特許 6267760 誘導型電源システム及びこれの侵入金属検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6267760

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】誘導型電源システム及びこれの侵入金属検出方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/60 20160101AFI20180115BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/60

   H02J50/12

【請求項の数】22

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-171803(P2016-171803)

(22)【出願日】2016年9月2日

(65)【公開番号】特開2016-197997(P2016-197997A)

(43)【公開日】2016年11月24日

【審査請求日】2016年9月2日

(31)【優先権主張番号】105114827

(32)【優先日】2016年5月13日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】508167807

【氏名又は名称】富達通科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】蔡 明球

(72)【発明者】

【氏名】▲ちゃん▼ 其哲

【審査官】 古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１５４０８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１７−５１１１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２８５９２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１３２１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１６２０５４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １／００− ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００−１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００−１５／４２

Ｈ０４Ｂ ５／００− ５／０６

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４− ７／３６

Ｈ０２Ｊ ５０／００−５０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導型電源システムに用いられ、該誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを検出する方法であって、
前記誘導型電源システムの少なくとも一つの駆動信号を中断して、前記誘導型電源システムの給電側コイルの駆動を停止する工程と、
前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第一期間での第一減衰勾配を取得し、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第二期間での第二減衰勾配を取得する工程と、
前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの前記送電領域内に前記侵入金属が存在するか否かを判定する工程と、を含む方法。

【請求項2】

前記第二期間は前記第一期間より後ろであり、前記侵入金属が前記誘導型電源システムの前記送電領域内に存在するか否かを判定する工程は、
前記第一減衰勾配から前記第二減衰勾配を引いた値が第一閾値よりも大きいときに侵入金属判定の累積器の値を増加させる工程と、
前記第一減衰勾配から前記第二減衰勾配を引いた前記値が前記第一閾値よりも小さいときに侵入金属判定の前記累積器の値を減少させる工程と、
侵入金属判定の前記累積器の値が第二閾値よりも大きいときは、前記誘導型電源システムの送電領域に前記侵入金属が存在すると判定する工程と、
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記第一期間での第一減衰勾配を取得し、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記第二期間での第二減衰勾配を取得する工程は、
前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記給電側コイルのコイル信号での振動の複数のピーク値を取り出す工程と、
前記給電側コイルの駆動が前回停止されているときに生成されている複数のピーク電圧レベルのうちの対応するピーク電圧レベルと、前記複数のピーク値とをそれぞれ比較する工程と、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記複数のピーク電圧レベルの数は、取り出された前記複数のピーク値の数と等しく、前記複数のピーク電圧レベルはそれぞれ、前記複数のピーク値の電圧を追随する、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記複数のピーク値のうちのピーク値が前記複数のピーク電圧レベルのうちの対応するピーク電圧レベルに達するときは、該ピーク電圧レベルの値を増加させ、該ピーク値が該ピーク電圧レベルに達しないときは、該ピーク電圧レベルの値を減少させ、該ピーク電圧レベルが該ピーク値の電圧を追随できるようにする工程を、さらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記複数のピーク値は、第一ピーク値、第二ピーク値、第三ピーク値及び第四ピーク値を含み、それぞれ、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の自然振動内の、第一ピークの値、第二ピークの値、第三ピークの値及び第四ピークの値であり、
前記第一減衰勾配は、第一のピーク電圧レベルと第二のピーク電圧レベルとの差を前記第一ピークと前記第二ピークとの間の距離で割ったものに等しく、
前記第二減衰勾配は、第三のピーク電圧レベルと第四のピーク電圧レベルとの差を前記第三ピークと前記第四ピークとの間の距離で割ったものに等しい、請求項３に記載の方法。

【請求項7】

前記複数のピーク値は、第一ピーク値、第二ピーク値及び第三ピーク値を含み、それぞれ、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の自然振動内の、第一ピークの値、第二ピークの値及び第三ピークの値であり、
前記第一減衰勾配は、第一のピーク電圧レベルと第二のピーク電圧レベルとの差を前記第一ピークと前記第二ピークとの間の距離で割ったものに等しく、
前記第二減衰勾配は、前記第二のピーク電圧レベルと第三のピーク電圧レベルとの差を前記第二ピークと前記第三ピークとの間の距離で割ったものに等しい、請求項３に記載の方法。

【請求項8】

前記複数のピーク値に対応する複数の安定パラメータに従って、前記給電側コイルのコイル信号が安定状態にあるか否かを判定する工程であって、前記複数の安定パラメータが大きい程、前記コイル信号が安定している、工程と、
第三期間中の最大連続トリガカウントと最大連続非トリガカウントと判定する工程であって、該最大連続トリガカウントは、前記複数のピーク値のうちのピーク値が前記複数のピーク電圧レベルのうちの、該ピーク値に対応するピーク電圧レベルに連続的に達する最大回数であり、該最大連続非トリガカウントは、該ピーク値が該ピーク電圧レベルに連続的に達さない最大回数である、工程と、
前記最大連続トリガカウントと前記最大連続非トリガカウントとのいずれもが所定の値よりも小さいときに前記ピーク値に対応する、前記複数の安定パラメータのうちの安定パラメータを増加させる、又は、前記最大連続トリガカウントと前記最大連続非トリガカウントとの少なくとも一つが該所定の値よりも大きいときに該安定パラメータを減少させる、工程と、をさらに含む、請求項３に記載の方法。

【請求項9】

前記複数の安定パラメータが閾値よりも大きいときに、前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの前記送電領域内に前記侵入金属が存在するか否かを判定する工程を行う工程と、
前記複数の安定パラメータの少なくとも一つが前記閾値よりも小さいときに、前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの前記送電領域内に前記侵入金属が存在するか否かを判定する工程を行うのを停止する工程と、をさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

誘導型電源システムであって、給電側モジュールを含み、該給電側モジュールは、
給電側コイルと、
前記給電側コイルに結合した共振コンデンサであって、前記給電側コイルと共に共振を行う共振コンデンサと、
前記給電側コイル及び前記共振コンデンサに結合した少なくとも一つの電力駆動部であって、前記給電側コイルに少なくとも一つの駆動信号を送信し、前記給電側コイルを駆動して、電力を生成し、少なくとも一つの該駆動信号を中断して、前記給電側コイルの駆動を停止する、電力駆動部と、
前記給電側コイルのコイル信号を受信するプロセッサと、を含み、該プロセッサは、
前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第一期間での第一減衰勾配を取得し、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第二期間での第二減衰勾配を取得する工程と、
前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを判定する工程と、を行う、誘導型電源システム。

【請求項11】

前記第二期間は前記第一期間より後ろであり、前記プロセッサが、前記侵入金属が前記誘導型電源システムの前記送電領域内に存在するか否かを判定するため、
前記第一減衰勾配から前記第二減衰勾配を引いた値が第一閾値よりも大きいときに侵入金属判定の累積器の値を増加させる工程と、
前記第一減衰勾配から前記第二減衰勾配を引いた前記値が前記第一閾値よりも小さいときに侵入金属判定の前記累積器の値を減少させる工程と、
侵入金属判定の前記累積器の値が第二閾値よりも大きいときは、前記誘導型電源システムの送電領域に前記侵入金属が存在すると判定する工程と、
をさらに行う、請求項１０に記載の誘導型電源システム。

【請求項12】

前記プロセッサに結合された複数の比較器モジュールを、さらに含み、
前記複数の比較器モジュールのそれぞれは、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号での振動の複数のピーク値のうちの対応するピーク値を取りだし、前記給電側コイルの駆動が前回停止されているときに生成された複数のピーク電圧レベルのうちの対応するピーク電圧レベルと該ピーク値とを比較する、請求項１０に記載の誘導型電源システム。

【請求項13】

前記プロセッサに結合された比較器モジュールを、さらに含み、
前記比較器モジュールは、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号での振動の複数のピーク値を取りだし、該複数のピーク値のうちのピーク値と前記給電側コイルの駆動が前回停止されているときに生成された複数のピーク電圧レベルのうちの、該ピーク値に対応するピーク電圧レベルと該ピーク値とを比較する、請求項１０に記載の誘導型電源システム。

【請求項14】

前記複数のピーク電圧レベルの数は、取り出された前記複数のピーク値の数と等しく、前記複数のピーク電圧レベルはそれぞれ、前記複数のピーク値の電圧を追随する、請求項１２に記載の誘導型電源システム。

【請求項15】

前記プロセッサは、前記複数のピーク値のうちのピーク値が前記複数のピーク電圧レベルのうちの対応するピーク電圧レベルに達するときは、該ピーク電圧レベルの値を増加させ、該ピーク値が該ピーク電圧レベルに達しないときは該ピーク電圧レベルの値を減少させ、該ピーク電圧レベルが該ピーク値の電圧を追随できるようにする工程を、さらに行う、請求項１４に記載の誘導型電源システム。

