本發明專利技術提供了檢出裝置、電力接收裝置、電力發送裝置、非接觸電力輸送系統和檢出方法，其中，該檢出裝置包括：電路，至少包括與外部電磁耦合的線圈；溫度檢測單元，用于檢測線圈的溫度；檢出單元，用于測量電路的Q值；校正單元，用于基于由溫度檢測單元所檢測的溫度信息來校正由檢出單元所測量的Q值。
【技術實現步驟摘要】
本公開涉及檢出裝置、電力接收裝置、電力發送裝置、非接觸電力輸送系統以及檢出諸如金屬的導體的存在的檢出方法。
技術介紹
近來，以非接觸方法提供(無線輸送)電力的非接觸電力輸送系統已被積極地開發。在實現無線電力提供的方法中大致有兩種類型的技術。一種技術是廣為人知的電磁感應方案。在電磁感應方案中，電力發送側與電力接收側的之間耦合度非常高并可以高效地提供電力。然而，因為需要在電力發送側與電力接收側之間保持高耦合系數，所以如果電力發送側遠離電力接收側或存在位置間隙，則電力發送側與電力接收側的線圈之間的電力輸送效率(在下文中被稱為“線圈間效率”)可能被極大地降低。另一種技術被稱為磁場諧振方案，其具有這樣的特性因為積極地采用諧振現象，所以被電力提供源與電力提供目標共享的磁通量可能更低。在磁場諧振方案中，如果Q值(質量因數)即使在耦合系數小的情況下仍很大，那么線圈間效率并不降低。Q值是表示在具有電力發送側線圈或電力接收側的線圈的電路中能量保持和損失之間關系的一個指標(表示諧振電路的諧振強度)。即，其優點是無需電力發送側與電力接收側的線圈軸向對準，并且電力發送側與電力接收側的位置或距離的自由度較高。在非接觸電力輸送系統中，一個重要因素是對金屬異物發熱的對策。這并不局限于電磁感應方案或磁場諧振方案。問題在于如果當進行非接觸電力提供時在電力發送側與電力接收側之間存在金屬，那么由于該金屬中產生了渦流，就會產生熱量。為了抑制該發熱，已提出了許多檢測金屬異物的技術。例如，已提出了這樣一種技術，該技術通過當金屬異物被放置在電力發送側和電力接收側之間時找出參數(電流、電壓等)的變化以確定金屬異物是否存在。在該技術中，無需強加設計約束且可以減少成本。例如，已經在日本專利申請公開第2008-206231號中提出了根據電力發送側與電力接收側之間通信期間的調制程度來檢測金屬異物的方法，并且在日本專利申請公開第2001-275380號中提出了根據渦流損耗(基于直流(DC) -DC效率的異物檢測)檢測金屬異物的方法。
技術實現思路
然而，在日本專利申請公開第2001-275380號和第2008-206231號中所提出的技術中，并未加入電力接收側金屬殼體的影響。當考慮到給普通的便攜設備充電，某種金屬(金屬殼體、金屬部件等)更易于應用于該便攜設備中，而難于分辨參數變化是“由于金屬殼體等的影響引起的變化”還是“由于金屬異物的介入引起的變化”。在日本專利申請公開第2001-275380號的示例中，難于確定是在便攜設備的金屬殼體中產生了渦流損耗，還是由于電力發送側與電力損耗方之間的金屬異物的介入而產生了渦流損耗。根據上述的日本專利申請公開第2001-275380號和第2008-206231號，難以準確地檢測金屬異物。期望能提高電力接收側和電力發送側之間金屬異物的檢測精度。根據本公開的一個實施方式，一種檢出裝置的溫度檢測單元檢測用于電力發送或電力接收的線圈的溫度，檢出單元測量包括線圈的電路的Q值，并且溫度檢測單元基于其所檢測到的溫度信息校正要用于檢測金屬異物的Q值。根據本公開的另一實施方式，包括線圈的電路的Q值通過電阻值的變化所校正，該電阻值的變化源于與外部電磁耦合的線圈溫度的升高。即，線圈的溫度(線圈溫度)可反映在包括線圈的電路的Q值中。根據上述本公開的實施方式，可以在包括線圈的電路的Q值中反映與外部電磁耦合的線圈的溫度(線圈溫度)，并提高電力接收側和電力發送側之間的金屬異物的檢測精度。