JP6624390B2 - 異物検出装置、無線送電装置、及び無線電力伝送システム - Google Patents
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Description
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した無線電力伝送システムに関し、異物を高い精度で検出できる範囲が十分に広くないという課題があることを見出した。以下、この課題を詳細に説明する。
第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、
前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、
前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、
第1所定波形を有する第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子に出力し且つ前記第1所定波形と反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号を前記第3コイルの前記第5端子に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させ、
異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した、前記第1コイル又は前記第3コイルのいずれか一方のインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイル上に異物があると判断する異物検出回路と、を備え、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、前記異物検出回路の基準電位と同電位である、
異物検出装置。
異物検出装置は、第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、異物検出回路と、を備えている。そして、異物検出回路は、第1所定波形を有する第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子に出力し且つ前記第1所定波形と反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号を前記第3コイルの前記第5端子に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させる。
図1は、第1の実施形態における異物検出装置100を模式的に示す図である。異物検出装置100は、検出コイル11a〜11cを含む複数の検出コイルと、異物を検出する異物検出回路10とを備える。以後、検出コイルを単に「コイル」と呼ぶことがある。検出コイル11a〜11cは、同一平面上に一方向に近接して配列されている。図1は、検出コイル11bに対向する位置に異物20が存在する状況を表している。異物検出回路10は、2つの検出コイル11a及び11cに、互いに逆相の電流を同時に流す。これによって得られる反射信号に基づき、異物20を検出する。
ΔQ1=(Q1−Q01)/Q01×100 [%] (図6A)
ΔQ2=(Q2−Q02)/Q02×100 [%] (図6B)
(a)2つの検出コイルの導線の巻回方向を同じ方向にするか逆方向にするか、
(b)外側端子と内側端子のいずれの端子から検出信号を入力するか、
(c)1つの検出信号を用いる場合、移相器を使用するか否か、
(d)2つの検出信号を用いる場合、それらの信号の位相を約180度ずらすか否か、
図10は、第2の実施形態に係る無線電力伝送システムを示すブロック図である。この無線電力伝送システムは、送電装置30及び受電装置40を含む。送電装置30は、異物検出回路10、検出(検電)コイル11a〜11c、送電コイル31a〜31c、送電回路32a〜32c、通信回路33、及び制御回路34を備える。送電回路32a〜32cは、それぞれ、送電コイル31a〜31cに接続されており、高周波電力を発生して出力する。送電装置30の制御回路34は、異物検出回路10、送電回路32a〜32c、通信回路33に接続され、これらを制御する。受電装置40は、受電コイル41、受電回路42、通信回路43、制御回路44、及び負荷45を備える。受電装置40の制御回路44は、受電回路42及び通信回路43を制御する。送電装置30は、図1に示す異物検出装置(異物検出回路10及び検出コイル11a〜11cを含む)を備える。これにより、送電コイル31bの上側の異物を検出することができる。
図14は、第3の実施形態における無線電力伝送システムを示すブロック図である。この無線電力伝送システムは、送電装置30b及び受電装置40を含む。送電装置30bは、異物検出回路10、送電コイル31a〜31c、送電回路32a〜32c、通信回路33、制御回路34a、及びスイッチ回路35を備える。制御回路34aは、異物検出回路10、送電回路32a〜32c、通信回路33、スイッチ回路35を制御する。受電装置40は、図10に示す受電装置40と同様の構成を有する。送電装置30bは、送電コイル31a〜31cを、図10に示す検出コイル11a〜11cとしても動作させている。すなわち、送電コイル31a〜31cは、送電及び異物検出のために共用される。スイッチ回路35は、複数の送電回路32a〜32cの少なくとも1つを複数の送電コイル31a〜31cのうちの少なくとも1つに接続するか、異物検出回路10を複数の送電コイル31a〜31cのうちの2つの送電コイル31a及び31cに接続する。複数の送電回路32a〜32cの少なくとも1つを複数の送電コイル31a〜31cのうちの少なくとも1つに接続しているときは、送電装置30bから受電装置40に送電することができる。異物検出回路10を複数の送電コイル31a〜31cのうちの2つの送電コイル31a及び31cに接続しているときには、上記2つのコイルに挟まれた送電コイル31bの上側の異物を検出することができる。これにより、図10に示す検出コイル11a〜11cを削減することができるため、部品点数の削減により、コストの低減の効果がある。さらに、比較的大型の部品であるコイルを共用することができるので、送電装置の小型化、軽量化、さらには薄型化が可能になる。その結果、デザインの幅が広がるという効果もある。
