送电装置、无线电力供应系统、以及无线电力供应装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980160535.2

申请日:

2009.07.23

公开号:

CN102474133A

公开日:

2012.05.23

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):H02J 17/00申请公布日:20120523|||实质审查的生效IPC(主分类):H02J 17/00申请日:20090723|||公开

IPC分类号:

H02J17/00; H02H5/04

主分类号:

H02J17/00

申请人:

富士通株式会社

发明人:

内田昭嘉

地址:

日本神奈川县

优先权:

专利代理机构:

北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258

代理人:

柳春雷

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内容摘要

送电装置(20)包括:电力供应部(200),所述电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力;送电共振线圈(300),所述送电共振线圈能够在共振频率上与受电共振线圈进行磁共振,并且将从电力供应部供应的电力通过磁共振作为磁场能而供应;温度检测器(306),所述温度检测器被设置在送电共振线圈上;控制部(22),所述控制部参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图表(24)来判定相对于经过时间的由温度检测器检测出的检测温度是否处于相对于经过时间的温度的允许范围内,当检测温度未处于温度的允许范围内时,停止电力供应部的动作。

权利要求书

1: 一种送电装置, 包括 : 电力供应部, 所述电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力 ; 送电共振线圈, 所述送电共振线圈能够在所述共振频率上与受电共振线圈进行磁共 振, 并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共振作为磁场能而供应 ; 温度检测器, 所述温度检测器被设置在所述送电共振线圈上 ; 以及 控制部, 所述控制部参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图表来判定相对于 经过时间的由所述温度检测器检测出的检测温度是否处于相对于所述经过时间的所述温 度的允许范围内, 当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时, 停止所述电力供应部 的动作。2: 如权利要求 1 所述的送电装置, 其特征在于, 所述控制部在所述电力供应部的动作开始前和动作开始后的多个时间点捕捉所述检 测温度, 并基于所述动作开始前的第一时间点上的所述检测温度、 按照所述图表中的表示 对应的所述动作开始后的第二时间点上的温度的允许范围的数据, 来判定所述第二时间点 上的所述检测温度是否处于所述第二时间点上的所述温度的允许范围内。3: 如权利要求 1 或 2 所述的送电装置, 其特征在于, 所述温度的允许范围包括相对于所述第一时间点的所述动作开始后的多个时间点上 的允许最高温度和允许最低温度。4: 如权利要求 1 至 3 中任一项所述的送电装置, 其特征在于, 电容器与所述送电共振线圈电耦合, 所述温度检测器进行所述电容器的温度测定。5: 如权利要求 1 至 4 中任一项所述的送电装置, 其特征在于, 当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时, 所述控制部可视或可听地进行显 示。6: 一种无线电力供应系统, 包括 : 电力供应部, 所述电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力 ; 送电共振线圈, 所述送电共振线圈能够在所述共振频率上与受电共振线圈进行磁共 振, 并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共振作为磁场能而供应 ; 温度检测器, 所述温度检测器被设置在所述送电共振线圈上 ; 控制部, 所述控制部判定相对于经过时间的由所述温度检测器检测出的检测温度是否 处于相对于经过时间的温度的允许范围内, 当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内 时, 停止所述电力供应部的动作 ; 以及 受电共振线圈, 所述受电共振线圈能够在所述共振频率上与所述送电共振线圈进行磁 共振, 并且通过所述磁共振接受从所述送电共振线圈送来的所述磁场能。7: 一种无线电力供应系统, 包括 : 电力供应部, 所述电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力 ; 送电共振线圈, 所述送电共振线圈能够在所述共振频率上与受电共振线圈进行磁共 振, 并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共振作为磁场能而供应 ; 温度检测器, 所述温度检测器被设置在所述送电共振线圈上 ; 控制部, 所述控制部参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图表来判定相对于 经过时间的由所述温度检测器检测出的检测温度是否处于相对于所述经过时间的温度的 2 允许范围内, 当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时, 停止所述电力供应部的动 作。

