检测设备、电力供应系统以及控制检测设备的方法

检测设备、电力供应系统以及控制检测设备的方法
【专利摘要】本发明涉及检测设备、电力供应系统以及控制检测设备的方法。检测设备包括：测量线圈，布置在被配置为接收通过磁场供应的电力的电力接收线圈附近；测量部，被配置为测量测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及异物检测部，被配置为基于测量线圈电压获得电力接收线圈和测量线圈的至少一个的电气特性值，并且如果电气特性值低于预定的下限阈值，则在磁场中检测到异物。
【专利说明】检测设备、电力供应系统以及控制检测设备的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年5月16日提交的日本在先专利申请JP2013-103629的权益，将其全部内容通过引用结合于此。

【技术领域】
[0003]本公开涉及一种检测设备、电力供应系统以及控制检测设备的方法。更具体地，本公开涉及一种检测磁场中的异物的检测设备、电力供应系统以及控制检测设备的方法。
[0004]【背景技术】近几年，以电非接触的方式向诸如移动手机、移动音乐播放器等的CE(消费电子)装置供电的电力供应系统已经引起了人们的关注。这些电力供应系统称为非接触电力供应系统、非接触电力输送系统、无线电供应系统等。利用这些系统，可以通过简单的方法向二次侧装置充电，例如，在一次侧装置(诸如电力供应装置等)上放置二次侧装置，诸如电子装置。就是说，电子装置和电力供应装置之间的终端连接变得没有必要。
[0005]作为一种以该方式执行非接触电力供应的方法，电磁感应方法已被熟知。而且，最近，使用利用共振现象的被称为磁场共振法(或磁供振法)的非接触电力供应系统已经引起了人们的注意。
[0006]使用磁场共振法非接触电力供应系统的优点在于可以基于共振现象的原理在布置成相比电磁感应法的情况彼此更加远离的装置之间执行电力输送。而且，使用磁场共振法的非接触电力供应系统的优点还在于即使电源的电力供应线圈和电力供应目的地的电力接收线圈之间的轴对齐在某种程度上劣化，电力输送效率(即，电力供应效率)也不会降低太多。
[0007]然而，磁场共振法和电磁感应法都是使用电源的电力供应线圈与电力供应目的地的电力接收线圈之间的磁耦合的非接触电力供应系统。
[0008]顺便提及，非接触电力供应系统的重要要素之一是针对诸如可能通过磁力线产生热的金属、磁体、磁铁等的异物的热产生的防范措施。在使用电磁感应法或磁场共振法的非接触电力供应系统中，如果异物混入电力供应线圈与电力接收线圈之间的间隙，则异物可能通过穿过异物的磁力线产生热。异物的热产生是由通过金属异物的磁力线的通路在金属异物中产生的涡电流损耗、由通过异物磁体、异物磁铁等的磁力线的通路在异物磁体等中产生的磁滞损耗引起的。
[0009]异物的热产生可能引起电力供应装置和电子装置等的故障或损害。因此，防止异物的热产生被视为是非接触电力供应系统的主要任务。
[0010]作为针对热产生的防范措施，提供了一种增加温度传感器以检测异物的热产生的方法。然而，在该方法中，将检测已经产生热的异物，从而该方法难以成为针对异物的热产生的基本防范措施。也就是说，希望提供一种在异物实际上产生大量的热之前检测可能通过磁力线产热的异物的方法。
[0011]因此，提出一种当存在插入于电力供应设备与电力接收设备之间的金属异物时检查电参数(电流、电压等等)中的变化，以及确定金属异物的存在与否的方法的建议。通过这种方法，可以在异物产生大量的热量之前检测异物的存在。具体地，已经提出了一种通过在电力供应设备与电力接收设备之间通信时的振幅和相位中的变化来检测金属异物的方法的建议(例如，参见日本待审专利申请公开N0.2008-206231)。此外，已经提出了一种通过涡电流损耗检测金属异物的方法的建议(例如，参见日本待审专利申请公开N0.2001-275280)。


【发明内容】

[0012]然而，在上述现有技术中，难以正确地检测异物。在上述系统中，没有考虑对电力接收设备的金属外壳的影响。在对常用电子装置进行充电的情况下，很可能某些种类的金属(金属外壳、金属零件等)用于电子装置。因此，难以确定参数的变化是由“金属壳体等的影响”引起的还是由“不期望的金属异物的存在”而引起的。例如，在通过涡电流损耗的变化来检测异物的情况下，难以确定涡电流损耗是由电子装置的金属外壳产生的，还是由在电力供应设备与电力接收设备之间的不期望的金属异物的存在而产生的。这对通过振幅和相位的变化来检测异物的情况是一样的。
[0013]已鉴于这些情况实现了本技术，并且期望正确地检测磁场中的异物。
