CN103688442B - 检测装置、能量接收器、能量传输器、电力传输系统和检测方法 - Google Patents

检测装置、能量接收器、能量传输器、电力传输系统和检测方法 Download PDF

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Abstract

一种检测装置，包括线圈，被配置为与外部电磁耦合；以及检测部，连接至包括线圈的电路。检测部被配置为利用与非接触式馈电的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。

Description

检测装置、能量接收器、能量传输器、电力传输系统和检测 方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测诸如金属的导体(如果有的话)存在的检测装置，涉及电力接收装置、电力传输装置、非接触式电力传输系统和检测方法。特别地，本发明涉及一种能量接收器、检测方法、电力传输系统、检测装置和能量传输器。
背景技术
通过非接触式电力传输，检测电力传输/接收线圈附近诸如金属的导体或包括线圈的电路(如果有的话)，对具有高安全性和效率的充电过程来说非常重要。
利用电力传输和接收装置的组合，插入在电力传输装置(电力传输线圈)与电力接收装置(电力接收线圈)之间的任何金属物质基于关于电力接收装置示出负载变化(例如，见PTL1)时的振幅和相位信息而被预先检测。任何金属物质还可基于电力传输/接收效率(也称为线圈间效率)的变化，或基于利用磁性传感器、电容传感器、红外传感器等的传感器输出变化而被检测。
引用列表
专利文献
[PTL1]：日本专利第4413236号(日本未审查专利申请公开第2008-206231号)
发明内容
借助于这样的方法，通过利用电力传输和接收装置的组合，基于关于电力接收装置(次级侧)示出负载变化时的振幅和相位信息检测任何金属物质，或基于电力传输/接收效率的变化检测任何金属物质，然而，期望电力传输和接收装置彼此通信，以检测金属物质。例如，如果在电力传输装置的线圈与由于存在不是电力接收电路的金属物质而目前无法通信的合适电力接收装置之间生成的信号在电力传输装置的线圈中生成，则检测不到金属物质。另外，由于取决于电力传输装置(电力传输线圈)与电力接收装置(电力接收线圈)之间的电磁耦合程度和载波信号的频率，检测结果差别很大且缺乏准确性。
通过利用磁性传感器、电容传感器、红外传感器等检测任何金属物质的方法，电力传输和接收装置被分别在除电力传输和接收线圈之外还应具有传感器。这对装置框架提出了设计上的限制，造成成本上的劣势。
因此，期望即使在馈电期间也能够使得以高精度检测金属外来物。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种能量接收器，包括：电力接收线圈，被配置为利用具有第一频率的第一交流信号从电力传输线圈接收电力；以及，Q值测量电路，被配置为利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力接收线圈的范围内的异物。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种检测方法，包括：利用具有第一频率的第一交流信号将电力从电力传输线圈传输给电力接收线圈；并且，利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力接收线圈的范围内的异物。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种电力传输系统，包括：电力传输器，被配置为与电力接收器无线耦合，并利用具有第一频率的第一交流信号向电力接收器传输电力；以及，Q值测量电路，被配置为利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力传输器与电力接收器之间的异物。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种能量传输器，包括：电力传输线圈，被配置为利用具有第一频率的第一交流信号将电力无线传输给电力接收器；以及，检测部，被配置为利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力传输线圈的范围内的异物。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种检测装置，包括：检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部被配置为检测与线圈的电磁耦合状态。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种检测装置，包括：线圈，与外部电磁耦合；检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部利用与非接触式馈电器的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
作为实例，上述用于Q值测量的线圈与用于馈电的线圈分开提供。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种电力接收装置，包括：电力接收线圈，从外部进行电力接收；电力接收部，通过电力接收线圈接收交流信号；线圈，与外部电磁耦合；检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部利用与通过电力接收部接收的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种电力传输装置，包括：电力传输线圈，用在非接触式电力传输中；电力传输部，向电力传输线圈提供交流信号；线圈，与外部电磁耦合；以及检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部利用与通过电力传输部提供的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种非接触式电力传输系统，包括：电力传输装置，以无线方式传输电力；以及，电力接收装置，从电力传输装置接收电力。电力传输装置或电力接收装置，或电力传输装置和电力接收装置包括：馈电线圈，用在非接触式馈电中；线圈，与外部电磁耦合；检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部利用与流向馈电线圈的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种检测方法，包括：通过连接至包括与外部电磁耦合的线圈的电路的检测部，利用与流向馈电线圈的交流信号的频率不同的频率处的交流信号来测量电路的Q值。
根据本发明的上述例示性实施方式，通过利用与流向馈电线圈的交流信号的频率不同的频率处的交流信号，用于馈电的交流信号与用于Q值测量的交流信号被区分开来，从而允许在馈电期间测量Q值。
根据本发明的上述例示性实施方式，即使在馈电期间，也能以高精度执行金属外来物的检测。
应理解的是，前述一般说明和以下详细说明为示例性说明，意在对所申请技术提供进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并被结合在说明书中构成说明书的一部分。附图示出了实施方式，并和说明书一起用来说明本技术的原理。
[图1]图1为示出了根据本发明第一实施方式的非接触式电力传输系统的配置的示意图。
[图2]图2为示出了根据本发明第一实施方式的提供给电力接收装置的Q值测量电路30的示例配置的框图。
[图3A]和[图3B]图3A和3B分别为另一个示例性共振电路的电路图。
[图4]图4为根据本发明第一实施方式的非接触式电力传输系统馈电时的处理的流程图。
[图5]图5为示出导体检测的方法的示意图。
[图6]图6为示出用于电力传输和接收装置的示例线圈的示意图。
[图7]图7为示出用于Q值测量的示例线圈的示意图。
[图8]图8为示出夹在电力传输线圈、电力接收线圈和Q值测量线圈之间的金属物质的示意截面图。
[图9]图9为根据本发明第一实施方式相对于金属尺寸的各种特性的曲线。
[图10]图10为示出电力传输侧上的Q值的共振频率特性的曲线图。
[图11]图11为示出根据本发明第二实施方式的非接触式电力传输系统的整体配置的示意图。
[图12]图12为示出根据本发明第三实施方式的非接触式电力传输系统的整体配置的示意图。
[图13]图13为示出串联共振电路中的阻抗频率特性的曲线图。
[图14]图14为示出并联共振电路中的阻抗频率特性的曲线图。
[图15]图15为利用阻抗的实部与虚部之间的比计算Q值的电路图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的实施方式进行描述。在说明书和附图中，具有基本相同功能或配置的任何部件用相同参考数字表示，本文不对其进行重复说明。
描述将按以下顺序进行。
1.第一实施方式(Q值测量线圈和电力接收线圈被分开提供的实例)
2.第二实施方式(设有抽头的电力接收线圈的实例)
3.第三实施方式(Q值测量线圈被共用作电力接收线圈的实例)
4.其它(其它示例性Q值测量)
本发明的一个实施方式的特征在于，在检测电力传输侧(初级侧)和电力接收侧(次级侧)之间存在的金属外来物时利用线圈中的Q值变化改变用于馈电的交流信号和用于Q值测量的AC信号的频率。
在本文中，金属外来物表示存在于电力传输侧与电力接收侧之间的诸如金属的导体或包括线圈的电路。本说明中的导体表示广义上的导体，即，包括半导体。在下文中，检测诸如金属的导体或包括线圈的电路被称为“检测导体等”。
包括线圈的共振电路的Q值为表示能量保持与损耗之间的关系的指数(共振电路的共振强度)。如果在电力传输侧上的电力传输线圈或电力接收侧上的电力接收线圈附近存在任何物质，例如，金属物质，磁力线会穿过金属物质，从而在金属物质中生成涡流。对于线圈，看起来好像线圈通过金属物质与线圈之间的电磁耦合而具有实际电阻负载，因此改变了线圈的Q值。通过以这种方式测量Q值变化而检测线圈附近存在的金属物质(已电磁耦合状态)。电磁耦合还被称为“电磁共振耦合”或“电磁共振”。电磁耦合包括电场耦合和磁场耦合，两者均利用共振通过电场耦合或磁场耦合将电力仅传输给共振装置。
[1.第一实施方式]
[非接触式电力传输系统的概述]
在第一实施方式(下文还称为“该实施方式”)中，首先对馈电线圈和Q值测量线圈被单独设置的实例进行描述。
图1示出了包括用于Q值测量的Q值测量电路30的非接触式电力传输系统的概览。该实施方式中的非接触式电力传输系统被配置为包括电力传输装置10(示例性检测装置)，以及包括Q值测量线圈28的电力接收装置20(另一个示例性检测装置)。
电力传输装置10设有信号源11、电容器14和电力传输线圈15(初级侧线圈)。信号源11包括生成交流信号的交流电源12和电阻元件13。
电阻元件13是交流电源12中的内部电阻(输出阻抗)的图形表示。在该实施方式中，信号源11与电容器14和电力传输线圈15连接，以形成串联共振电路。调整电容器14的电容值(C值)和电力传输线圈15的电感值(L值)，以在任何馈电频率下达到共振。被配置为包括信号源11和电容器14的电力传输部17通过电力传输线圈15将电力以非接触方式传输(进行电力传输)到外部。
电力接收装置20设有充电部24、整流部23、电力接收线圈21(次级侧线圈)和电容器22。充电部24包括电容器25(或二次电池)和电阻元件26。整流部23将交流信号转换为直流(DC)信号。电容器22与电力接收线圈21构成共振电路。电力接收线圈21还设有Q值测量线圈28、电容器29和Q值测量电路30(示例性检测部)。电容器29与Q值测量线圈28构成共振电路。
电阻元件26是电容器25中的内部电阻(输出阻抗)的图形表示。在该实施方式中，充电部24与电容器22和电力接收线圈21连接，以形成串联共振电路。调整电容器22的电容值(C值)和电力接收线圈21的电感值(L值)，以在任何馈电频率下达到共振。
同样，电容器29和Q值测量线圈28连接在一起，以形成串联共振电路，调整电容器29的电容值(C值)和Q值测量线圈28的电感值(L值)，以在Q值测量频率下达到共振。以这种方式形成的串联共振电路与Q值测量电路30连接。被配置为包括充电部24、整流部23和电容器22的电力接收部27通过电力接收线圈21从外部接收非接触式电源(电力接收)。以这种方式馈送给充电部24的电力被提供给Q值测量电路30。
串联共振电路的Q值用表达式(1)表示，其中，V1表示构成串联共振电路的Q值测量线圈28与电容器29之间的电压，V2表示Q值测量线圈28两端的电压。
rs：频率f下的有效电阻值
电压V2是电压V1的Q倍。当金属物质靠近Q值测量线圈28时，有效电阻值rs增加，Q值减小。因此，当金属物质靠近Q值测量线圈28时，测量的Q值(电磁耦合状态下)显示出变化。因此，通过检测该变化，可检测出Q值测量线圈28附近存在的金属物质。
此处，由于图1中的实例是设有串联共振电路的基本电路，只要具有上述电路的功能，该电路可采用各种其它形式的详细结构。例如，图1作为提供给电力接收装置20的示例性负载示出了电容器(二次电池)负载，但不具有限制性。
可选地，电力接收装置20可设有信号源11，可通过电力接收线圈21对外部装置进行非接触式电力传输，或电力传输装置10可设有负载，并从外部装置通过电力传输线圈15提供非接触式电源。
(关于Q值测量电路的描述)
图2为示出了提供给第一实施方式中的电力接收装置20的Q值测量电路30的示例配置的框图。
采用该Q值测量电路30，执行诸如金属的导体或包括线圈的电路的检测。包括Q值测量电路30中的模块的构成电力接收装置20的模块由来自充电部24的电力运行。设有Q值测量电路30的电力接收装置20是检测电磁耦合状态的一个示例检测装置。
该实施方式中的Q值测量电路30是一个示例性检测部，且被配置为包括滤波部31A和31B、整流部32A和32B、模数转换器(下文成为ADC)33A和33B和主控制部34。
滤波部31A是消除Q值测量时任何不期望的噪声分量的滤波电路。不期望的噪声分量包括任何输入的弱馈电频率信号及其谐波，它们包括在来自Q值测量线圈28与电容器29之间的部分的交流信号(交流电压)中。相似地，滤波部31B也是消除Q值测量时任何不期望的噪声分量的滤波电路。将被去除的不期望的噪声分量包括在来自信号源38与电容器29之间的部分的交流信号(交流电压)中。
整流部32A和32B分别将Q值测量AC信号转换成DC信号(直流电压)，并输出DC信号。Q值测量AC信号是滤波部31A和31B消除噪声产生的结果。
ADC 33A和33B分别将来自对应整流部32A和32B的模拟DC信号转换成数字DC信号，并将数字DC信号输出到主控制部34。
主控制部34是一个示例性控制部，由(例如)MPU(微处理器)构成。主控制部34对整个电力接收装置20进行控制。该主控制部34用作处理部34A和确定部34B。
处理部34A是用于预定处理的模块，在该实施方式中，计算ADC 33A和33B提供的直流信号中的电压V1和V2之间的比，即，Q值，随后将计算结果输出到确定部34B。
确定部34B将由处理部34A提供的计算结果与非易失性存储器35中存储的阈值相比较，并基于比较结果确定附近是否存在诸如金属的任何导体或包括线圈的任何电路。在Q值测量线圈28，即，电力接收线圈21周围或上没有任何东西的状态下预先测量阈值Q值(RefQ)，将所得的值存储在存储器35中。
通信控制部36与电力传输装置10中具有相同功能的通信控制部(未示出)进行通信。例如，通信控制部36在馈电之前与电力传输装置10进行通信，以进行协商，或在馈电期间，根据来自主控制部34的命令向电力传输装置10发送信号，从而控制电力传输装置10中的信号源11生成或停止生成AC电压。由此，在电力传输装置10与电力接收装置20之间以令人满意的方式安全地进行非接触式电力传输。通信控制部36还控制信号源38在Q值测量时生成AC信号。在本文中，主控制部34可直接向信号源38发出命令，而不需要经过通信控制部36。
输入部37根据用户操作生成输入信号，将所得的输入信号输出到主控制部34。
在该实施方式中，对电力接收装置20中包括Q值测量电路30的配置进行了描述。但是，可选地，可将Q值测量电路30提供给电力传输装置10或电力接收装置20，或提供给两者。
另外，在该实施方式中，对将Q值测量电路30与串联共振电路连接的应用示例进行了描述，但还可使用任何其它共振电路作为所述共振电路。图3A和图3B分别示出了示例性共振电路。
在图3A的实例中，电容器29A被串联连接至包括电容器29B和Q值测量线圈28的并联共振电路，从而构成共振电路。
在图3B的实例中，电容器28B被并联连接至包括电容器29A和Q值测量线圈28的串联共振电路，从而构成共振电路。Q值测量电路30利用在图3A和图3B的共振电路中获得的电压V1和V2计算Q值。电压V1是Q值测量线圈28与电容器29B之间的电压，电压V2是Q值测量线圈28两端的电压。
上述串联共振电路和其它共振电路仅为用于说明根据本发明实施方式的电磁耦合检测方法原理的实例，共振电路的配置并不限于此。
[馈电和Q值测量的处理]
下文将对根据本发明第一实施方式的整个非接触式电力传输系统的控制处理进行描述。
图4为被配置为包括电力传输装置10和电力接收装置20的非接触式电力传输系统的馈电期间的处理的流程图。
首先，启动电力传输装置10，随后将电力接收装置20布置在电力传输装置10附近。响应于此，在电力传输装置10的主控制部(未示出)与电力接收装置20的主控制部34之间进行协商。在电力传输装置10和电力接收装置20互相认可之后，开始从电力传输装置10向电力接收装置20进行馈电(步骤S1)。当开始馈电时，电力传输装置10或电力接收装置20中的主控制部在Q值测量线圈中进行Q值测量，并确定将被执行的Q值测量是否为第一次测量(步骤S2)。
作为一个实例，如果是立即在在电力传输装置10或电力接收装置20导通之后，则装置的主控制部确定将被执行的Q值测量为第一次测量。或者，作为协商结果，如果其基于ID信息(识别信息)发现与其通信的电力接收装置20为第一次通信的合作装置，则电力传输装置10确定Q值测量为第一次测量。可选地，在协商时，电力传输装置10可由电力接收装置20提供由电力接收装置20计算的计数，以跟踪执行Q值测量的次数。
可选地，可采用距上一次Q值测量的时间作为确定基础。电力传输装置10(和电力接收装置20)设有时钟部(未示出)，在进行Q值测量时，允许Q值的测量结果测量时间相关，并被存储在存储器中。随后，电力传输装置10(和电力接收装置20)将上一次Q值测量的时间与这一次Q值测量的时间相比较，如果两者之间的差超过阈值，则确定为首次执行Q值测量。对于执行Q值测量的次数，例如，假定涉及扫频的Q值测量为第一次，依此为参考，对次数进行计数。可选地，时钟部的计时功能可在上一次Q值测量时启动，计时器上经过的时间可作为确定基础。
当电力传输装置10确定将被执行的Q值测量为第一次测量时，电力接收装置20的主控制部34利用多个频率(扫频测量)来测试由信号源38提供的测量用的测试信号(正弦波)，并根据所得的Q值获取最大Q值(步骤S3)。具有最大Q值的测试信号的频率被存储在存储器35中。
对于Q值测量，作为共振频率的正弦波期望被输入到电力接收装置20中。此处要考虑的问题是，在任何分量变化或电力接收装置20中的次级侧线圈周围的环境混合了任何金属外来物等情况下，共振频率显示出变化。因此，期望在考虑共振频率偏移的情况下利用某个适当范围(测量范围)内的各种频率通过测量(扫频)进行共振频率搜索。在整个非接触式电力传输系统中，这种扫频是第一次Q值测量的必要步骤，但在第二次测量中可省略。
另一方面，当在步骤S2中确定所述Q值测量并非为第一次测量时，电力接收装置20利用在第一次Q值测量中确定的频率初的测试信号获取Q值(步骤S4)。
基于所得的次级侧Q值，电力传输装置10或电力接收装置20随后确定任何金属外来物存在的可能性(步骤S5)。当不可能存在这样的金属外来物时，程序进入步骤S7。
另一方面，当在步骤S5中确定可能存在任何金属外来务时，程序返回步骤S3。在步骤S3中，电力接收装置20的主控制部34对测试信号进行扫频，并从所得的其它Q值中获得最大Q值。
在步骤S3的处理之后，电力传输装置10或电力接收装置20的主控制部基于次级侧Q值的计算结果确定是否有任何金属外来物(步骤S6)。当主控制部确定存在金属外来物时，馈电被强行终止，或发出用户警告作为终止程序。作为馈电的强制处理，电力传输装置10可停止电力传输，或者，即使电力已从电力传输装置10输出，电力接收装置20也可停止电力接收。
对于上述步骤S3至S6中的Q值测量，当电力接收装置20负责Q值测量时，将电力传输装置10提供的电力用于该程序。可选地，可使用(例如)电容器或电池的蓄电部中的电力。
当在步骤S6中确定没有金属外来物时，电力接收装置20的主控制部34确定电池或未示出的其它(负载)是否充满电(步骤S7)。当充满电时，通过电力传输装置10停止电力传输过程，或由电力接收装置20停止电力接收过程，从而终止充电过程。当未充满电时，程序返回步骤S2，重复上述处理。
(测量结果)
下文将对电力接收装置20的Q值测量线圈28附近实际上沉积有金属物质时的Q值测量结果进行描述。
如图5所示，为了进行测量，使底座40上的电力传输装置10和电力接收装置20互相靠近，将金属物质置于两者之间，并使Q值测量电路30运行。为了进行该测量，使用的电力传输线圈15为图6所示的150mm(W1)×190mm(W2)的螺旋形线圈。该螺旋形线圈由缠绕利兹线41(线径φ为1.0mm)构成，是将多个细铜线缠绕在一起而构成的导线。在螺旋形线圈下方放置有厚度为1.0mm的铁氧体材质的磁性物质42。当附近没有金属物质时，电力传输线圈15的L值为192.0μH，Q值为230.7。共振电容器14的C值为8.2nF。这种情况下，包括电力传输线圈15的串联共振电路的共振频率为127.0kHz。
共振电路的Q值一般由1/{(1/QC)+(1/QL)}关系式表示，其中，QC表示电容器的Q值，QL表示线圈的Q值。用于该测量的电容器14的Q值被设计为充分高于电力传输线圈15的Q值，从而使得其对串联共振电路的Q值的影响可以忽略。可选地，电力传输线圈15的Q值可被设计为充分高于电容器14的Q值，或两个Q值可为同一水平。
用作电力接收线圈21的线圈与图6的线圈的配置相似，是一种线圈尺寸为30mm(W1)×50mm(W2)的螺旋形线圈，由线径φ为0.65mm的缠绕利兹线41构成。在该螺旋形线圈下方附着有厚度为0.2mm的铁氧体材质的磁片，代替磁性物质42。当附近没有电力接收装置20时，电力传输线圈的L值为14.0μH，Q值为48.4。包括电力接收线圈21的串联共振电路的共振频率为127.0kHz。另外，为电力传输线圈15与电力接收线圈21之间的电磁耦合程度的耦合系数k为0.10，线圈间效率为0.83。在该实施方式中，初级侧线圈(电力传输线圈15)的尺寸大于次级侧线圈(电力接收线圈21)。这并不具有限制性，两个线圈可(例如)具有相同尺寸。
线圈间效率(理论最大值)ηmax已知用以下表达式(2)表示。
其中，S用以下表达式(3)和(4)表示。
S＝kQtotal……(3)
在以上表达式中，Qtotal表示整个非接触式电力传输系统的Q值，Q1表示初级侧Q值，Q2表示次级侧Q值。具体来说，通过磁场共振，利用耦合系数k、初级侧Q值(Q1)和次级侧Q值(Q2)在理论上唯一获得线圈间效率ηmax。在本文中，耦合系数k是初级侧和次级侧线圈之间的电磁耦合程度，Q值Q1和Q2是无负载的共振电路的Q值。由此，即使耦合系数k较小，只要Q值在电力传输和接收侧均较高，也可高效率地进行电力传输。然而，此处应注意的是，毫无疑问，该实施方式并不限于上述示例数值。
除电力接收线圈21之外，图7的Q值测量线圈28还设有直径φ为7mm、长度为6mm的铁氧体材质的铁芯28a。在其侧面上，设有由线径φ为0.65mm的缠绕利兹线构成的线圈。当电力传输装置10没有在附近时，电力接收线圈21的L值为1.0μH，Q值为47.2。包括Q值测量线圈28的串联共振电路的共振频率为1MHz。包括铁芯28a的Q值测量线圈28的配置仅为示例，并不具有限制性。
铁(Fe)质金属物质和铝(Al)质金属物质均靠近包括这种Q值测量线圈28的串联共振电路。这些金属物质的厚度均为1.0mm。电力传输线圈15和每个金属物质之间的距离由(例如)隔离件固定为8mm。随后由具有各种金属尺寸的电力接收装置20的Q值测量电路30进行Q值测量。
图8为上述测量过程中置于电力传输线圈15与电力接收线圈21之间的金属物质的示意性截面图。
在下侧有磁性物质42的电力传输线圈15与下侧附着有磁片52的电力接收线圈21之间放置有Q值测量线圈28、金属物质53和隔离件54。
图9示出了Q值相对于金属尺寸的特性曲线。图9的曲线图示出了利用不存在金属物质的情况下(与0mm的金属尺寸对应)Q值为100％时的标准变化率的Q值。
利用铁(Fe)和铝(Al)金属物质的测量结果显示，随着金属物质的尺寸增加，有效电阻值相应增加，而Q值减小。具体来说，金属物质越大，意味着金属物质为相同尺寸时与电力传输线圈15相距的距离较短。确定部34B随后将Q值的测量结果(或Q值变化率)与存储器35中存储的阈值相比较，以确定Q值是否处于阈值范围内，从而确定是否存在金属物质。
由此，基于Q值测量结果，测量到Q值测量线圈28附近的任何金属物质的存在。尽管Q值下降程度随着金属材料而变化，但具有较大Q值下降程度的金属易于产生热。换句话说，Q值与发热系数相关，因此，可更易检测这种期望能无误检测的易发热金属。
现在将对该实施方式中利用共振电路的Q值检测任何金属物质的方法中单独提供馈电线圈(电力接收线圈21)和Q值测量线圈(Q值测量线圈28)的原因进行说明。
首先，当馈电频率相同时，且当馈电线圈为Q值测量线圈时，高功率馈电信号没有受到过滤。结果，Q值测量电路30可能会由于(例如)信号源38的驱动器输出端上的功率电平较高而受损。
另外，如果尝试在馈电期间在相对的电力传输或接收线圈中进行Q值测量，这意味着在负载状态下测量共振电路的Q值，而不是最初应在无负载情况下进行的Q值测量(断开状态下的共振电路的Q值)。
因此，采用利用共振电路的Q值检测任何金属外来物的方法，馈电期间无法高精度地进行Q值测量。
另外，当在利用共振电路的Q值检测任何外来物的方法中不单独提供馈电线圈和Q值测量线圈时，为了以高灵敏度对任何金属外来物进行测量，则期望在通过停止馈电而产生无负载的状态之后执行Q值测量。因此，因此，期望定时停止对电力接收侧的馈电，由此，期望可控地断开电力接收侧单元的电源，或可控地将馈电从电力接收侧单元的电池切换到Q值测量电路。因此，这使电力接收侧单元的控制流程变复杂，或导致电力传输侧到接收侧的没有馈电时间，从而造成降低每个单位时间的馈电效率的缺点。
图10示出了具有各种共振频率的电力传输线圈的Q值测量结果。共振频率随着电力接收侧上共振电路中的电容器的电容值而变化。
为了进行测量，在电力接收侧设有10Q的负载电阻。测量结果显示，包括电力接收线圈的共振电路的共振频率接近包括电力传输线圈的共振电路的共振频率时，测量的Q值减小。即以不同耦合系数k进行测量，结果也会为相同趋势。
这是因为，由于共振频率在分别包括电力传输线圈和电力接收线圈的共振电路中彼此相似，两者之间的电磁耦合增强，这使次级侧负载的影响较为明显。
为了解决这个缺点，单独设置馈电线圈和Q值测量线圈，以改变用于馈电和用于Q值测量的共振频率。这允许基本无负载状态下的馈电信号滤波和Q值测量。由于Q值测量在馈电期间进行，任意线圈的电路的存在不是在装置自身外部而至少在Q值测量线圈周围是已知的。
根据该实施方式，在上述配置中，在电力传输和接收侧之间馈电期间以高精度进行Q值测量。
通过以这种方式在馈电期间进行Q值测量，电力接收侧的控制变得简单。
进一步，对于Q值测量，不会停止馈电，从而提高了每单位时间的馈电效率。
