电力接收装置、电力接收方法及非接触式电力传输系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力接收装置、电力接收方法及非接触式电力传输系统。电力接收装置包括：谐振电路，所述谐振电路被配置为接收电力发送信号，并且包括线圈，所述线圈被配置为电磁耦合到电力发送装置的外部线圈；存储器，所述存储器被配置为存储参考Q因数值；控制部，所述控制部被配置为从所述存储器获取所述参考Q因数值；以及充电部，所述充电部被配置为充入从所述电力发送信号获得的电力，并且向所述控制部供应电力。

Power receiving device, power receiving method and contactless power transmission system

The invention relates to an electric power receiving device, an electric power receiving method and a contactless power transmission system. The power receiving device comprises a resonant circuit, the resonant circuit is configured to receive the transmitted signal power, and includes a coil, the coil is configured as an external electromagnetic coil is coupled to a power transmission device; a memory, the memory is configured to store a reference value of Q factor; control section, the control section is configured to to obtain the reference value from the Q because of the memory; and a charging unit, the charging unit is configured to charge into the power obtained from the transmitted signal power, and the power supply to the control unit.

【技术实现步骤摘要】
电力接收装置、电力接收方法及非接触式电力传输系统本申请是申请日为2012年11月23日、专利技术名称为“检测装置和方法、电力接收装置及非接触式电力传输系统”的申请号为201210484433.X的专利申请的分案申请。
本公开涉及用于检测诸如金属之类的导体的存在的检测装置、电力接收装置、非接触式电力传输系统和检测方法。
技术介绍
近年来，正积极开发以非接触方式供电(无线馈电)的非接触式电力传输系统。作为用于实现无线馈电的系统，按大致分类存在两种技术。一种是已广为人知的电磁感应系统。在电磁感应系统中，电力发送侧与电力接收侧之间的耦合程度非常高，并且有可能实现高效馈电。然而，需要将电力发送侧与电力接收侧之间的耦合系数保持为高。因此，当电力发送侧与电力接收侧之间的距离长时，或者当位置不对准时，电力发送侧与电力接收侧的线圈之间的电力传输效率(下称“线圈间效率”)大大恶化。另一种是称作磁谐振系统的技术。该技术的一个特点是，充分利用了谐振现象，因而甚至很小的磁通量也允许作为由馈电源与馈电目标共享的磁通量。在磁谐振系统中，即使当耦合系数小的时候，如果品质因数(Q因数)高，则线圈间效率也不恶化。Q因数是表示具有电力发送侧或电力接收侧的线圈的电路中的能量保留与能量损耗之间的关系的指数(指示出谐振电路的谐振的强度)。即，发送侧线圈与接收侧线圈之间的轴线对准是不必要的，并且电力发送侧与电力接收侧的位置和距离的灵活性高。非接触式电力传输系统中的重要因素之一是针对金属异物的发热的对策。无论该系统是电磁感应系统还是磁谐振系统，在非接触式馈电中，如果在电力发送侧与电力接收侧之间存在金属，就有可能在金属中产生涡电流并引起金属的发热。作为针对这种发热的对策，已提出了很多用于检测金属异物的技术。例如，已知一些使用光学传感器或温度传感器的技术。然而，在使用传感器的检测方法中，与在磁谐振系统中一样，当馈电范围广时，成本高。另外，例如，在温度传感器的情况下，温度传感器的输出结果取决于其周围环境的热导率，这对电力发送侧和电力接收侧的装置施加了设计限制。为了解决这个问题，已提出了以下技术。具体地说，金属异物的存在与否是通过监视当金属异物侵入电力发送侧与电力接收侧之间时的参数(电流、电压等)的变化来确定的。这种技术能够降低成本而无需施以设计限制等。例如，日本专利特开No.2008-206231(专利文献1)提出了一种基于在电力发送侧与电力接收侧之间的通信中的调制程度(关于幅度与相位的变化的信息)来检测金属异物的方法。另外，日本专利特开No.2001-275280(专利文献2)提出了一种基于涡电流损耗来检测金属异物的方法(基于DC(直流)-DC效率的异物检测)。
技术实现思路
