非接觸充電器和非接觸充電系統的製作方法

2023-10-18 05:29:44

專利名稱：非接觸充電器和非接觸充電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種防止諸如硬幣的金屬外來物被加熱的非接觸充電 器和非接觸充電系統。
背景技術：
已知的非接觸充電器給在其中放置的設備充電，使其被充電。在 非接觸充電器中，通過傳送磁通量能量(電磁感應能量)來用電力充 電該放置的設備。當在非接觸充電器中放置諸如硬幣的金屬外來物時， 該外來物被渦流加熱。為了防止外來物被加熱，開發了用於探測被充 電的設備還是外來物被放置在非接觸充電器中的技術。
例如，專利文獻l (JP-A-2002-34169)公開了一種非接觸充電器， 其中在放置行動電話以便開始充電時，作為被充電設備的行動電話被 布置為根據預定模式來改變充電負載。只有當非接觸充電器在預定時 間段期間探測到充電負載根據預定模式改變時，該非接觸充電器保持 產生足以給行動電話充電的磁通量能量。另一方面，在諸如硬幣的外 來物被放入非接觸充電器中的情況下，該非接觸充電器不可能在預定 時間段期間探測到根據預定模式的這種充電負載變化。因此，很顯然 是外來物而不是行動電話被放入了非接觸充電器中，從而通過非接觸 充電器產生微小量的磁通量能量或停止磁通量能量的產生來防止外來 物的加熱。但是，為了行動電話根據預定模式來改變充電負載和非接觸充電 器探測充電負載的變化，行動電話和非接觸充電器需要引入具有複雜 結構的各種電路。發明內容因此本發明的目的是提供一種防止外來物的加熱和具有簡單構造 的(簡單構成的)電路的非接觸充電器和非接觸充電系統。根據本發明，提供下面所述的各種模式的非接觸充電器。(1) 一種非接觸充電器，包括 具有凹陷部分的外殼，在該凹陷部分中可放置無繩手持機； 設置在該外殼中的初級線圈，在外殼的凹陷部分中放置無繩手持機時與該無繩手持機相對；可振蕩的振蕩部件，用於從初級線圈產生磁通量能量； 探測部件，探測該振蕩部件中的電流值和電壓值的至少一個；以及控制器，基於由該探測部件探測到的電流值和電壓值的至少一個 來停止磁通量能量的產生。在模式(1)的非接觸充電器中，當在其中可放置無繩手持機的外 殼的凹陷部分中放入外來物時，該探測部件探測電流值和電壓值的至 少一個，以及該控制器停止從初級線圈產生的磁通量能量的產生，以 便該非接觸充電器可以防止凹陷部分中放入的外來物被加熱，而不具 有複雜結構的電路。(2) 根據模式(1)的非接觸充電器，其中在由該探測部件探測 到的電流值和電壓值的至少一個不滿足預定條件的情況下，該控制器(3) 根據模式(2)的非接觸充電器，其中該探測部件探測電流 值作為電流值和電壓值的至少一個，以及其中在由該探測部件探測到的電流值小於預定電流參考值的情況 下，控制器確定該電流值不滿足預定條件，並且停止磁通量能量的產 生。(4) 根據模式(1)至(3)的任意一種的非接觸充電器，其中該控制器通過停止振蕩部件的振蕩，來停止磁通量能量的產生。(5) 根據模式(1)至(3)的任意一種的非接觸充電器，還包括開關部件，以及其中該控制器通過操作該開關部件，來停止磁通量能量的產生。(6) 根據模式(5)的非接觸充電器，其中該開關部件被設置在 其中流經的電流被最小化的那部分振蕩部件中。(7) 根據模式(2)至(6)的任意一種的非接觸充電器，其中該 控制器包括能量重啟部件，在磁通量能量的產生被停止之後，在滿足 不同於作為第一條件的預定條件的第二條件的情況下，重啟磁通量能 量的產生。(8) 根據模式(7)的非接觸充電器，其中該第二條件包括磁通 量能量的產生被停止之後過去預定時間這一條件。(9) 根據模式(8)的非接觸充電器，其中該控制器包括探測預 定時間的流逝的計時器部件，以及其中該控制器基於由該計時器部件探測到的預定時間的流逝，來重啟磁通量能量的產生。(10) 根據模式(1)至(9)的任意一種的非接觸充電器，其中該控制器包括二參考值比較控制器，該比較控制器將作為由探測部件 探測到的探測值的電流值和電壓值的至少一個與互相不同的兩個參考 值比較，並且基於該探測值與該兩個參考值的一個參考值的第一比較 和該探測值與該兩個參考值的另一個參考值的第二比較來控制磁通量 能量的產生。(11) 根據模式(10)的非接觸充電器，其中該兩個參考值由作 為兩個參考值的一個參考值和另一個參考值的較低電流參考值和較高 電流參考值構成。(12) 根據模式(11)的非接觸充電器，其中該控制器包括振蕩保持部件，當在開始磁通量能量的產生之後由探測部件探測到的探測 值不小於作為兩個參考值之一的第一電流參考值時，該振蕩保持部件 控制振蕩部件，以保持磁通量能量的產生。(13) 根據模式(1)至(12)的任意一種的非接觸充電器，其中 該控制器包括防止錯誤的確定型停止部件，該防止錯誤的確定型停止 部件停止磁通量能量的產生並防止錯誤的確定，該錯誤的確定為當該探測值處於瞬態時，基於該探測值錯誤地確定外來物被放在外殼的 凹陷部分中。