CN105743137B - 能量传送器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能量传送器。一种能量传送器，包括：电力传输线圈，被配置为将电力无线传送至电力接收器；检测部，被配置为检测异物；以及电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至所述检测部，其中，所述检测部被配置为测量品质因数以确定异物是否在所述电力传输线圈的范围内。

Description

能量传送器
本申请是国际申请日为2012年07月02日、申请号为201280032287.5、发明名称为“能量接收器、检测方法、电力传输系统、检测装置以及能量传送器”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种检测导体(比如金属)的存在的检测器、电力接收器、电力传送器、非接触电力传输系统以及检测方法。具体地，本发明涉及一种能量接收器、检测方法、电力传输系统、检测装置以及能量传送器。
背景技术
近年来，积极开发无线(即，不接触)供应电力的非接触电力传输系统。作为实现非接触电力传输的方法，磁场谐振方法引人关注。该磁场谐振方法使用传输侧线圈与接收侧线圈之间的磁场耦合来执行电力传输。该磁场谐振方法具有以下特性：通过积极使用谐振现象而减少电力馈送源与电力馈送目的地之间所共享的磁通量。
在已知的电磁感应方法中，电力传输侧与电力接收侧的耦合程度尤其高且具有高效率的电力馈送系是可能的。然而，因为需要维持较高耦合因子(coupling factor)，所以电力传输侧线圈与电力接收侧线圈之间的电力传输效率(下文中称为“线圈间效率”)在增大电力传输侧与电力接收侧之间的距离或出现位置偏差时急剧恶化。另一方面，磁场谐振方法具有以下特性：若品质因数(quality factor)较高，则即使耦合因子较小，线圈间效率也不会恶化。换句话说，存在一个优点：该电力传输侧线圈与该电力接收侧线圈之间无需轴向对准且线圈之间的位置及距离的自由度较高。该品质因数为指示具有电力传输侧线圈或电力接收侧线圈的电路中的能量的存留与损失之间的关系的指数(指示谐振电路的谐振的强度)。
非接触电力传输系统中的最重要因子之一为外来金属的热产生测量。当不接触执行电力馈送时，若电力传输侧与电力接收侧之间存在金属，则不论电磁感应方法或磁场谐振方法，均出现涡电流且该金属因此可产生热。为抑制热产生，提出检测外来金属的各种方法。例如，使用光学传感器或温度传感器的方法已为人们所知。然而，当馈送范围如磁场谐振方法般宽时，使用传感器的检测方法成本较高。另外，例如，若所使用的传感器是温度传感器，则该温度传感器的输出结果取决于其周围的导热性使得传输侧及接收侧上的装置设计受限。
相应地，提出一种方法：当电力传输侧与电力接收侧之间存在外来金属时观察参数(电流、电压等)的变化；以及确定外来金属的存在。在此方法中，可以抑制成本且无设计限制。例如，在专利文献1中，提出一种方法：在电力传输侧与电力接收侧之间进行通信时使用参数的调制度来检测外来金属。在专利文献2中，提出一种方法：使用涡电流损失来检测外来金属(通过DC-DC效率而检测外来物质)。
引用列表
专利文献
PTL 1：日本专利申请未经审查的公开第2008-206231号
PTL 2：日本专利申请未经审查的公开第2001-275280号
发明内容
然而，在专利文献1及2所提出的方法中，未考虑电力接收侧上的金属外壳的影响。在给一般移动装置充电的情况下，可在这样的移动装置中使用任何金属(金属外壳、金属部件等)且因此难以确定参数的变化是由“金属外壳等的影响”或由“包含的外来金属”引起。在专利文献2中，作为实例，难以确定涡电流损失是由移动装置中的金属外壳或存在于电力传输侧与电力接收侧之间的外来金属引起。如上所述，专利文献1及2中所提出的方法无法高度准确地检测外来金属。
另外，移动装置通常包括用于不接触充入接收电力的电池及适当控制该电池的控制电路。然而，当通过使用由该移动装置中的电池充入的电力而操作检测外来金属的检测电路时，该移动装置需要在适当控制电池的同时控制检测电路，且与该控制相关的负载因此较大。
再者，当剩余电池电量较少时，移动装置难以检测存在于移动装置与电力传输侧之间的外来金属。若外来金属的检测无法执行，则因为无法确保安全而不执行来自电力传输侧的电力传输，由此无法给电池充电。
期望在电力接收侧上无需负载系统(控制)的情况下检测存在于电力传输侧与电力接收侧之间的外来金属以及提高检测准确度。
根据本公开内容的实施方式，提供了一种能量接收器，包括：电力接收器线圈，被配置为无线接收自电力传送器传送的电力；检测部，被配置为检测异物；以及电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至检测部。
根据本公开内容的实施方式，提供了一种检测方法，包括：使用自电力接收器线圈无线接收的电力来给电力存储部充电；使用检测部来检测异物是否在电力接收器线圈的范围内；以及在异物的检测期间使用电力存储部来给检测部供电。
根据本公开内容的实施方式，提供了一种电力传输(transmission)系统，包括：电力传送器，被配置为将电力无线传送(transmit，传输)至电力接收器，其中，电力传送器包括：(i)电力传输线圈，被配置为将电力传送至电力接收器；(ii)电力传输部，被配置为将AC信号供应至电力传输线圈；以及(iii)电力传送器控制部，被配置为响应于自电力接收器传送的信号来控制来自电力传输部的AC信号的供应；并且电力接收器包括：(i)电力接收器线圈，被配置为自电力传送器无线接收电力；(ii)检测部，被配置为检测异物；(iii)电力存储部，被配置为存储自电力传送器接收的电力，电力存储部可操作以在异物的检测期间将所接收的电力供应至检测部；以及(iv)电力接收器控制部，被配置为操作检测部且确定异物是否在电力传输线圈的范围内。
根据本公开内容的实施方式，提供了一种检测装置，包括：电力接收器线圈，被配置为无线接收自电力传送器传送的电力；检测部，被配置为检测异物是否在电力接收器线圈的范围内；以及电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至检测部。
根据本公开内容的实施方式，提供了一种能量传送器，包括：电力传输线圈，被配置为将电力无线传送至电力接收器；检测部，被配置为检测异物；以及电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至检测部。
根据本公开内容的实施方式，提供了一种能量接收器，包括：电力接收器线圈，被配置为无线接收自电力传送器传送的电力；检测部，被配置为检测异物；以及控制部，被配置为在至电力接收器线圈的电力传输的暂停期间启动检测部。
根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种检测器，包括：谐振电路，包括次级侧线圈；检测部，测量该谐振电路的品质因数；电力存储部，将从初级侧线圈经次级侧线圈接收的电力充入，充入量为检测部中的品质因数测量期间所消耗的电力量；以及控制部，在来自该初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充入至该电力存储部中的该电力来操作该检测部。
根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种电力接收器，包括：次级侧线圈；谐振电路，包括所述次级侧线圈；检测部，测量谐振电路的品质因数；电力存储部，基于检测部中的品质因数测量期间消耗的电力量而充入电力，该电力来自通过次级侧自初级侧线圈接收的电力；以及控制部，在来自初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充入至电力存储部中的电力来操作检测部。
根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种电力传送器，包括：初级侧线圈，将电力传送至次级侧线圈；电力传输部，将AC信号供应至初级侧线圈；以及控制部，响应于基于电力接收器的品质因数来指示电磁耦合状态的信号而控制来自电力传输部的AC信号的供应，所述信号传送自安装有次级侧线圈的接收器。
根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种非接触电力传输系统，包括：电力传送器，无线传送电力；以及电力接收器，接收自电力传送器传送的电力。该电力接收器包括：谐振电路，包括次级侧线圈；检测部，测量谐振电路的品质因数；电力存储部，基于该检测部中的品质因数测量期间所消耗的电力量而充入电力，该电力来自通过次级侧线圈而自初级侧线圈接收的电力；以及第一控制部，在来自初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充入至电力存储部中的电力来操作检测部。该电力传送器包括：初级侧线圈，将电力传送至电力接收器的次级侧线圈；电力传输部，将AC信号供应至初级侧线圈；以及第二控制部，响应于基于该电力接收器的品质因数的指示电磁耦合状态的信号而控制来自电力传输部的AC信号的供应，所述信号传送自电力接收器。
根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种检测方法，包括：基于电力接收器的检测部中的品质因数测量期间所消耗的电力量而将电力(来自通过谐振电路的次级侧线圈而从电力传送器的初级侧线圈接收的电力)充入至非接触电力传输系统的电力接收器的电力存储部中，该谐振电路设置在电力接收器中；在来自初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充至电力存储部中的电力来操作该检测部并获取确定谐振电路的品质因数所需的物理量；以及通过非接触电力传输系统中的电力接收器或电力传送器而从确定品质因数所需的物理量计算品质因数。
