의 탑재면과 기기가 이격되어 급전되는 상태를 나타낸 도면, (g)는 급전 장치의 탑재면과 금속편이 이격되고, 그 이격된 공간에도 금속편이 놓여 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 21은 발진 회로의 발진 신호의 출력 파형도이다.
도 22는 금속 이물질 검출 장치의 다른 예를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 비접촉 급전 시스템을 구체화한 제1 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 급전 장치(1)와 그 급전 장치(1)로부터 비접촉 급전되는 기기(E)의 전체 사시도를 나타낸다. 급전 장치(1)의 하우징(2)은 사각형상의 바닥판(3)과, 그 바닥판(3)의 사방에서 위쪽으로 연장 형성되는 사각 프레임체(4)와, 그 사각 프레임체(4)의 위쪽의 개구부를 닫아서 막는 강화 유리로 이루어지는 천정판(5)에 의해 형성되어 있다. 그리고, 천정판(5)의 상면이, 기기(E)를 탑재하는 급전면으로서의 탑재면(6)이 된다.

바닥판(3), 사각 프레임체(4), 천정판(5)으로 형성되는 공간(하우징(2) 내)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 1차 코일(L1)이 설치되어 있다. 1차 코일(L1)은, 본 실시예에서는 1개이고, 천정판(5)의 탑재면(6)과 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 1차 코일(L1)은 천정판(5)의 하면에 접촉할 정도로 근접한 위치에 배치 고정되어 있다.

1차 코일(L1)의 아래쪽 위치의 바닥판(3)에는, 1차 코일(L1)을 여자 구동 제어하기 위한 급전 모듈(M)이 실장 배치되어 있다. 급전 모듈(M)은, 1차 코일(L1)과 접속되고, 1차 코일(L1)을 여자 구동하고, 탑재면(6)에 탑재된 기기(E)에 대하여 비접촉 급전을 하도록 되어 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 1차 코일(L1)의 외측에는, 1차 코일(L1)을 둘러싸도록 신호 수신 안테나 코일(AT1)이 배치 고정되어 있다. 그리고, 탑재면(6)에 탑재된 기기(E)와 급전 모듈(M) 사이에서, 신호 수신 안테나 코일(AT1)을 통하여 무선 통신으로 데이터·정보의 송수신을 각각 행하도록 되어 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 천정판(5)의 상면(탑재면(6))으로서 1차 코일(L1)과 서로 대향하는 위치에, 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 형성되어 있다. 금속 검지 안테나 코일(AT2)은 스파이럴(spiral) 형상으로 형성되고, 공지의 인쇄 배선 기술로 탑재면(6) 상에 형성되어 있다.

금속 검지 안테나 코일(AT2)은, 하우징(2) 내에 설치한 금속 이물질 검출 장치(7)에 접속되고, 금속 이물질 검출 장치(7)의 일부를 구성하고 있다. 금속 이물질 검출 장치(7)는 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 통하여, 탑재면(6) 상의 금속편(8)을 검지하도록 되어 있다. 그리고, 금속 이물질 검출 장치(7)는, 탑재면(6) 상의 금속편(8)을 검출하면, 금속 있음 신호(ST)를 급전 모듈(M)에 출력하도록 되어 있다.

또한, 하우징(2) 내에는, 급전 모듈(M)을 통괄 제어하는 마이크로컴퓨터로 이루어지는 시스템 제어부(9)가 실장되어 있다. 그리고, 신호 수신 안테나 코일(AT1)에 의해 수신한 데이터·정보는, 급전 모듈(M)을 통하여 시스템 제어부(9)에 출력된다. 또한, 금속 검지 안테나 코일(AT2)에 의해 검지하여 금속 이물질 검출 장치(7)로부터 출력되는 금속 있음 신호(ST)는, 급전 모듈(M)을 통하여 시스템 제어부(9)에 출력된다.

급전 장치(1)의 탑재면(6)에 탑재되는 기기(E)는, 2차 코일(L2)을 가진다. 기기(E)의 2차 코일(L2)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 급전 장치(1)의 1차 코일(L1)의 여자를 통하여 여자 급전되어, 그 급전된 전력, 즉 2차 전력을 기기(E)의 부하(Z)에 공급한다.

*또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기기(E)의 2차 코일(L2)의 외측에는, 그 2차 코일(L2)을 둘러싸도록 송수신 안테나 코일(AT3)이 권취되어 있다. 그리고, 기기(E)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 탑재했을 때, 그 바로 아래에 위치하는 1차 코일(L1)을 둘러싸는 신호 수신 안테나 코일(AT1)를 통하여 그 1차 코일(L1)을 여자 구동 제어하는 급전 모듈(M)과의 사이에, 무선 통신에 의해 데이터·정보의 송수신을 행하도록 되어 있다.

다음에, 급전 장치(1)와 기기(E)의 전기적 구성을 도 3에 따라 설명한다.

도 3에서, 기기(E)에는, 기기측 송수신 회로(10)가 구비되어 있다. 기기측 송수신 회로(10)는 송수신 안테나 코일(AT3)과 접속되어 있다. 기기측 송수신 회로(10)는, 급전 장치(1)에 의해 급전을 받게 되는 기기(E)인 취지를 나타내는 기기 인증 신호(ID), 및 급전 장치(1)에 대하여 급전을 요구하는 여자 요구 신호(RQ)를 생성한다. 그리고, 기기측 송수신 회로(10)는 그 기기 인증 신호(ID) 및 여자 요구 신호(RQ)를 송수신 안테나 코일(AT3)을 통하여 급전 장치(1)에 송신하도록 되어 있다.

여기서, 기기(E)는, 2차 코일(L2)에 발생하는 전력(2차 전력)에 의해 구동하는 기기로서, 상기한 기기 인증 신호(ID) 및 여자 요구 신호(RQ)를 생성하고, 급전 장치(1)에 송신할 수 있는 기기이면 된다. 따라서, 기기(E)는, 2차 코일(L2)에 발생하는 2차 전력을 정류 회로에 의해 정류하고, 그 정류한 직류 전원을 사용하여 탑재면(6) 상에서 구동되는 기기이거나, 2차 전력을 그대로 교류 전원으로서 사용하여 탑재면(6) 상에서 구동되는 기기이거나 해도 된다. 또한, 기기(E)는, 2차 코일(L2)에 발생하는 2차 전력을 정류 회로에 의해 정류하고, 그 정류한 직류 전원을 사용하여 내장하는 충전 전지(2차 전지)를 충전하는 기기라도 된다.

그리고, 내장한 2차 전지를 충전하는 휴대 전화기, 노트북형 PC 등의 기기(E)에서는, 그 충전이 완료된 때, 충전 완료 전까지 송신하고 있던 기기 인증 신호(ID) 및 여자 요구 신호(RQ) 중, 여자 요구 신호(RQ)를 소실시켜, 기기 인증 신호(ID)만을 송신시키는 기능을 기기측 송수신 회로(10)에 갖게 해도 된다.

또한, 타이머를 구비한 기기(E)에서는, 급전을 받아 타이머로 설정된 시간만 기기(E)를 구동하고, 그 설정된 시간이 경과한 때, 시간이 경과하기 전까지 송신하고 있던 기기 인증 신호(ID) 및 여자 요구 신호(RQ) 중, 여자 요구 신호(RQ)를 소실시켜, 기기 인증 신호(ID)만을 송신시키는 기능을 기기측 송수신 회로(10)에 갖게 하도록 해도 된다.

한편, 도 3에서, 1차 코일(L1)이 접속된 급전 모듈(M)은, 여자 요구 수신 회로(11), 기기 인증 수신 회로(12), 여자 제어 회로(13), 고주파 인버터 회로(14)를 구비하고 있다.

여자 요구 수신 회로(11)는, 급전 모듈(M)의 신호 수신 안테나 코일(AT1)과 접속되고, 탑재면(6)에 탑재된 기기(E)로부터 송신된 송신 신호를 신호 수신 안테나 코일(AT1)를 통하여 수신한다. 여자 요구 수신 회로(11)는 수신한 송신 신호로부터 급전을 요구하는 여자 요구 신호(RQ)를 추출한다. 그리고, 여자 요구 수신 회로(11)는 송신 신호로부터 여자 요구 신호(RQ)를 추출하면, 그 여자 요구 신호(RQ)를 여자 제어 회로(13)에 출력하도록 되어 있다.

기기 인증 수신 회로(12)는, 급전 모듈(M)의 신호 수신 안테나 코일(AT1)과 접속되고, 탑재면(6)에 탑재된 기기(E)로부터 송신된 송신 신호를 신호 수신 안테나 코일(AT1)을 통하여 수신한다. 기기 인증 수신 회로(12)는, 수신한 송신 신호로부터 급전을 받을 수 있는 기기(E)인 것을 나타내는 기기 인증 신호(ID)를 추출한다. 그리고, 기기 인증 수신 회로(12)는, 송신 신호로부터 기기 인증 신호(ID)를 추출하면, 그 기기 인증 신호(ID)를 여자 제어 회로(13)에 출력하도록 되어 있다.

또한, 여자 제어 회로(13)는 금속 이물질 검출 장치(7)와 접속되어 있다. 금속 이물질 검출 장치(7)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 금속 검지 안테나 코일(AT2)에 대하여 고주파 전류를 흐르게 하는 발진 회로(7a)와, 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전압 또는 전류(발진 신호(Vo))의 변화를 검출하는 검출 회로(7b)를 구비하고 있다. 그리고, 금속 이물질 검출 장치(7)는, 탑재면(6)에 금속편(8)이 놓여져 있는지 여부를 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 통하여 검지하고, 탑재면(6)에 금속편(8)이 놓여져 있는 것을 검지하면, 검출 회로(7b)로부터 금속 있음 신호(ST)를 여자 제어 회로(13)에 출력한다.

발진 회로(7a)는, 본 실시예에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 콜피츠 발진 회로(Colpitts oscillator)로 구성되며, 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 이 발진 회로(7a)의 인덕턴스의 구성 부품 중 하나로서 겸용하고 있다.

발진 회로(7a)는, 양극성(bipolar)의 트랜지스터(Q1), 금속 검지 안테나 코일(AT2), 제1∼제3 커패시터(C1∼C3), 제1 및 제2 저항(R1, R2)을 포함한다.

트랜지스터(Q1)는 그 콜렉터 단자가 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 일단에 접속되고, 그 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 타단은 직류 전원(B)의 양(+)의 단자에 접속되어 있다. 또한, 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 타단은, 제1 커패시터(C1)를 통하여 트랜지스터(Q1)의 이미터 단자에 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 단자와 이미터 단자 사이에는, 제2 커패시터(C2)가 접속되어 있다.

