专利名称：给电装置、给电方法和给电系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及以非接触方式对诸如移动电话等的电子装置充电的给电装置、给电方法和给电系统。
背景技术：
近年来，已经将许多关注投入于称作非接触式给电装置或无线给电装置的给电装置，该给电装置通过电磁感应、磁共振等以非接触方式向诸如移动电话、便携式音乐播放器等的消费者电子产品(CE，Consumer Electronics)提供电力。根据非接触式给电方案，诸如交流(AC)适配器之类的电源装置的连接器并不需要插入或连接到CE装置以便对CE装置充电。相反，CE装置在被放置在托架型非接触式给电装置(例如，也称作充电托架)上时开始简单地充电，。结果，在CE装置与给电装置之间不需要物理的终端连接。由于CE装置在被放置在充电托架时开始简单地充电，因此CE装置的用户在对CE 装置充电时会承受较少负担。然而，利用充电托架的一个问题是在充电托架上可能容易地放置除了待充电的CE装置以外的物体，例如，诸如硬币等的外来物(下文中称作“外来金属”)。当在充电托架上放置外来金属时，该外来金属往往会被充电托架加热。已经提出了各种方式来检测充电托架上的外来金属，以便如果该外来金属被放置在充电托架上则停止充电托架的充电过程。例如，按照一种建议，使用温度传感器来检测放置在充电托架上的物体的温度，并且如果检测到异常的温度上升则将该物体确定为外来物(例如，参见日本专利待审No. 2008-17^74)(下文中称作专利文献1)。按照另一种建议，以预定的模式改变充电托架上的负载以便检测超载(例如，参见日本专利待审 No. 2002-34169)(下文中称作专利文献2)。
发明内容
按照专利文献1中描述的过程，由于物体是基于其温度上升而被确定为外来物， 因此无法阻止该外来物自身被加热。因此，所公开的过程不能提供一种根本的解决方案来解决外来物加热的问题。按照专利文献2中公开的过程，难以精确地确定负载变化是否由 CE装置或外来金属造成。尽管如上所述在现有技术中已经提出了用于检测外来物的各种过程，但是已经需要一种合并有新的外来物检测器的给电装置，其完全不同于以前已经提出的过程。因此，人们期望提供一种给电装置、给电方法和给电系统，其精确地检测不同于将被供应电力的物体的外来物，用以当通过磁场给物体供应电力时阻止外来物不当过热。按照本公开的实施例，提供了一种给电装置，包括送电部件，用于通过磁场来输送电力；相互间隔的至少一组第一和第二电极；电源，用于在所述第一和第二电极之间施加电压；和检测器，用于基于所述电源施加的电压来检测在所述送电部件上是否存在外来物。所述外来物是指一种物体，例如金属物体，其不同于诸如从送电部件将被供应电力的电子装置之类的物体。
按照本公开的实施例，也提供了一种给电方法，包括通过磁场从送电部件输送电力；和在相互间隔的至少一组第一和第二电极之间施加电压，以便检测在所述送电部件上是否存在外来物。按照本公开的实施例，也提供了一种给电系统，包括至少一个电子装置；和给电装置，用于将电力输送到所述至少一个电子装置。当在第一和第二电极之间施加电压时，如果跨越第一和第二电极而放置外来物， 则这会导致第一和第二电极之间的短路或电容性耦合。因此，基于在第一和第二电极之间发生的短路或电容性耦合，可以检测跨越第一和第二电极而放置的外来物。具体地，当在第一和第二电极之间造成短路或电容性耦合时，会改变诸如第一和第二电极之间的阻抗、电流或电压之类的参数。将参数的改变与预设的阈值相比较来检测外来物。因此可以精确地检测不同于例如从送电部件将被供应电力的电子装置之类的物体的外来物。一旦检测到外来物，就停止或降低从送电部件供应电力，以便阻止外来物不当过热。
