非接触充电系统和非接触充电方法
【专利摘要】本公开的实施例涉及非接触充电系统和非接触充电方法。本发明提供一种非接触充电系统，其可以在执行电功率接收的同时将关于接收状态的信息从电功率接收设备传送到电功率发射设备。非接触充电系统被配置有以谐振频率执行电功率发射的电功率发射设备和以谐振频率执行电功率接收的电功率接收设备。电功率接收设备包括：调整单元，可调整谐振频率；以及接收侧控制单元，用于当满足指定条件时调整谐振频率。电功率发射设备包括：反射波检测单元，检测来自电功率接收设备的反射波；提取单元，提取包括在反射波中的接收信息；以及发射侧控制单元，控制电功率发射。
【专利说明】非接触充电系统和非接触充电方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]于2013年6月21日提交的日本专利申请N0.2013-130835的包括说明书、附图和摘要在内的全部公开内容在此通过弓I用整体并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于利用磁谐振执行电功率发射和接收的非接触充电系统和非接触充电方法。
【背景技术】
[0004]作为无线供电技术，通常已知使用电磁感应的技术和使用无线电波的技术。与此形成对比，近年来提出使用磁谐振的技术(例如参照专利文献I)。
[0005]在使用磁谐振的无线供电技术中，例如在电功率发射设备中提供具有谐振频率frl的发射谐振线圈，并且在电功率接收设备中提供具有谐振频率fr2的接收谐振线圈。通过调谐这些线圈的谐振频率frl和fr2以及通过适当地调整尺寸和布局，出现磁场的耦合状态，允许电功率发射设备和电功率接收设备之间磁谐振的能量传送。因此，通过无线电将电功率从电功率发射设备的发射谐振线圈传送到电功率接收设备的接收谐振线圈。
[0006](专利文献)
[0007](专利文献I)公开的日本未审专利申请N0.2013-5527
【发明内容】
[0008]另一方面，根据上面列出的专利文献，当完成充电时，可以通过改变接收谐振线圈的谐振频率来向电功率发射设备通知充电的完成。然而，难以在充电期间向电功率发射设备通知电功率接收设备的接收状态和其它情况。
[0009]如果需要通知该信息，则必需停止来自电功率发射设备的电功率发射，以便将该信息从电功率接收设备传送给电功率发射设备。
[0010]为了解决诸如上述的问题，本发明的目的在于提供一种非接触充电系统和非接触充电方法，其中可以在执行电功率接收的同时，通过简单的方式将关于接收状态的信息从电功率接收设备传送到电功率发射设备。
[0011]本发明的其它问题和新特征从本说明书和附图的描述中将变得清楚。
[0012]根据一个实施例,一种非接触充电系统配置有电功率发射设备和电功率接收设备，电功率发射设备用于通过采用发射谐振线圈以谐振频率执行电功率发射，电功率接收设备用于通过采用接收谐振线圈以谐振频率执行电功率接收。电功率接收设备包括:调整单元，用于调整接收谐振线圈的谐振频率；以及接收侧控制单元，用于当满足指定条件时指示调整单元根据指定模式调整谐振频率。电功率发射设备包括:反射波检测单元，用于检测伴随电动率发射来自电功率接收设备的反射波；提取单元，用于提取由反射波检测单元检测到的并且随着谐振频率的调整而改变的反射波中包括的接收信息；以及发射侧控制单元，用于基于提取单元提取的接收信息来控制来自发射谐振线圈的电功率发射。
[0013]根据一个实施例，可以在执行电功率接收的同时通过简单的方式将关于接收状态的信息从电功率接收设备传送到电功率发射设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是图示根据本实施例的非接触充电系统I的说明图；
[0015]图2是图根据本实施例的电功率发射设备10和电功率接收设备20的硬件配置的概要的说明图；
[0016]图3是图不电功率发射设备10和电功率接收设备20之间的信号传送的说明图；
[0017]图4是说明根据本实施例的电功率发射设备10的传送控制中的处理的流程图；
[0018]图5是图示根据本实施例的异常阈值和通信阈值的说明图；
[0019]图6是说明根据本实施例的电功率接收设备20的接收控制中的处理的流程图；
[0020]图7A是图示根据本实施例的可变电容器31的电容值的调整的说明图；
[0021]图7B是图示根据本实施例的可变电容器31的电容值的调整的另一说明图；
[0022]图8A是图示根据本实施例的修改示例的可变电容器的电容值的调整的说明图；以及
[0023]图SB是图示根据本实施例的修改示例的可变电容器的电容值的调整的另一说明图。
【具体实施方式】
[0024]以下参照附图详细地说明实施例。在附图中，同一参考符号将附接到相同或对应的部件，并且将不再重复其说明。
[0025](系统配置)
[0026]图1是图示根据本实施例的非接触充电系统I的说明图。
