TW201208225A - Non-contact power feeding system and foreign metal matter detector for non-contact power feeding system - Google Patents

Description

201208225 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種非接觸供電系統以及非接觸供電 統的金屬異物檢測裝置。 ” 【先前技術】 ^對於行動電話、家電機器等的非接觸供電，常會利用 高頻磁通的電磁感應。不僅是既已實用化的接近型的電磁 感應供電，近年來受到重視，被稱為磁氣共振的可分離某 程度距離的空間供電技術，亦相同地利用到電磁感應。’' 高頻磁通亦使金屬異物產生感應電力，導致渦電流損 失造成的溫度上升。金屬異物變得高溫時，成為供電裝置、 機器等的殼體變形的原因，人誤觸時，會有燙傷之虞。 至今已有各種用於防止對於如此的金屬的感應加熱發 明的提案（例如專利文獻1與專利文獻2)。這些提_案的系 統中，供電裝置側的高頻變頻電路係間歇地振盪並待機。 於此待機中，即使單獨地放置金屬異物，因平均輸出極小， 所以溫度幾乎不會上升而安全。 放置正規的機器時，此間歇振盪期間，些微的電力係 透過一次線圈傳送至二次線圈。二次側（機器側）係利用 此電力產生特別的信號，並將此透過供電裝置側的天線送 回。供電裝置係藉由檢測此信號，判斷是否裝設正規的機 ’控制向頻變頻器。 亦即，因供電裝置進行是否為正規的機器的認証，僅 放置金屬異物時係維持間歇振盪，因而安全。 201208225 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利公報特許33921〇3號 [專利文獻2]日本專利公報特許33〇6675號 【發明内容】 [發明所欲解決的問題] 然而，非接觸供電裝置中使關金屬異物檢測裝置 中’不僅是單獨放置金屬異物的情瞒的檢測，亦必需檢 測使用時夾於供電用一次線圈Li與供電用三次線圈L2的 間隙的薄金屬片等。 夾於此線圈間的金屬的檢測方法，可舉例如於供電部 與機器之間的信號送受信時，因所夾的金屬造成的衰減^ 反射，而檢測出從送信側到達受信側的信號準位降低的方 法。此係利用認証機器時，若金屬異物介在於送受信天線 間，則認証時的信號振幅於受信天線側較通常衰減來進行 檢測。 另外，此所夾的金屬異物的其他檢測方法的例子，可 舉例如直接使用用以傳送電力的供電線圈與受電線圈，資 料通信時，從機器侧調變受電線圈的輸出，藉以於供電裝 置側的送電線圈的端子引起任意的電壓或電流變化的^ 法。此係因若於受電線圈與送電線圈之間有金屬異物時， 則資料通信的信號衰減’藉由使用如此的構成來檢測所夹 的金屬。 但如此的方法中，若金屬異物小或薄，則信號的衰減 201208225 金屬異物的可能性因此，準位料均’則有無法檢測 的輸出有:=τ，近年的供電裝置的單位面積 高精度金二==高價且複雜的專用高感度 的上升等 4 而導致供電线的大型化、價格 稽非it月係為了解決上述問題而成者，其目的係提供一 觸供電系統以及非接觸㈣統的金屬異物檢測裝 以廉價且簡單的構成即可高感度高精度地檢測金屬異 [解決問題的技術手段] 本發明的第一態樣係一種非接觸供電系統。該非接觸 二、電系、.4係具備·《次線圈，包含用以對前述—次線圈流通 =頻電流的高頻變頻H的供電裝置；包含經由流過前述一 人線，的電流而產生的交變磁通產生感應電力的二次線圈 的機器，利用前述二次線圈產生的感應電力，將電力供給 至負載；以及金屬異物檢測裝置，其包含天線線圈；對前 述天線線圈流通高頻電流的振盪電路；以及，檢測於前述 振靈電路與前述天線線圈之任一者中觀測到的電壓或電流 的變化的檢測電路，前述振盪電路係包含構成零件，該構 成零件具有設計值，該設計值係於同振盪電路中，以從剛 開始產生振盪之後的振盪條件至安定地持續振盪條件之前 為止的範圍内的振盪條件，使振盪產生，前述金屬異物檢 測襄置係基於以置於前述供電裝置上的金屬異物為起因的 201208225 前述天線線圈的電氣特性的變化，以前述檢測電路檢測前 述振盛電路的振i的停止或振盪振幅的衰減，控制前述供 電裝置。 ^ 本發明的第二態樣係一種非接觸供電系統的金屬異物 檢測裝置’其係將供電裝置的—次線圈激磁，於配置於前 述供電裝置上的機器的二次線圈’以電磁感應使感應電力 產生，將該感應電力供給至前述機器。該金屬異物檢測裝 置係具備天線線圈；對前述天線線圈流通高頻電流的振^ 電路；以及檢測於前述振盪電路與前述天線線圈之任一者 中觀測到的電壓或電流變化的檢測電路，前述振盪電路係 包含構成零件，該構成零件具有設計值，該設計值係於同 振盪電路中，以從剛開始產生振盪之後的振盪條件至安定 地持續振盪條件之前為止的範圍内的振盪條件，使振盪產 生，則述檢測電路係基於以置於前述供電裝置上的金屬異 物為起因的前述天線線圈的電氣特性的變化，檢測前述振 盪電路的振盪的停止或振盪振幅的衰減，控制前述供 置。 ’、 [發明的效果] 若依據本發明，即可藉由廉價且簡單的構成，高感度 高精度地檢測金屬異物。 【實施方式】 以下，依據圖式，說明將本發明的非接觸供電系統具 體化的第一實施型態。 圖1係表示供電裝置1，以及接受從其供電裝置1非 ⑧ 6 201208225 接觸供電的機器E的整體立體圖。供電裝置1的殼體2係 藉由四角形的底板3，從其底板3的四方向上方延伸而形 成的四角框體4 ’以及封閉其四角框體4上方開口部，由 強化玻璃所成的頂板5所形成。而頂板5的上面成為載置 機器E作為供電面的載置面6。 由底板3、四角框體4、以及頂板5形成的空間（殼體 2内）中係如圖2所示，配設有一次線圈L1。本實施型態 中’ 一個一次線圈L1係與頂板5的載置面6平行地配置。 並且，一次線圈L1係配置固定於接近至幾乎接觸頂板5 下面的位置。 用以激磁驅動控制一次線圈L1的供電模組μ係實裝 配置於一次線圈L1的下方位置的底板3。供電模組Μ係與 一次線圈L1連接，激磁驅動一次線圈L1，對載置於載置 面6的機器E進行非接觸供電。 另外如圖2所示，一次線圈L1的外側係配置固定包 圍一次線圈L1的信號受信天線AT1。載置於載置面6的機 器E與供電模組M之間，經由信號受信天線Ατι ,以無線 通信分別進行資料或資訊的授受。 另外，如圖2所示，於頂板5的上面（載置面6)，與 一次線圈L1相對向的位置，形成金屬檢測天線線圈at2= 金屬檢測天線線圈ΑΤ2#形成渦捲狀，以f知的印刷配線 技術形成於載置面6上。 金屬檢測天線線圈AT2係連接於殼體2内所設的金屬 異物檢測裝置7 ’構成金屬異物檢測裝置7的-部分。金 屬異物檢測裝置7係經由金屬檢測天線線圈AT2檢測載置 201208225 Μ 面6上的金屬4 8。當檢測出载置面6上的金屬片 金屬異物檢測裝置7係輸出金屬存在信號訂至供電模組 rV /1 另外’由微電腦所構成，概括控制供電模組μ的系統 控制部9係實裝於殼體2内。以信號受信天線奶受作的 資料或資訊係經由供電模組Μ輸出至系統控制部J另 外，以金屬檢測天線線圈ΑΤ2檢測，從金屬異物檢測裝置 7輸出的金屬存在信號ST^經由供電模組μ輸出 控制部9。 ' ’ 載置於供電裝置1載置面6的機器Ε係具有二次線圈 L2。機器Ε的二次線圈L2係如目2所示，、經由供電裝置】 的一次線圈L1的激磁而激磁供電，將其供應的電力，即二 次電力，供給至機器E的負載Z。 另外，如圖2所示，機器E的二次線圈L2的外側係

捲繞包圍該當的二次天線丄2的送受信天線AT3。機器’E 載置於供電裝置1的載置面6時，經由包圍位於其正下方 =一次線圈L1的信號受信天線AT1，與激磁驅動控制該一 二入線圈L1的供電模組μ之間，以無線通信進行資料或資 訊的授受。 〆

