CN108574343A - 非接触式电力传输装置及非接触式送电装置 - Google Patents

Abstract

一种非接触式电力传输装置及非接触式送电装置，能够进行安全且高精度的异物检测。非接触式电力传输装置具备非接触式受电装置和非接触式送电装置，非接触式送电装置具备：送电线圈；送电电路；以及控制电路，使用电压和第二电压中的任一个的电力来驱动送电电路，非接触式受电装置具备受电线圈以及负载电路，控制电路使用第二电压的电力驱动送电电路，并在与非接触式受电装置之间进行认证处理，当认证处理成功时，使用电压的电力驱动送电电路，并且在非接触式受电装置中送电线圈和负载电路连接之前，进行检测异物的异物检测处理。

Description

非接触式电力传输装置及非接触式送电装置

技术领域

本发明涉及非接触式电力传输装置及非接触式送电装置。

背景技术

非接触地传输电力的非接触式电力传输装置正在得到普及。非接触式电力传输装置具有供应(发送)电力的非接触式送电装置，和接收由非接触式送电装置供应的电力的非接触式受电装置。非接触式送电装置在利用电磁感应或磁场谐振(共振)等与非接触式受电装置电磁耦合的状态下，向非接触式受电装置供应电力。非接触式送电装置具有送电座，该送电座设有送电线圈。非接触式送电装置通过使送电线圈产生磁场，向设置在送电座上的非接触式受电装置供应电力。非接触式受电装置具有二次电池。非接触式受电装置进行充电处理，即，将从非接触式送电装置供应的电力储存到二次电池中。

另外，公开有如下非接触式电力传输装置：在非接触式送电装置和非接触式受电装置之间进行认证处理之后开始送电。非接触式送电装置以低电力间歇地进行送电，从而在与设置在送电座上的非接触式受电装置之间进行认证处理。非接触式送电装置在判断为设置在送电座上的非接触式受电装置是与非接触式送电装置相对应的匹配设备时，通过以通常电力进行送电，对设置在送电座上的非接触式受电装置供应电力。

在这种非接触式电力传输装置中，可设想某些异物插入到非接触式送电装置的送电座和非接触式受电装置之间。例如在异物为金属等导电体的情况下，若非接触式送电装置对设置在送电座上的非接触式受电装置进行电力供应，则导电体可能产生涡电流并发热。另外，在异物是如非接触式IC卡那样内置有天线的电子部件的情况下，IC卡内的天线接收电力，存在诸如IC卡内的IC损坏的可能性。从非接触式送电装置的送电线圈输出的电力根据非接触式受电装置和异物等次级侧的负载而增加。因此，非接触式送电装置通过检测在送电线圈或送电电路中流动的电流，判断有无异物。进一步地，公开有如下非接触式送电装置：在认证处理时和在送电过程中进行异物检测，当检测到异物时，停止送电。

被异物吸收的电力与从送电座发送的电力成比例地增加。因此，异物检测的精度随着从送电座发送的电力增加而提高。然而，如上所述，在非接触式送电装置是通过以低电力间歇地进行送电来进行认证处理的结构的情况下，存在认证处理时异物检测精度低的问题。

另外，当非接触式送电装置判断为设置在送电座上的非接触式受电装置是与非接触式送电装置相对应的匹配设备，并且在认证处理时未检测到异物时以通常电力进行送电时，存在对异物供应较大电力的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供能够进行安全且高精度的异物检测的非接触式电力传输装置和非接触式送电装置。

提供一种非接触式电力传输装置，具备非接触式受电装置和向所述非接触式受电装置发送电力的非接触式送电装置，其特征在于，所述非接触式送电装置具备：送电线圈；送电电路，通过所述送电线圈发送电力；以及第一控制电路，使用第一电压和低于所述第一电压的第二电压中的任一个的电力来驱动所述送电电路，所述非接触式受电装置具备：受电线圈，与所述送电线圈电磁耦合；以及负载电路，当所述负载电路连接到所述受电线圈时，所述负载电路被供应所述受电线圈所接收到的电力，所述第一控制电路使用所述第二电压的电力驱动所述送电电路，并在与所述非接触式受电装置之间进行认证处理，当所述认证处理成功时，使用所述第一电压的电力驱动所述送电电路，并且在所述非接触式受电装置中所述送电线圈和所述负载电路连接之前，进行检测异物的异物检测处理。

提供一种非接触式送电装置，向非接触式受电装置发送电力，所述非接触式受电装置具备受电线圈和负载电路，在所述负载电路连接到所述受电线圈时，所述负载电路被供应所述受电线圈所接收到的电力，其特征在于，所述非接触式送电装置具备：送电线圈，与所述受电线圈电磁耦合；送电电路，通过所述送电线圈发送电力；以及控制电路，使用第一电压和低于所述第一电压的第二电压中的任一个的电力来驱动所述送电电路，所述控制电路使用所述第二电压的电力驱动所述送电电路，并在与所述非接触式受电装置之间进行认证处理，当所述认证处理成功时，使用所述第一电压的电力驱动所述送电电路，并且在所述非接触式受电装置中所述送电线圈和所述负载电路连接之前，进行检测异物的异物检测处理。

