專(zhuān)利名稱(chēng)：非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用電磁感應(yīng)的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，具有蓄電池作為電源的電子設(shè)備(例如，電剃須刀、電動(dòng)牙刷和蜂窩電話) 都裝備了各種非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)以通過(guò)使用電磁感應(yīng)來(lái)非接觸地對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。 在非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)中，例如，當(dāng)電力供應(yīng)設(shè)備的主線圈沒(méi)有與電子設(shè)備(負(fù) 載設(shè)備)的次級(jí)線圈磁性耦合時(shí)(待機(jī)模式)，電力供應(yīng)設(shè)備的反相器電路被間歇地驅(qū)動(dòng)以 抑制功耗。當(dāng)主線圈與次級(jí)線圈磁性耦合時(shí)(電力供應(yīng)模式)，反相器電路被持續(xù)驅(qū)動(dòng)以 向電子設(shè)備供應(yīng)大量的電力。此外，當(dāng)金屬異質(zhì)襯底被放在電力供應(yīng)設(shè)備的主線圈的附近 時(shí)，異質(zhì)襯底可以通過(guò)感應(yīng)加熱來(lái)被加熱。因此，用于信號(hào)傳輸?shù)木€圈被提供在電力供應(yīng)設(shè) 備和電子設(shè)備兩者中。僅當(dāng)信號(hào)通過(guò)用于信號(hào)傳輸?shù)木€圈從電子設(shè)備傳輸?shù)诫娏?yīng)設(shè)備 時(shí)，電力供應(yīng)設(shè)備的反相器電路才從間歇操作模式切換到連續(xù)操作模式，由此防止異質(zhì)襯 底被加熱(參見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.HlO-271713以及No. H8-80042)。但是，在上述傳統(tǒng)情況下，即使在待機(jī)模式(其中，未向電子設(shè)備傳輸電力)下，電 力供應(yīng)設(shè)備的反相器電路也被間歇地驅(qū)動(dòng)。因此，在待機(jī)模式中，相對(duì)大量的電力被消耗。 此外，因?yàn)榻?jīng)由電子設(shè)備的用于信號(hào)傳輸?shù)木€圈從電子設(shè)備傳輸信號(hào)，在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公 開(kāi)No.HlO-271713中公開(kāi)的傳統(tǒng)情況下，在該電子設(shè)備中提供了對(duì)用于信號(hào)傳輸?shù)木€圈進(jìn) 行振蕩的振蕩電路，以及第二次級(jí)線圈，所述第二次級(jí)線圈與電力供應(yīng)設(shè)備的主線圈磁性 耦合，并且供應(yīng)有來(lái)自間歇驅(qū)動(dòng)的反相器電路的電力以向振蕩電路供應(yīng)電力。因此，所存在 的問(wèn)題在于，需要空間和成本來(lái)在電子裝置中提供兩個(gè)次級(jí)線圈。
發(fā)明內(nèi)容
在上述考慮下，本發(fā)明提供了這樣的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)情況相比，該非 接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)能夠在待機(jī)模式下降低電力供應(yīng)設(shè)備的功耗，同時(shí)減少負(fù)載設(shè)備的從電 力供應(yīng)設(shè)備向其供應(yīng)電力的線圈的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)。所述非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)包 括電力供應(yīng)設(shè)備，用于傳輸高頻電力；以及負(fù)載設(shè)備，其通過(guò)電磁感應(yīng)非接觸地接收從所 述電力供應(yīng)設(shè)備傳輸?shù)乃龈哳l電力，以向負(fù)載供應(yīng)所述高頻電力，其中，所述電力供應(yīng)設(shè) 備包括電力傳輸單元，其具有用于電力傳輸?shù)闹麟娫淳€圈以及用于向所述主電源線圈供 應(yīng)高頻電流的反相器電路；查詢(xún)單元，其具有用于從所述負(fù)載設(shè)備接收信號(hào)的主信號(hào)線圈 以及振蕩電路，所述主信號(hào)線圈連接在所述振蕩電路的輸出端子之間；信號(hào)檢測(cè)單元，用于 檢測(cè)所述主信號(hào)線圈所接收的信號(hào)；以及控制單元，用于根據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)單元所檢測(cè)的 信號(hào)來(lái)控制所述電力傳輸單元，其中，所述負(fù)載設(shè)備包括所述負(fù)載；電力接收單元，其具 有用于電力接收的次級(jí)電源線圈以及電力轉(zhuǎn)換單元，所述次級(jí)電源線圈磁性耦合到所述主 電源線圈，所述電力轉(zhuǎn)換單元將所述次級(jí)電源線圈中感生的高頻電力轉(zhuǎn)換為用于所述負(fù)載的電力；次級(jí)信號(hào)線圈，其磁性耦合到所述主信號(hào)線圈；以及響應(yīng)單元，其通過(guò)所述次級(jí)信 號(hào)線圈中感生的電動(dòng)勢(shì)操作來(lái)傳輸來(lái)自所述次級(jí)信號(hào)線圈的信號(hào)，并且其中，當(dāng)所述信號(hào) 檢測(cè)單元沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元不執(zhí)行從所述電力傳輸單 元進(jìn)行的電力傳輸，而當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述控制單元執(zhí)行從所述電力 傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述電力供應(yīng)設(shè) 備的所述控制單元停止所述電力傳輸單元的電力傳輸，而當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào) 時(shí)，所述控制單元執(zhí)行所述電力傳輸單元的電力傳輸。因此，當(dāng)沒(méi)有從所述電力供應(yīng)設(shè)備將 電力供應(yīng)到所述負(fù)載設(shè)備時(shí)，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述電力傳輸單元可以被完全地停止， 由此減少所述電力供應(yīng)設(shè)備在待機(jī)模式中的功耗。此外，所述負(fù)載設(shè)備的所述響應(yīng)單元通 過(guò)磁性耦合到所述主信號(hào)線圈的所述次級(jí)信號(hào)線圈 中生成的感生電動(dòng)勢(shì)操作來(lái)傳輸來(lái)自 所述次級(jí)信號(hào)線圈的信號(hào)。所以，除了次級(jí)信號(hào)線圈之外，不需要提供其它線圈來(lái)將操作電力從電力供應(yīng)設(shè) 備供應(yīng)到響應(yīng)單元。因此，與傳統(tǒng)情況相比，能夠減少電力供應(yīng)設(shè)備在待機(jī)模式下的功耗， 同時(shí)減少負(fù)載設(shè)備的從電力供應(yīng)設(shè)備向其供應(yīng)電力的線圈的數(shù)量。所述主電源線圈和所述主信號(hào)線圈可以被基本上同軸地布置在所述電力供應(yīng)設(shè) 備中，并且所述次級(jí)電源線圈和所述次級(jí)信號(hào)線圈可以被基本上同軸地布置在所述負(fù)載設(shè) 備中。所以，所述電力供應(yīng)設(shè)備和所述負(fù)載設(shè)備可以被最小化。此外，當(dāng)不同于所述次級(jí) 信號(hào)線圈的傳導(dǎo)異質(zhì)襯底存在于所述主信號(hào)線圈周?chē)傻拇磐克诜秶鷥?nèi)時(shí)，在所述 異質(zhì)襯底中感生出電動(dòng)勢(shì)，從而所述異質(zhì)襯底的存在可以被發(fā)現(xiàn)。而所述主電源線圈和所 述主信號(hào)線圈被基本上同軸地布置，并且所述次級(jí)電源線圈和所述次級(jí)信號(hào)線圈被基本上 同軸地布置，從而可以發(fā)現(xiàn)在所述主電源線圈和所述次級(jí)電源線圈之間提供的異質(zhì)襯底的 存在。因此，可以防止所述異質(zhì)襯底被加熱。當(dāng)執(zhí)行從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸時(shí)，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單 元可以間歇地驅(qū)動(dòng)所述反相器電路，并且如果所述信號(hào)檢測(cè)單元在所述反相器電路的暫停 時(shí)間段期間沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，那么所述控制單元停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。因此，當(dāng)所述反相器電路被驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述主信號(hào)線圈位于在所述主電源線圈周?chē)?生成的磁通量中。因此，噪聲成分被添加到所述主信號(hào)線圈接收的信號(hào)中。所以，當(dāng)執(zhí)行從 所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸時(shí)，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元間隙地驅(qū)動(dòng)所述 反相器電路，并且如果所述信號(hào)檢測(cè)單元在所述反相器電路的暫停時(shí)間段期間未檢測(cè)到信 號(hào)，那么所述控制單元停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。因此，所述信號(hào)檢測(cè)單元 的檢測(cè)準(zhǔn)確性提高，從而可以防止所述電力傳輸單元的故障。所述信號(hào)可以是幅度調(diào)制信號(hào)，并且所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述信號(hào)檢測(cè)單元可以 檢測(cè)所述主信號(hào)線圈中感生的電壓的包絡(luò)，并且如果檢測(cè)的電壓電平超過(guò)閾值，那么確定 檢測(cè)到信號(hào)。