Бесконтактная система электропитания

Бесконтактная система электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к бесконтактной системе электропитания, использующей электромагнитную индукцию.

Уровень техники изобретения

Традиционно, электрические устройства (например, электробритва, электрическая зубная щетка и сотовый телефон), использующие аккумуляторные батареи в качестве источника электропитания, обеспечиваются различными бесконтактными системами электропитания, чтобы бесконтактно заряжать аккумуляторные батареи, используя электромагнитную индукцию.

В бесконтактной системе электропитания, когда первичная катушка источника электропитания не связана магнитно со вторичной катушкой электрического устройства (нагрузочного устройства) (дежурный режим), схема инвертора источника электропитания запускается периодически, чтобы, например, сдерживать потребление мощности. Когда первичная катушка связана магнитно со вторичной катушкой (режим подачи питания), схема инвертора запускается непрерывно, чтобы подавать электрическому устройству большое количество мощности. Дополнительно, когда вблизи первичной катушки источника электропитания находится металлическое инородное основание, инородное основание может нагреваться за счет индукционного нагрева. Соответственно, как в источнике электропитания, так и в электрическом устройстве обеспечиваются катушки для передачи сигналов. Схема инвертора источника электропитания переключается из режима периодической работы в режим непрерывной работы, только когда от электрического устройства источнику электропитания через катушки для передачи сигнала передается сигнал, предотвращая, таким образом, нагревание инородного основания (смотрите, например, японские публикации патентных заявок № H10-271713 и № H8-80042).

Однако в упомянутом выше традиционном случае схема инвертора источника электропитания запускается периодически даже в дежурном режиме, в котором мощность не передается к электрическому устройству. Соответственно, относительно большое количество мощности потребляется даже в дежурном режиме. Дополнительно, поскольку сигнал передается от электрического устройства через его катушку для передачи сигнала, в традиционном случае, раскрытом в японской публикации патентной заявки № H10-271713, в электрическом устройстве обеспечиваются колебательный контур для колебания катушки для передачи сигнала и вторая вторичная катушка, связанная магнитно с первичной катушкой источника электропитания и обеспечиваемая мощностью от запускаемой периодически схемы инвертора, чтобы подавать мощность на колебательный контур. Соответственно, существует проблема, состоящая в том, что в электрическом приборе требуется пространство и требуются затраты для обеспечения двух вторичных катушек.

Сущность изобретения

Учитывая изложенное выше, настоящее изобретение обеспечивает бесконтактную систему электропитания, способную сократить потребление мощности источника электропитания в дежурном режиме, в то же время сокращая количество катушек нагрузочного устройства, на которое подается мощность от источника электропитания, по сравнению с традиционным случаем.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечивается бесконтактная система электропитания. Бесконтактная система электропитания включает в себя источник электропитания для передачи высокочастотной мощности и нагрузочное устройство, которое бесконтактно принимает высокочастотную мощность, передаваемую от источника электропитания посредством электромагнитной индукции для подачи высокочастотной мощности нагрузке, в которой источник электропитания включает в себя блок передачи мощности, имеющий первичную силовую катушку для передачи мощности и схему инвертора для подачи высокочастотного тока в первичную силовую катушку; блок опроса, имеющий первичную сигнальную катушку для приема сигнала от нагрузочного устройства и колебательного контура, причем первичная сигнальная катушка подключается между выходными выводами колебательного контура; блок обнаружения сигнала для обнаружения сигнала, принятого первичной сигнальной катушкой; и блок управления для управления блоком передачи мощности в соответствии с сигналом, обнаруженным блоком обнаружения сигнала, в которой нагрузочное устройство включает в себя нагрузку; блок приема мощности, имеющий вторичную силовую катушку для приема мощности, связанную магнитно с первичной силовой катушкой, и блок преобразования мощности, который преобразует высокочастотную мощность, индуцированную во вторичной силовой катушке, в мощность для нагрузки; вторичную сигнальную катушку, связанную магнитно с первичной сигнальной катушкой; и блок реакции, который управляется электродвижущей силой, индуцированной во вторичной сигнальной катушке, чтобы передавать сигнал от вторичной сигнальной катушки, и в которой блок управления источника электропитания не осуществляет передачу мощности от блока передачи мощности, когда блок обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал, и осуществляет передачу мощности от блока передачи мощности, когда блок обнаружения сигнала обнаруживает сигнал.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения блок управления источника электропитания останавливает передачу мощности блока передачи мощности, когда блок обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал, и осуществляет передачу мощности блока передачи мощности, когда блок обнаружения сигнала обнаруживает сигнал. Соответственно, блок передачи мощности источника электропитания может быть полностью остановлен, когда мощность не подается от источника электропитания нагрузочному устройству, снижая, таким образом, потребление мощности источника электропитания в дежурном режиме. Дополнительно, блок реакции нагрузочного устройства управляется за счет индуцированной электродвижущей силы, сгенерированной во вторичной сигнальной катушке, связанной магнитно с первичной сигнальной катушкой, чтобы передавать сигнал от вторичной сигнальной катушки.