说明书


送电装置、 无线电力供应系统、 以及无线电力供应装置

    【技术领域】
     本发明涉及无线电力供应, 尤其是涉及无线电力供应的控制。背景技术 在基于无线的已知的电力供应技术中, 有基于电磁感应的电力供应、 以及基于电 波的电力供应。另外, 近年来提出了基于磁共振的电力供应。
     在基于磁共振的已知的无线电力供应系统中, 例如, 在送电装置上配置具有某个 共振频率的共振线圈, 在受电装置上配置具有与上述共振频率相同的共振频率的共振线 圈。在该送电装置与受电装置之间形成能够通过磁共振进行电磁能传送的磁场的耦合, 通 过该磁场耦合能够从送电装置的共振线圈向受电装置的共振线圈利用无线来传送电力。 在 这样的系统中, 能够将电力的传送效率提高几十%左右, 能够相对地增大送电装置与受电 装置之间的距离, 例如能够针对数十 cm 左右的共振线圈设为数十 cm 以上。
     已知的基于非接触的电力传递装置经由主体的第一线圈和终端的第二线圈从主 体向终端通过非接触进行电力供应。 电力传递装置的主体包括用于当检测出预定以上的温 度时自动地停止对终端的电力供应的温度过度上升防止装置。
     已知的非接触式充电装置包括在充电装置的壳体的上表面将内置二次电池的条 形码阅读器设置成纵向放置状的充电部。 在条形码阅读器的主体壳体内的下端部设置受电 线圈, 在充电装置的充电部的下部设置与该受电线圈电磁耦合的送电线圈。设置检测送电 线圈的温度的温度传感器。 充电控制电路进行控制使得当温度传感器的检测温度小于等于 设定温度时, 充电电流为大值, 当检测温度大于设定温度时充电电流为小值。
     已知的非接触充电装置在改变载置于充电器上的金属异物的面积、 材质、 载置位 置、 温度检测元件的设置位置等的情况下测定该金属异物的上升温度和温度检测元件的检 测温度等, 并在根据该测定结果得到的最优位置设置温度检测元件。 并且, 当基于由该温度 检测元件检测出的温度检测出该载置物的移动温度上升时, 立即进行控制以停止充电。具 体地说, 以使温度检测元件的中心位于从充电器内的一次侧传送线圈的中心离开 5mm 的位 置方式, 将该温度检测元件设置在充电器与一次侧传送线圈的接触面侧。 由此, 能够实时地 准确检测出载置物的异常温度上升, 能够提高其安全性。
     在已知的二次电池的充电方法中, 根据电池的温度上升来改变二次电池的充电电 流来进行充电。在二次电池的充电方法中, 检测出作为开始充电时的电池温度的充电开始 温度以及充电的二次电池的温度上升的温度上升斜率, 根据充电开始温度和温度上升斜率 来改变使充电电流变化的电流切换温度。由此, 能够不降低电池性能而以大电流快速地进 行充电。
     在先技术文献
     专利文献
     专利文献 1 : 日本专利文献特开 2001-258182 号公报 ;
     专利文献 2 : 日本专利文献特开 2003-153457 号公报 ;
     专利文献 3 : 日本专利文献特开 2008-172874 号公报 ; 专利文献 4 : 日本专利文献特开 2002-10513 号公报。发明内容 发明所要解决的问题
     发明人认识到 : 例如当受电共振线圈未存在于送电共振线圈的期望的距离范围 时、 当受电共振线圈不满足共振条件时, 来自送电共振线圈的发送电力有时不能充分地被 受电共振线圈接受。发明人认识到 : 例如当在送电共振线圈与受电共振线圈之间存在满足 共振条件的异物时、 当在送电共振线圈与受电共振线圈之间存在不满足共振条件但成为负 载的异物时, 来自送电共振线圈的发送电力有时不能充分地被受电共振线圈接受。 另外, 发 明人认识到 : 当发送电力不能从送电共振线圈被受电共振线圈充分地接受时, 送电共振线 圈有可能发热, 发送电磁能被浪费, 也有时会成为送电线圈或作为其异物的设备发生故障 的原因。
     本发明的实施方式的目的是检测送电装置的电力供应的状态。
     本发明的实施方式的其他目的是当送电装置的电力供应未处于正常状态时停止 送电。
     用于解决问题的手段
     根据本发明的实施方式的某个观点, 送电装置包括 : 电力供应部, 所述电力供应部 以用于磁共振的共振频率供应电力 ; 送电共振线圈, 所述送电共振线圈能够在所述共振频 率上与受电共振线圈进行磁共振, 并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共 振作为磁场能而供应 ; 温度检测器, 所述温度检测器被设置在所述送电共振线圈上 ; 控制 部, 所述控制部参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图表来判定相对于经过时间 的由所述温度检测器检测出的检测温度是否处于相对于所述经过时间的所述温度的允许 范围内, 当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时, 停止所述电力供应部的动作。
     发明效果
     根据公开的无线电力供应系统, 能够检测送电装置的电力供应的状态, 当送电装 置的电力供应未处于正常状态时, 能够停止送电。
     附图说明 图 1 示出了本发明的实施方式涉及的包括送电装置和受电装置的无线电力供应 系统的配置例子 ;
     图 2 示出了与送电线圈中的电容器接触来安装的温度传感器的配置例子 ;
     图 3A ~ 3D 示出了送电线圈的温度处于允许范围外时的周围的状态的例子 ;
     图 4 示出了由送电装置的控制部执行的、 用于根据检测温度来控制送电电路 O 的 流程图的例子 ;
     图 5 示出了存储在存储器中的、 表示相对于各初始温度的各经过时间上的基准的 温度轮廓 (profile) 的允许范围的基准的温度轮廓、 图表的例子 ;
     图 6 示出了表示相对于经过时间的检测温度与图 5 的基准的温度轮廓、 图表中的 相对于经过时间的基准的温度轮廓的允许范围的关系的坐标图的例子 ;
     图 7 示出了基准的温度轮廓的温度允许范围与检测温度 (a ~ e) 的轮廓的关系的例子。 具体实施方式
     发明的目的和优点能够通过权利要求书具体记载的构成要素和组合来实现。
     上述的一般性的说明以及以下的详细说明应理解为是典型例子以及用于说明的, 而不是用于限定本发明。
     参照附图来说明本发明的实施方式。在附图中, 对同样的部件和元件标注相同的 参照编号。
     图 1 示出了本发明的实施方式涉及的、 包括送电装置 20 和受电装置 40 的无线电 力供应系统 5 的配置例子。
     送电装置 20 包括 : 例如被安装在微型处理器或微型计算机这样的处理器上的控 制部 22、 包括例如 ROM 和 RAM 的存储器 24、 送电用的电力供应部或电路 200、 以及送电共振 线圈 300。送电装置 20 作为无线电力供应装置发挥功能。受电装置 40 包括受电共振线圈 400、 电力获取用的电力获取部或电路 500、 以及充电电路 42。
     在送电装置 20 中, 电力供应部 200 包括振荡电路 202, 并且优选包括电力供应线圈 或电磁感应线圈 204。振荡电路 202 与外部的直流电源 10 连接。
     送电共振线圈 300 也可以是两端被开放的线圈。送电共振线圈 300 具有温度传感 器 306, 也可以具有任意地与送电共振线圈 300 电串联耦合且用于调整共振条件的电容 C 的 电容器 302。温度传感器 306 例如可以是使用了热电对和电压测定的温度检测器。
     温度传感器 306 检测送电共振线圈 300 的温度 Td。送电共振线圈 300 具有内部 电阻, 一旦流过电流, 则会产生热量, 其温度会上升。当设置有电容器 302 时, 优选温度传感 器 306 配置为与电容器 302 接触, 并检测电容器 302 的温度 Td。优选电容器 402 与送电共 振线圈 300 的每单位体积的电阻相比具有相对大的每单位体积的内部电阻。或者, 优选电 容器 402 与送电共振线圈 300 的每单位长度的电阻相比具有相对大的每单位长度的内部电 阻。 由此, 当电流流过送电共振线圈 300 时, 能够集中地产生热量, 能够提高温度传感器 306 的灵敏度。
     控制部 22 与单独的状态显示部 28 连接。状态显示部 28 包括显示器和 / 或扬声 器。控制部 22 在状态显示部 28 将送电共振线圈 300 的电力供应状态进行可视显示或可听 显示。所谓的电力供应状态例如可以是异常、 警报、 正常、 送电结束。
     控制部 22 根据由温度传感器 306 检测出的检测温度 Td 与存储器 24 中的图表的 相对于经过时间 t 的基准的温度轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin ~ Trmax) 进行比较, 来判定从 送电共振线圈 300 向受电共振线圈 400 的电力传送的状态。当从送电装置 20 向受电装置 40 的电力供应未处于正常状态时, 控制部 22 将控制电力供应部 200 的振荡电路 202 的控制 信号供应给振荡电路 202 并停止送电。作为代替方式或者追加方式, 当从送电装置向受电 装置的电力供应未处于正常状态时, 控制部 22 也可以将表示电力供应状态异常的警报通 过状态显示部 28 的显示器或扬声器进行可视显示或可听显示。