附图说明

图1是用于说明一实施方式的非接触式电力传输装置的结构例的图。

图2是用于说明一实施方式的非接触式电力传输装置的非接触式送电装置和非接触式受电装置的结构例的图。

图3是用于说明一实施方式的非接触式送电装置的运作示例的图。

图4是用于说明一实施方式的非接触式送电装置的运作示例的图。

图5是用于说明一实施方式的非接触式受电装置的运作示例的图。

图6是用于说明一实施方式的非接触式受电装置中的送电电流的测定结果和能否检测异物的图。

图7是用于说明一实施方式的非接触式电力传输装置的非接触式送电装置和非接触式受电装置的其它结构例的图。

附图标记说明

1：非接触式电力传输装置、2：非接触式送电装置、3：非接触式受电装置、4：送电座、5：显示部、11：电压转换电路、12：电压转换电路、13：切换电路、14：送电电路、15：送电线圈、16：电容器、17：电路传感器、18：电流检测电路、19：通信电路、20：控制电路、31：受电线圈、32：电容器、33：整流电路、34：电压转换电路、35：电压转换电路、36：切换电路、37：负载电路、38：通信电路、39：控制电路。

具体实施方式

下面，参照附图说明一实施方式的非接触式送电装置、非接触式受电装置和非接触式电力传输装置。

图1是示出一实施方式的非接触式电力传输装置1的结构例的说明图。

非接触式电力传输装置1具有供应(发送)电力的非接触式送电装置2，和接收从非接触式送电装置2供应的电力的非接触式受电装置3。

在利用电磁感应、磁场谐振(共振)等与非接触式受电装置3电磁耦合的状态下，非接触式送电装置2向非接触式受电装置3供应电力。非接触式送电装置2具有送电座4和显示部5。送电座4是非接触式送电装置2的壳体的一部分形成为平板状的部分，并且设置有未图示的送电线圈。显示部5是显示非接触式送电装置2状态的指示器(例如，LED、显示器等)。

非接触式受电装置3是用于接收从非接触式送电装置2发送的电力的装置。非接触式受电装置3构成为诸如智能手机、平板电脑等便携式信息终端。非接触式受电装置3具有未图示的受电线圈和二次电池。受电线圈设置在非接触式受电装置3的壳体的任意表面上。当以非接触式受电装置3的壳体的设置有受电线圈的表面朝向送电座4的状态配置非接触式受电装置3时，受电线圈与非接触式送电装置2的送电线圈电磁耦合。二次电池是储存电力并向非接触式受电装置3供应电力的电池。

非接触式送电装置2向设置在送电座4上的非接触式受电装置3供应电力。例如，非接触式送电装置2通过使送电线圈产生磁场，借助与送电线圈电磁耦合的受电线圈向非接触式受电装置3供应电力。

非接触式受电装置3的受电线圈在从非接触式送电装置2的送电线圈输出的磁场下产生感应电流。非接触式受电装置3进行充电处理，即将在受电线圈中生成的电力储存到二次电池中。

图2是用于说明一实施方式的非接触式电力传输装置1的非接触式送电装置2和非接触式受电装置3的结构例的图。

从商用电源经由AC适配器6等直流电源向非接触式送电装置2供应第一电压的直流电力。具体而言，从AC适配器6向非接触式送电装置2供应19V的直流电源。非接触式送电装置2通过直流电源以如下任一种运作状态进行运作：对非接触式受电装置3连续供应通常电力的送电状态，间歇地发送较低电力的待机状态等。

(非接触式送电装置2)

非接触式送电装置2具备第一电压转换电路11、第二电压转换电路12、第一切换电路13、送电电路14、送电线圈15、第一电容器16、电流传感器17、电流检测电路18、显示部5、第一通信电路19以及第一控制电路20等。

第一电压转换电路11将从外部直流电源供应的第一电压的直流电力转换成低于第一电压的第二电压的直流电力。第一电压转换电路11将第二电压的直流电力供应到第一切换电路13中。第二电压用于使非接触式送电装置2在待机状态下运作。具体而言，第一电压转换电路11将从AC适配器6供应的19V直流电力转换成5V直流电力。

第二电压转换电路12将从外部直流电源供应的第一电压的直流电力转换成低于第一电压的第三电压的直流电力。第二电压转换电路12将第三电压的直流电力供应到第一控制电路20中。第三电压用于使第一控制电路20运作。具体而言，第二电压转换电路12将从AC适配器6供应的19V直流电力转换成3.3V直流电力。此外，在第一控制电路20为能够利用第二电压的直流电力运作的结构的情况下，也可以省略第二电压转换电路12，第一电压转换电路11将5V直流电力供应到第一控制电路20。

第一切换电路13选择性地切换向送电电路14供应的直流电力。例如，第一切换电路13将从外部直流电源供应的第一电压的直流电力和第二电压的直流电力中的任一个供应到送电电路14，其中，第二电压的直流电力是从外部直流电源供应的直流电力通过第一电压转换电路降压得到。第一切换电路13基于第一控制电路20的控制，切换向送电电路14供应的直流电力。

