CN106160269B - 异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统。异物检测装置具备第1线圈、第2线圈以及异物检测电路。第1线圈和第2线圈的卷绕方向相同。异物检测电路将具有第1预定波形的第1检测信号输出到第1线圈的第1端子,将具有与所述第1预定波形相同的极性的第2预定波形的第2检测信号输出到第2线圈的第3端子,在第1线圈与第2线圈之间,使来自第1线圈的磁场与来自第2线圈的磁场相排斥,测定因有无异物而产生的第1线圈和第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量,在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在第1线圈或第2线圈之上存在异物。

Description

异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统
技术领域
本公开涉及对例如存在于无线电力传送系统中的无线送电装置附近的金属、人体、动物等异物进行检测的异物检测装置。本公开还涉及具备这样的异物检测装置的无线送电装置和无线电力传送系统。
背景技术
以移动电话为首的各种移动设备正在普及。移动设备的功耗量正随着功能和性能的提高以及内容的多样化而持续增大。移动设备利用预先决定的容量的电池而进行工作,因此,若功耗量增大,则该设备的工作时间会变短。作为用于弥补电池容量的限制的技术,无线电力传送系统正受到关注。无线电力传送系统通过无线送电装置(以下,简称为“送电装置”)中的送电线圈与无线受电装置(以下,简称为“受电装置”)中的受电线圈之间的电磁感应而以无线方式从送电装置向受电装置传送电力。尤其是,使用了谐振型的送电线圈和受电线圈的无线电力传送系统,即使在送电线圈和受电线圈的位置彼此错开时也能够维持高传送效率。因此,期待在各种领域中应用谐振型的无线电力传送系统。通过使送电线圈大型化或者构成多个送电线圈的阵列,能够扩大可充电的区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4525710号公报
专利文献2:日本特许第4780447号公报
专利文献3:日本特开2012-16171号公报
发明内容
在无线电力传送系统中,渴求以高精度在大范围内检测位于送电线圈或受电线圈附近的金属等异物。
为了解决上述课题,本公开的一技术方案的异物检测装置具备:第1线圈,其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线;第2线圈,其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线,从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;以及1个异物检测电路,其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第3端子,在所述第1线圈与所述第2线圈之间,使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥,并且,测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量,在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物,所述第2预定波形的极性与所述第1预定波形的极性相同。所述第2端子和所述第4端子的电位与物检测电路的基准电位相同。
本公开的另一技术方案的异物检测装置具备:线圈组,其是包括3个以上的具有第1端子和第2端子的卷绕的导线即线圈的线圈组,包括相邻的第1线圈和第2线圈,所述第1线圈和所述第2线圈中的从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;异物检测电路,其从所述线圈组中选择相邻的所述第1线圈和所述第2线圈;以及至少1个开关,其将所述第1线圈和所述第2线圈电连接于所述异物检测电路。所述异物检测电路将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第1端子,在所述第1线圈与所述第2线圈之间,使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥,并且,测定因有无异物而产生的所述第1线圈或所述第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量,在所述阻抗值的变化量超过预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物,所述第2预定的极性与所述第1预定波形的极性相同。所述第1线圈和所述第2线圈各自的所述第2端子的电位与所述异物检测电路的基准电位相同。
本公开的另一技术方案的异物检测装置具备:第1线圈,其由导线卷绕而成;第2线圈,其与所述第1线圈相邻地配置,由导线卷绕而成;以及1个异物检测电路,其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈输出,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈,使在所述第1线圈中流动的基于所述第1检测信号的电流和在所述第2线圈中流动的基于所述第2检测信号的电流的双方顺时针或逆时针流动,在所述第1线圈与所述第2线圈之间,使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥,测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈的任一方的阻抗值的变化量,在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈上或所述第2线圈上存在异物。
这些总括的或具体的技术方案可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质实现。或者,也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合实现。
根据本公开的一技术方案,能够在比以往更大的范围内以高精度检测异物。
附图说明
图1是示意性示出第1实施方式的异物检测装置的图。
图2是示出图1的A1-A1’线处的检测线圈11a和11b的截面以及所生成的磁场的图。
图3是示出第1实施方式的异物检测装置的工作的图。
图4A是示出第1实施方式的实际安装例的异物检测装置的检测线圈11a、11b的俯视图。
图4B是示出第1比较例的异物检测装置的检测线圈11a的俯视图。
图4C是示出第2比较例的异物检测装置的检测线圈11a~11c的俯视图。
图4D是示出图4A~4C的各结构中的由异物20引起的Q值的变化率的距离依存性的图线。
图5A是示出第1实施方式的实际安装例的异物检测装置的检测线圈11a、11b的俯视图。
图5B是示出第3比较例的异物检测装置的检测线圈11a、11b的俯视图。
图5C是示出图5A、图5B以及图4B的各结构中的由异物20引起的电感的图线。
图6是示意性示出第1实施方式的第1变形例的异物检测装置的图。
图7是示出第2实施方式的无线电力传送系统的框图。
图8A是示出图7所示的送电装置30的一部分的图。
图8B是示出图8A的A2-A2’线处的检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b的截面的图。
图9A是示出第2实施方式的第1变形例的无线电力传送系统中的检测线圈11a~11i和送电线圈31的配置的图。
图9B是示出图9A的A3-A3’线处的检测线圈11a~11i和送电线圈31的截面的图。
图10是示出第2实施方式的送电装置的工作的图。
图11是示出第3实施方式的无线电力传送系统的框图。
图12是示出图11的送电装置30a的一部分的图。
图13是示出第3实施方式的第1变形例的无线电力传送系统中的送电装置的一部分的图。
图14是示出第2实施方式和第3实施方式的送电装置的工作的图。
图15是示出在进行送电之前检测异物且在进行送电的期间也检测异物的送电装置的工作的图。
图16是示出在送电装置上放置有具备受电装置的智能手机的状态的图。
图17是示出具备无线电力系统的停车场的图。
图18是示出以非接触方式从墙壁向在医院等中使用的机器人传送电力的无线电力传送系统的结构例的图。
图19是示出专利文献1的异物检测装置的检测线圈111的俯视图。
图20是示出图19的A11-A11’线处的检测线圈111的截面和所生成的磁场的图。
图21A是示出图19所示的检测线圈111与金属异物的位置关系的图。
图21B是示出图19所示的检测线圈111的Q值的变化率的距离依存性的图。
图22是示出专利文献2的异物检测装置的检测线圈111a、111b的俯视图。
图23是示出图22的A12-A12’线处的检测线圈111a、111b的截面和所生成的磁场的图。
标号说明
10、10a:异物检测电路
11a~11i:检测线圈
20:异物
30、30a~30f:送电装置
31a~31d:送电线圈
32a~32d:送电电路
33:通信电路
34、34a:控制电路
35、35a~35c:开关电路
4:壳体
40:受电装置
41:受电线圈
42:受电电路
43:通信电路
44:控制电路
45:负载
5:磁性体基板
61:送电装置
62:智能手机
71:送电装置
71a:送电线圈
72a:受电线圈
80:墙壁
81:直流电源
82:送电装置
83:控制电路
84:送电电路