[0027]根据本实施例，参照图1说明非接触充电系统I，其可以以非接触方式对电功率接收设备的多个单元进行充电。
[0028]在本实施例中，非接触充电系统I包括:电功率发射设备10，其发射电功率；电功率接收设备20A-20C的三个单元(以下也统称为电功率接收设备20)，其接收来自电功率发射设备10的电功率；和电池30A-30C(蓄电池)，分别对应于电功率接收设备20A-20C地设置并且对电功率接收设备20中的每一个接收到的电功率进行充电。作为示例，本实施例说明其中将电功率接收设备20A-20C的三个单元提供给电功率发射设备10的一个单元的情况。然而，并不具体地局限于本配置。也可以采用其中进一步提供另一电功率接收设备的配置或其中仅提供电功率接收设备的一个单元的配置。
[0029]电功率发射设备10包括:天线12 ;耦合到天线12的发射侧控制单元14 ；以及耦合到天线12的发射侧驱动单元16。电功率发射设备10被供给有来自耦合到AC适配器40的电源的电功率。
[0030]发射侧控制单元14控制发射侧驱动单元16经由天线12将电动率发射给电功率接收设备20，并且同时，可以经由天线12与电功率接收设备20通信。
[0031]电功率接收设备20A-20C分别包括:天线22A_22C(以下也统称为天线22);分别耦合到天线22A-22C的接收侧控制单元24A-24C(以下也统称为接收侧控制单元24)；以及分别耦合到天线22A-22C的接收侧驱动单元26A-26C(以下也统称为接收侧驱动单元26)。接收侧驱动单元26A-26C分别耦合到电池30A-30C(以下也统称为电池30)，电池30A-30C对接收到的电功率进行充电。
[0032]接收侧控制单元24控制接收侧驱动单元26以经由天线22接收来自电功率发射设备10的电功率，并且同时，可以经由天线22与电功率发射设备10通信。
[0033](硬件配置)
[0034]图2是图根据本实施例的电功率发射设备10和电功率接收设备20的硬件配置的概要的说明图。
[0035]如图2所示，电功率发射设备10被配置有发射侧控制单元14、发射侧驱动单元16和由发射谐振线圈形成的天线12。
[0036]发射侧控制单元14包括:控制整个电功率发射设备的控制器2 ;存储器2A ;产生用于调节每个单元的操作定时的内部时钟的振荡器电路3 ;执行NFC系统(NFC代表近场通信)中的通信的NFC通信单元4 ;调整发射谐振线圈的谐振频率的谐振调节电路5 ;反射波检测电路15 ;以及接收信息提取电路17。
[0037]控制器2基于存储在存储器2A中的程序来指示有关电动率发射的各种处理的执行。存储器2A也提供为工作区域。各种设置值也存储在存储器2A中。
[0038]NFC通信单元4包括:NFC驱动电路4A ；NFC调制器电路4B ;以及NFC解调器电路4C。
[0039]NFC调制器电路4B将从控制器2输出的发射数据转换成与NFC协议一致的调制信号。
[0040]NFC驱动电路4A经由天线12将NFC调制器电路4B输出的调制信号传送到电功率接收设备20。
[0041]NFC解调器电路4C对经由天线12接收到的信号进行解调并且将解调的信号作为接收数据输出到控制器2。
[0042]谐振调整电路5根据来自控制器2的指令来调整发射谐振线圈的谐振频率。
[0043]反射波检测电路15检测来自电功率接收设备20的反射波。反射波在从电功率发射设备10到电功率接收设备20的电动率发射时产生。
[0044]接收信息提取电路17提取关于电功率接收的信息(接收信息)，该信息包括在通过反射波检测电路15检测到的反射波中。
[0045]发射侧驱动单元16包括:看门狗定时器6 ;电压控制电路7 ;驱动器；以及谐振电路9。
[0046]看门狗定时器6根据从振荡器电路3输出的内部时钟进行钟控，并且当在发射侧上的电功率发射出现异常状态时输出例外(except1nal)处理的指令。例外处理的示例为:为将系统从宕机返回到正常操作的目的而重置系统。在正常状态的情况下，由看门狗定时器6钟控的时间根据来自控制器2的指令而重置。然而，当没有来自控制器的指令时，看门狗定时器6将例外处理的指令输出到电压控制电路7。随后，电压控制电路7停止电压的供给，也就是，电压控制电路7停止电动率发射。
[0047]电压控制电路7根据来自控制器2的指令控制从AC适配器40向驱动器8的电压供给。
[0048]驱动器8根据来自电压控制电路7的控制指令将电功率经由天线12传送到电功率接收设备20。
[0049]谐振电路9在谐振调整电路5调整的谐振频率处在天线12和天线22之间产生磁谐振。
[0050]电功率接收设备20被配置有接收侧控制单元24、接收侧驱动单元26和由接收谐振线圈形成的天线22。
[0051]接收侧控制单兀24包括:控制器21，其控制整个电功率接收设备；振汤器电路28，其产生用于调节每个单元的操作定时的内部时钟；NFC通信单元25，其执行NFC系统中的通信；存储器23 ;以及分压器电路27。