送电电路14基于从第一切换电路13供应的直流电力生成交流电力，并将交流电力供应到送电线圈15。例如，在利用电磁感应方式进行电力传输的情况下，送电电路14向送电线圈15供应100KHz～200KHz左右的交流电力。另外，例如，在利用磁场谐振方式进行电力传输的情况下，送电电路14向送电线圈15供应6.78MHz、13.56MHz等MHz频带的交流电力。此外，送电电路14向送电线圈15供应的交流电力的频率不限于上述频率，只要是与电力传输方式对应的频率，可以是任何频率。另外，送电电路14向送电线圈15供应的交流电力的频率也可以根据非接触式受电装置3的规格进行变更。

送电线圈15与第一电容器16串联连接。第一电容器16是谐振用电容器。通过将送电线圈15与第一电容器16连接，构成谐振电路(送电谐振电路)。送电线圈15利用从送电电路14供应的交流电力产生磁场。

电流传感器17是连接在第一切换电路13和送电电路14之间的微电阻。在电流传感器17中，生成与从第一切换电路13传输到送电电路14的电流对应的电势(电流检测信号)。

电流检测电路18将在电流传感器17中生成的电流检测信号放大，并向第一控制电路20供应。

显示部5是表示非接触式送电装置2的状态的指示器。显示部5根据第一控制电路20的控制切换显示。例如，显示部5根据非接触式送电装置2的运作状态切换显示颜色。另外，例如，显示部5也可以根据异物检测处理的结果切换显示颜色。或者，显示部5也可以以消息方式显示运作状态。

第一通信电路19是用于与非接触式受电装置3进行无线通信的接口。第一通信电路19是以与电力传输频率不同的频率进行无线通信的电路。第一通信电路19例如是使用2.4GHz或5GHz频带的无线LAN、使用920MHz频带的近距离无线通信装置等。具体而言，第一通信电路19是按照蓝牙(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)等规格，与非接触式受电装置3进行无线通信的电路。此外，第一通信电路19也可以是进行信号处理的电路，该信号处理用于通过负载调制电力传输载波而与非接触式受电装置3进行通信。

第一控制电路20分别控制显示部5、第一切换电路13、送电电路14以及第一通信电路19的运作。例如，第一控制电路20根据非接触式送电装置2的状态来切换显示部5的显示。另外，第一控制电路20控制第一切换电路13的切换。另外，第一控制电路20控制从送电电路14输出的交流电力的频率，使送电电路14的运作接通或断开。进一步地，第一控制电路20控制借助第一通信电路19与非接触式受电装置3进行的通信。

第一控制电路20具有运算元件和存储器。运算元件执行运算处理。运算元件例如基于存储在存储器中的程序及用于程序的数据来进行各种处理。存储器存储程序及用于程序的数据等。此外，第一控制电路20也可以由微型计算机和/或振荡电路等构成。

(关于认证处理)

第一控制电路20借助第一通信电路19与非接触式受电装置3进行通信，从而在与非接触式受电装置3之间进行认证处理。认证处理是用于判断设置在送电座4上的非接触式受电装置3是否是匹配设备的处理。具体而言，第一控制电路20借助第一通信电路19从非接触式受电装置3获取表示非接触式受电装置3的识别信息、型号、对应的电力传输方式、对应的频率等的信息，作为认证信息。此外，作为认证信息，即可以只是非接触式受电装置3的识别信息，也可以是其他信息。第一控制电路20通过将获取的认证信息和存储在存储器中的信息进行比较，判断设置在送电座4上的非接触式受电装置3是否是能够由非接触式送电装置2供应电力的匹配设备。

(关于设置检测处理)

第一控制电路20基于从电流检测电路18供应的电流检测信号，进行设置检测处理，即判断在送电座4上是否设置有作为电力供应对象的非接触式受电装置3。例如，在间歇地进行送电的待机状态下，当送电时的电流检测信号发生变化时，第一控制电路20判断为某非接触式受电装置3设置在送电座4上。

(关于异物检测处理)

第一控制电路20基于从电流检测电路18供应的电流检测信号，进行检测有无异物的异物检测处理。异物检测处理是用于判断在送电座4上是否存在非电力供应对象的具备导电体的某物体(异物)的处理。异物例如既可以是像夹具等那样从导电体露出的物体，也可以是像非接触式IC卡等那样导电体容纳在树脂等壳体中的物体。当在送电座4上存在异物时，从送电线圈15输出的电力中的一部分被异物吸收。因此，在送电电路14中流动的电流增加。由此，在电流检测信号等于或大于预先设定的阈值时，第一控制电路20判断为在送电座4上存在异物。

此外，在异物检测处理中使用的阈值根据进行异物检测处理时的送电电路14的驱动状态和次级侧上的负载等来设定。例如，在向送电电路14供应第二电压的直流电力且将非接触式受电装置3设置在送电座4上时，第一控制电路20在异物检测处理中使用第一阈值。将使用第一阈值的异物检测处理称为第一异物检测处理。另外，例如，在向送电电路14供应第一电压的直流电力且在非接触式受电装置3中未执行充电处理时，第一控制电路20在异物检测处理中使用大于第一阈值的第二阈值。将使用第二阈值的异物检测处理称为第二异物检测处理。另外，例如，在向送电电路14供应第一电压的直流电力且在非接触式受电装置3中执行充电处理时，第一控制电路20在异物检测处理中使用大于第二阈值的第三阈值。将使用第三阈值的异物检测处理称为第三异物检测处理。

此外，也可以是以下结构：当在非接触式受电装置3中执行充电处理时，第一控制电路20通过将不存在异物状态下的电流检测信号和实际电流检测信号进行比较，判断有无异物。

另外，也可以是以下结构：当在非接触式受电装置3中未执行充电处理时，第一控制电路20从非接触式受电装置3获取非接触式受电装置3所接收的电力值，基于发送的电力值和非接触式受电装置3接收的电力值计算出电力传输效率，并基于计算出的电力传输效率判断有无异物。根据这种结构，在计算出的电力传输效率等于或小于预先设定的阈值时，第一控制电路20检测出由于存在异物或者非接触式受电装置3在送电座4上的位置偏移而电力传输效率降低。

(关于非接触式受电装置3)

非接触式受电装置3具备受电线圈31、第二电容器32、整流电路33、第三电压转换电路34、第四电压转换电路35、第二切换电路36、负载电路37、第二通信电路38以及第二控制电路39等。

受电线圈31与第二电容器32串联连接。第二电容器32是谐振用电容器。通过将受电线圈31和第二电容器32连接，构成谐振电路。当非接触式受电装置3设置在非接触式送电装置2的送电座4上时，受电线圈31与非接触式送电装置2的送电线圈15电磁耦合。受电线圈31通过从非接触式送电装置2的送电线圈15输出的磁场，产生感应电流。也就是说，由受电线圈31和第二电容器32构成的谐振电路作为向连接到谐振电路的整流电路33供应交流电力的交流电源发挥功能。

例如，在利用磁场谐振方式进行电力传输时，优先的是，由受电线圈31和第二电容器32构成的谐振电路(受电谐振电路)的自谐振频率相同或者大致相同于，由非接触式送电装置2的送电线圈15和第一电容器16构成的谐振电路(送电谐振电路)的自谐振频率。由此，在受电谐振电路和送电谐振电路电磁耦合下的电力传输效率提高。

此外，在利用磁场谐振方式进行电力传输时，也可以省略连接到送电线圈15的第一电容器16，或者连接到受电线圈31的第二电容器32。

然而，通过将第一电容器16连接到送电线圈15并将第二电容器32连接到受电线圈31，可以提高电力的传输效率。由此，可以延长送电线圈15和受电线圈31之间的最大传输距离。此外，虽然说明了第一电容器16和第二电容器32分别与送电线圈15和受电线圈31串联连接，但并不限于此。第一电容器16和第二电容器32也可以分别与送电线圈15和受电线圈31并联连接。

整流电路33将从受电谐振电路供应的交流电力进行整流，并转换为直流电力。整流电路33具有例如由多个二极管构成的整流桥。整流桥的一对输入端子连接到受电谐振电路。整流电路33通过将从受电谐振电路供应的交流电力进行全波整流，从一对输出端子输出直流电力。在整流电路33的一对输出端子连接有第三电压转换电路34和第四电压转换电路35。整流电路33将直流电力分别供应到第三电压转换电路34和第四电压转换电路35。

第三电压转换电路34将从整流电路33供应的直流电力转换为在充电处理中使用的第四电压的直流电力。第三电压转换电路34将第四电压的直流电力向第二切换电路36供应。

第四电压转换电路35将从整流电路33供应的直流电力转换为用于使第二控制电路39运作的电压即第五电压的直流电力。第四电压转换电路35将第五电压的直流电力向第二控制电路39供应。

第二切换电路36在将来自第三电压转换电路34的第四电压的直流电力向负载电路37供应的状态和不供应的状态之间切换。例如，第二切换电路36在将第三电压转换电路34和负载电路37连接的状态与将第三电压转换电路34和负载电路37断开的状态之间切换。第二切换电路36基于第二控制电路39的控制进行切换。第二切换电路36例如是MOSFET开关或继电器开关。

负载电路37是接收由第三电压转换电路34生成的第三电压的直流电力的负载。负载电路37例如是二次电池和对二次电池进行电力充电的充电电路。负载电路37进行充电处理，即将由第三电压转换电路34生成的第三电压的直流电力储存到二次电池中。储存在二次电池中的电力用于非接触式受电装置3的未图示的各种电路的运作。此外，负载电路37也可以设置在非接触式受电装置3的外部。在这种情况下，非接触式受电装置3也可以具有用于借助连接器、电缆等向外部负载电路供应电力的输出端子，以取代负载电路37。

第二通信电路38是用于与非接触式送电装置2进行无线通信的接口。第二通信电路38是以与电力传输频率不同的频率进行无线通信的电路。第二通信电路38例如是使用2.4GHz或5GHz频带的无线LAN、使用920MHz频带的近距离无线通信装置等。具体而言，第二通信电路38是按照蓝牙(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)等规格与非接触式送电装置2进行无线通信的电路。此外，第二通信电路38也可以是进行信号处理的电路，该信号处理用于通过负载调制电力传输载波而与非接触式送电装置2进行通信。

第二控制电路39分别控制第二切换电路36和第二通信电路38的运作。例如，第二控制电路39控制在第二切换电路36中的切换。第二控制电路39通过控制在第二切换电路36中的切换，在负载电路37执行充电处理的状态和不执行充电处理的状态之间进行切换。另外，第二控制电路39控制借助第二通信电路38与非接触式送电装置2进行的通信。

第二控制电路39具有运算元件和存储器。运算元件执行运算处理。运算元件例如基于存储在存储器中的程序和用于程序的数据来进行各种处理。存储器存储程序和用于程序的数据等。此外，第二控制电路39也可以由微型计算机和/或振荡电路等构成。

(关于认证处理)

第二控制电路39通过借助第二通信电路38与非接触式送电装置2进行通信，在与非接触式送电装置2之间进行认证处理。第二控制电路39的存储器预先存储表示非接触式受电装置3的识别信息、型号、对应的电力传输方式、对应的频率等的信息。第二控制电路39在借助第二通信电路38从非接触式送电装置2接收指定的控制信号时，从存储器读取表示非接触式受电装置3的识别信息、型号、对应的电力传输方式、对应的频率等的信息，并将其作为认证信息向非接触式送电装置2发送。由此，在非接触式送电装置2中判断非接触式受电装置3是否为匹配的设备。

接下来，将说明具有如上所述结构的非接触式送电装置2和非接触式受电装置3的运作。

图3是用于说明非接触式送电装置2的运作示例的流程图。

非接触式送电装置2启动，以待机状态运作(ACT11)。此时，非接触式送电装置2的第一控制电路20切换第一切换电路13，使得来自第一电压转换电路11的第二电压的直流电力向送电电路14供应。进一步地，第一控制电路20进行控制，使得送电电路14以一定时间间隔运作。由此，第一控制电路20间歇地从送电线圈15发送比送电状态小的电力。这样，通过利用第一电压转换电路11的输出间歇地驱动送电电路14，可以实现省电。因为从送电线圈15发送比送电状态(通常的送电状态)小的电力，所以与通常送电状态相比可以降低辐射噪音。

第一控制电路20在间歇地发送电力的同时，进行设置检测处理(ACT12)。由此，第一控制电路20确认在送电座4上是否设置有非接触式受电装置3。例如，在从电流检测电路18供应的电流检测信号发生变化的情况下，第一控制电路20判断为在送电座4上设置有某受电装置。

当判断为在送电座4上设置有非接触式受电装置3时，第一控制电路20进行认证处理(ACT13)。第一控制电路20以对设置在送电座4上的非接触式受电装置3发送指定的控制信号的方式进行控制，从而非接触式受电装置3从获取认证信息。

第一控制电路20判断认证正常进行(认证成功)还是未能正常进行(认证失败)(ACT14)。即，第一控制电路20基于从非接触式受电装置3获取的认证信息，判断非接触式受电装置3是否为能够由非接触式送电装置2供应电力的匹配设备(认证成功)。在判断为认证失败时(ACT14、否)，第一控制电路20转移到ACT11的处理。此外，在判断为认证失败时，第一控制电路20也可以通过显示部5或其他手段通知认证失败。另外，在判断为认证成功时，第一控制电路20也可以向非接触式受电装置3发送认证成功的内容。

在判断为认证成功时(ACT14、是)，第一控制电路20进行第一异物检测处理(ACT15)。第一异物检测处理是使用第一阈值进行的异物检测处理。在从电流检测电路18供应的电流检测信号等于或大于预先设定的第一阈值的情况下，第一控制电路20判断为存在异物。在判断为存在异物时，第一控制电路20停止送电，而不将向送电电路14供应的直流电力的电压从第二电压提高至第一电压。另外，在判断为存在异物时，第一控制电路20通过显示部5或其他手段通知存在异物。当在第一异物检测处理中未检测到异物时，第一控制电路20转移到ACT16的处理。

当在第一异物检测处理中未检测到异物时，第一控制电路20改变送电电路14的驱动电压(ACT16)。例如，第一控制电路20通过控制第一切换电路13，从向送电电路14供应来自第一电压转换电路11的直流电力的状态，切换到向送电电路14供应来自外部的直流电力的状态。由此，第一控制电路20将向送电电路14供应的直流电力的电压从第二电压(例如，5V)提高至第一电压(例如，9V)。此外，在此阶段，非接触式受电装置3没有开始充电处理，即因为负载电路37没有连接到受电线圈31(或第三电压转换电路34)，所以不发送像对二次电池充电那样较大的电力。

接下来，第一控制电路20进行第二异物检测处理(ACT17)。第二异物检测处理是使用第二阈值进行的异物检测处理。

图4是用于说明由第一控制电路20执行的第二异物检测处理的示例的流程图。

非接触式送电装置2通过电流传感器17和电流检测电路18，检测向送电电路14发送的电流(ACT31)。

第一控制电路20判断从电流检测电路18供应的电流检测信号是否等于或大于预先设定的第二阈值(ACT32)。

在判断为从电流检测电路18供应的电流检测信号等于或大于预先设定的阈值的情况下(ACT32、是)，第一控制电路20判断为存在异物(ACT33)。

在判断为存在异物时，第一控制电路20通过停止向送电电路14供应直流电力，停止来自送电线圈15的送电(ACT34)，并结束第二异物检测处理。另外，当在第二异物检测处理中检测到异物时，第一控制电路20通过显示部5或其他手段通知存在异物。此外，也可以是以下结构，在判断为存在异物时，第一控制电路20将向送电电路14供应的直流电力的电压从第一电压降低至第二电压。