添付の図面では、検出コイル及び送電コイルを円形又は四角形のコイルとして示したが、これらに限られるものではない。例えば、正方形、長方形、長円、楕円、その他のコイル形状でも可能である。
本開示の技術は、上述した実施形態に限定されず、多様な変形が可能である。以下、上述した異物検出装置を備えた無線送電装置、及び無線送電装置と無線受電装置とを備えた無線電力伝送システムの他の実施形態の例を説明する。
第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、
前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、
前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、
第1所定波形を有する第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子に出力し且つ前記第1所定波形と反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号を前記第3コイルの前記第5端子に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させ、
異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した、前記第1コイル又は前記第3コイルのいずれか一方のインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイル上に異物があると判断する異物検出回路と、を備え、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、前記異物検出回路の基準電位と同電位である、
異物検出装置。
上記態様によれば、
異物検出装置は、第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、異物検出回路と、を備えている。そして、異物検出回路は、第1所定波形を有する第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子に出力し且つ前記第1所定波形と反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号を前記第3コイルの前記第5端子に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させる。
これにより、1つの検出コイルの両側に位置する2つの検出コイルの間の磁界が結合する。そのため、隣接する3つの検出コイルの中央の検出コイル上において離れた位置に発生する磁界を強めることができる。
そして、異物の有無によって生じる上記合成磁界の変化に対応した上記第1コイル又は上記第3コイルの合成されたインピーダンス値の変化量を測定する。そして、上記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、上記第2コイル上に異物があると判断する。
これにより、単に複数のコイルを配置して異物を検出する範囲を広げるだけではなく、中央の検出コイルの上側の磁界を強めて、中央の検出コイルの上側にある異物を高い精度で検出することができる。
その結果、高精度で異物を検出できる範囲(特に高さ方向の範囲)を拡大することができる。
さらに、汎用の検出コイルを用いることができるので、部品数、寸法、及び製造コストの増大を抑えることができる。
前記第1端子、前記第3端子及び前記第5端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの外側に配置された外側端子、又は前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの内側に配置された内側端子のいずれか一方の端子であり、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの前記外側端子又は前記内側端子のいずれか他方の端子である、
項目1に記載の異物検出装置。
前記第2コイルの前記第2導線における前記第3端子から前記第4端子への巻回方向は、前記第1コイルの前記第1導線における前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である、
項目1又は2に記載の異物検出装置。
前記異物検出回路は、異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応するインピーダンス値の変化量であって、前記第1コイルと前記第3コイルとの接続により生成されるインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイル上に異物があると判断する、
項目1に記載の異物検出装置。
上記態様によれば、
異物検出回路から出力される第1検出信号と第2検出信号の端子間で反射信号を読み取ることで2つの検出信号の差から、第1コイルと第3コイルの合成されたインピーダンス値を測定する。第2検出信号が第1検出信号を反転した信号であることから、差分をとることで、端子間で反射信号を読み取ることができ、感度を向上させることができる。感度が向上するのは、第1検出信号と第2検出信号の振幅の約2倍の振幅が得られるからである。インピーダンス、振幅、周波数等の測定回路が1つで済むという利点もある。
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの各々は、各コイルの軸に垂直な方向に配列されている、
項目1から4のいずれか1項に記載の異物検出装置。
上記態様によれば、
第1コイル〜第3コイルの各々を、各コイルの軸に垂直な方向に一列に配置することで、第1コイル及び第3コイルから放出される磁界分布が均一となり、異物を高精度で検出できる。
