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1、10申请公布号CN104160590A43申请公布日20141119CN104160590A21申请号201380013046022申请日20130228201205332520120309JPH02J17/0020060171申请人松下电器产业株式会社地址日本大阪府72发明人小原弘士兵头聪入江健一74专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所普通合伙11277代理人刘新宇54发明名称非接触电力传输装置的驱动方法和非接触电力传输装置57摘要通过选择性地使用第一谐振频率AL和第二谐振频率BL激励初级线圈L1,其中,所述第一谐振频率AL在所述初级线圈L1和初级侧电容器C所确定的频率附近,所述初级线圈。
2、L1配置在供电区AR中,所述第二谐振频率BL在由在所述初级线圈L1与次级线圈L2相对的情况下存在的次级侧电感成分和次级侧电容成分所确定的频率附近。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014090586PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0012292013022887PCT国际申请的公布数据WO2013/132799JA2013091251INTCL权利要求书4页说明书21页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书4页说明书21页附图5页10申请公布号CN104160590ACN104160590A1/4页21一种非接触电力传输装置的驱动方法,所。
3、述非接触电力传输装置包括具有供电区的放置面、以及配置在所述供电区中并且由初级线圈和电容器构成的初级侧电路,其中,在所述供电区上放置电气设备的情况下,所述非接触电力传输装置激励配置在所述供电区中的所述初级线圈,并且在所述电气设备中所设置的受电装置的次级线圈处产生电磁感应,以向所述电气设备供电,所述驱动方法包括选择性地使用第一谐振频率和第二谐振频率来激励所述初级线圈的步骤,其中,所述第一谐振频率在由配置在所述初级侧电路中的所述初级线圈和所述电容器所确定的频率附近,所述第二谐振频率在由在所述初级线圈与所述次级线圈相对的情况下的所述电气设备的电感成分和电容成分所确定的频率附近。2根据权利要求1所述的非。
4、接触电力传输装置的驱动方法,其中,激励所述初级线圈的步骤包括以所述第一谐振频率激励所述初级线圈来检测金属或者所述电气设备,并且基于流向所述初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属,在判断为在所述供电区上存在金属、或者在所述供电区上不存在任何东西的情况下,中止以所述第一谐振频率和所述第二谐振频率对所述初级线圈的激励,在判断为在所述供电区上存在除金属以外的物体的情况下,以所述第二谐振频率激励所述初级线圈来检测所述电气设备,并且基于所述初级电流,判断存在于所述供电区上的物体是否是所述电气设备,以及在判断为所述物体是所述电气设备的情况下,以所述第二谐振频率激励所述初级线圈,并且向所述电气设备。
5、供电。3根据权利要求2所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,判断存在于所述供电区上的物体是否是所述电气设备的步骤包括基于来自所述电气设备的信息进行判断,该信息基于通过所述电气设备所接收到的次级电力。4根据权利要求2或3所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,激励所述初级线圈的步骤包括在判断为存在于所述供电区上的物体不是所述电气设备的情况下,中止以所述第二谐振频率对所述初级线圈的激励。5根据权利要求14中任一项所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,所述供电区是在所述放置面中划分形成的多个供电区中的一个,所述初级线圈是分别配置在所述多个供电区中的多个初级线圈中的一个,以及激励所述初级线圈。
6、的步骤包括选择性地使用所述第一谐振频率和所述第二谐振频率,激励所述多个初级线圈中的每一个。6根据权利要求5所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,激励所述初级线圈的步骤包括多轮激励所述多个初级线圈,以及在存在在前一轮中以所述第二谐振频率激励的初级线圈的情况下,以所述第二谐振频率、而不是以所述第一谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一初级线圈。7根据权利要求6所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,激励所述初级线圈的步骤包括在存在在前一轮中判断为在供电区上存在的物体是金属的初级线圈的情况下,不以所权利要求书CN104160590A2/4页3述第一谐振频率和所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且。
7、切换至下一初级线圈。8根据权利要求6或7所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,激励所述初级线圈的步骤包括在存在在前一轮中判断为在供电区上不存在任何东西的初级线圈的情况下,以所述第一谐振频率激励该初级线圈来检测金属或者电气设备,并且基于流向该初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体。9根据权利要求8所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,激励所述初级线圈的步骤包括在存在判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈的情况下,中止以所述第二谐振频率对该初级线圈的激励,并且切换至下一初级线圈,以及在对判断为存在于供电区上的物体是所述电气设备的初级线圈进行激励。
8、的情况下,以所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一初级线圈。10根据权利要求8所述的非接触电力传输装置的驱动方法,其中,激励所述初级线圈的步骤包括在前一轮中判断为与判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈相邻的初级线圈相对应的供电区上存在的物体不是所述电气设备的情况下,以所述第二谐振频率同时激励这两个供电区的两个初级线圈,并且判断存在于这两个供电区上的物体是否是所述电气设备。11一种非接触电力传输装置,其包括具有供电区的放置面、以及配置在所述供电区中并且由初级线圈和电容器构成的初级侧电路,其中,在所述供电区上放置电气设备的情况下,所述非接触电力传输装置激励配置在所述供电区中。
9、的所述初级线圈,以在所述电气设备中所设置的受电装置的次级线圈处产生电磁感应,来向所述电气设备供电,所述非接触电力传输装置包括信号生成电路,用于选择性地生成第一驱动信号和第二驱动信号,其中,所述第一驱动信号以第一谐振频率激励所述初级线圈,所述第一谐振频率在由配置在所述初级侧电路中的所述初级线圈和所述电容器所确定的频率附近,所述第二驱动信号以第二谐振频率激励所述初级线圈,所述第二谐振频率在由在所述初级线圈与所述次级线圈相对的情况下的所述电气设备的电感成分和电容成分所确定的频率附近;激励电路,用于根据从所述信号生成电路所提供的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号中的任一个来激励所述初级线圈;以及控制电。
10、路,用于生成用于切换所述信号生成电路所生成的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的激励控制信号。12根据权利要求11所述的非接触电力传输装置,其中,还包括存在检测电路,用于在以所述第一谐振频率激励所述初级线圈的情况下,基于流向所述初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体,以及电气设备判断电路,用于在以所述第二谐振频率激励所述初级线圈的情况下,基于流向所述初级线圈的所述初级电流,判断在所述供电区上是否放置了所述电气设备。13根据权利要求12所述的非接触电力传输装置,其中,所述控制电路使所述信号生成电路提供所述第一驱动信号,利用所述激励电路以所述权利要求书CN10416。
11、0590A3/4页4第一谐振频率激励所述初级线圈,并且从所述存在检测电路获取表示在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体的信息,以及所述控制电路使所述信号生成电路提供所述第二驱动信号,利用所述激励电路以所述第二谐振频率激励所述初级线圈,并且从所述电气设备判断电路获取表示放置在所述供电区上的除金属以外的物体是否是能够被供电的电气设备。14根据权利要求13所述的非接触电力传输装置,其中,表示在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体的信息包括表示在所述供电区上不存在任何东西的信息。15根据权利要求1214中任一项所述的非接触电力传输装置,其中,所述供电区是在所述放置面中划分形成的多个供电。
