检测装置、电力接收装置和电力发送装置的制造方法

文档序号:11293502阅读:211来源:国知局
检测装置、电力接收装置和电力发送装置的制造方法
本公开涉及与另一磁性耦合元件或异物磁性耦合的磁性耦合元件,以及利用该磁性耦合元件的装置(磁性耦合装置)和系统(磁性耦合系统)。更具体地,本公开涉及被配置为检测异物(诸如金属、磁性体或磁石)的存在的检测装置、电力接收装置、电力发送装置和非接触电力提供系统,该异物会由于在构成非接触电力提供系统的非接触电力提供装置和电子设备之间的磁通量而发热。

背景技术:
最近,例如以非接触方式向诸如移动电话或便携式音乐播放器的消费者电子(CE)设备提供电力(传输电力)的电力提供系统(例如,称为非接触电力提供系统或非接触电力传输系统)被给予日益增加的关注。通过该系统,不是通过将AC适配器的连接部或其他电力提供装置插入(连接)到CE设备,而是通过将电子设备(二次设备)简单地配置在充电盘(一次设备)上来开始充电。换言之,在电子设备和充电盘之间的端子连接是不必要的。电磁感应被建立为用于在以如上的非接触方式提供电力的技术。同时,最近使用称为磁谐振(利用谐振现象)的技术的非接触电力提供系统被给予关注。使用磁谐振的非接触电力提供系统的优点在于可以利用谐振现象的原理来在分隔比电磁感应更远的距离的装置之间传输电力。此外,优点在于即使在电源(发送器线圈)和电力接收方(接收器线圈)之间的轴对准稍微不足,传输效率(电力提供效率)也不会严重地降低。然而,基于磁谐振的系统和基于电磁感应的系统的相似在于两者都是利用电源(发送线圈;磁性耦合元件)和电力接收方(接收线圈;磁性耦合元件)的非接触电力提供系统(磁性耦合系统)。同时,非接触电力提供系统的一个重要的要素是对可能由于磁通量而发热的诸如金属、磁性体和磁石的异物的热调节。如果在以非接触方式提供电力时异物混入在发送器线圈和接收器线圈之间的缝隙中,那么存在由于经过异物的磁通量而引起异物发热的风险。该风险不限于基于电磁感应或基于磁谐振的系统。该异物中的热量产生可能由于经过异物金属的磁通量而导致在异物金属中产生电流(涡电流、电流环路、环电流),或由于经过异物磁性体或异物磁石的磁通量而导致在异物磁性体或异物磁石中产生磁滞损耗。对于该热调节提出了大量的通过将异物检测系统添加至非接触电力提供系统来检测异物的技术。例如,提出了使用光学传感器或温度传感器的技术。然而,诸如通过基于磁谐振的系统的在宽电力提供范围的情况下使用传感器的检测方法会很昂贵。此外,因为来自温度传感器的输出结果将取决于它附近的热传导率,所以温度传感器的使用例如可能对发送和接收装置产生额外的设计限制。因此,提出了一种通过观察在异物出现在发送器和接收器之间时的参数(诸如电流和电压)的变化来判定异物的存在的技术。通过该技术,可以在不产生设计限制或其他限制的条件下减少成本。例如,JP2008-206231A提出了一种根据在发送器和接收器之间通信期间的调制率(关于振幅和相位变化的信息)来检测异物金属的方法,而JP2001-275280A提出了一种根据涡电流损耗来检测异物金属的方法(根据DC-DC效率的异物检测)。

技术实现要素:
然而,在JP2008-206231A和JP2001-275280A中提出的技术没有考虑到接收器的金属外壳的影响。考虑到对典型便携式装置充电的情况,很可能在便携式装置中使用了某种金属(诸如金属外壳或金属组件)并且因此难以清楚地判定参数的变化是由于金属外壳或组件的影响还是由于存在异物金属。将JP2001-275280A作为例子,不确定涡电流损耗的发生是因为便携式装置的金属外壳还是因为在发送器和接收器之间存在异物金属。因此,很难说在JP2008-206231A和JP2001-275280A中提出的技术能够准确地检测异物金属。考虑到以上情况,根据本公开的实施方式的实施方式在不设置额外的传感器的条件下检测非常靠近检测器线圈的异物(换言之,磁性耦合元件),并且还改善了检测精度。