接著’依據圖3說明供電裝置i與機器ε的電氣構成。 圖3中，機器E係具備機器侧送受信電路1〇。機器側送受 信電路10係連接於送受信天線AT3。機器侧送受信電路 係產生表示接受以供電裝置丨供電的機器E的機器認証 信號ID ’以及’對供電裝置1要求供電的激磁要求信號 RQ。機器側送受信電路10係將其產生的機器認証信號ID 201208225 與激磁要求信號RQ，經由送受信天線AT3傳送至供電裝 置 1。 、 在此，機器E只要可由二次線圏乙2產生的電力（二 次電力）驅動，且可產生機器認証信號1〇與激磁要求信號 RQ並傳送至供電裝置1的機器即可。因此，機器E可為將 二次線圈L2產生的二次電力以整流電路整流，於載置面6 上使用其經錢的直流電源驅動的機器，或者直接於載置 面6上以交流電源使用二次電力驅動的機器。另外，機器 E亦可為將二次線圈L2產生的二次電力以整流電路整流， 使用其經整流的直流電源對内藏的充電電;也（ 進行充電的機器。 ' n漱的一_八屯犯退仃兄1：的行動電話、筆記型 =等的機HE中’機器側送受信電路1()亦可具備於其充 電結束時，使至充電結束前為 傳ί之激磁要求信號叫消失，而僅 得送機1§認証信號ID的機能。 m 另外’具備計時器的機器Ε φ 撬 亦可星備接為批雷⑽二 機15側送受信電路10 /、備接又供電而僅驅動計時器設定 =的時間時’使至經過的時間到達前為 送

器_言號ID與激磁要求信號RQ中赫=的機 消失，而僅傳送機器認Μ信號ID的機能。求仏就RQ 另一方面’圖3中，連接右__A 係具備激磁要求受信電路L1的供電模組Μ 控制電路丨3、以及高頻變頻電受信電路12、激磁 激磁要求受信電路U係連接於該供電模組Μ的信號 201208225 又^天線奶’經由信號受信天線ATI接受從載置於載置 面^的機器e傳送的送信信號。激磁要求受信電路“係從 送號抽出要求供電的激磁要求信號rq。然後， * /送彳σ彳°號抽出激磁要求信號RQ，則激磁要求受信電路 11係將其激磁要求信號RQ傳送至激磁控制電路13。 ^機器5忍§正爻信電路12係連接於該供電模組Μ的信號 以天線ΑΤ1 ’經由信號受信天線AT1接受從載置於載置 面6的機H E傳送的送信信t機器認註受信電路12係從 接^的送信信號抽出表示可接受供電的機器E的機器認証 信號ID。然後，若從送信信號抽出機器認証信號m，則機 器認証受信電路12係將其機器認証信號ID傳送至激磁控 制電路13。 另外，激磁控制電路13係與金屬異物檢測裝置7連 接。金屬異物檢測裝置7係如圖4所示，具備對金屬檢測 天線線圈AT2流通高頻電流的振盪電路7a ,以及檢測金屬 檢測天線線圈AT2的電壓或電流（振盪信號v〇)變化的檢 測電路7b。金屬異物檢測裝置7係經由金屬檢測天線線圈 AT2檢測載置面6上是否載置有金屬片8，當檢測出載置 面6上載置有金屬片8時’從檢測電路7b輸出金屬存在信 號ST至激磁控制電路13。 ° 本實施型態中，振盪電路7a係如圖4所示，由柯比兹 振盡電路所構成，金屬檢測天線線圈AT2係兼用為同振蓋 電路7a的感應線圈的構成零件之一。 振盪電路7a係包含雙極性的電晶體qi、金屬檢測天 線線圈AT2、第一〜第三電容C1〜C3、以及第一、第二電 201208225 阻 R1、R2。 電晶體Q1係其集極端子連接於金屬檢測天線線圈 AT2的一端，其金屬檢測天線線圈AT2的另一端連接於直 流電源B的正端子。另外，金屬檢測天線線圈AT2的另一 端經由第一電容連接於電晶體Q1的射極端子。再者，電 晶體Q1的集極端子與射極端子之間連接有第二電容C2。 再者，電晶體Q1的基極端子係經由第三電容C3與第 一電阻R1所成的並聯電路，連接於直流電源B的正端子。 另外，電晶體Q1的射極端子係經由第二電阻R2連接於直 流電源B的負端子。如此，振盪電路7a係從電晶體Q1的 集極端子將振盪電路7a的振盪信號Vo輸出至檢測電路7b。 如此地構成的振盪電路7a係預先設定構成同振盪電 路7a的構成零件，即電晶體Q卜金屬檢測天線線圈AT2、 第--第三電容C1〜C3、以及第一、第二電阻R1、R2的 電路常數，以輸出可高感度地檢測金屬異物的振盪信號 Vo 〇 詳細地，構成振盪電路7a的構成零件係設定為預定的 設計值。該設計值係使同振盪電路7a驅動時，以從剛超過 不.產生振盪的臨界值而開始產生振盪之後的狀態，至振盪 振幅安定於同振盈電路7a的安定最大振幅的狀怨附近為 止的振蘯條件的範圍内使振蘯產生。 亦即，振盪電路7a的設計值並非為可維持以安定的振 幅持續振盪的數值，而設定為以從可開始振盪之後的振盪 條件至安定地持續振盪條件之前為止的範圍内的振盪條件 使振盪產生的數值。其結果，可由相關於振盪的電磁性參

11 S 201208225 數的小變化，造成振盪信號v〇的振盪振幅的大變化。 換言之，振盪電路7a的金屬檢測天線線路AT2的電氣 特性係因置於供電裝置Γ的載置面6上的金屬片8而改 變。可利用此金屬檢測天線線圈AT2的電氣特性的變化， 使振盪電路7a的振盪停止或使振盪信號v〇的振盪振幅大 幅哀減。 另外，供電裝置1的載置面6可能有圖5 (a)〜（e) 所示的情況。 圖5 (a)係表示未放置任何物品於供電裝置1的載置 面6的狀態。 圖5 (b)係表示僅放置金屬片8於供電裝置J的載置 面6的狀態。 圖5 (c)係表示僅放置機器E於供電裝置i的載置面 6的狀態。 圖5 (d)係表示金屬片8夾於供電裝置工的載置面6 與機器E之間的狀態。 圖5 (e)係表示金屬片8置於供電裝置！的載置面6 上’與機器E分離的位置的狀態。 各狀態中’圖5 (a)所示的未放置任何物品於載置面 6的狀態下，如圖6的期間A1所示，振盪電路7a的振盪 信號Vo必需成為最大振幅波形。在其前提之上，圖5 (b) 所不的狀態下，如圖ό的期間A3所示，振盪信號v〇的振 幅成為零’圖5 (c)所示的狀態下，振盪信號v〇係如圖6 的期間A2所不’必需成為僅略小於未放置任何物品的狀 態的最大振幅的振幅波形。 ⑧ 12 201208225 再者，圖5 (d)與圖5 (e)所示的狀態下，如圖6的 期間A4所示’振盪信號Vo的振幅必需成為零。 對此，本實施型態中，如上所述，改變構成零件的數 值、種類專’將構成振盪電路7 a的構成零件的設計值設定 為終於開始蓄意地振盪的條件附近的數值，藉以使振蘯電 路7a的振盪信號Vo實現。 藉此，振盪電路7a中，相對於僅放置機器E的情況時， 振盪信號Vo的振幅僅略微衰減，僅金屬片8，或者，金屬 片8夾於機器E與載置面6之間的情況，或置於機器£附 近的情況時，其振盪停止。 機器E與金屬檢測天線線圈AT2之間，雖然金屬片8 與金屬檢測天線線圈AT2的距離變近，但即使是此距離的 些微差異，亦會影響振盪的有無。 換言之，振盪電路7a係對於距離的高感度的感應器， 即使是置於較機器E的殼體的厚度短的跟離之接近或密接 的金屬片8 ’亦可精度良好地檢測。 並且，金屬片8存在時，因具有一定殼體厚度的機器 E無法拍、接於金屬檢測天線線圈at],因此，可明確地區 別並檢測殼體内具有二次線圈L2、金屬、以及磁性體的機 器E與金屬.片8。 其結果，因振盪電路7&設計值選擇剛可振盡的條件附 近的數值，對於置於金屬檢測天線線圈AT2的上方之接近 的金屬片8造成的電磁特性的變化，可反映出極高感度的 狀態。 然而’實際的電路中，高頻動作為起因的配線電感、 13 201208225 電谷等，以及與所使用的電晶體的增幅率相關的特性係複 雜地關聯於上述振盪條件。因此，本實施型態中，以實驗 等將各構成零件的參數於某範圍變化並將其交互組合，確 認為安定的振盪條件之上，設定構成零件的設計值。 又’亦可將構成振盤電路％的構成零件的設計值 更安定振盪的狀態。 若如此的情況時，可於圖5 (a)〜⑷的各狀態中獲 得圖7所示的振盪信號Vg。