(14) 根據模式(13)的非接觸充電器，其中該防止錯誤的確定 型停止部件包括重探測部件，在該探測值處於瞬態的情況下，其使得 探觀ij部件再次探測該探測值。(15) 根據模式(14)的非接觸充電器，其中該控制器包括二參 考值比較控制器，該比較控制器將作為由探測部件探測到的探測值的 電流值和電壓值的至少一個與互相不同的兩個參考值比較，並且基於 該探測值與兩個參考值的一個參考值的第一比較和該探測值與兩個參 考值的另一個參考值的第二比較，來控制磁通量能量的產生，以及其中在該探測值在兩個參考值之間的情況下，該重探測部件確定 該探測值處於瞬態，並且在長於第一瞬變時間和第二瞬變時間的等待 時間流逝之後，使得該探測部件再次探測該探測值，第一瞬變時間對 應於從無繩手持機放置在外殼的凹陷部分中到該探測值從瞬態轉換為 第一穩態的時間長度，第二瞬變時間對應於從外殼的凹陷部分取出無 繩手持機到該探測值從瞬態轉換為第二穩態的時間長度。(16) 根據模式(14)的非接觸充電器，其中該重探測部件包括 瞬態探測部件，其使得探測部件以預定間隔探測該探測值兩次以便獲 得兩個探測值，並且在兩個探測值之間的差值不小於預定差值的情況 下，確定該探測值處於瞬態。(17) 根據模式(13)的非接觸充電器，其中該防止錯誤的確定型停止部件使得探測部件以長於第一瞬變時間和第二瞬變時間的間隔 探測該探測值兩次，以便獲得兩個探測值，並且在兩個探測值都在兩 個參考值之間的情況下，停止磁通量能量的產生，第一瞬變時間對應 於從無繩手持機放置在外殼的凹陷部分中到該探測值從瞬態轉換為第 一穩態的時間長度，第二瞬變時間對應於從外殼的凹陷部分取出無繩 手持機到探測值從瞬態轉換為第二穩態的時間長度。(18) 根據模式(1)的非接觸充電器，其中該探測部件包括探測振蕩部件中的電流值的電路。根據本發明，還提供下面所述的各種模式的非接觸充電系統。(19) 一種非接觸充電系統，包括-根據模式(1)至(18)的任意一種的非接觸充電器；以及 可自由地連接到外殼的凹陷部分和可從凹陷部分自由地拆卸的無繩手持機，該無繩手持機包括在凹陷部分中放置無繩手持機時與初級線圈相對的次級線圈。(20)根據模式(19)的非接觸充電系統，其中該無繩手持機還 包括將次級線圈中的電流限制在預定恆定值的恆流電路。


通過閱讀本發明的優選實施例的下列詳細描述，同時結合附圖考 慮，將很好的理解本發明的上述及可選目的、特點和優點，其中圖1圖示了電話設備的電子系統的框圖，所述電話設備包括作為應用了本發明的一個實施例的非接觸充電器；圖2是電話設備的無繩手持機和充電臺的透視圖； 圖3圖示了電話設備的電子系統的框圖； 圖4是電話設備的透視圖；圖5示出了流過充電臺中設置的振蕩電路的初級線圈的電流的說 明性視圖；圖6圖示了用於給充電臺的凹陷部分中放入的無繩手持機充電同 時防止其凹陷部分中放入的外來物如金屬物體被加熱的程序的流程 圖；圖7示出了流過振蕩電路的初級線圈的電流和充電臺的凹陷部分 中的放置狀態之間關係的說明性視圖；圖8示出了流過振蕩電路的初級線圈的電流和充電臺的凹陷部分 中的放置狀態之間的另 一 關係的說明性視圖；圖9圖示了類似於圖6所示的並在作為應用了本發明的第二實施例的非接觸充電器中實現的程序的流程圖；以及圖10圖示了類似於圖6所示的並在作為應用了本發明的第三實施例的非接觸充電器中實現的程序的流程圖。
具體實施方式
下面，將參考附圖描述本發明的優選實施例。無繩電話設備1具 有下述功能，所述功能包括用於通過電話網絡100進行語言通信的電 話通信功能(圖3所示)和用於通過電話網絡100發送和接收圖像數據的傳真機功能。如圖4所示，無繩電話設備1包括連接到電話網 絡100的主電話10;通過無線網絡連接到主電話10的無繩手持機50;以及連接到外部電源的充電臺80，在其中可放置無繩手持機50。充電 臺80被設置為用預定電壓給充電臺80中放入的無繩手持機50充電。 在本實施例中，涉及傳真機功能的構成元件不直接涉及本發明，所以 其詳細描述被省略。在電話設備1中，手持機12被連接到主電話IO的主體外殼11的 側面部分。當從主體外殼11取下手持機12時，手持機12用作被使用 的發送器和接收器。在主體外殼11的上表面中，提供顯示與無繩電話 設備1的各種功能相關的信息的顯示面板13，以及各種操作按鈕(鍵) 14，其包括用於輸入聯繫人的電話號碼的撥號盤按鈕14a以及通過用戶 操作來選擇顯示面板13上表示的菜單的各種命令的選擇按鈕14b。在 本實施例中，顯示面板13構成液晶顯示器(LCD)，具有來自其後側 的背光。無繩手持機50，在其外表面，包括顯示與無繩電話設備1的各種 功能相關的信息的顯示面板53以及各種操作按鈕(鍵)54，所述操作 按鈕54包括(1)用於輸入聯繫人的電話號碼的撥號盤按鈕54a， (2) 由用戶操作來開始外線的外來(外部)線按鈕54b， (3)由用戶操作來 終止(切斷)外線的切斷線按鈕54c，以及(4)由用戶操作來選擇顯 示面板53上表示的菜單的各種命令的選擇按鈕54d。在本實施例中，顯示面板53構成液晶顯示器(LCD),具有來自 其後側的背光。如圖2B所示，充電臺80包括作為外殼的主體81,其 具有凹陷部分81a。