[0052]控制器21根据存储在存储器23中的程序执行各种处理。存储器23也提供为工作区域。各种设置值也存储在存储器23中。
[0053]分压器电路27并联耦合到接收谐振线圈、对通过接收谐振线圈接收到的电压进行细分并且将其输出给NFC通信单元25。
[0054]NFC通信单元25包括:NFC驱动电路25A ；NFC调制器电路25B ；以及NFC解调器电路 25C。
[0055]NFC解调器电路25C对经由天线22和分压器27接收到的信号进行解调并且将解调的信号作为接收数据输出给控制器21。
[0056]NFC调制器电路25B将从控制器21输出的发射数据转换成与NFC协议一致的调制信号。
[0057]NFC驱动电路25A经由天线22将NFC调制器电路25B输出的调制信号传送到电功率发射设备10。
[0058]接收侧驱动单元26包括:可变电容器(VC)31，并联耦合到接收谐振线圈；整流器电路33 ;箝位电路34 ;DC/DC转换器电路35 ;充电控制电路36 ;控制寄存器37 ;以及启动电路38。充电控制电路36耦合到电池30。
[0059]可变电容器(VC)31可以根据施加的电压来改变其电容值，并且根据控制器21供给的电压信号来改变电容值。可以通过改变可变电容器(VC) 31的电容值调整谐振频率。也可以通过采用可变电容器减少布局。
[0060]整流器电路33对通过天线22接收到的电功率进行整流以产生直流电压。当通过整流器电路33整流的电压是过电压时，箝位电路34执行该电压的箝位，以便保护内部电路。
[0061 ] DC/DC转换器电路35将直流电压转换成指定电压，充电控制电路36利用该指定电压执行充电。
[0062]充电控制电路36利用通过DC/DC转换器电路35转换的指定电压对电池30进行充电。充电控制电路36监视电池30的充电状态并将该状态输出到控制器21。
[0063]控制寄存器37保持各种设置参数，当根据来自控制器21的指令对电池30执行电荷控制时充电控制电路36使用这些设置参数。充电控制电路36根据各种设置参数执行对电池30的充电控制。
[0064]启动电路38耦合到天线22并且响应于启动信号(稍后将进行描述)被激活，该启动?目号经由天线22而接收并向控制器21指不启动。
[0065]图3是图示电功率发射设备10和电功率接收设备20之间的信号传输的说明图。图3图示了发射侧控制单元14、发射侧驱动单元16、接收侧驱动单元26和接收侧控制单元24之间的关系。
[0066]在发射侧控制单元14中，通过功率开关等导通功率(电源接通)(未示出)(步骤STl)。响应于电源接通，发射侧控制单元14和发射侧驱动单元16都设置成初始状态。
[0067]然后，发射侧控制单元14将启动信号传送到接收侧驱动单元26 (步骤ST2)。具体而言，控制器2指示NFC通信单元4传送启动信号。NFC通信单元4的NFC调制器电路4Β根据来自控制器2的指令调制发射数据，并且NFC驱动电路4Α经由天线12发射调制的启动信号。
[0068]然后，接收侧驱动单兀26接收从发射侧控制单兀14发射的启动彳目号并启动(步骤ST3)。具体而言，启动电路38接收启动信号并启动。
[0069]然后，接收侧驱动单元26向接收侧控制单元24通知驱动指令(步骤ST4)。具体而目，启动电路38向接收侧控制单兀24的控制器21通知启动指令。
[0070]相应地，接收侧控制单元24执行初始化处理(步骤ST5)。具体而言，控制器21指示每个单元变为初始状态。
[0071]接收侧控制单元24指示接收侧驱动单元26执行初始设置(步骤ST6)。控制器21指示接收侧驱动单元26的每个单元变为初始状态。
[0072]接收侧驱动单元26响应于通知而执行初始化处理(步骤ST7)。通过该处理，电功率发射设备10和电功率接收设备20被激活，并且其每个单元被初始化。
[0073]接下来，发射侧控制单元14开始设备检测处理(步骤ST10)。首先，发射侧控制单元14向接收侧控制单元24发射检测信号(步骤ST11)。具体而言，控制器2指示NFC通信单元4发射检测信号。NFC通信单元4的NFC调制器电路4Β根据来自控制器2的指令调制发射数据，并且NFC驱动电路4Α经由天线12发射调制的检测信号。
[0074]然后，接收侧控制单元24接收从发射侧控制单元14发射的检测信号，并向发射侧控制单元14发射响应信号(步骤ST12)。具体而言，NFC通信单元25的NFC解调器电路25C对从发射侧控制单元14发射的检测信号进行解调并将解调的检测信号通知给控制器
21。然后，控制器21指示NFC通信单元25发射检测信号的响应信号。NFC通信单元25的NFC调制器电路25Β根据来自控制器21的指令调制响应信号，并且NFC驱动电路25Α经由天线22发射调制的响应信号。
[0075]然后，发射侧控制单元14根据从接收侧控制单元24发射的响应信号来检测设备(步骤 ST13)。
