本公開涉及具備檢測(cè)線圈間的異物的異物檢測(cè)裝置并且用于以非接觸方式傳輸功率的無(wú)線功率傳輸?shù)乃碗娧b置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，在便攜電話機(jī)、電動(dòng)汽車等伴有移動(dòng)性的電子設(shè)備、EV(Electric Vehicle：電動(dòng)汽車)設(shè)備中，為了進(jìn)行無(wú)線充電，正在開發(fā)使用線圈間的感應(yīng)耦合的無(wú)線功率傳輸技術(shù)。無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)具備送電裝置和受電裝置，所述送電裝置具有包括送電線圈的送電天線，所述受電裝置具有包括受電線圈的受電天線。無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)通過受電線圈捕捉由送電線圈生成的磁場(chǎng)，由此能夠不使電極直接接觸而傳輸功率。

專利文獻(xiàn)1公開了這樣的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的一例。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2012/0077537號(hào)說明書

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物時(shí)，不使用按比較長(zhǎng)的時(shí)間間隔(例如約數(shù)秒的間隔)發(fā)送的受電功率的數(shù)據(jù)的話則無(wú)法檢測(cè)異物的進(jìn)入。希望有一種能夠不使用受電功率的數(shù)據(jù)而檢測(cè)異物進(jìn)入的送電裝置。

本公開的一個(gè)技術(shù)方案涉及的送電裝置，以非接觸方式對(duì)具備受電諧振器的受電裝置傳輸交流的送電功率，所述送電裝置具備：送電諧振器，其與所述受電諧振器電磁耦合來(lái)傳輸所述送電功率；逆變器電路，其生成 向所述送電諧振器輸出的所述送電功率；以及送電控制電路，其基于從所述受電裝置輸入的表示所述受電裝置內(nèi)的電壓的值的信息來(lái)調(diào)整決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q，控制所述逆變器電路輸出的所述送電功率的大小。所述送電控制電路，在從送電開始起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間所述送電功率收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)下，算出作為第1單位時(shí)間的起點(diǎn)的第1時(shí)刻t1的送電功率P(t1)和作為所述第1單位時(shí)間的終點(diǎn)的第2時(shí)刻t2的送電功率P(t2)，保持作為第2單位時(shí)間的起點(diǎn)的第3時(shí)刻t3的決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t3)和作為所述第2單位時(shí)間的終點(diǎn)的第4時(shí)刻t4的決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t4)，算出功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)和控制參數(shù)之差ΔQ＝Q(t4)-Q(t3)，在所述功率差ΔP為第1閾值以上且所述控制參數(shù)之差ΔQ的絕對(duì)值為第2閾值以上的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間存在負(fù)載，使所述逆變器電路減少所述送電功率，在所述功率差ΔP小于第1閾值的情況下或者所述控制參數(shù)之差ΔQ的絕對(duì)值小于第2閾值的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間不存在負(fù)載，使所述逆變器電路繼續(xù)進(jìn)行與所述送電功率相同功率的功率輸送。

這些總括性或具體的技術(shù)方案可以由系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序或記錄介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。或者，也可以由系統(tǒng)、裝置、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序和記錄介質(zhì)的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本公開的一個(gè)技術(shù)方案，能夠不使用從受電裝置按較長(zhǎng)的定期的間隔(例如，約數(shù)秒的間隔)發(fā)送的受電功率的數(shù)據(jù)，判斷在送電線圈與受電線圈之間是否進(jìn)入了異物。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度地辨別送電線圈與受電線圈之間的位置偏離和異物進(jìn)入的送電裝置。

附圖說明

圖1是本公開的實(shí)施方式1涉及的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

圖2是表示本公開的實(shí)施方式1涉及的逆變器電路的構(gòu)成例的圖。

圖3A是表示本公開的實(shí)施方式1涉及的逆變器電路的工作的一例的 圖。

圖3B是表示本公開的實(shí)施方式1涉及的逆變器電路的工作的另一例的圖。

圖4是本公開的實(shí)施方式1的變形例涉及的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

圖5A是本公開的實(shí)施方式1涉及的送電線圈和受電線圈的概略配置圖。

圖5B是本公開的實(shí)施方式1涉及的送電線圈和受電線圈的概略配置圖。

圖5C是本公開的實(shí)施方式1涉及的送電功率的時(shí)間變化的圖。

圖6是表示本公開的實(shí)施方式1涉及的送電諧振器以及受電諧振器的等效電路的圖。

圖7是表示本公開的實(shí)施方式1中的工作的流程圖。

圖8是本公開的實(shí)施方式2涉及的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

圖9是表示具有顯示部的送電裝置的例子的圖。

圖10是表示本公開的實(shí)施例涉及的通過橢圓的方程式來(lái)決定閾值的例子的圖。

圖11是表示本公開的實(shí)施例涉及的通過一次方程式來(lái)決定閾值的例子的圖。

附圖標(biāo)記說明

0直流電源

1送電裝置

2送電諧振器

2a送電線圈

3受電諧振器

3a受電線圈

4受電電路

5負(fù)載

6受電裝置

7發(fā)送電路

10逆變器電路

14存儲(chǔ)器

15送電控制電路

16接收電路

18DC-DC轉(zhuǎn)換器

19顯示部

20傳感器電路

21～24開關(guān)元件

1000異物

具體實(shí)施方式

(成為本公開的基礎(chǔ)的見解)

在說明本公開的實(shí)施方式之前，說明成為本公開的基礎(chǔ)的見解。

首先，說明“異物”的定義。在本公開中，“異物”是指在位于無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)中的送電線圈、異物檢測(cè)用的線圈或受電線圈的附近時(shí)因在線圈間輸送的功率而發(fā)熱的金屬等物體。

對(duì)于在“背景技術(shù)”一欄中記載的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生以下的問題。

在無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)中，在進(jìn)行功率傳輸時(shí)若在送電線圈與受電線圈之間存在金屬等異物，則會(huì)發(fā)生在異物產(chǎn)生渦電流并使之加熱的風(fēng)險(xiǎn)。因此，為了安全且高效地進(jìn)行無(wú)線功率傳輸，希望設(shè)置檢測(cè)送電線圈與受電線圈之間的異物的功能。

在專利文獻(xiàn)1的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)中，受電裝置將表示從送電裝置接受的功率(以下，有時(shí)稱為“受電功率”。)的值Pr1的數(shù)據(jù)發(fā)送給送電裝置。送電裝置檢測(cè)此時(shí)的送電功率的值Ps1。送電裝置使用受電功率的 值Pr1和送電功率的值Ps1，算出傳輸效率η(＝受電功率Pr1/送電功率Ps1)。如果傳輸效率η低于預(yù)定的閾值，則送電裝置判斷為在送電線圈與受電線圈之間存在異物。

傳輸效率η在效率為100％時(shí)為1，因此傳輸效率的變形式1-η表示減少率。因此，傳輸效率的變形式1-η是與送電功率的值Ps1和受電功率的值Pr1的功率差ΔP1(＝Ps1-Pr1)實(shí)質(zhì)上相同的意思。由此，專利文獻(xiàn)1的上述方法換言之可以是如下方法：當(dāng)送電功率的值Ps1與受電功率的值Pr1的功率差ΔP1(＝Ps1-Pr1)超過預(yù)定的閾值ΔPth1時(shí)，判斷為在送電線圈與受電線圈之間存在異物。

另一方面，以無(wú)線方式進(jìn)行充電的設(shè)備多數(shù)進(jìn)行遵循無(wú)線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium：WPC)制定的Qi標(biāo)準(zhǔn)的功率傳輸。在Qi標(biāo)準(zhǔn)中，按約數(shù)秒(sec)的間隔向送電裝置傳送表示受電裝置感知到的受電功率的值Pr2的信息(數(shù)據(jù))。進(jìn)而，按約250毫秒(msec)的間隔向送電裝置傳輸表示受電裝置感知到的受電功率的電壓的值的數(shù)據(jù)。即，受電裝置以比通知受電功率的值的頻度高的頻度將電壓的值通知給送電裝置。在此，“受電功率的電壓”是指?jìng)鬏數(shù)绞茈娧b置的功率(也即電功率，電壓與電流之積)的電壓。以下有時(shí)將該電壓稱為“受電電壓”。在Qi標(biāo)準(zhǔn)中，該電壓是通過受電裝置內(nèi)的整流電路整流后的電壓。

送電裝置按約數(shù)秒的間隔算出受電裝置感知到受電功率時(shí)的送電功率的值Ps2與所傳輸?shù)氖茈姽β实闹礟r2的功率差ΔP2(＝Ps2-Pr2)。當(dāng)該功率差ΔP2超過預(yù)定的閾值ΔPth2時(shí)，送電裝置判斷為在送電線圈與受電線圈之間存在異物。

送電裝置調(diào)整向受電裝置傳輸?shù)墓β?，以使得?50msec的間隔高速傳輸?shù)氖茈婋妷旱闹第吔谑茈娧b置要求的電壓(例如，5V±0.04V)。其結(jié)果是，按約數(shù)百msec～數(shù)秒的間隔，受電電壓趨近于受電裝置要求的電壓。

如此，在專利文獻(xiàn)1公開的系統(tǒng)或者遵循Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，使用送電功率的值與受電功率的值之差ΔP1或者ΔP2，判斷在送電線圈與受電線圈 之間是否存在異物。

然而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在上述的使用送電功率的值與受電功率的值之差ΔP1或ΔP2的以往的異物檢測(cè)方法中會(huì)產(chǎn)生以下的問題。

首先，作為前提，使上述功率差ΔP1或ΔP2擴(kuò)大的主要原因有兩個(gè)。第一個(gè)原因是送電線圈和受電線圈產(chǎn)生位置偏離。位置偏離是指送電線圈與受電線圈的相對(duì)的位置關(guān)系從能夠?qū)崿F(xiàn)良好的電磁耦合的關(guān)系(例如兩個(gè)線圈正對(duì)的狀態(tài))偏離。第二個(gè)原因是在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入金屬等異物。