【請求項16】

前記複数のピーク値は、第一ピーク値、第二ピーク値、第三ピーク値及び第四ピーク値とを含み、それぞれ、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の自然振動内の、第一ピークの値、第二ピークの値、第三ピークの値及び第四ピークの値であり、
前記第一減衰勾配は、第一のピーク電圧レベルと第二のピーク電圧レベルとの差を前記第一ピークと前記第二ピークとの間の距離で割ったものに等しく、
前記第二減衰勾配は、第三のピーク電圧レベルと第四のピーク電圧レベルとの差を前記第三ピークと前記第四ピークとの間の距離で割ったものに等しい、請求項１２に記載の誘導型電源システム。

【請求項17】

前記複数のピーク値は、第一ピーク値、第二ピーク値及び第三ピーク値とを含み、それぞれ、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の自然振動内の、第一ピークの値、第二ピークの値及び第三ピークの値であり、
前記第一減衰勾配は、第一のピーク電圧レベルと第二のピーク電圧レベルとの差を前記第一ピークと前記第二ピークとの間の距離で割ったものに等しく、
前記第二減衰勾配は、前記第二のピーク電圧レベルと第三のピーク電圧レベルとの差を前記第二ピークと前記第三ピークとの間の距離で割ったものに等しい、請求項１２に記載の誘導型電源システム。

【請求項18】

前記プロセッサは、前記複数のピーク値に対応する複数の安定パラメータに従って、前記給電側コイルのコイル信号が安定状態にあるか否かを判定する工程であって、前記複数の安定パラメータが大きい程、前記コイル信号が安定している、工程と、
第三期間での最大連続トリガカウントと最大連続非トリガカウントと判定する工程であって、該最大連続トリガカウントは、前記複数のピーク値のうちのピーク値が前記複数のピーク電圧レベルのうちの、該ピーク値に対応するピーク電圧レベルに連続的に達する最大回数であり、該最大連続非トリガカウントは、該ピーク値が該ピーク電圧レベルに連続的に達さない最大回数である、工程と、
前記最大連続トリガカウントと前記最大連続非トリガカウントとのいずれもが所定の値よりも小さいときに前記ピーク値に対応する、前記複数の安定パラメータのうちの安定パラメータを増加させる、又は、前記最大連続トリガカウントと前記最大連続非トリガカウントとの少なくとも一つが該所定の値よりも大きいときに該安定パラメータを減少させる、工程と、をさらに行う、請求項１２に記載の誘導型電源システム。

【請求項19】

前記プロセッサは、前記複数の安定パラメータが閾値よりも大きいときに、前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記侵入金属が前記誘導型電源システムの前記送電領域内に存在するか否かを判定する工程を行う工程と、
前記複数の安定パラメータの少なくとも一つが前記閾値よりも小さいときに、前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの前記送電領域内に前記侵入金属が存在するか否かを判定する工程を行うのを停止する工程と、をさらに行う、請求項１８に記載の誘導型電源システム。

【請求項20】

誘導型電源システムに用いられ、該誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを検出する方法であって、
前記誘導型電源システムの少なくとも一つの駆動信号を中断して、前記誘導型電源システムの給電側コイルの駆動を停止する工程と、
基準電圧レベルを設定する工程と、
前記給電側コイルのコイル信号を検出して、前記給電側コイルの駆動が停止されているときに前記コイル信号が立ち上がって前記基準電圧レベルを超える二回連続する時点を取得する工程と、
前記コイル信号が立ち上がって前記基準電圧レベルを超える二回連続する時点に従って、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の振動周期の長さを取得する工程と、
前記振動周期の長さに従って、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第一期間での前記コイル信号の第一減衰勾配を取得し、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第二期間での前記コイル信号の第二減衰勾配を取得する工程と、
前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの前記送電領域内に前記侵入金属が存在するか否かを判定する工程と、を含む方法。

【請求項21】

前記コイル信号が立ち上がって前記基準電圧レベルを超える二回連続する時点に従って、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の振動周期の長さを取得する工程は、
前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第一共振周期中に、前記コイル信号が立ち上がって前記基準電圧レベルを超える第一時点でタイマを開始する工程と、
前記第一共振周期の次の第二共振周期中に、前記コイル信号が立ち上がって前記基準電圧レベルを超える第二時点で前記タイマを停止する工程と、
前記タイマの経過時間を取得し、該経過時間を前記振動周期の長さとして設定する工程と、を含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記基準電圧レベルは、ゼロ電圧レベルに等しい又はこれの近傍である、請求項２０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導型電源システムに使用される方法に関し、より詳細には、誘導型電源システムの送電領域内に存在する侵入金属があるか否かを検出する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

誘導型電源システムは、給電端末（terminal）と、受電端末とを含む。給電端末は、電磁波を送るために、駆動回路を適用して給電側コイルを駆動し、共振を発生させる。受電端末のコイルは、この電磁波を受け取って電力変換を行い、受電端末内の装置に供給される直流電力を生成し得る。一般に、両方のコイルは、電磁波を送受信することが可能である。ゆえに、磁性材料は、電磁エネルギーを誘導側に集約できるように、常にコイルの非誘導側に配置される。コイルに近い磁性材料は、コイルインダクタンスを増大させ、それにより電磁誘導能力を増大させ得る。また、金属に作用する電磁エネルギーは、金属を加熱し得る。この原理は電磁調理器に似ている。このため、磁性材料の別の機能は、電磁エネルギーによりコイルの背後にある装置の動作が干渉されるのを防止するとともに、安全のため、電磁エネルギーにより周囲の金属が加熱されるのを防止するために、電磁エネルギーを切り離すことである。

【0003】

誘導型電源システムにおいては、誘導コイルが、電力エネルギー及び制御信号を送信するために、給電端末と受信端末のそれぞれに含められる。このシステムでは、安全性の問題について考慮すべきである。しかしながら、誘導型電源システムを使用する場合に、ユーザが、意図的に又は意図せずに、これら誘導コイル同士の間に金属を挿入する可能性がある。侵入金属が送電中に現れた場合に、コイルによって生成されている電磁エネルギーは、侵入金属を急速に加熱し、出火や爆発等の事故の原因となり得る。そのため、工業界は、この安全性の問題に多くの注意を払っており、関連製品は、侵入金属が存在するか否かを検出する能力を有すべきである。侵入金属が存在する場合に、保護のために電源出力を切るべきである。

【0004】

従来技術においては、電力損失が給電端末の出力電力と受電端末の入力電力とを測定することによって計算され、計算されている出力損失と所定の閾値に基づいて侵入金属の存在が判定される。電力損失がこの閾値を超える場合、システムは侵入金属があると判定し得る。しかし、侵入金属を判定する上記の方法では、満足できる保護効果を得ることができない可能性がある。たとえば、コイン、キー、ペーパークリップ等の小さい侵入金属が給電端末の送電領域に存在するときは、小さい侵入金属は上記の方法では正常に検出されない可能性がある。また、判定のための閾値を厳しくしすぎると、小さなノイズ干渉が侵入金属であると誤って判定されてしまう可能性があり、不必要に電源を切ることになる。ゆえに、この従来技術を改善することが必要である。

【発明の概要】

【0005】

このため、本発明の目的は、誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを検出する方法及びこれに関連する誘導型電源システムを提供して、誘導型電源システムの保護効果を強化するため、より効果的な侵入金属の検出を実現する。

【0006】

本発明は、誘導型電源システムに用いられ、該誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを検出する方法を開示する。当該方法は、前記誘導型電源システムの少なくとも一つの駆動信号を中断して、前記誘導型電源システムの給電側コイルの駆動を停止する工程と、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第一期間での第一減衰勾配を取得し、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第二期間での第二減衰勾配を取得する工程と、前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの前記送電領域内に前記侵入金属が存在するか否かを判定する工程と、を含む。

【0007】

本発明は、さらに、誘導型電源システムを開示し、当該誘導型電源システムは、給電側モジュールを含む。該給電側モジュールは、給電側コイルと、前記給電側コイルに結合した共振コンデンサであって、前記給電側コイルとともに共振を行う共振コンデンサと、前記給電側コイル及び前記共振コンデンサに結合した少なくとも一つの電力駆動部であって、前記給電側コイルに少なくとも一つの駆動信号を送信し、前記給電側コイルを駆動して、電力を生成し、少なくとも一つの該駆動信号を中断して、前記給電側コイルの駆動を停止する、電力駆動部と、前記給電側コイルのコイル信号を受信するプロセッサと、を含む。該プロセッサは、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第一期間での第一減衰勾配を取得し、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの第二期間での第二減衰勾配を取得する工程と、前記第一減衰勾配と前記第二減衰勾配に従って、前記誘導型電源システムの前記送電領域内に前記侵入金属が存在するか否かを判定する工程と、を行う。

【0008】

本発明は、さらに、誘導型電源システムに用いられ、該誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを検出する方法を開示する。当該方法は、前記誘導型電源システムの少なくとも一つの駆動信号を中断して、前記誘導型電源システムの給電側コイルの駆動を停止する工程と、基準電圧レベルを設定する工程と、前記給電側コイルのコイル信号を検出して、前記給電側コイルの駆動が停止されているときに前記コイル信号が立ち上がって前記基準電圧レベルを超える二回連続する時点を取得する工程と、前記コイル信号が立ち上がって前記基準電圧レベルを超える二回連続する時点に従って、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の振動周期の長さを取得する工程と、前記振動周期の長さに従って、前記給電側コイルの駆動が停止されているときの前記コイル信号の減衰勾配を取得する工程と、を含む。