图1是按照本公开实施例的给电系统的充电托架和移动电话的透视图；图2是图1中所示的充电托架的平面图；图3是图1中所示的充电托架的横截面图；图4是图1中所示的充电托架和移动电话的功能方框图；图5A和图5B是图示检测外来金属的过程的视图，图5A是示出在充电托架的上表面上放置物体的方式的视图；以及图5B是示出参数变化与阈值之间的关系的视图；图6是按照比较示例的电极图案的平面图；图7A到图7C是图示按照第一变形的检测外来金属的过程的视图，图7A是示出在充电托架的上表面上放置物体的方式的视图；图7B是示出参数变化和阈值之间的关系的视图；和图7C是示出包括在充电托架的上表面上(即，在电极上)布置的薄膜的托架结构的视图；图8A和图8B是示出按照第二变形的检测电路的电路图；图9A是示出交流电源的频率和阻抗值之间的关系的图，以及图9B是示出交流电源的频率与来自谐振电路的输出电压之间的关系的图；图10是按照第三变形的电极图案的示例的平面图；图IlA和图IlB是按照第三变形的电极图案的其它示例的平面图；图12是按照第四变形的电极图案的示例的平面图；图13是按照第五变形的电极图案的示例的平面图；和图14是按照第六变形的移动电话的横截面图。
具体实施例方式下面将参考附图来详细描述本公开。本公开将按照下列顺序进行描述1.示例性实施例(具有交替离散点形状的正和负电极的矩阵的充电托架)；2.第一变形(使用两个阈值检测外来物的过程)；
3.第二变形(使用谐振电路检测外来物的过程)；4.第三变形(具有离散线形状的正和负电极的矩阵的充电托架)；5.第四变形(具有梳齿状的正和负电极的相互交叉图案的充电托架)；6.第五变形(具有交替马蹄铁形状、即基本U形或环形的正和负电极的同心图案的充电托架)；和7.第六变形(包括布置其上的绝缘齿的金属层的电子装置(CE装置))。<示例性实施例>全体结构图1是按照本公开实施例的给电系统的给电装置(充电托架1)和电子装置(移动电话幻的透视图。给电系统包括充电托架1和移动电话2。充电托架1是非接触式给电装置，用于当移动电话2被放置在充电托架1的上表面上或者靠近充电托架1的上表面时以非接触方式向诸如移动电话2的电子装置(CE装置)充电。下面也将结合如充电托架1 的给电过程一样执行的那样的给电方法来描述按照本公开实施例的给电方法。充电托架1包括初级线圈10 用于通过磁场来输送电力；电路部分11，包括后述的检测电路111，用于激励初级线圈10 ；和电源插头13，用于连接到例如外部交流电源。充电托架1也包括警示灯12，用于向用户指示(展示)是否检测到外来物。尽管细节如后所述，但是充电托架1进一步具有电路板17、布置在电路板17上的磁性层16以及布置在磁性层16上的天线图案层15，所述电路板17包括电路部分11。初级线圈10被布置在天线图案层15中。电路板17、磁性层16和天线图案层15可以容纳在一个外壳中或者可以用树脂层涂覆。充电托架1包括用于检测外来物的电极图案(将要稍后详述)。移动电话2包括容纳在外壳22内的次级线圈20。次级线圈20与充电托架1的初级线圈10成对。充电托架1通过初级线圈10与次级线圈20之间的电磁感应或者磁共振将电力提供给移动电话2。移动电话2也包括用于激励次级线圈20的电路部分21。充电托架1的详细结构图2是示出充电托架1的平面配置的平面图，以及图3是沿着图2的直线I-I截取的横截面图。如图3所示，充电托架1包括顺序布置在电路板17上的磁性层16和天线图案层15。天线图案层15 (初级线圈10)、磁性层16和电路板17共同用作按照本公开实施例的送电部件的具体示例。天线图案层15被布置在充电托架1的上表面(辐射表面) 侧，并且包括初级线圈10。初级线圈10缠绕着预定匝数，它沿着充电托架1的上表面成螺旋形状。初级线圈10嵌入在树脂层15a中，也就是由树脂层1 包围，该树脂层1 是天线图案层15的一部分。交流电源130通过电路部分11和电源插头13 (图2和图3中未示出)将交流电压施加在初级线圈10两端，以便沿着图3中的箭头朝着靠近其上表面的充电托架1的平面内中心辐射电磁波，即，生成磁场。初级线圈10的上表面可以曝露于树脂层 1 或者用树脂层1 覆盖。可替换地，初级线圈10可被布置在一块板(未示出)上。该板和树脂层1 可以由不会不利地影响磁场线的材料组成。磁性层16的功能是使得天线图案层15与电路板17相互磁隔离。磁性层16由诸如铁(Fe)基金属、铁氧体等的高相对渗透率的材料组成，优选为磁不饱和的或者难以磁饱和的。电路板17(例如，作为IC(集成电路)板)具有用于激励初级线圈10的电路部分11，电路部分11包括检测电路111。后面将描述移动电话2的电路部分11和电路部分21 的细节。充电托架1包括用于检测外来金属X的电极图案。该电极图案包括以规则间隔间距按行和列排列的多个正电极14A和多个负电极14B或者多组正电极14A和负电极14B。 