送电装置、无线电力传输系统以及异物检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种送电装置、无线电力传输系统以及异物检测方法。送电装置具备逆变器电路、振荡电路、异物检测判定电路和送电控制电路。所述送电控制电路在第1交流电力的送电开始前，使所述异物检测判定电路执行一系列的多个处理而判断了是否存在异物之后，使所述逆变器电路开始所述第1交流电力的送电，在所述第1交流电力的送电开始后，使进行所述异物检测的异物检测期间和进行所述第1交流电力的送电的送电期间反复，所述一系列的多个处理被分割到所述反复的多个异物检测期间来执行，使所述异物检测判定电路使用所述多个异物检测期间分割执行所述一系列的多个处理，判断是否存在异物。

【技术实现步骤摘要】
送电装置、无线电力传输系统以及异物检测方法本申请是申请日为2015年5月18日、申请号为201510252973.9、专利技术创造名称为：“送电装置以及无线电力传输系统”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及以无线方式传输电力的送电装置以及无线电力传输系统。
技术介绍
近年来，便携电话、电动汽车等伴有移动性的电子设备、EV设备得到普及。以这种设备为对象的无线电力传输系统正在进行开发。对于无线电力传输技术而言，存在电磁感应方式、磁场共振方式(谐振磁场耦合方式)、以及电场耦合方式等方式。电磁感应方式以及磁场共振方式的无线电力传输系统具备：具有送电线圈的送电装置、和具有受电线圈的受电装置。通过受电线圈对由送电线圈产生的磁场进行补充，能够不使电极直接接触而传输电力。磁场共振方式的无线电力传输系统例如在专利文献1中得到公开。现有技术文献专利文献1：日本特开2009-33782号公报
技术实现思路
但是，对于所述以往技术而言，要求了在送电开始后也能够实现精度高的异物检测的无线电力传输系统的送电装置。本专利技术的一技术方案的送电装置，以非接触方式对具备第1谐振器和受电电路的受电装置输送第1交流电力，所述第1谐振器接受所述第1交流电力，所述受电电路将所述第1谐振器接受的所述第1交流电力转换成第1直流电力而供给到负载，所述送电装置具备：逆变器电路，其生成所述第1交流电力并经由第2谐振器输送所述第1交流电力；振荡电路，其生成比所述第1交流电力小的第2交流电力并经由第3谐振器输送所述第2交流电力；异物检测判定电路，其基于根据所述第2交流电力而变化的所述第3谐振器的物理量，判断在所述第1谐振器与所述第3谐振器之间是否存在异物；以及送电控制电路，其控制所述送电装置，所述送电控制电路，在所述第1交流电力的送电开始前，使所述异物检测判定电路执行一系列的多个处理而判断了是否存在异物之后，使所述逆变器电路开始所述第1交流电力的送电，在所述第1交流电力的送电开始后，使进行异物检测的异物检测期间和进行所述第1交流电力的送电的送电期间反复，所述一系列的多个处理被分割到所述反复的多个异物检测期间来执行，使所述异物检测判定电路使用所述多个异物检测期间分割执行所述一系列的多个处理，判断是否存在异物。此外，这些总括性或具体的技术方案可以由系统、方法、集成电路、计算机程序、或者记录介质来实现。或者，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。根据本专利技术的一技术方案，能够提供一种在送电开始后也能够实现精度高的异物检测的无线电力传输系统的送电装置。附图说明图1是表示无线电力传输系统的动作的概要的图。图2是用于说明延迟期间以及基于该延迟期间的受电装置的动作的图。图3是表示受电装置的动作的例子的流程图。图4是用于说明本专利技术中的分割开的一系列多个处理的例子的图。图5是表示本专利技术的异物检测动作的另一方式的图。图6是表示本专利技术的实施方式中的送电停止期间的缩短化的效果的一例的图。图7是表示本专利技术的实施方式1中的无线电力传输系统的概略构成的图。图8是表示实施方式1中的送电电路的更详细构成的图。图9是表示振荡电路的构成例的图。图10是用于说明充电和异物检测的定时(timing)的图。图11是用于说明异物检测所使用的耦合系数推定方法的工作原理的图。图12是表示送电装置100以及受电装置200的具体的电路构成例的图。