CN104167825B - 检测装置、供电系统与检测装置的控制方法 - Google Patents

检测装置、供电系统与检测装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了检测装置、供电系统与检测装置的控制方法。其中，该检测装置包括：由以下各项构成的测量线圈：第一部分线圈，由供应给被配置为接收电力的受电线圈的磁场对第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由磁场对该第二部分线圈感应特定方向上的电流，以及第三部分线圈，该第三部分线圈布置在该第一和第二部分线圈之间，由磁场对该第三部分线圈感应特定方向的反方向上的电流；被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压的测量单元；以及被配置为基于所述测量线圈电压来检测磁场内的异物的异物检测单元。

Description

检测装置、供电系统与检测装置的控制方法
相关申请的交叉引用
该申请要求于2013年5月16日提交的日本在先专利申请JP2013-103631的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种检测装置、供电系统与检测装置的控制方法，具体地涉及检测磁场内的异物的一种检测装置、供电系统与检测装置的控制方法。
背景技术
近年来，以电非接触的方式向诸如蜂窝电话、便携式音乐播放器等消费电子(CE)装置供电的供电系统受到关注。这样的供电系统已经被称为非接触供电系统、非接触电力传输系统或无线供电系统。这样的系统使二次侧装置(例如，电子装置等)能够使用诸如将二次侧装置放置在一次侧装置(例如，供电装置等)上这样的简单的方法来充电。也就是说，这样的系统消除了电子装置和供电装置之间的端子连接。
作为以这样的非接触的方式执行供电的方法，电磁感应已被广泛应用。最近，利用谐振现象采用磁场谐振(或磁谐振)的非接触供电系统也受到了关注。
使用磁场谐振方法的非接触供电系统比电磁感应方法优点在于利用被称为谐振现象的原理可在其间具有更大距离的设备之间执行电力的传输。另外，使用磁场谐振方法的非接触供电系统的优点使得甚至当在用作供电源的供电线圈与用作供电目的地的受电线圈之间的轴向匹配很差时电力传输效率(即，供电效率)也不会降低。
然而，事实仍然是：磁场谐振方法和电磁感应方法都是利用用作供电源的供电线圈和用作供电目的地的受电线圈之间的磁耦合的非接触供电系统。
顺便说一句，作为非接触供电系统中的重要因素之一，已经开发了关于由于磁场线而可以发热的诸如金属、磁性材料、磁体等异物的发热对策。在电磁感应方法或磁场谐振方法中当异物进入非接触供电系统中的供电线圈和受电线圈之间的间隙时，存在异物由于磁场线穿过该异物而发热的可能性。由于在磁场线穿过的金属异物处产生的过电流损耗、在磁场线穿过的异物磁性材料或异物磁体等处产生磁滞损耗等导致的这样的异物发热。
由于异物发热可以导致供电装置或电子装置出现故障或损坏等，因此防止异物发热可以说是非接触供电系统中的主要问题。
虽然存在涉及添加温度传感器以检测异物发热来处理这样的发热的技术，但是因为这样的技术检测已经发热的异物的温度，所以这样的技术远不是异物发热的基本解决方案。也就是说，一种在异物过度发热之前能够检测异物的方法作为检测由于磁场线而可以发热的异物的方法是可期望的。
因此，已经提出了一种用于通过监控当金属异物进入供电侧和受电侧之间时其将改变的电参数(电流、电压等)来确定是否存在金属异物的技术。这样的技术能够在异物过度发热之前检测是否存在异物。具体地，已经提出了一种用于通过在供电侧和受电侧之间通信时监控幅度和相位的变化来检测金属异物的技术(例如，参见日本未审查专利申请公开No.2008-206231)。另外，已经提出了一种用于根据过电流损耗检测金属异物的方法(例如，参见日本未审查的专利申请公开No.2001-275280)。
发明内容
然而，以上现有技术存在难以精确检测异物的可能性。在上述系统中金属外壳对受电侧的影响尚未被纳入考虑。普通电子装置很可能将包括某种金属(例如金属外壳、金属部件等)。因此，难以区分参数的变化是由于金属外壳等的影响，还是由于误入该空间中的金属异物的影响所产生。例如，在根据过电流损耗的变化检测异物的情况下，难以确定过电流损耗是在电子装置的金属外壳处导致还是由供电侧和受电侧之间的金属异物导致。在根据幅度和相位的变化检测异物的情况下这也同样如此。
已经发现可期望的精确检测磁场内的异物。
根据本技术的实施方式，一种检测装置包括：由以下各项构成的测量线圈：第一部分线圈，由供应给被配置为接收电力的受电线圈的磁场对第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由磁场对所述第二部分线圈感应特定方向上的电流，以及第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一和第二部分线圈之间，由磁场对所述第三部分线圈感应特定方向的反方向上的电流；被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压的测量单元；以及被配置为基于所述测量线圈电压来检测磁场内的异物的异物检测单元，以及测量装置控制方法。因此，提供的优点在于，其中基于所述测量线圈电压来检测异物。
所述测量单元可以进一步测量所述受电线圈的电压和电流，并且所述异物检测单元可以从测量线圈电压和所述受电线圈的电压和电流获取所述受电线圈的阻抗，并基于此阻抗来检测异物。因此，提供的优点在于，其中基于阻抗来检测异物。
所述测量单元可以进一步测量所述受电线圈的电压作为受电线圈电压，并且所述异物检测单元可以获取测量线圈电压与受电线圈电压之间的电压比，并基于该电压比来检测异物。因此，提供的优点在于，其中基于电压比来检测异物。
所述受电线圈可以按顺序接收电能不同的第一和第二电力，并且所述异物检测单元可以基于在已经接收第一电力的情况下获取的电压比，与在已经接收第二电力的情况下获取的电压比之间的差来检测异物。因此，提供的优点在于，其中基于电压比之间的差来检测异物。
所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈可以串联连接。因此，提供的优点在于，其中基于由串联连接的部分线圈构成的测量线圈的电压来检测异物。
所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈的各自线圈表面的面积可以不同。因此，提供的优点在于，其中基于由线圈表面的面积可以不同的部分线圈构成的测量线圈的电压来检测异物。
所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈中的两个线圈可以布置在夹在(sandwiching)所述受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间的位置。因此，提供的优点在于，其中，基于其中部分线圈中的两个线圈可以布置在夹在所述受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间的位置的测量线圈的电压来检测异物。
所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈中的至少一个可以布置在所述受电线圈的最外边缘的外侧。因此，提供的优点在于，其中，基于部分线圈中的至少一个可以布置在所述受电线圈的最外边缘的外侧的测量线圈的电压来检测异物。
所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈中的至少一个可以布置在所述受电线圈的最内边缘的内侧。因此，提供的优点在于，其中，基于部分线圈中的至少一个可以布置在所述受电线圈的最内边缘的内侧的测量线圈的电压来检测异物。
所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈大体上布置在同一平面上。因此，提供的优点在于，其中，基于由大体上布置在同一平面上的部分线圈构成的测量线圈的电压来检测异物。
所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈可以布置在其线圈表面的中心大体上一致的位置。因此，提供的优点在于，其中，基于由布置在其线圈表面的中心大体上一致的位置的部分线圈构成的测量线圈的电压来检测异物。
所述检测装置可以进一步包括：被配置为供应电力的供电装置；以及传输单元，被配置为在已经检测到异物的情况下将用于请求减小电力的电能的控制信号传输至所述供电装置。因此，提供的优点在于，其中在已经检测到异物的情况下传输用于请求减小电力的电能的控制信号。