無繩手持機50可自由地連接到主體81的凹陷部分 81a和從主體81的凹陷部分81a自由地拆卸。接下來，將參考圖3描述無繩電話設備1的電子系統。主電話IO 包括控制電話設備1的各種操作的控制器20、手持機12、顯示面板13、操作按鈕14以及無線通信部件30。控制器20接收從操作按鈕14提供的輸出信號、從無線通信部件 30提供的輸出信號(聲音信號和數據信號)以及從電話設備1的外面 提供的聲音信號。此外，控制器20確定傳輸通道，所述傳輸通道包括 從電話設備1的外面輸入聲音信號的傳輸目的地和將聲音信號輸出到 電話設備1的外面的傳輸源。更確切地說，當從主體外殼11取下手持 機12時，控制器20確定手持機12作為傳輸通道。當用戶通過無繩手 持機50開始通話啟動操作，以開始通話時，控制器20確定無線通信 部件30作為傳輸通道。此外，控制器20將用於與無繩手持機50進行無線通信的數據信 號和聲音信號輸出到無線通信部件30，並且將來自手持機12和無線通 信部件30的聲音信號輸出到電話設備1的外面。無線通信部件30包括包括CPU (中央處理單元)、ROM (只讀 存儲器)、RAM (隨機存取存儲器)和A/D (模擬/數字)轉換器的無 線通信控制器32; EEPROM (電可擦和可編程只讀存儲器)34;壓縮 擴展器36;以及用於無線通信部件30和無繩手持機50之間的無線通 信的RF (射頻)模塊。壓縮擴展器36經由RF模塊38接收從無繩手持機50輸出的無線 信號，並將接收的無線信號分類為聲音信號和數據信號，以便將聲音 信號和數據信號分別發送到控制器20和無線通信控制器32。此外，壓 縮擴展器36將從控制器20提供的聲音信號和從無線通信控制器32提 供的數據信號發送到RF模塊38。被配置為可與無線通信控制器32進行通信的RF模塊38基於從無 線通信控制器32提供的命令來選擇具有各種不同頻率的多個無線信道 當中的(用於無線通信的)無線信道。然後，通過使用該選擇的無線信道，RF模塊38將壓縮擴展器36提供的輸出信號發送到無繩手持機 50,並接收從無繩手持機50提供的無線信號。無線通信控制器32接收從控制器20和壓縮擴展器36輸出(提供) 的數據信號，並將從控制器20輸出(提供)的數據信號輸出到壓縮擴 展器36。接下來，無繩手持機50包括控制無繩手持機50的各種操作的控制器60;顯示面板53;操作按鈕54;接收器62;麥克風64;壓縮擴展器66; RF模塊，用於無繩手持機50和主電話10 (更確切地說， RF模塊38)之間的無線通信，也就是說，在二者之間以無線方式發送 或接收聲音信號和/或數據信號；EEPROM70;用於從其後側背照亮操 作按鈕54的操作按鈕LED (發光二極體)72;以及用於用從充電臺80 提供的電能充電蓄電池204的再充電電路55，蓄電池204用於提供電 源到無繩手持機50。壓縮擴展器66經由RF模塊68接收從主電話10輸出的無線信號，並將該無線信號分類為聲音信號和數據信號，以便將聲音信號和數據 信號分別發送到接收器62和控制器60。此外，壓縮擴展器66將從麥 克風64提供的聲音信號和從控制器60提供的數據信號發送到RF模塊 68。被配置為可與控制器60進行通信的RF模塊68基於從控制器60 提供的命令，選擇具有(各種不同頻率的)八十九個(多個)無線信 道當中的(用於無線通信的)無線信道。然後，通過使用該選擇的無 線信道，RF模塊68將從壓縮擴展器66提供的輸出信號發送到主電話 10，並接收從主電話IO提供的無線信號。控制器60包括CPU、 RAM、 ROM和A/D轉換器，以及接收來自 操作按鈕54的輸出信號和來自壓縮擴展器66的數據信號。此外，控制器60輸出用於與主電話IO進行無線通信的數據信號。充電臺80包括(a)控制器101,包括CPU、 RAM、 ROM、 EEPROM和計時器，以及(b)再充電電路82。充電臺80通過接收從外部電源 提供的電能來產生磁場，並且非接觸地提供電能到無繩手持機50。下面將描述無繩手持機50和充電臺80之間的電能的非接觸提供。 如圖1所示，充電臺80的再充電電路82包括整流電路103和作為振 蕩部件的振蕩電路104。整流電路103將AC (交流)電源轉變為DC (直流)電源。振蕩電路104包括初級線圈104A和電阻器104B。在 振蕩電路104中，從整流電路103輸入直流電源並在約120kHz的頻率 下振蕩，以便從初級線圈104A產生AC電源的磁通量能量。無繩手持機50的再充電電路55包括次級線圈201、整流電路202、 恆流電路203和蓄電池204。在充電臺80的凹陷部分81a中放入無繩 手持機50時，無繩手持機50的次級線圈201與初級線圈104A相對， 並接收從充電臺80的初級線圈104A產生的AC電源的磁通量能量。 整流電路202將次級線圈201中接收的AC電源轉變為DC電源。恆流 電路203限制DC為恆定電流，也就是說，控制次級線圈201中的電流， 以便該電流不超過預定的恆定值。蓄電池204被連接到恆流電路203 並用從恆流電路203輸出的DC充電(再充電)。