根据本发明的上述示例实施方式，即使当自电力传输侧至电力接收侧的电力馈送无法执行时，也可通过使用存储在电力存储部中的基于品质因数测量期间所消耗的电力量的电力并将电路(其用于检测来自电力接收侧上的系统的外来金属)断开，能够检测存在于电力传输侧与电力接收侧之间的外来金属。再者，在自电力传输侧至电力接收侧的电力馈送无法执行时，通过测量次级侧品质因数而执行外来金属的检测。相应地，外来金属的检测不受电力馈送影响且检测准确度得以提高。
附图说明
图1是示出了在串联谐振电路的品质因数改变时的增益的频率特性的实例的曲线图。
图2是示出了S值(耦合因子x品质因数)与线圈间效率之间的关系的曲线图。
图3A至图3C是说明随着金属的位置改变测量初级侧品质因数时的测量条件的示意图。
图4是示出了用在根据本公开内容的第一实施方式的非接触电力传输系统中的电力传送器的概要的电路图。
图5是示出了根据本公开内容的第一实施方式的电力传送器(初级侧上)的内部配置实例的框图。
图6是示出了根据本公开内容的第一实施方式的电力接收器(次级侧上)的内部配置实例的框图。
图7是示出了由电容器充电引起的第一调节器的输入端处的电压降的状态的波形图。
图8是示出了根据本公开内容的第一实施方式的非接触电力传输系统的电力馈送期间的处理的流程图。
图9是示出了在初级侧(电力传送器)上计算反映频率扫描的品质因数的情况下的处理的流程图。
图10是根据本公开内容的第一实施方式的非接触电力传输系统中的操作的时序图。
图11是标出多个频率及品质因数的图表。
图12是示出了在次级侧(电力接收器)上计算反映频率扫描的品质因数的情况下的处理的流程图。
图13是示出了在初级侧(电力传送器)上计算品质因数的情况下的处理的流程图。
图14是示出了在次级侧(电力接收器)上计算品质因数的情况下的处理的流程图。
图15A及图15B是示出了用在非接触电力传输系统中的谐振电路的其他实例的电路图。
图16是示出了根据本公开内容的第二实施方式的串联谐振电路中的阻抗的频率特性的曲线图。
图17是示出了根据本公开内容的第二实施方式的并联谐振电路中的阻抗的频率特性的曲线图。
图18是根据本公开内容的第三实施方式的使用阻抗的虚分量与实分量的比率来计算品质因数的电路图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本公开内容的实施方式。将依以下顺序给出描述。应注意，相同编号用于标示附图中的共同组件且将适当省略重复的描述。
1、第一实施方式(第一至第三开关部：在电力馈送期间与品质因数测量期间之间的切换电路的实例)
2、第二实施方式(运算处理部：通过半带宽方法来计算品质因数的实例)
3、第三实施方式(运算处理部：使用阻抗的实分量与虚分量的比率来计算品质因数的实例)
4、其他(各种变形例)
<1、第一实施方式>
【引言描述】
发明者已研究使用电力接收侧品质因数(次级侧)的变化来检测外来金属以解决上述问题。外来金属意指存在于电力传输侧(初级侧)与该电力接收侧之间的导体，比如金属。本说明书中所述的该导体包括广义上的导体，即，半导体。
品质因数为指示能量存留与能量损失之间的关系的指数且一般用作指示谐振电路的谐振峰(谐振的强度)的锐度的值。在使用线圈与电容器(也称为电容器(condenser))的串联谐振电路中，一般由表达式(1)表达品质因数，其中R是该串联谐振电路的电阻值，L是电感值，且C是电容值。
【数值表达式1】
图1是示出了在串联谐振电路的品质因数改变时的增益的频率特性的实例的曲线图。
作为实例，当品质因数在5至100之间改变时，增益的频率特性的峰的锐度随品质因数增大而增大。再者，已知表达式(1)中所示的电阻值R及电感值L因外来金属的接近或外来金属中所产生的涡电流的影响而改变。具体地，谐振电路的品质因数及谐振频率因线圈附近的外来金属的影响而显著改变。
接着，将描述在磁场谐振方法中非接触电力传输系统的初级侧线圈与次级侧线圈之间的电力传输效率(线圈间效率)。
众所周知由表达式(2)表达线圈间效率的最大理论值ηmax。
【数值表达式2】
在本文中，由以下表达式表达S及Q。
【数值表达式3】
S＝kQ(3)
【数值表达式4】
Q指示整个非接触电力传输系统的品质因数，Q1指示初级侧品质因数，且Q2指示次级侧品质因数。换句话说，在磁场谐振方法中，线圈间效率ηmax理论上仅取决于耦合因子k、初级侧品质因数(Q1)及次级侧品质因数(Q2)。耦合因子k为初级侧线圈与次级侧线圈之间的磁耦合度。品质因数Q1和Q2为无负载谐振电路的品质因数。相应地，当电力传输侧与电力接收侧两者上的品质因数较高时，即使耦合因子k较低，也可高效率地执行电力传输。
图2中示出了S值(耦合因子x品质因数)与线圈间效率ηmax之间的关系。
在磁场谐振方法中，即使耦合因子k较低，也使谐振电路的初级侧品质因数及次级侧品质因数较高以增大初级侧线圈与次级侧线圈的配置的自由度。作为实例，在以下假定下进行设计：初级侧线圈与次级侧线圈之间的耦合因子k等于或小于0.5，且初级侧线圈与次级侧线圈中的一个或两个的品质因数等于或大于100。这同样适用于后文中将描述的第二及第三实施方式。
在磁场谐振方法中，具有某种程度的高品质因数的线圈用于电力馈送使得初级侧线圈与次级侧线圈的配置的自由度增大。然而，类似于上述典型谐振电路，品质因数及谐振频率因金属的影响而显著改变。
图3A至图3C示出了各种金属位置的初级侧品质因数测量的测量条件。
在测量中，用作初级侧线圈1的螺旋线圈具有150mm(垂直)x190mm(水平)的尺寸。通过缠绕李兹线(litz wire)(线直径Φ为1.0mm)而获得该螺旋线圈，该李兹线为多个细铜线的绞合导线。具有50mm(垂直)x 60mm(水平)x0.05mm(厚度)的尺寸的金属片6用在次级侧上以替代金属外壳。制备由铝或不锈钢制成的两个金属片6。在以下三种情况下实施测量，即：(1)金属片6位于初级侧线圈1的中央的情况(图3A)；(2)金属片6位于从中央沿水平方向偏移的位置(移动至该位置)的情况(图3B)；及(3)金属片6位于初级侧线圈1的端部上的情况(图3C)。
表1中示出了取决于金属位置的初级侧品质因数的测量结果。
【表1】
由表1中所示的测量结果确认：初级侧品质因数因金属片6的位置(从初级侧看)及金属材料而显著改变。从上述表达式(1)至(3)显而易见的是：初级侧品质因数显著影响线圈间效率(涡电流损失)。因此，发现金属外壳(而非小外来金属)的影响程度的变动主要导致线圈间效率降低(涡电流损失增加)，且小外来金属的检测较困难。换句话说，初级侧品质因数因次级侧(其中认为安装在外壳中的金属的位置将是不同的)而显著改变。因此，难以确定品质因数的变化是由混合外来物质或次级侧上的金属的影响引起。
另一方面，在从次级侧线圈来看时，次级侧线圈与金属壳之间的位置关系根本不会改变且与初级侧线圈和次级线圈之间的位置关系不相关。具体地，虽然次级侧线圈的品质因数也因金属外壳的影响而减小，但若初级侧线圈附近不存在大外来金属，则不论位置关系及效率如何次级侧品质因数均恒定。
通常，假定移动装置(比如移动电话及数字相机)为电力接收侧上的装置。在这样的移动装置中，为了维持强度或执行主要其他功能(比如呼叫或成像)，难以从装置主体消除金属。然而，因为初级侧线圈的主要用途可能为充电，所以有可能电力传输侧上的装置主体具有不受金属影响的配置。在这种情况下，次级侧品质因数具有恒定值且仅因外来金属的接近而显著改变。
测量由外来金属引起的次级侧品质因数的变化程度，表2中示出了结果。
【表2】
金属位置 Ls值 Rs值 品质因数 变化量
无 61.93 581 80.3 0
中央 61.79 779 59.77 25.56663
右5mm 61.84 826 56.45 29.70112
右10mm 62.46 1054 44.69 44.3462
右15mm 62.82 1071 44.21 44.94396
下5mm 61.8 803 58 27.77086
下10mm 61.91 909 51.32 36.08966
下15mm 62.41 1082 43.49 45.8406
下20mm 62.74 1015 46.61 41.95517
右下5mm 61.89 869 53.7 33.12578
右下10mm 62.7 1111 42.5 47.07347
表2示出了在使具有10平方毫米的尺寸及1.0mm厚度的铁片接近具有40mm x 50mm的外部尺寸以及20mm x 30mm的内部尺寸的线圈时的次级侧品质因数的测量改变量。“Ls值”指示该线圈的电感值,“Rs值”指示在频率f的谐振电路的有效电阻值，“变化量”指示相对于无铁的品质因数的变化量。虽然品质因数的变化量取决于该铁片的位置，但相较于无铁的情况，品质因数改变(减小)达至少25％(此时金属片位于中央)。
通过这种方式，次级侧品质因数的变化可用于检测外来金属。换句话说，可想到与品质因数的变化量相关的阈值的设置使得能检测外来金属。然而，如“发明内容”中所述，当使用自电力传输侧接收的电力来测量品质因数时，例如，存在因自电力传输侧接收的电力的影响而无法精确测量品质因数的困难。需想出一种测量方法以使用品质因数的改变来检测外来金属。将在下文中描述根据本公开内容的测量品质因数的方法。
【品质因数测量的原理】
参照图4描述品质因数测量的原理。
图4是示出了根据本公开内容的第一实施方式的用在非接触电力传输系统中的电力传送器的概要的电路图。图4中所示的电力传送器10的电路是最基本电路配置(磁场耦合中)的实例，其示出了初级侧品质因数的测量原理。虽然示出了包括串联谐振电路的电路，但只要该电路具有谐振电路的功能，则详细配置的各种实施方式均可用。该谐振电路的品质因数测量使用也用在测量仪器(LCR测量计)中的方法。顺便提一句，虽然图4中所示的电路是电力传送器(初级侧上)的谐振电路的实例，但相同测量原理适用于电力接收器(次级侧上)的谐振电路。
