功率饋送設備和功率饋送方法與流程

文檔序號：11680513閱讀：569來源：國知局

本申請是申請日為2013年4月10日、申請?zhí)枮?01310122230.0、發(fā)明名稱為“功率接收設備、功率接收設備的控制方法和功率饋送系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本技術涉及功率接收設備、功率接收設備的控制方法和功率饋送系統(tǒng)，具體地涉及用于以電非接觸方式饋送功率的非接觸功率饋送系統(tǒng)中的功率接收設備、該功率接收設備的控制方法和該功率饋送系統(tǒng)。

背景技術：

現有技術中，用于以電非接觸方式饋送功率的非接觸功率饋送系統(tǒng)可以包括用于檢測功率饋送設備和功率接收設備之間的磁場中混入的、作為異物的對象的電路。這是因為當作為導體的異物混入磁場中時，在異物內出現渦流，并且由于渦流導致的焦耳熱效應，異物可能產生熱。異物產生的大量熱可能導致對非接觸饋送系統(tǒng)中的設備或外殼的損壞。在快速充電中，具體地，功率饋送設備輸出的磁場強度增加，使得異物產生的熱量也增加。因此，異物的存在通常變成問題。

例如，已經提出基于功率接收側感應的電壓的幅度是否小于參考值確定是否存在異物的電路作為用于檢測異物的電路(例如，見日本專利申請公開no.2012-16125)。當存在異物時，異物的渦流導致功率損失，并且減少功率傳輸效率。因此，當功率接收側的電壓的幅度減少到小于參考值時，確定存在異物。

技術實現要素：

然而，上述現有技術可能不能正確地檢測異物的存在。具體地，當功率接收線圈的電壓幅度由于不同于異物的混入的原因而減少時，上述功率接收設備可能錯誤地檢測異物。電壓幅度的減少不僅由于異物的混入導致，而且還由于例如功率饋送設備的故障、長期劣化等導致的饋送功率或功率饋送效率的減少導致。然而，上述功率接收設備沒有獲得饋送功率的量或功率傳輸效率。此外，上述功率接收設備沒有假設這樣的情況，其中功率饋送線圈和功率接收線圈相互移位。因此，當電壓幅度減少時，不能確定該減少是由異物的混入導致或是由饋送功率或功率傳輸效率的減少導致。此外，當電壓幅度減少時，不能確定該減少是由功率饋送線圈和功率接收線圈的相互位置移位導致或是由異物的混入導致。結果，當由于不同于異物的混入的因素電壓幅度減少時，錯誤的異物檢測可能出現。

已經考慮這樣的情況做出本技術，并且期望提供能夠正確地檢測異物的功率接收設備。

根據本技術的一方面，提供了一種功率饋送設備，其包括：功率饋送線圈，其配置為提供饋送至功率接收設備的功率；功率饋送控制部分，其配置為從包括功率接收線圈的功率接收設備接收控制信號以控制所述饋送至功率接收設備的功率，其中，所述控制信號基于根據所述功率接收線圈的阻抗的改變量檢測所述功率接收線圈和所述功率饋送設備之間的異物的結果而生成，所述改變量從對其施加交流電壓的所述功率接收線圈中感應的電流和交流電壓而生成。

根據本技術的另一方面，提供了一種功率饋送方法，其包括從包括功率接收線圈的功率接收設備接收控制信號；以及根據所述控制信號，提供饋送至所述功率接收設備的功率，其中，所述控制信號基于根據所述功率接收線圈的阻抗的改變量檢測所述功率接收線圈和所述功率饋送設備之間的異物的結果而生成，所述改變量從對其施加交流電壓的所述功率接收線圈中感應的電流和交流電壓而生成。

根據本技術的第一實施例，提供了一種功率接收設備和功率接收設備的控制方法。所述功率接收設備包括：功率接收線圈，配置為當功率饋送設備經由磁場提供功率時接收功率；交流電源，配置為對所述功率接收線圈施加交流電壓；異物檢測部分，配置為從對其施加交流電壓的所述功率接收線圈中感應的電流和交流電壓生成所述功率接收線圈的阻抗的改變量，并且基于所述改變量檢測所述功率接收線圈和所述功率饋送設備之間的異物。這產生基于功率接收線圈的阻抗的改變量檢測異物的效果。

此外，在第一實施例中，所述功率接收設備還可以包括電源控制塊，配置為基于異物檢測的結果控制所述功率饋送設備。這產生基于異物檢測的結果控制功率饋送設備的效果。

此外，在第一實施例中，在檢測提供功率的所述功率饋送設備和所述功率接收設備之間的異物時，所述電源控制塊可以在控制所述功率饋送設備以使得所述功率饋送設備停止提供功率之后，控制所述交流電源以使得所述交流電源施加交流電壓。這產生在檢測異物時，在停止功率的提供之后施加交流電壓的效果。

此外，在第一實施例中，所述電源控制塊可以交替地重復用于控制所述功率饋送設備的功率饋送時段和用于檢測異物的監(jiān)視時段，并且在功率饋送時段中使得所述功率饋送設備提供功率、以及在監(jiān)視時段中使得所述交流電源施加交流電壓。這產生在功率饋送時段中提供功率并且在監(jiān)視時段中施加交流電壓的效果。

此外，在第一實施例中，當確定不存在異物時，所述電源控制塊可以在功率饋送時段中使得所述功率饋送設備提供功率。這產生當確定不存在異物時提供功率的效果。

此外，在第一實施例中，所述功率接收設備還可以包括控制量確定部分，配置為當在異物檢測中確定存在異物時，基于改變量和感應電流確定對于功率的控制量。當確定控制量時，所述功率接收設備中的所述電源控制塊在功率饋送時段中根據所述控制量控制所述功率饋送設備。這產生當確定存在異物時，根據控制量控制功率饋送設備的效果。

此外，在第一實施例中，所述功率接收設備還可以包括控制信號發(fā)送電路，配置為發(fā)送用于控制所述功率饋送設備的控制信號到所述功率饋送設備。所述功率接收設備中的所述電源控制塊通過生成所述控制信號并使得所述控制信號發(fā)送電路發(fā)送所述控制信號，來控制所述功率饋送設備。這產生通過發(fā)送控制信號控制功率饋送設備的效果。

此外，在第一實施例中，所述功率接收設備還可以包括充電控制電路，配置為基于異物檢測的結果控制對連接到所述功率接收設備的負載的充電電流。這產生基于異物檢測的結果控制充電電流的效果。

此外，在第一實施例中，所述功率接收設備還可以包括控制結果發(fā)送電路，配置為發(fā)送充電電流的控制結果到所述功率饋送設備。這產生發(fā)送充電電流的控制結果到所述功率饋送設備的效果。

此外，在第一實施例中，所述阻抗可以包括所述功率接收線圈的電阻和電抗的至少一個。這產生基于線圈的阻抗和電抗的至少一個的改變量檢測異物的效果。

此外，在第一實施例中，當所述改變量超過預定閾值時，所述異物檢測部分可以確定存在異物。這產生當改變量超過閾值時確定存在異物的效果。

此外，在第一實施例中，所述阻抗可以包括所述功率接收線圈的電阻，以及所述異物檢測部分可以從電阻的改變量和感應電流生成異物的渦流損失，并且當所述渦流損失超過預定閾值時確定存在異物。這產生當渦流損失超過閾值時確定存在異物的效果。

根據本技術的第二實施例，提供了一種功率饋送系統(tǒng)，包括：功率饋送設備，配置為經由磁場提供功率；以及功率接收設備，配置為包括用于接收功率的功率接收線圈、用于對所述功率接收線圈施加交流電壓的交流電源以及異物檢測部分，所述異物檢測部分配置為從對其施加交流電壓的所述功率接收線圈中感應的電流和交流電壓生成所述功率接收線圈的阻抗的改變量，并且基于所述改變量檢測所述功率接收線圈和所述功率饋送設備之間的異物。這產生基于功率接收線圈的阻抗的改變量檢測異物的效果。

根據本技術，可以產生能夠正確地檢測異物的功率接收設備的優(yōu)異效果。

附圖說明

圖1是第一實施例中的功率饋送系統(tǒng)的配置示例的一般視圖；

圖2是幫助說明第一實施例中的功率接收線圈中的參數改變的原因的圖；

圖3是示出第一實施例中的非接觸功率饋送系統(tǒng)的等效電路的示例的電路圖；

圖4是示出第一實施例中的功率饋送控制部分的配置示例的框圖；

圖5是示出第一實施例中的充電控制部分的配置示例的框圖；

圖6是示出第一實施例中的電源控制塊的配置示例的框圖；

圖7是示出第一實施例中的功率饋送設備控制部分和交流電源控制部分的操作示例的圖；

圖8是示出第一實施例中的異物檢測部分的配置示例的框圖；

圖9是第一實施例中的功率饋送控制處理的示例的流程圖；

圖10是第一實施例中的充電控制處理的示例的流程圖；

圖11是第一實施例中的異物檢測處理的示例的流程圖；

圖12是示出第一實施例中的7mm的鐵的溫度和功率接收線圈的電阻值之間的關系的示例的曲線圖；

圖13是示出第一實施例中的13mm的鐵的溫度和功率接收線圈的電阻值之間的關系的示例的曲線圖；

圖14是示出第一實施例中的20mm的鐵的溫度和功率接收線圈的電阻值之間的關系的示例的曲線圖；

圖15是示出第二實施例中的異物檢測部分的配置示例的框圖；

圖16是第二實施例中的異物檢測處理的示例的流程圖；

圖17是示出第三實施例中的異物檢測部分的配置示例的框圖；

圖18是第三實施例中的異物檢測處理的示例的流程圖；以及

圖19是第三實施例中的充電控制處理的示例的流程圖。

具體實施方式

以下將描述用于執(zhí)行本技術的模式(該模式以下將稱為實施例)。將按照以下順序進行描述。

1.第一實施例(基于功率接收線圈的電阻和電感的改變量檢測異物的示例)

2.第二實施例(基于功率接收線圈的電阻的改變量檢測異物的示例)

3.第三實施例(基于功率接收線圈的電阻的改變量檢測異物并計算控制量的示例)

<1.第一實施例>

[非接觸功率饋送系統(tǒng)的配置示例]

圖1是實施例中的功率饋送系統(tǒng)的配置示例的一般視圖。該非接觸功率饋送系統(tǒng)是用于在電非接觸狀態(tài)下向設備提供功率的系統(tǒng)。該非接觸功率饋送系統(tǒng)包括功率饋送設備100和功率接收設備200。

功率饋送設備100通過電磁波提供交流功率給功率接收設備200。功率饋送設備100包括功率饋送控制部分110和功率饋送線圈120。

功率饋送控制部分110控制提供給功率接收設備200的功率量。功率饋送控制部分110經由信號線128和129提供交流功率給功率饋送線圈120，并且控制功率量。此外，功率饋送控制部分110從功率接收設備200接收用于控制饋送的功率量的控制信號。當功率饋送控制部分110已經接收控制信號時，功率饋送控制部分110根據控制信號控制饋送的功率量。該控制信號例如包括用于停止功率饋送的控制信號。

