CN104104155B - 馈电单元和馈电*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及馈电单元和馈电***。一种馈电单元，包括：送电线圈，被配置为使用磁场进行电力输送；耦合系数计算部，被配置为计算所述送电线圈和被供电的单元内的受电线圈之间的耦合系数。所述耦合系数计算部测量所述被供电的单元内的整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性，并且使用所述频率特性的测量结果计算所述耦合系数。

Description

馈电单元和馈电***
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2013年4月8日申请号为JP2013-80429的日本在先专利申请的优先权，以上专利文献全文结合进本文作为引用。
技术领域
本发明涉及一种馈电***和应用于该馈电***的馈电单元，所述馈电***对被供电的单元（例如，电子设备）进行非接触式供电（电力输送）。
背景技术
近年来，消费电子设备（CE设备）（例如手机和便携音乐播放器）进行非接触式供电的馈电***（例如非接触式馈电***或无线充电***）已经得到关注。因此，这使得能够仅通过将电子设备（副侧单元）放置在充电托板（主侧单元）上开始进行充电，而不是通过将电源（例如AC适配器）的连接器***（连接）进所述单元中开始进行充电。换言之，电子设备和充电托板之间的端子连接变得不再必要。
一种通过这种方式进行非接触供电的方法是公知的电磁感应法。此外，一种使用电磁谐振现象的被称为磁谐振法的方法的非接触式馈电***已经引起关注。这种非接触式馈电***被披露于例如日本未审专利申请公开2011-45161和2012-7046等中。
发明内容
理论上，在上面所述的非接触式馈电***中，希望容易得到主侧单元（送电线圈）和副侧单元（受电线圈）之间的耦合系数。因此，需要提出一种能够容易得到该耦合系数的方法。
希望提供一种馈电单元和馈电***，所述馈电单元和馈电***能够容易得到使用磁场的电力输送中的耦合系数。
根据本发明的实施例，提供了一种馈电单元，包括：送电线圈，被配置为使用磁场进行电力输送；耦合系数计算部，被配置为计算所述送电线圈和被供电的单元内的受电线圈之间的耦合系数。所述耦合系数计算部测量所述被供电的单元内的整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性，并且使用所述频率特性的测量结果计算所述耦合系数。
根据本发明的实施例，提供了一种馈电***，所述馈电***设置有一个或多个电子设备（被供电的单元）和馈电单元。所述一个或多个电子设备每个都具有受电线圈和整流电路，并且所述馈电单元被配置为使用磁场对所述电子设备进行电力输送。所述馈电单元包括：送电线圈，被配置为进行电力输送；耦合系数计算部，被配置为计算所述送电线圈和所述受电线圈之间的耦合系数。所述耦合系数计算部测量所述整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性，并且使用所述频率特性的测量结果计算所述耦合系数。
在根据本发明的各个实施例的馈电单元和馈电***中，所述被供电的单元（电子设备）内的整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性被测量，并且所述频率特性的测量结果被用于计算所述送电线圈和受电线圈之间的所述耦合系数。因此，能够在不使用例如对被供电的单元进行动态控制的复杂方法的条件下获得所述耦合系数。
在根据本发明的各个实施例的馈电单元和馈电***中，使用所述整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性的测量结果计算所述耦合系数。因此，能够在不使用复杂方法的条件下获得所述耦合系数。因此，能够容易获得在使用磁场的电力输送中使用的耦合系数。
应当理解，前面所述的一般性说明和下面的详细说明都是示例性的，并且目的是对所要求保护的技术提供进一步解释。
附图说明
说明书提供附图以方便对本发明的进一步理解，并且将附图结合进说明书并作为其一部分。附图示出了实施例，并且与说明书一起用于阐述技术原理。
图1是示出根据本发明第一实施例的馈电***的外观结构示例的透视图。
图2是示出图1中所示出的馈电***的详细结构示例的框图。
图3是示出图2中所示出的各个块的详细结构示例的图。
图4是用于解释计算图3中所示出的电路中的耦合系数的方法的电路图。
图5是用于解释根据第一实施例的计算耦合系数的方法中使用的输入阻抗的极小值时的频率和其极大值时的频率的特性图。
图6是示出根据第一实施例的计算耦合系数的操作示例的流程图。
图7是示出根据示例1和2的电感值和电容值的图。
图8A是示出根据示例1的输入阻抗的频率特性的示例的特性图。
图8B是示出根据示例1的输入阻抗的频率特性的另一个示例的特性图。
图9A是示出根据示例2的输入阻抗的频率特性的示例的特性图。
图9B是示出根据示例2的输入阻抗的频率特性的另一个示例的特性图。
图10是示出根据第二实施例的馈电***的结构示例的电路图。
图11是用于解释计算图10中所示出的电路中的耦合系数的方法的电路图。
图12是用于解释在根据第二实施例的计算耦合系数的方法中使用的两个极小值处的频率的特性图。
图13A是示出根据修改例1的旁通路的布置结构示例的电路图。
图13B是示出根据修改例2的旁通路的布置结构示例的电路图。
图14是示出根据第三实施例的设置馈电参数的操作的示例的流程图。
图15是示出根据第四实施例的计算耦合系数的操作和检测是否存在被供电的单元的操作的示例的流程图。
图16是示出根据第五实施例的电力输送控制操作的示例的流程图。
图17是示出根据第五实施例的电力输送控制操作的另一个示例的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的一些实施进行说明。注意，将按照以下顺序进行说明。