또한, 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자는, 제3 커패시터(C3)와 제1 저항(R1)으로 이루어지는 병렬 회로를 통하여 직류 전원(B)의 양의 단자에 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(Q1)의 이미터 단자는, 제2 저항(R2)을 통하여 직류 전원(B)의 음(-)의 단자에 접속되어 있다. 그리고, 발진 회로(7a)는, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 단자로부터 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)를 검출 회로(7b)에 출력한다.

이와 같이 구성된 발진 회로(7a)는, 그 발진 회로(7a)를 구성하는 구성 부품, 즉 트랜지스터(Q1)는, 금속 검지 안테나 코일(AT2), 제1∼제3 커패시터(C1∼C3), 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 회로 상수가 미리 설정되어 있어, 고감도로 금속 이물질의 검출이 가능한 발진 신호(Vo)를 출력하도록 되어 있다.

상세하게 설명하면, 발진 회로(7a)를 구성하는 구성 부품은, 그 발진 회로(7a)를 구동시켰을 때 발진이 생기지 않는 한계값을 넘어 발진하기 시작한 직후 상태에서부터, 그 발진 회로(7a)가 안정된 최대 진폭으로 발진 진폭이 안정되는 상태 근방까지의 발진 조건의 범위 내에서 발진을 일으키는 설계값으로 설정되어 있다.

즉, 발진 회로(7a)의 설계값은, 안정된 진폭으로 계속적 발진을 유지할 수 있는 값이 아니라, 발진을 개시할 수 있는 직후의 발진 조건에서부터, 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진이 생기는 값으로 설정되어 있다. 그 결과, 발진에 관련된 전자기적 파라미터의 작은 변화로 발진 신호(Vo)의 발진 진폭의 큰 변화를 만들 수가 있다.

다시 말해, 발진 회로(7a)의 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전기적 특성이, 급전 장치(1)의 탑재면(6) 상에 놓인 금속편(8)에 의해 변화하게 된다. 그리고, 이 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전기적 특성의 변화를 이용하여, 발진 회로(7a)의 발진을 정지 또는 발진 신호(Vo)의 발진 진폭을 크게 감쇠시키도록 하고 있다.

또한, 급전 장치(1)의 탑재면(6)은 도 5의 (a)∼(e)에 나타낸 경우를 생각할 수 있다.

도 5의 (a)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 아무것도 놓여져 있지 않은 상태를 나타낸다.

도 5의 (b)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 금속편(8)만이 놓인 상태를 나타낸다.

도 5의 (c)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)만이 놓인 상태를 나타낸다.

도 5의 (d)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 기기(E) 사이에 금속편(8)이 끼인 상태를 나타낸다.

도 5의 (e)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6) 상으로서 기기(E)로부터 떨어진 위치에 금속편(8)이 놓인 상태를 나타낸다.

이 각 상태에 있어서, 도 5의 (a)에 나타낸 탑재면(6)에 아무것도 놓여져 있지 않은 상태에서는, 도 6의 기간 A1에 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)가 최대 진폭 파형이 될 필요가 있다. 그 전제 위에서, 도 5의 (b)에 나타낸 상태에서는, 도 6의 기간 A3에 나타낸 바와 같이, 발진 신호(Vo)의 진폭이 영(zero)이 되고, 도 5의 (c)에 나타낸 상태에서는, 발진 신호(Vo)는, 도 6의 기간 A2에 나타낸 바와 같이, 아무것도 놓여져 있지 않은 상태의 최대 진폭보다 약간 작아진 진폭 파형이 될 것을 필요로 한다.

또한, 도 5의 (d) 및 도 5의 (e)에 나타낸 상태에서는, 도 6의 기간 A4에 나타낸 바와 같이, 발진 신호(Vo)는, 진폭이 영이 될 것이 필요하다.

그래서, 본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 발진 회로(7a)를 구성하는 구성 부품의 설계값을, 구성 부품의 값이나 종류를 바꾸어, 의도적으로 발진이 겨우 시작되는 조건의 근방의 값으로 설정함으로써, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)를 실현시키고 있다.

이로써, 발진 회로(7a)에서는, 기기(E)만이 놓인 경우에는 약간 발진 신호(Vo)의 진폭이 감쇠하는 것에 대하여, 금속편(8)만, 또는 금속편(8)이 기기(E)와 탑재면(6) 사이에 끼인 경우, 또는 기기(E)의 근방에 놓인 경우에는 발진이 정지되도록 하고 있다.

기기(E)와 금속 검지 안테나 코일(AT2) 사이에서는, 금속편(8)과 금속 검지 안테나 코일(AT2)과의 거리가 가깝게 되어 있지만, 이 거리의 약간의 차이에도 발진의 유무가 영향을 받게 되어 있다.

다시 말해, 발진 회로(7a)는, 거리에 대하여 고감도인 센서이며, 기기(E)의 하우징의 두께보다 짧은 거리에 놓인 근접 또는 밀접되는 그러한 금속편(8)에서도 양호한 정밀도로 검지할 수 있다.

그리고, 금속편(8)이 있을 때, 일정한 하우징의 두께를 가지는 기기(E)는 금속 검지 안테나 코일(AT2)에 밀접할 수는 없기 때문에, 하우징 내에 2차 코일(L2), 금속 및 자성체를 가지는 기기(E)와 금속편(8)을 명확하게 구별하여 검지하는 것이 가능하게 되어 있다.

결과적으로, 발진 회로(7a)의 설계값을 겨우 발진이 생길 수 있는 조건의 근방의 값으로 선택함으로써, 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 위쪽에 놓인 근접한 금속편(8)에 의한 전자기 특성의 변화에 대하여 극히 고감도 상태가 만들어져 있다.

그런데, 실제 회로에서는, 고주파 동작에 기인하는, 배선의 인덕턴스나 커패시턴스, 사용하는 트랜지스터의 증폭률에 관련된 특성이 상기 발진 조건에 복잡하게 얽혀 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 각 구성 부품의 파라미터를 실험 등인 범위에서 변화시키는 동시에, 이들을 조합하여, 안정된 발진 상태를 확인한 후에 구성 부품의 설계값을 설정하도록 하고 있다.

그리고, 발진 회로(7a)를 구성하는 구성 부품의 설계값을, 조금 덜 안정 발진의 상태에 접근시켜도 된다.

이렇게 하면, 도 5의 (a)∼(e)의 각 상태에서, 도 7에 나타낸 발진 신호(Vo)를 얻을 수 있다. 즉, 탑재면(6) 상에 금속편(8)만이 존재하는 경우, 또는 금속편(8)이 기기(E)와 탑재면(6) 사이에 끼인 경우, 또는 기기(E)의 근방에 금속편(8)이 놓인 경우에는, 발진 정지까지는 가지 않아도 발진 신호(Vo)의 진폭이 큰 감쇠를 보이는 것이 확인되었다.

발진 회로(7a)로부터 출력되는 발진 신호(Vo)는, 검출 회로(7b)에 출력된다. 검출 회로(7b)는 발진 신호(Vo)의 진폭값이 미리 정한 기준값 미만일 때, 탑재면(6)에 금속편(8)만이 놓여져 있거나, 금속편(8)이 기기(E)에 끼여 있거나, 기기(E)의 근방의 탑재면(6)에 놓여져 있는 것으로 판단하여, 금속 있음 신호(ST)를 출력한다. 검출 회로(7b)(금속 이물질 검출 장치(7))는 이 금속 있음 신호(ST)를 여자 제어 회로(13)에 출력한다.

반대로, 검출 회로(7b)(금속 이물질 검출 장치(7))는, 발진 신호(Vo)의 진폭값이 미리 정한 기준값 이상일 때, 탑재면(6)에 아무것도 놓여져 있지 않거나, 탑재면(6)에 기기(E)만이 놓여져 있는 것으로 판단하여, 금속 있음 신호(ST)를 여자 제어 회로(13)에 출력하지 않는다.

여자 제어 회로(13)는, 그때그때 출력되는 여자 요구 수신 회로(11)로부터의 여자 요구 신호(RQ), 기기 인증 수신 회로(12)로부터의 기기 인증 신호(ID), 및 금속 이물질 검출 장치(7)로부터의 금속 있음 신호(ST)를 입력한다. 여자 제어 회로(13)는, 그때그때 입력되는 여자 요구 신호(RQ), 기기 인증 신호(ID) 및 금속 있음 신호(ST)를 시스템 제어부(9)에 출력한다. 그리고, 여자 제어 회로(13)는 시스템 제어부(9)에 여자 요구 신호(RQ), 기기 인증 신호(ID) 및 금속 있음 신호(ST)를 출력함으로써, 시스템 제어부(9)로부터 허가 신호(EN)를 기다린다.

*시스템 제어부(9)는, (1) 여자 요구 신호(RQ)를 입력하고 있는 경우로서, (2) 기기 인증 신호(ID)를 입력하고 있는 경우에는, 급전 모듈(M)에 접속된 1차 코일(L1)을 여자 구동시키는 허가 신호(EN)를 여자 제어 회로(13)에 출력한다. 여자 제어 회로(13)는 시스템 제어부(9)로부터의 허가 신호(EN)를 입력하면, 급전을 위해 1차 코일(L1)을 여자 구동시키는 구동 제어 신호(CT)를 고주파 인버터 회로(14)에 출력한다.

그리고, 시스템 제어부(9)는, 상기 (1) (2) 조건이 성립해도, 여자 제어 회로(13)를 통하여 금속 이물질 검출 장치(7)로부터 금속 있음 신호(ST)가 입력되었을 때는, 허가 신호(EN)를 출력하지 않는다. 따라서, 여자 제어 회로(13)는, 1차 코일(L1)을 여자 구동시키기 위한 구동 제어 신호(CT)를 고주파 인버터 회로(14)에 출력하지 않는다.

또한, 시스템 제어부(9)는, 허가 신호(EN)를 출력하는 중에, 여자 제어 회로(13)로부터의 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID) 중 적어도 어느 하나를 입력하지 않게 되었을 때는, 허가 신호(EN)의 출력을 정지한다. 따라서, 이 경우에도, 여자 제어 회로(13)는 구동 제어 신호(CT)를 고주파 인버터 회로(14)에 출력하지 않는다.