根据实施方式的一种检测装置包括：由以下各项构成的测量线圈：第一部分线圈，由被配置为供应电力的供电线圈向受电线圈供应的磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由磁场对所述第二部分线圈感应特定方向上的电流，以及第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一和第二部分线圈之间，由磁场对所述第三部分线圈感应特定方向的反方向上的电流；被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压的测量单元；以及被配置为基于所述测量线圈电压来检测磁场内的异物的异物检测单元。因此，提供的优点在于，其中基于所述测量线圈电压来检测异物。
根据实施方式的一种供电系统包括：被配置为经由磁场供应电力的供电线圈；被配置为接收电力的受电线圈；由以下各项构成的测量线圈：第一部分线圈，由磁场对第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由磁场对所述第二部分线圈感应特定方向上的电流，以及第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一和第二部分线圈之间，由磁场对所述第三部分线圈感应特定方向的反方向上的电流；被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压的测量单元；以及被配置为基于所述测量线圈电压来检测磁场内的异物的异物检测单元。因此，提供的优点在于，其中基于所述测量线圈电压来检测异物。
根据本技术，产生了其中可以精确地测量磁场内的异物的优良的优点。
附图说明
图1是示出了根据第一实施方式的非接触供电系统的配置实例的透视图；
图2是示出了根据第一实施方式的供电装置的配置实例的框图；
图3是示出了根据第一实施方式的受电装置的配置实例的框图；
图4是示出了根据第一实施方式的受电线圈和检测线圈的实例的示图；
图5是示出了根据第一实施方式的检测线圈产生的磁场的分布的实例的示图；
图6是示出了根据第一实施方式的异物检测单元的配置实例的框图；
图7是示出了根据第一实施方式的供电装置的操作的实例的流程图；
图8是示出了根据第一实施方式的受电装置的操作的实例的流程曲线图；
图9是示出了根据第一实施方式的异物的温度变化的实例的曲线图；
图10是示出了根据第一实施方式的受电线圈的阻抗变化的实例的曲线图；
图11是示出了根据第一实施方式的每一个部分线圈的电压变化的实例的曲线图；
图12是示出了由根据第一实施方式的部分线圈测量的阻抗变化的实例的曲线图；
图13是示出了根据第二实施方式的ΔK变化的实例的曲线图；
图14是示出了根据第三实施方式的电压比变化的实例的曲线图；
图15是示出了根据第四实施方式的检测线圈的电压变化的实例的曲线图；
图16A-16I是示出了根据变形例的受电线圈和检测线圈的布局的第一实例的横截面图；以及
图17A-17F是示出了根据变形例的受电线圈和检测线圈的布局的第二实例的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将描述用于实现本技术的方式(在下文中，被称为实施方式)。描述将按以下顺序做出。
1、第一实施方式(基于阻抗来检测异物的实施例)
2、第二实施方式(基于ΔK来检测异物的实施例)
3、第三实施方式(基于电压比来检测异物的实施例)
4、第四实施方式(基于检测线圈电压来检测异物的实施例)
5、变形例
1、第一实施方式
非接触供电系统的配置实例
图1是示出了根据第一实施方式的非接触供电系统的配置实例的透视图。该非接触供电系统是被配置为经由磁场以电非接触方式供应电力的系统。所述非接触供电系统包括供电装置100和受电装置400和401。注意，受电装置的数量不局限于两个，并且可以是一个或三个或更多。
所述供电装置100是被配置为使用磁力以电非接触方式将供电至所述受电装置400和401的装置。用户可以使用非接触供电执行受电装置400和401的充电，而不通过简单操作(例如将受电装置400和401布置在供电装置100上)执行与交流电流(AC)适配器等的端子连接。这样的充电方法减少了用户的负担。
所述供电装置100以具有一定面积的平面形状形成。具体地，所述供电装置100以浅盒型的形状(我们可称为托盘形状)、垫状形状(我们可称为垫状形状)、或具有平顶的略升高的形状(我们称为梯形台形状)形成。被配置为产生磁场的供电线圈布置在该平面(在下文中被称为供电面)的下部或表面上。
期望供电面的平面面积足够大于多个受电装置(例如，受电装置400和401等)的受电面的面积，使得多个受电装置可以放置到供电装置上。这里，受电面是其中被配置为接收经由磁场供应的电力的受电线圈布置在其下部或表面上的平面。多个受电装置布置在供电面上，非接触供电系统由此可以顺序地或同时地给这些装置充电。
注意，尽管供电面的面积被配置使得大于受电面的面积，但是这些表面不局限于该被配置。这些表面的面积可以是相同水平，或者供电面的面积可以小于受电面的面积。另外，受电装置400等可以仅通过将这些设备移动到更接近供电装置的位置来充电，因此供电装置100的形状不局限于具有平面的形状。例如，所述供电装置100可以具有站立式形状，例如桌子支架或托架。
另外，尽管供电装置100被配置为仅执行充电，但是供电装置100可以在充电时执行与受电装置400的双向数据传送。
所述受电装置400被配置为接收经由磁场从供电装置100供应的电力。例如，例如蜂窝手机端子或电子静态照相机等的电子装置被采用为受电装置400。该受电装置400检测磁场内是否存在异物，并且当存在异物时，请求所述供电装置100减少供电量。响应于该请求，所述供电装置100减少供电量。因此，抑制异物的发热。所述受电装置401的配置与所述受电装置400的配置相同。
注意，所述受电装置400可以是除电子装置之外的装置，例如电动车等。在所述受电装置400是电动车的情况下，所述受电装置400可以检测混合在粘附在车身上的泥土等中的金属异物。
供电装置的配置实例
图2是示出了根据第一实施方式的供电装置100的配置实例的框图。该供电装置100包括电力转换电路110、供电控制单元120、解调电路130、阻抗匹配电路140、电容器150及供电线圈160。
所述电力转换电路110是被配置为转换从供电装置100的外侧供电源供应的电力的电压或频率以产生用于执行电力传输的AC电力的电路。另外，在由供电控制单元120指示频率的变化时，所述电力转换电路110改变将要产生的AC电力的频率。这里，外侧供电源的实例包括要经由插座(我们称之为电源插座)供电的商用电源。
所述供电控制单元120被配置为控制将要供应至受电装置400的电能。在供电装置100的电力接通时，供电控制单元120控制电力转换电路110开始向受电装置400供应预定电能W1。这里，电能W1被设定为足够用于操作受电装置400的最小电能。
接下来，所述供电控制单元120经由解调电路130接受来自受电装置400的用于控制供电量的供电控制信号。所述供电控制单元120根据其供电控制信号控制供电量。这样的供电控制信号包括用于请求供电量增加的信号和用于请求供电量减少的信号。
在已经请求供电量增加时，所述供电控制单元120控制所述电力转换电路110向所述受电装置400供应比电能W1更高的电能W2。这里，电能W2被设定为足够用于受电装置400执行二次电池等的充电的电能。
在已经请求供电量减小时，当电能为W2时，所述供电控制单元120控制电力转换电路110将电能返回到W1。注意，尽管所述供电控制单元120以W1和W2的两个阶段控制电能，但是所述供电控制单元120可以以三个或更多阶段控制电能，或可以控制供电的开始和结束。
例如，由控制电力转换电路110改变AC频率的供电控制单元120来实现供电量的控制。具体地，在增加供电量的情况下，所述供电控制单元120使AC频率大体上与特定频率(例如，谐振频率)一致，并且在减少供电量的情况下，执行控制以便将AC频率变为不同于特定频率的值。
注意，供电量的控制不局限于AC频率的改变。例如，所述供电控制单元120可以通过控制所述电力转换电路110降低或升高AC电压来控制供电量。另外，在所述电力转换电路110使用开关电源等产生脉冲信号并将其供应至供电线圈160的配置的情况下，所述供电控制单元120可以通过改变其脉冲信号的占空比来控制供电量。
所述解调电路130被配置为解调来自所述受电装置400的AC信号并提取叠加在其AC信号上的供电控制信号。所述解调电路130将其供电控制信号供应至所述供电控制单元120。
所述阻抗匹配电路140是被配置为控制供电侧电路的阻抗以使其与受电侧电路的阻抗匹配的电路。电力的传输效率通过执行阻抗匹配来提高。注意，在传输效率足够高的情况下，或在只通过受电侧上的阻抗匹配就足以提高传输效率的情况下，所述阻抗匹配电路140可以从该配置中省略。