12、区中的一个,所述初级线圈是分别配置在所述多个供电区中的多个初级线圈中的一个,所述信号生成电路是分别配置在所述多个供电区中的多个信号生成电路中的一个,所述激励电路是分别配置在所述多个供电区中的多个激励电路中的一个,所述电气设备判断电路是分别配置在所述多个供电区中的多个电气设备判断电路中的一个,所述存在检测电路是分别配置在所述多个供电区中的多个存在检测电路中的一个,所述非接触电力传输装置包括分别配置在所述多个供电区中的多个基本供电单元电路,由所述信号生成电路、所述激励电路、所述电气设备判断电路和所述存在检测电路构成所述多个基本供电单元电路中的每一个,以及所述控制电路统括控制所述多个基本供电单元电路。
13、。16根据权利要求15所述的非接触电力传输装置,其中,所述控制电路多轮激励所述多个初级线圈,以及在存在在前一轮中以所述第二谐振频率激励的初级线圈的情况下,所述控制电路以所述第二谐振频率、而不是以所述第一谐振频率来激励该初级线圈,并且切换至下一初级线圈。17根据权利要求16所述的非接触电力传输装置,其中,在存在在前一轮中判断为在供电区上存在的物体是金属的初级线圈的情况下,所述控制电路不以所述第一谐振频率和所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一供电区的初级线圈。18根据权利要求16所述的非接触电力传输装置,其中,在存在在前一轮中判断为在供电区上不存在物体的初级线圈的情况下,所述控制电路以所。
14、述第一谐振频率激励该初级线圈来检测金属或者电气设备,并且基于流向该初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体。19根据权利要求18所述的非接触电力传输装置,其中,在存在判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈的情况下,所述控制电路中止以所述第二谐振频率对所述初级线圈的激励,并且切换至下一初级线圈,以及在存在判断为存在于供电区上的物体是所述电气设备的初级线圈的情况下,所述控制电路以所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一初级线圈。20根据权利要求18所述的非接触电力传输装置,其中,在前一轮中判断为与判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈。
15、相权利要求书CN104160590A4/4页5邻的初级线圈相对应的供电区上存在的物体不是所述电气设备的情况下,所述控制电路以所述第二谐振频率同时激励这两个供电区的两个初级线圈,并且判断存在于这两个供电区上的物体是否是所述电气设备。21根据权利要求1220中任一项所述的非接触电力传输装置,其中,所述控制电路向所述信号生成电路提供用于通过所述激励电路以多个校正谐振频率激励所述初级线圈的激励控制信号,以及所述控制电路从来自所述存在检测电路的、基于以所述多个校正谐振频率对所述初级线圈的激励的信息,获取所述第一谐振频率,并且向所述信号生成电路提供用于通过所述激励电路以所获取的第一谐振频率来激励所述初级线。
16、圈的激励控制信号。权利要求书CN104160590A1/21页6非接触电力传输装置的驱动方法和非接触电力传输装置技术领域0001本发明涉及一种非接触电力传输装置的驱动方法和非接触电力传输装置。背景技术0002在在先技术中,电磁感应式非接触电力传输装置包括用于检测被放置在放置面上的金属的金属检测器,其中,在该放置面上,放置被供电的电气设备。金属检测器防止金属在向电气设备供电时被感应加热。专利文献1说明了一种包括用于供电的初级线圈和用于检测金属的检测线圈的非接触电力传输装置的例子。该非接触电力传输装置激励用于供电的初级线圈来向电气设备供电,并且激励用于检测金属的检测线圈来检测金属或者电气设备。00。
17、03在先技术文献0004专利文献0005专利文献1日本特开2006230129发明内容0006发明要解决的问题0007非接触电力传输装置需要用于供电的初级线圈和用于检测金属的检测线圈。这样导致具有复杂且大型化的结构的非接触电力传输装置。另外,需要提高这两个线圈的定位精度来增强金属检测精度。因此,需要高的技术来组装该非接触电力传输装置。0008特别地,放置面包括多个分开的供电区。各个供电区包括用于供电的初级线圈和用于检测金属的检测线圈。这样导致更加复杂且更加大型化的结构。在这类非接触电力传输装置中,各个供电区均容易受到来自相邻供电区的磁通量的影响。因此,希望在不会降低供电效率的情况下来精确检测金。