在ACT32中判断为从电流检测电路18供应的电流检测信号没有等于或大于预先设定的阈值时(ACT32、否)，第一控制电路20判断是否确定没有异物的判定(ACT35)。例如，当在第二异物检测处理开始之后的预先设定的时间内未检测到异物时，第一控制电路20确定没有异物的判定。另外，当在开始第二异物检测处理之后，判定为未检测到异物的次数达到预先设定的次数时，第一控制电路20也可以确定没有异物的判定。在不确定没有异物的判定时(ACT35、否)，第一控制电路20转移到ACT31的处理。

在确定没有异物的判定时(ACT35、是)，第一控制电路20将指示连接负载电路的信号(负载连接指示)向非接触式受电装置3发送(ACT36)，结束第二异物检测处理。也就是说，在即使将送电电路14的驱动电压从第二电压(例如，5V)提高至第一电压(例如，19V)也未检测到异物时，第一控制电路20控制非接触式受电装置3，以开始充电处理。

在第二异物检测处理中未检测到异物而指示非接触式受电装置3开始充电的情况下，第一控制电路20在将送电电路14的驱动电压维持在第一电压下的同时，进行第三异物检测处理(ACT18)。第三异物检测处理是使用第三阈值进行的异物检测处理。在负载电路37连接到非接触式受电装置3的情况下，对非接触式送电装置2来说成为次级侧负载的电路增加。因此，与在非接触式受电装置3中未连接有负载电路37的情况相比，在送电电路14中流动的电流增加。因此，在非接触式受电装置3中进行充电处理的情况下，第一控制电路20使用大于第二阈值的第三阈值进行第三异物检测处理。

在从电流检测电路18供应的电流检测信号等于或大于预先设定的第三阈值的情况下，第一控制电路20判断为存在异物。在判断为存在异物时，第一控制电路20将向送电电路14供给的直流电力的电压从第一电压降低至第二电压，或者停止向送电电路14供应直流电力，从而停止送电。另外，在判断为存在异物时，第一控制电路20通过显示部5或其他手段通知存在异物。在第三异物检测处理中未检测到异物的情况下，第一控制电路20在向非接触式受电装置3进行送电的同时，转移到ACT19的处理。

第一控制电路20检测非接触式受电装置3中的充电处理的完成(ACT19)。例如，在从非接触式受电装置3接收到表示充电处理完成的信息的情况下，第一控制电路20判断为充电处理完成。另外，在非接触式受电装置3中充电处理完成的情况下，负载电路37从第三电压转换电路断开。因此，在送电电路14中流动的电流减少。也可以是以下结构：在基于来自电流检测电路18的电流检测信号，检测到在送电电路14中流动的电流减少时，第一控制电路20判断为充电处理完成。

在检测到非接触式受电装置3中的充电处理完成时，第一控制电路20将向送电电路14供应的直流电力的电压从第一电压降低至第二电压(ACT20)，结束处理。此外，也可以是，在检测到非接触式受电装置3中的充电处理完成时，第一控制电路20将向送电电路14供应的直流电力的电压从第一电压降低至第二电压，并转移到ACT11的处理。

图5是用于说明非接触式受电装置3的运作示例的流程图。

当非接触式受电装置3设置在非接触式送电装置2的送电座4上时，非接触式受电装置3通过从非接触式送电装置2供应的电力而启动(ACT41)。此外，一旦启动，非接触式受电装置3的第二控制电路39就控制第二切换电路36，以将负载电路37从第三电压转换电路34断开。

一旦启动，第二控制电路39就在与非接触式受电装置3之间进行认证处理(ACT42)。例如，第二控制电路39根据来自非接触式送电装置2的控制信号，将认证信息向非接触式送电装置2发送。

第二控制电路39判断在非接触式送电装置2中是否判定为认证成功(ACT43)。例如，在从非接触式送电装置2接收到表示认证成功的信息的情况下，第二控制电路39判断为在非接触式送电装置2中判定为认证成功。另外，第二控制电路39也可以具有用于检测从非接触式送电装置2供应的电力是否增加的电路。在从非接触式送电装置2供应的电力增加的情况下，第二控制电路39判断为在非接触式送电装置2中判定为认证成功。在判断为在非接触式送电装置2中未判定为认证成功的情况下(ACT43、否)，第二控制电路39转移到ACT41的处理。

在判断为在非接触式送电装置2中判定为认证成功时(ACT43、是)，第二控制电路39判断是否从非接触式送电装置2接收到负载连接指示(ACT44)。在判断为从非接触式送电装置2接收到负载连接指示时(ACT44、是)，控制第二切换电路36，以将负载电路37连接到第三电压转换电路34(ACT45)。由此，第二控制电路39开始对负载电路37的充电处理。

此外，也可以是以下结构：第二控制电路39根据自非接触式送电装置2所供应的电力增加后的经过时间，将负载电路37连接到第三电压转换电路34。例如，在自非接触式送电装置2所供应的电力增加后的经过时间达到预先设定的时间时，第二控制电路39将负载电路37连接到第三电压转换电路34。另外，也可以是，在自非接触式送电装置2所供应的电力增加后的经过时间达到预先设定的时间之前，从非接触式送电装置2供应的电力下降了时，第二控制电路39转移到ACT41的处理。另外，也可以是以下结构：在ACT41中启动非接触式受电装置3，第二控制电路39开始运作之后经过一定时间后，第二控制电路39将负载电路37连接到第三电压转换电路34。