[0014]实现本技术以解决上述问题。根据本公开的实施方式，提供了一种检测设备，包括:测量线圈，布置在被配置为通过磁场接收所供应的电力的电力接收线圈的附近；测量部，被配置为测量测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及异物检测部，被配置为基于所测量的线圈电压获得电力接收线圈和测量线圈的至少一个的电气特性值，并且如果电气特性值低于预定的下限阈值，则在磁场中检测到异物。还提供了控制检测设备的方法。因此，如果电气特性值低于预定的下限值，则实现异物检测的工作效果。
[0015]而且，在上述实施方式中，如果电气特性值低于下限阈值，或者如果电气特性值高于比下限阈值大的上限阈值，则异物检测部可被配置为检测到异物。因此，如果电气特性值低于下限阈值，或者如果电气特性值高于比下限阈值大的上限阈值，则实现检测异物的工作效果。
[0016]而且，在上述实施方式中，上限阈值可高于作为不存在异物时的电气特性值的参考值，并且下限阈值可以是低于参考值的值。因此，如果电气特性值低于比参考值小的下限值，则实现检测异物的工作效果。
[0017]而且，在上述实施方式中，测量部可被配置成进一步测量电力接收线圈的电压和电流，并且异物检测部可被配置为从测量线圈电压以及电力接收线圈的电压与电流获得电力接收线圈的阻抗作为电气特性值。因此，实现获得作为电气特性值的电力接收线圈的阻抗的工作效果。
[0018]而且，在上述实施方式中，测量部可被配置为进一步测量电力接收线圈的电压作为电力接收线圈电压，并且异物检测部可被配置为获得测量线圈与电力接收线圈的电压比作为电气特性值。因此，实现获得作为电气特性值的电压比的工作效果。
[0019]而且，在上述实施方式中，测量部可被配置为进一步测量电力接收线圈的电压作为电力接收线圈电压，电力接收线圈可被配置为依次接收彼此具有不同的电力量的第一电力和第二电力，并且异物检测部可被配置为获得当接收第一电力时所获得的电压比与当接收第二电力时获得的电压比之间的差值作为电气特性。因此，实现了获得作为电气特性值的电压比之间的差值的工作效果。
[0020]而且，在上述实施方式中，测量线圈可被配置为具有比电力接收线圈的线圈表面积小的线圈表面积。因此，实现了测量比电力接收线圈的电压小的测量线圈的电压的工作效果。
[0021]而且，在上述实施方式中，测量线圈可被布置在电力接收线圈的内部。因此，实现了测量布置在电力接收线圈内部的测量线圈的电压的工作效果。
[0022]而且，在上述实施方式中，测量线圈可被布置为与电力接收线圈的平面基本上相同的平面中。因此，实现了测量布置在与电力接收线圈的平面基本上相同的平面中的测量线圈的电压的工作效果。
[0023]而且，在上述实施方式中，测量线圈可被布置在测量线圈的线圈表面与电力接收线圈的线圈表面具有基本上相同的中心位置的位置处。因此，实现了测量布置在其中测量线圈的线圈表面与电力接收线圈的线圈表面具有基本上相同中心位置的位置处的测量线圈的电压的工作效果。
[0024]而且，在上述实施方式中，电力可以是从电力供应设备供应的电力，并且检测设备可进一步包括传输部，传输部被配置为如果检测到异物则发送请求降低电力量的控制信号。因此，实现了如果检测到异物则发送请求降低电力量的控制信号的工作效果。
[0025]根据本公开的另一种实施方式，提供了一种检测设备，包括:测量线圈，布置在被配置为通过磁场供应电力的电力供应线圈附近；测量部，被配置为测量测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及异物检测部，被配置为基于测量线圈电压获得电力接收线圈和测量线圈的至少一个的电气特性值，并且如果电气特性值低于预定的下限阈值，则在磁场中检测到异物。因此，如果电气特性值低于预定的下限值，则实现异物的检测的工作效果。
[0026]根据本公开的另一种实施方式，提供了一种电力供应系统，包括:电力供应线圈，被配置为通过磁场供应电力；电力接收线圈，被配置为接收电力；测量线圈，布置在电力接收线圈的附近；测量部，被配置为测量测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及异物检测部，被配置为基于测量线圈电压获得电力接收线圈和测量线圈的至少一个的电气特性值，并且如果电气特性值低于预定的下限阈值，则在磁场中检测到异物。因此，实现了基于测量线圈电压检测异物的工作效果。
[0027]通过本技术，可以获得正确地检测磁场中的异物的优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0028]图1是示出根据第一种实施方式的非接触电力供应系统的配置的实例的透视图；
[0029]图2是示出根据第一种实施方式的电力供应设备的配置的实例的框图；