[0076]具体而言，作为设备检测处理，发射侧控制单元14检测NFC通信的哪个分级对于设备是可能的。关于这一点，指定多种通信类型作为NFC通信的类型。为了确定类型Α、类型B和类型F的NFC通信中的哪一个是可能的，作为示例，发射对应于每个通信系统的检测信号。
[0077]相应地，发射侧控制单元14可以响应于检测信号，根据从接收侧控制单元24发射的响应信号，确定NFC通信的设备的类型。
[0078]接下来，发射侧控制单元14启动设备认证处理(步骤ST14)。首先，发射侧控制单元14向接收侧控制单元24发射认证命令(步骤ST15)。具体而言，控制器2指示NFC通信单元4发射认证命令,认证命令包括有关电功率发射的信息,诸如发射时间和发射输出功率。NFC通信单元4的NFC调制器电路4B根据来自控制器的指令对认证命令进行调制，并且NFC驱动电路4A经由天线12发射调制的认证命令。
[0079]然后，接收侧控制单元24根据从发射侧控制单元14发射的认证命令设置有关电功率发射的信息(步骤ST16)。具体而言，NFC通信单元25的NFC解调器电路25C对从发射侧控制单元14发射的认证命令进行解调并将其通知给控制器21。然后，控制器21根据包括在来自NFC通信单元25的认证命令中的有关电功率发射的信息,诸如发射时间和发射输出功率，向控制寄存器37设置将在充电控制电路36对电池30执行接收控制时使用的各种设置参数。
[0080]然后，接收侧控制单元24向发射侧控制单元14通知有关电功率发射的信息的设置的完成(步骤ST17)。具体而言，控制器21指示NFC通信单元25发射设置通知信号，该设置通知信号表明对认证命令的设置的完成。NFC通信单元25的NFC调制器电路25B根据来自控制器21的指令对设置通知信号进行调制，并且NFC驱动器电路25A经由天线22发射设置通知信号。可以包括有关对设置通知信号的电功率接收的信息，诸如电功率接收电平、电源状态、电池电平、待供给电功率的设备的状态信息和错误状态。
[0081]然后，发射侧控制单元14接收设置通知信号并完成发射准备(步骤ST18)。因此，从电功率发射设备10向电功率接收设备20的电动率发射变得可能。
[0082]然后，发射侧控制单元14向发射侧驱动单元16指示发射开始(步骤ST20)。具体而言，控制器2指示电压控制电路7。驱动器8根据来自电压控制电路7的指令，经由天线12向接收侧驱动单元26发射电功率。
[0083]发射侧驱动单元16根据来自发射侧控制单元14的电功率发射的指令启动电功率发射(步骤ST21)。
[0084]然后，接收侧驱动单元26接收从发射侧驱动单元16发射的电功率(步骤ST23和ST24)。通过充电控制电路36将接收到的电功率充电到电池30中。
[0085]下面说明发射侧控制单元14和接收侧控制单元24在电功率发射和电功率接收中的控制处理。
[0086]图4是说明根据本实施例的电功率发射设备10的发射控制的处理的流程图。
[0087]如图4所示，首先，计算用于检测反射波异常的阈值(异常阈值)(步骤S2)。具体而言，控制器2基于在从天线12向天线22发射电功率时由反射波检测电路15检测到的发射波电势和反射波电势来计算异常阈值。
[0088]然后，控制器2设置所计算的异常阈值以及用于提取包括在来自接收侧的反射波中的接收信息的阈值(通信阈值)(步骤S4)。
[0089]图5是图示根据本实施例的异常阈值和通信阈值的说明图。图5图示了本实施例中通过反射波检测电路15检测到的发射侧上的反射波电平。然后，基于如图所示接收的反射波的反射波电平(反射波电势)和发射波电势，通过计算用于检测反射波异常的上限阈值(反射波异常上限阈值)和用于检测反射波异常的下限阈值(反射波异常下限阈值)设置异常阈值。
[0090]确定当超过异常阈值时(也就是，当超过上限阈值或下限阈值时)存在异常。
[0091]当确定反射波电平超过了异常阈值时，反射波检测电路15通知控制器2存在异堂巾O
[0092]当反射波电平未超过异常阈值时，反射波检测电路15将反射波电平输出到接收信息提取电路17。如果必要，则接收信息提取电路17从反射波电平中提取接收信息。
[0093]在本实施例中，接收信息提取电路17从位于反射波异常上限阈值和反射波异常下限阈值之间的反射波电平中提取接收信息。
[0094]具体而言，计算并设置阈值，以便从反射波电平提取作为接收消息的二进制数据。在反射波异常上/下限阈值的指定容限的情况下，作为示例，计算用于检测作为接收信息的二值化数据(也称为二进制数据)的阈值(通信阈值)。在本实施例中，设置上限阈值(通信上限阈值)和下限阈值(通信下限阈值)用于检测二进制数据。
[0095]同样，参照图4，接下来，基于反射波检测电路15对反射波的检测结果，控制器2确定是否检测到反射波异常(步骤S6)。具体而言，确定反射波异常上/下限阈值在反射波检测电路15中是否超出。