正电极14A和负电极14B交替地排列，从而任何两个正电极14A沿着行和列彼此不相邻地布置，以及任何两个负电极14B沿着行和列彼此不相邻地布置。正电极14A和负电极14B中的每一个在与充电托架1的上表面平行的平面中是点形状。正电极14A和负电极14B在5毫米到20毫米的范围内以预定间距P相隔。正电极14A和负电极14B在与充电托架1的上表面垂直的横截平面中伸展穿过天线图案层15和磁性层16的至少一部分。正电极14A和负电极14B具有在天线图案层15 的上表面(即，充电托架1的上表面)上曝露的末端。正电极14A和负电极14B中的每一个的形状是具有高度H的棒形或针形。通过电路部分11和电源插头13从交流电源130向正电极14A和负电极14B提供交流电压。电路安排图4是示出充电托架1和移动电话2的主要部件的功能方框图。充电托架1的电路部分11包括控制电路110、检测电路111、解调和调制电路112、放大电路113和OSC(振荡器)114。检测电路111是用于检测在充电托架1的上表面上的外来金属的电路。检测电路 111在电极对14 ( S卩，多组正电极14A和负电极14B)之间施加电压，并且基于表示电气属性的至少一个参数来确定充电托架1的上表面上是否存在外来金属，所述电气属性包括正电极14A与负电极14B之间的阻抗、电流和电压。具体地，如稍后更详细所述，检测电路111 保存相对于上面参数的至少一个的变化的阈值，将阈值与基于施加的电压的参数的变化相互比较，并且基于阈值与参数的变化之间的比较来检测充电托架1的上表面上是否存在外来金属。检测电路111用作按照本公开实施例的检测部件的具体示例。控制电路110控制检测电路111、解调和调制电路112、放大电路113、OSC 114和警示灯12。控制电路110可以是例如微计算机。控制电路110将从交流电源130提供的交流功率提供给检测电路111和初级线圈10。控制电路110基于来自检测电路111的检测， 也开始或继续对移动电话2充电，停止对移动电话2充电，或者减少对移动电话2充电时所提供的功率。具体地，如果检测电路111在充电托架1的上表面上检测到外来金属，则控制电路110停止对移动电话2充电或者降低所提供的功率，并且激励未示出的机构(例如，图 1中示出的警示灯12)，以便向用户给出一个警告。当初级线圈10和次级线圈20彼此靠近时，移动电话2的控制电路110和控制电路210 (稍后描述)可以保存分别用于验证或识别初级线圈10和次级线圈20的ID(标识个人识别)信息。移动电话2的电路部分21包括控制电路210、解调和调制电路211、整流电路212 和调节电路213。整流电路212将从充电托架1接收到的交流功率转换为直流功率。调节电路213将来自整流电路212的直流功率转换为预定直流电压，用以防止移动电话2的电池215被过充电。电路部分21产生的电力通过充电电路214供应给电池215，该电池215 可以作为例如蓄电池。控制电路210控制解调和调制电路211、整流电路212以及调节电路 213，并且可以是例如微计算机。
操作非接触式给电过程按照本示例性实施例，充电托架1的控制电路110通过电路部分11 (也就是，控制电路110、解调和调制电路112、放大电路113和OSC 114)从交流电源130将交流电压施加到初级线圈10。然后，初级线圈10从充电托架1向上辐射电磁波，即生成磁场。如果待供电的CE装置(例如移动电话2、被放置在充电托架1的上表面上或者靠近充电托架1的上表面，则充电托架1的初级线圈10和移动电话2的次级线圈20在充电托架1的上表面附近彼此靠近。这时，一直或者随时间间歇地辐射电磁波。当次级线圈20被放置接近产生电磁场的初级线圈10时，通过初级线圈10产生的磁通量感应穿过次级线圈20的电动势。另作说明，通过电磁感应或磁共振，从初级线圈10 输送交流功率到次级线圈20，生成穿过初级线圈10和次级线圈20的磁场线。在移动电话 2中，次级线圈20接收到的交流功率被电路部分21转换为直流功率，该电路部分21包括解调和调制电路211、整流电路212和调节电路213。随后，通过充电电路214将直流功率提供给电池215。以这种方式，对移动电话2充电。