     图 2 示出了与送电共振线圈 300 中的电容器 306 接触来安装的温度传感器 306 的 配置例子。温度传感器 306 被配置为至少与电容器 306 接触并充分热耦合, 并且可以安装成同时也与送电共振线圈 300 部分接触并热耦合。
     控制部 22 可以是作为硬件安装在控制用的集成电路上的处理器, 也可以安装在 按照存储在存储器 24 中的控制用的程序进行动作的处理器上。
     在受电装置 40 中, 受电共振线圈 400 与送电共振线圈 300 同样地, 可以是两端开 放的线圈。受电共振线圈 400 可以具有任意地与电容器 302 同样的用于调整电容 C 的电容 器 402。受电共振线圈 400 具有与送电共振线圈 300 相同的尺寸形状, 当送电共振线圈 300 具有电容器 302 时, 优选同样地受电共振线圈 400 具有电容器 402。
     电力获取部 500 优选包括从受电共振线圈 400 获取电力的电力获取线圈或电磁感 应线圈 504, 并且包括将从受电共振线圈 400 获取的电力作为电流而供应的输出端子 OUT。
     充电电路 42 与电力获取部 500 的电力获取线圈 504 耦合。充电电路 42 可以包括 例如 AC-DC 电压变换器、 整流电路、 充电控制电路等。充电电路 42 例如向内部或外部的能 够进行充电的电池 44 供应直流电压 Vs。 电池 44 例如可以用于向电动汽车、 机器人、 个人计 算机这样的消耗电力的电设备供应直流电压 Vb。电池 44 可以是电设备的一部分。
     在图 1 中, 在送电共振线圈 300 与受电共振线圈 400 之间形成基于磁共振的磁场 耦合 3。送电共振线圈 300 的共振频率 ft 与受电共振线圈 400 的共振频率 fr 是相同的或 实质上相同的。送电装置 1 能够将电磁能或电力通过基于磁共振的耦合而传送给受电装置 2。即使送电共振线圈 300 与受电共振线圈 400 之间的距离比产生电磁感应的距离长, 基于 磁共振的耦合也是有效的。 共振频率 ft、 fr 实质上相同的范围随着 Q 值越高而越窄, 随着 Q 值越低而越大。 共振频率 ft、 fr 实质上相同的范围是实现比电磁感应高的传送效率的频率范围即可, 例如 可以是共振点的 Q 值为最大值的一半的频率的范围。
     送电共振线圈 300 与受电共振线圈 400 的形状可以实质上相同, 也可以不同。送 电共振线圈 300 和受电共振线圈 400 例如可以是由铜形成的直径为 20 ~ 40cm 的螺旋型线 圈。两线圈间的距离例如可以是 50 ~ 250cm。共振频率例如可以是 5 ~ 20MHz。
     送电共振线圈 300 和受电共振线圈 400 的每个例如由一个线圈形成, 并具有满足 共振条件的电感 L 以及电容 C。电容 C 可以由送电共振线圈 300 或受电共振线圈 400 的浮 动电容形成。电容 C 可以通过与送电共振线圈 300 或受电共振线圈 400 耦合的电容器 302 或 402 的电容来调整。因此, 当使用电容器 302 或 402 时, 电容 C 表示浮动电容与电容器 302 或 402 的合成电容。
     送电共振线圈 300 和受电共振线圈 400 的各个阻抗 Z 由下式表示。
     Z = R+i(ωL-1/ωC)
     这里, R 表示送电共振线圈 300 或受电共振线圈 400 的内部电阻和 / 或电容器 302 或 402 的内部电阻的合成电阻。
     送电共振线圈 300 和受电共振线圈 400 的各个的 LC 共振频率 f(Hz) = ω/2π 由 下式表示。
     f = 1/(2π(LC)1/2)
     为了提高 Q 值 ( = 1/R×(L/C)1/2), 振荡电路 202 可以不与送电共振线圈 300 直接 连接。表示共振的锐度的 Q 值根据线圈和电容器的电阻以及辐射电阻而确定, 并且上述的 合成电阻值 R 越小, Q 值具有越大的值。
     一旦使满足共振条件 (ft = fr) 的送电共振线圈 300 与受电共振线圈 400 接近, 则受电共振线圈 400 与由送电共振线圈 300 形成的磁场发生共振而产生交流电流。有时将 基于这样的磁场的共振现象称为磁共振模式。
     在送电装置 20 中, 电力供应部 200 的振荡电路 202 向电力供应线圈 204 供应电 力。振荡电路 202 例如可以是科耳皮兹振荡电路。但是, 振荡电路 202 不限于此, 也可以是 其他的振荡电路。振荡电路 202 例如以用于进行磁共振的共振频率 ft 将电力供应向电力 供应线圈 204 直接或间接地供应。但是, 振荡电路 202 的振荡频率可以是与送电共振线圈 300 的共振频率 ft 不同的频率。
     电力供应线圈 204 可以将从振荡电路 202 供应的电力通过电磁感应而供应给送电 共振线圈 300。 在此情况下, 送电共振线圈 300 和电力供应线圈 204 被配置为能够通过电磁 感应供应电力的近距离, 无需考虑电力供应线圈 204 的共振频率。
     这样一来, 能够通过送电共振线圈 300 经由磁共振向受电共振线圈 400 有效地供 应电力。
     在受电装置 40 中, 受电共振线圈 400 从送电共振线圈 300 通过基于磁共振的磁场 耦合来接受电力。受电共振线圈 400 将接受的电力或电流供应给电力获取部 500。电力获 取部 500 可以通过电磁感应由电力获取线圈 504 从受电共振线圈 400 接受电力。在此情况 下, 受电共振线圈 400 和电力获取线圈 504 被配置为能够通过电磁感应供应电力的近距离, 无需考虑电力获取线圈 504 的共振频率。 电力获取线圈 504 向作为负载的充电电路 42 供应交流电流。充电电路 42 被进行 优化以对交流电流进行整流并向电池 44 供应直流电压 Vs。电池 44 供应直流电压 Vb。可 以代替充电电路 42 而连接电子设备、 电池、 电马达、 电机械等作为负载。
     图 3A ~ 3D 示出了送电共振线圈 300 的温度处于允许范围外时的周围的状态的例 子。
     例如, 如图 3A 所示, 当受电共振线圈 400 未存在于送电共振线圈 300 的期望的距 离范围时, 通过送电共振线圈 300 供应的电力未被外部的要素吸收, 因此送电共振线圈 300 的发送电力被浪费, 并且送电共振线圈 300 及其周边的要素有时被加热而发生故障。
     另外, 例如如图 3B 所示, 当受电共振线圈 400 的共振频率 fr 不满足共振条件 (fr ≠ ft) 时, 通过送电共振线圈 300 供应的电力未被外部的要素吸收, 因此送电共振线圈 300 的发送电力被浪费, 受电共振线圈 400 几乎无法接受电力, 并且送电共振线圈 300 及其 周边的要素有时被加热而发生故障。
     另外, 例如如图 3C 所示, 当在送电共振线圈 300 与受电共振线圈 400 之间存在满 足共振条件 (fi = ft) 的异物 50 时, 发送电力的至少一部分被该异物 50 吸收, 送电共振线 圈 300 的发送电力的至少一部分被浪费, 并且作为该异物 50 的装置有时被加热而发生故 障。在此情况下, 送电共振线圈 300 的温度有可能比允许范围下降。
     并且, 例如如图 3D 所示, 当在送电共振线圈 300 与受电共振线圈 400 之间存在不 满足共振条件 (fi ≠ ft) 但是成为负载的异物 50 时, 送电共振线圈 300 和受电共振线圈 400 的共振条件由于该异物 50 的存在而发生变化, 送电共振线圈 300 和受电共振线圈 400 不满足共振条件, 即 Q 值下降, 通过送电共振线圈 300 供应的电力不能有效地传送给受电共 振线圈 400, 送电共振线圈 300 的发送电力的一部分被浪费。
     这样, 当通过送电共振线圈 300 发送的电力不能被受电共振线圈 400 充分接受时, 送电共振线圈 300 的温度有时上升或下降。温度传感器 306 检测送电共振线圈 300 或电容 器 302 的温度 Td。基于温度传感器 306 的检测温度 Td 被供应给控制部 22。
     控制部 22 判定送电开始后的检测温度 Td 的时间变化是否处于存储器 24 内的相 对于经过时间 t 的基准的温度轮廓 Tr 的图表的温度变化的允许范围 (Trmin ~ Trmax) 内。 当检测温度 Td 未处于允许范围内时, 控制部 22 停止电力供应部 200 的振荡电路 202。
