DE102018115104A1

DE102018115104A1 - Streuverlustdetektor, drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, drahtlosleistungsempfangsvorrichtung und drahtlosleistungsübertragungssystem

Info

Publication number: DE102018115104A1
Application number: DE102018115104.7A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Oshima; Masahide Ohnishi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2018-12-27
Also published as: CN109119970B; US11139700B2; CN109119970A; US20180375387A1

Abstract

Es wird hier ein Streuverlustdetektor offenbart, der in einer Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Wandlerschaltung, die eine DC-Spannung und eine AC-Spannung von der einen in die andere umwandelt, und ein geerdetes Metallglied aufweist. Der Streuverlustdetektor umfasst eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Wandlerschaltung und dem Metallglied entspricht, und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Streuverlustdetektor, eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung und ein Drahtlosleistungsübertragungssystem.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein Drahtlosleistungsübertragungssystem, das Leistung ohne Verwendung eines Stromkabels drahtlos von einer Leistungsübertragungsspule zu einer Leistungsempfangsspule überträgt, hat nun Aufmerksamkeit erregt.
Ein Drahtlosleistungsübertragungssystem enthält eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung mit einer Leistungsübertragungsspule und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung mit einer Leistungsempfangsspule. Bei jeder dieser Vorrichtungen sind verschiedene Komponenten und innere Einheiten über Kabel verbunden. Wenn am Verbindungspunkt ein Streuverlust auftritt, kann die Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung einen Sekundärfehler erfahren. Somit muss ein etwaiger Streuverlust sofort detektiert werden.
Die JP 2012-217246 A offenbart eine Erdfehlerdetektionsschaltung, die einen elektrischen Streuverlust (Erdfehler) zwischen einer zum Zuführen einer DC-Spannung von einer Gleichrichter-/Glättungsschaltung in einem Leistungsaufnahmeadapter zu einer Ladungssteuerung verwendeten Stromleitung und einem Erdleiter detektiert.
Es wird jedoch befürchtet, dass die in der JP 2012-217246 A offenbarte Technologie einen Streuverlust nicht genau detektieren kann. Das heißt, im allgemeinen wird eine Rauschkomponente unweigerlich einer an eine Stromleitung, die ein Streuverlustdetektionsziel ist, anzulegenden Spannung überlagert. Die Überlagerung der Rauschkomponente ändert eine Potenzialdifferenz zwischen der Stromleitung und dem Erdleiter, und somit kann nur durch einfaches Überwachen der Potenzialdifferenz nicht genau detektiert werden, ob ein Streuverlust vorliegt oder nicht.
KURZFASSUNG
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht des obigen Problems, und ihre Aufgabe besteht darin, einen Streuverlustdetektor, eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung und ein Drahtlosleistungsübertragungssystem, die in der Lage sind, einen Streuverlust mit hoher Genauigkeit zu detektieren, bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Streuverlustdetektor bereitgestellt, der in einer Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Wandlerschaltung, die eine DC-Spannung und eine AC-Spannung von der einen in die andere umwandelt, und ein geerdetes Metallglied aufweist. Der Streuverlustdetektor enthält eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Wandlerschaltung und dem Metallglied entspricht, und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Streuverlust basierend auf der Durchschnittsspannung detektiert, so dass es möglich ist, eine fehlerhafte Detektion aufgrund von Rauschen zu unterbinden, um dadurch einen Streuverlust mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
Bei dem obigen Streuverlustdetektor kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung dazu konfiguriert sein, die Durchschnittsspannung von Spannungen zu detektieren, die einer Potenzialdifferenz zwischen dem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Wandlerschaltung und dem Metallglied entspricht. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, einen Streuverlust zuverlässiger zu detektieren.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung eine erste Widerstandsspannungsteilungsschaltung, die eine Widerstandsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt, und eine erste Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Widerstandsspannungsteilungsschaltung detektiert, aufweisen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, einen Streuverlust in einer DC-Leitung zu detektieren. Wenn die DC-Leitung mit einer als Leistungsversorgung dienenden Konfiguration verbunden ist, ist es möglich, einen Streuverlust selbst während eines Anhaltens der Leistungsübertragung zu detektieren.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung eine Kapazitätsspannungsteilungsschaltung, die eine Kapazitätsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt, eine erste Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Kapazitätsspannungsteilungsschaltung gleichrichtet, und eine zweite Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Gleichrichterschaltung detektiert, aufweisen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, einen Streuverlust in einer AC-Leitung in einem Leistungsübertragungszustand oder in einem Zustand schwacher Erregung zu detektieren.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung eine zweite Widerstandsspannungsteilungsschaltung, die eine Widerstandsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt, eine Differenzierungsschaltung, die die Ausgabe der zweiten Widerstandsspannungsteilungsschaltung differenziert, eine zweite Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Differenzierungsschaltung gleichrichtet, und eine dritte Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der zweiten Gleichrichterschaltung detektiert, aufweisen. Mit dieser Konfiguration ist es auch möglich, einen Streuverlust in der AC-Leitung in einem Leistungsübertragungszustand oder in einem Zustand schwacher Erregung zu detektieren.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung eine Kapazitätsspannungsteilungsschaltung, die eine Kapazitätsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt, eine erste Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Kapazitätsspannungsteilungsschaltung gleichrichtet, und eine zweite Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Gleichrichterschaltung detektiert, aufweisen, und die Streuverlustdetektionsschaltung kann einen ersten Umschalter enthalten, der zwischen dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der ersten Mittelungsschaltung und dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der zweiten Mittelungsschaltung umschaltet. Mit dieser Konfiguration kann ein Streuverlust, der sowohl in DC- als auch in AC-Leitungen auftritt, detektiert werden, wodurch im Wesentlichen ermöglicht wird, an allen Stellen auftretenden Streuverlust zu detektieren.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung eine zweite Widerstandsspannungsteilungsschaltung, die eine Widerstandsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt, eine Differenzierungsschaltung, die die Ausgabe der zweiten Widerstandsspannungsteilungsschaltung differenziert, eine zweite Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Differenzierungsschaltung gleichrichtet, und eine dritte Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der zweiten Gleichrichterschaltung detektiert, aufweisen, und die Streuverlustdetektionsschaltung kann einen zweiten Umschalter enthalten, der zwischen dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der ersten Mittelungsschaltung und dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der dritten Mittelungsschaltung umschaltet. Mit dieser Konfiguration kann auch ein Streuverlust, der sowohl in DC- als auch in AC-Leitungen auftritt, detektiert werden, wodurch im Wesentlichen ermöglicht wird, an allen Stellen auftretenden Streuverlust zu detektieren.
Die erste Mittelungsschaltung kann dazu konfiguriert sein, die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Widerstandsspannungsteilungsschaltung unter Verwendung der Mittelungswirkung eines Tiefpassfilters zu detektieren, die zweite Mittelungsschaltung kann dazu konfiguriert sein, die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Gleichrichterschaltung unter Verwendung der Mittelungswirkung eines Tiefpassfilters zu detektieren, und die dritte Mittelungsschaltung kann dazu konfiguriert sein, die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der zweiten Gleichrichterschaltung unter Verwendung der Mittelungswirkung eines Tiefpassfilters zu detektieren.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Streuverlustdetektionsschaltung eine Vergleichsschaltung, die die Durchschnittsspannung und einen Schwellenwert vergleicht, und eine Detektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf einem Ergebnis von der Vergleichsschaltung detektiert, enthalten, und der Schwellenwert kann eine Mehrzahl von Schwellenwerten, die unterschiedliche Spannungswerte aufweisen, umfassen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine Stelle anzugeben, an der ein Streuverlust aufgetreten ist, indem ein Vergleich unter Verwendung der Mehrzahl von Schwellenwerten durchgeführt wird.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Streuverlustdetektionsschaltung eine Vergleichsschaltung, die die Durchschnittsspannung und einen Schwellenwert vergleicht, und eine Detektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf einem Ergebnis von der Vergleichsschaltung detektiert, enthalten, und der Schwellenwert kann auf einem frei wählbaren Wert geändert werden. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine Stelle anzugeben, an der ein Streuverlust aufgetreten ist, indem ein Vergleich unter Änderung des Schwellenwerts durchgeführt wird.