因此，可以獲得與以下情況相同的效果當(dāng)執(zhí)行所述電力傳輸單元的電力傳輸時(shí)， 所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元允許所述反相器電路被間隙地驅(qū)動(dòng)，并且如果所述信號(hào)檢測(cè)單元在所述反相器電路的暫停時(shí)間段期間沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，那么停止所述電力傳輸單 元的電力傳輸。所述負(fù)載設(shè)備可以包括負(fù)載設(shè)備控制單元，所述負(fù)載設(shè)備控制單元用于將控制命 令從所述響應(yīng)單元傳輸?shù)剿鲭娏?yīng)設(shè)備的所述控制單元，以指示停止從所述電力傳輸 單元進(jìn)行的電力傳輸或者減少傳輸電力。通常，如果所述負(fù)載是例如蓄電池，并且如果即使在所述蓄電池被充滿(mǎn)電之后仍 從所述電力傳輸單元持續(xù)供應(yīng)電力，那么電力被浪費(fèi)。但是，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，負(fù)載設(shè) 備控制單元傳輸來(lái)自響應(yīng)單元的控制命令，以指示停止從所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述電力傳 輸單元進(jìn)行的電力傳輸，由此抑制電力的浪費(fèi)。如果所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)的信號(hào)電平是恒定的，那么所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述 控制單元可以不執(zhí)行從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。因此，當(dāng)不同于所述負(fù)載設(shè)備的傳導(dǎo)異質(zhì)襯底存在于所述主信號(hào)線圈周?chē)傻?磁通量所在的范圍內(nèi)時(shí)，在所述異質(zhì)襯底中感生出電動(dòng)勢(shì)，從而所述信號(hào)檢測(cè)單元中檢測(cè) 的信號(hào)的電平減小。由此，如果所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)的信號(hào)的電平比預(yù)定的確定值小，那 么所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元不執(zhí)行從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。所述負(fù)載設(shè)備的所述響應(yīng)單元可以具有電源電路以及調(diào)制電路，所述電源電路從 所述次級(jí)信號(hào)線圈中感生的電壓產(chǎn)生操作電力，所述調(diào)制電路通過(guò)所述電源電路所產(chǎn)生的 操作電力操作來(lái)向所述次級(jí)信號(hào)線圈輸出調(diào)制信號(hào)。所述調(diào)制電路可以產(chǎn)生通過(guò)改變連接在所述次級(jí)信號(hào)線圈兩端之間的阻抗元件 的阻抗而調(diào)制的信號(hào)。因此，所述調(diào)制電路可以實(shí)現(xiàn)為具有簡(jiǎn)單的配置。所述負(fù)載設(shè)備的所述電力接收單元還可以具有用于從所述次級(jí)電源線圈中感生 的高頻電力產(chǎn)生所述響應(yīng)單元的操作電力的電源電路。因此，該第二個(gè)電源電路通過(guò)使用所述電力接收單元所接收的高頻電力來(lái)產(chǎn)生所 述響應(yīng)單元的操作電力，由此有利之處在于，通過(guò)增加從所述響應(yīng)單元傳輸?shù)碾娏Γ岣吡?所述信號(hào)檢測(cè)單元的檢測(cè)準(zhǔn)確性。所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述信號(hào)檢測(cè)單元還可以具有一個(gè)或多個(gè)附加的主信號(hào)線圈。因此，可以防止比所述主電源線圈小的異質(zhì)襯底被加熱。此外，所述非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)還可以包括附加的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載設(shè)備，并且所 述負(fù)載設(shè)備和所述附加的負(fù)載設(shè)備可以具有不同類(lèi)型的負(fù)載，并且所述負(fù)載設(shè)備和所述附 加的負(fù)載設(shè)備的響應(yīng)單元可以根據(jù)這些負(fù)載的類(lèi)型來(lái)傳輸和接收不同頻率的信號(hào)，并且所 述電力供應(yīng)設(shè)備的所述查詢(xún)單元可以允許所述振蕩電路以根據(jù)所述負(fù)載設(shè)備和所述附加 的負(fù)載設(shè)備的類(lèi)型而改變的頻率進(jìn)行振蕩。因此，一個(gè)電力供應(yīng)設(shè)備可以對(duì)應(yīng)于多個(gè)不同類(lèi)型的負(fù)載。所述負(fù)載設(shè)備還可以包括附加的電源電路以及負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元，所述附加 的電源電路用于從所述次級(jí)電源線圈中感生的高頻電力產(chǎn)生所述響應(yīng)單元的操作電力，所 述負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元通過(guò)所述附加的電源電路產(chǎn)生的電力操作來(lái)傳輸傳輸信號(hào)，并且 所述電力供應(yīng)設(shè)備可以包括電力供應(yīng)設(shè)備信號(hào)接收單元，所述電力供應(yīng)設(shè)備信號(hào)接收單元用于從所述負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元接收所述傳輸信號(hào)。所以，可以在所述負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元和電力供應(yīng)設(shè)備側(cè)信號(hào)接收單元之間傳 遞各種信息數(shù)據(jù)。所述電力供應(yīng)設(shè)備還可以包括用于通過(guò)信息信號(hào)對(duì)來(lái)自所述電力傳輸單元的高 頻電力進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制電路，并且所述負(fù)載設(shè)備還可以包括用于對(duì)所述次級(jí)電源線圈中感 生的高頻電力進(jìn)行解調(diào)以恢復(fù)所述信息信號(hào)的解調(diào)電路。因此，可以從所述電力供應(yīng)設(shè)備向所述負(fù)載設(shè)備傳遞各種信息數(shù)據(jù)。當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述振蕩電路可以間歇地振蕩，而如果 所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)，則所述振蕩電路可以持續(xù)振蕩。由此，通過(guò)間歇地振蕩所述查詢(xún)單元的所述振蕩電路，可以進(jìn)一步減少待機(jī)模式 中的功耗。此外，所述主信號(hào)線圈的內(nèi)徑和外徑可以基本上等于所述次級(jí)信號(hào)線圈的內(nèi)徑和 外徑，并且所述次級(jí)信號(hào)線圈的內(nèi)徑可以比所述次級(jí)電源線圈的外徑大。因此，所述次級(jí)信號(hào)線圈從次級(jí)電源線圈111向外布置，由此當(dāng)從所述次級(jí)信號(hào) 線圈傳輸信號(hào)時(shí)，減少所述次級(jí)電源線圈的影響。所述主信號(hào)線圈和所述次級(jí)信號(hào)線圈可以被布置在所述主電源線圈和所述次級(jí) 電源線圈之間，而所述主電源線圈和所述次級(jí)電源線圈彼此磁性耦合。因此，可以通過(guò)減小所述主信號(hào)線圈和所述次級(jí)信號(hào)線圈之間的距離來(lái)提高所述 信號(hào)檢測(cè)單元的檢測(cè)準(zhǔn)確性。所述查詢(xún)單元的所述振蕩電路可以以比所述反相器電路的頻率更高的頻率振蕩， 并且所述響應(yīng)單元可以具有從所述次級(jí)信號(hào)線圈中感生的電壓產(chǎn)生操作電力的電源電路， 以及通過(guò)所述電源電路所產(chǎn)生的操作電力操作來(lái)向所述次級(jí)信號(hào)線圈輸出調(diào)制信號(hào)的調(diào) 制電路，由該調(diào)制電路向所述次級(jí)信號(hào)線圈輸出的該調(diào)制信號(hào)的頻率比所述反相器電路的 頻率低。所以，當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，容易辨別所述振蕩電路的振蕩頻率和 所述反相器電路的頻率。此外，通過(guò)將所述振蕩電路的振蕩頻率增加至相對(duì)最高水平，可以 抑制所述振蕩電路的電力浪費(fèi)。所述負(fù)載設(shè)備可以包括響應(yīng)信號(hào)傳輸單元，所述響應(yīng)信號(hào)傳輸單元通過(guò)所述次級(jí) 電源線圈中感生的高頻電力操作來(lái)通過(guò)所述次級(jí)電源線圈傳輸響應(yīng)信號(hào)。所述電力供應(yīng)設(shè) 備可以包括響應(yīng)信號(hào)接收單元，所述響應(yīng)信號(hào)接收單元用于通過(guò)磁性耦合到所述次級(jí)電源 線圈的所述主電源線圈來(lái)接收所述響應(yīng)信號(hào)，并且當(dāng)所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元根 據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)而執(zhí)行從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸時(shí)，如果其中 所述響應(yīng)信號(hào)接收單元沒(méi)有接收到響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間段超過(guò)特定時(shí)間段，那么所述控制單元 停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸，而如果其中所述響應(yīng)信號(hào)接收單元沒(méi)有接收到 響應(yīng)信號(hào)的所述時(shí)間段沒(méi)有超過(guò)所述特定時(shí)間段，那么所述控制單元繼續(xù)從所述電力傳輸 單元進(jìn)行的電力傳輸。因此，當(dāng)所述反相器電路被驅(qū)動(dòng)時(shí)，主信號(hào)位于在所述主電源線圈周?chē)傻拇?場(chǎng)中，從而噪聲成分被添加到在所述主信號(hào)線圈處接收的信號(hào)中。因此，所述信號(hào)檢測(cè)單元 的檢測(cè)準(zhǔn)確性降低，所述電力傳輸單元的傳輸可能被停止，當(dāng)負(fù)載被移開(kāi)時(shí)，電力損耗可能