前記第1検出信号及び前記第2検出信号は、交流信号又はパルス信号である、
項目1から5のいずれか1項に記載の異物検出装置。
上記態様によれば、
第1検出信号及び第2検出信号に交流信号を用いる場合は、比較的、異物の侵入が多い場合及び/又は長時間使用する場合に適している。交流信号は徐々に電力が変動するので、連続して長時間使用する場合、第1コイル及び第3コイルへの負担を少なくできる。また、第1検出信号及び第2検出信号にパルス信号を用いる場合は、比較的、異物の侵入が少ない場合に適している。パルス信号は間欠信号を作り易く、電力消費を削減して異物の検出を行うことができる。
前記異物検出回路は、前記第1検出信号及び前記第2検出信号を同時に前記第1コイル及び前記第3コイルにそれぞれ出力する、
項目1から6のいずれか1項に記載の異物検出装置。
上記態様によれば、
第1検出信号及び第2検出信号の位相のずれがないので、第1コイル及び第3コイルから放出される磁界分布が均一となり、異物を高精度で検出できる。
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルを含み、前記第1コイル及び前記第3コイルと同一の構造をもつ4つ以上のコイルと、
前記4つ以上のコイルの中の前記第1コイル及び前記第3コイルと前記異物検出回路との間の電気的接続を行う少なくとも1つのスイッチと、
をさらに備え、
前記異物検出回路は、前記第1検出信号及び前記第2検出信号を出力する前に、前記少なくとも1つのスイッチを用いて前記4つ以上のコイルの中から1つのコイルを中心として両側に配置される2つのコイルとして前記第1コイル及び前記第3コイルを選択する、
項目1から7のいずれか1項に記載の異物検出装置。
上記態様によれば、
4つ以上のコイルを配置し、4つ以上のコイルの中から第1コイル及び第3コイルの組合せを自由に選択できるので、異物を検出する範囲をさらに広げることができる。
項目1から8のいずれか1項に記載の異物検出装置と、
送電コイルと、
前記送電コイルに高周波電力を送電する送電回路と、を備える、
無線送電装置。
上記態様によれば、
高精度で異物を検出できる範囲を広げることができる本開示の異物検出装置を備えているので、送電回路が高周波電力を送電する範囲を広げることができる。
また、第1コイル及び第3コイルと送電コイルとが別々のコイルである場合、高周波電力を送電しているときでも、異物の侵入を検出できるので、異物の発熱を防止できる。
前記送電コイルを内部に配置した筐体を備え、
前記第1コイル及び前記第3コイルの各々の外周は、前記送電コイルの外周より小さく、
前記第1コイル及び前記第3コイルは、前記筐体の主面と前記送電コイルとの間に配置されている、
項目9に記載の無線送電装置。
上記態様によれば、
第1コイル及び第3コイルの各々の外周は、送電コイルの外周よりも小さいので、送電コイルよりも相対的に小さい異物でも検出することができる。
前記第1コイル及び前記第3コイルのうちの少なくとも1つと前記送電コイルとを兼用した、
項目9に記載の無線送電装置。
上記態様によれば、
第1コイル及び第3コイルのうちの少なくとも一つと送電コイルとを兼用するので、コストが削減できる。また、装置の薄型化、軽量化を図ることができる。
前記第1検出信号の電力及び前記第2検出信号の電力は、前記高周波電力より小さい、
項目9から11のいずれか1項に記載の無線送電装置。
前記異物検出回路が前記第1コイル及び前記第3コイルによって形成される磁界内に異物がないと判断した後に、前記送電回路に前記高周波電力を送電させる制御回路をさらに備える、
項目9から12のいずれか1項に記載の無線送電装置。
上記態様によれば、
異物検出回路が第1コイル及び第3コイルによって形成される磁界内に異物がないと判断した後に、送電回路に高周波電力を送電させるので、安全に送電することができる。
前記第2コイルは、前記送電コイルとして用いられる、
項目9から13のいずれか1項に記載の無線送電装置。
項目9から14のいずれか1項に記載の無線送電装置と、
無線受電装置と、を備える、無線電力伝送システム。
第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、
前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、
前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、
第1所定波形を有する第1検出信号を出力する異物検出回路と、
前記出力された第1検出信号を、前記第1所定波形の極性が反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号に変換して前記第3コイルの前記第5端子に出力する移相器と、を備え、
前記異物検出回路は、
前記第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子及び前記移相器に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させ、
異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した前記第1コイルと前記第3コイルとの合成されたインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイルの上に異物があると判断し、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、前記異物検出回路の基準電位と同電位である、
異物検出装置。
上記態様によれば、
異物検出装置は、第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、異物検出回路と、移相器と、を備えている。
異物検出回路は、第1所定波形を有する第1検出信号を出力する。移相器は、前記出力された第1検出信号を、前記第1所定波形の極性が反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号に変換して前記第3コイルの前記第5端子に出力する。これにより、前記異物検出回路は、前記第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子及び前記移相器に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させる。
そして、異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した前記第1コイルと前記第3コイルとの合成されたインピーダンス値の変化量を測定する。前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイルの上に異物があると判断する。
上記態様によれば、
移相器により、異物検出回路は1つの第1検出信号を出力するだけで第2検出信号も生成することができる。このため、異物検出回路に第2検出信号を生成する回路を設ける必要がなくなるため、負担を減らすことができる。
前記第1端子、前記第3端子及び前記第5端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの外側に配置された外側端子、又は前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの内側に配置された内側端子のいずれか一方の端子であり、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの前記外側端子又は前記内側端子のいずれか他方の端子である、
項目16に記載の異物検出装置。
前記第2コイルの前記第2導線における前記第3端子から前記第4端子への巻回方向は、前記第1コイルの前記第1導線における前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一方向である、
項目16又は17に記載の異物検出装置。
前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの各々は、各コイルの軸に垂直な方向に配列されている、
項目16から18のいずれか1項に記載の異物検出装置。
上記態様によれば、
第1コイル〜第3コイルの各々を、各コイルの軸に垂直な方向に一列に配置することで、第1コイル及び第3コイルから放出される磁界分布が均一となり、異物を高精度で検出できる。
前記第1検出信号及び前記第2検出信号は、交流信号又はパルス信号である、
項目16から19のいずれか1項に記載の異物検出装置。
上記態様によれば、
第1検出信号及び第2検出信号に交流信号を用いる場合は、比較的、異物の侵入が多い場合及び/又は長時間使用する場合に適している。交流信号は徐々に電力が変動するので、連続して長時間使用する場合、第1コイル及び第3コイルへの負担を少なくできる。また、第1検出信号及び第2検出信号にパルス信号を用いる場合は、比較的、異物の侵入が少ない場合に適している。パルス信号は間欠信号を作り易く、電力消費を削減して異物の検出を行うことができる。
項目16から20のいずれか1項に記載の異物検出装置と、
送電コイルと、
前記送電コイルに高周波電力を送電する送電回路と、を備える、
無線送電装置。
上記態様によれば、
高精度で異物を検出できる範囲を広げることができる本開示の異物検出装置を備えているので、送電回路が高周波電力を送電する範囲を広げることができる。
また、第1コイル及び第3コイルと送電コイルとが別々のコイルである場合、高周波電力を送電しているときでも、異物の侵入を検出できるので、異物の発熱を防止できる。
前記送電コイルを内部に配置した筐体を備え、
前記第1コイル及び前記第3コイルの各々の外周は、前記送電コイルの外周より小さく、
前記第1コイル及び前記第3コイルは、前記筐体の主面と前記送電コイルとの間に配置されている、
項目21に記載の無線送電装置。
上記態様によれば、
第1コイル及び第3コイルの各々の外周は、送電コイルの外周よりも小さいので、送電コイルよりも相対的に小さい異物でも検出することができる。
前記第1コイル及び前記第3コイルのうちの少なくとも一つと前記送電コイルとを兼用した、
項目21に記載の無線送電装置。
上記態様によれば、
第1コイル及び第3コイルのうちの少なくとも一つと送電コイルとを兼用するので、コストが削減できる。また、装置の薄型化、軽量化を図ることができる。
前記第1検出信号の電力及び前記第2検出信号の電力は、前記高周波電力より小さい、
項目21から23のいずれか1項に記載の無線送電装置。
前記異物検出回路が前記第1コイル及び前記第3コイルによって形成される磁界内に異物がないと判断した後に、前記送電回路に前記高周波電力を送電させる制御回路をさらに備える、
項目21から24のいずれか1項に記載の無線送電装置。
上記態様によれば、
異物検出回路が第1コイル及び第3コイルによって形成される磁界内に異物がないと判断した後に、送電回路に高周波電力を送電させるので、安全に送電することができる。
前記第2コイルは、前記送電コイルとして用いられる、
項目21から25のいずれか1項に記載の無線送電装置。
項目21から26のいずれか1項に記載の無線送電装置と、
無線受電装置と、を備える、無線電力伝送システム。
導線が巻回された第1コイルと、
前記第1コイルと隣接して配置され、導線が巻回された第2コイルと、
前記第2コイルに対して前記第1コイルと反対方向に前記第2コイルと隣接して配置され、導線が巻回された第3コイルと、
第1所定波形を有する第1検出信号を前記第1コイルに出力し、第2所定波形を有する第2検出信号を前記第3コイルに出力し、前記第1コイルに流れる前記第1検出信号に基づく電流及び前記第3コイルに流れる前記第2検出信号に基づく電流のうちの一方を時計回りに流れさせ、他方を反時計回りに流れさせ、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させ、
異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した前記第1コイルと前記第3コイルの合成されたインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイルの上に異物があると判断する異物検出回路と、を備えた、