18、属和设备。0009此外,专利文献1在0094段说明了当将用于供电的初级线圈配置成检测电磁耦合度时,可以省略用于检测金属的检测线圈。然而,在专利文献1中,由初级线圈和电容器形成的初级侧电路仅具有初级线圈和电容器所设置的单个谐振峰值。因此,在谐振频率附近进行供电以及金属和电气设备的检测。0010结果,在该非接触电力装置中,各个供电区容易受到来自相邻供电区的磁通量的影响。这样导致的缺点是不能高效率地进行供电,并且不能高精度地检测金属和电气设备。0011本发明的目的是提供一种能够在利用简单结构提高供电效率及金属和电气设备的检测精度的同时,降低装置的大小的非接触电力传输装置和非接触电力传输装置的驱动方法。
19、。0012用于解决问题的方案0013为了实现上述目的,本发明提供一种非接触电力传输装置的驱动方法,所述非接触电力传输装置包括具有供电区的放置面、以及配置在所述供电区中并且由初级线圈和电说明书CN104160590A2/21页7容器构成的初级侧电路,其中,在所述供电区上放置电气设备的情况下,所述非接触电力传输装置激励配置在所述供电区中的所述初级线圈,并且在所述电气设备中所设置的受电装置的次级线圈处产生电磁感应,以向所述电气设备供电,所述驱动方法包括选择性地使用第一谐振频率和第二谐振频率来激励所述初级线圈的步骤,其中,所述第一谐振频率在由配置在所述初级侧电路中的所述初级线圈和所述电容器所确定的频率。
20、附近,所述第二谐振频率在由在所述初级线圈与所述次级线圈相对的情况下的所述电气设备的电感成分和电容成分所确定的频率附近。0014优选地,在上述结构中,激励所述初级线圈的步骤包括以所述第一谐振频率激励所述初级线圈来检测金属或者所述电气设备,并且基于流向所述初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属,在判断为在所述供电区上存在金属、或者在所述供电区上不存在任何东西的情况下,中止以所述第一谐振频率和所述第二谐振频率对所述初级线圈的激励,在判断为在所述供电区上存在除金属以外的物体的情况下,以所述第二谐振频率激励所述初级线圈来检测所述电气设备,并且基于所述初级电流,判断存在于所述供电区上的物体是否。
21、是所述电气设备,以及在判断为所述物体是所述电气设备的情况下,以所述第二谐振频率激励所述初级线圈,并且向所述电气设备供电。0015优选地,在上述结构中,判断存在于所述供电区上的物体是否是所述电气设备的步骤包括基于来自所述电气设备的信息进行判断,该信息基于通过所述电气设备所接收到的次级电力。0016优选地,在上述结构中,激励所述初级线圈的步骤包括在判断为存在于所述供电区上的物体不是所述电气设备的情况下,中止以所述第二谐振频率对所述初级线圈的激励。0017优选地,在所述结构中,所述供电区是在所述放置面中划分形成的多个供电区中的一个,所述初级线圈是分别配置在所述多个供电区中的多个初级线圈中的一个,以及。
22、激励所述初级线圈的步骤包括选择性地使用所述第一谐振频率和所述第二谐振频率,激励所述多个初级线圈中的每一个。0018优选地,在上述结构中,激励所述初级线圈的步骤包括多轮激励所述多个初级线圈,以及在存在在前一轮中以所述第二谐振频率激励的初级线圈的情况下,以所述第二谐振频率、而不是以所述第一谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一初级线圈。0019优选地,在上述结构中,激励所述初级线圈的步骤包括在存在在前一轮中判断为在供电区上存在的物体是金属的初级线圈的情况下,不以所述第一谐振频率和所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一初级线圈。0020优选地,在上述结构中,激励所述初级线圈的步骤包括在存在在。
23、前一轮中判断为在供电区上不存在任何东西的初级线圈的情况下,以所述第一谐振频率激励该初级线圈来检测金属或者电气设备,并且基于流向该初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体。0021优选地,在上述结构中,激励所述初级线圈的步骤包括在存在判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈的情况下,中止以所述第二谐振频率对该初级线圈的激励,并且切换至下一初级线圈,以及在对判断为存在于供电区上的物体是所述电气设备的初级线圈进行激励的情况下,以所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下说明书CN104160590A3/21页8一初级线圈。0022优选地,在上述结构中,激励。
24、所述初级线圈的步骤包括在前一轮中判断为与判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈相邻的初级线圈相对应的供电区上存在的物体不是所述电气设备的情况下,以所述第二谐振频率同时激励这两个供电区的两个初级线圈,并且判断存在于这两个供电区上的物体是否是所述电气设备。0023为实现上述目地,本发明提供一种非接触电力传输装置,其包括具有供电区的放置面、以及配置在所述供电区中并且由初级线圈和电容器构成的初级侧电路,其中,在所述供电区上放置电气设备的情况下,所述非接触电力传输装置激励配置在所述供电区中的所述初级线圈,以在所述电气设备中所设置的受电装置的次级线圈处产生电磁感应,来向所述电气设备供电,所述。
