检测装置、受电装置、送电装置及非接触供电系统制造方法及图纸

本公开涉及检测装置、受电装置、送电装置及非接触供电系统，其中，提供了一种检测装置，包括：一个或多个磁耦合元件，被配置为具有一个或多个线圈；以及检测单元，测量或计算磁耦合元件的有效电阻值或至少包括磁耦合元件的电路的有效电阻值并基于有效电阻值的变化来确定是否存在异物。

【技术实现步骤摘要】
检测装置、受电装置、送电装置及非接触供电系统
本公开涉及一种与另一磁耦合元件、异物等磁耦合的磁耦合元件、使用该磁耦合元件的装置（磁耦合装置）和系统（磁耦合系统）。具体地，本公开涉及一种检测由非接触供电装置与构成非接触供电系统的电子装置之间的磁通量加热的异物（诸如金属、磁性材料和磁体）的混合物的检测装置、一种受电装置、送电装置和非接触供电系统。
技术介绍
近年来，例如，以非接触方式对诸如手机和便携式音乐播放器的消费性电子（CE）装置（供消费者使用的电子装置）进行供电（送电）的供电系统（被称为非接触供电系统或非接触送电系统）已引发大量关注。相应地，可通过简单将电子装置（次级装置）放置于充电托盘（初级侧装置）上而代替将诸如AC适配器的供电装置的连接器插接（连接）至CE装置来开始充电。因此，电子装置与充电托盘之间不需要终端连接。以此方式，作为一种以非接触方式提供电力的方法，电磁感应法已众所周知。另外，近年来，采用被称为利用谐振现象的磁场共振法的方法的非接触供电系统也已引起关注。利用磁场共振法的非接触供电系统具有的优点在于，与电磁感应法相比可在进一步远离彼此而定位的装置之间传送电力。另外，即使供电源（送电线圈）与供电目标（受电线圈）之间的对齐不太良好，也仍具有传送效率（供电效率）不会降低太多的优点。然而，不变的是，磁场共振法和电磁感应法中的任何一种均采用利用供电源（送电线圈；磁耦合元件）与供电目标（受电线圈；磁耦合系统）之间的磁耦合的非接触供电系统（磁耦合系统）。顺便地，非接触供电系统中的重要因素之一是防止因磁通量而发热的诸如金属、磁性材料和磁体等的异物的发热的对策。当在不限于磁感应法或磁场共振法的情况下以非接触方式供电时，若在送电线圈与受电线圈之间的间隙中混入异物，则有该异物可能会因经过异物的磁通量而发热的可能性。另外，异物发热是由金属异物中通过磁通量产生的电流（涡电流、环电流、圆电流）以及磁性材料异物或磁体异物中因通过异物、磁性材料异物或磁体异物的磁通量而出现的磁损耗（磁滞损耗）造成的。作为防止发热的对策，已提出了多种方法，这些方法通过向非接触供电系统增设异物检测系统来检测异物。例如，已知一种使用光学传感器或温度传感器的方法。然而，使用传感器的方法在供电范围较广的情况下与磁场共振方法一样会导致成本增加。另外，例如，根据温度传感器，由于温度传感器上的输出结果取决于传感器周围的热导率，所以送电侧和受电侧的装置也受到设计约束。因此，通过在金属异物进入送电侧与受电侧之间时关注参数（电流、电压等）的变化，已提出了一种确定是否存在异物的方法。根据该方法，由于没有理由施加任何设计约束等，所以可以降低成本。例如，日本待审查专利申请公开第2008-206231号公开了一种在送电层与受电侧之间进行通信期间利用调制度（振幅变化和相位变化）来检测金属异物的方法，且日本待审查专利申请公开第2001-275280号公开了一种利用涡电流损耗检测金属异物（利用DC-DC效率检测异物）的方法。然而，在日本待审查专利申请公开第2008-206231号和第2001-275280号中提出的方法未考虑到因受电侧的金属外壳造成的影响。当考虑到向通用便携式装置充电时，有可在便携式装置中使用任何类型的金属（金属外壳、金属组件等）的很大的可能性。因此，难以识别是由“因金属外壳产生的影响”还是由“混入金属异物”造成的参数变化。若作为一个实例例举日本待审查专利申请公开第2001-275280号，则不可能识别涡电流损耗是发生在金属外壳中还是因送电侧与受电侧之间混入的金属异物而发生。以此方式，应理解，在日本待审查专利申请公开第2008-206231号和第2001-275280号中提出的技术不能准确检测金属异物。
技术实现思路
期望通过检测在检测线圈（即，无需设置新传感器的磁耦合元件）附近存在的异物来提高检测精度。根据本公开的一种实施方式，提供了一种检测装置，包括：一个或多个磁耦合元件，被配置为具有一个或多个线圈；以及检测单元，测量或计算所述磁耦合元件的有效电阻值或至少包括所述磁耦合元件的电路的有效电阻值并基于所述有效电阻值的变化来确定是否存在异物。在磁耦合元件与金属异物磁耦合的情况下，磁耦合元件（谐振电路）的Q值由于两个原因而降低：磁耦合元件的有效电阻值增加；以及磁耦合元件的电感值降低。因此，在磁耦合元件的电感值由于某种因素而显著变化的情况下，关注磁耦合元件（谐振电路）的有效电阻值能使金属异物的检测精度比关注磁耦合元件（谐振电路）的Q值更高。根据本公开的至少一种实施方式，在无需设置新传感器的情况下可检测磁耦合元件附近存在的异物并可提高检测精度。附图说明图1是示出用作本公开中的金属异物检测的一个实例的Q值测量的示意性电路图；图2是根据本公开的一种实施方式的非接触供电系统的示意性概览图；图3是示出根据本公开的实施方式的非接触供电系统的配置实例的框图；图4A至图4C是示出谐振电路的配置实例的电路图；图5A和图5B是示出与检测线圈的电学特性（Q值、R值）因金属异物的存在与否而发生变化相关的测量结果的一个实例的曲线图；图6是示出检测线圈与金属异物之间的距离调整的示图；图7A和图7B是示出与受电线圈的Q值因金属异物的存在与否而发生变化相关的测量结果的一个实例的曲线图；图8是示出金属异物相对于受电线圈的布置位置的调整的示图；图9A和图9B是示出与受电线圈的R值因金属异物的存在与否而发生变化相关的测量结果的一个实例的曲线图；图10是示出根据本公开的另一实施方式的非接触供电系统的变形例的框图；以及图11是示出当在非接触供电系统中供电时的处理的一个实例的流程图。具体实施方式下文中，将对体现本公开的实例（下文中称为实施方式）进行描述。将按以下顺序进行描述。另外，在说明书和附图中，具有大致相同功能和配置的组件元件将用相同附图标记来表示且将不对其进行重复描述。1．介绍描述2．Q值测量原理3．R值测量原理4．对非接触供电系统的描述5．测量数据（1）6．测量数据（2）7．变形例8．其他1．介绍描述在本公开中，提出了一种磁耦合系统，其中，当通过从送电侧（第一侧）供电来给受电侧（第二侧）的电池进行充电时，异物金属检测基于送电侧或受电侧的磁耦合元件的有效电阻值（高频电阻值，Rs值、R值）或至少包括磁耦合元件的电路的有效电阻值来执行。根据本公开实施方式的磁耦合系统在送电侧或受电侧测量或计算向外磁耦合的一个或多个磁耦合元件的有效电阻值或至少包括一个或多个磁耦合元件的电路的有效电阻值。随后，基于关于有效电阻值的测量结果或计算结果来确定磁耦合元件附近是否存在异物。然而，在使用与诸如LCR测量仪或阻抗分析仪的测量装置相同的测量原理的情况下，以在谐振电路的谐振频率附近的频率难以准确测量谐振电路的有效电阻值、Q值（品质因子）等。这些测量装置能实现将预定高频电力施加至磁耦合元件，测量在此期间生成的电压和电流的振幅和相位，以及计算磁耦合元件的有效电阻值或Q值。然而，电压和电流的振幅和相位会因高频电力的频率变化而迅速改变。相应地，不可能获得足够的测量精度。因此，将对一个实例进行描述，其中，谐振电路的Q值利用谐振电路的电压比（振幅比）、半值宽度法等进行测量，且随后有效电阻值利用测量结果进行计算（估算）。Q值是表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测装置，包括：一个或多个磁耦合元件，被配置为具有一个或多个线圈；以及检测单元，测量或计算所述磁耦合元件的有效电阻值或至少包括所述磁耦合元件的电路的有效电阻值并基于所述有效电阻值的变化来确定是否存在异物。