例如，当电力传送器10的初级侧线圈15附近存在金属片时，磁力线穿过该金属片以在该金属片中产生涡电流。当从初级侧线圈15来看时，该金属片似乎与初级侧线圈15电磁耦合且初级侧线圈15具有实际电阻负载，导致初级侧品质因数的变化。品质因数的测量导致初级侧线圈15附近的外来金属(呈电磁耦合状态)的检测。
在该实施方式中，电力传送器10包括信号源11、电容器14以及初级侧线圈15(电力传输线圈(线圈的实例))。信号源11包括产生AC信号(正弦波)的AC电源12及电阻元件13。在说明图中，电阻元件13指示AC电源12的内部电阻(输出阻抗)。电容器14及初级侧线圈15连接至信号源11以形成串联谐振电路(谐振电路的实例)。电容器14的电容值(C值)及初级侧线圈15的电感值(L值)经调整以在待测量的频率处谐振。包括信号源11及电容器14的电力传输部使用负载调制系统等以通过初级侧线圈15而将电力无接触地传送至外部。
当初级侧线圈15与电容器14(它们配置串联谐振电路)之间的电压为V1(施加至谐振电路的电压的实例)且初级侧线圈15的两端之间的电压为V2时，由表达式(5)表达串联谐振电路的品质因数。
【数值表达式5】
其中rs是在频率f的有效电阻值。
通过用电压V1乘Q而获得电压V2。当金属片接近初级侧线圈15时，有效电阻值rs被增大且品质因数被减小。这样，当金属片接近初级侧线圈15时，(在电磁耦合状态下)待测量的品质因数改变。可通过检测该变化来检测存在于初级侧线圈15附近的金属片。
上述测量原理适用于电力接收器(次级侧上)以允许电力接收器测量品质因数。然而，若在品质因数测量期间执行电力馈送，则会因自电力传输侧输出的磁场而在电力接收器的线圈中产生大电力且因此无法正常测量电压V2。相应地，无法精确获得品质因数，这导致外来金属的不准确检测。
为解决上述缺点，需在测量期间暂停电力馈送。然而，若电力馈送被停止，则需要大电池以操作用于测量次级侧品质因数的电路。另外，作为另一措施，当电池安装在电力接收器上时，产品寿命由此受到影响，而且，在移动装置的电池没电并需及时充电时，无法执行外来金属的检测。
相应地，发明人发明一种无需电池的电磁耦合状态检测技术，其中使用自初级侧供应的电力来执行次级侧上的品质因数测量，而在自初级侧接收电力时次级侧不执行品质因数测量。
【第一实施方式的配置】
(电力传送器的配置实例)
描述根据本公开内容的第一实施方式的电力传送器(初级侧上)的配置实例。
图5是示出了根据本公开内容的第一实施方式的电力传送器的内部配置实例的框图。使用该框图中所示的检测电路来检测导体，比如金属(外来金属)。具有检测电路的电力传送器是电磁耦合状态检测装置的实例。
在实施方式中，检测电路包括整流部21A和21B、模拟/数字转换器(下文中称为“ADC”)22A和22B以及主要控制部23。
整流部21A将自信号源11与电容器14之间输入的AC信号(AC电压)转换为DC信号(DC电压)，然后输出经转换的信号。同样地，整流部21B将自初级侧线圈15与电容器14之间输入的AC信号(AC电压)转换为DC信号(DC电压)，然后输出经转换的信号。转换的DC信号的每一个输出至ADC 22A及22B。
ADC 22A及22B将自整流部21A及21B输入的模拟DC信号分别转换为数字DC信号，且接着将该数字DC信号输出至主要控制部23。
主要控制部23是控制部的实例，由(例如)微处理单元(MPU)配置而成，且控制整个电力传送器10。主要控制部23具有运算处理部23A及确定部23B的功能。
运算处理部23A为执行预定运算处理的区块。在此实施方式中，运算处理部23A自ADC 22A及22B输入的DC信号计算电压V2与电压V1的比率(即，计算品质因数)且将计算结果输出至确定部23B。另外，运算处理部23A可自电力接收侧(次级侧)获取与外来金属的检测相关的信息(物理量，比如电压值)且接着基于该信息而计算次级侧品质因数。
确定部23B比较自运算处理部23A输入的计算结果与存储在非易失性存储器24中的阈值以基于比较结果而确定附近外来金属的存在。再者，确定部23B可比较上述电力接收侧品质因数与阈值以确定附近外来金属的存在。
存储器24保存先前在无任何物体位于次级侧线圈上或次级侧线圈附近的状态中所测量的初级侧品质因数的阈值(Ref_Q1)。另外，存储器24保存自电力接收侧(次级侧)获取的次级侧品质因数的阈值(Q_Max)。
通信控制部25为初级侧上的通信部的实例且执行与后文中将描述的电力接收器的通信控制部的通信。通信控制部25执行与外来金属的检测相关的信息的传输/接收，例如包括次级侧线圈的电力接收器的谐振电路的品质因数及电压V1与V2的接收。再者，通信控制部25响应于主要控制部23的控制而指示信号源11产生或暂停AC电压。例如，可使用无线LAN的IEEE 802.11标准或蓝牙(注册商标)作为与电力接收器通信的通信标准。应注意，可采用使信息通过初级侧线圈15及电力接收器的次级侧线圈传送的配置。另外，主要控制部23可在无需通信控制部25的情况下直接指示信号源11。
输入部26产生与使用者操作对应的输入信号且将该输入信号输出至主要控制部23。
顺便提一句，此实施方式中描述了电力传送器10包括检测电路的配置，该检测电路能够基于初级侧品质因数而检测外来金属及基于次级侧品质因数而检测外来金属。配置不受限于此，且可应用任何其他配置，只要电力传送器10包括通信控制部25及至少执行运算处理及确定处理的主要控制部23且具有基于电力接收器的品质因数检测外来金属的功能即可。
(电力接收器的配置实例)
接着，描述根据本公开内容的第一实施方式的(次级侧上)电力接收器的配置实例。
图6是示出了应用于移动电话等的电力接收器的内部配置实例的框图。该框图中所示的检测电路检测外来金属。具有检测电路的电力接收器是电磁耦合状态检测装置的实例。检测电路是检测部的实例。
在实施方式中的电力接收器30包括次级侧线圈31及与次级侧线圈31并联连接的电容器32。并联连接的线圈31与电容器32各自的第一端连接至电容器33的第一端，且电容器33的第二端连接至整流部34的第一输入端。另外，并联连接的次级侧线圈31与电容器32各自的第二端连接至整流部34的第二输入端。
再者，整流部34的第一输出端通过第二开关39而连接至第一调节器36的输入端。第一调节器36的输出端连接至负载，且整流部34的第二输出端连接至接地端子。整流部34的第一输出端也连接至第二调节器37。
此外，电容器35串联连接至第一开关38，电容器35的一端连接至整流部34的第一输出端，且第一开关38的一端连接至整流部34的第二输出端。
第一调节器36控制输出电压及输出电流以将其维持恒定，且将例如5V的电压供应至负载。同样地，第二调节器37将例如3V的电压供应至包括对应开关的各区块。
电容器33的第二端连接至第三开关40且经第三开关40、电阻元件52及放大器51而连接至AC电源50(振荡电路)。另外，电容器33的第二端经第三开关41连接至放大器44A的输入端。另一方面，电容器33的第一端经第三开关42连接至放大器44B的输入端。另外，并联连接的次级侧线圈31与电容器32各自的第二端经第三开关43连接至接地端子。
作为第一开关38(第一开关部的实例)、第二开关39(第二开关部的实例)及第三开关40至43(第三开关部的实例)，采用诸如金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)的开关元件。
在检测电路45内，放大器44A的输出端连接至包络检测部45A。包络检测部45A检测从电容器33的第二端经第三开关41及放大器44A输入的AC信号(对应于电压V1)的包络，且将该检测信号供应至模拟/数字转换器(ADC)46A。
另一方面，在检测电路45内，放大器44B的输出端连接至包络检测部45B。包络检测部45B检测从电容器33的第一端经第三开关42及放大器44B输入的AC信号(对应于电压V2)的包络，且将该检测信号供应至模拟/数字转换器(ADC)46B。
ADC46A及46B将从包络检测部45A及45B输入的模拟检测信号分别转换为数字检测信号，且接着将该数字检测信号输出至主要控制部47。
主要控制部47为控制部的实例，由例如微处理单元(MPU)配置且控制整个电力接收器30。主要控制部47具有运算处理部47A及确定部47B的功能。主要控制部47使用从第二调节器37供应的电力来将驱动信号供应至各开关(MOSFET的栅极端子)且执行导通/切断控制(开关功能)。
运算处理部47A为执行预定运算处理的区块。运算处理部47A用从ADC46A及46B输入的检测信号计算电压V2与电压V1的比率(即，计算品质因数)，且将计算结果输出至确定部47B。另外，运算处理部47A可根据设定而将输入的检测信号的信息(电压值等)传送至电力传输侧(初级侧)。再者，运算处理部47A在外来金属的检测处理期间执行频率扫描(frequency sweep)处理(扫描处理功能)。
确定部47B比较从运算处理部47A输入的品质因数与存储在非易失性存储器48中的阈值以基于比较结果确定附近外来金属的存在。如后文中所述，可将测量信息传送至电力传送器10，且电力传送器10可计算次级侧品质因数并确定外来金属的存在。
存储器48保存待与品质因数比较的阈值。在没有异物位于次级侧线圈31上或在次级侧线圈31附近的状态下预先测量该阈值。
放大器44A与44B，放大器44A及44B后面的包络检测部45A与45B、ADC46A与46B、主要控制部47(运算处理部47A及确定部47B)及/或存储器48为配置检测电路45的组件的实例。