85:送电线圈
86:异物检测电路
87:检测线圈
90:机器人
91:受电装置
92:受电线圈
93:受电电路
94:二次电池
95:驱动用电动马达
96:车轮
100:异物检测装置
111:检测线圈
120:异物
具体实施方式
(成为了本公开的基础的见解)
本申请的发明人关于在“背景技术”一栏中记载的无线电力传送系统发现,存在能够以高精度检测异物的范围不够大这一问题。以下,对该问题进行详细说明。
首先,对“异物”的定义进行说明。在本公开中,“异物”是指在位于无线电力传送系统中的送电线圈或受电线圈附近时,会因在送电线圈与受电线圈之间传送的电力而发热的物体。这样的物体例如可以是金属、人体或者动物。
在无线电力传送系统中,若在传送电力的空间存在异物,则该异物发热的危险性升高。在此,考虑异物是金属的情况。在以无线方式从送电线圈向受电线圈传送电力时,由于在送电线圈中流动的电流,在其周围会产生磁场。由于该产生的磁场,在异物的表面会流动涡电流,异物会发热。该发热有可能会引起数十度以上的温度上升。
在无线充电联盟(Wireless Power Consortium:WPC)所制定的Qi标准中,规定了容许的温度上升的上限。在进行遵循Qi标准的无线电力传送的设备中,要求不超过该温度上升的上限。因此,希望在以无线方式进行送电的期间,不会有异物混入到送电线圈与受电线圈之间。为了进一步提高安全性,优选在开始送电之前检测送电线圈附近的异物。在进行了这样的检测工作的基础上,若仅在没有检测到异物的情况下移向送电工作,则能够预先消除发热的危险性。
另一方面,存在想要扩大可对智能手机等设备进行充电的区域这一迫切期望。例如,存在想要通过增大送电线圈等来扩大送电线圈能够送电的范围这一迫切期望。伴随于这样的迫切期望,也希望扩大能够以高精度检测异物的范围。
尤其是,在车辆内的座间储物箱(console box)的下方配置送电装置的充电系统中,送电线圈与智能手机等设备的距离有时会变大。要求即使送电线圈与受电设备的高度方向上的距离变大,也以高精度进行异物的检测。
专利文献1公开了一种将1个线圈既用作送电线圈又用作检测线圈的系统。在专利文献1的系统中,向检测线圈发送脉冲信号,检测由其反射波引起的检测线圈的电压的变化来判别有无异物。
专利文献2公开了一种为了扩大能够检测异物的范围而将2个以上检测线圈排列配置的技术。在专利文献2公开了:为了进行异物的检测,向在轴向上排列的发送线圈(即检测线圈)和接收线圈供给彼此逆相的电流。通过这样的结构,使得不由接收线圈直接接收从发送线圈发送的信号,而以高灵敏度接收来自异物的反射波来进行异物的检测。
专利文献3公开了一种具备具有多个送电线圈的送电装置的无线电力传送系统。送电线圈也作为用于检测异物的检测线圈而发挥功能。多个送电线圈各自连接有异物检测部。在专利文献3中公开了:多个异物检测部可以同时进行多个部位的异物检测。
本申请的发明人对从专利文献1~专利文献3所公开的检测线圈产生的磁场分布进行了解析,结果发现:在这些检测线圈中,难以扩大能够以高精度检测异物的范围。以下,对该问题进行详细说明。
首先,对专利文献1进行说明。
专利文献1中的检测线圈是绕组线在与通过检测线圈的绕组线的中心的轴垂直的平面上卷绕而成的平面线圈。
图19是示意性示出专利文献1所公开的异物检测装置中的检测线圈111和位于其之上的异物120的俯视图。在图19中,为了使图简化,仅示出了检测线圈111的绕组线中的最外周部分和最内周部分。实际上,在最外周部分与最内周部分之间卷绕有多圈绕组线。在本公开中,关于图示检测线圈的其他图也是同样的。
图20是示意性示出图19的A11-A11’线处的检测线圈111和异物120的截面、以及检测线圈111的周边的磁场分布的图。图20示出了在检测线圈111的绕组线内从异物120侧观察逆时针流动有信号电流的状态。此外,在本公开中,将从异物或受电线圈侧观察时的顺时针称作“顺时针”,将从异物或受电线圈侧观察时的逆时针称作“逆时针”。
存在于检测线圈111附近的异物120(例如金属片)与检测线圈111的周围产生的磁场相互作用,使在检测线圈111中流动的信号电流的频率和/或振幅变化。通过检测该变化,能够检测出异物120。能够由检测线圈111检测出异物120的范围大概限定在卷绕有检测线圈111的绕组线的范围之上。虽然在检测线圈111的绕组线的中心部的正上方容易检测到异物120,但若从绕组线远离,则异物120的检测灵敏度急剧降低。
图21A和图21B是用于说明示出这一点的实验结果的图。如图21A所示,在检测线圈111的轴上配置金属异物120,在使形成有检测线圈111的绕组线的面(称作“线圈面”)与异物120的距离h变化的同时,测定了Q值的变化率。Q值的变化率是表示Q值相对于不存在异物120时的Q值的值以何种程度变化的量。在本实验中,作为一例,使用了直径56mm的圆形的检测线圈111和由厚度1mm、1边的长度20mm的长方体的铁板形成的异物120。
从图21B可知,当距离h成为9mm以上时,线圈111的Q值(=2πfL/R,f:频率,L:电感,R:电阻)的变化率降低至大约10%以下,灵敏度显著降低。从该结果可知,在专利文献1的结构中,在远离线圈面的位置,磁场的强度显著低。在专利文献1的结构中,难以扩大能够以高精度检测异物的高度方向上的距离。
接着,对专利文献2进行说明。
专利文献2所公开的平面柔性天线具有在横向上排列有多个检测线圈组的结构,该检测线圈组具有在轴向上排列的多个平面线圈。通过这样的结构,能够扩大能够检测异物的范围。在此,各检测线圈组所包含的多个平面线圈并联连接。因此,能够将其合成而当作1个线圈。为了简化,在以下说明中,将检测线圈组作为1个检测线圈来处理。
图22是示意性示出专利文献2所公开的平面柔性天线中的多个检测线圈中的相邻的2个检测线圈111a、111b的俯视图。图22示出了异物120位于检测线圈111a的中心部之上的状况。
图23是示意性示出图22的A12-A12’线处的检测线圈111a、111b和异物120的截面、以及检测线圈111a的周边的磁场分布的图。在此,由于在检测线圈111a上存在异物,所以仅向检测线圈111a输入了检测信号。如此,在专利文献2的结构中,同时仅向1个检测线圈(组)输入检测信号。
如图23所示,在使用2个检测线圈111a、111b的情况下,磁场分布也与图20所示的检测线圈为1个的情况下的磁场分布是同样的。因此,在专利文献2的结构中,也无法在远离线圈面的位置使磁场足够强。在这样的结构中,难以扩大能够以高精度检测异物的高度方向上的距离。
另一方面,专利文献3公开了具备多个异物检测线圈的送电装置。多个送电线圈各自与异物检测部连接,也被用作用于检测异物的线圈。在专利文献3中公开了:多个异物检测部也可以同时进行多个部位的异物检测。然而,由于每次进行检测工作的线圈是1个,所以与专利文献1和2的结构同样,在远离线圈面的场所无法使磁场增强。因此,难以扩大能够以高精度检测异物的距离。
本申请的发明人从上述考察发现了如下的新问题:即使使用如专利文献2和3所公开的排列有多个检测线圈的异物检测装置,在检测线圈与异物的距离大的情况下,也无法以高精度检测异物。在专利文献1~专利文献3的结构中,难以扩大能够以高精度检测异物的距离。尤其是,难以扩大高度方向上的距离。
在无线电力传送系统中,要求在使送电线圈与受电线圈的间隔保持为一定的距离的状态下,尽可能不使从送电线圈产生的磁场变化,对受电线圈稳定地输送电力。
送电时的功率例如是1W~50kW左右。若在送电期间有异物侵入到2个线圈之间,则异物有可能会发热。
另一方面,在异物检测工作时从检测线圈发送的信号的功率例如是10mW~100mW程度。从检测线圈发送的信号的功率与送电时的功率相比非常小(例如,送电时的功率的大约千分之一以下)。因此,在异物检测工作时,不存在由异物的发热引起的危险性。
在送电线圈和检测线圈中,由于目的不同,所以输出的功率当然大不相同。例如,若不检测异物就进行送电,则如上所述,异物有可能会发热。
如以上那样,在无线电力传送系统中,渴求扩大能够以高精度检测异物的距离。根据以上的考察,本申请的发明人想到了以下公开的各技术方案。
本公开的一技术方案的异物检测装置,具备:
第1线圈,其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线;
第2线圈,其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线,从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;以及
1个异物检测电路,其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第3端子,在所述第1线圈与所述第2线圈之间,使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥,所述第2预定波形的极性与所述第1预定波形的极性相同,
测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈的任一线圈的阻抗值的变化量,
在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物,
所述第2端子和所述第4端子的电位与物检测电路的基准电位相同。
根据上述技术方案,
异物检测装置具备:第1线圈,其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线;第2线圈,其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线,从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;以及异物检测电路。
