异物检测装置、送电装置、受电装置以及无线电力传输系统制造方法及图纸

本公开提供一种异物检测装置、送电装置、受电装置以及无线电力传输系统。异物检测装置具备：振荡电路(100)，其具有线圈(110)和谐振电容器(Cx、Cy)，构成为输出包括交流分量和直流分量的电压，所述交流分量具有正的周期和负的周期；和电线路，其检测异物接近线圈(110)时，从振荡电路(100)输出的所述电压中的所述交流分量的变化和所述直流分量的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及检测接近线圈的异物的异物检测装置。另外，本公开也涉及具备这种异物检测装置，且以非接触方式输送电力的用于无线电力传输的送电装置、受电装置以及无线电力传输系统。
技术介绍
近年来，在移动电话、电动汽车等伴随着移动性的电子设备、EV (ElectricVehicle:电动汽车)设备中，为了进行无线充电，正在推进使用了线圈间的感应耦合的无线电力传输技术的开发。无线电力传输系统包括具备送电线圈(送电天线)的送电装置和具备受电线圈(受电天线)的受电装置，通过受电线圈捕捉由送电线圈产生的磁场，从而能够输送电力而不使电极直接接触。专利文献1公开了这种无线电力传输系统的一例。在先技术文献专利文献1:日本特开2012-244732号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在无线电力传输系统中，在进行电力传输时，当金属异物接近送电线圈或受电线圈时，会产生在金属异物中产生涡电流，并使之加热的风险。另外，在电力传输期间人体等接近送电线圈或受电线圈时，会产生在人体中产生感应电流的风险。因此，为了安全且高效率地进行无线电力传输，接近线圈的金属和/或人体等异物的检测是必须的功能。对于该问题，专利文献1公开了:测量包括与次级侧线圈电磁耦合的初级侧线圈的电路的初级侧Q值，并用初级侧线圈的Q值校正电力传输效率，基于得到的校正值检测与次级侧线圈的电磁耦合的状态。但是，在专利文献1的方法中，为了进行Q值测量而使用了交流电压，由于仅将交流分量的变化作为指标检测接近线圈的异物，所以存在异物的检测灵敏度低这样的问题。本公开的实施方式提供一种能够以高的灵敏度检测接近线圈的金属或人体等异物的异物检测装置。另外，本公开的实施方式提供具备这种异物检测装置的用于无线电力传输的送电装置、受电装置以及无线电力传输系统。用于解决问题的技术方案为了解决上述问题，本公开的一个技术方案涉及的异物检测装置具备:振荡电路，其具有线圈和谐振电容器，构成为输出包括交流分量和直流分量的电压，所述交流分量具有正的周期和负的周期；和电线路，其检测异物接近所述线圈时，从所述振荡电路输出的所述电压中的所述交流分量的变化和所述直流分量的变化。上述一般性且特定的方式可使用系统、方法以及计算机程序安装，或使用系统、方法以及计算机程序的组合来实现。专利技术的效果根据本公开的实施方式，通过在检测金属和/或人体等异物接近线圈时的电压的交流分量(正的周期和/或负的周期)的变化的基础上，进一步检测直流分量的变化，从而能够以高的灵敏度检测接近线圈的异物。【附图说明】图1是表示本公开的实施方式1涉及的异物检测装置的概略构成的电路图。图2是表示振荡电路100的输出端X的输出电压Vin_X的时间变化的一例的图。图3是表示本公开的实施方式2涉及的异物检测装置的概略构成的电路图。图4A是表示本公开的实施方式3涉及的异物检测装置中的振荡电路的概略构成的电路图。图4B是表不振荡电路中的端子A-B间的第一连接例的图。 图4C是表示振荡电路中的端子A-B间的第二连接例的图。图4D是表示振荡电路中的端子A-B间的第三连接例的图。图4E是表示振荡电路中的端子A-B间的第四连接例的图。图5是表示本公开的实施方式4涉及的异物检测装置中的振荡电路的概略构成的一例的电路图。图6是用于说明实施方式4中的第一电路例和工作的图。(a)表示电路构成，(B)表示点X处的电压Vin_X的时间变化的一例，(c)表示金属异物接近线圈110时的电压Vin_X的时间变化的一例。图7是用于说明实施方式4中的第二电路例和工作的图。(a)表示电路构成，(B)表不点X’处的电压Vin_X’的时间变化的一例，(c)表不金属异物接近线圈110时的电压Vin_X’的时间变化的一例。