在適用上述的專利文獻(xiàn)1的系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí)如下。在專利文獻(xiàn)1的系統(tǒng)中產(chǎn)生了位置偏離的情況下，送電線圈與受電線圈的電磁耦合下降，因此受電功率下降。由此，該情況下，上述功率差ΔP1擴(kuò)大。另外，在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物的情況下，因?yàn)楣β时划愇镂?，所以受電功率也下降。由此，在該情況下上述功率差ΔP1也擴(kuò)大。

另一方面，在適用上述的Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí)如下。在Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，與專利文獻(xiàn)1的系統(tǒng)同樣，在產(chǎn)生了位置偏離的情況下和在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物的情況的任一情況下，由于與上述同樣的理由，受電電壓都下降。

而且，在Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，為了使已下降的受電電壓恢復(fù)到原來(lái)的電壓，送電裝置使送電功率增加。其結(jié)果是，產(chǎn)生了位置偏離之后的送電功率比產(chǎn)生位置偏離之前的送電功率大。因?yàn)橥瑯拥睦碛?，送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物之后的送電功率比送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入異物之前的送電功率大。

在Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，受電電壓按約數(shù)百msec～數(shù)秒的間隔被調(diào)整成趨近于受電裝置的要求電壓。由此，按約數(shù)百msec～數(shù)秒的間隔，受電功率也被調(diào)整成大致恒定。其結(jié)果是，產(chǎn)生了位置偏離之后的受電功率成為與產(chǎn)生位置偏離之前的受電功率大致相同的值。同樣，送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物之后的受電功率，也成為與在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入異物之前的受電功率大致相同的值。

根據(jù)以上所述，在產(chǎn)生位置偏離的前后以及送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入異物的前后，受電功率的值Pr2大致恒定而送電功率的值Ps2增加。因此，送電功率的值Ps2與受電功率的值Pr2的功率差ΔP2(＝Ps2-Pr2)擴(kuò)大。根據(jù)這樣的機(jī)制，在產(chǎn)生了位置偏離的情況下和進(jìn)入了異物的情況下，功率差ΔP2(＝Ps2-Pr2)都擴(kuò)大。

然而，本發(fā)明人在上述的專利文獻(xiàn)1的系統(tǒng)和Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，都發(fā)現(xiàn)了存在如下情況：產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔPc和進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔPo成為大致相同的值(ΔPc≒ΔPo)。即，發(fā)現(xiàn)了存在如下情況這一新的問題：在上述的專利文獻(xiàn)1的系統(tǒng)和Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，都無(wú)法區(qū)分產(chǎn)生了線圈間的位置偏離的情況和線圈間進(jìn)入了異物的情況。

一般而言，在產(chǎn)生了位置偏離的情況下，僅在沒有異物時(shí)，才希望考慮用戶的便利性而不使送電功率的供給停止地驅(qū)動(dòng)受電裝置。另一方面，在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物的情況下，因?yàn)榇嬖谶^熱的可能性，所以從安全性的觀點(diǎn)出發(fā)希望停止送電功率的供給。

由此，希望能夠區(qū)分產(chǎn)生了位置偏離的情況和送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物的情況。若無(wú)法進(jìn)行上述區(qū)分，則會(huì)產(chǎn)生如下問題：例如在沒有異物進(jìn)入而產(chǎn)生了位置偏離的情況下停止了送電功率的供給，損害了用戶的便利性。

而且，在Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，送電裝置取得受電功率的值的間隔長(zhǎng)約數(shù)秒。因此，有可能無(wú)法立即取得異物進(jìn)入之后的受電功率的值。該情況下，無(wú)法立即檢測(cè)在判斷為在送電線圈與受電線圈之間沒有異物而繼續(xù)送電之后才進(jìn)入的異物。其結(jié)果是，有可能會(huì)使該異物加熱。

因此，希望有一種能高精度地辨別線圈間的位置偏離和線圈間進(jìn)入異物的送電裝置。另外，希望有一種不使用從受電裝置按較長(zhǎng)的定期的間隔(例如，約數(shù)秒的間隔)通知的受電功率的值而能夠判斷線圈間是否進(jìn)入了異物的送電裝置。

根據(jù)以上的考察，本發(fā)明人想到了以下公開的各技術(shù)方案。

本公開的一個(gè)技術(shù)方案涉及的送電裝置，以非接觸方式對(duì)具備受電諧 振器的受電裝置傳輸交流的送電功率，所述送電裝置具備：

送電諧振器，其與所述受電諧振器電磁耦合來(lái)傳輸所述送電功率；

逆變器電路，其生成向所述送電諧振器輸出的所述送電功率；以及

送電控制電路，其基于從所述受電裝置輸入的表示所述受電裝置內(nèi)的電壓的值的信息來(lái)調(diào)整決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)，控制所述逆變器電路輸出的所述送電功率的大小，

所述送電控制電路，

在從送電開始起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間所述送電功率收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)下，

算出作為第1單位時(shí)間的起點(diǎn)的第1時(shí)刻t1的送電功率P(t1)和作為所述第1單位時(shí)間的終點(diǎn)的第2時(shí)刻t2的送電功率P(t2)，

保持作為第2單位時(shí)間的起點(diǎn)的第3時(shí)刻t3的所述送電功率的電壓值V(t3)和作為所述第2單位時(shí)間的終點(diǎn)的第4時(shí)刻t4的所述送電功率的電壓值V(t4)，

算出功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)和電壓值之差ΔV＝V(t4)-V(t3)，

在所述功率差ΔP為第1閾值以上且所述電壓值之差ΔV為第2閾值以上的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間存在負(fù)載，使所述逆變器電路減少所述送電功率，

在所述功率差ΔP小于第1閾值的情況下或者所述電壓值之差ΔV小于第2閾值的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間不存在負(fù)載，使所述逆變器電路繼續(xù)進(jìn)行與所述送電功率相同功率的功率輸送。

在送電線圈與受電線圈之間沒有進(jìn)入異物而僅產(chǎn)生了位置偏離的情況下，因?yàn)椴淮嬖诋愇?，所以送電線圈的阻抗(負(fù)載)的變動(dòng)小。另一方面，在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物的情況下，因?yàn)楫愇锍蔀樨?fù)載，所以阻抗的變動(dòng)大。

根據(jù)上述物理性質(zhì)，定性而言，可知：即使功率差△P相同，相比于產(chǎn)生了線圈間的位置偏離時(shí)，在線圈間進(jìn)入了異物時(shí)的阻抗(負(fù)載)的變動(dòng)大，送電電壓的變動(dòng)也大。著眼于該情況，本發(fā)明人通過使用功率差△ P和電壓值之差(電壓差)ΔV這兩方的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，找到了能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了位置偏離還是異物進(jìn)入了線圈間的方法。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過基于功率差△P和電壓差ΔV這兩方的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，即使在產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔPc和進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔPo成為大致相同的值(ΔPc≒ΔPo)的情況下，也就是說即使在功率差△P接近預(yù)定的閾值ΔPth的情況下，也能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了位置偏離還是線圈間進(jìn)入了異物。

進(jìn)而，因?yàn)榛谒碗娧b置中的功率差△P和電壓差ΔV進(jìn)行上述判斷，所以不需要例如按約數(shù)秒的較長(zhǎng)間隔取得從受電裝置傳輸?shù)氖茈姽β实臄?shù)據(jù)。通過按比數(shù)秒足夠短的間隔(例如，數(shù)毫秒的間隔)進(jìn)行功率差ΔP和電壓差ΔV的算出，能夠立即判斷在送電線圈與受電線圈之間是否進(jìn)入了異物。

此外，也可以取代送電裝置中的電壓V而使用決定電壓V的其他控制參數(shù)Q來(lái)進(jìn)行同樣的判定。這樣的控制參數(shù)例如可以是決定從逆變器電路輸出的電壓的輸出時(shí)間比的參數(shù)和該電壓的頻率的至少一方。在此“輸出時(shí)間比”是指電壓具有不為零的值的期間相對(duì)于周期的比例。決定輸出時(shí)間比的參數(shù)例如可以是從送電控制電路向全橋式逆變器電路中的2個(gè)開關(guān)元件輸出的2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差或各脈沖信號(hào)的占空比。在直流電源與逆變器電路之間連接有DC-DC轉(zhuǎn)換器的技術(shù)方案中，也可以是決定DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的參數(shù)。控制參數(shù)Q例如可以是由送電控制電路基于送電電壓與受電電壓之差而決定并記錄(保持)在存儲(chǔ)器等記錄介質(zhì)中的值?；蛘?，控制參數(shù)Q也可以是由傳感器電路計(jì)測(cè)出的送電裝置內(nèi)的電壓或頻率等的值。關(guān)于上述各技術(shù)方案的具體例，在后面敘述。

以下，參照附圖對(duì)本公開的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，以下說明的實(shí)施方式都示出了總括性或具體的例子。以下的實(shí)施方式中示出的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置以及連接形態(tài)、步驟、步驟的順序等是一例，并非限定本公開的意思。在本說明書中說明的各種技術(shù)方案在不發(fā)生矛盾的范圍內(nèi)可以互相組合。另外，關(guān)于以下的實(shí)施方式中的構(gòu) 成要素中的未記載在表示最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求中的構(gòu)成要素，是作為任意的構(gòu)成要素而說明的。在以下的說明中，具有實(shí)質(zhì)上相同或類似的功能的構(gòu)成要素以相同的參照附圖標(biāo)記來(lái)表示，有時(shí)省略說明。

(實(shí)施方式1)

<構(gòu)成>

圖1是表示本公開的實(shí)施方式1的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。該無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)具備送電裝置1和受電裝置6。送電裝置1是具有以無(wú)線方式傳輸功率的功能的裝置。送電裝置1例如可以是進(jìn)行遵循Qi標(biāo)準(zhǔn)的非接觸充電的充電器。送電裝置1具有檢測(cè)進(jìn)入送電裝置1與受電裝置6之間的異物1000的功能。受電裝置2可以是接受從送電裝置1傳輸?shù)墓β识ぷ鞯碾娮釉O(shè)備或電動(dòng)汽車等電動(dòng)機(jī)械。在以下的說明中，作為一例，設(shè)為受電裝置2是通過從送電裝置1傳輸?shù)墓β识潆姷木哂卸坞姵氐谋銛y信息終端。