Bei den obigen Streuverlustdetektoren kann die Streuverlustdetektionsschaltung eine AD-Wandlerschaltung, die die Durchschnittsspannung in ein digitales Signal umwandelt, und eine Detektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannung nach durchgeführter Wandlung durch die AD-Wandlerschaltung detektiert, enthalten. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannung nach durchgeführter Wandlung durch die AD-Wandlerschaltung zu detektieren.
Eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält irgendeinen der obigen Streuverlustdetektoren, eine Treiberschaltung, die als Wandlerschaltung, welche eine DC-Spannung in eine AC-Spannung umwandelt, dient, das Metallglied, eine Leistungsübertragungsspule, die ein AC-Magnetfeld basierend auf der von der Treiberschaltung zugeführten AC-Spannung erzeugt, und eine Steuerschaltung, die den Betrieb der Treiberschaltung als Reaktion auf die Detektion eines Streuverlusts durch die Streuverlustdetektionsschaltung anhält. Mit dieser Konfiguration kann ein Leistungsübertragungsbetrieb angehalten werden, wenn ein Streuverlust auftritt, wodurch ermöglicht wird, einen Sekundärfehler zu verhindern.
Eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält irgendeinen der obigen Streuverlustdetektoren, eine Treiberschaltung, die als Wandlerschaltung, welche eine DC-Spannung in eine AC-Spannung umwandelt, dient, das Metallglied, eine Leistungsübertragungsspule, die ein AC-Magnetfeld basierend auf der von der Treiberschaltung zugeführten AC-Spannung erzeugt, und einen Alarm, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch die Streuverlustdetektionsschaltung einen Benutzer oder eine externe Vorrichtung benachrichtigt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, einen Leistungsübertragungsbetrieb anzuhalten und bei Auftreten eines Streuverlusts eine Reparatur zu begünstigen, wodurch ein Sekundärfehler verhindert werden kann.
Eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält irgendeinen der obigen Streuverlustdetektoren, eine Leistungsempfangsspule, die ein AC-Magnetfeld empfängt und eine AC-Spannung basierend auf dem AC-Magnetfeld erzeugt, eine Gleichrichterschaltung, die als die Wandlerschaltung, die die durch die Leistungsempfangsspule erzeugte AC-Spannung in eine DC-Spannung umwandelt, dient, das Metallglied und einen Sender, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor ein Anhaltesignal sendet, um eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, die das AC-Magnetfeld erzeugt, zu zwingen, ihren Leistungsübertragungsbetrieb anzuhalten. Bei dieser Konfiguration kann der Leistungsübertragungsbetrieb angehalten werden, wenn ein Streuverlust auftritt, wodurch ermöglicht wird, einen Sekundärfehler zu verhindern.
Eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält irgendeinen der obigen Streuverlustdetektoren, eine Leistungsempfangsspule, die ein AC-Magnetfeld empfängt und basierend auf dem AC-Magnetfeld eine AC-Spannung erzeugt, eine Gleichrichterschaltung, die als die Wandlerschaltung, die die durch die Leistungsempfangsspule erzeugte AC-Spannung in eine DC-Spannung umwandelt, das Metallglied und einen Alarm, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch die Streuverlustdetektionsschaltung einen Benutzer oder eine externe Vorrichtung benachrichtigt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, einen Leistungsübertragungsbetrieb anzuhalten und bei Auftreten eines Streuverlusts eine Reparatur zu begünstigen, wodurch ein Sekundärfehler verhindert werden kann.
Bei den obigen Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtungen und Drahtlosleistungsempfangsvorrichtungen kann das Metallglied eine Metallabschirmungsplatte sein, die in der Nähe der Leistungsübertragungsspule angeordnet ist, um einen magnetischen Streufluss abzuschirmen.
Ein Drahtlosleistungsübertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung irgendeine der obigen Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtungen ist.
Ein Drahtlosleistungsübertragungssystem gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung irgendeine der obigen Drahtlosleistungsempfangsvorrichtungen ist.
Ein Drahtlosleistungsübertragungssystem gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung irgendeine der obigen Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtungen ist und die Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung irgendeine der obigen Drahtlosleistungsempfangsvorrichtungen ist.
Figurenliste
Die obigen und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor; darin zeigen:

1 eine Ansicht, die die Konfiguration eines Drahtlosleistungsübertragungssystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine mit dem Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 verbundene Last 2 veranschaulicht;
2A bis 2E Ansichten, die jeweils ein Beispiel für die innere Konfiguration der in 1 veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 veranschaulichen;
3A eine Ansicht, die ein Beispiel für die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Widerstandsspannungsteilungsschaltung 41 oder 46 veranschaulicht;
3B eine Ansicht, die ein Beispiel für die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Mittelungsschaltung 42, 45 oder 49 veranschaulicht;
3C eine Ansicht, die ein Beispiel für die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Kapazitätsspannungsteilungsschaltung 43 veranschaulicht;
3D und 3E Ansichten, die jeweils ein Beispiel der inneren Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Gleichrichterschaltung 44 oder 48 veranschaulichen;
3F eine Ansicht, die die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Differenzierungsschaltung 47 veranschaulicht;
4A und 4B Ansichten, die jeweils ein Beispiel für die innere Konfiguration der in 1 veranschaulichten Streuverlustdetektionsschaltung 50 veranschaulichen;
5 eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Mittelungsschaltung 42, 45 oder 49 veranschaulichen; und
6 eine Ansicht, die die Konfiguration des Drahtlosleistungsübertragungssystems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die mit dem Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 verbundene Last 2 veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt ist. Ferner beinhalten die unten beschriebenen Bestandselemente jene, die ein Fachmann einfach ersinnen könnte, und jene, die mit diesen identisch sind. Des Weiteren sind in der gesamten Beschreibung die gleichen Bezugszahlen für die gleichen Elemente oder Elemente mit denselben Funktionen vergeben und es wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet.
1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Drahtlosleistungsübertragungssystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine mit dem Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 verbundene Last 2 veranschaulicht. Wie in 1 veranschaulicht, enthält das Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung 10 und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20. Die Last 2 ist mit der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 verbunden.
Das Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 ist ein System, das zur Leistungsübertragung, zum Beispiel zu einem sich bewegenden Körper, wie etwa ein Elektrofahrzeug (EV) oder ein Hybridfahrzeug (HV), das Leistung von einer Sekundärbatterie nutzt, verwendet wird. In diesem Fall ist die Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung 10 in einer auf dem Boden installierten Leistungsübertragungsanlage angebracht und ist die Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 an einer Fahrzeugkarosserie angebracht. Im Folgenden erfolgen Beschreibungen unter der Annahme, dass das Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 zur Leistungsübertragung zu einem Elektrofahrzeug bereitgestellt ist.
Wie in 1 veranschaulicht, enthält die Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung 10 eine DC-Leistungsversorgung 11, einen Treiberschaltung 12, eine Steuerschaltung 13, einen Empfänger 14, eine Leistungsübertragungsspule L1 und einen Leistungsübertragungsseitenkondensator C1.
Funktion der DC-Leistungsversorgung 11 ist die Versorgung der Treiberschaltung 12 mit DC-Leistung. Die Art der DC-Leistungsversorgung 11 ist nicht speziell eingeschränkt, solange sie eine DC-Leistung liefern kann. Zum Beispiel können eine durch Gleichrichten und Glätten einer AC-Netzstromversorgung erhaltene DC-Leistungsversorgung, eine Sekundärbatterie, eine DC-Leistungsversorgung, die Leistung von photovoltaischer Energieerzeugung abgibt, eine Schaltleistungsversorgung, wie zum Beispiel ein Schaltnetzteil, und dergleichen zweckmäßig als DC-Leistungsversorgung 11 verwendet werden.
Die Treiberschaltung 12 ist eine Wandlerschaltung, die eine von der DC-Leistungsversorgung 11 gelieferte DC-Spannung in eine AC-Spannung umwandelt, und wird durch einen Schaltkreis (Vollbrückenschaltung, nicht veranschaulicht) mit vier Schaltelementen, die in Brückenschaltung miteinander verbunden sind, gebildet. Funktion der Treiberschaltung 12 ist die Versorgung der Leistungsübertragungsspule L1 mit einem AC-Strom.
Die Steuerschaltung 13 ist eine Schaltung, die den Betrieb der Treiberschaltung 12 so steuert, dass die Frequenz des der Leistungsübertragungsspule L1 zuzuführenden AC-Stroms gleich einer vorbestimmten Leistungsübertragungsfrequenz fp wird. Wenn die Treiberschaltung 12 zum Beispiel die oben genannte Vollbrückenschaltung ist, erzeugt die Steuerschaltung 13 ein Steuersignal für jedes der Schaltelemente, die die Vollbrückenschaltung bilden, so dass die Frequenz des der Leistungsübertragungsspule L1 zuzuführenden AC-Stroms gleich der vorbestimmten Leistungsübertragungsfrequenz fp wird. Ein konkreter Wert der Leistungsübertragungsfrequenz fp ist zum Beispiel auf 20 kHz bis 200 kHz eingestellt.
Der Empfänger 14 ist eine Kommunikationsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein frei wählbares Signal von einem in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 vorgesehenen Sender 70 zu empfangen. Die Kommunikation zwischen dem Empfänger 14 und dem Sender 70 kann durch drahtlose Nahbereichskommunikation, wie etwa Bluetooth® oder drahtloses LAN, wie etwa Wi-Fi®, erreicht werden. Signale, die der Empfänger 14 von dem Sender 70 empfängt, enthalten ein Ergebnissignal R eines später zu beschreibenden Streuverlustdetektors 30. Das Ergebnissignal stellt ein Detektionsergebnis darüber, ob ein Streuverlust vorliegt, dar.
Bei Empfang des Ergebnissignals R gibt der Empfänger 14 das empfangene Ergebnissignal R an die Steuerschaltung 13 aus. Wenn das Ergebnissignal R von dem Empfänger 14 darstellt, dass der Streuverlustdetektor 30 einen Streuverlust detektiert, hält die Steuerschaltung 13 den Betrieb der Treiberschaltung 12 an. Wenn die Treiberschaltung 12 zum Beispiel die oben genannte Vollbrückenschaltung ist, schaltet insbesondere die Steuerschaltung 13 sämtliche Schaltelemente, die die Vollbrückenschaltung bilden, aus. Infolgedessen wird ein Leistungsübertragungsbetrieb angehalten, wodurch ermöglicht wird, einen sich aus dem Streuverlust ergebenden Sekundärfehler des Drahtlosleistungsübertragungssystems 1 zu verhindern.
Die Leistungsübertragungsspule L1 und der Leistungsübertragungsseitenkondensator C1 sind zwischen einem Anschluss einer Seite und dem Anschluss der anderen Seite auf der Ausgangsseite (AC-Seite) der Treiberschaltung 12 in Reihe geschaltet, um einen Schwingkreis zu bilden. Der Schwingkreis hat eine Resonanzfrequenz mit einem Wert, der identisch mit oder nahe dem der oben genannten Leistungsübertragungsfrequenz fp ist bzw. liegt, wobei seine Funktion darin besteht, ein AC-Magnetfeld basierend auf dem der Treiberschaltung 12 zugeführten AC-Strom zu erzeugen. Der Leistungsübertragungsseitenkondensator C1 und die Leistungsübertragungsspule L1 können zwischen dem Anschluss der einen Seite und dem Anschluss der anderen Seite auf der Ausgangsseite der Treiberschaltung 12 parallel geschaltet sein.
Die Leistungsübertragungsspule L1 ist eine Spiralspule, die durch einen Litzendraht gebildet ist, der durch Verdrillen von etwa 2000 isolierten Kupferdrähten jeweils mit einem Durchmesser von 0,1 mm gebildet ist und durch mehrere Windungen bis mehrere Dutzend Windungen zu einer planaren Form gewickelt ist. Die Leistungsübertragungsspule L1 ist im Boden oder in der Nähe der Bodenfläche angeordnet. Wenn der Leistungsübertragungsspule L1 der AC-Strom von der Treiberschaltung 12 zugeführt wird, wird durch den zugeführten AC-Strom ein AC-Magnetfeld erzeugt. Das AC-Magnetfeld erzeugt eine elektromotorische Kraft in einer später zu beschreibenden Leistungsempfangsspule L2 durch eine gegenseitige Induktivität zwischen der Leistungsübertragungsspule L1 und der (später zu beschreibenden) Leistungsempfangsspule L2, wodurch eine Leistungsübertragung erreicht wird.
Wie in 1 veranschaulicht, enthält die Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 eine Leistungsempfangsspule L2, Leistungsempfangsseitenkondensatoren C2 und C3, eine Gleichrichterschaltung 22, Bypass-Kondensatoren C4 bis C6, einen Streuverlustdetektor 30, einen Alarm 60 und einen Sender 70.
Die Leistungsempfangsspule L2 und der Leistungsempfangsseitenkondensator C2 sind zwischen einem Anschluss einer Seite und dem Anschluss der anderen Seite auf der Eingangsseite (AC-Seite) der Gleichrichterschaltung 22 in Reihe geschaltet. Der Leistungsempfangsseitenkondensator C3 ist mit der Leistungsempfangsspule L2 und dem Leistungsempfangsseitenkondensator C2 parallel geschaltet. Infolgedessen bilden die Leistungsempfangsspule L2 und die Leistungsempfangsseitenkondensatoren C2 und C3 einen Schwingkreis. Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises ist auch auf einen Wert eingestellt, der identisch mit oder nahe dem der oben genannten Leistungsübertragungsfrequenz fp ist bzw. liegt. Die Funktion des Schwingkreises ist die eines Leistungsempfangsabschnitts, der eine von der Leistungsübertragungsspule L1 drahtlos übertragene AC-Leistung empfängt.
Wie die Leistungsübertragungsspule L1 ist die Leistungsempfangsspule L2 eine Spiralspule, die durch einen Litzendraht gebildet ist, der durch Verdrillen von etwa 2000 isolierten Kupferdrähten jeweils mit einem Durchmesser von 0,1 mm gebildet ist und durch mehrere Windungen bis mehrere Dutzend Windungen zu einer planaren Form gewickelt ist. Andererseits ist die Leistungsempfangsspule L2 im Gegensatz zu der Leistungsübertragungsspule L zum Beispiel in dem unteren Teil der Fahrzeugkarosserie des Elektrofahrzeugs angeordnet. Wenn ein durch die Leistungsübertragungsspule L1 erzeugter magnetischer Fluss die Leistungsempfangsspule L2 angekoppelt, fließt ein AC-Strom in der Leistungsempfangsspule L2 durch elektromagnetische Induktion. Der AC-Strom wird durch die Gleichrichterschaltung 22 in einen DC-Strom umgewandelt und wird dann der Last 2 zugeführt. Dies gestattet die Versorgung der Last 2 mit einer DC-Leistung.
Die Gleichrichterschaltung 22 ist eine Wandlerschaltung, die eine von der Leistungsempfangsspule L2 zugeführte AC-Spannung in eine DC-Spannung umwandelt. Insbesondere besteht die Funktion der Gleichrichterschaltung 22 darin, einen von der Leistungsempfangsspule L2 zugeführten AC-Strom in einen DC-Strom umzuwandeln und der Last 2 den DC-Strom zuzuführen, und wird durch eine Brückenschaltung (nicht veranschaulicht) mit mehreren Dioden, die in Brückenschaltung miteinander verbunden sind, gebildet.
Die Bypass-Kondensatoren großes C4 bis C6 sind jeweils ein Kondensator, der zum Zweck des Reduzierens einer Schwankung der Ausgangsspannung (DC-Spannung) der Gleichrichterschaltung 22 installiert ist. Der Bypass-Kondensator C4 ist zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss und einem Niederspannungsseitenanschluss der Ausgangsseite (DC-Seite) der Gleichrichterschaltung 22 verbunden, der Bypass-Kondensator C5 ist zwischen dem Hochspannungsseitenanschluss der Ausgangsseite der Gleichrichterschaltung 22 und einem Erdleiter verbunden, und der Bypass-Kondensator C6 ist zwischen dem Niederspannungsseitenanschluss der Ausgangsseite der Gleichrichterschaltung 22 und dem Erdleiter verbunden.
Obgleich dies nicht veranschaulicht wird, enthält die Last 2 ein Ladegerät und eine Batterie. Das Ladegerät ist eine Schaltung, deren Funktion darin besteht, die Batterie basierend auf der DC-Leistungsausgabe von der Gleichrichterschaltung 22 zu laden. Das Laden erfolgt beispielsweise durch Aufladen mit konstanter Spannung und Laden mit konstantem Strom (CVCC-Laden, CVCC - constant-voltage and constantcurrent). Die Batterie ist hinsichtlich ihres Typs nicht speziell eingeschränkt, solange sie eine elektrische Leistung speichern kann. Zum Beispiel können eine Sekundärbatterie (Lithium-Ionen-Batterie, Lithium-Polymer-Batterie, Nickel-Batterie usw.) und ein kapazitives Element (Kondensator mit elektrischer Doppelschicht usw.) zweckmäßig als eine die Last 2 bildende Batterie verwendet werden.
Der Streuverlustdetektor 30 ist eine Vorrichtung zum Detektieren eines Streuverlusts von einer Stromleitung in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20. Wie in 1 veranschaulicht, enthält der Streuverlustdetektor 30 insbesondere eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 und eine Streuverlustdetektionsschaltung 50. Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 detektiert eine Durchschnittsspannung A von Spannungen, die einer Potenzialdifferenz V_L -V_G zwischen dem Niederspannungsseitenanschluss (Spannung V_L ) auf der Ausgangsseite der Gleichrichterschaltung 22 und einem Metallglied (MG) (Spannung V_G ) entsprechen, das in der Nähe der Leistungsempfangsspule L2 zum Abschirmen eines magnetischen Flusses vorgesehen ist. Die Streuverlustdetektionsschaltung 50 detektiert das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 detektierten Durchschnittsspannung A und gibt das das Ergebnis der Detektion darstellende Ergebnissignal R aus. Das Metallglied MG ist zum Beispiel eine Metallabschirmungsplatte und ist, wie in 1 veranschaulicht, geerdet. Obgleich in dem Beispiel von 1 der Niederspannungsseitenanschluss auf der Ausgangsseite der Gleichrichterschaltung 22 mit der Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verbunden ist, kann anstelle des Niederspannungsseitenanschlusses der Hochspannungsseitenanschluss auf der Ausgangsseite der Gleichrichterschaltung 22 mit der Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verbunden sein. In diesem Fall detektiert die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 die Durchschnittsspannung von Spannungen, die einer Potenzialdifferenz zwischen dem Hochspannungsseitenanschluss auf der Ausgangsseite der Gleichrichterschaltung 22 und dem Metallglied MG entspricht. Details des Streuverlustdetektors 30 werden später beschrieben.
Der Alarm 60 ist eine Vorrichtung, die als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor 30 (das heißt als Reaktion auf die Zuführung des Ergebnissignals R, das die Detektion eines Streuverlusts von dem Streuverlustdetektor 30 darstellt) einen Benutzer oder eine externe Vorrichtung benachrichtigt. Konkrete Beispiele für Vorrichtungen zur Abgabe einer Benachrichtigung für einen Benutzer umfassen zum Beispiel eine Klingel, die den Benutzer durch einen Alarmton über die Detektion eines Streuverlusts benachrichtigt, und eine Lampe, die den Benutzer durch Licht über die Detektion eines Streuverlusts benachrichtigt. Zu Beispielen für externe Vorrichtungen als Ziel einer Benachrichtigung durch den Alarm 60 gehören zum Beispiel verschiedene Systeme (einschließlich des Ladegeräts als die oben genannte Last 2) in der Fahrzeugkarosserie.
Der Sender 70 ist eine Schaltung, die das von dem Streuverlustdetektor 30 zugeführte Ergebnissignal R zu dem Empfänger 14 überträgt. Wie oben beschrieben, ist der Empfänger 14 dazu konfiguriert, das von dem Sender 70 empfangene Ergebnissignal R an die Steuerschaltung 13 auszugeben, und die Steuerschaltung 13 hält den Betrieb der Treiberschaltung 12 an, wenn das von dem Empfänger 14 darin eingegebene Ergebnissignal R des Streuverlustdetektors 30 die Detektion eines Streuverlusts anzeigt. Somit kann das Ergebnissignal R des Streuverlustdetektors 30, das anzeigt, dass ein Streuverlust detektiert worden ist, als ein Anhaltesignal zum Erzwingen eines Anhaltens des Leistungsübertragungsbetriebs durch die Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung 10 bezeichnet werden.
Im Folgenden wird die spezielle Konfiguration des Streuverlustdetektors 30 unter Bezugnahme auf die 2A bis 2E, die 3A bis 3F und die 4A und 4B ausführlich beschrieben.
Die 2A bis 2E sind Ansichten, die jeweils ein Beispiel für die innere Konfiguration der in 1 veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 veranschaulichen. 3A ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Widerstandsspannungsteilungsschaltung 41 oder 46 veranschaulicht, 3B ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Mittelungsschaltung 42, 45 oder 49 veranschaulicht, 3C ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Kapazitätsspannungsteilungsschaltung 43 veranschaulicht, die 3D und 3E sind Ansichten, die jeweils ein Beispiel der inneren Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Gleichrichterschaltung 44 oder 48 veranschaulichen, und 3F ist eine Ansicht, die die innere Konfiguration einer in 2 veranschaulichten Differenzierungsschaltung 47 veranschaulicht.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 eines in 2A veranschaulichten ersten Beispiels besteht aus der Widerstandsspannungsteilungsschaltung 41 (ersten Widerstandsspannungsteilungsschaltung) und der Mittelungsschaltung 42 (ersten Mittelungsschaltung).
Die Widerstandspannungsteilungsschaltung 41 ist eine Schaltung, die eine Spannung V1 durch Durchführen einer Widerstandspannungsteilung der oben genannten Potenzialdifferenz V_L -V_G erzeugt und zwei Widerstandselemente enthält, die zwischen dem Eingangsanschluss der Spannung V_L und dem Eingangsanschluss der Spannung V_G in Reihe geschaltet sind, wie in 3A veranschaulicht. Die Spannung V1 ist die durchgehende Spannung eines der beiden Widerstandselemente, das sich näher am Eingangsanschluss der Spannung V_G befindet. Wenn die beiden Widerstandselemente den gleichen Widerstandswert aufweisen, ist V1 = (V_G - V_l )/2 erfüllt.
Die Mittelungsschaltung 42 ist eine Schaltung, die die Durchschnittsspannung A der Ausgangsspannungen V1 der Widerstandsspannungsteilungsschaltung 41 detektiert und wird durch ein Tiefpassfilter gebildet, das aus einem Kondensator und einem Widerstandselement besteht. Die Mittelungsschaltung 42 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dazu konfiguriert, unter Verwendung der Mittelungswirkung des Tiefpassfilters die Durchschnittsspannung A zu detektieren.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des ersten Beispiels gestattet die Detektion eines Streuverlusts in einer DC-Leitung (insbesondere einer mit dem Ausgangsanschluss der Gleichrichterschaltung 22 verbundenen Verdrahtung) der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20. Da die DC-Leitung mit der Last 2 verbunden ist, gestattet die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des ersten Beispiels ferner sogar während eines Anhaltens der Leistungsübertragung die Detektion eines Streuverlusts.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 eines in 2B veranschaulichten zweiten Beispiels besteht aus der Kapazitätsspannungsteilungsschaltung 43, der Gleichrichterschaltung 44 (ersten Gleichrichterschaltung) und der Mittelungsschaltung 45 (zweiten Mittelungsschaltung).
Die Kapazitätsspannungsteilungsschaltung 43 ist eine Schaltung, die durch Durchführung einer Kapazitätsspannungsteilung der oben genannten Potenzialdifferenz V_L - V_G eine Spannung V2 erzeugt und zwei kapazitive Elemente enthält, die zwischen dem Eingangsanschluss der Spannung V_L und dem Eingangsanschluss der Spannung V_G in Reihe geschaltet sind, wie in 3C veranschaulicht. Die Spannung V2 ist die durchgehende Spannung eines der beiden kapazitiven Elemente, das sich näher am Eingangsanschluss der Spannung V_G befindet.
Die Gleichrichterschaltung 44 ist eine Schaltung, die durch Gleichrichten der Ausgangsspannung V2 der Kapazitätsspannungsteilungsschaltung 43 eine Spannung V3 erzeugt, und enthält eine oder mehrere Dioden, wie in 3D oder 3E veranschaulicht. Insbesondere enthält die in 3D veranschaulichte Gleichrichterschaltung 44 nur eine Diode, deren Anode und Kathode mit einem Hochspannungsseiteneingangsanschluss bzw. einem Hochspannungsseitenausgangsanschluss verbunden sind. Andererseits enthält die in 3E veranschaulichte Gleichrichterschaltung 44 eine Diode, deren Anode und Kathode mit einem Hochspannungsseiteneingangsanschluss bzw. einem Hochspannungsseitenausgangsanschluss verbunden sind, eine Diode, deren Anode und Kathode mit einem Niederspannungsseiteneingangsanschluss bzw. dem Hochspannungsseitenausgangsanschluss verbunden sind, eine Diode, deren Anode und Kathode mit einem Niederspannungsseitenausgangsanschluss bzw. dem Hochspannungsseiteneingangsanschluss verbunden sind, und eine Diode, deren Anode und Kathode mit dem Niederspannungsseitenausgangsanschluss bzw. dem Niederspannungsseiteneingangsanschluss verbunden sind.
Die Mittelungsschaltung 45 ist eine Schaltung, die die Durchschnittsspannung A der Ausgangsspannungen V3 der Gleichrichterschaltung 44 detektiert, und wird, wie in 3B veranschaulicht, durch ein Tiefpassfilter ähnlich dem der Mittelungsschaltung 42 gebildet. Die Mittelungsschaltung 45 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dazu konfiguriert, unter Verwendung der Mittelungswirkung des Tiefpassfilters die Durchschnittsspannung A zu detektieren.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des zweiten Beispiels gestattet die Detektion eines Streuverlusts in einer AC-Leitung (insbesondere einer mit dem Eingangsanschluss der Gleichrichterschaltung 22 verbundenen Verdrahtung) der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20. Dies wird durch Ausnutzung eines Phänomens, dass das Potenzial des Metallglieds MG variiert, wenn der in der AC-Leitung fließende AC-Strom in das Metallglied MG leckt, erreicht. Der AC-Strom kann nur dann in der AC-Leitung fließen, wenn sich das Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 in einem Leistungsübertragungszustand oder in einem Zustand schwacher Erregung befindet, so dass die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des zweiten Beispiels einen Streuverlust in der AC-Leitung nur in dem Leistungsübertragungszustand oder Zustand schwacher Erregung detektieren kann.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 eines in 2C veranschaulichten dritten Beispiels besteht aus der Widerstandsspannungsteilungsschaltung 46 (zweiten Widerstandsspannungsteilungsschaltung), der Differenzierungsschaltung 47, der Gleichrichterschaltung 48 (zweiten Gleichrichterschaltung) und der Mittelungsschaltung 49 (dritten Mittelungsschaltung).
Die Widerstandsspannungsteilungsschaltung 46 ist eine Schaltung, die eine Spannung V1 durch Durchführen einer Widerstandspannungsteilung der oben genannten Potenzialdifferenz V_L - V_G erzeugt und durch eine ähnliche Schaltung wie die Widerstandsspannungsteilungsschaltung 41 gebildet wird, wie in 3A veranschaulicht. Insbesondere enthält die Widerstandsspannungsteilungsschaltung 46 zwei Widerstandselemente, die zwischen dem Eingangsanschluss der Spannung V_L und dem Eingangsanschluss der Spannung V_G in Reihe geschaltet sind, und die Spannung V1 ist die durchgehende Spannung eines der beiden Widerstandselemente, das sich näher am Eingangsanschluss der Spannung V_G befindet.
Die Differenzierungsschaltung 47 ist eine Schaltung, die durch Differenzieren der Ausgangsspannung V1 der Widerstandsspannungsteilungsschaltung 46 eine Spannung V4 erzeugt, und wird durch ein Hochpassfilter gebildet, das aus einem Kondensator und einem Widerstandselement besteht, wie in 3F veranschaulicht.
Die Gleichrichterschaltung 48 ist eine Schaltung, die durch Gleichrichten der Ausgangsspannung V4 der Differenzierungsschaltung 47 die Spannung V3 erzeugt, und weist eine ähnliche Schaltungskonfiguration wie die der Gleichrichterschaltung 44 auf, wie in 3D oder 3E veranschaulicht.
