检出装置、电力接收装置和电力发送装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了检出装置、电力接收装置、电力发送装置、非接触电力输送系统和检出方法，其中，该检出装置包括：电路，至少包括与外部电磁耦合的线圈；温度检测单元，用于检测线圈的温度；检出单元，用于测量电路的Q值；校正单元，用于基于由温度检测单元所检测的温度信息来校正由检出单元所测量的Q值。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及检出装置、电力接收装置、电力发送装置、非接触电力输送系统以及检出诸如金属的导体的存在的检出方法。
技术介绍
近来，以非接触方法提供(无线输送)电力的非接触电力输送系统已被积极地开发。在实现无线电力提供的方法中大致有两种类型的技术。一种技术是广为人知的电磁感应方案。在电磁感应方案中，电力发送侧与电力接收侧的之间耦合度非常高并可以高效地提供电力。然而，因为需要在电力发送侧与电力接收侧之间保持高耦合系数，所以如果电力发送侧远离电力接收侧或存在位置间隙，则电力发送侧与电力接收侧的线圈之间的电力输送效率(在下文中被称为“线圈间效率”)可能被极大地降低。另一种技术被称为磁场谐振方案，其具有这样的特性因为积极地采用谐振现象，所以被电力提供源与电力提供目标共享的磁通量可能更低。在磁场谐振方案中，如果Q值(质量因数)即使在耦合系数小的情况下仍很大，那么线圈间效率并不降低。Q值是表示在具有电力发送侧线圈或电力接收侧的线圈的电路中能量保持和损失之间关系的一个指标(表示谐振电路的谐振强度)。即，其优点是无需电力发送侧与电力接收侧的线圈轴向对准，并且电力发送侧与电力接收侧的位置或距离的自由度较高。在非接触电力输送系统中，一个重要因素是对金属异物发热的对策。这并不局限于电磁感应方案或磁场谐振方案。问题在于如果当进行非接触电力提供时在电力发送侧与电力接收侧之间存在金属，那么由于该金属中产生了涡流，就会产生热量。为了抑制该发热，已提出了许多检测金属异物的技术。例如，已提出了这样一种技术，该技术通过当金属异物被放置在电力发送侧和电力接收侧之间时找出参数(电流、电压等)的变化以确定金属异物是否存在。在该技术中，无需强加设计约束且可以减少成本。例如，已经在日本专利申请公开第2008-206231号中提出了根据电力发送侧与电力接收侧之间通信期间的调制程度来检测金属异物的方法，并且在日本专利申请公开第2001-275380号中提出了根据涡流损耗(基于直流(DC) -DC效率的异物检测)检测金属异物的方法。
技术实现思路
然而，在日本专利申请公开第2001-275380号和第2008-206231号中所提出的技术中，并未加入电力接收侧金属壳体的影响。当考虑到给普通的便携设备充电，某种金属(金属壳体、金属部件等)更易于应用于该便携设备中，而难于分辨参数变化是“由于金属壳体等的影响引起的变化”还是“由于金属异物的介入引起的变化”。在日本专利申请公开第2001-275380号的示例中，难于确定是在便携设备的金属壳体中产生了涡流损耗，还是由于电力发送侧与电力损耗方之间的金属异物的介入而产生了涡流损耗。根据上述的日本专利申请公开第2001-275380号和第2008-206231号，难以准确地检测金属异物。期望能提高电力接收侧和电力发送侧之间金属异物的检测精度。根据本公开的一个实施方式，一种检出装置的温度检测单元检测用于电力发送或电力接收的线圈的温度，检出单元测量包括线圈的电路的Q值，并且温度检测单元基于其所检测到的温度信息校正要用于检测金属异物的Q值。根据本公开的另一实施方式，包括线圈的电路的Q值通过电阻值的变化所校正，该电阻值的变化源于与外部电磁耦合的线圈温度的升高。即，线圈的温度(线圈温度)可反映在包括线圈的电路的Q值中。根据上述本公开的实施方式，可以在包括线圈的电路的Q值中反映与外部电磁耦合的线圈的温度(线圈温度)，并提高电力接收侧和电力发送侧之间的金属异物的检测精度。