输电装置、非接触供电系统以及控制方法_5

文档序号:9553461阅读:来源:国知局
靠性。
[0222] 图14是表示在非接触供电系统1中异物接近的情况下的处理的流程的一例的流 程图。在该图所示的流程图中例示了例如在输电装置1以通常的电力开始输电后异物接近 的情况下的处理的流程。
[0223] 例如,在图13的步骤117中以通常的电力开始输电后,受电装置2向输电装置1 发送接收的电量的信息(S201)。例如,受电装置2算出接收的电量并将该电量的信息(接 收电量的信息)通过无线通信发送到输电装置1。输电装置1计测与入射电量相对应的电 压Vi以及与反射电量相对应的电压Vr,并通过控制部104算出电压驻波比VSWR值(S202)。 控制部104判断计算出的VSWR的值是否在预先设定的阈值TB以下(S203)。在算出的VSWR 的值在阈值TB以下的情况下,输电装置1判断为正在向受电装置2高效率地输送电力,从 而继续输电,并且再次等待来自受电装置2的接收电量的信息的发送(S201)。
[0224] 在步骤203中,在VSWR值超过阈值TB的情况下,有异物侵入输电装置1的输电 范围的可能性,因此,输电装置1降低输送电力(S204)。接着,输电装置1使谐振电路110 的谐振频率向一个方向仅变化规定量(S205)。例如,输电装置1中的控制部104通过使谐 振频率调整部103中的可变电容20U203的容量值增大来将谐振频率降低规定量。然后, 控制部104基于由电量检测部106检测出的电压Vi以及电源Vr算出电压驻波比VSWR值 (S206)。控制部104比较谐振频率的变化前的VSWR的值与变化后的VSWR的值来判断VSWR 的值是否减少(S207)。在判断的结果为VSWR的值减少的情况下,可知因异物的侵入导致谐 振频率向高的方向偏离,因此,直到VSWR的值转向增加为止,进一步重复执行将谐振频率 仅降低规定量并算出VSWR,比较变化前后的VSWR的值的处理(S205~S207)。
[0225] 在步骤S207的判断的结果为VSWR的值增加的情况下,控制部104将谐振频率变 化的方向反转并进行与所述步骤S205~S207相同的处理。例如,控制部104通过使谐振频 率调整部103中的可变电容20U203的容量值减少来将谐振频率仅提高规定量(S208)。然 后,控制部104基于由电量检测部106检测出的电压Vi以及电源Vr算出电压驻波比VSWR 值(S209)。控制部104比较谐振频率的变化前的VSWR的值与变化后的VSWR的值来判断 VSWR的值是否增加(S210)。在判断的结果为VSWR的值减少的情况下,可知因异物的侵入 而导致谐振频率向低的方向偏离,因此,直到VSWR的值转向增加为止,进一步重复执行将 谐振频率仅提高规定量并算出VSWR,比较变化前后的VSWR的值的处理(S208~S210)。
[0226] 在VSWR的值转为增加后,控制部104推断VSWR的值(反射电量)变为最小时的谐 振频率,根据该推断的谐振频率,生成包括谐振频率的偏离方向在内的谐振频率的偏离信 息(S211)。然后,控制部104基于所述谐振频率的偏离信息来实行异物的判断处理(S212)。 具体来说,如图12所示,控制部104根据谐振频率的偏离方向进行异物的判断处理。例如, 若控制部104判断为谐振频率向高的方向偏离,则判断为是对非接触电能传输没有影响的 异物(金属),修正谐振频率的偏离并继续输电(S201)。在这里,修正谐振频率的偏离例如 与所述步骤S116同样地,通过在步骤S210中以变成在VSWR的值马上转为增加前设定的谐 振频率的方式设定谐振频率调整电路103的阻抗来实现。
[0227] 另一方面,若判断为谐振频率向低的方向偏离,则控制部104判断为是对非接触 电能传输有影响的异物(1C卡等)并停止输电,并且通知表示由于异物的侵入而停止输电 的报错信息(S213)。报错信息的通知与所述步骤108同样地,只要是向外部通知报错的方 法即可,没有特别限制。之后,输电装置1结束输电处理(S214)。
