CN109478800B - 馈电系统 - Google Patents

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Abstract

该馈电系统包括电力提供装置和电力接收装置。电力接收装置具有:电力接收单元,其利用电力接收线圈以无线方式从电力提供装置接收电力;以及第一通信单元,其将线圈信息发送到电力提供装置。线圈信息指示在电力接收线圈附近是否设置线圈。电力提供装置具有:电力提供单元,其向电力接收装置无线提供电力;第二通信单元,其接收线圈信息;以及控制单元,其基于线圈信息,对是否向电力接收装置提供电力进行第一判定,并基于第一判定的结果来控制电力提供单元的活动。

Description

馈电系统
技术领域
本公开涉及一种从馈电装置以无线方式向电力接收装置提供电力的馈电系统。
背景技术
最近几年,例如,许多注意力已经集中于向CE装置(消费电子装置)执行无线馈送的馈电系统(也称为无线电力传输、无接触以及非接触式馈送),例如,手机和便携式音频播放器。例如,这种馈电系统允许通过将移动电话(电力接收装置)放置在提供电力托盘(馈电装置)上来给移动电话充电。执行这种无线馈电的方法的示例包括例如电磁感应方法和使用谐振现象的磁谐振耦合方法。电磁感应方法和磁谐振耦合方法通常统称为磁耦合方法。
例如,如果在馈送期间在馈电装置和电力接收装置之间存在诸如金属片的异物,则这种磁耦合馈电系统具有产生热量并因此降低安全性的可能性。因此,期望基于这种检测结果来检测异物并控制馈送操作。例如,专利文献1至专利文献3均公开了允许检测异物的馈电系统。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本未审查专利申请公开号2015-46990
专利文献2:日本未审查专利申请公开号2013-27171
专利文献3:日本未审查专利申请公开号2013-27255
发明内容
因此,需要提高馈电系统的安全性,并预期进一步提高安全性。
期望提供一种能够提高安全性的馈电系统。
根据本公开的实施方式的第一馈电系统包括馈电装置和电力接收装置。电力接收装置包括电力接收部和第一通信部。电力接收部使用电力接收线圈从馈电装置以无线方式接收电力。第一通信部向馈电装置发送线圈信息,该线圈信息指示是否在电力接收线圈附近设置线圈。馈电装置包括馈电部、第二通信部和控制器。馈电部以无线方式向电力接收装置提供电力。第二通信部接收线圈信息。控制器基于线圈信息执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果来控制馈电部的操作。
根据本公开的实施方式的第二馈电系统包括馈电装置和电子设备。电子设备包括电力接收装置。电力接收装置包括电力接收部和第一通信部。电力接收部使用电力接收线圈从馈电装置以无线方式接收电力。第一通信部向馈电装置发送线圈信息,指示是否在电力接收线圈附近设置线圈。馈电装置包括馈电部、第二通信部和控制器。馈电部以无线方式向电力接收装置提供电力。第二通信部接收线圈信息。控制器基于线圈信息执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果来控制馈电部的操作。
根据本公开的实施方式的第三馈电系统包括馈电装置和电力接收装置。馈电装置包括馈电部、第一测量部和控制器。馈电部使用馈电线圈以无线方式向电力接收装置提供电力。第一测量部基于馈电线圈处的信号或设置在馈电线圈附近的测量线圈,测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性。控制器基于第一频率特性来执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果,控制馈电部的操作。
在根据本公开的实施方式的第一和第二馈电系统中,执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果,执行向电力接收装置的馈送。基于从电力接收装置发送的线圈信息,执行第一判定。线圈信息指示是否在电力接收线圈附近设置线圈。
在根据本公开的实施方式的第三馈电系统中,执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果来执行向电力接收装置的馈送。基于第一频率特性来执行第一判定。基于馈电线圈处的信号或设置在馈电线圈附近的测量线圈来测量第一频率特性。
根据本公开的实施方式中的第一和第二馈电系统,基于从电力接收装置发送的并且指示是否在电力接收线圈附近设置线圈的线圈信息来执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,从而可以提高安全性。
根据本公开的实施方式中的第三馈电系统,基于馈电线圈处的信号或设置在馈电线圈附近的测量线圈来测量第一频率特性,并且基于第一频率特性来执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,从而可以提高安全性。
应当注意,在此处描述的效果不一定是限制性的,并且可以具有本公开中描述的任何效果。
附图说明
[图1]是根据本公开的实施方式的馈电系统的配置示例的透视图;
[图2]是示出图1中所示的馈电装置的配置示例的方框图;
[图3]描述了图2中所示的馈电装置的操作示例;
[图4A]是示出图1中所示的智能手机的配置示例的方框图;
[图4B]是示出图1中所示的另一智能手机的配置示例的方框图;
[图5]描述了图4B中所示的馈电线圈和线圈的设置的示例;
[图6]描述了图4B中所示的馈电线圈和线圈的设置的另一示例;
[图7]是示出图1中所示的馈电系统的操作示例的流程图;
[图8]是示出图1所示的馈电系统中的通信操作的示例的序列图;
[图9]描述了图1中所示的馈电系统的操作示例;
[图10]描述了图1中所示的馈电系统的另一操作示例;
[图11A]是示出图10中所示的操作示例中的特性的示例的特性图;
[图11B]是示出图10中所示的操作示例中的特性的示例的另一特性图;
[图12]描述了图1中所示的馈电系统的另一操作示例;
[图13]描述了图1中所示的馈电系统的另一操作示例;
[图14A]是示出图13中所示的操作示例中的特性的示例的特性图;
[图14B]是示出图13中所示的操作示例中的特性的示例的另一特性图;
[图15]是示出根据变型例的馈电装置的配置示例的方框图;
[图16]描述了图15中所示的馈电装置的操作示例;
[图17]是示出根据另一变型例的馈电装置的配置示例的方框图;
[图18]描述了图17中所示的馈电装置的操作示例;
[图19]是示出根据另一变型例的智能手机的配置示例的方框图;
[图20]是示出根据另一变型例的馈电系统的操作示例的流程图;
[图21]是示出根据另一变型例的智能手机的配置示例的方框图;
[图22]是示出根据另一变型例的馈电装置的配置示例的方框图;
[图23]是示出根据另一变型例的馈电装置的配置示例的方框图;
[图24]是示出根据另一变型例的馈电系统的操作示例的流程图;
[图25]是示出根据另一变型例的馈电系统的操作示例的流程图;
[图26]是示出根据另一变型例的馈电系统的操作示例的流程图。
具体实施方式
在下文中,参考附图,详细描述了本公开的一些实施方式。
<实施方式>
[配置示例]
图1示出了根据实施方式的馈电系统(馈电系统1)的配置示例。馈电系统1在馈送之前检测在馈电装置和电力接收装置之间是否夹有诸如金属片或具有线圈的IC标签、IC卡的异物。
馈电系统1包括馈电装置10和智能手机20。智能手机20包括电力接收装置30。在该示例中,馈电装置10是托盘式馈电装置,并且使得可以通过将智能手机20放置在馈电装置10的馈送表面上来向智能手机20的电力接收装置30提供电力,以对二次电池29(稍后描述)进行充电。
馈电线圈123(稍后描述)设置在馈电装置10的馈送表面(与智能手机20接触的一侧)上。电力接收装置30的电力接收线圈311(稍后描述)设置在智能手机20的电力接收表面(与馈电装置10接触的一侧)上。馈电装置10经由馈电线圈123和电力接收线圈311通过电磁感应向智能手机20的电力接收装置30提供电力。这使用户能够在不将AC(交流电)适配器等直接耦合到智能手机20的情况下对二次电池29进行充电。因此,这使馈电系统1增加用户便利性。
此外,如稍后所述,馈电装置10具有在执行实际馈送之前检测馈电装置10与电力接收装置30之间是否存在诸如金属片的异物的功能(异物检测(FOD:异物检测)DF1和DF2)。同时,馈电装置10还具有检测在馈电装置10和电力接收装置30之间是否存在具有线圈的IC标签、IC卡等的功能(谐振检测DR1和DR2)。换言之,例如,在馈电装置10和电力接收装置30之间存在诸如金属片的异物的情况下,在通过馈电装置10向电力接收装置30提供电力期间,金属片可能由于在金属片中流动的涡流而生成热量。此外,例如,在馈电装置10和电力接收装置30之间存在IC标签的情况下,在由馈电装置10向电力接收装置30提供电力期间,由于IC标签的线圈中生成的感应电动势而生成的高电压有可能破坏IC标签。因此,馈电装置10执行异物检测DF1和DF2以及谐振检测DR1和DR2,然后,在确认不存在诸如金属片或具有线圈的IC标签、IC卡的异物之后开始实际馈送。这允许馈电系统1提高安全性。
应当注意,在该示例中,向智能手机20提供电力,但这不是限制性的。例如,可以向各种电子设备提供电力,例如,数码相机、便携式摄像机、移动电话、智能手机、移动电池、平板电脑、数字书籍阅读器和音频播放器。另外,在该示例中,馈电装置10对一个智能手机20进行馈送,但这不是限制性的。或者,可以同时或通过时分(串行)对两个或更多个电子设备进行馈送。
(馈电装置10)
图2示出了馈电装置10的配置示例。馈电装置10包括馈电部11、电容元件121、开关122、馈电线圈123、物体检测器13、异物检测器14、谐振检测器15、接收器16和馈电控制器19。
馈电部11基于来自馈电控制器19的指令,生成作为交流电的电力信号SP1。交流电通经由插头插座(或者称为电源插座)向馈电部11提供电力,或者,从另一电源装置向馈电部11供应交流电或直流电。此后,馈电部11基于供应的电力生成电源信号SP1。例如,电力信号SP1具有大约100kHz到几百kHz的频率。
另外,馈电部11还具有在异物检测DF1中生成具有比电力信号SP1低的电力的交流信号SDF的功能。此时,馈电部11在包括电力信号SP1的频率的预定频率范围(频率扫描范围RDF)上扫描交流信号SDF的频率。应当注意,在该示例中,频率扫描范围RDF包括电力信号SP1的频率,但这不是限制性的。频率扫描范围RDF可以不包括电力信号SP1的频率。在这种情况下,期望频率扫描范围RDF接近电力信号SP1的频率。
另外,馈电部11还具有在谐振检测DR1中生成具有比电力信号SP1低的电力的交流信号SDR的功能。此时,馈电部11超过预定频率范围(频率扫描范围RDR)来扫描交流信号SDR的频率,该预定频率范围包括IC标签、IC卡等使用的载波的频率fc(例如,13.56MHz)。例如,频率扫描范围RDR可以包括比频率扫描范围RDF中的最大频率更高的频率。
另外,馈电部11还具有将馈送控制信号CTL1发送到电力接收装置30的功能。具体地,在发送馈送控制信号CTL1时,馈电部11生成电力信号SP1,并且还根据要发送的信息,调制电力信号SP1。这使电力接收装置30的通信部35(稍后描述)基于调制的电力信号来接收馈送控制信号CTL1。
电容元件121的一端耦合到开关122的一端和馈电部11,并其另一端耦合至开关122的另一端和馈电线圈123的一端。开关122的一端耦合到电容元件121的一端和馈电部11,其另一端耦合到电容元件121的另一端和馈电线圈123的一端。开关122基于来自馈电控制器19的指令接通和断开。馈电线圈123设置在馈电装置10的馈送表面上,其一端耦合到电容元件121的另一端和开关122的另一端,并且另一端接地。