     因此, 控制部 22 基于由温度传感器 306 检测出的检测温度 Td 来判定从送电共振 线圈 300 向受电共振线圈 400 的电力传送的状态。当检测温度 Td 处于该基准的温度轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin ~ Trmax) 外时, 控制部 22 将控制电力供应部 200 的振荡电路 202 的 控制信号 CTRL 供应给振荡电路 202, 并停止来自送电共振线圈 300 的送电。
     图 4 示出了由送电装置 20 的控制部 22 执行的、 用于根据检测温度 Td 来控制电力 供应部 200 的流程图的例子。
     图 5 示出了温度轮廓图表的例子, 所述温度轮廓图表被存储在存储器 24 中的、 表示相对于各初始温度 Ti 的各经过时间 t 上的基准的温度轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin, Trmax)。基准的温度轮廓、 图表例如可以包括相对于 1.0℃间隔的多个初始温度 Ti, 温度上 升期间 t0 ~ t1 中的 10 秒间隔的最高允许温度 Trmax 和最低允许温度 Trmin、 温度饱和期 间 t1 ~ t2 中的 60 秒间隔的最高允许温度 Trmax 和最低允许温度 Trmin。 图 6 示出了表示相对于经过时间 t 的检测温度 Td 与图 5 的基准的温度轮廓、 图表 中的相对于经过时间 t 的基准的温度轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin, Trmax) 之间的关系的坐 标图的例子。
     当参照图 4 时, 在步骤 602 中, 控制部 22 捕捉温度传感器 306 的初始 (t0) 的检测 温度 Ti。
     在步骤 604 中, 控制部 22 在送电开始时间 t0 起动电力供应部 200 的振荡电路 202, 并开始基准的温度轮廓、 图表中的各经过时间 t 上的温度传感器 306 的检测温度 Ti 的捕 捉。但是, 基准的温度轮廓、 图表中的各经过时间 t 与进行了温度检测或检测温度的捕捉的 实际的经过时间 t 可以不是准确地一致。
     在步骤 606 中, 控制部 22 在存储器 24 的基准的温度轮廓、 图表中的送电开始后的 经过时间 t 捕捉温度传感器 306 的检测温度 Td。控制部 22 最初在送电开始时间 t0 捕捉温 度传感器 306 的检测温度 Td。
     在步骤 608 中, 控制部 22 参照存储器 24 内的例如如图 5 所示的基准的温度轮廓、 图表, 并比较经过时间 t 上的检测温度 Td 的轮廓与相同的经过时间 t 上的基准的温度轮廓 Tr 的温度的允许范围 (Trmin, Trmax)。当温度检测的时间 t 与图表中的经过时间 t 不一致 时, 可以基于图表中的其前后的经过时间 t 上的温度的允许范围例如通过比例分配来计算 被插值的温度允许范围。
     在步骤 610 中, 控制部 22 判定检测温度 Td 是否处于基准的温度轮廓 Tr 的温度允 许范围 (Trmin, Trmax) 内。
     参照图 5 以及图 6A ~ 6C, 控制部 22 当初始的检测温度例如 Ti = 10℃时, 选择例 如根据图 5 的基准的温度轮廓、 图表中的对应的初始温度 Ti 确定的对应的基准的温度轮廓 Tr 的温度允许范围 (Trmin, Trmax)。控制部 22 比较对应的经过时间 t 上的检测温度 Td 与
     允许范围的最高温度值 Trmax 和最低温度值 Trmin, 判定检测温度 Td 是否小于等于最高温 度值 Trmax 且大于等于最低温度 Trmin。如果检测温度 Td 处于允许范围内, 则控制部 22 判 定为送电共振线圈 300 的送电状态正常。另一方面, 如果检测温度 Td 处于允许范围外, 则 控制部 22 判定为送电共振线圈 300 的送电状态异常。
     当判定为检测温度 Td 处于允许温度范围 (Trmin, Trmax) 内时, 程序前进到步骤 612。当判定为检测温度 Td 处于允许温度范围外时, 程序前进到步骤 620。在步骤 620 中, 控制部 22 停止振荡电路 202 的动作, 并在外部的状态显示部 28 上可视或可听地显示错误。
     在步骤 612 中, 控制部 22 判定是否继续送电、 例如是否经过了预先设定的送电结 束时间 t2。当判定为不继续送电时, 在步骤 614 中, 控制部 22 停止振荡电路 202 的动作, 并 在外部的状态显示部 28 上可视或可听地显示送电的正常结束。
     在步骤 612 中, 当判定为继续送电时, 程序返回到步骤 606。 在步骤 606 中, 控制部 22 在送电开始后的时间 t0 ~ t2 捕捉温度传感器 306 的检测温度 Td。
     在基准的温度轮廓、 图表中温度成为饱和状态为止的经过时间 t0 ~ t1 中, 控制部 22 例如以 10 秒的短周期捕捉检测温度 Td。在基准的温度轮廓、 图表中基准温度 Tr 大致变 为饱和状态后的经过时间 t1 ~ t2 中, 控制部 22 例如以 60 秒的长周期捕捉检测温度 Td。
     图 7 示出了基准的温度轮廓 Tr 的温度允许范围 (Trmin, Trmax) 与检测温度 Td 的 轮廓 (a ~ e) 的关系的例子。
     在图 7 中, 当检测温度 Td 的轮廓如温度曲线 a 那样在基准的温度轮廓 Tr 的允许 范围 (Trmin, Trmax) 内变化时, 认为送电共振线圈 300 的送电状态正常。
     当检测温度 Td 的轮廓在温度上升期间 t0 ~ t1 如温度曲线 b 那样在基准的温度 轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin, Trmax) 外变化、 并低于最低温度 Trmin 时, 可以认为送电共振 线圈 300 的送电状态异常。在该情况下, 例如可以认为在送电共振线圈 300 与受电共振线 圈 400 之间存在满足图 3C 所示的共振条件的异物 50。
     当检测温度 Td 的轮廓在温度上升期间 t0 ~ t1 如温度曲线 c 那样在基准的温度 轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin, Trmax) 外变化、 并高于最高温度 Trmax 时, 可以认为送电共振 线圈 300 的送电状态异常。在此情况下, 可以认为例如如图 3A 所示受电共振线圈 400 未存 在于期望的距离范围内, 或者如图 3B 所示受电共振线圈 400 未满足共振条件。
     当检测温度 Td 的轮廓在温度饱和期间 t1 ~ t2 如温度曲线 d 那样在饱和后向基 准的温度轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin, Trmax) 外变化、 并变得低于最低温度 Trmin 时, 可以 认为送电共振线圈 300 的送电状态异常。在此情况下, 可以认为例如在送电共振线圈 300 与受电共振线圈 400 之间如图 3C 所示进入了满足共振条件的异物 50。
     当检测温度 Td 的轮廓在温度饱和期间 t1 ~ t2 如温度曲线 e 那样在饱和后向基 准的温度轮廓 Tr 的允许范围 (Trmin, Trmax) 外变化、 并变得高于最低温度 Trmax 时, 可以 认为送电共振线圈 300 的送电状态异常。在此情况下, 例如在送电共振线圈 300 与受电共 振线圈 400 之间进入了如图 3D 所示的未满足共振条件的异物 50 或者如图 3A 所示受电共 振线圈 400 未存在于预定距离范围内、 或者如图 3B 所示受电共振线圈 400 未满足共振条件 (fr = ft)。
     在图 7 中, 对于以 b ~ e 表示的送电共振线圈 300 的送电状态异常, 控制部 22 停 止送电电路 20, 停止送电共振线圈 300 的送电, 在显示装置上显示错误。由此, 能够防止无用的送电或效率低的送电, 并且能够预先防止更重大的故障或者更严重的事故。
     这里列举的全部例子以及条件的描述是用于发明人帮助读者理解对技术促进作 出贡献的发明和概念的, 应该解释为不限于这里具体列举的上述例子和条件。 并且, 说明书 中的上述例子的组成与本发明的优劣无关。详细地说明了本发明的实施方式, 但是能够在 不脱离本发明的思想和范围的情况下, 对本发明实施各种改变、 置换以及变形。
     符号的说明
     5 无线电力供应系统
     10 电源
     20 送电装置
     22 控制部
     24 存储器
     40 受电装置
     42 充电电路
     44 充电电池
     200 电力供应部
     300 302 306 400 402 500送电线圈 电容器 温度传感器 受电线圈 电容器 电力获取部