異物検出装置。
11a〜11i 検出コイル
12 移相器
20 異物
30、30a〜30f 送電装置
31、31a〜31d 送電コイル
32a〜32d 送電回路
33 通信回路
34、34a 制御回路
35、35a〜35c スイッチ回路
4 筐体
40 受電装置
41 受電コイル
42 受電回路
43 通信回路
44 制御回路
45 負荷
5 磁性体基板
61 送電装置
62 スマートフォン
71 送電装置
71a 送電コイル
72 車両
72a 受電コイル
80 壁
81 直流電源
82 送電装置
83 制御回路
84 送電回路
85 送電コイル
86 異物検出回路
87 検出コイル
90 ロボット
91 受電装置
92 受電コイル
93 受電回路
94 二次電池
95 駆動用電気モータ
96 車輪
100、100a〜100d 異物検出装置
111、111a 検出コイル
120 異物
Claims (28)
- 第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、
前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、
前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、
第1所定波形を有する第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子に出力し且つ前記第1所定波形と反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号を前記第3コイルの前記第5端子に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させ、
異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した、前記第1コイル又は前記第3コイルのいずれか一方のインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイル上に異物があると判断する異物検出回路と、を備え、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、前記異物検出回路の基準電位と同電位である、
異物検出装置。 - 前記第1端子、前記第3端子及び前記第5端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの外側に配置された外側端子、又は前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの内側に配置された内側端子のいずれか一方の端子であり、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの前記外側端子又は前記内側端子のいずれか他方の端子である、
請求項1に記載の異物検出装置。 - 前記第2コイルの前記第2導線における前記第3端子から前記第4端子への巻回方向は、前記第1コイルの前記第1導線における前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である、
請求項1又は2に記載の異物検出装置。 - 前記異物検出回路は、異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応するインピーダンス値の変化量であって、前記第1コイルと前記第3コイルとの接続により生成されるインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイル上に異物があると判断する、
請求項1に記載の異物検出装置。 - 前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの各々は、各コイルの軸に垂直な方向に配列されている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の異物検出装置。 - 前記第1検出信号及び前記第2検出信号は、交流信号又はパルス信号である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の異物検出装置。 - 前記異物検出回路は、前記第1検出信号及び前記第2検出信号を同時に前記第1コイル及び前記第3コイルにそれぞれ出力する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の異物検出装置。 - 前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルを含み、前記第1コイル及び前記第3コイルと同一の構造をもつ4つ以上のコイルと、
前記4つ以上のコイルの中の前記第1コイル及び前記第3コイルと前記異物検出回路との間の電気的接続を行う少なくとも1つのスイッチと、
をさらに備え、
前記異物検出回路は、前記第1検出信号及び前記第2検出信号を出力する前に、前記少なくとも1つのスイッチを用いて前記4つ以上のコイルの中から1つのコイルを中心として両側に配置される2つのコイルとして前記第1コイル及び前記第3コイルを選択する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の異物検出装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の異物検出装置と、
送電コイルと、
前記送電コイルに高周波電力を送電する送電回路と、を備える、
無線送電装置。 - 前記送電コイルを内部に配置した筐体を備え、
前記第1コイル及び前記第3コイルの各々の外周は、前記送電コイルの外周より小さく、
前記第1コイル及び前記第3コイルは、前記筐体の主面と前記送電コイルとの間に配置されている、
請求項9に記載の無線送電装置。 - 前記第1コイル及び前記第3コイルのうちの少なくとも1つと前記送電コイルとを兼用した、
請求項9に記載の無線送電装置。 - 前記第1検出信号の電力及び前記第2検出信号の電力は、前記高周波電力より小さい、