进一步，对于Q值测量不会停止馈电意味着，馈电和Q值测量并不期望被同步执行。因此，不会从电力传输侧向电力接收侧提供信号以启动或停止电力传输。
在实施方式中，主要对馈电期间的Q值测量进行了描述。毫无疑问，这并不具有限制性，也可在馈电过程之外进行Q值测量。另外，还对将Q值测量线圈28提供给电力接收装置20，以进行Q值测量并确定金属外来物的存在。可选地，可将Q值测量线圈28提供给电力传输装置10，或电力传输装置10和电力接收装置20。
[2.第二实施方式]
第二实施方式为第一实施方式中的馈电线圈设有抽头的实例。
图11示出了根据本发明第二实施方式的非接触式电力传输系统的整体配置。
电力接收装置20A设有电力接收线圈21A，电力接收线圈21A设有抽头21a。抽头21a通过电容器29被连接至用于电压V1的测量的Q值测量电路30的输入端。抽头21a还连接至用于电压V2的测量的输入端。
对于由电容器29和电力接收线圈21A的线圈部分(即，从其接地侧端部到抽头21a的部分)构成的共振电路，其共振频率变成馈电期间的共振频率，并利用改变的共振频率进行Q值测量。
根据第二实施方式，对于馈电过程和Q值测量，共振频率利用设有抽头的电力接收线圈而变化。通过这种配置，不使用不是电力接收线圈的Q值测量线圈。
由此，除了通过根据第一实施方式的电力接收装置获得的效果之外，还可减小电力接收装置的尺寸。
应注意的是，在该第二实施方式中，将包括抽头21a的电力接收线圈21A提供给电力接收装置20A，以进行Q值测量并确定金属外来物的存在。可选地，可将这种电力接收线圈21A提供给电力传输装置10，或电力传输装置10和电力接收装置20。
[3.第三实施方式]
在第三实施方式中，与馈电线圈设有抽头的第二实施方式不同，将Q值测量线圈共用作馈电线圈。
图12示出了根据本发明第三实施方式的非接触式电力传输系统的整体配置。
在电力接收装置20B中，Q值测量线圈被共用作馈电线圈(电力接收线圈21)，并且用于馈电的共振电路的电容器22与用于Q值测量的共振电路的电容器29单独提供。电力接收线圈21的与接地侧相对的侧面上的端部通过电容器29与Q值测量电路30的用于电压V1的测量的输入端连接。电力接收线圈21的与接地侧相对的侧面上的端部与用于电压V2的测量的输入端连接。
通过将用于馈电的共振电路的电容器22与用于Q值测量的共振电路的电容器29单独提供，其电容值彼此相同。由此，Q值测量的频率为用于Q值测量的共振电路的频率，与用于馈电的共振电路的馈电频率不同而具有Q值测量用的共振电路的频率。
根据第三实施方式，Q值测量线圈被共用作馈电线圈，用于馈电的共振电路的电容器与用于Q值测量的共振电路的电容器单独提供。通过这种配置，对于具有不同电容值的馈电和Q值测量过程，共振频率不同。这消除了将Q值测量线圈与电力接收线圈单独提供的限制。更好的是，与第二实施方式不同，电力接收线圈不设有抽头。
由此，除了根据第一和第二实施方式的电力接收装置获得的效果之外，还可进一步减小电力接收装置的尺寸。
应注意的是，在该第三实施方式中，将Q值测量线圈共用作电力接收装置20B中的电力接收线圈，以进行Q值测量并确定金属外来物的存在。可选地，电力传输装置10，或电力传输装置10和电力接收装置20，可以相似方式配置。
[4.其它]
[Q值测量的变形1]
在第一至第三实施方式中，Q值测量电路中的处理部利用共振电路中的Q值测量线圈与电容器之间的电压V1以及Q值测量线圈两端的电压V2获得Q值。可选地，可通过半带宽法获得Q值。
通过半带宽法，在串联共振电路中，通过具有频带(频率f1至f2)的表达式(5)获得Q值，其中，阻抗是共振频率f0下的阻抗的绝对值(Zpeak)的倍，如图13的曲线图所示。
另外，在并联共振电路中，也是通过具有频带(频率f1至f2)的表达式(5)获得Q值，其中，阻抗是共振频率f0下的阻抗的绝对值(Zpeak)的倍，如图14的曲线图所示。
[Q值测量的变形2]
在变形2中，Q值测量电路30中的处理部利用共振电路的阻抗的实部与虚部之间的比获得Q值。在变形2中，利用自平衡电桥和矢量比检测器获得阻抗的实部与虚部之间的比。
图15为根据变形2利用阻抗的实部与虚部之间的比计算Q值的自平衡电桥的电路图。
图15的自平衡电桥60被配置为与已知的普通反相放大器电路相似。在反相放大器63中，反相输入端(-)与线圈62连接，非反相输入端(+)接地。利用反馈电阻元件64将负反馈从反相放大器63的输出端施加到反相输入端(-)。将AC电源61的输出(电压V1)和反相放大器63的输出(电压V2)提供给矢量比检测器65，AC电源61将AC信号输入到线圈62。线圈62与图1的Q值测量线圈28对应。
该自平衡电桥60用于通过负反馈使反相输入端(-)的电压始终为零。由于反相放大器63的输入阻抗较高，从AC电源61流向线圈62的电流几乎完全流向反馈电阻元件64。结果，施加至线圈62的电压与AC电源61的电压V1为相同电平，反相放大器63的输出电压是流经线圈62的电流I与反馈电阻值Rs的乘积。该反馈电阻值Rs是已知的参考电阻值。这意味着，通过检测到的电压V1和V2之间的比获得阻抗。矢量比检测器65获得复数形式的电压V1和V2，因此使用AC电源61的相位信息(交替长短虚线)。
在变型2中，以这种方式使用自平衡电桥60、矢量比检测器65等，利用共振电路中的阻抗ZL的实部RL与虚部XL之间的比计算Q值。以下表达式(6)和(7)表示Q值计算过程。
上述实施方式中的一系列处理由硬件实施，但也可由软件实施。这些过程由软件实施时，使用软件程序安装在专用于该程序的硬件中的计算机，或安装有用于实施各种功能的任何程序的计算机。例如，可将任何所需软件的程序安装在普通个人计算机中运行。
可选地，系统或装置可设有记录介质，记录介质记录有实施上述实施方式中的功能的软件程序代码。毫无疑问，实施方式中的功能由读取或运行记录介质中存储的程序代码的系统或装置(或控制装置，例如，CPU)的计算机实施。
用于以这种方式提供程序代码的记录介质的实例包括：软盘、硬盘、光盘、磁光盘、(CD-ROM(压缩光盘只读存储器)、CD-R(可刻录光盘)、磁带、非易失性存储卡和ROM(只读存储器)。
另外，通过运行计算机读取的程序代码实施上述实施方式中的功能。另外，OS(操作系统)或在计算机上运行的其它系统基于程序代码的描述负责部分或全部实际过程。还包括由过程实施上述实施方式中的功能的情况。
进一步，在说明书中，时序处理的处理步骤不仅包括按指定时间顺序进行的处理，还包括不一定按时间顺序，而是并行或单独(并行处理或对象处理)进行的处理。
由此，本发明并不限于上述实施方式，只要不脱离本发明的权利要求的范围，可进行各种其它修改和变化。
具体来说，上述实施方式为本发明的优选特定实例，因此，具有技术上优先考虑的各种限制。但是，本发明的技术范围并不限于这些实施方式，除非在说明中指定为限制性。例如，说明中所用材料及使用量、处理时间、处理顺序、参数的数值条件等仅为优选的实例，参考附图中的尺寸、形状和设置关系仅为示意图。
根据本发明的上述例示性实施方式和变形，至少可获得以下配置。
(1)一种能量接收器，包括：
电力接收线圈，被配置为利用具有第一频率的第一交流信号从电力传输线圈接收电力；以及
