[发明专利]检测设备、系统和方法、送电设备及非接触电力传输系统

说明书

本发明公开了检测设备、系统和方法、送电设备及非接触电力传输系统。一种检测设备包括读取线圈，其被配置成读取由检测线圈根据磁场生成的磁通量，检测线圈用于检测从激励线圈输出的电磁波的磁场。该检测设备还包括Q值测量部，其被配置成基于在读取线圈中根据由检测线圈生成的磁通量得到的电压振荡的时间转变来测量该检测线圈的Q值。

技术领域

本公开涉及一种用于检测诸如金属等导体的存在的检测设备、检测系统、电力发送设备、非接触式电力传输系统以及检测方法。

背景技术

近来，非接触式电力传输系统得到了积极发展，在非接触式电力传输系统中，在非接触的基础上供应电力（无线馈电）。用于实现无线馈电的系统大致被分类成两种方法。

一种是普遍已知的电磁感应系统。在电磁感应系统中，在电力发送侧与电力接收侧之间的耦合程度很高，且因此可以较高效率执行馈电。然而，在电力发送侧与电力接收侧之间的耦合系数需要保持较高。因此，当在电力发送侧与电力接收侧之间的距离增加或者电力发送侧与电力接收侧之间存在位置位移时，在电力发送侧与电力接收侧的线圈之间的电力传输效率（该效率将在下文中被称作在线圈之间的效率）显著降级。

另一种为被称作磁场共振系统的方法。磁场共振系统具有主动使用共振现象且因此仅需要在馈电源与馈电目的地之间共享较小磁通量的特点。磁场共振系统不会使得线圈之间的效率降级，即使在Q值（品质因数）较高时较小耦合系数的情况下。Q值为指示在电力发送侧或者电力接收侧具有线圈的电路的能量保持与损失之间的关系（指示共振电路的共振强度）的指数。即，磁场共振系统具有以下优点：消除了对于电力发送侧的线圈与电力接收侧的线圈之间对准的需要，且提供了在电力发送侧与电力接收侧之间位置和距离的较高的自由度。

在非接触式电力传输系统中的重要的要素之一是应对由金属异物所生成热量的措施。无论非接触式电力传输系统为电磁感应类型还是磁场共振类型，当在非接触式基础上执行馈电且在电力发送侧与电力接收侧之间存在金属时，涡电流可出现在金属中且造成金属生成热量。提出了用于检测金属异物的大量方法作为应对热量生成的措施。例如，已知使用光学传感器或温度传感器的方法。但是，使用传感器的检测方法在宽馈电范围的情况下需要承担如在磁场共振系统中那样的高成本。在温度传感器的情况下，例如，温度传感器的输出结果取决于温度传感器周围的热导率，从而对在电力发送侧和电力接收侧的装置强加了设计限制。

因此，提出了一种方法，其观察在电力发送侧与电力接收侧之间插入金属异物时的参数（电流、电压等）变化，且确定是否存在金属异物。这样的方法无需强加设计限制等，且降低了成本。例如，日本专利特开No.2008-206231（在下文中被称作专利文献1）提出了一种基于电力发送侧与电力接收侧之间通信中的调制程度（关于振幅和相位变化的信息）来检测金属异物的方法，且日本专利特开No.2001-275280（在下文中被称作专利文献2）提出了一种基于涡电流损失来检测金属异物（基于DC-DC效率的异物检测）的方法。

发明内容

但是，专利文献1和专利文献2所提出的方法并未考虑金属壳体对电力接收侧的影响。当考虑对一般便携式装置充电时，一些金属（金属壳体、金属部分等）很可能用于便携式装置中，且因此难以区分参数变化是“由金属壳体等的影响造成”还是“由混入了金属异物造成”。以专利文献2为例，不能确定涡电流损失是由便携式装置中的金属壳体造成还是由于在电力发送侧与电力接收侧之间混入了金属异物造成。因此，由专利文献1和2所提议的方法可能不能以高准确度来检测金属异物。

本公开考虑了上述情形。期望以简单的构造来改进检测在电力接收侧附近或者在电力发送侧与电力接收侧之间存在的金属异物的准确度。

根据本公开的第一实施方式，提供一种检测设备。该检测设备包括读取线圈，其被配置成读取由检测线圈根据磁场生成的磁通量，该检测线圈用于检测从激励线圈输出的电磁波的磁场。该检测设备还包括Q值测量部，其被配置成基于在读取线圈中根据由检测线圈生成的所述磁通量得到的电压振荡的时间转变来测量该检测线圈的Q值。