25、非接触电力传输装置包括信号生成电路,用于选择性地生成第一驱动信号和第二驱动信号,其中,所述第一驱动信号以第一谐振频率激励所述初级线圈,所述第一谐振频率在由配置在所述初级侧电路中的所述初级线圈和所述电容器所确定的频率附近,所述第二驱动信号以第二谐振频率激励所述初级线圈,所述第二谐振频率在由在所述初级线圈与所述次级线圈相对的情况下的所述电气设备的电感成分和电容成分所确定的频率附近;激励电路,用于根据从所述信号生成电路所提供的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号中的任一个来激励所述初级线圈;以及控制电路,用于生成用于切换所述信号生成电路所生成的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的激励控制信号。0024。
26、优选地,上述结构还包括存在检测电路,用于在以所述第一谐振频率激励所述初级线圈的情况下,基于流向所述初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体,以及电气设备判断电路,用于在以所述第二谐振频率激励所述初级线圈的情况下,基于流向所述初级线圈的所述初级电流,判断在所述供电区上是否放置了所述电气设备。0025优选地,在上述结构中,所述控制电路使所述信号生成电路提供所述第一驱动信号,利用所述激励电路以所述第一谐振频率激励所述初级线圈,并且从所述存在检测电路获取表示在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体的信息,以及所述控制电路使所述信号生成电路提供所述第二驱动信号,利用所。
27、述激励电路以所述第二谐振频率激励所述初级线圈,并且从所述电气设备判断电路获取表示放置在所述供电区上的除金属以外的物体是否是能够被供电的电气设备。0026优选地,在上述结构中,表示在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体的信息包括表示在所述供电区上不存在任何东西的信息。0027优选地,在上述结构中,所述供电区是在所述放置面中划分形成的多个供电区中的一个,所述初级线圈是分别配置在所述多个供电区中的多个初级线圈中的一个,所述信号生成电路是分别配置在所述多个供电区中的多个信号生成电路中的一个,所述激励电路是分别配置在所述多个供电区中的多个激励电路中的一个,所述电气设备判断电路是分别配置在所述多个。
28、供电区中的多个电气设备判断电路中的一个,所述存在检测电路是分别配置在所述多个供电区中的多个存在检测电路中的一个,所述非接触电力传输装置包括分别配置在所述多个供电区中的多个基本供电单元电路,由所述信号生成电路、所述激励电路、所述电气设备判断电路和所述存在检测电路构成所述多个基本供电单元电路中的每一个,以及所述控制电路统括控制所述多个基本供电单元电路。说明书CN104160590A4/21页90028优选地,在上述结构中,所述控制电路多轮激励所述多个初级线圈,以及在存在在前一轮中以所述第二谐振频率激励的初级线圈的情况下,所述控制电路以所述第二谐振频率、而不是以所述第一谐振频率来激励该初级线圈,并且。
29、切换至下一初级线圈。0029优选地,在上述结构中,在存在在前一轮中判断为在供电区上存在的物体是金属的初级线圈的情况下,所述控制电路不以所述第一谐振频率和所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一供电区的初级线圈。0030优选地,在上述结构中,在存在在前一轮中判断为在供电区上不存在物体的初级线圈的情况下,所述控制电路以所述第一谐振频率激励该初级线圈来检测金属或者电气设备,并且基于流向该初级线圈的初级电流,判断在所述供电区上是否存在金属或者除金属以外的物体。0031优选地,在上述结构中,在存在判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈的情况下,所述控制电路中止以所述第二谐振频率对所述。
30、初级线圈的激励,并且切换至下一初级线圈,以及在存在判断为存在于供电区上的物体是所述电气设备的初级线圈的情况下,所述控制电路以所述第二谐振频率激励该初级线圈,并且切换至下一初级线圈。0032优选地,在上述结构中,在前一轮中判断为与判断为存在于供电区上的物体不是所述电气设备的初级线圈相邻的初级线圈相对应的供电区上存在的物体不是所述电气设备的情况下,所述控制电路以所述第二谐振频率同时激励这两个供电区的两个初级线圈,并且判断存在于这两个供电区上的物体是否是所述电气设备。0033优选地,在上述结构中,所述控制电路向所述信号生成电路提供用于通过所述激励电路以多个校正谐振频率激励所述初级线圈的激励控制信号,。