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1、(10)申请公布号 CN 102474133 A (43)申请公布日 2012.05.23 C N 1 0 2 4 7 4 1 3 3 A *CN102474133A* (21)申请号 200980160535.2 (22)申请日 2009.07.23 H02J 17/00(2006.01) H02H 5/04(2006.01) (71)申请人富士通株式会社 地址日本神奈川县 (72)发明人内田昭嘉 (74)专利代理机构北京东方亿思知识产权代理 有限责任公司 11258 代理人柳春雷 (54) 发明名称 送电装置、无线电力供应系统、以及无线电力 供应装置 (57) 摘要 送电装置(20)包括:。

2、电力供应部(200),所述 电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力; 送电共振线圈(300),所述送电共振线圈能够在 共振频率上与受电共振线圈进行磁共振,并且将 从电力供应部供应的电力通过磁共振作为磁场能 而供应;温度检测器(306),所述温度检测器被设 置在送电共振线圈上;控制部(22),所述控制部 参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图 表(24)来判定相对于经过时间的由温度检测器 检测出的检测温度是否处于相对于经过时间的温 度的允许范围内,当检测温度未处于温度的允许 范围内时,停止电力供应部的动作。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.01.17 (86)PCT申请的申请数。

3、据 PCT/JP2009/063167 2009.07.23 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/010375 JA 2011.01.27 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 6 页 1/2页 2 1.一种送电装置,包括: 电力供应部,所述电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力; 送电共振线圈,所述送电共振线圈能够在所述共振频率上与受电共振线圈进行磁共 振,并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共振作为磁场能而供应; 温度检测器,所述温度检测器被设置。

4、在所述送电共振线圈上;以及 控制部,所述控制部参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图表来判定相对于 经过时间的由所述温度检测器检测出的检测温度是否处于相对于所述经过时间的所述温 度的允许范围内,当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时,停止所述电力供应部 的动作。 2.如权利要求1所述的送电装置,其特征在于, 所述控制部在所述电力供应部的动作开始前和动作开始后的多个时间点捕捉所述检 测温度,并基于所述动作开始前的第一时间点上的所述检测温度、按照所述图表中的表示 对应的所述动作开始后的第二时间点上的温度的允许范围的数据,来判定所述第二时间点 上的所述检测温度是否处于所述第二时间点上的所述温。

5、度的允许范围内。 3.如权利要求1或2所述的送电装置,其特征在于, 所述温度的允许范围包括相对于所述第一时间点的所述动作开始后的多个时间点上 的允许最高温度和允许最低温度。 4.如权利要求1至3中任一项所述的送电装置,其特征在于, 电容器与所述送电共振线圈电耦合,所述温度检测器进行所述电容器的温度测定。 5.如权利要求1至4中任一项所述的送电装置,其特征在于, 当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时,所述控制部可视或可听地进行显 示。 6.一种无线电力供应系统,包括: 电力供应部,所述电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力; 送电共振线圈,所述送电共振线圈能够在所述共振频率上与受电共振线。

6、圈进行磁共 振,并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共振作为磁场能而供应; 温度检测器,所述温度检测器被设置在所述送电共振线圈上; 控制部,所述控制部判定相对于经过时间的由所述温度检测器检测出的检测温度是否 处于相对于经过时间的温度的允许范围内,当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内 时,停止所述电力供应部的动作;以及 受电共振线圈,所述受电共振线圈能够在所述共振频率上与所述送电共振线圈进行磁 共振,并且通过所述磁共振接受从所述送电共振线圈送来的所述磁场能。 7.一种无线电力供应系统,包括: 电力供应部,所述电力供应部以用于磁共振的共振频率供应电力; 送电共振线圈,所述送电共振线圈。

7、能够在所述共振频率上与受电共振线圈进行磁共 振,并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共振作为磁场能而供应; 温度检测器,所述温度检测器被设置在所述送电共振线圈上; 控制部,所述控制部参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图表来判定相对于 经过时间的由所述温度检测器检测出的检测温度是否处于相对于所述经过时间的温度的 权 利 要 求 书CN 102474133 A 2/2页 3 允许范围内,当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时,停止所述电力供应部的动 作。 权 利 要 求 书CN 102474133 A 1/8页 4 送电装置、 无线电力供应系统、 以及无线电力供应装置 技术领域。

8、 0001 本发明涉及无线电力供应,尤其是涉及无线电力供应的控制。 背景技术 0002 在基于无线的已知的电力供应技术中,有基于电磁感应的电力供应、以及基于电 波的电力供应。另外,近年来提出了基于磁共振的电力供应。 0003 在基于磁共振的已知的无线电力供应系统中,例如,在送电装置上配置具有某个 共振频率的共振线圈,在受电装置上配置具有与上述共振频率相同的共振频率的共振线 圈。在该送电装置与受电装置之间形成能够通过磁共振进行电磁能传送的磁场的耦合,通 过该磁场耦合能够从送电装置的共振线圈向受电装置的共振线圈利用无线来传送电力。在 这样的系统中,能够将电力的传送效率提高几十左右,能够相对地增大送。

9、电装置与受电 装置之间的距离,例如能够针对数十cm左右的共振线圈设为数十cm以上。 0004 已知的基于非接触的电力传递装置经由主体的第一线圈和终端的第二线圈从主 体向终端通过非接触进行电力供应。电力传递装置的主体包括用于当检测出预定以上的温 度时自动地停止对终端的电力供应的温度过度上升防止装置。 0005 已知的非接触式充电装置包括在充电装置的壳体的上表面将内置二次电池的条 形码阅读器设置成纵向放置状的充电部。在条形码阅读器的主体壳体内的下端部设置受电 线圈,在充电装置的充电部的下部设置与该受电线圈电磁耦合的送电线圈。设置检测送电 线圈的温度的温度传感器。充电控制电路进行控制使得当温度传感器。

10、的检测温度小于等于 设定温度时,充电电流为大值,当检测温度大于设定温度时充电电流为小值。 0006 已知的非接触充电装置在改变载置于充电器上的金属异物的面积、材质、载置位 置、温度检测元件的设置位置等的情况下测定该金属异物的上升温度和温度检测元件的检 测温度等,并在根据该测定结果得到的最优位置设置温度检测元件。并且,当基于由该温度 检测元件检测出的温度检测出该载置物的移动温度上升时,立即进行控制以停止充电。具 体地说,以使温度检测元件的中心位于从充电器内的一次侧传送线圈的中心离开5mm的位 置方式,将该温度检测元件设置在充电器与一次侧传送线圈的接触面侧。由此,能够实时地 准确检测出载置物的异常。

11、温度上升,能够提高其安全性。 0007 在已知的二次电池的充电方法中,根据电池的温度上升来改变二次电池的充电电 流来进行充电。在二次电池的充电方法中,检测出作为开始充电时的电池温度的充电开始 温度以及充电的二次电池的温度上升的温度上升斜率,根据充电开始温度和温度上升斜率 来改变使充电电流变化的电流切换温度。由此,能够不降低电池性能而以大电流快速地进 行充电。 0008 在先技术文献 0009 专利文献 0010 专利文献1:日本专利文献特开2001-258182号公报; 0011 专利文献2:日本专利文献特开2003-153457号公报; 说 明 书CN 102474133 A 2/8页 5 。