通信控制部49为次级侧上的通信部的实例，且执行与电力传送器10的通信控制部25的通信。通信控制部49执行与外来金属的检测相关的信息的传输/接收，例如包括次级侧线圈31的电力接收器30的谐振电路的品质因数及电压V1与V2的传输。应用于通信控制部49的通信标准系类似于应用于电力传送器10的通信控制部25的通信标准。应注意，可使用将信息通过电力传送器10的次级侧线圈31及初级侧线圈15传送的配置。
在品质因数测量期间，AC电源50基于主要控制部47的控制信号产生AC电压(正弦波)，且通过放大器51及电阻元件52而将该AC电压供应至电容器33的第二端。
输入部53产生与使用者操作对应的输入信号且将该输入信号输出至主要控制部47。
【电力接收器的操作】
通过三个开关组(即，第一开关38、第二开关39及第三开关40至43)的导通/切断切换来控制经如上所述般配置的电力接收器30的检测电路。在下文中，描述电力接收器30的操作且关注各开关的切换。
首先，将从电力传送器10经次级侧线圈31接收的电力充入至设置在整流部34后面的电容器35(电力存储部的实例)中。由表达式(6)确定可由充入至电容器中的电力操作的电流值及时间。
【数值表达式6】
CV＝it (6)
在表达式(6)中，C为电容器的电容值，V为电容器的电压值，i为电容器的电流值，且t为时间。具体地，当充入至10μF的电容器中的电压值例如从9V改变为4V时，允许50mA的电流流动达1毫秒。若电容器的电容值较大，则可流动大电流或延长电流流动时间。
顺便提一句，若具有高电容值的电容器35设置在整流部34后面，则在电力接收器30与外部装置之间的通信期间可能出现故障。因此，期望开关38的控制。换句话说，仅在品质因数测量期间第一开关38的漏极与源极之间导通、连接电容器35使得不利影响被消除。
图7示出了在实际充入至电容器35中的电压(第一调节器36的输入端处的电压)下降的状态下的波形的示意图。
原本，当停止电力传送器10的载波信号时，第一调节器36的输入端处的电压下降至0V。然而，在图中，确认了电压降因累积在电容器35中的电荷而平缓。在图7的实例中，第一调节器36的输入端处的电压在约1.8ms的载波暂停时段期间自9.5V逐渐下降至8.5V。
相应地，若检测部消耗某种程度的小电流且品质因数测量的时间较短，则允许在暂停自电力传送器10输出的载波信号时测量品质因数。应注意，当暂停自电力传送器10输出的载波信号时(品质因数测量期间)，需要使负载与检测部可靠地电隔离。例如，通过使用P沟道MOSFET作为第二开关39且使用响应于载波信号的输入而切断电力接收器30的控制或使用第一调节器36的启用功能来控制这样的电隔离。无需在电容器35的充电期间或通过通信控制部49的通信期间使负载与检测电路断开。
在品质因数测量时，通过使用与上述测量仪器(LCR测量计)类似的方法而测量电容器33的两端之间的电压值。具体地，在载波信号暂停时导通第三开关40至43且用两个电压波形计算品质因数，该两个电压波形通过整流从AC电源50输出的正弦波而获得且在电容器33的第一及第二端上被检测。通过比较计算出的品质因数与预定阈值而执行外来金属的检测。
【非接触电力传输系统的总体控制】
接着，将描述根据本公开内容的第一实施方式的非接触电力传输系统的总体控制。
图8是流程图，其示出了被配置为包括电力传送器10(参阅图5)及电力接收器30(参阅图6)的非接触电力传输系统的电力馈送期间的处理。
当电力传送器10(在初级侧)被启动且电力接收器30(在次级侧)布置在电力传送器10附近时，电力传送器10与电力接收器30之间执行协商。在电力传送器10及电力接收器30彼此识别出另一侧之后开始电力馈送。电力传送器10或电力接收器30在电力馈送开始时执行品质因数测量且确定当前品质因数测量是否为首次测量(步骤S1)。
例如，若在导通电力传送器10或电力接收器30之后立即执行测量，则各装置确定当前品质因数测量为首次测量。或者，作为协商的结果，当电力接收器30因电力接收器30的ID信息(身份信息)而被识别为第一通信伙伴时，电力传送器10确定当前品质因数测量为首次测量。又或者，在协商时，电力传送器10可从电力接收器30接收由电力接收器30计算的品质因数测量的次数结果，掌握品质因数测量的次数。
作为另一实例，可通过使用从前一次品质因数测量经过的时间而作出确定。电力传送器10(及电力接收器30)具有时钟部(图中未示出)，且当执行品质因数测量时，电力传送器10(及电力接收器30)将与测量时间对应的所测量品质因数存储在存储器24(及存储器48)中。接着，电力传送器10(及电力接收器30)比较前一次品质因数测量的时间与当前品质因数测量的时间，且当检测到超过预定值的时间差时，当前品质因数测量被确定为首次测量。例如，将利用频率扫描的品质因数测量定义为首次测量且参考所定义的第一测量而确定品质因数测量的次数。应注意，可在前一次品质因数测量时启动时钟部的定时器功能且可基于该定时器经过的时间而确定品质因数测量的次数。
当品质因数测量被确定为第一测量时，电力接收器30使用从AC电源50输出的测量测试信号(正弦波)的多个频率(扫描测量)且从多个所获得次级侧品质因数获取最大品质因数(步骤S2)。将具有最大品质因数的测试信号的频率存储在存储器中。将在后文中描述步骤S2中的处理的细节。
需要将谐振频率的正弦波输入至电力接收器30以测量品质因数。然而，谐振频率因电力接收器30中的组件的质量差异、安装线圈与装置内的金属(例如外壳)之间的位置关系的差异、次级侧线圈31周围的环境、所包含的外来金属等而改变。因此，鉴于谐振频率的移位，需要通过使用适当范围(测量范围)内的多个不同频率来执行测量(频率扫描)而找到谐振频率。考虑到整个非接触电力传输系统，虽然第一次品质因数测量需要频率扫描，但第二次及随后的质量因素测量可省略频率扫描。作为在第二次及随后的品质因数测量中省略频率扫描的实例，示例情况是电力传送器10与电力接收器30之间的位置关系没有在第一品质因数测量的频率扫描后显著改变。
另一方面，在步骤S1的确定处理中当前品质因数测量未被确定为第一次测量的情况下，电力接收器30使用第一次品质因数测量中所确定的频率的测试信号来获取品质因数(步骤S3)。将在后文中描述步骤S3中的处理的细节。
电力传送器10或电力接收器30基于次级侧品质因数而确定存在外来金属的可能性(步骤S4)。当不可能存在外来金属时，处理进入步骤S6。
另一方面，当步骤S4的确定处理中可能存在外来金属时，处理进入步骤S2且电力接收器30执行测试信号的频率扫描以从多个次级侧品质因数获取最大品质因数。
在完成步骤S2中的处理之后，电力传送器10或电力接收器30基于由计算获得的次级侧品质因数而确定是否存在外来金属(步骤S5)。当存在外来金属时，强制终止电力馈送或将警报给予用户以结束处理。通过停止电力传送器10的电力传输或停止电力接收器30的电力接收(即使电力传送器继续电力传输)而强制终止电力馈送。
使用充入至电力存储部(电容器35)中的电力来执行上述步骤S2至S5中的品质因数测量。例如，在频率扫描的情况下，在将能够对一个频率的测试信号进行品质因数(即，电压V1及V2)测量的一定数量的电荷充入至电容器35中之后，重复品质因数测量、充电及下一频率的测试信号的品质因数测量。
接着，当步骤S5中未检测到外来金属时，在预定时间内执行从电力传送器10至电力接收器30的电力馈送(步骤S6)。
最后，电力接收器30确定电池等(负载，图中未示出)是否已被完全充电且将确定结果传送至电力传送器10(步骤S7)。当电池已被完全充电时，终止充电处理，而当电池尚未被完全充电时，处理返回至步骤S1且重复上述处理。应注意，可在电力馈送期间执行与完全充电有关的确定及通信。
如上所述，仅在第一次品质因数测量中执行频率扫描，且仅针对在第一次品质因数测量中被确定为最佳的频率的测试信号而测量第二次及随后的测量中的品质因数。然而，在确定第二次及随后的品质因数测量中可能存在外来金属的情况下，再次扫描频率，且执行确定，这是因为存在因初级侧线圈与次级侧线圈之间的位置关系的变化而频率移位的可能性。即使扫描频率，当确定存在外来金属时，强制终止电力馈送或将警报给予使用者。此方法明显减少品质因数测量的时间。
【初级侧上伴随频率扫描执行品质因数测量的实例】
接着，描述初级侧上的伴随步骤S2中的频率扫描执行品质因数测量的处理情况。因为执行该频率扫描，所以假定品质因数测量被确定为首次测量。考虑在以下情况中执行处理：电力传送器10确定当前品质因数测量为首次测量或电力接收器30确定当前品质因数测量为首次测量且将结果传送至电力传送器10。
图9是流程图，示出了初级侧(电力传送器10)上执行反映频率扫描的品质因数测量的情况下的处理。
首先，在完成与电力接收器30的主要控制部47的协商之后，电力传送器10的主要控制部23将电磁波自初级侧线圈15输出至电力接收器30以开始电力传输(载波信号的传输)(步骤S11)。电力接收器30的主要控制部47接收通过次级侧线圈31而自电力传送器10输出的这样的电磁波以开始电力接收(步骤S12)。
在开始电力传输之后，电力传送器10的主要控制部23通过通信控制部25而将第一次品质因数测量的命令传送至电力接收器30(步骤S13)。电力接收器30的主要控制部47通过通信控制部49而自电力传送器10接收第一次品质因数测量的命令(步骤S14)。
图10是根据本公开内容的第一实施方式的非接触电力传输系统的操作时序图。
在实施方式中，用于执行品质因数测量的“品质因数测量时段(61-1、61-2及61-3)”与用于执行诸如电力供应(品质因数测量以外)的处理的“电力供应时段(62)”被交替设定。当电力传送器10与电力接收器30之间建立通信时，电力传送器10的主要控制部23在步骤S13中发出第一次品质因数测量的命令。在例如第一次品质因数测量时段61-1的开始阶段传送第一品质因数测量的命令。第一次品质因数测量时段被分成多个时段，其等包括“充电”、“在频率f1的品质因数测量”、“充电”、“在频率f2的品质因数测量”、……、“在频率fn-1的品质因数测量”、“充电”、“在频率fn的品质因数测量”、“充电”及“传送至初级侧”。