异物检测电路将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第3端子,所述第2预定波形的极性与所述第1预定波形的极性相同。并且,在所述第1线圈与所述第2线圈之间,使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥。由此,能够增强第1线圈的上侧和第2线圈的上侧的磁场。
然后,测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量。并且,在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物。
由此,不仅能够配置多个线圈来扩大检测异物的范围,还能够增强检测线圈的上侧的磁场而以高精度检测位于第1线圈或第2线圈的上侧的异物。
其结果,能够扩大能够以高精度检测异物的范围(尤其是高度方向上的范围)。
进而,由于能够使用通用的检测线圈,所以能够抑制部件数、尺寸以及制造成本的增大。
在此,“阻抗值的变化量”是指相对于在第1线圈~第3线圈的附近不存在异物时所检测的阻抗值的变化量。即,在第1线圈和第3线圈的附近不存在异物时的阻抗值与当前的阻抗值之差为“阻抗值的变化量”。“测定阻抗值的变化量”不仅意味着直接测定阻抗值的变化量,还广泛地意味着测定根据阻抗的变化而变化的其他物理量的变化量。通过测定这些物理量,能够间接地测定阻抗的变动。根据阻抗的变化而变化的物理量可以包括第1线圈和第3线圈的至少一方的电压值、电流值、电压或电流的频率、电感值、耦合系数或者Q值等。测定第1检测信号和第2检测信号的至少一方的反射信号、或者将第1检测信号和第2检测信号的反射信号合成后的信号的频率和/或振幅等的变化量也相当于“测定阻抗的变化量”。这些定义对于以下的公开内容也同样适用。
以下,对本公开的更具体的实施方式进行说明。在以下的说明中,根据需要而使用图中的XYZ坐标。
(实施方式1)
图1是示意性地示出第1实施方式的异物检测装置100的图。异物检测装置100具备检测线圈11a、11b和检测异物的异物检测电路10。以下,有时将检测线圈简称作“线圈”。检测线圈11a和11b在同一平面上沿着一个方向接近配置。图1表示在与检测线圈11b对向的位置存在异物20的状况。异物检测电路10以使得在2个检测线圈11a和11b中同时流动方向彼此相同的电流的方式输出检测信号S。由此,在线圈11a与11b之间,使来自线圈11a的磁场与来自线圈11b的磁场相排斥。然后,基于因异物20的有无而产生的线圈11a和线圈11b中的至少一方的阻抗值的变化量来检测异物20。
虽然在图1中示出了2个检测线圈11a和11b,但也可以排列有更多的检测线圈。各线圈在卷绕的导线的两端具有2个端子。一方的端子与异物检测电路10的基准电位为相同电位,另一方的端子连接于异物检测电路10的输出端子。在此,“基准电位”是指成为异物检测电路10所输出的检测信号的基准的电位,典型地是接地电位。异物检测电路10的“输出端子”是指输出用于检测异物的检测信号S的端子。以下,虽然设为基准电位是接地电位,但基准电位也可以是任意的电位。
异物检测电路10在某一定时,使相同方向的电流在从多个检测线圈选择出的相邻的2个检测线圈11a和11b中流动。在另一定时,使相同方向的电流在与检测线圈11a和11b的对不同的相邻的2个检测线圈的对(例如,检测线圈11b和未图示的第3检测线圈)中流动。该控制通过切换从异物检测电路10输出的检测信号S的发送目的地来实现。这样,异物检测电路10在依次切换作为检测信号S的发送目的地的2个线圈的同时进行异物检测工作。由此,能够在配置有多个检测线圈的整个区域中进行异物检测。以下,为了简化,仅着眼于图1所示的2个检测线圈11a和11b来对更具体的结构和工作进行说明。
检测线圈11a和11b分别是具有2个端子的卷绕的导线。第1线圈11a具有第1端子T1和第2端子T2。第2线圈11b具有第3端子T3和第4端子T4。第1端子T1和第3端子T3是位于绕组线的外侧的外侧端子。第2端子T2和第4端子T4是位于绕组线的内侧的内侧端子。在图1中,用箭头示出了各导线的卷绕方向。本实施方式中的卷绕方向是从外侧端子T1和T3分别朝向内侧端子T2和T4的方向,是顺时针的方向。但是,本公开不限于这样的卷绕方向。
外侧端子T1和T3连接于异物检测电路10的输出端子,接收异物检测电路10所输出的检测信号。内侧端子T2和T4连接于地面(接地)。外侧端子T1和T3可以配置在从绕组线的外侧的部分到异物检测电路10之间的任意位置。内侧端子T2和T4可以配置在从绕组线的内侧的部分到地面之间的任意位置。外侧端子和内侧端子也可以分别是直接连接于异物检测电路10的接点和直接连接于地面的接点。在该情况下,与图1所示的例子不同,有时无法清楚地看到端子。在以下的说明中所参照的图中,有时省略表示端子的“●”记号的记载。
各外侧端子和各内侧端子与异物检测电路10和地面之间的连接关系也可以与前述的关系相反。即,也可以是各外侧端子连接于地面,而各内侧端子连接于异物检测电路10的输出端子。根据各线圈的导线的卷绕方式,也可能存在不清楚2个端子中哪一个为外侧哪一个为内侧的技术方案。本公开也包括这样的技术方案。
异物检测电路10向相邻的2个检测线圈11a和11b发送(在本公开中,也表述为“输出”)具有预定波形的检测信号S。异物检测电路10接收通过检测信号S被2个检测线圈11a和11b反射而产生的反射信号。基于反射信号来判断在检测线圈11a或11b的上侧有无异物。检测信号S分支为流向相邻的2个检测线圈11a和11b中的一方的第1检测信号和流向另一方的第2检测信号。第1检测信号的波形和第2检测信号的波形实质上相同,具有相同的极性。在图1所示的例子中,第1检测信号被发送到检测线圈11a的外侧端子T1,第2检测信号被发送到检测线圈11b的外侧端子T3。由此,在由第1和第2检测信号引起的2个电流中的一方在包含检测线圈11a和11b的面上顺时针流动时,另一方也在包含检测线圈11a和11b的面上同样地顺时针流动。即,在2个检测线圈11a和11c中流动相同方向的电流。
检测信号S例如可以是交流信号或脉冲信号。脉冲信号既可以是单极性,也可以是双极性。在图1中,作为一例而示出了检测信号S是正弦波状的交流信号的例子。
图2是示意性示出图1的A1-A1’线处的检测线圈11a和11b的截面和所生成的磁场的图。异物检测电路10观测来自检测线圈11a和11b的反射信号。由此,判断检测线圈11a或11b的上侧有无异物20。如图2所示,检测线圈11a和11b接收从异物检测电路10发送出的检测信号S而在其附近生成磁场。在某一瞬间,在检测线圈11a中流动顺时针的电流,在检测线圈11b中也流动顺时针的电流。在另一瞬间,在检测线圈11a中流动逆时针的电流,在检测线圈11b中也流动逆时针的电流。图2例示了在双方的线圈中都流动有逆时针的电流的状况。由此,2个线圈产生同样的磁场。但是,由于检测线圈11a和11b接近配置,所以如图2所示,彼此接近的一侧的磁场在X方向上被压缩而在Z方向上被增强。换言之,检测线圈11a和11b之间的磁场相排斥,磁场在Z方向上被增强。此时,若异物20存在于检测线圈11a或11b的上侧,则磁场的一部分被遮蔽,反射信号产生变化。当异物20与检测线圈11a或11b之间产生电容时,检测线圈11a或11b的电感会因电容而变化。与此相应地,反射信号的频率也会变化。若检测线圈11a或11b的电感降低,则反射信号的频率增大,若检测线圈11a或11b的电感增大,则反射信号的频率降低。在异物20通过感应电流而加热时,检测信号的能量被消耗,反射信号的振幅减少。反射信号的变化通过直接测定反射信号或者测定发送出的检测信号与接收到的反射信号的合成信号来检测。
异物检测电路10例如以如下方式来判断有无异物20。首先,预先测定在检测线圈11a和11b的附近不存在异物20时的反射信号或合成信号的频率和/或振幅,将该值作为基准值而存储于存储器。在检测到具有与该基准值不同的频率和/或振幅的反射信号或合成信号时,判断为存在异物20。
在此,虽然说明了基于接收到的反射信号或合成信号的频率和/或振幅的变化来判断有无异物,但如前所述,也可以基于根据阻抗的变化而变化的其他物理量的变化来判断有无异物。这对以下公开的其他技术方案也同样适用。
接着,参照图3,对本实施方式中的异物检测装置的工作的一例进行说明。
首先,开始异物检测装置的工作(步骤S1)。例如,进行装置(IC、存储器等)的初始化等工作。之后,执行异物检测处理(步骤S2)。在异物检测处理中,首先,异物检测电路10将检测信号S向第1线圈11a和11b发送(步骤S11)。检测信号S分支为在第1线圈11a中流动的第1检测信号(也称作“检测信号1”)和在第2线圈11b中流动的第2检测信号(也称作“检测信号2”)。因这2个信号而在第1线圈11a和第2线圈11b中流动顺时针或逆时针的电流。其结果,产生来自第1线圈11a的磁场与来自第2线圈11b的磁场的合成磁场。在此,“合成磁场”是指第1线圈11a生成的磁场和第2线圈11b生成的磁场的整体。该合成磁场根据有无异物20而变化。因此,第1检测信号和第2检测信号的反射信号根据因有无异物而引起的合成磁场的变化而变化。
接着,异物检测电路10检测因有无异物而变化的反射信号的变化(步骤S12)。
接着,异物检测电路10判定与因有无异物而产生的合成磁场的变化对应的反射信号的变化量是否超过了预定的阈值(步骤S13)。在此,反射信号的变化量是指在第1线圈11a和第2线圈11b的附近不存在异物时的反射信号的频率或振幅等的值与异物检测电路10所检测到的反射信号的频率或振幅等的值之差。异物检测电路10在反射信号的变化量超过了预定的阈值时,判断为在第2线圈11b的上侧存在异物(步骤S14),否则,判断为不存在异物(步骤S15)。在判断为存在异物的情况下,异物检测电路10反复进行步骤S11~S14的工作,直到判断为不存在异物。
在反射信号的变化量未超过预定的阈值时,异物检测电路10输出表示不存在异物的信号(步骤S3)。该信号在异物检测装置是无线电力传送系统的一部分的情况下,例如可以发送给该系统中的送电装置。送电装置接收该信号而进行例如开始送电工作等工作。表示不存在异物的信号可以与送电装置无关地发送给需要有无异物的信息的任意设备。
接着,参照图4A~图4D,对本实施方式中的异物检测装置的效果进行说明。
图4A是示意性示出图1所示的异物检测装置100的实际安装例中的检测线圈11a和11b的俯视图。检测线圈11a中的从导线的外侧端子向内侧端子的卷绕方向与检测线圈11b中的从导线的外侧端子向内侧端子的卷绕方向彼此相同。各线圈的外周的直径为56mm。各线圈的导线的卷绕数为12圈。检测线圈11a与11b的中心间隔为58mm。在检测线圈11a的中心的位置配置有20×20×1[mm]的长方体的包含铁的异物20。在使检测线圈11b的上面与异物20a的下面的距离变化的同时,测定了Q值的变化率。检测线圈11a和11b的供电点连接于输出检测信号S的异物检测电路。检测线圈11a和11b以使得在各线圈中流动相同方向的电流的方式接线于异物检测电路。
图4B是示出第1比较例中的异物检测装置的检测线圈11a的俯视图。该异物检测装置仅包括图4A所示的2个检测线圈中的检测线圈11a。在检测线圈11a的中心的位置配置有20×20×1[mm]的长方体的包含铁的异物20。在使检测线圈11a的上面与异物20a的下面的距离变化的同时,测定了Q值的变化率。检测线圈11a的供电点连接于输出检测信号S的异物检测电路。
图4C是示出第2比较例中的异物检测装置的检测线圈11a~11c的俯视图。该异物检测装置具有排成1列的3个检测线圈11a~11c。检测线圈11a~11c各自具有与图4A的实施例中的检测线圈11a相同的构造。在中央的检测线圈11b的中心的位置配置有20×20×1[mm]的长方体的包含铁的异物20。在使检测线圈11a的上面与异物20a的下面的距离变化的同时,测定了Q值的变化率。检测线圈11a~11c的供电点连接于输出检测信号S的异物检测电路。检测线圈11a~11c以使得在各检测线圈中流动相同方向的电流的方式接线于异物检测电路。
图4D是示出图4A~4C的各结构中的由异物20引起的Q值(=2πfL/R,f:频率,L:电感,R:电阻)的变化率的距离依存性的图表。针对图4A所示的检测线圈11a和11b,测定了存在异物20时的Q值(根据合成阻抗算出的Q值:Q1),并计算了相对于不存在异物时的Q值(Q01)的变化率ΔQ1。同样,针对图4B所示的检测线圈11a,测定了存在异物20时的Q值(Q2),并计算了相对于不存在异物时的Q值(Q02)的变化率ΔQ2。针对图4C所示的检测线圈11a~11c,也测定了存在异物20时的Q值(根据合成阻抗算出的Q值:Q3),并计算了相对于不存在异物时的Q值(Q03)的变化率ΔQ3。Q值的变化率ΔQ1~ΔQ3由以下式子表示。
ΔQ1=(Q1-Q01)/Q01×100[%](图4A)
ΔQ2=(Q2-Q02)/Q02×100[%](图4B)
ΔQ3=(Q3-Q03)/Q03×100[%](图4C)
从图4D可知,不论线圈面与异物之间的距离是何值,实施例中的Q值的变化率ΔQ1都比比较例中的Q值的变化率ΔQ2和ΔQ3大。在线圈面与异物之间的距离超过了10mm的情况下,变化率ΔQ1的下降也比变化率ΔQ2和ΔQ3的下降小。即,在使用了2个检测线圈的实施例的结构中,与使用了单一的检测线圈或3个检测线圈的比较例的结构相比,可得到更稳定的输出。这是因为,如图2所示,来自2个检测线圈11a和11b的合成磁场在由检测线圈11a和11b夹着的区域中被压缩,其上侧的磁场被增强。
在使用了3个线圈的图4C的结构中,与使用了相邻的2个线圈的图4A的结构相比,Q的变化率降低。该变化率ΔQ3呈现出了与使用了1个线圈的图4B的结构中的变化率ΔQ2相近的值。可认为其原因如下。当异物存在于线圈的附近时,会给线圈所生成的磁场分布造成强烈的影响而使Q值变化。可认为,若过度增加线圈的数量,则1个线圈相对于线圈整体的影响变小,因此,结果导致Q的变化率降低。
由上可知,在供电的线圈的数量为2个的情况下,Q值的变化率最大,检测灵敏度提高。
对本实施方式中的2个线圈11a和11b以使得在其中同时流动相同方向的电流的方式进行供电。分别向检测线圈11a和11c输入的检测信号可以是在各周期的前半段和后半段中具有翻转的波形的周期性信号(例如,正弦波等交流信号)。此时,在检测线圈11a和11c中流动实质上相位相同(相位差大致为0)的检测信号或电流。由此,能够以高精度检测存在于检测线圈11a和11b的上侧的异物。在此,“实质上相位相同”是指在检测线圈11a和11b中分别流动的2个检测信号或2个电流的相位差处于能够检测出检测线圈11a和11b的上侧的异物20的范围内。虽然只要2个检测信号或电流的相位差为0度±90度就能够得到效果,但更优选的相位差的范围为0度±45度。
如以上所说明,根据本实施方式中的异物检测装置,能够在抑制部件数、尺寸以及制造成本增大的同时,更可靠地检测离开2个检测线圈的异物。
接着,对关于给检测灵敏度造成影响的电感的研究结果进行说明。
图5A是示出与图4A同样的实际安装例的图。图5A表示异物位于检测线圈11b之上的状况。图5B是示出以逆相位对相邻的2个检测线圈11a和11b供电的异物检测装置的比较例的图。图5C是示出图5A、图5B以及图4B的各结构中的不存在异物的情况下的电感的值的测定结果的图。
图5B所示的2个检测线圈11a和11b与图4A所示的2个检测线圈11a和11b相同。在该比较例中,从异物检测电路输出的1个检测信号被分开输入到检测线圈11a的内侧端子(或外侧端子)和检测线圈11b的外侧端子(或内侧端子)。其结果,在检测线圈11a和11b中流动彼此逆相的检测信号(即逆相的电流)。在相邻的检测线圈11a和11b的一方中流动有顺时针的电流时,在另一方中流动逆时针的电流。由此,生成跨检测线圈11a与检测线圈11b之间的合成磁场。
此外,作为以逆相位对2个检测线圈供电时的研究事项,例如可举出以下的事项。
(a)使2个检测线圈的导线的卷绕方向为同向还是逆向,
(b)从外侧端子和内侧端子的哪个端子输入检测信号,
(c)在使用1个检测信号的情况下,是否使用移相器,
(d)在使用2个检测信号的情况下,是否使这些信号的相位错开大约180度。
通过单独研究这些事项或将其组合起来研究,能够使逆相位的电流在2个检测线圈中流动。
在图5A和图5B的例子中,测定了2个检测线圈11a和11b中的一方的检测线圈的电感的值。针对图4B的例子,也测定了检测线圈11a的电感的值。
如图5C所示,图5A的实施例中的电感与图5B的比较例中的电感为相同程度。双方的电感都为图4B的比较例中的电感的大约一半的值。
若检测线圈的电感变化,则检测信号的频率变化。具体而言,电感越大,则频率越降低。在图5A的结构中,能够提高检测线圈的上侧的检测的灵敏度,但位于2个检测线圈间之上的异物的检测的灵敏度比较低。
因此,在位于相邻的2个检测线圈之间的上方的异物的检测中,与如图5B所示的以逆相位对相邻的2个线圈进行供电的检测方法相组合是有效的。通过组合图5A的结构和图5B的结构,能够可靠地检测位于平行于线圈面的平面上的异物。在这样的结构中,切换2个检测方法来检测异物。在该情况下,希望在2个检测方法中检测信号的频率相同或相近。由此,能够使用同一异物检测电路,所以具有能够削减部件件数和简化检测电路的优点。
为了使2个检测方法中的检测信号的频率接近,希望2个检测方法中的电感相近。如图5C所示,在图5A和图5B的例子中,电感呈现出了非常接近的值。因此,能够容易地将本实施方式中的异物检测装置与图5B所示的实现异物检测方法的异物检测装置相组合。通过这样并用2个异物检测方法,能够在包括相邻的2个检测线圈之间的上方的区域和各检测线圈的中心部之上的区域在内的异物可能发热的区域整体中检测异物。
本实施方式中的异物检测装置,如在第2和第3实施方式中说明那样,可应用于具备1个或多个送电线圈(例如,送电线圈的阵列或大型的送电线圈)的无线送电装置或无线电力传送系统。由此,可发挥能够在送电前或送电中可靠地检测异物这一效果。
以上,虽然主要对具有2个检测线圈的异物检测装置进行了说明,但如前所述,异物检测装置也可以具有更多的检测线圈。以下,参照图6,对具有4个检测线圈的异物检测装置的例子进行说明。
图6是示意性示出第1实施方式的第1变形例的异物检测装置的图。图6所示的异物检测装置具备4个检测线圈11a~11d、异物检测电路10a以及开关13。4个检测线圈11a~11d在1个面上彼此接近而配置。检测线圈11a~11d中的相邻的2个检测线圈(例如11a、11b或者11b、11c)以相同朝向被输入相同相位的检测信号,以使得同时流动相同方向的电流。为了实现这一点,本变形例中的异物检测装置具备对异物检测电路10a与各线圈的电连接状态进行切换的开关13。开关13将相邻的2个检测线圈与异物检测电路10a连接,并将其他检测线圈从异物检测电路10a切断。异物检测电路10a输出检测信号S,而且控制开关13以实现上述工作。
图6示出了向相邻的检测线圈11a和11b发送检测信号的状况。向检测线圈11a发送的检测信号相对于向另一方的检测线圈11b发送的检测信号实质上是相同相位(相位差大致为0)。此时,能够以高精度检测检测线圈11a或11b的上侧的异物。从该状态起,在开关13将检测线圈11b和11c连接于异物检测电路10a的情况下,向一方的检测线圈11b发送的检测信号相对于向另一方的检测线圈11c发送的检测信号实质上是相同相位(相位差大致为0)。此时,能够以高精度检测检测线圈11b或检测线圈11c的上侧的异物。