當通過功率饋送控制部分110給功率饋送線圈120提供功率時，功率饋送線圈120根據安培定律生成電磁波。經由該電磁波給功率接收設備200提供功率。

功率接收設備200接收通過電磁波提供的功率。功率接收設備200包括充電控制部分210、功率接收線圈220和異物檢測部分240。

充電控制部分210經由布線228和229利用從功率接收線圈220接收的功率給二次電池等充電，并且控制充電中的電流和電壓。具體地，充電控制部分210將接收的交流功率轉換為直流。然后，充電控制部分210基于二次電池的特性、充電時間等控制電壓和電流。

在監(jiān)視時段開始時，該監(jiān)視時段是其中要檢測異物的時段，充電控制部分210通過發(fā)送用于停止將功率饋送的控制信號給功率饋送設備100，使得時段功率饋送停止。在停止功率饋送之后，充電控制部分210施加交流電壓vt給功率接收線圈220，并且經由信號線219提供電流it和交流電壓vt的測量值給異物檢測部分240，該電流it通過交流電壓vt的施加在功率接收線圈220中生成。充電控制部分210然后從異物檢測部分240接收作為確定功率饋送設備100和功率接收設備200之間是否存在異物的結果的檢測結果。

在監(jiān)視時段過去之后，充電控制部分210停止施加交流電壓vt。在停止施加交流電壓vt之后，充電控制部分210通過發(fā)送用于使得功率饋送開始的控制信號給功率饋送設備100，以使得功率饋送重新開始。然而，當存在異物時，充電控制部分210停止或減少充電電流。當不能通過控制充電電流處理異物時(例如，當不能進一步減少充電電流時)，充電控制部分210不發(fā)送控制信號給功率饋送設備100。這防止功率饋送重新開始。順帶提及，當檢測到異物時，在監(jiān)視時段過去之后，充電控制部分210也可以發(fā)送開始饋送比停止功率饋送之前少特定量的功率量的控制信號。這使得即使在檢測到異物時也可以繼續(xù)功率饋送。

功率接收線圈220布置的這樣的位置，其中當從功率饋送線圈120給功率接收線圈220提供電磁波時，根據電磁感應定律感應對應于電磁波的磁通量的改變的感應電壓。

異物檢測部分240從交流電壓vt和電流it獲得功率接收線圈220的阻抗的改變量，并且基于改變量檢測異物。異物檢測部分240經由信號線249將檢測是否存在異物的檢測結果輸出到充電控制部分210。

圖2是幫助說明第一實施例中的功率接收線圈220中的參數改變的原因的圖。假設在通過功率接收線圈220生成的電磁場中存在諸如金屬等的導電異物300。當電磁場改變時，由于電磁感應的作用在異物300中出現渦流。異物由于渦流導致的焦耳熱產生熱。此外，由渦流產生的磁場作用于功率接收線圈220，改變功率接收線圈220的等效電路中的電阻和電抗。功率接收設備200因此可以從功率接收線圈220的電阻和電抗的改變量確定是否存在異物。在圖2中，虛線箭頭表示功率接收線圈220產生的磁場。實線箭頭表示渦流。點畫線的箭頭表示渦流產生的磁場。

圖3是示出第一實施例中的非接觸功率饋送系統(tǒng)的等效電路的示例的電路圖。功率饋送線圈120可以由包括初級電感(l1)121和初級電容(c1)122的等效電路替代。功率接收線圈220可以由包括次級電感(l2)221、次級電阻(r2)222和次級電容(c2)223的等效電路替代。充電控制部分210可以由包括負載電阻(r2)211的等效電路替代。在充電控制部分210中省略了整流器。此外，在監(jiān)視時段中在充電控制部分210中插入交流電源213。如上所述，當存在異物時，在功率接收線圈220的等效電路中，次級電阻(r2)和次級電感l(wèi)2的至少一個改變。因此，從次級電阻r2和次級電感l(wèi)2的改變量檢測異物。順帶提及，在等效電路中省略了功率饋送線圈120的電阻。

[功率饋送控制部分的配置示例]

圖4是示出第一實施例中的功率饋送控制部分110的配置示例的框圖。功率饋送控制部分110包括解調電路111和功率饋送控制電路112。

解調電路111解調來自功率接收設備200的交流信號，并且提取疊加在交流信號上的控制信號。解調電路111將控制信號輸出到功率饋送控制電路112。功率饋送控制電路112根據控制信號控制提供給功率接收設備200的功率量。

[充電控制部分的配置示例]

圖5是示出第一實施例中的充電控制部分210的配置示例的框圖。充電控制部分210包括調制電路212、交流電源213、整流器214、開關215、電壓測量電路216、電流測量電路217、充電控制電路218和電源控制塊250。此外，當二次電池260安裝在功率接收設備200中時，充電控制部分210連接到二次電池260。順帶提及，二次電池260可以是并入功率接收設備200中的內置電池。

調制電路212通過調制用于功率饋送設備100的交流信號的幅度等疊加控制信號。順帶提及，調制電路212是權利要求中描述的發(fā)送電路的示例。

交流電源213在電源控制塊250的控制下，將來自二次電池260的直流功率轉換為交流功率，并且將交流功率提供給功率接收線圈220。在提供交流功率時，交流電壓的頻率和幅度期望是恒定值。例如，逆變器用作交流電源213。交流電源213具有輸入端子、輸出端子和使能端子en。輸入端子經由開關215連接到二次電池260。輸出端子連接到功率接收線圈220。使能端子en連接到電源控制塊250。用于使能或禁止交流電源213的使能信號輸入到使能端子en。當使得交流電源213提供交流功率時(使能)，使能信號例如設為高電平。另一方面，當不使得交流電源213提供交流功率時(禁止)，使能信號例如設為低電平。當禁止交流電源213時，交流電源213的阻抗上升到這樣的程度，使得電流不在相反方向從輸出端子流到交流電源213的內部。