附图说明图1是示出了在非接触电力输送系统中进行的Q值测量的示意性电路图；图2A和图2B是示出了谐振电路(并联谐振电路)其他示例的电路图；图3是示出了非接触电力输送系统中线圈表面温度的测量结果的曲线图；图4是示出了根据本公开实施方式的包括线圈温度检测功能的电力接收装置(次级侧)的内部构造示例的示意性框图；图5是示出了温度检测电路的示例的电路图；图6示出了热敏电阻的温度特性示例；图7是示出了热敏电阻实现方式的示意平面图；图8是示出了根据本公开实施方式的用于非接触电力输送系统的电力发送装置(初级侧)的内部构造示例的示意框图；图9是示出了图4所示的电力接收装置(次级侧)的内部构造示例的主要部分的框图；图10是根据本公开实施方式的基于校正后Q值的金属异物检测的流程图；图11是示出了 Q值与线圈间效率之间的关系的示例的曲线图；图12是示出了耦合系数为0. 01的Q值与线圈间效率之间的关系的示例以及近似的线性表达的曲线图；图13是根据本公开实施方式的加入线圈温度异常检测功能的非接触电力输送系统的流程图；图14是示出了串联谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图；图15是示出了并联谐振电路的阻抗的频率特性的曲线图；以及图16是用于通过阻抗的实部和虚部间的比率计算Q值的电路图。具体实施例方式下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。应注意，在本说明书和附图中，大体相同的功能和结构的结构要素被标以相同的参考数字，并且省略这些结构元件的重复说明。描述将按以下顺序给出。1.实施方式(温度检测单元基于线圈温度校正Q值(和阈值)的示例)2 其他(检出单元修改例)〈1.实施方式〉本公开中的金属异物检测技术是利用上述的Q值的变化检测金属异物的技术。Q值是表示能量保持和损耗之间的关系的指数。通常，Q值被用作标识谐振电路谐振波峰锐利度。金属异物是电力发送侧(初级侧)和电力接收侧(次级侧)之间诸如金属的导体。术语导体也可包括广义上的导体，即，半导体。这里，将参照图1被描述Q值测量原理。图1是示出了非接触电力输送系统中进行的Q值测量的示意性电路图。图1所示的电力发送装置10的电路是示出了 Q值测量(在磁场耦合情况下)的原理的最基本电路构造的示例。尽管图1示出了包括串联谐振电路的电路，但只要提供谐振电路的功能，具体构造可以通过各种形式来实现。本谐振电路的Q值测量技术也可以用在测量设备上(电感、电容和电阻(LCR)测量器)。例如，如果有一金属片作为金属异物在电力发送装置10的初级线圈15附近，一条磁力线经过该金属片并在该金属片上产生涡流。当从初级线圈15侧观察，涡流改变初级侧的Q值，如同真实的电阻负载通过金属片与初级线圈15之间的电磁耦合连接至初级线圈15。测量该Q值，从而检测在初级线圈15附近的金属异物(电磁耦合状态)。 电力发送装置10包括信号源11 (包括产生AC信号(正弦波)的交流(AC)电源12和电阻元件13)、电容器(又被称为电容)14和初级线圈15 (以电力发送线圈为线圈的示例)。该电阻元件13被示出为AC电源12的内阻(输出阻抗)。电容器14和初级线圈15连接至信号源11以形成串联谐振电路(谐振电路的示例)。调节电容器14的电容值(C值)和初级线圈15的电感值(L值)从而在期望测量到的频率处产生谐振。包括信号源11和电容器14的电力发送单元使用负载调制方案等通过初级线圈15向外部进行非接触电力发送。如果构成串联谐振电路的初级线圈15和电容器14两端之间的电压被设为Vl (施加至谐振电路的电压的示例)而跨初级线圈15的电压被设为V2，则该串联谐振电路的Q值由表达式(I)表达如下Q=…..,U V I fSrs :频率f的有效电阻值电压Vl乘以Q得到电压V2。如果金属片在初级线圈15附近，则有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检出装置，包括：电路，至少包括与外部电磁耦合的线圈；温度检测单元，用于检测所述线圈温度；检出单元，用于测量所述电路的Q值；以及校正单元，用于基于由所述温度检测单元所检测的温度信息来校正由所述检出单元所测量的Q值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中野裕章，村上知伦，小堺修，藤卷健一，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：