根据图6所示的异物检测装置,在配置有4个以上的检测线圈的结构中,通过使用至少1个开关,能够以简易的结构高灵敏度地检测多个检测线圈的上侧的异物。
在此,虽然对检测线圈为4个的例子进行了说明,但在检测线圈为3个或5个以上的情况下也同样构成。通过使用这样的包含3个以上的线圈的线圈组,能够实现同样的效果。在这样的结构中,3个以上的线圈各自是具有第1端子和第2端子的卷绕的导线。3个以上的线圈中的相邻的至少2个线圈的从第1端子向第2端子的卷绕方向相同。异物检测电路从线圈组中选择相邻的上述2个线圈(第1线圈和第2线圈)作为供电对象。为此,对将第1线圈和第2线圈与异物检测电路电连接的至少1个开关的连接状态进行控制。在此,第1线圈和第2线圈各自的第2端子连接于电位与异物检测电路的基准电位相同的点。异物检测电路将具有第1预定波形的第1检测信号输出到第1线圈的第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到第2线圈的第1端子,所述第2波形的极性与所述第1预定波形的极性相同。由此,在第1线圈与第2线圈之间,使来自第1线圈的磁场与来自第2线圈的磁场相排斥。异物检测装置测定因有无异物而产生的所述第1线圈或所述第2线圈中的任一方的线圈的阻抗值的变化量,在阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在第1线圈或第2线圈之上存在异物。
至此,虽然举出将多个检测线圈一维配置的例子而进行了说明,但对于二维配置的多个检测线圈,当然也能够得到同样的效果。
(实施方式2)
图7是示出第2实施方式的无线电力传送系统的框图。该无线电力传送系统包括送电装置30和受电装置40。送电装置30具备异物检测电路10、检测线圈11a、11b、送电线圈31a、31b、送电电路32a、32b、通信电路33以及控制电路34。送电电路32a、32b分别连接于送电线圈31a、31b,产生高频电力并输出。送电装置30的控制电路34连接于异物检测电路10、送电电路32a、32b以及通信电路33,对这些电路进行控制。受电装置40具备受电线圈41、受电电路42、通信电路43、控制电路44以及负载45。受电装置40的控制电路44对受电电路42和通信电路43进行控制。送电装置30具备图1所示的异物检测装置(包括异物检测电路10、检测线圈11a、11b)。由此,能够检测送电线圈31a、31b的上侧的异物。
各送电线圈和各检测线圈例如可以是形成于基板的薄型的平面线圈。可以通过一层导电体图案或层叠的多个导电体图案而形成于基板。也可以使用利用了铜线、利兹线、绞合线等的绕组线线圈。
送电电路32a~32c例如可以是全桥型的逆变器、或者D级或E级等的谐振电路。送电电路32a~32c连接于未图示的直流电源,将从直流电源输入的直流电力变换为交流电力并输出。该交流电力由从多个送电线圈31a~31c中选择出的至少1个送电线圈送出到空间。
控制电路34是控制送电装置30整体的工作的处理器。送电电路34例如可以由CPU(Central Processing Unit:中央处理器)与储存有计算机程序的存储器的组合实现,或者由微型计算机(microcomputer)等集成电路实现。
异物检测电路10进行在实施方式1中说明的用于检测异物的工作。异物检测电路10例如可以由微型计算机、脉冲产生器、测定电路、开关电路等多个构成要素的组合实现。测定电路测定随着电路上的电压、电流、频率、电感这样的阻抗的变化而变动的物理量。
通信电路33与受电装置40中的通信电路43通信,例如接收受电装置200的负载45的阻抗等信息。该信息被发送给控制电路43,用于传送频率和传送功率的控制等。
受电电路42可以包括整流电路、频率变换电路、恒压恒流控制电路、通信用的调制解调电路等各种电路。将接收到的高频的交流电力变换为负载45能够利用的直流电力或低频的交流电力。也可以设置测定从受电线圈41输出的电压、电流等的各种传感器。
图8A是示意性示出图7所示的送电装置30的一部分的图。图8A示出了检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b的XY面上的位置关系。图8B是示出图8A的A2-A2’线处的检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b的截面的图。如图8B所示,检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b设置在磁性体基板5上。送电装置30设置在壳体(罩)4内。壳体4由塑料等使电磁场通过的材料构成。
为了将图简化,在图8A中省略了磁性体基板5、壳体4以及其他电路的记载,在图8B中省略了送电装置30内的各电路的记载。在该送电装置30中,在送电线圈31a、31b的外周的外侧分别设置有检测线圈11a、11b。即,与1个送电线圈对应地设置有1个检测线圈。由此,能够可靠地检测可能会在送电线圈31a、31b的上侧发热的异物20。通过将检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b配置在同一个面上,具有能够实现送电装置30自身的薄型化这一效果。进而,根据图8A的结构,通过将送电线圈与检测线圈分开设置,还具有能够与送电工作相独立地检测异物20这一效果。因此,在送电期间内也能够检测异物20。
分别向检测线圈11a、11b输入的检测信号(检测信号1和检测信号2)的频率与输送的电力的频率既可以相同也可以不同。在电力的频率例如为100kHz~200kHz时,检测信号的频率可以是相同或者更高的频率(例如100kHz~2MHz)。
在图8A和图8B的结构中,检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b配置在同一个面上。但是,不限于这样的结构。检测线圈11a、11b也可以分别设置在送电线圈31a、31b之上(例如,送电线圈31a、31b与壳体4之间)。根据这样的结构,具有异物检测的灵敏度提高这一优点。另外,检测线圈11a、11b也可以分别设置在送电线圈31a、31b之下(例如,送电线圈31a与磁性体基板5之间)。由此,具有送电线圈31a、31b的无线电力传送的效率提高这一优点。
在图7~图8B中,作为一例而示出了具备2个送电线圈31a、31b的送电装置的例子,但不限于此,送电装置也可以具备3个以上的送电线圈。
图9A和图9B是示出第2实施方式的变形例的送电装置中的检测线圈11a~11i和送电线圈31的配置的图。图9A示出了检测线圈11a~11i和送电线圈31的XY面上的位置关系。图9B是示出图9A的A3-A3’线处的检测线圈11a~11i和送电线圈31的截面的图。为了将图简化,在图9A中省略了磁性体基板5、壳体4以及其他电路,在图9B中省略了送电装置内的各电路。
图9A和图9B示出了在1个大型的送电线圈31之上配置有更小的多个检测线圈11a~11i的例子。在该例子中,检测线圈11a~11i在送电线圈31的上方配置在与送电线圈31平行的1个面上。通过这样将比送电线圈31小的多个检测线圈11a~11i二维排列,具有能够以高精度检测相对于送电线圈31为小型的异物20这一效果。进而,根据图9A和图9B的结构,与图8同样,由于送电线圈与检测线圈分开设置,所以能够与送电工作相独立地检测异物20。即,具有在送电期间中也能够检测异物20这一效果。
在本实施方式中,虽然多个检测线圈沿着送电装置的壳体4的上面设置,但不限于这样的例子。多个检测线圈也可以设置于由送电线圈产生的磁场所通过的任意场所。例如,也可以在包围送电线圈的曲面上的任意场所配置有多个检测线圈。
由上可知,根据本实施方式的送电装置,通过在进行送电的过程中也进行异物的检测,具有能够防止危险于未然这一效果。
以下,参照图10,对本实施方式中的送电装置的工作的一例进行说明。
首先,开始送电装置的工作(步骤S21)。例如,进行电源接入后的装置(IC、存储器等)的初始化等工作。之后,在输送电力(步骤S24~S25)的期间,执行异物检测处理(步骤S22)。在异物检测处理中,首先,异物检测电路10发送检测信号(步骤S31)。接着,通过在实施方式1中说明的方法,检测反射信号的变化(步骤S32)。接着,判定反射信号的变化量是否超过了预定的阈值(步骤S33)。在该判定为是的情况下,判定为存在异物(步骤S35)。在该情况下,停止送电(步骤S23),并结束送电装置的工作(步骤S27)。在步骤S33的判定为否的情况下,判定为不存在异物(步骤S34)。在该情况下,反复进行步骤S31~S34,直到在异物检测处理(步骤S22)的步骤S33中判定为存在异物为止(即,直到检测到异物的侵入而停止送电为止)。但是,在并列进行的送电工作在步骤S26中完成而切断了送电装置的电源等情况下,送电装置的工作结束(步骤S27)。在步骤S34中判定为不存在异物之后,也可以不立刻返回步骤S31,而是在等待了预先设定的预定的时间之后再发送检测信号。由此,能够抑制不必要的功耗。
此外,在送电结束后再次判定为不存在异物而开始送电的情况下,也可以从异物检测电路10与多个检测线圈电连接的状态切换成送电电路与送电线圈电连接的状态,开始送电。这样的控制由图7所示的控制电路34进行。
另外,在判定为不存在异物而开始送电的情况下,也可以使用相邻配置的2个送电线圈来进行送电。由此,具有与1个送电线圈相比能够向更大型的受电线圈输送电力这一效果。在该情况下,在2个送电线圈中流动的交流电力的方向为相同方向即可。
(实施方式3)