然而，在专利文献1和2提出的技术中，未考虑电力接收侧的金属底盘的影响。考虑到一般便携式装置的充电，在便携式装置中使用某种金属(金属底盘、金属部件等)的可能性大，并且难以分辨参数的变化是由于“金属底盘等的影响”还是由于“金属异物的混入”。例如，在专利文件2的情况下，不清楚涡电流损耗是在便携式装置的金属底盘中引起的还是由于在电力发送侧与电力接收侧之间混入了金属异物引起的。如上所述，可以认为专利文献1和2提出的技术不能以高精确度检测金属异物。本公开需要在不新提供传感器的情况下检测线圈附近存在的金属异物并且提高检测的精确度。根据本公开的一个实施例，提供了一种检测装置，所述检测装置包括：线圈，所述线圈被配置为电磁耦合到外部；谐振电路，所述谐振电路被配置为至少包括所述线圈；以及检测部，所述检测部被配置为将用于测量所述谐振电路的Q因数的测量信号叠加在以非接触方式传输到所述线圈的电力发送信号上，并且从通过将所述测量信号叠加在所述电力发送信号上而获得的交流信号中去除所述电力发送信号，所述检测部通过使用从中去除了所述电力发送信号的交流信号来测量所述Q因数。根据本公开的另一个实施例，提供了一种电力接收装置，所述电力接收装置包括：线圈，所述线圈被配置为用于从外部接收电力；谐振电路，所述谐振电路被配置为至少包括所述线圈；以及检测部，所述检测部被配置为将用于测量所述谐振电路的Q因数的测量信号叠加在以非接触方式传输到所述线圈的电力发送信号上，并且从通过将所述测量信号叠加在所述电力发送信号上而获得的交流信号中去除所述电力发送信号，所述检测部通过使用从中去除了所述电力发送信号的交流信号来测量所述Q因数。根据本公开的又一个实施例，提供了一种非接触式电力传输系统，所述非接触式电力传输系统包括无线地发送电力的电力发送装置和从所述电力发送装置接收电力的电力接收装置，所述电力接收装置包括：线圈，所述线圈被配置为用于从外部接收电力；谐振电路，所述谐振电路被配置为至少包括所述线圈；以及检测部，所述检测部被配置为将用于测量所述谐振电路的Q因数的测量信号叠加在以非接触方式传输到所述线圈的电力发送信号上，并且从通过将所述测量信号叠加在所述电力发送信号上而获得的交流信号中去除所述电力发送信号，所述检测部通过使用从中去除了所述电力发送信号的交流信号来测量所述Q因数。根据本公开的再一个实施例，提供了一种检测方法，所述检测方法包括：由包括在检测装置中的检测部将用于测量至少包括线圈的谐振电路的Q因数的测量信号叠加在以非接触方式传输到所述线圈的电力发送信号上；从通过将所述测量信号叠加在所述电力发送信号上而获得的交流信号中去除所述电力发送信号；以及通过使用从中去除了所述电力发送信号的交流信号来测量所述Q因数。根据本公开的实施例，可以在不新提供传感器的情况下检测线圈附近存在的金属异物，并且提高了检测的精确度。另外，可以在不停止从初级侧向次级侧的电力发送的情况下在次级侧实现高精确度的金属异物检测。附图说明图1是说明本公开的实施例中的用于检测金属异物的Q因数测量的示意电路图；图2是示出了根据本公开的第一实施例的非接触式电力传输系统中的电力接收装置的配置示例的示意电路图；图3是示出了图2中的发送载波去除滤波部的内部配置示例的一部分的电路图；图4是示出了图3的发送载波去除滤波部的阻抗的频率特性示例的曲线图；图5是示出了发送载波去除滤波部的频率与滤波损耗之间的关系的示例的曲线图；图6是示出了图2中的电压V1和电压V2的波形示例的曲线图；图7A是示出了电压V1的频谱特性示例的曲线图，并且图7B是示出了电压V2的频谱特性示例的曲线图；图8是示出了当通过使用LCR(电感-电容-电阻)测量仪来测量电力接收线圈的Q因数时频率与Q因数之间的关系的示例的曲线图；图9A至图9C是示出了谐振电路的配置示例的电路图；图10是示出了根据本公开的第一实施例的修改示例的非接触式电力传输系统中的电力接收装置的配置示例的示意电路图；图11A和图11B是示出了谐振电路的配置示例的电路图；图12是示出了根据本公开的第二实施例的电力接收装置的配置示例的电路图；图13是示出了根据第二实施例的非接触式电力传输系统的Q因数测量中的操作示例的流程图；图14是示出了根据第二实施例的非接触式电力传输系统的Q因数测量中的操作示例(Q因数测量结果被发送)的流程图；图15是示出了根据本公开的第三实施例的电力接收装置的配置示例的电路图；图16是图15的电力接收装置的针对电力发送频率的等效电路图；图17是图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力接收装置，包括：谐振电路，所述谐振电路被配置为接收电力发送信号，并且包括线圈，所述线圈被配置为电磁耦合到电力发送装置的外部线圈；存储器，所述存储器被配置为存储参考Q因数值；控制部，所述控制部被配置为从所述存储器获取所述参考Q因数值；以及充电部，所述充电部被配置为充入从所述电力发送信号获得的电力，并且向所述控制部供应电力。

【技术特征摘要】
2011.11.30 JP 2011-2618161.一种电力接收装置，包括：谐振电路，所述谐振电路被配置为接收电力发送信号，并且包括线圈，所述线圈被配置为电磁耦合到电力发送装置的外部线圈；存储器，所述存储器被配置为存储参考Q因数值；控制部，所述控制部被配置为从所述存储器获取所述参考Q因数值；以及充电部，所述充电部被配置为充入从所述电力发送信号获得的电力，并且向所述控制部供应电力。2.根据权利要求1所述的电力接收装置，还包括通信部，所述通信部被配置为当通过所述谐振电路接收到所述电力发送信号时向所述电力发送装置发送电力接收确认信号；其中，所述充电部在所述通信部发送所述电力接收确认信号之后充入从所述电力发送信号获得的电力。3.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中，所述充电部是电容器。4.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中，将所述参考Q因数值与所述外部线圈的Q因数相比较。5.根据权利要求4所述的电力接收装置，其中，所述电力发送信号是具有第一频率的交流信号，并且测量信号是...

【专利技术属性】
技术研发人员：文仙启吾，中野裕章，村上知伦，福田伸一，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP