[發明專利]能量接收器、能量發送器、檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201210350943.8
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103199632A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 村山雄二;中野裕章;福田伸一
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;G01V3/11
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本公開涉及一種檢測存在諸如金屬的導體的能量接收器、能量發送器、檢測裝置及檢測方法。

背景技術

近年來，正積極開發非接觸傳輸電力（通過無線傳輸電力）的無線電力傳輸系統。在無線電力傳輸單元中，交流信號被輸入至電力發送裝置中的電力發送線圈，以生成交變磁場；電力接收裝置中的電力接收線圈接收該交變磁場，并恢復交流信號，從而通過無線傳輸（提供）電力。

圖1示意性示出了無線電力傳輸系統的結構的一個實例。

圖1中的無線電力傳輸系統1包括位于初級側的電力發送裝置10以及位于次級側的電力接收裝置20。

作為一個實例，電力發送裝置10包括電力發送線圈11、電阻元件12和輸出交流信號的交流電源13。在電力發送裝置10中，從交流電源13向電力發送線圈11輸入交流信號，以產生交變磁場。

作為一個實例，電力接收裝置20包括電力接收線圈21、與電力接收線圈21并聯連接的電容器22、整流和平滑單元23、穩壓器24和電力接收對象25。

在電力接收裝置20中，電力接收線圈21接收在電力發送裝置10中例如通過磁共振法產生的交變磁場，并通過包括電力接收線圈21的諧振電路恢復交流信號。所恢復的交流信號通過由整流和平滑單元23的整流和平滑而被轉換為直流信號。穩壓器24利用轉換后的直流信號來生成恒定電壓，并向諸如電池的電力接收對象25提供所生成的恒定電壓。

通常，為控制的目的，在傳輸電力的同時，無線電力傳輸單元還在電力發送裝置與電力接收裝置之間進行通信。作為通信方法，在數據通信期間，被傳輸的交流信號通常會受到振幅調制（例如，幅移鍵控（ASK））。

圖2示出了從電力發送裝置10（初級側）向電力接收裝置20（次級側）發送數據的結構的一個實例。在圖2中，將給予與圖1中相同的元件相同的附圖標記。

在電力發送裝置10中，用電阻元件14R和開關14S形成的并聯電路被添加至圖1中的數據傳輸結構的電力發送線圈11與交流電源13之間，且還包括通信和控制單元16。

當由電力發送裝置10發送數據時，直接改變由交流電源13生成的交流信號的振幅。具體地，為對由交流電源13生成的交流信號進行振幅調制，通信和控制單元16根據發送數據串（基帶信號），在開關14S的開啟狀態與關閉狀態之間進行切換。

在電力接收裝置20中，解調電路26以及通信和控制單元27被添加至圖1中的數據接收結構。

當電力接收裝置20接收到數據時，由整流和平滑單元23來整流和平滑振幅調制后的交流信號，由解調電路26解調所產生的直流信號，并提取出接收數據串（基帶信號）。由通信和控制單元27來分析接收數據串。

圖3示出了從電力接收裝置20（次級側）向電力發送裝置10（初級側）發送數據的結構的一個實例。在圖3中，將給予與圖1和圖2中相同的元件相同的附圖標記。

在電力接收裝置20中，用電阻元件28R和開關28S形成的串聯電路被添加至圖1的數據傳輸結構中與電力接收線圈21并聯，且還包括通信和控制單元27。

當從電力接收裝置20向電力發送裝置10發送數據時，通常使用所謂的負載調制法。具體地，為改變與電力接收線圈21并聯的負載電阻元件的值，通信和控制單元27根據發送數據串（基帶信號），在開關28S的開啟狀態與關閉狀態之間進行切換。因此，振幅調制從電力發送裝置10輸出的交流信號，使電力發送裝置10能觀測到從電力接收裝置20發送的發送數據串。

在電力發送裝置10中，解調電路15以及通信和控制單元16被添加至圖1中的數據傳輸結構。

當電力發送裝置10接收數據時，由解調電路15解調由電力發送線圈11接收到的振幅調制后的交流信號，并提取出接收數據串（基帶信號）。由通信和控制單元16來分析接收數據串。

另一可行通信方法是使用具有與所提供的交流信號的頻率不同的頻率的諸如藍牙或紫蜂（ZigBee）的短距離無線通信標準。由于能減少所使用的部件數量，能簡化硬件，以及所使用的頻率的數量可減少至1，所以通常使用所提供的交流信號被振幅調制的上述通信方法。

電力接收裝置20通常使用從電力發送裝置10接收到的電力來運行數字電路、微計算機和要用于通信和控制的其他元件。因此，當電力接收線圈21從電力發送線圈11移開時，即切斷了電力接收裝置20的電力供應。

圖4是示出當為控制的目的電力發送裝置（初級側）和電力接收裝置（次級側）進行通信以（例如，向電池）發送電力時的數字電路、微計算機（控制單元）等的操作的普通實例的流程圖。