整流器214將來自功率饋送設備100的交流功率轉換為直流功率，并且經由開關215將直流功率提供給充電控制電路218。

開關215在電源控制塊250的控制下，將直流功率的提供源變?yōu)殡娫纯刂茐K250和交流電源213。開關215具有兩個輸入端子、一個輸出端子和控制端子。輸入端子之一連接到整流器214。另一個輸入端子連接到二次電池260的高電勢側的端子。輸出端子連接到電源控制塊250和交流電源213。使能信號輸入到控制端子。當輸入使能信號為低電平時，開關215例如將直流功率的提供源變?yōu)檎髌?14，并且當輸入使能信號為高電平時，將直流功率的提供源變?yōu)槎坞姵?60。

電壓測量電路216測量交流電源213施加的交流電壓vt。電壓測量電路216根據需要使得測量值經歷a/d(模擬到數字)轉換，并且將測量值提供給異物檢測部分240和電源控制塊250。電流測量電路217測量通過交流電壓vt在功率接收線圈220中產生的交流電流it。電流測量電路217根據需要使得測量值經歷a/d轉換，并且將測量值提供給異物檢測部分240和電源控制塊250。順帶提及，替代交流電流，電流測量電路217還可以測量與充電控制部分210串聯插入的直流電路的電流。

充電控制電路218控制轉換后的直流功率的電壓和電流，并且充電二次電池260。具體地，充電控制電路218通過使用調節(jié)器等將電壓控制為恒定電平，并且根據充電時間控制電流。例如，充電控制電路218根據是否設置其中在短時間內要完成充電的快速充電模式，增加或減少充電電流。此外，當檢測到異物時，充電控制電路218控制(例如停止)充電電流到二次電池260等的提供。充電電流的減少抑制由于來自功率接收設備200的磁場導致的異物的溫度的升高。在該情況下，當檢測到異物時，功率接收設備200可以將充電電流的控制結果發(fā)送給功率饋送設備100。

電源控制塊250基于異物檢測結果控制功率饋送設備100和交流電源213。電源控制塊250通過經由調制電路212發(fā)送控制信號到功率饋送設備100，控制功率饋送設備100。電源控制塊250還通過輸出使能信號到交流電源213和開關215控制交流電源213和開關215。稍后將描述電源控制塊250的操作細節(jié)。

順帶提及，在充電控制部分210通過電壓測量電路216測量交流電壓vt的幅度和相位的同時，當交流電壓vt的幅度在監(jiān)視時段中恒定時，充電控制部分210可以配置為只測量交流電壓vt的相位。在該情況下，滿足預先在異物檢測部分240中設置交流電壓vt的幅度值，并且滿足異物檢測部分240使用該幅度值和測量的相位檢測異物。

圖6是示出第一實施例中的電源控制塊250的配置示例的框圖。電源控制塊250包括接收電壓測量部分251、監(jiān)視時段定時器252、功率饋送設備控制部分253、交流電源控制部分254和檢測結果存儲部分255。

接收電壓測量部分251測量通過整流器214轉換為直流的功率的電壓作為接收電壓vin。接收電壓測量部分251根據需要使得測量值經歷a/d轉換，并且將測量值提供給功率饋送設備控制部分253和交流電源控制部分254。

監(jiān)視時段定時器252重復地交替計時功率饋送時段和監(jiān)視時段。功率饋送時段是用于控制功率饋送設備100以使得功率饋送設備100提供交流功率給功率接收設備200的時段。監(jiān)視時段是用于檢測異物的時段。監(jiān)視時段定時器252將定時器值提供給功率饋送設備控制部分253和交流電源控制部分254。

功率饋送設備控制部分253控制功率饋送設備100以使得功率饋送設備100提供交流功率給功率接收設備200。當定時器值是監(jiān)視時段內的值時，功率饋送設備控制部分253生成控制信號以停止功率饋送，并且經由調制電路212發(fā)送控制信號給功率饋送設備100。此外，功率饋送設備控制部分253使得檢測結果存儲部分255在監(jiān)視時段內的某些定時(例如監(jiān)視時段結束時)保持檢測結果。

另一方面，當定時器值是功率饋送時段內的值時，功率饋送設備控制部分253獲得交流電壓vt的測量值，并且從檢測結果存儲部分255讀取檢測結果。功率饋送設備控制部分253然后基于交流電壓vt是否等于或小于預定值確定是否停止交流電壓vt的施加。當停止施加交流電壓vt時，功率饋送設備控制部分253生成開始功率饋送控制信號，并且發(fā)送控制信號給功率饋送設備100。然而，當檢測到異物并且不能通過充電控制電路218的充電電流的控制來處理異物時(例如，當充電電流不能進一步減少時)，功率饋送設備控制部分253既不生成開始功率饋送控制信號，也不發(fā)送控制信號給功率饋送設備100。在開始功率饋送之后，功率饋送設備控制部分253發(fā)送基于接收電壓vin的值控制饋送的功率量的控制信號，直到開始監(jiān)視時段。例如，功率饋送設備控制部分253發(fā)送增加或減少饋送的功率量的控制信號，使得接收電壓vin落入特定范圍內。