送電裝置1具備直流電源0、逆變器電路10、送電諧振器2、送電控制電路15、存儲(chǔ)器14以及接收電路16。受電裝置6具備受電諧振器3、受電電路4、負(fù)載5以及發(fā)送電路7。

直流電源0是輸出直流電壓的電源。直流電源0例如可以是包括將商用交流電壓變換成預(yù)定的直流電壓的AC-DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)備。逆變器電路10是將從直流電源0輸出的直流電壓變換成交流電壓的電路。

送電諧振器2和受電諧振器3分別是包括線圈和電容器的諧振電路。將送電諧振器2中的線圈稱為“送電線圈”，將受電諧振器3中的線圈稱為“受電線圈”。在送電線圈與受電線圈相對(duì)的狀態(tài)下從送電線圈向受電線圈以非接觸方式傳輸功率。如果不需要，各諧振器也可以不包括電容器。即，也可以利用線圈自身具有的自諧振特性來(lái)形成諧振器。

送電控制電路15(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“控制電路15”。)是控制送電裝置1的送電工作以及異物檢測(cè)工作的電路?？刂齐娐?5與逆變器電路10、接收電路16、存儲(chǔ)器14等其他的電路要素連接?？刂齐娐?5可以通過執(zhí)行后述的控制的CPU、MPU等處理器和生成向逆變器電路10中的各 開關(guān)元件輸入的控制信號(hào)的門驅(qū)動(dòng)器的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器14例如可以是DRAM或SRAM等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器14保存控制電路15執(zhí)行的控制程序和/或由控制電路15生成的各種數(shù)據(jù)。

受電電路4具備將從受電諧振器3送來(lái)的交流功率變換成直流功率而供給到負(fù)載5的整流電路。受電電路4可以具備檢測(cè)受電裝置6內(nèi)的電壓等的值的檢測(cè)電路和生成使發(fā)送電路7發(fā)送的電壓等數(shù)據(jù)而使發(fā)送電路7發(fā)送的控制電路。

發(fā)送電路7以及接收電路16是進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的電路。受電裝置6中的發(fā)送電路7按照受電電路4的指示以預(yù)定的時(shí)間間隔發(fā)送受電裝置6內(nèi)的電壓等數(shù)據(jù)。送電裝置1中的接收電路16接收從發(fā)送電路7發(fā)送來(lái)的信息。

負(fù)載5例如是二次電池或高容量電容器，可以通過從受電電路4輸出的功率而充電。

從直流電源0輸入的直流功率，通過逆變器電路10變換成交流功率并供給到送電諧振器2。利用通過向送電諧振器2輸入交流功率而產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，送電諧振器2與受電諧振器3電磁耦合。其結(jié)果是，交流功率從送電諧振器2向受電諧振器3傳輸。傳輸來(lái)的交流功率被送至受電電路4。受電電路4將輸送來(lái)的交流功率變換成直流功率。由受電電路4變換后的直流功率被供給到負(fù)載5。在本說明書中，將從送電裝置1傳輸?shù)慕涣鞴β史Q為“送電功率”，將受電裝置2接受的功率稱為“受電功率”。

受電電路4例如按約250msec的間隔將表示受電電路4感知到的受電功率的電壓的值的數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)送電路7。在此，“受電功率的電壓”是指由受電電路4檢測(cè)出的受電裝置6內(nèi)的電壓(以下，有時(shí)稱為“受電電壓”。)。該電壓例如可以是由受電電路4整流后的電壓(以下，有時(shí)稱為“整流電壓”。)。表示所傳輸?shù)氖茈婋妷旱闹档臄?shù)據(jù)，通過送電裝置1的接收電路16而取得?？刂齐娐?5在每次取得受電電壓的數(shù)據(jù)時(shí)(例如按約數(shù)msec～數(shù)百msec的間隔)，調(diào)整從逆變器電路10輸出的送電功率，以使得受電電壓的值趨近于受電裝置6的要求電壓(例如，5V±0.04V)。控制電路15通過調(diào)整逆變器電路10所包含的多個(gè)開關(guān)元件的開關(guān)定時(shí)來(lái) 進(jìn)行上述調(diào)整。該調(diào)整的結(jié)果是受電電壓例如按約數(shù)msec～數(shù)百msec的間隔趨近于要求電壓。

圖2是表示逆變器電路10的具體構(gòu)成的例子的圖。該例中的逆變器電路10是全橋式的逆變器電路。如圖2所示，逆變器電路10具有多個(gè)開關(guān)元件21、22、23、24。更具體而言，逆變器電路10具有在直流電源0的高電位側(cè)連接的開關(guān)元件21及23和在直流電源0的低電位側(cè)連接的開關(guān)元件22及24。這4個(gè)開關(guān)元件21～24被劃分為在導(dǎo)通時(shí)輸出與所輸入的電壓相同極性的電壓的第1開關(guān)元件對(duì)(開關(guān)元件21和24)和在導(dǎo)通時(shí)輸出與所輸入的電壓相反極性的電壓的第2開關(guān)元件對(duì)(開關(guān)元件22和23)。各開關(guān)元件通過從控制電路15輸入的控制信號(hào)(例如脈沖信號(hào))而切換導(dǎo)通(ON)狀態(tài)和非導(dǎo)通(OFF)狀態(tài)。

各開關(guān)元件例如可以是IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)或MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)等晶體管。從控制電路15輸入的控制信號(hào)可以是向各元件的柵極輸入的脈沖電壓的信號(hào)。

若將送電諧振器2和受電諧振器3的諧振頻率設(shè)為f0，則各開關(guān)元件通斷的切換頻率、即送電頻率可以設(shè)定為接近f0的值。若使各開關(guān)元件通斷的頻率變化，則送電諧振器2的阻抗變化。其結(jié)果是，受電諧振器3的輸出電壓V2的大小也變化。因此，控制電路15通過使各開關(guān)元件通斷的切換頻率變化，能夠使受電諧振器3的輸出電壓V2變化。

圖3A是表示向開關(guān)元件21～24分別輸入的控制信號(hào)S1～S4、從逆變器電路10輸出的電壓V1以及從受電諧振器3輸出的電壓V2的波形的一例的圖。在圖3A中，關(guān)于電壓V2，示出了由未圖示的平滑電容器等平滑之后的波形。關(guān)于控制信號(hào)S1～S4的各信號(hào)，電壓值相對(duì)高的狀態(tài)為激活(ON)的狀態(tài)，電壓值相對(duì)低的狀態(tài)為非激活(OFF)的狀態(tài)。在本例中，向開關(guān)元件21輸入的控制信號(hào)S1的相位與向開關(guān)元件24輸入的控制信號(hào)S4的相位一致。同樣，向開關(guān)元件22輸入的控制信號(hào)S2的相位與向開關(guān)元件23輸入的控制信號(hào)S3的相位一致?？刂菩盘?hào)S1及S4的相位相對(duì)于 控制信號(hào)S2及S3的相位偏離半個(gè)周期。在本例中，當(dāng)控制信號(hào)S1及S4激活時(shí)，電壓V1的值約為E0，當(dāng)控制信號(hào)S2及S3激活時(shí)，電壓V1的值約為-E0。從受電諧振器3輸出的平滑后的電壓V2的波形成為正弦波狀。

圖3B是表示控制信號(hào)S1～S4、電壓V1、V2的波形的另一例的圖。在本例中，控制信號(hào)S1和S4的相位彼此偏離，控制信號(hào)S2和S3的相位也彼此偏離。由此，受電電壓V2的振幅比圖3A的例子中的受電電壓V2的振幅小。雖然相位的偏離量(以下，有時(shí)稱為“相位偏移量”。)可取各種值，但在圖3B的例子中設(shè)為1/4周期?？刂菩盘?hào)S1和S2的相位彼此相反且控制信號(hào)S3和S4的相位彼此相反這一點(diǎn)與圖3A的例子相同。如此，通過使控制信號(hào)S4的相位相對(duì)于控制信號(hào)S1的相位偏移，并使控制信號(hào)S3的相位相對(duì)于控制信號(hào)S2的相位偏移，產(chǎn)生從逆變器電路10輸出的電壓V1的絕對(duì)值實(shí)質(zhì)上為零(0)的期間，電壓V1的絕對(duì)值約為E0的期間縮短。換言之，電壓V1的輸出時(shí)間比減小。輸出時(shí)間比是1個(gè)周期中的絕對(duì)值比預(yù)定值(例如，振幅的絕對(duì)值的幾％～20％左右)大的期間的比例。電壓V1的輸出時(shí)間比在圖3A的例子中約為1(100％)，而在圖3B的例子中減少到約0.5(50％)。這樣的相位偏移的結(jié)果是，從受電諧振器3輸出的平滑后的電壓V2的振幅下降。因此，由受電電路4整流后的電壓即整流電壓也下降。

控制電路15通過調(diào)整控制信號(hào)S1與S4之間的相位差以及控制信號(hào)S2與S3之間的相位差，能夠調(diào)整從逆變器電路10輸出的電壓V1的輸出時(shí)間比。通過這樣的調(diào)整，能夠調(diào)整對(duì)負(fù)載5施加的電壓的大小。

此外，取代調(diào)整2個(gè)控制信號(hào)的相位差而調(diào)整各控制信號(hào)的占空比，也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的控制。占空比被定義為值比0(或接近0的預(yù)定值)大的期間相對(duì)于1個(gè)周期的比例。在圖3A所示的例子中，控制信號(hào)S1～S4的占空比約為50％。通過使該占空比減小到例如25％，可得到與圖3B所示的電壓V1、V2同樣的輸出。因此，控制電路15通過控制各控制信號(hào)的占空比，也能夠控制受電電壓。