8增加或者異質(zhì)襯底可能被加熱。但是，當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)并且所述控制單元開(kāi)始從所述電力傳輸單 元進(jìn)行的電力傳輸時(shí)，當(dāng)所述響應(yīng)信號(hào)接收單元接收到從所述負(fù)載設(shè)備的所述響應(yīng)信號(hào)傳 輸單元傳輸?shù)捻憫?yīng)信號(hào)時(shí)， 所述電力傳輸單元的電力傳輸繼續(xù)進(jìn)行，而當(dāng)未接收到響應(yīng)信 號(hào)時(shí)，所述電力傳輸單元的電力傳輸停止。因此，即使所述信號(hào)檢測(cè)單元的檢測(cè)準(zhǔn)確性降 低，也可以防止所述電力傳輸單元的故障。此外，所述電力傳輸單元的所述反相器電路可以 被持續(xù)驅(qū)動(dòng)，由此與如上所述的其中所述反相器電路被間歇地驅(qū)動(dòng)的情況相比，提高了電 力供應(yīng)效率。所述負(fù)載設(shè)備可以包括負(fù)載設(shè)備控制單元，所述負(fù)載設(shè)備控制單元用于將控制命 令從所述響應(yīng)單元和所述響應(yīng)信號(hào)傳輸單元傳輸?shù)剿鲭娏?yīng)設(shè)備的所述控制單元，以 指示停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸或者減少傳輸電力。通常，例如，當(dāng)所述負(fù)載是蓄電池時(shí)，如果即使在所述蓄電池被充滿(mǎn)電之后，仍從 所述電力傳輸單元持續(xù)供應(yīng)電力，那么電力被浪費(fèi)。所以，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，負(fù)載設(shè)備 控制單元傳輸來(lái)自所述響應(yīng)單元和所述響應(yīng)信號(hào)傳輸單元的控制命令，以指示停止從所述 電力供應(yīng)設(shè)備的所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸，由此抑制電力的浪費(fèi)。此外，因?yàn)閺乃?述響應(yīng)信號(hào)傳輸單元以及所述響應(yīng)單元傳輸控制命令，所以信號(hào)傳輸?shù)目煽啃栽鰪?qiáng)，并且 安全地控制所述電力傳輸單元。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與傳統(tǒng)情況相比，能夠減少電力供應(yīng)設(shè)備在待機(jī)模式下的 功耗，同時(shí)減少負(fù)載設(shè)備的從電力供應(yīng)設(shè)備向其供應(yīng)電力的線圈的數(shù)量。
結(jié)合附圖，根據(jù)實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的目的和特征將變得明顯，在附圖中圖1說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的響應(yīng)單元的具體電路圖；圖3A說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的主電源線圈、次級(jí)電源線圈、主信號(hào)線圈 和次級(jí)信號(hào)線圈的橫截面視圖，并且圖3B說(shuō)明了主電源線圈和主信號(hào)線圈的平面圖；圖4示出了用于解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例的操作的波形圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的主電源線圈、次級(jí)電源線圈、主信號(hào)線 圈和次級(jí)信號(hào)線圈的另一配置的橫截面視圖；圖6A是示出了主電源線圈和主信號(hào)線圈的另一配置的平面圖，并且圖6B是示出 了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的主電源線圈和主信號(hào)線圈的另一配置的橫截面視圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的主電源線圈、次級(jí)電源線圈、主信號(hào)線 圈和次級(jí)信號(hào)線圈的另一配置的橫截面視圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的主電源線圈、次級(jí)電源線圈、主信號(hào)線 圈和次級(jí)信號(hào)線圈的另一配置的橫截面視圖；圖9示出了用于解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例的操作的波形圖；圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備的控制單元的操作的流 程圖；圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的主電源線圈和主信號(hào)線圈的另一配置的平面圖；圖12說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的框圖；圖13說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的框圖；圖14說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的框圖；圖15說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的框圖；圖16說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的框圖；以及圖17說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的電力供應(yīng)設(shè)備和負(fù)載設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施例方式后文將參照形成其一部分的附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)包括傳輸高頻電 力的電力供應(yīng)設(shè)備A，以及負(fù)載設(shè)備B，所述負(fù)載設(shè)備B以非接觸模式通過(guò)電磁感應(yīng)接收從 電力供應(yīng)設(shè)備A傳輸?shù)母哳l電力，以向負(fù)載供應(yīng)該電力。電力供應(yīng)設(shè)備A包括電力傳輸單元1，其具有用于電力傳輸?shù)闹麟娫淳€圈10，以 及用于向主電源線圈10供應(yīng)高頻電流的反相器電路11 ；以及查詢(xún)單元2，其具有用于傳輸 /接收去往/來(lái)自負(fù)載設(shè)備B的信號(hào)的主信號(hào)線圈20和振蕩電路21，主信號(hào)線圈20連接 在振蕩電路21的輸出端子之間。電力供應(yīng)設(shè)備A還包括用于檢測(cè)由主信號(hào)線圈20接收的 信號(hào)的信號(hào)檢測(cè)單元3，以及用于根據(jù)由信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)的信號(hào)來(lái)控制電力傳輸單元1 的控制單元4。反相器電路11將從商用AC電源(沒(méi)有示出)供應(yīng)的低頻(50Hz或60Hz)的交流 電流(AC)轉(zhuǎn)化為高頻(大約100kHz)的電流(高頻電流)，以向主電源線圈10供應(yīng)高頻電 流。因?yàn)榉聪嗥麟娐?1在本領(lǐng)域是公知的，所以將省略其詳細(xì)配置、說(shuō)明和描述。振蕩電路21在比反相器電路11的頻率足夠高的頻率(例如，4MHz)處生成振蕩信 號(hào)，以向主信號(hào)線圈20供應(yīng)振蕩信號(hào)(例如，正弦信號(hào))。因?yàn)檎袷庪娐?1在本領(lǐng)域是公 知的，所以將省略其詳細(xì)配置、說(shuō)明和描述?？刂茊卧?包括作為主要部件的微型計(jì)算機(jī)?？刂茊卧?執(zhí)行各種處理，包括通 過(guò)執(zhí)行該微型計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器(沒(méi)有示出)中存儲(chǔ)的程序，控制反相器電路11的操作。負(fù)載設(shè)備B包括負(fù)載(例如，蓄電池)100，以及電力接收單元110，所述電力接收 單元110具有用于電力接收的次級(jí)電源線圈111以及電力轉(zhuǎn)換單元(在本實(shí)施例中為整流 器電路112)，所述次級(jí)電源線圈111磁性耦合到主電源線圈10，所述電力轉(zhuǎn)換單元將次級(jí) 電源線圈111中感生的高頻電力轉(zhuǎn)換為適合于負(fù)載100的電力。負(fù)載設(shè)備B還包括次級(jí)信 號(hào)線圈121，其磁性耦合到主信號(hào)線圈20和響應(yīng)單元120，所述響應(yīng)單元120通過(guò)次級(jí)信號(hào) 線圈121中感生的電動(dòng)勢(shì)而被操作來(lái)傳輸來(lái)自次級(jí)信號(hào)線圈121的信號(hào)。在電力接收單元110中，次級(jí)電源線圈111中感應(yīng)的高頻電力被整流器電路112 整流以對(duì)作為負(fù)載100的蓄電池進(jìn)行充電。響應(yīng)單元120具有電源電路122，其從次級(jí)信號(hào)線圈121生成的感生電動(dòng)勢(shì)來(lái)產(chǎn)生操作電力(直流(DC)電壓)；以及調(diào)制電路123，其通過(guò)電源電路122產(chǎn)生的操作電力來(lái) 操作以向次級(jí)信號(hào)線圈121輸出調(diào)制信號(hào)。此外，在本實(shí)施例中，如圖2所示，共振電容C2連接在次級(jí)信號(hào)線圈121的兩端之間，并且次級(jí)信號(hào)線圈121和電容C2形成共振電路以增 加應(yīng)用到電源電路122或調(diào)制電路123的高頻電壓。如圖2所示，在電源電路122中，流入次級(jí)信號(hào)線圈121中的高頻電流被二極管D1 整流以對(duì)電解電容C1進(jìn)行充電。電解電容C1的電荷被放電以向調(diào)制電路123供應(yīng)DC電壓。如圖2所示，調(diào)制電路123包括由整流二極管D2、電阻R和由雙極型晶體管形成的 開(kāi)關(guān)元件Q1組成的串聯(lián)電路，以及用于生成低頻(大約1kHz)方波信號(hào)(調(diào)制信號(hào))的多 諧振蕩器MV。調(diào)制電路123通過(guò)用從多諧振蕩器MV輸出的方波信號(hào)對(duì)開(kāi)關(guān)元件Q1進(jìn)行切 換，來(lái)用該方波信號(hào)對(duì)次級(jí)信號(hào)線圈121中感生的高頻電壓(載波)的幅度進(jìn)行調(diào)制。在 該情況下，可以提供電容或電容的并聯(lián)電路來(lái)替代電阻R，以根據(jù)打開(kāi)或關(guān)閉開(kāi)關(guān)元件Q1 來(lái)增加或減少連接到次級(jí)信號(hào)線圈121的阻抗(靜電電容)。同時(shí)，當(dāng)由調(diào)制電路123來(lái)對(duì)載波(在次級(jí)信號(hào)線圈121中感生的高頻電壓)進(jìn) 行幅度調(diào)制時(shí)，通過(guò)磁性耦合到次級(jí)信號(hào)線圈121的主信號(hào)線圈20的高頻電壓波形也被改 變。因此，信號(hào)檢測(cè)單元3通過(guò)檢測(cè)主信號(hào)線圈20的高頻電壓波形的包絡(luò)來(lái)對(duì)調(diào)制信號(hào) (方波信號(hào))進(jìn)行解調(diào)(檢測(cè))。在電力供應(yīng)設(shè)備A和負(fù)載設(shè)備B中，如在圖3A和3B所示，主線圈10和20的組與 次級(jí)線圈111和121的組中的每一組被布置在與其軸向(圖3A中的垂直方向)基本上垂 直的平面中。接下來(lái)，將參照?qǐng)D4的波形圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例的操作。在圖4，(a)說(shuō)明了 主信號(hào)線圈20中生成的高頻電壓的波形，(b)示出了從調(diào)制電路123輸出的調(diào)制信號(hào)(方 波信號(hào))，(c)描繪了當(dāng)信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)主信號(hào)線圈20的高頻電壓波形的包絡(luò)時(shí)獲得 的檢測(cè)波形，⑷闡述了通過(guò)峰值保持檢測(cè)波形所獲得的波形，(e)表示由信號(hào)檢測(cè)單元3 獲得的信號(hào)檢測(cè)結(jié)果(當(dāng)從負(fù)載設(shè)備B檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，二進(jìn)制信號(hào)具有電平H(高)，而當(dāng)沒(méi) 有從負(fù)載設(shè)備B檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，二進(jìn)制信號(hào)具有電平L(低))，(f)說(shuō)明了控制單元4的用 于控制電力傳輸單元1的控制信號(hào)(用于在高電平時(shí)驅(qū)動(dòng)反相器電路11而在低電平時(shí)停 止反相器電路11的信號(hào))，以及(g)示出了流入主電源線圈10中的高頻電流的波形。當(dāng)開(kāi)始從商用AC電源(沒(méi)有示出)向電力供應(yīng)設(shè)備A供應(yīng)電力時(shí)(上電)，控制 單元4輸出低電平控制信號(hào)以停止電力傳輸單元1的反相器電路11，并且查詢(xún)單元2的振 蕩電路21立即開(kāi)始振蕩。在無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，在該狀態(tài)中負(fù)載設(shè)備B的次級(jí)信號(hào)線圈121不 在主信號(hào)線圈20的附近，主信號(hào)線圈20中生成的高頻電壓的波形的幅度是恒定的。當(dāng)高 頻電壓波形的幅度是恒定的時(shí)，信號(hào)檢測(cè)單元3不執(zhí)行包絡(luò)檢測(cè)并且向控制單元4輸出“沒(méi) 有信號(hào)”的檢測(cè)結(jié)果(低電平信號(hào))。因?yàn)樾盘?hào)檢測(cè)單元3沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，所以控制單元 4確定處于無(wú)負(fù)載狀態(tài)并且持續(xù)輸出低電平控制信號(hào)，以使得電力傳輸單元1的反相器電 路11被維持在停止?fàn)顟B(tài)。此外，當(dāng)電傳導(dǎo)異質(zhì)襯底(例如，金屬)存在于主信號(hào)線圈20的附近，而位于主信 號(hào)線圈20周?chē)傻拇艌?chǎng)中時(shí)，高頻電壓波形的幅度減小，但是恒定的。因?yàn)楦哳l電壓波 形的幅度沒(méi)有改變，所以信號(hào)檢測(cè)單元3不執(zhí)行包絡(luò)檢測(cè)，并且向控制單元4輸出“沒(méi)有信 號(hào)”的檢測(cè)結(jié)果。因?yàn)樾盘?hào)檢測(cè)單元3沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，所以，控制單元4持續(xù)輸出低電平 控制信號(hào)，使得電力傳輸單元1的反相器電路11被維持在停止?fàn)顟B(tài)。
同時(shí)，當(dāng)負(fù)載設(shè)備B被布置在相對(duì)于電力供應(yīng)設(shè)備A規(guī)定的位置處時(shí)，放置主電源 線圈10和主信號(hào)線圈20以分別磁性耦合到次級(jí)電源線圈111和次級(jí)信號(hào)線圈121。當(dāng)次 級(jí)信號(hào)線圈121磁性耦合到主信號(hào)線圈20時(shí)，在次級(jí)信號(hào)線圈121中生成感生電動(dòng)勢(shì)，并 且電源電路122產(chǎn)生操作電力。調(diào)制電路123開(kāi)始通過(guò)電源電路122中產(chǎn)生的操作電力來(lái) 操作，以向次級(jí)信號(hào)線圈121輸出調(diào)制信號(hào)(參照?qǐng)D4的(b))。因此，載波被調(diào)制電路123進(jìn)行幅度調(diào)制(參見(jiàn)圖4的(a))，并且磁性耦合到次級(jí) 信號(hào)線圈121的主信號(hào)線圈20的高頻電壓波形也被改變。信號(hào)檢測(cè)單元3通過(guò)檢測(cè)主信 號(hào)線圈20的高頻電壓波形的包絡(luò)來(lái)對(duì)調(diào)制信號(hào)(方波信號(hào))進(jìn)行解調(diào)(檢測(cè))(參見(jiàn)圖4 的(c))。信號(hào)檢測(cè)單元3對(duì)解調(diào)方波信號(hào)執(zhí)行峰值保持操作(參見(jiàn)圖4的(d))。如果峰值超過(guò)了預(yù)定的閾值，那么信號(hào)檢測(cè)單元3確定負(fù)載設(shè)備B存在，并且向控 制單元4輸出“信號(hào)存在”的檢測(cè)結(jié)果(高電平信號(hào))(參見(jiàn)圖4的(e))。當(dāng)控制單元4從 信號(hào)檢測(cè)單元3接收高電平信號(hào)時(shí)，控制單元4將低電平控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平控制信號(hào) 以驅(qū)動(dòng)電力傳輸單元1的反相器電路11 (參見(jiàn)圖4的(f))。當(dāng)反相器電路11被驅(qū)動(dòng)時(shí)，以 非接觸模式將高頻電力從電力傳輸單元1傳輸?shù)诫娏邮諉卧?10，以對(duì)作為負(fù)載100的蓄 電池進(jìn)行充電。此外，當(dāng)負(fù)載設(shè)備B從規(guī)定位置A轉(zhuǎn)移以使得主電源線圈10和主信號(hào)線圈20不 能分別磁性耦合到次級(jí)電源線圈111和次級(jí)信號(hào)線圈121時(shí)，前面提及的無(wú)負(fù)載狀態(tài)被建 立。然后，信號(hào)檢測(cè)單元3向控制單元4輸出“沒(méi)有信號(hào)”的檢測(cè)結(jié)果(低電平信號(hào))?？?制單元4將高電平控制信號(hào)轉(zhuǎn)換到低電平控制信號(hào)以停止反相器電路11。如上所述，在本實(shí)施例中，當(dāng)信號(hào)檢測(cè)單元3沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，電力供應(yīng)設(shè)備A 的控制單元4停止從電力傳輸單元1進(jìn)行的電力傳輸，而當(dāng)信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)到信號(hào)時(shí)， 執(zhí)行從電力傳輸單元1進(jìn)行的電力傳輸。因此，當(dāng)沒(méi)有從電力供應(yīng)設(shè)備A將電力供應(yīng)到負(fù) 載設(shè)備B時(shí)，電力供應(yīng)設(shè)備A的電力傳輸單元1 (反相器電路11)可以被完全地停止，由此 減少在待機(jī)模式中電力供應(yīng)設(shè)備A的功耗。此外，負(fù)載設(shè)備B的響應(yīng)單元120通過(guò)磁性耦合到主信號(hào)線圈20的次級(jí)信號(hào)線圈 121中生成的感生電動(dòng)勢(shì)來(lái)操作，以傳輸來(lái)自次級(jí)信號(hào)線圈121的信號(hào)。因此，除了次級(jí)信 號(hào)線圈121之外不需要其它線圈來(lái)從電力供應(yīng)設(shè)備A向響應(yīng)單元120供應(yīng)操作電力。因此， 可以減少在待機(jī)模式中電力供應(yīng)設(shè)備A的功耗，同時(shí)與傳統(tǒng)情況相比，減少了負(fù)載設(shè)備B的 從電力供應(yīng)設(shè)備A向其供應(yīng)電力的線圈的數(shù)量。但是，如圖3A和3B所示，當(dāng)主信號(hào)線圈20和次級(jí)信號(hào)線圈121分別與主電源線 圈10和次級(jí)電源線圈111分離地安放在與軸向垂直的平面中時(shí)，異質(zhì)襯底(例如，金屬片) 可以以如下?tīng)顟B(tài)被安放在主電源線圈10和次級(jí)電源線圈111之間，在所述狀態(tài)中，負(fù)載設(shè) 備B被布置在相對(duì)于電力供應(yīng)設(shè)備A規(guī)定的位置處。在該情況下，控制單元4可以驅(qū)動(dòng)反 相器電路11以加熱異質(zhì)襯底。因此，優(yōu)選的是檢測(cè)被安放在主電源線圈10和次級(jí)電源線 圈111之間的異質(zhì)襯底(例如，金屬片)，并且使得控制單元4停止反相器電路11以防止異 質(zhì)襯底在這種情況下被加熱。在這方面，主電源線圈10和主信號(hào)線圈20可以?xún)?yōu)選地被同軸地布置在電力供應(yīng) 設(shè)備A中，并且次級(jí)電源線圈111和次級(jí)信號(hào)線圈121也可以?xún)?yōu)選地被同軸地布置在負(fù)載 設(shè)備B中(參見(jiàn)圖5)。在圖5所示的示例中，主電源線圈10和主信號(hào)線圈20形成為分別與次級(jí)電源線圈111和次級(jí)信號(hào)線圈121具有基本上相同大小的圓形，S卩，具有相同的內(nèi)徑 和外徑。此外，如圖5所示，各自的線圈被布置在電力供應(yīng)設(shè)備A和負(fù)載設(shè)備B中，以使得 主信號(hào)線圈20和次級(jí)信號(hào)線圈121被布置在主電源線圈10和次級(jí)電源線圈111之間，同 時(shí)主電源線圈10和次級(jí)電源 線圈111被基本上同軸的布置成以磁性耦合狀態(tài)彼此面對(duì)。這種布置提供的有利之處在于，通過(guò)減少主信號(hào)線圈20和次級(jí)信號(hào)線圈121之間 的距離，提高了信號(hào)檢測(cè)單元3的檢測(cè)準(zhǔn)確性。此外，優(yōu)選的是，次級(jí)信號(hào)線圈121盡量少 地受到其他線圈(尤其是次級(jí)電源線圈111)的影響，以允許載波被高度地調(diào)制。因此，如 圖6A-8所示，次級(jí)信號(hào)線圈121從次級(jí)電源線圈111向外布置，由此當(dāng)從次級(jí)信號(hào)線圈121 傳輸信號(hào)時(shí)(當(dāng)載波被調(diào)制時(shí))，減少次級(jí)電源線圈111的影響。也就是說(shuō)，次級(jí)線圈111 和112被安放在同一平面上，并且次級(jí)信號(hào)線圈121的內(nèi)徑和外徑比次級(jí)電源線圈111的 外徑大。此外，盡管在本實(shí)施例中使用在一個(gè)平面中纏繞的圓弧形線圈，但是本發(fā)明并不限 于此，圓柱形、矩形或橢圓形線圈也可以被使用。接下來(lái)，將參照?qǐng)D9的波形圖描述本實(shí)施例的其它操作。在圖9，(a)說(shuō)明了主信 號(hào)線圈20中生成的高頻電壓的波形，(b)示出了從調(diào)制電路123輸出的調(diào)制信號(hào)(方波信 號(hào))，(c)描述了當(dāng)信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)主信號(hào)線圈20的高頻電壓波形的包絡(luò)時(shí)獲得的檢 測(cè)波形，(d)闡述了通過(guò)峰值保持檢測(cè)波形獲得的波形，(e)表示通過(guò)信號(hào)檢測(cè)單元3獲得 的信號(hào)檢測(cè)結(jié)果(當(dāng)從負(fù)載設(shè)備B檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，二進(jìn)制信號(hào)具有高電平，而當(dāng)沒(méi)有從負(fù)載 設(shè)備B中檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，二進(jìn)制信號(hào)具有低電平)，(f)說(shuō)明了控制單元4的用于控制電力 傳輸單元1的控制信號(hào)(用于在高電平處驅(qū)動(dòng)反相器電路11而在低電平處停止反相器電 路11的信號(hào))，以及(g)示出了流入主電源線圈10的高頻電流的波形。在該情況下，在無(wú)負(fù)載狀態(tài)下并且當(dāng)僅金屬異質(zhì)襯底存在于主信號(hào)線圈20的附 近時(shí)的操作與上述情況相同，因此省略了對(duì)其的描述。當(dāng)負(fù)載設(shè)備B被布置在相對(duì)于電力供應(yīng)設(shè)備A規(guī)定的位置時(shí)，放置主電源線圈10 和主信號(hào)線圈20以分別磁性耦合到次級(jí)電源線圈111和次級(jí)信號(hào)線圈121。當(dāng)次級(jí)信號(hào)線 圈121磁性耦合到主信號(hào)線圈20時(shí)，在次級(jí)信號(hào)線圈121中生成感生電動(dòng)勢(shì)，并且電源電 路122產(chǎn)生操作電力。調(diào)制電路123開(kāi)始通過(guò)在電源電路122中產(chǎn)生的操作電力來(lái)操作， 以向次級(jí)信號(hào)線圈121輸出調(diào)制信號(hào)(參見(jiàn)圖9的(b))。因此，載波被調(diào)制電路123進(jìn)行幅度調(diào)制(參見(jiàn)圖9的(a)中的時(shí)間段tl)，并且 磁性耦合到次級(jí)信號(hào)線圈121的主信號(hào)線圈20的高頻電壓波形也被改變。信號(hào)檢測(cè)單元3 通過(guò)檢測(cè)主信號(hào)線圈20的高頻電壓波形的包絡(luò)來(lái)對(duì)調(diào)制信號(hào)(方波信號(hào))進(jìn)行解調(diào)(檢 測(cè))(參見(jiàn)圖9的(C))。信號(hào)檢測(cè)單元3對(duì)解調(diào)方波信號(hào)執(zhí)行峰值保持操作(參見(jiàn)圖9的 (d))。如果峰值超過(guò)預(yù)定的閾值，那么信號(hào)檢測(cè)單元3確定負(fù)載設(shè)備B存在，并且向控制單 元4輸出“信號(hào)存在”的檢測(cè)結(jié)果(高電平信號(hào))(參見(jiàn)圖9的(e))。當(dāng)控制單元4從信號(hào) 檢測(cè)單元3接收到高電平信號(hào)時(shí)，控制單元4將低電平控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平控制信號(hào)，以 驅(qū)動(dòng)電力傳輸單元1的反相器電路11 (參見(jiàn)圖9的(f))。當(dāng)反相器電路11被驅(qū)動(dòng)時(shí)，以非 接觸模式將高頻電力從電力傳輸單元1傳輸?shù)诫娏邮諉卧?10，以對(duì)作為負(fù)載100的蓄電 池進(jìn)行充電。在該情況下，當(dāng)反相器電路11被驅(qū)動(dòng)時(shí)，在主電源線圈10周?chē)傻拇磐坑绊懪c主電源線圈10基本上同軸布置的主信號(hào)線圈20。因此，如圖9的(a)中所示，大的噪聲 成分被添加到在主信號(hào)線圈20中生成的高頻電壓波形中。因此，難以在信號(hào)檢測(cè)單元3中 檢測(cè)信號(hào)。因此，在該實(shí)施例中，控制單元4間歇地驅(qū)動(dòng)反相器電路11。僅信號(hào)檢測(cè)單元3在 反相器電路11的暫停時(shí)間段Tx期間獲得的檢測(cè)結(jié)果被認(rèn)為是有效的。如果信號(hào)檢測(cè)單元 3在暫停時(shí)間段Tx期間檢測(cè)到信號(hào)，那么反相器電路11被間歇地驅(qū) 動(dòng)，而如果信號(hào)檢測(cè)單 元3在暫停時(shí)間段Tx期間沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，那么反相器電路11被停止。也就是說(shuō)，因?yàn)樵诜聪嗥麟娐?1的暫停時(shí)間段Tx期間在主電源線圈10周?chē)鷽](méi)有 生成磁通量，所以大的噪聲成分沒(méi)有被添加到在主信號(hào)線圈20中生成的高頻電壓波形中。 因此，信號(hào)檢測(cè)單元3可以準(zhǔn)確地檢測(cè)信號(hào)。所以，當(dāng)控制單元4基于信號(hào)檢測(cè)單元3在暫 停時(shí)間段Tx期間獲得的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制電力傳輸單元1時(shí)，可以在電力傳輸單元1的電力 傳輸期間防止故障發(fā)生。同時(shí)，當(dāng)異質(zhì)襯底(例如，金屬片)被安放在主線圈10和20以及次級(jí)線圈111和 121之間時(shí)，通過(guò)金屬異質(zhì)襯底的影響來(lái)減少次級(jí)信號(hào)線圈121中感生的高頻電壓。所以， 由于電源電路122沒(méi)有為調(diào)制電路123等的操作產(chǎn)生足夠的操作電力，因此在主信號(hào)線圈 20中生成的高頻電壓波形的電壓電平減小(參見(jiàn)圖9的(a)中的時(shí)間段t2)。因此，信號(hào)檢測(cè)單元3向控制單元4輸出“沒(méi)有信號(hào)”的檢測(cè)結(jié)果(低電平信號(hào))， 因?yàn)檎{(diào)制方波信號(hào)的峰值沒(méi)有超過(guò)閾值。因此，控制單元4將高電平控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電 平控制信號(hào)，以停止反相器電路11，由此防止金屬異質(zhì)襯底被由電力傳輸單元1進(jìn)行的電 力傳輸加熱。圖10是示出了由在上述操作中的由電力供應(yīng)設(shè)備A的控制單元4執(zhí)行的處 理的流程圖。在該實(shí)施例中，與振蕩電路21的振蕩頻率(大約4MHz)和反相器電路11的頻率 (大約100kHz)相比，調(diào)制電路123的調(diào)制信號(hào)的頻率(大約是1kHz)相對(duì)低。因此，當(dāng)信 號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)時(shí)，可以容易地執(zhí)行濾波。此外，主信號(hào)線圈20和次級(jí) 信號(hào)線圈121都具有小的直徑以及小的繞組數(shù)量，并且通過(guò)將振蕩電路21的振蕩頻率增加 至相對(duì)最高水平而增加線圈20和121的AC阻抗并減少流入線圈20和121的電流，來(lái)以低 功耗進(jìn)行操作。此外，在電力供應(yīng)設(shè)備A中，查詢(xún)單元2的振蕩電路21持續(xù)振蕩?？商娲?，當(dāng)信 號(hào)檢測(cè)單元3沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，振蕩電路21可以間歇地振蕩，而當(dāng)信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè) 到信號(hào)時(shí)，振蕩電路21可以持續(xù)振蕩。