Поэтому нет необходимости обеспечивать еще одну катушку в дополнение к вторичной сигнальной катушке, чтобы подавать рабочую мощность блоку реакции от источника электропитания. В результате, по сравнению с традиционным случаем возможно снизить потребление мощности источника электропитания в дежурном режиме, в то же время сокращая количество катушек нагрузочного устройства, на которые мощность подается от источника электропитания.

Первичная силовая катушка и первичная сигнальная катушка могут быть, по существу, коаксиально установлены в источнике электропитания, и вторичная силовая катушка и вторичная сигнальная катушка могут быть, по существу, коаксиально установлены в нагрузочном устройстве.

Поэтому источник электропитания и нагрузочное устройство могут быть минимизированы. Дополнительно, когда проводящее инородное основание, отличное от вторичной сигнальной катушки, присутствует в пределах расстояния, на котором существует магнитный поток, созданный вокруг первичной сигнальной катушки, в инородном основании индуцируется электродвижущая сила, так что присутствие инородного основания может быть обнаружено. Однако первичная силовая катушка и первичная сигнальная катушка устанавливаются, по существу, коаксиально, и вторичная силовая катушка и вторичная сигнальная катушка устанавливаются, по существу, коаксиально, что дает возможность обнаружить, что между первичной силовой катушкой и вторичной силовой катушкой присутствует инородное основание. Соответственно, возможно предотвратить нагревание инородного основания.

Блок управления источника электропитания может запускать схему инвертора периодически, когда он осуществляет передачу мощности от блока передачи мощности, и останавливать передачу мощности от блока передачи мощности, если блок обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал во время периода паузы схемы инвертора.

В результате, когда схема инвертора запускается, первичная сигнальная катушка располагается в магнитном потоке, создаваемом вокруг первичной силовой катушки. Соответственно, к сигналу, принимаемому первичной сигнальной катушкой, добавляется шумовой компонент. Поэтому блок управления источника электропитания запускает схему инвертора периодически, когда он выполняет передачу мощности от блока передачи мощности, и останавливает передачу мощности от блока передачи мощности, если блок обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал во время периода паузы схемы инвертора. Следовательно, точность обнаружения блока обнаружения сигнала улучшается, так что сбой блока передачи мощности может быть предотвращен.

Сигнал может быть амплитудно-модулированным сигналом и блок обнаружения сигнала источника электропитания может детектировать огибающую напряжения, индуцированного в первичной сигнальной катушке, и определять, что сигнал обнаружен, если уровень обнаруженного напряжения превышает пороговое значение.

Следовательно, возможно получить те же самые эффекты, что и в случае, когда блок управления источника электропитания при выполнении передачи мощности от блока передачи мощности позволяет схеме инвертора запускаться периодически и останавливает передачу мощности блоком передачи мощности, если блок обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал во время периода паузы схемы инвертора.