在本實施例中，在充電臺80的再充電電路82中設置電流探測電 路105作為電流探測部件，其作為探測部件的一個例子。電流探測電 路105包括A/D轉換器105A，並探測流過振蕩電路104的初級線圈 104A的電流值I。更確切地說，電流探測電路105通過如下方法來探 測電流值I:電流探測電路105探測電阻器104B的電壓值，其中流過 電阻器104B的電流與流過初級線圈104A的電流相同，然後該電壓值 被A/D轉換器105A數位化，並被輸入到控制器IOI。因此，電流探測 電路105可以被認為是探測部件的另一例子，該探測部件探測振蕩電路104中的電壓值。圖5示出了流過振蕩電路104的初級線圈104A的電流I。如圖5 所示，在充電臺80的凹陷部分81a中放入無繩手持機50的情況下，當 充電臺80處於充電臺80給無繩手持機50充電的充電狀態時，不小於 第一電流參考值Ii的電流值I流過振蕩電路104的初級線圈104A。另 一方面，在從凹陷部分81a取出無繩手持機50的情況下，當充電臺80 處於不執行充電操作的空閒狀態時，不大於第二電流參考值12的電流 值I流過初級線圈104A。因此，充電臺80的控制器101探測流過振蕩電路104的初級線圈 104A的電流值I，以便確定在充電臺80的凹陷部分81a中是否放入了 無繩手持機50。此外，在控制器101探測到流過初級線圈104A的電 流值I(位於)在第一電流參考值L和第二電流參考值12之間的情況下， 控制器101可以確定在凹陷部分81a中放入了諸如金屬物體的外來物。在本實施例中，如圖1所示，在充電臺80的振蕩電路104中，在 流經的電流被最小化的那部分振蕩電路104中設置作為開關部件的開 關106，用於中止(截斷)流過初級線圈104A的電流。開關106被控 制器101操作。也就是說，開關106被設置在控制與振蕩電路104串 聯布置的電晶體的導通/截止的基極電路中。該基極電路構成振蕩電路 104的上述部分，其中在全部振蕩電路104當中流經其中的電流被最小 化，並且當控制器101操作開關106開路或切斷以便中止基極電路時， 振蕩電路104的振蕩被停止。因此，根據流過振蕩電路104的初級線 圈104A的電流值I，充電臺80的控制器101操作振蕩電路104的開關 106停止通過初級線圈104A產生磁通量能量，或在初級線圈104A中 再次產生磁通量能量，從而防止了充電臺80的凹陷部分81a中放入的 金屬外來物被加熱，並且當在凹陷部分81a中放入無繩手持機50時， 無繩手持機50被充電。圖6示出了用於充電凹陷部分81a中放入的無繩手持機50和防止 凹陷部分81a中放入的外來物被加熱的程序的流程圖。圖6所示的程序 被存儲在控制器101的ROM中並通過控制器101的CPU執行。如圖6所示，首先，在步驟S11中，充電臺80開始振蕩電路104 的振蕩。控制器101操作振蕩電路104的開關106使其導通或閉合， 以便電流I流過初級線圈104A，並開始振蕩電路104的振蕩，使得在 振蕩電路104的初級線圈104A中產生磁通量能量。在步驟S12中，探測流過初級線圈104A的電流值I。如之前提及， 控制器101基於從A/D轉換器105A輸入的數字數據來探測流過初級線 圈104A的電流值I。控制器101探測電流值I兩次，之後將描述該原因。在步驟S13中，控制器101確定流過初級線圈104A的電流值I 是否不小於第一電流參考值L。在控制器101確定流過初級線圈104A 的電流值I不小於第一電流參考值^的情況下，即在步驟S13中獲得 肯定判斷(是)，充電臺80處於充電狀態(圖5所示)，從而程序的執 行返回到步驟S12，以及再次執行步驟S12和S13。另一方面，在流過 初級線圈104A的電流值I小於第一電流參考值I,的情況下，即在步驟 S13中獲得否定判斷(否)，執行步驟S14。在步驟S14中，控制器101確定流過初級線圈104A的電流值I 是否不大於第二電流參考值12。在確定流過初級線圈104A的電流值I 不大於第二電流參考值12的情況下，即在步驟S14中獲得肯定判斷 (是)，充電臺80處於空閒狀態(圖5所示)，從而程序的執行返回到 步驟S12，以及步驟S12至S14被重複。另一方面，在流過初級線圈 104A的電流值I大於第二電流參考值12的情況下，即在步驟S14中獲 得否定判斷(否)，確定流過初級線圈104A的電流值I在第一電流參 考值Ii和第二電流參考值l2之間，並且在充電臺80的凹陷部分81a中放入了金屬外來物，那麼執行步驟S15。在步驟S15中，振蕩電路104的振蕩被停止。控制器101操作振 蕩電路104的開關106，使其切斷，以便沒有電流I流過初級線圈104A， 以及初級線圈104A中的磁通量能量的產生被停止。在步驟S16中，作為計時器部件的計時器被啟動。控制器101的 計時器被操作用來開始探測預定時間的流逝。在步驟S17中，確定預定時間的流逝是否被探測到。也就是說， 控制器101確定自從在步驟S16中啟動控制器101的計時器開始是否 過去了預定時間。在步驟S17中獲得否定判斷(否)的情況下，步驟 S17被重複地執行，直到探測到預定時間的流逝。在探測到預定時間的 流逝的情況下，即在步驟S17中獲得肯定判斷(是)，程序被返回到步 驟Sll。因此，在初級線圈104A中再次產生磁通量能量。通過執行其 它程序可以探測預定時間的流逝。圖7示出了流過振蕩電路104的初級線圈104A的電流I和充電臺 80的凹陷部分81a中的放置狀態之間的關係。在凹陷部分81a中沒有 放置物體的空閒狀態中，具有不大於第二電流參考值12的電流值的電 流I流過初級線圈104A。也就是說，在圖6所示的流程圖中，在步驟 S13中獲得否定判斷(否)，然後在步驟S14中獲得肯定判斷(是)。然 後，當在凹陷部分81a中放入金屬外來物時，渦流流過金屬外來物並且 具有在第一和第二電流參考值h和12之間的電流值的電流I流過初級 線圈104A。也就是說，在圖6所示的流程圖中，在步驟S13中獲得否 定判斷(否)，然後在步驟S14中獲得否定判斷(否)。因此，振蕩被 停止(步驟S15)，以及沒有電流I流過初級線圈104A，從而充電功能 被停止。然後，當預定時間的流逝被探測到時，或在步驟S17中獲得 肯定判斷(是)時，振蕩電路104的振蕩被啟動(步驟Sll)，以及電 流I流過初級線圈104A，以便充電功能被恢復。在凹陷部分81a中保持放入金屬外來物的情況下，具有第一和第二電流參考值I,、 12之間的電流值的電流I再次流過初級線圈104A，或在步驟S14中獲得否定判 斷(否)，上述步驟S15至S17被重複地執行。由此，防止金屬外來物 被加熱。在從凹陷部分81a取出金屬外來物之後，當探測到預定時間的流 逝時，或在步驟S17中獲得肯定判斷時，振蕩電路104的振蕩被啟動 (步驟Sll)，電流I開始再次流過初級線圈104A。但是，由於充電臺 80處於空閒狀態，具有不大於第二電流參考值12的電流值的電流I流 過初級線圈104A，即，在步驟S13中獲得否定判斷，然後在步驟S14 中獲得肯定判斷。然後，當在凹陷部分81a中放入無繩手持機50時， 充電臺80變為充電狀態並且具有不小於第一電流參考值h的電流值的 電流I流過初級線圈104A,即，在步驟S13中獲得肯定判斷。但是，如圖8所示，在無繩手持機50剛被放入充電臺80的凹陷 部分81a中之後的第一過渡時期期間，具有第一和第二電流參考值h、 12之間的電流值的電流I流過振蕩電路104的初級線圈104A。第一過 渡時期的長度被表示為第一過渡時間tA，例如，其長度是幾msec(毫 秒)。類似地，在剛從凹陷部分81a取出無繩手持機50之後的第二過渡 時期期間，具有第一和第二電流參考值I,、 12的電流值的電流1流過初 級線圈104A。第二過渡時期的長度被表示為第二過渡時間tB，例如， 其長度是幾毫秒。在上述過渡時期期間探測電流值I的情況下(步驟 S12)，錯誤地確定在凹陷部分81a中放入金屬外來物，或在步驟S13 中獲得否定判斷並在步驟S14中獲得否定判斷，振蕩電路104的振蕩 (執行步驟S15至S17和S11)被不必要地停止和重啟。因此，在本實 施例中，在步驟S12中，控制器101以預定間隔連續探測流過初級線 圈104A的電流值I兩次，以便獲得兩個探測電流值I。該預定間隔長 於第一過渡時間tA和第二過渡時間tB，第一過渡時間tA對應於從凹 陷部分81a中放入無繩手持機50直到初級線圈104A的探測電流值I 的從瞬態轉變到第一穩態的時間長度，第二過渡時間tB對應於從凹陷部分81a取出無繩手持機50直到探測電流值I從瞬態轉變到第二穩態的時間長度。因此，當兩個探測電流值I之一處於瞬變態時，防止兩個 探測電流值I都在第一和第二電流參考值h、 12之間。因此，在每個步驟S13和S14中，只有當基於兩個探測電流值I的任何一個都獲得否定 判斷(否)時，才獲得否定判斷。換句話說，只要基於兩個探測電流 值I的至少一個獲得肯定判斷，那麼在每個步驟S13、 S14中獲得肯定 判斷。可以認為，第一過渡時間tA或第二過渡時間tB期間探測到的電 流值I被忽略。在本實施例中，在金屬外來物被放入其中可放置作為再充電物體 的無繩手持機50的充電臺80的凹陷部分81a中的情況下，渦流流過該 外來物以及具有第一和第二電流參考值It、 12之間的電流值的電流1流 過振蕩電路104的初級線圈104A。當控制器101經由電流探測電路105 探測到第一、第二電流參考值Ii、 12之間的電流值時，即在步驟S14中 獲得否定判斷時，控制器101操作開關106中止電流I流過初級線圈 104A(步驟S15)。由此，初級線圈104A中的磁通量能量的產生被停 止，從而用簡單構造的電路防止了凹陷部分81a中放入的外來物被加 執。formula see original document page 20如圖1所示，在其中流經的電流被最小化的那部分振蕩電路104 中設置振蕩電路104的開關106。因此，開關106可以採用廉價的開關， 有助於減小製造成本。為了停止初級線圈104A中產生磁通量能量，代替在本實施例中操 作開關106，例如，控制器101可以停止振蕩電路104的振蕩。然後，在充電臺80中，控制器101的計時器被操作(步驟S16)。 