【0009】

本発明のこれらの目的及び他の目的は、種々の図面及び図に示される好ましい実施形態の次の詳細な説明を理解することで、当業者には疑いなく明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る誘導型電源システムの概略図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る侵入金属判定のプロセスの概略図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る誘導型電源システムのコイル信号の動作波形図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係り、給電側コイルの駆動が停止されているときに判定されるコイル信号の減衰勾配の波形図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係り、給電側コイルの駆動が停止されているときに判定される侵入金属が存在する場合のコイル信号の減衰勾配の波形図である。

【図6】図６は、本発明の実施形態に係り、給電側コイルの駆動が停止されているときに判定される大きい侵入金属が存在する場合のコイル信号の減衰勾配の波形図である。

【図7】図７は、本発明の他の実施形態に係り、給電側コイルの駆動が停止されているときに判定されるコイル信号の減衰勾配の波形図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態に係る、ピーク電圧判定のプロセスのフローチャートである。

【図9】図９は、本発明の実施形態に係る、侵入金属判定の詳細なプロセスのフローチャートである。

【図10】図１０は、本発明の実施形態に係る誘導型電源システムの概略図である。

【図11】図１１は、図１０に示す誘導型電源システムの給電側コイルの駆動が停止されているときに判定されるコイル信号の減衰勾配の波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１を参照されたい。図１は、本発明の実施形態に係る誘導型電源システム１００の概略図である。図１に示すように、誘導型電源システム１００は、給電側モジュール１と、受電側モジュール２とを含む。給電側モジュール１は、給電側コイル１１６と、共振コンデンサ１１５とを含む。給電側コイル１１６は、電磁エネルギーを受電側モジュール２に伝えて電力を供給するために使用される。共振コンデンサ１１５は、給電側コイル１１６に結合し、給電側コイル１１６と共に共振を行うために使用される。さらに、給電側モジュール１において、磁性材料から構成される磁性導体１１７が選択的に配置されてもよく、これにより、給電側コイル１１６の電磁誘導能力を強化し、且つ電磁エネルギーがコイルの非誘導側にある物体に影響するのも防ぐ。

【0012】

給電側コイル１１６及び共振コンデンサ１１５の動作を制御するために、給電側モジュール１はさらに、プロセッサ１１１、クロック発振器１１２、電力駆動ユニット１１３及び１１４、分圧回路１３０及び比較器モジュールＭ１〜Ｍ４を含む。電力駆動ユニット１１３及び１１４は、給電側コイル１１６及び共振コンデンサ１１５に結合し、駆動信号Ｄ１及びＤ２を給電側コイル１１６に送信するために使用される。電力駆動ユニット１１３及び１１４はプロセッサ１１１により制御されてよく、給電側コイル１１６を駆動して電力を生成して送る。電力駆動ユニット１１３及び１１４の両方がアクティブである場合に、フルブリッジ駆動が行われる。他の実施形態では、電力駆動ユニット１１３及び１１４の一方のみがアクティブであるか、又は電力駆動ユニット１１３又は１１４の一方のみが配置される場合に、ハーフブリッジ駆動となる。クロック発振器１１２は、電力駆動ユニット１１３及び１１４に結合し、電力駆動ユニット１１３及び１１４を制御して、駆動信号Ｄ１及びＤ２を送る、又は駆動信号Ｄ１及びＤ２を中断する。クロック発振器１１２は、クロック信号を電力駆動ユニット１１３及び１１４に出力するために、パルス幅変調（PWM）発振器又は、他の種類のクロック発振器であり得る。プロセッサ１１１は、コイル信号Ｃ１（すなわち、給電側コイル１１６と共振コンデンサ１１５との間の電圧信号）に関連した情報を給電側コイル１１６から受信し、このコイル信号Ｃ１に従って、誘導型電源システム１００の送電領域内に侵入金属３が存在するか否かを判定し得る。分圧回路１３０は、分圧抵抗器１３１及び１３２を含み、給電側コイル１１６でのコイル信号Ｃ１を減衰させ、その後、そのコイル信号Ｃ１をプロセッサ１１１及び比較器モジュールＭ１〜Ｍ４に出力し得る。いくつかの実施形態においては、プロセッサ１１１及び比較器モジュールＭ１〜Ｍ４内の回路の許容電圧が十分に高い場合に、分圧回路１３０を適用しなくてもよく、プロセッサ１１１は、コイル信号Ｃ１を給電側コイル１１６から直接的に受信してもよい。さらに、比較器モジュールＭ１〜Ｍ４のぞれぞれは、コイル信号Ｃ１のピーク値に追随するために、比較器及びデジタル―アナログ変換器（DAC）から構成される。電源ユニット及び表示ユニット等の他の可能なコンポーネント又はモジュールをシステム要件に応じて、含めても、含めなくてもよい。これらのコンポーネントは、本実施形態の例示に影響することなく、本明細書では省略する。

【0013】

図１を引き続き参照されたい。受電側モジュール２は、給電側コイル１１６から電力を受け取るために使用される受電側コイル２１６を含む。受電側モジュール２において、磁性材料から構成される磁性導体２１７も選択的に配置してもよく、これにより受電側コイル２１６の電磁誘導能力を強化し、且つ電磁エネルギーがコイルの非誘導側にある物体に影響を及ぼすのを防ぐ。受電側コイル２１６は、受け取った電力をバックエンドの負荷ユニット２１に送り得る。受電側モジュール２における調整回路、共振コンデンサ、整流回路、信号フィードバック回路、受電側プロセッサ等の他の可能なコンポーネント又はモジュールをシステム要件に応じて、含めても、含めなくてもよい。これらのコンポーネントは、本発明の実施形態の例示に影響することなく、本明細書では省略する。

【0014】

給電端末及び受電端末の両方が、電力測定を行って電力損失の検出によって侵入金属を判定する必要がある従来技術とは異なり、本発明は、給電端末におけるコイル信号のみを中断することにより、給電側コイルの送電領域内に存在する侵入金属があるか否かを判定し得る。図２を参照されたい。図２は、本発明の実施形態に係る侵入金属判定のプロセス２０の概略図である。図２に示すように、侵入金属判定のプロセス２０は、誘導型電源システム（例えば、図１に示す誘導型電源システム１００の給電側モジュール１）の給電端末に使用されるためのものであり、次のステップを含む：
ステップ２００：開始する；
ステップ２０２：誘導型電源システム１００の駆動信号Ｄ１及びＤ２を中断して、給電側コイル１１６の駆動を停止する；
ステップ２０４：基準電圧レベルV_refを設定する；
ステップ２０６：給電側コイル１１６の駆動が停止されているときに、給電側コイル１１６のコイル信号Ｃ１を検出して、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点を取得する；
ステップ２０８：コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点に従って、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときのコイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得する；
ステップ２１０：振動周期の長さに従って、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときの第一期間での第一減衰勾配を取得し、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときの第二期間での第二減衰勾配を取得する；
ステップ２１２：第一減衰勾配及び第二減衰勾配に従って、誘導型電源システム１００の送電領域内に侵入金属３が存在するか否かを判定する；
ステップ２１４：終了する。

【0015】

侵入金属判定のプロセス２０によれば、誘導型電源システム１００の給電側モジュール１では、駆動信号Ｄ１及びＤ２の駆動動作がしばらくの間中断され得る。このとき、電力駆動ユニット１１３及び１１４も、給電側コイル１１６の駆動を停止し得る（ステップ２０２）。一般的に、給電側コイル１１６が正常に駆動されるときは、電力駆動ユニット１１３及び１１４によって出力される駆動信号Ｄ１及びＤ２は、互いに反対向きの二つの矩形波である。そのような状況では、給電側コイル１１６でのコイル信号Ｃ１は、図３の期間Ａに示すように、安定して振動しているように見える。ここでは、振動周波数は駆動信号Ｄ１及びＤ２の周波数と等しい。振動周波数は、駆動信号Ｄ１及びＤ２によりプロセッサ１１１又はクロック発振器１１２によって制御され得る。給電側コイル１１６の駆動が中断されているときは、コイル信号Ｃ１は、給電側コイル１１６と共振コンデンサ１１５に残っているエネルギーによって、減衰しながら振動し続け得る。図３に示す期間Ｂは、コイル信号Ｃ１の振動及び減衰示す。駆動信号Ｄ１及びＤ２が中断されているときは、本来矩形波である駆動信号Ｄ１及びＤ２は、同時に低電圧レベルにとどまり、給電側コイル１１６の駆動を停止する。このとき、コイル信号Ｃ１は、減衰し始めるとともに、振動し続ける。ここで、振動周波数は、給電側コイル１１６及び共振コンデンサ１１５の協業により生成される、インダクタンスＬ及び静電容量Ｃにより決定され得る。つまり、

【数1】

である。

【0016】

次に、基準電圧レベルV_refが設定される（ステップ２０４）。例えば、基準電圧レベルV_refはシステム内に前もって設定される、又はプロセッサ１１１によって設定され得る。給電側コイル１１６の駆動が停止されているときは、プロセッサ１１１は給電側コイル１１６のコイル信号Ｃ１を検出して、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点を取得する（ステップ２０６）。一般的には、基準電圧レベルV_refはゼロ電圧レベルに等しい又はこれの近傍に設定され得る。さらに、プロセッサ１１１は、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点に従って、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときのコイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得し得る（ステップ２０８）。つまり、基準電圧レベルV_refがコイル信号Ｃ１の中間電圧に近づいた（つまり、ゼロ電圧レベルの近傍）ときは、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点の間の期間がコイル信号Ｃ１の振動周期の長さと等しくあり得る。この振動周期の長さにより、プロセッサ１１１は、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときの第一期間中の第一減衰勾配を取得し、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときの第二期間中の第二減衰勾配を取得し得る（ステップ２１０）。ここで、第二期間は第一期間より後である。プロセッサ１１１は、その後、第一減衰勾配及び第二減衰勾配に従って、誘導型電源システム１００の送電領域に侵入金属３が存在するか否かを判定する（ステップ２１２）。次に、図３の期間Ｃに示すように、駆動信号Ｄ１及びＤ２が、コイル信号Ｃ１の振幅が瞬間的にバースト（burst）して、回路要素が焼き切れ(burn out)ないように、移動相又は種々の周波数で再始動する。

【0017】

侵入金属が誘導型電源システム１００の送電領域内にない場合、コイル信号Ｃ１は、駆動信号Ｄ１及びＤ２の駆動が中断されているときは、自然減衰しながら振動し続け得る。ここで、コイル信号Ｃ１の減衰勾配は一定のままであり得る。一方、誘導型電源システム１００の送電領域内に侵入金属がある場合には、駆動信号Ｄ１及びＤ２の駆動が中断されているときに、減衰もするが、減衰挙動が前者の場合とは異なる。詳細には、侵入金属が送電領域内に存在するときは、コイル信号Ｃ１はまず大きい勾配で減衰し、その減衰勾配は徐々に小さくなり得る。

【0018】

コイル信号Ｃ１の減衰勾配を取得するため、コイル信号Ｃ１のピーク位置とピーク値を事前に取得して、ピーク値の減衰を判定するべきである。給電側コイル１１６が正常に駆動される期間中（図３の期間Ａのように）は、コイル信号Ｃ１の周期及び周波数は駆動信号Ｄ１及びＤ２により制御され得る。つまり、コイル信号Ｃ１の周期は、駆動信号Ｄ１及びＤ２と同期し得る。そのような条件では、プロセッサ１１１は、各コイル駆動周期でコイル信号Ｃ１のピーク位置を取得し得る。詳細な動作は米国特許出願第15197796号に述べられている。しかし、給電側コイル１１６が停止されているときの期間中（図３に示す期間Ｂのように）は、コイル信号Ｃ１の自己共振周期及び周波数は、コイルのインダクタンス及び共振コンデンサの静電容量より決定される。一般的には、給電側モジュール１に適用される共振コンデンサ１１５は常に所定の誤差を含んでいる可能性があり、正確な静電容量を有していない可能性がある。さらに、給電側コイル１１６のインダクタンスも所定の誤差を含んでいる可能性があり、コイルの振動を生成するのに実際に組み込まれるインダクタンスは、磁性導体１１７、侵入金属、装荷（loading）等による種々の要因により変動する可能性がある。そのような条件では、定理による計算によりコイル信号Ｃ１の実践的な振動周波数を得ることは難しい。このため、本発明は、基準電圧レベルV_refの設定に従って、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点を取得し、それに従ってコイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得する。

【0019】

図４を参照されたい。図４は、本発明の実施形態に係る、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときに判定される、コイル信号Ｃ１の減衰勾配の波形図である。図４はコイル信号Ｃ１、駆動信号Ｄ１及びＤ２並びに比較結果ＣＲ１〜ＣＲ４を示す。比較結果ＣＲ１〜ＣＲ４はそれぞれ、図１に示す比較器モジュールＭ１〜Ｍ４の出力信号である。給電側コイル１１６の駆動が停止されているときは、駆動信号Ｄ１及びＤ２は低電圧レベルにとどまる。このとき、プロセッサ１１１はまず、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点を比較器モジュールＭ１により取得する。上述のように、基準電圧レベルV_refは好ましくは、ゼロ電圧レベル近傍に設定される。これは、コイル信号Ｃ１は交流（ＡＣ）信号であり、正電圧と負電圧との間で上下に振動し得るためである。基準電圧レベルV_refがゼロであるときは、コイル信号Ｃ１は必然的に基準電圧レベルV_refを通過することになる。比較器モジュールＭ１は比較器１４１とＤＡＣ１５１とを含む。詳細には、プロセッサ１１１は基準電圧レベルV_refをＤＡＣ１５１に出力してよく、ＤＡＣ１５１はその後、その基準電圧レベルV_refのデジタル値をアナログ電圧に変更する。比較器１４１はその後、その基準電圧レベルV_refのアナログ電圧とコイル信号C1とを比較する。このため、比較器１４１は矩形波をプロセッサ１１１に出力してよく、矩形波信号の立ち上がりエッジは、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える時点に対応し得る。より詳細には、第一共振周期中で、プロセッサ１１１は、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える時点でタイマを始動し得る（例えば、図４に示す時点ｔ１）。次に、第一共振周期の次の第二共振周期中で、プロセッサ１１１は、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える時点でタイマを停止し得る（例えば、図４に示す時点ｔ２）。結果として、タイマの経過時間がコイル信号Ｃ１の振動周期の長さとして設定され得る。当業者であれば、比較器モジュールＭ１によりコイル信号Ｃ１の周波数を得る上記の方法は、本発明の種々の実装態様の一つに過ぎないと当然理解することに留意されたい。他の実施形態においては、コイル信号Ｃ１の振動周期の長さを比較器モジュールＭ２、Ｍ３又はＭ４により検出してもよい。

【0020】

コイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得した後、プロセッサ１１１は、比較器モジュールＭ１の上記の判定結果に従って、各共振周期におけるピーク位置をさらに取得し、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４を設定して、ピーク値の電圧を追随する。図４に示すように、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときは、コイル信号Ｃ１は自然減衰しながら振動し続ける。これにより、比較器モジュールＭ１〜Ｍ４はそれぞれ、四つの異なる位置でピーク値を追随し得る。

【0021】

詳細には、誘導型電源システム１００の給電側モジュール１において、駆動信号Ｄ１及びＤ２は一定間隔（regular intervals）で中断され得る。中断期間は所定の値と等しくあり得る。図４を例に取ると、駆動信号Ｄ１及びＤ２の中断期間の長さは、コイル信号Ｃ１は大体１５サイクル分自然減衰することができる位である。好ましくは、駆動信号Ｄ１及びＤ２が中断されて、給電側コイル１１６の駆動を停止した後、プロセッサ１１１は、コイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得して、その後に続く各周期でのピーク位置を計算するため、２番目〜３番目の振動周期中に、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える時点を取得し得る。他の実施形態においては、周期長決定は、他の振動周期内で行われてよい。次に、給電側コイル１１６の駆動が停止されている期間中に、比較器モジュールＭ１〜Ｍ４は給電側コイル１１６のコイル信号Ｃ１での振動の複数のピーク値を取り出し、その複数のピーク値をそれぞれ、給電側コイル１１６の駆動が前回停止されているときに生成されている複数のピーク電圧レベルのうちの、対応するピーク電圧レベルと比較し得る。比較器モジュールＭ１〜Ｍ４のそれぞれは、ピーク値及びピーク電圧レベルに対応してよく、その対応するピーク値をその対応するピーク電圧レベルと比較するために使用される。このため、判定を行うために使用されるピーク電圧レベルの数は、比較器モジュールの数と等しく、比較器モジュールによって取り出されるピーク値の数とも等しくあり得る。ここで、ピーク電圧レベルはそれぞれ対応するピーク値の電圧を追随する。本実施形態において、比較器モジュールＭ１〜Ｍ４は４つのピーク値を取り出してよく、４つのピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４を適用してそれらを追随させる。

【0022】

引き続き図４を参照されたい。プロセッサ１１１がコイル信号Ｃ１の振動周期とピーク位置を取得した後、比較器モジュールＭ１〜Ｍ４はそれぞれ、図４に示すように、コイル信号Ｃ１の駆動が停止された後の７番目、８番目、１２番目及び１３番目の振動周期でのピーク値を取り出し得る。プロセッサ１１１は、給電側コイル１１６の駆動が前回中断されているときに更新されているピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４をそれぞれ比較器モジュールＭ１〜Ｍ４に送信し得り、これにより、比較器モジュールＭ１〜Ｍ４は比較を行うことができる。詳細には、前段階でコイル信号Ｃ１と基準電圧レベルV_refとを比較するために使用されている比較器モジュールＭ１は、今度は、ピーク電圧レベルＶ１とコイル信号Ｃ１の７番目のピーク値をと比較するために使用される。詳細には、ＤＡＣ１５１がプロセッサ１１１からのピーク電圧レベルＶ１のデジタル値を取り出し、その後、そのデジタル値をアナログ電圧に変換する。比較器１４１は、その後、ピーク電圧レベルＶ１のアナログ電圧と、コイル信号Ｃ１とを比較して、比較結果ＣＲ１を出力する。次に、プロセッサ１１１は、比較結果ＣＲ１に従って、コイル信号Ｃ１の７番目のピーク値がピーク電圧レベルＶ１に到達したか否かを判定し得る。ピーク値がピーク電圧レベルＶ１に到達しているときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ１の値を引き上げる。ピーク値がピーク電圧レベルＶ１に到達していないときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ１の値を引き下げる。結果として、ピーク電圧レベルＶ１は、コイル信号Ｃ１の駆動が停止された後の７番目のピーク値の電圧を追随し続け得る。

【0023】

同様に、比較器モジュールＭ２は、ピーク電圧レベルＶ２とコイル信号の８番目のピーク値とを比較するのに使用される。比較器モジュールＭ２は比較器１４２とＤＡＣ１５２とを含む。ＤＡＣ１５２は、プロセッサ１１１からピーク電圧レベルＶ２のデジタル値を受け取り、その後、そのデジタル値をアナログ電圧に変換し得る。比較器１４２は、その後、ピーク電圧レベルＶ２のアナログ電圧とコイル信号Ｃ１とを比較して、比較結果ＣＲ２を出力する。次に、プロセッサ１１１は、比較結果ＣＲ２に従って、コイル信号Ｃ１の８番目のピーク値がピーク電圧レベルＶ２に到達したか否かを判定し得る。ピーク値がピーク電圧レベルＶ２に到達しているときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ２の値を引き上げる。ピーク値がピーク電圧レベルＶ２に到達していないときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ２の値を引き下げる。結果として、ピーク電圧レベルＶ２は、コイル信号Ｃ１の駆動が停止された後の８番目のピーク値の電圧を追随し続け得る。比較器モジュールＭ３は、ピーク電圧レベルＶ３とコイル信号の１２番目のピーク値とを比較するのに使用される。比較器モジュールＭ３は比較器１４３とＤＡＣ１５３とを含む。ＤＡＣ１５３は、プロセッサ１１１からピーク電圧レベルＶ３のデジタル値を受け取り、その後、そのデジタル値をアナログ電圧に変換し得る。比較器１４３は、その後、ピーク電圧レベルＶ３のアナログ電圧とコイル信号Ｃ１とを比較して、比較結果ＣＲ３を出力する。次に、プロセッサ１１１は、比較結果ＣＲ３に従って、コイル信号Ｃ１の１２番目のピーク値がピーク電圧レベルＶ３に到達したか否かを判定し得る。ピーク値がピーク電圧レベルＶ３に到達しているときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ３の値を引き上げる。ピーク値がピーク電圧レベルＶ３に到達していないときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ３の値を引き下げる。結果として、ピーク電圧レベルＶ３は、コイル信号Ｃ１の駆動が停止された後の１２番目のピーク値の電圧を追随し続け得る。比較器モジュールＭ４は、ピーク電圧レベルＶ４とコイル信号の１３番目のピーク値とを比較するのに使用される。比較器モジュールＭ４は比較器１４４とＤＡＣ１５４とを含む。ＤＡＣ１５４は、プロセッサ１１１からピーク電圧レベルＶ４のデジタル値を受け取り、その後、そのデジタル値をアナログ電圧に変換し得る。比較器１４４は、その後、ピーク電圧レベルＶ４のアナログ電圧とコイル信号Ｃ１とを比較して、比較結果ＣＲ４を出力する。プロセッサ１１１は、比較結果ＣＲ４に従って、コイル信号Ｃ１の１３番目のピーク値がピーク電圧レベルＶ４に到達したか否かを判定し得る。ピーク値がピーク電圧レベルＶ４に到達しているときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ４の値を引き上げる。ピーク値がピーク電圧レベルＶ４に到達していないときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ４の値を引き下げる。結果として、ピーク電圧レベルＶ４は、コイル信号Ｃ１の駆動が停止された後の１３番目のピーク値の電圧を追随し続け得る。

【0024】

ピーク値判定の上記のプロセス中、更新後のピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４がプロセッサ１１１のバッファに記憶され、次の判定に使用され得る。結果として、給電側コイル１１６の駆動が停止される度に、プロセッサ１１１は比較結果ＣＲ１〜ＣＲ４に従ってピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４を更新してよく、これにより、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４は、コイル信号Ｃ１のピーク電圧を追随し続けることができる。このため、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４の全てが対応するピーク電圧を正常に追随するときは、プロセッサ１１１はピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４によりコイル信号Ｃ１の減衰勾配を取得し得る。

【0025】

さらに、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４はコイル信号Ｃ１のピーク電圧を追随するために使用されるので、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４は、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４が安定しているときのコイル信号のピーク電圧として見なし得る。このため、プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４に従って、第一減衰勾配及び第二減衰勾配を計算し得る。詳細には、プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ１とピーク電圧レベルＶ２との差を７番目のピークと８番目のピークとの間の距離（つまり、コイル信号の一つの振動周期の長さ）で割って、第一減衰勾配を計算し得る。プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ３とピーク電圧レベルＶ４との差を１２番目のピークと１３番目のピークとの間の距離（つまり、コイル信号の一つの振動周期の長さ）で割って、第二減衰勾配を計算し得る。上述のように、給電側コイル11の駆動が停止されているときに、コイル信号Ｃ１は、侵入金属が存在するか、侵入金属がないかの条件に応じて異なる減衰挙動を有し得る。侵入金属がないときは、コイル信号Ｃ１の減衰勾配は一定のままであり得る。侵入金属が存在するときは、コイル信号Ｃ１はまず大きな勾配で減衰し、その減衰勾配は徐々に小さくなり得る。ピーク値判定の上記のプロセス中は、プロセッサ１１１は、第一減衰勾配を取得するために、コイル信号Ｃ１の減衰の先の期間中の７番目と８番目のピーク値を取得してよく、第二減衰勾配を取得するために、コイル信号Ｃ１の減衰の後の期間中の１２番目と１３番目のピーク値を取得し得る。実施形態においては、侵入金属判定の累積器が侵入金属判定を示すものとして適用され得る。第一減衰勾配（減衰の先の期間中のもの）から第二減衰勾配（減衰の後の期間中のもの）を引いた値が第一閾値より大きい（つまり、先の期間中の減衰勾配がより大きい）ときは、プロセッサ１１１は侵入金属が存在する可能性があると判定し、侵入金属判定の累積器の値を増加させ得る。一方、減衰の先の期間中の第一減衰勾配から減衰の後の期間中の第二減衰勾配を引いた値が第一閾値より小さいとき（つまり、減衰勾配がほぼ一定のままである）は、プロセッサ１１１は、侵入金属はないと判定し、侵入金属判定の累積器の値を減少させ得る。さらに、侵入金属判定の累積器の値が連続的に累積して第二の閾値を超えたときは、プロセッサ１１１は、誘導型電源システム１００の送電領域に侵入金属が存在すると判定し、それにより電源を切る、又は他の保護行為を行う。

【0026】

図４に示すように、給電側コイル１１６の駆動が停止されているとき（つまり、駆動信号Ｄ１及びＤ２が中断される）は、コイル信号Ｃ１は一定の勾配で自然減衰し、これは、侵入金属が存在しないことを意味する。

【0027】

図５を参照されたい。図５は、本発明の実施形態に係り、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときに判定される侵入金属が存在する場合のコイル信号Ｃ１の減衰勾配の波形図である。同様に、図５もコイル信号Ｃ１と、駆動信号Ｄ１及びＤ２と、比較結果ＣＲ１〜ＣＲ４と、を含む。図５のコイル信号Ｃ１の波形に示すように、コイル信号Ｃ１はまず大きな勾配で減衰し、減衰勾配が徐々に小さくなる。これが、侵入金属が存在することを意味している。侵入金属の存在がコイル信号Ｃ１の振動周波数に影響し得ることに留意されたい。つまり、給電側コイル１１６の駆動が停止される度に、給電側コイル１１６が停止されているときの期間中の振動周期の長さを取得するため、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点が決定されるべきである。給電側コイル１１６の駆動の中断期間は非常に短いため、給電側コイル１１６の振動周波数はその短い期間中での変動はないものとみなされる。

【0028】

図６を参照されたい。図６は、本発明の実施形態に係り、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときに判定される大きい侵入金属が存在する場合のコイル信号Ｃ１の減衰勾配の波形図である。同様に、図６も、コイル信号Ｃ１と、駆動信号Ｄ１及びＤ２と、比較結果ＣＲ１〜ＣＲ４と、を含む。図６は、大きい侵入金属が誘導型電源システム１００の送電領域に存在する場合の状況を示す。図６のコイル信号Ｃ１の波形に示すように、コイル信号Ｃ１はまず大きい勾配で減衰し、減衰勾配が急激に小さくなる。図５に示す実施形態と比較すると、図６に示す実施形態においては、第一減衰勾配と第二減衰勾配とに、より大きな差がある。これは、誘導型電源システム１００の送電領域に大きな侵入金属が存在していることを意味する。これはより、危険な場合である。

【0029】

実施形態においては、侵入金属判定の累積器の上記の値は、第一減衰勾配と第二減衰勾配との差異量に従って調整され得る。言い換えると、第一減衰勾配から第二減衰勾配を引いた値が大きい場合、プロセッサ１１１は、侵入金属判定の累積器の値を大きな量で増加させる。第一減衰勾配から第二減衰勾配を引いた値が小さいが、第一閾値を超える場合は、プロセッサ１１１は、侵入金属判定の累積器の値を小さい量で増加させる。このように、誘導型電源システム１００の給電を早期に打ち切るため、危険性の高い大きな侵入金属により侵入金属判定の累積器が早急に第二閾値に到達するようにし得る。さらに、減衰勾配にわずかに影響するノイズは侵入金属判定の累積器の値をわずかに変更するだけで、誤って電源を切ることにはならないだろう。

【0030】

本発明は、コイル信号の減衰挙動を判定して、それにより誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを判定するため、ピーク電圧レベルを使用してピーク値の電圧を追随し、ピーク電圧レベルを使用してコイル信号の減衰勾配を取得することに留意されたい。そのような条件では、ピーク値を取り出すために、ピーク位置は正確に決定されるべきである。しかし、コイル信号の振動速度は極めて高速であり、振動は減衰を伴っている。駆動信号が中断されている条件では、コイル信号の振動周波数は駆動信号の周波数とは通常異なり、プロセッサによって制御されないだろう。このため、コイル信号の高速な振動があっても、一般的なアナログ―デジタル変換器（ADC）のサンプリング速度が十分に大きくなく、サンプリング時間の存在により、コイル信号のピーク値を正確に取り出すことが難しいということが起き得る。そのような状況において、本発明はコイル信号を比較器モジュールで追随し、コイル信号がピーク電圧レべルを超えたか否かに従ってピーク電圧レベルの値を調整するため、ピーク電圧レベルがコイル信号の特定のピーク値を追随し続け、ピーク電圧レベルが比較器モジュールの比較結果に従って良好に調整される。結果として、本発明は、誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを判定するために、ピーク電圧レベルに応じてコイル信号の減衰挙動を効果的に決定し得る。

【0031】

さらに、ピーク電圧レベルはピーク上の実際のピーク電圧ではないため、ピーク電圧レベルは複数の条件において、ピーク値とは等しくない可能性がある。特に、特に装荷変動が誘導型電源システム内で生じるとき、又は、侵入金属の干渉が現れて、コイル信号を不安定にするときである。詳細には、ピーク信号が不安定であるときは、コイル信号のピーク電圧は即座に立ち上がり（rise）、対応するピーク電圧レベルはピーク電圧よりも小さい可能性があり、これら二つの電圧は特定の間隔を置いて離れている。このとき、ピーク電圧レベルは、ピーク電圧の値に追随するため、複数回（more times）立ち上がるべきである。そのような条件では、給電側コイルの駆動を中断する複数の連続した期間内で、ピーク値が対応する電圧レベルに到達してよい（つまり、比較結果がトリガを示す）。つまり、ピーク電圧レベルは連続的に立ち上がり、ピーク電圧はピーク電圧レベルが立ち上がる期間中は正確に取得することができない可能性がある。このため、上述の減衰勾配に従った侵入金属判定のステップは一時的に停止され得る。同様に、コイル信号が不安定なときは、コイル信号のピーク電圧は即座に立ち下がる（fall）ため、対応するピーク電圧レベルはピーク電圧よりも大きい可能性があり、これら二つの電圧は特定の区間を置いて離れている。このとき、ピーク電圧レベルは、ピーク電圧の値に追随するため、複数回立ち下がるべきである。そのような条件では、給電側コイルの駆動を中断する複数の連続した期間内で、ピーク値は対応するピーク電圧レベルに到達しない可能性がある（つまり、比較結果がトリガなしを示す）。つまり、ピーク電圧レベルは連続的に立ち下がり、ピーク電圧はピーク電圧レベルが立ち下がる期間中は正確に取得することができない可能性がある。このため、上述の減衰勾配に従った侵入金属判定のステップは一時的に停止され得る。一方で、コイル信号が安定しているときは、ピーク電圧レベルは対応するピーク値を正常に追随し得り、ピーク電圧レベルは比較器モジュールの比較結果に基づいて上げたり下げたり調整される。このとき、各ピーク電圧レベルの比較結果は、複数のトリガ信号と複数の非トリガ信号とが交互に現れる。これは、コイル信号が安定状態にあることを意味し、ピーク電圧レベルがピーク上でのピーク電圧を意味し得る。そのような条件では、上述の減衰勾配に従った侵入金属判定のステップを行うため、ピーク電圧レベルに従って、第一減衰勾配及び第二減衰勾配が取得され得る。

【0032】

実施形態において、給電側コイル信号が安定状態にあるか否かを判定するのに複数の安定パラメータが設定され得る。ここで、各安定パラメータは、一つピーク電圧レベルに対応してよく、安定パラメータが大きい程、よりコイル信号が安定していることを示す。プロセッサは、ある期間中の安定パラメータ並びに対応するピーク電圧レベル及びピーク値に基づき判定を行い、最大連続トリガカウント及び最大連続非トリガカウントを決定する。ここで、最大連続トリガカウントは、ピーク値が連続して対応するピーク電圧レベルに到達した回数の最大数であり、最大連続非トリガカウントは、ピーク値が連続して対応するピーク電圧レベル到達しない回数の最大数である。上述のように、最大連続トリガカウント又は最大連続非トリガカウントが大きい場合、ピーク電圧レベルは連続的に立ち上がる、又は立ち下がって、ピーク電圧に追随しない可能性がある。最大連続トリガカウント及び最大連続非トリガカウントが小さい場合、ピーク電圧レベルはとどまり(stay around)、対応するピーク値を追随し続ける。そのような状況では、プロセッサは、最大連続トリガカウント及び最大連続非トリガカウントのいずれもが所定の値よりも小さいときは安定パラメータを上昇させ、又は、最大連続トリガカウント又は最大連続非トリガカウントが所定の値よりも大きいときは安定パラメータを減少させ得る。結果として、複数の安定パラメータが閾値よりも大きい場合、全てのピーク電圧レベルは対応するピーク値を正常に追随し得る。このとき、プロセッサは、さらに、誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを判定するため、コイル信号の第一減衰勾配及び第二減衰勾配を計算する。複数の安定パラメータのいずれかひとつが閾値よりも小さい場合は、対応するピーク値をいまだ追随していない少なくとも一つのピーク電圧レベルがあり得る。このとき、プロセッサは、上記の侵入金属判定のステップを行うのを停止し得る。

【0033】

ピーク電圧レベルがピーク値を追随する速度を上げるために、最新の複数の比較結果での連続トリガカウント又は連続非トリガカウントが判定され得る。複数の連続した比較結果がトリガを示し、連続トリガ信号の数が所定の数よりも大きい場合は、コイル信号のピーク電圧はピーク電圧レベルよりもはるかに大きい可能性がある。このとき、プロセッサはピーク電圧レベルを上昇させる速度を加速して、ピーク電圧レベルがピーク電圧により早急に追随するようにできる。同様に、複数の連続した比較結果がトリガなしを示し、連続非トリガ信号の数が所定の数よりも大きい場合は、コイル信号のピーク電圧はピーク電圧レベルよりもはるかに小さい可能性がある。このとき、プロセッサは、ピーク電圧レベルを減少させる速度を加速して、ピーク電圧レベルがより早急にピーク電圧に追随するようにできる。

【0034】

当業者であれば、上記の四つの比較器モジュールＭ１〜Ｍ４及びピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４を適用して、それぞれ、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときのコイル信号Ｃ１の７番目、８番目、１２番目及び１３番目の振動周期内のピーク電圧を追随させる実装態様は、本発明の種々の実装態様のうちのただの一つにすぎないと理解するべきである。他の実施形態においては、他のピーク値が取り出されて第一減衰勾配及び第二減衰勾配を計算し得る。例えば、二つの減衰勾配の差を決定するために、４番目と６番目の振動周期内のピーク値が適用されて給電側コイルの減衰の先の期間での第一減衰勾配を計算し得り、１２番目と１４番目の振動周期内のピーク値が適用されて給電側コイルの減衰の後の期間での第二減衰勾配を計算し得る。さらなる実施形態において、プロセッサは３つのピーク値のみを使用して、第一減衰勾配及び第二減衰勾配を計算し得る。

【0035】

図７を参照されたい。図７は、本発明の他の実施形態に係り、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときに判定されるコイル信号Ｃ１の減衰勾配の波形図である。図７は、コイル信号Ｃ１と、駆動信号Ｄ１及びＤ２と、比較結果ＣＲ１〜ＣＲ３とを示す。この実施形態においては、３つの比較結果ＣＲ１〜ＣＲ３しかなく、比較器モジュールは３つのみ必要とされる（例えば、図１に示す比較器モジュールＭ１〜Ｍ３）。給電側コイル１１６の駆動が停止されているとき、プロセッサ１１１は、比較器モジュールＭ１により、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点を取得し得る。次に、比較器モジュールＭ１〜Ｍ３はそれぞれ、コイル信号Ｃ１の駆動が停止された後の５番目、９番目及び１３番目の振動周期中のピーク値を取り出し得る。プロセッサ１１１はその後、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ３を生成することによって、ピーク値を追随する。このため、プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ３に志賀って第一減衰勾配及び第二減衰勾配を計算し得る。詳細には、プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ１とピーク電圧レベルＶ２との差を５番目のピークと９番名のピークとの間の距離（つまり、コイル信号Ｃ１の４振動周期）で割って、第一減衰勾配を計算し得る。プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ２とピーク電圧レベルＶ３との差を９番目のピークと１３番目のピークとの間の距離（つまり、コイル信号Ｃ１の４振動周期）で割って、第二減衰勾配を計算し得る。そのような条件では、プロセッサ１１１は、さらに、誘導型電源システム１００の送電領域内に侵入金属が存在するか否かを判定するため、同じ方法によって、第一減衰勾配と第二減衰勾配との差に従って、侵入金属判定の累積器の値を調整し得る。

【0036】

米国特許出願第15197796号（その出願の図１参照）は、電圧測定回路の比較器と共にＤＡＣを適用して、基準電圧を生成し、オペアンプを適用して、基準電圧に従ったコイル信号のピーク部分を増幅する。３つの比較器モジュールは、その後、増幅されているピーク部分について比較を行い、変調信号の受信を判定する。一方、本発明は、コイル信号の減衰挙動に従った侵入金属の存在を判定する（本発明の図１参照）ために、複数の比較器モジュールを適用して、給電側コイルの駆動信号が中断されているときの減衰するコイル信号のピーク電圧を追随する。このため、米国特許出願第15197796号と本発明は同じ回路要素から構成されるという、類似する回路構造を有する。そのような条件では、本発明の誘導型給電システム及び侵入金属の判定方法は、米国特許出願第15197796号の誘導型給電システム及びこれに関連した変調信号分析方法に統合され得る。詳細には、誘導型電源システムの通常の動作下では、システムは、通常動作モードに切り替えられて、米国特許出願15197796号に開示されている信号分析方法及び回路接続を用いて、変調信号の判定を行い得る。さらに、駆動信号が一定間隔で短い期間中断され得る。駆動信号の中断期間中（つまり、給電側コイルの駆動が停止されている期間）に、そのシステムは金属検出モードに切り替えられて、本発明の侵入金属判定が、金属検出方法および回路接続（図１に示す）を使用することによって行われる。一般的には、プロセッサは、駆動信号の中断と変調信号の受信が異なる時間で動作されるように制御し、通常動作モードと金属検出モードとに切り替わる回路要素の接続を構成し得る。

【0037】

誘導型電源システムの駆動信号を中断し、ピーク電圧が安定しているか否かを判定するために、比較器によりピーク電圧レベルをコイル信号のピーク電圧と比較して、ピーク電圧レベルがピーク電圧を追随できる上記の方法は、図８に示すピーク電圧判定プロセス８０にまとめられ得る。ピーク電圧判定プロセス８０は、誘導型電源システム１００の給電側モジュール１に使用されてよく、次のステップを含む：
ステップ８００：開始する；
ステップ８０２：プロセッサ１１１は、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときは、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４を対応する比較器モジュールＭ１〜Ｍ4にそれぞれ送信する；
ステップ８０４：比較器モジュールＭ１〜Ｍ４はそれぞれ、対応するピーク値が対応するピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４に到達したか否かを判定して、トリガを生成する。ＹＥＳの場合は、ステップ８０６に進み、そうでない場合は、ステップ８１０に進む；
ステップ８０６：ピーク電圧レベルの値を増加させる；
ステップ８０８：複数の連続した比較結果がトリガを示し、連続トリガ信号の数が所定の数よりも大きい場合は、ピーク電圧レベルを増加させる速度を加速する；
ステップ８１０：ピーク電圧レベルの値を減少させる；
ステップ８１２：複数の連続した比較結果がトリガなしを示し、連続非トリガ信号の数が所定の数よりも大きい場合は、ピーク電圧レベルを減少させる速度を加速する；
ステップ８１４：ある期間中の最大連続トリガカウント及び最大連続非トリガカウント判定する、ここで、最大連続トリガカウントは、ピーク値が対応するピーク電圧レベルに連続して達した数の最大数であり、最大連続非トリガカウントは、ピーク値が対応するピーク電圧レベルに連続して達しなかった数の最大数である；
ステップ８１６：ピーク値の最大連続トリガカウント及び最大連続非トリガカウントのいずれもが所定の値よりも小さいときは、ピーク値に対応する安定パラメータを増加させる、又は、ピーク値の最大連続トリガカウント又は最大連続非トリガカウントのいずかが所定の値よりも大きいときは、ピーク値に対応する安定パラメータを減少させる；
ステップ８１８：各ピーク値に対応する安定パラメータが閾値より大きいか否かを判定する。ＹＥＳの場合は、ステップ８２０に進み、そうでない場合は、ステップ８２４に進む；
ステップ８２０：第一減衰勾配及び第二減衰勾配に従って誘導型電源システムの送電領域内に侵入金属が存在するか否かを判定するステップを行う；
ステップ８２２：更新したピーク電圧レベルを、給電側コイル１１６の駆動が次回停止されているときに使用するように記憶する；
ステップ８２４：終了する。

【0038】

コイル信号のピーク値の安定状態が取得され、コイル信号が安定していると判定された後、プロセッサは、さらに、減衰勾配を取得して、それに従って侵入金属の存在を判定し得る。それに関連する詳細な動作は、図９に示す、侵入金属判定の詳細なプロセス９０にまとめられ得る。侵入金属判定の詳細なプロセス９０は、誘導型電源システム１００の給電側モジュール１のプロセッサ１１１に使用されてよく、次のステップを含む：
ステップ９００：開始する；
ステップ９０２：ピーク電圧レベルＶ１とピーク電圧レベルＶ２の差を対応する第一ピークと第二ピーク間の距離で割ったものに等しい、第一減衰勾配を計算する；
ステップ９０４：ピーク電圧レベルＶ３とピーク電圧レベルＶ４の差を対応する第三ピークと第四ピーク間の距離で割ったものに等しい、第二減衰勾配を計算する；
ステップ９０６：第一減衰勾配から第二減衰勾配を引いた値が第一閾値よりも大きいか否かを判定する。ＹＥＳの場合は、ステップ９０８に進み、そうでない場合は、ステップ９１０に進む。
ステップ９０８：侵入金属判定の累積器の値を増加させる；
ステップ９１０：侵入金属判定の累積器の値を減少させる；
ステップ９１２：侵入金属判定の累積器の値が第二閾値よりも大きいか否かを判定する。ＹＥＳの場合は、ステップ９１４に進み、そうでない場合は、ステップ９１６に進む；
ステップ９１４：誘導型電源システムの送電領域内に存在する金属があると判定する。
ステップ９１６：誘導型電源システムの送電領域内に存在する金属はないと判定する。
ステップ９１８：終了する。

【0039】

侵入金属判定の詳細なプロセス９０における、第一減衰勾配及び第二減衰勾配を生成する方法は、本発明の種々の実施態様のただの一つ過ぎないことに留意されたい。他の実施形態においては、他のピークのピーク値が測定されて、給電側コイルの駆動が停止されているときの先の期間内での減衰勾配及び給電側コイルの駆動が停止されているときの後の期間内での減衰勾配を取得し、中断期間中に減衰勾配が変動したか否かを比較し得る。別のやり方としては、図７に示す方法が適用されてもよく、ここでは、３つの比較器モジュールと３つのピーク電圧レベルのみが使用されて第一減衰勾配及び第二減衰勾配の計算を実装する。他の実施形態においては、コイル信号のより詳細な減衰挙動を取得し、侵入金属判定の正確性を強化するため、さらに多くの比較器モジュールが適用されて、さらに多くのピーク電圧を追随してもよい。

【0040】

他の実施形態においては、比較器モジュールの数は減らされてもよく、給電側コイルの駆動を中断する期間を減らして、送電における駆動信号の中断の影響を低減してもよい。さらに、比較器モジュールの数を減らすとコスト低減の利益がある。図１０を参照されたい。図１０は、本発明の実施形態に係る誘導型電源システム１００´の概略図である。図１０に示すように、誘導型電源システム１００´の回路構成は、図１に示した誘導型電源システム１００の回路構成と同様である。つまり、同様の機能を有する信号及び回路要素は同じ記号で示されている。誘導型電源システム１００´と誘導型電源システム１００の違いは、誘導型電源システム１００´は比較器モジュールＭ１´〜Ｍ２´を２つのみ有する点である。ここでは、比較器モジュールＭ１´はコイル信号Ｃ１の振動周期の長さを決定するのに使用され、比較器モジュールＭ２´はピーク値の電圧を異なるピーク電圧レベルと比較するに使用される。

【0041】

詳細には、図１に示した誘導型電源システム１００においては、比較器モジュールＭ１〜Ｍ４のそれぞれが、対応するピーク値とピーク電圧レベルとを比較するため、ピーク値とその対応するピーク電圧レベルに対応する。一方、図１０に示す誘導型電源システム１００´においては、比較器モジュールＭ２´は、複数のピーク値とそれぞれ対応するピーク電圧レベルを比較するために使用される。プロセッサ１１１がコイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得した後、プロセッサ１１１は給電側コイルの駆動が停止されているときのコイル信号Ｃ１のピーク位置を知り得る。このため、給電側コイル１１６の中断期間中に、プロセッサ１１１は対応するピーク電圧レベルを比較器モジュールＭ２´に出力して、各特定のピーク位置で比較されるようにする。比較器モジュールＭ２´は、今度は、各ピーク位置と、給電側コイル１１６の駆動が前回停止されているときに生成されている、対応するピーク電圧レベルとを比較し得る。例えば、４つのピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４が適用されて、それぞれ、４つのピーク値の電圧に追随する場合、プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４を、給電側コイル１１６の駆動を停止している期間中に、４つのピーク位置で比較器モジュールＭ２´にそれぞれ出力し得る。比較器モジュールＭ２’は、その後、今度は比較を行い、４つの比較結果ＣＲ２をプロセッサ１１１に応答する。プロセッサ１１１は、その後、４つの比較結果ＣＲ２内でトリガが生じたか否かを判定して、それに応じて、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４の値を調整する。このため、プロセッサ１１１は、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４の値に従って、侵入金属を判定し得る。

【0042】

さらに、図１０に示すように誘導型電源システム１００´においては、比較器モジュールＭ１´は、コイル信号Ｃ１の振動周期の長さを決定するのに使用される。本実施形態においては、給電側コイル１１６の駆動を停止しているのに必要な時間を短くするため、比較器モジュールＭ１´がコイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得することと、比較器モジュールＭ２´がピーク電圧を追随することは同時に行われる。上述のように、給電側コイル１１６の駆動が停止されているときの短い期間中だと振動周波数は変動しない可能性がある。つまり、プロセッサは、給電側コイル１１６の駆動が前回停止されているときに取得されている振動周波数の長さを適用して、コイル信号Ｃ１のピーク位置を決定し得る。同様に、プロセッサ１１１は、基準電圧レベルV_refを比較器モジュールＭ１´に送信して、比較器モジュールＭ１´の出力結果（例えば、比較器モジュールＭ１´により出力される比較結果ＣＲ１の信号の立ち上がりエッジ）に従って、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを超える二回連続する時点を判定する。別のやり方としては、プロセッサ１１１は、振動周波数の長さ判定の正確性を強化するために、コイル信号Ｃ１が立ち上がって基準電圧レベルV_refを複数回超える時点を測定して、コイル信号の複数の振動周波数での測定値を平均して、振動周波数の長さを計算する。他の実施形態においては、比較結果ＣＲ１の信号の立ち下がりエッジが代わりに適用されてもよい。

【0043】

図１１を参照い。図１１は、誘導型電源システム１００´内の給電側コイル１１６の駆動が停止されているときに判定される、コイル信号Ｃ１の減衰勾配の波形図である。図１１は、コイル信号Ｃ１と、駆動信号Ｄ１及びＤ２と、比較結果ＣＲ１及びＣＲ２とを示す。比較結果ＣＲ１及びＣＲ２は、図１０に占めした比較器モジュールＭ１´及びＭ２´の出力信号である。給電側コイル１１６の駆動が停止されているとき、プロセッサ１１１は基準電圧レベルV_refを比較器モジュールＭ１´に出力し、比較器モジュールＭ１´によりコイル信号Ｃ１の振動周期の長さを取得する。プロセッサ１１１は、給電側コイル１１６の駆動が停止された後、コイル信号Ｃ１の２番目、３番目、６番目及び７番目の振動周期内でピーク値を取り出し得る。詳細には、プロセッサ１１１は、今度は、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４をコイル信号Ｃ１の２番目、３番目、６番目及び７番目のピークの発生時間で比較器モジュールＭ２´に出力し得る。ここで、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４は、給電側コイル１１６の駆動が前回停止されているときに更新されているものである。プロセッサ１１１は、その後、今度は、比較結果ＣＲ２を受け取り、対応する比較結果ＣＲ２に従ってピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４の値を更新する。言い換えると、プロセッサ１１１は、対応する一で比較結果ＣＲ２にトリガがあるか否かに従って、ピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４が立ち上がるべきか立ち下がるべきかを判定する。

【0044】

本実施形態において、駆動信号Ｄ１及びＤ２の中断期間は非常に短く、その長さではコイル信号Ｃ１が大体７周期分自然振動することができる。さらに、プロセッサ１１１はすでに、駆動が停止されているときのコイル信号Ｃ１の振動周波数及びピークを知っているので、駆動信号Ｄ１及びＤ２の駆動周波数を駆動が停止されているときのコイル信号Ｃ１の振動周波数と等しくなるように設定され得る。給電側コイル１１６の駆動中断期間が終了したときは、プロセッサ１１１は同じ周波数で駆動信号Ｄ１及びＤ２の動作を直接的に作動し得るので、駆動信号Ｄ１及びＤ２の波形がコイル信号Ｃ１の振動波形に接続されるようにすることができる。結果として、コイル信号Ｃ１の駆動能力は早急に回復され得る。波形が正常に結合されているときは、コイル信号Ｃ１の振幅が即座にバーストして、回路要素を焼き切ることがないだろう。

【0045】

図１１に示した実施形態において、駆動信号Ｄ１及びＤ２はいずれも、給電側コイル１１６の駆動を停止したときに、高電圧レベルに保たれるが、図４に示した実施形態においては、駆動信号Ｄ１及びＤ２はいずれも、給電側コイル１１６の駆動を停止したときに、低電圧レベルに保たれることに留意されたい。他の実施形態においては、駆動信号Ｄ１及びＤ２が給電側コイル１１６の駆動を停止するときに、駆動信号Ｄ１及びＤ２の一方が高電圧レベルに保たれ、他方が低電圧レベルに保たれてもよい。上記の駆動信号Ｄ１及びＤ２の中断制御方法は、本発明を限定すべきではない。

【0046】

さらに、上記の、駆動が停止された後のコイル信号Ｃ１の２番目、３番目、６番目及び７番目の振動周期内のピーク値を追随するために使用されるピーク電圧レベルＶ１〜Ｖ４は、減衰勾配の差に従って侵入金属が存在するか否かを判定するために、コイル信号Ｃ１の第一減衰勾配及び第二減衰勾配を計算するのに適用されてもよい。詳細な動作は上記の記載に示されており、本明細書では述べない。さらに、比較器モジュールＭ２´は他の振動周期内のピーク値を追随するために使用されてもよい、又は、他の方法が適用されて、第一減衰勾配及び第二減衰勾配を計算してもよい。これらについては、本明細書では限定されない。

【0047】

まとめると、本発明は侵入金属が誘導型電源システムの送電領域内にあるか否かを検出する方法及び、これに関連した誘導型電源システム開示する。給電側コイルの動作中、駆動信号が中断されて、給電側コイルの駆動を停止する。給電側コイルの駆動が停止されているときは、プロセッサは給電側コイルでのコイル信号の振動周波数を取得し、それに応じてコイル信号のピーク位置を決定し得る。その次に、プロセッサは、ピーク電圧レベルによりコイル信号の減衰勾配を計算するため、比較器モジュール及びピーク電圧レベルによりピーク電圧を追随し得る。給電側コイルの駆動停止期間中、コイル信号の減衰勾配の変動が所定の値よりも大きい場合は、プロセッサは侵入金属が存在すると判定し得る。結果として、本発明は、誘導型電源システムの保護効果を強化するため、コイル信号の減衰勾配の判定に従ったより効果的な侵入金属検出を実現し得る。

【0048】

当業者は、本発明の教示を保持しながら、装置及び方法の多くの修正及び変更がなされ得ることを容易に理解するだろう。従って、上記開示は、添付の特許請求の範囲の境界によってのみ制限されるものとして解釈すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】