图11是示出第3实施方式中的无线电力传送系统的框图。该无线电力传送系统包括送电装置30a和受电装置40。送电装置30a具备异物检测电路10、送电线圈31a、31b、送电电路32a、32b、通信电路33、控制电路34a以及开关电路35。控制电路34a对异物检测电路10、送电电路32a、32b、通信电路33以及开关电路35进行控制。受电装置40具有与图7所示的受电装置40同样的结构。
送电装置30a使送电线圈31a、31b也作为图7所示的检测线圈11a、11b来进行工作。即,送电线圈31a、31b既用于送电也用于检测异物。开关电路35将送电电路32a、32b的至少一方连接于送电线圈31a、31b的至少一方,或者将异物检测电路10连接于送电线圈31a、31b。
在将送电电路32a、32b的至少一方连接于送电线圈31a、31b的至少一方时,能够从送电装置30a向受电装置40输送电力。在将异物检测电路10连接于送电线圈31a、31b时,能够检测这些线圈的上侧的异物。由此,能够省略图7所示的检测线圈11a、11b,因此,通过削减部件件数,具有降低成本的效果。进而,由于能够共用线圈这一比较大型的部件,所以能够实现送电装置的小型化、轻量化以及薄型化。其结果,也具有设计的幅度变大这一效果。
图12是示出图11所示的送电装置30a的一部分的图。图12示出了送电线圈31a和31b的XY面上的位置关系。为了将图简化,在图12中省略了送电线圈31a、31b、送电电路32a、32b、开关电路35、异物检测电路10以外的构成要素的记载。多个送电线圈31a、31b在1个面上具有相同卷绕方向的绕组线,彼此接近而配置。异物检测电路10生成具有预定波形的检测信号S并输出。该检测信号S分支为2个检测信号1、2,并经由开关电路35分别被输入到检测线圈31a、31b的外侧端子。
通过从异物检测电路10发送出的检测信号S,在2个检测线圈31a、31b中流动同一方向的电流。由此,形成与图2所示的合成磁场同样的合成磁场,能够检测存在于送电线圈31a、31b的上侧的异物。开关电路35包括开关35a和35b。在检测异物时,开关35a将送电线圈31a连接于异物检测电路10,在送电时,开关35a将送电线圈31a连接于送电电路32a。关于开关35b也是同样,在检测异物时,开关35b将送电线圈31b连接于异物检测电路10,在送电时,开关35b将送电线圈31b连接于送电电路32b。这些开关工作由图11所示的控制电路34a进行。由此,能够将送电线圈31a和31b既用于输送电力又用于检测异物。这样,根据图11和图12的结构,能够由单一部件构成检测线圈和送电线圈。因此,具有能够将送电装置和无线电力传送系统的制作成本抑制得低这一效果。
图13是示出第3实施方式的第1变形例的无线电力传送系统中的送电装置的一部分的图。这是与图6所示的使用4个检测线圈的结构对应的结构例。图13所示的异物检测电路10a和送电线圈31a~31d与图6所示的异物检测电路10a同样地构成。送电线圈31a~31d在1个面上具有相同卷绕方向的绕组线。在检测异物时,相邻的2个送电线圈(例如,送电线圈31a和31b)通过开关13而连接于异物检测电路10a。本变形例中的异物检测的工作与参照图6所说明的工作是同样的。送电工作与异物检测工作的组合与参照图12所说明的工作是同样的。根据图13的结构,能够由单一部件构成检测线圈和送电线圈。因此,具有能够将送电装置和无线电力传送系统的制作成本抑制得低这一效果。
在第2实施方式和第3实施方式的送电装置中,通过使用本公开的异物检测装置来检测异物,具有能够防止危险于未然这一效果。以下,参照图14,对用于实现该效果的工作的一例进行说明。
在开始送电装置的工作(步骤S41)之后,执行异物检测处理(步骤S42)。图14所示的异物检测处理与图3所示的异物检测处理(步骤S2)是同样的。
在该异物检测处理中,首先,异物检测电路10将检测信号发送给2个线圈(步骤S51)。接着,通过在实施方式1中说明的方法,进行反射信号的变化的检测(步骤S52)和反射信号的变化量是否超过了预定的阈值的判定(步骤S53)。
在判定为不存在异物的情况下(步骤S55),开始送电(步骤S43),并持续送电直到结束送电装置的工作为止(步骤S43~S46)。另一方面,在判定为存在异物的情况下(步骤S54),反复执行步骤S51~S54,直到在步骤S55中判定为不存在异物为止。但是,在中途切断了送电装置的电源等情况下,立即结束。
也可以构成为,在持续异物检测处理(步骤S42)直到预先设定的预定的时间之后,仍存在异物的情况下,切断送电装置的电源。由此,能够抑制不必要的功耗。
由上可知,通过使用具备异物检测装置的送电装置在送电开始前进行异物的检测,能够防止发热等危险于未然。
在送电装置中,也可以在进行送电之前进行异物检测处理,并且在进行送电的过程中也进行异物检测处理。这样一来,能够防止危险于未然这一效果进一步提高。以下,参照图15,对这样的工作的一例进行说明。
在开始了送电装置的工作(步骤S21)之后,在送电前进行异物检测处理(步骤S61:与图14的步骤S42同样)。在确认了不存在异物之后,开始送电(步骤S24),并且进行送电期间的异物检测处理(步骤S22:与图10的步骤S22同样)。图15中的步骤S21~S27的工作分别与图10中的步骤S21~S27是同样的。图15中的步骤S61的工作与图14的步骤S42是同样的。因此,省略这些步骤的说明。
根据图15所示的送电处理,能够在送电前检测异物,并在送电期间也检测出异物的混入而停止送电。因此,可得到安全性进一步提高这一效果。
(变形例)
在附图中,虽然作为检测线圈和送电线圈而示出了圆形或四边形的线圈,但不限于此。例如,也可以是正方形、长方形、长圆、椭圆以及其他线圈形状。
在第2和第3实施方式中,虽然举出了送电装置和受电装置具备通信电路的结构的例子,但不限于此。也可以构成为,送电装置和受电装置的一方具备发送电路,另一方具备接收电路,从而进行单向的通信。由此,能够简化电路结构,所以具有削减成本的效果。在输送、接受预先决定的值的电力的情况下,无需通信,也可以构成不包括通信电路。由此,通过削减通信电路,具有削减成本的效果。
在第2和第3实施方式中,虽然示出了在送电装置30、30a中通信电路33连接于送电线圈31a、31b,使用送电线圈31a、31b进行通信的结构,但不限于此。例如,也可以构成为通信电路33连接于其他天线或其他线圈。在受电装置40中也是同样,虽然示出了使用受电线圈41进行通信的结构,但不限于此。例如,也可以构成为通信电路43连接于其他天线或其他线圈。
在第2和第3实施方式中,虽然说明了每个送电线圈31a、31b分别连接有送电电路32a、32b的例子,但不限于此。也可以构成为1个送电电路连接于所有的送电线圈31a、31bc。由此,能够减少送电电路的个数,可实现成本的削减。也可以构成为,1个送电电路经由开关而选择性地连接于送电线圈31a、31b的一方。由此,能够仅向需要送电的送电线圈供给电力,能源的浪费减少,可实现传送效率的提高。
在第2和第3实施方式中,磁性体基板5具有比配置检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b的区域大的面积。由此,能够降低配置于线圈的下侧的金属等(例如金属制桌子的上板)对检测线圈11a、11b和送电线圈31a、31b的影响。在图8A和图8B中,虽然说明了使用1个大面积的磁性体基板5的例子,但不限于此。例如,也可以按送电线圈与检测线圈的每个组而设置单独的磁性体基板。由此,能够削减不必要的部位的磁性体,能够降低部件成本。
(其他实施方式)
本公开的技术不限定于上述实施方式,能够实施多种多样的变形。以下,对具备上述异物检测装置的无线送电装置以及具备无线送电装置和无线受电装置的无线电力传送系统的其他实施方式的例子进行说明。
图16是示出在送电装置61之上放置有具备受电装置的智能手机62的状态的图。送电装置61具备上述的任一异物检测装置。在开始送电之前,异物检测装置判断送电装置61上有无异物。其结果,在判断为送电装置61上不存在异物的情况下,送电装置61内的送电电路以无线方式向智能手机62内的受电装置输送交流电力。送电装置61和智能手机62内的受电装置构成了无线电力传送系统。
由此,由于在开始送电之前检测异物,所以能够防止异物的发热的危险性于未然。
另外,在上述送电装置中,在进行送电的过程中,也能够使用上述异物检测装置进行异物的检测,从而防止危险于未然。
图17是示出具备无线电力系统的停车场的图。车辆72具备具有受电线圈72a的受电装置。在大致垂直于道路而立的例如作为车挡的墙中设置有送电装置71。送电装置71具备上述的任一异物检测装置。送电线圈71a埋入道路,通过电缆与送电装置71相连。
在送电装置71开始送电之前,上述异物检测装置判断送电线圈71a上有无异物。在判断为送电线圈71a上不存在异物,而且车辆72内的受电线圈72a与送电线圈71a对位已完成的情况下,经由电缆从送电装置71向送电线圈71a输送高频电力。然后,以无线方式从送电线圈71a向受电线圈72a输送高频电力。
由此,由于在开始送电之前检测异物,所以能够防止异物的发热的危险性于未然。
另外,在上述送电装置71中,在进行送电的过程中,也能够使用上述异物检测装置进行异物的检测,从而防止危险于未然。
图18是示出以非接触方式从墙壁80向在医院等中使用的机器人90传送电力的无线电力传送系统的结构例的图。在该例子中,在墙壁80埋入了直流电源81和送电装置82。送电装置82例如具备控制电路83、送电电路84、送电线圈85、异物检测电路86以及检测线圈87。送电装置82例如可以与图10所示的送电装置30同样地构成。机器人90具备包括受电线圈92和受电电路93的受电装置91。受电装置91可以与图10所示的受电装置40同样地构成。机器人90还具备二次电池94、驱动用电动马达95以及用于移动的多个车轮96。
根据这样的系统,例如能够以非接触方式从墙壁80向医院内的机器人90传送电力,能够不借助人的手而自动进行充电。