[0096]在步骤S6处，当确定未检测到反射波异常时(在步骤S6处为否)，控制器2继续确定是否存在任何传送异常(步骤S8)。具体而言，控制器2确定在电功率发射设备10的每个单元中是否出现异常。作为示例，基于在电功率发射设备10中提供的来自温度传感器等(未示出)的温度信息，确定是否出现了温度异常，或者确定是否从每个单元接收到任何其它错误信息。
[0097]在步骤S8处，当确定不存在传送异常时(在步骤S8处为否)，控制器2继续确定是否存在任何电功率接收异常(步骤S10)。具体而言，基于从电功率接收设备20发射的有关接收状态的信息(接收信息)，控制器2确定是否存在任何电功率接收异常。将在稍后描述接收信息。
[0098]在步骤SlO处，当确定不存在电功率接收异常时(在步骤SlO处为否)，控制器2确定是否存在任何充电的完成(步骤S12)。控制器2也基于接收信息进行是否存在任何充电的完成的本确定。
[0099]在步骤S12处，当确定未完成充电时(在步骤S12处为否)，控制器2返回步骤S6并重复上述处理。
[0100]另一方面，在步骤S12处，当确定存在充电的完成时(在步骤S12处为是)，控制器2确定对于电功率接收设备的所有单元是否完成了充电(步骤S14)。
[0101]当确定还没有对于所有单元完成充电时(步骤S14处为否)，控制器2调整输出电平(步骤S16)。具体而言，当待充电的电功率接收设备的数目改变时，控制器2指示电压控制电路7调整对应于电功率接收设备数目的发射输出功率。可以通过随着电功率接收设备数目减少来降低发射输出功率，从而抑制电功率的浪费性消耗。
[0102]然后，返回到步骤S6并重复上述处理。本实施例说明其中当电功率接收设备数目改变时调整发射输出功率的方法。然而，当电功率接收设备侧上的接收条件也由于电功率接收设备数目的改变而改变时,优选地停止一次电动率发射并且再次执行上述的设备认真处理，由此改变接收条件。
[0103]另一方面，在步骤S14处，当确定针对所有单元完成了充电时(步骤S14处为是)，控制器2停止电动率发射(步骤S18)。
[0104]然后，结束处理(结束)。具体而言，控制器2指示电压控制电路7停止向驱动器8供给电压。因此，停止向电功率接收设备的电动率发射。
[0105]另一方面，在步骤S6处当确定检测到反射波异常时(步骤S6处为是)，或在步骤S8处当确定存在传送异常时(步骤S8处为是)，或在步骤SlO处当确定存在电功率接收异常时(步骤SlO处为是)，控制器2停止电动率发射(步骤S18)。然后，结束处理(结束)。
[0106]图6是说明根据本实施例的电功率接收设备20的接收控制中的处理的流程图。
[0107]如图6所示，控制器21确定是否存在电功率接收异常(步骤S20)。具体而言，控制器21确定在电功率接收设备20的每个单元中是否出现了异常。作为示例，基于来自电功率发射设备10中提供的温度传感器等(未示出)的温度信息确定是否出现了温度异常，或者确定是否从每个单元接收到任何其它错误信号。
[0108]在步骤S20处，当确定不存在电功率接收异常时(步骤S20处为否)，控制器21继续检测充电电平(步骤S24)。具体而言，充电控制电路36检测表明电池30的充电状态的充电电平，并向控制器21输出充电电平。
[0109]接下来，控制器21基于检测到的充电电平确定是否完成了电池30的充电(步骤S26)。
[0110]在步骤S26处，当确定没有完成电池30的充电时(步骤S26处为否)，控制器21返回到步骤S20并重复上述处理。
[0111]另一方面，在步骤S26处，当确定完成了电池30的充电时(步骤S26处为是)，控制器21传送充电完成作为接收信息(步骤S30)。具体而言，控制器21改变可变电容器(VC) 31的电容值以改变谐振频率。稍后将描述该改变。
[0112]然后，结束处理(结束)。另一方面，在步骤S20处，当确定存在电功率接收异常时(步骤S20处为是)，控制器21传送电功率接收异常作为接收信息(步骤S22)。具体而言，控制器21改变可变电容器(VC)31的电容值以改变谐振频率。稍后将描述该改变。
[0113]然后，结束处理(结束)。在传送电功率接收异常之后或在传送充电完成之后，也优选地改变可变电容器(VC) 31的电容值以使谐振频率大大偏移。也就是，也可以利用电功率发射设备10的发射谐振线圈调整失调的频率，使得减少从电功率发射设备10发射的电功率的接收，由此使得影响降低。
[0114]在本实施例中，当满足指定条件时，从电功率接收设备20向电功率发射设备10传送有关接收状态的信息(接收信息)。
[0115]具体而言，当满足指定条件时(例如当出现接收异常时或当完成充电时)，根据指定模式调整可变电容器31的电容值。
[0116]图7A和图7B是图示根据本实施例的可变电容器31的电容值的调整的说明图。
[0117]图7A图示了其中在指定模式中向上和向下变化可变电容器31的电容值的情况。也就是，调整由电容值规定的谐振频率。根据谐振频率的调整，向上变化和向下变化反射波电平。