[0030]图3示出根据第一种实施方式的电力接收设备的配置的实例的框图；
[0031]图4A和图4B是示出根据第一种实施方式的电力接收线圈和检测线圈的实例的示图；
[0032]图5是示出根据第一种实施方式的异物检测部的配置的实例的框图；
[0033]图6是示出根据第一种实施方式的电力供应设备的操作的实例的流程图；
[0034]图7示出根据第一种实施方式的电力接收设备的操作的实例的流程图；
[0035]图8是示出根据第一种实施方式的异物的温度变化的实例的曲线图；
[0036]图9是示出根据第一种实施方式的电力接收线圈的阻抗变化的实例的曲线图；
[0037]图10是示出根据第二种实施方式的ΛΚ的变化的实例的曲线图；
[0038]图11是示出根据第三种实施方式的电压比的变化的实例的曲线图；
[0039]图12是根据第四种实施方式的检测线圈的电压变化的实例的曲线图；以及
[0040]图13A至图13G分别是示出根据变形例的电力接收线圈和检测线圈的布置的实例的截面图。

【具体实施方式】
[0041]在下文中，将给出用于执行本技术的模式(以下简称为实施方式)的描述。将按照以下顺序给出描述。
[0042]1.第一种实施方式(基于阻抗检测异物的实例)
[0043]2.第二种实施方式(基于Λ K检测异物的实例)
[0044]3.第三种实施方式(基于电压比检测异物的实例)
[0045]4.第四种实施方式(基于检测线圈电压检测异物的实例)
[0046]5.变形例
[0047]1.第一种实施方式
[0048]非接触电力供应系统的配置的实例
[0049]图1是示出根据第一种实施方式的非接触电力供应系统的配置的实例的透视图。非接触电力供应系统是通过磁场以电非接触的方式供应电力的系统。非接触电力供应系统包括电力供应设备100以及电力接收设备400和401。在这点上，电力接收设备的数目并不限于两个，并且可以是一个、三个或更多个。
[0050]电力供应设备100以电非接触的方式向电力接收设备400和401供应电力。通过非接触电力供应，允许用户通过简单的操作对电力接收设备400和401充电，诸如将电力接收设备400和401放置于电力供应设备100上等，而不会将终端连接至AC (交流电)适配器等。这种充电方法降低了用户的工作量。
[0051]例如，电力供应设备100形成为具有特定面积的平面形状。具体地，电力供应设备100形成为浅盒形状(所谓的托盘状态)、垫的形状(所谓的垫状态)或者具有平坦的上部的具有稍许高度的形状(所谓的桌台状态)。平面的下部或表面(在下文中，称作“电力供应面”)设置有产生磁场的电力供应线圈。
[0052]期望电力供应面的表面充分大于电力接收设备的电力接收面的面积，以允许多个电力接收设备(诸如电力接收设备400和401等)放置于表面上。在此，电力接收面是包括其上布置有通过磁场接收所供应的电力的电力接收线圈的下部或表面的平面。通过在电力供应面上放置多个电力接收设备，非接触电力供应系统可以同时或依次对这些设备充电。
[0053]在这点上，采用其中电力供应面的面积大于电力接收面的面积的配置。然而，配置并不限于该配置。面积可以基本相等，或者电力供应面的面积可小于电力接收面的面积。而且，可以仅通过拿的近些来对电力接收设备400等进行充电，并且因此电力供应设备100的形状不限于具有平面的形状。例如，电力供应设备100可以是台式形状，诸如桌子支架、托板等。
[0054]而且，电力供应设备100具有仅用于充电的配置。然而，与充电一起，电力供应设备100可与电力接收设备400的双向数据传输。
[0055]电力接收设备400通过磁场接收从电力供应设备100供应的电力。例如，诸如移动电话终端、电子静像照相机等的电子装置被用作电力接收设备400。电力接收设备400检测在磁场中是否存在异物。并且如果检测到异物，电力接收设备400请求电力供应设备100降低电力供应量。电力供应设备100响应于请求降低电力供应量。因此，防止了异物的热产生。电力接收设备401具有与电力接收设备400的配置相同的配置。在这点上，电力接收设备400可以是除了电子装置的装备，诸如电动车辆等。例如，在电动车辆的情况下，允许电力接收设备400检测与泥浆等一起附接到车身的金属异物。
[0056]电力供应设备的配置的实例
[0057]图2是示出根据第一种实施方式的电力供应设备100的配置的实例的框图。电力供应设备100包括电力变换电路110、电力供应控制部120、解调电路130、阻抗匹配电路140、电容器150和电力供应线圈160。
[0058]电力变换电路110是转换从电力供应设备100的外部电源供应的的电力的电压和频率并且产生用于进行电力传输的AC电力的电路。而且，当电源控制部120指示改变频率时，电力变换电路110改变所产生的AC电力的频率。在此，例如，外部电源是通过插座(所谓的电源插座)来供应的商业电源。