順帶提及，保持檢測結果的定時不限于監(jiān)視時段的結束。該定時可以是任何定時，只要該定時在從響應于交流電壓vt的施加通過異物檢測部分240的檢測結果的返回到監(jiān)視時段的結束的時段內。此外，在功率饋送設備控制部分253基于交流電壓vt的測量值確定是否停止交流電壓vt的施加的同時，功率饋送設備控制部分253還可以通過其他方法確定停止交流電壓vt的施加。例如，當從監(jiān)視時段結束起已經經過特定時段時，功率饋送設備控制部分253也可以確定停止交流電壓vt的施加。

交流電源控制部分254控制交流電源213以使得交流電源213施加交流電壓vt。當定時器值是在監(jiān)視時段內的值時，交流電源控制部分254獲得接收電壓vin的測量值。交流電源控制部分254然后基于接收電壓vin是否等于或小于預定值，確定是否停止功率饋送。當停止功率饋送時，交流電源控制部分254設置使能信號為高電平以使得交流電源213施加交流電壓vt。另一方面，當定時器值是在功率饋送時段內的值時，交流電源控制部分254設置使能信號為低電平以使得交流電壓vt的施加停止。

順帶提及，當交流電源控制部分254基于交流電壓vt的測量值確定是否停止功率饋送的同時，交流電源控制部分254還可以通過其他方法確定停止功率饋送。例如，當從監(jiān)視時段開始起已經經過特定時段時，交流電源控制部分254也可以確定停止功率饋送。

檢測結果存儲部分255在功率饋送設備控制部分253的控制下保持異物檢測結果。

圖7是示出第一實施例中的功率饋送設備控制部分253和交流電源控制部分254的操作示例的圖。假設監(jiān)視時段定時器252從0到te重復地計時定時器值t。此外，假設其中定時器值t是0到ts-1(ts是大于0并且小于te的值)的時段是功率饋送時段，并且ts到te的時段是監(jiān)視時段。

在功率饋送時段中，在停止施加交流電壓vt之后，功率饋送設備控制部分253通過使得功率饋送設備100開始功率饋送的控制信號控制功率饋送設備100。然而，當檢測到異物并且不能通過控制充電控制電路218的充電電流來處理異物時，功率饋送設備控制部分253既不生成開始功率饋送的控制信號，也不發(fā)送控制信號給功率饋送設備100。在開始功率饋送之后，功率饋送設備控制部分253基于接收電壓vin的值控制饋送的功率量。在監(jiān)視時段開始時(t＝ts)，功率饋送設備控制部分253控制功率饋送設備100以使得功率饋送停止。

另一方面，在監(jiān)視時段中，在停止功率饋送之后，交流電源控制部分254設置使能信號為高電平以使得交流電壓vt的施加開始。然后，在監(jiān)視時段結束時(t＝te)，交流電源控制部分254設置使能信號為低電平以使得交流電壓vt的施加停止。

順帶提及，盡管電源控制塊250配置為使得即使在檢測到異物之后，也在每次監(jiān)視時段開始時開始交流電壓vt的施加，但是電源控制塊250也可以配置為在檢測到異物之后使得不施加交流電壓vt?？商娲?，電源控制塊250可以配置為當檢測到異物時減少監(jiān)視頻率。

此外，盡管首先開始功率饋送時段，但是也可以首先開始監(jiān)視時段。此外，電源控制塊250配置為重復地計時監(jiān)視時段，電源控制塊250可以配置為只計時監(jiān)視時段一次。在該配置中，當存在異物時，滿足電源控制塊250保持功率饋送停止，并且當不存在異物時使得功率饋送重新開始。

此外，只要可以控制功率饋送，控制信號不限于用于開始或結束功率饋送的信號。例如，功率接收設備200可以發(fā)送用于停止功率饋送特定時段的控制信號或者用于取消功率饋送的重新開始的控制信號。在該配置中，滿足功率接收設備200在監(jiān)視時段開始時發(fā)送用于停止功率饋送特定時段的控制信號，并且當存在異物時發(fā)送用于取消功率饋送的重新開始的控制信號。

此外，雖然功率接收設備200配置為控制功率饋送設備100時，但是功率饋送設備100可以配置為控制功率接收設備200。在該配置中，功率饋送設備100包括監(jiān)視時段定時器，在監(jiān)視時段開始時停止功率饋送，并且此后發(fā)送用于給出開始交流電壓vt的施加的指令的控制信號到功率接收設備200。功率接收設備200然后在監(jiān)視時段中發(fā)送指示異物檢測的結果的信號給功率饋送設備100。在監(jiān)視時段結束時，功率饋送設備100發(fā)送用于給出停止交流電壓vt的施加的指令的控制信號到功率接收設備200。當不存在異物時，功率饋送設備100在功率饋送時段中開始功率饋送，或者當存在異物時不開始功率饋送。

圖8是示出第一實施例中的異物檢測部分240的配置示例的框圖。異物檢測部分240包括次級電阻改變量獲得電路241、次級電感改變量獲得電路242和異物檢測電路243。

次級電阻改變量獲得電路241從交流電壓vt和電流it的測量值，獲得功率接收線圈220的電阻的改變量作為次級電阻的改變量δr2。次級電阻改變量獲得電路241例如使用以下等式1計算次級電阻r2。

在等式1中，“re()”是返回括號中的復數的實部的函數。其上部附有點的電壓v或電流i表示用復數表示的交流電壓或交流電流。r2是充電控制部分210中的負載的負載電阻。r2的單位例如是歐姆(ω)。稍后將描述用于導出等式1的方法。

次級電阻改變量獲得電路241使用以下等式2從計算的次級電阻r2計算次級電阻的改變量δr2。次級電阻改變量獲得電路241將計算的改變量δr2輸出到異物檢測電路243。