Нагрузочное устройство может содержать блок управления нагрузочного устройства для передачи управляющей команды от блока реакции к блоку управления источника электропитания, чтобы давать команды остановки передачи мощности от блока передачи мощности или снижение мощности передачи.

Традиционно, если нагрузкой является, например, аккумуляторная батарея и если от блока передачи мощности непрерывно подается мощность даже после того, как аккумуляторная батарея полностью заряжена, то мощность тратится впустую. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, однако, блок управления нагрузочным устройством передает управляющую команду от блока реакции для инструктирования остановки передачи мощности от блока передачи мощности источника электропитания, тем самым сдерживая ненужную трату мощности.

Блок управления источника электропитания не может осуществлять передачу мощности от блока передачи мощности, если уровень сигнала, обнаруженный блоком обнаружения сигнала, является постоянным.

Поэтому, когда в пределах дальности, на которой существует магнитное поле, создаваемое вокруг первичной сигнальной катушки, присутствует проводящее инородное основание, отличное от нагрузочного устройства, в инородном основании индуцируется электродвижущая сила, так что уровень сигнала, обнаруживаемого в блоке обнаружения сигнала, уменьшается. Соответственно, блок управления источника электропитания не осуществляет передачу мощности блока передачи мощности, если уровень сигнала, обнаруженного блоком обнаружения сигнала, меньше заданного значения обнаружения.

Блок реакции нагрузочного устройства может иметь схему питания, которая создает рабочую мощность из напряжения, индуцированного во вторичной сигнальной катушке, и схему модуляции, которая управляется рабочей мощностью, создаваемой схемой электропитания, чтобы выдавать сигнал модуляции на вторичную сигнальную катушку.

Схема модуляции может создавать сигнал, модулированный посредством изменения импеданса элемента импеданса, подключенного между двумя концами вторичной сигнальной катушки.

Следовательно, схема модуляции может быть осуществлена таким образом, чтобы иметь простую конфигурацию.

Блок приема мощности нагрузочного устройства может дополнительно иметь схему электропитания для обеспечения рабочей мощности блока реакции из высокочастотной мощности, индуцированной во вторичной силовой катушке.

Как результат, вторая схема электропитания обеспечивает рабочую мощность блока реакции, используя высокочастотную мощность, принятую блоком приема мощности, тем самым обеспечивая преимущество повышения точности обнаружения блока обнаружения сигнала за счет увеличения мощности, передаваемой от блока реакции.

Блок обнаружения сигнала источника электропитания может дополнительно иметь одну или более дополнительных первичных сигнальных катушек.

В результате, возможно предотвратить нагревание инородного основания, меньшего, чем первичная силовая катушка.

Дополнительно, бесконтактная система электропитания может дополнительно содержать добавочные одно или более нагрузочных устройств, и нагрузочное устройство и добавочные нагрузочные устройства могут иметь разные типы нагрузки и блоков реакции нагрузочного устройства, и добавочные нагрузочные устройства могут передавать и принимать сигналы разных частот в соответствии с типами нагрузок, и блок опроса источника электропитания может позволить колебательному контуру генерировать колебания на частотах, изменяющихся в зависимости от типов нагрузочного устройства и добавочных нагрузочных устройств.

Как следствие, один источник электропитания может согласовываться со многими типами нагрузок.

Нагрузочное устройство может дополнительно содержать дополнительную схему электропитания для обеспечения рабочей мощности блока реакции из высокочастотной мощности, индуцированной во вторичной силовой катушке, и блок передачи сигнала нагрузочного устройства управляется мощностью, создаваемой дополнительной схемой электропитания, чтобы передавать сигнал передачи, и источник электропитания может содержать блок приема сигнала источника электропитания для приема сигнала передачи от блока передачи сигнала нагрузочного устройства.

Поэтому между блоком передачи сигнала нагрузочного устройства и блоком приема сигнала со стороны источника электропитания могут передаваться различные информационные данные.