1.第一实施例（使用极小值和极大值处的频率得到耦合系数的示例）
2.第二实施例（使用两个极小值处的频率得到耦合系数的示例）
3.修改例1和2（副侧单元中的旁通路的其它布置结构示例）
4.第三实施例（使用得到的耦合系数设置馈电参数的示例）
5.第四实施例（得到的耦合系数的同时检测被供电的单元的存在或不存在的示例）
6.第五实施例（根据得到的耦合系数的大小进行电力输送控制的示例）
7.其它修改例
(第一实施例)
(馈电***4的总体结构)
图1示出了根据本发明第一实施例的馈电***（馈电***4）的外观结构示例，以及图2示出了馈电***4的块结构示例。馈电***4是使用磁场（利用磁谐振、电磁感应等，下同）进行非接触电力输送（供电、馈电或电力输送）的***（非接触型馈电***）。馈电***4包括馈电单元1（主侧单元）和用作被供电的单元的一个或多个电子设备（在该情形中，两个电子设备2A和2B；副侧单元）。
如图1中所示，例如，在馈电***4中，将电子设备2A和2B放置在（或接近地设置于）馈电单元1的馈电表面（电力输送表面）S1上以便进行从馈电单元1到电子设备2A和2B的电力输送。在该情形中，考虑到同时或通过分时方式（顺序）在多个电子设备2A和2B上进行电力输送的情形，馈电单元1具有垫板形状（托板形状），其中，馈电表面S1的面积大于受电的电子设备2A和2B等的尺寸。
(馈电单元1)
如上面所述，馈电单元1是使用磁场对电子设备2A和2B进行电力输送的单元（充电托板）。如图2中所示，例如，馈电单元1可包括电力输送装置11，包括电力输送部分110，AC信号发生电路（AC信号发生部，或高频功率发生电路）111，耦合系数计算电路（耦合系数计算部）112，通信部113和控制部114。此外，在电力输送装置11中设置未示出的开关（后面所述的开关元件SW2）。
电力输送部110被配置为包括送电线圈（主侧线圈）L1，电容器C1（谐振电容）等，将在后面描述。使用送电线圈L1和电容器C1设置LC谐振电路，将在后面描述。电力输送部110使用送电线圈L1和电容器C1通过使用AC磁场（参见图2中的箭头P1）将电力输送至电子设备2A和2B（具体是后面所述的电力接收部210）。更具体地，电力输送部110具有将磁场（磁通量）从馈电表面S1辐射到电子设备2A和2B的功能。
例如，AC信号发生电路111是使用从馈电单元1的外部电源9（主电源）提供的电力产生用于电力输送的预定AC信号Sac（高频电力）的电路。AC信号Sac被供应至电力输送部110。例如，可使用包括后续描述的开关元件SW1的开关放大器来配置该AC信号生成电路111。注意，例如，可将普通AC适配器、PC（个人电脑）中设置的通用串行总线（USB）2.0的电源（供电能力：500mA，供电电压：约5V）等用作外部电源9。
耦合系数计算电路112是计算电子设备2A和2B每个中的后面所述的送电线圈L1和后面所述的受电线圈L2之间的耦合系数k的电路。耦合系数k是代表在送电线圈L1和受电线圈L2之间的磁通量共用程度的参数。注意，通过耦合系数计算电路112计算耦合系数k的方法的细节将在后面描述。
通信部113与后面所述的电子设备2A和2B每个中的通信部214进行预订的互相通信操作（参见图2中的箭头C1）。
控制部114进行整个馈电单元1（整个馈电***4）内的各种控制操作。具体地，例如，除了控制电力输送部110进行的电力输送操作和通信部113进行的通信操作的功能之外，控制部114可具有进行最佳化控制电力输送的功能，验证被供电的单元的功能，检测被供电的单元位于其附近的功能和检测污染物（例如异物金属）的功能等。此外，在第一实施例中，控制部114还具有控制通过耦合系数计算电路112计算耦合系数的操作的功能。在该情形中，为了控制上面所述的电力输送操作，控制部114使用后面所述的预定控制信号CTL（用于电力输送的控制信号）控制AC信号发生电路111的操作。可使用例如微型计算机、脉冲发生器等构成该控制部114。
(电子设备2A和2B)
例如，电子设备2A和2B中的每个由以电视机为代表的固定电子设备，以手机和数码相机等为代表的包含可再充电电池（电池）的便携电子设备等构成。例如，如图2中所示，电子设备2A和2B每个都可包括电力接收装置21和根据从电力接收装置21提供的电力进行预定操作（发挥作为电子设备的功能操作）的负载22。此外，电力接收装置21可包括电力接收部210，整流电路211，馈电充电控制电路212，电池213，通信部214，控制部215和电容器C2p。注意，电容器C2p对应于本发明中的“电容器”的具体示例。
电力接收部210被配置为包括受电线圈（副侧线圈）L2，电容器C2（谐振电容器）等，将在后面描述。LC谐振电路使用受电线圈L2，电容器C2和上面所述的电容器C2p构成，将在后面描述。电力接收部210具有通过使用受电线圈L2，电容器C2等接收从馈电单元1内的电力输送部110传输的电力（传输的电力）的功能。
整流电路211是对电力接收部210提供的传输的电力（AC电力）进行整流以产生DC电力的电路。
馈电充电控制电路212是根据整流电路211输出的DC电力对电池213进行充电控制和对负载22进行馈电控制的电路。
电池213根据馈电充电控制电路212进行的充电控制将电力储存在其中，并且可使用例如可再充电电池（二次电池）（例如锂离子电池）构成。
通信部214进行上面所述的与馈电单元1内的通信部113之间的预定的相互通信操作（参见图2中的箭头C1）。
控制部215进行整个电子设备2A或整个电子设备2B（整个馈电***4）内的各种控制操作。具体地，例如，除了控制电力接收部210进行的电力接收操作和通信部214进行的通信操作的功能之外，控制部215可具有进行最佳化控制接收电力的功能、控制馈电充电控制电路212的操作的功能等。该控制部215可使用例如微型计算机等构成。
(馈电单元1和电子设备2A和2B的详细结构)
图3通过电路图和框图示出图2中所示的馈电单元1和电子设备2A和2B中的各个块的详细结构实例。
(电力输送部110)
电力输送部110包括送电线圈L1以使用磁场（产生磁通量）进行电力输送，以及电容器C1以与送电线圈L1一起构成上面所述LC谐振电路。送电线圈L1和电容器C1彼此串联电气连接。具体地，送电线圈L1的第一端与电容器C1的第一端相连，送电线圈L1的第二端接地，以及电容器C1的第二端通过供电线Lp连接至AC信号发生电路111的输出端。
此外，在电力输送部110中形成的LC谐振电路和下面将描述的在电力接收部210等中形成的LC谐振电路彼此磁耦合（互感）。因此，以与AC信号发生电路111产生的高频功率（AC信号Sac）的频率基本相同的谐振频率进行LC谐振操作。
(AC信号发生电路111)
AC信号发生电路111使用开关放大器（未示出，称为D类放大器，E类放大器等）构成，所述开关放大器包括一个或多个开关元件SW1，每个开关元件SW1都由金属氧化物半导体（MOS）晶体管等构成。用于电力输送的控制信号CTL从控制部114被供应至AC信号发生电路111。控制信号CTL由代表预定频率f（CTL(f)=f1）和占空比Duty(CTL(Duty)=10%、50%等)的脉冲信号构成。
通过这种结构，在AC信号发生电路111中，上面所述的开关元件SW1每个都根据用于电力输送的控制信号CTL进行开-关操作（由上面所述的频率f和上面所述的占空比Duty进行开关操作）。换言之，使用控制部114提供的控制信号CTL控制各个开关元件SW1的开-关操作。因此，例如可基于从外部电源9侧输入的DC信号Sdc产生AC信号Sac，并且AC信号Sac被提供至电力输送部110。
(耦合系数计算电路112)
耦合系数计算电路112被配置为能够通过开关元件SW2与供电线Lp连接，并且具有计算上面所述的送电线圈L1和受电线圈L2之间的耦合系数的功能。注意，开关元件SW2被配置为响应控制部114的控制在计算耦合系数时开启。
耦合系数计算电路112测量电子设备2A和2B中每个的整流电路211的非工作状态中从馈电单元1侧观察的输入阻抗Zin的频率特性，并且使用频率特性的测量结果计算耦合系数k。更具体地，耦合系数计算电路112从频率特性的测量结果检测输入阻抗Zin的极值处的频率f，并且使用极值处的频率f计算耦合系数k。
具体地，在第一实施例中，尽管将在后面描述细节，耦合系数计算电路112检测两个作为极值处的频率的极小值处的频率（后面所述的频率fH）和极大值处的频率（后面所述的频率fL），并且使用两个频率fH和fL计算耦合系数k。此外，在第一实施例中，耦合系数计算电路112使用弱信号（测量功率中的测量信号弱）测量输入阻抗Zin的频率特性，以测量上述整流电路211的非工作状态的频率特性。
如图3中所示，耦合系数计算电路112包括测量信号发生部30，电流检测电路31（电流检测部），放大器32，A/D转换器33和计算控制部34。注意，计算控制部34对应于“运算部”和“控制部”的具体实例。
测量信号发生部30产生测量输入阻抗Zin的频率特性的测量信号，并且在该示例中，使用AC电源构成。测量信号具有预定电压V和频率f，并且通过开关元件SW2从供电线Lp被供应到电力输送部110。
电流检测电路31在测量输入阻抗Zin的频率特性的过程中测量流过送电线圈L1的电流I（测量电流）。通过这种方式检测到的电流I的值（在该示例中，模拟值）被提供给放大器32。该电流检测电路31例如可使用电阻器或变流器构成。
放大器32是具有放大电流检测电路31检测到的电流I的值（信号）的功能的电路（放大器电路）。
A/D转换器33对从放大器32输出的模拟值的电流I进行A/D（模拟/数字）转换，并且输出数字值的电流I。
计算控制部34具有控制测量信号发生部30的工作的功能以控制测量信号的电压V和频率f。此外，计算控制部34具有根据电流检测电路31检测到的电流I和计算控制部34自己设定的测量信号的电压V计算输入阻抗Zin（Zin=V/I）的功能。此时，连续改变测量信号的频率f（扫描频率f的值）可允许得到输入阻抗Zin的频率特性。注意，计算控制部34的控制功能和计算功能的细节将在后面描述。
（电力接收部210和旁通路Lb）
电力接收部210包括受电线圈L2以接收从电力输送部110传输的电力（来自AC磁场），以及电容器C2，与受电线圈L2一起构成上面所述的LC谐振电路。受电线圈L2和电容器C2彼此电气串联连接，并且上述电容器C2p和电力接收部210并联电气连接。具体地，电容器C2的第一端连接至整流电路211的第一输入端和电容器C2p的第一端，以及电容器C2的第二端连接至受电线圈L2的第一端。此外，受电线圈L2的第二端连接至整流电路211的第二输入端和电容器C2p的第二端。
在该情形中，由受电线圈L2以及电容器C2和C2p构成的LC谐振电路与上面所述的由送电线圈L1和电容器C1构成的LC谐振电路彼此磁耦合。因此，以与AC信号发生电路111产生的高频功率（AC信号Sac）的频率基本相同的谐振频率进行LC谐振操作。
此外，如图3中所示，设置有电容器C2p的通路（旁通路Lb）被电气并联连接至电力接收部210，并且被设置在整流电路211的一对输入端之间。旁通路Lb用作关于整流电路211的旁通路。尽管将在后面描述细节，但这允许整流电路211在测量输入阻抗Zin的频率特性时处于非工作状态（无效状态，或非激活状态）下。
（整流电路211）
在该示例中，整流电路211使用四个整流元件（二极管）D1到D4和平滑电容器C3构成。在图3的示例中，整流元件D1的阳极和整流元件D3的阴极被连接至整流电路211的第一输入端，整流元件D1的阴极和整流元件D2的阴极被连接至整流电路211的输出端。此外，整流元件D2的阳极和整流元件D4的阴极被连接至整流电路211的第二输入端，且整流元件D3的阳极和整流元件D4的阳极接地。换言之，整流电路211是具有所谓的二极管电桥结构的电路。此外，电容器C3被设置在接地和相应整流元件D1和D2的阴极连接点与馈电充电控制电路212之间的通路之间。通过此结构，整流电路211对电力接收部210提供的AC功率进行整流，平滑整流后的功率以减少脉动，并且将接收的DC功率的电力提供给馈电充电控制电路212。注意，整流电路211可以是使用晶体管的同步整流电路。
（馈电***4的功能和效果）
（一般操作概述）
在馈电***4中，根据外部电源9提供的电力，馈电单元1内的AC信号发生电路111将用于电力输送的预定高频功率（AC信号Sac）提供给电力输送部110中的功率传输线圈L1和电容器C1。因此，在电力输送部110中的送电线圈L1内产生磁场（磁通量）。此时，当作为被供电的单元的电子设备2A和2B被放置在馈电单元1的顶面（馈电表面S1）上（或附近）时，使馈电单元1内的送电线圈L1和电子设备2A和2B各自内的受电线圈L2在馈电表面S1附近彼此靠近。
通过这种方式，当受电线圈L2被放置在产生磁场的送电线圈L1附近时，通过送电线圈L1产生的磁通量感应在受电线圈L2内产生电动势（感应电动势）。换言之，由于电磁感应或磁谐振，通过在送电线圈L1和受电线圈L2中的每个中产生互连磁场。因此，电力从送电线圈L1侧（主侧，馈电单元1侧，或电力输送部110侧）输送至受电线圈L2侧（副侧，电子设备2A和2B侧，或电力接收部210侧）（参见图2和3中的箭头P1）。此时，馈电单元1侧的送电线圈L1和电子设备2A和2B侧的受电线圈L2通过电磁感应等彼此磁耦合，并因此进行LC谐振操作。
接着，在电子设备2A和2B中，将受电线圈L2接收的AC电力通过整流电路211提供给馈电充电控制电路212，进而实现后面所述的充电操作。具体地，在通过整流电路211将AC电力转换成预定DC电力后，通过馈电充电控制电路212根据DC电力进行电池213的充电操作。通过这种方式，在电子设备2A和2B中，根据电力接收部210接收的电力进行充电操作。
换言之，在第一实施例中，在对电子设备2A和2B充电时，到AC适配器等的端子连接是不必要的，且仅通过将电子设备2A和2B放置在馈电单元1的馈电表面S1上（或附近）便可容易地开始进行充电（进行非接触式馈电）。这减少了用户的麻烦。
此外，在这种操作中，在馈电单元1中的通信部113和电子设备2A和2B的每个中的通信部214之间进行相互通信操作（参见图2和图3中的箭头C1）。因此，例如，可进行单元之间的相互验证、馈电效率控制等。
（耦合系数计算电路112的功能）
理论上，如上面所述，这种非接触式馈电***被粗略地分类为电磁感应***和磁谐振***。两种***之间大的不同通常在于送电线圈和受电线圈之间的耦合系数。更具体地，在电磁感应***中高耦合系数是必要的。因此，将主侧单元和副侧单元设置成彼此靠近是必要的。另一方面，在磁谐振***中，即使当耦合系数小的时候也能够实现高效率的馈电。因此，允许主侧单元和副侧单元彼此分开放置。
耦合系数是非常重要的参数，因为耦合系数很大程度上影响非接触式馈电***的电力输送性能。例如，根据耦合系数的值合理设置参数（例如，电力输送振幅和电力输送频率）可实现电力馈送的稳定性。在非接触式馈电***中，可考虑一些获得耦合系数的方法。例如，可使用一种方法，其中，受电线圈被控制成两种模式，短路状态和开路状态，并且测量每种状态中送电线圈的电感值以获得耦合系数。此外，可考虑一种方法，其中，从由距离传感器测量的主侧单元和副侧单元之间的距离估计耦合系数。
此时，例如，在对手机进行非接触馈电的情形中，考虑到副侧单元内的电池为空的情形，副侧单元可能希望即使在非功率状态下也能工作（允许得到耦合系数）。然而，通过上述方法，为了得到耦合系数需要对副侧单元（被供电的单元）进行动态控制，并且当副侧单元不处于非功率状态时不能得到耦合系数。换言之，不利地，在副侧单元上进行动态控制，这是一种复杂的方法。此外，需要附加的传感器，例如距离传感器，这可能导致尺寸和成本上的问题。
因此，在根据第一实施例的馈电***4中，提供了具有图2和3中所示的结构的耦合系数计算电路112，并且通过下面的方法计算耦合系数k。下面将详细描述所述方法。
首先，例如，如图4中的虚线所示，馈送***4被配置为使得在耦合系数k的计算过程中（在后面所述的输入阻抗Zin的频率特性的测量过程中）作为被供电的单元的电子设备2A和2B的每个中的整流电路211被自动送进非工作状态（无动态控制）。更具体地，如图3和图4中所示，用于整流电路211的旁通路Lb被预先设置在电子设备2A和2B的每个中，并且电容器C2p被设置在旁通路Lb上。此外，在输入阻抗Zin的频率特性的测量过程中，用于测量的弱信号（测量功率中的测量信号弱）流过旁通路Lb，并且因此将整流电路211自身送进非工作状态。这是因为整流电路211不对该弱信号工作，并且被送入基本等同于未连接状态的状态。
此外，与如图4中的虚线所示出的相似，在输入阻抗Zin的频率特性的测量过程中，除了电子设备2A和2B每个中的整流电路211，AC信号发生电路111也被设置为处于非工作状态。更具体地，在该情形中，由于这是反馈单元1内部的设置，控制部114自动关闭开关元件SW1等以停止AC信号发生电路111的功能。因此，AC信号发生电路111被送入非工作状态。换言之，与上面所述的整流电路211相似，AC信号发生电路111也被送入基本等同于未连接状态的状态。
在该示例中，在整流电路211和AC信号发生电路111都被设置在非工作状态下的情形中，从反馈单元1观察的输入阻抗Zin通过下面的表达式（1）到（4）表示。
[数值表达式1]
其中L1是送电线圈L1的电感，L2是受电线圈L2的电感，C1是电容器C1的电容，C2是电容器C2的电容，C2p是电容器C2p的电容，C2’是电容器C2和C2p的组合电容，f1是由送电线圈L1和电容器C1构成的LC谐振电路的谐振频率，f2是由送电线圈L2和电容器C2和C2p构成的LC谐振电路的谐振频率，f是测量过程中的频率（测量信号的频率，变量），以及k是送电线圈L1和受电线圈L2之间的耦合系数。
此外，当电容器C2p的电容被设置为使得在上述两个谐振频率f1和f2之间满足条件（f1<<f2）时，输入阻抗Zin的频率特性可以是例如图5中所示。换言之，当测量信号的频率f改变时，输入阻抗Zin具有两个极值。更具体地，在第一实施例中，输入阻抗Zin在频率fL处表现极大值，并且在频率fH处表现极小值。注意，例如，当电力输送部110中不设置电容器C1并且送电线圈L1的第一端和供电线Lp短路时，电容器C1被认为是接近无穷大（f1=0）。因此，同样适用于该情形。
在该示例中，分别通过下面的表达式（5）和（6）表示极大值处的频率fL和极小值处的频率fH。
[数值表达式2]
fL＝f2...(5)
因此，通过耦合系数计算电路112测量输入阻抗Zin的频率特性并且从测量结果检测极大值处的频率值fL和极小值处的频率值fH，并且因此通过使用基于上述表达式（5）和（6）的下面的表达式（7）可得到耦合系数k。
[数值表达式3]
在该示例中，图6是示出通过耦合系数计算电路112计算耦合系数k的操作示例的流程图。下面按照图6详细描述计算耦合系数k的操作。
首先，计算控制部34设置测量信号的频率f（图6中的步骤S101）。接着，计算控制部34控制测量信号发生部30的操作以开始通过开关元件SW2和供电线Lp将测量信号输出至送电线圈L1侧（步骤S102）。
接着，电流检测电路31检测此时流过送电线圈L1的电流I，并且计算控制部34记录通过放大器32和A/D转换器33输入的电流I的值（步骤S103）。此后，计算控制部34控制测量信号发生部30的操作以停止测量信号的输出（步骤S104）。
之后，计算控制部34确定当前设定的测量信号的频率f的值是否等于或大于预先设定的预定值（f≥设定值）（步骤S105）。换言之，计算控制部34确定通过连续改变频率f进行的频率特性测量是否已经完成。此时，当确定频率f的值小于上面所述的设定值（f<设定值）时（步骤S105：否），即，当确定频率特性的测量还没完成时，处理再次返回步骤S101。接着，改变频率的值，并且再次进行步骤S102到S104的操作。
另一方面，当确定频率f的值等于或大于上面所述的设定值（f≥设定值）（步骤S105：是）时，即，当确定频率特性的测量已完成时，计算控制部34接着通过上述方法检测两个极值处的频率fL和fH（步骤S106）。更具体地，计算控制部34从输入阻抗Zin的频率特性的测量结果检测极大值处的频率fL和极小值处的频率fH。此时，计算控制部34使用关系表达式Zin=(V/I)（欧姆定律）根据实际检测到的电流I的值和测量信号的电压V的值计算输入阻抗Zin的值。
接着，计算控制部34使用检测到的频率fL和fH的值从上述表达式（7）计算耦合系数k（步骤S107）。通过这种方式，结束图6中所示的计算耦合系数k的操作。
如上面所述，在第一实施例中，测量作为被供电单元的电子设备2A和2B各自中的整流电路212的非工作状态下的输入阻抗Zin的频率特性，并且使用频率特性的测量结果计算送电线圈L1和受电线圈L2之间的耦合系数k。因此，如上面所述，允许在不使用例如对被供电的单元进行动态控制的复杂方法的条件下得到耦合系数k。
（示例1和2）
下面对比对照示例描述根据第一实施例的具体示例（示例1和2）。下面描述示例1和2以及对照示例各自中的条件。
示例1
测量功率（测量信号的功率）：-20dBm
主侧单元和副侧单元之间的位移：不存在（0mm），存在（10mm）
示例2
测量功率：-10dBm
位移：不存在（0mm），存在（10mm）
对照示例
一种方法，其中将受电线圈控制在两种模式下，短路状态和开路状态，并且从每种状态下的送电线圈观察到的电感比得到耦合系数（普通方法）。
注意，通过使用具有作为整流电路212的二极管桥结构的电路，在输入阻抗Zin的测量中使用网络分析器，以及将测量功率设置成上面所述的值进行测量。
此外，如图7中所示，设置每个线圈的电感值和每个电容器的电容值。此时，电容器C1的电容值被设置为允许约100kHz的上面所述的谐振频率f1。此外，电容器C2的电容值也被设置为允许由电容器C2和受电线圈L2构成的LC谐振电路的约100kHz的谐振频率。此外，电容器C2p的电容值被设置为允许约1MHz的上面所述的谐振频率f2（>>f1），在该情况下，整流电路212被设定为处于非连接（非工作）状态。
在该示例中，图8A和8B分别示出了示例1中不存在位移的情形中和存在位移的情形中输入阻抗Zin的频率特性的测量结果。此外，表格1示出了示例1中以及在位移存在和位移不存在的情形中的对照示例中得到的耦合系数k的值。
从表格1发现示例1中得到的耦合系数k的值基本等于对照示例（普通方法）中得到的耦合系数k的值，并且不论是在位移存在还是不存在的情形中二者都以高准确度来获得。理论上，在示例1中，尽管在计算中电容器Cp2的电容值被配置为允许约1MHz的频率fL，但得到的值低于计算的值，由于整流电路212中寄生电容成分的影响。
[表格1]
示例1 对照示例
位移：0mm 0.62 0.61
位移：10mm 0.47 0.42
此外，图9A和图9B分别示出了示例2中位移存在和位移不存在的情形中输入阻抗Zin的频率特性的测量结果。在示例2中，发现由于测量功率大于示例1中的测量功率的影响而导致输入阻抗Zin的极值（峰和谷）变得柔和，并且因此测量信号逐渐变为不被认为是弱信号的信号（不再认为整流电路212处于非工作状态下）。此外，发现极值处的频率fL和fH的值与示例1中的稍有不同。因此，希望在将测量功率抑制到低至一定程度并且测量信号被认为是弱信号的条件下测量输入阻抗Zin的频率特性。
如上面所述，在第一实施例中，使用整流电路212的非工作状态下的输入阻抗Zin的频率特性的测量结果计算耦合系数k。因此，能够不使用复杂方法得到耦合系数k。因此，能够容易得到使用磁场的电力输送中的耦合系数k。
更具体地，允许仅通过馈电单元1的简单控制而不用专门增加大的传感器等就可得到耦合系数k。因此，能够实现馈电***4的小尺寸和低成本。此外，由于测量方法简单，能够在短的测量时间（计算时间）内得到耦合系数k。
此外，与下面所述的第二实施例中的计算方法相比，第一实施例中的计算方法可得到下面的优点。具体地，如上面所述，由于当在两个谐振频率f1和f2之间满足条件（f1<<f2）时进行测量，允许相对容易满足测量中的预定条件，并且使得所述方法抗元件的改变（电容器C2p的电容值的改变等）。
（第二实施例）
接下来，描述本发明的第二实施例。在上面所述的第一实施例中，已经描述了使用极小值和极大值处的两个频率得到耦合系数k的情形的示例。在第二实施例中，描述了使用两个极小值处的频率得到耦合系数k的示例。注意，相似的附图标记被用于指代与第一实施例中基本相似的部件，并且适当省略对其描述。
（馈电***4A的结构）
图10通过电路图和框图示出了根据本发明的第二实施例的馈电***（馈电***4A）的结构示例。第二实施例的馈电***4A相当于设置下面所述的馈电单元1A来替代第一实施例中的馈电***4中的馈电单元1的馈电***，并且馈电***4A的其它结构与馈电***4中的相似。
（馈电单元1A）
馈电单元1A相当于进一步设置了电容器C1s的馈电单元，并且提供耦合系数计算电路112A（耦合系数计算部）替代馈电单元1内的耦合系数计算电路112。馈电单元1A的其它结构与馈电单元1中的相似。
电容器C1s被设置在耦合系数计算电路112A和供电线Lp之间（在该示例中，在耦合系数计算电路112A和开关元件SW2之间）的通路上。电容器C1s被配置为与电容器C2p一起在后面所述的两个谐振频率f1和f2之间满足条件（f1=f2=f0，其中，f0是预定谐振频率）。
耦合系数计算电路112A相当于提供计算控制部34A来替换第一实施例的耦合系数计算电路112中的的计算控制部34的耦合系数计算电路，并且耦合系数计算电路112A的其它结构与耦合系数计算电路112中的相似。
如下面所述，计算控制部34A基本使用与计算控制部34相同的方法计算耦合系数k。具体地，计算控制部34A测量作为被供电的单元的电子设备2A和2B的每个中的整流电路211的非工作状态下的输入阻抗Zin的频率特性，并且使用频率特性的测量结果计算耦合系数k。
理论上，与第一实施例不同，在第二实施例中，使用两个极小值处的频率计算耦合系数k，如上面所述。下面详细描述该方法。
首先，例如，如图11中的虚线所示，在第二实施例中同样，馈送***4A被配置为使得在耦合系数k的计算过程中（在输入阻抗Zin的频率特性的测量过程中），利用旁通路Lb和作为弱信号的测量信号将整流电路211自动送进非工作状态。
此外，同样如图11中的虚线所示，在第二实施例中，在输入阻抗Zin的频率特性的测量过程中，AC信号发生电路111也被设置为被送入非工作状态，与第一实施例一样。
在该情形下，在第二实施例中，当通过这种方式将整流电路211和AC信号发生电路111都设置成非工作状态时，通过下面的表达式（8）到（12）表示输入阻抗Zin。
[数值表达式4]
其中，L1是送电线圈L1的电感，L2是受电线圈L2的电感，C1是电容器C1的电容，C1s是电容器C1s的电容，C1’是电容器C1和C1s的组合电容，C2是电容器C2的电容，C2p是电容器C2p的电容，C2’是电容器C2和C2p的组合电容，f1是由送电线圈L1和电容器C1和C1s构成的LC谐振电路的谐振频率，f2是由送电线圈L2和电容器C2和C2p构成的LC谐振电路的谐振频率，f是测量过程中的频率（测量信号的频率，变量），以及k是送电线圈L1和受电线圈L2之间的耦合系数。
此外，当电容器C1s和C2p的电容被配置为使得在上述两个谐振频率f1和f2之间满足条件（f1=f2=f0）时，输入阻抗Zin的频率特性可以是，例如，如图12中所示。换言之，当测量信号的频率f改变时，输入阻抗Zin具有两个极值。更具体地，在第二实施例中，输入阻抗Zin在两个频率fL和fH处表现极小值。注意，在第二实施例中，与第一实施例相似，例如，当电力输送部110中不设置电容器C1并且送电线圈L1的第一端和供电线Lp短路时，电容器C1被认为是接近无穷大（组合电容C1’=电容C1）。因此，同样适用于该情形。
在该示例中，分别通过下面的表达式（13）和（14）表示该最小值处的频率fL和fH。
[数值表达式5]
因此，通过耦合系数计算电路112A测量输入阻抗Zin的频率特性并且从测量结果检测相应极小值处的频率fL和fH的值，且因此通过使用基于上述表达式（13）和（14）的下面的表达式（15）获得耦合系数k。
[数值表达式6]
如上面所述，在第二实施例中同样，通过与第一实施例相似的功能基本可得到与第一实施例相似的效果。换言之，能够容易得到使用磁场的电力输送中的耦合系数k。
此外，与上面所述的第一实施例中的计算方法相比，第二实施例中的计算方法可得到下面的优点。具体地，因为足以从频率特性的测量结果检测作为极值的极小值，所以与检测两个极大值和极小值的情形相比，允许测量输入阻抗Zin时的动态范围很小。
[修改例1和2]
接下来描述上面所述第一和第二实施例共同的修改例（修改例1和2）。修改例1和2相当于电子设备2A和2B的每个中的旁通路Lb的其它布置结构的示例。注意，相似的附图标记被用于指代与第一和第二实施例中的基本相似的部件，并且适当省略对其描述。
图13A是示出根据修改例1的旁通路Lb的布置结构示例的电路图，以及图13B是示出根据修改例2的旁通路Lb的布置结构示例的电路图。
在图13A所示的修改例1中，旁通路Lb被设置在电力接收部210中。具体地，旁通路Lb被设置在受电线圈L2和电容器C2之间。
另一方面，在图13B所示的修改例2中，在电力接收部210A中不设置电容器C2，并且旁通路Lb被设置在电力接收部210A和整流电路211之间。
如上面所述，作为电子设备2A和2B的每个中的旁通路Lb的布置结构，可采用不同的布置结构，只要旁通路Lb能够相对于整流电路211起到旁通作用。此外，对于旁通路Lb上的电容器C2p，该电容器不主动设置，并且可使用寄生电容成分替代。换言之，代替在旁通路Lb上设置电容器C2p，例如，可使用整流电路211内的寄生电容成分与受电线圈L2一起构成LC谐振电路。即使利用该结构，也允许通过与第一和第二实施例相似的功能得到相似的效果。
注意，对于修改例1和2，例如，需要根据旁通路Lb的布置结构，电容器C2的存在或不存在等适当地替换表达式（1）到（4）和（8）到（12）中的组合电容C2’和谐振频率f2。在更一般的表达式中，组合电容C2’是与受电线圈L2一起构成整流电路211的非工作状态下的LC谐振电路的电容器的组合电容，且谐振频率f2是LC谐振电路的谐振频率。
（第三实施例）
接下来，描述本发明的第三实施例。在第三实施例中，描述了使用利用上面所述的第一和第二实施例中所述的方法获得耦合系数k来设置用于电力输送（电力馈送）的参数（馈电参数）的操作。注意，相似的附图标记被用于指代与第一和第二实施例中基本相似的部件等，并且适当省略对其描述。
第三实施例中的馈电***与第一实施例中的馈电***4和第二实施例中的馈电***4A基本相似。在该示例中，如上面所述，使用通过耦合系数计算电路112或耦合系数计算电路112A计算的耦合系数k设置馈电参数的功能主要通过馈电单元1或1A中的控制部114进行。换言之，控制部114相当于本发明中的“参数设置部”的具体示例。
图14是示出根据第三实施例设置馈电参数的操作的示例的流程图。如图14中所示，在一系列馈电操作中的“排队阶段”、“激活通信阶段”和“馈电阶段”中的激活通信阶段和馈电阶段的每个中进行设置馈电参数的操作。
在一系列馈电操作中，首先，馈电单元1或1A使用不同的方法进行目标检测（检测被供电的单元是否存在于其附近）（图14中的步骤S201）。接着，耦合系数计算电路112或112A使用第一或第二实施例中所述的方法（步骤S101到S107）来得到耦合系数k（步骤S202）。
接下来，控制部114使用由此得到的耦合系数k设置用于激活作为被供电的单元的电子设备2A和2B的馈电参数（馈电参数的初始值）（步骤S203）。此后，响应控制部114的控制，将激活信号从送电线圈L1发送至电子设备2A和2B（步骤S204）。
如上面所述，在第三实施例中，耦合系数计算电路112或112A在作为被供电的单元的电子设备2A和2B的激活之前计算耦合参数k。此外，耦合系数计算电路112或112A根据得到的耦合参数k的大小改变电子设备2A和2B的激活信号的馈电参数。更具体地，例如，激活信号的电压被配置为与耦合系数k满足反比关系（激活信号的电压∝(1/k)）。
原因如下。首先，通常需要预定电力接收电压来激活被供电的单元。此外，在被供电的单元的激活阶段中，由于负载22未连接，负载22是轻负载，并且在这种情形下，电力接收电压与耦合系数k和激活信号的电压通常成比例（电力接收电压∝(k×激活信号的电压）)。因此，当被供电的单元被放置在馈电单元1上时，将激活信号的电压设置成与得到的耦合系数k成反比会产生下面的优点。具体地，无论被供电的单元被放在任何位置等，电力接收电压是基本恒定的，这能够实现被供电的单元内的稳定的激活操作。
接着，当传输激活信号并且电子设备2A和2B被激活时，在馈电单元1或1A（主侧单元）的通信部113和电子设备2A和2B（副侧单元）的通信部214之间进行相互通信。因此，允许在电子设备2A和2B中获得馈电参数（步骤S205）。
接着，控制部114使用得到的耦合系数k设置用于向电子设备2A和2B实际馈电的馈电参数（步骤S206）。此后，使用通过这种方式设置的馈电参数开始从馈电单元1或1A到电子设备2A和2B的电力馈送（主馈电）（步骤S207）。
在第三实施例中，控制部114使用得到的耦合系数k设置用于馈电的频率（馈电频率或电力输送频率）。更具体地，例如，当假设馈电单元1和电子设备2A或2B内的谐振频率为f0时，控制部114将馈电频率设置成(f0/(1-k)1/2)。
原因如下。首先，当负载22接收电力时，电力接收电压的变化根据馈电频率变化。此外，由于电力接收电压的变化小，电力输送是稳定的。此外，已知当如上面所述，馈电频率的值为(f0/(1-k)1/2)时，电力接收电压的改变变得最小。因此，使用得到的耦合系数k设置馈电频率的值允许电力接收电压的变化最小，并且因此电力输送变得稳定。
理论上，此后，适当地重设馈电参数（步骤S208），并且根据用户的设置、相互通信等确定电池213是否处于充满电状态，或是否要停止电力馈送（步骤S209）。当确定电池213处于未充满电的状态和不需要停止电力馈送时（步骤S209：否），继续电力馈送（步骤S210），并且该处理再次返回步骤S208。另一方面，确定电池213处于充满电的状态或者需要停止电力馈送（步骤S209：是），停止电力馈送（步骤S211），并且结束图14中所示的一系列馈电操作。
如上面所述，在第三实施例中，使用得到的耦合系数k设置馈电参数。因此，例如，能够不设置预定的固定馈电参数，而是根据在激活被供电的单元前得到的耦合系数k的大小设置合适的馈电参数。
此外，由于使用得到的耦合系数k设置馈电频率，电力接收电压的变化被配置为极小值并且允许进行稳定的电力输送。
（第四实施例）
接下来，描述本发明的第四实施例。在第四实施例中，描述了当使用上述第一实施例或第二实施例中描述的方法得到耦合系数k时进行检测被供电的单元是否存在于馈电单元1或1A的附近的操作（目标检测操作）的方法。注意，相似的附图标记被用于指代与第一到第三实施例中基本相似的部件，并且适当省略对其描述。
第四实施例中的馈电***与第一实施例中的馈电***4和第二实施例中的馈电***4A基本相似。如上面所述，使用耦合系数计算电路112或耦合系数计算电路112A计算的耦合系数k进行目标检测操作的功能主要通过馈电单元1或1A中的计算控制部34和控制部114进行。
图15是示出根据第五实施例计算耦合系数的操作和检测被供电的单元的存在或不存在的操作的实例的流程图。图15中所示的操作与第一实施例中描述的仅进行耦合系数的计算的操作的情形的不同在于，在检测各个极值处的频率fL和fH的值之后，还使用该结果进行目标检测操作。换言之，耦合系数计算电路112、112A等使用输入阻抗Zin的频率特性的测量结果来检测被供电的单元是否存在于馈电单元1或1A的附近。
具体地，按照下面的方式通过修改图6中所示的操作示例来得到图15中所示的操作示例。在步骤S106处检测极值以及各个极值处的频率fL和fH，并且在步骤S106后进一步添加后面所述的步骤S111到S113的操作。