根据本公开的实施方式,提供了一种包括一个或多个磁性耦合元件、定位单元和检测器的检测装置,该一个或多个磁性耦合元件包括多个线圈,该定位单元配置在一个或多个磁性耦合元件中包括的多个线圈中的至少一个线圈附近,该检测器测量涉及一个或多个磁性耦合元件或涉及至少包括一个或多个磁性耦合元件的电路的电气参数并且从电气参数的变化判定是否存在由于磁通量而发热的异物。根据本公开的一个方面,能够通过将定位单元配置在构成磁性耦合元件的多个线圈中的至少一个线圈的附近,来将磁耦合元件可靠地附着在关于非接触电力提供线圈的所希望的位置。因此,减小了在各个异物检测装置中的检测精度差异。根据本公开的至少一个方面,可以在不设置额外的传感器的条件下检测非常靠近磁性耦合元件并会由于磁通量而发热的异物,此外,极大地改善了检测精度。附图说明图1是对用作根据本公开的实施方式的异物金属检测的示例的Q值测量的说明的示意性电路图;图2是示出了根据本公开的第一实施方式的非接触电力提供系统的概略外观图;图3是示出了根据本公开的第一实施方式的非接触电力提供系统的示例性构造的框图;图4A至图4C是示出了谐振电路的示例性构造的电路图;图5是根据本公开的第一实施方式的非接触电力提供系统中的发送器线圈和接收器线圈的示例性概略构造的示意图;图6A和图6B是示出了根据本公开的第一实施方式的检测器线圈和接收器线圈的示例性详细构造的说明图,其中图6A示出了示例性斜视构造,而图6B示出了包括定位单元的示例性平面构造;图7是示出了根据比较例的检测器线圈和接收器线圈的示例性构造(示例性X-Y平面图构造)的平面图图8A是关于螺旋形的线圈和从该线圈产生的磁场线的分布的概略截面图,而图8B是关于根据本公开的实施方式的8字形线圈和从该线圈产生的磁场线的分布的概略截面图;图9A到图9D是示出了根据本公开的第一实施方式的检测器线圈和接收器线圈的制造阶段的说明图。图10是示出了根据是否存在两个定位单元的检测器线圈的Q值差的示例的示图;图11是示出了根据本公开的第二实施方式的检测器线圈和接收器线圈的示例性构造的概略截面图;图12是示出了根据本公开的第三实施方式的检测器线圈和接收器线圈的示例性构造的概略截面图;图13是示出了根据本公开的第一到第三实施方式的第一变形例的8字形检测器线圈的示例性构造的平面图;图14A和图14B是示出了根据本公开的第一到第三实施方式的第二变形例的田字形检测器线圈的示例性构造的说明图;其中,图14A是示出了第一示例的平面图,而图14B是示出了第二示例的平面图;图15是示出了根据本公开的第一到第三实施方式的第三变形例的格子形检测器线圈的示例性构造的平面图;图16A和图16B是根据本公开的第一到第三实施方式的第四变形例的配置了两个8字形检测器线圈的检测器线圈单元的说明图,其中,图16A是示出了第一示例的平面图,而图16B是示出了第二示例的平面图;图17A、图17B和图17C是根据本公开的第一到第三实施方式的第五变形例的示例性检测器线圈排列的说明图,其中图17A、图17B和图17C分别是示出了接收器线圈的示例、多个检测器线圈配置在接收器线圈的顶部的示例和部分检测器线圈配置在接收器线圈的中央的示例的平面图;图18A、图18B和图18C是根据本公开的第一到第三实施方式的第六变形例的示例性检测器线圈排列的说明图,其中图18A、图18B和图18C是示出了接收器线圈和异物金属的示例、多个检测器线圈配置在接收器线圈的顶部的示例和多个检测器线圈额外地配置在图18B中的多个检测器线圈的顶部的示例的平面图;图19A和图19B是根据本公开的第一到第三实施方式的第七变形例的示例性检测器线圈排列的说明图,其中图19A和图19B分别是示出了多个检测器线圈配置在接收器线圈的顶部的示例和多个检测器线圈额外地配置在图19A中的多个检测器线圈的顶部的示例;图20是示出了不没有配置定位单元的情况下的检测器线圈的平面图;图21