图8是用于说明实施方式4中的第三电路例和工作的图。(a)表示电路构成，(B)表不点X’处的电压Vin_X’的时间变化的一例，(c)表不金属异物接近线圈110时的电压Vin_X’的时间变化的一例。图9是表示实施方式4的变形例的图。图10是表示本公开的实施方式5涉及的异物检测装置的概略构成的电路图。图11是表示本公开的实施方式6涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。图12是表示实施方式6中的送电装置的处理的一例的流程图。图13是表示本公开的实施方式7涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。图14是表示实施方式7中的受电装置的处理的一例的流程图。图15是表示本公开的第一实施例中的测量结果的图。图16A是表示本公开的第二实施例中的模拟结果的图。图16B是表不本公开的第二实施例中的模拟结果的图。标号说明100振荡电路110 线圈150 电线路(electrical circuit)200、200a 整流电路300测量电路400电流限制电路500送电装置510送电线圈520送电电路530 电源540送电控制电路570 光源600受电装置610受电线圈620受电电路630 负载640受电控制电路670 光源Lp线圈的电感Rp线圈的电阻Rd 阻尼(damping)电阻Cx谐振电容器Cy谐振电容器C1分压电容器C2平滑电容器D1整流元件D2整流元件INV反相器S1、S2 开关【具体实施方式】如上所述，在无线电力传输系统中，需要可靠地检测接近线圈的金属和/或人体(包括动物)等异物。对于该要求，在专利文献1所代表的以往的检测电路中，主流的判定方法着眼于金属异物接近线圈时振荡电压的交流分量会发生变化这一点。在本申请的实施方式中，构成振荡电路使得异物接近线圈时除了振荡电压的交流分量之外直流分量也发生变化，且使用能够测量交流分量和直流分量双方的变化的测量电路。利用该构成，在本公开的实施方式中，能够以高的灵敏度检测接近线圈的异物。另外，本公开的实施方式能够实现具备这种异物检测装置的用于无线电力传输的送电装置、受电装置以及无线电力传输系统。本申请的实施方式的概要如以下。(1)本公开的一个技术方案涉及的异物检测装置具备:振荡电路，其具有线圈和谐振电容器，构成为输出包括交流分量和直流分量的电压，所述交流分量具有正的周期和负的周期；和电线路，其检测异物接近所述线圈时，从所述振荡电路输出的所述电压中的所述交流分量的变化和所述直流分量的变化。(2)在某个实施方式中，所述电线路具备整流电路，所述整流电路对从所述振荡电路输出的所述电压进行整流并输出，所述整流电路具有:对所述正的周期的电压进行整流的第一整流元件；使所述直流分量下降的第一电容器；以及第二整流元件，其对通过使所述直流分量下降而变为小于0的所述负的周期的电压进行整流。(3)在某个实施方式中，所述整流电路还具有第二电容器，所述第二电容器将从所述第一整流元件输出的电压平滑化，在将所述第一电容器与所述第二电容器的分压比设为U时，满足0<U彡0.5。(4)在某个实施方式中，所述电线路还具备测量电路，所述测量电路直接或间接地测量从所述振荡电路输出的电压。(5)在某个实施方式中，所述电线路还具备测量电路，所述测量电路测量从所述整流电路输出的电压。(6)在某个实施方式中，所述振荡电路还具有电阻Rd，所述电阻Rd配置成使从所述振荡电路输出的所述电压下降，所述电阻Rd设定为使得:在所述异物离所述线圈足够远的情况下，输入到所述测量电路的电压处于所述测量电路的可测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异物检测装置，具备：振荡电路，其具有线圈和谐振电容器，构成为输出包括交流分量和直流分量的电压，所述交流分量具有正的周期和负的周期；和电线路，其检测异物接近所述线圈时从所述振荡电路输出的所述电压中的所述交流分量的变化和所述直流分量的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：浅沼健一，山本温，山本浩司，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP