[發明專利]異物檢測裝置、異物檢測方法以及非接觸充電系統

有效

• 申請號: 201480008199.0
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104981966B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 宮下功寬
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10;H02J7/00;H02J50/60
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 韓聰

異物檢測裝置(100)具備：檢測用線圈(103)；生成不平衡信號的發送電路(101)；將來自發送電路(101)的不平衡信號變換為平衡信號的平衡不平衡變換電路(104)；和根據從檢測用線圈(103)反射的功率分量即反射功率的頻率特性的變化來檢測異物的檢測電路(108)。即使在檢測用線圈(103)與檢測電路(108)之間的布線較長的情況下也能夠不使布線作為線狀天線工作來檢測異物。

技術領域

本發明涉及異物檢測裝置、異物檢測方法以及非接觸充電系統。

背景技術

近年來，為了向例如電動汽車等的非接觸充電，開發了無線功率傳輸系統(非接觸充電系統)。在無線功率傳輸系統中，在充電裝置側設置有送電線圈和高頻振蕩源，在電動汽車側設置有受電線圈。此外，在無線功率傳輸系統中，通過使用電磁感應方式，能夠非接觸地實現高效率的功率傳輸。

在基于電磁感應方式的無線功率傳輸系統中，由于傳輸大功率，因此若在送電線圈與受電線圈之間以及/或者其周圍混入金屬的異物則有系統發熱的危險。因此，充電前以及充電中的金屬的異物的檢測在安全方面成為重要的課題。

以往，作為無線功率傳輸系統中的異物的檢測方法，有對通過金屬與檢測用線圈之間的電磁感應而產生的檢測用線圈的電感的變化進行檢測的方法(例如參照專利文獻1)。

為了檢測位于送電線圈上以及/或者其周圍的金屬的異物，在送電線圈的附近配置了多個檢測用線圈的情況下，通過從送電線圈產生的交流磁場而在檢測用線圈感應較大的電壓。其結果，引起檢測電路的破壞或誤動作。

此外，充電裝置的高頻振蕩源為了輸出大功率而一般由逆變器電路構成，由于逆變器電路的基于矩形波的開關動作，因此在檢測用線圈不僅感應振蕩頻率的電壓，還感應開關動作噪聲等充分高于振蕩頻率的頻率分量的電壓。在專利文獻1中，記載了通過將在金屬檢測中利用的頻率設定得高于從送電線圈產生的磁場的頻率，從而降低對檢測的影響。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2012-16125號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，在上述專利文獻1的方法中，在檢測用線圈感應的電壓的頻率分量達到非常高的頻率域的情況下，若使在金屬檢測中利用的頻率高于從送電線圈產生的磁場的頻率，則在金屬檢測中利用的頻率的波長變得非常短。因此，檢測用線圈與檢測電路之間的布線長度在電磁上變長，布線作為偶極天線等那樣的線狀天線而工作。

由此，產生由于檢測用線圈的輻射電阻增加且Q值下降而導致異物檢測性能下降、檢測用線圈無法作為電感充分發揮作用因而無法進行異物的檢測之類的問題。

此外，由于在向電動汽車的充電用途中利用的送電線圈的尺寸(例如，在圓形線圈的情況下為直徑)非常大，因此需要配置很多的檢測用線圈。此時，檢測用線圈與檢測電路之間的布線在物理上變長。在該情況下，布線也作為偶極天線等那樣的線狀天線而工作，產生與上述同樣的問題。

本發明鑒于上述課題，目的在于提供一種即使在檢測用線圈與檢測電路之間的布線較長的情況下也能夠抑制布線作為線狀天線而工作、能夠進行異物的檢測的異物檢測裝置、異物檢測方法以及非接觸充電系統。

解決課題的手段

為了解決上述課題，本發明的異物檢測裝置具備：檢測用線圈；生成不平衡信號的發送電路；將來自所述發送電路的不平衡信號變換為平衡信號的平衡不平衡變換電路；和根據從所述檢測用線圈反射的功率分量即反射功率的頻率特性的變化來檢測異物的檢測電路。

此外，本發明的異物檢測方法將不平衡信號變換為平衡信號來向檢測用線圈供電，根據從所述檢測用線圈反射的功率分量即反射功率的頻率特性的變化來檢測異物。

發明效果