[0059]电力供应控制部120控制供应至电力接收设备400的电力量。当接通电力供应设备100的电源时，电源控制部120控制电力变换电路110开始向电力接收设备400供应预定量的电力W1。在此，例如，电力量Wl被设置为允许电力接收设备400操作的最低电力量。
[0060]并且电力供应控制部120通过解调电路130从电力接收设备400接收控制电力供应量的电力供应控制信号。电力供应控制部120根据电力供应控制信号控制电力供应量。例如，电力供应控制信号包括用于请求增加电力供应量的信号以及用于请求降低电力供应量的信号。
[0061]如果请求增加电力供应量，电力供应控制部120控制电力变换电路110以使电力供应设备100供应高于电力量Wl的电力量W2。在此，电力量W2被设置为电力接收设备400足以对二次电池等进行充电的电力量。
[0062]并且当电力量为W2时，如果请求降低电力供应量，则电力供应控制部120控制电力变换电路110以将电力量返回至W1。在这点上，电力供应控制部120控制两个级别(stage)ffl和W2中的电力量。然而，电力供应控制部120可执行三级控制，或者可控制电力供应的开始和停止。
[0063]例如，通过电力供应控制部120对电力变换电路110施加控制从而改变AC频率来执行电力供应量的控制。具体地，如果电力供应控制部120增加电力供应量，则电力供应控制部120将AC频率与特定频率(例如，谐振频率)匹配。如果电力供应控制部120降低电力供应量，则电力供应控制部120执行控制以使AC频率变成与特定频率不同的值。
[0064]在这点上，电力供应量的控制并不限于改变AC频率。例如，电力供应控制部120可使电力变换电路110增大或者降低AC电压从而控制电力供应量。而且,在其中电力变换电路110通过切换电源等产生脉冲信号以向电力供应线圈160供应脉冲信号的配置的情况下，电力供应控制部120可通过改变脉冲信号的占空比来控制电力供应量。
[0065]解调电路130解调来自电力接收设备400的AC信号，并且提取叠加在AC信号上的电力供应控制信号。解调电路130向电力供应控制部120供应电力供应控制信号。
[0066]阻抗匹配电路140是控制电力供应侧电路的阻抗以获得与电力接收侧电路的阻抗相匹配的阻抗的电路。通过执行阻抗匹配，提高了电力传输效率。在这点上，如果传输效率足够高或者仅通过电力接收侧的阻抗匹配便足以提高传输效率等，则可采用未布置阻抗匹配电路140的配置。
[0067]电容器150是存储或释放电能的元件。例如，电容器150串联连接至电力供应线圈160并且与电力供应线圈160 —起构成LC谐振电路。电容器150的电容值被设置成使得LC谐振电路的谐振频率fl基本上与电力接收侧的LC谐振电路的谐振频率f2匹配或者变成接近谐振频率f2的频率。
[0068]在这点上，如果通过电力供应线圈160的线路电容或者通过电力供应线圈160与稍候描述的电力接收线圈之间的电容形成的寄生电容成分等获得谐振频率Π，则可以不布置电容器150。而且，在电力传输效率足够高等的情况下，可以不布置电容器150。
[0069]而且，电容器150可以是可变电容器。在那种情况下，电力供应控制部120控制电容以调整谐振频率。
[0070]当从电力变换电路110供应AC电力时，电力供应线圈160根据安培定律产生电磁波。电力通过该电磁波供应至电力接收设备400。
[0071]在这点上，电力供应设备100具有仅包括一个电力供应线圈160的配置。然而，电力供应设备100可具有包括多个电力供应线圈160的配置。
[0072]电力接收设备的配置的实例
[0073]图3是示出根据第一种实施方式的电力接收设备400的配置的实例的框图。电力接收设备400包括检测线圈410、电容器420、电力接收线圈430、电容器440和441以及电力接收控制部450。而且，电力接收设备400包括充电控制部480、二次电池481以及负载电路482。
[0074]检测线圈410是布置在电力接收线圈430附近的线圈，并且用于测量电压以检测异物。在这点上，检测线圈410是在权利要求中所描述的测量线圈的实例。
[0075]电容器420是存储或释放电能的元件。例如，电容器420串联连接至检测线圈410。电容器420用于谐振的目的，滤波的目的、耦合的目的等。特别地，在谐振的目的的情况下，电容器420与检测线圈410 —起构成LC谐振电路。并且电容器420的电容值被设置成使得LC谐振电路具有f3的谐振频率。而且，在降低由电力供应侧引起的电磁干扰的情况下，期望将谐振频率f3设置成不与电力供应侧的谐振频率fl匹配。相反，在积极使用由电力供应侧引起的电磁干扰的情况下，有时将谐振频率f3设置为与电力供应侧的谐振频率fl匹配。当然，在谐振的目的、滤波的目的、耦合目的等没必要的情形下，没必要布置电容器420。