고주파 인버터 회로(14)는 급전 모듈(M)의 1차 코일(L1)과 접속되어 있다. 그리고, 고주파 인버터 회로(14)는 구동 제어 신호(CT)에 기초하여 1차 코일(L1)을 여자 구동시키도록 되어 있다.

즉, 고주파 인버터 회로(14)는, 여자 제어 회로(13)로부터 구동 제어 신호(CT)를 입력하면, 급전을 위해 1차 코일(L1)을 여자 구동시키도록 되어 있다.

따라서, 급전 장치(1)에 의해 급전을 받게 되는 기기(E)가 탑재면(6)에 탑재되고, 그 기기(E)로부터 기기 인증 신호(ID) 및 여자 요구 신호(RQ)가 송신되고 있는 경우로서, 탑재면(6)에 금속편(8)이 없는 경우에는, 1차 코일(L1)은 고주파 인버터 회로(14)에 의해 급전을 위한 여자 구동이 행해진다. 즉, 1차 코일(L1)은 비접촉 급전에 의해 기기(E)에 2차 전력을 공급하기 위해 여자 구동된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 고주파 인버터 회로(14)는 고주파 발진 회로(14a)와 여자 동기 신호 발생 회로(14b)를 구비하고 있다. 고주파 발진 회로(14a)는 1차 코일(L1)과 접속되고 그 1차 코일(L1)을 여자 구동한다.

도 8에 고주파 발진 회로(14a)의 회로 구성을 나타낸다.

고주파 발진 회로(14a)는, 하프 브리지형의 부분 공진 회로로서, 급전 장치(1)에 설치된 전원 전압(G)과 접지와의 사이에 제4 커패시터(C4)와 제5 커패시터 (C5)의 직렬 회로로 이루어지는 분압 회로가 병렬로 설치되어 있다. 이 분압 회로에 대하여, 제1 파워 트랜지스터(Q11)와 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 직렬 회로로 이루어지는 구동 회로가 병렬로 접속되어 있다. 또한, 제1 파워 트랜지스터(Q11)와 제2 파워 트랜지스터(Q12)는, 본 실시예에서는, MOSFET으로 이루어지고, 그 소스 단자와 드레인 단자와의 사이에는, 각각 플라이휠(flywheel)용의 다이오드(D1, D2)가 접속되어 있다.

그리고, 제4 커패시터(C4)와 제5 커패시터(C5)의 접속점(노드 N1)과 제1 파워 트랜지스터(Q11)와 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 접속점(노드 N2)과의 사이에, 1차 코일(L1)이 접속된다. 그리고, 1차 코일(L1)에는 제6 커패시터(C6)가 병렬 접속되어 있다.

제1 파워 트랜지스터(Q11) 및 제2 파워 트랜지스터(Q12)는, 본 실시예에서는, N채널 MOSFET으로 이루어지고, 제1 파워 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자에는 제1 논리곱(AND) 회로(21)가 접속되고, 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 게이트 단자에는 제2 논리곱 회로(22)가 접속되어 있다.

제1 논리곱 회로(21)는 2 입력 단자의 논리곱 회로로서, 한쪽의 입력 단자에는, 하이·로우 신호인 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 입력되도록 되어 있다.

상세하게 설명하면, 제1 여자 동기 신호(Vs1)는, 미리 정해진 주기(Ts1)의 하이·로우 신호로서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 하이의 시간(ta1)이 로우의 시간( tb1)보다 짧게 설정되어 있다. 그리고, 이 제1 여자 동기 신호(Vs1)는, 본 실시예에서는, 시스템 제어부(9)에 설치한 신호 생성 회로(도시하지 않음)로부터 출력되고 있다.

또한, 제1 논리곱 회로(21)의 다른 쪽의 입력 단자에는, 제1 논리합(OR) 회로(23)로부터의 제1 출력 신호(Vrs1)가 입력되도록 되어 있다.

제1 논리합 회로(23)는 2 입력 단자의 논리합 회로로서, 한쪽의 입력 단자에는, 도 10에 나타낸 바와 같은, 간헐적으로 하이·레벨이 되는 간헐 하이 신호(Vst)가 입력되도록 되어 있다.

상세하게 설명하면, 간헐 하이 신호(Vst)는, 본 실시예에서는, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 여자 동기 신호(Vs1)의 주기(Ts1)보다 6배 긴 주기 Tst(= 6Ts1)이다. 이 간헐 하이 신호(Vst)는, 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 하이에서 로우로 하강한 후, 하이로 상승하고, 그 하이로 상승한 후 2개째의 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 상승하기 직전에 로우로 하강한다. 그리고, 로우로 하강한 후에 출력되는 5개째의 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 하강한 후에, 다음의 간헐 하이 신호 (Vst)가 하이로 상승하도록 되어 있다. 여기서, 간헐 하이 신호(Vst)가 하이·레벨이 되어 있는 시간을 하이 시간(tx)이라고 한다.

그리고, 이 간헐 하이 신호(Vst)는, 본 실시예에서는, 시스템 제어부(9)에 설치한 신호 생성 회로(도시하지 않음)로부터 출력되고 있다.

또한, 제1 논리합 회로(23)의 다른 쪽의 입력 단자에는, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)로부터, 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같은, 인버터 제어 신호(Vss)가 입력되도록 되어 있다.

여자 동기 신호 발생 회로(14b)는, 여자 제어 회로(13)로부터의 구동 제어 신호(CT)를 입력하고 있을 때, 급전을 위해 1차 코일(L1)을 여자 구동시키기 위한 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 제1 논리합 회로(23)에 출력하도록 되어 있다.

그리고, 여자 제어 회로(13)로부터 여자 동기 신호 발생 회로(14b)에 구동 제어 신호(CT)가 입력되고 있지 않을 때, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)는 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 출력하지 않는다.

예를 들면, 탑재면(6)에 기기(E)가 탑재되어 있지 않은 때(여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)를 수신하고 있지 않을 때), 여자 동기 신호 발생 회로(14b)는 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 제1 논리합 회로(23)에 출력하지 않는다. 이때, 제1 논리합 회로(23)는 한쪽의 입력 단자에 입력되는 간헐 하이 신호(Vst)의 주기(Tst)마다, 하이 시간(tx)과 같은 시간만큼 하이·레벨이 되는 제1 출력 신호(Vrs1)를 다음 단의 제1 논리곱 회로(21)에 출력한다. 다시 말해, 이 때, 제1 논리합 회로(23)는 간헐 하이 신호(Vst)를 제1 출력 신호(Vrs1)로서 출력한다.

따라서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 논리곱 회로(21)는, 간헐 하이 신호(Vst)를 입력하고 있을 때에는, 주기(Tst)마다 제1 여자 동기 신호(Vs1)를 제1 온오프 신호(Vg1)로서 제1 파워 트랜지스터(Q11)의 게이트에 출력한다. 그 결과, 제1 파워 트랜지스터(Q11)는, 주기(Tst)마다 간헐 하이 신호(Vst)의 하이 시간(tx)의 사이, 제1 온오프 신호(Vg1)(제1 여자 동기 신호(Vs1))에 응답하여 간헐적으로 온하게 된다.

또한, 금속편(8)이 놓여져 있지 않고, 상기 (1) (2)의 조건이 성립하는 경우, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)는, 구동 제어 신호(CT)를 입력하여, 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 제1 논리합 회로(23)에 출력한다. 그리고, 제1 논리합 회로(23)는 이 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 제1 출력 신호(Vrs1)로서 다음 단의 제1 논리곱 회로(21)에 출력한다.

따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제1 논리곱 회로(21)는 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)가 출력되고 있는 동안, 미리 결정된 주기(Ts1)로 출력되고 있는 제1 여자 동기 신호(Vs1)를 제1 온오프 신호(Vg1)로서 제1 파워 트랜지스터(Q11)의 게이트에 출력한다. 그 결과, 제1 파워 트랜지스터(Q11)는 제1 여자 동기 신호(Vs1)의 주기(Ts1)로 온오프하게 된다.

한편, 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 게이트 단자에는 제2 논리곱 회로(22)가 접속되어 있다. 제2 논리곱 회로(22)는 2 입력 단자의 논리곱 회로로서, 한쪽의 입력 단자에는 하이·로우 신호인 제2 여자 동기 신호(Vs2)가 입력되도록 되어 있다.

상세하게 설명하면, 제2 여자 동기 신호(Vs2)는, 미리 정해진 주기(Ts2)의 하이·로우 신호로서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 여자 동기 신호(Vs1)의 주기(Ts1)와 같은 주기를 가진다. 또한, 제2 여자 동기 신호(Vs2)는, 제1 여자 동기 신호(Vs1)와 마찬가지로, 하이의 시간 ta2(= ta1)가 로우의 시간 tb2(= tb1)보다 짧게 설정되고, 또한 상기 제1 여자 동기 신호(Vs1)를 대략 반전시킨 관계에 있다.

즉, 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 하이일 때, 제2 여자 동기 신호(Vs2)는 로우이고, 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 로우일 때, 제2 여자 동기 신호(Vs2)는 하이이다.

또한, 여기서는, 상기한 바와 같이, 제1 및 제2 여자 동기 신호(Vs1, Vs2)의 하이 시간(ta1, ta2)은, 로우 시간(tb1, tb2)보다 짧게 설정되어 있다. 따라서, 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 하이에서 로우로 하강하고, 제2 여자 동기 신호(Vs2)가 로우에서 하이로 상승할 때까지의 사이, 및 제2 여자 동기 신호(Vs2)가 하이에서 로우로 하강하고, 제1 여자 동기 신호(Vs1)가 로우에서 하이로 상승할 때까지의 사이, 제1 및 제2 여자 동기 신호(Vs1, Vs2)가 함께 로우·레벨이 되는 데드 타임(dead time)(td)이 존재한다. 이 데드 타임(td)를 설치함으로써, 제1 파워 트랜지스터(Q11)와 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 소프트 스위칭(soft switching)이 가능하게 되어 있다.

그리고, 이 제2 여자 동기 신호(Vs2)는, 본 실시예에서는, 시스템 제어부(9)에 설치한 신호 생성 회로(도시하지 않음)로부터 출력되고 있다.

또한, 제2 논리곱 회로(22)의 다른 쪽의 입력 단자에는, 제2 논리합 회로(24)로부터의 제2 출력 신호(Vrs2)가 입력되도록 되어 있다.

제2 논리합 회로(24)는, 2 입력 단자의 논리합 회로로서, 한쪽의 입력 단자에는, 상기한 간헐 하이 신호(Vst)가 입력되도록 되어 있다. 또한, 제2 논리합 회로(24)의 다른 쪽의 입력 단자에는, 마찬가지로, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)로부터 상기한 인버터 제어 신호(Vss)가 입력되도록 되어 있다.

따라서, 제2 논리합 회로(24)는, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)가 여자 제어 회로(13)로부터 구동 제어 신호(CT)를 입력하고 있을 때(상기 (1) (2) 조건이 성립할 때), 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 입력하도록 되어 있다.

또한, 제2 논리합 회로(24)는, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)가 여자 제어 회로(13)로부터 구동 제어 신호(CT)를 입력하고 있지 않을 때(상기 (1) (2) 조건이 성립하지 않을 때), 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 입력하지 않도록 되어 있다.

*그리고, 제2 논리합 회로(24)는, 한쪽의 입력 단자에 입력되는 간헐 하이 신호(Vst)의 주기(Tst)마다, 하이 시간(tx)과 같은 시간만큼 하이·레벨이 되는 제2 출력 신호(Vrs2)를 다음 단의 제2 논리곱 회로(22)에 출력한다. 다시 말해, 이때, 제2 논리합 회로(24)는 간헐 하이 신호(Vst)를 제2 출력 신호(Vrs2)로서 출력한다.

따라서, 제2 논리곱 회로(22)는 간헐 하이 신호(Vst)를 입력하고 있을 때에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 주기(Tst)마다 제2 여자 동기 신호(Vs2)를 제2 온오프 신호(Vg2)로서 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 게이트에 출력한다. 그 결과, 제2 파워 트랜지스터(Q12)는, 주기(Tst)마다 간헐 하이 신호(Vst)의 하이 시간(tx)의 사이, 제2 온오프 신호(Vg2)(제2 여자 동기 신호(Vs2))에 응답하여 간헐적으로 온 하게 된다.

이로써, 예를 들면, 탑재면(6)에 기기(E)가 탑재되어 있지 않을 때(여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)를 수신하고 있지 않을 때)에는, 고주파 발진 회로(14a)의 제1 파워 트랜지스터(Q11)는 간헐 하이 신호(Vst)로 정해지는 제1 여자 동기 신호(Vs1)로 온오프하고, 제2 파워 트랜지스터(Q12)는 간헐 하이 신호(Vst)로 정해지는 제2 여자 동기 신호(Vs2)로 온오프 하게 된다.

여기서, 제1 여자 동기 신호(Vs1)의 파형은, 제2 여자 동기 신호(Vs2)의 파형과 반전 관계에 있으므로, 제1 파워 트랜지스터(Q11)와 제2 파워 트랜지스터(Q12)는 교호적으로, 또한 간헐적으로 온오프한다. 이로써, 1차 코일(L1)은 간헐적으로 여자 구동된다.

따라서, 탑재면(6)에 기기(E)가 탑재되어 있지 않은 대기 상태에서는, 급전 장치(1)의 1차 코일(L1)은 연속 여자되는 것이 아니라 간헐적으로 여자 구동된다.

또한, 금속편(8)이 놓여져 있지 않고 상기 (1) (2) 조건이 성립하는 경우, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)는 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 제2 논리합 회로(24)에 출력한다. 그리고, 제2 논리합 회로(24)는 이 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)를 제2 출력 신호(Vrs2)로서 다음 단의 제2 논리곱 회로(22)에 출력한다.

따라서, 제2 논리곱 회로(22)는, 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)가 출력되고 있는 동안, 미리 결정된 주기(Ts2)의 제2 여자 동기 신호(Vs2)를, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제2 온오프 신호(Vg2)로서 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 게이트에 출력한다. 그 결과, 제2 파워 트랜지스터(Q12)는 제2 여자 동기 신호(Vs2)의 주기(Ts2)로 온오프하게 된다.

이로써, 금속편(8)이 놓여져 있지 않고 상기 (1) (2) 조건이 성립하는 경우, 즉 하이·레벨의 인버터 제어 신호(Vss)가 출력되고 있는 동안, 제1 파워 트랜지스터(Q11)는 제1 여자 동기 신호(Vs1)로 온오프하고, 제2 파워 트랜지스터(Q12)는 제2 여자 동기 신호(Vs2)로 온오프하게 된다.

여기서, 제1 및 제2 온오프 신호(Vg1, Vg2)로서 출력되는 제1 및 제2 여자 동기 신호(Vs1, Vs2)의 파형은 서로 반전 관계에 있다. 그러므로, 고주파 발진 회로(14a)의 제1 파워 트랜지스터(Q11)와 제2 파워 트랜지스터(Q12)는 (1) (2) 조건이 성립하는 동안, 교호적으로 온오프한다.

그리고, 제1 파워 트랜지스터(Q11)와 제2 파워 트랜지스터(Q12)의 소스·드레인 사이에 각각 여자 전압(VD1, VD2)을 발생시킨다.

따라서, 급전을 위해 기기(E)가 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 탑재된 때에는, 기기(E)가 탑재된 위치에 있는 1차 코일(L1)은 연속적으로 여자 구동된다.

시스템 제어부(9)는 마이크로컴퓨터를 구비하고, 급전 모듈(M)과 전기적으로 접속되어 있다. 시스템 제어부(9)는, 상기한 바와 같이, 여자 제어 회로(13)로부터 여자 요구 신호(RQ), 기기 인증 신호(ID), 및 금속 있음 신호(ST)를 입력한다. 그리고, 시스템 제어부(9)는, 여자 제어 회로(13)로부터의 여자 요구 신호(RQ), 기기 인증 신호(ID)에 기초하여, 급전을 요구하고 있는 기기(E)가 탑재되어 있는지 여부를 판단한다.

시스템 제어부(9)는, 여자 제어 회로(13)로부터 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)를 입력했을 때, 여자 제어 회로(13)에 허가 신호(EN)를 출력한다. 즉, 시스템 제어부(9)는, 급전을 요구하고 있는 기기(E)가 탑재된 것을 판단하여, 여자 제어 회로(13)에 대하여 허가 신호(EN)를 출력한다.

또한, 시스템 제어부(9)는, 여자 제어 회로(13)를 통하여 금속 이물질 검출 장치(7)로부터 출력된 금속 있음 신호(ST)에 기초하여, 탑재면(6)에 금속편(8)이 놓여져 있는 것을 판단한다. 시스템 제어부(9)는, 여자 제어 회로(13)로부터 금속 있음 신호(ST)를 입력하고 있을 때, 여자 제어 회로(13)에 허가 신호(EN)를 출력하지 않는다. 즉, 시스템 제어부(9)는, 탑재면(6)에 금속편(8)이 놓여져 있다고 판단하여, 여자 제어 회로(13)에 허가 신호(EN)를 출력하지 않는다.

따라서, 급전을 요구하고 있는 기기(E)가 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 탑재되어 있어 급전 장치(1)이 급전 가능하여도, 도 5의 (d) (e)에 나타낸 상태로 탑재면(6)에 금속편(8)이 존재하고 있는 경우에는, 시스템 제어부(9)는 허가 신호(EN)를 출력하지 않는다. 이것은 금속편(8)의 유도 가열을 방지하기 위해서이다.

시스템 제어부(9)는, 상기한 제1 여자 동기 신호(Vs1), 제2 여자 동기 신호(Vs2), 및 간헐 하이 신호(Vst)를 생성하는 도시하지 않은 신호 발생 회로를 구비하고 있다. 시스템 제어부(9)는, 급전 장치(1)의 전원 스위치(도시하지 않음)가 온되었을 때, 신호 발생 회로를 구동시켜 제1 여자 동기 신호(Vs1), 제2 여자 동기 신호(Vs2), 및 간헐 하이 신호(Vst)를 생성시킨다. 그리고, 시스템 제어부(9)는 생성한 제1 여자 동기 신호(Vs1), 제2 여자 동기 신호(Vs2) 및 간헐 하이 신호(Vst)를 모든 급전 모듈(M)의 고주파 인버터 회로(14)에 출력한다.

따라서, 급전 모듈(M)이 허가 신호(EN)를 입력하고 있지 않은 상태(예를 들면, 대기 상태)에서는, 급전 모듈(M)의 고주파 인버터 회로(14)가 제1 여자 동기 신호(Vs1), 제2 여자 동기 신호(Vs2), 및 간헐 하이 신호(Vst)를 계속 입력하고 있기 때문에, 급전 장치(1)의 1차 코일(L1)은 연속 여자되고 있는 것이 아니라 간헐적으로 여자 구동되고 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성한 급전 장치(1)의 작용에 대하여 설명한다.

지금, 도시하지 않은 전원 스위치가 온되어, 급전 장치(1)에 전원이 공급되면, 시스템 제어부(9)는 고주파 인버터 회로(14)에 대하여 1차 코일(L1)을 간헐적으로 여자 구동시키기 위한 제1 여자 동기 신호(Vs1), 제2 여자 동기 신호(Vs2) 및 간헐 하이 신호(Vst)를 출력한다.

이로써, 급전 모듈(M)의 고주파 인버터 회로(14)는 1차 코일(L1)을 간헐적으로 여자한다. 그리고, 시스템 제어부(9)는 급전 모듈(M)로부터의 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)를 기다리고, 급전 모듈(M)로부터 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)가 입력될 때까지, 1차 코일(L1)의 간헐 여자를 계속한다. 이때, 급전 모듈(M)은 대기 상태에 있다.

이윽고, 기기(E)가 놓이면, 기기(E)는 급전 장치(1)의 1차 코일(L1)의 간헐 여자에 의해 약간의 2차 전력을 얻어 기기측 송수신 회로(10)를 작동시킨다. 기기(E)는, 기기측 송수신 회로(10)에 의해 기기 인증 신호(ID) 및 여자 요구 신호(RQ)를 생성하고, 이들을 송수신 안테나 코일(AT3)를 통하여 급전 모듈(M)의 신호 수신 안테나 코일(AT1)을 향해 송신한다.

그리고, 신호 수신 안테나 코일(AT1)이 기기(E)로부터 기기 인증 신호(ID) 및 여자 요구 신호(RQ)를 수신하면, 여자 요구 수신 회로(11)에서 여자 요구 신호(RQ)가, 기기 인증 수신 회로(12)에서 기기 인증 신호(ID)가 각각 추출되고, 이들 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)가 여자 제어 회로(13)를 통하여 시스템 제어부(9)에 공급된다.

시스템 제어부(9)는, 여자 제어 회로(13)로부터의 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)에 기초하여, 급전을 요구하고 있는 기기(E)가 탑재되었다고 판단하고, 여자 제어 회로(13)에 대하여 허가 신호(EN)를 출력한다.

여자 제어 회로(13)는, 허가 신호(EN)에 응답하여, 고주파 인버터 회로(14)(여자 동기 신호 발생 회로(14b))에 구동 제어 신호(CT)를 출력한다. 이로써, 여자 동기 신호 발생 회로(14b)로부터 인버터 제어 신호(Vss)가 출력되고, 1차 코일(L1)에 대한 연속 여자가 개시된다.

연속 여자 중에, 시스템 제어부(9)는, 여자 요구 신호(RQ)가 소실되었는지를 판단을 하여, 여자 요구 신호(RQ)가 소실되지 않은 경우, 1차 코일(L1)의 연속 여자를 계속한다. 즉, 기기(E)에 대하여 급전을 계속한다. 따라서, 기기(E)는, 급전 장치(1)로부터 비접촉 급전을 받아 그 급전 전력에 의해 부하(Z)를 구동시킨다.

여기서, 기기(E)가 탑재면(6)에서 분리되었을 때, 또는 여자 요구 신호(RQ)가 소실되었을 때, 시스템 제어부(9)는, 여자 요구 신호(RQ)가 소실되었다고 판단하여, 급전 모듈(M)에 대한 허가 신호(EN)의 출력을 정지한다.

그리고, 시스템 제어부(9)는, 상기 급전 모듈(M)로부터의 새로운 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)를 기다리고, 급전 모듈(M)로부터의 여자 요구 신호(RQ) 및 기기 인증 신호(ID)가 입력될 때까지, 1차 코일(L1)의 간헐 여자를 계속한다.

또한, 금속 이물질 검출 장치(7)는, 급전 장치(1)의 도시하지 않은 전원 스위치가 온되었을 때로부터 오프될 때까지의 동안, 발진 회로(7a)를 발진 동작시켜, 금속편(8)의 검출을 행한다.

이때, 발진 회로(7a)는, 그 발진 회로(7a)를 구동시켰을 때에 발진이 생기지 않는 한계값을 넘어 발진이 생기기 시작한 직후 상태에서부터, 그 발진 회로(7a)가 안정된 최대 진폭에 발진 진폭이 안정되는 상태의 근방까지의 범위 내에서 발진을 일으키게 하는 발진 조건이 되도록, 발진 회로(7a)의 구성 부품의 설계값이 설정되어 있다.

즉, 구성 부품의 값이나 종류를 바꾸어, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 탑재면(6)에 아무것도 탑재되어 있지 않은 상태에 있어서 발진이 겨우 시작되는 조건의 근방에 발진 조건이 설정되어 있다. 이때, 도 6의 기간 A1로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)가 실현된다.

다시 말해, 금속편(8)에 의해 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성이 약간 변화되어도, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)의 진폭이 변동하도록 하였다.

그리고, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이 기기(E)만이 놓인 경우에는, 도 6의 기간 A2로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)는 약간 진폭이 감쇠한다.

이에 대하여, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 금속편(8)만이 놓인 경우에는, 금속편(8)에 의해 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성은 신속하게 변화하고, 도 6의 기간 A3으로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 동작이 정지하여 발진 신호(Vo)의 출력이 정지된다.

마찬가지로, 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이 금속편(8)이 기기(E)에 끼인 경우, 또는 도 5의 (e)에 나타낸 바와 같이 금속편(8)이 기기(E)의 근방에 놓인 경우에도, 금속편(8)에 의해 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성이 신속하게 변화하고, 도 6의 기간 A4로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 동작이 정지하여 발진 신호(Vo)의 출력이 정지된다.

따라서, 발진 회로(7a)에 의해, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 놓인 금속편(8)을 고감도로 검출할 수 있다.

그리고, 금속 이물질 검출 장치(7)가 금속편(8)을 검출하여 금속 있음 신호(ST)를 출력하면, 시스템 제어부(9)는 여자 제어 회로(13)를 통하여 금속 있음 신호(ST)를 수신하고, 일정 시간, 도시하지 않은 통지 램프 또는 통지 버저를 구동하여 사용자에게 그 취지를 통지하는 동시에, 그 급전 모듈(M)에 대하여 허가 신호(EN)의 출력을 정지한다.

이후, 시스템 제어부(9)는, 금속 있음 신호(ST)가 소실될 때까지, 1차 코일(L1)에 대하여 간헐적으로 여자를 행한다.

따라서, 본 실시예에서는, 간헐 여자에 의해 금속편(8)이 유도 가열되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예의 비접촉 급전 시스템은 이하의 이점을 가진다.

(1) 이 실시예에서는, 발진 회로(7a)의 구성 부품의 설계값, 즉 트랜지스터(Q1), 금속 검지 안테나 코일(AT2), 제1∼제3 커패시터(C1∼C3), 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 설계값이, 그 발진 회로(7a)에서 발진이 생기지 않는 한계값을 넘어 발진이 생기기 시작하는 직후 상태에서부터, 그 발진 회로(7a)가 안정된 최대 진폭으로 발진 진폭이 안정되는 상태의 근방까지의 발진 조건의 범위 내에서 발진이 생기도록 설정되어 있다.

즉, 발진 회로(7a)의 설계값은, 안정된 진폭으로 계속적 발진을 유지할 수 있는 값이 아니라, 발진을 개시할 수 있는 직후의 발진 조건에서부터, 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진이 생기는 값으로 설정되어 있다. 그 결과, 발진과 관련된 전자기적 파라미터의 작은 변화로 발진 진폭의 큰 변화를 만들 수가 있다.

이로써, 작은 또는 얇은 금속편(8)이 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 근방에 놓인 때, 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성의 작은 변화가 발진 회로(7a)의 발진 유무에 영향을 주게 되어, 발진 신호(Vo)의 발진 진폭의 큰 변화로 변환된다. 따라서, 금속 이물질 검출 장치(7)(발진 회로(7a))는 고감도가 되고, 더 작은 금속편(8)의 검출이 가능해진다.

(2) 이 실시예에서는, 금속 이물질 검출 장치(7)를 급전 장치(1)에 설치하였으므로, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 놓인 금속편(8)이나 기기(E)와 탑재면(6)과의 사이에 끼인 금속편(8)을 급전 장치(1) 측에서 단독으로 검지할 수 있다. 따라서, 금속편(8)의 검지에 기초하여 급전의 제어가 가능해진다.

(3) 이 실시예에서는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 형성한 금속 검지 안테나 코일(AT2)를, 스파이럴 형상으로 하였다. 스파이럴 형상으로 함으로써, 탑재면(6)의 면 방향으로 코일(AT2)를 전개할 수 있고, 또한 그 두께도 얇게 할 수 있다. 또한, 인쇄 배선 등으로 간단하게 형성할 수 있기 때문에, 천정판(5)의 양면에 형성할 수도 있고, 또한 형태도 원형이나 사각 형상 등의 다양한 형태로 할 수 있다.

(4) 이 실시예에서는, 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 금속 이물질 검출 장치(7)의 발진 회로(7a)를 구성하는 부품으로 하였으므로, 구성 부품의 감소를 도모할 수 있다.

(5) 이 실시예에서는, 천정판(5)의 탑재면(6) 상에 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 형성하였다. 즉, 금속편(8)에 가장 가까워지는 위치에 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 형성하였다. 이로써, 금속 검출 감도를 더욱 고정밀도로 높일 수 있다.

*(제2 실시예)

다음에, 제2 실시예에 대하여, 도 12, 도 13, 도 14에 따라 설명한다.

상기 제1 실시예의 급전 장치(1)에서는, 급전 장치(1)에 설치한 금속 검지 안테나 코일(AT2)는 1개이었다. 본 실시예에서는, 이것을 급전 장치(1)에 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)를 설치한 점에 특징이 있다.

그리고, 설명의 편의상, 제1 실시예와 공통 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.

도 12에서, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에는, 복수 개(도 12에서는 20개)의 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 형성되어 있다. 본 실시예의 금속 검지 안테나 코일(AT2)은, 제1 실시예의 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 1/20의 크기로, 탑재면(6)에 대하여, X 방향으로 5개, Y 방향으로 4개 배열되어 있다. 그리고, 각 금속 검지 안테나 코일(AT2)은 스파이럴 형상으로 형성되고, 공지의 인쇄 배선 기술로 탑재면(6) 상에 형성되어 있다.

각 금속 검지 안테나 코일(AT2)은, 하우징(2) 내에 설치한 금속 이물질 검출 장치(7)에 접속되어 있다. 그리고, 금속 이물질 검출 장치(7)는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 각 금속 검지 안테나 코일(AT2)를 통하여, 탑재면(6)에 놓인 금속편(8)을 검지하도록 되어 있다.

금속 이물질 검출 장치(7)는 발진 회로(7a)와 검출 회로(7b)를 포함한다. 발진 회로(7a)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 콜피츠 발진 회로로 구성되어 있다. 그리고, 도 14에 나타낸 바와 같이, 각각의 금속 검지 안테나 코일(AT2)은 병렬로 접속되고, 그 병렬 회로가 발진 회로(7a)에 접속되어 있다.

그리고, 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)에 접속된 발진 회로(7a)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 그 발진 회로(7a)를 구동시켰을 때에 발진이 생기지 않는 한계값을 넘어 발진이 생기기 시작한 직후 상태에서부터, 그 발진 회로(7a)가 안정된 최대 진폭으로 발진 진폭이 안정되는 상태의 근방까지의 발진 조건의 범위 내에서 발진하도록, 발진 회로(7a)를 구성하는 구성 부품의 설계값이 설정되어 있다.

즉, 구성 부품의 값이나 종류를 바꾸어, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 탑재면(6)에 아무것도 탑재되어 있지 않은 상태에서 발진이 겨우 시작되는 조건의 근방에 발진 조건이 설정되어 있다. 이때, 도 6의 기간 A1로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)가 실현된다.

또한, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이 기기(E) 만이 놓인 경우에는, 도 6의 기간 A2로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)는, 약간 진폭이 감쇠한다.

이에 대하여, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 금속편(8)만이 놓인 경우에는, 금속편(8)에 의해 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성이 신속하게 변화되고, 도 6의 기간 A3로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 동작이 정지하여 발진 신호(Vo)의 출력이 정지된다.

마찬가지로, 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이 금속편(8)이 기기(E)에 끼인 경우, 또는 도 5의 (e)에 나타낸 바와 같이 금속편(8)이 기기(E) 근방에 놓인 경우에도, 금속편(8)에 의해 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성이 신속하게 변화되고, 도 6의 기간 A4로 나타낸 바와 같이, 발진 회로(7a)의 발진 동작이 정지하여 발진 신호(Vo)의 출력이 정지된다.

본 실시예는, 제1 실시예의 이점에 더하여, 이하의 이점을 가진다.

(1) 이 실시예에서는, 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 복수의 소면적의 안테나 코일로 구성된다. 즉, 동일한 넓이의 탑재면(6) 내에, 복수 개의 소면적의 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 배치되어 있다. 따라서, 분해능이 상승되어, 더욱 작은 금속편(8)의 검지가 가능하게 된다.

또, 1개의 발진 회로(7a)에 대하여 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 병렬로 접속됨으로써, 검지 감도의 저하를 억제할 수 있다. 그러므로, 1개의 발진 회로(7a)로 넓은 면적의 검지 영역을 확보하면서 작은 금속편(8)의 검출이 가능해진다.

또한, 1개의 발진 회로(7a)로 넓은 면적의 검지가 가능하게 되므로, 전력 절약, 부품 절약이 가능하다. 또한, 이 복수의 안테나 코일(AT2)을 가지는 1개의 발진 회로(7a)를 복수 배치함으로써 검지 영역을 간단하게 확대할 수 있어, 넓은 급전면에 자유롭게 대응할 수 있다.

그리고, 이 실시예에서는, 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 병렬 접속하고, 그 병렬 회로를 1개의 발진 회로(7a)에 접속하였다. 이것을, 도 15에 나타낸 바와 같이, 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 복수 개의 세트로 나누고, 각 세트에 금속 이물질 검출 장치(7)(1개의 발진 회로(7a)와 1개의 검출 회로(7b))를 설치해도 된다. 이 경우, 각 세트에 대하여, 그 세트에 속하는 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 병렬 접속하고, 그 병렬 회로를 그 세트의 발진 회로(7a)에 접속해도 된다.

즉, 발진 회로(7a)와 검출 회로(7b)의 세트(즉, 금속 이물질 검출 장치(7))를 복수 설치함으로써, 검지 영역을 용이하게 확대할 수 있어, 넓은 탑재면(6)에 대하여 자유롭게 대응할 수 있다.

(제3 실시예)

다음에, 제3 실시예에 대하여, 도 16, 도 17에 따라 설명한다.

상기 제1 및 제2 실시예에서는, 금속 이물질 검출 장치(7)를 급전 장치(1)에 설치하였다. 본 실시예에서는, 이것을 기기(E)에 설치한 점에 특징이 있다.

그리고, 설명의 편의상, 제1 실시예와 공통의 부분에 대해서는, 같은 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.

*도 16에서, 기기(E)의 하우징의 하면, 즉 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 맞닿는 수전면에, 복수 개(이 실시예에서는 4개)의 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 형성되어 있다. 각 금속 검지 안테나 코일(AT2)은, 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로, 스파이럴 형상으로 형성되고, 공지의 인쇄 배선 기술로 하면에 형성되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에는, 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 형성되지 않도록 되어 있다.

또한, 기기(E) 내에는, 발진 회로(7a)와 검출 회로(7b)를 포함하는 금속 이물질 검출 장치(7)가 설치되어 있다. 그리고, 기기(E)의 하면에 형성된 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)은 병렬로 접속되고, 그 병렬 회로가 금속 이물질 검출 장치(7)의 발진 회로(7a)에 접속되어 있다. 이들 복수의 금속 검지 안테나 코일(AT2)은 금속 이물질 검출 장치(7)의 일부를 구성하고 있다. 그리고, 금속 이물질 검출 장치(7)는, 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 통하여, 탑재면(6)에 탑재된 기기(E)와의 사이에 끼인 금속편(8)을 검지하도록 되어 있다.

금속 이물질 검출 장치(7)의 발진 회로(7a)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 콜피츠 발진 회로로 구성되어 있다. 그리고, 발진 회로(7a)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 그 발진 회로(7a)를 구동시켰을 때에 발진이 생기지 않는 한계값을 넘어 발진이 생기기 시작한 직후 상태에서부터, 그 발진 회로(7a)가 안정된 최대 진폭으로 발진 진폭이 안정되는 상태의 근방까지의 발진 조건의 범위 내에서 발진하도록, 발진 회로(7a)를 구성하는 구성 부품의 설계값이 설정되어 있다.

이로써, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)를 탑재한 경우로서, 금속편(8)이 상기 기기(E)에 끼인 경우, 또는 상기 기기(E)의 근방에 금속편(8)이 놓인 경우에는, 금속편(8)에 의해, 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성이 신속하게 변화되고, 발진 회로(7a)의 발진 동작을 정지시켜, 발진 신호(Vo)의 출력을 정지시키는 것이 가능하다.

발진 회로(7a)로부터 출력되는 발진 신호(Vo)는 검출 회로(7b)에 출력된다. 검출 회로(7b)는 발진 신호(Vo)의 진폭값이 미리 정한 기준값 미만일 때, 금속편(8)이 기기(E)에 끼여 있거나, 금속편(8)이 기기(E)의 근방의 탑재면(6)에 놓여 있는 것으로 판단하여, 금속 있음 신호(ST)를 출력한다.

반대로, 검출 회로(7b)는, 발진 신호(Vo)의 진폭값이 미리 정한 기준값 이상일 때, 탑재면(6)에 기기(E)만이 놓여져 있는 것으로 판단하여, 금속 있음 신호(ST)를 출력하지 않는다.

검출 회로(7b)는, 이 금속 있음 신호(ST)를 기기측 송수신 회로(10)에 출력한다. 그리고, 기기측 송수신 회로(10)는 입력한 금속 있음 신호(ST)를, 송수신 안테나 코일(AT3)을 통하여 급전 장치(1)에 송신하도록 되어 있다.

그리고, 발진 회로(7a)의 직류 전원(B)은, 기기(E)에 내장된 보조 전원(2차 전지)이다. 이 보조 전원(2차 전지)은, 간헐 여자하고 있는 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)가 탑재되었을 때, 2차 코일(L2)에 발생하는 2차 전력에 의해 충전된다. 따라서, 간헐 여자하고 있는 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)가 탑재되고, 2차 코일(L2)에 발생하는 2차 전력에 의해 보조 전원(2차 전지)이 충전되면, 기기측 송수신 회로(10)가 구동되는 동시에, 발진 회로(7a)도 발진 동작을 개시한다.

한편, 급전 장치(1)의 급전 모듈(M)에는, 금속 신호 수신 회로(7c)가 설치되어 있다. 금속 신호 수신 회로(7c)는, 급전 모듈(M)의 신호 수신 안테나 코일(AT1)과 접속되어 있다. 금속 신호 수신 회로(7c)는, 탑재면(6)에 탑재된 기기(E)로부터 송신된 송신 신호를 수신하고, 그 수신한 송신 신호로부터 금속 있음 신호(ST)를 추출한다. 그리고, 금속 신호 수신 회로(7c)는, 송신 신호로부터 금속 있음 신호(ST)를 추출하면, 그 금속 있음 신호(ST)를 여자 제어 회로(13)에 출력하도록 되어 있다.

여자 제어 회로(13)는, 금속 있음 신호(ST)를 시스템 제어부(9)에 출력한다. 시스템 제어부(9)는, 금속 있음 신호(ST)를 입력했을 때에는, 허가 신호(EN)를 출력하지 않는다. 따라서, 여자 제어 회로(13)는, 급전을 위해 1차 코일(L1)을 여자 구동시키기 위한 구동 제어 신호(CT)를 고주파 인버터 회로(14)에 출력하지 않는다.

본 실시예는, 이하의 이점을 가진다.

(1) 이 실시예에서는, 기기(E) 내에 금속 이물질 검출 장치(7)가 설치되어 있다. 그리고, 기기(E) 내에 설치된 발진 회로(7a)의 구성 부품의 설계값이, 안정된 진폭으로 계속적 발진을 유지할 수 있는 값이 아니라, 발진을 개시할 수 있는 직후의 발진 조건에서부터, 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진이 생기는 값으로 설정되어 있다. 따라서, 발진에 관련된 전자기적 파라미터의 작은 변화로 발진 진폭의 큰 변화를 만들 수가 있다.

이로써, 작거나 얇은 금속편(8)이 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 근방에 놓인 때, 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성의 작은 변화가, 발진 회로(7a)의 발진 유무에 영향을 주게 되고, 발진 신호(Vo)의 발진 진폭의 큰 변화로 변환된다. 따라서, 금속 이물질 검출 장치(7)(발진 회로(7a))는 고감도가 되고, 더욱 작은 금속편(8)의 검출이 가능해진다.

(2) 이 실시예에서는 금속 이물질 검출 장치(7)를 기기(E) 내에 설치하였다. 따라서, 기기(E)가 검지 기능을 가지므로, 기기(E)의 근방에 부착되거나 놓인 금속편(8), 또는, 급전 장치와 기기(E) 사이에 끼인 금속편(8)의 검지 정밀도를 더욱 높일 수 있다.

(3) 이 실시예에서는, 기기(E)의 하우징의 하면에 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 형성되어 있다. 즉, 기기(E)를 탑재면(6)에 탑재했을 때 금속편(8)에 가장 가까워지는 위치에 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 형성되어 있다. 따라서, 금속 검출 감도를 더욱 고정밀도로 높일 수 있다.

(제4 실시예)

다음에, 제4 실시예에 대하여, 도 18, 도 19, 도 20, 도 21에 따라 설명한다.

상기 제1 및 제2 실시예에서는 금속 이물질 검출 장치(7)를 급전 장치(1)에 설치하고, 제3 실시예에서는 금속 이물질 검출 장치(7)를 기기(E)에 설치하였다. 본 실시예에서는, 이것을 급전 장치(1)와 기기(E)에 분산시켜 설치한 점에 특징이 있다.

그리고, 설명의 편의상, 제1 실시예와 공통 부분에 대해서는, 같은 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.

도 18에서, 기기(E)의 하우징의 하면, 즉 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 맞닿는 수전면에는, 복수 개(이 실시예에서는 4개)의 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 형성되어 있다. 각 금속 검지 안테나 코일(AT2)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 스파이럴 형상으로 형성되고, 공지의 인쇄 배선 기술로 기기(E)의 하우징의 하면에 형성되어 있다. 금속 검지 안테나 코일(AT2)은 병렬로 접속되어 있고, 그 병렬 회로가 기기(E) 내에 설치한 금속 이물질 검출 장치(7)를 구성하는 발진 회로(7a)에 접속되어 있다.