12、0012 专利文献3:日本专利文献特开2008-172874号公报; 0013 专利文献4:日本专利文献特开2002-10513号公报。 发明内容 0014 发明所要解决的问题 0015 发明人认识到:例如当受电共振线圈未存在于送电共振线圈的期望的距离范围 时、当受电共振线圈不满足共振条件时,来自送电共振线圈的发送电力有时不能充分地被 受电共振线圈接受。发明人认识到:例如当在送电共振线圈与受电共振线圈之间存在满足 共振条件的异物时、当在送电共振线圈与受电共振线圈之间存在不满足共振条件但成为负 载的异物时,来自送电共振线圈的发送电力有时不能充分地被受电共振线圈接受。另外,发 明人认识到:当发送电。

13、力不能从送电共振线圈被受电共振线圈充分地接受时,送电共振线 圈有可能发热,发送电磁能被浪费,也有时会成为送电线圈或作为其异物的设备发生故障 的原因。 0016 本发明的实施方式的目的是检测送电装置的电力供应的状态。 0017 本发明的实施方式的其他目的是当送电装置的电力供应未处于正常状态时停止 送电。 0018 用于解决问题的手段 0019 根据本发明的实施方式的某个观点,送电装置包括:电力供应部,所述电力供应部 以用于磁共振的共振频率供应电力;送电共振线圈,所述送电共振线圈能够在所述共振频 率上与受电共振线圈进行磁共振,并且将从所述电力供应部供应的所述电力通过所述磁共 振作为磁场能而供应;温。

14、度检测器,所述温度检测器被设置在所述送电共振线圈上;控制 部,所述控制部参照存储在存储器中的表示温度的允许范围的图表来判定相对于经过时间 的由所述温度检测器检测出的检测温度是否处于相对于所述经过时间的所述温度的允许 范围内,当所述检测温度未处于所述温度的允许范围内时,停止所述电力供应部的动作。 0020 发明效果 0021 根据公开的无线电力供应系统,能够检测送电装置的电力供应的状态,当送电装 置的电力供应未处于正常状态时,能够停止送电。 附图说明 0022 图1示出了本发明的实施方式涉及的包括送电装置和受电装置的无线电力供应 系统的配置例子; 0023 图2示出了与送电线圈中的电容器接触来安。

15、装的温度传感器的配置例子; 0024 图3A3D示出了送电线圈的温度处于允许范围外时的周围的状态的例子; 0025 图4示出了由送电装置的控制部执行的、用于根据检测温度来控制送电电路O的 流程图的例子; 0026 图5示出了存储在存储器中的、表示相对于各初始温度的各经过时间上的基准的 温度轮廓(profile)的允许范围的基准的温度轮廓、图表的例子; 0027 图6示出了表示相对于经过时间的检测温度与图5的基准的温度轮廓、图表中的 相对于经过时间的基准的温度轮廓的允许范围的关系的坐标图的例子; 说 明 书CN 102474133 A 3/8页 6 0028 图7示出了基准的温度轮廓的温度允许范。

16、围与检测温度(ae)的轮廓的关系的 例子。 具体实施方式 0029 发明的目的和优点能够通过权利要求书具体记载的构成要素和组合来实现。 0030 上述的一般性的说明以及以下的详细说明应理解为是典型例子以及用于说明的, 而不是用于限定本发明。 0031 参照附图来说明本发明的实施方式。在附图中,对同样的部件和元件标注相同的 参照编号。 0032 图1示出了本发明的实施方式涉及的、包括送电装置20和受电装置40的无线电 力供应系统5的配置例子。 0033 送电装置20包括:例如被安装在微型处理器或微型计算机这样的处理器上的控 制部22、包括例如ROM和RAM的存储器24、送电用的电力供应部或电路2。

17、00、以及送电共振 线圈300。送电装置20作为无线电力供应装置发挥功能。受电装置40包括受电共振线圈 400、电力获取用的电力获取部或电路500、以及充电电路42。 0034 在送电装置20中,电力供应部200包括振荡电路202,并且优选包括电力供应线圈 或电磁感应线圈204。振荡电路202与外部的直流电源10连接。 0035 送电共振线圈300也可以是两端被开放的线圈。送电共振线圈300具有温度传感 器306,也可以具有任意地与送电共振线圈300电串联耦合且用于调整共振条件的电容C的 电容器302。温度传感器306例如可以是使用了热电对和电压测定的温度检测器。 0036 温度传感器306检。

18、测送电共振线圈300的温度Td。送电共振线圈300具有内部 电阻,一旦流过电流,则会产生热量,其温度会上升。当设置有电容器302时,优选温度传感 器306配置为与电容器302接触,并检测电容器302的温度Td。优选电容器402与送电共 振线圈300的每单位体积的电阻相比具有相对大的每单位体积的内部电阻。或者,优选电 容器402与送电共振线圈300的每单位长度的电阻相比具有相对大的每单位长度的内部电 阻。由此,当电流流过送电共振线圈300时,能够集中地产生热量,能够提高温度传感器306 的灵敏度。 0037 控制部22与单独的状态显示部28连接。状态显示部28包括显示器和/或扬声 器。控制部22。

19、在状态显示部28将送电共振线圈300的电力供应状态进行可视显示或可听 显示。所谓的电力供应状态例如可以是异常、警报、正常、送电结束。 0038 控制部22根据由温度传感器306检测出的检测温度Td与存储器24中的图表的 相对于经过时间t的基准的温度轮廓Tr的允许范围(TrminTrmax)进行比较,来判定从 送电共振线圈300向受电共振线圈400的电力传送的状态。当从送电装置20向受电装置 40的电力供应未处于正常状态时,控制部22将控制电力供应部200的振荡电路202的控制 信号供应给振荡电路202并停止送电。作为代替方式或者追加方式,当从送电装置向受电 装置的电力供应未处于正常状态时,控制。

20、部22也可以将表示电力供应状态异常的警报通 过状态显示部28的显示器或扬声器进行可视显示或可听显示。 0039 图2示出了与送电共振线圈300中的电容器306接触来安装的温度传感器306的 配置例子。温度传感器306被配置为至少与电容器306接触并充分热耦合,并且可以安装 说 明 书CN 102474133 A 4/8页 7 成同时也与送电共振线圈300部分接触并热耦合。 0040 控制部22可以是作为硬件安装在控制用的集成电路上的处理器,也可以安装在 按照存储在存储器24中的控制用的程序进行动作的处理器上。 0041 在受电装置40中,受电共振线圈400与送电共振线圈300同样地,可以是两端。

21、开 放的线圈。受电共振线圈400可以具有任意地与电容器302同样的用于调整电容C的电容 器402。受电共振线圈400具有与送电共振线圈300相同的尺寸形状,当送电共振线圈300 具有电容器302时,优选同样地受电共振线圈400具有电容器402。 0042 电力获取部500优选包括从受电共振线圈400获取电力的电力获取线圈或电磁感 应线圈504,并且包括将从受电共振线圈400获取的电力作为电流而供应的输出端子OUT。 0043 充电电路42与电力获取部500的电力获取线圈504耦合。充电电路42可以包括 例如AC-DC电压变换器、整流电路、充电控制电路等。充电电路42例如向内部或外部的能 够进行。