在自從初級線圈104A中的磁通量能量的產生被停止開始消逝預定時 間之後，即在步驟S17中獲得肯定判斷，操作開關106使得電流再次 流過初級線圈104A (步驟Sll)。因此，從初級線圈104A再次產生磁通量能量，以便充電功能可以被恢復(充電操作可以被再次執行)。此外，在本實施例中，由於在從初級線圈104A產生磁通量能量(步驟Sll)之後控制器101探測流過初級線圈104A (步驟S12)的電流 值I，並將電流值I與由作較高電流參考值的第一電流參考值Ii和作為 較低電流參考值的第二電流參考值12構成的兩個不同的電流參考值相 比較(步驟S13、 S14),控制器101可以確定充電臺80的三種不同的 狀態，包括可以執行充電操作的狀態(充電狀態)；在凹陷部分81a 中放入外來物的狀態；以及空閒狀態(圖5所示)，以便如圖7所示控 制器101可以適當地控制來防止凹陷部分81a中放入的外來物被加熱。在本實施例中，當流過初級線圈104A的電流的電流值I不小於第 一電流參考值I!時，或在步驟S13中獲得肯定判斷時，充電臺80處於 充電狀態。因此，只要流過初級線圈104A的電流的電流值I不小於第 一電流參考值I,，控制器101重複地執行電流值I的探測步驟(步驟 S12)並比較電流值I和兩個參考值I" 12 (步驟S13)，並保持在初級 線圈104A中產生磁通量能量和充電臺80的充電狀態。在本實施例中，在探測電流值I的步驟(步驟S12)期間，控制器 101連續地探測電流值I兩次，並在兩個探測電流值I都在兩個參考值 I,、 12之間的情況下，確定在凹陷部分81a中放入了外來物。因此，控 制器101可以防止基於第一和第二過渡時期期間探測的探測電流值錯 誤確定在凹陷部分81a中放入了外來物。此外，在本實施例中，如圖1所示，充電臺80包括僅僅探測流過 振蕩電路104的初級線圈104A的電流值I的電流探測電路105，以便 可以廉價地構成作為探測部件的電流探測電路105，這有助於減小製造 成本。此外，如圖1所示，無繩手持機50的再充電電路55包括恆流電路203，以便恆定電流可以流過再充電電路55,而與蓄電池204的再 充電狀態無關。當在凹陷部分81a中放入了無繩手持機50時，在充電 臺80中，流過初級線圈104A的電流保持恆定。因此，在充電臺80中， 可靠地確定無繩手持機50被放入凹陷部分81a中。根據本實施例，執行步驟S12至S15的那部分控制器101構成二 參考值比較控制器，其將由電流探測電路105探測的探測電流值I與兩 個參考值L、 12比較，並基於該探測電流值I與兩個參考值的一個參考 值I,的第一比較和該探測電流值I與兩個參考值的另一參考值12的第 二比較，控制磁通量能量的產生，以及也構成防止錯誤的確定型停止 部件。此外，執行步驟S16和S17的那部分控制器101構成能量重啟 部件，在滿足磁通量能量的產生停止之後消逝預定時間的第二條件的 情況下，重啟磁通量能量的產生。此外，執行步驟S12和S13的那部 分控制器101構成振蕩保持部件。基於無繩手持機50剛被放入凹陷部分81a之後的第一過渡時間tA 期間探測的第一探測值I和剛從凹陷部分81a取出無繩手持機50之後 的第二過渡時間tB期間探測的第二探測值I，防止錯誤確定外來物被 放入凹陷部分81a中的防止錯誤的確定型停止部件不局限於圖6的流程 圖中所示的特徵。圖9圖示了利用防止錯誤的確定型停止部件的改進 在本發明的第二實施例中執行的程序的流程圖。在圖9的流程圖中， 步驟S21、 S23、 S24和S30至S32是與圖6的流程圖中的步驟Sll和 S13至S17相同的，而步驟S22和S25至S29不同於圖6的流程圖中 所示的特徵，所以下面將僅僅描述不同的步驟。在圖6的流程圖中所 示的步驟S12中，以預定間隔探測流過初級線圈104A的電流值I兩次， 但是，在本實施例中，在步驟S22中，電流值I僅僅被探測一次。然後， 在步驟S23和S24中，探測電流值I分別與第一、第二電流參考值h、 12相比較。在步驟S23、 S24中獲得各自的否定判斷的情況下，執行步 驟S15之後的步驟。在電流值I在第一和第二電流參考值Ii、 12之間的情況下，在步驟S23、 S24中獲得各自的否定判斷，但是，第一和第二過渡時間tA、 tB (第一和第二過渡時期)期間探測的電流值I可能在第一和第二電流參 考值L、 12之間。因此，在本實施例中，在步驟S25、 S26中，通過計 時器探測等待時間(例如，IO毫秒)的流逝之後，在步驟S27中探測 流過初級線圈104A的電流值I。由於該等待時間長於第一和第二過渡 時間tA、 tB，步驟S27中的探測電流值I不同於第一和第二過渡時間 tA、 tB期間的電流值。因此，通常，在步驟S28、 S29的任何一個中獲 得肯定判斷，與步驟S23、 S24相同，以便步驟S30和步驟S30之後的 步驟不被執行。另一方面，在凹陷部分81a中放入金屬外來物的情況下， 在步驟S28、 S29中獲得各自的否定判斷，然後在步驟S30中停止振蕩 電路104的振蕩，以及步驟S31、 S32被重複地執行，直到預定時間消 逝。