[0076]电力接收线圈430接收从电力供应设备100供应的电力。具体地，当从电力供应设备100供应电磁波时，根据电磁感应定律，电力接收线圈430响应于电磁波的磁通量的变化产生感应电压。
[0077]在这点上，电力接收设备400具有仅包括一个电力接收线圈430的配置。然而，电力接收线圈430可具有包括多个电力接收线圈430的配置。而且，在电力接收线圈430包括多个电力接收线圈430的情况下，检测线圈410布置在至少一个电力接收线圈430的附近。
[0078]电容器440和441是存储电能或释放电能的元件。电容器440串联连接至电力接收线圈430，并且电容器441与电力接收线圈430并联连接。电容器440和441与电力接收线圈430 —起组成LC谐振电路。电容器440的电容值等被设置成使得LC谐振电路的谐振频率f2基本上与电力供应侧的谐振频率Π匹配，或者变成接近谐振频率Π的频率。
[0079]在这点上，电容器420和440中的至少一个可以是可变电容器。在那种情况下，电力接收控制部450控制可变电容器的电容以调整谐振频率。另一方面，如果谐振频率f2是通过电力接收线圈430的线路电容或者通过电力供应线圈160与电力接收线圈430之间的电容形成的寄生电容成分等获得的，则可以不布置电容器420和电容器440。而且，在电力传输效率足够高等的情况下，可以不布置电容器420和电容器440。
[0080]而且，电力接收设备400可进一步包括除了包括检测线圈410的谐振电路以及包括电力接收线圈430的谐振电路以外的谐振电路。
[0081]电力接收控制部450执行对电力接收设备400的整体控制。电力接收控制部450包括测量部451、异物检测部460、调制电路452、电力接收控制电路453、阻抗匹配电路454、整流电路455、电压稳定电路456以及负载连接电路457。
[0082]而且，电力接收控制部450包括端子471、472、473和474。检测线圈410的一端通过电容器420连接至端子471。包括电力接收线圈430的LC谐振电路连接至端子472和473。充电控制部480连接至端子474。
[0083]测量部451测量电力接收线圈430的电压V2和电流I2以及检测线圈410的电压V30通过电压互感器等测量电压。分流电阻器串联连接至电力接收线圈，并且例如从两端的电位差获得电流。例如，在测量中，伏特(V)被用作电压的单元，例如，安培(A)被用作电流的单元。
[0084]在这点上，可通过电流互感器获得电流。而且，测量部451可包括放大AC信号的放大电路，并且可测量通过放大电路等放大的电压。通过放大AC信号，测量部451可以具有高精度地测量电压等。
[0085]在下文中，电力接收线圈430的电压V2被称作“电力接收线圈电压”，并且在下文中，电力接收线圈430的电流I2被称作“电力接收线圈电流”。而且，在下文中，检测线圈的电压V3被称作“检测线圈电压”。测量部451向异物检测部460供应测量值。
[0086]在此，假设要测量的电力接收线圈电压和电力接收线圈电流是在由整流电路整流之前的电压和电流。在这点上，也可采用其中测量部451在整流后测量接收电力线圈电压和电力接收线圈电流的配置。
[0087]异物检测部460基于由测量部451测量的测量值检测来自电力供应设备100的磁场中的异物。异物检测部460基于来自电力接收控制部450的连接控制信号确定是否连接负载。并且异物检测部460获得连接负载时以及未连接负载时的测量值并且基于测量值检测异物。稍后将给出检测方法的具体描述。异物检测部460将异物的检测结果供应至电力接收控制部450。
[0088]在这点上，包括检测线圈410、测量部451和异物检测部460的设备是在权利要求中所描述的异物检测设备的实例。而且，采用在电力接收设备400中包括异物检测设备的配置。然而，也可采用将异物检测设备布置在电力接收设备400的外部的配置。
[0089]调制电路452调制至电力供应设备100的AC信号的振幅等以添加电力供应控制信号。当调制电路452从电力接收控制电路453接收电力供应控制信号时，调制电路452将电力供应控制信号叠加在AC信号上。因此，电力供应控制信号被发送到电力供应设备100。
[0090]在这点上，调制电路452执行负载调制，但可通过除了负载调制的调制方法执行调制。而且，电力接收设备400通过负载调制发送电力供应控制信号，但可通过另外的方法执行发送。例如，电力接收设备400可进一步包括通信线圈和天线，并可使用通信线圈和天线发送电力供应控制信号。