[0118]具体而言，控制器21调整施加到可变电容器(VC)31的电压值以调整电容值。在本实施例中，控制器21重复其中根据指定模式增加或减小施加到可变电容器31的电压值的处理，由此向上变化和向下变化电容值。
[0119]在本实施例中，对应于已经满足指定条件或已经完成充电的事件的出现，假设预先存储指定模式并且假设根据指定模式改变可变电容器(VC)31的电容值。具体而言，假设有关指定模式的信息存储在电功率接收设备20的接收侧控制单元24的存储器23中。控制器21根据存储在存储器23中的指定图案向上变化和向下变化可变电容器31的电容值。也就是，控制器21调整频率。
[0120]然后，当可变电容器31的电容值变化时，反射波的信号电平向上变化和向下变化并且接收信息提取电路17提取包括在反射波中的接收信息。具体而言，当超过预先设置的通信阈值的上限阈值或下限阈值时，接收信息提取电路17检测数据。在本实施例中，针对其中首先超过通信阈值的下限的情况示出示例。
[0121]作为示例，假设当超过通信阈值的下限阈值(欠载运行)时接收信息提取电路17检测到“O”。另一方面，假设当超过通信阈值的上限阈值(过载运行)时接收信息提取电路17检测到“I”。
[0122]在本实施例中，针对其中作为接收信息检测到8比特二进制数据“01010101”的情况示出示例。
[0123]在本实施例中，检测在数据检测之后的指定时段内的二进制数据，然后确定是否从电功率接收设备接收到预先规定为接收信息的二进制数据。在本实施例中，假设在存储器2A中寄存表明充电完成的数据(充电完成数据)“01010101”。然后，控制器2确定作为接收信息检测到的二进制数据“01010101”是否与存储器2A中寄存的指定数据一致。在本实施例中，现在假设确定作为接收信息检测到的二进制数据与存储器2A中寄存的充电完成数据一致。
[0124]基于接收信息(二进制数据)，电功率发射设备10的控制器2确定电功率接收设备20的接收状态是充电完成。
[0125]在此之后，当确定针对电功率接收设备的所有单元完成了充电时，电功率发射设备10的控制器2指示电压控制电路7停止电压的供给。因此停止电动率发射。
[0126]图7B图示了其中在指定模式下向上变化和向下变化可变电容器31的电容值的另一情况。也就是，调整由电容值规定的谐振频率。根据谐振频率的调整，反射波电平向上变化和向下变化。
[0127]具体而言，控制器21调整施加到可变电容器(VC)31的电压值以调整电容值。在本实施例中，控制器21重复其中根据指定模式增加或减小施加到可变电容器3的电压值的处理，由此向上变化和向下变化电容值。
[0128]在本实施例中，对应于满足了指定条件或电功率接收设备20中出现异常的事件的出现，假设预先存储指定模式并且假设根据指定值变化可变电容器(VC)31的电容值。具体而言，假设在电功率接收设备20的接收侧控制单元24的存储器23中存储有关指定模式的信息。控制器21根据存储在存储器23中的指定模式向上变化和向下变化可变电容器31的电容值。也就是，控制器21调整该频率。
[0129]然后，当变化可变电容器31的电容值时，向上变化和向下变化反射波的信号电平，并且接收信息提取电路17提取包括在反射波中的接收信息。具体而言，当超过预先定制的通信阈值的上限阈值或下限阈值时，接收信息提取电路17检测到数据。在本实施例中，针对其中首先超过通信阈值的下限的情况示出示例。
[0130]在本实施例中，针对其中作为接收信息检测到8比特二进制数据“01010101”的情况示出示例。
[0131 ] 在本实施例中，检测在数据检测之后的指定时段内的二进制数据，然后，确定是否从电功率接收设备接收到预先规定为接收信息的二进制数据。在本实施例中，假设在存储器2A中寄存表明电功率接收异常的数据(接收异常数据)“01010000”。然后，控制器2确定作为接收信息检测到的二进制数据“01010000”是否与存储器2A中寄存的指定数据一致。在本实施例中，现在假设确定作为接收信息检测到的二进制数据与存储器2A中寄存的接收异常数据一致。
[0132]基于接收信息(二进制数据)，电功率发射设备10的控制器2确定电功率接收设备20的接收状态是电功率接收异常。
[0133]在此之后，电功率发射设备10的控制器2指示电压控制电路7停止电压的供给。因此停止电动率发射。
[0134]在其中存在多个电功率接收设备的情况下，当确定特定电功率接收设备处于电功率接收异常状态中时，优选地停止电动率发射。备选地，也优选改变待充电的电功率接收设备的数目(以减少电功率接收设备的数目)，使得其它电功率接收设备可以不受影响，并且优选指示电压控制电路7根据电功率接收设备的数目调整发射输出功率。
[0135]上述充电完成数据和接收异常数据仅为示例，并且自然地可以以其它数据规定接收信息。
