非接觸電力傳輸系統的制作方法

非接觸電力傳輸系統的制作方法
【專利摘要】在非接觸電力傳輸系統(10)中，送電裝置(11)包括：振蕩控制部(13)，其使傳輸線圈(L1)連續振蕩或間歇振蕩；以及電流檢測部(R7)，其輸出與流過傳輸線圈(L1)的電流相應的檢測值。受電裝置(12)包括：切換控制部(15)以及將受電線圈(L2)設定為導通狀態或非導通狀態的切換部(SW1、SW2)。切換控制部(15)在1次傳輸線圈(L1)的振蕩期間將受電線圈(L2)設為導通狀態，在后續的N次傳輸線圈(L1)的振蕩期間將受電線圈(L2)設為非導通狀態。如果在1次傳輸線圈(L1)的振蕩期間內檢測值為閾值以上且在后續的N次傳輸線圈(L1)的振蕩期間中的至少1次振蕩期間內檢測值小于閾值，則振蕩控制部(13)使傳輸線圈(L1)連續振蕩。由此，能夠通過簡單的結構由送電裝置(11)正確地判定從受電裝置(12)發送的電力供給請求。
【專利說明】
非接觸電力傳輸系統
技術領域
[0001]本公開涉及一種以非接觸方式傳輸電力的非接觸電力傳輸系統。
【背景技術】
[0002]近年來，已知一種具備送電裝置以及受電裝置的非接觸電力傳輸系統，其中，送電裝置包括用于傳輸電力的傳輸線圈，受電裝置包括接收所傳輸的電力的受電線圈。在這種非接觸電力傳輸系統中，使傳輸線圈中產生的磁通與受電線圈交鏈，來通過電磁感應從傳輸線圈向受電線圈以非接觸方式傳輸電力。
[0003]專利文獻I公開了一種通過負載調制來從受電裝置向送電裝置發送電力供給請求等信息的非接觸電力傳輸系統。專利文獻2公開了一種能夠從送電裝置對多個受電裝置傳輸電力的非接觸電力傳輸系統。
[0004]專利文獻I:日本特開2008-206305號公報
[0005]專利文獻2:日本特開平7-298505號公報

【發明內容】

[0006]當將上述專利文獻I所記載的技術應用于上述專利文獻2所記載的具備多個受電裝置的非接觸電力傳輸系統時，會發生從多個受電裝置向送電裝置同時發送信息的情況。在該情況下，有可能會由于干擾等而導致送電裝置無法正確地接收信息。
[0007]因此，如果使用Bluetooth(注冊商標)、ZigBee(注冊商標)等以2.4GHz頻帶的近距離無線通信規格為標準的通信方法，則送電裝置能夠正確地接收從多個受電裝置同時發送的電力供給請求等信息。
[0008]但是，當使用上述那樣的以近距離無線通信規格為標準的通信方法時，會招致裝置結構的復雜化、大型化以及成本的上升。
[0009]為了解決上述問題，本公開的目的在于提供一種能夠通過簡單的結構由送電裝置正確地判定從受電裝置發送的電力供給請求的非接觸電力傳輸系統。
[0010]為了解決上述問題，本公開的一個方式是一種非接觸電力傳輸系統，該非接觸電力傳輸系統具備送電裝置和受電裝置，以非接觸方式進行電力傳輸。
[0011]送電裝置包括:傳輸線圈；振蕩部，其使傳輸線圈進行振蕩;振蕩控制部，其對振蕩部進行控制，以使傳輸線圈進行連續振蕩或以規定周期進行間歇振蕩；以及電流檢測部，其輸出與流過傳輸線圈的輸入電流相應的檢測值。
[0012]受電裝置包括:受電線圈；切換部，其將受電線圈設定為導通狀態和非導通狀態中的某一個狀態；以及切換控制部，其對切換部進行控制，以在間歇振蕩的情況下與規定周期同步地對導通狀態和非導通狀態進行切換。
[0013]切換控制部執行以下切換動作:在I次傳輸線圈的振蕩期間將受電線圈設為導通狀態，在后續的N次(N是規定的自然數)傳輸線圈的振蕩期間將受電線圈設為非導通狀態。
[0014]如果在I次傳輸線圈的振蕩期間內檢測值為規定的閾值以上且在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內檢測值小于閾值，則振蕩控制部對振蕩部進行控制以從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0015]根據本方式，能夠通過控制受電裝置的切換部的簡單的結構，從間歇振蕩切換為連續振蕩來適當地傳輸電力。在傳輸線圈的附近存在金屬異物的情況下，繼續進行間歇振蕩，來防止金屬異物的加熱。
【附圖說明】
[0016]圖1是概要性地示出第I實施方式的非接觸電力傳輸系統的電路的圖。
[0017]圖2是概要性地示出第I實施方式的非接觸電力傳輸系統的結構的圖。
[0018]圖3A是傳輸線圈的俯視圖。
[0019]圖3B是傳輸線圈的剖視圖。
[0020]圖4是受電線圈的剖視圖。
[0021]圖5是概要性地示出電設備被載置于送電裝置的狀態的剖視圖。
[0022]圖6是示出充電器的動作的時序圖。
[0023]圖7是示出第I實施方式的開關元件的開閉和充電電流的時序圖。
[0024]圖8是概要性地示出連續振蕩和間歇振蕩時的電壓波形和電流波形的時序圖。
[0025]圖9是概要性地示出間歇振蕩時的充電器中的電壓波形和電流波形的時序圖。
[0026]圖10是概要性地示出第I實施方式的間歇振蕩時的充電器中的電壓波形和電流波形以及間歇振蕩時的電設備中的開關元件的動作的時序圖。
[0027]圖11是以表的形式示出2臺電設備的動作模式的圖。
[0028]圖12是概要性地示出第I實施方式的充電器的控制部的動作過程的流程圖。
[0029]圖13是概要性地示出第I實施方式的充電器的控制部的與圖12不同的動作過程的流程圖。
[0030]圖14是概要性地示出磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統的電路的圖。
[0031]圖15是概要性地示出第2實施方式的非接觸電力傳輸系統的電路的圖。
[0032]圖16A是第2實施方式的傳輸線圈的俯視圖。
[0033]圖16B是第2實施方式的傳輸線圈的剖視圖。
[0034]圖17是概要性地示出電設備被插入到充電器的狀態的剖視圖。
[0035]圖18是示出第2實施方式的開關元件的動作和充電電流的時序圖。
[0036]圖19是概要性地示出第2實施方式的間歇振蕩時的充電器中的電壓波形和電流波形以及間歇振蕩時的電設備中的開關元件的動作的時序圖。
[0037]圖20是概要性地示出第2實施方式的磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統的電路的圖。
[0038]圖21是磁諧振方式的受電線圈和集磁通線圈的剖視圖。
[0039]圖22A是與圖21不同的磁諧振方式的受電線圈和集磁通線圈的剖視圖。
[0040]圖22B是概要性地示出具備圖22A的受電線圈和集磁通線圈的電設備被插入到充電器的狀態的剖視圖。
【具體實施方式】
[0041]本公開的一個方式是一種非接觸電力傳輸系統，其具備送電裝置和受電裝置，以非接觸方式進行電力傳輸。
[0042]送電裝置包括:傳輸線圈；振蕩部，其使傳輸線圈進行振蕩;振蕩控制部，其對振蕩部進行控制，以使傳輸線圈進行連續振蕩或以規定周期進行間歇振蕩；以及電流檢測部，其輸出與流過傳輸線圈的輸入電流相應的檢測值。
[0043]受電裝置包括:受電線圈；切換部，其將受電線圈設定為導通狀態和非導通狀態中的某一個狀態；以及切換控制部，其對切換部進行控制，以在間歇振蕩的情況下與規定周期同步地對導通狀態和非導通狀態進行切換。
[0044]切換控制部執行以下切換動作:在I次傳輸線圈的振蕩期間將受電線圈設為導通狀態，在后續的N次(N是規定的自然數)傳輸線圈的振蕩期間將受電線圈設為非導通狀態。
[0045]如果在I次傳輸線圈的振蕩期間內檢測值為規定的閾值以上且在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內檢測值小于閾值，則振蕩控制部對振蕩部進行控制以從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0046]在本方式中，在受電線圈處于導通狀態的情況下，在I次傳輸線圈的振蕩期間，傳輸線圈中產生的磁通與受電線圈交鏈，從而在受電線圈中產生交流電力。因此，傳輸線圈的輸入電流的值變為規定的閾值以上，從而判定為輸入電流的值為閾值以上。
[0047]在受電線圈處于非導通狀態的情況下，即使傳輸線圈中產生的磁通與受電線圈交鏈，受電線圈中也不產生交流電力，傳輸線圈的輸入電流的值下降到小于閾值。
[0048]其結果，判定為在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間檢測值小于閾值。根據該判定，從間歇振蕩切換為連續振蕩來傳輸電力。
[0049]在傳輸線圈的附近存在金屬異物的情況下，傳輸線圈中產生的磁通與金屬異物交鏈而產生交流電力。因此，即使受電線圈處于非導通狀態，傳輸線圈的輸入電流的值也不會下降到小于閾值而繼續進行間歇振蕩。
[0050]根據本方式，能夠通過只是控制受電裝置的切換部的簡單的結構，來控制流過受電線圈的電流，并將傳輸線圈從間歇振蕩切換為連續振蕩來適當地傳輸電力。在傳輸線圈的附近存在金屬異物的情況下，繼續進行間歇振蕩，從而能夠防止金屬異物的加熱。
[0051]在上述方式中，也可以是，切換部包括與受電線圈并聯連接的并聯開關元件，切換控制部在I次傳輸線圈的振蕩期間將并聯開關元件斷開，在后續的N次(N是規定的自然數)傳輸線圈的振蕩期間將并聯開關元件接通。
[0052]根據本方式，與上述方式同樣地，能夠通過簡單的結構將傳輸線圈從間歇振蕩切換為連續振蕩來適當地傳輸電力，并能夠防止金屬異物的加熱。
[0053]在上述方式中，也可以是，切換部包括串聯連接于受電線圈與負載之間的串聯開關元件，切換控制部在I次傳輸線圈的振蕩期間將串聯開關元件接通，在后續的N次(N是規定的自然數)傳輸線圈的振蕩期間將串聯開關元件斷開。
[0054]根據本方式，與上述方式同樣地，能夠通過簡單的結構將傳輸線圈從間歇振蕩切換為連續振蕩來適當地傳輸電力，并能夠防止金屬異物的加熱。
[0055]在上述方式中，也可以是，N是2以上的規定的自然數，非接觸電力傳輸系統還具備與受電裝置結構相同的(N-1)臺第2受電裝置即其它受電裝置。
[0056]例如在N為2的情況下，非接觸電力傳輸系統具備與受電裝置結構相同的I臺其它受電裝置。
[0057]在本方式中，設想與以下情況偏離的情況:該情況是在受電裝置與其它受電裝置之間，使受電線圈成為導通狀態和非導通狀態的傳輸線圈的振蕩期間一致。即使在傳輸線圈的振蕩期間偏離的情況下，也會在后續的2次傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內使受電裝置和其它受電裝置這兩方的受電線圈均成為非導通狀態。
[0058]在N為3以上的情況下也同樣地，在受電裝置和(N-1)臺其它受電裝置中，切換控制部執行以下切換動作:在I次傳輸線圈的振蕩期間將受電線圈設為導通狀態，在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間將受電線圈設為非導通狀態。
[0059]即使在受電裝置與(N-1)臺其它受電裝置之間使受電線圈成為導通狀態和非導通狀態的傳輸線圈的振蕩期間偏離的情況下，切換控制部也在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內將受電裝置和(N-1)臺其它受電裝置的全部受電線圈設為非導通狀態。
[0060]當受電裝置和(N-1)臺其它受電裝置的全部受電線圈為非導通狀態時，即使傳輸線圈中產生的磁通與受電線圈交鏈，也難以在受電線圈中產生交流電力。
[0061]因此，在傳輸線圈的附近不存在金屬異物的情況下，檢測值下降到小于閾值。其結果，從間歇振蕩切換為連續振蕩，從傳輸線圈向受電線圈傳輸電力。
[0062]根據本方式，即使在具備受電裝置以及與受電裝置結構相同的(N-1)臺其它受電裝置的情況下，只要在傳輸線圈的附近不存在金屬異物的情況下，就能夠將傳輸線圈從間歇振蕩切換為連續振蕩，來從傳輸線圈向受電線圈適當地傳輸電力。
[0063]此外，在本說明書中，“在受電線圈中實質上沒有電流流過”除了包括完全沒有電流流過的情況以外，還包括微弱的電流流過受電線圈的情況。即，“在受電線圈中實質上沒有電流流過”意味著“在受電線圈完全沒有電流流過或者流過受電線圈的電流的值為規定值(例如導通狀態下的電流值的1/10)以下”。
[0064]在上述方式中，振蕩控制部也可以使用間歇振蕩中的僅振蕩期間內的檢測值，來判定是閾值以上還是小于閾值。
[0065]間歇振蕩的整個期間內的檢測值為振蕩期間內的檢測值與暫停期間內的檢測值的平均值，因此比僅振蕩期間內的檢測值小。其結果，當使用間歇振蕩的整個期間內的檢測值時，存在判定精度變低的可能性。根據本方式，能夠精度良好地判定檢測值是閾值以上還是小于閾值。
[0066]在上述方式中，在傳輸線圈的振蕩期間內的檢測值變為閾值以上起經過間歇振蕩的規定周期的N倍與傳輸線圈的振蕩期間的合計時間之前，振蕩控制部決定是否從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0067]在傳輸線圈的附近存在金屬異物的情況下，在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間為非導通狀態時，也判定為檢測值為閾值以上。也就是說，在第N次傳輸線圈的振蕩期間，也判定為檢測值為閾值以上。
[0068]在傳輸線圈的附近不存在金屬異物的情況下，在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間為非導通狀態時，最遲在第N次傳輸線圈的振蕩期間判定為檢測值小于閾值。
[0069]根據本方式，無論傳輸線圈的附近是否存在金屬異物，都能夠在經過間歇振蕩的規定周期的N倍與間歇振蕩的振蕩期間的合計時間之前決定是否從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0070]在上述方式中，也可以是，當在連續振蕩的情況下不需要電力傳輸時，切換控制部控制切換部以設定為非導通狀態。也可以是，如果在切換為連續振蕩之后檢測值小于閾值，則振蕩控制部切換為間歇振蕩。根據本方式，能夠降低不需要電力傳輸的狀態下的待機電力。
[0071]在上述方式中，振蕩控制部對振蕩部進行控制，以在從間歇振蕩切換為連續振蕩后經過固定時間之后切換為間歇振蕩。在切換為間歇振蕩之后，切換控制部執行切換動作。
[0072]在切換為間歇振蕩之后，如果在I次傳輸線圈的振蕩期間內輸入電流的值為閾值以上且在后續的N次傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內輸入電流的值小于閾值，則振蕩控制部對振蕩部進行控制，以從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0073]根據本方式，在從間歇振蕩切換為連續振蕩之后在傳輸線圈的附近放置了金屬異物的情況下，也能夠防止金屬異物的加熱。
[0074]以下，參照附圖來說明本公開的實施方式。以下的實施方式是將本公開具體化的一例，而并不是對本公開的技術范圍進行限定。此外，在各附圖中，對相同的結構要素使用相同的標記。
[0075](第丨實施方式)
[0076]圖1是概要性地示出第I實施方式所涉及的非接觸電力傳輸系統10的電路的圖。圖2是概要性地示出第I實施方式所涉及的非接觸電力傳輸系統10的結構的圖。如圖1、圖2所示，第I實施方式所涉及的非接觸電力傳輸系統10具備充電器11(送電裝置的一例)和電設備12(受電裝置的一例)。
[0077]充電器11經由布線線纜21而與適配器22連接。適配器22包括整流電路、DC-DC轉換器等公知的電源電路。當適配器22的插頭23被插入到商用交流電源AC 100V的插座24時，適配器22構成直流電源Vcc(參照圖1)。
[0078]充電器11具備直流電源Vcc、開關元件Ql?Q4、傳輸線圈L1、電容器Cl、控制部13、電阻Rl?R4、電阻R5?R7、發光二極管(1^0)16、17以及晶體管05、06。
[0079]直流電源Vcc在本實施方式中例如輸出DC5V。直流電源Vcc的負側端子接地。
[0080]在本實施方式中，開關元件Ql?Q4是N溝道M0SFET。開關元件Ql?Q4的柵極分別經由電阻Rl?R4而與控制部13連接。由開關元件Ql?Q4構成振蕩電路14(振蕩部的一例)。
[0081]傳輸線圈LI是用于向電設備12傳輸電力的線圈。電容器Cl與傳輸線圈LI串聯連接。由傳輸線圈LI和電容器Cl構成送電諧振電路LC1。送電諧振電路LCl串聯連接于開關元件Ql與開關元件Q4之間，且串聯連接于開關元件Q2與開關元件Q3之間。
[0082]包括電阻R5、R6的串聯電路與直流電源Vcc并聯連接。控制部13連接于電阻R5與電阻R6的連接點KI，被電阻R5、R6分壓而得到的電壓Vi被供給到控制部13。
[0083]電阻R7是連接于開關元件Q3、Q4的源極與直流電源Vcc的地側端子之間的電流檢測電阻(電流檢測部的一例)。即，電阻R7的一端與開關元件Q3、Q4的源極側的連接點K2連接，電阻R7的另一端與直流電源Vcc的地側的連接點K3連接。電阻R7的一端(連接點K2)和另一端(連接點K3)分別與控制部13連接。
[0084]包括LED 16和晶體管Q5的串聯電路與直流電源Vcc并聯連接。即，LED16的陽極經由電阻而與直流電源Vcc的正側端子連接，LED 16的陰極與晶體管Q5的集電極連接。晶體管Q5的發射極與直流電源Vcc的地側端子連接。晶體管Q5的基極經由基極電阻而與控制部13連接。
[0085]包括LED 17和晶體管Q6的串聯電路以與包括LED 16和晶體管Q5的串聯電路完全相同的方式連接，晶體管Q6的基極經由基極電阻而與控制部13連接。LED 16例如是綠色LED, LED 17例如是紅色LED。
[0086]控制部13(振蕩控制部的一例)例如包括微型計算機等。控制部13對開關元件Ql?Q4的開閉進行控制。控制部13交替地重復進行接通開關元件Q1、Q4的同時斷開開關元件Q2、Q3以及斷開開關元件Ql、Q4的同時接通開關元件Q2、Q3的動作。
[0087]控制部13例如以143kHz的驅動頻率Fe使開關元件Ql?Q4開閉。由此，交流電力被供給到送電諧振電路LCl，從而在傳輸線圈LI中產生交變磁場的磁通。
[0088]當判定為存在從電設備12發送的電力供給請求時，控制部13使傳輸線圈LI進行連續振蕩。在不存在從電設備12發送的電力供給請求的待機狀態下，控制部13使傳輸線圈LI進行間歇振蕩。通過該結構，降低充電器11的待機電力。在后面詳細敘述連續振蕩和間歇振蕩。
[0089]控制部13基于被電阻R5、R6分壓而得到的電壓Vi，來檢測振蕩電路14的輸入電壓。控制部13基于檢測出的輸入電壓來判定輸入電壓的異常。例如，如果檢測出的輸入電壓低于規定的電壓值，則控制部13判定為輸入電壓異常。
[0090]控制部13基于電阻R7的一端(連接點K2)的電壓Vs來檢測流過傳輸線圈LI的輸入電流Is。控制部13基于檢測出的輸入電流Is來判定輸入電流的異常。
[0091]例如，如果檢測出的輸入電流Is脫離規定的電流范圍，則控制部13判定為輸入電流Is異常。控制部13基于檢測出的輸入電流Is來判定從電設備12發送的電力供給請求。在后面詳細敘述該判定方法。
[0092]控制部13在使傳輸線圈LI進行間歇振蕩時使LED16點亮。控制部13在使傳輸線圈LI進行連續振蕩時使LED 17點亮。控制部13當判定為輸入電壓或輸入電流異常時，使LED
16、17雙方都點亮。
[0093]如圖2所示，電設備12在本實施方式中例如是電動牙刷。如圖1所示，電設備12具備受電線圈L2、電容器C2、二極管D1、負載LD、開關元件SW1、SW2、電阻Rll?R13以及控制部15。如圖1所示，充電器11與電設備12之間不電連接。
[0094]電容器C2與受電線圈L2并聯連接。由受電線圈L2和電容器C2構成受電諧振電路LC2。當傳輸線圈LI中產生的交變磁場的磁通與受電線圈L2交鏈時，受電線圈L2產生交流電力。
[0095]二極管DI的陽極與受電線圈L2的一端L21連接。二極管DI構成整流電路25 (參照圖2)，對受電線圈L2中產生的交流電力進行整流。
[0096]在本實施方式中，負載LD例如是鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池。以下，負載LD還被稱為二次電池LD。利用被二極管Dl整流后的直流電力對二次電池LD充電。
[0097]包括電阻Rl 1、Rl2的串聯電路與二次電池LD并聯連接。即，包括電阻Rl 1、Rl2的串聯電路連接于同二次電池LD的正極連接的連接點K11與同二次電池LD的負極連接的連接點K12之間。電阻Rl I與電阻Rl 2的連接點K6連接于控制部15，二次電池LD的端子電壓被電阻Rl 1、Rl 2分壓而得到的電壓Vd被供給到控制部15。
[0098]在本實施方式中，開關元件SW1、SW2例如是場效應晶體管。也可以代替場效應晶體管，開關元件SW1、SW2是機械式繼電器或雙極晶體管等。控制部15對開關元件SW1、SW2的開閉進行控制。
[0099]開關元件SW1(切換部的一例、并聯開關元件的一例)與受電線圈L2并聯連接。具體地說，開關元件SWl連接于同受電線圈L2的另一端L22連接的連接點K4與同二極管DI的陰極連接的連接點K5之間。
[0100]在開關元件SWl斷開的情況下，受電線圈L2為電流流過的導通狀態。當開關元件SWl被接通時，包括受電線圈L2和二極管Dl的串聯電路被短路，受電線圈L2成為實質上沒有電流流過的非導通狀態。
[0101]在非導通狀態下，由于二極管Dl的電壓下降的影響而流過少許電流。在二極管Dl的陽極側變為負電壓時，電流流過受電諧振電路LC2。因此，在非導通狀態下，規定值以下的小的電流流過受電線圈L2。當包括受電線圈L2和一■極管DI的串聯電路由于開關兀件SWl的接通而被短路時，流過充電器11的傳輸線圈LI的輸入電流Is降低。
[0102]開關元件SW2(切換部的一例、串聯開關元件的一例)連接于同二極管Dl的陰極連接的連接點K5與同二次電池LD的正極連接的連接點Kl I之間。當開關元件SW2被接通時能夠對二次電池LD充電，當開關元件SW2被斷開時停止對二次電池LD的充電。
[0103]電阻R13是連接于同受電線圈L2的另一端L22連接的連接點K4與同二次電池LD的負極連接的連接點K12之間的電流檢測電阻。電阻R13的靠二次電池LD的負極(連接點K12)側的連接點K13與控制部15連接。電阻R13的靠受電線圈L2的另一端L22側的連接點K4與控制部15連接并接地。
[0104]控制部15(切換控制部的一例)例如包括微型計算機等。控制部15基于連接點K6的電壓Vd來判定是否需要對二次電池LD充電。控制部15當判定為二次電池LD滿充電時，將開關元件SWl接通，將開關元件SW2斷開。控制部15當判定為需要對二次電池LD充電時，將開關元件SWl斷開，將開關元件SW2接通。
[0105]控制部15基于連接點K13的電壓Vc來檢測二次電池LD的充電電流Ic。控制部15基于二次電池LD的充電電流Ic的檢測結果來控制開關元件SWl的開閉。在后面詳細敘述控制部15對開關元件SW1、SW2進行的開閉控制。
[0106]圖3A是傳輸線圈LI的俯視圖。圖3B是傳輸線圈LI的剖視圖。圖4是受電線圈L2的剖視圖。圖5是概要性地示出電設備12被載置于充電器11的狀態的剖視圖。
[0107]如圖3A、圖3B所示，傳輸線圈LI例如是將銅線卷成漩渦狀而形成的俯視時為圓形的平面狀線圈。如圖3A、圖3B所示，平板狀的磁性體(例如鐵氧體)31以平行于傳輸線圈LI的磁通交鏈面的方式與傳輸線圈LI接近配置。
[0108]如圖4所示，受電線圈L2例如是將銅線繞截面為H字狀的磁性體(例如鐵氧體)41的中心軸卷成漩渦狀而形成的線圈。
[0109]如圖5所示，當電設備12的殼體52被載置于充電器11的頂板51上時，傳輸線圈LI中產生的磁通與受電線圈L2交鏈。在本實施方式中，傳輸線圈LI與受電線圈L2之間的耦合系數kl2例如是0.02。在本實施方式中，如圖5所示，構成為能夠將2個電設備12的殼體52載置于充電器11的頂板51上。
[0? ?0]圖6是不出充電器11的動作的時序圖。圖6的部分(a)不出開關兀件Ql、Q4的開閉。圖6的部分(b)示出開關元件Q2、Q3的開閉。圖6的部分(c)示出流過傳輸線圈LI的電流波形。圖7是示出開關元件SWl、SW2的開閉和充電電流Ic的時序圖。
[0111]使用圖1、圖6、圖7來說明本實施方式的非接觸電力傳輸系統1的充電動作和開關元件SWl的功能。
[0112]如圖7所示，控制部15將開關元件SWl斷開并且將開關元件SW2接通以對二次電池LD充電。商用交流電源的AC 100V通過適配器22而被變換為DC5V。該DC 5V被施加到由開關元件Ql?Q4構成的全橋電路。
[0113]如圖6的部分(a)、(b)所示，根據從控制部13經由電阻Rl?R4而供給的柵極電壓，開關元件Ql?Q4以周期Tc (例如3.5ysec，也就是說驅動頻率Fe為143kHz)進行開閉動作。通過開關元件Ql?Q4的開閉動作，如圖6的部分(c)所示那樣向傳輸線圈LI供給高頻的交流電流，從而傳輸線圈LI被勵磁。
[0114]傳輸線圈LI中產生的磁通與受電線圈L2交鏈。在對二次電池LD充電時，開關元件SWl被斷開，因此利用與受電線圈L2交鏈的磁通來在受電線圈L2中產生交變電力。通過二極管Dl對該交變電力進行整流。在對二次電池LD充電時，開關元件SW2被接通，利用通過二極管DI整流后的直流電力對二次電池LD充電。
[0115]在該狀態下，如圖7所示，在時刻Tl，通過控制部15接通開關元件SW1。于是，包括受電線圈L2和二極管DI的串聯電路被開關元件SWl短路，如圖7所示，從時刻Tl起充電電流I c不再流過包括受電線圈L2和二極管Dl的串聯電路。
[0116]圖8是概要性地示出連續振蕩和間歇振蕩時的電壓波形和電流波形的時序圖。圖8的部分(a)示出連續振蕩時的開關元件Q4的開閉動作。圖8的部分(b)示出連續振蕩時的充電電流Ic。圖8的部分(c)示出間歇振蕩時的開關元件Q4的開閉動作。圖8的部分(d)示出間歇振蕩時的充電電流Ic。
[0117]在圖8中，只示出開關元件Q4的柵極電壓，但是開關元件Ql?Q3的柵極電壓也以相同的周期變化。在圖8的動作中，開關元件SWl被斷開，開關元件SW2被接通。使用圖1、圖8來說明充電器11中的連續振蕩和間歇振蕩的動作。
[0118]如圖8的部分(a)所示，控制部13使開關元件Ql?Q4以周期7.0ysec(也就是說驅動頻率143kHz)開閉。在本說明書中，將如上述那樣傳輸線圈LI連續地振蕩的情況稱為傳輸線圈LI的連續振蕩(Continuous oscillat1n)。
[0119]通過開關元件Ql?Q4的開閉，傳輸線圈LI進行連續振蕩，如圖8的部分(b)所示那樣充電電流I c連續地流過二次電池LD。
[0120]如圖8的部分(c)所示，控制部13使I OOmsec的振蕩期間Ton和900msec的暫停期間Toff重復。在本說明書中，將如上述這樣傳輸線圈LI以規定周期重復振蕩和暫停的情況稱為傳輸線圈LI的間歇振蕩(Intermittent oscillat1n)。在本實施方式中，間歇振蕩的周期Ti為1.0sec0
[°121 ] 在100msec的振蕩期間Ton內，以周期7.0ysec(也就是說驅動頻率143kHz)進行的開關元件Ql?Q4的開閉被重復14286次。通過開關元件Ql?Q4的開閉，傳輸線圈LI進行間歇振蕩，如圖8的部分(d)所示那樣充電電流Ic間歇地流過二次電池LD。
[0122]在該情況下，充電電流Ic在相對于100msec的振蕩期間Ton幾乎無時間延遲的100msec的期間內流過。
[0123]圖9是概要性地示出間歇振蕩時的充電器11中的電壓波形和電流波形的時序圖。
[0124]圖9的部分(a)示出間歇振蕩時的開關元件Q4的開閉。圖9的部分(b)示出間歇振蕩時的充電電流I c。圖9的部分(c)示出通過間歇振蕩對二次電池LD充電時的傳輸線圈LI的輸入電流Is。圖9的部分(d)示出沒有通過間歇振蕩對二次電池LD充電時的傳輸線圈LI的輸入電流Is。
[0125]使用圖1、圖9來說明電設備12被載置于充電器11上后由控制部13判定二次電池LD是否處于充電中的方法。
[0126]圖9的部分(a)、(b)分別與圖8的部分(c)、(d)相同。
[0127]S卩，控制部13在使傳輸線圈LI進行間歇振蕩時，如圖9的部分(a)所示那樣使10msec的振蕩期間和900msec的暫停期間重復。通過關元件Ql?Q4的開閉，傳輸線圈LI進行間歇振蕩，如圖9的部分(b)所示那樣，充電電流Ic在相對于100msec的振蕩期間幾乎無時間延遲的I OOms ec的期間內流過二次電池LD。
[0128]在如圖9的部分(b)所示那樣充電電流I c流過二次電池LD時，如圖9的部分(c)所示那樣電流值為Il (例如0.2A)的輸入電流Is被供給到傳輸線圈LI。
[0129]在充電電流Ic沒有流過二次電池LD時，如圖9的部分(d)所示那樣電流值為12(例如0.1A)的輸入電流Is被供給到傳輸線圈LI。
[0130]在電設備12沒有被載置于充電器11上的情況下，充電電流Ic不流過二次電池LD。即使電設備12被載置于充電器11上，但是在開關元件SWl被接通的情況下，充電電流Ic也不流過二次電池LD。
[0131]如根據圖9的部分(c)、(d)可知的那樣，與沒有通過傳輸線圈LI中產生的磁通在受電線圈L2中產生交流電力的情況相比，在通過傳輸線圈LI中產生的磁通在受電線圈L2中產生交流電力的情況下，傳輸線圈LI的輸入電流I s增大。
[0132]電設備12沒有被載置于充電器11上的情況下的輸入電流Is的電流值與雖然電設備12被載置于充電器11上但是開關元件SWl被接通的情況下的輸入電流Is的電流值為大致相同的值。
[0133]電流值Il在本實施方式中例如為0.2A，電流值12在本實施方式中例如為0.1A。在本實施方式中，間歇振蕩的占空比如圖9的部分(a)所示那樣被設定為10分之I。
[0134]因而，輸入電流Is的平均值例如為0.02A或0.01A,為非常小的值。因此，在使用閾值來判定輸入電流Is的大小的情況下，與閾值之間的差異也成為非常小的值，有可能無法精度良好地判定輸入電流Is與閾值之間的大小關系。
[0135]因此，在本實施方式中，控制部13只在間歇振蕩中的100msec的振蕩期間檢測輸入電流Is。通過該結構，檢測出的輸入電流Is的電流值為0.2A或0.1A。控制部13對開關元件Ql?Q4的開閉進行控制來使傳輸線圈LI進行間歇振蕩，因此能夠只在100msec的振蕩期間內檢測輸入電流Is。
[0136]控制部13保持用于判定輸入電流Is的大小的閾值I th。其中，閾值I th的大小被設定為Il>lth>12。在本實施方式中，例如Ith為0.15A。
[0137]因此，在本實施方式中，能夠將輸入電流Is與閾值Ith之間的差異設為大的值，從而能夠精度良好地判定輸入電流Is與閾值Ith之間的大小關系。其結果，控制部13能夠精度良好地判定是否正在通過充電器11對電設備12的二次電池LD充電。
[0138]圖10是概要性地示出間歇振蕩時的充電器11中的電壓波形和電流波形以及間歇振蕩時的電設備12中的開關兀件SWl、SW2的開閉的時序圖。
[0139]圖10的部分(a)示出間歇振蕩的振蕩期間。括弧內的數字是示意性地示出開關元件SWl的開閉的標志。圖10的部分(b)示出間歇振蕩時的開關元件Q4的開閉。圖10的部分(c)示出間歇振蕩時的充電電流Ic。
[OMO]圖10的部分(d)不出間歇振蕩時的輸入電流Is。圖10的部分(e)不出間歇振蕩時的開關元件SWl的開閉。圖10的部分(f)示出間歇振蕩時的開關元件SW2的開閉。
[0141]使用圖1、圖10來說明控制部13判定是否存在從電設備12發送的電力供給請求的方法。
[0142]圖10的部分(b)、(c)分別與圖9的部分(a)、(b)相同。在待機狀態的充電器11中，通過如圖10的部分(b)所示的開關元件Ql?Q4的開閉，傳輸線圈LI進行間歇振蕩。電設備12被放在充電器11上。
[0143]在此，假設電設備12的控制部15在被放在充電器11上之前基于電壓Vd而判定為需要對二次電池LD充電。因而，如圖10的部分(e)、(f)所示，在電設備12被放在充電器11上時，開關元件SWl被斷開，開關元件SW2被接通。
[0144]如圖10的部分(C)所示那樣傳輸線圈LI進行間歇振蕩，因此在間歇振蕩中的I OOms ec的振蕩期間PI，充電電流I c流動。
[0145]電設備12的控制部15當檢測出充電電流Ic時，判定為電設備12已被放在充電器11上。如圖10的部分(e)所示，控制部15當判定為電設備12已被放在充電器11上時，在后續的2次10msec的振蕩期間P2、P3的期間，將開關元件SWl接通。
[0146]電設備12的控制部15預先識別出充電器11中的間歇振蕩的周期Ti(例如1.0sec)、振蕩期間(例如10msec)以及暫停期間(例如900msec)。
[0147]如圖1O的部分(c)所示，開關元件SWl被接通，因此在振蕩期間P2、P3，沒有充電電流I c流動。
[0148]因而，如使用圖9所說明的那樣，傳輸線圈LI的輸入電流Is如圖10的部分(d)所示那樣在振蕩期間Pl為電流值II，與此相對，在振蕩期間P2、P3下降到電流值12。控制部13判定輸入電流I s是否小于閾值I th，來判定開關元件SWI的接通斷開狀態。
[0149]在振蕩期間P4、P5、P6也進行與振蕩期間P1、P2、P3同樣的控制。即，如圖1O的部分(e)所示，控制部15進行以下動作:在I次振蕩期間P4將開關元件SWl斷開，在后續的2次振蕩期間P5、P6將開關元件SWl接通(切換動作的一例)。
[0150]因此，如圖10的部分(d)所示，傳輸線圈LI的輸入電流Is在振蕩期間P4為閾值Ith以上，在振蕩期間P5、P6小于閾值Ith。
[0151]圖10的部分(a)示出將斷開開關元件SWl的情況下的標志表示為“I”、將接通開關元件SWl的情況下的標志表示為“O”的開關元件SWl的接通斷開狀態。因而，振蕩期間Pl?P6的標志如圖1O的部分(a)所示那樣依次為“1、O、O、1、O、O”。
[0152]在圖10中，設想了充電器11上放有I臺電設備12的情況，因此開關元件SWl的接通斷開狀態與輸入電流Is是否小于閾值Ith是一致的。
[0153]在間歇振蕩過程中，當在輸入電流Is為閾值I th以上的振蕩期間(也就是說標志為“I”的振蕩期間)的后續2次(與充電器11上能夠載置的電設備12的上限個數相等的次數)的振蕩期間中存在至少I次輸入電流Is小于閾值Ith的振蕩期間(也就是說標志為“O”的振蕩期間)時，控制部13判定為存在從電設備12發送的電力供給請求。
[0154]控制部13當判定為存在從電設備12發送的電力供給請求時，將傳輸線圈LI從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0155]在間歇振蕩過程中，在輸入電流Is為閾值Ith以上的振蕩期間的后續的2次振蕩期間中只存在輸入電流Is為閾值Ith以上的振蕩期間(也就是說標志為“I”的振蕩期間)而不存在輸入電流Is小于閾值Ith的振蕩期間的情況下，控制部13判定為金屬異物被放在充電器11上。控制部13當判定為金屬異物被放在充電器11上時，將LED 16、17這兩方都點亮。
[0156]存在以下情況:電設備12已被放在充電器11上，且在該二次電池LD正在充電時，第2臺電設備12被新放在充電器11上。在該情況下，充電器11已成為連續振蕩。
[0157]因此，充電電流Ic連續地流過第2臺電設備12的二次電池LD，如圖7的部分(C)所示那樣第2臺電設備12的控制部15檢測充電電流Ic。于是，第2臺電設備12的控制部15判斷為充電器11已成為連續振蕩，使開關元件SWl保持斷開。
[0158]存在以下情況:在電設備12被放在充電器11上之后且充電器11開始進行連續振蕩之前，接著將第2臺電設備12放在充電器11上。在該情況下，在兩方的電設備12中，如圖10的部分(e)所示那樣開閉開關元件SWl。
[0159]在如圖5所示那樣充電器11上放有2臺電設備12的狀態下將充電器11的適配器22的插頭23插入到插座24的情況下也同樣，在兩方的電設備12中也如圖10的部分(e)所示那樣開閉開關元件SWl。
[0160]使用圖11來說明如上述那樣在2臺電設備12中開閉開關元件SWl的情況下的動作模式。
[0161]圖11是以表的形式示出2臺電設備12的動作模式的圖。在圖11中，第I臺電設備12(例如圖5的左側的電設備)是電設備12A(受電裝置的一例)，第2臺電設備12(例如圖5的右側的電設備)是電設備12B(其它受電裝置的一例)。
[0162]圖11與圖10的部分(a)同樣地，通過標志來表示電設備12A、12B的開關元件SWl的接通斷開狀態。即，圖11將斷開電設備12A、12B的開關元件SWl的情況下的標志表示為“I”，將接通電設備12A、12B的開關元件SWl的情況下的標志表示為“O”。
[0163]在圖11中，使用標志“I”表示輸入電流Is小于閾值Ith的情況，使用標志“O”表示輸入電流Is為閾值Ith以上的情況。
[0164]在圖11中，考慮了充電器11上載有2臺電設備12A、12B的情況，因此有時開關元件SWl的開閉模式與輸入電流Is是否小于閾值Ith的模式不一致。
[0165]在圖11中，如圖10的部分(e)所示那樣，與充電器11的間歇振蕩同步地重復進行開關元件SWl的“斷開、接通、接通”，也就是說，當使用標志表示時，重復“1、0、0”。因此，對2臺電設備12A、12B的開關元件SWl的開閉模式，設想以下三個情況:電設備12A的開關元件SWl的開閉與電設備12B的開關元件SWl的開閉一致;電設備12A的開關元件SWl的開閉與電設備12B的開關元件SWl的開閉偏離間歇振蕩的I個周期；以及電設備12A的開關元件SWl的開閉與電設備12B的開關兀件SWl的開閉偏尚間歇振蕩的2個周期。
[0166]在圖11的動作模式PTl中，電設備12A的開關元件SWl的開閉的定時與電設備12B的開關元件SWl的開閉的定時一致。在該情況下，輸入電流Is是否小于閾值Ith的模式與開關元件SWl的開閉模式一致。因此，動作模式PTl中的輸入電流Is是否小于閾值Ith的模式如圖11所示那樣當使用標志表示時為“1、0、0”的重復。
[0167]在動作模式PT2中，電設備12B的開關元件SWl的開閉的定時相對于電設備12A的開關元件SWl的開閉的定時延遲間歇振蕩的I個周期。在動作模式PT3中，電設備12B的開關元件SWl的開閉的定時相對于電設備12A的開關元件SWl的開閉的定時延遲間歇振蕩的2個周期。
[0168]在充電器11上放有2臺電設備12A、12B的情況下，例如即使電設備12A的開關元件SWl被接通，但是在電設備12B的開關元件SWl斷開的情況下，輸入電流Is也為閾值Ith以上。
[0169]因而，在動作模式PT2、PT3中，在電設備12A、12B的一方的開關元件SWl斷開的情況下，輸入電流Is為閾值Ith以上，在電設備12A、12B這兩方的開關元件SWl都接通的情況下，輸入電流I s小于閾值11 h。
[0170]因此，動作模式PT2中的輸入電流Is是否小于閾值Ith的模式如圖11所示那樣當使用標志表示時為“1、1、O”的重復。動作模式PT3中的輸入電流I s是否小于閾值I th的模式如圖11所示那樣當使用標志表示時為“1、0、1”的重復。
[0171]在本實施方式中，2臺電設備12A、12B的開關元件SWl的開閉模式當使用標志表示時為“1、0、0”的重復。因而，無論2臺電設備12A、12B的開關元件SWl的開閉的定時是一致還是偏離，都在輸入電流IS變為閾值I th以上的振蕩期間的后續的2次振蕩期間中存在至少I次輸入電流Is小于閾值Ith的振蕩期間(也就是說標志“O”的期間)。
[0172]在充電器11上只放有I臺電設備12的情況下，與圖11的動作模式PTI同樣地，在輸入電流Is為閾值Ith以上的振蕩期間的后續的2次振蕩期間中輸入電流Is均小于閾值Ith(也就是說標志“O”)。
[0173]在充電器11上放有金屬異物的情況下，磁通始終與金屬異物交鏈而產生交流電力。因而，在每次振蕩期間中，輸入電流Is均為閾值Ith以上，不存在輸入電流Is小于閾值Ith的振蕩期間。也就是說，在每次振蕩期間中標志均為“I”，不存在標志為“O”的振蕩期間。
[0174]根據以上，在本實施方式中，控制部13在間歇振蕩時，判定在振蕩期間內輸入電流Is是否小于閾值Ith，首先檢測輸入電流Is為閾值Ith以上的振蕩期間。由此，控制部13檢測充電器11上放有電設備12或金屬異物等任何物體。
[0175]接著，控制部13在后續的2次振蕩期間內判定輸入電流Is是否小于閾值Ith。控制部13當至少I次判定為輸入電流Is小于閾值Ith時，判定為存在從放在充電器11上的電設備12發送的電力供給請求，從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0176]控制部13當在后續的2次振蕩期間中均判定為輸入電流Is為閾值Ith以上時，判定為充電器11上放有金屬異物，不切換為連續振蕩，而繼續進行間歇振蕩。
