[发明专利]异物检测装置、异物检测方法以及非接触充电系统

说明书

异物检测装置(100)具备：检测用线圈(103)；生成不平衡信号的发送电路(101)；将来自发送电路(101)的不平衡信号变换为平衡信号的平衡不平衡变换电路(104)；和根据从检测用线圈(103)反射的功率分量即反射功率的频率特性的变化来检测异物的检测电路(108)。即使在检测用线圈(103)与检测电路(108)之间的布线较长的情况下也能够不使布线作为线状天线工作来检测异物。

技术领域

本发明涉及异物检测装置、异物检测方法以及非接触充电系统。

背景技术

近年来，为了向例如电动汽车等的非接触充电，开发了无线功率传输系统(非接触充电系统)。在无线功率传输系统中，在充电装置侧设置有送电线圈和高频振荡源，在电动汽车侧设置有受电线圈。此外，在无线功率传输系统中，通过使用电磁感应方式，能够非接触地实现高效率的功率传输。

在基于电磁感应方式的无线功率传输系统中，由于传输大功率，因此若在送电线圈与受电线圈之间以及/或者其周围混入金属的异物则有系统发热的危险。因此，充电前以及充电中的金属的异物的检测在安全方面成为重要的课题。

以往，作为无线功率传输系统中的异物的检测方法，有对通过金属与检测用线圈之间的电磁感应而产生的检测用线圈的电感的变化进行检测的方法(例如参照专利文献1)。

为了检测位于送电线圈上以及/或者其周围的金属的异物，在送电线圈的附近配置了多个检测用线圈的情况下，通过从送电线圈产生的交流磁场而在检测用线圈感应较大的电压。其结果，引起检测电路的破坏或误动作。

此外，充电装置的高频振荡源为了输出大功率而一般由逆变器电路构成，由于逆变器电路的基于矩形波的开关动作，因此在检测用线圈不仅感应振荡频率的电压，还感应开关动作噪声等充分高于振荡频率的频率分量的电压。在专利文献1中，记载了通过将在金属检测中利用的频率设定得高于从送电线圈产生的磁场的频率，从而降低对检测的影响。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012-16125号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述专利文献1的方法中，在检测用线圈感应的电压的频率分量达到非常高的频率域的情况下，若使在金属检测中利用的频率高于从送电线圈产生的磁场的频率，则在金属检测中利用的频率的波长变得非常短。因此，检测用线圈与检测电路之间的布线长度在电磁上变长，布线作为偶极天线等那样的线状天线而工作。

由此，产生由于检测用线圈的辐射电阻增加且Q值下降而导致异物检测性能下降、检测用线圈无法作为电感充分发挥作用因而无法进行异物的检测之类的问题。

此外，由于在向电动汽车的充电用途中利用的送电线圈的尺寸(例如，在圆形线圈的情况下为直径)非常大，因此需要配置很多的检测用线圈。此时，检测用线圈与检测电路之间的布线在物理上变长。在该情况下，布线也作为偶极天线等那样的线状天线而工作，产生与上述同样的问题。

本发明鉴于上述课题，目的在于提供一种即使在检测用线圈与检测电路之间的布线较长的情况下也能够抑制布线作为线状天线而工作、能够进行异物的检测的异物检测装置、异物检测方法以及非接触充电系统。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的异物检测装置具备：检测用线圈；生成不平衡信号的发送电路；将来自所述发送电路的不平衡信号变换为平衡信号的平衡不平衡变换电路；和根据从所述检测用线圈反射的功率分量即反射功率的频率特性的变化来检测异物的检测电路。

此外，本发明的异物检测方法将不平衡信号变换为平衡信号来向检测用线圈供电，根据从所述检测用线圈反射的功率分量即反射功率的频率特性的变化来检测异物。

发明效果