电力接收器30的主要控制部47使第一开关38、第二开关39及第三开关40至43在导通与切断之间切换以便对应于多个时段。下文中描述第一开关38、第二开关39及第三开关40至43的主要切换时序。
1、在品质因数测量时段期间导通第一开关38(给电容器35充电)且在其他时段期间(电力供应时段)切断第一开关38。
2、在品质因数测量时段期间切断第二开关39且在其他时段(电力供应时段)期间导通第二开关39。
3、在品质因数测量时段期间(具体地，在检测电压V1及V2时)导通第三开关40至43且在其他时段期间切断第三开关40至43。
当接收第一次品质因数测量的命令时，电力接收器30的主要控制部47导通第一开关38、将整流部34电连接至电容器35且充入自初级侧接收的电力。此时，电力接收器30的主要控制部47切断第二开关39且使第一调节器36(即，负载)与电容器35断开(步骤S15)。
随后，电力接收器30的AC电源50响应于主要控制部47的控制而输出用于测量的测试信号(正弦波)。此时的测试信号的频率Freq被设定为初始值f1(步骤S16)。
电力传送器10的主要控制部23暂停至电力接收器30的电力传输(载波信号的传输)(步骤S17)。从步骤S13中的电力传输开始至步骤S17的电力传输暂停的等待时间至少等于或长于给电容器35充入期望电力(对于在一个频率的品质因数测量所需的电力)的所需时间。
电力接收器30的主要控制部47响应于来自电力传送器10的电力传输的暂停而暂停电力接收(步骤S18)。
此时，主要控制部47导通第三开关40至43(步骤S19)。在导通第三开关40之后，AC电源50中所产生的频率f1的测试信号通过第三开关40而供应至电容器33的第二端。另外，在导通第三开关41之后，电容器33的第二端与放大器44A的输入端导通，且在导通第三开关42之后，电容器33的第一端与放大器44B的输入端导通。
接着，主要控制部47通过放大器44A、包络检测部45A及ADC46A而检测电容器33的第二端处的电压V1且将电压V1记录在存储器48中。同样地，主要控制部47通过放大器44B、包络检测部45B及ADC46B而检测电容器33的第一端处的电压V2且将电压V2记录在存储器48中(步骤S20)。
在获取频率f1的测试信号的电压V1及V2之后，主要控制部47切断第三开关40至43(步骤S21)。
此时，电力传送器10的主要控制部23重新开始至电力接收器30的电力传输(步骤S22)。从步骤S17中的电力传输暂停至步骤S22中的电力传输开始的等待时间至少等于或长于检测及记录电压V1及V2所需的时间。接着，在步骤S22中重新开始至电力接收器30的电力传输之后，在经过给电容器35充电的等待时间之后处理返回至步骤S17，且电力传送器10的主要控制部23再次暂停电力传输。从步骤S22中的电力传输开始至步骤S17中的电力传输暂停的等待时间至少等于或长于给电容器35充入期望电力所需的时间。
电力接收器30的主要控制部47响应于电力传送器10的电力传输的重新开始而开始从电力传送器10接收电力且给电容器35充电(步骤S23)。在给电容器35充电的等待时间期间，电力接收器30的AC电源50响应于主要控制部47的控制而输出随后的频率Freq的测试信号(步骤S24)。此时的测试信号的频率Freq为f2。
在完成步骤S24中的处理之后，在经过给电容器35充电的等待时间之后处理返回至步骤S18，且电力接收器30的主要控制部47响应于来自电力传送器10的电力传输的暂停而暂停电力接收。接着，电力接收器30的主要控制部47继续步骤S19后的处理、使用频率f2的测试信号来执行品质因数测量且获取电压V1及V2。
在从步骤S18中的电力接收暂停至步骤S23中的电力接收开始的时段(步骤S19至S21)期间，仅通过充入至电容器35中的电力来操作检测电路中的各区块。
在完成获取各频率的各测试信号的电压V1及V2的处理(频率扫描)之后，电力接收器30的主要控制部47切断第一开关38且使电容器35与检测电路断开(步骤S25)。随后，电力接收器30的主要控制部47控制AC电源50以停止测试信号的输出(步骤S26)。
接着，电力接收器30的主要控制部47对来自电力传送器10的第一次品质因数测量的命令作出响应。作为响应，电力接收器30的主要控制部47通过通信控制部49而将用于确定外来金属的阈值及使用各自频率的测试信号而获得的测量数据组(Freq、V1及V2)(阈值及测量数据组存储在存储器48中)发回至电力传送器10(步骤S27)。
顺便提一句，在图9所示的流程图中，切断第二开关39且在给电容器35充电时使第一调节器36(负载)与电容器35断开(参阅步骤S15)。然而，可在给电容器35充电时给负载馈送电力。需要至少在品质因数测量期间(具体地，在检测电压V1及V2时)暂停电力馈送(给电容器35充电)，且可在通信期间或在给电容器35充电时继续或暂停电力馈送。这同样适用于将在下文中描述的其他流程图(图12、图13及图14)。
在步骤S27中的处理之后，电力传送器10自电力接收器30接收阈值及测量数据组(Freq、V1及V2)且将阈值及测量数据组存储在存储器24中(步骤S28)。
接着，电力传送器10的运算处理部23A基于表达式(5)用从电力接收器30接收的测试信号的各频率Freq的电压V1及V2计算次级侧品质因数，创建频率与品质因数的表且将该表存储在存储器24中。图11以曲线图示出了测试信号的频率与品质因数之间的关系。确定最大次级侧品质因数(Q_Max)(步骤S29)。在图11的实例中，Q_Max为接近品质因数的频率特性曲线中的最大值的频率f0处的品质因数。
接着，电力传送器10的确定部23B比较Q_Max与存储在存储器24中的阈值以确定Q_Max是否低于阈值(步骤S30)。
在步骤S30的确定处理中，当Q_Max低于阈值时，确定部23B确定存在外来金属(图8中的步骤S5)且执行结束处理。另一方面，当Q_Max不低于阈值时，确定部23B确定不存在外来金属(图8中的步骤S5)且处理前进至步骤S6。
在表2所示的测量结果中，存在外来金属的品质因数与不存在外来金属的品质因数之间相差至少25％。因此，例如，通过从具有外来金属的品质因数减去25％而获得的值可用作阈值。该值仅为实例，但可根据测量目标而理想地适当设定该值，这是因为品质因数的变化量因电力接收器的结构、环境、待检测的外来金属的尺寸及种类而不同。
【在次级侧计算反映频率扫描的品质因数的实例】
接着，描述次级侧上计算反映步骤S2中的频率扫描的品质因数的情况下的处理。因为执行频率扫描，所以假定品质因数测量被确定为首次测量，类似于图9中的流程图。
图12是流程图，示出了在次级侧(电力接收器30)执行反映频率扫描的品质因数测量的情况下的处理。
图12的步骤S41至S56中的处理与图9的步骤S11至S26中的处理相同，因此省略其描述。
在步骤S56中停止测试信号的输出之后，电力接收器30的运算处理部47A基于表达式(5)用测试信号的各频率Freq的电压V1及V2计算次级侧品质因数，创建频率与品质因数的表且将该表存储在存储器48中。接着，电力接收器30的运算处理部47A确定最大次级侧品质因数(Q_Max)(步骤S57)。
接着，电力接收器30的确定部47B比较Q_Max与存储在存储器48中的阈值以确定Q_Max是否低于阈值(步骤S58)。
在步骤S58的确定处理中，当Q_Max低于阈值时，确定部47B确定存在外来金属。另一方面，当Q_Max不低于阈值时，确定部47B确定不存在外来金属。
接着，电力接收器30的主要控制部47对来自电力传送器10的第一次品质因数测量的命令作出响应。作为响应，电力接收器30的主要控制部47通过通信控制部49而将外来金属的确定结果发回至电力传送器10(步骤S59)。
电力传送器10从电力接收器30接收外来金属的确定结果(步骤S60)。
接着，电力传送器10的确定部23B使用自电力接收器30接收的外来金属的确定结果来确定外来金属的存在(步骤S61)。
在步骤S61的确定处理中，当所接收确定结果指示存在外来金属时(图8中的步骤S5)，确定部23B执行结束处理。另一方面，当确定结果指示不存在外来金属时(图8中的步骤S5)，处理进入步骤S6。
如上所述，在计算电力传送器10(初级侧上)中的品质因数与计算电力接收器30(次级侧上)中的品质因数的两种情况下，由电力接收器30保存待与计算出的品质因数比较的阈值。当在电力传送器10中执行计算时，阈值与电压值被一起传送，这是因为各种不同装置用作电力接收器30，而且预计阈值因装置的不同而变动。
如图9中所示，当电力传送器10(初级侧上)执行品质因数的计算及外来金属的确定时，有利的是电力接收器30(次级侧上)无需具有用于运算处理部及确定部的硬件。例如，预计用作电力接收器30的移动装置将尺寸减小、重量减轻及成本降低。
另一方面，如图12中所示，当电力接收器30(次级侧上)执行品质因数的计算及外来金属的确定时，电力接收器30(次级侧上)需具有用于运算处理部及确定部的硬件。顺便提一句，仅将指示外来金属的存在或不存在的确定结果的信息传送至电力传送器10(初级侧上)。相应地，信息量较少，因此预计通信时间将被减少。
【初级侧上执行第二次及随后的品质因数测量的实例】
接着，描述初级侧上执行第二次及随后的品质因数测量的情况下的处理。在此实例中，虽然描述的情况为执行在频率扫描之后的第二次品质因数测量，但这同样适用于第三次及随后的品质因数测量。
图13是流程图，示出了初级侧(电力传送器)上执行品质因数测量的情况下的处理。
图13的步骤S71至S85中的处理对应于图9的步骤S11至S26(无步骤S24)中的处理，因此，将主要描述图9与图13之间的不同点。