在受電裝置6的工作期間，負(fù)載5的阻抗可能會(huì)根據(jù)工作狀態(tài)而變化。 若負(fù)載5的阻抗變化，則對(duì)負(fù)載5施加的電壓也變化。因此，在向希望以恒定的電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的負(fù)載5供電的情況下，需要進(jìn)行控制以使得受電電壓成為目標(biāo)的電壓。因此，本實(shí)施方式中的控制電路15根據(jù)受電電壓來(lái)調(diào)整前述的送電頻率或者控制信號(hào)的相位偏移量或占空比。換言之，控制電路15將各開關(guān)元件通斷的切換頻率、通斷定時(shí)的相位偏移量、或決定通斷定時(shí)的各脈沖信號(hào)的占空比作為控制參數(shù)Q，控制受電諧振器3的輸出電壓的大小(即振幅)。

此外，在此作為逆變器電路10是全橋式逆變器的情況進(jìn)行了說明，但也可以使用具有2個(gè)開關(guān)元件和2個(gè)電容器的半橋式逆變器?；蛘撸€可以使用具有1個(gè)開關(guān)元件、2個(gè)電感器和2個(gè)電容器的E級(jí)放大器。在使用了半橋式逆變器或E級(jí)放大器的情況下，與上述同樣，也能夠?qū)⑺碗婎l率或各控制信號(hào)的占空比作為控制參數(shù)Q來(lái)控制受電諧振器3的輸出電壓的大小。

控制參數(shù)Q不限定于上述的例子，是送電裝置1內(nèi)的電壓或決定受電裝置6內(nèi)的電壓的參數(shù)即可?？刂茀?shù)Q也可以是送電電壓的值本身。

圖4是表示本實(shí)施方式的變形例的圖。在本例中，在直流電源0與逆變器電路10之間連接有DC-DC轉(zhuǎn)換器18。DC-DC轉(zhuǎn)換器18將從直流電源0輸出的直流電壓變換成不同大小的直流電壓。在這樣的構(gòu)成中，控制電路15也可以通過控制DC-DC轉(zhuǎn)換器18的升壓比或降壓比來(lái)控制受電電壓。這樣的控制例如可以通過控制向DC-DC轉(zhuǎn)換器18具有的開關(guān)元件輸入的脈沖信號(hào)的激活非激活來(lái)進(jìn)行。通過使該開關(guān)元件的通斷的占空比或頻率變化，能夠使從DC-DC轉(zhuǎn)換器18輸出的電壓的大小變化。由此，從逆變器電路10輸出的電壓的大小也變化。

在這樣的技術(shù)方案中，控制參數(shù)Q可以是控制DC-DC轉(zhuǎn)換器18的控制信號(hào)的頻率或占空比。或者，也可以將從DC-DC轉(zhuǎn)換器18輸出的電壓的值本身設(shè)為控制參數(shù)Q。

<異物檢測(cè)的機(jī)制>

接著，具體說明本實(shí)施方式的異物檢測(cè)處理。

本實(shí)施方式的送電裝置1不是基于上述的Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)所使用的送電功率與受電功率的功率差ΔP2，而是基于不同時(shí)刻的送電功率的功率差ΔP和決定電壓的控制參數(shù)之差ΔQ來(lái)進(jìn)行異物的檢測(cè)。更詳細(xì)而言，送電控制電路15在從送電開始起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間送電功率收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)下，執(zhí)行以下的處理。

(1)算出作為第1單位時(shí)間的起點(diǎn)的第1時(shí)刻t1的送電功率P(t1)以及作為第1單位時(shí)間的終點(diǎn)的第2時(shí)刻t2的送電功率P(t2)。

(2)將作為第2單位時(shí)間的起點(diǎn)的第3時(shí)刻t3的決定送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t3)以及作為第2單位時(shí)間的終點(diǎn)的第4時(shí)刻t4的決定送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t4)進(jìn)行保持(例如保存于存儲(chǔ)器等)。

(3)算出功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)和控制參數(shù)之差ΔQ＝Q(t4)-Q(t3)。

(4)在功率差ΔP為第1閾值以上且控制參數(shù)之差ΔQ的絕對(duì)值為第2閾值以上的情況下，判斷為在受電諧振器3與送電諧振器2之間存在負(fù)載(即異物)，使逆變器電路10減少送電功率。

(5)在所述功率差ΔP小于第1閾值的情況下或者所述控制參數(shù)之差ΔQ的絕對(duì)值小于第2閾值的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間不存在負(fù)載，使所述逆變器電路繼續(xù)進(jìn)行與所述送電功率相同功率的功率輸送。

此外，在上述(2)中，第2單位時(shí)間與第1單位時(shí)間既可以不同也可以相同。在以下的說明中，為了簡(jiǎn)單起見，設(shè)為第2單位時(shí)間與第1單位時(shí)間相同(即，t3＝t1，t4＝t2)。另外，在上述(4)中，使送電功率減少的工作包括使送電停止(即使送電功率減少為0)的工作。

不同時(shí)刻的送電功率的功率差ΔP產(chǎn)生的主要原因有兩個(gè)。第一個(gè)原因是在送電線圈與受電線圈之間產(chǎn)生位置偏離。第二個(gè)原因是在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入異物。

圖5A以及圖5B是概略性表示作為第一個(gè)原因的產(chǎn)生位置偏離前后的送電線圈2a與受電線圈3a的配置關(guān)系的例子的圖。在圖5A所示的初始 狀態(tài)下，受電裝置6靜止在送電裝置1具有的充電臺(tái)(即載置臺(tái))上。在該狀態(tài)下，受電線圈3a的中心軸位于由送電線圈2a的最外周的部分規(guī)定的可充電區(qū)域的中央。即，送電線圈2a與受電線圈3a正對(duì)?？紤]受電線圈3a從該狀態(tài)向與軸垂直的方向滑動(dòng)的情況。如圖5B所示，設(shè)為受電線圈3a在其軸到達(dá)了可充電區(qū)域的端部時(shí)停止滑動(dòng)。

圖5C是表示從圖5A所示的狀態(tài)到圖5B所示的狀態(tài)為止的送電功率P的時(shí)間變化的一例的圖。在從圖5A到圖5B的過程中，送電線圈2a與受電線圈3a之間的耦合系數(shù)下降。因此，受電線圈3a接受的功率減少，受電電壓也下降。送電裝置1的控制電路15為了補(bǔ)償該受電電壓的下降而使送電電壓以及送電功率P增加。其結(jié)果是，如圖5C所示，送電功率P在受電線圈3a滑動(dòng)的期間，隨著時(shí)間經(jīng)過而單調(diào)地增加。在受電線圈3a停止之后，耦合系數(shù)達(dá)到恒定，因此送電功率P也趨近于恒定的值。

在此，送電功率P的值例如可以是測(cè)定圖1所示的直流電源0輸出的功率而得到的值。除了直流電源0輸出的功率以外，例如也可以是在送電裝置1內(nèi)的其他部位進(jìn)行測(cè)定而得到的功率的值，如測(cè)定逆變器電路10輸出的功率而得到的值。同樣，后述的處理中使用的送電電壓V的值，例如也可以是圖1所示的直流電源0輸出的電壓或逆變器電路10輸出的電壓等在送電裝置1內(nèi)的任意部位進(jìn)行測(cè)定而得到的電壓的值。送電功率P以及送電電壓V的測(cè)定，既可以由逆變器電路10或控制電路15來(lái)進(jìn)行，也可以使用專用的測(cè)定器來(lái)測(cè)定。

圖5C所示的第1時(shí)刻t1是送電裝置1的電源接通且送電功率收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)之后受電線圈3a開始移動(dòng)之前的時(shí)刻。第2時(shí)刻t2是從第1時(shí)刻t1經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間且受電線圈3a停止之后每單位時(shí)間的送電功率的變化量收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)(例如，0.1W/秒)的時(shí)刻。也即，以使得在第1時(shí)刻t1與第2時(shí)刻t2之間包含由圖5C中“●”標(biāo)記所示的功率P急劇變化的全部點(diǎn)的方式，設(shè)定第1時(shí)刻t1和第2時(shí)刻t2。換言之，時(shí)刻t1、t2設(shè)定成能獲得因受電裝置6的移動(dòng)而變化的送電功率的全部輪廓。

送電控制電路15在取得了第1時(shí)刻t1的送電功率P(t1)和第2時(shí)刻 t2的送電功率P(t2)的值時(shí)，根據(jù)送電功率P(t1)和送電功率P(t2)算出送電功率的功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)。在圖5C所示的例子中，因?yàn)镻(t2)>P(t1)，所以ΔP>0。

在此，對(duì)本實(shí)施方式中的功率差ΔP與上述的Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中的功率差ΔP2的關(guān)系進(jìn)行說明。

在本實(shí)施方式中，當(dāng)線圈間產(chǎn)生位置偏離時(shí)，受電電壓雖然暫且下降，但通過使送電功率的值P增加而被調(diào)整成趨近于受電裝置的要求電壓。同樣，受電功率在產(chǎn)生位置偏離時(shí)也暫且下降，但會(huì)被調(diào)整成與產(chǎn)生位置偏離之前大致相同的值。由此，增加了的送電功率ΔP的值可以說與因位置偏離導(dǎo)致的受電功率的減少量相等。該機(jī)制在Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中也同樣。

因此，本實(shí)施方式中的送電功率的功率差ΔP(＝P(t2)-P(t1))和Qi標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中算出的送電功率的值Ps2與受電功率的值Pr2的功率差ΔP2(＝Ps2-Pr2)可以說是同等的值。

另一方面，在送電線圈3a與受電線圈2a之間進(jìn)入了異物的情況下，與前述的產(chǎn)生了位置偏離的情況同樣，也是受電功率暫且減少，進(jìn)行調(diào)整以使減少后的受電功率恢復(fù)原狀。其結(jié)果是，P(t2)>P(t1)，ΔP>0。

由此，通過設(shè)定預(yù)定的閾值ΔPth，能夠基于是否為ΔP>ΔPth來(lái)判斷在送電線圈與受電線圈之間是否進(jìn)入了異物。并且，在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物的情況下，因?yàn)橛羞^熱的可能性，所以從安全性的觀點(diǎn)出發(fā)例如停止送電功率的供給。