δr2＝r2-r0…等式2

在等式2中，r0是當不存在異物時測量的功率接收線圈220的原始次級電阻。

次級電感改變量獲得電路242從交流電壓vt和電流it的測量值，獲得功率接收線圈220的等效電路中的電感的改變量作為次級電壓的改變量δl2。次級電感改變量獲得電路242例如使用以下等式3計算次級電感l(wèi)2。

在等式3中，“im()”是返回括號中的復數的虛部的函數。ω是角頻率。ω的單位是弧度/秒(rad/s)。c2是功率接收線圈220的等效電路中的電容。c2的單位例如是法拉利(f)。稍后將描述用于導出等式3的方法。

次級電感改變量獲得電路242使用以下等式4從計算的次級電感l(wèi)2計算次級電感的改變量δl2。次級電感改變量獲得電路242將計算的改變量δl2輸出到異物檢測電路243。

δl2＝l2-l0…等式4

在等式4中，l0是當不存在異物時測量的功率接收線圈220的原始電感。

下面將描述用于導出等式1和等式3的方法。圖3所示的功率接收設備200的等效電路中的阻抗z從下面等式5獲得。

當施加交流電壓vt時，從等式5和電流it獲得下面等式6。

通過獲得等式6的兩側的實部導出等式1。此外，通過獲得等式6的兩側的虛部導出等式3。

異物檢測電路243從次級電阻的改變量δr2和次級電感的改變量δl2檢測是否存在異物。例如，異物檢測電路243將改變量δr2和改變量δl2與閾值th1和th2比較。閾值th1是要與改變量δr2比較的閾值。閾值th2是要與改變量δl2比較的閾值。然后，例如當改變量δr2等于或大于閾值th1或者改變量δl2等于或大于閾值th2時，異物檢測電路243確定存在異物。異物檢測電路243將異物檢測的結果輸出到充電控制部分210。

順帶提及，當改變量δr2等于或大于閾值th1并且改變量δl2等于或大于閾值th2時，異物檢測部分240可以確定存在異物。此外，如稍后將在第二實施例中描述的，當改變量δr2等于或大于閾值而沒有獲得改變量δl2時，異物檢測部分240可以確定存在異物?？商娲?，當改變量δl2等于或大于閾值而沒有獲得改變量δr2時，異物檢測部分240可以確定存在異物。可替代地，當通過將改變量δr2和改變量δωl2加到一起獲得的相加值等于或大于閾值時，異物檢測部分240可以確定存在異物。

改變量δr2和改變量δl2關于提供的電壓的值根據異物的大小和物理屬性而不同。因此，通過這些值識別物質種類。具體地，異物的溫度根據改變量δr2的增加而升高。因此，通過控制接收電流抑制溫度的升高，以便溫度低于特定值。

[功率饋送設備的操作示例]

圖9是第一實施例中的功率饋送控制處理的示例的流程圖。例如，當接通功率饋送設備100時，該功率饋送控制處理開始。

功率饋送設備100開始饋送交流功率(步驟s901)。功率饋送設備100然后確定是否接收用于控制饋送的功率量的控制信號(步驟s902)。當接收用于控制饋送的功率量的控制信號時(步驟s902：是)(步驟s906)，功率饋送設備100返回步驟s902。當沒有接收用于控制饋送的功率量的控制信號時(步驟s902：否)，功率饋送設備100確定是否接收用于停止功率饋送的控制信號(步驟s903)。當沒有接收用于停止功率饋送的控制信號時(步驟s903：否)，功率饋送設備100返回步驟s902。當接收用于停止功率饋送的控制信號時(步驟s903：是)，功率饋送設備100停止功率饋送(步驟s904)。

在停止功率饋送之后，功率饋送設備100確定是否接收用于開始功率饋送的控制信號(步驟s905)。當沒有接收用于開始功率饋送的控制信號時(步驟s905：否)，功率饋送設備100返回步驟s905。當接收用于開始功率饋送的控制信號時(步驟s905：是)，功率饋送設備100返回步驟s901。

[功率接收設備的操作示例]

圖10是第一實施例中的充電控制處理的示例的流程圖。例如，當開始從功率饋送設備100提供功率時，通過功率接收設備200開始該充電控制處理。

功率接收設備200確定監(jiān)視時段是否開始(步驟s951)。當監(jiān)視時段開始時(步驟s951：是)，功率接收設備200發(fā)送用于停止功率饋送的控制信號到功率饋送設備100(步驟s952)。然后，在停止功率饋送之后，功率接收設備200開始施加交流電壓vt到功率接收線圈220(步驟s953)。功率接收設備200執(zhí)行用于檢測異物的異物檢測處理(步驟s970)。

功率接收設備200確定監(jiān)視時段是否結束(步驟s954)。當監(jiān)視時段沒有結束時(步驟s954：否)，功率接收設備200返回步驟s954。另一方面，當監(jiān)視時段結束時(步驟s954：是)，功率接收設備200停止將交流電壓vt施加給功率接收線圈220(步驟s955)。功率接收設備200確定異物檢測標志是否為開(步驟s956)。異物檢測標志是指示異物檢測的結果的變量。例如，當檢測到異物時，異物檢測標志設為開狀態(tài)，并且當沒有檢測到異物時，異物檢測標志設為關狀態(tài)。當異物檢測標志為關時(步驟s956：否)，功率接收設備200發(fā)送用于開始功率饋送的控制信號到功率饋送設備100(步驟s957)。當異物檢測標志為開時(步驟s956：是)，功率接收設備200控制充電電流。然后，功率接收設備200根據需要發(fā)送控制信號(步驟s961)。在步驟s961或步驟s957之后，功率接收設備200返回步驟s951。