請求項9から11のいずれか1項に記載の無線送電装置。 - 前記異物検出回路が前記第1コイル及び前記第3コイルによって形成される磁界内に異物がないと判断した後に、前記送電回路に前記高周波電力を送電させる制御回路をさらに備える、
請求項9から12のいずれか1項に記載の無線送電装置。 - 前記第2コイルは、前記送電コイルとして用いられる、
請求項9から13のいずれか1項に記載の無線送電装置。 - 請求項9から14のいずれか1項に記載の無線送電装置と、
無線受電装置と、を備える、無線電力伝送システム。 - 第1端子及び第2端子を有する巻回された第1導線である第1コイルと、
前記第1コイルと隣接して配置され、第3端子及び第4端子を有する巻回された第2導線である第2コイルと、
前記第1コイルと隣接する前記第2コイルの側とは反対側において前記第2コイルと隣接して配置され、第5端子及び第6端子を有する巻回された第3導線である第3コイルであって、前記第5端子から前記第6端子への巻回方向は、前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一である第3コイルと、
第1所定波形を有する第1検出信号を出力する異物検出回路と、
前記出力された第1検出信号を、前記第1所定波形の極性が反転した極性の第2所定波形を有する第2検出信号に変換して前記第3コイルの前記第5端子に出力する移相器と、を備え、
前記異物検出回路は、
前記第1検出信号を前記第1コイルの前記第1端子及び前記移相器に出力し、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させ、
異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した前記第1コイルと前記第3コイルとの合成されたインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイルの上に異物があると判断し、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、前記異物検出回路の基準電位と同電位である、
異物検出装置。 - 前記第1端子、前記第3端子及び前記第5端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの外側に配置された外側端子、又は前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの内側に配置された内側端子のいずれか一方の端子であり、
前記第2端子、前記第4端子及び前記第6端子は、それぞれ、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの前記外側端子又は前記内側端子のいずれか他方の端子である、
請求項16に記載の異物検出装置。 - 前記第2コイルの前記第2導線における前記第3端子から前記第4端子への巻回方向は、前記第1コイルの前記第1導線における前記第1端子から前記第2端子への巻回方向と同一方向である、
請求項16又は17に記載の異物検出装置。 - 前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルの各々は、各コイルの軸に垂直な方向に配列されている、
請求項16から18のいずれか1項に記載の異物検出装置。 - 前記第1検出信号及び前記第2検出信号は、交流信号又はパルス信号である、
請求項16から19のいずれか1項に記載の異物検出装置。 - 請求項16から20のいずれか1項に記載の異物検出装置と、
送電コイルと、
前記送電コイルに高周波電力を送電する送電回路と、を備える、
無線送電装置。 - 前記送電コイルを内部に配置した筐体を備え、
前記第1コイル及び前記第3コイルの各々の外周は、前記送電コイルの外周より小さく、
前記第1コイル及び前記第3コイルは、前記筐体の主面と前記送電コイルとの間に配置されている、
請求項21に記載の無線送電装置。 - 前記第1コイル及び前記第3コイルのうちの少なくとも一つと前記送電コイルとを兼用した、
請求項21に記載の無線送電装置。 - 前記第1検出信号の電力及び前記第2検出信号の電力は、前記高周波電力より小さい、
請求項21から23のいずれか1項に記載の無線送電装置。 - 前記異物検出回路が前記第1コイル及び前記第3コイルによって形成される磁界内に異物がないと判断した後に、前記送電回路に前記高周波電力を送電させる制御回路をさらに備える、
請求項21から24のいずれか1項に記載の無線送電装置。 - 前記第2コイルは、前記送電コイルとして用いられる、
請求項21から25のいずれか1項に記載の無線送電装置。 - 請求項21から26のいずれか1項に記載の無線送電装置と、
無線受電装置と、を備える、無線電力伝送システム。 - 導線が巻回された第1コイルと、
前記第1コイルと隣接して配置され、導線が巻回された第2コイルと、
前記第2コイルに対して前記第1コイルと反対方向に前記第2コイルと隣接して配置され、導線が巻回された第3コイルと、
第1所定波形を有する第1検出信号を前記第1コイルに出力し、第2所定波形を有する第2検出信号を前記第3コイルに出力し、前記第1コイルに流れる前記第1検出信号に基づく電流及び前記第3コイルに流れる前記第2検出信号に基づく電流のうちの一方を時計回りに流れさせ、他方を反時計回りに流れさせ、前記第1コイルと前記第3コイルの間を跨る合成磁界を生成させ、
異物の有無によって生じる前記合成磁界の変化に対応した前記第1コイルと前記第3コイルの合成されたインピーダンス値の変化量を測定し、
前記インピーダンス値の変化量が所定値を超えたとき、前記第2コイルの上に異物があると判断する異物検出回路と、を備えた、
異物検出装置。
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SG10201708902RA (en) * | 2017-02-02 | 2018-09-27 | Apple Inc | Wireless Charging System With Object Detection |
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