但是，在產(chǎn)生了位置偏離的情況下也可能成為ΔP>ΔPth，因此有可能會(huì)誤判斷為進(jìn)入了異物。在盡管實(shí)際是產(chǎn)生了位置偏離但卻誤判斷為進(jìn)入了異物的情況下，從安全性的觀點(diǎn)出發(fā)例如停止了送電功率的供給。在產(chǎn)生了位置偏離的情況下，本來(lái)優(yōu)選的是考慮用戶的便利性而不使送電功率的供給停止地繼續(xù)驅(qū)動(dòng)受電裝置。但是，在僅基于ΔP的控制下，難以實(shí)現(xiàn)這樣的工作。

如此，在產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔPc和送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔPo沒有差別的情況下，即使設(shè)定了閾值ΔPth， 也無(wú)法判別位置偏離的產(chǎn)生和異物的進(jìn)入。

一般而言，雖然并非對(duì)于所有情況都成立，但具有ΔPo>ΔPc的傾向。其理由可以說明如下。

圖6是用于說明本公開的異物檢測(cè)的工作機(jī)制的送電諧振器2以及受電諧振器3的等效電路圖。在圖6所示的例子中，送電諧振器2是具有線圈Lp和電容器Cp的串聯(lián)諧振電路，受電諧振器3是具有線圈Ls和電容器Cs的串聯(lián)諧振電路。送電諧振器和受電諧振器分別不限于本例，也可以是并聯(lián)諧振電路。

在此，將送電功率設(shè)為Ptx，將受電功率設(shè)為Prx，將送電線圈Lp與受電線圈Ls之間的耦合系數(shù)設(shè)為k，將送電線圈Lp和受電線圈Ls的Q值的乘積平均設(shè)為Qm。于是，受電功率Prx能夠由以下的式(1)來(lái)表現(xiàn)。

Prx≒[1-2/(k×Qm)]×Ptx …式(1)

根據(jù)式(1)可知：若耦合系數(shù)k和Qm的至少一方因位置偏離或異物的進(jìn)入而下降，則受電功率下降。該情況下，送電控制電路15為了補(bǔ)償丟失的功率，使控制參數(shù)Q變化以使得送電功率增加。

當(dāng)產(chǎn)生了位置偏離時(shí)，主要是送電線圈Lp與受電線圈Ls之間的耦合系數(shù)k下降。另一方面，當(dāng)異物進(jìn)入了線圈間時(shí)，產(chǎn)生因送電線圈Lp與受電線圈Ls之間的磁場(chǎng)被屏蔽而導(dǎo)致的耦合系數(shù)k的下降和因進(jìn)入了異物而導(dǎo)致的Qm的下降這兩個(gè)效果。

因此，與產(chǎn)生了位置偏離的情況相比，在進(jìn)入了異物的情況下受電功率的下降量更大。其結(jié)果是，可以說具有相比于產(chǎn)生了位置偏離時(shí)而在進(jìn)入了異物時(shí)送電功率的增加量更大的傾向。

然而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)有時(shí)產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔPc和線圈間進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔPo成為大致相同的值(ΔPc≒ΔPo)。該情況下，無(wú)法區(qū)分產(chǎn)生了位置偏離的情況和線圈間進(jìn)入了異物的情況。

本發(fā)明人在研究用于解決該新問題的方法的過程中發(fā)現(xiàn)了以下情況。即，即使在產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的送電功率之差ΔPc和線圈間進(jìn)入了異物時(shí)的送電功率之差ΔPo相同的情況下，也可能在送電電壓V產(chǎn)生差別。

以下，參照表1，雖然是定性但對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行說明。

【表1】

表1示出了在產(chǎn)生了位置偏離的情況和產(chǎn)生了異物進(jìn)入的情況的各情況下的送電功率P(t1)、P(t2)以及功率差ΔP的值的一例。更具體而言，示出了在產(chǎn)生位置偏離而功率差ΔPc成為1.25W的情況和送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入異物而功率差ΔPo成為1.25W的情況的各情況下的送電電壓V、電流I以及送電線圈的阻抗R(＝V/I)的變化。

送電功率的功率差ΔP由以下的式(2)表示。

功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)＝V(t2)×I(t2)-V(t1)×I(t1)

＝[V(t2)]²/[R(t2)]-[V(t1)]²/[R(t1)] …式(2)

如表1所示，在產(chǎn)生了位置偏離時(shí)和進(jìn)入了異物時(shí)P(t1)的值例如同為1W的情況下，根據(jù)式(2)的右邊，[V(t1)]²/[R(t1)]的值相同。通常，產(chǎn)生位置偏離以及異物進(jìn)入之前的P(t1)的值比產(chǎn)生了位置偏離以及異物進(jìn)入之后的P(t2)小。與P(t2)相比，位置偏離之前的P(t1)的值和異物進(jìn)入之前的P(t1)的值可以說大致相等。

由此，功率差ΔP隨著[V(t2)]²/R(t2)的變化而變化。

但是，在此，因?yàn)閷?duì)功率差ΔP相同的2個(gè)情況進(jìn)行比較，所以根據(jù)式(2)的右邊，[V(t2)]²/R(t2)也相同。該情況下，因?yàn)橐允筟V(t2)]²/R(t2)恒定的方式變化，所以R(t2)越大則V(t2)就越大。

在表1所示的例子中，產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的阻抗R(t2)為1Ω。另一方面，進(jìn)入了異物時(shí)的阻抗R(t2)為2.25Ω。如此，可知進(jìn)入了異物時(shí)的阻抗R(t2)比產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的阻抗R(t2)大。

由此，在功率差ΔP相同的情況下，關(guān)于V(t2)，進(jìn)入了異物時(shí)(2.25V) 比產(chǎn)生了位置偏離時(shí)(1.5V)大。

在此，R(t2)變大是指從R(t1)向R(t2)的變化、即送電線圈的阻抗R的變動(dòng)也變大。另外，V(t2)變大是指從V(t1)向V(t2)的變化、即送電電壓V的變動(dòng)也變大。

即，在產(chǎn)生了位置偏離的情況下，因?yàn)樵谒碗娋€圈與受電線圈之間沒有異物，所以送電線圈的阻抗的變動(dòng)小。另一方面，在進(jìn)入了異物的情況下，因?yàn)樗碗娋€圈與受電線圈之間的異物成為負(fù)載，所以阻抗的變動(dòng)大。

根據(jù)上述的物理性質(zhì)，定性而言，可知：即使功率差△P相同，相比于產(chǎn)生了位置偏離時(shí)，在進(jìn)入了異物時(shí)，阻抗R的變動(dòng)大，送電電壓V的變動(dòng)(也簡(jiǎn)稱為電壓值之差ΔV)也大。

著眼于此，本發(fā)明人找到了如下的方法：通過以功率差△P和電壓值之差ΔV這兩方的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了送電線圈與受電線圈的位置偏離還是在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物。

在此，在決定送電電壓V的控制參數(shù)之差ΔQ和送電電壓之差ΔV之間具有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由此，能夠?qū)⒖刂茀?shù)之差ΔQ替換成送電電壓之差ΔV。

如上所述，通過以功率差△P和控制參數(shù)之差ΔQ這兩方的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了位置偏離還是進(jìn)入了異物。

<識(shí)別位置偏離和異物進(jìn)入的工作的流程圖>

圖7是表示本實(shí)施方式的識(shí)別位置偏離和異物進(jìn)入的工作的一例的流程圖。參照?qǐng)D7來(lái)說明本實(shí)施方式的識(shí)別位置偏離和異物進(jìn)入的工作。

首先，當(dāng)接收到用戶的送電開始指令時(shí)，送電控制電路15為了開始送電，從存儲(chǔ)器14讀出決定送電電壓的控制參數(shù)Q的初始值(例如，送電頻率：100kHz，相位差：170度)。然后，以上述控制參數(shù)值來(lái)開始送電(步驟S1)。

在此，用戶的送電開始指令例如可以是通過用戶接通直流電源0的開關(guān)而向送電控制電路15發(fā)送的信號(hào)。或者，可以是通過將內(nèi)置有受電諧振器3、受電電路4、負(fù)載5的受電裝置6(終端)放置在送電裝置1的充電 臺(tái)上而向送電控制電路15發(fā)送的送電觸發(fā)。進(jìn)而，也可以是在完成了送電線圈2與受電線圈3的位置對(duì)準(zhǔn)時(shí)向送電控制電路15發(fā)送的信號(hào)。

在送電開始后，送電控制電路15一邊進(jìn)行送電一邊如上所述調(diào)整控制參數(shù)Q以使得向負(fù)載5的輸出電壓恒定。然后，送電控制電路15待機(jī)，直到送電功率處于預(yù)定的范圍內(nèi)并成為穩(wěn)定狀態(tài)(步驟S2)。由此，具有防止因送電開始時(shí)的電壓和/或功率的初始變動(dòng)而引起的異物檢測(cè)處理的誤判定的效果。

然后，轉(zhuǎn)移到異物檢測(cè)處理(步驟S3)。在異物檢測(cè)處理中，送電控制電路15將送電功率P(t)的數(shù)據(jù)按采樣間隔Δt逐次記錄于存儲(chǔ)器。但是，因?yàn)榇鎯?chǔ)區(qū)域有限，所以例如按Δt＝1秒并以排列要素?cái)?shù)為10而記錄從當(dāng)前到過去10秒前為止的數(shù)據(jù)。通過如此僅保持預(yù)定期間的數(shù)據(jù)，能夠節(jié)省存儲(chǔ)器區(qū)域。每次記錄時(shí)，送電控制電路15都判定送電功率P(t)是否增加(步驟S4)。在送電功率P(t)增加了的情況下，送電控制電路15將即將該增加之前的時(shí)刻設(shè)為第1時(shí)刻t1，將P(t1)的值記錄為變量P1，將Q(t1)的值記錄為變量Q1(步驟S5)。在該時(shí)間點(diǎn)無(wú)法判定是進(jìn)入了異物還是終端的位置發(fā)生了偏離。