Q值测量电路，被配置为利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力接收线圈的范围内的异物。
(2)根据(1)所述的能量接收器，其中，检测部被配置为测量电路的Q值并检测与电力接收线圈的电磁耦合状态。
(3)根据(2)所述的能量接收器，其中，
电力传输线圈被配置为用于非接触式馈电，并且
电力传输线圈与电力接收线圈不同。
(4)根据(3)所述的能量接收器，其中，检测部被配置为检测导体或包括任意线圈的电路是否处于电力接收线圈的附近。
(5)根据(4)所述的能量接收器，其中，检测部包括：(i)处理部，被配置为获得施加在共振电路中的线圈与电容器之间的第一电压和施加在线圈两端的第二电压，所述处理部被配置为利用第一电压和第二电压之间的比计算Q值；以及(ii)确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时测量的Q值而设置。
(6)根据(4)所述的能量接收器，进一步包括：
处理部，被配置为利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的串联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时测量的Q值而设置。
(7)根据(4)所述的能量接收器，进一步包括：
被配置为利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的并联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时测量的Q值而设置。
(8)根据(4)所述的能量接收器，进一步包括：
处理部，被配置为利用自平衡电桥和矢量比检测器获得包括线圈的共振电路的阻抗的实部和虚部，所述处理部被配置为利用两者之间的比计算Q值；以及
以及，确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时预先测量的Q值而设置。
(9)根据(2)所述的能量接收器，进一步包括：
抽头，连接至所述线圈，并被配置为用于非接触式馈电。
(10)根据(2)所述的能量接收器，其中，
电力接收线圈被配置为用于测量Q值且在非接触式馈电中作为馈电线圈，并且
在馈电中使用的电路中的电容器的电容与Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同。
(11)根据(1)所述的能量接收器，其中，检测部被配置为在馈电期间测量包括电力接收线圈的电路的Q值。
(12)一种电力接收装置，包括：
电力接收线圈，被配置为从外部电源接收电力；
电力接收部，被配置为通过电力接收线圈接收交流信号；
线圈，与外部电源电磁耦合；以及
检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部被配置为利用与由电力接收部接收的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
(13)根据(1)所述的能量接收器，其中，Q值测量电路包括连接至Q值测量线圈以形成共振电路的电容器，所述电容器的电容值和Q值测量线圈的电感值可调节到期望的共振状态。
(14)根据(1)所述的能量接收器，其中，电力接收线圈包括抽头，抽头，(i)所述抽头通过电容器与Q值测量电路的第一输入端连接，(ii)所述抽头与Q值测量电路的第二输入端连接，抽头被配置为测量Q值。
(15)根据(1)所述的能量接收器，其中，电力接收线圈的端部(i)通过电容器与Q值测量电路的第一输入端连接，(ii)与Q值测量电路的第二输入端连接，电力接收线圈被配置为测量Q值。
(16)一种测量方法，包括：
利用具有第一频率的第一交流信号将电力从电力传输线圈传输给电力接收线圈；
利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力接收线圈的范围内的异物。
(17)根据(16)所述的测量方法，其中，异物的检测至少部分通过利用Q值测量电路测量Q值来执行。
(18)根据(17)所述的检测方法，其中，Q值测量电路包括连接至Q值测量线圈以形成共振电路的电容器。
(19)根据(18)所述的检测方法，其中，Q值基于(i)电容器与Q值测量线圈之间的第一电压，以及(ii)Q值测量线圈的第二电压。
(20)根据(18)所述的检测方法，其中，Q值基于利用桥接电路和矢量比检测器获得的比。
(21)根据(18)所述的检测方法，进一步包括：
将电容器的电容值和Q值测量线圈的电感值调节到期望的共振状态。
(22)根据(17)所述的检测方法，其中，电力接收线圈包括抽头，(i)所述抽头通过电容器与测量电路的第一输入端连接，(ii)所述抽头与测量电路的第二输入端连接，所述抽头被配置为测量Q值。
(23)根据(17)所述的检测方法，进一步包括：
将具有最大Q值的Q值测量结果存储到存储器中作为阈值。
(24)根据(16)所述的检测方法，进一步包括：
如果电力接收线圈的范围内存在异物，执行终止处理，所述终止处理使电力传输线圈停止传输电力或电力接收线圈停止接收电力。
(25)一种电力传输系统，包括：
电力传输器，被配置为与电力接收器无线耦合，并利用具有第一频率的第一交流信号向电力接收器传输电力；以及
Q值测量电路，被配置为利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力传输器与电力接收器之间的异物。
(26)根据(25)所述的系统，其中，Q值测量电路包括连接至Q值测量线圈以形成共振电路的电容器，电容器的电容值和Q值测量线圈的电感值可调节到期望的共振状态。
(27)根据(25)所述的系统，其中，电力接收器包括具有抽头的电力接收线圈，(i)所述抽头通过电容器与Q值测量电路的第一输入端连接，(ii)所述抽头与Q值测量电路的第二输入端连接，所述抽头被配置为测量Q值。
(28)根据(25)所述的系统，其中，电力接收器包括用于存储从电力传输器接收的电力的蓄电部。
(29)一种能量传输器，包括：
电力传输线圈，被配置为利用具有第一频率的第一交流信号将电力无线传输给电力接收器；以及
检测部，被配置为利用具有不同于第一频率的第二频率的第二交流信号检测电力传输线圈的范围内的异物。
(30)根据(29)所述的能量传输器，其中，检测部包括Q值测量电路，Q值测量电路包括连接至Q值测量线圈以形成共振电路的电容器，电容器的电容值和Q值测量线圈的电感值可调节到期望的共振状态。
(31)根据(29)所述的能量传输器，其中，电力接收器包括具有抽头的电力接收线圈，(i)所述抽头通过电容器与Q值测量电路的第一输入端连接，(ii)所述抽头与Q值测量电路的第二输入端连接，所述抽头被配置为测量Q值。
(32)一种检测装置，包括：
检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部被配置为检测与线圈的电磁耦合状态。