[0091]电力接收控制电路453基于异物检测结果控制电力供应量。当电力供应设备100供应Wl的电力时，电力接收控制电路453向负载连接电路457供应指示断开负载的连接控制信号。
[0092]并且当从异物检测部460接收到测量终止通知时，电力接收控制电路453向负载连接电路457供应指示连接负载的连接控制信号，并且向调制电路452供应请求增加电力供应量的电力供应控制信号。因此，电力供应量从Wl增加到W2。
[0093]在供应W2的电力之后，当接收到表示异物的检测的检测结果时，电力接收控制电路453向负载连接电路457供应指示断开负载的连接控制信号，并且向调制电路452供应请求降低电力供应量的电力供应控制信号。因此，电力供应量从W2降低至W1，从而抑制异物的热产生。
[0094]在这点上，电力接收控制电路453在异物检测时间请求将电力供应量返回至最初的W1。然而，电力接收控制电路453在异物检测时间可请求将电力供应量降低至低于W1。而且，电力接收控制电路453在异物检测时间可请求低于W2但高于Wl的电力供应量。可替代地，电力接收控制电路453在异物检测时间可请求停止电力供应。或者，电力接收控制电路453在异物检测时间可仅指示断开负载而不请求降低电力供应量。在不请求降低电力供应量的情况下，没必要布置调制电路452。而且，电力接收控制电路453在异物检测时间断开负载。然而，电力接收控制电路453在异物检测时间可请求降低电力供应量同时连接负载。
[0095]而且，电力接收控制电路453仅发送电力供应控制信号。然而，电力接收控制电路453可进一步与电力供应控制信号独立地发送异物的检测结果。在这种情况下，电力供应设备100应该在异物检测时间降低电力供应量。
[0096]而且，电力接收控制电路453控制整流电路455和电压稳定电路456。例如，当供应电力量W2时，电力接收控制电路453操作整流电路455和电压稳定电路456。并且如果检测到异物，电力接收控制电路453停止整流电路455和电压稳定电路456。
[0097]电阻抗匹配电路454是控制电力接收电路的阻抗以获得匹配电力接收侧电路的阻抗的电路。通过获得阻抗匹配，提高电力传输效率。在这点上，在传输效率足够高的情况下，或者在仅通过电力供应设备的阻抗匹配便足以提高传输效率的情况下等，可以不布置阻抗匹配电路454。
[0098]整流电路455调整从电力供应设备100供应的AC电力以产生直流电。整流电路455通过电压稳定电路456和负载连接电路457将所产生的直流电供应至充电控制部480。电压稳定电路456执行控制以保持直流电的电压为恒定的。
[0099]在这点上，在通过整流电路455的整流之后的电力直接供应至电压稳定电路456。然而，配置并不限于该配置。例如，可采用在整流电路455与电压稳定电路456之间布置用于平滑整流之后的电力的平滑电路的配置。
[0100]负载连接电路457执行控制以便在电力接收控制电路453的控制下设备进入负载连接的状态或负载断开的状态。具体地，如果指示断开负载，则负载连接电路457打开整流电路455与充电控制部480之间的电路以停止供应直流电。另一方面，如果指示连接负载，则负载连接电路457闭和整流电路455与充电控制部480之间的电路。
[0101]充电控制部480控制直流电的电压和电流以对二次电池481进行充电。而且，充电控制部480在对二次电池481充电的同时向负载电路482供应部分充电电力。二次电池481存储通过充电控制部480充入的电力。例如，将锂离子电池等用作二次电池481。负载电路482是使用来自二次电池481或充电控制部480的电力来操作的电路。
[0102]在这点上，充电控制部480布置在电力接收控制部450的外部。然而，充电控制部480可包括在电力接收控制部450中。因此，电力接收控制部450有效地限制或停止向二次电池481和负载电路482供应电力。在那种情况下，充电控制部480可包括在电力接收控制电路453中。另一方面，当将充电控制部480布置于电力接收控制部450的外部时，可允许充电控制部480控制至少部分电力接收控制部450。
[0103]而且，异物检测设备布置在电力接收侧。然而，异物检测设备可布置在电力供应侧而不是电力接收侧。在这种情况下，检测线圈410布置在电力供应线圈160附近，并且异物检测部460检测在电力供应线圈160产生的磁场中的异物。而且，异物检测设备布置在电力供应设备100的内部或外部。而且，异物检测设备可布置在电力供应侧和电力接收侧。
[0104]而且，电力供应设备100和电力接收设备400可进一步包括除了在图2和图3中举例说明的配置之外的电路等。例如，电力供应设备100和电力接收设备400的至少一个可进一步:包括用于显示异物检测结果等的显示部；用于执行双向通信的通信部；用于检测电力接收设备400是否已经放置于电力供应设备100上的检测部等。