按照本示例性实施例，简单地当移动电话2被放置在充电托架1的上表面上或者靠近充电托架1的上表面时，而不是将其一端连接到交流适配器等，移动电话2容易地开始充电，即开始以非接触方式给电。因此，移动电话2的用户在对移动电话2充电时经受较少负担。尽管未示出，但是多个CE装置或诸如移动电话2之类的电子装置可被放置在充电托架1上，从而它们能够以非接触方式被充电托架1同时充电。换句话说，按照本公开实施例的给电系统可以包括单个充电托架1和将要从中充电的多个电子装置。如果充电托架1的控制电路110和移动电话2的控制电路210保存用于验证或识别初级线圈10和次级线圈20的ID(识别)信息，则当初级线圈10和次级线圈20彼此靠近时，控制电路110和控制电路210可以交换ID信息。如果基于所交换的ID信息控制电路110验证次级线圈20以及控制电路210验证初级线圈10，则控制电路110可以开始或者继续对移动电话2的电池215充电。外来金属的检测顺便提及，在通过电磁感应(即磁场)输送电力的充电托架1中，如果诸如硬币等的外来物(下文中称作“外来金属”)被放置在初级线圈10所产生的磁场中，则在外来金属中会产生涡流，这往往会加热该外来金属。按照本示例性实施例，电路部分11，或者更具体地控制电路110和检测电路111， 检测外来金属，并且基于外来金属的检测，停止充电过程，降低所供应的电力，或者向用户给出一个警告。具体地，检测电路111被控制电路Iio控制来在充电托架1中的正电极14A 与负电极14B之间施加电压(在这种情况下，是交流电压)，并且测量正电极14A与负电极 14B之间的给定参数。所述参数可以是正电极14A与负电极14B之间的阻抗、电流和电压中的至少一个。检测电路111随后基于所述参数的变化来检测是否存在外来金属。例如，检测电路111具有用于例如基于参数的变化来检测外来金属的阈值Al(第一阈值)。检测电路111基于参数的变化与阈值Al相比较来检测是否存在外来金属。下面将参考图5A和图5B来描述检测外来金属的过程的示例。在图5A和图5B中， 假设充电托架1的上表面(即，辐射电磁波或电场的充电托架1的表面)用S表示，并且当在表面S上没有放置物体时，充电托架1处于打开状态。测量参数的变化，并且相对于打开状态设定阈值Al。正电极14A与负电极14B之间的阻抗将被描述为参数。然而，正电极14A 与负电极14B之间的电流或电压也可被用作参数，或者正电极14A与负电极14B之间的阻抗、电流和电压可被组合用作参数。这些参数可以通过与由正电极14A与负电极14B组成的电路连接的诸如电流计和电压计之类的各种测量单元来测量，并且可以将所测量的数据从测量单元提供给检测电路111。基于所测量的数据，检测电路111可以计算参数的变化， 并且将所计算的参数的变化与阈值Al相比较，即，将变化的幅度与阈值Al相互比较。如图5A所示，当充电托架1处于打开状态时，正电极14A与负电极14B之间的阻抗Z基本为⑴(无穷大)(z = Z0)，并且正电极14A与负电极14B之间的电容C (阻抗Z的电容性分量)基本为0(零)，即非常小的值。当外来金属X被放置在表面S上或者靠近表面S并且被放置成穿过某一正电极14A和附近的负电极14B时，这会造成正电极14A与负电极14B之间的短路或者形成正电极14A与负电极14B之间的电容性耦合，因为交流电压被施加到正电极14A与负电极14B。因此，正电极14A与负电极14B之间的阻抗Z下降到Zl， 艮口，在阻抗Z中发生变化Bi，并且电容C增加到Cl。检测电路111将阻抗Z的变化Bl与阈值Al相比较，并且如果变化Bl等于或大于阈值Al，则确定在表面S上存在外来金属。当移动电话2 (CE装置)被放置在表面S上时，因为移动电话2包括具有线圈和电路板的金属层2A (金属件)，因此阻抗Z和电容C稍微变化，即，在阻抗Z上发生变化B2。然而，阻抗Z中的在这种情况下的变化量(变化B2)比由于外来金属X在阻抗Z中造成的变化Bl小得多，如图5A和图5B所示(⑴(ZO) >Z2>>Z1)。这是因为金属层2A被布置在诸如移动电话2之类的CE装置的由树脂组成的外壳22中，金属层2A相距表面S至少一段等于外壳22的厚度dl的距离。这易于设定阈值Al，所述阈值Al用于在由于表面S上放置的外来金属X在阻抗Z中造成的变化Bl与由于表面S上放置的移动电话2在阻抗Z中造成的变化B2之间进行区分。