[0136]通过采用根据本实施例的方法，可以在执行电功率发射或执行电功率接收的同时，将关于接收状态的信息通过简单的方式从电功率接收设备传送到电功率发射设备。因此，不必停止电动率发射以便通信，并且可以减少充电所需的时间。当执行重复电动率发射的停止和开始的处理时，难以有效地发射电功率。然而，通过采用根据本实施例的方法，可以在持续电动率发射的同时建立通信，带来电功率的有效传送。
[0137]基于作为来自电功率接收设备的接收信息的命令，执行传送控制。因此可以立即执行控制。
[0138]本实施例说明其中从电功率接收设备向电功率发射设备传送作为接收信息的接收异常数据或充电完成数据并且电功率发射设备检测接收信息以基于检测结果执行传送控制的情况。然而，接收信息并不限于上述内容，而是也可以传送其它种类的接收信息。
[0139]具体而言，也可以向电功率发射设备传送电池30的充电状态下的充电电平作为接收信息。
[0140]然后,可以根据电池30的充电状态调整来自电功率发射设备的发射输出功率。作为示例，当充电状态处于低电平时逐步地增加发射输出功率，或者当充电状态接近充电完成时逐步地减少发射输出功率。以此方式，也可以有效地执行传送控制。
[0141]在通过在接收信息中包括电功率接收设备的标识信息并行地对电功率接收设备的多个单元进行充电的情况中，可以识别哪个电功率接收设备完成了充电。当出现异常时也优选地识别哪个电功率接收设备具有异常并且优选地将该事实通知给更高级系统。
[0142]可以不仅在发生事件诸如出现异常或充电完成时从电功率接收设备向电功率发射设备传送接收状态，而且可以每指定时段从电功率接收设备向电功率发射设备传送接收信息，由此允许电功率发射设备时段性地监视电功率接收设备的状态。
[0143]上面给出的描述已经说明了其中主要涉及接收状态的信息作为接收信息传送的情况；然而，可以传送诸如接收时段和电功率接收电平之类的任意种类的信息，只要它是有关电功率接收的信息即可。
[0144](实施例的修改示例)
[0145]上述实施例说明了其中设置通信阈值以便提取接收信息并且通过当超过通信阈值的上限或下限检测到数据“ I”或“O”来从反射波提取接收信息的情况。
[0146]另一方面，可以在不提供通信阈值的情况下检测到数据。图8A和图SB是图示根据本实施例的修改示例的可变电容器的电容值调整的说明图。
[0147]图8A图示了其中根据指定模式向上变化和向下变化可变电容器31的电容值的情况。也就是，调整由电容值规定的谐振频率。根据谐振频率的调整，向上变化和向下变化反射波电平。
[0148]具体而言，控制器21调整施加到可变电容器(VC)31的电压值以调整电容值。在本实施例中，控制器21重复其中根据指定模式增加或减小施加到可变电容器31的电压值的处理，由此向上变化和向下变化电容值。
[0149]在本实施例中，对应于满足指定条件或完成充电的事件的出现，假设预先存储指定模式并且根据指定模式变化可变电容器(VC)31的电容值。具体而言，假设在电功率接收设备20的接收侧控制单元24的存储器23中存储有关指定模式的信息。控制器21根据存储在存储器23中的指定模式向上变化和向下变化可变电容器31的电容值。也就是，控制器21调整频率。
[0150]然后，当变化可变电容器31的电容值时，反射波的信号电平向上变化和向下变化，并且接收信息提取电路17提取包括在反射波中的接收信息。具体而言，接收信息提取电路17提取反射波的信号电平的频率。具体而言，接收信息提取电路17对反射波的信号电平的A/D转换结果执行傅里叶变换，并且检测反射波的信号电平的频率。
[0151]在本实施例中,针对其中检测到X kHz的频率作为接收信息的情况示出示例。
[0152]在本实施例中，通过在指定时段内检测反射波的信号电平的频率，确定是否接收到作为来自电功率接收设备的接收信息的、具有预先规定的频率的反射波。在本实施例中，假设在存储器2A中寄存作为表明充电完成的数据(充电完成数据)的X kHz的频率数据。然后，控制器2确定作为接收信息检测到的X kHz的频率是否与存储器2A中寄存的指明频率数据一致。在本实施例中，现在假设确定作为接收信息检测到的频率与存储器2A中寄存的充电完成数据(XkHz) —致。
[0153]基于接收信息，电功率发射设备10的控制器2确定电功率接收设备20的接收状态是充电完成。
[0154]在此之后，当确定针对电功率接收设备的所有单元完成了充电时，电功率发射设备10的控制器2指示电压控制电路7停止电压的供给。因此停止电动率发射。
[0155]图SB图示了其中根据指定模式向上变化和向下变化可变电容器31的电容值的另一情况。也就是，调整电容值规定的谐振频率。根据谐振频率的调整，向上变化和向下变化反射波电平。
[0156]具体而言，控制器21调整施加到可变电容器(VC)31的电压值以调整电容值。在本实施例中，控制器21重复其中根据指定模式增加或减小施加到可变电容器31的电压值的处理，由此向上变化和向下变化电容值。