图13是表示基于耦合系数的异物检测处理的流程的流程图。图14是表示异物检测处理的另一例的流程图。图15是表示阈值的设定方法的第1例的图。图16是表示阈值的设定方法的第2例的图。图17是表示阈值的设定方法的第3例的图。图18是表示阈值的设定方法的第4例的图。图19是用于说明实施方式1中的处理分割的第1例的图。图20A是表示对于评价用终端7机型而在有铝异物的情况和无铝异物的情况下分别测定了耦合系数和输入电感值的结果的图。图20B是表示对于评价用终端7机型而在有铁异物的情况和无铁异物的情况下分别测定了耦合系数和线圈端电压的结果的图。图21是用于说明实施方式1中的处理分割的第2例的图。图22是用于说明实施方式1中的处理分割的第3例的图。图23是用于说明实施方式1中的处理分割的第4例的图。图24是用于说明实施方式1中的处理分割的第5例的图。图25是表示实施方式1中的处理分割的第5例的变形例的图。图26是用于说明实施方式1中的处理分割的第6例的图。图27是表示实施方式2中的无线电力传输系统的构成的图。图28是表示实施方式2中的送电电路的详细构成的图。图29是表示实施方式2中的切换开关1002的构成的图。图30是表示使用评价用终端7机型对有无异物进行了判断的检测结果的第1图。图31是表示使用评价用终端7机型对有无异物进行了判断的检测结果的第2图。图32是表示使用评价用终端7机型对有无异物进行了判断的检测结果的第3图。附图标记说明100送电装置200受电装置1000送电电路1001逆变器电路1002切换开关1003振荡电路1004异物检测电路1005接收电路1006测定电路1007判定电路1008异物检测判定电路1010送受电谐振器对1010a送电谐振器1010b受电谐振器1011检测谐振器1020受电电路1021整流电路1022输出检测电路1023发送电路1030直流(DC)电源1040负载1050异物1070显示元件1090控制电路1091送电控制单元1092切换开关控制单元1093存储器(结果保存单元)1094振荡控制单元1095定时控制单元具体实施方式(成为本专利技术的基础的见解)本专利技术人对于在“
技术介绍
”一栏中记载的无线电力传输系统中的送电装置，发现了会产生以下的问题。首先，对“异物”的定义进行说明。在本专利技术中，“异物”是指在位于无线电力传输系统中的送电线圈(或异物检测用的线圈)或受电线圈的附近时，因送电线圈与受电线圈之间传输的电力而发热的金属以及人体(动物)等物体。接着，对送电装置的动作进行说明。对于送电装置，首先，当送电装置的电源开关接通时，进行送电装置的送电线圈与受电装置的受电线圈的位置对准。“位置对准”是指对送电装置中的送电谐振器(包含送电线圈)与受电装置中的受电谐振器(包含受电线圈)是否处于适于电力传输的配置关系进行检测的动作。当送电线圈与受电线圈的位置对准完成时，进行判断在送电线圈与受电线圈之间是否存在异物的异物检测。异物检测例如能够通过对施加于送电线圈的电压等物理量的变化进行检测来进行。当判断为在送电线圈与受电线圈之间不存在异物时，从送电线圈向受电线圈以非接触方式输送交流电力。但是，即使在判断为在送电线圈与受电线圈之间不存在异物之后，在送电期间也有异物进入线圈之间的可能。例如，设想送电装置是设置于车辆内部的充电座，受电装置搭载于智能手机、平板终端、便携电话等能够进行非接触充电的设备(受电终端)的情况。在这种情况下，由于移动中的车体的振动，在充电中的送电线圈与受电线圈之间有可能会有硬币等异物进入。如此，若异物进入到送电线圈与受电线圈之间，则在异物产生涡电流，有可能会导致异物过热。因此，本专利技术人研究了如下情况：为了防止上述那样的异物的过热，在送电装置开始了送电之后，使进行异物检测的异物检测期间和进行送电的送电期间反复，进行监视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种送电装置，其以非接触方式对具备第1谐振器和受电电路的受电装置输送第1交流电力，所述第1谐振器接受所述第1交流电力，所述受电电路将所述第1谐振器接受的所述第1交流电力转换成第1直流电力而供给到负载，所述送电装置具备：逆变器电路，其生成所述第1交流电力并经由第2谐振器输送所述第1交流电力；振荡电路，其生成比所述第1交流电力小的第2交流电力并