[0228] 以上,根据实施方式1的输电装置,不仅能够判断在非接触供电系统的输电范围 内有无异物,还能够高精度地判断是否是对非接触电能传输有影响的异物,使得非接触供 电系统的可靠性提高。
[0229]《实施方式2》
[0230] 在使用接近于NFC的频率的数MHz频段的输电频率fTx的非接触供电系统中,在 作为异物而存在金属的情况下,有时根据该金属的大小(表面积)而无法无视其对输电的 效率带来的影响。例如,若异物是小(表面积小)的金属,则由于该异物所吸收的输送电力 小,所以能够无视对输电效率带来的影响,但若异物是大(表面积大)的金属,则由于该异 物所吸收的输送电力变大,所以有可能导致输电效率大幅度降低。
[0231]另外,在异物是金属的情况下,有其金属表面积越大则谐振频率的偏离幅度越大, 表面积越小则谐振频率的偏离幅度越小的倾向。另一方面,在异物是非金属的情况下,有若 该异物是1C卡等则谐振频率的偏离幅度变小,若该异物是1C卡等以外(例如人体等)则 谐振频率的偏离幅度变大的倾向。
[0232]因此,在本实施方式中,基于谐振频率的偏离方向以及谐振频率的偏离幅度来进 行异物的判断,由此使异物的判断精度提高。此外,其他控制以及与其关联的非接触供电系 统3的结构与实施方式1相同。
[0233] 具体来说,控制部104在上述步骤S205~S211中一边使可变电容20U203的容量 值变化一边算出VSWR的值(反射电量),并根据VSWR变为最小为止的可变电容201、203的 变化量推断出谐振频率的偏离幅度。并且,控制部104在步骤S211中,生成谐振频率的偏离 方向的信息的同时,还生成谐振频率的偏离幅度的推断值来作为谐振频率的偏离信息。控 制部104在谐振频率的偏离幅度超过规定的阈值的情况下判断为该偏离幅度大,在谐振频 率的偏离幅度不超过规定的阈值的情况下判断为该偏离幅度小。
[0234] 图15是表示实施方式2的异物的判断基准的一例的图。
[0235] 控制部104在异物的判断处理(S212)中,基于谐振频率的偏离方向和谐振频率的 偏离幅度来判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。例如,如图15所示,在谐振频率 向高的方向偏离并且在谐振频率的偏离幅度大的情况下,判断为是对非接触电能传输有影 响的异物(比较大的金属)(判断为NG),停止输电。另外,在谐振频率向高的方向偏离并且 在谐振频率的偏离幅度小的情况下,判断为是对非接触电能传输有影响的异物(比较小的 金属)(判断0K),继续输电。并且,在谐振频率向低的方向偏离的情况下,无论谐振频率的 偏离幅度怎样均停止输电。
[0236]由此,由于能够更加高精度地判断是否存在对非接触电能传输有影响的异物,所 以有助于非接触供电系统的可靠性的提高。例如,在异物是金属的情况下,在该异物是电力 的吸收量比较大的金属的情况下停止供电,在是电力的吸收量比较小的金属的情况下继续 供电,因此,在非接触供电系统中能够实现更加高效率的输电。
[0237]《实施方式3》
[0238] 在实施方式1、2中根据谐振频率的偏离方向和谐振频率的偏离幅度判断是否是 对非接触电能传输有影响的异物,在实施方式3中还考虑输送电力在多大程度上供给到受 电侧来进行判断。
[0239] 在电力的输送范围内存在异物的情况下,能够考虑到从输电装置1输出的电力的 一部分被异物吸收,剩余的电力供给到受电装置2。因此,输电装置1基于从受电装置2通 过无线通信发送的接收电量的信息和在输电装置1中算出的输送电量的信息,来推断异物 所吸收的电量,并基于该推断值进行异物的判断。例如,控制部104计算出输送电量和接收 电量的差值,将该差值作为异物所吸收的电量的推断值。控制部104在该推断值超过规定 的阈值的情况下,判断为在输电范围内存在对非接触电能传输有影响的异物,在所述推断 值没有超过规定的阈值的情况下,判断为在输电范围内不存在对非接触电能传输有影响的 异物。
[0240] 图16是表示实施方式3的异物的判断基准的一例的图。
[0241] 控制部104在异物的判断处理(S212)中基于异物所吸收的电量的推断值、谐振频 率的偏离方向和谐振频率的偏离幅度,来判断是否是对非接触电能传输有影响的异物。例 如,如图16所示,在异物所吸收的电量的推断值(输送电量和接收电量的差值)比规定的 阈值大的情况下,控制部104判断为在输电范围内存在对非接触电能传输有影响的异物, 进行异物的种类的判断并控制输电处理。例如,在该情况下,若谐振频率向高的方向偏离, 并且该偏离幅大,则判断为是对非接触电能传输有影响的异物(比较大的金属)(判断为 NG),停止输电。在谐振频率向高的方向偏离,并且在该偏离幅度小的情况下,判断为是对非 接触电能传输有影响的异物(比较小的金属)(判断为0K),继续输电。另外,在谐振频率向 低的方向偏离的情况下,无论谐振频率的偏离幅度怎样均停止输电。
[0242]另一方面,在异物所吸收的电量的推断值(输送电量与接收电量的差值)比规定 的阈值小的情况下,判断为在输电范围内不存在对非接触电能传输有影响的异物(判断 0K),继续输电。
[0243]由此,由于能够更加高精度地判断是否存在对非接触电能传输有影响的异物,所 以有助于非接触供电系统的可靠性的进一步提高。
[0244]《实施方式4》
[0245] 在实施方式4中,例示在实施方式1的非接触供电系统的输电控制的处理流程中, 直到以通常的电力开始输电为止的另一种方法。此外,其他控制以及与其关联的非接触供 电系统的结构与实施方式1相同,省略这些的详细的说明。
[0246]图17是表示在实施方式4的非接触供电系统中直到开始电力的输送为止的处理 的流程的一例的流程图。在该图所示的流程图中,例示了例如在检测到在输电装置1的输 电范围内存在受电装置2开始到输送电力为止的处理的流程。
[0247] 当例如投入输电装置1的电源,输电装置1成为能够动作的状态时,开始输电控 制的处理(S101)。首先,输电装置1以比通常低的电力开始输电(S121)。具体来说,控制 部104以成为比在通常的输电时的电量低的电量的方式使输电放大器102的增幅变化。由 此,即使在从最初将异物放置在输电装置1的输电范围内的情况下也能够减小该异物带来 的影响。
[0248] 输电装置1在步骤121开始电力的输送后,等待来自受电装置2的受电的响应。 例如,受电装置2在接收在步骤121中输送的电力之后,向输电装置1发送接收的电量的信 息。输电装置1在没有接收所述接收的电量的信息的情况下,直到接收该信息为止以低电 力持续输电(S121~S122)。
[0249] 在接收了所述接收的电量的信息情况下,输电装置1判断有受电的响应,并且为 了进行与受电装置2的无线通信而从天线111发送数据(S123)。输电装置1进行认证 (S124),认证发送了所述接收的电力的信息的受电装置是否是电力的输送对象。在认证的 结果为判断为该受电装置不是输电装置1的输电对象的情况下,返回至步骤S121,输电装 置1继续以低电力输电。在认证的结果为判断为该受电装置是输电装置1的输电对象的情 况下,输电装置1计测与入射电量相对应的电压Vi以及与反射电量相对应的电压Vr,并根 据控制部104算出电压驻波比VSWR值(S106)。之后的处理与图13相同。
[0250] 一般来说,由于与基于非接触电能传输的电力的传输距离相比基于无线通信的通 信距离更长,所以也可能有如下的状况,即,虽然在输电装置与受电装置之间能够进行无线 通信,但无法进行充分的电力的输送/接收。例如,即使在通过输电装置与受电装置之间的 无线通信认证了受电装置是输电对象之后从输电装置开始电力的输送,也有该受电装置不 能充分地接收来自输电装置的电力的可能性。根据本实施方式的处理流程,由于最初进行 非接触电能传输,根据针对该非接触电能传输有无受电的响应来决定是否继续进行用于输 电的处理,所以能够防止在受电装置无法充分地接收电力的状况下开始输电。由此,能够进 一步提高在非接触电能传输系统中的输电控制的可靠性。
[0251]《实施方式5》
[0252] 在图18中例示实施方式5的包括输电装置的非接触供电系统。
[0253] 该图所示的非接触供电系统6包括输电装置4和受电装置5。在非接触供电系统 6中能够进行从输电装置4向受电装置5的基于磁共振方式的非接触电能传输、和基于输电 装置4与受电装置5的NFC通信。
[0254] 在输电装置4中,取代天线110而具有线圈天线113,通信部105能够经由线圈天 线113进行NFC通信。其他结构与输电装置1相同。
[0255] 受电装置5共用使用于NFC通信的天线和用于基于磁共振方式的供电的天线,能 够切换进行用于电力的输送/接收与信息传递的通信。由此,能够谋求受电装置5的小型 化。
[0256] 具体来说,受电装置5具有:谐振电路140,其由受电线圈141和谐振电容132构 成;和切换电路(SEL) 142,其与谐振电路140连接。其他结构与受电装置2相同。
[0257] 切换电路142根据由谐振电路140接收的交流信号的信号电平,切换到通信部137 或整流电路133的某一方并输出所接收的信号。
[0258] 例如,在输电装置4和受电装置5之间进行NFC通信的情况下,在输电装置4中, 将通信部105设为接通状态(启用状态),将输电放大器设为关闭状态(禁用状态),利用 线圈天线113进行NFC通信。与之相对,受电装置5通常将切换电路142的输出设置于通 信部137侧,在受电装置5接近了输电装置4的能够通信的领域的情况下,开始NFC通信。 在通过NFC通信认证了受电装置5为输电装置4的输电对象之后,输电装置4将通信部105 设为关闭状态,将输电放大器102设为接通状态并开始输电。当受电装置5接收到比在进 行NFC通信时的信号电平更高的信号时,切换电路142的输出切换至整流电路133侧。由 此,进行电力的接收。
[0259] 上述以外的控制与非接触供电系统1相同。即,在进行NFC通信(无线通信)时 若进行使输电停止的控制,则能够进行与在非接触供电系统1中的处理流程(图13、图14) 同样的控制。
[0260]因此,根据实施方式5的非接触供电系统6,能够与实施方式1至4的非接触供电 系统同样地,提高输电控制的可靠性。
[0261]《实施方式6》
[0262] 在图19中例示实施方式6的包括输电装置的非接触供电系统。
[0263] 该图所示的非接触供电系统9包括输电装置7和受电装置8。在非接触供电系统 9中,进行从输电装置7向受电装置8的基于磁共振方式的非接触电能传输,不进行基于输 电装置7与受电装置8的无线通信。具体来说,输电装置7为从输电装置1去掉了通信部 105和通信用天线111的结构,受电装置3为从输电装置1去掉了通信部137和通信用天线 138的结构。其他结构与非接触供电系统1相同。
[0264] 使用图20、图21,针对非接触供电系统9中的输电控制的处理流程详细地进行说 明。
[0265] 图20是表示在非接触供电系统9中到开始电力的输送为止的处理的流程的一例 的流程图。在该图所示的流程图中例示了在例如投入输电装置1的电源后到以通常的电力 开始输电为止的处理的流程。
[0266] 当例如投入输电装置7的电源,输电装置7成为能够动作的状态时,开始输电控 制的处理(S101)。首先,输电装置7以比通常低的电力开始输电(S131)。具体来说,控制 部104以成为比在通常的输电时的电量低的电量的方式使输电放大器102的增幅变化。由 此,即使在从最初将异物放置在输电装置7的输电范围内的情况下也能够减小该异物带来 的影响。输电装置1在以低电力进行输电期间内,计测与入射电量
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1