图3示意性地示出了馈电部11和开关122的操作示例。在馈电装置10向电力接收装置30提供电力的情况下,开关122根据来自馈电控制器19的指令而断开。此时,电容元件121与馈电线圈123串联耦合,以构成谐振电路。谐振电路具有大约电力信号SP1的频率的谐振频率。此后,馈电部11将电力信号SP1提供给谐振电路。这使得馈电线圈123生成与电力信号SP1对应的电磁场。
另外,在馈电装置10执行异物检测DF1的情况下,开关122根据来自馈电控制器19的指令而断开。此时,电容元件121和馈电线圈123构成谐振电路。此后,馈电部11将交流信号SDF提供给谐振电路,同时超过扫频范围RDF扫描交流信号SDF的频率。这使得馈电线圈123生成与交流信号SDF对应的电磁场。
另外,在馈电装置10执行谐振检测DR1的情况下,开关122根据来自馈电控制器19的指令而接通。此时,开关122使电容元件121的两端短路。之后,馈电部11将交流信号SDR提供给馈电线圈123,同时超过扫描范围RDR扫描交流信号SDR的频率。这使得馈电线圈123生成与交流信号SDR对应的电磁场。
物体检测器13基于馈电线圈123的一端处的电压来检测物体(例如,智能手机20)是否放置在馈电装置的馈送表面上10。具体地,例如,在馈电部11生成交流信号期间,物体检测器13检测在馈电线圈123的一端的信号。此时,在馈电线圈123的一端的信号的振幅或相位的变化取决于物体是否放置在馈电装置10的馈送表面上。物体检测器13通过检测到幅度或相位的变化来检测是否存在物体。
应当注意,在该示例中,物体检测器13基于馈电线圈123的一端处的电压来检测物体,但这不是限制性的。可以基于另一节点处的电压或电流来检测物体。另外,检测物体的方法不限于此,并且可以应用允许检测是否存在物体的各种方法。
异物检测器14基于在馈电线圈123的一端的电压,进行异物检测DF1。具体地,在馈电部11生成交流信号SDF期间,异物检测器14基于在馈电线圈123的一端处的电压,计算频率扫描范围RDF中的品质因数QD。品质因数QD与包括馈电线圈123和电容元件121的谐振电路的品质因数相关联,并且涉及从馈电装置10到电力接收装置30的馈送效率。品质因数QD是根据谐振电路中的电阻值、电感值、电容值和频率而变化的参数。换言之,电压值、馈送效率、充电效率、能量损耗、电阻值、电感值、电容值和频率是与品质因数相关的参数。应当注意,在该示例中,品质因数QD是谐振电路的品质因数,但这不是限制性的。品质因数QD可以是馈电线圈123自身的品质因数。例如,在馈电装置10和电力接收装置30之间存在诸如金属片的异物的情况下,品质因数QD由于异物的电阻分量而降低。异物检测器14基于品质因数QD检测是否存在异物。
另外,如稍后所述,异物检测器14还具有在馈电装置10和电力接收装置30彼此开始通信之后基于从电力接收装置30发送的品质因数QD和异物判定信息IF(稍后描述)执行异物检测DF2的功能。
应当注意,在该示例中,异物检测器14基于馈电线圈123的一端处的电压执行异物检测DF1,但这不是限制性的。异物检测器14可以基于另一节点处的电压或电流来执行异物检测DF1。
谐振检测器15基于在馈电线圈123的一端的电压,执行谐振检测DR1。具体地,在馈电部11生成交流信号SDF期间,谐振检测器15基于在馈电线圈123的一端处的电压,测量从谐振检测器15观察的阻抗的频率特性(阻抗特性ZDR),以基于阻抗特性ZDR计算在频率扫描范围RDR内谐振点的数量(谐振数ND)。例如,谐振数ND在馈电装置10和电力接收装置30之间存在具有线圈的IC标签、IC卡等的情况下进行改变。谐振检测器15基于谐振数ND,检测是否存在IC标签、IC卡等。
另外,如稍后所述,谐振检测器15还具有在馈电装置10和电力接收装置30彼此开始通信之后基于从电力接收装置30发送的谐振数ND和谐振信息IR(稍后描述)执行谐振检测DR2的功能。
应当注意,在这个示例中,谐振检测器15基于在馈电线圈123的一端的电压来执行谐振检测DR1,但这不是限制性的。谐振检测器15可以基于另一节点处的电压或电流来执行谐振检测DR1。
接收器16通过与电力接收装置30进行通信来接收馈送控制信号CTL2。馈送控制信号CTL2包括馈送操作必需的信息,例如,对馈电装置10的请求,用于增加或减少提供电力。另外,在该示例中,馈送控制信号CTL2还包括稍后描述的信息,例如,识别信息ID、电力信息IP、异物判定信息IF和谐振信息IR。接收器16基于在馈电线圈123的一端处的电压接收馈送控制信号CTL2。具体地,首先,在馈电部11生成电力信号SP1期间,电力接收装置30的通信部35(稍后描述)根据要发送的信息改变从馈电装置10观察的负载。负载的这种变化在馈电装置10中随着在馈电线圈123的一端处的电压的幅度或相位的变化而出现,并且随着在馈电线圈123中流动的电流的幅度或相位的变化而出现。接收器16检测幅值或相位的这些变化,由此接收从电力接收装置30发送的馈送控制信号CTL2。因此,馈电系统1通过所谓的负载调制发送馈送控制信号CTL2。
应当注意,在该示例中,接收器16基于在馈电线圈123的一端处的电压来接收馈送控制信号CTL2,但这不是限制性的。接收器16可以基于另一节点处的电压或电流接收馈送控制信号CTL2。
馈电控制器19控制在馈电装置10的操作。具体地,在检测是否将物体(例如,智能手机20)放置在馈电装置10的馈送表面上的情况下,馈电控制器19执行控制以使开关122断开,执行控制以使馈电部11生成交流信号,并执行控制以使物体检测器13检测是否存在物体。
另外,在执行异物检测DF1的情况下,馈电控制器19执行控制以使开关122断开,执行控制以使馈电部11生成交流信号SDF,并执行控制以使异物检测器14检测是否存在异物。另外,在执行谐振检测DR1的情况下,馈电控制器19执行控制以使开关122接通,执行控制以使馈电部11生成交流信号SDR,并执行控制,以使谐振检测器15检测是否存在IC标签、IC卡等。
另外,在馈电装置10执行异物检测DF2的情况下,馈电控制器19执行控制以使接收器16接收异物判定信息IF(稍后描述),并执行控制以使异物检测器14基于异物判定信息IF检测是否存在异物。另外,在执行谐振检测DR2的情况下,馈电控制器19执行控制以使接收器16接收谐振信息IR(稍后描述),并且执行控制以使谐振检测器15基于谐振信息IR检测是否存在IC标签、IC卡等。
另外,在对电力接收装置30执行实际馈送的情况下,馈电控制器19执行控制以使开关122断开,执行控制以使接收器16接收馈送控制信号CTL2,该信号包括诸如增加或减少馈电的请求等信息,并且基于该请求,控制由馈电部11生成的电力信号SP1的电力。
(智能手机20和电力接收装置30)
接下来,描述智能手机20。在下文中,描述了两个智能手机20A和20B,作为示例。智能手机20A没有执行近场通信(NFC;近场通信)的功能,并且智能手机20B具有执行近场通信的功能。
图4A示出了智能手机20A的配置示例。智能手机20A包括电力接收装置30、电荷控制器28、二次电池29、语音通信部21、数据通信部22、操作部24、显示器25和处理器26A。
电力接收装置30包括电力接收线圈311、电容元件312和313、整流器32、调节器33、负载连接部34、通信部35、存储部36和电力接收控制器37。
电力接收线圈311设置在智能手机20的电力接收表面上,其一端经由电容元件312耦合到整流器32的第一输入端,其另一端耦合到整流器32的第二输入端。此外,电容元件313插在整流器32的第一输入端和第二输入端之间。电力接收线圈311和电容元件312以这种方式串联耦合,以构成谐振电路。谐振电路具有围绕电力信号SP1的频率的谐振频率。因此,基于由馈电装置10的馈电线圈123生成的电磁场,电力接收线圈311根据电磁感应定律生成与其磁通量的变化对应的感应电压。
包括电力接收线圈311和电容元件312和313的电路在馈送期间生成电力信号SP2,该电力信号SP2是具有与电力接收线圈311的两端之间的感应电压对应的电压的交流电,并且将电力信号SP2提供给整流器32。换言之,基于馈电装置10中的电力信号SP1,生成电力信号SP2。
整流器32通过整流电力信号SP2生成具有电力接收电压Vrect的直流信号。
调节器33基于从整流器32供应的直流信号,生成具有电压Vreg的直流电力。之后,调节器33向在电力接收装置30中的各块提提供电压Vreg,作为电源电压,还经由负载连接部34将电压Vreg提供给电荷控制器28。
负载连接部34基于来自电力接收控制器37的指令,将调节器33和电荷控制器28彼此连接或断开。
通信部35接收从馈电装置10发送的馈送控制信号CTL1,并且还给馈电装置10发送馈送控制信号CTL2,包括电力接收控制器37提供的信息。具体地,在接收馈送控制信号CTL1的情况下,通信部35通过对调制的电力信号SP2执行解调处理来接收馈送控制信号CTL1。另外,在发送馈送控制信号CTL2的情况下,在馈电装置10正在发送电力信号SP1期间,通信部35根据要发送的信息改变整流器32的第一输入端和第二输入端之间的阻抗。馈电装置10的接收器16通过检测阻抗的变化(负载变化)来接收馈送控制信号CTL2。
存储部36存储在馈电系统1发送和接收的信息,并且包括例如非易失性存储器。存储部36存储识别信息ID、电力信息IP、异物判定信息IF和谐振信息IR。识别信息ID是用于识别电力接收装置30的信息,并且例如是所谓的序列号。电力信息IP是指示电力接收装置30能够接收的电力(电力等级)的信息。异物判定信息IF是在馈电装置10的异物检测器14执行异物检测DF2的情况下使用的信息,并且包括例如参考品质因数Q。谐振信息IR是在馈电装置10的谐振检测器15执行谐振检测DR2的情况下使用的信息。在智能手机20A中,在电力接收线圈311附近设置线圈的情况下,谐振信息IR包括关于包括线圈的谐振电路中的谐振点的数量(谐振数N)的信息。在电力接收线圈311附近没有设置线圈的情况下,谐振数N设置为“0”。换言之,谐振信息IR还包括关于是否在电力接收线圈311附近设置线圈的信息。在智能手机20A中,在电力接收线圈311附近没有设置线圈。因此,在该示例中,谐振数N设置为“0”(N=0)。
电力接收控制器37控制电力接收装置30中的操作。具体地,电力接收控制器37向通信部35提供识别信息ID、电力信息IP、异物判定信息IF和谐振信息IR,并进行控制,以使通信部35向馈电装置10发送包括这些信息的馈送控制信号CTL2。另外,在接收到从馈电装置10供应的电力时,电力接收控制器37基于电力接收电压Vrect,向通信部35提供关于馈电增加或减少的请求的信息等,并进行控制,以使通信部35向馈电装置10发送包含这些信息的馈送控制信号CTL2。另外,电力接收控制器37控制在负载连接部34中将调节器33和电荷控制器28彼此连接或断开的操作。
电荷控制器28控制在二次电池29的充电操作。二次电池29存储直流电力,并且包括例如可再充电电池,例如,锂离子电池。电荷控制器28和二次电池29向旨在实现智能手机20的功能的各种电路和装置提供电力(在该示例中,语音通信部21、数据通信部22、操作部24、显示器25和处理器26A)。
语音通信部21与移动电话基站执行语音通信。数据通信部22使用无线LAN(局域网)执行数据通信。操作部24是用户用来操作智能手机20A的用户界面,并且包括各种类型的按钮、触摸面板等。显示器25显示智能手机20A的状态和各种类型的信息处理的结果。处理器26A包括例如CPU(中央处理单元)、RAM(随机存取存储器)、非易失性存储器等,并且通过执行程序,来执行旨在实现智能手机20A的功能的各种类型的信息处理。
图4B示出了智能手机20B的配置示例。智能手机20B包括电力接收装置30、电荷控制器28、二次电池29、语音通信部21、数据通信部22、NFC通信部23、操作部24、显示器25和处理器26B。智能手机20B对应于包括NFC通信部23的智能手机20A(图4A),并且包括处理器26B,来代替处理器26A。
NFC通信部23执行近场通信。NFC通信部23包括线圈231、电容元件232和通信电路233。线圈231和电容元件232并联耦合,以构成谐振电路。例如,谐振电路具有围绕频率fc的谐振频率(例如,13.56MHz)。线圈231和电容元件232耦合到通信电路233。即使在线圈231中生成高电压,通信电路233也具有抵抗高电压破坏的构成。
图5和图6分别示出智能手机20B中的电力接收线圈311和线圈231的设置的示例。在智能手机20B中,线圈231设置在电力接收线圈311附近。在图5所示的示例中,在智能手机20B的电力接收表面上,电力接收线圈311和线圈231设置为彼此相邻。在图6所示的示例中,在智能手机20B的电力接收表面上,电力接收线圈311和线圈231设置成使得各自的中心点基本上彼此重合。在该示例中,电力接收线圈311具有比线圈231小的线圈直径,因此,电力接收线圈311设置在线圈231内。
如上所述,在智能手机20B中,电力接收线圈311设置在线圈231附近。线圈231构成谐振电路,该谐振电路具有一个谐振点。因此,在智能手机20B的存储部36中,谐振数N设置为“1”(N=1)。
在此处,馈电部11对应于本公开中的“馈电部”的具体示例。整流器32和调节器33对应于本公开中的“电力接收部”的具体示例。通信部35对应于本公开中的“第一通信部”的具体示例。接收器16对应于本公开中的“第二通信部”的具体示例。线圈231对应于本公开中的“线圈”的具体示例。谐振信息IR对应于本公开中的“线圈信息”的具体示例。异物判定信息IF对应于本公开中的“电力接收线圈信息”的具体示例。谐振检测器15对应于本公开中的“第一测量部”的具体示例。异物检测器14对应于本公开中的“第二测量部”的具体示例。馈电控制器19对应于本公开中的“控制器”的具体示例。
[工作和效果]
随后描述根据本实施方式的馈电系统1的工作和效果。
(整体操作的概况)
首先,参考图2、图4A和图4B描述馈电系统1的整体操作的概况。在馈电装置10(图2)中,基于来自馈电控制器19的指令,馈电部11生成电力信号SP1和交流信号SDF和SDR,并且还将馈送控制信号CTL1发送给电力接收装置30。开关122基于来自馈电控制器19的指令,使电容元件121的两端短路。馈电线圈123基于电力信号SP1和交流信号SDF和SDR生成电磁场。物体检测器13检测物体是否放置在馈电装置10的馈送表面上。异物检测器14通过执行异物检测DF1和DF2来检测馈电装置10的馈送表面上是否存在异物。谐振检测器15通过执行谐振检测DR1和DR2,来检测馈电装置10的馈送表面上是否存在IC标签、IC卡等。接收器16接收从电力接收装置30发送的馈送控制信号CTL2。馈电控制器19控制馈电装置10中的操作。
在电力接收装置30(图4A和图4B)中,电力接收线圈311基于由馈电线圈123生成的电磁场,生成与其磁通量的变化对应的感应电压。此后,电力接收线圈311和电容元件312和313向整流器32提供与电力信号SP1对应的电力信号SP2。整流器32通过整流电力信号SP2,生成具有电力接收电压Vrect的直流信号。调节器33基于从整流器32提供的直流信号,生成具有电压Vreg的直流电力。负载连接部34基于来自电力接收控制器37的指令,连接调节器33和电荷控制器28。通信部35接收从馈电装置10发送的馈送控制信号CTL1并且还向馈电装置10发送馈送控制信号CTL2,包括由电力接收控制器37提供的信息。存储部36存储识别信息ID、电力信息IP、异物判定信息IF和谐振信息IR。电力接收控制器37控制电力接收装置30中的操作。
电荷控制器28控制在二次电池29中的充电操作。二次电池29存储直流电力。电荷控制器28和二次电池29向旨在实现智能手机20(20A和20B)的功能的各种电路和装置提供电力。
(详细操作)
图7示出了馈电系统1中的馈送操作的流程图。在馈电系统1中,馈电装置10执行异物检测DF1和谐振检测DR1,并且随后开始与电力接收装置30的通信。此后,馈电装置10执行异物检测DF2和谐振检测DR2,并且随后开始到电力接收装置30的实际馈送。下面描述细节。
首先,馈电装置10检测物体(例如,智能手机20)是否放置在馈电装置10的馈送表面上(步骤S1)。具体地,例如,馈电控制器19断开开关122,馈电部11生成交流信号,并且物体检测器13检测是否存在物体。在不存在物体的情况下(步骤S1中的“否”),操作流程返回到步骤S1,并且重复步骤S1,直到检测到物体。
在步骤S1中,在检测到物体的情况下(步骤S1中的“是”),馈电装置10执行异物检测DF1(步骤S2)。具体地,首先,馈电控制器19断开开关122,并且馈电部11生成交流信号SDF。此时,馈电部11超过频率扫描范围RDF来扫描交流信号SDF的频率。此后,异物检测器14计算频率扫描范围RDF中的品质因数QD。此后,在计算的品质因数QD不在预定范围内的情况下,异物检测器14判定存在异物(步骤S2中的“否”),并且流程返回到步骤S1。换言之,在这种情况下,馈电装置10判定由于异物的存在而不应该进行馈送。另外,在计算出的品质因数QD在预定范围内的情况下,异物检测器14判定不存在异物。
在步骤S2中,在不存在异物的情况下(步骤S2中的“是”),馈电装置10执行谐振检测DR1(步骤S3)。具体地,首先,馈电控制器19接通开关122,并且馈电部11生成交流信号SDR。此时,馈电部11在扫频范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。此后,谐振检测器15测量在频率扫描范围RDR中从谐振检测器15观察的阻抗的频率特性(阻抗特性ZDR),并基于阻抗特性ZDR,计算频率扫描范围RDR中的谐振点的数量(谐振数ND)。此后,谐振检测器15确认谐振数ND是否等于或小于预定阈值X(ND≤X)。在该示例中,预定阈值X设置为“1”。在谐振数ND大于预定阈值X的情况下(步骤S3中的“否”),馈电装置10判定存在IC标签、IC卡等,并且流程返回到步骤S1。换言之,在这种情况下,馈电装置10判定由于IC标签、IC卡等的存在而不应该进行馈送。
在步骤S3中,在谐振数ND等于或小于预定阈值X的情况下(步骤S3中的“是”),馈电装置10开始与电力接收装置30的通信(步骤S4)。具体地,首先,馈电控制器19断开开关122,并且馈电部11生成电力信号SP1。此时,馈电部11向电力接收装置30提供足以操作电力接收装置30的小电力。在电力接收装置30中,整流器32基于电力信号SP2生成电力接收电压Vrect,调节器33基于电力接收电压Vrect,生成电压Vreg。此后,电力接收装置30的各个块以电压Vreg作为电源电压来开始操作。此后,馈电装置10的馈电部11将馈送控制信号CTL1发送到电力接收装置30,并且电力接收装置30的通信部35将馈送控制信号CTL2发送到馈电装置10。
接下来,馈电装置10从电力接收装置30获得异物判定信息IF(步骤S5)。具体地,电力接收装置30的电力接收控制器37从存储部36读取异物判定信息IF,并且通信部35基于来自电力接收控制器37的指令,向馈电装置10发送包括异物判定信息IF的馈送控制信号CTL2。此后,馈电装置10的接收器16接收馈送控制信号CTL2。
接下来,馈电装置10执行异物检测DF2(步骤S6)。具体地,异物检测器14比较在异物检测DF1中计算的品质因数QD(步骤S2)和在步骤S5中获得的异物判定信息IF中包括的参考品质因数Q。此后,在品质因数QD不在基于参考品质因数Q设置的预定范围内的情况下,异物检测器14判定存在异物(步骤S6中的“否”)。在这种情况下,馈电装置10停止与电力接收装置30的通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。换言之,在这种情况下,馈电装置10判定由于异物的存在而不应该进行馈送。另外,在品质因数QD在基于参考品质因数Q设置的预定范围内的情况下,异物检测器14判定不存在异物。
在步骤S6中,在不存在异物的情况下(步骤S6中的“是”),馈电装置10从电力接收装置30获得谐振信息IR(步骤S7)。具体地,电力接收装置30的电力接收控制器37从存储部36读取谐振信息IR,并且通信部35基于来自电力接收控制器37的指令,向馈电装置10发送包括谐振信息IR的馈送控制信号CTL2。之后,馈电装置10的接收器16接收馈送控制信号CTL2。
接下来,馈电装置10执行谐振检测DR2(步骤S8)。具体地,谐振检测器15比较在谐振检测DR1中计算的谐振数ND(步骤S3)和在步骤S7中获得的谐振信息IR中包括的谐振数N。此后,在谐振数ND与谐振数N不匹配的情况下(步骤S8中的“否”),谐振检测器15判定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,馈电装置10停止与电力接收装置30的通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。换言之,在这种情况下,馈电装置10判定由于IC标签、IC卡等的存在而不应该进行馈送。
在步骤S8中,在谐振数ND与谐振数N匹配的情况下(步骤S8中的“是”),馈电装置10开始向电力接收装置30的实际馈送(步骤S17)。具体地,首先,电力接收控制器37利用馈送控制信号CTL2向馈电装置10发出馈电增加或减小等的请求,并且执行控制,以使电力接收电压Vrect达到目标电压。此后,负载连接部34基于来自电力接收控制器37的指令,连接调节器33和电荷控制器28。这使电力接收装置30经由电荷控制器28开始对二次电池29充电。
接下来,电力接收装置30判定二次电池29的充电是否完成(步骤S18)。具体地,例如,电力接收控制器37基于在二次电池29处的电压或提供给二次电池29的电流,判定二次电池29的充电是否完成。在二次电池29的充电尚未完成的情况下(步骤S18中的“否”),则流程返回到步骤S18。然后,重复步骤S18直到充电完成。
此后,在步骤S18中,在二次电池的充电完成的情况下(步骤S18中的“是”),馈电装置10停止向电力接收装置30馈送(步骤S19)。具体地,负载连接部34基于来自电力接收控制器37的指令将调节器33和电荷控制器28彼此断开。此外,电力接收控制器37向馈电装置10发出使用馈送控制信号CTL2停止馈送的请求。此后,基于停止馈送的请求,馈电装置10的馈电控制器19控制馈电部11的操作,以停止生成电力信号SP1。
这是流程的结束。
图8示出了馈电系统1中的通信操作的序列图。在从步骤S4中的通信开始到图7中的步骤S17中的实际馈送开始的周期内执行通信操作。
首先,在开始通信之后,馈电装置10将启动信号发送到电力接收装置30(步骤S101)。电力接收装置30根据启动信号进行启动(步骤S102)。接下来,电力接收装置30向馈电装置10发送包括存储在存储部36中的标识信息ID和电力信息IP的馈送控制信号CTL2(步骤S103)。此后,馈电装置10向电力接收装置30发送表示馈电装置10已经接收到这些信息的响应信号(步骤S104)。步骤S101至S104的该操作对应于图7中的步骤S4中的操作。
接下来,电力接收装置30向馈电装置10发送包括异物判定信息IF的馈送控制信号CTL2(步骤S105)。馈电装置10使用包含在异物判定信息IF中的参考品质因数Q来执行异物检测DF2(步骤S106),并且向电力接收装置30通知检测结果,包括关于是否存在异物的结果(步骤S107)。步骤S105至S107中的该操作对应于图7中的步骤S5和S6中的操作。