[0177]在本實施方式中，控制部13在檢測出輸入電流Is為閾值Ith以上的振蕩期間之后最初檢測出輸入電流Is小于閾值Ith的振蕩期間時，從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0178]因而，在圖11的動作模式PTl和PT3的情況下，控制部13在振蕩期間P2結束時從間歇振蕩切換為連續振蕩。也就是說，在檢測出輸入電流Is變為閾值Ith以上的振蕩期間起經過了間歇振蕩的I個周期(Ti)與振蕩期間(Ton)的合計時間(例如1.1sec)之后，開始充電。
[0179]在圖11的動作模式PT2的情況下，控制部13在振蕩期間P3結束時從間歇振蕩切換為連續振蕩。也就是說，在檢測出輸入電流Is變為閾值Ith以上的振蕩期間起經過了間歇振蕩的2個周期(2XTi)與振蕩期間(Ton)的合計時間(例如2.lsec)之后，開始充電。
[0180]這樣，在本實施方式中，在檢測出輸入電流Is變為閾值I th以上的振蕩期間起經過了最多間歇振蕩的2個周期(2XTi)與振蕩期間(Ton)的合計時間(例如2.1sec)之后，開始充電。
[0181]檢測出輸入電流Is變為閾值Ith以上的振蕩期間起到充電開始為止的時間依賴于間歇振蕩的周期Ti。因而，通過縮短間歇振蕩的周期Ti，能夠縮短到充電開始為止的時間。
[0182]如使用圖10、圖11所說明的那樣，充電器11的控制部13當判定為存在從電設備12發送的電力供給請求時，從間歇振蕩切換為連續振蕩。通過該連續振蕩，來開始電設備12的二次電池LD的充電。
[0183 ]電設備12的控制部15當判定為二次電池LD滿充電時，將開關元件SWl接通。當放在充電器11上的所有電設備12的開關元件SWl均被接通時，傳輸線圈LI的輸入電流Is小于閾值Hh0
[0184]充電器11的控制部13當在連續振蕩中檢測出輸入電流Is小于閾值Ith時，判定為不存在從電設備12發送的電力供給請求，從連續振蕩切換為間歇振蕩。
[0185]圖12是概要性地示出本實施方式的充電器11的控制部13的動作過程的流程圖。
[0186]在步驟SI中，例如適配器22的插頭23被插入到插座24，由此控制部13的微型計算機被啟動或被復位。
[0187]在步驟S2中，控制部13基于電壓Vi來檢測直流電源Vcc的輸入電壓。控制部13基于電壓Vs來檢測傳輸線圈LI的輸入電流Is。
[0188]在步驟S3中，控制部13判定所檢測出的輸入電壓和輸入電流Is的值是否沒有問題。當判定為輸入電壓或輸入電流Is的值異常時(步驟S3中“否”的情況)，在步驟S4中，控制部13使間歇振蕩用的LED 16和連續振蕩用的LED 17這兩方都點亮，來向用戶通知處于異常。之后，處理返回到步驟S2。
[0189]如果輸入電壓和輸入電流Is這兩方的值都不異常(步驟S3中“是”的情況)，則在步驟S5中，控制部13使傳輸線圈LI進行間歇振蕩。在步驟S6中，控制部13檢測間歇振蕩的振蕩期間內的輸入電流Is。
[0190]在步驟S7中，控制部13判定所檢測出的輸入電流Is是否為閾值I th以上。如果檢測出的輸入電流Is小于閾值Ith(步驟S7中“否”的情況)，則處理返回到步驟S2。
[0191]如果檢測出的輸入電流Is為閾值Ith以上(步驟S7中“是”的情況)，則在步驟S8中，控制部13判斷為充電器11上載有電設備12或金屬異物的物體。在步驟S9中，控制部13檢測后續的2次振蕩期間的輸入電流Is。
[0192]在步驟SlO中，控制部13判定是否在2次振蕩期間中的至少I次振蕩期間內輸入電流I s小于閾值I th。
[0193]如果在2次振蕩期間中輸入電流Is均為閾值Ith以上(步驟SlO中“否”的情況)，則在步驟Sll中，控制部13判定為探測出充電器11上載有金屬異物這樣的異常，處理進入步驟S40
[0194]如果在2次振蕩期間中的至少I次振蕩期間內輸入電流Is小于閾值Ith(步驟SlO中“是”的情況)，則在步驟S12中，控制部13從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0195]在步驟S13中，控制部13判定輸入電流Is是否為閾值Ith以上。如果輸入電流Is為閾值Ith以上(步驟S13中“是”的情況)，則在步驟S14中，控制部13判定為正在正常地進行充電。之后，處理返回到步驟S13。
[0196]如果輸入電流Is小于閾值Ith(步驟S13中“否”的情況)，則在步驟S15中，控制部13判斷為電設備12已從充電器11上被取下或者二次電池LD的充電已完成。之后，處理返回到步驟S5。
[0197]如以上所說明的那樣，第I實施方式的非接觸電力傳輸系統10的電設備12具備與受電線圈L2并聯連接的開關元件SWl。
[0198]在間歇振蕩中的振蕩期間，在I次振蕩期間，電設備12的控制部15將開關元件SWl斷開，在后續的2次振蕩期間，電設備12的控制部15將開關元件SWl接通。
[0199]充電器11的控制部13當在I次振蕩期間內判定為傳輸線圈LI的輸入電流Is為閾值Ith以上時，在后續的2次振蕩期間內判定輸入電流Is是否小于閾值Ith。
[0200]控制部13當在后續的2次振蕩期間中的至少I次振蕩期間內判定為輸入電流Is小于閾值Ith時，判定為存在從電設備12發送的電力供給請求，從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0201]根據第I實施方式，通過具備與受電線圈L2并聯連接的開關元件SWl的簡單的結構，即使在充電器11上放有2臺電設備12的情況下，控制部13也能夠判定從電設備12發送的電力供給請求。
[0202]控制部13當在后續的2次振蕩期間均判定為輸入電流Is為閾值Ith以上時，判定為充電器11上放有金屬異物，不切換為連續振蕩而繼續進行間歇振蕩。由此，根據第I實施方式，能夠通過簡單的結構來檢測金屬異物。
[0203]此外，在上述圖12中，在從間歇振蕩切換為連續振蕩之后，直到判斷為電設備12已從充電器11上被取下或者二次電池LD的充電已完成為止(步驟S15)，持續進行連續振蕩，但是第I實施方式的動作不限于此。
[0204]圖13是概要性地示出第I實施方式的充電器11的控制部13的與圖12不同的動作過程的流程圖。在圖13中，對與圖12相同的步驟標注相同的標記，省略詳細的說明。
[0205]在步驟SlO中，如果在2次振蕩期間中的至少I次振蕩期間內輸入電流Is小于閾值Ith(步驟SlO中“是”的情況)，則在步驟S21中，控制部13從間歇振蕩切換為連續振蕩，并且開始進行經過時間的計時。
[0206]在步驟S22中，控制部13判定在切換為連續振蕩后是否經過了I分鐘。如果在切換為連續振蕩后沒有經過I分鐘(步驟S22中“否”的情況)，則處理進入步驟S13。如果在切換為連續振蕩后經過了 I分鐘(步驟S22中“是”的情況)，則處理進入步驟S5，重復進行步驟S5?SI I的處理。
[0207]這樣，根據圖13的動作，在切換為連續振蕩后每隔I分鐘切換為間歇振蕩。因而，SP使在二次電池LD的充電過程中金屬異物被放在充電器11上的情況下，也能夠在步驟S10、SI I中探測出異常，并能夠在步驟S4中向用戶通知異常。
[0208](第2實施方式)
[0209]在上述第I實施方式中，電設備12具備2個開關元件SW1、SW2，但是也可以如以下所說明的第2實施方式那樣，電設備是具備I個開關元件的結構。與具備2個開關元件的第I實施方式的情況相比，在具備I個開關元件的第2實施方式的情況下，能夠減少部件個數，因此能夠實現低成本化。
[0210]圖15是概要性地示出第2實施方式的非接觸電力傳輸系統1B的電路的圖。本實施方式在傳輸線圈LI與受電線圈L2之間的耦合系數大的情況下有效。在本實施方式中，傳輸線圈LI與受電線圈L2之間的耦合系數kl2例如是0.2。以下，以與第I實施方式不同的部分為中心來說明第2實施方式。
[0211]如圖15所示，第2實施方式所涉及的非接觸電力傳輸系統1B具備充電器11(送電裝置的一例)和電設備12D(受電裝置的一例)。
