[发明专利]检测装置、电力接收装置、非接触电力传输系统和检测法

说明书

本发明涉及检测装置、电力接收装置、非接触电力传输系统和检测方法。检测装置包括：设置有Q因数测量线圈和一个或多个电容器的谐振电路，其用作接收脉冲的电路；响应波形检测部，其用于对所述谐振电路响应于所述脉冲而输出的响应波形进行检测；和Q因数测量部，其用于根据所述响应波形检测部检测到的所述响应波形来测量所述谐振电路的Q因数。另外，所述电力接收装置和非接触电力传输系统包含上述检测装置，且所述检测方法是所述检测装置实施的方法。根据本发明，能够提高对存在于电力发送侧与电力接收侧之间的金属异物的检测的精度。

相关申请的交叉参考

本申请包含与2011年12月21日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-280059的公开内容相关的主题，在这里将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本申请涉及一种用于在电力发送装置与电力接收装置之间检测诸如金属等导体的存在的检测装置。此外，本申请还涉及电力接收装置、非接触电力传输系统和检测方法。

背景技术

近年来，通过采用无线技术提供电力的非接触电力传输系统得到迅猛发展。采用无线技术提供电力的方法包括下述两种方法。

这两种方法之一是已被广泛知晓的电磁感应方法。在电磁感应方法中，电力发送侧与电力接收侧之间的接合度很高，以至于可以高效地将电力从电力发送侧供应到电力接收侧。然而，由于需要使电力发送侧与电力接收侧之间的接合系数保持在高值，因此，如果电力发送侧与电力接收侧之间的距离增加或电力发送侧从暴露于电力接收侧的位置移开，则电力发送侧的线圈与电力接收侧的线圈之间的电力传输效率将显著恶化。在下面的说明中，电力发送侧的线圈与电力接收侧的线圈之间的电力传输效率也称为线圈间效率。

另一方法是被称为磁谐振方法的技术。磁谐振方法的特征在于，通过有意地采用谐振现象，电力提供方和电力接收方共享的磁通量小。在磁谐振方法中，即使接合系数小，只要Q因数(品质因数)高，那么线圈间效率也不会恶化。Q因数是代表电路中能量维持和能量损失之间的关系的指标，其中电路包括电力发送侧的线圈和电力接收侧的线圈。也就是说，Q因数是代表谐振电路中的谐振强度的指标。换句话说，磁谐振方法的优点在于电力接收侧线圈的轴不用必须调整成电力发送侧线圈的轴。其它优点包括：选择电力发送侧位置和电力接收侧位置时的自由度高，并且设置电力发送侧和电力接收侧之间的距离的自由度高。

非接触电力传输系统中一个重要要素是采取措施来解决金属异物的散热。当采用不限于电磁感应方法或磁谐振方法的非接触技术从电力发送侧向电力接收侧提供电力时，在电力发送侧与电力接收侧之间可能存在金属。在这种情况下，可能在金属中流动有涡电流，于是恐怕会散热。作为解决金属散热的措施，已经提出多种技术来检测这种金属异物。例如，已知的是使用光传感器或温度传感器的技术。然而，如果电力供应范围广，如同在采用磁谐振方法的情况下，那么使用传感器检测金属的方法是昂贵的。此外，如果例如使用温度传感器，那么温度传感器输出的结果取决于传感器周围的热传导率。因此，对电力发送侧的设备和电力接收侧的设备施加了设计限制。

为了解决上述问题，已经提出一种技术，该技术通过检查金属异物的存在所引起的参数变化来确定在电力发送侧和电力接收侧之间是否存在金属异物。参数的变化通常包括电流变化和电压变化。通过采用这种技术，不再对电力发送侧的设备和电力接收侧的设备施加设计限制。此外，还可以降低成本。如在日本专利特开号2008-206231(下文中称为专利文献1)中所述，已经提出如下一种技术，该技术通过检查电力发送侧与电力接收侧之间传输的调制程度来检测金属异物。也就是说，通过检查振幅变化和相位变化的有关信息来检测金属异物。此外，如在日本专利特开号2001-275280(下文中称为专利文献2)中所述，已经提出如下一种技术，该技术通过检查涡电流损失来检测金属异物。该技术也称为基于DC-DC效率的异物检测方法。