经由第3谐振器输送所述第2交流电力；异物检测判定电路，其基于根据所述第2交流电力而变化的所述第3谐振器的物理量，判断在所述第1谐振器与所述第3谐振器之间是否存在异物；以及送电控制电路，其控制所述送电装置，所述送电控制电路，在所述第1交流电力的送电开始前，使所述异物检测判定电路执行一系列的多个处理而判断了是否存在异物之后，使所述逆变器电路开始所述第1交流电力的送电，在所述第1交流电力的送电开始后，使进行异物检测的异物检测期间和进行所述第1交流电力的送电的送电期间反复，所述一系列的多个处理被分割到所述反复的多个异物检测期间来执行，使所述异物检测判定电路使用所述多个异物检测期间分割执行所述一系列的多个处理，判断是否存在异物。

【技术特征摘要】
2014.05.27 JP 2014-108818;2015.02.25 JP 2015-035121.一种送电装置，其以非接触方式对具备第1谐振器和受电电路的受电装置输送第1交流电力，所述第1谐振器接受所述第1交流电力，所述受电电路将所述第1谐振器接受的所述第1交流电力转换成第1直流电力而供给到负载，所述送电装置具备：逆变器电路，其生成所述第1交流电力并经由第2谐振器输送所述第1交流电力；振荡电路，其生成比所述第1交流电力小的第2交流电力并经由第3谐振器输送所述第2交流电力；异物检测判定电路，其基于根据所述第2交流电力而变化的所述第3谐振器的物理量，判断在所述第1谐振器与所述第3谐振器之间是否存在异物；以及送电控制电路，其控制所述送电装置，所述送电控制电路，在所述第1交流电力的送电开始前，使所述异物检测判定电路执行一系列的多个处理而判断了是否存在异物之后，使所述逆变器电路开始所述第1交流电力的送电，在所述第1交流电力的送电开始后，使进行异物检测的异物检测期间和进行所述第1交流电力的送电的送电期间反复，所述一系列的多个处理被分割到所述反复的多个异物检测期间来执行，使所述异物检测判定电路使用所述多个异物检测期间分割执行所述一系列的多个处理，判断是否存在异物。2.根据权利要求1所述的送电装置，执行将所述一系列的多个处理分割开的各处理的分割期间，比从送电的停止开始到使用所述受电装置的通知部通知所述送电的停止为止的延迟期间短。3.根据权利要求1或2所述的送电装置，所述一系列的多个处理包括判断处理，该判断处理在所述变化后的物理量与预定的基准值之差比预先设定的阈值大时，判断为在所述第1谐振器与所述第3谐振器之间存在异物。4.根据权利要求1或2所述的送电装置，所述一系列的多个处理包括：测定处理，对根据所述第2交流电力而变化的所述第3谐振器的物理量进行测定；和判断处理，基于根据所述测定出的物理量而算出的值，判断是否存在所述异物。5.根据权利要求1或2所述的送电装置，所述一系列的多个处理包括：两种以上的测定处理，对根据所述第2交流电力而变化的所述第3谐振器的物理量进行测定；和判断处理，基于根据由所述两种以上的测定处理各自测定出的物理量而算出的值，判断是否存在所述异物。6.根据权利要求5所述的送电装置，所述两种以上的测定处理包括：第1种测定处理，在所述振荡电路以比所述第3谐振器的谐振频率fr低的第1频率f1进行振荡时通过所述异物检测判定电路测定所述物理量；和第2种测定处理，在所述振荡电路以比所述第3谐振器的谐振频率fr高的第2频率f2进行振荡时通过所述异物检测判定电路测定所述物理量。7.根据权利要求1所述的送电装置，所述第1谐振器和所述第3谐振器是同一谐振器，所述送电装置具备通过所述送电控制电路的控制对所述逆变器电路与所述同一谐振器的电连接和所述振荡电路与所述同一谐振器的电连接进行切换的开关，所述送电控制电路，在结束所述分割后的一系列的多个处理中的第1处理而再次开始所述第1交流电力的送电时，控制所述开关，从所述振荡电路与所述同一谐振器的电连接切换到所述逆变器电路与所述同一谐振器的电连接，在中断所述第1交流电力的送电而开始接着所述第1处理的第2处理时，控制所述开关，从所述逆变器电路与所述同一谐振器的电连接切换到所述振荡...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂田勉，山本浩司，菅野浩，浅沼健一，
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