(33)根据(32)所述的检测装置，其中，检测部被配置为测量电路的Q值。
(34)根据(33)所述的检测装置，进一步包括：
电力传输线圈，被配置为非接触式馈电。
(35)根据(32)所述的检测装置，其中，检测部被配置为检测导体或包括任意线圈的电路是否处于线圈的附近。
(36)根据(33)所述的检测装置，其中，检测部包括：(i)处理部，被配置为获得施加在共振电路中的线圈与电容器之间的第一电压和施加在线圈两端的第二电压，所述处理部被配置为利用第一电压和第二电压之间的比计算Q值；以及(ii)确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时测量的Q值而设置。
(37)根据(33)所述的检测装置，进一步包括：
处理部，被配置为利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的串联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时测量的Q值而设置。
(38)根据(33)所述的检测装置，进一步包括：
处理部，被配置为利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的并联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时测量的Q值而设置。
(39)根据(33)所述的检测装置，进一步包括：
处理部，被配置为利用自平衡电桥和矢量比检测器获得包括所述线圈的共振电路的阻抗的实部和虚部，所述处理部被配置为利用所述实部和所述虚部之间的比计算Q值；以及
确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时预先测量的Q值而设置。
(40)根据(32)所述的检测装置，进一步包括：
抽头，连接至所述线圈，并被配置为非接触式馈电。
(41)根据(33)所述的检测装置，其中，
线圈被配置为测量Q值并作为非接触式馈电中的馈电线圈，并且
非接触式馈电中使用的电路中的电容器的电容与Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同。
(42)根据(31)所述的检测装置，其中，检测部被配置为在馈电期间测量包括电力接收线圈的电路的Q值。
(A)一种检测装置，包括：
线圈，与外部电磁耦合；以及
检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部利用与非接触式馈电的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
(B)根据(A)所述的检测装置，其中
检测部测量电路的Q值，并检测线圈与外部之间的电磁耦合状态。
(C)根据(B)所述的检测装置，进一步包括：
馈电线圈，用于非接触式馈电中，其中
用于Q值的测量中的线圈与馈电线圈不同。
(D)根据(A)至(C)任一项所述的检测装置，其中
检测部检测导体或包括任意线圈的电路存在于线圈附近作为与外部的电磁耦合状态。
(E)根据(A)至(D)任一项所述的检测装置，其中
检测部包括
处理部，获得施加在共振电路中的线圈与电容器之间的第一电压和施加在线圈两端的第二电压，所述处理部利用第一电压和第二电压之间的比计算Q值，以及
确定部，将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定与外部的电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时预先测量的Q值而设置。
(F)根据(A)至(D)任一项所述的检测装置，进一步包括：
处理部，利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的串联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
确定部，将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定与外部的电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时预先测量的Q值而设置。
(G)根据(A)至(D)任一项所述的检测装置，进一步包括：
处理部，利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的并联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
确定部，将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定与外部的电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时预先测量的Q值而设置。
(H)根据(A)至(D)任一项所述的检测装置，进一步包括：
处理部，利用自平衡电桥和矢量比检测器获得包括线圈的共振电路的阻抗的实部和虚部，所述处理部利用两者之间的比计算Q值；以及
确定部，将通过所述处理部计算的所述Q值与设置的阈值进行比较以允许确定与外部的电磁耦合状态，所述阈值基于所述导体或所述任意线圈没有在所述线圈附近时预先测量的Q值而设置。
(I)根据(B)所述的检测装置，进一步包括：
设有抽头的馈电线圈，用于非接触式馈电，其中
用于Q值的测量的线圈是抽头分割的馈电线圈的一部分。
(J)根据(B)所述的检测装置，其中
用在Q值的测量中线圈被共用作非接触式馈电中使用的馈电线圈，并且
馈电中使用的电路中的电容器的电容与Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同。
(K)根据(A)至(J)任一项所述的检测装置，其中
检测部在馈电期间测量包括线圈的电路的Q值。
(L)一种电力接收装置，包括：
电力接收线圈，从外部进行电力接收；
电力接收部，通过电力接收线圈接收交流信号；
线圈，与外部电磁耦合；以及
检测部，连接至包括线圈的电路，检测部利用与通过电力接收部接收的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
(M)一种电力传输装置，包括：
电力传输线圈，用在非接触式电力传输中；
电力传输部，向电力传输线圈提供交流信号；
线圈，与外部电磁耦合；以及
检测部，连接至包括线圈的电路，检测部利用与通过电力传输部提供的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
(N)一种非接触式电力传输系统，包括：
电力传输装置，以无线方式传输电力；以及
电力接收装置，从电力传输装置接收电力，其中
电力传输装置或电力接收装置，或两者包括
馈电线圈，用在非接触式馈电中，
线圈，与外部电磁耦合，以及
检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部利用与流向馈电线圈的交流信号的频率不同的频率处的交流信号测量电路的Q值。