所述电容器150是被配置为存储或释放电能的装置。例如，该电容器150与供电线圈160串联连接并连同供电线圈160一起构成LC谐振电路。设定所述电容器150的电容值经使得该LC谐振电路的谐振频率f1大体上与受电侧上的LC谐振电路的谐振频率f2一致，或变成接近谐振频率f2的频率。
注意，在通过包括供电线圈160内的布线电容、供电线圈160和稍后描述的受电线圈之间的电容等配置的寄生电容组件获得谐振频率f1的情况下，所述电容器150可以从该配置中省略。另外，在电力的传输效率足够高的情况下或在类似情况下，所述电容器150可以从该配置中省略。
另外，所述电容器150可以是可变电容电容器。在这种情况下，所述供电控制单元120控制其电容以调整谐振频率。
在从所述电力转换电路110已经供应AC电力时，所述供电线圈160根据安培定律产生电磁波。电力经由电磁波供应至受电装置400。
注意，尽管所述供电装置100被配置为包括单个供电线圈160，但是所述供电装置100可以被配置为包括多个供电线圈160。
受电装置的配置实例
图3是示出了根据第一实施方式的受电装置400的配置实例的框图。所述受电装置400包括：检测线圈410、电容器420、受电线圈430、电容器440和441及受电控制单元450。另外，所述受电装置400包括充电控制单元480、二次电池481及负载电路482。
所述检测线圈410是布置在受电线圈430附近的线圈，测量检测线圈的电压以检测异物。注意，所述检测线圈410是如在发明内容中提及的测量线圈的实例。
所述电容器420是被配置为存储或释放电能的装置。该电容器420例如与检测线圈410串联连接。所述电容器420用于谐振应用、滤波应用、耦合应用等。特别地，在谐振应用的情况下，所述电容器420连同检测线圈410一起构成LC谐振电路。设定所述电容器420的电容值使得LC谐振电路的谐振频率变成频率f3。另外，在减少自供电侧产生的电磁干扰的情况下，期望设定谐振频率f3使其不同于供电侧上的谐振频率f1。相反，在积极利用自供电侧产生的电磁干扰的情况下，可设定频率f3以大体上与供电侧上的谐振频率f1一致。不言而喻，在所述电容器420不用于谐振应用、滤波应用、耦合应用等的情况下，不必一定设置所述电容器420。
所述受电线圈430被配置为接收从所述供电装置100供应的电力。具体地，根据电磁感应定律，在从所述供电装置100已经供应电磁波时，所述受电线圈430根据其电磁波的电磁通量的变化产生感应电压。
注意，尽管所述受电装置400被配置为包括单个受电线圈430，但是所述受电装置400可以被配置为包括多个受电线圈430。另外，在所述受电装置400包括多个受电线圈430的情况下，所述检测线圈410布置在受电线圈430中的至少一个附近。
所述电容器440和441是被配置为存储或释放电能的装置。所述电容器440与所述受电线圈430串联连接，并且所述电容器441与所述受电线圈430并联连接。这些电容器440和441连同所述受电线圈430一起构成LC谐振电路。所述电容器440等的电容值被设定使得该LC谐振电路的谐振频率f2大体上与供电侧上的谐振频率f1一致，或变成接近谐振频率f1的频率。
注意，所述电容器420和440中的至少一个可以是可变电容电容器。在这种情况下，所述受电控制单元450控制其电容以调整谐振频率。另一方面，在通过包括受电线圈430内的布线电容、供电线圈160和受电线圈430之间的电容等配置的寄生电容组件获得谐振频率f2的情况下，电容器420和440可以从该配置中省略。另外，在电力的传输效率足够高的情况下或在类似情况下，所述电容器420和440可以从该配置中省略。
另外，所述受电装置400可以进一步包括除包括检测线圈410的谐振电路和包括受电线圈430的谐振电路之外的谐振电路。
所述受电控制单元450被配置为控制整个受电装置400。该受电控制单元450包括：测量单元451、异物检测单元460、调制电路452、受电控制电路453、阻抗匹配电路454、整流电路455、电压稳定电路456及负载连接电路457。
另外，所述受电控制单元450包括端子471、472、473和474。检测线圈410的一端经由电容器420连接至端子471。包括受电线圈430的LC谐振电路连接至端子472和473。充电控制单元480连接至端子474。
所述测量单元451被配置为测量所述受电线圈430的电压V2和电流I2，以及所述检测线圈410的电压V3。电压通过仪器互感器等进行测量。例如，在将分流电阻器串联连接至受电线圈之后，从其两者的电位差获得电流。在测量中，伏特(V)被用作电压的单位并且安培(A)被用作电流的单位。
注意，电流可以通过电流互感器获得。另外，测量单元451包括被配置为放大AC信号的放大电路，并且可以测量由其放大电路放大的电压等。根据AC信号的放大，所述测量单元451可以高精度地测量电压等。
在下文中，所述受电线圈430的电压V2将被称为“受电线圈电压”，并且所述受电线圈430的电流I2将被称为“受电线圈电流”。另外，在下文中，所述检测线圈的电压V3将被称为“检测线圈电压”。所述测量单元451供应这些测量值至异物检测单元460。
这里，假定将测量的受电线圈电压和受电线圈电流是在被整流电路455整流之前的电压和电流。注意，所述测量单元451可以被配置为测量整流之后的受电线圈电压和受电线圈电流。
所述异物检测单元460被配置为基于由测量单元451测量的测量值检测来自供电装置100的磁场内的异物。所述异物检测单元460基于来自受电控制单元450的连接控制信号确定负载是否连接。接下来，所述异物检测单元460获得当负载连接时和当负载不连接时每次的测量值，并基于其测量值检测异物。检测方法的细节将在稍后描述。所述异物检测单元460然后供应异物检测结果至受电控制单元450。
注意，包括检测线圈410、测量单元451及异物检测单元460的装置是发明内容中提及的检测装置的实例。另外，尽管所述检测装置被配置为收纳在受电装置400中，但是所述检测装置可以被配置为布置在受电装置400外侧。
所述调制电路452被配置为通过调制用于供电装置100的AC信号的幅度等来叠加供电控制信号。在接收到来自受电控制电路453的供电控制信号时，该调制电路452将其供电控制信号叠加在AC信号上。因此，供电控制信号被传输至供电装置100。
注意，尽管所述调制电路452执行负载调制，但是调制可以通过除负载调制之外的另一种调制方法来执行。另外，尽管所述受电装置400通过负载调制传输供电控制信号，但是供电控制信号可以通过另一种方法传输。例如，可以进行其中所述受电装置400包括通信线圈和天线，并使用所述通信线圈和天线传输供电控制信号的布置。
所述受电控制电路453被配置为基于异物检测结果来控制供电量。在已经从供电装置100供应具有电能W1的电力时，所述供电控制电路453像负载连接电路457供应用于指示负载断开的连接控制信号。
在从异物检测单元460接收到测量完成通知时，所述受电控制电路453供应用于指示负载连接的连接控制信号至负载连接电路457，并供应用于请求供电量增加的供电控制信号至调制电路452。因此，供电量从W1增加至W2。
在供应供电量W2之后，在接收到指示已经检测到异物的检测结果时，所述受电控制电路453供应用于指示负载断开的连接控制信号至负载连接电路457，并供应用于请求供电量减少的供电控制信号至调制电路452。因此，供电量从W2减少至W1，并抑制异物发热。
注意，尽管所述受电控制电路453在检测异物时请求将供电量返回至初始W1，但是所述受电控制电路453可以被配置以便请求减少至进一步低于W1的供电量。另外，所述受电控制电路453在检测异物时可以请求低于W2但高于W1的供电量。可选地，所述受电控制电路453可以被配置以便在检测异物时请求停止供电，或可以被配置以便当检测异物时只指示负载断开并不请求减少供电量。在不请求减少供电量的情况下，不必一定设置所述调制电路452。另外，尽管所述受电控制电路453在检测异物时断开负载，但是所述受电控制电路453可以被配置以便在检测异物时请求减少供电量并同时保持负载连接。
另外，尽管所述受电控制电路453单独传输供电控制信号，但是所述受电控制电路453可以进一步传输从供电控制信号分离的异物检测结果。在这种情况下，所述供电装置100应在检测到异物时减少供电量。
另外，所述受电控制电路453控制整流电路455和电压稳定电路456。例如，在已经供应电能W2时，所述受电控制电路453激活整流电路455和电压稳定电路456，并在检测异物时停止这些电路。
所述阻抗匹配电路454是被配置为控制受电侧电路的阻抗以匹配供电侧电路的阻抗的电路。电力的传输效率通过执行阻抗匹配来提高。注意，在传输效率足够高的情况下，或在只通过供电侧上的阻抗匹配就足以提高传输效率的情况下，所述阻抗匹配电路454可以从该配置中省略。
所述整流电路455被配置为整流从供电装置100供应的AC电力以产生DC电力。该整流电路455经由电压稳定电路456和负载连接电路457将所产生的DC电力供应至充电控制单元480。所述电压稳定电路456被配置为以稳定的方式控制DC电力的电压。
注意，尽管所述整流电路455被配置为在自身整流之后将电力供应至电压稳定电路456而无变化，但是本技术不局限于该配置。例如，被配置为在整流之后平滑化电力的平滑化电路可以设置在整流电路455和电压稳定电路456之间。
所述负载连接电路457被配置为根据受电控制电路453的控制来控制作出至连接负载的状态或不连接负载的状态的过渡。具体地，在已经指示负载断开时，所述负载连接电路457将整流电路455和充电控制单元480之间的电路径变为断开状态以切断DC电力的供应。另一方面，在已经指示负载连接时，所述负载连接电路457将整流电路455和充电控制单元480之间的电路径变为闭合状态。
所述充电控制单元480被配置为控制DC电力的电压或电流以给二次电池481充电。另外，在二次电池481的充电期间，所述充电控制单元480将其充电电力的一部分供应至负载电路482。所述二次电池481被配置为存储由充电控制单元480充入的电力。例如，锂离子电池等被采用为二次电池481。所述负载电路482是被配置为使用来自二次电池481或充电控制单元480的电力来操作的电路。
注意，尽管所述充电控制单元480设置在所述受电控制单元450外侧，但是所述充电控制单元480可以收纳在所述受电控制单元450中。因此，所述受电控制单元450可以有效地限制或停止二次电池481或负载电路482的供电。在这种情况下，所述充电控制单元480可以收纳在所述受电控制电路453中。另一方面，尽管将所述充电控制单元48设置在所述受电控制单元450的外侧，但是所述充电控制单元480可以控制所述受电控制单元450的至少一部分。
另外，尽管所述检测装置设置到所述受电侧上，但是该检测装置可以设置到所述供电侧上而不是所述受电侧上。在这种情况下，所述检测线圈410布置在所述供电线圈160附近，并且所述异物检测单元460检测其供电线圈160产生的磁场内的异物。另外，所述检测装置设置在所述供电装置100内侧或外侧。可选地，所述检测装置可以设置到所述供电侧和所述受电侧这两者上。
另外，所述供电装置100和受电装置400可以根据需要进一步包括除图2和图3中示例性的配置之外的电路等。例如，所述供电装置100和受电装置400中的至少一个可以进一步包括被配置为显示异物检测结果等的显示单元、被配置为执行双向通信的通信单元以及被配置为检测所述受电装置400是否布置在所述供电装置100中的检测单元等。
图4是示出了根据第一实施方式的受电线圈430和检测线圈410的实例的示图。图4中的A是受电线圈430和检测线圈410的平面图的实例。
所述检测线圈410包括三个部分线圈411、412和413。这些线圈布置在所述受电线圈430附近。例如，所述检测线圈410布置在电力被供应至所述受电线圈430的磁场内。
所述检测线圈410的部分线圈411，412和413同心地布置以便在相邻的部分线圈之间产生一定的间隙。所述部分线圈411布置在最外侧上，所述部分线圈413布置在最内侧上，并且所述部分线圈412布置在这些线圈的中间。换句话说，所述部分线圈411的线圈表面的面积最大，所述部分线圈413的线圈表面的面积最小，并且所述部分线圈412的线圈表面的面积是这些线圈面积的中间大小。
相邻的部分线圈之间的间隙例如是空气间隙。注意，间隙可以不是通过提供或填充例如树脂、玻璃或磁性材料等材料的空气间隙，这些材料对间隙中的磁场线干扰不大。另外，受电线圈430的至少一些绕组线可以布置在相邻的部分线圈之间。
另外，所述部分线圈412是其通过来自供电装置100的磁场对所述部分线圈412感应的感应电流的方向为通过其磁场对所述部分线圈411和413感应的感应电流的方向的反方向的线圈。例如，通过磁场感应电流在关于垂直于所述受电线圈430的线圈表面的垂直轴的顺时针方向流向部分线圈411和413。另一方面，通过磁场感应电流在关于纵轴的逆时针方向上流向部分线圈412。
因此，例如，串联电连接地布置部分线圈411、412和413。注意，尽管存在从实施和批量生产的观点来看期望串联连接的许多情况，但是这些部分线圈可以并联连接。
期望布置这些部分线圈411、412和413使得其中心大体上一致。另外，期望布置这些部分线圈使得其中心大体上与受电线圈430的中心一致。
另外，期望具有最大半径的部分线圈411的最外部分定位在受电线圈430的轨道中心部分外侧(受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间)。另外，期望具有最小半径的部分线圈413的最内部分定位在受电线圈430的轨道中心部分内侧。
另外，期望具有最大半径的部分线圈411的最内部分定位在受电线圈430的最外部分外侧。另外，还期望具有最小半径的部分线圈413的最外部分定位在受电线圈430的最外部分的内侧。注意，在这种情况下，所述检测线圈410和受电线圈430可以大体上被配置在同一平面上。
另外，尽管所述检测线圈410包括三个部分线圈，但是所述检测线圈410可以包括四个或更多部分线圈。另外在这种情况下，如在图4中的A所示例的，相邻的部分线圈各自在相对方向上相互缠绕。另外，这些部分线圈串联或并联连接。
图4中的B是沿图4中的A中的IVB-IVB线的受电线圈430和检测线圈410的横截面图的实例。如在图4中的B中所示例的，为了减小整个检测线圈410的厚度，并且从实施和批量生产的观点来看，期望所述部分线圈411、412和413大体上布置在同一平面上。
注意，尽管所述检测线圈410布置在不同于图4中的B中的受电线圈430的平面上，但是这些线圈可以布置在同一平面上。
所述受电线圈430、检测线圈410、及供电线圈160例如通过缠绕导电绕组线来形成，并且绕组的数量是可选的。注意，这些线圈可以通过除缠绕导电绕组线的方法之外的另一种方法来形成。例如，这些线圈可以利用导电图案形成在印刷线路板或柔性印刷板上。这样的线圈被称为图案线圈或图案回路。所述图案线圈也可以通过处理在其上印刷或蒸汽沉积导电材料的板、导电金属片或薄层等来形成。
另外，这些线圈可以利用用于缠绕通过捆扎多条导电线获得的绕组线的方法来配置。具体地，利用用于缠绕通过捆扎两条导电线获得的绕组线的方法或者利用用于缠绕通过捆扎三条导电线获得的绕组线的方法等来配置这些线圈。前者被称为双线绕组，后者被称为三线绕组。另外，所述线圈的绕组线可以是通过捆扎并缠绕多条导电线(例如，利兹线)获得的绕组线。
另外，其绕组线在厚度方向上缠绕的螺旋形或螺线形线圈可以被采用为这些线圈。另外，所述线圈可以以阿尔法绕组的形状形成，其中螺旋形线圈被布置成具有两层、更多层螺旋形状等向后折叠。
另外，为了防止磁通量泄漏并提高传输效率，由磁性材料、磁体、导电体、金属等制成的护罩可以设置到这些线圈的周围。
另外，所述检测线圈410可以设置在缠绕受电线圈430的绕组线的部分(轨道)内侧。进一步地，用于除了非接触供电之外的应用的线圈，例如感应加热线圈、无线通信线圈等可以一起被用作检测线圈410。此外，所述受电线圈430可以一起被用作检测线圈410，这取决于非接触供电系统的配置。注意，除一起采用完全相同的线圈的情况之外，这种并用的预期实例还包括一起采用作为线圈的一部分的开关的情况。
图5是示出了根据第一实施方式的检测线圈410产生的磁场的分布的实例的示图。具有互不相同的方向的电流是由磁场对最外侧上的部分线圈411感应和由磁场对其内侧上的部分线圈412感应的。因此，由部分线圈411的感应电流产生的磁场线和由部分线圈412的感应电流产生的磁场线在这些线圈之间的区域602中不抵销。类似地，在部分线圈412和413之间的区域603中不引起磁场线的抵销。因此，磁场线均匀分布在部分线圈411外侧的区域601、602和603以及部分线圈413内侧的区域604的每一个上。
当这样的磁场内存在导电异物例如金属等时，因电磁感应效应而在异物处产生过电流。异物被由于该过电流导致的焦耳热加热。另外，产生其过电流的磁场会影响检测线圈410和受电线圈430以改变电性能，例如其等效电路的阻抗等。因此，所述供电装置400可以基于其线圈的电压等来检测异物。
另一方面，如果采用相同的缠绕方法作为相邻部分线圈(411和412等)的缠绕方法，则感应电流在这些线圈中以相同的方向流动。因此，这些部分线圈产生的磁场在部分线圈之间相互抵销，这使异物的检测复杂化。
异物检测单元的配置实例
图6是示出了根据第一实施方式的异物检测单元460的配置实例的框图。该异物检测单元460包括信号处理单元461、测量值保存单元462、电性能获取单元463及比较单元464。