在进行充电处理期间，第二控制电路39判断充电是否完成(ACT46)。作为负载电路37的二次电池和充电电路将表示处于充满电状态的信息向第二控制电路39供应。在接收到表示处于充满电状态的信息时，第二控制电路39判断为充电完成。或者，也可以是，在第二控制电路39中检测对二次电池的充电电流、充电电压，以检测充满电状态。

在判断为充电完成时(ACT46、是)，第二控制电路39将负载电路37从第三电压转换电路34断开(ACT47)，结束处理。由此，第二控制电路39结束对负载电路37的充电处理。

图6是表示实际在非接触式电力传输装置1中改变送电电路14的驱动电压、异物种类、非接触式受电装置3在送电座4上的设置位置时的、对送电电路14的送电电流的测定结果和能否检测异物的图。此外，非接触式电力传输装置1以下结构：通过由送电电路14生成6.78MHz频率的交流电力，将电力从送电线圈15向受电线圈31传输。在使用6.78MHz时，两倍高次谐波为13.56MHz。因此，已知影响与13.56MHz对应的IC卡。因此，作为异物，使用与13.56MHz对应的两种非接触式IC卡(IC卡A、IC卡B)。

首先，在没有异物的情况下，以5V的第二电压进行驱动时的送电电流为23mA(无受电装置时)、26mA(有受电装置时)。在以19V的第一电压进行驱动时的送电电流为117mA(无受电装置时)、110mA(有受电装置时)。此外，在将非接触式受电装置3的负载电路37从第三电压转换电路34断开的状态下，进行上述测定。非接触式送电装置2以这些送电电流为基准进行异物检测处理。

进一步地，将对于以下情况分别测定的结果分别表示在条件编号、1至6的送电电流(mA)的列中：将IC卡A和IC卡B置于非接触式送电装置2的送电座4的中央的情况；从送电座4的中央偏移10mm左右位置的“位置偏移小”的情况；和从送电座4的中央偏移20mm左右位置的“位置偏移大”的情况。

当作为异物的IC卡A和IC卡B以夹在送电座4和非接触式受电装置3之间的状态放置时，大体上，送电电流增加到基准值以上。根据测定结果可确认：关于与有无异物相关的送电电流的增加量，以19V驱动时的增加量大于以5V驱动时的增加量。另外，在以5V驱动时，根据测定结果可确认：像条件编号.4、5那样，根据IC卡的种类、放置方法，有时从基准值增加不大。

基于上述送电电流的基准，将以下情况下的异物检测处理的结果分别表示在判断能否检测异物的列中：将在以5V驱动时的异物检测处理中使用的阈值设为35mA，将在以19V驱动时的异物检测处理中使用的阈值设为130mA。判断能否检测异物中的“○”表示能检测到异物。另外，判断能否检测异物中的“×”表示送电电流的测定值没有超过阈值，并且不能检测到异物。

如判断能否检测异物中所示，在以5V驱动时，因为异物影响所引起的送电电流的增加量小，所以有时不能检测到异物。然而，可确认：在以19V驱动时，即使在负载电路37未连接的状态下，因为异物影响所引起的送电电流的增加量大，所以在以5V驱动时不能检测到异物的条件下也能检测到异物。

如上所述，非接触式电力传输装置1具有非接触式送电装置2和接收从非接触式送电装置2供应的电力的非接触式受电装置3。

非接触式送电装置2具有送电线圈15和送电电路14，送电电路14使用第一电压和低于第一电压的第二电力中的任一电力并通过送电线圈15发送电力。

非接触式受电装置3具有与送电线圈15电磁耦合的受电线圈31和被供应通过受电线圈31接收的电力的负载电路37。

非接触式送电装置2以第二电压驱动送电电路14，并进行与非接触式受电装置3之间的认证处理和用于检测有无异物的第一异物检测处理。在认证处理成功且通过第一异物检测处理未检测到异物的情况下，非接触式送电装置2通过以第一电压驱动送电电路14，对负载电路37未连接到受电线圈31状态下的非接触式受电装置3供应电力，并且进行用于检测有无异物的第二异物检测处理。

根据这种结构，在非接触式受电装置3中负载电路37未连接到受电线圈31的状态下，非接触式送电装置2通过以大于第二电压的第一电压驱动送电电路，增加从送电线圈15输出的电力。进一步地，非接触式送电装置2在增加来自送电线圈15的电力的基础上，进行第二异物检测处理。也就是说，非接触式送电装置2能够在从送电线圈15输出的电力比执行第一异物检测处理时更大的状态下，执行第二异物检测处理。其结果是，非接触式送电装置2能够执行以高于第一异物检测处理的高精度检测异物的第二异物检测处理。

另外，在非接触式受电装置3中负载电路37连接到受电线圈31的情况下，因为与送电线圈15电磁耦合的负载增加，所以从送电线圈15输出的电力进一步增加。因此，当存在异物时，从送电线圈15输出的电力可能会导致异物发热。然而，在非接触式受电装置3中负载电路37连接到受电线圈31之前，非接触式送电装置2通过以高于相当于待机状态的第二电压的第一电压驱动送电电路14来进行异物检测处理，从而能够抑制异物发热且以高精度检测异物。其结果是，可提供能够进行安全且高精度的异物检测的非接触式电力传输装置和非接触式送电装置。