Die Mittelungsschaltung 49 ist eine Schaltung, die die Durchschnittsspannung A der Ausgangsspannungen V3 der Gleichrichterschaltung 48 detektiert, und wird durch einen ähnlichen Tiefpassfilter wie jene der Mittelungsschaltungen 42 und 45 gebildet, wie in 3B dargestellt. Die Mittelungsschaltung 49 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist zum Detektieren der Durchschnittsspannung A unter Verwendung der Mittelungswirkung des Tiefpassfilters konfiguriert.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des dritten Beispiels gestattet auch das Detektieren eines Streuverlusts in der AC-Leitung (insbesondere einer mit dem Eingangsanschluss der Gleichrichterschaltung 22 verbundenen Verdrahtung) der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20. Dies wird auch durch Ausnutzung des Phänomens, dass das Potenzial des Metallglieds MG variiert, wenn der in der AC-Leitung fließende AC-Strom in das Metallglied MG leckt, erreicht. Wie im zweiten Beispiel kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des dritten Beispiels einen Streuverlust in der AC-Leitung nur im Leistungsübertragungszustand oder Zustand schwacher Erregung detektieren.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 eines in 2D veranschaulichten vierten Beispiels weist eine Konfiguration auf, bei der die Schaltung des in 2A veranschaulichten ersten Beispiels und die Schaltung des in 2B veranschaulichten zweiten Beispiels parallel geschaltet sind, um dadurch zwei Durchschnittsspannungen A1 und A2 auszugeben. Wie oben beschrieben, kann die Schaltung des ersten Beispiels einen Streuverlust in der DC-Leitung der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 detektieren, und die Schaltung des zweiten Beispiels kann einen Streuverlust der AC-Leitung der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 detektieren, so dass die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des vierten Beispiels einen Streuverlust sowohl in der DC- als auch AC-Leitung detektieren kann. Somit ist es im Wesentlichen möglich, an allen Stellen in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 auftretenden Streuverlust zu detektieren.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 eines in 2E veranschaulichten fünften Beispiels weist eine Konfiguration auf, bei der die Schaltung des in 2A veranschaulichten ersten Beispiels und die Schaltung des in 2C veranschaulichten dritten Beispiels parallel geschaltet sind, um dadurch zwei Durchschnittsspannungen A1 und A2 auszugeben. Wie oben beschrieben, kann die Schaltung des ersten Beispiels einen Streuverlust in der DC-Leitung der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 detektieren, und die Schaltung des dritten Beispiels kann einen Streuverlust der AC-Leitung der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 detektieren, so dass die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 des fünften Beispiels einen Streuverlust sowohl in der DC- als auch AC-Leitung detektieren kann. Somit ist es im Wesentlichen möglich, an allen Stellen in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 auftretenden Streuverlust zu detektieren.
Die 4A und 4B sind Ansichten, die jeweils ein Beispiel für die innere Konfiguration der in 1 veranschaulichten Streuverlustdetektionsschaltung 50 veranschaulichen.
Die in 4A veranschaulichte Streuverlustdetektionsschaltung 50 wird zusammen mit der in den 2A bis 2C veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verwendet und enthält eine AD-Wandlerschaltung 52, eine Vergleichsschaltung 53 und eine Detektionsschaltung 54.
Die AD-Wandlerschaltung 52 ist eine Schaltung, die die von der Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 darin eingegebene Durchschnittsspannung A in ein digitales Signal umwandelt. Insbesondere tastet die AD-Wandlerschaltung 52 die Durchschnittsspannung A mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz ab und quantisiert das Abtastergebnis, um dadurch ein digitales Signal zu erzeugen. Die Vergleichsschaltung 53 ist eine Schaltung, die die Durchschnittsspannung A nach der durch die AD-Wandlerschaltung 52 durchgeführten Wandlung mit einem Schwellenwert vergleicht. Der Schwellenwert wird zuvor beispielsweise in der Vergleichsschaltung 53 gespeichert. Die Detektionsschaltung 54 ist eine Schaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf einem Ergebnis von der Vergleichsschaltung 53 detektiert. Die Ausgabe der Detektionsschaltung 54 wird dem in 1 veranschaulichten Alarm 60 und Sender 70 als das Ergebnissignal R zugeführt.
Der Schwellenwert, den die Vergleichsschaltung 53 für den Vergleich verwendet, kann mehrere Schwellenwerte mit verschiedenen Spannungswerten umfassen. In diesem Fall gibt die Vergleichsschaltung 53 mehrere Vergleichsergebnisse aus, die jeweils den mehreren Schwellenwerten entsprechen. Im Allgemeinen unterscheidet sich der konkrete Wert der Durchschnittsspannung A je nach der Stelle, an der ein Streuverlust auftritt. Somit ist es durch Vorbereitung der mehreren Schwellenwerte basierend auf den mehreren Vergleichsergebnisausgaben von der Vergleichsschaltung 53 möglich, die Stelle anzugeben, an der ein Streuverlust auftrat.
Ferner kann der in der Vergleichsschaltung 53 zu speichernde Schwellenwert in einen frei wählbaren Wert umgewandelt werden. Bei Änderung des Schwellenwerts kann die Vergleichsschaltung 53 in diesem Fall einen Vergleich bezüglich der jeweiligen Schwellenwerte durchführen. Dies gestattet auch die Angabe einer Stelle, an der ein Streuverlust auftrat, basierend auf den mehreren Vergleichsergebnisausgaben von der Vergleichsschaltung 53.
Die AD-Wandlerschaltung 52 in der Streuverlustdetektionsschaltung 50 kann weggelassen werden, und die Eingabe der Durchschnittsspannung A von der Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 kann der Vergleichsschaltung 53 direkt zugeführt werden. In diesem Fall muss die Vergleichsschaltung 53 durch eine Schaltung gebildet werden, die die Durchschnittsspannung A als ein analoges Signal und einen Schwellenwert vergleichen kann.
Anstelle einer Verarbeitung unter Verwendung der Vergleichsschaltung 53 und der Detektionsschaltung 54 kann ferner ein anderes Verfahren zum Detektieren des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Nachschlagetabelle vorbereitet werden, die den Wert der Durchschnittsspannung A mit dem Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts in Beziehung setzt. Wenn die Durchschnittsspannung A die Ausgabe aus der AD-Wandlerschaltung 52 ist, wird in diesem Fall das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts entsprechend der Ausgangsdurchschnittsspannung A aus der Nachschlagetabelle ausgelesen, wodurch das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts detektiert werden kann.
Die in 4B veranschaulichte Streuverlustdetektionsschaltung 50 wird zusammen mit der in 2D oder 2E veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verwendet und unterscheidet sich von der in 4A veranschaulichten Streuverlustdetektionsschaltung 50 darin, dass sie in einer der AD-Wandlerschaltung 52 vorausgehenden Stufe einen Umschalter 51 aufweist. Andere Konfigurationen entsprechen jenen der in 4A veranschaulichten Streuverlustdetektionsschaltung 50, so dass unten nur der Umschalter 51 beschrieben wird.
Wenn der Umschalter 51 zusammen mit der in 2D veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verwendet wird, ist er ein Umschalter (erster Umschalter), der zwischen dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Ausgabe der Durchschnittsspannung A1 von der Mittelungsschaltung 42 und dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Ausgabe der Durchschnittsspannung A2 von der Mittelungsschaltung 45 schaltet. Wenn der Umschlater 51 andererseits zusammen mit der in 2E veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verwendet wird, ist er ein Umschalter (zweiter Umschalter), der zwischen dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Ausgabe der Durchschnittsspannung A1 von der Mittelungsschaltung 42 und dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Ausgabe der Durchschnittsspannung A2 von der Mittelungsschaltung 49 schaltet. In beiden Fällen kann die Streuverlustdetektionsschaltung 50 einen Streuverlust in der DC-Leitung der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 durch Durchführen des Betriebs des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannung A1 detektieren und kann einen Streuverlust in der AC-Leitung der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 durch Durchführung des Betriebs des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannung A2 detektieren. Somit ist es im Wesentlichen möglich, an allen Stellen in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 auftretenden Streuverlust zu detektieren.