接下来,电力接收装置30向馈电装置10发送包括谐振信息IR的馈送控制信号CTL2(步骤S108)。馈电装置10使用包含在谐振信息IR中的谐振数N来执行谐振检测DR2(步骤S109),并且向电力接收装置30通知检测结果,包括关于是否存在IC标签、IC卡等的结果(步骤S110)。换言之,该检测结果指示是否向电力接收装置30提供电力。步骤S108到S110中的该操作对应于图7中的步骤S7和S8中的操作。
如上所述,除了异物检测DF1和DF2之外,馈电系统1还执行谐振检测DR1和DR2,从而可以提高安全性。换言之,例如,在馈电装置10和智能手机20之间存在IC标签、IC卡等的情况下,有可能无法通过异物检测DF1和DF2来检测这些物体中的任何一个。除了异物检测DF1和DF2之外,馈电系统1还执行谐振检测DR1和DR2,从而可以提高IC标签、IC卡等的可检测性。结果,可以降低破坏IC标签、IC卡等的可能性,从而可以提高安全性。
另外,在使用具有低频的交流信号SDF执行异物检测DF1之后,馈电系统1使用具有高频的交流信号SDR执行谐振检测DR1,从而可以制造抗破坏的IC标签、IC卡等。
另外,在谐振检测DR1中,馈电系统1使用电力低于电力信号SP1的交流信号SDR,以允许抑制提供给IC标签、IC卡等的电力,从而可以使IC标签、IC卡等抗破坏。
另外,在馈电系统1中,开关122在谐振检测DR1中接通,这使得可以增加IC标签、IC卡等的可检测性。换言之,在开关122断开的情况下,电容元件121和馈电线圈123构成谐振电路,并且谐振电路具有大约几百kHz的谐振频率。因此,交流信号SDR具有足够高于谐振频率的频率,从而在交流信号SDR中导致衰减。相反,在馈电系统1中,在谐振检测DR1中接通开关122,因此,馈电线圈123不构成谐振电路。结果,可以降低交流信号SDR中衰减的可能性,从而可以提高IC标签、IC卡等的可检测性。
另外,馈电系统1在开始通信之前执行谐振检测DR1,以允许更早地检测IC标签、IC卡等,从而可以提高安全性。
另外,如下所述,馈电系统1使用由作为要提供电力的目标的智能手机20提供的谐振信息IR来执行谐振检测DR2,从而使得可以提高检测IC标签、IC卡等的检测精度。
接下来,参考一些特定操作示例来描述谐振检测DR1和DR2的操作。
(操作示例E1)
图9示出了操作示例E1。在该示例中,智能手机20A放置在馈电装置10的馈送表面上。在谐振检测DR1中(图7中的步骤S3),馈电装置10测量频率扫描范围RDR内的阻抗特性ZDR,并基于阻抗特性ZDR,计算频率扫描范围RDR中的谐振点数(谐振数ND)。在谐振检测DR1中,馈电装置10的馈电线圈123不构成谐振电路。另外,智能手机20A在电力接收线圈311附近没有线圈。因此,谐振点不出现在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中,并且谐振数ND是“0”。谐振数ND等于或小于预定阈值X(在该示例中为“1”)。因此,在谐振检测DR1中,谐振检测器15判定不存在IC标签、IC卡等。
在谐振检测DR2中(图7中的步骤S8),馈电装置10确认在谐振检测DR1中计算的谐振数ND是否等于通过电力接收装置30提供的谐振信息IR中包括的谐振数N。在智能手机20A中,谐振数N为“0”(N=0),因此,谐振数ND与谐振数N匹配。因此,在谐振检测DR2中,谐振检测器图15判定不存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作示例E1中,判定不存在IC标签、IC卡等,因此,馈电装置10执行对电力接收装置30的实际馈送。
(操作示例E2)
图10示出了操作示例E2。在该示例中,IC卡9插在馈电装置10和智能手机20A之间。IC卡9具有线圈91。线圈91构成具有一个谐振点的谐振电路。因此,由谐振电路引起的一个谐振点出现在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中。
图11A和图11B分别示出了使用散射参数S11的操作示例E2中的阻抗特性ZDR的示例。图11A以史密斯圆图形式示出散射参数S11的特性。在该示例中,如图11A所示,圆形阻抗轨迹由IC卡9的谐振电路引起,其中,一个谐振点出现在13.56MHz附近。
如上所述,在谐振检测DR1中,馈电装置10基于阻抗特性ZDR来计算谐振数ND。在该示例中,谐振数ND是“1”。该谐振数ND等于或小于预定阈值X。因此,在谐振检测DR1中,谐振检测器15判定不存在IC标签、IC卡等。
然而,在智能手机20A中,谐振数N是“0”(N=0)。因此,谐振数ND与谐振数N不匹配。结果,在谐振检测DR2中,谐振检测器15判定存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作示例E2中,判定存在IC标签、IC卡等,因此馈电装置10不执行对电力接收装置30的实际馈送。
(操作示例E3)
图12示出了操作示例E3。在该示例中,智能手机20B放置在馈电装置10的馈送表面上。在智能手机20B中,电力接收线圈311和线圈231设置成使得各自的中心点基本上彼此重合。线圈231构成具有一个谐振点的谐振电路。因此,与操作示例E2的情况一样,在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中出现一个谐振点,并且谐振数ND为“1”。该谐振数ND等于或小于预定阈值X。因此,在谐振检测DR1中,谐振检测器15判定不存在IC标签、IC卡等。
另外,在智能手机20B中,谐振数N为“1”(N=1)。因此,谐振数ND与谐振数N匹配。结果,在谐振检测DR2中,谐振检测器15判定不存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作示例E3中,判定不存在IC标签、IC卡等,因此,馈电装置10执行对电力接收装置30的实际馈送。
(操作示例E4)
图13示出了操作示例E4。在该示例中,IC卡9插在馈电装置10和智能手机20B之间。在这种情况下,在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中出现两个谐振点。
图14A和图14B分别示出了使用散射参数S11的操作示例E4中的阻抗特性ZDR的示例。在该示例中,如图14A所示,对应于两个谐振点的阻抗轨迹由IC卡9的谐振电路和包括智能手机20B的线圈231的谐振电路引起。
在谐振检测DR1中,馈电装置10如上所述基于阻抗特性ZDR,计算谐振数ND。在该示例中,谐振数ND是“2”。该谐振数ND大于预定阈值X。因此,在谐振检测DR1中,谐振检测器15判定存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作示例E4中,判定存在IC标签、IC卡等,因此,馈电装置10不执行对电力接收装置30的实际馈送。
如上所述,馈电系统1使用由作为要提供电力的目标的智能手机20提供的谐振信息IR来执行谐振检测DR2,从而使得可以提高检测IC标签、IC卡等的检测精度。换言之,例如,在操作示例E2(图10)和操作示例E3(图12)中,馈电装置10检测谐振检测DR1中的一个谐振点。其中,操作示例E3(图12)是应该执行馈送的示例,并且操作示例E2(图10)是由于插入了IC卡9而不应该执行馈送的示例。在馈电系统1中,馈电装置10从电力接收装置30接收包含关于谐振数N的信息的谐振信息IR,并使用谐振数N执行谐振检测DR2。在操作示例E2中,馈电装置10判定由IC标签、IC卡等引起检测到的谐振点,因为谐振数ND和谐振数N彼此不匹配,以判定不应该执行馈送。另外,在操作示例E3中,馈电装置10判定由设置在电力接收线圈311附近的线圈引起检测到的谐振点,因为谐振数ND和谐振数N彼此匹配,以判定应该执行馈送。以这种方式,馈电装置10使用由电力接收装置30提供的关于谐振数N的信息来执行谐振检测DR2。结果,这允许馈电系统1提高检测IC标签、IC卡等的检测精度。
[效果]
如上所述,根据本实施方式,除了异物检测DF1和DF2之外,还执行谐振检测DR1和DR2,从而可以提高安全性。
根据本实施方式,在使用具有低频的交流信号SDF执行异物检测DF1之后,使用具有高频的交流信号SDR执行谐振检测DR1,从而可以制造抗破坏的IC标签、IC卡等。
根据本实施方式,在谐振检测DR1中使用具有比电力信号SP1低的电力的交流信号SDR,从而使得可以使IC标签、IC卡等抗破坏。
根据本实施方式,在谐振检测DR1中,开关122接通,从而可以提高IC标签、IC卡等的可检测性。
根据本实施方式,在开始通信之前,执行谐振检测DR1,从而可以提高安全性。
根据本实施方式,使用由作为要提供电力的目标的智能手机提供的谐振信息IR来执行谐振检测DR2,从而可以提高安全性。
[变型例1]
在前述实施方式中,在谐振检测DR1中,将与谐振数ND进行比较的预定阈值X设置为“1”,但这不是限制性的。例如,预定阈值X可以设置为等于或大于“2”的值,或者预定阈值X可以设置为“0”。
[变型例2]
在前述实施方式中,在馈电装置10执行谐振检测DR1的情况下,馈电线圈123不构成谐振电路,但这不是限制性的。在下文中,参考一些示例,详细描述本变型例。
图15示出了根据本变型例的馈电装置10A的配置示例。馈电装置10A包括电容元件124和125以及馈电控制器19A。电容元件124和125对应于根据前述实施方式的馈电装置10(图2)中的电容元件121。电容元件124的一端耦合到开关122的一端和馈电部11,并且其另一端耦合到开关122的另一端和电容元件125的一端。电容元件125的一端耦合到电容元件124的另一端和开关122的另一端,并且其另一端耦合到馈电线圈123的一端。馈电控制器19A控制在馈电装置10A中的操作。
图16示意性地示出了馈电装置10A中的馈电部11和开关122的操作示例。在馈电装置10A向电力接收装置30提供电力的情况下,开关122基于来自馈电控制器19A的指令而接通,并且开关122使电容元件124的两端短路。此后,电容元件125和馈电线圈123串联耦合,以构成谐振电路。谐振电路具有围绕电力信号SP1的频率的谐振频率。此后,馈电部11将电力信号SP1提供给谐振电路。
另外,在馈电装置10A执行异物检测DF1的情况下,开关122基于来自馈电控制器19A的指令而接通。此时,电容元件125和馈电线圈123串联耦合以构成谐振电路。此后,馈电部11将交流信号SDF提供给谐振电路,同时超过扫频范围RDF来扫描交流信号SDF的频率。
另外,在馈电装置10A执行谐振检测DR1的情况下,开关122基于来自馈电控制器19A的指令而断开。此时,电容元件124和125以及馈电线圈123串联耦合,以构成谐振电路。例如,谐振电路具有围绕频率fc的谐振频率。此后,馈电部11将交流信号SDR提供给谐振电路,同时在扫频范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。
图17示出了根据本变型例的另一馈电装置10B的配置示例。馈电装置10B包括馈电线圈126和127、开关128和馈电控制器19A。馈电线圈126和127对应于根据前述实施方式的馈电装置10(图2)中的馈电线圈123。馈电线圈126的一端耦合到开关128的一端和电容元件121的另一端,其另一端耦合到开关128的另一端和馈电线圈127的一端。馈电线圈127的一端耦合到馈电线圈126的另一端和开关128的另一端,其另一端接地。馈电控制器19A控制馈电装置10B中的操作。
图18示意性地示出了馈电装置10B中的馈电部11和开关128的操作示例。在馈电装置10B向电力接收装置30提供电力的情况下,开关128基于来自馈电控制器19B的指令而断开。此时,电容元件121和馈电线圈126和127串联耦合,以构成谐振电路。谐振电路具有围绕电力信号SP1的频率的谐振频率。此后,馈电部11将电力信号SP1提供给谐振电路。
另外,在馈电装置10B执行异物检测DF1的情况下,开关128基于来自馈电控制器19B的指令而断开。此时,电容元件121和馈电线圈126和127串联耦合,以构成谐振电路。此后,馈电部11将交流信号SDF提供给谐振电路,同时在扫频范围RDF上扫描交流信号SDF的频率。
另外,在馈电装置10B执行谐振检测DR1的情况下,开关128基于来自馈电控制器19B的指令而接通,并且开关128使馈电线圈126的两端短路。之后,将电容元件121和馈电线圈127串联耦合,以构成谐振电路。例如,谐振电路具有围绕频率fc的谐振频率。此后,馈电部11将交流信号SDR提供给谐振电路,同时超过扫频范围RDR来扫描交流信号SDR的频率。
以这种方式,根据本变型例,馈电线圈123在执行谐振检测DR1的情况下构成谐振电路。这使得可以提高检测IC标签、IC卡等的检测精度。馈电线圈123如上所述构成谐振电路,谐振电路的谐振点也出现在由谐振检测DR1测量的阻抗特性ZDR中。因此,例如,在谐振检测DR1中,可以将“2”设置为与谐振数ND进行比较的预定阈值X。
[变型例3]
在前述实施方式中,谐振信息IR包括关于谐振数N的信息,但这不是限制性的。例如,谐振信息IR可以包括关于谐振频率的信息。在下文中,详细描述根据本变型例的馈电系统1C。馈电系统1C包括智能手机20C和馈电装置10C。
图19示出了智能手机20C的配置示例。与智能手机20B(图4B)一样,智能手机20C具有执行近场通信的功能。智能手机20C包括电力接收装置30C。电力接收装置30C包括存储谐振信息IR的存储部36C。除了关于谐振数N的信息之外,谐振信息IR还包括关于谐振频率fr的信息。谐振频率fr是在电力接收线圈311附近设置线圈的情况下的谐振点处的频率。与智能手机20B(图5和图6)的情况一样,智能手机20C包括设置在电力接收线圈311附近的线圈231。因此,智能手机20C的存储部36C存储谐振数N(N=1),并且还将谐振频率fr存储在谐振点处。
馈电装置10C包括谐振检测器15C。与根据前述实施方式的谐振检测器15一样,谐振检测器15C执行谐振检测DR1。另外,谐振检测器15C还具有基于关于从电力接收装置30C发送的谐振信息IR中包括的谐振数N和谐振频率fr的信息来执行谐振检测DR2的功能。
图20示出了馈电系统1C中的馈送操作的流程图。如在根据前述实施方式(图7)的馈电系统1的情况下,馈电装置10C首先检测物体是否放置在馈电装置10C的馈送表面上(步骤S1),然后,执行异物检测DF1和谐振检测DR1(步骤S2和S3)。此后,馈电装置10C开始与电力接收装置30C的通信(步骤S4),从电力接收装置30C获得异物判定信息IF(步骤S5),并进行异物检测DF2(步骤S6)。
接下来,馈电装置10C从电力接收装置30C获得包括关于谐振数N和谐振频率fr的信息的谐振信息IR(步骤S7)。接下来,馈电装置10C执行谐振检测DR2(步骤S21至S23)。
具体地,首先,馈电装置10C的谐振检测器15C基于在步骤S7中获得的谐振信息IR,计算在频率扫描范围RDR内的谐振点的数量(谐振数NK)(步骤S21)。
接下来,谐振检测器15C确认在谐振检测DR1中计算的谐振数ND(步骤S3)是否大于在步骤S21中计算的谐振数NK(ND>NK)(步骤S22)。在谐振数ND大于谐振数NK的情况下(步骤S22中的“是”),谐振检测器15C判定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,馈电装置10C停止与电力接收装置30C的通信(步骤S9),并且操作流程返回到步骤S1。
在步骤S21中,在谐振数ND不大于谐振数NK的情况下(步骤S22中的“否”),谐振检测器15C确认在谐振检测DR1中测量的阻抗特性ZDR(步骤S3)中的谐振频率fd与在步骤S7中获得的谐振信息IR中包括的谐振频率fr是否彼此匹配(步骤S23)。应当注意,在谐振数ND和NK均为“0”的情况下,谐振检测器15C判定谐振频率fd和谐振频率fr彼此匹配。在谐振频率fd和谐振频率fr彼此不匹配的情况下(步骤S23中的“否”),谐振检测器15C判定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,馈电装置10C停止与电力接收装置30C的通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。
另外,在步骤S23中,在谐振频率fd和谐振频率fr彼此匹配的情况下(在步骤S23中“是”),馈电装置10C启动到电力接收装置30C的实际馈送。后续操作类似于根据前述实施方式(图7)的馈电系统1的情况下的操作。
以这种方式,在馈电系统1C中,谐振信息IR包括关于谐振频率fr的信息,这使得可以在谐振频率彼此匹配的情况下开始实际馈送。这使得可以提高检测IC标签、IC卡等的检测精度。
智能手机20C包括NFC通信部23,但这不是限制性的。或者,智能手机20C可以包括另一类似的通信部23C。通信部23C包括设置在电力接收线圈311附近的线圈231C。线圈231C构成谐振电路,并且在该示例中,谐振电路具有10MHz的谐振频率。在这种情况下,在谐振信息IR中,谐振数N设置为“1”,谐振频率fr设置为“10MHz”。下面描述在频率扫描范围RDR不小于11MHz且不大于15MHz的情况下的操作示例。
(操作示例F1)
在该操作示例F1中,与操作示例E3(图12)一样,智能手机20C放置在馈电装置10的馈送表面上。在智能手机20C中,电力接收线圈311和线圈231C设置成使各自的中心点基本上彼此重合。线圈231C构成具有一个谐振点的谐振电路。谐振电路的谐振频率为10MHz。然而,在该示例中,谐振频率在频率扫描范围RDR之外。因此,在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中不出现谐振点,因此谐振数ND为“0”。该谐振数ND等于或小于预定阈值X(在该示例中为“1”)。因此,在谐振检测DR1中,谐振检测器15C判定不存在IC标签、IC卡等。
在谐振检测DR2中,谐振检测器15C基于谐振信息IR计算频率扫描范围RDR内的谐振数NK(步骤S21)。在该示例中,谐振数NK是“0”。因此,谐振数ND不大于谐振数NK(步骤S22中的“否”),并且谐振数ND和NK都是“0”(步骤S23中的“是”)。因此,谐振检测器15C判定不存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作示例F1中,判定不存在IC标签、IC卡等,因此,馈电装置10C执行对电力接收装置30C的实际馈送。
(操作示例F2)
在该操作示例F2中,与操作示例E4(图13)一样,IC卡9插在馈电装置10C和智能手机20C之间。在这种情况下,由IC卡9引起的一个谐振点出现在频率扫描范围RDR中的阻抗特性ZDR中,因此,谐振数ND为“1”。该谐振数ND等于或小于预定阈值X。因此,在谐振检测DR1中,谐振检测器15C判定不存在IC标签、IC卡等。
相反,在谐振检测DR2中,与操作示例F1的情况一样,谐振数NK为“0”,因此,谐振数ND大于谐振数NK(步骤S22中的“是”)。因此,谐振检测器15C判定存在IC标签、IC卡等。
以这种方式,在操作示例F2中,判定存在IC标签、IC卡等,因此馈电装置10C不对电力接收装置30C执行实际馈送。
如上所述,在根据本变型例的馈电系统1C中,除了谐振数N,谐振信息IR还包括关于谐振频率fr的信息,从而可以提高检测精度。换言之,例如,在操作示例F2(图13)中,与前述实施方式中一样,在仅基于谐振数N执行谐振检测DR2的情况下,谐振数ND(ND=1)和谐振数N(N=1)彼此匹配,这导致判定存在IC标签、IC卡等。由谐振数N表示的谐振点处的频率是10MHz,并且在频率扫描范围RDR之外。因此,在这种情况下,比较谐振数ND和谐振数N是不合适的。在根据本变型例的馈电系统1C中,除了谐振数N,谐振信息IR还包括关于谐振频率fr的信息。这允许馈电装置10C计算频率扫描范围RDR内的谐振数NK。因此,馈电装置10C比较谐振数N和谐振数NK,从而可以更准确地检测是否存在IC标签、IC卡等。
[变型例4]
在前述实施方式中,谐振信息IR包括关于谐振数N的信息,但这不是限制性的。例如,与图21中所示的智能手机20D一样,谐振信息IR还可以包括关于谐振点处的阻抗(谐振阻抗)的信息。智能手机20D包括电力接收装置30D。电力接收装置30D包括存储谐振信息IR的存储部36D。除了关于谐振数N的信息之外,谐振信息IR还包括关于谐振阻抗Zr的信息。在电力接收线圈311附近设置线圈的情况下,谐振阻抗Zr是在谐振点处的阻抗。与智能手机20B的情况下一样(图5和图6),智能手机20D包括电力接收线圈311附近的线圈231。因此,智能手机20D的存储部36D存储谐振数N(N=1)并且还将谐振阻抗Zr存储在谐振点处。在馈电装置检测到谐振点的情况下,谐振阻抗Zr对应于谐振点的可检测性。在执行谐振检测DR1和DR2时,馈电装置可以使用该谐振阻抗Zr。
[变型例5]
在前述实施方式中,相同的馈电线圈231用于异物检测DF1和DF2中,用于谐振检测DR1和DR2中,并用于馈送操作中,但这不是限制性的。下面详细描述根据本变型例的馈电装置10D。
图22示出了馈电装置10D的配置示例。馈电装置10D包括馈电部11D、信号发生器41D、电容元件421D、线圈422D、谐振检测器45D和馈电控制器19D。
与根据前述实施方式的馈电部11一样,馈电部11D基于来自馈电控制器19D的指令,生成作为交流电的电力信号SP1。另外,馈电部11D还具有在异物检测DF1中生成交流信号SDF的功能。另外,馈电部11D还具有将馈送控制信号CTL1发送到电力接收装置30的功能。换言之,馈电部11D从根据前述实施方式的馈电部11省略了用于在谐振检测DR1中生成交流信号SDR的功能。
电容元件121和馈电线圈123串联耦合,以构成谐振电路。谐振电路具有约为电力信号SP1的频率的谐振频率。
在谐振检测DR1中,信号发生器41D基于来自馈电控制器19D的指令来生成交流信号SDR。此时,信号发生器41D超过预定频率范围(频率扫描范围RDR)来扫描交流信号SDR的频率,该预定频率范围包括IC标签、IC卡等使用的载波的频率fc(例如,13.56MHz)。
电容元件421D的一端耦合到信号发生器41D,其另一端耦合到线圈422D。线圈422D的一端耦合到电容元件421D的另一端,其另一端接地。电容元件421D和线圈422D串联耦合,以构成谐振电路。例如,谐振电路具有围绕频率fc的谐振频率。与智能手机20B(图5和图6)的情况一样,线圈422D设置在馈电线圈123附近。
与根据前述实施方式的谐振检测器15一样,谐振检测器45D基于线圈422D的一端处的电压,执行谐振检测DR1。具体地,在信号发生器41D生成交流信号SDR期间,谐振检测器45D基于在线圈422D的一端的电压,测量从谐振检测器45D观察的阻抗的频率特性(阻抗特性ZDR)。此后,谐振检测器45D基于阻抗特性ZDR,检测是否存在IC标签、IC卡等。另外,与根据前述实施方式的谐振检测器15一样,谐振检测器45D还具有在开始与电力接收装置30通信之后执行谐振检测DR2的功能。
提供电力控制装置19D控制馈电装置10D中的操作。
馈电装置10D在执行异物检测DF1和DF2、馈送和通信的情况下使用馈电线圈123,并且在执行谐振检测DR1和DR2的情况下使用线圈422D。因此,例如,可以在给定周期内,执行谐振检测DR1和DR2。具体地,例如,馈电装置10D可以在执行馈送的同时执行谐振检测DR1和DR2。在这种情况下,例如,即使在馈送期间,在馈电装置10D和电力接收装置30之间插入IC标签、IC卡等的情况下,也可以停止提供电力,从而可以提高安全性。
图23示出了根据本变型例的另一馈电装置10E的配置示例。馈电装置10E包括馈电部11E和馈电控制器19E。与根据前述实施方式的馈电部11一样,馈电部11E基于来自馈电控制器19E的指令,生成作为交流电的电力信号SP1。另外,馈电部11E还具有在异物检测DF1中生成交流信号SDF并在谐振检测DR1中生成交流信号SDR的功能。另外,馈电部11E还具有将馈送控制信号CTL1发送到电力接收装置30的功能。换言之,馈电部11E对应于在馈电装置10D中的馈电部11D和信号发生器41D的集成。馈电控制器19E控制馈电装置10E中的操作。该构成还允许实现与馈电装置10D中的效果相同的效果。
[变型例6]
在前述实施方式中,馈电装置10执行异物检测DF1和谐振检测DR1,然后开始通信,然后执行异物检测DF2和谐振检测DR2,然后开始实际馈送,但这不是限制性的。或者,例如,如图24和25所示,可以根据电力接收装置30遵守的馈送标准,省略异物检测DF2和/或谐振检测DR2。在图24和25中的示例中,在步骤S4中开始通信之后,馈电装置10例如从电力接收装置30获得关于电力接收装置30遵守的馈送标准的信息(步骤S31)。此后,在电力接收装置30遵守的馈送标准是标准A的情况下,馈电装置10执行异物检测DF2和谐振检测DR2。另外,在电力接收装置30遵守的馈送标准是标准B的情况下,馈电装置10省略异物检测DF2和/或谐振检测DR2。在图24中的示例中,馈电装置10省略异物检测DF2和谐振检测DR2,并开始馈送。在图25中的示例中,馈电装置10省略异物检测DF2,执行谐振检测DR2,然后开始馈送。
尽管上面参考实施方式和变型例描述了本技术,但是本技术不限于实施方式等,并且可以以各种方式进行修改。
例如,在前述实施方式等中,通过扫描谐振检测DR1中的频率来测量阻抗特性ZDR,但这不是限制性的。或者,例如,可以在不扫描频率的情况下,获得频率fc处的阻抗。在这种情况下,还可以基于该阻抗,检测频率fc周围是否存在谐振点。此时,电力接收装置30可以向馈电装置10提供谐振信息IR,包括关于频率fc处的阻抗的信息。这允许馈电装置10基于测量的阻抗和从电力接收装置30获得的阻抗来检测是否存在IC标签、IC卡等。例如,在频率fc附近存在由线圈231引起的谐振点和由IC标签引起的谐振点的情况下,在频率fc处发生的阻抗中断可能导致馈电装置10错误地判定不存在谐振点。然而,即使在这种情况下,也可以使用从电力接收装置30获得的阻抗来校正这种错误判定。
另外,在前述实施方式等中,谐振检测器15测量从谐振检测器15观察的阻抗(阻抗特性ZDR)的频率特性,并且基于测量结果,计算谐振数ND,但这不是限制性的。或者,例如,可以测量一个或多个参数,例如,品质因数、电阻、电抗、导纳、电导、电纳、自感值、互感值、耦合系数、信号幅度和相位,以基于测量结果计算谐振数ND。
另外,在前述实施方式等中,谐振检测器15基于谐振数ND检测是否存在IC标签、IC卡等,但这不是限制性的。例如,可以基于根据频率改变的各种参数中的任何参数,来检测是否存在IC标签、IC卡等。例如,这些参数可以是与线圈或包括线圈的电路相关的电参数。具体地,例如,可以使用一个或多个参数,例如,品质因数(Q值)、阻抗值(Z值)、电阻值(R值)、电容(C值)、自感值(L值)、互感值(M值)、耦合系数(K值)、感应电动势、磁通密度、磁场强度、电场强度、馈送电力值、馈送电压值、馈送电流值、接收电力值、接收电压值、接收电流值、线圈电力值、线圈电压值、线圈电流值、电力因数、能量效率、传输效率、馈送效率、充电效率、能量损耗、信号幅度、信号相位、信号电平、噪声电平、调制度和温度。下面详细描述了馈电系统1G,其使用品质因数来检测是否存在IC标签、IC卡等。馈电系统1G包括馈电装置10G。馈电装置10G包括谐振检测器15G。
谐振检测器15G基于在馈电线圈123的一端的电压,执行谐振检测DR1。具体地,在馈电部11生成交流信号SDR期间,谐振检测器15G计算在频率扫描范围RDR内的品质因数QDR。谐振检测器15G基于品质因数QDR检测是否存在IC标签、IC卡等。另外,在馈电装置10G和电力接收装置30开始彼此通信之后,谐振检测器15G还具有基于从电力接收装置30发送的品质因数QDR和谐振信息IR来执行谐振检测DR2的功能。在这种情况下,谐振信息IR包括频率扫描范围RDR中的参考品质因数。参考品质因数可以与异物判定信息IF中包括的参考品质因数Q相同或不同。
图26示出了馈电系统1G中的馈送操作的流程图。在步骤S43中,馈电装置10G执行谐振检测DR1。具体地,首先,馈电控制器19接通开关122,并且馈电部11生成交流信号SDR。此时,馈电部11在扫频范围RDR上扫描交流信号SDR的频率。此后,谐振检测器15G计算频率扫描范围RDR中的品质因数QDR。此后,在计算的品质因数QDR不在预定范围内(步骤S43中的“否”)的情况下,谐振检测器15G判定存在IC标签、IC卡等,并且操作流程返回到步骤S1。谐振检测DR1中的该预定范围可以与异物检测DF1中的预定范围相同或不同。另外,在计算出的品质因数QDR在预定范围内(步骤S43中的“是”)的情况下,谐振检测器15G判定不存在IC标签、IC卡等,并且流程进入步骤S4。
在步骤S48中,馈电装置10G执行谐振检测DR2。具体地,谐振检测器15G比较在谐振检测DR1中计算的品质因数QDR(步骤S43)和在步骤S7中获得的谐振信息IR中包括的参考品质因数。此后,在品质因数QDR不在基于参考品质因数设置的预定范围内的情况下(步骤S48中的“否”),谐振检测器15G判定存在IC标签、IC卡等。在这种情况下,馈电装置10G停止与电力接收装置30的通信(步骤S9),并且流程返回到步骤S1。另外,在品质因数QDR在基于参考品质因数设置的预定范围内的情况下(步骤S48中的“是”),谐振检测器15G判定不存在IC标签、IC卡等,并且流程进入步骤S17。
应当注意,在这个示例中,在步骤S7中获得谐振信息IR,但这不是限制性的。例如,可以省略步骤S7。在这种情况下,与在谐振检测DR1中一样(步骤S43),谐振检测器15G确认品质因数QDR是否在预定范围内。即使在这种情况下,例如,在步骤S43和S48之间,在馈电装置10G和电力接收装置30之间插入IC标签、IC卡等的情况下,也可以检测IC标签、IC卡等。
另外,在前述实施方式等中,异物检测器14基于品质因数QD检测是否存在异物,但这不是限制性的。例如,可以基于根据频率改变的各种参数中的任何参数来检测是否存在异物。例如,这些参数可以是与线圈或包括线圈的电路相关的电参数。具体地,例如,可以使用一个或多个参数,例如,品质因数(Q值)、阻抗值(Z值)、电阻值(R值)、电容(C值)、自感值(L值)、互感值(M值)、耦合系数(K值)、感应电动势、磁通密度、磁场强度、电场强度、馈送电力值、馈送电压值、馈送电流值、接收电力值、接收电压值、接收电流值、线圈电力值、线圈电压值、线圈电流值、电力因数、能量效率、传输效率、馈送效率、充电效率、能量损耗、信号幅度、信号相位、信号电平、噪声电平、调制度和温度。
另外,在前述实施方式等中,检测目标是IC标签、IC卡等,但这不是限制性的。例如,检测目标可以是RFID(射频识别)。另外,检测目标可以不必包括线圈,并且可以是例如使用天线、电极等执行近场通信的各种装置中的任何一种。
另外,在前述实施方式等中,本技术应用于向电子设备提供电力的馈电系统,但这不是限制性的。具体地,例如,本技术可以应用于向电动车辆、电动汽车等提供电力的馈电系统。
应当注意,本文中所描述的效果仅仅是说明性的,而不是限制性的,并且可以具有其他效果。
应当注意,本技术可以具有以下构成。
(1)一种馈电系统,包括:
馈电装置;以及
电力接收装置,其中,
所述电力接收装置包括:
电力接收部,其利用电力接收线圈以无线方式从馈电装置接收电力,以及
第一通信部,其将线圈信息发送到馈电装置,所述线圈信息指示是否在电力接收线圈附近设置有线圈,并且
所述馈电装置包括:
馈电部,其以无线方式向所述电力接收装置提供电力,
第二通信部,其接收线圈信息,以及
控制器,其基于线圈信息执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果来控制所述馈电部的操作。
(2)根据(1)所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括:第一测量部,
所述馈电部利用馈电线圈向电力接收装置提供电力,
所述第一测量部基于馈电线圈处的信号来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,并且
除了线圈信息,所述控制器还基于第一频率特性来执行第一判定。
(3)根据(2)所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量第一频率特性的情况下,所述馈电线圈构成具有第一谐振频率的第一谐振电路。
(4)根据(2)或(3)所述的馈电系统,其中,
在馈电部向电力接收装置提供电力的情况下,所述馈电线圈构成具有第二谐振频率的第二谐振电路。
(5)根据(2)至(4)中任一项所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量第一频率特性的情况下,所述馈电部在第一频率范围内改变第一信号的频率的同时将第一信号提供给馈电线圈。
(6)根据(1)所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第一测量部,
所述馈电部利用馈电线圈向电力接收装置提供电力,
所述第一测量部基于设置在馈电线圈附近的测量线圈处的信号来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,并且
除了线圈信息,所述控制器还基于第一频率特性来执行第一判定。
(7)根据(6)所述的馈电系统,其中,
所述测量线圈构成具有第一谐振频率的第一谐振电路。
(8)根据(6)或(7)所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置包括馈电线圈和测量线圈,
所述馈电线圈和测量线圈是平面线圈且设置在同一平面中,并且
所述馈电线圈或测量线圈中的一个设置在另一个的内侧。
(9)根据(2)至(8)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于在第三谐振电路中的谐振点的数量的信息,
所述第一测量部基于第一频率特性来测量第一频率范围内的谐振点的数量,并且
所述控制器基于在第一频率范围内的谐振点的数量来执行第一判定。
(10)根据(2)至(9)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于第三谐振电路的谐振频率的信息,
所述第一测量部基于第一频率特性来测量第一频率范围内的谐振频率,并且
所述控制器基于在第一频率范围内的谐振频率来执行第一判定。
(11)根据(2)至(10)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于第三谐振电路的阻抗的信息,
所述第一测量部基于第一频率特性来测量第一频率范围内的阻抗,并且
所述控制器基于在第一频率范围内的阻抗来执行第一判定。
(12)根据(2)至(11)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述第一频率范围包括13.56MHz。
(13)根据(2)至(12)中任一项所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量第一频率特性之后,所述第二通信部通过开始与第一通信部的通信来接收线圈信息。
(14)根据(13)所述的馈电系统,其中,
所述控制器基于第一频率特性执行关于是否向电力接收装置提供电力的第二判定,并且基于第二判定的结果来控制馈电部的操作,并且
在第二判定是判定向电力接收装置提供电力的情况下,所述第二通信部通过开始与第一通信部的通信来接收线圈信息。
(15)根据(14)所述的馈电系统,其中,
所述第一测量部基于第一频率特性来来测量第一频率范围内的谐振点的数量,并且
所述控制器通过比较谐振点的数量和预定数量,执行第二判定。
(16)根据(14)或(15)所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第二测量部,其基于馈电线圈处的信号来测量第二频率范围内的第二参数的第二频率特性,并且
所述控制器基于第二频率特性来执行关于是否向电力接收装置提供电力的第三判定,并且基于第三判定的结果来控制馈电部的操作。
(17)根据(16)所述的馈电系统,其中,
在第二频率范围内的最大频率低于第一频率范围内的最小频率。
(18)根据(16)或(17)所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量第一频率特性之前,所述第二测量部测量第二频率特性,并且所述控制器执行第三判定。
(19)根据(2)至(18)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第二测量部,其基于馈电线圈处的信号来测量第二频率范围内的第二参数的第二频率特性,
所述第一通信部还向馈电装置发送电力接收线圈信息,所述电力接收线圈信息对应于电力接收线圈的特性,
所述第二通信部还接收电力接收线圈信息,并且
所述控制器基于电力接收线圈信息和第二频率特性来执行关于是否向电力接收装置提供电力的第四判定,并基于第四判定的结果控制馈电部的操作。
(20)根据(19)所述的馈电系统,其中,
在第四判定是判定向电力接收装置提供电力的情况下,所述控制器执行第一判定。
(21)根据(1)所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第一测量部,
所述馈电部利用馈电线圈向电力接收装置提供电力,
所述第一测量部基于馈电线圈的信号来测量预定频率的第一参数的参数值,并且
除了线圈信息,所述控制器还基于参数值执行第一判定。
(22)根据(21)所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括预定频率中的关于第三谐振电路的阻抗的信息,并且
所述第一参数是阻抗。
(23)根据(21)或(22)所述的馈电系统,其中,
所述预定频率为13.56MHz。
(24)根据(1)至(23)中任一项所述的馈电系统,其中,
在第二通信部开始与第一通信部的通信之后,所述控制器确定是否执行第一判定。
(25)根据(1)至(24)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述线圈用于通信。
(26)一种馈电系统,包括:
馈电装置;以及
电子设备,包括电力接收装置,其中,
所述电力接收装置包括:
电力接收部,其利用电力接收线圈以无线方式从馈电装置接收电力,以及
第一通信部,其将线圈信息发送到馈电装置,所述线圈信息指示是否在电力接收线圈附近设置线圈,并且
所述馈电装置包括:
馈电部,其以无线方式向所述电力接收装置提供电力,
第二通信部,其接收线圈信息,以及
控制器,其基于线圈信息执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果来控制所述馈电部的操作。
(27)根据(26)所述的馈电系统,其中,
所述电子装置包括线圈,
所述电力接收装置包括电力接收线圈,
所述电力接收线圈和所述线圈是平面线圈且设置在同一平面中,并且
其中,所述电力接收线圈或线圈中的一个设置在另一个的内侧。
(28)一种馈电系统,包括:
馈电装置;以及
电力接收装置,其中,
所述馈电装置包括:
馈电部,其利用馈电线圈以无线方式向电力接收装置提供电力,
第一测量部,其基于馈电线圈处的信号或设置在馈电线圈附近的测量线圈来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,以及
控制器,其基于第一频率特性,执行关于是否向电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于第一判定的结果控制馈电部的操作。
(29)根据(28)所述的馈电系统,其中,
所述第一测量部基于第一频率特性来测量第一频率范围内的谐振点的数量,并且
所述控制器基于谐振点的数量来执行第一判定。
(30)根据(29)所述的馈电系统,其中,
所述控制器通过比较谐振点的数量和预定数量执行第二判定。
(31)根据(28)至(30)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述第一测量部基于馈电线圈的信号测量第一频率特性,并且
在所述第一测量部测量第一频率特性的情况下,所述馈电线圈构成具有第一谐振频率的第一谐振电路。
(32)根据(31)所述的馈电系统,其中,
在所述馈电部向电力接收装置提供电力的情况下,所述馈电线圈构成具有第二谐振频率的第二谐振电路。
(33)根据(28)至(32)中任一项所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量第一频率特性的情况下,所述馈电部在第一频率范围内改变第一信号的频率的同时将第一信号提供给馈电线圈。
(34)根据(28)至(30)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述第一测量部基于测量线圈的信号,测量第一频率特性,并且
所述测量线圈构成具有第一谐振频率的第一谐振电路。
(35)根据(34)所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置包括馈电线圈和测量线圈,
所述馈电线圈和所述测量线圈是平面线圈,并且设置在同一平面中,并且
其中,馈电线圈或测量线圈中的一个设置在另一个的内侧。
(36)根据(28)至(35)中任一项所述的馈电系统,其中,
第一频率范围包括13.56MHz。
(37)根据(28)至(36)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述电力接收装置包括:
电力接收部,其利用电力接收线圈以无线方式接收来自馈电装置的电力,以及
第一通信部,其将线圈信息发送到馈电装置,所述线圈信息指示是否在电力接收线圈附近设置线圈,
所述馈电装置还包括第二通信部,其接收线圈信息,以及
控制器,其基于第一频率特性和线圈信息执行关于是否向电力接收装置提供电力的第二判定,并且基于第二判定的结果控制所述馈电部的操作。
(38)根据(37)所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于在第三谐振电路中的谐振点的数量的信息,
所述第一测量部基于第一频率特性测量第一频率范围内的谐振点的数量,并且
所述控制器基于在第一频率范围内的谐振点的数量,执行第二判定。
(39)根据(37)或(38)的馈电系统,其中,
所述线圈设置在电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于第三谐振电路的谐振频率的信息,
所述第一测量部基于第一频率特性测量第一频率范围内的谐振频率,并且
所述控制器基于在第一频率范围内的谐振频率,执行第二判定。
(40)根据(37)至(39)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于第三谐振电路的阻抗的信息,
所述第一测量部基于第一频率特性测量第一频率范围内的阻抗,并且
所述控制器基于在第一频率范围内的阻抗,执行第二判定。
(41)根据(37)至(40)中任一项所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量第一频率特性之后,所述第二通信部通过开始与第一通信部的通信来接收线圈信息。
(42)根据(41)所述的馈电系统,
在第一判定是判定向电力接收装置提供电力的情况下,所述第二通信部通过开始与第一通信部的通信来接收线圈信息。
(43)根据(37)至(42)中任一项所述的馈电系统,其中,
在所述第二通信部开始与第一通信部的通信之后,所述控制器判定是否执行第二判定。
(44)根据(37)至(43)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第二测量部,其基于馈电线圈处的信号,测量第二频率范围内的第二参数的第二频率特性,
所述第一通信部还向馈电装置发送电力接收线圈信息,所述电力接收线圈信息对应于电力接收线圈的特性,
所述第二通信部还接收电力接收线圈信息,并且
所述控制器基于电力接收线圈信息和第二频率特性,执行关于是否向电力接收装置提供电力的第三判定,并基于第四判定的结果,控制馈电部的操作。
(45)根据(44)所述的馈电系统,其中,
所述第二频率范围内的最大频率低于第一频率范围内的最小频率。
(46)根据(44)或(45)所述的馈电系统,其中,
在第三判定是判定向电力接收装置提供电力的情况下,所述控制器执行第二判定。
(47)根据(28)至(46)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第二测量部,其基于馈电线圈处的信号,测量第二频率范围内的第二参数的第二频率特性,并且
所述控制器基于第二频率特性,执行关于是否向电力接收装置提供电力的第四判定,并且基于第四判定的结果控制馈电部的操作。
(48)根据(47)所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量第一频率特性之前,所述第二测量部测量第二频率特性,并且所述控制器执行第四判定。
(49)根据(28)至(48)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述线圈用于通信。
(50)根据(28)所述的馈电系统,其中,
第一测量部基于第一频率特性,测量第一频率范围内的品质因数,并且
所述控制器基于第一频率范围内的品质因数执行第一判定。
(51)根据(28)至(50)中任一项所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第二测量部,其基于馈电线圈处的信号测量第二频率范围内的第二参数的第二频率特性,并且
所述控制器基于第二频率特性执行关于是否向电力接收装置提供电力的第四判定,并基于第四判定的结果控制馈电部的操作。
(52)根据(51)所述的馈电系统,其中,
所述第二测量部基于第二频率特性,测量第二频率范围内的品质因数,并且
所述控制器基于第二频率范围内的品质因数,执行第四判定。
本申请要求于2016年7月29日向日本专利局提交的日本优先权专利申请No.2016-149320的权益,其全部内容通过引用结合于此。