(O)一种测量方法，包括：
通过连接至包括与外部电磁耦合的线圈的电路的检测部，利用与流向馈电线圈的交流信号的频率不同的频率处的交流信号来测量电路的Q值。
如本文中所使用的，术语“能量接收器”和“电力接收装置”可互换使用。术语“电力传输系统”和“非接触式电力传输系统”可互换使用。术语“能量传输器”和“电力传输装置”可互换使用。
本发明包含与2011年7月21日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-160186中公开的内容相关的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域的技术人员应理解的是，只要不脱离附加权利要求或其等同物的范围，可根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、次组合和改变。

Claims (15)

1.一种能量接收器，包括：
电力接收线圈，被配置为利用具有第一频率的第一交流信号从电力传输线圈接收电力；以及
检测部，被配置为连接至包括所述电力接收线圈的电路，并利用具有不同于所述第一频率的第二频率的第二交流信号测量所述电路的Q值以基于测量的所述Q值检测所述电力接收线圈的范围内的异物，
所述电力接收线圈被配置为供测量所述电路的Q值所使用并作为非接触式馈电中的电力接收线圈，并且非接触式馈电中使用的电路中的电容器的电容与所述Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同。
2.根据权利要求1所述的能量接收器，其中，所述检测部被配置为检测所述电力接收线圈的电磁耦合状态。
3.根据权利要求2所述的能量接收器，其中，
所述电力传输线圈被配置为用于非接触式馈电，并且
所述电力传输线圈与所述电力接收线圈不同。
4.根据权利要求1所述的能量接收器，其中，所述检测部被配置为在馈电期间测量包括所述电力接收线圈的所述电路的Q值。
5.根据权利要求1所述的能量接收器，其中，所述检测部包括连接至所述电力接收线圈以形成共振电路的电容器，所述电容器的电容值和所述电力接收线圈的电感值可调节到期望的共振。
6.一种检测方法，包括：
利用具有第一频率的第一交流信号将电力从电力传输线圈传输给电力接收线圈；
其中，所述电力接收线圈被配置为供测量包括所述电力接收线圈的电路的Q值所使用并作为非接触式馈电中的电力接收线圈，并且非接触式馈电中使用的电路中的电容器的电容与所述Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同，以及
利用具有不同于所述第一频率的第二频率的第二交流信号测量所述Q值的测量中使用的电路的Q值以基于测量的所述Q值检测所述电力接收线圈的范围内的异物。
7.一种电力传输系统，包括：
电力传输器，被配置为与电力接收器无线耦合，并利用具有第一频率的第一交流信号向所述电力接收器传输电力，其中所述电力接收器包含电力接收线圈，所述电力接收线圈被配置为供测量包含所述电力接收线圈的电路的Q值所使用并作为非接触式馈电中的电力接收线圈，并且非接触式馈电中使用的电路中的电容器的电容与所述Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同；以及
检测部，被配置为利用具有不同于所述第一频率的第二频率的第二交流信号测量包含所述电力接收线圈的所述电路的Q值以基于测量的所述Q值检测所述电力传输器与所述电力接收器之间的异物。
8.一种能量传输器，包括：
电力传输线圈，被配置为利用具有第一频率的第一交流信号将电力无线传输给电力接收器，
其中，测量包含所述电力传输线圈的电路的Q值的Q值测量线圈共用作非接触式馈电中的所述电力传输线圈，并且非接触式馈电中使用的电路中的电容器的电容与所述Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同；以及
检测部，被配置为利用具有不同于所述第一频率的第二频率的第二交流信号测量所述Q值的测量中使用的电路的Q值以基于测量的所述Q值检测所述能量传输器与所述电力接收器之间的异物。
9.一种检测装置，包括：
检测部，连接至包括线圈的电路，所述检测部被配置为检测所述线圈的电磁耦合状态，
其中，所述检测部被配置为测量所述电路的Q值以基于测量的所述Q值检测所述线圈的范围内的异物，并且
所述线圈被配置为供测量所述Q值所使用并作为非接触式馈电中的电力传输线圈，并且非接触式馈电中使用的电路中的电容器的电容与所述Q值的测量中使用的电路中的电容器的电容不同。
10.根据权利要求9所述的检测装置，其中，所述检测部被配置为检测导体或包括任意附加线圈的电路是否处于所述线圈的范围内。
11.根据权利要求9所述的检测装置，其中，所述检测部包括：(i)处理部，被配置为获得施加在共振电路中的跨所述线圈与电容器的第一电压和施加在所述线圈两端的第二电压，所述处理部被配置为利用所述第一电压和所述第二电压之间的比计算所述Q值；以及(ii)确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与阈值进行比较以允许确定所述电磁耦合状态，所述阈值基于导体或任意附加线圈没有在所述线圈的范围内时测量的Q值而设置。
12.根据权利要求9所述的检测装置，进一步包括：
处理部，被配置为利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的串联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与阈值进行比较以允许确定所述电磁耦合状态，所述阈值基于导体或任意附加线圈没有在所述线圈的范围内时测量的Q值而设置。
13.根据权利要求9所述的检测装置，进一步包括：
处理部，被配置为利用半带宽方法计算所述Q值，所述半带宽方法利用阻抗为包括所述线圈和电容器的并联共振电路的共振频率处的阻抗的绝对值的倍的频带获得Q值；以及
确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与阈值进行比较以允许确定所述电磁耦合状态，所述阈值基于导体或任意附加线圈没有在所述线圈的范围内时测量的Q值而设置。
14.根据权利要求9所述的检测装置，进一步包括：
处理部，被配置为利用自平衡电桥电路和矢量比检测器获得包括所述线圈的共振电路的阻抗的实部和虚部，所述处理部被配置为利用所述实部和所述虚部之间的比计算所述Q值；以及
确定部，被配置为将通过所述处理部计算的所述Q值与阈值进行比较以允许确定所述电磁耦合状态，所述阈值基于导体或任意附加线圈没有在所述线圈的范围内时预先测量的Q值而设置。
15.根据权利要求9所述的检测装置，其中，所述检测部被配置为在馈电期间测量包括所述电力传输线圈的电路的Q值。
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