31、以及所述控制电路从来自所述存在检测电路的、基于以所述多个校正谐振频率对所述初级线圈的激励的信息,获取所述第一谐振频率,并且向所述信号生成电路提供用于通过所述激励电路以所获取的第一谐振频率来激励所述初级线圈的激励控制信号。0034发明的效果0035本发明能够在利用简单结构提高供电效率及金属和电气设备的检测精度的同时,降低装置的大小。附图说明0036图1是整体示出非接触电力传输装置和电气设备的立体图。0037图2是示出供电区和供电区中的初级线圈的布局的示意图。0038图3是非接触电力传输装置和电气设备的电气模块电路图。0039图4是示出基本供电单元电路的电气模块电路图。0040图5是示出全桥电路的。
32、电路图。0041图6是电气设备的受电装置的电气模块电路图。0042图7是示出相对于频率的输出以示出第一谐振频率和第二谐振频率的特性图。0043图8是整体示出另一例子的非接触电力传输装置的立体图。0044图9是示出供电区和供电区中的初级线圈的布局的、另一例子的非接触电力传输装置的示意图。说明书CN104160590A5/21页10具体实施方式0045下面参考附图说明根据本发明一个实施例的非接触电力传输装置。0046图1是整体示出非接触电力传输装置以下称为供电装置1和以非接触方式被供应来自供电装置1的电力的电气设备以下称为设备E的立体图。0047供电装置1包括四边形的板状的壳体2。壳体2的上表面形。
33、成平面状的放置面3,其中,将设备E放置在平面状的放置面3上。在放置面3上形成多个四边形供电区AR。在本实施例中,放置面3包括24个供电区AR,其中,在左右方向横向上布置4个供电区AR,并且在上下方向纵向上布置6个供电区AR。0048参考图2,在壳体2中,将初级侧电路配置在与各供电区AR相对应的位置处。初级侧电路包括由谐振电容器C参考图3和初级线圈L1所形成的串联电路,其中,初级线圈L1被缠绕成符合相应供电区AR的外部形状的四边形形状。各个供电区AR包括被配置在壳体2中的多个基本供电单元电路4参考图3中的一个。各个供电区AR的初级线圈L1被连接至供电区AR的基本供电单元电路4。通过相应基本供电单。
34、元电路4激励各个供电区AR的初级线圈L1。0049各个初级线圈L1被配置成被激励,并且检测在相应供电区AR中是否存在物体。在这种情况下,预先设置基本供电单元电路4的工作频率FN。0050现参考图7说明用于设置工作频率FN的处理。0051在图7中,第一谐振特性AL示出当在供电区AR上没有放置任何东西时,初级侧电路的相对于频率的初级线圈L1的输出。0052在图7中,第二谐振特性BL示出当将金属M放置在供电区AR上时,初级线圈L1和金属M之间的相对于频率的初级线圈L1的输出。0053此外,在图7中,第三谐振特性CL示出当将设备E放置在供电区AR上时,与初级线圈L1相对的设备E的次级侧电路的相对于频率。
35、的初级线圈L1的输出。次级侧电路包括由次级线圈L2和谐振电容器CX参考图3所形成的串联电路。0054已通过实验和测试等验证第一至第三谐振特性AL、BL和CL的谐振频率按照第三谐振频率CL、第一谐振频率AL和第二谐振频率BL的顺序增大。另外,第二和第三谐振特性BL和CL基于由金属M或者设备E所导致的电感变化而相对于第一谐振特性AL偏移。因此,这些频带相互十分接近地存在。0055如果当在供电区AR上没有放置任何东西时,以第一谐振特性AL的频率FR1激励初级线圈L1,则初级线圈L1的电感没有变化。因此,谐振特性保持在第一谐振特性AL。因此,在初级线圈L1处所产生的相对于频率FR1的输出,具有中间值V。
36、MID,如图7所示。0056如果当在供电区AR上放置金属M时,以第一谐振特性AL的频率FR1激励初级线圈L1,则所放置的金属M改变初级线圈L1的电感。因此,谐振特性从第一谐振特性AL改变成第二谐振特性BL。因此,在初级线圈L1处所产生的相对于频率FR1的输出,具有最大值VMAX,如图7所示。0057如果当在供电区AR上放置设备E时,以第一谐振特性AL的频率FR1激励初级线圈L1,则所放置的设备E改变初级线圈L1的电感。因此,谐振特性从第一谐振特性AL改变成第三谐振特性CL。因此,在初级线圈L1处所产生的相对于频率FR1的输出,具有最小值说明书CN104160590A106/21页11VMIN,。