当步骤S71及S72中开始电力传输时，电力传送器10的主要控制部23通过通信控制部25将第二次品质因数测量的命令传送至电力接收器30(步骤S73)。电力接收器30的主要控制部47通过通信控制部49而从电力传送器10接收第二次品质因数测量的命令(步骤S74)。
例如，在第二次品质因数测量时段61-2(参阅图10)的开始阶段传送第二次品质因数测量的命令。第二次品质因数测量时段61-2被分成四个时段，包括“充电”、“在频率f0的品质因数测量”、“充电”及“传送至初级侧”。电力接收器30的主要控制部47使第一开关38、第二开关39及第三开关40至43在导通与切断之间切换以便对应于该四个时段。
当接收第次二品质因数测量的命令时，电力接收器30的主要控制部47导通第一开关38且将电容器35连接至用于充电的检测电路。此时，电力接收器30的主要控制部47切断第二开关39且使第一调节器36(即，负载)与电容器35断开(步骤S75)。
随后，电力接收器30的AC电源50响应于主要控制部47的控制而输出用于测量的测试信号(正弦波)。此时的测试信号的频率Freq被设定为在先前的频率扫描处理中获得最大品质因数(Q_Max)的频率f0(约等于谐振频率)(步骤S76)。
电力传送器10的主要控制部23暂停至电力接收器30的电力传输(载波信号的传输)(步骤S77)。从步骤S73中的电力传输开始至步骤S77中的电力传输暂停的等待时间至少等于或长于给电容器35充入期望电力(在一个频率的品质因数测量所需的电力)所需的时间。
电力接收器30的主要控制部47响应于来自电力传送器10的电力传输的暂停而暂停电力接收(步骤S78)。
此时，主要控制部47导通第三开关40至43(步骤S79)。接着，主要控制部47检测电容器33的第二端处的电压V1且将电压V1存储在存储器48中。同时，主要控制部47检测电容器33的第一端处的电压V2且将电压V2存储在存储器48中(步骤S80)。在获取频率f0的测试信号的电压V1及V2之后，主要控制部47切断第三开关40至43(步骤S81)。
此时，电力传送器10的主要控制部23重新开始至电力接收器30的电力传输(步骤S82)。从步骤S77中的电力传输暂停至步骤S82中的电力传输开始的等待时间至少等于或长于检测及记录电压V1及V2所需的时间。在图9中，在重新开始至电力接收器30的电力传输之后，在经过给电容器35充电的等待时间之后再次暂停电力传输。然而，在此实例中，未再次暂停电力传输，这是因为仅需获取频率f0的测试信号的测量数据。
电力接收器30的主要控制部47响应于电力传送器10的电力传输的重新开始而开始从电力传送器10接收电力且给电容器35充电(步骤S83)。
在图9中，虽然在给电容器35充电的等待时间期间输出随后的频率Freq(f2)的测试信号(参阅步骤S24)，但此实例中不执行该步骤。
在完成频率f0的测试信号的电压V1及V2的获取处理之后，电力接收器30的主要控制部47切断第一开关38且使电容器35与检测电路断开(步骤S84)。随后，电力接收器30的主要控制部47控制AC电压50以停止测试信号的输出(步骤S85)。
接着，电力接收器30的主要控制部47对来自电力传送器10的第二次品质因数测量的命令作出响应。作为响应，电力接收器30的主要控制部47通过通信控制部49而将存储在存储器48中的用于确定外来金属的阈值及用于频率f0的测试信号的测量数据组(f0、V1及V2)发回至电力传送器10(步骤S86)。
电力传送器10从电力接收器30接收阈值及测量数据组(f0、V1及V2)且将阈值及测量数据组存储在存储器24中(步骤S87)。
接着，电力传送器10的运算处理部23A基于表达式(5)用从电力接收器30接收的频率f0的测试信号的电压V1及V2计算次级侧品质因数(步骤S88)。
随后，电力传送器10的确定部23B比较计算出的次级侧品质因数与存储在存储器24中的频率扫描时的Q_Max以确定品质因数是否在Q_Max的预定范围内。作为具体实例，电力传送器10的确定部23B确定品质因数是否比Q_Max低X％(步骤S89)。换句话说，在先前的频率扫描时的Q_Max用作用于检测外来金属的参考品质因数。
在步骤S89的确定处理中，当品质因数比Q_Max低X％或更多时，确定部23B确定可能存在外来金属(图8中的步骤S4)且处理进入步骤S2。另一方面，当品质因数不比Q_Max低X％时，确定部23B确定不存在外来金属(图8中的步骤S4)且处理进入步骤S6。
在上述确定处理中，当品质因数比Q_Max低X％或更多时，确定可能存在外来金属。这是因为，如上所述，存在因初级侧线圈与次级侧线圈之间的位置关系的变化而频率移位的可能性。换句话说，第二次品质因数测量中的频率可能从第一次品质因数测量(频率扫描)中所确定的谐振频率f0移位。因此，有可能第一次品质因数测量(频率扫描)中所获得的在谐振频率f0的品质因数(Q_Max)明显不同于第二次品质因数测量中使用谐振频率f0而获得的品质因数。相应地，当第二次品质因数测量中所获得的品质因数比Q_Max低X％或更多时，确定可能存在外来金属，且处理进入步骤S2再次执行频率扫描处理以可靠地确定外来金属。
【在次级侧上执行第二次及随后的品质因数计算的实例】
接着，描述在次级侧执行第二次及随后的品质因数测量的情况下的处理。在此实例中，描述在频率扫描后的第二次品质因数测量的情况。
图14是流程图，示出了在次级侧(电力接收器)执行品质因数计算的情况下的处理。
图14的步骤S91至S105中的处理与图13中的步骤S71至S85中的处理相同，因此将省略其描述。
在步骤S105中停止测试信号的输出之后，电力接收器30的运算处理部47A基于表达式(5)用频率f0的测试信号的电压V1及V2计算次级侧品质因数(步骤S106)。
接着，电力接收器30的确定部47B比较计算出的次级侧品质因数与存储在存储器48中的先前频率扫描时的Q_Max(参考品质因数)以确定品质因数是否比Q_Max低X％(步骤S107)。
在步骤S107的确定处理中，当品质因数比Q_Max低X％或更多时，确定部47B确定可能存在外来金属。另一方面，当品质因数不比Q_Max低X％时，确定部47B确定不存在外来金属。
接着，电力接收器30的主要控制部47对从电力传送器10的第二次品质因数测量的命令作出响应。作为响应，电力接收器30的主要控制部47通过通信控制部49将外来金属的确定结果发回至电力传送器10(步骤S108)。
电力传送器10从电力接收器30接收外来金属的确定结果(步骤S109)。
接着，电力传送器10的确定部23B使用自电力接收器30接收的外来金属的确定结果来确定外来金属的存在(步骤S110)。
在步骤S110的确定处理中，当所接收的确定结果指示可能存在外来金属时(图8中的步骤S4)，确定部23B的处理返回至步骤S2。另一方面，当所接收的确定结果指示不存在外来金属时(图8中的步骤S4)，确定部23B的处理进入步骤S6。
如图13及图14中所示，使用第一次品质因数测量(外来金属的确定处理)中所确定的频率f0及品质因数来执行第二次及随后的品质因数测量使得相对于电力馈送的时间用于检测外来金属的品质因数测量的时间可减少(见图10)。
在上述第一实施方式中，通过使用次级侧品质因数来检测外来物质而消除次级侧(移动电话等)上的金属外壳的影响。相应地，相较于通过典型DC-DC效率检测外来物质，可提高外来金属的检测准确度。
另外，无论何时测量品质因数，将电力充入至电容器中且由该电力驱动检测电路，使得在不执行从初级侧至次级侧的电力馈送时无需使用次级侧电池也可测量品质因数。因此，次级侧上无需用于检测外来金属的大电池或用于控制其电力的复杂电路，因此预计移动装置等尺寸减小、重量减轻及成本降低。
再者，通过在电力馈送及品质因数测量中适当切换第三开关40至43而防止从次级侧上的AC电源输出的用在品质因数测量中的测量信号(正弦波信号)与从初级侧馈送的电力馈送信号之间的干扰，因此高度准确地计算品质因数。
在实施方式中，虽然电容器用作用于存储待在品质因数测量中消耗的电荷的电力存储部，但可使用除电容器以外的电力存储构件，例如小型二次电池。
【其他谐振电路的实例】
顺便提一句，在所述实施方式中，描述了电力传送器10包括串联谐振电路的实例。然而，任何其他谐振电路可用作谐振电路。图15A及图15B中示出了其实例。在图15A的实例中，电容器14A串联连接电容器14B与初级侧线圈15的并联谐振电路以配置谐振电路。再者，在图15B的实例中，电容器14B并联连接电容器14A与初级侧线圈15的串联谐振电路以配置谐振电路。检测部使用初级侧线圈15与电容器14A之间的电压V1及初级侧线圈15的两端之间的电压V2来计算初级侧品质因数。在图15A及图15B所示的谐振电路中获得电压V1与V2两者。上述的串联谐振电路及其他谐振电路仅为实例，且谐振电路的配置不受限于这些实例。类似于电力传送器10，各种谐振电路可应用于电力接收器30。在图6中，应用图15A中所示的谐振电路。
<2、第二实施方式>
在第一实施方式中，运算处理部23A及47A用串联谐振电路中的初级侧线圈与电容器之间的电压V1及电力传输线圈的两端之间的电压V2来确定品质因数。在第二实施方式中，通过半带宽方法确定品质因数。
在半带宽方法中，在配置串联谐振电路的情况下，品质因数由表达式(7)用如图16的曲线图中所示的阻抗是在谐振频率f0的阻抗(Zpeak)的绝对值的√2倍的频带(在频率f1与f2之间)确定。
【数值表达式7】
另外，在配置并联谐振电路的情况下，品质因数由表达式(7)用如图17的曲线图中所示的阻抗是在谐振频率f0的阻抗(Zpeak)的绝对值的1/√2倍的频带(介于频率fl与f2之间)确定。
<3、第三实施方式>
与第一及第二实施方式不同，第三实施方式为运算处理部23A或47A从谐振电路的阻抗的虚分量与实分量的比率计算品质因数的实例。在该第三实施方式中，使用自平衡桥接电路及矢量比检测器来确定阻抗的实分量与虚分量。