亦即，載置面6上僅有金 8存在的情況，或者，金屬片8夾於機器£與載置面^之 間的情況或金屬片8置於機器E附近的情況下，即使未導 致振盪停止，亦確認了㈣信號VG的振幅大幅衰減。 從振盪電路7a輸出的振盪信號^係輸出至檢 ^ =測祕7b係於錢錢％的難絲 準值時，為僅有金屬片8放置於載置面6，= =8夾於機器E或置於機器£附近的載置面6，並輸出 金屬存在信號ST。檢測電路7b (金屬異物檢測裝置 將此金屬存在信號ST輸出至激磁㈣電路⑴ ’、 相反地’制電路7b (金屬異物檢職置7)係於振 盛5號V。的純值為敎的基準似上時，為未、 ==載置面6或僅有機器Ε放置於載置面6，不輸 出金屬存在#號ST至激磁控制電路13。 叶電路13係輸入其時常輸出的來自激磁要求 又j路11的激磁要求錢RQ、來自機器脸受传 的信號ID、以及來自金屬異物檢測電路7的金 屬存在W ST。激磁控制電路13係將其時錄人的激= 14 201208225 要求信號RQ、機器認証信號ID、以及金屬檢測信號ST輸 出至系統控制部9。激磁控制電路13係藉由將激磁要求信 號RQ、機器認證信號ID、以及金屬檢測信號ST輸出，等 待從系統控制部9來的許可信號EN。 系統控制部9係於（1)接受激磁要求信號RQ的情況 時，（2)接受機器認証信號ID的情況時，將使連接於供電 模組Μ的一次線圈L1激磁驅動的許可信號EN輸出至激 磁控制電路13。當激磁控制電路13輸入來自系統控制部9 的許可信號ΕΝ時，則將為了供電而使一次線圈L1激磁驅 動的驅動控制信號CT輸出至高頻變頻電路14。 又，即使上述條件（1 ) (2)成立，系統控制部9經由 激磁控制電路13從金屬異物檢測裝置7輸入金屬存在信號 ST時，亦不輸出許可信號ΕΝ。依此，激磁控制電路13係 不輸出為了供電而使一次線圈L1激磁驅動的驅動控制信 號CT至高頻變頻電路14。 再者，系統控制部9係於許可信號ΕΝ的輸出中，來 自激磁控制電路13的激磁要求信號RQ與機器認証信號ID 的至少一者未輸入時，停止許可信號ΕΝ的輸出。依此， 如此的情況時，激磁控制電路13亦不輸出驅動控制信號 CT至高頻變頻電路14。 高頻變頻電路14係連接於該供電模組Μ的一次線圈 L1。並且，高頻變頻電路14係基於驅動控制信號CT，使 一次線圈L1激磁驅動。 亦即，若高頻變頻電路14從激磁控制電路13輸入驅 動控制信號CT，則為了供電而使一次線圈L1激磁驅動。 15 201208225 因此，可由供電裝置1供電的機器E載置於載置面6， 從同機器E傳送機器認証信號ID與激磁要求信號RQ的情 況，且無金屬片於載置面6的情況時，一次線圈L1係由高 頻變頻電路14進行用以供電的激磁驅動。亦即，一次線圈 L1係激磁驅動，以藉此非接觸供電對機器E供給二次電力。 如圖3所不’面頻變頻電路14係具備面頻振盈電路 14a與激磁同步信號產生電路14b。高頻振盪電路14a係連 接於一次線圈L1，激磁驅動同一次線圈L1。 圖8係表不南頻振盈電路14a的電路構成。 高頻振盪電路14a係半橋型的部分共振電路，設於供 電裝置1的電源電壓G與接地之間並聯設有由第四電容C4 與第五電容C5的串聯電路所成的分壓電路。由第一功率電 晶體Q11與第二功率電晶體Q12的串聯電路所成驅動電路 係對於此分壓電路並聯連接。另外，本實施型態中，第一 功率電晶體Q11與第二功率電晶體Q12係由MOSFET所 成，其源極•汲極端子之間分別連接有飛輪二極體D1、D2。 然後，第四電容C4與第五電容C5的連接點（點N1)， 以及第一功率電晶體Q11與第二功率電晶體Q12的連接點 (點N2)之間，連接一次線圈L1。又，一次線圈L1係並 聯連接第六電容C6。 本實施型態中，第一功率電晶體Q11與第二功率電晶 體Q12係由N通道MOSFET所成，第一 AND電路21係 連接於第一功率電晶體Q11的閘極端子，第二AND電路 22係連接於第二功率電晶體Q12的閘極端子。 第一 AND電路21係二輸入端子的AND電路，一側的 16 ⑧ 201208225 輸入端子係輸入高低準 詳細地，第一激磁號，第一激磁同步信號VS卜 的高低準位信號，如圖^號VSl/糸具有預定週期Tsl 短於低準位的時間tbl =設定為高準位的時間tal 信號vsi係從設於系^ 此第一激礎同步 輸出。 、、先控制部9的信號產生電路（未圖示） 另外，第一 AND電敗从口 來自第- OR電路23的 ^:側的輸入端子係輸入 势^ ^ . 卑輸出信號Vrsl。 第-OR電路23係、二輸 入端子係輸入如圖1〇所_从曰曰 R電路’一側的輸 位信號Vst。 不、歇成為高準位的間歇高準 詳細地，本實施型離 與圖10所示，具有較二、歇高準位信號Vst係如圖9 倍長的週期TSt(=6如激磁同步f號Vsl的週期hi六 -激磁同歩信號Vsl從古i間歇呵準位仏號Vst係於第 高準位，上升為其高tLt下降為低準位之後，上升為 號Vsl上升之前，下降彳’於第二的第一激磁同步信 降為低準位。然後，下降為低準位後 J 〇 ' 激磁同步信號Vsl下降之後’次一間歇 二準位L號Vst上升為高準位。在此，間歇高準位信號Vst 為高準位料間，稱之為高準位時間心 站本實施型態中，此間歇高準位信號Vst係從設於系 統控的信號產生電路（未圖示）輸出。 另外，第一 D1?咖 K電路23的另一側的輸入端子係從激磁 L號產生電路l4b輸入圖 所示的變頻控 電路Vss。 17 201208225 激磁同步信號產生電路14b係於輸入來自激磁控制電 路13的驅動控制信號CT時，將為了供電而使一次線圈L1 激磁驅動的高準位的變頻控制信號Vss輸出至第一 OR電 路23。 又，未從激磁控制電路13輸入驅動控制信號CT至激 磁同步信號產生電路14b時，激磁同步信號產生電路14b 係不輸出高準位的變頻控制信號Vss。 例如，機器E未載置於載置面6時（未接受到激磁要 求信號RQ與機器認証信號ID時），激磁同步信號產生電 路14b不輸出高準位的變頻控制信號Vss至第一 OR電路 23。此時，第一 OR電路23係於輸入至一側的輸入端子的 間歇高準位信號Vst的每一週期Tst，將僅與高準位時間tx 相同時間成為高準位的第一輸出信號Vr s 1輸出至次一段的 第一 AND電路21。換言之，此時，第一 OR電路23係將 •間歇高準位信號Vst輸出作為第一輸出信號Vrsl。 因此，如圖10所示，第一 AND電路21係於輸入間歇 高準位信號Vst時，於每一週期Tst，將第一激磁同步信號 Vsl作為第一導通切斷信號Vgl，輸出至第一功率電晶體 Q11的閘極。其結果，第一功率電晶體Q11係於每一週期 Tst，間歇高準位信號Vst的高準位時間tx之間，回應第一 導通切斷信號Vgl(第一激磁同步信號Vsl)，間歇地導通。 另外，未載置有金屬片8,且上述條件（1)、（2)成 立的情況時，激磁同步信號產生電路14b係輸入驅動控制 信號CT，將高準位的變頻控制信號Vss輸出至第一 OR電 路23。然後，第一 OR電路23係將此高準位的變頻控制信 ⑧ 201208225 號Vss作為第一輸出信號Vrsl 電路21。

輪出至次一段的第一 AND 因此’如圖U所示，輪屮古 的期間，第- AND電路21係^準位^變頻控制信號VSS -激磁同步信號Vsl作為第—導=頁=期Tsl輸出的第 第-功率電晶體Q11的閘極刀。號Vgl ’輸出至 俜以第一激磁η止, 、、、‘〇果’第—功率電晶體Q11 係以第一激磁冋步信號Vsl的週期如導通切斷。