附圖說明圖1是示出了在非接觸電力輸送系統中進行的Q值測量的示意性電路圖；圖2A和圖2B是示出了諧振電路(并聯諧振電路)其他示例的電路圖；圖3是示出了非接觸電力輸送系統中線圈表面溫度的測量結果的曲線圖；圖4是示出了根據本公開實施方式的包括線圈溫度檢測功能的電力接收裝置(次級側)的內部構造示例的示意性框圖；圖5是示出了溫度檢測電路的示例的電路圖；圖6示出了熱敏電阻的溫度特性示例；圖7是示出了熱敏電阻實現方式的示意平面圖；圖8是示出了根據本公開實施方式的用于非接觸電力輸送系統的電力發送裝置(初級側)的內部構造示例的示意框圖；圖9是示出了圖4所示的電力接收裝置(次級側)的內部構造示例的主要部分的框圖；圖10是根據本公開實施方式的基于校正后Q值的金屬異物檢測的流程圖；圖11是示出了 Q值與線圈間效率之間的關系的示例的曲線圖；圖12是示出了耦合系數為0. 01的Q值與線圈間效率之間的關系的示例以及近似的線性表達的曲線圖；圖13是根據本公開實施方式的加入線圈溫度異常檢測功能的非接觸電力輸送系統的流程圖；圖14是示出了串聯諧振電路的阻抗的頻率特性的曲線圖；圖15是示出了并聯諧振電路的阻抗的頻率特性的曲線圖；以及圖16是用于通過阻抗的實部和虛部間的比率計算Q值的電路圖。具體實施例方式下文中，將參考附圖詳細描述本公開的優選實施方式。應注意，在本說明書和附圖中，大體相同的功能和結構的結構要素被標以相同的參考數字，并且省略這些結構元件的重復說明。描述將按以下順序給出。1.實施方式(溫度檢測單元基于線圈溫度校正Q值(和閾值)的示例)2 其他(檢出單元修改例)〈1.實施方式〉本公開中的金屬異物檢測技術是利用上述的Q值的變化檢測金屬異物的技術。Q值是表示能量保持和損耗之間的關系的指數。通常，Q值被用作標識諧振電路諧振波峰銳利度。金屬異物是電力發送側(初級側)和電力接收側(次級側)之間諸如金屬的導體。術語導體也可包括廣義上的導體，即，半導體。這里，將參照圖1被描述Q值測量原理。圖1是示出了非接觸電力輸送系統中進行的Q值測量的示意性電路圖。圖1所示的電力發送裝置10的電路是示出了 Q值測量(在磁場耦合情況下)的原理的最基本電路構造的示例。盡管圖1示出了包括串聯諧振電路的電路，但只要提供諧振電路的功能，具體構造可以通過各種形式來實現。本諧振電路的Q值測量技術也可以用在測量設備上(電感、電容和電阻(LCR)測量器)。例如，如果有一金屬片作為金屬異物在電力發送裝置10的初級線圈15附近，一條磁力線經過該金屬片并在該金屬片上產生渦流。當從初級線圈15側觀察，渦流改變初級側的Q值，如同真實的電阻負載通過金屬片與初級線圈15之間的電磁耦合連接至初級線圈15。測量該Q值，從而檢測在初級線圈15附近的金屬異物(電磁耦合狀態)。 電力發送裝置10包括信號源11 (包括產生AC信號(正弦波)的交流(AC)電源12和電阻元件13)、電容器(又被稱為電容)14和初級線圈15 (以電力發送線圈為線圈的示例)。該電阻元件13被示出為AC電源12的內阻(輸出阻抗)。電容器14和初級線圈15連接至信號源11以形成串聯諧振電路(諧振電路的示例)。調節電容器14的電容值(C值)和初級線圈15的電感值(L值)從而在期望測量到的頻率處產生諧振。包括信號源11和電容器14的電力發送單元使用負載調制方案等通過初級線圈15向外部進行非接觸電力發送。如果構成串聯諧振電路的初級線圈15和電容器14兩端之間的電壓被設為Vl (施加至諧振電路的電壓的示例)而跨初級線圈15的電壓被設為V2，則該串聯諧振電路的Q值由表達式(I)表達如下Q=…..,U V I fSrs :頻率f的有效電阻值電壓Vl乘以Q得到電壓V2。如果金屬片在初級線圈15附近，則有本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種檢出裝置，包括：電路，至少包括與外部電磁耦合的線圈；溫度檢測單元，用于檢測所述線圈溫度；檢出單元，用于測量所述電路的Q值；以及校正單元，用于基于由所述溫度檢測單元所檢測的溫度信息來校正由所述檢出單元所測量的Q值。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：中野裕章，村上知倫，小堺修，藤卷健一，
申請(專利權)人：索尼公司，
類型：發明
國別省市：
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