接著，轉(zhuǎn)移到靜止?fàn)顟B(tài)檢測(cè)處理(步驟S6)。在靜止?fàn)顟B(tài)檢測(cè)處理中，送電控制電路15判斷送電功率P(t)隨時(shí)間的變化是否足夠小。在異物進(jìn)入送電線圈與受電線圈之間的瞬間，送電功率增加，但進(jìn)入后異物在線圈間靜止時(shí)，送電功率的增加馬上停止，平息在穩(wěn)定狀態(tài)。也即，送電功率P(t)隨時(shí)間的變化減小。將該時(shí)間點(diǎn)設(shè)為t2，送電控制電路15將P(t2)的值記錄為變量P2，將Q(t2)的值記錄為變量Q2(步驟S7)。

當(dāng)以上的處理完成時(shí)，使用變量P2和P1，能夠計(jì)算異物進(jìn)入或產(chǎn)生位置偏離的前后的功率差。另外，使用變量Q2和Q1，能夠計(jì)算異物進(jìn)入或產(chǎn)生位置偏離的前后的控制參數(shù)之差。由此，送電控制電路15計(jì)算ΔP＝P2-P1以及ΔQ＝Q2-Q1(步驟S8)。

接著，轉(zhuǎn)移到異物判定處理(步驟S9)。在異物判定處理中，送電控制電路15在ΔP和ΔQ的至少一方收斂于與ΔP和ΔQ分別關(guān)聯(lián)的預(yù)定范 圍內(nèi)的情況下，判定為產(chǎn)生了位置偏離(步驟S12)。該情況下，返回到步驟S4來(lái)繼續(xù)送電。另一方面，在ΔP和ΔQ這兩方從與ΔP和ΔQ分別關(guān)聯(lián)的預(yù)定范圍偏離的情況下，送電控制電路15判定為進(jìn)入了異物(步驟S10)。該情況下，送電控制電路15停止送電(步驟S11)。

此外，穩(wěn)定時(shí)的送電功率P可能會(huì)因受電終端的種類而異。另外，控制參數(shù)Q的舉動(dòng)也可能會(huì)因位置偏離或異物進(jìn)入的程度而異。因此，也可以使用將ΔP和ΔQ分別除以時(shí)間t1時(shí)的P(t1)和Q(t1)的值而得到的以下的標(biāo)準(zhǔn)化后的評(píng)價(jià)參數(shù)X、Y來(lái)進(jìn)行判定。

X＝ΔP/P(t1)

Y＝ΔQ/Q(t1)

將X稱為第1評(píng)價(jià)參數(shù)，將Y稱為第2評(píng)價(jià)參數(shù)。通過使用這些評(píng)價(jià)參數(shù)，能夠抑制因終端的種類、或者位置偏離或異物進(jìn)入的程度的差異而引起的評(píng)價(jià)參數(shù)的值的不均，能夠進(jìn)一步降低誤檢測(cè)的概率。關(guān)于該效果的詳細(xì)內(nèi)容在后述的實(shí)施例中說明。

在本實(shí)施方式中，說明了使用決定送電電壓V的控制參數(shù)Q的例子，但也可以如上所述使用送電電壓V本身。在該情況下，根據(jù)同樣的處理，也能夠識(shí)別位置偏離和異物進(jìn)入。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，使用送電功率之差△P、以及送電電壓之差ΔV和控制參數(shù)之差ΔQ的任一方這2個(gè)參數(shù)，對(duì)位置偏離的產(chǎn)生以及向線圈間進(jìn)入異物進(jìn)行評(píng)價(jià)。由此，即使在產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔPc和送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔPo成為大致相同的值(ΔPc≒ΔPo)的情況下，也就是說即使在送電功率之差△P接近預(yù)定的閾值ΔPth的情況下，也能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了線圈間的位置偏離還是線圈間進(jìn)入了異物。

在本實(shí)施方式的異物檢測(cè)方法中，在送電裝置1側(cè)算出送電功率之差△P以及送電電壓之差ΔV或控制參數(shù)之差ΔQ，因此不需要從受電裝置6取得受電功率的數(shù)據(jù)。也即，沒有用于取得受電功率的數(shù)據(jù)的時(shí)間上的制約(例如，最大約數(shù)秒的待機(jī)時(shí)間)。因此，能夠在送電裝置1側(cè)任意地 設(shè)定第1時(shí)刻t1以及第2時(shí)刻t2。由此，在任何時(shí)間均能判斷在送電線圈與受電線圈之間是否進(jìn)入了異物。

(實(shí)施方式2)

圖8是表示實(shí)施方式2的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。本實(shí)施方式在送電裝置1具備測(cè)定控制參數(shù)Q的傳感器電路20(簡(jiǎn)稱為傳感器)這一點(diǎn)上不同于實(shí)施方式1。

在實(shí)施方式1中，送電控制電路15通過使控制參數(shù)Q變化來(lái)使逆變器電路10的輸出波形變化?？刂茀?shù)Q如前所述，例如可以是決定從逆變器電路10輸出的送電電壓的輸出時(shí)間比的參數(shù)和頻率中的至少一方。決定送電電壓的輸出時(shí)間比的參數(shù)例如可以是從送電控制電路15向逆變器電路10輸出的2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差或各脈沖信號(hào)的占空比。

但是，可能存在如下情況：即使為了使送電電壓成為目標(biāo)值而使控制參數(shù)Q變化，逆變器電路10也會(huì)受到噪聲和/或周圍溫度的影響而以與目標(biāo)電壓不同的電壓進(jìn)行工作。

因此，在實(shí)施方式2中，將測(cè)定控制參數(shù)Q的傳感器20設(shè)置在送電裝置1內(nèi)，由傳感器20測(cè)定實(shí)際的控制參數(shù)Q的值加以利用。由此，能夠準(zhǔn)確地保持(例如記錄于存儲(chǔ)器)異物進(jìn)入時(shí)的控制參數(shù)Q的變化量。

若將傳感器的輸出設(shè)為S(t)，則本實(shí)施方式的控制電路15根據(jù)第1時(shí)刻t1的傳感器輸出S(t1)和第2時(shí)刻t2的傳感器輸出S(t2)，計(jì)算傳感器輸出之差ΔS＝S(t2)-S(t1)。通過將傳感器輸出之差ΔS與上述的控制參數(shù)之差ΔQ進(jìn)行替換，能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了送電線圈與受電線圈的位置偏離還是在送電線圈與受電線圈之間進(jìn)入了異物。另外，在任何時(shí)間均能判斷在送電線圈與受電線圈之間是否進(jìn)入了異物。

如上所述，穩(wěn)定時(shí)的傳感器輸出S可能因受電終端的種類而異。因此，也可以使用標(biāo)準(zhǔn)化成Z＝ΔS/S(t1)的評(píng)價(jià)參數(shù)來(lái)進(jìn)行判定。如此，能夠抑制評(píng)價(jià)參數(shù)的值因終端的種類而發(fā)生變化，能夠降低誤檢測(cè)的概率。

(其他實(shí)施方式)

對(duì)于在此之前說明的功率P以及控制參數(shù)Q等的取得時(shí)刻t1、t2(以 及t3、t4)，也可以動(dòng)態(tài)地變更。由此，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)精度的進(jìn)一步提高。實(shí)施方式1以及2涉及的送電裝置1，也可以將由接收電路16從受電裝置6接受的受電功率的值與其目標(biāo)值的誤差減小為比預(yù)定的值小的時(shí)間點(diǎn)設(shè)為第2時(shí)刻t2。如此，能夠切實(shí)地核查伴隨送電功率增加的受電功率的增加量，能夠提高檢測(cè)精度。另外，也可以將從受電裝置6接受的受電功率與目標(biāo)值的誤差變化為比預(yù)定的值大的時(shí)間點(diǎn)以前的時(shí)刻設(shè)為第1時(shí)刻t1。如此，具有能夠降低在功率變動(dòng)微小的情況下發(fā)生異物檢測(cè)處理中的誤工作的可能性的效果。

在異物檢測(cè)時(shí)停止了送電的情況下，雖然能夠確保用戶的安全性，但在重新進(jìn)行送電時(shí)會(huì)再次產(chǎn)生發(fā)熱的危險(xiǎn)性。通過在本公開的實(shí)施方式的送電裝置檢測(cè)到異物時(shí)將表示檢測(cè)到異物這一情況的判定標(biāo)志(flag)記錄于存儲(chǔ)器等，并將功率P(t2)以及控制參數(shù)Q(t2)繼續(xù)保持于存儲(chǔ)器，能夠避免上述危險(xiǎn)性。由于在存儲(chǔ)器中記錄有表示曾存在異物這一情況的數(shù)據(jù)，所以在停止了送電之后也能夠進(jìn)行控制以使得在異物被去除之前不開始送電。由此，具有能夠確保使用者的安全性的效果。萬(wàn)一在異物未被去除而直接開始了送電的情況下，通過參照在送電停止時(shí)記錄的數(shù)據(jù)，對(duì)再送電時(shí)的P(t)和Q(t)進(jìn)行比較，也能夠判定異物是否依然存留。其結(jié)果是，在再次送電后也能夠立即再次執(zhí)行送電停止處理，能夠降低發(fā)熱的風(fēng)險(xiǎn)。

由于人眼看不見磁場(chǎng)的分布，所以也可以在送電裝置1或受電裝置6還設(shè)置顯示部(LED和/或液晶畫面等)，通過在停止了送電時(shí)變更顯示部的狀態(tài)來(lái)在視覺上向用戶通知危險(xiǎn)。例如，如圖9所示，送電裝置1也可以還具備顯示部19(LED等燈)。在本例中，送電控制電路15例如在檢測(cè)到異物而停止送電時(shí)，進(jìn)行變更顯示部19的顯示狀態(tài)(例如，顏色或亮度)的控制。由此，用戶能夠獲知有異物進(jìn)入，能夠提高安全性。也可以取代顯示部19而變更受電裝置6的顯示部(例如，LED等燈或顯示器)的顯示狀態(tài)?；蛘?，也可以從送電裝置1或受電裝置6具備的揚(yáng)聲器以聲音信息向用戶通知異物的存在。