Wie oben beschrieben, wird ein Streuverlust gemäß der vorliegenden Ausführung basierend auf der Durchschnittsspannung A der Spannungen V1, die der Potenzialdifferenz V_L - V_G entspricht, detektiert, so dass es möglich ist, eine fehlerhafte Detektion aufgrund von Rauschen zu unterbinden, um dadurch den Streuverlust mit hoher Genauigkeit zu detektieren. Ferner wird durch Konzipieren der Schaltungskonfiguration bei der Streuverlustdetektionsschaltung 50 im Wesentlichen ermöglicht, an allen Stellen in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 auftretenden Streuverlust zu detektieren. Unter Verwendung mehrerer Schwellenwerte wird ferner ermöglicht, eine Stelle anzugeben, an der ein Streuverlust auftrat.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsformen wird die in 4A veranschaulichte Streuverlustdetektionsschaltung 50 zusammen mit der in den 2A bis 2C veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verwendet; sie kann jedoch auch mit der in 2D oder 2E veranschaulichten Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 verwendet werden. In diesem Fall ist der Streuverlustdetektor 30 mit der in 4A veranschaulichten Streuverlustdetektionsschaltung 50 für jede der beiden Ausgaben der Durchschnittsspannungen A1 und A2 von der Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 versehen.
Ferner werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Mittelungsschaltungen 42, 45 und 49 durch das Tiefpassfilter gebildet; sie können jedoch durch irgendwelche anderen Arten von Schaltungen gebildet werden, solange sie die Durchschnittsspannung von darin eingegebenen Spannungen detektieren können. Beispiele für solche Schaltungen umfassen ein digitales FIR-Filter (FIR - Finite Impulse Response / finite Impulsantwort) und eine Schaltung (Integrationsschaltung), die einen Operationsverstärker verwenden, wie in 5 dargestellt. Wenn das digitale FIR-Filter als die Mittelungsschaltungen 42, 45 und 49 verwendet wird, wird die AD-Wandlerschaltung 52, die die Streuverlustdetektionsschaltung 50 bildet, weggelassen.
6 ist eine Ansicht, die die Konfiguration des Drahtlosleistungsübertragungssystems 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die mit dem Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 verbundenen Last 2 veranschaulicht. Das Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass der Streuverlustdetektor 30 und der Alarm 60 in der Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung 10 vorgesehen sind. Im Folgenden werden den gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszahlen verliehen, und die Beschreibungen konzentrieren sich auf Unterschiede zu der ersten Ausführungsform.
Die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dazu konfiguriert, die Durchschnittsspannung A von Spannungen zu detektieren, die einer Potenzialdifferenz V_L - V_G zwischen dem Niederspannungsseitenanschluss (Spannung V_L ) auf der Eingangsseite der Treiberschaltung 12 und dem Metallglied (MG) (Spannung V_G ) entspricht. Das Metallglied MG gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in der Nähe der Leistungsübertragungsspule L1 vorgesehen, um einen magnetischen Fluss abzuschirmen. Andere Konfigurationen entsprechen jenen der Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie bei der ersten Ausführungsform kann die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 dazu konfiguriert sein, die Durchschnittsspannung A von Spannungen, die der Potenzialdifferenz zwischen dem Hochspannungsseitenanschluss auf der Eingangsseite der Treiberschaltung 12 und dem Metallglied MG entspricht, zu detektieren.
Die Schaltung 50 zur Detektion eines elektrischen Streuverlusts und der Alarm 60 weisen die gleichen Konfigurationen wie die Schaltung 50 zur Detektion eines elektrischen Streuverlusts bzw. der Alarm 60 gemäß der ersten Ausführungsform auf. Das heißt, die Schaltung 50 zur Detektion eines elektrischen Streuverlusts detektiert das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung 40 detektierten Durchschnittsspannung A und gibt das das Detektionsergebnis darstellende Ergebnissignal R aus. Der Alarm 60 benachrichtigt einen Benutzer oder eine externe Vorrichtung als Reaktion auf die Detektion eines Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor 30.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Steuerschaltung 13 und der Streuverlustdetektor 30 in der gleichen Vorrichtung vorgesehen, so dass das Ergebnissignal R der Steuerschaltung 13 von dem Streuverlustdetektor 30 direkt zugeführt wird und nicht durch den in 1 veranschaulichten Sender 70 und Empfänger 14. Die das Ergebnissignal R empfangende Steuerschaltung 13 führt die gleiche Operation wie die bei der ersten Ausführungsform durch.
Wie oben beschrieben, wird ein Streuverlust auch gemäß der vorliegenden Ausführungsform basierend auf der Durchschnittsspannung A der Spannungen V1, die der Potenzialdifferenz V_L - V_G entspricht, detektiert, so dass ermöglicht wird, eine fehlerhafte Detektion aufgrund von Rauschen zu unterbinden, um dadurch einen Streuverlust mit hoher Genauigkeit zu detektieren. Wie bei der ersten Ausführungsform ermöglicht ferner das Konzipieren der Schaltungskonfiguration bei der Streuverlustdetektionsschaltung 50 im Wesentlichen das Detektieren eines an allen Stellen in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 auftretenden Streuverlusts, und durch Verwendung mehrerer Schwellenwerte wird ermöglicht, eine Stelle anzugeben, an der ein Streuverlust auftrat.
Es ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern modifiziert und geändert werden kann, ohne von dem Schutzumfang und Wesen der Erfindung abzuweichen.
Bei den obigen jeweiligen Ausführungsformen sind zum Beispiel eine Konfiguration, bei der der Streuverlustdetektor 30 in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 vorgesehen ist, und eine Konfiguration, bei der der Streuverlustdetektor 30 in der Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung 10 vorgesehen ist, beschrieben worden. Der Streuverlustdetektor 30 kann jedoch sowohl in der Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung 20 als auch in der Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung 10 vorgesehen sein. In diesem Fall wird bevorzugt, das Drahtlosleistungsübertragungssystem 1 so zu konfigurieren, dass der Betrieb der Treiberschaltung 12 angehalten wird, unabhängig davon, welcher der Streuverlustdetektoren 30 einen Streuverlust detektiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012217246 A [0004, 0005]

Claims

Streuverlustdetektor, der in einer Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Wandlerschaltung, die eine DC-Spannung und eine AC-Spannung von der einen in die andere umwandelt, und ein geerdetes Metallglied aufweist, umfassend: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Wandlerschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Streuverlustdetektor nach Anspruch 1, wobei die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung dazu konfiguriert ist, die Durchschnittsspannung von Spannungen zu detektieren, die einer Potenzialdifferenz zwischen dem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Wandlerschaltung und dem Metallglied entspricht.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine erste Widerstandsspannungsteilungsschaltung, die eine Widerstandsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt; und eine erste Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Widerstandsspannungsteilungsschaltung detektiert.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine Kapazitätsspannungsteilungsschaltung, die eine Kapazitätsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt; eine erste Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Kapazitätsspannungsteilungsschaltung gleichrichtet; und eine zweite Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Gleichrichterschaltung detektiert.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine zweite Widerstandsspannungsteilungsschaltung, die eine Widerstandsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt; eine Differenzierungsschaltung, die die Ausgabe der zweiten Widerstandsspannungsteilungsschaltung differenziert; eine zweite Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Differenzierungsschaltung gleichrichtet; und eine dritte Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der zweiten Gleichrichterschaltung detektiert.
Streuverlustdetektor nach Anspruch 3, wobei die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine Kapazitätsspannungsteilungsschaltung, die eine Kapazitätsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt; eine erste Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Kapazitätsspannungsteilungsschaltung gleichrichtet; und eine zweite Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Gleichrichterschaltung detektiert, und die Streuverlustdetektionsschaltung einen Umschalter enthält, der zwischen dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens des Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der ersten Mittelungsschaltung und dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens des Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der zweiten Mittelungsschaltung umschaltet.