當沒有開始監(jiān)視時段時(步驟s951：否)，功率接收設備200測量接收電壓vin(步驟s958)。功率接收設備200將用于基于接收電壓vin增加或減少饋送的功率量的控制信號發(fā)送到功率饋送設備100(步驟s959)。在步驟s959之后，功率接收設備200返回步驟s951。

圖11是第一實施例中的異物檢測處理的示例的流程圖。功率接收設備200測量交流電壓vt和電流it(步驟s971)。功率接收設備200通過將交流電壓vt和電流it代入等式1和等式2中，計算次級電阻的改變量δr2(步驟s972)。功率接收設備200還通過將交流電壓vt和電流it代入等式3和等式4中，計算次級電感的改變量δl2(步驟s973)。

功率接收設備200基于改變量δr2是否等于或大于閾值th1或者改變量δl2是否等于或大于閾值th2，確定是否檢測到異物(步驟s974)。當檢測到異物時(步驟s974：是)，功率接收設備200打開異物檢測標志(步驟s975)。當沒有檢測到異物時(步驟s974：否)，功率接收設備200關閉異物檢測標志(步驟s976)。在步驟s975或s976之后，功率接收設備200結束異物檢測標志。

圖12到14是示出第一實施例中的異物的溫度和功率接收線圈的電阻值之間的關系的示例的曲線圖。圖12到14中的縱坐標軸指示異物的溫度或線圈的電阻值。圖12到14中的橫坐標軸指示異物的位置。溫度的單位是度(℃)。電阻值的單位是毫歐(mω)。位置的單位是毫米(mm)。在橫坐標軸上，以線圈的中心作為原點，測量與線圈的線圈表面平行的預定直線上的位置作為異物的位置，該直線包括線圈的中心。此外，繪制異物的溫度的測量結果作為圖12到14中的圓形標記。繪制功率接收線圈220的電阻值的測量結果作為圖12到14中的方形標記。

圖12示出在0.5mm厚和7mm方形的鐵作為異物插入線圈之間的情況下的測量結果。圖13示出在0.5mm厚和13mm方形的鐵作為異物插入線圈之間的情況下的測量結果。圖14示出在0.5mm厚和20mm方形的鐵作為異物插入線圈之間的情況下的測量結果。

如圖12到圖14所示，當異物放在稍微遠離線圈中心的位置時，異物的溫度升高，并且線圈(220)的電阻值也增加。另一方面，當異物放在中心周圍時，異物的溫度降低，并且線圈的電阻值也減小。如上所述，這是因為由于異物中的渦流產生焦耳熱，并且通過渦流產生的磁場的作用改變注入線圈的電阻值等的參數。

順帶提及，在圖12到14中，沒有測量當位置為負數時的溫度。這是因為估計當位置為負數時的溫度改變與當位置為正數時的改變相似。

因此，根據第一實施例，功率接收設備200可以施加交流電壓到功率接收線圈，從交流電壓和功率接收線圈中產生的電流獲得功率接收線圈220的阻抗的改變量，并且基于該改變量檢測異物。因為當異物混入線圈之間時阻抗的改變量改變，所以可以從阻抗的改變量正確地檢測異物。

順帶提及，第一實施例中的非接觸功率饋送系統(tǒng)使用功率饋送線圈120和功率接收線圈220來饋送功率以及發(fā)送和接收控制信號。然而，非接觸功率饋送系統(tǒng)可以與功率饋送線圈120和功率接收線圈220分開地提供有用于發(fā)送和接收控制信號的線圈，并且功率饋送設備100和功率接收設備200可以使用該線圈發(fā)送和接收控制信號。

<2.第二實施例>

[異物檢測部分的配置示例]

圖15是示出第二實施例中的異物檢測部分240的配置示例的框圖。第二實施例中的異物檢測部分240與第一實施例中的異物檢測部分的不同在于：第二實施例中的異物檢測部分240不獲得次級電感的改變量δl2，而是只從次級電阻的改變量δr2檢測是否存在異物。具體地，第二實施例中的異物檢測部分240與第一實施例的異物檢測部分的不同在于：第二實施例中的異物檢測部分240不包括次級電感改變量獲得電路242。

第二實施例中的異物檢測電路243從次級電阻的改變量δr2和電流it檢測異物。例如，異物檢測電路243計算δr2×it×it，并且當δr2×it×it的值等于或大于閾值th1’時確定存在異物。這是因為由渦流產生的焦耳熱量與δr2×it×it成比例。

[功率接收設備的操作示例]

圖16是第二實施例中的異物檢測處理的示例的流程圖。第二實施例中的異物檢測處理與第一實施例中的異物檢測處理的不同在于：第二實施例中的異物檢測處理執(zhí)行步驟s977來替代步驟s973和s974。

在功率接收設備200計算次級電阻的改變量δr2(步驟s972)之后，功率接收設備200基于δr2×it×it是否等于或大于閾值th1’確定是否存在異物(步驟s977)。當檢測到異物時(步驟s977：是)，功率接收設備200打開異物檢測標志(步驟s975)。另一方面，當沒有檢測到異物時(步驟s977：否)，功率接收設備200關閉異物檢測標志(步驟s976)。

因此，根據本技術的第二實施例，功率接收設備200可以從次級電阻的改變量δr2和電流it檢測產生熱的異物。因此，當檢測到異物時，非接觸功率饋送系統(tǒng)可以通過控制饋送的功率量來防止異物的熱產生。

<3.第三實施例>

[異物檢測部分的配置示例]