是根据本公开的第四实施方式的示例的说明图,并且是示出了配置两个定位单元的情况的示例的平面图;图22是根据本公开的第四实施方式的另一示例的说明图,并且是示出了变更两个定位单元中的任一个的尺寸的情况的示例的平面图;图23是根据本公开的第四实施方式的另一示例的说明图,并且是示出了变更两个定位单元中的任一个的位置的情况的示例的平面图;图24是根据本公开的第四实施方式的另一示例的说明图,并且是示出了不配置两个定位单元中的一个的情况的示例的平面图;图25是示出了根据是否存在定位单元的检测器线圈的L值的差的示例的示图;图26是示出了根据是否存在定位单元的检测器线圈的Q值的差的示例的示图;图27是示出了在异物关于检测器线圈的位置和异物检测精度之间的示例性关系的示图;图28是示出了在构成检测器线圈的两个线圈之间的电气特性中存在微小差异的情况下的包括检测器线圈和谐振电容的LC振荡器中产生的电压的波形(电压波形)的示例的波形图;图29是示出了在构成检测器线圈的两个线圈之间的电气特性中存在较大差异的情况下的包括检测器线圈和谐振电容的LC振荡器中产生的电压的波形(电压波形)的示例的波形图;以及图30是示出了在构成检测器线圈的两个线圈之间的电气特性中存在很大差异的情况下的包括检测器线圈和谐振电容的LC振荡器中产生的电压的波形(电压波形)的示例的波形图。具体实施方式在下文中,将参考附图来详细描述本公开的优选实施方式,应注意,在本说明书和附图中,具有基本相同的功能和结构的构成要素以相同的参考数字来表示,并且将省略对这些构成要素的重复说明。在下文中,将按照以下顺序来进行描述。1.初步说明2.第一实施方式(定位单元:检测器线圈和接收器线圈配置在同一平面内的示例)3.第二实施方式(定位单元:检测器线圈和接收器线圈不配置在同一平面内的示例)4.第三实施方式(定位单元:接收器线圈定位在检测器线圈之前的示例)5.第四实施方式(定位单元:调整电气特性的示例)6.其他<1.初步说明>在本公开中,提出了在以从发送器(一次设备)提供的电力来对接收器(二次设备)中诸如电池的组件充电时,基于在发送器或接收器的电路的电气参数来检测异物的磁性耦合系统。在根据本公开的实施方式的磁性耦合系统中,测量在发送器或接收器中的电路的电气参数,该电路至少包括与外部元件磁性耦合并且通过多个线圈来实现的一个或多个磁性耦合元件。然后,基于电气参数测量的结果来判定磁性耦合元件附近的异物的存在。在下文中,至少包括磁性耦合元件的以上电路是谐振电路,此外以上电气参数是品质因数(Q值)的情况将被用作示例来给出描述。Q值是表示在能量存储和损耗之间的关系的指标并且通常被用作表示谐振电路中的谐振峰值的尖锐度(换言之,谐振强度)的参数。应注意,尽管在本说明书中的本公开的相应的实施方式的描述将异物金属的描述引用为示例,但是其他异物(诸如异物磁性体和异物磁石)的检测也是相似的。[Q值测量原理]在下文中,将参考附图来描述Q值的测量。图1是对用于根据本公开实施方式的异物金属检测的Q值测量的说明的示意性电路图。图1中示出的电路是示出Q值测量的原理的基本电路布置(在磁性耦合的情况下)。该电路设置有包括产生AC信号(正弦波)的交流(AC)电源2的信号源1、以及电容器4和线圈5。电阻元件3是AC电源2的内部电阻(输出阻抗)的示例。电容器4和线圈5连接至信号源1从而形成串联谐振电路(谐振电路的一个示例)。谐振电路根据电容器4的电容值(C值)和线圈5的电感值(L值)在特定的频率(谐振频率)谐振。尽管图1示出了设置有以线圈5和电容器4实现的串联谐振电路的电路,但是只要可提供谐振电路功能,可以采用各种布置的具体构造。例如,如果在线圈5附近存在诸如金属碎片的外部金属,那么磁场线将经过金属碎片,并且将在金属碎片中产生涡电流。从线圈5来看,金属碎片和线圈5磁性耦合并且表现为如同电阻负载附接至线圈5,改变了线圈(谐振电路)的Q值。因此,由测量Q值而检测到线圈5附近的异物金属(换言之,磁性耦合状态)。