因此，可以毫无错误地使用阈值Al来精确地分辨将被供应电力的外来金属X和移动电话2。按照本示例性实施例，如上所述，检测电路111在以某一电极图案排列的正电极 14A和负电极14B之间施加电压，并且基于可以作为正电极14A和负电极14B之间的阻抗、 电流或者电压的参数的变化来检测充电托架1上是否存在外来金属X。如果检测电路111 确定在充电托架1上存在外来金属X，则控制电路110停止将电力供给初级线圈10，即停止充电过程，或者降低所供应的电力，即切断电力。控制电路110也通过接通图1中所示的警示灯12或者在未示出的显示屏幕上显示警告消息、和/或输出警告声音，向用户指示以下事实在充电托架1上放置了外来金属X，或者检测到外来金属X。电极图案的影响顺便提及，在本示例性实施例中，基于如上所述在充电托架1上形成的电极图案 (正电极14A和负电极14B)之间出现的短路或电容性耦合来检测外来物。下面详细描述电极图案的影响。图6示意性示出了按照比较示例的电极图案的平面配置。按照该比较示例，电极图案包括以间距间隔按行和列交替排列的多个正电极100A和多个负电极100B。正电极 100A和负电极100B中的每一个的形式是平面实心电极。由正电极100A和负电极100B组成的电极图案有效地基于正电极100A和负电极100B的相邻电极之间的短路或电容性耦合
9来检测放置其上的外来金属。然而，由于正电极100A和负电极100B以初级线圈10的辐射方的叠加关系布置，因此它们很可能产生涡流。按照本示例性实施例，正电极14A和负电极14B中的每一个在与充电托架1的上表面平行的平面上是点形状，并且正电极14A和负电极14B彼此分隔开来。这种电极图案使得不太容易产生涡流，并且能够更有效来检测穿过初级线圈10的由天线图案层15生成的磁场线，即磁通量。尽管正电极14A和负电极14B中的每一个是如平面图中所示的点形状，但是它的形状可以是如在与充电托架1的上表面垂直的横截平面中所示的针状，延展通过天线图案层15和磁性层16，并且具有在天线图案层15的表面(即充电托架1的上表面)上曝露的末端。磁性层16阻止了天线图案层15的初级线圈10产生的磁场线朝着它的下表面穿透电路板17，从而阻止了对电路板17的加热。按照本示例性实施例，如上所述，正电极14A和负电极14B以间隔间距布置在充电托架1的上表面中，并且在正电极14A和负电极14B之间施加电压。如果横跨某一正电极 14A和附近的负电极14B放置外来金属X，则这会导致正电极14A与负电极14B之间的短路或者形成正电极14A与负电极14B之间的电容性耦合，从而导致参数的变化，例如正电极 14A与负电极14B之间的阻抗的变化。将由于正电极14A与负电极14B之间的短路或电容性耦合引起的参数的变化与阈值Al相比较，以便检测在充电托架1的上表面上是否存在外来金属X。因为由于放置在充电托架1的上表面上的外来金属X引起的参数的变化比由于充电托架1的上表面上放置的移动电话2引起的参数的变化大得多，因此易于使用阈值Al 来分辨外来金属X和移动电话2 (或者将要供电的物体)。当检测到外来金属X时，立即停止充电过程，或者立即降低供应的电力，和/或立即向用户给出一个警告，从而阻止外来金属加热。结果，当充电托架1通过电磁感应或磁共振向CE装置给电时，能够精确地检测不同于CE装置的外来金属并且防止外来金属不适当地过热。下面将描述示例性实施例的变形，即第一到第六变形。等同于示例性实施例的那些的变形的那些部分用相同的参考字符表示，下面将不进行详细描述。第一变形图7A和图7B是说明按照第一变形的检测外来金属的过程的视图。按照第一变形，所述过程通过将给定参数的变化与预定阈值相比较，即，通过如与上面的示例性实施例一样比较它们的幅度，来检测在充电托架1上是否存在外来金属X。按照第一变形的过程使得即使外来金属X的表面被氧化或电镀也能够高精度地检测外来金属X。具体地，除了阈值Al以外，检测电路111还保存不同于(在第一变形中，小于)阈值Al的阈值A2(第二阈值)。阈值A2用作用于检测在其表面上具有氧化膜或电镀膜(下文中称作“膜Y”)的外来金属X的阈值。阈值A2是鉴于以下事实设定的外来金属X相距充电托架1的表面S —段等于膜Y的厚度d2的距离。