在本實施例中，在初級線圈104A的探測電流值I在第一和第二電 流參考值Ii、 12之間的情況下，在等待時間流逝之後再次探測電流值I。 在等待時間的流逝之後再次探測的重探測電流值I在第一和第二電流 參考值I,、 12之間的情況下，確定在凹陷部分81a中放入了金屬外來物， 以及振蕩電路104的振蕩被停止。由此，防止基於第一和第二過渡時 間tA、 tB期間探測的探測值I錯誤地停止振蕩電路104的振蕩。從上 面的描述明顯得出，執行步驟S23至S26的那部分控制器101構成重 探測部件。圖IO圖示了利用防止錯誤的確定型停止部件的另一改進在本發明 的第三實施例中執行的程序的流程圖。在圖10的流程圖中，步驟S41 和S46至S48與圖6的流程圖中的步驟S11、 S15至S17相同，以及步 驟S42至S45不同於圖6的流程圖中所示的特徵，所以下面將僅僅描 述不同的步驟。在步驟S42中，以預定間隔連續地探測流過初級線圈104A的電流的兩個電流值Ia、 Ib，類似於圖6中的步驟S12，但是，在本實施例 中，該預定間隔短於第一和第二過渡時間tA、 tB。然後，在步驟S43 中，控制器101確定兩個電流值Ia、 Ib之間的差值的絕對值是否不小 於預定電流差值AI。。在第一和第二過渡時間tA、 tB期間探測到兩個 電流值Ia、 Ib的情況下，在步驟S43中獲得肯定判斷，以及該程序的 執行被返回到S42。另一方面，在步驟S43中獲得否定判斷的情況下， 在步驟S44中，控制器101確定兩個電流值Ia、 Ib的平均值是否不小 於第一電流參考值I,，以及在步驟S45中，確定兩個電流值Ia、 Ib的 平均值是否不大於第二電流參考值12。在步驟S44、 S45的任何一個中 獲得肯定判斷的情況下，該程序的執行被返回到S42。在步驟S44、 S45 中獲得各自的否定判斷的情況下，控制器確定在凹陷部分81a中放入了 外來物並在步驟S46中停止振蕩電路104的振蕩。從上面的描述明顯 得出，執行步驟S42、 S43的那部分控制器101構成瞬態探測部件，在 步驟S43中獲得肯定判斷的情況中再次執行步驟S42的那部分控制器 101和該瞬態探測部件構成重探測部件。應當理解，在不脫離權利要求中限定的本發明的精神和範圍的條 件下，本領域技術人員可以想到，本發明可以用各種改變和改進來體 現。例如，因為確定在充電臺80的凹陷部分81a中放入了外來物如金 屬物體，振蕩電路104的振蕩被停止(步驟S15)。充電臺80可以包括 用於向用戶警告該確定的報警裝置，如發出警報的揚聲器，以及發送 包括該確定的數據到主電話10和無繩手持機50的無線裝置，以便主 電話10和無繩手持機50發出警報聲音和/或指示警報，以通知用戶。此外，在初級線圈104A附近可以設置諸如拾波線圈和霍爾元件的 磁性傳感器，以便探測初級線圈104A中的磁通量能量和間接地探測流 過初級線圈104A的電流值I。在所示的實施例中，當在凹陷部分81a中放入外來物的情況下渦 流流過振蕩電路104的初級線圈104A時，初級線圈104A的電壓值V在充電狀態期間的第一電壓值(參考值)和空閒狀態期間中的第二電 壓值(參考值)之間的範圍內改變。在這種意義上講，充電臺80可以包括用於探測初級線圈104A的電壓值V的電壓探測電路，代替電流探 測電路105。在因此改進的布置中，充電臺80可以取得所示實施例中 提供的相同效果。在充電臺80中，可以藉助於電路的結構代替CPU、 RAM、 ROM、 EEPROM來停止或開始振蕩電路104的振蕩。 '本發明可應用於探測和防止異常充電的技術。
權利要求
1.一種非接觸充電器，包括具有凹陷部分的外殼，在所述凹陷部分中可放置無繩手持機；設置在所述外殼中的初級線圈，在所述外殼的所述凹陷部分中放置所述無繩手持機時，所述初級線圈與所述無繩手持機相對；可振蕩的振蕩部件，用於從所述初級線圈產生磁通量能量；探測部件，探測所述振蕩部件中的電流值和電壓值的至少一個；以及控制器，基於由所述探測部件探測到的所述電流值和所述電壓值的至少一個來停止所述磁通量能量的產生。
2. 根據權利要求1的非接觸充電器，其中在由所述探測部件探測 到的所述電流值和所述電壓值的至少一個不滿足預定條件的情況下， 所述控制器停止所述磁通量能量的產生。
3. 根據權利要求2的非接觸充電器，其中所述探測部件探測所述 電流值作為所述電流值和所述電壓值的所述至少一個，以及其中在由所述探測部件探測到的所述電流值小於預定電流參考值 的情況下，所述控制器確定所述電流值不滿足所述預定條件，並且停 止所述磁通量能量的產生。
4. 根據權利要求1的非接觸充電器，其中所述控制器通過停止所 述振蕩部件的振蕩，來停止所述磁通量能量的產生。
5. 根據權利要求1的非接觸充電器，還包括開關部件，以及 其中所述控制器通過操作所述開關部件，來停止所述磁通量能量的產生。
6. 根據權利要求5的非接觸充電器，其中所述開關部件被設置在所述振蕩部件的流過其中的電流被最小化的部分中。
7. 根據權利要求2的非接觸充電器，其中所述控制器包括能量重 啟部件，在所述磁通量能量的產生被停止之後，在滿足不同於作為第 一條件的所述預定條件的第二條件的情況下，重啟所述磁通量能量的 產生。