【技术特征摘要】
2012.05.07 JP 2012-1057681.一种检测装置，包括：一个或多个磁耦合元件，被配置为具有一个或多个线圈；以及检测单元，测量或计算所述磁耦合元件的有效电阻值或至少包括所述磁耦合元件的电路的有效电阻值并基于所述有效电阻值的变化来确定是否存在异物，在所述一个或多个磁耦合元件周围没有异物的状态下，将所述磁耦合元件的所述有效电阻值或至少包括所述磁耦合元件的电路的所述有效电阻值设定为用于确定是否存在异物的阈值。2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述至少包括所述磁耦合元件的电路是谐振电路。3.根据权利要求2所述的检测装置，其中，所述有效电阻值至少是在所述谐振电路的谐振频率附近的有效电阻值。4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述有效电阻值至少利用所述谐振电路的Q值和所述谐振电路的所述谐振频率中的至少任何一个的测量结果或计算结果来测量或计算。5.根据权利要求4所述的检测装置，其中，所述Q值和所述谐振频率中的至少任何一个至少利用所述磁耦合元件或所述谐振电路中流动的高频电力的电压振幅的测量结果或计算结果来测量或计算。6.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述有效电阻值至少利用所述磁耦合元件中流动的高频电力或所述至少包括所述磁耦合元件的电路中流动的高频电力的电压振幅的测量结果或计算结果来测量或计算。7.根据权利要求6所述的检测装置，其中，所述有效电阻值至少利用所述磁耦合元件中流动的所述高频电力或所述至少包括所述磁耦合元件的电路中流动的所述高频电力的电压振幅、电压相位、电流振幅和电流相位中的至少两个测量结果或计算结果来测量或计算。8.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述磁耦合元件是用于从供电源进行非接触供电的受电线圈、用于向供电目标进行所述非接触供电的送电线圈以及与所述受电线圈和所述送电线圈不同的线圈中的至少任何一个。9.根据权利要求8所述的检测装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本宗，中野裕章，村上知伦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：