Источник электропитания может дополнительно содержать схему модуляции, чтобы модулировать высокочастотную мощность от блока передачи мощности информационным сигналом, и нагрузочное устройство может дополнительно содержать схему демодуляции для демодуляции высокочастотной мощности, индуцированной во вторичной силовой катушке, чтобы восстановить информационный сигнал.

Соответственно, от источника электропитания на нагрузочное устройство могут передаваться различные информационные данные.

Колебательный контур может генерировать колебания периодически, когда блок обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал, и колебательный контур может генерировать колебания непрерывно, если блок обнаружения сигнала обнаруживает сигнал.

Следовательно, возможно дополнительно снизить потребление мощности в дежурном режиме за счет периодической генерации колебаний колебательного контура блока опроса.

Дополнительно, внутренний и внешний диаметры первичной сигнальной катушки могут быть, по существу, идентичны диаметрам вторичной сигнальной катушки и внутренний диаметр вторичной сигнальной катушки может быть больше, чем внешний диаметр вторичной силовой катушки.

Следовательно, вторичная сигнальная катушка устанавливается снаружи вторичной силовой катушки 111, за счет чего возможно снизить влияние вторичной силовой катушки, когда сигнал передается от вторичной сигнальной катушки.

Первичная сигнальная катушка и вторичная сигнальная катушка могут устанавливаться между первичной силовой катушкой и вторичной силовой катушкой, когда первичная силовая катушка и вторичная силовая катушка связаны магнитно друг с другом.

В результате точность обнаружения блока обнаружения сигнала может быть улучшена за счет уменьшения расстояния между первичной сигнальной катушкой и вторичной сигнальной катушкой.

Колебательный контур блока опроса может создавать колебания на частоте, которая выше, чем частота схемы инвертора, и блок реакции может иметь схему электропитания, которая обеспечивает рабочую мощность из напряжения, индуцированного во вторичной сигнальной катушке, и схему модуляции, которая управляется рабочей мощностью, создаваемой схемой электропитания, чтобы выводить сигнал модуляции с частотой, более низкой, чем частота схемы инвертора, на вторичную сигнальную катушку.

Поэтому, когда блок обнаружения сигнала обнаруживает сигнал, легко отличить частоту колебаний колебательного контура и частоту схемы инвертора. Дополнительно, увеличивая частоту колебаний колебательного контура до относительно высокого уровня, возможно сдержать растрату мощности колебательного контура.

Нагрузочное устройство может содержать блок передачи сигнала реакции, который управляется за счет высокочастотной мощности, индуцированной во вторичной силовой катушке, чтобы передавать сигнал реакции через вторичную силовую катушку. Источник электропитания может содержать блок приема сигнала реакции для приема сигнала реакции через первичную силовую катушку, связанную магнитно со вторичной силовой катушкой, и когда блок управления источника электропитания выполняет передачу мощности от блока передачи мощности в соответствии с сигналом, обнаруженным блоком обнаружения сигнала, блок управления останавливает передачу мощности от блока передачи мощности, если период, в течение которого блок приема сигнала реакции не принимает сигнал реакции, превышает определенный период, и блок управления продолжает передачу мощности от блока передачи мощности, если период, в течение которого блок приема сигнала реакции не принимает сигнал реакции, не превышает определенный период.

Как следствие, пока схема инвертора запущена, первичный сигнал находится в магнитном поле, создаваемом вокруг первичной силовой катушки, так что шумовой компонент добавляется к сигналу, принимаемому в первичной сигнальной катушке. Соответственно, точность обнаружения блока обнаружения сигнала снижается, при смещении нагрузки, передача блока передачи мощности может быть остановлена, потеря мощности может возрасти или инородное основание может нагреваться.

Однако, когда блок обнаружения сигнала обнаруживает сигнал и блок управления начинает передачу мощности от блока передачи мощности, передача мощности блока передачи мощности продолжается, пока блок приема сигнала реакции принимает сигнал реакции, переданный от блока передачи сигнала реакции нагрузочного устройства, и останавливается, когда сигнал реакции не принят. Следовательно, даже при том что точность обнаружения блока обнаружения сигнала снижается, возможно предотвратить сбой блока передачи мощности. Дополнительно, схема инвертора блока передачи мощности может запускаться непрерывно таким образом, что эффективность источника электропитания повышается по сравнению со случаем, при котором схема инвертора запускается периодически, как описано выше.

Нагрузочное устройство может содержать блок управления нагрузочного устройства для передачи управляющей команды от блока реакции и блока передачи сигнала реакции блоку управления источника электропитания, чтобы инструктировать остановку передачи мощности от блока передачи мощности или снижение мощности передачи.

Традиционно, например, когда нагрузкой является аккумуляторная батарея, то если мощность непрерывно подается от блока передачи мощности даже после того, как аккумуляторная батарея полностью заряжена, мощность тратится впустую. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, поэтому, блок управления нагрузочного устройства передает управляющую команду от блока реакции и блока передачи сигнала реакции, чтобы инструктировать остановку передачи мощности от блока передачи мощности источника электропитания, сдерживая, таким образом, ненужную трату мощности. Дополнительно, поскольку управляющая команда передается от блока передачи сигнала реакции, а также блока реакции, надежность передачи сигнала повышается и блок передачи мощности надежно управляется.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, по сравнению с традиционным случаем, возможно снизить потребление мощности источника электропитания в дежурном режиме, в то же время уменьшая число катушек нагрузочного устройства, на которое мощность подается от источника электропитания.

Краткое описание чертежей

Объекты и признаки настоящего изобретения станут очевидны из последующего описания вариантов осуществления, приведенных вместе с сопроводительными чертежами, на которых:

Фиг.1 - блок-схема источника электропитания и нагрузочного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - принципиальная электрическая схема блока реакции в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3A - вид в поперечном сечении первичной силовой катушки, вторичной силовой катушки, первичной сигнальной катушки и вторичной сигнальной катушки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3B - вид сверху первичной силовой катушки и первичной сигнальной катушки;

Фиг.4 - диаграмма формы сигналов для объяснения работы в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 - вид в поперечном сечении, показывающий другую конфигурацию первичной силовой катушки, вторичной силовой катушки, первичной сигнальной катушки и вторичной сигнальной катушки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.6A - вид сверху, показывающий другую конфигурацию первичной силовой катушки и первичной сигнальной катушки;

Фиг.6B - вид в поперечном сечении, показывающий другую конфигурацию первичной силовой катушки и первичной сигнальной катушки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.7 - вид в поперечном сечении, показывающий еще одну другую конфигурацию первичной силовой катушки, вторичной силовой катушки, первичной сигнальной катушки и вторичной сигнальной катушки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.8 - вид в поперечном сечении, показывающий еще одну другую конфигурацию первичной силовой катушки, вторичной силовой катушки, первичной сигнальной катушки и вторичной сигнальной катушки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 - диаграмма формы сигналов для объяснения работы первого варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.10 - блок-схема операции блока управления источника электропитания в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.11 - вид сверху, показывающий еще одну другую конфигурацию первичной силовой катушки и первичной сигнальной катушки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.12 - блок-схема источника электропитания и нагрузочного устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.13 - блок-схема источника электропитания и нагрузочного устройства в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.14 - блок-схема источника электропитания и нагрузочного устройства в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.15 - блок-схема источника электропитания и нагрузочного устройства в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.16 - блок-схема источника электропитания и нагрузочного устройства в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.17 - блок-схема источника электропитания и нагрузочного устройства в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления

Здесь далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые являются их частью.

Первый вариант осуществления

Бесконтактная система электропитания, соответствующая первому варианту осуществления настоящего изобретения, включает в себя, как показано на фиг.1, источник электропитания А, который передает высокочастотную мощность, и нагрузочное устройство В, которое принимает высокочастотную мощность, переданную от источника электропитания А в бесконтактном режиме с помощью электромагнитной индукции, чтобы подать мощность нагрузке.