[0212]電設備12D具備受電線圈L2、電容器C2、二極管D1、二次電池LD、開關元件SW3、電阻Rll?R13以及控制部15。
[0213]開關元件SW3(切換部的一例、串聯開關元件的一例)串聯連接于受電線圈L2與二次電池LD之間。具體地說，開關元件SW3連接于同二次電池LD的正極連接的連接點Kll與二極管Dl的陰極之間。在開關元件SW3接通的情況下，受電線圈L2為導通狀態。
[0214]當開關元件SW3被斷開時，受電線圈L2與二次電池LD之間為開路，受電線圈L2為實質上沒有電流流過的非導通狀態。當受電線圈L2與二次電池LD之間由于開關元件SW3的斷開而成為開路時，充電器11的輸入電流Is降低。
[0215]控制部15(切換控制部的一例)當判定為二次電池LD滿充電時，將開關元件SW3斷開。控制部15當判定為需要對二次電池LD充電時，將開關元件SW3接通。
[0216]圖16A、圖16B分別是第2實施方式的傳輸線圈LI的俯視圖和剖視圖。圖17是概要性地示出電設備12D被插入到充電器11的狀態的剖視圖。圖18是示出開關元件SW3的開閉和充電電流Ic的時序圖。
[0217]如圖16A和圖16B所示，傳輸線圈LI例如是將銅線卷成圓筒狀而形成的線圈。在本實施方式中，傳輸線圈LI是空芯的。
[0218]如圖17所示，當具備受電線圈L2的電設備12D的殼體52被插入到充電器11的傳輸線圈LI的外殼53的內側時，傳輸線圈LI中產生的磁通與受電線圈L2交鏈。在本實施方式中，例如能夠對I個充電器11插入I個電設備12D。
[0219]如圖18所示，在對二次電池LD充電時，控制部15將開關元件SW3接通。由此，受電線圈L2與二次電池LD電連接。
[0220]與第I實施方式同樣地，傳輸線圈LI中產生的磁通與受電線圈L2交鏈。利用與受電線圈L2交鏈的磁通來產生交變電力。該交變電力通過二極管Dl而被整流。在對二次電池LD充電時，開關元件SW3被接通，因此利用通過二極管Dl整流后的直流電力對二次電池LD充電。
[0221]如圖18所示，在時刻Tl，通過控制部15將開關元件SW3斷開。于是，受電線圈L2與二次電池LD分離，從而受電線圈L2成為非導通狀態。其結果，從時刻Tl起充電電流Ic不再流動。
[0222]圖19是概要性地示出第2實施方式中的間歇振蕩時的充電器11中的電壓波形和電流波形以及間歇振蕩時的電設備12D中的開關元件SW3的開閉的時序圖。
[0223]圖19的部分(a)示出間歇振蕩的振蕩期間。括弧內的數字是示意性地表示開關元件SW3的接通斷開狀態的標志。圖19的部分(b)示出間歇振蕩時的開關元件Q4的開閉。
[0224]圖19的部分(C)不出間歇振蕩時的充電電流Ic。圖19的部分(d)不出間歇振蕩時的輸入電流Is。圖19的部分(e)示出間歇振蕩時的開關元件SW3的開閉。
[0225]假設電設備12D的控制部15在被插入到充電器11之前基于電壓Vd而判定為需要對二次電池LD充電。因而，如圖19的部分(e)所示，在電設備12D被插入到充電器11時，開關元件SW3被接通。
[0226]如圖19的部分(C)所示，傳輸線圈LI進行間歇振蕩，因此在間歇振蕩中的100msec的振蕩期間Pl，充電電流Ic流動。當檢測出充電電流Ic時，電設備12D的控制部15判定為電設備12D已被插入到充電器11。
[0227]如圖19的部分(e)所示，控制部15當判定為電設備12D已被插入到充電器11時，在后續的I次100msec的振蕩期間P2內，將開關元件SW3斷開。電設備12D的控制部15預先被編制了充電器11中的間歇振蕩的周期Ti(例如1.0sec)、振蕩期間(例如100msec)以及暫停期間(例如900msec)。
[0228]如圖19的部分(C)所示，開關元件SW3被斷開，因此在振蕩期間P2，沒有充電電流Ic流動。
[0229]因而，如使用圖9所說明的那樣，傳輸線圈LI的輸入電流Is如圖19的部分(d)所示那樣在振蕩期間Pl為電流值II，與此相對，在振蕩期間P2下降到電流值12。控制部13判定輸入電流IS是否小于閾值I th，來判定開關元件SW3的接通斷開狀態。
[0230]對于振蕩期間P3、P4，也進行與振蕩期間Pl、P2同樣的控制。即，如圖19的部分(e)所示，控制部15進行以下動作:在I次振蕩期間P3將開關元件SW3接通，在后續的I次振蕩期間P4將開關元件SW3斷開(切換動作的一例)。
[0231]因此，如圖19的部分(d)所示，傳輸線圈LI的輸入電流Is在振蕩期間P3為閾值Ith以上，在振蕩期間P4小于閾值Ith。
[0232]圖19的部分(a)示出在開關元件SW3接通的情況下表示為標志“I”、在開關元件SW3斷開的情況下表示為標志“O”的情況下的開關元件SW3的接通斷開狀態。如圖19的部分(a)所示，振蕩期間Pl?P4中的標志依次為“1、0、1、0”。
[0233]以下，以與第I實施方式同樣的動作模式開閉開關元件SW3。與第I實施方式同樣地，通過輸入電流Is與閾值Ith之間的比較，在間歇振蕩與連續振蕩之間進行切換。
[0234](其它)
[0235](I)上述第I實施方式的非接觸電力傳輸系統不限于圖1所示的電磁感應方式，也可以是磁諧振方式。
[0236]圖14是概要性地示出磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統1A的電路的圖。以下，以與圖1的不同點為中心來說明圖14所示的非接觸電力傳輸系統10A。
[0237]如圖14所示，磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統1A具備充電器11(送電裝置的一例)和電設備12C(受電裝置的一例)。電設備12C還具備集磁通線圈L3和電容器C3。電設備12C不具備電容器C2(參照圖1)。電設備12C的其它結構與圖1所示的電設備12相同。
[0238]圖21是圖14的受電線圈L2和集磁通線圈L3的剖視圖。如圖21所示，在磁性體(例如鐵氧體)41的繞中心軸的內周卷繞集磁通線圈L3，在磁性體(例如鐵氧體)41的繞中心軸的外周卷繞受電線圈L2。受電線圈L2與集磁通線圈L3之間通過絕緣帶等而電絕緣。
[0239]圖22A是與圖21結構不同的受電線圈L2和集磁通線圈L3的剖視圖。圖22B是概要性地示出具有圖22A的結構的受電線圈L2和集磁通線圈L3的電設備12C被插入到充電器11的狀態的剖視圖。也可以不是圖21所示的結構，而是圖22A、22B所示的結構。
[0240]返回到圖14，集磁通線圈L3是用于集聚傳輸線圈LI中產生的交變磁場的磁通的線圈。電容器C3與集磁通線圈L3連接。受電線圈L2與集磁通線圈L3磁耦合。由集磁通線圈L3和電容器C3構成受電諧振電路LC3。集磁通線圈L3接收傳輸線圈LI中產生的磁通，并傳遞到受電線圈L2。
[0241]如圖14所示，受電諧振電路LC3沒有與受電線圈L2等電連接。在圖14所示的磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統1A中，能夠通過由集磁通線圈L3和電容器C3構成的受電諧振電路LC3來延長從傳輸線圈LI起的電力的傳輸距離。
[0242]在圖14所示的磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統1A中，也能夠與圖1所示的電磁感應方式的非接觸電力傳輸系統10同樣地進行動作，并且得到同樣的效果。
[0243]圖20是概要性地示出第2實施方式中的磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統1C的電路的圖。如圖20所示，磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統1C具備充電器11(送電裝置的一例)和電設備12E(受電裝置的一例)。電設備12E還具備集磁通線圈L3和電容器C3。
[0244]電設備12E不具備電容器C2(參照圖15)。電設備12E的其它結構與圖15所示的電設備12D相同。
[0245]圖20所示的磁諧振方式的非接觸電力傳輸系統1C也能夠與圖15所示的電磁感應方式的非接觸電力傳輸系統1B同樣地進行動作，并且得到同樣的效果。