图18是根据第三实施方式的自平衡桥的电路图，自平衡桥用阻抗的虚分量与实分量的比率计算品质因数。
图18中所示的自平衡桥接电路70具有与已知反相放大器电路类似的配置。反相放大器73反相输入端子(-)连接至线圈72，且非反相输入端子(+)接地。然后，反馈电阻元件74通过反相放大器73的输出端子而将负反馈给予反相输入端子(-)。另外，将AC电源71(其将AC信号输入至线圈72)的输出(电压V1)及反相放大器73的输出(电压V2)输入至矢量比检测器75。线圈72对应于图5中的初级侧线圈15或图6中的次级侧线圈31。
自平衡桥接电路70操作使得反相输入端子(-)处的电压因负反馈的功能而恒定为零。再者，从AC电源71流动至线圈72的电流具有反相放大器73的大输入阻抗使得几乎全部电流在反馈电阻元件74中流动。因此，施加至线圈72的电压等于AC电源71的电压V1，且反相放大器73的输出电压为反馈电阻值Rs与流动通过线圈72的电流I的乘积。该反馈电阻值Rs为已知参考电阻值。因此，通过检测电压V1与V2并计算电压V1与V2之间的比率来确定阻抗。为了确定电压V1及V2作为复数，矢量比检测器75使用AC电源71的相位信息(由长短交替虚线示出)。
在实施方式中，使用自平衡桥接电路70、矢量比检测器75等来确定谐振电路的阻抗ZL的实分量RL与虚分量XL，且用比率确定品质因数。以下表达式(8)及(9)示出了品质因数的确定处理。
【数值表达式8】
【数值表达式9】
<4.其他>
顺便提一句，在上述第一至第三实施方式中，假定非接触电力传输系统为磁场谐振式进行描述。然而，本公开内容是即使当不执行从电力传输侧至电力接收侧的馈电时，也执行存在于电力传输侧与电力接收侧之间的外来金属的检测且提高检测准确度。因此，非接触电力传输系统不受限于磁场谐振式且可应用于具有增大耦合因子k及较低品质因数的电磁感应式。
再者，电力接收器可具有电力传输部且通过非接触次级侧线圈而将电力传送至电力传送器。或者，电力传送器可具有负载且通过非接触电力传输线圈而从电力接收器接收电力。
应注意，在上述第一至第三实施方式中测量在谐振频率的品质因数。然而，测量品质因数时的所处频率可不对应于谐振频率。即使当使用从谐振频率移位的可容许范围内的频率来测量品质因数时，也可通过由应用本公开内容的技术而提高存在于电力传输侧与电力接收侧之间的外来金属的检测准确度。
此外，导体(比如金属)与初级侧线圈或次级侧线圈的接近导致品质因数及L值的变化，由此使谐振频率移位。可使用由该L值与品质因数的变化引起的该谐振频率的移位量来检测电磁耦合状态。
另外，当初级侧线圈与次级侧线圈之间夹着外来金属时，耦合因子k也改变。可使用耦合因子k的这样改变与品质因数的变化来检测电磁耦合状态。
再者，在本公开内容的第一至第三实施方式中，虽然不具有磁芯的线圈的实例被描述为初级侧线圈及次级侧线圈，但也可采用缠绕在具有磁体的磁芯周围的结构的线圈。
此外，在本公开内容的第一至第三实施方式中描述了移动电话用作次级侧上的移动装置的实例。然而，次级侧上的移动装置不受限于此且可应用需要电力的各种移动装置，比如移动音乐播放器及数字相机。
可由硬件或软件执行根据上述实施方式的一系列处理。当由软件执行时，由将配置软件的程序并入专用硬件中的计算机或已安装用于执行各种功能的程序的计算机执行该这一系列程序。例如，通用个人计算机可通过安装而执行配置期望软件的程序。
再者，可提供记录介质(其中存储实施实施方式的功能的软件程序代码)给系统或装置。无疑地，可通过允许该系统或该装置中的计算机(或控制装置，比如CPU)读出及执行存储在该记录介质中的这样的程序代码而实现功能。
在此情况下，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、CD-R、磁带、非易失性记忆卡及ROM。
再者，由计算机读出的程序代码经执行以实现实施方式的功能。另外，基于程序代码的指令，计算机上操作的OS等执行实际处理的一部分或全部。也可接受通过处理而实现上述实施方式的功能的情况。
此外，在本说明书中，依时间序列描述处理的处理步骤包括沿所述顺序的依时间序列执行的处理，也包括未必依时间序列执行但并行或个别地执行的处理(例如，并行处理或目标处理)。
应明白，本公开内容不受限于上述实施方式且可产生其他各种修改及应用实例。
换句话说，上述实施方式的实例是本公开内容的优选具体实例，因此可能附加技术上合适的种限制。然而，除非各描述中有其他说明，否则本公开内容的技术范围不受限于这些实施方式。例如，以上描述中所述的使用材料与使用量、处理时间、处理顺序、参数的数值条件等仅为优选实例，而且图中用于描述的尺寸、形状及位置关系也是示意性给出。
要注意的是，本公开内容可配置如下。
(1)一种能量接收器，包括：
电力接收器线圈，被配置为无线接收自电力传送器传送的电力；
检测部，被配置为检测异物；以及
电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至检测部。
(2)如(1)所述的能量接收器，进一步包括：
Q值检测电路，其连接至电力接收器线圈，
其中检测部被配置为测量与Q值检测电路相关的品质因数。
(3)如(1)所述的能量接收器，进一步包括：
控制部，被配置为在至电力接收器线圈的电力传输的暂停期间使用存储在电力存储部中的电力来启动检测部。
(4)如(3)所述的能量接收器，其中控制部包括运算处理部及确定部，所述运算处理部被配置为：(i)计算与电力接收器线圈相关的品质因数；以及(ii)将品质因数输出至确定部，确定部被配置为比较品质因数与阈值以确定异物是否在电力接收器线圈的范围内。
(5)如(4)所述的能量接收器，进一步包括：
存储器，被配置为存储阈值以确定异物是否在电力接收器线圈的范围内，
其中，
存储器为与控制部通信的非易失性存储器，并且
在电力接收器线圈与异物实质上隔离时获得阈值。
(6)如(1)所述的能量接收器，进一步包括：
开关，其与电力存储部通信，所述开关被配置为：(i)连接电力存储部及检测部以在电力传输的暂停期间提供用于异物的检测的电力；以及(ii)在未检测异物时使电力存储部与检测部断开。
(7)一种检测方法，包括：
使用自电力接收器线圈无线接收的电力来给电力存储部充电；
使用检测部来确定异物是否在电力接收器线圈的范围内；以及
在异物的检测期间使用电力存储部来给检测部供电。
(8)如(7)所述的检测方法，进一步包括：
在至电力接收器线圈的电力传输的暂停期间使用存储在电力存储部中的电力来启动检测部。
(9)如(7)所述的检测方法，其中，
电力接收器线圈包括Q值检测电路，并且
异物是否在电力接收器线圈的范围内的检测基于检测部对与Q值检测电路相关的品质因数的测量。
(10)如(9)所述的检测方法，其中电力部的充电包括：基于品质因数的测量期间所消耗的电力而自电力传送器无线接收电力。
(11)如(8)所述的检测方法，进一步包括：
在电力接收器线圈与异物隔离时获得阈值以确定异物是否在接收器线圈的范围内；
将阈值存储在与控制部通信的非易失性存储器中；
使用控制部的运算处理部来计算品质因数；以及
使用控制部的确定部来比较该品质因数与阈值。
(12)如(7)所述的检测方法，其中检测部的供电包括：(i)使用开关来将检测部连接至电力存储部使得电力在电力传输的暂停期间被提供至电力存储部以检测异物；以及(ii)在未检测异物时使电力存储部与检测部断开。
(13)一种电力传输系统，包括：
电力传送器，被配置为将电力无线传送至电力接收器，其中，
电力传送器包括：(i)电力传输线圈，被配置为将电力传送至电力接收器；(ii)电力传输部，被配置为将AC信号供应至电力传输线圈；以及(iii)电力传送器控制部，被配置为响应于自电力接收器传送的信号来控制来自电力传输部的AC信号的供应；并且
电力接收器包括：(i)电力接收器线圈，被配置为自电力传送器无线接收电力；(ii)检测部，被配置为检测异物；(iii)电力存储部，被配置为存储自电力传送器接收的电力，电力存储部可操作以在异物的检测期间将所接收的电力供应至检测部；以及(iv)电力接收器控制部，被配置为操作检测部且确定异物是否在电力传输线圈的范围内。
(14)如(13)所述的电力传输系统，其中，
电力接收器包括与电力接收器线圈连接的Q值检测电路；并且
检测部被配置为测量与Q值检测电路相关的品质因数。
(15)如(13)所述的电力传输系统，其中电力接收器控制部被配置为在电力传送器与电力接收器之间的电力传输的暂停期间使用存储在电力存储部中的电力来启动检测部。
(16)如(13)所述的系统，其中，
电力接收器包括存储器，所述存储器被配置为存储阈值以确定异物是否在电力传输线圈与电力接收器线圈之间，并且
存储器为与电力接收器控制部通信的非易失性存储器。
(17)如(13)所述的系统，其中电力接收器包括与电力存储部通信的开关，所述开关被配置为：(i)连接电力存储部及检测部以在电力传送器与电力接收器之间的电力传输的暂停期间在启动检测部时提供电力；以及(ii)在未启动检测部时使电力存储部与检测部断开。
(18)一种检测装置，包括：
电力接收器线圈，被配置为无线接收自电力传送器传送的电力；
检测部，被配置为检测异物是否在电力接收器线圈的范围内；以及
电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至检测部。
(19)如(18)所述的检测装置，其中，
电力接收器线圈包括Q值检测电路，并且
检测部被配置为测量与Q值检测电路相关的品质因数。
(20)如(18)所述的检测装置，进一步包括：
控制部，被配置为在至电力接收器线圈的电力传输的暂停期间使用存储在电力存储部中的电力来启动检测部。
(21)如(19)所述的检测装置，进一步包括：
存储器，被配置为存储电力接收器线圈与异物隔离时所获得的阈值；以及