此外，在上述的实施方式中，虽说明以下结构在非接触式受电装置3中，第二控制电路39控制第二切换电路36，从而在负载电路37与第三电压转换电路34连接的状态和负载电路37从第三电压转换电路34断开的状态之间进行切换，但并不限于此。只要是第三电压转换电路34能够根据第二控制电路39的控制而接通或断开输出的结构，则非接触式受电装置3也可以是如图7所示那样省略第二切换电路36的结构。

另外，只要是在两种状态之间进行切换的结构，则非接触式受电装置3也可以是如图7所示那样省略第二切换电路36的结构，其中，该两种状态分别为：用于对二次电池充电的充电电路使得对二次电池充电的充电电流为0或微小的状态；和充电电路使得向二次电池充电的充电电流为通常值的状态。

此外，在上述各实施方式中说明的功能不仅可以通过使用硬件来构成，而且可以通过使用软件将执行各功能的程序读入到计算机中来实现。另外，各功能可以通过适当选择软件、硬件中任一个来构成。

虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出，并非旨在限定发明的范围。这些新实施方式能够以其他各种方式实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包函在发明的范围和宗旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

Claims (10)

1.一种非接触式电力传输装置，具备非接触式受电装置和向所述非接触式受电装置发送电力的非接触式送电装置，其特征在于，

所述非接触式送电装置具备：

送电线圈；

送电电路，通过所述送电线圈发送电力；以及

第一控制电路，使用第一电压和低于所述第一电压的第二电压中的任一个的电力来驱动所述送电电路，

所述非接触式受电装置具备：

受电线圈，与所述送电线圈电磁耦合；以及

负载电路，当所述负载电路连接到所述受电线圈时，所述负载电路被供应所述受电线圈所接收到的电力，

所述第一控制电路使用所述第二电压的电力驱动所述送电电路，并在与所述非接触式受电装置之间进行认证处理，当所述认证处理成功时，使用所述第一电压的电力驱动所述送电电路，并且在所述非接触式受电装置中所述送电线圈和所述负载电路连接之前，进行检测异物的异物检测处理。

2.根据权利要求1所述的非接触式电力传输装置，其特征在于，

当在所述异物检测处理中检测到异物时，所述第一控制电路将驱动所述送电电路的电压从所述第一电压降低至所述第二电压，或者停止所述送电电路的运作。

3.根据权利要求1或2所述的非接触式电力传输装置，其特征在于，

当在所述异物检测处理中未检测到异物时，所述第一控制电路向所述非接触式受电装置发送负载连接指示，

所述非接触式受电装置还具备：

第二控制电路，在从所述非接触式送电装置接收到所述负载连接指示时，将所述负载电路和所述受电线圈连接。

4.根据权利要求1或2所述的非接触式电力传输装置，其特征在于，所述非接触式受电装置还具备：

第二控制电路，当从所述非接触式送电装置供应的电力在预先设定的预定时间内未降低时，将所述负载电路和所述受电线圈连接。

5.根据权利要求1或2所述的非接触式电力传输装置，其特征在于，所述非接触式送电装置还具备：

电流传感器，生成向所述送电电路输送的电流的电流检测信号，所述第一控制电路基于所述电流检测信号，进行所述异物检测处理。

6.根据权利要求5所述的非接触式电力传输装置，其特征在于，

所述非接触式送电装置还具备：

电流检测电路，将所述电流传感器生成的电流检测信号放大，并向所述第一控制电路供应。

7.一种非接触式送电装置，向非接触式受电装置发送电力，所述非接触式受电装置具备受电线圈和负载电路，在所述负载电路连接到所述受电线圈时，所述负载电路被供应所述受电线圈所接收到的电力，其特征在于，

所述非接触式送电装置具备：

送电线圈，与所述受电线圈电磁耦合；

送电电路，通过所述送电线圈发送电力；以及

控制电路，使用第一电压和低于所述第一电压的第二电压中的任一个的电力来驱动所述送电电路，

所述控制电路使用所述第二电压的电力驱动所述送电电路，并在与所述非接触式受电装置之间进行认证处理，当所述认证处理成功时，使用所述第一电压的电力驱动所述送电电路，并且在所述非接触式受电装置中所述送电线圈和所述负载电路连接之前，进行检测异物的异物检测处理。

8.根据权利要求7所述的非接触式送电装置，其特征在于，

当在所述异物检测处理中检测到异物时，所述控制电路将驱动所述送电电路的电压从所述第一电压降低至所述第二电压，或者停止所述送电电路的运作。

9.根据权利要求7或8所述的非接触式送电装置，其特征在于，

当在所述异物检测处理中未检测到异物时，所述控制电路向所述非接触式受电装置发送负载连接指示。

10.根据权利要求7或8所述的非接触式送电装置，其特征在于，

所述非接触式送电装置还具备：

电流传感器，生成向所述送电电路输送的电流的电流检测信号，所述控制电路基于所述电流检测信号，进行所述异物检测处理。