这时,使V1作为构成串联谐振电路的线圈5和电容器4的端部之间的电压(施加至谐振电路的电压的示例),并且使V2作为线圈5的端部之间的电压。在这种情况下,串联谐振电路的Q值表示为等式1,其中R是对于电路的频率f的有效电阻值(串联电阻值)、L是电感值并且C是电容值。当V2>>V1时,公式可大致如下。在图1中示出的电路中,通过将电压V1乘以大约是Q的因数来获得电压V2。确定了在等式1中表示的串联电阻值R和电感值L随着金属接近或由于在金属中产生的涡电流的影响而变化。例如,如果金属碎片接近线圈5,那么有效电阻值R增加而Q值下降。换言之,因为谐振电路的Q值和谐振频率由于在线圈5的附近存在的金属的影响而极大地变化,所以能够通过检测该变化来检测在线圈5附近存在的金属碎片。此外,该Q值测量可以应用于放入在发送器(一次设备)和接收器(二次设备)之间的异物金属的检测。通过使用上述Q值的变化来进行异物金属检测处理,可以对于基于电磁感应的系统和基于磁谐振的系统以高精度检测异物金属和使用户去除检测到的异物金属。[根据本公开的实施方式的技术的概述]同时,另一可想到的技术涉及使用连接至包括线圈(检测器线圈)(该线圈与外部元件电磁地或磁性地耦合)的电路的检测器以使用处于与流经发送器线圈和接收器线圈的AC信号的频率不同的频率的AC信号来测量该电路的Q值。此外,作为另一示例,以上用于测量Q值的检测器线圈与发送器线圈和接收器线圈分开的构造也是可想到的。通过使用处于与流经发送器线圈和接收器线圈的AC信号的频率不同的频率的AC信号,用于非接触电力提供的AC信号与用于Q值测量的AC信号分开,由此能够在进行非接触电力提供的同时测量Q值。此外,即使在进行非接触电力提供的同时也可以进行异物金属或其他异物的准确检测。然而,在将典型的螺旋形线圈5用作电磁地或磁性地与外部元件耦合的检测器线圈的情况下,检测器线圈会受到非接触电力提供的磁通量(磁力线;磁场)的极大影响。结果,在异物检测中使用的用于Q值测量的AC信号会与用于非接触电力提供的AC信号重叠,从而由于非接触电力提供而产生不希望的噪声。因此,可能极大地降低异物金属检测精度。而且,以上检测器线圈容易受到用于非接触电力提供的发送器线圈和接收器线圈的影响,还容易受到诸如在电子设备外壳内部的磁性材料和金属的元件的影响。考虑到该问题,如果典型的螺旋形检测器线圈被封装在诸如非接触电力提供装置(在下文中简单地表示为“电力提供装置”)的装置中,则用作判定异物存在的基本值的检测器线圈的Q值可能极大地降低。此外,异物金属检测精度会根据非接触电力提供系统中的电源(发送器)和电力接收方(接收器)的构造极大地变化。这样,难以获得用于异物检测的精确信息并且没有改善异物检测的精度。因此,发明人研究出通过获得用于异物检测的更加精确的信息来改善异物检测精度的磁性耦合元件。于是,发明人开发了形状像电连接在一起的多个线圈的一个或多个磁性耦合元件,其中从这多个线圈中的至少一个或更多产生的磁通量和从这多个线圈的剩余线圈中产生的磁通量具有大致相反的方向。证明了使用该一个或多个这样的磁耦合元件显著改善了异物检测精度。然而,构成一个或多个磁耦合元件的多个线圈中的每一个的相对配设位置变得极其重要。而且,在使用与非接触电力提供线圈(例如,诸如检测器线圈)不同的磁耦合元件的情况下,非接触电力提供线圈和一个或多个磁耦合元件的相对配设位置变得及其重要。换言之,这些相对配设位置由于某些原因而变化的情况下,因为在磁耦合元件的Q值变化,所以异物检测精度也变化。同时,一种可以想到的异物检测技术涉及,例如,基于至少包括磁耦合元件的LC振荡器(谐振电路)或磁耦合元件本身的Q值、或基于与Q值相关地变化的另一电气参数的数字值来检测是否存在异物。当考虑使用这样的技术的异物检测时,为了改善异物检测精度,希望磁耦合元件具有高的Q值。在下文中描述的本公开考虑了以上这些点,并且本公开的实施方式作为改善磁耦合元件的Q值的新技术提出。<1.第一实施方式>[非接触电力提供系统的示例性总体构造]图2示出了根据本公开的第一实施方式的作为磁性耦合系统给出的非接触电力提供系统的示例性概略构造,而图3示出了根据本公开的第一实施方式的非接触电力提供系统的示例性框图构造。图2中所示的非接触电力提供系统100是以使用磁场(在本实施方式中,使用磁谐振)的非接触方式传输(提供)电力的系统。非接触电力提供系统100安装有电力提供装置10(一次设备)和作为电力接收方设备给出的一个或多个电子设备(二次设备)。在本文中,例如形式为手持移动电话的电子设备20A和形式为数字照相机的电子设备B被设置为电力接收方设备。然而,电力接收方设备不限于该示例,并且可以是任何能够以非接触方式从电力提供装置10接收电力的电子设备。如图2中所示,例如,非接触电力提供系统100被配置为使得通过将电子设备20A和20B放置在电力提供装置10的电力提供表面(发送器表面)S1上或附近来将电力从电力提供装置10传输至电子设备20A和20B。在本文中,考虑到将电力同时或时间分割地(顺次地)传输至多个电子设备20A和20B的情况,电力提供装置10具有垫子形状(或盘子形状)而电力提供表面S1的表面积大于诸如电力接收方电子设备20A和20B。(电力提供装置的示例性构造)如上所述,电力提供装置10是使用磁场来将电力传输至电子设备20A和20B的装置(诸如充电盘)。如图3中所示,例如,电力提供装置10安装有电力发送装置11,该电力发送装置11使用从在电力提供装置10之外的电源9提供的电力来传输电力。外部电源9可以是例如经由插座提供电力的电气设施,又称为电力输出口。例如,电力发送装置11包括发送器12、高频电力产生电路13、检测器电路14、阻抗匹配电路15、控制器电路16和谐振电容器(电容元件)C1。通过设置检测器电路14和控制器电路16,在本示例中的电力发送装置11采用使得非接触电力提供系统100能够使用负载调制来进行单向通信的块构造。然而,在考虑使用负载调制之外的技术的单向通信、或双向通信的情况下,该构造不限于此。发送器12包括诸如以后描述(图5)的发送器线圈(主要线圈)L1的组件。发送器12使用发送器线圈L1和谐振电容器C1从而使用磁场来将电力传输至电子设备20A和20B(具体地,至以后描述的接收器22)。具体地,发送器12包括发出从电力提供表面S1朝向电子设备20A和20B的磁场(磁通量)的功能。发送器12的详细构造将在以后描述。例如,高频电力产生器电路13是为了电力传输的目的而使用从在电力提供装置10之外的电源9提供的电力以产生特定高频率的电力(AC信号)的电路。检测器电路14是包括检测(解调)来自以后描述的负载调制器电路29的调制信号的功能的电路。检测器电路14将检测结果提供给控制器电路16。阻抗匹配电路15是在电力传输期间匹配阻抗的电路。这样做改善了在电力传输期间的效率(传输效率)。应注意,根据诸如以后描述的发送器线圈L1和接收器线圈L2或谐振电路C1和C2的组件的构造,也可以配置为不提供阻抗匹配电路15。而且,如果不在意传输效率减少,那么可配置为不提供阻抗匹配电路15。谐振电容器C1是构成发送器12的发送器线圈L1和LC振荡器(谐振电路)的一部分的电容元件,并且关于发送器线圈L1放置为形成电的串联连接、并联连接或组合的串联和并联连接。在LC振荡器包括发送器线圈L1和谐振电容器C1的情况下,谐振操作在谐振频率(第一谐振频率)f1实现,其频率大致等于或接近在高频电力产生电路13中产生的高频电力。谐振电容器C1的电容值也被设定为获得该谐振频率f1。然而,如果以上谐振频率f1用在发送器线圈L1的绕线之间的电位差或寄生电容成分(杂散电容成分)通过谐振操作来实现,那么也可以构造为不提供谐振电容器C1,该寄生电容成分由在发送器线圈L1和在以后描述的接收器线圈L2之间的电位差来实现。而且,如果不关心传输效率减少,那么可以类似地配置为不提供谐振电容器C1。控制器电路16是从检测器电路14接收检测结果和控制诸如高频电力产生电路13、阻抗匹配电路15、谐振电容器C1和发送器12的组件的电路。例如,考虑在电子设备20A和20B中的由以后描述的异物检测装置31在发送器12和接收器22之间检测到异物金属的情况。这时,在电子设备20A和20B中,来自检测器电路14的检测结果由于负载调制器电路29(也在以后描述)中进行的负载调制而改变。因此,在电力发送装置11中的控制器电路16能够确认异物金属的存在,使得能够限制或停止在控制器电路16的控制之下的电力传输。同时,控制器电路16还从检测器电路14接收检测结果并且将脉冲宽度调制控制(PWM控制)应用于高频电力产生器电路13并且切换对阻抗匹配电路15、谐振电容器C1和发送器12的控制。控制器电路16的该控制还使得能够自动控制以维持高传输效率(电力提供效率)。(电子设备的示例性构造)诸如以电视为代表的静态电子设备或以移动电话和数字相机为代表的便携式电子设备(包括可充电电池)可以用作电子设备20A和20B。电子设备20A和电子设备20B设置有关于电源的相似功能,并且在下文的描述中,电子设备20A将作为代表示例来描述。如图3中所示,例如,电子设备20A安装有基于从电力接收装置21提供的电力来执行特定作用(发挥电子设备的功能的作用)的电力接收装置21和负载27。电子设备20A还安装有用于检测在发送器12和接收器22之间(间隙内)存在的异物金属的异物检测装置31。在下文中,将描述电力接收装置21。电力接收装置21包括接收器22、谐振电容器(电容元件)C2、阻抗匹配电路23、整流器电路24、电压稳定器电路25、控制器电路26、电池28和负载调制器电路29。通过提供负载调制器电路29和控制器电路26,在本示例中的电力接收装置21采用使得非接触电力提供系统100能够用负载调制来进行单向通信的块构造。然而,在考虑使用不同于负载调制的技术的单向通信、或双向通信的情况下,该构造不限于此。接收器22包括诸如以后描述(图5)的接收器线圈(次要线圈)L2的组件。接收器22包括使用接收器线圈L2和谐振电容器C2来接收从电力提供装置10的发送器12传输的电力的功能。接收器22的详细构造将在以后描述。谐振电容器C2是构成接收器22的接收线圈L2和LC振荡器(谐振电路)的一部分的电容元件,并且关于发送器线圈L2来放置来形成电的串联连接、并联连接或组合的串联连接和并联连接。在LC振荡器包括接收器线圈L2和谐振电容器C2的情况下,谐振操作在谐振频率(第二谐振频率)f2实现,其频率大致等于或接近在电力发送装置11的高频电力产生电路13中产生的高频电力。换言之,包括在电力发送装置11中的发送器线圈L1和谐振电容器C1的LC振荡器和包括在电力接收装置21中的接收器线圈L2和谐振电容器C2的LC振荡器在大致相等的谐振频率(f1≈f2)彼此谐振。谐振电容器C2的电容值也被设定为获得该谐振频率f2。然而,如果以上谐振频率f1由使用在发送器线圈L2的绕线之间的电位差或寄生电容成分(杂散电容成分)的谐振操作来实现,那么还可以被构造使得不提供谐振电容器C2,该寄生电容成分由在发送器线圈L1和接收器线圈L2之间的电位差来实现。而且,如果不关心减少的传输效率,那么可以构造使得谐振频率f2和谐振频率f1彼此不同(f2≠f1),并且不提供谐振电容器C2。类似于以上电力发送装置11中的阻抗匹配电路15,阻抗匹配电路23是在电力传输期间匹配阻抗的电路。应注意,根据诸如以后描述的发送器线圈L1和接收器线圈L2或谐振电容器C1和C2的组件的构造,还可以构造使得也不提供阻抗匹配电路23。而且,如果不关心减少的传输效率,可以类似地构造使得也不提供阻抗匹配电路23。整流器电路24是整流从接收器22提供的电力(AC电力)以产生直流(DC)电力的电路。应注意,用于平滑所整流的电力的平滑电路(未示出)通常设置在整流器电路24和以后描述的电压稳定器电路25之间。电压稳定器电路25是基于从整流器电路24提供的DC电力来进行特定的电压稳定并且对电池28或负载27中的电池(未示出)充电的电路。电池28响应于电压稳定电路25的充电而存储电力,并且例如可以使用诸如锂离子电池的可再充电的电池(二次电池)来实现。应注意,例如在仅使用负载27中的电池的情况下,电池28也可以省略。负载调制器电路29是用于施加负载调制的电路,并且由于负载调制导致的电力状态的变化可以通过电力发送装置11中的检测器电路14检测到。换言之,如果给出负载调制电路29和在以后描述的控制器电路26,则能够在电子设备20A中没有设置专门的通信装置的情况下将电力接收装置21中的信息发送至电力发送装置11。控制器电路26是用于控制关于电池28或负载27中的电池(未示出)的充电操作的电路。控制器电路26还是用于控制在负载调制电路29中的负载调制的电路,并且进行控制,使得通过在电力发送装置11中的检测器电路14检测到由于该负载调制导致的电力状态变化,从而使电力发送装置11获知检出了异物金属。此外,在电子设备20A中的异物检测装置31(在以后描述)检测到在发送器12和接收器22之间存在异物金属的情况下,充电器电路26也可以实行充电控制从而限制或停止传输至电子设备20A中的电力接收装置21的电力。在下文中,将描述异物检测装置31。异物检测装置31包括检测器线圈L3、谐振电容器C3、异物检测器电路32和控制器电路33。作为一个示例,异物检测器电路32和控制器电路33可以构成检测器。检测器线圈L3是用于检测异物金属的磁性耦合元件的示例,并且与发送器线圈L1和接收器线圈L2分开地设置。此外将在以后(图4、6、7、13至16和17至19)描述细节。谐振电容器C3是以电气的串联构造连接至检测器线圈L3的电容(参见图4A),或以电气的串联和并联构造的组合(谐振电容器C3-1和C3-2)连接至检测器线圈L3的电容(参见图4B和4C)。通过连接谐振电容器C3,检测器线圈L3在特定的频率f3谐振(LC谐振)。应注意,在从电压比(在以后描述)计算LC振荡器(谐振电路)的Q值的情况下,希望将至少一个谐振电容器C3串联地连接至检测器线圈L3(参见图4A、4B和4C)。然而,在通过除电压比以外的技术(诸如通过半最大值宽度(WHM)的方法)来计算LC振荡器的Q值的情况下,谐振电容器C3可以电气的并联地连接至检测器线圈L3。异物检测器电路32是通过使用AC信号来测量检测器线圈L3的Q值或包括检测器线圈L3和谐振电容器C3的LC振荡器(谐振电路)的Q值的电路,该AC信号的频率(f3,其中f3≠f2并且f3≠f2)不同于流经发送器线圈L1和接收器线圈L2的AC信号的频率(f1和f2,其中f1≈f2)。例如,检测器线圈L3的Q值或包括检测器线圈L3和谐振电容器C3的LC振荡器的Q值可以通过以异物检测器电路32测量在图4A、4B和4C中示出的(如之前描述的)两个位置的电压值(电压值V1和电压值V2)并且然后取它们的比值(V2/V1)来计算。而且,如果能够以异物检测器电路32测量关于诸如阻抗和导纳的特性的频率特性,则可以从频率特性曲线达到峰值的峰值频率与该峰值减半的频率宽度(WHM)的比值(因此,峰值频率/WHM)来计算检测器线圈L3或LC振荡器的Q值。此外,还可以从谐振电路的阻抗的实部与虚部的比值来计算Q值。例如,可以使用自动平衡电桥电路和向量比检测器来计算阻抗的实部和虚部。控制器电路33是在控制异物检测器电路32的同时还从异物检测器电路32的测量结果判定在发送器12和接收器22之间(间隙内)的异物金属的存在的电路。控制器电路33还是用于将判定结果发送至电力接收装置21的控制器电路25的电路。控制器电路33可以例如将所测量的Q值与预先存储在存储器(未示出)中的阈值相比,并且在所测量的Q值小于阈值的情况下判定在检测器线圈附近存在异物金属。