도 19에 나타낸 발진 회로(7a)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 콜피츠 발진 회로로 구성되어 있다. 그리고, 금속 검지 안테나 코일(AT2)에 접속된 발진 회로(7a)는, 제3 실시예와 마찬가지로, 그 발진 회로(7a)를 구동시켰을 때에 발진이 생기지 않는 한계값을 넘어 발진이 생기기 시작한 직후 상태에서부터, 그 발진 회로(7a)가 안정된 최대 진폭으로 발진 진폭이 안정되는 상태의 근방까지의 발진 조건의 범위 내에서 발진하도록, 발진 회로(7a)를 구성하는 구성 부품의 설계값이 설정되어 있다.

이로써, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)를 탑재한 경우로서, 금속편(8)이 그 기기(E)에 끼인 경우, 또는 상기 기기(E)의 근방에 금속편(8)이 놓인 경우에는, 금속편(8)에 의해, 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 전자기 특성이 신속하게 변화되고, 발진 회로(7a)의 발진 동작을 정지시켜, 발진 신호(Vo)의 출력을 정지시키는 것이 가능하다.

또한, 발진 회로(7a)의 발진 동작이 정지하였을 때, 기기측 송수신 회로(10)는 기기 인증 신호(ID)의 송신을 정지하도록 되어 있다.

그리고, 발진 회로(7a)의 직류 전원(B)은, 기기(E)에 내장된 보조 전원(2차 전지)이다. 이 보조 전원(2차 전지)은, 간헐 여자하고 있는 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)가 탑재되었을 때, 2차 코일(L2)에 발생하는 2차 전력에 의해 충전된다. 그리고, 보조 전원은, 커패시터 등의 축전 디바이스이어도 된다. 따라서, 간헐 여자하고 있는 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)가 탑재되고, 2차 코일(L2)에 발생하는 2차 전력에 의해 보조 전원(2차 전지)이 충전되면, 기기측 송수신 회로(10)가 구동하는 동시에, 발진 회로(7a)도 발진 동작을 개시한다. 이때, 보조 전원(2차 전지)이 완전히 충전될 때까지는, 1차 코일(L1)의 간헐 여자에 동기하여, 기기측 송수신 회로(10) 및 발진 회로(7a)가 간헐 동작을 행한다.

한편, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에는, 복수 개(도 18에서는 20개)의 수신 안테나 코일(AT4)이 형성되어 있다. 본 실시예의 수신 안테나 코일(AT4)은, 탑재면(6)에 대하여, X 방향으로 5개, Y 방향으로 4개 배열되어 있다. 그리고, 각 수신 안테나 코일(AT4)는 스파이럴 형상으로 형성되고, 공지의 인쇄 배선 기술로 탑재면(6)에 형성되어 있다. 수신 안테나 코일(AT4)은, 급전 장치(1)(하우징(2)) 내에 설치한 금속 이물질 검출 장치(7)를 구성하는 검출 회로(7b)에 접속되어 있다.

각 수신 안테나 코일(AT4)은, 탑재면(6)에 놓인 기기(E)에 형성된 각각의 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 방출하는 자속 변화를 검지하여 그 자속 변화에 상대적인 전압 파형의 검출 신호를 검출 회로(7b)에 출력한다.

즉, 기기(E)를 탑재면(6)에 둔 경우로서, 금속편(8)이 기기(E)에 끼여 있거나, 또는 금속편(8)이 기기(E)의 근방에 놓여져 있는 경우에는, 발진 회로(7a)는 발진을 정지하거나, 또는 발진 신호(Vo)의 진폭이 영에 가까운 진폭값까지 감쇠한다. 수신 안테나 코일(AT4)은 이 금속 검지 안테나 코일(AT2)로부터의 자속 변화를 검지하고, 규정값보다 작은 진폭값의 검출 신호를 검출 회로(7b)에 출력하게 된다. 그 결과, 검출 회로(7b)는, 수신 안테나 코일(AT4)에서 수신된 검지 신호의 진폭 레벨로부터 금속편(8)이 있는 것을 검출하여 금속 있음 신호(ST)를 출력한다.

여기서, 급전 장치(1)과 기기(E) 사이에 있어서, 도 20의 (a)∼(g)에 나타낸 상태를 생각할 수 있다.

도 20의 (a)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 아무것도 놓여져 있지 않은 상태를 나타낸다.

도 20의 (b)은, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 금속편(8)만이 놓인 상태를 나타낸다.

도 20의 (c)은, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E)만이 놓인 상태를 나타낸다.

도 20의 (d)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 기기(E) 사이에 금속편(8)이 끼인 상태를 나타낸다.

도 20의 (e)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)으로서 기기(E)로부터 떨어진 위치에 금속편(8)이 놓인 상태를 나타낸다.

도 20의 (f)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 기기(E)이 이격되어 급전되는 상태를 나타낸다.

도 20의 (g)는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 금속편(8)이 이격되고, 그 이격된 공간 또는 근방에도 금속편(8)이 놓여져 있는 상태를 나타낸다.

이 각 상태에서, 도 20의 (a)에 나타낸 바와 같이 탑재면(6)에 아무것도 놓여져 있지 않은 상태에서는, 도 21의 기간 A1에 나타낸 바와 같이, 기기측 송수신 회로(10) 및 발진 회로(7a)는 2차 코일(L2)로부터의 2차 전력을 받지 않기 때문에, 기기측 송수신 회로(10)는 기기 인증 신호(ID)를 송신하지 않는 동시에, 발진 회로(7a)는 발진하지 않는다. 그 결과, 금속 검지 안테나 코일(AT2) 및 수신 안테나 코일(AT4)의 단자 전압은 영이 된다. 또한, 기기(E)로부터 기기 인증 신호(ID)가 송신되고 있지 않기 때문에, 급전 장치(1)(1차 코일(L1))은 간헐적인 여자를 행한다.

또한, 도 20의 (b)에 나타낸 바와 같이 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 금속편(8)만이 놓인 상태에서는, 도 21의 기간 A3에 나타낸 바와 같이, 기기측 송수신 회로(10) 및 발진 회로(7a)는 2차 코일(L2)로부터의 2차 전력을 받지 않기 때문에, 기기측 송수신 회로(10)는 기기 인증 신호(ID)를 송신하지 않는 동시에, 발진 회로(7a)는 발진하지 않는다. 그 결과, 금속 검지 안테나 코일(AT2) 및 수신 안테나 코일(AT4)의 단자 전압은 영이 된다. 또한, 기기(E)로부터 기기 인증 신호(ID)가 송신되고 있지 않기 때문에, 급전 장치(1)(1차 코일(L1))는, 금속편(8)이 유도 가열되지 않는 정도의 간헐 여자를 행한다.

또한, 도 20의 (c)에 나타낸 바와 같이 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 기기(E) 만이 놓인 상태에서는, 도 21의 기간 A2에 나타낸 바와 같이, 기기측 송수신 회로(10) 및 발진 회로(7a)는 2차 코일(L2)로부터의 2차 전력을 받고, 기기(E)(기기측 송수신 회로(10))는 기기 인증 신호(ID)를 송신하고, 발진 회로(7a)는 최대 진폭의 연속 발진이 된다.

그 결과, 급전 장치(1)의 수신 안테나 코일(AT4)의 단자 전압도 최대 진폭의 연속 발진 신호가 된다. 그 결과, 금속 있음 신호(ST)는 생성되지 않고, 급전 장치(1)(1차 코일(L1))도 연속 여자가 된다.

또한, 도 20의 (f)에 나타낸 바와 같이 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 기기(E)가 이격되어 급전되는 상태에서는, 도 21의 기간 A5에 나타낸 바와 같이, 기기측 송수신 회로(10) 및 발진 회로(7a)는 2차 코일(L2)로부터의 2차 전력을 받고, 기기(E)(기기측 송수신 회로(10))는 기기 인증 신호(ID)를 송신하고, 발진 회로(7a)는 최대 진폭의 연속 발진된다.

그 결과, 급전 장치(1)의 수신 안테나 코일(AT4)의 단자 전압도, 약간 진폭이 줄어들지만 연속 발진 신호가 된다. 그 결과, 금속 있음 신호(ST)는 생성되지 않고, 급전 장치(1)(1차 코일(L1))도 연속 여자가 된다.

또한, 도 20의 (d)에 나타낸 바와 같이 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 기기(E)와의 사이에 금속편(8)이 끼여져 있는 상태에서는, 도 21의 기간 A6에 나타낸 바와 같이, 기기(E)로부터 기기 인증 신호(ID)가 간헐적으로 송신되지만, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)도 영에 가까운 진폭값의 간헐 발진 또는 발진 정지된다. 도 20의 (e)에 대해서도 마찬가지이다.

그 결과, 금속 있음 신호(ST)가 생성되고, 급전 장치(1)(1차 코일(L1))는, 금속편(8)이 유도 가열되지 않는 정도의 간헐 여자가 된다.

또한, 도 20의 (g)에 나타낸 바와 같이 급전 장치(1)의 탑재면(6)과 금속편(8)이 이격되고, 그 이격된 공간 또는 근방에 금속편(8)이 놓인 상태에서도, 도 21의 기간 A6에 나타낸 바와 같이, 기기(E)로부터 기기 인증 신호(ID)가 간헐적으로 송신되지만, 발진 회로(7a)의 발진 신호(Vo)도 영에 가까운 진폭값의 간헐 발진 또는 발진 정지된다. 또한, 이 금속 검지 안테나 코일(AT2)로부터의 자속 변화를 검지하는 수신 안테나 코일(AT4)의 단자 전압은, 개재하는 금속편(8)에 의해 금속 검지 안테나 코일(AT2)로부터의 전자파가 흡수되어 감쇠된다.

본 실시예는, 이하의 이점을 가진다.

(1) 이 실시예에 따르면, 금속 이물질 검출 장치(7)는, 기기(E)에 금속 검지 안테나 코일(AT2)과 발진 회로(7a)를 설치하고, 급전 장치(1)에 수신 안테나 코일(AT4)과 검출 회로(7b)를 설치함으로써 구성되어 있다. 즉, 금속 이물질 검출 장치(7)가 급전 장치(1)와 기기(E)로 나누어져 배치되어 있다.