37、如图7所示。0058这样,第一谐振特性AL的频率FR1是第一谐振频率FR1,并且以第一谐振频率激励初级线圈L1。这样允许基于在初级线圈L1处所产生的相对于第一谐振频率FR1的输出值,检测在供电区AR上是否存在物体。此外,当在供电区AR上存在物体时,可以检测该物体是金属M还是设备E。0059在本实施例中,将第一谐振频率FR1设置成当在初级线圈L1上放置金属M时,不管金属M的位置或者大小等如何,第一谐振特性AL的相对于频率的输出变化大。0060此外,各个初级线圈L1被配置成单独激励或者与另一初级线圈L1协同激励,以在被放置在多个供电区AR上的设备E中的次级线圈L2处产生电磁感应。0061如下所述,。
38、设置用于基本供电单元电路4激励初级线圈L1以向设备E供电的工作频率FN。当将设备E放置在供电区AR上时,初级线圈L1和次级线圈L2形成如变压器一样的结构。在该结构中,将工作频率FN设置在由装置E的电感成分和电容成分所确定的谐振频率以下称为第二谐振频率FR2。0062因此,在本实施例中,通过以第二谐振频率FR2激励初级线圈L1,设备E能够以低损耗接收从初级线圈L1所提供的电力。0063这里,如下设置第二谐振频率FR2和第一谐振频率FR1的间隔。0064如图7所示,第四谐振特性DL是在第二谐振频率FR2处变成最大输出的谐振特性。第四谐振特性DL表示当将设备E放置在供电区AR上时,与初级线圈L1相对。
39、的设备E的次级侧电路的相对于频率的初级线圈L1的输出。0065如图7所示,在第四谐振特性DL处,相对于第一谐振频率FR1在初级线圈L1处所产生的输出是小于最小值VMIN并且接近0伏特的电压值VN。此外,在第四谐振特性中,第二谐振频率FR2和第一谐振频率FR1之间的间隔越大,电压值VN越小。0066由S1VMAXVMIN表示从最大值VMAX到最小值VMIN的宽度。由S2VN0表示从第四谐振特性DL的第一谐振频率FR1的电压值VN到0伏特的宽度。这里,S1S2成立。0067因此,当在供电区AR中以第四谐振特性DL的第二谐振频率FR2激励初级线圈L1,并且通过在相邻供电区AR中以第一谐振频率FR1激。
40、励初级线圈L1来检测金属M或者设备E时,由于S1S2成立,因此,以第二谐振频率FR2激励初级线圈L1的供电区AR对于相邻供电区AR具有小的影响。0068更具体地,如图7所示,需要将谐振电路设置成具有第四谐振特性DL,使得第二谐振频率FR2和第一谐振频率FR1之间的间隔使S1S2成立。0069在本实施例中,将第一谐振频率FR1设置在70KHZ附近,并且将第二谐振频率FR2设置在140KHZ附近。在出厂前、每当过去一定使用时间段时、或者每当操作供电装置1的调整开关未示出时,设置第一谐振频率FR1。0070如上所述,在本实施例中,因为谐振频率由于各个初级线圈L1和各个谐振电容器C的个体差异以及随时间。
41、的变化程度而变化,所以各个供电区AR的第一谐振频率FR1是基于该供电区AR的初级侧电路中的初级线圈L1和谐振电容器C所确定的谐振频率的。这样保持谐振状态以持续获得稳定输出和精确检测金属M和设备E。0071现参考图3说明供电装置1和设备E的电结构。说明书CN104160590A117/21页120072设备E0073首先说明设备E。如图3所示,设备E包括由次级线圈L2和谐振电容器CX的串联电路所形成的次级侧电路。设备E还包括受电电路8和负载Z,其中,受电电路8用作从供电装置1接收次级电力的受电装置。通过利用激励供电装置1中的初级线圈L1所产生的电磁感应,激励次级线圈L2。这样向设备E供应次级电力。
42、。0074如图6所示,受电电路8包括整流电路8A和通信电路8B。0075整流电路8A被连接至由次级线圈L2和谐振电容器CX的串联电路所形成的次级侧电路。整流电路8A将次级电力转换成无纹波DC电压。这里,以设备E的结构所设置的第二谐振频率FR2,激励初级线圈L1。因此,高效率地供电。整流电路8A将转换后的DC电压提供给设备E的负载Z。0076当以第一谐振频率FR1、而不是以第二谐振频率FR2激励初级线圈L1时,不以从初级侧所提供的电力来激励次级线圈L2。0077负载Z仅需要是通过在次级线圈L2处所生成的次级电力来驱动的装置。例如,负载Z可以是使用通过整流电路8A转换后的DC电力在放置面3上所驱动。
43、的装置。可选地,负载Z可以是直接使用次级电力作为AC电力在放置面3上所驱动的装置。此外,负载Z可以是使用通过整流电路8A转换后的DC电力对内置的可再充电电池二次电池进行充电的装置。0078通信电路8B使用来自整流电路的DC电压作为驱动源。通信电路8B生成经由次级线圈L2发送给供电装置1的设备认证信号ID和激励请求信号RQ。装置认证信号ID是表示允许从供电装置1向设备E供电的认证信号。激励请求信号RQ是请求供电装置1供电的请求信号。0079例如,当断开设备E的用于驱动负载Z的电源开关时,通信电路8B不生成装置认证信号ID和激励请求信号RQ。此外,当设备E包括微型计算机、并且该微型计算机判断为中止。