[发送器和接收器的详细示例性构造]图5是根据本公开的第一实施方式的非接触电力提供系统中的发送器12和接收器22的示例性概略构造的示意图。发送器12包括至少一个(在本示例中,一个)发送器线圈L1,而接收器线圈包括至少一个(在本示例中,一个)接收器线圈L2。发送器线圈L1和接收器线圈L2可以磁性地彼此耦合。应注意还可以构造使得发送器12和接收器22包括一个或多个线圈或一个或多个LC振荡器(谐振电路),该一个或多个LC振荡器除了发送器线圈L1和接收器线圈L2以外还包括线圈和电容。这些线圈(发送器线圈L1和接收器线圈L2)不限于形状类似于卷绕多次的导电线(材料)的开放线圈(导电线圈),而还可以是形状类似于卷绕一次的导电线的开放环(导电环)。此外,例如,用作该导线线圈或导电环的线圈或环可以是其中卷绕有导电线的线圈(卷绕线圈)或环(卷绕环),或由印刷基板(印刷电路板)或柔性印刷基板(柔性印刷电路板)上的导电图案形成的线圈(图案线圈)或环(图案环)。而且,例如可以通过印刷或沉积导电材料或通过加工导电金属盘或金属片来形成该图案线圈和图案环。图5同时示出了在特定相位的从发送器线圈L1产生的磁场线的示例性分布。如上所述,发送器线圈L1是使用磁通量(磁力线;磁场)来传输电力的线圈。换言之,发送器线圈L1是产生磁通量(磁力线;磁场)的线圈。同时,接收器线圈L2从自发送器12传输的磁通量(磁力线;磁场)接收电力的线圈。[检测器线圈的详细示意性构造]图6A和图6B是根据本公开的第一实施方式的检测器线圈L3和接收器线圈L2的示例性详细构造的示图,其中图6A是示例性斜视构造而图6B是示例性平面图构造(X-Y平面平面图构造),L2的内径>L3的内径。如图6A和图6B中所示,磁屏蔽材料41配置在电子设备的外壳40与接收器线圈L2和检测器线圈L3之间。而且,检测器线圈L3配置在接收器线圈L2的中央。定位单元K21和K22分别配置在构成检测器线圈L3的线圈L31和线圈L32的内部附近。在本示例中,定位单元K21和K22的外部尺寸AK小于线圈L31和L32的内部尺寸。为了减少从接收器线圈L2和检测器线圈L3的磁通量泄漏,并且还为了提高检测器线圈L2和检测器线圈L3的Q值,希望例如以诸如铁氧体的磁性材料、诸如金属的导电材料、或磁性材料和导电金属的组合来实现磁性屏蔽材料41。同时,为了提高检测器线圈L3的Q值,希望以磁性材料来实现定位单元K21和定位单元K22。然而,磁性屏蔽材料41、定位单元K21和定位单元K22可以是用于维持检测器线圈L3和接收器线圈L2的形状和位置的任何材料,诸如结合剂、粘合剂、结合带(bondingtape)或层压材料(laminate)。例如,诸如塑料、玻璃和木材的材料也是可以接受的。此外,在以磁性材料实现磁性屏蔽材料41、定位单元K21和定位单元K22的情况下,从制造成本的立场希望这些磁性材料具有大致相同的成分。然而,从另一立场来看,在某些情况下希望这些磁性材料中的至少一个或更多的成分区别于其他磁性材料的成分。图6A和图6B中所示的接收器线圈L2是螺旋形线圈。为了有效地升高在发送器线圈L1和接收器线圈L2之间的磁性耦合,希望发送器线圈L1和接收器线圈L2是例如螺旋形线圈、螺纹形线圈或具有螺旋和螺纹形的组合的线圈。然而,发送器线圈L1和接收器线圈L2不限于此。而且,图6A和图6B中示出的检测器线圈L3是由螺旋形线圈L31和分布与线圈L31的磁通量的方向大致相反的方向的磁通量的螺旋形线圈L32(参见图7)组合而实现的8字形线圈。尽管将在以后描述细节,但是如果检测器线圈L3仅是螺旋形线圈(spiral-shapedcoil)、螺纹形线圈(helicalcoil)或具有螺旋和螺纹形的组合的线圈,则将极大地减小异物金属检测精度。因此,希望检测器线圈L3是能够在具有大致相反的方向的表面(诸如...
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