由此,由于在开始送电之前检测异物,所以能够防止异物的发热的危险性于未然。
另外,在送电装置80中,在进行送电的过程中,也能够使用上述异物检测装置进行异物的检测,从而防止危险于未然。
在此公开的实施方式在所有方面都是例示,而不是意在进行限定。本公开的范围不是由以上的说明决定,而是由权利要求书决定,意在包含包括与权利要求书等同的含义和范围内的变形在内的所有技术方案。
本公开包括以下项目所记载的异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统。
[项目1]
一种异物检测装置,具备:
第1线圈,其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线;
第2线圈,其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线,从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;以及
1个异物检测电路,其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第3端子,在所述第1线圈与所述第2线圈之间使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥,并且,测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量,在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物,所述第2预定波形的极性与所述第1预定波形的极性相同,
所述第2端子和所述第4端子的电位与物检测电路的基准电位相同。
根据上述技术方案,
异物检测装置具备:第1线圈,其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线;第2线圈,其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线,从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;以及异物检测电路。
异物检测电路将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第3端子,所述第2预定波形的极性与所述第1预定波形的极性相同。并且,在所述第1线圈与所述第2线圈之间使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥。由此,能够增强第1线圈的上侧和第2线圈的上侧的磁场。
然后,测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量。并且,在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物。
由此,不仅能够配置多个线圈来扩大检测异物的范围,还能够增强检测线圈的上侧的磁场而以高精度检测位于第1线圈或第2线圈的上侧的异物。
其结果,能够扩大能够以高精度检测异物的范围(尤其是高度方向上的范围)。
进而,由于能够使用通用的检测线圈,所以能够抑制部件数、尺寸以及制造成本的增大。
[项目2]
根据项目1所述的异物检测装置,
所述第1端子和所述第3端子分别是配置于所述第1线圈和所述第2线圈的外侧的外侧端子和配置于所述第1线圈和所述第2线圈的内侧的内侧端子中的任一方的端子,
所述第2端子和所述第4端子分别是所述第1线圈和所述第2线圈的所述外侧端子和所述内侧端子中的另一方的端子。
[项目3]
根据项目1或2所述的异物检测装置,所述第1线圈和所述第2线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上排列。
根据上述技术方案,
通过将第1线圈和第2线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上配置成一列,从第1线圈和第2线圈放出的磁场分布变得均匀,能够以高精度检测异物。
[项目4]
根据项目1~3中任一项所述的异物检测装置,
所述第1检测信号和所述第2检测信号是交流信号或脉冲信号。
根据上述技术方案,
作为第1检测信号和第2检测信号而使用交流信号的情况比较适合异物的侵入多的情况和/或长时间使用的情况。在交流信号的情况下,由于电力慢慢变动,所以在连续长时间使用的情况下,能够减少对第1线圈和第2线圈的负担。另外,作为第1检测信号和第2检测信号而使用脉冲信号的情况比较适合异物的进入少的情况。在脉冲信号的情况下,容易产生间歇信号,能够削减功耗而进行异物的检测。
[项目5]
根据项目1~4中任一项所述的异物检测装置,
所述异物检测电路将所述第1检测信号和所述第2检测信号分别同时输出到所述第1线圈和所述第2线圈。
根据上述技术方案,
由于第1检测信号和第2检测信号的相位不存在偏离,所以从第1线圈和第2线圈放出的磁场分布变得均匀,能够以高精度检测异物。
[项目6]
一种无线送电装置,具备:
项目1~5中任一项所述的异物检测装置;
送电线圈;以及
送电电路,其向所述送电线圈输送高频电力。
根据上述技术方案,
由于具备能够扩大能够以高精度检测异物的范围的本公开的异物检测装置,所以能够扩大送电电路输送高频电力的范围。
另外,在第1线圈和第2线圈与送电线圈是彼此独立的线圈的情况下,即使在输送高频电力时,也能够检测异物的侵入,所以能够防止异物的发热。
[项目7]
根据项目6所述的无线送电装置,
具备在内部配置有所述送电线圈的壳体,
所述第1线圈和所述第2线圈各自的外周比所述送电线圈的外周小,
所述第1线圈和所述第2线圈配置于所述壳体的主面与所述送电线圈之间。
根据上述技术方案,
由于第1线圈和第2线圈各自的外周比送电线圈的外周小,所以也能够检测与送电线圈相比较小的异物。
[项目8]
根据项目6所述的无线送电装置,
将所述第1线圈和所述第2线圈中的至少一方兼用作所述送电线圈。
根据上述技术方案,
由于将第1线圈和第2线圈中的至少一方兼用作送电线圈,所以能够削减成本。另外,能够谋求装置的薄型化、轻量化。
[项目9]
根据项目6~8中任一项所述的无线送电装置,
所述第1检测信号的功率和所述第2检测信号的功率比所述高频电力小。
根据上述技术方案,
由于在异物检测电路判断为在由第1线圈和第2线圈形成的磁场内不存在异物之后使送电电路输送高频电力,所以能够安全地进行送电。
[项目10]
根据项目6~9中任一项所述的无线送电装置,
还具备控制电路,该控制电路在所述异物检测电路判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上不存在异物之后,使所述送电电路输送所述高频电力。
[项目11]
一种无线电力传送系统,具备:
项目6~10中任一项所述的无线送电装置;和
无线受电装置。
[项目12]
一种异物检测装置,具备:
线圈组,其是包括3个以上的具有第1端子和第2端子的卷绕的导线即线圈的线圈组,包括相邻的第1线圈和第2线圈,所述第1线圈和所述第2线圈中的从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;
异物检测电路,其从所述线圈组中选择相邻的所述第1线圈和所述第2线圈;以及
至少1个开关,其将所述第1线圈和所述第2线圈与所述异物检测电路电连接,
所述异物检测电路,
将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有与所述第1预定波形相同的极性的第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第1端子,
在所述第1线圈与所述第2线圈之间,使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥,
测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一方的阻抗值的变化量,
在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物,
所述第1线圈和所述第2线圈各自的所述第2端子的电位与所述异物检测电路的基准电位相同。
根据上述技术方案,
从包括3个以上的线圈的线圈组中选择相邻的第1线圈和第2线圈。由于能够在线圈组的任意位置进行异物的检测,所以能够在大范围内判断有无异物。
[项目13]
根据项目12所述的异物检测装置,
所述第1线圈和所述第2线圈中的所述第1端子分别是配置于所述第1线圈和所述第2线圈的外侧的外侧端子和配置于所述第1线圈和所述第2线圈的内侧的内侧端子中的任一方的端子,
所述第1线圈和所述第2线圈中的所述第2端子分别是所述第1线圈和所述第2线圈的所述外侧端子和所述内侧端子中的另一方的端子。
[项目14]
根据项目12所述的异物检测装置,
所述异物检测电路将所述第1检测信号和所述第2检测信号分别同时输出到所述第1线圈和所述第2线圈。
根据上述技术方案,
由于第1检测信号和第2检测信号的相位不存在偏离,所以从第1线圈和第2线圈放出的磁场分布变得均匀,能够以高精度检测异物。
[项目15]
一种无线送电装置,具备:
项目12或13所述的异物检测装置;
送电线圈;以及
送电电路,其向所述送电线圈输送高频电力。
根据上述技术方案,
由于具备能够扩大能够以高精度检测异物的范围的本公开的异物检测装置,所以能够扩大送电电路输送高频电力的范围。
另外,在第1线圈和第2线圈与送电线圈是彼此独立的线圈的情况下,即使在输送高频电力时也能够检测异物的侵入,所以能够防止异物的发热。