22、充电的电池44供应直流电压Vs。电池44例如可以用于向电动汽车、机器人、个人计 算机这样的消耗电力的电设备供应直流电压Vb。电池44可以是电设备的一部分。 0044 在图1中,在送电共振线圈300与受电共振线圈400之间形成基于磁共振的磁场 耦合3。送电共振线圈300的共振频率ft与受电共振线圈400的共振频率fr是相同的或 实质上相同的。送电装置1能够将电磁能或电力通过基于磁共振的耦合而传送给受电装置 2。即使送电共振线圈300与受电共振线圈400之间的距离比产生电磁感应的距离长,基于 磁共振的耦合也是有效的。 0045 共振频率ft、fr实质上相同的范围随着Q值越高而越窄,随着Q值越低而越。

23、大。 共振频率ft、fr实质上相同的范围是实现比电磁感应高的传送效率的频率范围即可,例如 可以是共振点的Q值为最大值的一半的频率的范围。 0046 送电共振线圈300与受电共振线圈400的形状可以实质上相同,也可以不同。送 电共振线圈300和受电共振线圈400例如可以是由铜形成的直径为2040cm的螺旋型线 圈。两线圈间的距离例如可以是50250cm。共振频率例如可以是520MHz。 0047 送电共振线圈300和受电共振线圈400的每个例如由一个线圈形成,并具有满足 共振条件的电感L以及电容C。电容C可以由送电共振线圈300或受电共振线圈400的浮 动电容形成。电容C可以通过与送电共振线圈3。

24、00或受电共振线圈400耦合的电容器302 或402的电容来调整。因此,当使用电容器302或402时,电容C表示浮动电容与电容器 302或402的合成电容。 0048 送电共振线圈300和受电共振线圈400的各个阻抗Z由下式表示。 0049 ZR+i(L-1/C) 0050 这里,R表示送电共振线圈300或受电共振线圈400的内部电阻和/或电容器302 或402的内部电阻的合成电阻。 0051 送电共振线圈300和受电共振线圈400的各个的LC共振频率f(Hz)/2由 下式表示。 0052 f1/(2(LC) 1/2 ) 0053 为了提高Q值(1/R(L/C) 1/2 ),振荡电路202可以。

25、不与送电共振线圈300直接 连接。表示共振的锐度的Q值根据线圈和电容器的电阻以及辐射电阻而确定,并且上述的 合成电阻值R越小,Q值具有越大的值。 说 明 书CN 102474133 A 5/8页 8 0054 一旦使满足共振条件(ftfr)的送电共振线圈300与受电共振线圈400接近, 则受电共振线圈400与由送电共振线圈300形成的磁场发生共振而产生交流电流。有时将 基于这样的磁场的共振现象称为磁共振模式。 0055 在送电装置20中,电力供应部200的振荡电路202向电力供应线圈204供应电 力。振荡电路202例如可以是科耳皮兹振荡电路。但是,振荡电路202不限于此,也可以是 其他的振荡电。

26、路。振荡电路202例如以用于进行磁共振的共振频率ft将电力供应向电力 供应线圈204直接或间接地供应。但是,振荡电路202的振荡频率可以是与送电共振线圈 300的共振频率ft不同的频率。 0056 电力供应线圈204可以将从振荡电路202供应的电力通过电磁感应而供应给送电 共振线圈300。在此情况下,送电共振线圈300和电力供应线圈204被配置为能够通过电磁 感应供应电力的近距离,无需考虑电力供应线圈204的共振频率。 0057 这样一来,能够通过送电共振线圈300经由磁共振向受电共振线圈400有效地供 应电力。 0058 在受电装置40中,受电共振线圈400从送电共振线圈300通过基于磁共振。

27、的磁场 耦合来接受电力。受电共振线圈400将接受的电力或电流供应给电力获取部500。电力获 取部500可以通过电磁感应由电力获取线圈504从受电共振线圈400接受电力。在此情况 下,受电共振线圈400和电力获取线圈504被配置为能够通过电磁感应供应电力的近距离, 无需考虑电力获取线圈504的共振频率。 0059 电力获取线圈504向作为负载的充电电路42供应交流电流。充电电路42被进行 优化以对交流电流进行整流并向电池44供应直流电压Vs。电池44供应直流电压Vb。可 以代替充电电路42而连接电子设备、电池、电马达、电机械等作为负载。 0060 图3A3D示出了送电共振线圈300的温度处于允许。

28、范围外时的周围的状态的例 子。 0061 例如,如图3A所示,当受电共振线圈400未存在于送电共振线圈300的期望的距 离范围时,通过送电共振线圈300供应的电力未被外部的要素吸收,因此送电共振线圈300 的发送电力被浪费,并且送电共振线圈300及其周边的要素有时被加热而发生故障。 0062 另外,例如如图3B所示,当受电共振线圈400的共振频率fr不满足共振条件 (frft)时,通过送电共振线圈300供应的电力未被外部的要素吸收,因此送电共振线圈 300的发送电力被浪费,受电共振线圈400几乎无法接受电力,并且送电共振线圈300及其 周边的要素有时被加热而发生故障。 0063 另外,例如如图。

29、3C所示,当在送电共振线圈300与受电共振线圈400之间存在满 足共振条件(fift)的异物50时,发送电力的至少一部分被该异物50吸收,送电共振线 圈300的发送电力的至少一部分被浪费,并且作为该异物50的装置有时被加热而发生故 障。在此情况下,送电共振线圈300的温度有可能比允许范围下降。 0064 并且,例如如图3D所示,当在送电共振线圈300与受电共振线圈400之间存在不 满足共振条件(fift)但是成为负载的异物50时,送电共振线圈300和受电共振线圈 400的共振条件由于该异物50的存在而发生变化,送电共振线圈300和受电共振线圈400 不满足共振条件,即Q值下降,通过送电共振线圈。

30、300供应的电力不能有效地传送给受电共 振线圈400,送电共振线圈300的发送电力的一部分被浪费。 说 明 书CN 102474133 A 6/8页 9 0065 这样,当通过送电共振线圈300发送的电力不能被受电共振线圈400充分接受时, 送电共振线圈300的温度有时上升或下降。温度传感器306检测送电共振线圈300或电容 器302的温度Td。基于温度传感器306的检测温度Td被供应给控制部22。 0066 控制部22判定送电开始后的检测温度Td的时间变化是否处于存储器24内的相 对于经过时间t的基准的温度轮廓Tr的图表的温度变化的允许范围(TrminTrmax)内。 当检测温度Td未处于允。

31、许范围内时,控制部22停止电力供应部200的振荡电路202。 0067 因此,控制部22基于由温度传感器306检测出的检测温度Td来判定从送电共振 线圈300向受电共振线圈400的电力传送的状态。当检测温度Td处于该基准的温度轮廓 Tr的允许范围(TrminTrmax)外时,控制部22将控制电力供应部200的振荡电路202的 控制信号CTRL供应给振荡电路202,并停止来自送电共振线圈300的送电。 0068 图4示出了由送电装置20的控制部22执行的、用于根据检测温度Td来控制电力 供应部200的流程图的例子。 0069 图5示出了温度轮廓图表的例子,所述温度轮廓图表被存储在存储器24中的、。