所述信号处理单元461被配置为使测量值受到预定信号处理。具体地，AC信号的实分量和虚分量的分离被作为信号处理执行。所述信号处理单元461导致测量值保存单元462保存当不连接负载时测量的受电线圈电流I2off。另外，所述信号处理单元461导致测量值保存单元462保存当不连接负载时测量的受电线圈电压V2off和检测线圈电压V3off的每一个的实分量。在保存不连接负载时的测量值之后，所述信号处理单元461产生测量完成通知，并将其供应至受电控制电路453。
在已经连接负载时，所述信号处理单元461导致测量值保存单元462保存在此时测量的受电线圈电流I2on。另外，所述信号处理单元461导致测量值保存单元462保存当连接负载时测量的受电线圈电压V2on和检测线圈电压V3on的每一个的实分量。所述测量值保存单元462被配置为保存测量值。
注意，所述信号处理单元461可以进一步执行用于分离基本分量、谐波分量及噪声分量的处理，并单独提取基本分量作为信号处理。另外，所述信号处理单元461可以进一步执行处理以获取关于载频的信息，以及关于载频的占空比的信息，并将这些信息通知受电控制电路453。另外，在所述测量单元451被配置为测量DC电压等的情况下，所述信号处理单元461不必执行实分量和虚分量的分离。
所述电特性获取单元463被配置为从测量值获取指示受电线圈430和检测线圈410的至少一个的电特性的参数。该电特性获取单元463例如获取等效电路上的受电线圈430的阻抗作为参数。具体地，所述电特性获取单元463从测量值保存单元462读取受电线圈电流I2on和I2off、受电线圈电压V2on和V2off、及检测线圈电压V3on和V3off。接下来，所述电特性获取单元463使用下列表达式1-4从其测量值获得电阻R2作为受电线圈430的阻抗。所述电特性获取单元463将所获得的电阻R2供应至所述比较单元464。
ΔK＝Koff-Kon 表达式2
这里，表达式1从(R2+Ron)×I2on≈real(V2on)和(R2+Roff)×I2off≈real(V2off)推导出。在这些表达式中，Ron表示当连接负载时基本上连接至受电线圈430的电路的阻抗的实部，并且Roff表示当不连接负载时基本上连接至受电线圈430的电路的阻抗的实部。另外，表达式1、3和4中的real(A)是用于返回A的实分量的函数。
注意，在表达式3和4中，尽管获得实分量的比，但是可以被获得虚分量的比或绝对值的比，而不是实分量的比。
另外，尽管所述电特性获取单元463获得电阻R2作为受电线圈430的阻抗，但是所述电特性获取单元463可以获得受电线圈430的电抗而不是电阻。
此外，所述电特性获取单元463可以采用使用下列表达式计算的受电线圈430的Q值作为用于检测异物的参数，而不是阻抗。类似地，可采用其中至少部分采用的表达式1-4中指示的参数的参数，作为用于检测异物的参数。
在上面的表达式中，Q2表示受电线圈430的Q值，并且L2表示受电线圈430的电感。电感的单位例如是亨利(H)。另外，C2表示连接至受电线圈430的电容器440的电容。电容的单位例如是法拉(F)。
另外，所述电特性获取单元463可以使用下列表达式获得检测线圈410的值Q而不是阻抗作为参数。在这种情况下，所述测量单元451进一步测量所述电容器420的两端的检测线圈410侧上的电压V3'。
在上面的表达式中，Q3表示检测线圈410的Q值。所述异物检测单元460可以采用该Q3作为用于检测异物的参数。
另外，所述电特性获取单元463可以使用下列表达式获得检测线圈410的阻抗值而不是受电线圈430的阻抗值作为参数。
在上面的表达式中，L3表示检测线圈410的电感。电感的单位例如是亨利(H)。另外，C3表示连接至检测线圈410的电容器420的电容。电容的单位是法拉(F)。注意，所述异物检测单元460可以采用在表达式1-7中所示例的阻抗等的倒数作为用于检测异物的参数。
所述比较单元464比较电特性获取单元463的参数与预定阈值，并将其比较结果供应至受电控制电路453作为检测结果。例如，在电阻R2高于预定阈值的情况下，所述比较单元464检测异物。这里，利用在不存在异物的情况下获得的电阻R2作为参考值，比其参考值更高的值被设为阈值。
因此，为了使用检测线圈电压V3检测异物，因为必须高精度地获得电压，所以期望在上面描述的测量单元451处执行AC信号的放大。然而，在放大AC信号的情况下，放大电路的增益设计是重要的。然而，当将包括该放大电路的受电装置400内的受电控制电路453等转换为集成电路(IC)时，可设定的增益范围根据电路的规范来限制。因此，所述检测线圈410必须在其约束下进行设计。因此，如在图4中所示例的，所述检测线圈410部分地包括能够减小检测线圈电压V3的部分线圈，因此增益设计的灵活性高于在部分线圈的数量仅为一个的情况下的灵活性。另外，根据这样的高灵活性，可以使用合适的增益高精度地获取测量值，由此可以高精度地检测异物。
注意，尽管所述异物检测单元460获取当连接负载时的供电量以及当不连接负载时的供电量的每一个的测量值，但是本技术不局限于该配置。例如，可以进行其中在负载连接时或者负载不连接时将两个不同的供电量顺序供应至受电装置400，并且所述异物检测单元460顺序获取在相应的供电量的测量值的布置。在这种情况下，尽管在测量中所述受电装置400不一定具有负载连接电路457，但是从操作方面和安全性的观点来看，期望将负载连接电路457设置到受电装置400上。
供电装置的操作实例
图7是示出了根据第一实施方式的供电装置100的操作的实例的流程图。例如，当外侧电力供应至供电装置100时，该操作开始。所述供电装置100经由磁场供应最小供电量W1(步骤S901)。
接下来，所述供电装置100确定是否已经通过供电控制信号请求供电量的增加(步骤S902)。在尚未请求供电量的增加的情况下(在步骤S902中为否)，所述供电装置100返回步骤S902。
在已经请求供电量增加的情况下(在步骤S902中为是)，所述供电装置100增加供电量至W2(步骤S903)。接下来，所述供电装置100确定是否已经通过供电控制信号请求供电量减少(步骤S904)。在尚未请求供电量减少的情况下(在步骤S904中为否)，所述供电装置100返回步骤S904。
在已经请求供电量减少的情况下(在步骤S904中为是)，所述供电装置100将供电量减少至W1(步骤S905)，并返回步骤S902。
受电装置的操作实例
图8是示出了根据第一实施方式的受电装置400的操作的实例的流程图。例如，当电力从供电装置100供应时，该操作开始。所述受电装置400根据连接控制信号进行至不连接负载的状态的过渡(步骤S951)。所述受电装置400测量受电线圈电流I2off、受电线圈电压V2off、及检测线圈电压V3off(步骤S952)。
接下来，所述受电装置400根据连接控制信号进行至连接负载的状态的过渡，并根据供电控制信号增加供电量(步骤S953)。所述受电装置400测量受电线圈电流I2on、受电线圈电压V2on、及检测线圈电压V3on(步骤S954)。所述受电装置400使用表达式1等从测量值获取电特性的参数(步骤S956)。所述受电装置400确定其参数是否高于阈值(步骤S957)。
在参数高于阈值的情况下(在步骤S957中为是)，所述受电装置400检测异物(步骤S958)。接下来，所述受电装置400根据供电控制信号减少供电量(步骤S959)。在参数等于或低于阈值的情况下(在步骤S957中为否)，或在步骤S959之后，所述受电装置400结束检测异物的操作。
注意，尽管所述受电装置400在参数高于阈值的情况下检测异物，但是本技术不局限于该配置。例如，在采用在表达式1-4和表达式7中指示的阻抗等的倒数作为参数的情况下，所述受电装置400在其参数低于阈值的情况下检测异物。另外，也在采用在表达式5和6中所示例的Q值作为参数的情况下，所述受电装置400在参数低于阈值的情况下检测异物。
另外，尽管所述受电装置400被配置为在接收电力时只执行图8中所示例的检测处理一次，但是所述受电装置400可以定期执行该检测处理。
图9是示出了第一实施方式中的异物的温度变化的实例的曲线图。在图9中，纵轴表示由来自供电装置100的磁场线加热的金属异物的温度，并且横轴表示其异物的中心与受电线圈430的中心之间的位移量。温度的单位是℃，并且位移量的单位是毫米(mm)。假定，受电线圈430的绕组线布置在距受电线圈430的中心大约13mm的位置。位移量增加越大，异物的温度增加越高，其在大约13mm处是最高的。另外，超过13mm位移量增加越大，异物的温度减小越低。因此，应理解，当缠绕受电线圈430的绕组线的部分(轨道)附近存在异物时，异物的温度尤其变高。因此，在该轨道附近检测异物的必要性尤其高。因此，例如，事先确定所述受电装置400不被损坏的温度的容许值。接下来，异物以其温度以上发热的范围(10mm-16mm等)被取为必须检测异物的范围。所述受电装置400的设计被执行以便检测其检测范围中的异物。
图10是示出了根据第一实施方式的受电线圈430的阻抗的变化的实例的曲线图。在图10中，纵轴表示受电线圈430的阻抗，横轴表示异物的中心与受电线圈430的中心之间的位移量。在图10中，假定测量条件例如异物的尺寸和材料、供电量等与图9中的相同。