[项目16]
根据项目15所述的无线送电装置,
具备在内部配置有所述送电线圈的壳体,
所述第1线圈和所述第2线圈各自的外周比所述送电线圈的外周小,
所述第1线圈和所述第2线圈配置于所述壳体的主面与所述送电线圈之间。
根据上述技术方案,
由于第1线圈和第2线圈各自的外周比送电线圈的外周小,所以也能够检测与送电线圈相比相对较小的异物。
[项目17]
根据项目15所述的无线送电装置,
将所述第1线圈和所述第2线圈中的至少一方兼用作所述送电线圈。
根据上述技术方案,
由于将第1线圈和第2线圈中的至少一方兼用作送电线圈,所以能够削减成本。另外,能够谋求装置的薄型化、轻量化。
[项目18]
根据项目15~17中任一项所述的无线送电装置,
所述第1检测信号的功率和所述第2检测信号的功率比所述高频电力小。
根据上述技术方案,
由于在异物检测电路判断为在由第1线圈和第2线圈形成的磁场内不存在异物之后使送电电路输送高频电力,所以能够安全地进行送电。
[项目19]
根据项目15~18中任一项所述的无线送电装置,
还具备控制电路,该控制电路在所述异物检测电路判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上不存在异物之后,使所述送电电路输送所述高频电力。
[项目20]
一种无线电力传送系统,具备:
项目15~19中任一项所述的无线送电装置;和
无线受电装置。
[项目21]
一种异物检测装置,具备:
第1线圈,其由导线卷绕而成;
第2线圈,其与所述第1线圈相邻地配置,由导线卷绕而成;以及
1个异物检测电路,其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈,使在所述第1线圈中流动的基于所述第1检测信号的电流和在所述第2线圈中流动的基于所述第2检测信号的电流的双方顺时针或逆时针流动,在所述第1线圈与所述第2线圈之间,使来自所述第1线圈的磁场与来自所述第2线圈的磁场相排斥,
测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一方的阻抗值的变化量,
在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈上或所述第2线圈上存在异物。
根据上述技术方案,
不仅能够配置多个线圈来扩大检测异物的范围,还能够增强检测线圈的上侧的磁场而以高精度检测位于第1线圈或第2线圈的上侧的异物。
其结果,能够扩大能够以高精度检测异物的范围(尤其是高度方向上的范围)。
进而,由于能够使用通用的检测线圈,所以能够抑制部件数、尺寸以及制造成本的增大。
产业上的可利用性
本公开的异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统,对于在以无线方式向移动设备和EV车辆等的受电装置输送电力时检测送电线圈或受电线圈附近的异物的用途来说是有用的。

Claims (19)

1.一种异物检测装置,具备:
第1线圈,其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线;
第2线圈,其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线,从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;以及
一个异物检测电路,其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第3端子,所述第2预定波形的极性与所述第1预定波形的极性相同,并且,测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量,在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物,在所述阻抗值的变化量没有超过所述预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上不存在异物,
所述第2端子和所述第4端子的电位与所述异物检测电路的基准电位相同,
所述第1线圈和所述第2线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上排列,
所述第1线圈和所述第2线圈分别在同一平面上相邻地配置,
在输出所述第1检测信号和所述第2检测信号时,在所述第1线圈和所述第2线圈之间的区域,产生在所述第1线圈和所述第2线圈的轴向上增强了的合成磁场。
2.根据权利要求1所述的异物检测装置,
所述第1端子和所述第3端子分别是配置于所述第1线圈和所述第2线圈的外侧的外侧端子和配置于所述第1线圈和所述第2线圈的内侧的内侧端子中的任一方的端子,
所述第2端子和所述第4端子分别是所述第1线圈和所述第2线圈的所述外侧端子和所述内侧端子中的另一方的端子。
3.根据权利要求1所述的异物检测装置,
所述第1检测信号和所述第2检测信号是交流信号或脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的异物检测装置,
所述异物检测电路将所述第1检测信号和所述第2检测信号分别同时输出到所述第1线圈和所述第2线圈。
5.一种无线送电装置,具备:
权利要求1所述的异物检测装置;
送电线圈;以及
送电电路,其向所述送电线圈输送高频电力。
6.根据权利要求5所述的无线送电装置,
具备在内部配置有所述送电线圈的壳体,
所述第1线圈和所述第2线圈各自的外周比所述送电线圈的外周小,
所述第1线圈和所述第2线圈配置于所述壳体的主面与所述送电线圈之间。
7.根据权利要求5所述的无线送电装置,
将所述第1线圈和所述第2线圈中的至少一方兼用作所述送电线圈。
8.根据权利要求5所述的无线送电装置,
所述第1检测信号的功率和所述第2检测信号的功率比所述高频电力小。
9.根据权利要求5所述的无线送电装置,
还具备控制电路,该控制电路在所述异物检测电路判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上不存在异物之后,使所述送电电路输送所述高频电力。
10.一种无线电力传送系统,具备:
权利要求5所述的无线送电装置;和
无线受电装置。
11.一种异物检测装置,具备:
线圈组,其是包括3个以上的具有第1端子和第2端子的卷绕的导线即线圈的线圈组,包括相邻的第1线圈和第2线圈,所述第1线圈和所述第2线圈中的从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同;
异物检测电路,其从所述线圈组中选择相邻的所述第1线圈和所述第2线圈;以及
至少一个开关,其将所述第1线圈和所述第2线圈电连接于所述异物检测电路,
所述异物检测电路,
将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子,将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第2线圈的所述第1端子,所述第2预定波形的极性与所述第1预定波形的极性相同,
测定因有无异物而产生的所述第1线圈和所述第2线圈中的任一线圈的阻抗值的变化量,
在所述阻抗值的变化量超过了预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上存在异物,
在所述阻抗值的变化量没有超过预定值时,判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上不存在异物,
所述第1线圈和所述第2线圈各自的所述第2端子的电位与所述异物检测电路的基准电位相同,
所述第1线圈和所述第2线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上排列,
所述第1线圈和所述第2线圈分别在同一平面上相邻地配置,
在输出所述第1检测信号和所述第2检测信号时,在所述第1线圈和所述第2线圈之间的区域,产生在所述第1线圈和所述第2线圈的轴向上增强了的合成磁场。
12.根据权利要求11所述的异物检测装置,
所述第1线圈和所述第2线圈中的所述第1端子分别是配置于所述第1线圈和所述第2线圈的外侧的外侧端子和配置于所述第1线圈和所述第2线圈的内侧的内侧端子中的任一方的端子,
所述第1线圈和所述第2线圈中的所述第2端子分别是所述第1线圈和所述第2线圈的所述外侧端子和所述内侧端子中的另一方的端子。
13.根据权利要求11所述的异物检测装置,
所述异物检测电路将所述第1检测信号和所述第2检测信号分别同时输出到所述第1线圈和所述第2线圈。
14.一种无线送电装置,具备:
权利要求11所述的异物检测装置;
送电线圈;以及
送电电路,其向所述送电线圈输送高频电力。
15.根据权利要求14所述的无线送电装置,
具备在内部配置有所述送电线圈的壳体,
所述第1线圈和所述第2线圈各自的外周比所述送电线圈的外周小,
所述第1线圈和所述第2线圈配置于所述壳体的主面与所述送电线圈之间。
16.根据权利要求14所述的无线送电装置,
将所述第1线圈和所述第2线圈中的至少一方兼用作所述送电线圈。
17.根据权利要求14所述的无线送电装置,
所述第1检测信号的功率和所述第2检测信号的功率比所述高频电力小。
18.根据权利要求14所述的无线送电装置,
还具备控制电路,该控制电路在所述异物检测电路判断为在所述第1线圈或所述第2线圈之上不存在异物之后,使所述送电电路输送所述高频电力。
19.一种无线电力传送系统,具备:
权利要求14所述的无线送电装置;和
无线受电装置。
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