32、 表示相对于各初始温度Ti的各经过时间t上的基准的温度轮廓Tr的允许范围(Trmin, Trmax)。基准的温度轮廓、图表例如可以包括相对于1.0间隔的多个初始温度Ti,温度上 升期间t0t1中的10秒间隔的最高允许温度Trmax和最低允许温度Trmin、温度饱和期 间t1t2中的60秒间隔的最高允许温度Trmax和最低允许温度Trmin。 0070 图6示出了表示相对于经过时间t的检测温度Td与图5的基准的温度轮廓、图表 中的相对于经过时间t的基准的温度轮廓Tr的允许范围(Trmin,Trmax)之间的关系的坐 标图的例子。 0071 当参照图4时,在步骤602中,控制部22捕捉温度传感器3。

33、06的初始(t0)的检测 温度Ti。 0072 在步骤604中,控制部22在送电开始时间t0起动电力供应部200的振荡电路202, 并开始基准的温度轮廓、图表中的各经过时间t上的温度传感器306的检测温度Ti的捕 捉。但是,基准的温度轮廓、图表中的各经过时间t与进行了温度检测或检测温度的捕捉的 实际的经过时间t可以不是准确地一致。 0073 在步骤606中,控制部22在存储器24的基准的温度轮廓、图表中的送电开始后的 经过时间t捕捉温度传感器306的检测温度Td。控制部22最初在送电开始时间t0捕捉温 度传感器306的检测温度Td。 0074 在步骤608中,控制部22参照存储器24内的例如如。

34、图5所示的基准的温度轮廓、 图表,并比较经过时间t上的检测温度Td的轮廓与相同的经过时间t上的基准的温度轮廓 Tr的温度的允许范围(Trmin,Trmax)。当温度检测的时间t与图表中的经过时间t不一致 时,可以基于图表中的其前后的经过时间t上的温度的允许范围例如通过比例分配来计算 被插值的温度允许范围。 0075 在步骤610中,控制部22判定检测温度Td是否处于基准的温度轮廓Tr的温度允 许范围(Trmin,Trmax)内。 0076 参照图5以及图6A6C,控制部22当初始的检测温度例如Ti10时,选择例 如根据图5的基准的温度轮廓、图表中的对应的初始温度Ti确定的对应的基准的温度轮廓 。

35、Tr的温度允许范围(Trmin,Trmax)。控制部22比较对应的经过时间t上的检测温度Td与 说 明 书CN 102474133 A 7/8页 10 允许范围的最高温度值Trmax和最低温度值Trmin,判定检测温度Td是否小于等于最高温 度值Trmax且大于等于最低温度Trmin。如果检测温度Td处于允许范围内,则控制部22判 定为送电共振线圈300的送电状态正常。另一方面,如果检测温度Td处于允许范围外,则 控制部22判定为送电共振线圈300的送电状态异常。 0077 当判定为检测温度Td处于允许温度范围(Trmin,Trmax)内时,程序前进到步骤 612。当判定为检测温度Td处于允许。

36、温度范围外时,程序前进到步骤620。在步骤620中, 控制部22停止振荡电路202的动作,并在外部的状态显示部28上可视或可听地显示错误。 0078 在步骤612中,控制部22判定是否继续送电、例如是否经过了预先设定的送电结 束时间t2。当判定为不继续送电时,在步骤614中,控制部22停止振荡电路202的动作,并 在外部的状态显示部28上可视或可听地显示送电的正常结束。 0079 在步骤612中,当判定为继续送电时,程序返回到步骤606。在步骤606中,控制部 22在送电开始后的时间t0t2捕捉温度传感器306的检测温度Td。 0080 在基准的温度轮廓、图表中温度成为饱和状态为止的经过时间t。

37、0t1中,控制部 22例如以10秒的短周期捕捉检测温度Td。在基准的温度轮廓、图表中基准温度Tr大致变 为饱和状态后的经过时间t1t2中,控制部22例如以60秒的长周期捕捉检测温度Td。 0081 图7示出了基准的温度轮廓Tr的温度允许范围(Trmin,Trmax)与检测温度Td的 轮廓(ae)的关系的例子。 0082 在图7中,当检测温度Td的轮廓如温度曲线a那样在基准的温度轮廓Tr的允许 范围(Trmin,Trmax)内变化时,认为送电共振线圈300的送电状态正常。 0083 当检测温度Td的轮廓在温度上升期间t0t1如温度曲线b那样在基准的温度 轮廓Tr的允许范围(Trmin,Trmax。

38、)外变化、并低于最低温度Trmin时,可以认为送电共振 线圈300的送电状态异常。在该情况下,例如可以认为在送电共振线圈300与受电共振线 圈400之间存在满足图3C所示的共振条件的异物50。 0084 当检测温度Td的轮廓在温度上升期间t0t1如温度曲线c那样在基准的温度 轮廓Tr的允许范围(Trmin,Trmax)外变化、并高于最高温度Trmax时,可以认为送电共振 线圈300的送电状态异常。在此情况下,可以认为例如如图3A所示受电共振线圈400未存 在于期望的距离范围内,或者如图3B所示受电共振线圈400未满足共振条件。 0085 当检测温度Td的轮廓在温度饱和期间t1t2如温度曲线d那。

39、样在饱和后向基 准的温度轮廓Tr的允许范围(Trmin,Trmax)外变化、并变得低于最低温度Trmin时,可以 认为送电共振线圈300的送电状态异常。在此情况下,可以认为例如在送电共振线圈300 与受电共振线圈400之间如图3C所示进入了满足共振条件的异物50。 0086 当检测温度Td的轮廓在温度饱和期间t1t2如温度曲线e那样在饱和后向基 准的温度轮廓Tr的允许范围(Trmin,Trmax)外变化、并变得高于最低温度Trmax时,可以 认为送电共振线圈300的送电状态异常。在此情况下,例如在送电共振线圈300与受电共 振线圈400之间进入了如图3D所示的未满足共振条件的异物50或者如图3。

40、A所示受电共 振线圈400未存在于预定距离范围内、或者如图3B所示受电共振线圈400未满足共振条件 (frft)。 0087 在图7中,对于以be表示的送电共振线圈300的送电状态异常,控制部22停 止送电电路20,停止送电共振线圈300的送电,在显示装置上显示错误。由此,能够防止无 说 明 书CN 102474133 A 10 8/8页 11 用的送电或效率低的送电,并且能够预先防止更重大的故障或者更严重的事故。 0088 这里列举的全部例子以及条件的描述是用于发明人帮助读者理解对技术促进作 出贡献的发明和概念的,应该解释为不限于这里具体列举的上述例子和条件。并且,说明书 中的上述例子的组成。

41、与本发明的优劣无关。详细地说明了本发明的实施方式,但是能够在 不脱离本发明的思想和范围的情况下,对本发明实施各种改变、置换以及变形。 0089 符号的说明 0090 5 无线电力供应系统 0091 10 电源 0092 20 送电装置 0093 22 控制部 0094 24 存储器 0095 40 受电装置 0096 42 充电电路 0097 44 充电电池 0098 200 电力供应部 0099 300 送电线圈 0100 302 电容器 0101 306 温度传感器 0102 400 受电线圈 0103 402 电容器 0104 500 电力获取部 说 明 书CN 102474133 A 11 1/6页 12 图1 说 明 书 附 图CN 102474133 A 12 2/6页 13 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102474133 A 13 3/6页 14 图4 说 明 书 附 图CN 102474133 A 14 4/6页 15 图5 说 明 书 附 图CN 102474133 A 15 5/6页 16 图6 说 明 书 附 图CN 102474133 A 16 6/6页 17 图7 说 明 书 附 图CN 102474133 A 17 。

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