图10中的白圆圈是在检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下绘制的阻抗的测量值。黑圆圈是在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下绘制的阻抗的测量值。如图10中所示，在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下，阻抗的峰值出现的位置从异物的温度的峰值出现的大约13mm偏移。另一方面，在所述检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下，阻抗的峰值出现的位置大体上与异物的温度的峰值出现的位置一致。因此，根据被设定为合适值的阈值Th_R2，所述受电装置400可以精确地检测在异物以等于或高于容许值的温度发热的范围(大约13mm等)中的异物。
图11是示出了根据第一实施方式的部分线圈411、412和413的每一个的电压的变化的实例的曲线图。在图11中，纵轴表示只包括部分线圈411，412和413之一的检测线圈410的电压。横轴表示异物的中心与受电线圈430的中心之间的位移量。
图12是示出了由根据第一实施方式的部分线圈411、412和413所测量的阻抗的变化的实例的曲线图。在图12中，纵轴表示由只包括部分线圈411，412和413之一的检测线圈410所测量的受电线圈430的阻抗。横轴表示异物的中心与受电线圈430的中心之间的位移量。
假定，图11和图12中的测量条件，例如异物的尺寸和材料、供电量等与图9中的相同。另外，图11和图12中的黑三角形是检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下绘制的电压的测量值。正方形是检测线圈410仅包括部分线圈412的情况下绘制的电压的测量值。菱形是检测线圈410仅包括部分线圈413的情况下绘制的电压的测量值。
从图11和图12中的测量结果可以理解，电压或阻抗由于部分线圈的尺寸(线圈面积等)而波动的部分(在下文中被称为缺口部分)不同。另外，也要理解的是，部分线圈的尺寸越大，缺口部分就出现在受电线圈430的中心与金属异物的中心之间的位移量较大的位置。例如，在金属异物不存在于构成受电线圈430的电引线部分附近，但存在于构成检测线圈410的电引线部分附近的情况下，在检测线圈410处产生的电压减小。
另一方面，在金属异物不存在于检测线圈410的电引线部分附近，但存在于受电线圈430的电引线部分附近的情况下，非接触供电系统的传输效率由于存在金属异物而降低。因此，从供电线圈160产生的磁场线的数量相对增加，并且检测线圈410的电压增加。
另外，存在金属异物存在于构成受电线圈430的电引线部分附近，并也存在于构成检测线圈410的电引线部分附近的情况。在这种情况下，检测线圈410的电压的增加/减少取决于金属异物对供电线圈160、受电线圈430及检测线圈410的每一个的影响程度。
如上所述，在只采用一个部分线圈的情况下，因为存在检测线圈410处产生的电压由于金属异物而减小的异物布置位置，在其布置位置处的参数例如阻抗等发生不必要的变化(缺口部分)。异物的检测精度最高的位置和金属异物具有最高温度的位置由于参数的不必要变化的影响而移位。另外，可能存在金属异物的可检测布置位置的范围由于参数的不必要变化而变窄的情况。
注意，在只采用图11和图12中的部分线圈411、412和413中的一个的情况下，也要理解的是，其部分线圈的半径越大，并且从供电线圈430的中心至轨道中心部分的距离不同，异物的检测精度提高越多。
具体地，可期望半径最大的部分线圈411的最内部分定位在受电线圈430的轨道中心部分外侧(受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间)。另外，可期望部分线圈411的最外部分定位在受电线圈430的轨道中心部分内侧。
另外，可期望其半径最大的部分线圈411的最内部分定位在受电线圈430的最外部分的外侧。此外，还可期望部分线圈411的最外部分定位在受电线圈430的最内部分的内侧。注意，在这种情况下，所述检测线圈410和受电线圈430可以大体上被配置在同一平面上。
因此，根据本技术的第一实施方式，所述部分线圈412布置在所述部分线圈411和413之间，对其感应在不同方向上的电流，从而抑制这些线圈之间的磁场的抵消，可以提高异物的检测精度。
2、第二实施方式
尽管根据第一实施方式的受电装置400根据受电线圈430的阻抗检测异物，但是可以根据ΔK检测异物。根据第二实施方式的受电装置400与第一实施方式中的受电装置400的不同之处在于根据ΔK检测异物。
根据第二实施方式的测量单元451不测量受电线圈电流I2。因此，安培计等可以从所述测量单元451中省略。
另外，根据第二实施方式的异物检测单元460使用表达式2-4获得ΔK，并通过比较ΔK和阈值来检测异物。
图13是示出了第二实施方式中的ΔK的变化的实例的曲线图。在图13中，纵轴表示ΔK，横轴表示异物的中心与受电线圈430的中心之间的位移量。在图13中，假定测量条件例如异物的尺寸和材料、供电量等与图9中的相同。
图13中的白圆圈是在检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下绘制的ΔK的测量值。黑圆圈是在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下绘制的ΔK的测量值。如图13中所示，在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下，ΔK的峰值出现的位置从异物温度的峰值出现的大约13mm偏移。另一方面，在所述检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下，ΔK的峰值出现的位置大体上与异物的温度的峰值出现的位置一致。因此，根据被设为合适值的阈值Th_ΔK，所述受电装置400可以精确地检测在异物以等于或高于容许值的温度发热的范围(大约13mm等)中的异物。
如上所述，根据第二实施方式，基于ΔK可以精确地检测异物。
3、第三实施方式
尽管根据第一实施方式的受电装置400根据受电线圈430的阻抗检测异物，但是异物可以根据受电线圈430与检测线圈410之间的电压比检测。根据第三实施方式的受电装置400与第一实施方式中的受电装置400的不同之处在于根据电压比检测异物。
根据第三实施方式的测量单元451不测量受电线圈电流I2。因此，安培计等可以从所述测量单元451中省略。另外，所述测量单元451不测量未连接负载时的受电线圈电压V2off和检测线圈电压V3off。由于不必测量这些值，因此从测量值的测量开始至异物检测完成的延迟被缩短。
另外，根据第三实施方式的异物检测单元460使用表达式4获得电压比，并通过比较电压比和阈值来检测异物。注意，可以进行以下布置，其中测量当不连接负载时的受电线圈电压V2off和检测线圈电压V3off，而不是当连接负载时的受电线圈电压V2on和检测线圈电压V3on，并且根据通过表达式3获得的电压比检测异物。进一步地，尽管在表达式3和4中使用实分量的电压比，但是可以根据虚分量的电压比和绝对值的电压比检测异物。
图14是示出了第三实施方式中的电压比的变化的实例的曲线图。在图14中，纵轴表示从表达式4获得的电压比，横轴表示异物的中心与受电线圈430的中心之间的位移量。在图14中，假定例如异物的尺寸和材料、供电量等测量条件与图9中的相同。
图14中的白圆圈是在检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下绘制的电压比的测量值。黑圆圈是在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下绘制的电压比的测量值。如图14中所示，在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下，电压比的峰值出现的位置从异物的温度的峰值出现的大约13mm偏移。另一方面，在所述检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下，电压比的峰值出现的位置大体上与异物的温度的峰值出现的位置一致。因此，根据被设定为合适值的阈值Th_R，所述受电装置400可以精确地检测在异物以等于或高于容许值的温度发热的范围(大约13mm等)中的异物。
如上所述，根据第三实施方式，可以基于电压比精确地检测异物。
4、第四实施方式
尽管根据第一实施方式的受电装置400根据受电线圈430的阻抗检测异物，但是异物可以根据检测线圈电压检测。根据第四实施方式的受电装置400与第一实施方式中的受电装置400的不同之处在于根据检测线圈电压V3on检测异物。
根据第四实施方式的测量单元451仅测量检测线圈电压V3on。另外，不必测量受电线圈电压和电流，这简化了测量单元451的配置。
另外，根据第三实施方式的异物检测单元460通过比较检测线圈电压V3on的实分量和阈值来检测异物。
注意，尽管所述异物检测单元460根据检测线圈电压V3on的实分量检测异物，但是本技术不局限于该配置。例如，所述异物检测单元460可以根据检测线圈电压V3on的虚分量和检测线圈电压V3on的绝对值检测异物。可选地，所述异物检测单元460可以测量当不连接负载时的检测线圈电压V3off，而不是当连接负载时的检测线圈电压V3on，并根据该检测线圈电压V3off检测异物。
图15是示出了第四实施方式中的检测线圈电压V3on的变化的实例的曲线图。在图15中，纵轴表示检测线圈电压V3on的实分量，横轴表示异物的中心与受电线圈430的中心之间的位移量。在图15中，假定例如异物的尺寸和材料、供电量等测量条件与图9中的相同。
图15中的白圆圈是在检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下绘制的检测线圈电压V3on的测量值。黑圆圈是在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下绘制的检测线圈电压V3on的测量值。如图15中所示，在检测线圈410仅包括部分线圈411的情况下，检测线圈电压V3on的峰值出现的位置从异物的温度的峰值出现的大约13mm偏移。另一方面，在所述检测线圈410包括部分线圈411-413的情况下，检测线圈电压V3on的峰值出现的位置大体上与异物的温度的峰值出现的位置一致。因此，根据被设定为合适值的阈值Th_V3，所述受电装置400可以精确地检测在异物以等于或高于容许值的温度发热的范围(大约13mm等)中的异物。
如上所述，根据第四实施方式，可以基于电压比精确地检测异物。
5、变形例
尽管在第一实施方式中所述检测线圈410布置在图4中所示例的布局中，但是所述检测线圈410可以布置在与图4中的布局不同的布局。根据变形例的受电装置400与第一实施方式中的受电装置400的不同之处在于所述检测线圈410的布局不同于图4中检测线圈410的布局。
图16A-16I是示出了根据变形例的受电线圈和检测线圈的布局的第一实例的横截面图。
图16A是部分线圈411布置在受电线圈430的轨道中心外侧与受电线圈430的最外边缘之间，并且部分线圈412和413布置在受电线圈430的最内边缘内侧的实例。
图16B是部分线圈411布置在受电线圈430外侧，部分线圈412布置在受电线圈430的轨道上，并且部分线圈413布置在受电线圈430内侧的实例。
图16C是部分线圈411布置在受电线圈430外侧，部分线圈412布置在受电线圈430的轨道上，部分线圈413布置在受电线圈430内侧，并且部分线圈的布置表面不同的实例。
图16D是增加图16B中所有部分线圈的绕组的数量的实例。图16E是只有部分线圈411和413的绕组的数量增加，并且在图16B中部分线圈413的一部分布置在受电线圈430的轨道上的实例。
图16F是增加图16D中的部分线圈411和413的绕组线之间的间隙的实例。
图16G是部分线圈412和413布置在夹在电线圈430的轨道上的中心的位置，并且部分线圈414增加到部分线圈413的内侧的实例。所述部分线圈414连接至所述部分线圈413。
图16H是部分线圈414和415增加到部分线圈413的内侧，并且部分线圈413和414布置在夹在电线圈430的轨道上的中心的位置的实例。所述部分线圈415连接至所述部分线圈414。
图16I是部分线圈414、415和416增加到部分线圈413的内侧，并且部分线圈413和414布置在夹在电线圈430的轨道上的中心的位置的实例。所述部分线圈416连接至所述部分线圈415。
图17A-17F是示出了根据变形例的受电线圈和检测线圈的布局的第二实例的横截面图。
图17A是检测线圈410布置在受电线圈430外侧的实例。图17B是检测线圈410布置在受电线圈430内侧的实例。
图17C是部分线圈414、415和416增加到部分线圈413的内侧，部分线圈411-413布置在受电线圈430外侧，并且部分线圈414-416布置在受电线圈430内侧的实例。图17D是在图17C中的部分线圈的缠绕方法被逆向的实例。图17E是布置最外侧上的部分线圈411远离图17B中的受电线圈430的最内边缘的实例。图17F是采用部分线圈413的缠绕方法的相反缠绕方法的部分线圈414进一步布置在图17E中的部分线圈413内侧的实例。
根据被布置如图17A-17F中所示例的部分线圈，检测线圈410和受电线圈430可以大体上布置在同一平面上，这促进了受电装置400的厚度的减小。
注意，用于实现本技术的以上实施方式是示例性的，并且实施方式中的事项和权利要求中的发明特定事项具有相关性。类似地，由相同的术语表示的权利要求中的发明特定事项与本技术的实施方式中的事项具有相关性。然而，本技术不局限于实施方式，并且在不背离其本质的情况下可以通过对实施方式的各种修改来实施。
另外地，在上面的实施方式中描述的处理过程可被视作这一系列过程的方法，或者被视作通过被配置为存储其程序的记录介质使计算机执行这一系列过程的程序。该记录介质的实例包括：CD(光盘)、MD(迷你盘)、DVD(数字通用盘)、存储卡及蓝光(注册商标)盘。
注意，本技术另外可以具有以下配置。
(1)一种检测装置，包括：由以下各项构成的测量线圈：第一部分线圈，由供应给被配置为接收电力的受电线圈的磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；测量单元，被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及异物检测单元，被配置为基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物。
(2)根据(1)所述的检测装置，其中，所述测量单元进一步测量所述受电线圈的电压和电流；以及其中，所述异物检测单元从所述测量线圈电压和所述受电线圈的所述电压和所述电流获取所述受电线圈的阻抗，并基于该阻抗来检测所述异物。
(3)根据(1)或(2)所述的检测装置，其中，所述测量单元进一步测量所述受电线圈的所述电压作为受电线圈电压；以及其中，所述异物检测单元获取所述测量线圈电压与所述受电线圈电压之间的电压比，并基于该电压比来检测所述异物。
(4)根据(3)所述的检测装置，其中，所述受电线圈以以下顺序接收电能不同的第一和第二电力；以及其中，所述异物检测单元基于在已经接收所述第一电力的情况下获取的所述电压比与在已经接收所述第二电力的情况下获取的所述电压比之间的差来检测所述异物。
(5)根据(1)至(4)中的任一项所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈串联连接。
(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈的各自线圈表面的面积不同。
(7)根据(6)所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈中的两个线圈布置在夹在所述受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间的位置。
(8)根据(7)所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈中的至少一个布置在所述受电线圈的最外边缘的外侧。
(9)根据(7)或(8)所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈中的至少一个布置在所述受电线圈的最内边缘的内侧。
(10)根据(1)至(9)的任一项所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈大体上布置在同一平面上。
(11)根据(1)至(10)的任一项所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈及所述第三部分线圈布置在它们的线圈表面的中心大体上一致的位置。
(12)根据(1)至(11)的任一项所述的检测装置，进一步包括：供电装置，被配置为供应所述电力；以及传输单元，被配置为在已经检测到所述异物的情况下将用于请求减小所述电力的电能的控制信号传输至所述供电装置。