Источник электропитания A включает в себя блок 1 передачи мощности, имеющий первичную силовую катушку 10 для передачи мощности и схему 11 инвертора для подачи высокочастотного тока в первичную силовую катушку 10, и блок 2 опроса, имеющий первичную сигнальную катушку 20 для передачи/приема сигнала в/от нагрузочного устройства В и колебательный контур 21, причем первичная сигнальная катушка 20 подключается между выходными выводами колебательного контура 21. Источник электропитания А дополнительно включает в себя блок 3 обнаружения сигнала для обнаружения сигнала, принятого первичной сигнальной катушкой 20, и блок 4 управления для управления блоком 1 передачи мощности в соответствии с сигналом, обнаруженным блоком 3 обнаружения сигнала.

Схема инвертора 11 преобразует переменный ток (АС) низкой частоты (50 Гц или 60 Гц), подаваемый коммерческим источником электропитания АС (не показан), в ток высокой частоты (приблизительно 100 кГц) (высокочастотный ток), чтобы подать высокочастотный ток в первичную силовую катушку 10. Поскольку схема 11 инвертора известна в данной области техники, ее подробная конфигурация, внешний вид и описание будут опущены.

Колебательный контур 21 генерирует колебательный сигнал на частоте (например, 4 МГц), достаточно более высокой, чем частота схемы 11 инвертора, чтобы подать колебательный сигнал (например, синусоидальный сигнал) на первичную сигнальную катушку 20. Так как колебательный контур 21 известен в данной области техники, его подробная конфигурация, внешний вид и описание будут опущены.

Блок 4 управления в качестве главного компонента включает в себя микрокомпьютер. Блок 4 управления выполняет различные процессы, включая управление работой схемы 11 инвертора, выполняя программы, хранящиеся в запоминающем устройстве (не показано) микрокомпьютера.

Нагрузочное устройство В включает в себя нагрузку 100 (например, аккумуляторная батарея) и блок 110 приема мощности, имеющий вторичную силовую катушку 111 для приема мощности, связанную магнитно с первичной силовой катушкой 10, и блок преобразования мощности (схема 112 выпрямителя в этом варианте осуществления), который преобразует высокочастотную мощность, индуцированную во вторичной силовой катушке 111, в мощность, пригодную для нагрузки 100. Нагрузочное устройство В дополнительно включает в себя вторичную сигнальную катушку 121, связанную магнитно с первичной сигнальной катушкой 20, и блок 120 реакции, который управляется за счет электродвижущей силы, индуцированной во вторичной сигнальной катушке 121, чтобы передавать сигнал от вторичной сигнальной катушки 121.

В блоке 110 приема мощности высокочастотная мощность, индуцированная во вторичной силовой катушке 111, выпрямляется схемой 112 выпрямителя, чтобы заряжать аккумуляторную батарею, служащую нагрузкой 100.

Блок 120 реакции имеет схему 122 электропитания, которая обеспечивает рабочую мощность (напряжение постоянного тока (DC)) из индуцированной электродвижущей силы, генерируемой во вторичной сигнальной катушке 121, и схему 123 модуляции, которая управляется рабочей мощностью, созданной схемой 122 электропитания, для вывода сигнала модуляции на вторичную сигнальную катушку 121. Дополнительно, в этом варианте осуществления, резонансный конденсатор C2 подключается между обоими концами вторичной сигнальной катушки 121, как показано на фиг.2, и вторичная сигнальная катушка 121 и конденсатор C2 образуют резонансный контур, чтобы увеличить высокочастотное напряжение, которое приложено к схеме 122 электропитания или схеме 123 модуляции.

В схеме 122 электропитания, как показано на фиг.2, высокочастотный ток, протекающий во вторичной сигнальной катушке 121, выпрямляется диодом D1, чтобы зарядить электролитический конденсатор С1. Электрический заряд электролитического конденсатора С1 разряжается, чтобы подавать напряжение ДС на схему 123 модуляции.

Схема 123 модуляции включает в себя, как показано на фиг.2, последовательную схему из выпрямительного диода D2, резистора R и переключающего элемента Q1, образованного биполярным транзистором, мультивибратор MV для генерации прямоугольных импульсных сигналов (модулированный сигнал) низкой частоты (приблизительно 1 кГц). Схема 123 модуляции модулирует амплитуду высокочастотного напряжения (сигнал несущей), индуцированного во вторичной сигнальной катушке 121, прямоугольным импульсным сигналом, выводимым мультивибратором MV, переключая переключающий элемент Q1 с помощью прямоугольного импульсного сигнала. В этом случае могут быть предусмотрены конденсатор или параллельная схема конденсаторов, чтобы увеличить или уменьшить импеданс (электростатическую емкость) вместо резистора R, подключенного ко вторичной сигнальной катушке 121 в соответствии с включением и выключением переключающего элемента Q1.

Между тем, когда сигнал несущей (высокочастотное напряжение, индуцированное во вторичной сигнальной катушке 121) амплитудно-модулирован схемой 123 модуляции, форма сигнала высокочастотного напряжения первичной сигнальной катушки 20, связанной магнитно с вторичной сигнальной катушкой 121, также изменяется. Соответственно, блок 3 обнаружения сигнала демодулирует (детектирует) модулированный сигнал (прямоугольный импульсный сигнал), детектируя огибающую сигнала высокочастотного напряжения первичной сигнальной катушки 20.

В источнике электропитания A и нагрузочном устройстве В, как показано на фиг.3A и 3B, каждый из набора первичных катушек 10 и 20 и набора вторичных катушек 111 и 121 расположен в плоскости, по существу, перпендикулярной их осевому направлению (вертикальное направление на фиг.3A).

Далее, работа варианта осуществления настоящего изобретения будет описана со ссылкой на диаграмму формы сигнала, показанную на фиг.4. На фиг.4 (a) показывает форму сигнала высокочастотного напряжения, генерируемого в первичной сигнальной катушке 20, (b) показывает модулированный сигнал (прямоугольный импульсный сигнал), выдаваемый схемой 123 модуляции, (c) показывает форму сигнала детектирования, получаемую, когда блок 3 обнаружения сигнала детектирует огибающую сигнала высокочастотного напряжения первичной сигнальной катушки 20, (d) приводит форму сигнала, полученного удержанием пиков детектированного сигнала, (e) показывает результат обнаружения сигнала, полученный блоком 3 обнаружения сигнала (двоичный сигнал, имеющий уровень Н, когда обнаружен сигнал от нагрузочного устройства В, и уровень L, когда не обнаружен сигнал от нагрузочного устройства B), (f) показывает управляющий сигнал блока 4 управления для управления блоком 1 передачи мощности (сигнал для запуска схемы 11 инвертора при уровне Н и остановки схемы 11 инвертора при уровне L) и (g) показывает форму сигнала высокочастотного тока, протекающего в первичной силовой катушке 10.

Когда электрическая мощность начинает подаваться источнику электропитания А от коммерческого источника мощности АС (не показан) (мощность включена, ON), блок 4 управления выдает управляющий сигнал уровня L, чтобы остановить схему 11 инвертора блока 1 передачи мощности, и колебательный контур 21 блока 2 опроса немедленно начинает генерировать колебания. В состоянии когда нагрузка отсутствует, в котором вторичная сигнальная катушка 121 нагрузочного устройства В отсутствует вблизи первичной сигнальной катушки 20, амплитуда сигнала высокочастотного напряжения, генерируемого в первичной сигнальной катушке 20, является постоянной. Когда амплитуда сигнала высокочастотного напряжения постоянна, блок 3 обнаружения сигнала не выполняет детектирование огибающей и выдает результат обнаружения "No signal" (нет сигнала) (сигнал уровня L) блоку 4 управления. Так как блок 3 обнаружения сигнала не обнаруживает сигнала, блок 4 управления определяет, что он находится в состоянии отсутствия нагрузки и постоянно выводит управляющий сигнал уровня L, так что схема 11 инвертора блока 1 передачи мощности поддерживается в остановленном состоянии.

Дополнительно, когда электрически проводящее инородное основание (например, металл) присутствует вблизи первичной сигнальной катушки 20, так чтобы располагаться в магнитном поле, генерируемом вокруг первичной сигнальной катушки 20, амплитуда сигнала высокочастотного напряжения уменьшается, но остается постоянной. Так как амплитуда сигнала высокочастотного напряжения не изменяется, блок 3 обнаружения сигнала не производит детектирование огибающей и выводит на блок 4 управления результат обнаружения "No signal" (нет сигнала). Так как блок 3 обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал, блок 4 управления непрерывно выводит управляющий сигнал уровня L, так что схема 11 инвертора блока 1 передачи мощности поддерживается в остановленном состоянии.

Между тем, когда нагрузочное устройство В устанавливается в заданном положении относительно источника электропитания A, первичная силовая катушка 10 и первичная сигнальная катушка 20 располагаются так, чтобы быть связанными магнитно со вторичной силовой катушкой 111 и вторичной сигнальной катушкой 121 соответственно. Когда вторичная сигнальная катушка 121 связана магнитно с первичной сигнальной катушкой 20, во вторичной сигнальной катушке 121 генерируется индуцированная электродвижущая сила и схема 122 электропитания вырабатывает рабочую мощность. Схема 123 модуляции начинает управляться рабочей мощностью, созданной схемой 122 электропитания, чтобы выдать сигнал модуляции вторичной сигнальной катушке 121 (смотрите фиг.4(b)).

Следовательно, сигнал несущей является амплитудно-модулированным схемой 123 модуляции (смотрите фиг.4(a)), и сигнал высокочастотного напряжения первичной сигнальной катушки 20, связанной магнитно со вторичной сигнальной катушкой 121, также изменяется. Блок 3 обнаружения сигнала демодулирует (детектирует) модулированный сигнал (прямоугольный импульсный сигнал), детектируя огибающую сигнала высокочастотного напряжения первичной сигнальной катушки 20 (смотрите фиг.4(c)). Блок 3 обнаружения сигнала выполняет операцию удержания пиков демодулированного прямоугольного импульсного сигнала (смотрите фиг.4(d)).

Если пиковое значение превышает заданное пороговое значение, блок 3 обнаружения сигнала определяет, что нагрузочное устройство В присутствует и выводит на блок 4 управления результат обнаружения "Signal present" (сигнал присутствует) (сигнал уровня H). Когда блок 4 управления принимает от блока 3 обнаружения сигнала сигнал уровня Н, блок 4 управления преобразует управляющий сигнал уровня L в управляющий сигнал уровня Н, чтобы запустить схему 11 инвертора блока 1 передачи мощности (смотрите фиг.4(f)). Когда схема 11 инвертора запущена, высокочастотная мощность передается к блоку 110 приема мощности от блока 1 передачи мощности в бесконтактном режиме, чтобы заряжать аккумуляторную батарею, в качестве нагрузки 100.

Дополнительно, когда нагрузочное устройство В переносится из заданного положения А таким образом, что первичная силовая катушка 10 и первичная сигнальная катушка 20 не могут быть связаны магнитно с вторичной силовой катушкой 111 и вторичной сигнальной катушкой 121 соответственно, устанавливается упомянутое выше состояние отсутствия нагрузки. Затем блок 3 обнаружения сигнала выводит результат обнаружения "No signal" (нет сигнала) (сигнал уровня L) на блок 4 управления. Блок 4 управления преобразует управляющий сигнал уровня Н в управляющий сигнал уровня L, чтобы остановить схему 11 инвертора.

Как описано выше, в этом варианте осуществления блок 4 управления источника электропитания останавливает передачу мощности от блока 1 передачи мощности, когда блок 3 обнаружения сигнала не обнаруживает сигнал, и выполняет передачу мощности от блока 1 передачи мощности, когда блок 3 обнаружени