本领域技术人员应当理解,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变更,只要在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (26)

1.一种馈电系统,包括:
馈电装置;以及
电力接收装置,其中,
所述电力接收装置包括:
电力接收部,所述电力接收部利用电力接收线圈以无线方式从所述馈电装置接收电力,以及
第一通信部,所述第一通信部将线圈信息发送到所述馈电装置,所述线圈信息指示是否在所述电力接收线圈附近设置有线圈,并且
所述馈电装置包括:
馈电部,所述馈电部利用馈电线圈以无线方式向所述电力接收装置提供电力,第一测量部,基于所述馈电线圈处的信号来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,
第二通信部,在所述第一测量部测量所述第一频率特性之后,所述第二通信部通过开始与所述第一通信部之间进行通信来接收所述线圈信息,以及
控制器,所述控制器基于所述线圈信息和所述第一频率特性执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于所述第一判定的结果来控制所述馈电部的操作,
其中,
所述控制器基于所述第一频率特性执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第二判定,并且所述控制器基于所述第二判定的结果来控制所述馈电部的操作,并且
在所述第二判定是判定向所述电力接收装置提供电力的情况下,所述第二通信部通过开始与所述第一通信部之间进行通信来接收所述线圈信息。
2.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量所述第一频率特性的情况下,所述馈电线圈构成具有第一谐振频率的第一谐振电路。
3.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
在所述馈电部向所述电力接收装置提供电力的情况下,所述馈电线圈构成具有第二谐振频率的第二谐振电路。
4.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量所述第一频率特性的情况下,所述馈电部在所述第一频率范围内改变第一信号的频率的同时将所述第一信号提供给所述馈电线圈。
5.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第一测量部,
所述馈电部利用馈电线圈向所述电力接收装置提供电力,
所述第一测量部基于设置在所述馈电线圈附近的测量线圈处的信号来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,并且除了所述线圈信息,所述控制器还基于所述第一频率特性来执行第一判定。
6.根据权利要求5所述的馈电系统,其中,
所述测量线圈构成具有第一谐振频率的第一谐振电路。
7.根据权利要求5所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置包括所述馈电线圈和所述测量线圈,
所述馈电线圈和所述测量线圈是平面线圈且设置在同一平面中,并且
所述馈电线圈和所述测量线圈中的一个设置在另一个的内侧。
8.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在所述电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于在所述第三谐振电路中的谐振点的数量的信息,
所述第一测量部基于所述第一频率特性来测量所述第一频率范围内的谐振点的数量,并且
所述控制器基于在所述第一频率范围内的谐振点的数量来执行第一判定。
9.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在所述电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于所述第三谐振电路的谐振频率的信息,
所述第一测量部基于所述第一频率特性来测量所述第一频率范围内的谐振频率,并且
所述控制器基于在所述第一频率范围内的谐振频率来执行第一判定。
10.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在所述电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于所述第三谐振电路的阻抗的信息,
所述第一测量部基于所述第一频率特性来测量所述第一频率范围内的阻抗,并且
所述控制器基于在第一频率范围内的阻抗来执行所述第一判定。
11.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述第一频率范围包括13.56MHz。
12.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述第一测量部基于所述第一频率特性来测量所述第一频率范围内的谐振点的数量,并且
所述控制器通过将所述谐振点的数量和预定数量进行比较来执行所述第二判定。
13.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第二测量部,所述第二测量部基于所述馈电线圈处的信号来测量第二频率范围内的第二参数的第二频率特性,并且
所述控制器基于所述第二频率特性来执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第三判定,并且基于所述第三判定的结果来控制所述馈电部的操作。
14.根据权利要求13所述的馈电系统,其中,
在所述第二频率范围内的最大频率低于所述第一频率范围内的最小频率。
15.根据权利要求13所述的馈电系统,其中,
在所述第一测量部测量所述第一频率特性之前,所述第二测量部测量所述第二频率特性,并且所述控制器执行所述第三判定。
16.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述馈电装置还包括第一测量部,
所述馈电部利用馈电线圈向所述电力接收装置提供电力,
所述第一测量部基于所述馈电线圈处的信号来测量预定频率的第一参数的参数值,并且
除了所述线圈信息,所述控制器还基于参数值执行所述第一判定。
17.根据权利要求16所述的馈电系统,其中,
所述线圈设置在所述电力接收线圈附近并构成第三谐振电路,
所述线圈信息包括关于预定频率的所述第三谐振电路的阻抗的信息,并且
所述第一参数是阻抗。
18.根据权利要求16所述的馈电系统,其中,
所述预定频率为13.56MHz。
19.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
在所述第二通信部开始与所述第一通信部进行通信之后,所述控制器确定是否执行第一判定。
20.根据权利要求1所述的馈电系统,其中,
所述线圈用于通信。
21.一种馈电系统,包括:
馈电装置;以及
电力接收装置,其中,
所述电力接收装置包括:
电力接收部,所述电力接收部利用电力接收线圈以无线方式从所述馈电装置接收电力,以及
第一通信部,所述第一通信部将线圈信息发送到所述馈电装置,所述线圈信息指示是否在所述电力接收线圈附近设置有线圈,并且
所述馈电装置包括:
馈电部,所述馈电部利用馈电线圈以无线方式向所述电力接收装置提供电力,
第一测量部,基于所述馈电线圈处的信号来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,
第二通信部,所述第二通信部接收所述线圈信息,以及
控制器,所述控制器基于所述线圈信息和所述第一频率特性执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于所述第一判定的结果来控制所述馈电部的操作,
所述馈电装置还包括第二测量部,所述第二测量部基于所述馈电线圈处的信号来测量第二频率范围内的第二参数的第二频率特性,
所述第一通信部还向所述馈电装置发送电力接收线圈信息,所述电力接收线圈信息对应于所述电力接收线圈的特性,
所述第二通信部还接收所述电力接收线圈信息,并且
所述控制器基于所述电力接收线圈信息和所述第二频率特性来执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第四判定,并基于所述第四判定的结果来控制所述馈电部的操作。
22.根据权利要求21所述的馈电系统,其中,
在所述第四判定是向所述电力接收装置提供电力的判定的情况下,所述控制器执行第一判定。
23.一种馈电系统,包括:
馈电装置;以及
电子设备,包括电力接收装置,其中,
所述电力接收装置包括:
电力接收部,所述电力接收部利用电力接收线圈以无线方式从所述馈电装置接收电力,以及
第一通信部,所述第一通信部将线圈信息发送到所述馈电装置,所述线圈信息指示是否在所述电力接收线圈附近设置有线圈,并且
所述馈电装置包括:
馈电部,所述馈电部利用馈电线圈以无线方式向所述电力接收装置提供电力,
第一测量部,基于所述馈电线圈处的信号来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,
第二通信部,在所述第一测量部测量所述第一频率特性之后,所述第二通信部通过开始与所述第一通信部之间进行通信来接收所述线圈信息,以及
控制器,所述控制器基于所述线圈信息和所述第一频率特性执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于所述第一判定的结果来控制所述馈电部的操作,
其中,
所述控制器基于所述第一频率特性执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第二判定,并且所述控制器基于所述第二判定的结果来控制所述馈电部的操作,并且
在所述第二判定是判定向所述电力接收装置提供电力的情况下,所述第二通信部通过开始与所述第一通信部之间进行通信来接收所述线圈信息。
24.根据权利要求23所述的馈电系统,其中,
所述电子设备包括所述线圈,
所述电力接收装置包括所述电力接收线圈,
所述电力接收线圈和所述线圈是平面线圈且设置在同一平面中,并且
其中,所述电力接收线圈和所述线圈中的一个设置在另一个的内侧。
25.一种馈电系统,包括:
馈电装置;以及
电力接收装置,其中,
所述馈电装置包括:
馈电部,所述馈电部利用馈电线圈以无线方式向所述电力接收装置提供电力,
第一测量部,所述第一测量部基于馈电线圈处的信号或设置在所述馈电线圈附近的测量线圈处的信号来测量第一频率范围内的第一参数的第一频率特性,以及
控制器,所述控制器基于所述第一频率特性执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第一判定,并且基于所述第一判定的结果来控制所述馈电部的操作,
其中,所述电力接收装置包括:
电力接收部,所述电力接收部利用电力接收线圈以无线方式从所述馈电装置接收电力,以及
第一通信部,所述第一通信部将线圈信息发送到馈电装置,
所述线圈信息指示是否在所述电力接收线圈附近设置有线圈,
所述馈电装置还包括接收所述线圈信息的第二通信部,并且
所述控制器基于所述第一频率特性和所述线圈信息来执行关于是否向所述电力接收装置提供电力的第二判定,并且所述控制器基于所述第二判定的结果来控制所述馈电部的操作。
26.根据权利要求25所述的馈电系统,其中,
所述第一测量部基于所述第一频率特性来测量所述第一频率范围内的谐振点的数量,并且
所述控制器基于所述谐振点的数量来执行第一判定。
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