另一方面，第二功率電晶體Qn的閘極端子係與第二 AND電路22連接。第二and電路22係二輸入端子的'AND 電路，一側的輪入端子係輸入高低準位信號之第二激磁同 步信號Vs2。 詳細地，第二激磁同步信號Vs2係預定週期Ts2的高 低準位信號，如圖9所示，與第一激磁同步信號Vsl的週 期Tsl具有相同週期。另外，第二激磁同步信號vs2係與 第一激磁同步信號^Vsl相同地，高準位的時間ta2 ( =tal) =定為短於低準位的時間tb2 (=tbl)，且與第一激磁同步 信號Vsl具有幾乎反轉的關係。 亦即，第一激磁同步信號Vsl於高準位時，第二激磁 同步信號Vs2為低準位，第一激磁同步信號Vsl於低準位 時’第二激磁同步信號Vs2為高準位。 另外，在此，如上所述，第一與第二激磁同步信號 Vsl、Vs2的高準位的時間tal、ta2係設定為短於低準位的 時間tbl、tb2。依此，第一激磁同步信號Vsl從高準位下 降為低準位，且第二激磁同步信號Vs2從低準位上升為高 準位為止的期間，以及第二激磁同步信號Vs2從高準位下 201208225 降為低準位，且第一激磁同步信號Vsl從低準位上升為高 準位為止的期間，第一與第二激磁同步信號Vsl、Vs2皆 存在有低準位的空檔時間td。藉由此空檔時間td的設定， 可進行第一功率電晶體Q11與第二功率電晶體Q12的軟切 換。 又，本實施型態中，此第二激磁同步信號Vs2係從設 於系統控制部9的信號產生電路（未圖示）輸出。 另外，第二AND電路22的另一側的輸入端子係輸入 來自第二OR電路24的第二輸出信號Vrs2。 第二OR電路24係二輸入端子的OR電路，一側的輸 入端子係輸入上述間歇高準位信號Vst。另外，第二OR電 路2 4的另一側的輸入端子係相同地，從激磁同步信號產生 電路14b輸入前述變頻控制信號Vss。 依此，第二OR電路24係於激磁同步信號產生電路14b 從激磁控制電路13輸入驅動控制信號CT時（上述條件（1) (2)成立時），輸入高準位的變頻控制信號Vss。 另外，第二OR電路24係於激磁同步信號產生電路14b 未從激磁控制電路13接受驅動控制信號CT時（上述條件 (1)(2)未成立時），不輸入高準位的變頻控制信號Vss。 第二OR電路24係於輸入至一侧的輸入端子的間歇高 準位信號Vst的每一週期Tst，將僅與高準位時間tx相同時 間成為高準位的第二輸出信號Vrs2輸出至次一段的第二 AND電路22。換言之，此時，第二OR電路24係將間歇 高準位信號Vst輸出作為第二輸出信號Vrs2。 依此，第二AND電路22係於輸入間歇高準位信號Vst ⑧ 201208225 的期間，如圖10所示，於每一週期Tst，將第二激磁同步 信號Vs2作為第二導通切斷信號Vg2，輸出至第二功率電 晶體Q12的閘極。其結果，第二功率電晶體Q12係每一週 期Tst，於間歇高準位信號Vst為高準位的高準位時tx的期 間，回應第二導通切斷信號Vg2(第二激磁同步信號Vs2)， 間歇地導通。 藉此，例如，機器E未載置於載置面6時（未接受到 激磁要求信號RQ與機器認證信號ID時），高頻振盪電路 14a的第一功率電晶體Q11係以由間歇高準位信號Vst決 定的第一激磁同步信號Vsl而導通切斷，第二功率電晶體 Q12係以由間歇高準位信號Vst決定的第二激磁同步信號 Vs2而導通切斷。 在此，因第一激磁同步信號Vsl的波形與第二激磁同 步信號Vs2的波形為互相反轉的關係，第一功率電晶體Q11 與第二功率電晶體Q12係交互地且間歇地導通切斷。藉 此，一次線圈L1係間歇地激磁驅動。 依此，機器E未載置於載置面6的待機狀態時，供電 裝置1的一次線圈L1係間歇地激磁驅動而非連續激磁。 另外，未載置有金屬片8,且上述條件（1)、（2)成 立時，激磁同步信號產生電路14b係將高準位的變頻控制 信號Vss輸出至第二OR電路24。然後，第二OR電路24 係將此高準位的變頻控制信號Vss作為第二輸出信號 Vrs2，輸出至次一段的第二AND電路22。 依此，第二AND電路22係於輸出高準位的變頻控制 信號Vss的期間，如圖11所示，將預定週期Ts2的第二激 21 201208225

磁同步信號Vs2你;^ # 、始文M $ ts # mi &第—導通輯錢Vg2輸$至第二功 第二激磁因半於》 其果，第一功率電晶體Q12係以 备冋v仏號Vs2的週期導通切斷。 此*未载置有金屬片8,且上述條件⑴心）成 Η，、時亦即’輸出高準位的變頻控制信號Vss的期 七禮、鲜電晶體QU係以第一激磁同步信號Vsl導通 、®+ # —功率電晶體Q12係以第二激磁同步信號Vs2導 通切斷。 τ 作為第—與第二導通切斷信號¥、Vg2輸出 、第一第一激磁同步信號Vsl、VS2的波形係具有互相 反轉的關係°因此’高頻振i電路14a的第-功率電晶體 Q11與第二功率電晶體Q12於上述條件 期間係交互地導通切斷。 ^ 然後，分別使第一功率電晶體Q11與第二功率電晶體 Q12的源極•沒極間產生激磁電壓vdi、vD2。 依此，為了供電而將機器E載置於供電裝置1的載置 面6時，位於載置機器Ε的位置的一次線圈Li係連續地 激磁驅動。 系統控制部9係具備微電腦，與供電模組M電性連 接。系統控制部9係如上所述，從激磁控制電路13輸入激 磁要求信號RQ、機器認証信號ID、以及金屬存在信號ST。 系統控制部9係基於來自激磁控制電路13的激磁要求信號 RQ與機器s忍说號id，判斷是否載置有要求供電的機器 E。 ° 系統控制部9係於從激磁控制電路13輸入激磁要求信 ⑧ 22 201208225 號RQ與機器認証信號iD時，輸出許可信號EN至激磁控 ，電路13。亦即，系統控制部9判斷載置有要求供電的機 器E，對激磁控制電路13輸出許可信號εν。 另外，系統控制部9係基於經由激磁控制電路13從金 屬異物檢測裝置7輸出的金屬存在信號ST，判斷載置面6 載置有金屬片8。系統控制部9係從激磁控制電路13輸入 金屬存在信號ST時，不輸出許可信號£^至激磁控制電路 Π。亦即，系統控制部9判斷載置面6載置有金屬片8時， 即不輸出許可信號ΕΝ至激磁控制電路13。 依此，即使要求供電的機器£載置於供電裝置1的載 =面6,供電裝置i可供電，於圖5((〇、（〇所示狀態下， ，片8存在於載置面6的情況時，系統控制部9係不輸 出許可信號EN。此係為了防止金屬片8的感應加熱。 系統控制部9係具備產生前述第一激磁同步信號

Sl、_第二激磁同步信號Vs2、以·-及間歇高準位信號Vst之 圖不的信號產生電路。供電裝置i的電源開關（未圖示） 導通時，系統控制電路9係使信號產±電路驅動，使第一 =磁信號Vsl、第二激磁同步信號Vs2、以及間歇高 :位^號Vst產生。然後，系統控制部9係將產生的第一 =磁=信號Vsl、第二激磁同步信號Vs2、以及間歇高 '位仏號Vst傳送至全部的供電模組M的高頻變頻電路 14° 依此，供電模組M係於未接受到許可信號£>^的狀態 孫姓^ ’待機狀態）下’供電模組M的高頻變頻電路14 糸持，接受第一激磁同步信號Vsl、第二激磁同步信號 23 201208225