44、供电时,通信电路8B不生成装置认证信号ID和激励请求信号RQ。0080当以第一谐振频率FR1激励初级线圈L1、并且初级线圈L1和次级线圈L2不谐振时,不激励次级线圈L2。这样降低来自整流电路的DC电压,并且不驱动通信电路8B。因此,通信电路8B不生成设备认证信号ID和激励请求信号RQ。0081设备认证信号ID和激励请求信号RQ包括多个位,并且是二进制高电平、低电平。将设备认证信号ID和激励请求信号RQ提供给连接谐振电容器CX和整流电路8A的受电线。流向次级线圈L2的次级电流的振幅基于提供给受电线的设备认证信号ID和激励请求信号RQ而变化。0082根据第二谐振频率FR2的次级电流的振幅的变化,从。
45、次级线圈L2放射的磁通量改变。改变后的磁通量在作为电磁感应被发送给初级线圈L1时改变流经初级线圈L1的初级电流的振幅。0083更具体地,利用二值信号设备认证信号ID和激励请求信号RQ,对在次级线圈L2的两个端子之间流动的第二谐振频率FR2的次级电流进行振幅调制。将第二谐振频率FR2的振幅调制后的次级电流的磁通量作为传输信号发送给初级线圈L1。0084供电装置10085现说明供电装置1。如图3所示,供电装置1包括共用单元部10和基本单元部20。说明书CN104160590A128/21页130086共用单元部10包括向基本单元部20供电的电源电路11、整体控制基本单元部20的系统控制器12、以及。
46、存储各种类型的数据的非易失性存储器13。0087电源电路11包括整流电路和DC/DC转换器。从外部向电源电路11供应商用电源。电源电路11利用整流电路对所供应的商用电源进行整流。电源电路11利用DC/DC转换器将整流后的DC电压转换成想要的DC电压VDD,并且将DC电压VDD作为驱动电源提供给系统控制器12、非易失性存储器13和基本单元部20。0088系统控制器12由微型计算机形成,并且控制基本单元部20。非易失性存储器13存储在系统控制器12进行各种类型的判断处理操作时所使用的各种类型的数据。此外,非易失性存储器13包括24个存储区域,各个存储区域被分配24个供电区AR中的一个。各个存储区域。
47、存储相应供电区AR的当前信息。0089如图3所示,基本单元部20包括分别对应于多个24个供电区AR多个24个初级线圈L1的多个24个基本供电单元电路4。通过系统控制器12控制与系统控制器12之间接收和发送数据的各个基本供电单元电路4。0090基本供电单元电路4具有相同的电路结构。因此,为了简化,参考图4仅说明一个基本供电单元电路4。0091如图4所示,基本供电单元电路4包括用作激励电路的全桥电路21、用作信号生成电路的驱动电路22、初级电流检测电路23、存在检测电路24、以及用作电气设备判断电路的信号提取电路25。0092全桥电路21是已知电路。如图5所示,全桥电路21包括4个MOS晶体管QA。
48、、QB、QC和QD。这4个MOS晶体管QA、QB、QC和QD被分成隔着由包括初级线圈L1和谐振电容器C的串联电路所形成的初级侧电路、交叉连接的MOS晶体管对QA和QD、以及MOS晶体管对QB和QC。通过交替切换这两对MOS晶体管的接通和断开,激励初级线圈L1。0093将激励控制信号CT从共用单元部10的系统控制器12提供给驱动电路22。驱动电路22生成分别提供给这4个MOS晶体管QA、QB、QC和QD的栅极端的4个驱动信号PSA、PSB、PSC和PSD。因此,响应于来自系统控制器12的激励控制信号CT,驱动电路22交替切换各对MOS晶体管的接通和断开全桥操作,以生成用于激励初级线圈L1的4个驱。
49、动信号PSA、PSB、PSC和PSD。0094详细地,驱动电路22将具有相同脉冲波形的2个驱动信号PSA和PSD分别提供给第一对MOS晶体管QA和QD的两个栅极端。驱动电路22还将作为2个驱动信号PSA和PSD的互补信号的、且具有相同脉冲波形的2个驱动信号PSB和PSC,分别提供给第二对MOS晶体管QB和QC的2个栅极端。0095因此,通过交替接通和断开全桥操作第一对MOS晶体管QA和QD、以及第二对MOS晶体管QB和QC,来激励初级线圈L1。0096当检测到存在物体时,驱动电路22基于来自系统控制器12的激励控制信号CT而交替切换各对MOS晶体管的接通和断开全桥操作,以生成用于激励初级线圈L1的4个驱动信号PSA、PSB、PSC和PSD。此时,驱动电路22生成4个驱动信号PSA、PSB、PSC和PSD以在第一谐振频率FR1激励初级线圈L1。0097以相同方式,当向设备E供电时,驱动电路22基于来自系统控制器12的激励控制信号CT而交替切换各对MOS晶体管的接通和断开全桥操作,以生成用于激励初级线圈说明书CN104160590A139/21页14L1的4个驱动信号PSA、PSB、PSC和PSD。此时,驱动电路22生成4个驱动信号PSA、PSB、PSC和PSD以在第二谐振频率FR2激励初级线圈L1。0098在本实施例中,当在存在检测期间进行全桥操作时,降低占空比以交替切换。