與其中振蕩電路21持續(xù)振蕩的情況相比，在該情況 下，可以進(jìn)一步減少在待機(jī)模式中的功耗。此外，即使在信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)到信號(hào)的情況 下，振蕩電路21可以?xún)H在間歇地驅(qū)動(dòng)反相器電路11的暫停時(shí)間段Tx期間進(jìn)行振蕩，而可 以在反相器電路11被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間段期間，停止振蕩電路21的振蕩。此外，如在圖11中所示，除了比主電源線圈10大的主信號(hào)線圈20之外，多個(gè)(在 說(shuō)明的示例中為6個(gè))主信號(hào)線圈20’可以被提供在電力供應(yīng)設(shè)備A的查詢(xún)單元2中。通 過(guò)該配置，即使當(dāng)比主電源線圈10小的異質(zhì)襯底存在時(shí)，也可以基于在這些主信號(hào)線圈 20’之一中生成的高頻電壓波形來(lái)檢測(cè)到異質(zhì)襯底的存在，并且停止反相器電路11以防止 異質(zhì)襯底被加熱。但是，當(dāng)一個(gè)電力供應(yīng)設(shè)備A向具有不同類(lèi)型的負(fù)載100的多個(gè)負(fù)載設(shè)備B供應(yīng)電力時(shí)，從電力傳輸單元1傳輸?shù)碾娏π枰鶕?jù)負(fù)載100的類(lèi)型來(lái)進(jìn)行控制。因此，控制單 元4可以在待機(jī)模式中以時(shí)分方式驅(qū)動(dòng)查詢(xún)單元2的振蕩電路21以預(yù)定的多個(gè)頻率進(jìn)行 振蕩，并且基于信號(hào)檢測(cè)單元3在分別的振蕩頻率處的信號(hào)檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定負(fù)載設(shè)備B的 類(lèi)型。更特別地，可以通過(guò)振蕩電路21中設(shè)置的預(yù)定的多種頻率和每個(gè)負(fù)載設(shè)備B(參 見(jiàn)圖2)的次級(jí)線圈121與諧振電容C2確定的諧振頻率，來(lái)識(shí)別負(fù)載設(shè)備B。在非諧振頻率 處，在次級(jí)信號(hào)線圈121中很難生成感生電動(dòng)勢(shì)，從而調(diào)制電路不能操作來(lái)向次級(jí)信號(hào)線 圈121輸出調(diào)制信號(hào)。另一方面，在諧振頻率處，在次級(jí)信號(hào)線圈121中生成感生電動(dòng)勢(shì)， 并且調(diào)制被執(zhí)行。因此，電力供應(yīng)設(shè)備A可以識(shí)別與其耦合來(lái)接收電力的負(fù)載設(shè)備B。然后，控制單元4通過(guò)根據(jù)負(fù)載設(shè)備B的類(lèi)型而升高或降低反相器電路11的頻率 來(lái)控制從電力傳輸單元1傳輸?shù)碾娏Α?第二實(shí)施例) 如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)具有以下特征負(fù) 載設(shè)備B還包括負(fù)載設(shè)備控制單元130，用于將控制命令從響應(yīng)單元120傳輸?shù)诫娏?yīng)設(shè) 備A的控制單元4，以指示停止電力傳輸單元1的電力傳輸或者減小傳輸電力電平。因?yàn)?其它配置與第一實(shí)施例的那些結(jié)構(gòu)相同，所以與第一實(shí)施例相同的部件將被分配相同的標(biāo) 號(hào)，并且將省略對(duì)其的解釋。例如，如果負(fù)載100是蓄電池，并且即使在蓄電池被充滿(mǎn)電之后，還從電力供應(yīng)設(shè) 備A持續(xù)供應(yīng)電力，那么電力被浪費(fèi)。在這種情況下，可以考慮在電力接收單元110和負(fù)載 100之間的電力供應(yīng)路徑中提供開(kāi)關(guān)元件(半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件或繼電器)，以使得當(dāng)蓄電池被 充滿(mǎn)電時(shí)，開(kāi)關(guān)元件被關(guān)閉以中斷從電力接收單元110到負(fù)載100的電力供應(yīng)。然而，因?yàn)?從電力傳輸單元1持續(xù)供應(yīng)電力，所以次級(jí)電源線圈111的端電壓增加。因此，電力轉(zhuǎn)換單 元(整流器電路112)的耐受電壓需要有具有余量，由此引起成本和大小的增加。但是，在該實(shí)施例中，當(dāng)作為負(fù)載100的蓄電池被充滿(mǎn)電時(shí)，負(fù)載設(shè)備控制單元 130停止響應(yīng)單元120的調(diào)制電路123，以使得電力供應(yīng)設(shè)備A的信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)不到 信號(hào)。因此，因?yàn)樾盘?hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)不到信號(hào)，所以電力供應(yīng)設(shè)備A的控制單元4停止反 相器電路11，由此停止電力傳輸單元1的電力供應(yīng)。(第三實(shí)施例)如圖13所示，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)具有以下特征用 于從次級(jí)電源線圈111中感生的高頻電力產(chǎn)生響應(yīng)單元120的操作電力的第二電源電路 113被提供在負(fù)載設(shè)備B的電力接收單元110中。此外，因?yàn)槠渌渲门c第一實(shí)施例的配置 相同，所以與第一實(shí)施例相同的部件將被分配相同的標(biāo)號(hào)，并且將省略對(duì)其的解釋。第二電源電路113向響應(yīng)單元120的調(diào)制電路123供應(yīng)DC電力，當(dāng)將電力從電力 傳輸單元1供應(yīng)到電力接收單元110時(shí)，通過(guò)對(duì)次級(jí)電源線圈111中感生的高頻電力進(jìn)行 整流和平滑來(lái)生成DC電力。也就是說(shuō)，從電力供應(yīng)設(shè)備A的查詢(xún)單元2傳輸?shù)碾娏Φ牧糠浅Ｐ?，并且在響?yīng)單 元120的電源電路122中產(chǎn)生的操作電力的量也非常小。但是，當(dāng)?shù)诙娫措娐?13通過(guò) 使用由電力接收單元110接收的高頻電力來(lái)產(chǎn)生響應(yīng)單元120的操作電力時(shí)，有利之處在 于，通過(guò)增加從響應(yīng)單元120傳輸?shù)碾娏?，提高了信?hào)檢測(cè)單元3的檢測(cè)準(zhǔn)確性。
(第四實(shí)施例)如圖14所示，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)具有以下特征負(fù) 載設(shè)備B還包括用于從在次級(jí)電源線圈111中感生的高頻電力產(chǎn)生響應(yīng)單元120的操作電 力的第二電源電路113，以及通過(guò)在第二電源電路113中產(chǎn)生的電力來(lái)操作的負(fù)載設(shè)備信 號(hào)傳輸單元124，用于傳輸傳輸信號(hào)，并且電力供應(yīng)設(shè)備A還包括用于接收從負(fù)載設(shè)備信號(hào) 傳輸單元124傳輸?shù)男盘?hào)的電力供應(yīng)設(shè)備側(cè)信號(hào)接收單元5，以及用于存儲(chǔ)傳輸信號(hào)所傳 輸?shù)男畔⒌拇鎯?chǔ)器6。此外，因?yàn)槠渌渲门c第一實(shí)施例的配置相同，所以與第一實(shí)施例相同的部件將 被分配相同的標(biāo)號(hào)，并且將省略對(duì)其的解釋。負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元124具有傳輸線圈124a，并且通過(guò)傳輸線圈124a來(lái)傳輸例 如頻率調(diào)制傳輸信號(hào)。電力供應(yīng)設(shè)備側(cè)信號(hào)接收單元5具有磁性耦合到傳輸線圈124a的 接收線圈50，并且通過(guò)對(duì)接收線圈50中感生的高頻電壓(高頻調(diào)制傳輸信號(hào))進(jìn)行解調(diào)來(lái) 恢復(fù)原始信息。解調(diào)信息被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器6中。對(duì)傳輸信號(hào)從負(fù)載設(shè)備B到電力供應(yīng)設(shè)備 A所傳輸?shù)男畔](méi)有施加任何具體限制。如上所述，在該實(shí)施例中，可以在負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元124和電力供應(yīng)設(shè)備側(cè) 信號(hào)接收單元5之間傳遞各種信息數(shù)據(jù)。(第五實(shí)施例)如圖15所示，根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)具有以下特征電 力供應(yīng)設(shè)備A還包括用于生成要從電力供應(yīng)設(shè)備A傳輸?shù)截?fù)載設(shè)備B的信息信號(hào)的電力供 應(yīng)信息信號(hào)生成電路7，以及用于對(duì)通過(guò)信息信號(hào)從電力傳輸單元1傳輸?shù)母哳l電力進(jìn)行 調(diào)制的調(diào)制電路8，并且負(fù)載設(shè)備B還包括用于對(duì)次級(jí)電源線圈111中感生的高頻電力進(jìn) 行解調(diào)以恢復(fù)信息信號(hào)的解調(diào)電路140，用于存儲(chǔ)由解調(diào)電路140解調(diào)的信息(信息信號(hào)) 的存儲(chǔ)器150，以及用于基于該信息來(lái)控制負(fù)載100的控制單元160。此外，因?yàn)槠渌渲?與第一實(shí)施例的配置相同，所以與第一實(shí)施例相同的部件將被分配相同的標(biāo)號(hào)，并且將省 略對(duì)其的解釋。調(diào)制電路8對(duì)通過(guò)由電力供應(yīng)信息信號(hào)生成電路7生成的信息信號(hào)(基帶信號(hào)) 從反相器電路11輸出的高頻電壓(載波)執(zhí)行調(diào)制(幅度調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)制)。 解調(diào)電路140對(duì)次級(jí)電源線圈111中感生的高頻電壓(調(diào)制載波)進(jìn)行解調(diào)以恢復(fù)信息信 號(hào)。此外，對(duì)通過(guò)信息信號(hào)從電力供應(yīng)設(shè)備A傳輸?shù)截?fù)載設(shè)備B的信息沒(méi)有施加任何具體 限制。如上所述，在該實(shí)施例中，可以將各種信息數(shù)據(jù)從電力供應(yīng)設(shè)備A傳遞到負(fù)載設(shè) 備B。(第六實(shí)施例)如圖16所示，根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)具有以下特征負(fù) 載設(shè)備B還包括響應(yīng)信號(hào)傳輸單元170，其通過(guò)次級(jí)電源線圈111中感生的高頻電力操作來(lái) 通過(guò)次級(jí)電源線圈111傳輸響應(yīng)信號(hào)，并且電力供應(yīng)設(shè)備A還包括用于通過(guò)磁性耦合到次 級(jí)電源線圈111的主電源線圈10來(lái)接收響應(yīng)信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)接收單元9。此外，因?yàn)槠渌渲门c第一實(shí)施例的配置相同，所以與第一實(shí)施例相同的部件將 被分配相同的標(biāo)號(hào)，并且將省略對(duì)其的解釋。