(13)一种检测装置，包括：由以下各项构成的测量线圈：第一部分线圈，由被配置为供应电力的供电线圈向受电线圈供应的磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；测量单元，被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及异物检测单元，被配置为基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物。
(14)一种供电系统，包括：供电线圈，被配置为经由磁场供应电力；受电线圈，被配置为接收所述电力；由以下各项构成的测量线圈：第一部分线圈，由所述磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；测量单元，被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及异物检测单元，被配置为基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物。
(15)一种检测装置的控制方法，包括：在测量单元测量由以下各项构成的测量线圈的电压作为测量线圈电压：第一部分线圈，由供应给被配置为接收电力的受电线圈的磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；以及在异物检测单元基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物。
本领域技术人员应该理解，根据设计需求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合以及改变，只要其在所附权利要求或其等同内容的范围之内。

Claims (14)

1.一种检测装置，包括：
测量线圈，由以下各项构成：
第一部分线圈，由供应给被配置为接收电力的受电线圈的磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，
第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及
第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；
测量单元，被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及
异物检测单元，被配置为基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物，
其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈的各自线圈表面的面积不同，并且其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈中的两个线圈布置成夹着所述受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间的位置。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述测量单元进一步测量所述受电线圈的电压和电流；
以及其中，所述异物检测单元从所述测量线圈电压和所述受电线圈的所述电压和所述电流获取所述受电线圈的阻抗，并基于这种阻抗来检测所述异物。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述测量单元进一步测量所述受电线圈的电压作为受电线圈电压；
以及其中，所述异物检测单元获取所述测量线圈电压与所述受电线圈电压之间的电压比，并基于这样的电压比来检测所述异物。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述受电线圈按顺序接收电能不同的第一电力和第二电力；
以及其中，所述异物检测单元基于在已经接收所述第一电力的情况下获取的所述电压比与在已经接收所述第二电力的情况下获取的所述电压比之间的差来检测所述异物。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈串联连接。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈中的至少一个布置在所述受电线圈的最外边缘的外侧。
7.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈中的至少一个布置在所述受电线圈的最内边缘的内侧。
8.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈大体上布置在同一平面上。
9.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈的线圈表面的中心大体上一致的位置。
10.根据权利要求1所述的检测装置，进一步包括：
传输单元，被配置为在已经检测到所述异物的情况下将用于请求减小所述电力的电能的控制信号传输至被配置为供应所述电力的供电装置。
11.根据权利要求1所述的检测装置，其中，布置所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈以在所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈之间产生一定的间隙。
12.一种检测装置，包括：
测量线圈，由以下各项构成：
第一部分线圈，由被配置为供应电力的供电线圈向受电线圈供应的磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，
第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及
第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；
测量单元，被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及
异物检测单元，被配置为基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物，
其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈的各自线圈表面的面积不同，并且其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈中的两个线圈布置成夹着所述受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间的位置。
13.一种供电系统，包括：
供电线圈，被配置为经由磁场供应电力；
受电线圈，被配置为接收所述电力；
测量线圈，由以下各项构成：
第一部分线圈，由所述磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，
第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及
第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；
测量单元，被配置为测量所述测量线圈的电压作为测量线圈电压；以及
异物检测单元，被配置为基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物，
其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈的各自线圈表面的面积不同，并且其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈中的两个线圈布置成夹着所述受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间的位置。
14.一种检测装置的控制方法，包括：
在测量单元测量由以下各项构成的测量线圈的电压作为测量线圈电压：
第一部分线圈，由供应给被配置为接收电力的受电线圈的磁场对所述第一部分线圈感应特定方向上的电流，
第二部分线圈，由所述磁场对所述第二部分线圈感应所述特定方向上的电流，以及
第三部分线圈，所述第三部分线圈布置在所述第一部分线圈和所述第二部分线圈之间，由所述磁场对所述第三部分线圈感应所述特定方向的反方向上的电流；以及
在异物检测单元基于所述测量线圈电压来检测所述磁场内的异物，
其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈的各自线圈表面的面积不同，并且其中，所述第一部分线圈、所述第二部分线圈以及所述第三部分线圈中的两个线圈布置成夹着所述受电线圈的最外边缘和最内边缘的中间的位置。
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