[0105]图4A和图4B是示出根据第一种实施方式的电力接收线圈430和电力检测线圈410的实例的示图。图4A是电力接收线圈430和检测线圈410的平面视图的实例。
[0106]检测线圈410的线圈面的面积小于电力接收线圈430的线圈面的面积。而且，检测线圈410布置在电力接收线圈430的内部。而且，期望检测线圈410被布置成使得其中心基本上与电力接收线圈430的中心匹配。
[0107]图4B是沿图4A的电力接收线圈430和检测线圈410的线IVB-1VB截取的截面图的实例。如图4B所示，为了使设备变薄，并且从实施和大规模生产的角度看，希望将检测线圈410和电力接收线圈430布置在基本上相同的平面中。
[0108]在这点上，在图4B中，检测线圈410和电力接收线圈430基本上布置于相同的平面中，但可以布置于不同的平面中。
[0109]例如，通过缠绕导电线形成电力接收线圈430、检测线圈410和电力供应线圈160，缠绕数可为任意数。在这点上，可通过除了缠绕导电线以外的任何方式形成这些线圈。例如，可通过诸如印刷电路板、柔性印刷电路等的导电图案形成这些线圈。这些线圈称作图案线圈或图案环。也可通过将导电材料印刷或沉积在基板上或者通过制作导电板或导电片等形成图案线圈。
[0110]而且，这些线圈可通过缠绕通过捆扎多条导电绳制作的线来形成。具体地，这些线圈通过缠绕通过捆扎两个导电绳制作的线、通过捆扎三个导电绳制作的线等来形成。前者被称为双股缠绕线圈，后者被称为三股缠绕线圈。而且，每个线圈的缠绕线可以是通过卷绕多条导电绳来制作的线(即，绞合线)。
[0111]而且，对于这些线圈，可使用沿厚度方向缠绕线的螺旋形线圈或螺旋状线圈。而且，每个线圈可以形成为其中螺旋形线圈后向折叠为两层的a_缠绕状、更多层的螺旋状坐寸ο
[0112]而且，为了防止磁通量泄漏并且提高传输效率，可布置由磁体、磁铁、导电体、金属等制成的屏蔽物。
[0113]而且，检测线圈410可布置在其中缠绕电力接收线圈430的线的部分(B卩，轨道(track，迹线))的内部。此外，除了用于非接触电力供应以外的线圈(诸如感应加热线圈、无线通信线圈等)可组合用于检测线圈410。此外，可根据非接触电力供应系统的配置组合使用电力接收线圈430和检测线圈410。在这点上，除了组合使用相同的线圈的情况以外，假设存在利用切换来组合使用部分线圈等的情况。
[0114]如果在通过电力供应设备100形成的磁场中存在诸如金属等的导电异物，则通过磁感应效果在异物中出现涡电流。异物被由涡电流引起的焦耳热加热。而且，由涡电流产生的磁场作用于检测线圈410和电力接收线圈430，并且改变电气特性，诸如其等效电路的阻抗等。
[0115]特别地，如果在电力接收线圈430的线的附近存在异物，则由异物产生的磁场分散在线附近的磁场，并且因此电力接收线圈430的等效电路的阻抗增大。另一方面，如果异物接近电力接收线圈430的中心，根据在电力接收线圈430的中心插入铁芯的类似原理，磁场靠近中心集中，并且因次电力接收线圈430的阻抗减小。因此，电力接收设备400可使用不存在异物时的阻抗作为参考值来从阻抗的变化中检测异物。
[0116]异物检测部的配置的实例
[0117]图5是示出根据第一种实施方式的异物检测部460的配置的实例的框图。异物检测部460包括信号处理部461、测量值保持部462、电气特性获取部463和比较部464。
[0118]信号处理部461对测量值执行预定的信号处理。具体地，执行作为信号处理的AC信号的实部和虚部的分离。信号处理部461使测量值保持部462保持在负载断开时间测量的电力接收线圈电流I2t5ff。而且，信号处理部461使测量值保持部462保持负载断开时的电力接收线圈电压V2t5ff和检测线圈电压V3t5ff的各自的实部。在保持在负载断开时间的各自的测量值之后，信号处理部461产生测量终止通知，并且将测量终止通知供应至电力接收控制电路453。
[0119]并且当连接负载时，信号处理部461使测量值保持部462保持在那时测量的电力接收线圈电流12。?。而且，信号处理部461使测量值保持部462保持在连接负载时所测量的电力接收线圈电压V2m和检测线圈电压V3m的实部。测量值保持部462保持测量值。
[0120]在这点上，信号处理部461可进一步执行从高次谐波分量和噪声分量中分离基波分量以仅提取基波分量的处理作为信号处理。而且，信号处理部461可进一步执行用于获得与载波频率有关的信息以及与载波的占空比有关的信息并且将该信息通知到电力接收控制电路453等的处理。而且，在测量部451测量直流电压等的配置的情况下，信号处理部461没必要将实部与虚部分开。