響應(yīng)信號(hào)傳輸單元170具有用于從次級(jí)電源線圈111中感生的高頻電力產(chǎn)生操作 電力的電源電路171，以及調(diào)制電路172，所述調(diào)制電路172通過(guò)電源電路171中產(chǎn)生的操 作電力操作來(lái)對(duì)次級(jí)電源線圈111的感生電壓(載波)執(zhí)行調(diào)制(例如，幅度調(diào)制)。也 就是說(shuō)，僅當(dāng)從電力供應(yīng)設(shè)備A的電力傳輸單元1將電力供應(yīng)到負(fù)載設(shè)備B 的電力接收單 元110時(shí)，響應(yīng)信號(hào)傳輸單元170才可以傳輸響應(yīng)信號(hào)。當(dāng)沒(méi)有從電力傳輸單元1將電力 供應(yīng)到電力接收單元110時(shí)，響應(yīng)信號(hào)傳輸單元170不能傳輸響應(yīng)信號(hào)。響應(yīng)信號(hào)傳輸單 元170可以持續(xù)或間歇地傳輸響應(yīng)信號(hào)。響應(yīng)信號(hào)接收單元9通過(guò)檢測(cè)主電源線圈10的高頻電壓波形的包絡(luò)來(lái)對(duì)響應(yīng)信 號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以向控制單元4輸出解調(diào)信號(hào)。在該情況下，當(dāng)從電力傳輸單元1傳輸電力時(shí)，信號(hào)檢測(cè)單元3難以檢測(cè)信號(hào)，因 為大的噪聲成分被添加到主信號(hào)線圈20中生成的高頻電壓波形中。因此，在第一實(shí)施例 中，電力傳輸單元1的反相器電路11被間歇地驅(qū)動(dòng)，以使得信號(hào)檢測(cè)單元3可以在反相器 電路11的暫停時(shí)間段期間檢測(cè)信號(hào)。另一方面，在該實(shí)施例中，一旦信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)到表示負(fù)載設(shè)備B存在的信 號(hào)，電力供應(yīng)設(shè)備A的控制單元4就持續(xù)執(zhí)行電力傳輸單元1的電力傳輸；并且，如果其中 響應(yīng)信號(hào)接收單元9沒(méi)有接收到響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間段超過(guò)特定時(shí)間段(當(dāng)響應(yīng)信號(hào)被間歇地 傳輸時(shí)，比響應(yīng)信號(hào)的傳輸周期足夠長(zhǎng))，那么控制單元4停止電力傳輸單元1的電力傳輸， 而如果其中響應(yīng)信號(hào)接收單元9沒(méi)有接收到響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間段沒(méi)有超過(guò)特定時(shí)間段，那么 控制單元4繼續(xù)電力傳輸單元1的電力傳輸。因此，在該實(shí)施例中，控制單元4基于響應(yīng)信號(hào)接收單元9是否接收到從負(fù)載設(shè)備 B的響應(yīng)信號(hào)傳輸單元170傳輸?shù)捻憫?yīng)信號(hào)來(lái)繼續(xù)或停止電力傳輸單元1的電力傳輸。因 此，盡管信號(hào)檢測(cè)單元3的檢測(cè)準(zhǔn)確性在電力傳輸單元1的連續(xù)電力傳輸期間降低，但是電 力傳輸單元1的反相器電路11可以被持續(xù)(而非間歇地)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)防止電力傳輸單元1 的故障。因此，與其中如第一實(shí)施例中那樣間歇地驅(qū)動(dòng)反相器電路11的情況相比，有利之 處在于，提高了電力供應(yīng)的效率。(第七實(shí)施例)如圖17所示，根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)具有以下特征負(fù) 載設(shè)備B還包括負(fù)載設(shè)備控制單元130，用于將控制命令從響應(yīng)單元120和響應(yīng)信號(hào)傳輸單 元170傳輸?shù)诫娏?yīng)設(shè)備A的控制單元4，以指示停止電力傳輸單元1的電力傳輸或者減 小傳輸電力電平。此外，因?yàn)槠渌渲门c第二和第六實(shí)施例的配置相同，所以與第二和第六 實(shí)施例相同的部件將被分配相同的標(biāo)號(hào)，并且將省略對(duì)其的解釋。在第二實(shí)施例中，當(dāng)作為負(fù)載100的蓄電池被充滿(mǎn)電時(shí)，負(fù)載設(shè)備控制單元130停 止響應(yīng)單元120的調(diào)制電路123，以使得電力供應(yīng)設(shè)備A的信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)不到信號(hào)。 但是，如在第六實(shí)施例中所描述，當(dāng)反相器電路11被持續(xù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，信號(hào)檢測(cè)單元3可能會(huì)錯(cuò) 誤地將噪聲成分檢測(cè)為信號(hào)，即使響應(yīng)單元120的調(diào)制電路123被停止。因此，在該實(shí)施例中，當(dāng)作為負(fù)載100的蓄電池被充滿(mǎn)電時(shí)，負(fù)載設(shè)備控制單元 130停止響應(yīng)單元120的調(diào)制電路123和響應(yīng)信號(hào)傳輸單元170的調(diào)制電路172 二者。因 此，即使當(dāng)電力供應(yīng)設(shè)備A的信號(hào)檢測(cè)單元3檢測(cè)到錯(cuò)誤信號(hào)時(shí)，響應(yīng)信號(hào)接收單元9也不會(huì)接收到響應(yīng)信號(hào)。因此，控制單元4可以停止電力傳輸單元1的電力傳輸。如上所述，在該實(shí)施例中，即使當(dāng)反相器電路被持續(xù)驅(qū)動(dòng)，也可以通過(guò)提高信號(hào)傳 輸?shù)目煽啃詠?lái)確切地控制電力傳輸單元1。雖然已經(jīng)參照實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域 的技術(shù)人員將理解，可以 在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍的情況下，進(jìn)行各種改變和變型。
權(quán)利要求
一種非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，包括電力供應(yīng)設(shè)備，用于傳輸高頻電力；以及負(fù)載設(shè)備，其通過(guò)電磁感應(yīng)非接觸地接收從所述電力供應(yīng)設(shè)備傳輸?shù)乃龈哳l電力，以向負(fù)載供應(yīng)所述高頻電力，其中，所述電力供應(yīng)設(shè)備包括電力傳輸單元，其具有用于電力傳輸?shù)闹麟娫淳€圈以及用于向所述主電源線圈供應(yīng)高頻電流的反相器電路；查詢(xún)單元，其具有用于從所述負(fù)載設(shè)備接收信號(hào)的主信號(hào)線圈以及振蕩電路，所述主信號(hào)線圈連接在所述振蕩電路的輸出端子之間；信號(hào)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述主信號(hào)線圈所接收的信號(hào)；以及控制單元，用于根據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)單元所檢測(cè)的信號(hào)來(lái)控制所述電力傳輸單元，其中，所述負(fù)載設(shè)備包括所述負(fù)載；電力接收單元，其具有用于電力接收的次級(jí)電源線圈以及電力轉(zhuǎn)換單元，所述次級(jí)電源線圈磁性耦合到所述主電源線圈，所述電力轉(zhuǎn)換單元將所述次級(jí)電源線圈中感生的高頻電力轉(zhuǎn)換為用于所述負(fù)載的電力；次級(jí)信號(hào)線圈，其磁性耦合到所述主信號(hào)線圈；以及響應(yīng)單元，其通過(guò)所述次級(jí)信號(hào)線圈中感生的電動(dòng)勢(shì)操作來(lái)傳輸來(lái)自所述次級(jí)信號(hào)線圈的信號(hào)，并且其中，當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元不執(zhí)行從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸，而當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述控制單元執(zhí)行從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述主電源線圈和所述主信號(hào) 線圈被基本上同軸地布置在所述電力供應(yīng)設(shè)備中，并且所述次級(jí)電源線圈和所述次級(jí)信號(hào) 線圈被基本上同軸地布置在所述負(fù)載設(shè)備中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，當(dāng)執(zhí)行從所述電力傳輸單元進(jìn) 行的電力傳輸時(shí)，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元間歇地驅(qū)動(dòng)所述反相器電路，并且如 