Streuverlustdetektor nach Anspruch 3, wobei die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine zweite Widerstandsspannungsteilungsschaltung, die eine Widerstandsspannungsteilung der Potenzialdifferenz durchführt; eine Differenzierungsschaltung, die die Ausgabe der zweiten Widerstandsspannungsteilungsschaltung differenziert; eine zweite Gleichrichterschaltung, die die Ausgabe der Differenzierungsschaltung gleichrichtet; und eine dritte Mittelungsschaltung, die die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der zweiten Gleichrichterschaltung detektiert, und die Streuverlustdetektionsschaltung einen zweiten Umschalter enthält, der zwischen dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens des Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der ersten Mittelungsschaltung und dem Betrieb des Detektierens des Vorhandenseins/Fehlens des Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannungsausgabe von der dritten Mittelungsschaltung umschaltet.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die erste Mittelungsschaltung dazu konfiguriert ist, die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Widerstandsspannungsteilungsschaltung unter Verwendung der Mittelungswirkung eines Tiefpassfilters zu detektieren.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 4 und 6, wobei die zweite Mittelungsschaltung dazu konfiguriert ist, die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der ersten Gleichrichterschaltung unter Verwendung der Mittelungswirkung eines Tiefpassfilters zu detektieren.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 5 und 7, wobei die dritte Mittelungsschaltung dazu konfiguriert ist, die Durchschnittsspannung der Ausgangsspannungen der zweiten Gleichrichterschaltung unter Verwendung der Mittelungswirkung eines Tiefpassfilters zu detektieren.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Streuverlustdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine Vergleichsschaltung, die die Durchschnittsspannung und einen Schwellenwert vergleicht; und eine Detektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf einem Ergebnis von der Vergleichsschaltung detektiert, und der Schwellenwert eine Mehrzahl von Schwellenwerten, die unterschiedliche Spannungswerte aufweisen, umfasst.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Streuverlustdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine Vergleichsschaltung, die die Durchschnittsspannung und einen Schwellenwert vergleicht; und eine Detektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf einem Ergebnis von der Vergleichsschaltung detektiert, und der Schwellenwert zu einem willkürlichen Wert geändert werden kann.
Streuverlustdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Streuverlustdetektionsschaltung Folgendes umfasst: eine AD-Wandlerschaltung, die die Durchschnittsspannung in ein digitales Signal umwandelt; und eine Detektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der Durchschnittsspannung nach durchgeführter Wandlung durch die AD-Wandlerschaltung detektiert.
Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, umfassend: einen Streuverlustdetektor; eine Treiberschaltung, die eine DC-Spannung in eine AC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; eine Leistungsübertragungsspule, die ein AC-Magnetfeld basierend auf der von der Treiberschaltung zugeführten AC-Spannung erzeugt; und eine Steuerschaltung, die den Betrieb der Treiberschaltung als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor anhält, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Treiberschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, umfassend: einen Streuverlustdetektor; eine Treiberschaltung, die eine DC-Spannung in eine AC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; eine Leistungsübertragungsspule, die ein AC-Magnetfeld basierend auf der von der Treiberschaltung zugeführten AC-Spannung erzeugt; und einen Alarm, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor einen Benutzer oder eine externe Vorrichtung benachrichtigt, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Treiberschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 und 15, wobei das Metallglied eine Metallabschirmungsplatte ist, die in der Nähe der Leistungsübertragungsspule angeordnet ist, um einen magnetischen Streufluss abzuschirmen.
Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, umfassend: einen Streuverlustdetektor; eine Leistungsempfangsspule, die ein AC-Magnetfeld empfängt und eine AC-Spannung basierend auf dem AC-Magnetfeld erzeugt; eine Gleichrichterschaltung, die die durch die Leistungsempfangsspule erzeugte AC-Spannung in eine DC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; und einen Sender, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor ein Anhaltesignal sendet, um eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, die das AC-Magnetfeld erzeugt, zu zwingen, ihren Leistungsübertragungsbetrieb anzuhalten, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Gleichrichterschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, umfassend: einen Streuverlustdetektor; eine Leistungsempfangsspule, die ein AC-Magnetfeld empfängt und basierend auf dem AC-Magnetfeld eine AC-Spannung erzeugt; eine Gleichrichterschaltung, die die durch die Leistungsempfangsspule erzeugte AC-Spannung in eine DC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; und einen Alarm, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch die Streuverlustdetektionsschaltung einen Benutzer oder eine externe Vorrichtung benachrichtigt, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Gleichrichterschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und 18, wobei das Metallglied eine Metallabschirmungsplatte ist, die in der Nähe der Leistungsempfangsspule angeordnet ist, um einen magnetischen Streufluss abzuschirmen.
Drahtlosleistungsübertragungssystem, umfassend: eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung; und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung Folgendes umfasst: einen Streuverlustdetektor; eine Treiberschaltung, die eine DC-Spannung in eine AC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; eine Leistungsübertragungsspule, die ein AC-Magnetfeld basierend auf der von der Treiberschaltung zugeführten AC-Spannung erzeugt; und eine Steuerschaltung, die den Betrieb der Treiberschaltung als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor anhält, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Treiberschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Drahtlosleistungsübertragungssystem, umfassend: eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung; und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung Folgendes umfasst: einen Streuverlustdetektor; eine Leistungsempfangsspule, die ein AC-Magnetfeld empfängt und basierend auf dem AC-Magnetfeld eine AC-Spannung erzeugt; eine Gleichrichterschaltung, die die durch die Leistungsempfangsspule erzeugte AC-Spannung in eine DC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; und einen Sender, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor ein Anhaltesignal sendet, um eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, die das AC-Magnetfeld erzeugt, zu zwingen, ihren Leistungsübertragungsbetrieb anzuhalten, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Gleichrichterschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.
Drahtlosleistungsübertragungssystem, umfassend: eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung; und eine Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung, wobei die Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung Folgendes umfasst: einen Streuverlustdetektor; eine Treiberschaltung, die eine DC-Spannung in eine AC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; eine Leistungsübertragungsspule, die ein AC-Magnetfeld basierend auf der von der Treiberschaltung zugeführten AC-Spannung erzeugt; und eine Steuerschaltung, die den Betrieb der Treiberschaltung als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor anhält, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Treiberschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert und die Drahtlosleistungsempfangsvorrichtung Folgendes umfasst: einen Streuverlustdetektor; eine Leistungsempfangsspule, die ein AC-Magnetfeld empfängt und basierend auf dem AC-Magnetfeld eine AC-Spannung erzeugt; eine Gleichrichterschaltung, die die durch die Leistungsempfangsspule erzeugte AC-Spannung in eine DC-Spannung umwandelt; ein Metallglied; und einen Sender, der als Reaktion auf die Detektion des Streuverlusts durch den Streuverlustdetektor ein Anhaltesignal sendet, um eine Drahtlosleistungsübertragungsvorrichtung, die das AC-Magnetfeld erzeugt, zu zwingen, ihren Leistungsübertragungsbetrieb anzuhalten, wobei der Streuverlustdetektor Folgendes umfasst: eine Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung, die die Durchschnittsspannung von Spannungen detektiert, welche einer Potenzialdifferenz zwischen einem Hochspannungsseitenanschluss oder einem Niederspannungsseitenanschluss auf der DC-Seite der Gleichrichterschaltung und dem Metallglied entspricht; und eine Streuverlustdetektionsschaltung, die das Vorhandensein/Fehlen eines Streuverlusts basierend auf der durch die Durchschnittsspannungsdetektionsschaltung detektierten Durchschnittsspannung detektiert.