(實(shí)施例1)

接著，說明本公開的實(shí)施例。

以使送電線圈(外形12mm×50mm)與受電線圈正對(duì)的狀態(tài)作為初始狀態(tài)，對(duì)

1)使送電線圈和受電線圈在水平方向偏離0mm、6mm、12mm的情況、

2)在送電線圈與受電線圈之間按以下的6種組合使異物進(jìn)入的情況分別測(cè)定了功率差ΔP以及電壓差ΔV。

受電線圈對(duì)于A類型(SOC＝40％)、B類型(SOC＝60％)、C類型(40×30mm，SOC＝70％)和線圈形狀及充電狀態(tài)(State of Charge)，選定各種條件的線圈。為此，如前所述，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理而使終端的個(gè)體差異減小。作為金屬異物，使用了直徑15mm的鐵片和直徑22mm的鋁環(huán)。在此，SOC表示被充電的電池的余量。最終消耗在線圈間傳輸?shù)哪芰康氖请姵?。電池的?fù)載電阻值隨著余量而變化。由此，在本實(shí)施例中，為了表示即使電池的負(fù)載電阻值變化也能夠適用本實(shí)施例的判別法，提示了在不同的SOC下測(cè)定的數(shù)據(jù)。

將測(cè)定結(jié)果示出在圖10中。圖中凡例的“移動(dòng)(move)”示出產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的結(jié)果，“鐵(steel)”示出進(jìn)入了異物(鐵片)時(shí)的結(jié)果，“鋁(aluminum)”示出進(jìn)入了異物(鋁環(huán))時(shí)的結(jié)果。橫軸示出標(biāo)準(zhǔn)化后的功率差ΔP，縱軸示出標(biāo)準(zhǔn)化后的電壓差ΔV。

如上所述，定性而言，產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔP多數(shù)比進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔP小。因此，如圖10所示，例如有時(shí)如果若ΔP<0.2則可以判斷為產(chǎn)生位置偏離，如果ΔP≧0.2則可以判定為進(jìn)入了異物。

但是，根據(jù)異物的大小以及送電線圈和受電線圈的形狀和/或材質(zhì)，有時(shí)產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔP和進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔP成為相同程度的值。

圖10的a點(diǎn)(受電線圈C/“移動(dòng)”)和b點(diǎn)(受電線圈C/“鐵”)的功率差ΔP接近。如果測(cè)定精度不良，則會(huì)判斷為a點(diǎn)和b點(diǎn)為大致相 同的功率差ΔP，有可能會(huì)無(wú)法區(qū)分a點(diǎn)和b點(diǎn)是產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的結(jié)果還是進(jìn)入了異物時(shí)的結(jié)果。

因此，通過在縱軸附加電壓差ΔV的參數(shù)，a點(diǎn)(受電線圈C/“移動(dòng)”)和b點(diǎn)(受電線圈C/“鐵”)之間的歐幾里得距離增大。其結(jié)果是，能夠更明確地區(qū)分兩者。

作為區(qū)分兩者的方法，例如也可以是如下方法：在圖10中在由橢圓的方程式表示的曲線部所包圍的范圍內(nèi)存在測(cè)定值的情況下判斷為終端的位置產(chǎn)生了偏離而繼續(xù)送電，在除此以外的情況下判斷為進(jìn)入了異物而停止送電。

規(guī)定該范圍的閾值的曲線，也可以是相對(duì)于功率差ΔP而控制參數(shù)之差ΔQ(例如，電壓差ΔV)唯一確定的函數(shù)。規(guī)定該范圍的閾值的曲線不限定于曲線，也可以是例如圖11中由虛線所示那樣連續(xù)的直線(一次方程式)。在使用直線的情況下，具有用于判定的運(yùn)算被簡(jiǎn)化而能夠使處理高速化的效果。另外，閾值的范圍指定也可以通過曲線和直線的組合來(lái)進(jìn)行。

本公開的異物檢測(cè)裝置、無(wú)線送電裝置以及無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)不限定于上述的實(shí)施方式，例如具備以下的項(xiàng)目所記載的構(gòu)成。

[項(xiàng)目1]一種送電裝置，以非接觸方式對(duì)具備受電諧振器的受電裝置傳輸交流的送電功率，所述送電裝置具備：

送電諧振器，其與所述受電諧振器電磁耦合來(lái)傳輸所述送電功率；

逆變器電路，其生成向所述送電諧振器輸出的所述送電功率；以及

送電控制電路，其基于從所述受電裝置輸入的表示所述受電裝置內(nèi)的電壓的值的信息來(lái)調(diào)整決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q，控制所述逆變器電路輸出的所述送電功率的大小，

所述送電控制電路，

在從送電開始起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間所述送電功率收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)下，

算出作為第1單位時(shí)間的起點(diǎn)的第1時(shí)刻t1的送電功率P(t1)和作為所述第1單位時(shí)間的終點(diǎn)的第2時(shí)刻t2的送電功率P(t2)，

保持作為第2單位時(shí)間的起點(diǎn)的第3時(shí)刻t3的決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t3)和作為所述第2單位時(shí)間的終點(diǎn)的第4時(shí)刻t4的決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t4)，

算出功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)和控制參數(shù)之差ΔQ＝Q(t4)-Q(t3)，

在所述功率差ΔP為第1閾值以上且所述控制參數(shù)之差ΔQ的絕對(duì)值為第2閾值以上的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間存在負(fù)載，使所述逆變器電路減少所述送電功率，

在所述功率差ΔP小于第1閾值的情況下或者所述控制參數(shù)之差ΔQ的絕對(duì)值小于第2閾值的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間不存在負(fù)載，使所述逆變器電路繼續(xù)進(jìn)行與所述送電功率相同功率的功率輸送。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過基于功率差△P和控制參數(shù)之差ΔQ這兩方的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，即使在產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔPc和進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔPo成為大致相同的值(ΔPc≒ΔPo)的情況下，也就是說即使在功率差△P接近預(yù)定的閾值ΔPth的情況下，也能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了位置偏離還是線圈間進(jìn)入了異物。

進(jìn)而，因?yàn)榛谒碗娧b置中的功率差△P和控制參數(shù)之差ΔQ進(jìn)行上述判斷，所以不需要例如按約數(shù)秒的較長(zhǎng)間隔取得從受電裝置傳輸?shù)氖茈姽β实臄?shù)據(jù)。通過按比數(shù)秒足夠短的間隔(例如，數(shù)毫秒的間隔)進(jìn)行功率差ΔP和控制參數(shù)之差ΔQ的算出，能夠立即判斷在送電線圈與受電線圈之間是否進(jìn)入了異物。

[項(xiàng)目2]根據(jù)項(xiàng)目1所述的送電裝置，

所述第2時(shí)刻t2是在從所述第1時(shí)刻t1起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后且所述送電功率增加之后每預(yù)定時(shí)間的送電功率的變化量收斂于一定范圍內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過將所述第2時(shí)刻t2設(shè)為在從所述第1時(shí)刻t1起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后且所述送電功率增加之后每預(yù)定時(shí)間的送電功率的變化量收斂于一定范圍內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)，能夠高精度地判斷為在所述送電諧振器 的送電線圈與所述受電諧振器的受電線圈之間進(jìn)入了異物。另外，通過使用所述功率差ΔP以及控制參數(shù)之差ΔQ，能夠高精度地辨別送電線圈與受電線圈的位置偏離和異物進(jìn)入。

[項(xiàng)目3]根據(jù)項(xiàng)目1或2所述的送電裝置，

所述送電控制電路在所述功率差ΔP為所述第1閾值以上且所述控制參數(shù)之差ΔQ的所述絕對(duì)值為所述第2閾值以上的情況下，使所述逆變器電路停止所述送電功率。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過停止從所述逆變器電路輸送送電功率，能夠防止異物的過熱。

[項(xiàng)目4]根據(jù)項(xiàng)目1～3中任一項(xiàng)所述的送電裝置，

所述控制參數(shù)Q包括決定從所述逆變器電路輸出的電壓具有不為零的值的期間相對(duì)于周期的比例即輸出時(shí)間比的參數(shù)和所述電壓的頻率中的至少一方。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過使用決定從所述逆變器電路輸出的電壓具有不為零的值的期間相對(duì)于周期的比例即輸出時(shí)間比的參數(shù)和所述電壓的頻率中的至少一方作為控制參數(shù)Q，能夠更高精度地檢測(cè)2個(gè)線圈的位置偏離或異物的進(jìn)入。

[項(xiàng)目5]根據(jù)項(xiàng)目1～4中任一項(xiàng)所述的送電裝置，

所述逆變器電路具有4個(gè)開關(guān)元件，

所述4個(gè)開關(guān)元件包括第1開關(guān)元件對(duì)和第2開關(guān)元件對(duì)，所述第1開關(guān)元件對(duì)在導(dǎo)通時(shí)輸出與所輸入的電壓相同極性的電壓，所述第2開關(guān)元件對(duì)在導(dǎo)通時(shí)輸出與所輸入的電壓相反極性的電壓，

所述送電控制電路對(duì)所述4個(gè)開關(guān)元件分別輸出切換導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)的脈沖信號(hào)，

所述控制參數(shù)Q包括從所述送電控制電路向所述第1開關(guān)元件對(duì)輸出的2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差和向所述第2開關(guān)元件對(duì)輸出的另外2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過使用向開關(guān)元件對(duì)輸出的2個(gè)脈沖信號(hào)的相 位差作為控制參數(shù)Q，能夠更高精度地檢測(cè)2個(gè)線圈的位置偏離或異物的進(jìn)入。

[項(xiàng)目6]根據(jù)項(xiàng)目1～5中任一項(xiàng)所述的送電裝置，

在第1評(píng)價(jià)參數(shù)X＝ΔP/P(t1)和第2評(píng)價(jià)參數(shù)Y＝ΔQ/Q(t3)分別從與所述第1評(píng)價(jià)參數(shù)和所述第2評(píng)價(jià)參數(shù)分別關(guān)聯(lián)的預(yù)定的范圍偏離時(shí)，使所述逆變器電路減少所述送電功率。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，能夠抑制因終端的種類和/或位置偏離的方式而引起的變化量的差異，能夠進(jìn)一步降低誤檢測(cè)的概率。