[0157]在本实施例中，对应于满足指定条件或完成充电的事件的出现，假设预先存储指定模式并且根据指定模式变化可变电容器(VC)31的电容值。具体而言，假设在电功率接收设备20的接收侧控制单元24的存储器23中存储有关指定模式的信息。控制器21根据存储在存储器23中的指定模式向上变化和向下变化可变电容器31的电容值。也就是，控制器21调整频率。
[0158]然后，当变化可变电容器31的电容值时，反射波的信号电平向上变化和向下变化，并且接收信息提取电路17提取包括在反射波中的接收信息。具体而言，接收信息提取电路17提取反射波的信号电平的频率。具体而言，接收信息提取电路17对反射波的信号电平的A/D转换结构执行傅里叶变换，并且检测反射波的信号电平的频率。
[0159]在本实施例中,针对其中作为接收信息检测到Y kHz的频率的情况示出示例。
[0160]在本实施例中，通过检测指定时段内反射波的信号电平的频率，确定作为来自电功率接收设备的接收信息是否接收到具有预先规定的频率的反射波。在本实施例中，假设在存储器2A中寄存作为表明电功率接收异常的数据(接收异常数据)的Y kHz的频率数据。然后，控制器2确定作为接收信息检测到的Y kHz的频率是否与在存储器2A中寄存的指明频率数据一致。在本实施例中，现在假设作为接收信息检测到的频率与存储器2A中寄存的接收异常数据(YkHz) —致。
[0161]基于接收信息，电功率发射设备10的控制器2确定电功率接收设备20的接收状态是电功率接收异常。
[0162]在此之后，电功率发射设备10的控制器2指示电压控制电路7停止电压的供给。因此停止电动率发射。
[0163]在其中存在多个电功率接收设备的情况中，当确定特定电功率接收设备处于电功率接收异常的状态时，优选地停止电动率发射。备选地，也优选改变待充电的电功率接收设备的数目(以减少电功率接收设备的数目)，使得其它电功率接收设备可以不受影响，并且优选指示电压控制电路7根据电功率接收设备的数目调整发射输出功率。
[0164]上述充电完成数据和接收异常数据仅为示例，并且自然地可以以其它数据规定接收信息。
[0165]如上所述，已经基于实施例具体地说明的本发明人完成的本发明。然而，非常重要的是，本发明并不限于实施例，而是可以在不偏离该精神的范围内进行各种各样的改变。
【权利要求】
1.一种非接触充电系统，包括: 电功率发射设备，可操作为通过采用发射谐振线圈以谐振频率执行电功率发射；以及 电功率接收设备，可操作为通过采用接收谐振线圈以谐振频率执行电功率接收， 其中所述电功率接收设备包括: 调整单元，可操作为调整所述接收谐振线圈的谐振频率；以及接收侧控制单元，可操作为当满足指定条件时指示所述调整单元根据指定模式调整所述谐振频率，以及 其中所述电功率发射设备包括: 反射波检测单元，可操作为检测伴随所述电动率发射的来自所述电功率接收设备的反射波； 提取单元，可操作为提取由所述反射波检测单元检测到的并且随着所述谐振频率的调整而改变的反射波中包括的接收信息；以及 发射侧控制单元，可操作为基于所述提取单元提取的所述接收信息来控制来自所述发射谐振线圈的电功率发射。
2.根据权利要求1所述的非接触充电系统，其中所述调整单元包括: 可变电容器，与所述接收谐振线圈并联设置并且具有根据来自所述接收侧控制单元的指令可变的电容值。
3.根据权利要求1所述的非接触充电系统，其中当所述反射波超过指定范围时，所述反射波检测单元检测到异常。
4.根据权利要求1所述的非接触充电系统， 其中所述提取单元从根据所述谐振频率的调整而改变的反射波提取二进制数据，以及其中所述发射侧控制单元基于所述提取单元提取的所述二进制数据来控制来自所述发射谐振线圈的所述电功率发射。
5.根据权利要求1所述的非接触充电系统， 其中所述提取单元提取根据所述谐振频率的调整而改变的反射波的频率数据，以及其中所述发射侧控制单元基于所述提取单元提取的频率数据来控制来自所述发射谐振线圈的电功率发射。
6.根据权利要求1所述的非接触充电系统，其中所述发射侧控制单元基于所述接收信息控制待从所述发射谐振线圈发射到所述接收谐振线圈的电功率的电平。
7.根据权利要求1所述的非接触充电系统，其中所述发射侧控制单元基于所述接收信息停止来自所述发射谐振线圈的所述电功率发射。
8.一种非接触充电方法，采用发射谐振线圈用于以谐振频率执行电功率发射并采用接收谐振线圈用于以所述谐振频率执行电功率接收，所述非接触充电方法包括以下步骤: 当满足指定条件时，根据指定模式调整所述接收谐振线圈的所述谐振频率； 检测伴随去往所述接收谐振线圈的电功率发射的反射波； 提取随着所述谐振频率的调整而改变的所检测的反射波中包括的接收信息；以及 基于所述提取的接收信息来控制来自所述发射谐振线圈的电功率发射。
【文档编号】H02J7/00GK104242377SQ201410275888
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2013年6月21日
【发明者】秋山恭司, 山平敏树 申请人:瑞萨电子株式会社