果所述信號(hào)檢測(cè)單元在所述反相器電路的暫停時(shí)間段期間沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)，那么所述控制 單元停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述信號(hào)是幅度調(diào)制信號(hào)，并且 所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)所述主信號(hào)線圈中感生的電壓的包絡(luò)，并且如 果所檢測(cè)的電壓電平超過(guò)閾值，那么確定檢測(cè)到信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載設(shè)備包括負(fù)載設(shè)備控 制單元，所述負(fù)載設(shè)備控制單元用于將控制命令從所述響應(yīng)單元傳輸?shù)剿鲭娏?yīng)設(shè)備 的所述控制單元，以指示停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸或者減少傳輸電力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，如果所述信號(hào)檢測(cè)單元 檢測(cè)的信號(hào)電平是恒定的，那么所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元不執(zhí)行從所述電力傳輸 單元進(jìn)行的電力傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載設(shè)備的所述響 應(yīng)單元具有電源電路以及調(diào)制電路，所述電源電路從所述次級(jí)信號(hào)線圈中感生的電壓產(chǎn)生 操作電力，所述調(diào)制電路通過(guò)所述電源電路所產(chǎn)生的操作電力操作來(lái)向所述次級(jí)信號(hào)線圈 輸出調(diào)制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制電路產(chǎn)生通過(guò)改變連 接在所述次級(jí)信號(hào)線圈兩端之間的阻抗元件的阻抗而調(diào)制的信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載設(shè)備的所述電力接收 單元還具有用于從所述次級(jí)電源線圈中感生的高頻電力產(chǎn)生所述響應(yīng)單元的操作電力的 電源電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述信號(hào) 檢測(cè)單元還具有一個(gè)或多個(gè)附加的主信號(hào)線圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，還包括附加的一個(gè)或多個(gè)負(fù) 載設(shè)備，其中，所述負(fù)載設(shè)備和所述附加的負(fù)載設(shè)備具有不同類(lèi)型的負(fù)載，并且所述負(fù)載設(shè) 備和所述附加的負(fù)載設(shè)備的響應(yīng)單元根據(jù)這些負(fù)載的類(lèi)型來(lái)傳輸和接收不同頻率的信號(hào)， 并且其中，所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述查詢(xún)單元允許所述振蕩電路以根據(jù)所述負(fù)載設(shè)備和所 述附加的負(fù)載設(shè)備的類(lèi)型而改變的頻率進(jìn)行振蕩。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載設(shè)備還包括 附加的電源電路以及負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元，所述附加的電源電路用于從所述次級(jí)電源線 圈中感生的高頻電力產(chǎn)生所述響應(yīng)單元的操作電力，所述負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元通過(guò)所述 附加的電源電路產(chǎn)生的電力操作來(lái)傳輸傳輸信號(hào)，并且所述電力供應(yīng)設(shè)備包括電力供應(yīng)設(shè) 備信號(hào)接收單元，所述電力供應(yīng)設(shè)備信號(hào)接收單元用于從所述負(fù)載設(shè)備信號(hào)傳輸單元接收 所述傳輸信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述電力供應(yīng)設(shè)備還 包括用于通過(guò)信息信號(hào)對(duì)來(lái)自所述電力傳輸單元的高頻電力進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制電路，并且所 述負(fù)載設(shè)備還包括用于對(duì)所述次級(jí)電源線圈中感生的高頻電力進(jìn)行解調(diào)以恢復(fù)所述信息 信號(hào)的解調(diào)電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)單元 沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述振蕩電路間歇地振蕩，而如果所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)，則所 述振蕩電路持續(xù)振蕩。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述主信號(hào)線圈的內(nèi)徑和外徑 基本上等于所述次級(jí)信號(hào)線圈的內(nèi)徑和外徑，并且所述次級(jí)信號(hào)線圈的內(nèi)徑比所述次級(jí)電 源線圈的外徑大。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述主信號(hào)線圈和所述次級(jí)信 號(hào)線圈被布置在所述主電源線圈和所述次級(jí)電源線圈之間，而所述主電源線圈和所述次級(jí) 電源線圈彼此磁性耦合。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述查詢(xún)單元的所述 振蕩電路以比所述反相器電路的頻率更高的頻率振蕩，并且所述響應(yīng)單元具有從所述次級(jí) 信號(hào)線圈中感生的電壓產(chǎn)生操作電力的電源電路，以及通過(guò)所述電源電路所產(chǎn)生的操作電 力操作來(lái)向所述次級(jí)信號(hào)線圈輸出調(diào)制信號(hào)的調(diào)制電路，由該調(diào)制電路向所述次級(jí)信號(hào)線 圈輸出的該調(diào)制信號(hào)的頻率比所述反相器電路的頻率低。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載設(shè)備包括響應(yīng)信號(hào)傳 輸單元，所述響應(yīng)信號(hào)傳輸單元通過(guò)所述次級(jí)電源線圈中感生的高頻電力操作來(lái)通過(guò)所述 次級(jí)電源線圈傳輸響應(yīng)信號(hào)，其中，所述電力供應(yīng)設(shè)備包括響應(yīng)信號(hào)接收單元，所述響應(yīng)信號(hào)接收單元用于通過(guò)磁性耦合到所述次級(jí)電源線圈的所述主電源線圈來(lái)接收所述響應(yīng)信號(hào)，并且其中，當(dāng)所述電力供應(yīng)設(shè)備的所述控制單元根據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)單元檢測(cè)到信號(hào)而執(zhí)行 從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸時(shí)，如果其中所述響應(yīng)信號(hào)接收單元沒(méi)有接收到響應(yīng) 信號(hào)的時(shí)間段超過(guò)特定時(shí)間段，那么所述控制單元停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳 輸，而如果其中所述響應(yīng)信號(hào)接收單元沒(méi)有接收到響應(yīng)信號(hào)的所述時(shí)間段沒(méi)有超過(guò)所述特 定時(shí)間段，那么所述控制單元繼續(xù)從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力傳輸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載設(shè)備包括負(fù)載設(shè)備 控制單元，所述負(fù)載設(shè)備控制單元用于將控制命令從所述響應(yīng)單元和所述響應(yīng)信號(hào)傳輸單 元傳輸?shù)剿鲭娏?yīng)設(shè)備的所述控制單元，以指示停止從所述電力傳輸單元進(jìn)行的電力 傳輸或者減少傳輸電力。
全文摘要
非接觸電力供應(yīng)系統(tǒng)包括電力供應(yīng)設(shè)備，用于傳輸高頻電力；以及負(fù)載設(shè)備，其通過(guò)電磁感應(yīng)以非接觸模式來(lái)接收所述高頻電力，以將其提供給負(fù)載。所述電力供應(yīng)設(shè)備包括電力傳輸單元，其具有主電源線圈以及反相器電路；查詢(xún)單元，其具有至少一個(gè)主信號(hào)線圈以及振蕩電路；信號(hào)檢測(cè)單元；以及控制單元。所述負(fù)載設(shè)備包括電力接收單元，其具有次級(jí)電源線圈以及電力轉(zhuǎn)換單元，所述次級(jí)電源線圈磁性耦合到所述主電源線圈；次級(jí)信號(hào)線圈，其磁性耦合到所述主信號(hào)線圈；以及響應(yīng)單元，其通過(guò)所述次級(jí)信號(hào)線圈中感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)操作。當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述控制單元停止電力傳輸，而當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，所述控制單元執(zhí)行電力傳輸。
文檔編號(hào)H02J17/00GK101873014SQ201010170139
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者安倍秀明 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社