[0246](2)在第I實施方式中構成為:在2臺電設備12載置于充電器11的情況下，能夠判定從電設備12發送的電力供給請求。在第2實施方式中構成為:在I臺電設備12D載置于充電器11的情況下，能夠判定從電設備12D發送的電力供給請求。
[0247]也可以代替上述方式而構成為:在N臺(N為I以上的規定的自然數)電設備12載置于充電器11的情況下，能夠判定從電設備12發送的電力供給請求。
[0248]在該情況下，控制部15在I次傳輸線圈LI的振蕩期間控制開關元件SW1、SW3以將受電線圈L2設為導通狀態。
[0249]控制部15在后續的N次傳輸線圈LI的振蕩期間控制開關元件SWl、SW3以至少重復進行I次將受電線圈L2設為非導通狀態的切換動作。
[0250]在第I實施方式中，控制部15通過將開關元件SWl斷開來將受電線圈L2設為導通狀態，通過將開關元件SWl接通來將受電線圈L2設為非導通狀態。
[0251]在第2實施方式中，控制部15通過將開關元件SW3接通來將受電線圈L2設為導通狀態，通過將開關元件SW3斷開來將受電線圈L2設為非導通狀態。
[0252]如使用圖11所說明的那樣，當使用標志表示開關元件SW1、SW3的接通斷開狀態時，在例如N為I的情況下重復“1、0”即可，在例如N為3的情況下重復“1、0、0、0”即可。
[0253]控制部13判定傳輸線圈LI的輸入電流Is是否小于閾值Ith。控制部13當在I次傳輸線圈LI的振蕩期間內判定為輸入電流Is為閾值Ith以上并且在后續的N次傳輸線圈LI的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內判定為輸入電流Is小于閾值Ith時，將傳輸線圈LI從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0254]如上述那樣，控制部15在I次傳輸線圈LI的振蕩期間控制開關元件SWl、SW3以將受電線圈L2設為導通狀態。
[0255]控制部15在后續的N次傳輸線圈LI的振蕩期間控制開關元件SWl、SW3以將受電線圈L2設為非導通狀態。
[0256]因此，在N臺電設備12中，無論開關元件SWl、SW3的開閉如何偏離，都在后續的N次傳輸線圈LI的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內通過全部的N臺電設備12的開關元件SW1、SW3使受電線圈L2為非導通狀態。
[0257]當在全部的N臺電設備12中受電線圈L2均為非導通狀態時，傳輸線圈LI的輸入電流Is小于閾值Ith。當輸入電流Is小于閾值Ith時，控制部13判定為存在電力供給請求，從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0258]這樣，通過由控制部13和控制部15進行控制，在N臺(N為I以上的規定的自然數)電設備12被放在充電器11上的情況下，能夠判定從電設備12發送的電力供給請求。
[0259]在該情況下，在I次傳輸線圈LI的振蕩期間內判定為輸入電流Is變為閾值Ith以上之后到經過間歇振蕩的周期Ti的N倍(NXTi)與間歇振蕩的振蕩期間(Ton)的合計時間之前，控制部13決定是否將傳輸線圈LI從間歇振蕩切換為連續振蕩。
[0260](3)如上述圖1所示，開關元件SWl連接于同受電線圈L2的另一端L22連接的連接點K4與同二極管Dl的陰極連接的連接點K5之間。也可以代替上述方式而開關元件SWl連接于二極管Dl的陽極與受電線圈L2的另一端L22之間。
[0261 ] (4)在上述各實施方式中，充電器11的送電諧振電路LCI的驅動電路由使用4個開關元件Ql?Q4的全橋電路構成，但是也可以代替上述方式而由使用2個開關元件的半橋電路構成。
[0262](5)在上述各實施方式中，關于電設備12，例示了電動牙刷，但是不限于此。作為電設備12，例如，也可以應用以主要在盥洗臺的周圍使用的電動剃須刀或電動脫毛器為首的、一般被稱作理發美容家電的小型家電。
[0263]產業上的可利用性
[0264]本公開對于實現能夠通過簡單的結構由送電裝置正確地判定從受電裝置發送的電力供給請求的非接觸電力傳輸系統是有用的。
[0265]附圖標記說明
[0266]10、10A、10B、10C:非接觸電力傳輸系統；11:充電器；12、12A?12E:電設備；13、15:控制部；14:振蕩電路;L1:傳輸線圈；L2:受電線圈；Rl?R7、R11?R13:電阻；Ql?Q4、SW1?SW3:開關元件。
【主權項】
1.一種非接觸電力傳輸系統，具備送電裝置和受電裝置，以非接觸方式進行電力傳輸，其中， 所述送電裝置包括:傳輸線圈；振蕩部，其使所述傳輸線圈進行振蕩;振蕩控制部，其對所述振蕩部進行控制，以使所述傳輸線圈進行連續振蕩或以規定周期進行間歇振蕩；以及電流檢測部，其輸出與流過所述傳輸線圈的輸入電流相應的檢測值， 所述受電裝置包括:受電線圈；切換部，其將所述受電線圈設定為導通狀態和非導通狀態中的某一個狀態；以及切換控制部，其對所述切換部進行控制，以在所述間歇振蕩的情況下與所述規定周期同步地對所述導通狀態和所述非導通狀態進行切換， 所述切換控制部執行以下切換動作:在I次所述傳輸線圈的振蕩期間，將所述受電線圈設為所述導通狀態，在后續的N次所述傳輸線圈的振蕩期間，將所述受電線圈設為所述非導通狀態， 如果在所述I次所述傳輸線圈的振蕩期間內所述檢測值為規定的閾值以上且在所述后續的N次所述傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內所述檢測值小于所述閾值，則所述振蕩控制部對所述振蕩部進行控制以從所述間歇振蕩切換為所述連續振蕩，其中，N是規定的自然數。2.根據權利要求1所述的非接觸電力傳輸系統，其特征在于， 所述切換部包括與所述受電線圈并聯連接的并聯開關元件， 所述切換控制部構成為，在I次所述傳輸線圈的振蕩期間將所述并聯開關元件斷開，在后續的N次所述傳輸線圈的振蕩期間將所述并聯開關元件接通。3.根據權利要求1所述的非接觸電力傳輸系統，其特征在于， 所述切換部包括串聯連接于所述受電線圈與負載之間的串聯開關元件， 所述切換控制部構成為，在I次所述傳輸線圈的振蕩期間將所述串聯開關元件接通，在后續的N次所述傳輸線圈的振蕩期間將所述串聯開關元件斷開。4.根據權利要求1所述的非接觸電力傳輸系統，其特征在于， N是2以上的規定的自然數， 非接觸電力傳輸系統還具備與所述受電裝置結構相同的(N-1)臺其它受電裝置。5.根據權利要求1所述的非接觸電力傳輸系統，其特征在于， 所述振蕩控制部使用所述間歇振蕩中的僅振蕩期間內的所述檢測值，來判定是所述閾值以上還是小于所述閾值。6.根據權利要求5所述的非接觸電力傳輸系統，其特征在于， 在所述傳輸線圈的所述振蕩期間內的所述檢測值變為所述閾值以上之后到經過所述間歇振蕩的所述規定周期的N倍與所述傳輸線圈的振蕩期間的合計時間之前，所述振蕩控制部決定是否從所述間歇振蕩切換為所述連續振蕩。7.根據權利要求1所述的非接觸電力傳輸系統，其特征在于， 當在所述連續振蕩的情況下不需要所述電力傳輸時，所述切換控制部控制所述切換部以設定為所述非導通狀態， 如果在切換為所述連續振蕩之后所述檢測值小于所述閾值，則所述振蕩控制部切換為所述間歇振蕩。8.根據權利要求1所述的非接觸電力傳輸系統，其特征在于， 所述振蕩控制部對所述振蕩部進行控制，使得在從所述間歇振蕩切換為所述連續振蕩后經過固定時間之后切換為所述間歇振蕩， 在切換為所述間歇振蕩之后，所述切換控制部執行所述切換動作， 在切換為所述間歇振蕩之后，如果在所述I次所述傳輸線圈的振蕩期間內所述檢測值為所述閾值以上且在后續的N次所述傳輸線圈的振蕩期間中的至少I次振蕩期間內所述檢測值小于所述閾值，則所述振蕩控制部對所述振蕩部進行控制以切換為所述連續振蕩。
【文檔編號】H02J7/00GK106063079SQ201580009893
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年9月18日
【發明人】北村浩康, 筒井真美
【申請人】松下知識產權經營株式會社