[0121]电气特性获取部463从测量值中获得表示电力接收线圈430和检测线圈410的至少一个的电气特性的参数。例如，电气特性获取部463获得等效电路的电力接收线圈430的阻抗作为参数。具体地，电气特性获取部463从测量值保持部462中读取电力接收线圈电流I2m和I2t5ff、电力接收线圈电压V2t5ff以及检测线圈电压V3m和V3t5ff。并且电气特性获取部463使用以下表达式I至4从那些测量值中获得电阻R2作为电力接收线圈430的阻抗。电气特性获取部463将所获得的电阻R2供应至比较部464。
[0122][表达式I]

【权利要求】
1.一种检测设备，包括: 测量线圈，布置在被配置为接收通过磁场供应的电力的电力接收线圈的附近； 测量部，被配置为测量所述测量线圈的电压以作为测量线圈电压；以及异物检测部，被配置为基于所述测量线圈电压获得所述电力接收线圈和所述测量线圈中的至少一个的电气特性值，并且如果所述电气特性值低于预定的下限阈值，则在所述磁场中检测到异物。
2.根据权利要求1所述的检测设备， 其中，如果所述电气特性值低于所述下限阈值，或者如果所述电气特性值高于比所述下限阈值大的上限阈值，则所述异物检测部被配置为检测到所述异物。
3.根据权利要求2所述的检测设备， 其中，所述上限阈值高于作为在不存在异物时的所述电气特性值的参考值，并且所述下限阈值是低于所述参考值的值。
4.根据权利要求1所述的检测设备， 其中，所述测量部被配置为进一步测量所述电力接收线圈的电压和电流，以及所述异物检测部被配置为从所述测量线圈电压以及所述电力接收线圈的所述电压和所述电流中获得所述电力接收线圈的阻抗以作为所述电气特性值。
5.根据权利要求1所述的检测设备， 其中，所述测量部被配置为进一步测量所述电力接收线圈的电压以作为电力接收线圈电压，并且 所述异物检测部被配置为获得所述测量线圈电压与所述电力接收线圈电压的电压比以作为所述电气特性值。
6.根据权利要求5所述的检测设备， 其中，所述测量部被配置为进一步测量所述电力接收线圈的电压以作为电力接收线圈电压， 所述电力接收线圈被配置为依次接收彼此具有不同的电力量的第一电力和第二电力，并且 所述异物检测部被配置为获得在接收所述第一电力时所获得的所述电压比与在接收所述第二电力时所获得的所述电压比之间的差值以作为所述电气特性值。
7.根据权利要求1所述的检测设备， 其中，所述测量线圈被配置为具有比所述电力接收线圈的线圈表面积小的线圈表面积。
8.根据权利要求7所述的检测设备， 其中，所述测量线圈被布置在所述电力接收线圈的内部。
9.根据权利要求1所述的检测设备， 其中，所述测量线圈被布置在与所述电力接收线圈的平面基本相同的平面上。
10.根据权利要求1所述的检测设备， 其中，所述测量线圈被布置在所述测量线圈的线圈表面与所述电力接收线圈的线圈表面具有基本相同的中心位置的位置处。
11.根据权利要求1所述的检测设备， 其中，所述电力是从电力供应设备供应的电力，并且 所述检测设备进一步包括发送部，被配置为如果检测到所述异物，则发送请求降低所述电力的量的控制信号。
12.—种检测设备，包括: 测量线圈，布置在被配置为通过磁场供应电力的电力供应线圈的附近； 测量部，被配置为测量所述测量线圈的电压以作为测量线圈电压；以及 异物检测部，被配置为基于所述测量线圈电压获得所述电力接收线圈和所述测量线圈中的至少一个的电气特性值，并且如果所述电气特性值低于预定的下限阈值，则在所述磁场中检测到异物。
13.一种电力供应系统，包括: 电力供应线圈，被配置为通过磁场供应电力； 电力接收线圈，被配置为接收所述电力； 测量线圈，布置在所述电力接收线圈的附近； 测量部，被配置为测量所述测量线圈的电压以作为测量线圈电压；以及 异物检测部，被配置为基于所述测量线圈电压获得所述电力接收线圈和所述测量线圈中的至少一个的电气特性值，并且如果所述电气特性值低于预定的下限阈值，则在所述磁场中检测到异物。
14.根据权利要求13所述的电力供应系统， 其中，如果所述电气特性值低于所述下限阈值，或者如果所述电气特性值高于比所述下限阈值大的上限阈值，则所述异物检测部被配置为检测到所述异物。
15.一种检测设备的控制方法，所述方法包括: 通过测量部测量布置在电力接收线圈的附近的测量线圈的电压作为测量线圈电压，所述电力接收线圈被配置为接收通过磁场供应的电力；以及 通过异物检测部检测异物，所述异物检测部基于所述测量线圈电压获得所述电力接收线圈与所述测量线圈中的至少一个的电气特性值，并且如果所述电气特性值低于预定的下限阈值，则在所述磁场中检测到所述异物。
【文档编号】H02J17/00GK104167824SQ201410196126
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】大前宇一郎, 木屋川内保 申请人:索尼公司