8. 根據權利要求7的非接觸充電器，其中所述第二條件包括所述磁通量能量的產生被停止之後經過了預定時間這一條件。
9. 根據權利要求S的非接觸充電器，其中所述控制器包括探測是 否已經過了所述預定時間的計時器部件，以及其中所述控制器基於由所述計時器部件探測到的己經過了所述預 定時間，重啟所述磁通量能量的產生。
10. 根據權利要求1的非接觸充電器，其中所述控制器包括二參 考值比較控制器，其將作為由所述探測部件探測到的探測值的所述電 流值和所述電壓值的所述至少一個與互相不同的兩個參考值進行比 較，並且基於所述探測值與所述兩個參考值之一的第一比較和所述探 測值與所述兩個參考值的另一個值的第二比較來控制所述磁通量能量 的產生。
11. 根據權利要求10的非接觸充電器，其中所述兩個參考值由作 為所述兩個參考值的所述一個參考值和所述另一個參考值的較低電流 參考值和較高電流參考值構成。
12. 根據權利要求11的非接觸充電器，其中所述控制器包括振蕩 保持部件，在開始所述磁通量能量的產生之後由所述探測部件探測到 的所述探測值不小於作為所述兩個參考值的所述一個的第一電流參考 值時，所述振蕩保持部件控制所述振蕩部件保持所述磁通量能量的產生。
13. 根據權利要求1的非接觸充電器，其中所述控制器包括防止 錯誤的確定型停止部件，所述防止錯誤的確定型停止部件停止所述磁 通量能量的產生，並且防止錯誤的確定，所述錯誤的確定為當所述 探測值處於瞬態時，基於所述探測值錯誤地確定外來物被放在所述外 殼的所述凹陷部分中。
14. 根據權利要求13的非接觸充電器，其中所述防止錯誤的確定 型停止部件包括重探測部件，在所述探測值處於所述瞬態的情況下， 其使得所述探測部件再次探測所述探測值。
15. 根據權利要求14的非接觸充電器，其中所述控制器包括二參 考值比較控制器，其將作為由所述探測部件探測到的探測值的所述電 流值和所述電壓值的所述至少一個與互相不同的兩個參考值進行比 較，並且基於所述探測值與所述兩個參考值之一的第一比較和所述探 測值與所述兩個參考值的另一個的第二比較，來控制所述磁通量能量 的產生，以及其中在所述探測值在所述兩個參考值之間的情況下，所述重探測 部件確定所述探測值處於所述瞬態，並且在長於第一瞬變時間和第二 瞬變時間的等待時間流逝之後，使得所述探測部件再次探測所述探測 值，所述第一瞬變時間對應於從所述無繩手持機放置在所述外殼的所 述凹陷部分中到所述探測值從所述瞬態轉變為第一穩態的時間長度， 所述第二瞬變時間對應於從所述外殼的所述凹陷部分取出所述無繩手 持機到所述探測值從所述瞬態轉換為第二穩態的時間長度。
16. 根據權利要求14的非接觸充電器，其中所述重探測部件包括 使得所述探測部件以預定間隔探測所述探測值兩次以便獲得兩個探測 值的瞬態探測部件，並且在所述兩個探測值之間的差值不小於預定差 值的情況下，確定所述探測值處於所述瞬態。
17. 根據權利要求13的非接觸充電器，其中所述防止錯誤的確定 型停止部件使得所述探測部件以長於第一瞬變時間和第二瞬變時間的 間隔探測所述探測值兩次，以便獲得兩個探測值，並且在所述兩個探 測值都在所述兩個參考值之間的情況下，停止所述磁通量能量的產生， 所述第一瞬變時間對應於從所述無繩手持機放置在所述外殼的所述凹 陷部分中到所述探測值從所述瞬態轉變為第一穩態的時間長度，所述 第二瞬變時間對應於從所述外殼的所述凹陷部分取出所述無繩手持機 到所述探測值從所述瞬態轉換為第二穩態的時間長度。
18. 根據權利要求1的非接觸充電器，其中所述探測部件包括探 測振蕩部件中的所述電流值的電路。
19. 一種非接觸充電系統，包括根據權利要求1至18的任意一項的非接觸充電器；以及 可自由地連接到所述外殼的所述凹陷部分並且可從所述凹陷部分 自由地拆卸的所述無繩手持機，所述無繩手持機包括在所述凹陷部分 中放置所述無繩手持機時與所述初級線圈相對的次級線圈。
20. 根據權利要求19的非接觸充電系統，其中所述無繩手持機還包括恆流電路，其控制所述次級線圈中的電流，以便所述電流被控制 為具有預定恆定值。
全文摘要
本發明提供一種非接觸充電器和非接觸充電系統。非接觸充電器包括具有凹陷部分的外殼，在凹陷部分中可放置無繩手持機；設置在外殼中的初級線圈，在外殼的凹陷部分中放置無繩手持機時初級線圈與無繩手持機相對；可振蕩的振蕩部件，用於從初級線圈產生磁通量能量；探測部件，探測振蕩部件中的電流值和電壓值的至少一個；以及控制器，基於由探測部件探測到的電流值和電壓值的至少一個來停止磁通量能量的產生。非接觸充電系統包括非接觸充電器和無繩手持機。本發明能夠防止外來物的加熱並且電路構造簡單，可應用於探測和防止異常充電的技術。
文檔編號H02J7/00GK101257217SQ20081008204
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月28日 優先權日2007年2月28日
發明者高木泉 申請人:兄弟工業株式會社