控制部，其与存储器通信，所述控制部被配置为：(i)使用控制部的运算处理部来计算品质因数；以及(ii)使用控制部的确定部来比较品质因数与阈值。
(22)如(18)所述的检测装置，进一步包括：
开关，被配置为：(i)连接电力存储部及检测部以在至电力接收器线圈的电力传输的暂停期间在启动检测部时提供电力；以及(ii)在不启动检测部时使电力存储部与检测部断开。
(23)一种能量传送器，包括：
电力传输线圈，被配置为将电力无线传送至电力接收器；
检测部，被配置为检测异物；以及
电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至检测部。
(24)如(23)所述的能量传送器，其中检测部被配置为测量品质因数以确定异物是否在电力传输线圈的范围内。
(25)如(23)所述的能量传送器，进一步包括：
控制部，被配置为在来自电力传输线圈的传输电力的暂停期间使用存储在电力存储部中的电力来启动检测部。
(26)如(24)所述的能量传送器，进一步包括：
存储器，被配置为存储阈值以确定异物是否在电力传输线圈的范围内，
其中，
存储器为与控制部通信的非易失性存储器，并且
在电力传输线圈与异物实质上隔离时获得阈值。
(27)如(23)所述的能量传送器，进一步包括：
开关，其与电力存储部通信，所述开关被配置为：(i)连接电力存储部及检测部以在启动侦测部时在来自电力传输线圈的电力传输的暂停期间提供电力；以及(ii)在未启动检测部时使电力存储部与检测部断开。
(28)一种能量接收器，包括：
电力接收器线圈，被配置为无线接收自电力传送器传送的电力；
检测部，被配置为检测异物；以及
控制部，被配置为在至电力接收器线圈的电力传输的暂停期间启动检测部。
(29)如(28)所述的能量接收器，进一步包括：
电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至检测部。
(30)如(28)所述的能量接收器，进一步包括：
Q值检测电路，其连接至电力接收器线圈，
其中检测部被配置为测量与Q值检测电路相关的品质因数。
(31)如(28)所述的能量接收器，其中控制部包括运算处理部及确定部，所述运算处理部被配置为：(i)计算与电力接收器线圈相关的品质因数；以及(ii)将品质因数输出至确定部，确定部被配置为比较品质因数与阈值以确定异物是否在电力接收器线圈的范围内。
(32)如(28)所述的能量接收器，进一步包括：
存储器，被配置为存储阈值以确定异物是否在电力接收器线圈的范围内，
其中，
存储器为与控制部通信的非易失性存储器，并且
在电力接收器线圈与异物实质上隔离时获得阈值。
(33)如(29)所述的能量接收器，进一步包括：
开关，其与电力存储部通信，所述开关被配置为：(i)连接电力存储部及检测部以在电力传输的暂停期间提供用于异物的检测的电力；以及(ii)在未检测异物时使电力存储部与检测部断开。
(A)一种检测器，包括：
谐振电路，其包括次级侧线圈；
检测部，其测量该谐振电路的品质因数；
电力存储部，其基于该检测部中的品质因数测量期间所消耗的电力量来充入电力，该电力来自通过该次级侧线圈而自初级侧线圈接收的电力；以及
控制部，其在来自该初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充入至该电力存储部中的电力来操作该检测部。
(B)根据(A)所述的检测器，其中控制部操作检测部以测量谐振电路的品质因数，并检测次级侧线圈与外部之间的电磁耦合状态。
(C)根据(B)所述的检测器，进一步包括：
第一开关部，其切换至电力存储部的电力的供应和暂停，所述电力从初级侧线圈接收；
第二开关部，其设置在电力存储部与负载之间，并切换电力存储部与负载之间的连接和断开；以及
第三开关部，切换谐振电路与检测部之间的连接和断开，其中
控制部切换第一开关部以将电力从次级侧线圈供应至电力存储部，由此给电力存储部供电，并且
在电力存储部中充入该检测部中的品质因数测量期间消耗的电力量的电力之后，在来自初级侧线圈的电力传输的暂停期间，控制部切换第二开关部以断开电力存储部与负载，切换第三开关部以连接谐振电路和检测部，并利用在电力存储部中充入的电力来操作检测部以测量谐振电路的品质因数。
(D)根据(C)所述的检测器，其中控制部确定当前品质因数测量是否是第一次测量，并且当品质因数测量被确定为第一次测量时，控制部允许检测部测量多个频率的测量信号的品质因数，比较阈值与所测量的品质因数中的最大品质因数，并基于比较结果检测初级侧线圈与外部之间的电磁耦合状态。
(E)根据(D)所述的检测器，其中，当确定当前品质因数测量是第二次或随后的测量时，控制部允许检测部利用在先前的品质因数测量中获得最大品质因数的频率的测量信号来测量品质因数，比较阈值与此时测量出的品质因数，并基于比较结果检测初级侧线圈与外部之间的电磁耦合状态。
(F)根据(E)所述的检测器，其中控制部比较在第二次或随后的品质因数测量中获得的品质因数与在先前的品质因数测量中获得的最大品质因数以确定此时测量出的品质因数是否在先前测量出的品质因数的预定范围内，并且当品质因数不在预定范围内时，控制部允许检测部测量多个频率的测量信号的品质因数，比较阈值与测量出的品质因数中的最大品质因数，并基于比较结果检测次级侧线圈与外部之间的电磁耦合状态。
(G)根据(C)至(F)中任一项所述的检测器，其中
启动检测部的电力量的电力被充入电力存储部中以利用一个频率的测量信号来测量品质因数，并且
控制部控制第一开关部、第二开关部和第三开关部的切换以交替重复充电和品质因数测量。
(H)根据(A)至(G)中任一项所述的检测器，其中电力存储部是电容器或小型二次电池。
(I)一种电力接收器，包括：
次级侧线圈；
谐振电路，其包括所述次级侧线圈；
检测部，其测量谐振电路的品质因数；
电力存储部，充入检测部中的品质因数测量期间消耗的电力量的电力，该电力来自从初级侧线圈经次级侧线圈接收的电力；以及
控制部，其在从初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充入至电力存储部中的电力来操作检测部。
(J)一种电力传送器，包括：
初级侧线圈，其将电力传送至次级侧线圈；
电力传输部，其将AC信号供应至该初级侧线圈；以及
控制部，其响应于基于电力接收器的品质因数指示电磁耦合状态的信号来控制电力传输部的所述AC信号的供应，所述信号传送自安装有该次级侧线圈的该接收器。
(K)一种非接触电力传输系统，包括：
电力传送器，其无线传送电力；以及
电力接收器，其接收从该电力传送器传送的电力，其中
该电力接收器包括：
谐振电路，其包括次级侧线圈；
检测部，其测量该谐振电路的品质因数；
电力存储部，其基于该检测部中的品质因数测量期间所消耗的电力量而充入电力，该电力来自从初级侧线圈经次级侧线圈接收的电力；以及
第一控制部，其在从该初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充入至电力存储部中的电力来操作检测部，并且
该电力传送器包括：初级侧线圈，其将电力传送至电力接收器的次级侧线圈；
电力传输部，其将AC信号供应至该初级侧线圈；以及
第二控制部，其响应于基于该电力接收器的品质因数指示电磁耦合状态的信号来控制从电力传输部的所述AC信号的供应，所述信号传送自该电力接收器。
(L)一种检测方法，包括：
将从电力传送器的初级侧线圈经谐振电路的次级侧线圈接收的、电力接收器的检测部中的品质因数测量期间所消耗的电力量的电力充入至非接触电力传输系统的电力接收器的电力存储部中，该谐振电路设置在电力接收器中；
在来自该初级侧线圈的电力传输的暂停期间使用充入至电力存储部中的电力来操作该检测部并获取确定谐振电路的品质因数所需的物理量；以及
通过非接触电力传输系统中的电力接收器或电力传送器用确定该品质因数所需的物理量计算该品质因数。
本文中所使用的术语“能量接收器”和“电力接收器”可以互换使用。术语“电力传输系统”和“非接触电力传输系统”可以互换使用。术语“检测装置”和“检测器”可以互换使用。术语“能量传送器”和“电力传送器”可以互换使用。
本公开内容包含2011年7月5日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-149465中所公开的主题相关的主题，该申请的全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应理解，可根据设计要求及其他因素而作出各种修改、组合、子组合及变更，只要其在权利要求或其等同内容的范围内即可。

Claims (4)

1.一种能量传送器，包括：
电力传输线圈，被配置为将电力无线传送至电力接收器；
检测部，被配置为检测异物；以及
电力存储部，被配置为在异物的检测期间将电力供应至所述检测部，
其中，所述检测部被配置为测量品质因数和谐振频率的移位量以确定异物是否在所述电力传输线圈的范围内。
2.根据权利要求1所述的能量传送器，进一步包括：
控制部，被配置为在从所述电力传输线圈的传输电力的暂停期间使用存储在所述电力存储部中的电力来启动所述检测部。
3.根据权利要求2所述的能量传送器，进一步包括：
存储器，被配置为存储用于确定异物是否在所述电力传输线圈的范围内的阈值，
其中，
所述存储器是与所述控制部通信的非易失性存储器，并且
所述阈值在所述电力传输线圈与异物实质上隔离时获取。
4.根据权利要求1所述的能量传送器，进一步包括：
开关，与所述电力存储部通信，所述开关被配置为：(i)连接所述电力存储部和所述检测部以在从所述电力传输线圈的电力传输的暂停期间在启动所述检测部时提供电力；以及(ii)在不启动所述检测部时使所述电力存储部与所述检测部断开。
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