圖17是示出第三實施例中的異物檢測部分240的配置示例的框圖。第三實施例中的異物檢測部分240與第一實施例的異物檢測部分的不同在于：第三實施例中的異物檢測部分240還包括控制量確定電路244。當存在異物時，控制量確定電路244計算對于饋送的功率量的控制量δw。另一方面，當不存在異物時，控制量確定電路244將值“0”設置為控制量δw?？刂屏看_定電路244將控制量δw作為檢測結果輸出到充電控制部分210。順帶提及，控制量確定電路244是權利要求中描述的控制量確定部分的示例。

通常從異物的熱電阻rt通過以下的等式7獲得異物的溫度的上升量δt。熱電阻rt的單位例如是度/瓦(℃/w)。

δt≈δr2×it×it/rt…等式7

在等式7中，沒有附加到其的點的it表示交流電流it的絕對值。

假設在上升量δt達到不導致對設備等的損壞的這樣程度的情況下，功率接收線圈220的電流it的值為等式7中的i2l。令η為功率饋送效率，從下面的等式8計算產生電流i2l所需的電源w1l。

w1l＝η×w2l＝η×(r2+r0)×i2l×i2l…等式8

在等式8中，w2l是當電流it為i2l時的接收功率。

同時，令i2h是當檢測到異物時功率接收線圈220的感應電流，從下面的等式9計算產生電流i2h所需的電源w1h。

w1h＝η×w2h＝η×(r2+r2)×i2h×i2h…等式9

在等式9中，w2h是當電流it為i2h時的接收功率。

基于等式7和等式9，從下面的等式10計算控制量δw。順帶提及，功率接收設備200假定的功率饋送效率可能不同于實際值，或者功率接收設備200可能不能獲得自身的功率饋送效率。相應地，功率接收設備200可以發(fā)送接收功率w2h和控制量δw之間的比率(δw/w2h)或w2h-w2l的值給功率饋送設備100來替代控制量δw。滿足功率饋送設備100基于等式7到9將接收的值轉換為控制量δw，并且控制饋送的功率量。

δw＝w1h-w1l…等式10

[功率接收設備的操作示例]

圖18是第三實施例中的異物檢測處理的示例的流程圖。第三實施例中的異物檢測處理與第一實施例中的異物檢測處理的不同在于：第三實施例中的異物檢測處理執(zhí)行步驟s978和s979來替代步驟s975和s976。當存在異物時(步驟s977：是)，功率接收設備200使用等式10計算控制量δw(步驟s978)。另一方面，當不存在異物時(步驟s977：否)，功率接收設備200將“0”設置給控制量δw(步驟s979)。

[功率接收設備的操作示例]

圖19是第三實施例中的充電控制處理的示例的流程圖。第三實施例中的充電控制處理與第一實施例中的充電控制處理的不同在于：第三實施例中的充電控制處理執(zhí)行步驟s960來替代步驟s956。

在功率接收設備200停止交流電壓的施加(步驟s955)之后，功率接收設備200執(zhí)行步驟s957而不執(zhí)行步驟s956。當沒有開始監(jiān)視時段時(步驟s951)，功率接收設備200確定控制量δw是否為零(步驟s960)。當控制量δw不為零時(步驟s960：否)，功率接收設備200控制充電電流。然后，功率接收設備200根據需要發(fā)送用于執(zhí)行饋送的功率量的δw控制的控制信號到功率饋送設備100(步驟s961)，并且返回步驟s951。當控制量δw為零時(步驟s960：是)，功率接收線圈200執(zhí)行步驟s958和s959。

因此，根據本技術的第三實施例，功率接收設備200能夠檢測異物，并且獲得對于功率量的控制量。因此，即使在檢測到異物時，非接觸功率饋送系統(tǒng)也能夠以適當的功率量繼續(xù)功率饋送。

要注意，前述實施例表示用于實現本技術的示例，并且各實施例中的項目與權利要求中的特定發(fā)明項目具有各自的對應關系。類似地，權利要求中的特定發(fā)明項目與本技術的各實施例中給予與特定發(fā)明項目相同名稱的項目具有各自的對應關系。然而，本技術不限于該實施例，并且可以通過對實施例進行各種修改來實現，而不偏離本技術的精神。

此外，前述實施例中描述的處理過程可以解釋為具有一系列過程的方法，并且可以解釋為用于使得計算機執(zhí)行一系列過程的程序或用于存儲該程序的記錄介質。例如，cd(致密盤)、md(迷你盤)、dvd(數字多功能盤)、存儲卡或藍光盤(注冊商標)可用作記錄介質。

順帶提及，本技術還可以采用以下構成。

(1)一種功率接收設備，包括：

功率接收線圈，配置為當功率饋送設備經由磁場提供功率時接收功率；

交流電源，配置為對所述功率接收線圈施加交流電壓；

異物檢測部分，配置為從對其施加交流電壓的所述功率接收線圈中感應的電流和交流電壓生成所述功率接收線圈的阻抗的改變量，并且基于所述改變量檢測所述功率接收線圈和所述功率饋送設備之間的異物。

(2)根據上面(1)所述的功率接收設備，還包括

電源控制塊，配置為基于異物檢測的結果控制所述功率饋送設備。

(3)根據上面(2)所述的功率接收設備，

其中，在檢測提供功率的所述功率饋送設備和所述功率接收設備之間的異物時，所述電源控制塊在控制所述功率饋送設備以使得所述功率饋送設備停止提供功率之后，控制所述交流電源以使得所述交流電源施加交流電壓。

(4)根據上面(3)所述的功率接收設備，

其中，所述電源控制塊交替地重復用于控制所述功率饋送設備的功率饋送時段和用于檢測異物的監(jiān)視時段，并且在功率饋送時段中使得所述功率饋送設備提供功率以及在監(jiān)視時段中使得所述交流電源施加交流電壓。