如图7A和图7B所示，在具有膜Y的外来金属X被放置在充电托架1上时的阻抗Zl'的变化和电容Cl'的变化小于在没有膜Y 的外来金属X被放置在充电托架1上时的相应变化，但是足够大于移动电话2被放置在充电托架1上时的相应变化(Zl < Zl' << Z2)。检测电路111使用阈值Al并且也使用鉴于膜Y的厚度d2而设定的阈值A2 (Al > A2)，即基于参数的变化幅度以及阈值Al和阈值A2的幅度之间的比较，来检测在充电托架1上是否存在外来金属X。因此，检测电路111能够检测没有膜Y的外来金属X，也能够检测具有诸如氧化膜或电镀膜之类的膜Y的外来金属X。当在正和负电极之间施加交流电压时， 检测电路111能够高精度地检测具有膜Y的外来金属X，例如，诸如可能易于氧化的不锈钢的一片金属。如图7C所示，即使充电托架1的辐射表面(表面S)、即正电极14A和负电极14B 的表面覆盖有氧化膜或电镀膜(称作“膜Y”)，检测电路111也能够精确地检测被放置在表面S上的外来金属X。具体地，检测电路111使用阈值Al并且还使用鉴于膜Y'的厚度d3 而设定的阈值A3 (Al > A3))，即基于参数的变化幅度以及阈值Al和阈值A3的幅度之间的比较，来检测在充电托架1上是否存在外来金属X。第二变形图8A是按照第二变形的检测电路111的电路图。按照第二变形的检测电路111 包括交流信号源111-1、反相电路(非门)111-2、谐振电路111-3、电阻器R1、R2、R3、R4和比较器111-4。交流信号源111-1是用于输出具有预定频率(将要稍后描述的谐振频率f(0))的交流信号的信号源(振荡源)。反相电路111-2将表示相反逻辑电平的信号输出到从交流信号源111-1输出的交流信号。谐振电路111-3包括电感器111L(电感组件)和可变电容器111C(电容组件)。 谐振电路111-3是串联的谐振电路(串联的LC谐振电路)，其中电感器11IL和电容器IllC 彼此串联。具体地，电感器IllL的一端连接到反相电路111-2的输出端，且另一端连接到电容器IllC的一端。电容器IllC是在充电托架1的正电极(例如，正电极14A)与负电极 (例如，负电极14B)之间形成的电容器(电容组件)。检测电路111可以替换地利用另一种谐振电路，以取代串联的谐振电路111-3。具体地，如图8B所示，检测电路111可以包括并联的谐振电路111-5(并联的LC谐振电路)， 其中电感器IllL和电容器IllC彼此并联。谐振电路111-3、111_5中的每一个以下列公式(1)表达的谐振频率f0进行谐振， 从而基于输入电压Vin生成并输出一输出电压Vout。
_3] /0 = WI …⑴电阻器Rl具有阻抗值^ ，其一端连接到电容器IllC的另一端和电阻器R2的一端，其另一端接地。电阻器R2的另一端连接到比较器111-4的正输入端。电阻器R3的一端连接到电源Vcc的输出端，另一端连接到电阻器R4的一端和比较器111-4的负输入端。 电阻器R4的另一端接地。比较器111-4对施加到其正输入端的电压(即，与从谐振电路111-3输出的电压 Vout对应的电压)的幅度和施加到其负输入端的预定恒压(阈值电压)的幅度进行比较， 并且从它的输出端输出比较结果，该结果表示是否检测到外来金属。按照第二变形的检测电路111使用谐振电路111-3、111_5增加了阻抗的变化。具体地，如图9A、9B所示，谐振电路111-3、111-5具有自然谐振频率f0。谐振电路111_3、 111-5的阻抗Z和其输出电压Vout在靠近自然谐振频率f0处的频率和其它频率处具有较宽的不同值。例如，如图9A所示，在自然谐振频率f0和与自然谐振频率f0相差频率间隔Δ f的频率fl处，阻抗Z具有彼此相差ΔΖ的不同值。当谐振电路111-3、111-5不谐振，即， 在频率fl处时，输出电压Vout具有由下面所示的公式( 表示的值。当谐振电路111-3、 111-5谐振，S卩，在频率fO处时，输出电压Vout具有由下面所示的公式C3)表示的值。
权利要求
1.一种给电装置，包括送电部件，用于通过磁场来输送电力；相互间隔的一组第一和第二电极；电源，用于在所述第一和第二电极之间施加电压；和检测器，用于基于所述电源施加的电压来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
2.如权利要求1所述的给电装置，包括相互间隔的多组第一和第二电极。
3.如权利要求2所述的给电装置，其中所述第一和第二电极中的每个电极是直线形状，并且所述第一和第二电极以间隔间距交替地布置。
4.如权利要求2所述的给电装置，其中所述第一和第二电极中的每个电极是点形状， 并且所述第一和第二电极以间隔间距交替地布置。
5.如权利要求1所述的给电装置，其中所述第一和第二电极中的每个电极包括梳齿状电极，并且所述第一和第二电极以相互交叉图案排列且相互隔开接触。
6.如权利要求1所述的给电装置，其中所述送电部件包括线圈；电路板，所述检测器包含在所述电路板中；和布置在所述电路板和所述线圈之间的磁性层。
7.如权利要求6所述的给电装置，其中所述第一和第二电极中的每个电极从所述线圈朝向所述电路板延伸通过所述磁性层的至少一部分。
8.如权利要求1所述的给电装置，其中由所述电源在所述第一和第二电极之间施加的所述电压包括交流电压。
9.如权利要求1所述的给电装置，其中所述检测器基于所述第一和第二电极之间的阻抗、电流和电压中的至少一个所表示的参数的变化来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
10.如权利要求9所述的给电装置，其中所述检测器基于来自当在所述送电部件上不存在物体时的值的参数的变化幅度以及预定第一阈值来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
11.如权利要求10所述的给电装置，其中由所述电源在所述第一和第二电极之间施加的所述电压包括交流电压，和所述检测器基于参数的变化幅度和与所述预定第一阈值不同的预定第二阈值来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
12.如权利要求1所述的给电装置，其中所述检测器包括交流信号源；和与所述交流信号源连接的电感器和电容器。
13.如权利要求12所述的给电装置，其中所述电容器连接在所述第一和第二电极之间。
14.如权利要求12所述的给电装置，其中所述检测器利用包括所述电感器和所述电容器的谐振电路来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
15.如权利要求1所述的给电装置，其中所述检测器使用频率不同于由所述送电部件输送的电力的频率的交流信号来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
16.如权利要求1所述的给电装置，进一步包括控制电路，如果所述检测器检测到当所述送电部件上存在外来物时，控制所述送电部件停止输送电力或者降低待输送的电力，或者向给电装置的用户指示检测到外来物。
17.一种给电方法，包括通过磁场从送电部件输送电力；和在相互间隔的至少一组第一和第二电极之间施加电压，以便检测在所述送电部件上是否存在外来物。
18.一种给电系统，包括 一个或多个电子装置；和给电装置，被配置成将电力输送到所述一个或多个电子装置，其中所述给电装置包括送电部件，用于通过磁场来输送电力；相互间隔的一组第一和第二电极；电源，用于在所述第一和第二电极之间施加电压；和检测器，用于基于所述电源施加的电压来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
19.如权利要求18所述的给电系统，其中所述一个或多个电子装置中的每一个包括 金属件；和布置在所述金属件的外表面的至少一部分上的绝缘件。
20.如权利要求19所述的给电系统，其中所述绝缘件包括 布置在所述金属件的所述外表面上的多个齿。
全文摘要
本文公开了一种给电装置，包括送电部件，用于通过磁场来输送电力；相互间隔的一组第一和第二电极；电源，用于在所述第一和第二电极之间施加电压；和检测器，用于基于所述电源施加的电压来检测在所述送电部件上是否存在外来物。
文档编号H02J17/00GK102457106SQ201110301370
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月15日
发明者浦本洋一, 田中正幸 申请人:索尼公司