Vs2、以及間歇高準位信號Vst。因此，供電裝置i的一次 線圈L1並非連續激磁而為間歇地激磁驅動。 "" 接著，說明如上所述地構成的供電裝置丨的作用。 若未圖示的電源開關導通，供給供電裝置1電源，系 統控制部9係對於高頻變頻電路14，輸出使一次線圈u 間歇地激磁驅動的第一激磁同步信號Vsl、第二激磁同步 信號Vs2、以及間歇高準位信號vst。 藉此，供電模組Μ的高頻變頻電路14係將一次線圈 L1間歇地激磁。然後，系統控制部9係等待來自供電模組 Μ的激磁要求信號RQ與機器認証信號ID，至輸入來自供 電模組Μ的激磁要求信號rq與機器認証信號m為止， 持續一次線圈LI的間歇激磁。此時，供電模組M係於待 機狀態。 ' 直到載置機器E時，機器E係藉由供電裝置丨的一次 線圈L1的間歇激磁，‘獲得些微的二次供電電力，使機器側 送受信電路10動作。機器E係以機器側送受信電路1〇產 生機器認証信號ID與激磁要求信號Rq，將其經由送受信 天線線圈AT3 ’向供電模組μ的信號受信天線線圈AT1傳 送。 然後，當信號受信天線線圈ATI從機器Ε接受機器認 s正化號ID與激磁要求信號RQ時，分別以激磁要求受信電 路11抽出激磁要求信號RQ，以機器認証受信電路12抽出 機器認註信號ID，其激磁要求信號RQ與機器認証信號ID 經由激磁控制電路13，供給至系統控制部9。 系統控制部9係基於來自激磁控制電路π的激磁要求 24 ⑧ 201208225 信號RQ與機器認証信號，判斷載置有要求供電的機器 E ’對於激磁控制電路13輪出許可信號EN。 激磁控制電路13係回應許可信號EN，對於高頻變頻 電路Η (激磁同步信號產生電路i4b)輸出驅動控制信號 fT。藉此，從激磁同步信號產生電路14b輸出變頻控制信 號Vss，開始對於一次線圈u的連續激磁。 曰連續激磁中，系統控制部9係進行激磁要求信號RQ 肖失的判斷，於激磁要求信號RQ未消失的情況時， 次線圈L1的連續激磁。亦即，對機器E持續供電。 ^蚀機^躲供電裝置1接受非接觸供電，以其供電 電力使負載Z驅動。 ，、货电 在此’機器E從載置面6移走昧 、 號％已消失時，系統控制部9 : ’或者，激磁要求信 已消失，停止對於供電模組Μ的許斷激磁要求信號RQ 然後，系統控制部9係等柄自Mf號ΕΝ的輸出。 激磁要求信號RQ與機器認註信號該供電模組Μ的新的 Μ的激磁要求信號RQ與機器認t j至來自該供電模組 一次線圈L1的間歇激磁。 輸入為止’持續 另外，從供電裝置1的未圖示 斷為止之間，金屬異物檢測裝置7係源開關導通時至切 作，進行金屬片8的檢測。 、、盥電路7a振盡動 此時，振盪電路7a係依據使间此 以從剛超過不產生㈣的臨界值^電路&驅動時，. 態’至振餘幅安定於同振盪電路:纟振盪之後的狀 態附近為止的範圍内產 25 201208225 電路7a的構成零件的設計值。 ㈣^ ’如圖5 U)所示，未載置任何物品於載置面6 —，改變構成零件的數值、種類等，將振盪條件設 疋於”於開始振盪的條件的附近。此時，如圖6的期間ai 所不，實現振盪電路7a的振盪信號Vo。 冬。之’即使金屬檢測天線線圈AT2的電磁氣特性因 亦有所變^略微變化，振M電路％的振I信號VG的振幅 然後，如圖5 ( c) 圖6的期間A2所示， 僅略微衰減。 所示，僅放置機器E的情況時，如 振盈電路7a的振盪信號v〇的振幅 祁對於此 如圖 η -、〜厂"不，惶裒置金屬片8的情況 夺=屬檢測天線線圈ΑΤ2的電磁氣特性因金屬片8而快 、’*如圖6的期間Α3所示，振盪電路7a的振肋 分止’並且振盪信號v〇的輸.出停止。 2地如圖5⑷所示，金屬片8夹於機器E的情 hi二圖5 (e)所示，金屬片8置於機器E附近的 ^ 天線線^奶的電磁氣特性亦因金屬片 ==化’如圓6的期間A4所示，振堡電路的振 盧動作停止’並且振盪信號V。的輸出停止。 1澈^此可藉由振盪電路乃高感度地檢測置於供電裝置 1載置面6的金屬片8。 並且 …遥六：物檢測裝置7檢測出有金屬片8，並 SI時，系統㈣部9—由激磁控制電 又 子在h就ST，驅動未圖示的報知燈或報知 ⑧ 26 201208225 蜂鳴器一定時間，將其意旨通知使用者，且對於該當的供 電模組Μ停止輸出許可信號EN。 之後，至金屬存在信號ST消失為止，系統控制部9 係對於一次線圈L1進行間歇地激磁。 依此，本實施型態中，可藉由間些激磁防止金屬片8 感應加熱。 本實施型態的非接觸供電系統係具有以下的優點。 (1) 本實施型態中，振盪電路7a的構成零件的設計 值，亦即，電晶體Q1、金屬檢測天線線圈AT2、第一〜第 三電容C1〜C3、以及第一、第二電阻Rl、R2的設計值係 設定為於同振盪電路7a中，以從剛超過不產生振盪的臨界 值而開始產生振盪之後的狀態，至振盪振幅安定於同振盪 電路7a的安定最大振幅的狀態附近為止的振盪條件的範 圍内使振蓋產生。 - 亦即，振盪電路7a的設計值並.非為可維持-以安定的振 幅持續振盪的數值，而設定為以從可開始振盪之後的振盪 條件至安定地持續振盪條件之前為止的範圍内的振盪條件 使振盪產生的數值。其結果，可由相關於振盪的電磁性參 數的小變化，造成振盪信號Vo的振盪振幅的大變化。 藉此，小或薄的金屬片8置於金屬檢測天線線圈AT2 的附近時，天線線圈AT2的電磁氣特性的小變化係對於振 盪電路7a的振盪的有無造成影響，變換為振盪信號Vo的 振盪振幅的大變化。依此，金屬異物檢測裝置7 (振盪電 路7a)成為高感度而可進行更小的金屬片8的檢測。 (2) 此實施型態中係將金屬異物檢測裝置7設於供電 27 201208225 裝置1，因此可於供電裝置1側單獨地檢測置於供電裝置i 載置面6的金屬片8、夾於機器E與載置面6之間的金屬 片8等。藉此，可基於金屬片8的檢測進行供電的控制。 (3) 此實施型態中係將形成於供電裝置1的载置面6 的金屬檢測天線線圈AT 2形成渦捲狀。藉由渦捲狀地 而可於載置面6的面方向將線圈AT2展開，另外，亦可薄 ，其厚度。另外，因可藉由印刷配線等而簡單地形成而亦 可形成於頂板5的兩面，且形狀亦可為圓形、 各樣的形狀。 各式 (4) 此實施型態中，金屬檢測天線線圈AT2係作為 構成金屬異物件檢測裝置7的振盪電路7 a的零件，因此·”'， 可謀求構成零件的減少。 (5) 此實施'係於頂板5的載置面6上形成金屬檢 測天線線圈AT2。亦即，金屬檢測天線線圈AT2係形成於 最靠近金屬片8的位置。藉此’可將姻檢測感度提高至 尺冋稽度0 (第二實施型態） 接著，依據圖12、圖13、圖14說明第二實施型態。 上述第一實施型態的供電裝置1中，設於供電裝置i 的金屬檢測天線線圈AT2係一個。本實施型態的特徵在 於此么、電裝置1中設有複數個金屬檢測天線線圈at〗。 又，說明的方便上，與第一實施型態共通部分係標記 相同符號’省略詳細的說明。 圖12中，供電裝置1的載置面6形成複數個（圖12 所示係二十個）金屬檢測天線線圈ΑΤ2。本實施型態的金 28 201208225 屬檢測天線線圈AT2係第一實施型態的金屬檢測天線線圈 AT2的1/20的尺寸’對於載置面6 ’於X轴向配列五個， 於Y軸向配列四個。各金屬檢測天線線圈AT2係形成渦捲 狀，以習知的印刷配線技術形成於載置面6上。 各金屬檢測天線線圈AT2係與设於设體内2的金屬異 物檢測裝置7連接。並且，金屬異物檢測裝置7係如圖13 所示’經由各金屬檢測天線線圈AT2檢測置於載置面6的 金屬片8。 玉屬呉物檢測衷直/係包含振盪電路7a與檢測電路 几。振盪電路7a係與第一實施型態相同地，由柯比茲振盪 。並且，如® 14所示，各金屬檢測天線線圈 AT2係並聯連接，其並耳㈣路係連接於振堡電路％。 待盥複數個金屬檢測天線線圈AT2的振盪電路乃 設定為敎㈣^ H絲錢路_構成零件係 時，以從剛超過Γ 使同振M電路7a驅動 的狀態，絲驗 界值㈣衫生振蓋之後 的狀態附近i止的安定最大振幅 亦即ί 條件的範圍内使振盪產生。 尸如圖5(a)所示，去省/ 的狀態下，改變構成零件_值=物二於載置面6 定於終於開始振盪的條件的附近二匕，將振盈條件設 所示另實現㈣電路7a的顧信號Vg。®6的期間A1 圖6的期間二叉〇所：，僅放置機器E的情況時，如 僅略微衰減。τ 〇電路7a的振盪信號V。的振幅 29 201208225 相對於此，如圖5 (b)所示，僅放置金屬片8的情況 時，金屬檢測天線線圈AT2的電磁氣特性因金屬片8而快 速變化，如圖6的期間A3所示，振盪電路7a的振盪動作 停止，並且振盪信號Vo的輸出停止。 相同地，如圖5 (d)所示，金屬片8夾於機器E的情 況，或者，如圖5 (e)所示，金屬片8置於機器E附近的 情況時，金屬檢測天線線圈AT2的電磁氣特性亦因金屬片 8而快速變化，如圖6的期間A4所示，振盈電路7a的振 盪動作停止，並且振盪信號Vo的輸出停止。 