따라서, 급전 장치(1)와 기기(E)에 끼인 금속 이물질의 존재를, 기기 측의 발진 회로의 정지 또는 감쇠에 더하여, 급전 장치(1)에 설치한 수신 안테나 코일(AT4)까지 전달되는 자속의 감쇠를 이용할 수 있기 때문에, 더 작은 금속편(8)의 검출이 가능해진다.

또한, 자기 공명식이나 2차 코일(L2)이나 2차 코일(L2)에 공진 회로를 가지는 전자 유도 방식과 같이, 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2)이 수 cm∼수십 cm 이상, 이격되어 급전하는 공간 급전에서도 적응 가능하게 된다.

그리고, 상기 실시예는 다음과 같이 변경해도 된다.

- 상기 각 실시예에서는, 금속 이물질 검출 장치(7)의 발진 회로(7a)를 콜피츠 발진 회로로 구성하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 하틀리 발진 회로(Hartley oscillator) 등, 그 외에 발진 회로로 실시해도 된다.

- 상기 각 실시예에서는, 스파이럴형의 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 사각 형상으로 형성하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 원형상, 타원 형상 등, 그 외의 형상으로 실시해도 된다.

- 상기 각 실시예에서는, 금속 이물질 검출 장치(7)의 발진 회로(7a)의 발진 주파수를 특별히 한정을 하지 않았다. 이것을, 발진 회로(7a)(발진 신호(Vo))의 발진 주파수를, 급전을 위해 1차 코일(L1)을 여자하는 고주파 인버터 회로(14)(고주파 발진 회로(14a))의 발진 주파수보다 높아지도록 설정해도 된다.

이와 같이, 금속 검지 안테나 코일(AT2)이 여자되는 주파수를, 1차 코일(L1)이 여자되는 주파수보다 높게 함으로써, 1차 코일(L1)의 자속의 영향이 감소되고, 검출 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 이 구성에 의하면, 금속 검지 안테나 코일(AT2)의 권취 수를 감소시킬 수 있든지, 또는 코일의 선 길이를 짧게 할 수 있다.

- 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에서는, 급전 장치(1)의 탑재면(6)에 금속 검지 안테나 코일(AT2)를 형성하고, 금속 이물질 검출 장치(7)를 구성하는 발진 회로(7a) 및 검출 회로(7b)를 하우징(2) 내에 설치하였다. 이것을, 도 22에 나타낸 바와 같이, 얇은 절연성의 플렉시블(flexible) 기판(30)(얇은 경질 기판이라도 됨)의 표면에 스파이럴형의 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 형성하고, 플렉시블 기판(30)의 표면 일측에 발진 회로(7a) 및 검출 회로(7b)를 실장한 독립된 금속 이물질 검출 장치(7)를 형성한다. 그리고, 금속 이물질 검출 장치(7)에, 급전 장치(1)에 대하여 신호선과 전원선이 접속할 수 있는 배선을 한다.

이렇게 구성한 금속 이물질 검출 장치(7)를, 기존의 급전 장치의 탑재면에 탑재함으로써, 기존의 급전 장치를 금속 검지 기능을 가지는 비접촉 급전 시스템으로 할 수 있다.

또한, 얇은 절연성의 플렉시블 기판(얇은 경질 기판이라도 됨)의 표면에 스파이럴형의 수신 안테나 코일(AT4)을 형성하고, 그 기판의 표면 일측에 검출 회로(7b)를 실장하는 동시에, 검출 회로(7b)가 기존의 급전 장치(1)에 대하여 신호선과 전원선이 접속할 수 있는 배선을 한다.

그리고, 그 기판을 기존의 급전 장치의 탑재면에 탑재함으로써, 기존의 급전 장치를, 제4 실시예와 동일한 금속 검지 기능을 가지는 비접촉 급전 시스템으로 할 수 있다.

- 상기 각 실시예에서는, 검출 회로(7b)는, 발진 신호(Vo)의 진폭값의 크기로 금속편(8)의 유무를 판단하였지만, 검출 회로(7b)를 주파수의 변화로 금속편(8)의 유무를 판정하도록 해도 된다. 이 경우, 발진 회로(7a)의 구성 부품의 설계값을, 안정된 발진 주파수의 계속적 발진을 유지할 수 있는 설계값이 아니라, 주파수가 불안정한 상태에서부터, 안정된 발진 주파수의 계속 발진 조건의 직전까지의 값으로 설정한다. 그리고, 발진에 관련된 전자기적 파라미터의 작은 변화로 발진 주파수의 큰 변화를 만들 필요가 있다.

- 상기 제1∼제3 실시예 각각에서는, 급전 장치(1)와 기기(E) 중 어느 한쪽에 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 형성하고, 그 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 형성한 쪽에 발진 회로(7a)와 검출 회로(7b)를 설치하였다. 이것을, 급전 장치(1)와 기기(E) 양쪽에 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 형성하는 동시에, 발진 회로(7a)와 검출 회로(7b)를 설치하여 실시해도 된다. 이 경우, 더욱 극히 세밀한 고정밀도의 검지를 할 수 있다.

- 상기 각 실시예에서는, 금속 검지 안테나 코일(AT2)을 스파이럴형으로 했지만, 루프(loop)형, 헬리컬(helical) 형태 등, 그 외의 형상으로 형성해도 된다.

Claims

비접촉 급전 시스템으로서,
1차 코일과, 상기 1차 코일에 고주파 전류를 흐르게 하기 위한 고주파 인버터를 포함하는 급전 장치;
상기 1차 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 교번 자계를 통하여 유도 기전력을 발생하는 2차 코일을 포함하고, 상기 2차 코일에서 발생한 기전력을 이용하여 부하에 전력을 공급하는 기기; 및
금속 이물질 검출 장치로서,
상기 기기에 설치된 금속 검지 안테나 코일,
상기 기기에 설치되고, 상기 금속 검지 안테나 코일에 고주파 전류를 흐르게 하는 발진 회로,
상기 급전 장치에 설치되고, 상기 금속 검지 안테나 코일로부터의 자속 변화를 검지하는 수신 안테나 코일, 및
상기 수신 안테나 코일로부터의 검지 신호를 수신하는 검출 회로
를 포함하는 상기 금속 이물질 검출 장치
를 포함하고,
상기 발진 회로는, 상기 발진 회로에서 발진이 생기기 시작한 직후의 발진 조건에서부터 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진을 생기게 하는 설계값을 가지는 구성 부품을 포함하고,
상기 금속 이물질 검출 장치는, 상기 급전 장치상에 놓인 금속 이물질에 기인하는 상기 금속 검지 안테나 코일의 전기적 특성의 변화에 따라, 상기 발진 회로의 발진의 정지 또는 발진 진폭의 감쇠를 상기 검출 회로에 의해 검지하고, 상기 급전 장치를 제어하고,
상기 발진 회로는, 상기 급전 장치상에 금속 이물질이 존재하는 때 발진의 진폭을 정지하고, 상기 급전 장치상에 아무것도 존재하지 않는 때 최대 진폭으로 발진하도록 구성되며,
상기 발진 회로는, 상기 금속 검지 안테나 코일과 상기 금속 이물질 사이의 거리가 소정 거리 이하로 되면 발진을 정지하고,
상기 2차 코일은 상기 기기의 하우징 내에 수용되며,
상기 금속 검지 안테나 코일은 상기 기기의 하우징에 의해 형성된 수전면에 배치되고,
상기 수전면은 상기 기기가 설치되는 상기 급전 장치의 설치면에 대향하며,
상기 1차 코일은 상기 급전 장치의 하우징 내에 수용되고,
상기 수신 안테나 코일은 상기 급전 장치의 상기 설치면에 배치되어 있는, 비접촉 급전 시스템.
제1항에 있어서,
상기 금속 검지 안테나 코일이 상기 발진 회로를 구성하는 부품인, 비접촉 급전 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 검지 안테나 코일은 복수의 소면적의 코일로 구성되어 있는, 비접촉 급전 시스템.
제3항에 있어서,
상기 금속 검지 안테나 코일은 상기 복수의 소면적의 코일이 병렬 접속되어 구성되어 있는, 비접촉 급전 시스템.
삭제
삭제
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발진 회로의 발진 주파수가 상기 고주파 인버터의 발진 주파수보다 높은, 비접촉 급전 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 검지 안테나 코일이 스파이럴형으로 형성되어 있는, 비접촉 급전 시스템.
급전 장치의 1차 코일을 여자하고, 상기 급전 장치상에 배치된 기기의 2차 코일에 전자 유도에 의해 유도 기전력을 발생시켜, 상기 유도 기전력을 상기 기기의 부하에 공급하는 비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치로서,
상기 기기에 설치된 금속 검지 안테나 코일,
상기 기기에 설치되고, 상기 금속 검지 안테나 코일에 고주파 전류를 흐르게 하는 발진 회로,
상기 급전 장치에 설치되고, 상기 금속 검지 안테나 코일로부터의 자속 변화를 검지하는 수신 안테나 코일, 및
상기 수신 안테나 코일로부터의 검지 신호를 수신하는 검출 회로
를 포함하고,
상기 발진 회로는, 상기 발진 회로에서 발진이 생기기 시작한 직후의 발진 조건에서부터 안정된 계속 발진 조건의 직전까지의 범위 내의 발진 조건에서 발진을 생기게 하는 설계값을 가지는 구성 부품을 포함하고,
상기 검출 회로는, 상기 급전 장치상에 놓인 금속 이물질에 기인하는 상기 금속 검지 안테나 코일의 전기적 특성의 변화에 기초하여, 상기 발진 회로의 발진의 정지 또는 발진 진폭의 감쇠를 검지하여 상기 급전 장치를 제어하며,
상기 발진 회로는, 상기 급전 장치상에 금속 이물질이 존재하는 때 발진의 진폭을 정지하고, 상기 급전 장치상에 아무것도 존재하지 않는 때 최대 진폭으로 발진하도록 구성되며,
상기 발진 회로는, 상기 금속 검지 안테나 코일과 상기 금속 이물질 사이의 거리가 소정 거리 이하로 되면 발진을 정지하고,
상기 2차 코일은 상기 기기의 하우징 내에 수용되며,
상기 금속 검지 안테나 코일은 상기 기기의 하우징에 의해 형성된 수전면에 배치되고,
상기 수전면은 상기 기기가 설치되는 상기 급전 장치의 설치면에 대향하며,
상기 1차 코일은 상기 급전 장치의 하우징 내에 수용되고,
상기 수신 안테나 코일은 상기 급전 장치의 상기 설치면에 배치되어 있는
비접촉 급전 시스템의 금속 이물질 검출 장치.