[項(xiàng)目7]根據(jù)項(xiàng)目4～6中任一項(xiàng)所述的送電裝置，

所述送電裝置還具備顯示部，

所述送電控制電路在檢測(cè)到所述異物并停止送電時(shí)，進(jìn)行變更所述顯示部的顯示狀態(tài)的控制。

根據(jù)上述技術(shù)方案，用戶能夠從所述顯示部獲知送電已停止，因此能夠獲知送電裝置發(fā)生了異常。

[項(xiàng)目8]一種送電裝置，以非接觸方式對(duì)具備受電諧振器的受電裝置傳輸交流的送電功率，所述送電裝置具備：

送電諧振器，其與所述受電諧振器電磁耦合來(lái)傳輸所述送電功率；

逆變器電路，其生成向所述送電諧振器輸出的所述送電功率；以及

送電控制電路，其基于從所述受電裝置輸入的表示所述受電裝置內(nèi)的電壓的值的信息來(lái)調(diào)整決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)，控制所述逆變器電路輸出的所述送電功率的大小，

所述送電控制電路，

在從送電開始起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間所述送電功率收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)下，

算出作為第1單位時(shí)間的起點(diǎn)的第1時(shí)刻t1的送電功率P(t1)和作為所述第1單位時(shí)間的終點(diǎn)的第2時(shí)刻t2的送電功率P(t2)，

保持作為第2單位時(shí)間的起點(diǎn)的第3時(shí)刻t3的所述送電功率的電壓值V(t3)和作為所述第2單位時(shí)間的終點(diǎn)的第4時(shí)刻t4的所述送電功率的 電壓值V(t4)，

算出功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)和電壓值之差ΔV＝V(t4)-V(t3)，

在所述功率差ΔP為第1閾值以上且所述電壓值之差ΔV為第2閾值以上的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間存在負(fù)載，使所述逆變器電路減少所述送電功率，

在所述功率差ΔP小于第1閾值的情況下或者所述電壓值之差ΔV小于第2閾值的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間不存在負(fù)載，使所述逆變器電路繼續(xù)進(jìn)行與所述送電功率相同功率的功率輸送。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過基于功率差△P和電壓差ΔV這兩方的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，即使在產(chǎn)生了位置偏離時(shí)的功率差ΔPc和進(jìn)入了異物時(shí)的功率差ΔPo成為大致相同的值(ΔPc≒ΔPo)的情況下，也就是說即使在功率差△P接近預(yù)定的閾值ΔPth的情況下，也能夠高精度地辨別是產(chǎn)生了位置偏離還是線圈間進(jìn)入了異物。

進(jìn)而，因?yàn)榛谒碗娧b置中的功率差△P和電壓差ΔV進(jìn)行上述判斷，所以不需要例如按約數(shù)秒的較長(zhǎng)間隔取得從受電裝置傳輸?shù)氖茈姽β实臄?shù)據(jù)。通過按比數(shù)秒足夠短的間隔(例如，數(shù)毫秒的間隔)進(jìn)行功率差ΔP和電壓差ΔV的算出，能夠立即判斷在送電線圈與受電線圈之間是否進(jìn)入了異物。

[項(xiàng)目9]根據(jù)項(xiàng)目8所述的送電裝置，

所述送電控制電路在所述功率差ΔP為所述第1閾值以上且所述電壓值之差ΔV為所述第2閾值以上的情況下，使所述逆變器電路停止所述送電功率。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過停止從所述逆變器電路輸送送電功率，能夠防止異物的過熱。

[項(xiàng)目10]根據(jù)項(xiàng)目8或9所述的送電裝置，

在第1評(píng)價(jià)參數(shù)X＝ΔP/P(t1)和第3評(píng)價(jià)參數(shù)Z＝ΔV/V(t3)分別從與所述第1評(píng)價(jià)參數(shù)和所述第3評(píng)價(jià)參數(shù)分別關(guān)聯(lián)的預(yù)定的范圍偏離時(shí)，使所述逆變器電路減少送電功率。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，能夠抑制因終端的種類和/或位置偏離的方式而引起的變化量的差異，能夠進(jìn)一步降低誤檢測(cè)的概率。

[項(xiàng)目11]一種送電裝置，以非接觸方式對(duì)具備受電諧振器的受電裝置傳輸交流的送電功率，所述送電裝置具備：

送電諧振器，其與所述受電諧振器電磁耦合來(lái)傳輸所述送電功率；

逆變器電路，其生成向所述送電諧振器輸出的所述送電功率；

送電控制電路，其基于從所述受電裝置輸入的表示所述受電裝置內(nèi)的電壓的值的信息來(lái)調(diào)整決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q，控制所述逆變器電路輸出的所述送電功率的大小；以及

傳感器電路，其計(jì)測(cè)所述控制參數(shù)Q，

所述送電控制電路，

在從送電開始起經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間所述送電功率收斂于預(yù)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)下，

算出作為第1單位時(shí)間的起點(diǎn)的第1時(shí)刻t1的送電功率P(t1)和作為所述第1單位時(shí)間的終點(diǎn)的第2時(shí)刻t2的送電功率P(t2)，

保持作為第2單位時(shí)間的起點(diǎn)的第3時(shí)刻t3的通過計(jì)測(cè)決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t3)而得到的計(jì)測(cè)值S(t3)和作為所述第2單位時(shí)間的終點(diǎn)的第4時(shí)刻t4的通過計(jì)測(cè)決定所述送電功率的電壓的控制參數(shù)Q(t4)而得到的計(jì)測(cè)值S(t4)，

算出功率差ΔP＝P(t2)-P(t1)和所述控制參數(shù)的計(jì)測(cè)值之差ΔS＝S(t4)-S(t3)，

在所述功率差ΔP為第1閾值以上且所述控制參數(shù)的計(jì)測(cè)值之差ΔS的絕對(duì)值為第3閾值以上的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間存在負(fù)載，使所述逆變器電路減少所述送電功率，

在所述功率差ΔP小于第1閾值的情況下或者所述控制參數(shù)的計(jì)測(cè)值之差ΔS的絕對(duì)值小于第3閾值的情況下，判斷為在所述受電諧振器與所述送電諧振器之間不存在負(fù)載，使所述逆變器電路繼續(xù)進(jìn)行與所述送電功率相同功率量的功率輸送。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述逆變器電路有時(shí)會(huì)受到噪聲和/或周圍溫度的影響而以與作為目標(biāo)的控制參數(shù)不同的值進(jìn)行工作。在這樣的情況下，通過具備測(cè)定控制參數(shù)Q的傳感器電路，能夠?qū)愇镞M(jìn)入時(shí)的實(shí)際的控制參數(shù)的值的變化記錄于存儲(chǔ)器，因此能夠更高精度地檢測(cè)異物。

[項(xiàng)目12]根據(jù)項(xiàng)目11所述的送電裝置，

所述控制參數(shù)Q包括決定從所述逆變器電路輸出的電壓具有不為零的值的期間相對(duì)于周期的比例即輸出時(shí)間比的參數(shù)和所述電壓的頻率中的至少一方。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過使用決定從所述逆變器電路輸出的電壓具有不為零的值的期間相對(duì)于周期的比例即輸出時(shí)間比的參數(shù)和所述電壓的頻率中的至少一方作為控制參數(shù)Q，能夠更高精度地檢測(cè)2個(gè)線圈的位置偏離或異物的進(jìn)入。

[項(xiàng)目13]根據(jù)項(xiàng)目11或12所述的送電裝置，

所述逆變器電路具有4個(gè)開關(guān)元件，

所述4個(gè)開關(guān)元件包括第1開關(guān)元件對(duì)和第2開關(guān)元件對(duì)，所述第1開關(guān)元件對(duì)在導(dǎo)通時(shí)輸出與所輸入的電壓相同極性的電壓，所述第2開關(guān)元件對(duì)在導(dǎo)通時(shí)輸出與所輸入的電壓相反極性的電壓，

所述送電控制電路對(duì)所述4個(gè)開關(guān)元件分別輸出切換導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)的脈沖信號(hào)，

所述控制參數(shù)Q包括從所述送電控制電路向所述第1開關(guān)元件對(duì)輸出的2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差和向所述第2開關(guān)元件對(duì)輸出的另外2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過使用向開關(guān)元件對(duì)輸出的2個(gè)脈沖信號(hào)的相位差作為控制參數(shù)Q，能夠更高精度地檢測(cè)2個(gè)線圈的位置偏離或異物的進(jìn)入。

[項(xiàng)目14]根據(jù)項(xiàng)目11～13中任一項(xiàng)所述的送電裝置，

在第1評(píng)價(jià)參數(shù)X＝ΔP/P(t1)和第4評(píng)價(jià)參數(shù)Y＝ΔS/S(t3)分別從與所述第1評(píng)價(jià)參數(shù)和所述第4評(píng)價(jià)參數(shù)分別關(guān)聯(lián)的預(yù)定的范圍偏離時(shí)， 使所述逆變器電路減少所述送電功率。

根據(jù)上述技術(shù)方案，通過進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，能夠抑制因終端的種類和/或位置偏離的方式而引起的變化量的差異，能夠進(jìn)一步降低誤檢測(cè)的概率。

[項(xiàng)目15]一種無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)，具備：

項(xiàng)目1～14中任一項(xiàng)所述的送電裝置；和

受電裝置。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本公開的送電裝置以及具備送電裝置的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)例如能夠廣泛地用于進(jìn)行向電動(dòng)汽車、AV設(shè)備、電池、醫(yī)療設(shè)備等充電或供電的用途。根據(jù)本公開的實(shí)施方式，能夠避免位于送受電線圈間的異物的過熱風(fēng)險(xiǎn)，并且能夠降低伴隨異物檢測(cè)處理的效率低下。