本實施型態除了第一實施型態的優點之外，另具有以 下的優點。 (1)此實施型態中，金屬檢測天線線圈AT2係由複 數個小面積的天線線圈所構成。亦即，相同領域大小的載 置面6内配置複數個小面積的金屬檢測天線線圈AT2。因 此，可提高解析能力，進行更小的金屬片檢測。 另外，藉由複數個金屬檢測天線線圈AT2係對於一個 振蓋電路7a並聯連接，可抑制檢測感度的降低。因此，以 一個振盪電路7a即可確保廣大面積的檢測區域，且可檢測 出小的金屬片8。 再者，以一個振盪電路7a即可進行廣大面積的檢測， 因此，可節省電力，節省零件。再者，藉由配置複數個具 有如此複數個天線線圈AT2的一個振盪電路7a，即可簡單 地擴大檢測區域，自由地對應廣大的供電面。 又，此實施型態係並聯連接複數個金屬檢測天線線圈 AT2，並將其並聯電路連接至一個振盪電路7a。然而，如 30 ⑧ 201208225 圖15所示，亦可將複數個金屬檢測天線線圈a丁2區分為 複數組，於各組設置金屬異物檢測裝置7 ( 一個振盪電路 7a與一個檢測電路7b)。此時，亦可對於各組將其組所屬 的複數個金屬檢測天線線圈AT2並聯連接，並將其並聯電 路連接於其該組的振盪電路7a。 亦即，藉由設置複數組的振盪電路7a與檢測電路7b (即金屬異物檢測裝置7)，可容易地擴大檢測區域，自由 地對應廣大的載置面6。 (第三實施型態） 接著’依據圖16、圖17說明第三實施型態。 上述第一與第二實施型態係將金屬異物檢測裝置7設 於供電裝置1。本實施型態的特徵在於，將其設於機器E。 又，說明的方便上，與第一實施型態共通部分係標記 相同符號，省略詳細的說明。 圖16中，來機器E的殼體的下面，亦即與供電裝置1 的載置面6接抵的受電面，形成複數個（本實施型態中係 四個）金屬檢測天線線圈AT2。各金屬檢測天線線圈AT2 係與第一及第二實施型態相同地，形成渦捲狀，以習知的 印刷配線技術形成於下面。本實施型態中，金屬檢測天線 線圈AT2未形成於供電裝置1的載置面6。 另外’機1 E内設有包含振盪電路7a與檢測電路几 的金屬異物檢測裝置7。形成於機器E下面的複數個金屬 檢測天線線圈AT2係並聯連接，其並聯電路係連接於金屬 異物檢測電路7的振遺電路7a。這些的複數個金屬檢測天 線線圈AT 2係構成金屬異物檢測裴置7的一部分。金屬異 31 201208225 物檢測裝置7係經由金屬檢測天線線圈AT2，檢測夾於載 置面6上載置的機器E之間的金屬片8。 金屬異物檢測裝置7的振盪電路7a係與第一實施型態 相同地，以柯比茲振盪電路構成。振盪電路7a係與第一實 施型態相同地’構成振盪電路7a的構成零件係設定為預定 的設計值。該設計值係使同振盪電路7a驅動時，以從剛超 過不產生振盪的臨界值而開始產生振盪之後的狀態，至振 盪振幅安定於同振盪電路7a的安定最大振幅的狀態附近 為止的振盪條件的範圍内使振盪產生。 藉此，即使機器E載置於供電裝置1的載置面6的情 況，且金屬片8夾於該機器E的情況，或者，金屬片8置 於該機器E附近的情況時，金屬檢測天線線圈AT2的電磁 氣特性因金屬片8而快速變化，可使振盪電路7a的振盪動 .作停止’並且使振盪信號ν〇的輸出停止。 ·-依此，可藉由振盪電路7a高感度地檢測置於供電裝置 1載置面6的金屬片8。 從振盪電路7a輸出的振盪信號Vo係輸出至檢測電路 7b。檢測電路7b係於振盪信號v〇的振幅值未滿預定的基 準值時，判斷為金屬片8夾於機器E，或者，金屬片$置 於機器E附近的載置面6 ,並輸出金屬存在信號ST。 —相反地，檢測電路7b係於振蘯信號Vo的振幅值為預 疋的基準值以上時，判斷為僅有機器E放置於載置面6而 不輸出金屬存在信號ST。 心檢測電路7b係將此金屬存在信號ST輸出至機器侧送 觉信電路1G°然後’機㈣送受信電路10係將輸入的金 ⑧ 32 201208225 屬存在信號st’經由送受信天線線AT3傳送至供電裝置^ 又’振盈電路7a的直流電源B係内藏於機器e的輔 助電源（二次電池）。機器E載置於間歇激磁中的供電裝置 1的載置面6時，此辅助電源（二次電池）係藉由二次線 圈L2產生的二次電力充電。因此，當機器E載置於間歇 激磁中的供電裝置1的載置面6,藉由二次線圈L2產生的 =次電力對辅助電源（二次電池）充電時，則機器侧送受 仏電路10動作，且振盪電路7a亦開始振盪動作。 “另一方面，供電裝置i的供電模組M +設有金屬信號 觉=路7c。金屬信號受信電路7c係與供電模組M的信 號受信天線線圈AT1連接。金屬信號受信電路 : 載置於載置面6的機器E傳送的送信信號，從童接受二送 信=號抽出金屬存在信號ST。當金屬信號受信電路％從 =域抽出金屬存在信號ST時，將其金屬存在信號訂 輸出至激磁控制電路43。 ' 制2磁控㈣路13係將金屬存在錢訂輸出至系統控 出統控制部9係於輸人金屬存在信魏時，不輸 依此，激磁控制電路13不將為了供電： -人線圈L1激磁驅動的驅動控制作梦 頻電路14。 職制1^CT輸出至高頻變 本實施型態係具有以下的優點。 ⑴此實施㈣卜機器E内設有金屬 7。設於機器E内的振㈣路7a的構偏^測裝置 為可維持以安定的振幅持續振盪的數值^=值並非 開始振蘯之後的振盈條件至安定地持續振 33 201208225 的範圍内的振盪條件使振盪產生的數值。藉此，可由相關 於振盪的電磁性參數的小變化，造成振盪振幅的大變化。 藉此，小或薄的金屬片8置於金屬檢測天線線圈AT2 的附近時，天線線圈AT2的電磁氣特性的小變化係對於振 盪電路7a的振盪的有無造成影響，變換為振盪信號v〇的 振盪振幅的大變化。依此，金屬異物檢測裝置7 (振盪電 路7a )成為高感度而可進行更小的金屬片8的檢測。 (2) 此實施型態中係將金屬異物檢測裝置7設於機器 E内。依此，因機器E具有檢測機能而可更提高附著或置 於機器E附近的金屬片8，或者，夾於供電裝置與機器e 之間的金屬片8的檢測精度。 (3) 此實施型態中係機器e的殼體下面形成金屬檢測 天線線圈AT2。亦即，將機器E載置於載置面6時，金屬 檢測天線線圈AT2係形成於最靠近金屬片8的位置。藉 此，可將金屬檢測感度提高至更高精度。 _ (第四實施型態） 接著，依據圖18、圖19、圖20、圖21說明第四實施 型態。 上述第一與第二實施型態係將金屬異物檢測裝置7設 於供電裝置卜第三實施型態係將金屬異物檢測裝置7設 於機器E。本實施型態的特徵在於將此分散於供 ' 與機器E而設置。 、 相 說_方便上，與第—實施型態共通部分係標記 同符號，省略詳細的說明。 圖Μ中，於機器E殼體的下面，亦即與供電裝置i ⑧ 34 201208225 的載置面6接抵的受電面，形成複數個（本實施型態中係 四個）金屬檢測天線線圈AT2。各金屬檢測天線線圈AT2 係與第三實施型態相同地，形成渦捲狀，以習知的印刷配 線技術形成於機器E殼體的下面。金屬檢測天線線圈AT2 係並聯連接，其並聯電路係與構成設於機器E内的金屬異 物檢測裝置7的振盪電路7a連接。 圖19所示的振盪電路7a係與第三實施型態相同地， 以柯比茲振盪電路構成。連接於金屬檢測天線線圈AT2的 振盪電路7a係與第三實施型態相同地，構成振盪電路7a 的構成零件係設定為預定的設計值。該設計值係使同振盪 電路7a驅動時，以從剛超過不產生振盪的臨界值而開始產 生振盪之後的狀態，至振盪振幅安定於同振盪電路7a的安 定最大振幅的狀態附近為止的振盪條件的範圍内使振盪產 生。 藉此，即使機器E載置於供電裝置1的載置面6的情 況，且金屬片8夾於該機器E的情況，或者，金屬片8置 於該機器E附近的情況時，金屬檢測天線線圈AT2的電磁 氣特性因金屬片8而快速變化，可使振盪電路7a的振盪動 作停止，並且使振盪信號Vo的輸出停止。 依此，可藉由振盪電路7a高感度地檢測置於供電裝置 1載置面6的金屬片8。 另外，振盪電路7a的振盪動作停止時，機器側送受信 電路10係停止機器認証信號ID的傳送。 又，振蘯電路7a的直流電源B係内藏於機器E的輔 助電源（二次電池）。機器E載置於間歇激磁中的供電裝置 35 201208225 1的載置面6時，此輔助電源（二次電池 圈L2產生的二戈雷六右雪 係藉由二次線 營番-彼 電力充電。又’辅助電源亦可為電容等的 1的二® Γ此’當機器E載置於間歇激磁中的供電穿置 !的載置 =6,藉由二次線圈u產生的二次電力對】= = )充電時，則機器側送受信電路10動二且 二一入^亦開始振盪動作。此時，至辅助電源（二次電 元ί為止’機器側送受信電路1G與振盪電路7a ’、’、_人線圈L1的間歇激磁同步地進行間歇動作。 一另一方面’供電裝置1的載置® 6形成複數個（圖18 所示係二十個）受信天線線圈AT4。本實施型態的受_天 線線圈AT4係對於載置® 6，於X軸向配列五個，於¥°軸 向配列四個°各受信天線線圈AT4係形成渦捲狀，以習知 的印刷配線技術形成於載置面“受信天線賴AT4係與 構成設於供電裝置1 (殼體2)内的金屬異物檢測裝置7的 檢測電路7b連接。 各受信天線線圈AT4係檢測形成於置於載置面6的機 器E的各金屬檢測天線線圈AT2所放出的磁通變化，將對 應於其磁通變化的電壓波形的檢測信號，輸出至檢測電路 7b 〇 亦即，即使是將機器E置於載置面6的情況，且金屬 片8夾於機器E’或金屬片8置於機器E的附近的情況時， 振盪電路7a係停止振盪，或者，振盪信號v〇的振幅衰減 至接近零的振幅值。受信天線線圈AT4係檢測來自此金屬 檢測天線線圈AT2的磁通變化，將小於規定值的振幅值的 檢測信號輸出至檢測電路7b。其結果，檢測電路7b係從 36 ⑧ 201208225 受信天線線圈AT4接受的檢測信號的振幅準位，檢 屬片8存在，並輸出金屬存在信號ST。 、 在此，供電裝置1與機器E之間可能有圖2〇( (g)所示的情況。 （）〜 電裝置1的载 電裝置1的載 圖20 ( a )係表示未放置任何物品於供 置面6的狀態。 圖20 (b)係表示僅放置金屬片8於供 置面6的狀態。 圖20 (c)係表示僅放置機器E於供電裝置丄的 面6的狀態。 圖20(d)係表示金屬片8夾於供電裝置}的載置面6 與機器E之間的狀態。 圖20 (e)係表示金屬片8置於供電裝置i的載置面6 上，與機器E分離的位置的狀態。 圖20(f)係表示供電裝置1的載置面6與機器分離而 供電的狀態。 圖20 (g)係表示供電裝置1的載置面6與金屬片8 分離，其分離的空間中或附近亦置有金屬片8的狀態。 各狀態中，如圖20 (a)所示，未放置任何物品於載 置面6的狀態下，如圖21的期間A1所示，因機器侧送受 k電路10與振盪電路7a未接受來自二次線圈L2的二次電 力’因此，機器側送受信電路1〇未傳送機器認証信號ID 且振盪電路7a未振盪。其結果，金屬檢測天線線圈AT2 與受信天線線圈AT4的端電壓成為零。另外因未從機器e 傳送機器認証信號ID ’因此，供電裝置1 ( 一次線圈L1) 37 201208225 係進行間歇激磁。 另外，如圖20 (b)所示，僅放置金屬片8於供電裝 置1的載置面6的狀態下，如圖21的期間A3所示\因機 器側送受信電路10與振盪電路7a未接受來自二次線圈L2 的二次電力，因此，機器側送受信電路1〇未傳送機器認註 信號ID且振盪電路7a未振盪。其結果，金屬檢測天線線 圈AT2與受彳§天線線圈AT4的端電壓成為零。另外因未從 機器E傳送機器認証信號ID，因此，供電裝置i ( 一次線 圈L1 )係進行金屬片8不至感應加熱程度的間歇激磁。 再者，如圖20(c)所示，僅放置機器E於供電裝置i 的載置面6的狀態下，如圖21的期間A2所示，機器侧送 受信電路10與振盪電路7a接受來自二次線圈^的二次電 力:機器E(機器侧送受信電路1())傳送機器認註信號出， 振盈電路7a成為最大振幅的連續振盪。 、，其結果’供電裝置W受信天線線圈AT4的端電壓亦 成為最大振幅的連續振盪信號。其結果，未產生金屬存在 信號ST’供電裝置丨（―次_L1)亦成為連續激磁。 再者，如圖20(f)所示’供電裝置i的載置面6與機 器分離而供電的狀態下，如圖21的期間A5所示，機器 送受信電路1〇與振盡電路7a接受來自二次線圈以的^次 電力，機器Μ機器側送受信電路1G)傳送機器認f正信號 10，振盪電路7a成為最大振幅的連續振盪。 其結果’供電裝置1的受信天線線圈AT4的端電壓， 雖然振幅若干變小，但亦成為連續振盪信號。其結果 產生金屬存在錢ST，供電裝L (一次線圈⑴ 38 201208225 連續激磁。 的.ίΓ如圖2G(d)所示’金屬#8夾於供電裝置1 二 、6與機器E之間的狀態下，如圖21的期間A6所 不，雖然從機器E間歇傳送機器認証信號1〇，但振盪電路 7a、的振盪化號v〇亦成為振幅值接近零的間歇振盪或停止 振盪。圖20(e)亦相同。 其結果，產生金屬存在信號ST，供電裝置丨（一次線 圈L1)係成為不至使金屬片8感應加熱程度的間歇激磁。 另外，如圖20 (g)所示，即使是供電裝置i的載置 面6與金屬片8分離，金屬片8置於其分離的空間或附近 的狀態，如圖21的期間A6所示，雖然從機器E間歇傳送 機器認證信號ID，但振盪電路7 a的振盪信號v〇亦為接近 零的振幅值的間歇振盪或振盪停止。另外，檢測來自此金 屬檢測天線線區AT2的磁通變化的受信天線線圈AT4的端 電壓係因介在的金屬片8吸收來自金屬檢測天線線圈AT2 的電磁波而衰減。 其結果，產生金屬存在信號ST，供電裝置1 ( 一次線 圈L1 )係成為不至使金屬片8感應加熱程度的間歇激磁。 本實施型態具有以下的優點。 (1 )若依據本實施型態，金屬異物檢測裝置7係藉由 於供電裝置1設置金屬檢測天線線圈AT2與振盪電路7a， 以及於機器E設置受信天線線圈AT4與檢測電路7b而構 成。亦即，金屬異物檢測裝置7係分離地配置於供電裝置 1與機器E。 依此’除了利用機器側的振盪電路的停止或衰減來檢 39 201208225 測夾於供電裝置1與機器E的金屬異物的存在之外，因可 利用傳達至設於供電裝置1的受信天線線圈AT4的磁通的 衰減，而可進行更小的金屬片8的檢測。 另外，亦可對應如磁性共振、二次線圈L2、二次線圈 L2具有共振電路的電磁感應方式等，一次線圈L1與二次 線圈L2距離數公分至數十公分以上而供電的間隔供電。 又，上述實施型態亦可變化如下。 •上述各實施型態中係將金屬異物檢測裝置7的振盪 電路7a以柯比茲振盪電路構成，但不限於此，例如亦可由 哈特萊振盪電路等其他的振盪電路來實施。 •上述各實施型態中係將渦捲狀的金屬檢測天線線圈 AT2形成方形的形狀，但不限於此，例如亦可由圓形、橢 圓形等其他形狀來實施。 •上述各實施型態中並未特別限定金屬異物檢測裝置 7的振盪電路7a的振盪頻率。然而，亦可將振盪電路7a(振 盪信號Vo)的振盪頻率設定為高於為了供電而將一次線圈 L1激磁的高頻變頻電路14 (高頻振盪電路14a)的振盪頻 率。 如此，將金屬檢測天線線圈AT2激磁的頻率提高於一 次線圈L1激磁的頻率，藉此，可降低一次線圈L1的磁通 影響，提高檢測精度。另外，若依據此構成，則可減少金 屬檢測天線線圈AT 2的圈數^或可縮短線圈的線長。 上述第一實施型態與第二實施型態係於供電裝置1的 載置面6形成金屬檢測天線線圈AT2，將構成金屬異物檢 測裝置7的振盪電路7a與檢測電路7b設於殼體2内。然 201208225 而二如圖22所示，可於薄的絕緣性可撓性基板3〇 (亦可 為薄的硬質基板）的表面形成渦捲狀的金屬檢測天線線圈 AT2,於可挽性基板3G的表面―侧實裝振盪電路與檢測 電路7b，形成獨立的金屬異物檢測裝置7。再對於供電裝 置1將可連接信號線與f源線軸線連接至金屬異物檢 裝置7。 、 將如此構成的金屬異物檢測襄置7載置於既存的供電 裝置的載置面，藉此，即可使既存的供電裝置 屬檢測機能的非接觸電系統。 -寸有金 另外，可於薄的絕緣性可撓性基板（亦可為 基板）的表面形成渦捲狀的受信天線線圈AT4, 的表面一側實裝檢測電路7b，且對於既存的供電 可連接信號線與電源線的配線連接至檢測電路7b 薄的硬質 於該基板 裝置1將 並且’將該基板載置於既存的供電裝置的 此’即可使既存的供電裝置成為與第四實施型雜相 金屬檢測機能的非接觸供電系統。 ~ 藉 同的附 •上述各實施型態中，檢測電路7b係以扭 "丁'Μ微盪信號 的振幅值的大小來判斷金屬片8的有無，但檢測 可依據頻率的變化來判斷金屬片8的有無，此 7b亦 路7a的構成零件的設計值並非為可維持以安定的 € 續振盪的數值，而設定為從頻率不安定的狀態至以…—持 振盪頻率持續振盪的條件之前為止的數值。如斗 疋的 此，必需由 相關於振盪的電磁性參數的小變化，造成振盪頻率的大1 化。 變 •上述第一〜第三各實施型態係於供電癸番】 i與機器 41 201208225 E的任一側形成金屬檢測天線線圈AT2，並將振盪電路7a 與檢測電路7b設於形成其金屬檢測天線線圈AT2的一 側。然而，亦可於供電裝置丨與機器E兩側，形成金屬檢 測天線線圈AT2並且設置振盪電路7a與檢測電路7b來實 施。此時’可進行更極微細的高精度檢測。 •上述各實施型態係將金屬檢測天線線圈AT2形成渦 捲狀，但亦可形成環狀、螺旋狀等其以外的形狀。 【圖式簡單說明】 圖1係第一實施型態的供電裝置的整體立體圖。 圖2係表不一次線圈、金屬檢測天線線圈的配置位置 的說明圖。 圖3係表示供電裝置與機器的電氣構成的電氣方塊電 路圖。 圖4係金屬異物檢測裝置的振签電路圖。 圖5中（a)係表示未放置任何物品於供電裝置的狀態 的圖’（b)絲雜放置金屬片於供钱置的㈣的圖，（c) 係表示僅放置機器於供電裝置的狀態的圖，⑷係表示金 屬片夾於供電裝置的载置面與機器之間的狀態的圖，⑷ 係表示金屬片置於與機器分離的位置的狀態的圖。 圖6係振盪電路的振堡信號的輸出波形圖。 圖7係其他振盪條件下的振盪電路的檢測信號的輸出 油并ί圄。 二激磁同步信號的輸出 圖8係向頻變頻電路的電路圖 圖9係第一激磁同步信號與第 42 201208225 波形圖。 圖1 〇係高頻變頻電路的輸出波形圖。 圖11係高頻變頻電路的輸出波形圖。 圖12係第二實施型態的供電裝置的整體立體圖。 圖13係表示第二實施型態的供電裝置與機器的電氣 構成的電氣方塊電路圖。 圖14係表示第二實施型態的金屬檢測天線線圈的電 氣構成的電路。 圖15係表示第二實施型態的其他例的電路圖。 圖16係第三實施型態的供電裝置與機器的整體立體 圖。 圖17係表示第三實施型態的供電裝置與機器的電氣 構成的電氣方塊電路圖。 圖18係第四實施型態的供電裝置與機器的整體立體 圖。 一 -η 圖19係表示第四實施型態的供電裝置與機器的電氣 構成的電氣方塊電路圖。 圖20中（a)係表示未放置任何物品於供電裝置的狀 態的圖’（b)係表示僅放置金屬片於供電裝置的狀態的圖， _(〇係表示僅放置機器於供電裝置的狀態的圖，（d)係表 不金屬片夾於供電裝置的載置面與機器之間的狀態的圖， U)係表示金屬片置於與機器分離的位置的狀態的圖，⑺ 係表不供電裝置的載置面與機器分離而供電的狀態的圖， (g)係表示供電裝置的载置面與金屬片分離，其分離的空 間中亦置有金屬片的狀態的圖。 43 201208225 圖21係振盪電路的振盪信號的輸出波形圖。 圖22係表示金屬異物檢測裝置的其他例的立體圖。 【主要元件符號說明】 1 :供電裝置 2 ： 殼體 3 :底板 4 ： 四角框體 5 :頂板 6 ： 载置面 7 :金屬異物檢測裝置 7a :振盪電路 7b :檢測電路 7c :金屬信號受信電路 8 :金屬片 9 ： 系統控制部 10 :機器側送受信電路 11 :激磁要求受信電路 12 :機器認証受信電路 13 :激磁控制電路 14 :高頻變頻電路 14a l:振盪電路 14b :激磁同步信號產生電路 21 :第一 AND電路 22 :第二AND電路 .23 :第一 QR電路 24 :第二OR電路 30 :可撓性基板 AT1 :信號受信天線線圈 AT2:金屬檢測天線線圈 AT3 :送受信天線 AT4 :受信天線線圈 B :直流電源 C1 :第一電容 C2 :第二電容 C3 :第三電容 C4 :第四電容 C5 :第五電容 C6 :第六電容 D1 :二極體 D2 :二極體 E : 機器 L1 : 一次線圈 L2 :二次線圈 Μ :供電模組 N1 :點 201208225 N2 :點 Q1 : Q11 :第一功率電晶體 Q12 R1 :第一電阻 R2 ： Z :負載 電晶體 :第二功率電晶體 第二電阻 45

Claims (1)

1. 201208225 七、申請專利範圍： 1.一種非接觸供電系統，其係具備： 一次線圈； 供電裝置，包含用以對前述一次線圈流通高頻電流的 高頻變頻器； 機器’包含經由流過前述一次線圈的電流而產生的交 變磁通產生感應電力的二次線圈，利用前述二次線圈產生 的感應電力’將電力供給至負載；以及 金屬異物檢測裝置，包含： 天線線圈， 振盪電路’對前述天線線圈流通高頻電流；以及 檢測電路，檢測於前述振盪電路與前述天線線圈 之任一者中觀測到的電壓或電流的變化， 其中，前述振盪電路係包含構成零件，該構成零件係 具有設計值，該設計值係於同振盪電路中，以從剛開始產 2盈之後的振盪條件至安定地持續振堡條件之前為止的 範圍内的振盪條件，使振盪產生， :述金屬異物檢測裝置係基於以置於前述供電裝置上 if異物為起因的前述天線線㈣性的變化，以 ‘===:零接件觸_統 46 201208225 义3.如巾4專利㈣第丨項所述的非接觸供電系統，其 中則述天線線圈係由複數個小面積的線圈所構成。 ^如申請專利範圍第3項所述的非接觸供電系統，其 中刚述天線線圈係由前述複數個小面積的_並聯連接所 構成。 5·如申4專利範圍第1 i 4之任_項所述的非接觸供 電系統’其巾前述金屬異物檢測裝置係設於前述供電裝置。 6. 如申请專利範圍第丨至4之任一項所述的非接觸供 =系統，其中前述金屬異物檢測裝置係設於前述機器，對 則述供電裝置傳送前述檢測電路的信號，控制前述供電裝 置。 7. 如申請專利範圍第1至4之任一項所述的非接觸供 電系統’其中前述機器中設有前述天線線圈與前述振盪電 路，前述供電裝置中設有前述檢測電路， 則述檢測電路係包含接受來自前述機器的前述天線線 圈的信號的受信天線線圈。 8. 如申請專利範圍第1至4之任一項所述的非接觸供 電系統’其中前述天線線圈係配置於由前述供電裝置的殼 體形成的供電面，以及由前述機器的殼體形成的受電面的 至少一者。 47 201208225 9.如申請專利範圍第1至4之任一項所述的非接觸供 電系統’其中前述振盪電路的振盪頻率係高於前述高頻變 頻器的振盪頻率。 !〇.如申請專利範圍第1至4之任一項所述的非接觸供 電系統，其中前述天線線圈係形成渦捲狀。 11.一種非接觸供電系統的金屬異物檢測裝置，其係將 供電裝置的一次線圈激磁，於配置於前述供電裝置上的機 器的二次線圈’以電磁感應使感應電力產生，將該感應電 力供給至前述機器的負載，具備： 天線線圈； 振盪電路，對前述天線線圈流通高頻電流；以及 檢測電路’檢測於前述振盪電路與前述天線線圈 之任一者中觀測到的電壓或電流的變化， 其中’前述振盪電路係包含構成零件，該構成零件具 有設計值’該設計值係於同振盪電路中，以從剛開始產生 振盪之後的振盪條件至安定地持續振盪條件之前為止的範 圍内的振盪條件，使振盪產生， 前述檢測電路係基於以置於前述供電裝置上的金屬異 物為起因的前述天線線圈的電氣特性的變化，檢測前述振 盈電路的振堡的停止或振盈振幅的衰減，控制前述供電裝 置。 " ⑧ 48