更具体地，在检测极值以及各个极值处的频率fL和fH后，耦合系数计算电路112、112A等确定检测结果（例如，频率fL和fH的值，各个频率处的输入阻抗Zin的值等）是否在先前设置的预定范围内（步骤S111）。
此时，当确定检测结果在预定范围内时（步骤S111：是），耦合系数计算电路112、112A等确定希望的被供电的单元存在于馈电单元1的附近（步骤S112）。此后，该处理继续至上面所述步骤S107（耦合系数k的计算）。
另一方面，当确定检测结果不在预定范围内时（步骤S111：否），耦合系数计算电路112、112A等确定希望的被供电的单元不存在于馈电单元1的附近（步骤S113）。因此，在这种情形中不计算耦合系数k，并且结束图15中所示的操作。允许这样确定的原因在于，当金属异物（例如硬币，其它***的非接触式馈电单元等）位于馈电单元1的附近时，输入阻抗Zin的频率特性的测量结果不在先前设定的预定范围内。
如上面所述，在第四实施例中，也是通过使用输入阻抗Zin的频率特性的测量结果进行检测在馈电单元1的附近是否存在被供电的单元。因此，也允许耦合参数计算功能被用作目标检测功能。换言之，目标检测也与耦合系数k的计算一起进行，并且与通过专门模块实现两个功能的情形相比，允许单元结构被简化，尺寸减小和降低成本。
（第五实施例）
接下来，描述本发明的第五实施例。在第五实施例中，描述了当使用利用上述第一实施例或第二实施例中描述的方法得到的耦合系数k进行电力输送控制（电力馈送可用性的确定等）的方法。注意，相似的附图被用于指代与第一到第四实施例中基本相似的部件等，并且适当省略对其描述。
第五实施例中的馈电***与第一和第二实施例中的馈电***4和4A基本相似。如上面所述，使用耦合系数计算电路112或耦合系数计算电路112A计算的耦合系数k进行电力输送控制的功能主要通过馈电单元1或1A中的控制部114进行。换言之，控制部114相当于本发明的“电力输送控制部”的具体示例。
图16是示出根据第五实施例的电力输送控制操作的示例的流程图。在电力输送控制操作中，首先，在排队阶段进行上面所述的目标检测（步骤S201）和上面所述的耦合系数k的计算（步骤S202）。
接着，控制部114根据由此得到的耦合系数k的大小控制电力输送操作。具体地，在该示例中，控制部114首先确定耦合系数k的值是否大于预定阈值kth1（第一阈值）（是否满足k>kth1）（步骤S221）。
此时，当确定耦合系数k的值等于或低于阈值kth1（k≤kth1）（步骤S221：否）时，例如，控制部114可停止AC信号发生电路111等的工作以控制送电线圈L1不进行电力输送。具体地，在该示例中，该处理返回步骤S201，并且该处理不切换至后续的激活通信阶段（上面所述的步骤S203到S205）、馈电阶段（上面所述的步骤S206到S210）等。
另一方面，当确定耦合系数k的值大于阈值kth1（k>kth1）（步骤S221：是）时，控制部114接着控制送电线圈L1进行电力输送。换言之，该处理被切换至接下来的激活通信阶段和馈电阶段等。
通过这种方式，在得到的耦合系数k的值等于或低于阈值kth1（k≤kth1）的情形中，进行电力输送控制使得不进行后续的电力输送，并且因此能够减小或抑制在非接触式馈电中出现的热量产生、不需要的辐射等。原因如下。
具体地，首先，当耦合系数k的值小时，为了产生与被供电的单元相同的电力接收电压，需要增大流过送电线圈L1的电流。因此，增加了馈电单元内的热量产生。此外，与此相关，穿过被供电的单元的外壳的磁通量也增加。因此，被供电的单元内产生的热也由于过电流损失而增加。另一方面，当耦合系数k的值小时，不需要的辐射也趋于增加。因此，如上面所述，当得到的耦合系数k的值小时，进行电力输送控制使得不进行后续的电力输送，并且因此能够减小或抑制热量产生、不需要的辐射等。
在第五实施例中，例如，可进行图17中所示的电力输送控制操作。具体地，当确定耦合系数k的值大于阈值kth1（k>kth1）（步骤S221：是）时，可进一步确定耦合系数k的值是否等于或低于另一阈值kth2（>kth1）（第二阈值）（确定是否满足k≤kth2）（步骤S222）。
当确定耦合系数k的值也大于阈值kth2（k>kth2）（步骤S222：否）时，控制部114控制送电线圈L1进行后续的电力输送。换言之，该处理切换至后续的激活通信阶段、馈电阶段等。
另一方面，当耦合系数k的值大于阈值kth1并且等于或低于阈值kth2（kth2≥k>kth1）时（步骤S222：是），控制部114进行下面的电力输送控制。在进行减小由被供电的单元接收的电力的控制（接收电力减小控制）后，控制部114进行控制使得该处理进行下面的激活通信阶段、馈电阶段等（步骤S233）。当进行这种电力输送控制时，接收的电力的合适控制变得可能，并且能够进一步减小或抑制热量产生、不需要的辐射等。
上面所述的接收电力的减小控制的方法的示例可包括下面的两种方法（A）和（B）：
（A）一种方法，其中，得到的耦合系数k的信息通过通信从馈电单元1传输到被供电的单元，并且被供电的单元确定且控制接收的电力，
（B）一种方法，其中，馈电单元1根据得到的耦合系数k确定接收的电力，接收的电力的信息通过通信传输到被供电的单元，并且被供电的单元控制接收的电力。
如上面所述，在第五实施例中，使用得到的耦合系数k进行电力输送控制（电力馈送的可用性的确定等）。因此，能够减小或抑制热量产生、不需要的辐射等。
（其它修改例）
在上文中，尽管已参照实施例和修改例对本发明的技术进行了说明，但本技术不限制于这些实施例等，并且可进行各种修改。
例如，在上面所述的实施例等中，描述了各种线圈（送电线圈和受电线圈）。然而，允许将各种结构用作相应线圈的结构（形状）。具体地，例如，每个线圈可设置成例如螺旋形状、环形状、使用磁体的杆状、通过将螺旋线圈折成两层而构成的α-绕阻形状、更多层的螺旋形状以及通过沿厚度方向缠绕绕阻而构成的斜螺线形状的形状。此外，每个线圈不限于由导电性绕组杆构成的绕阻线圈，且还可以是由印制电路板、柔性电路板等构成的导电性的图案线圈。
此外，在上面所述的实施例等中，尽管电子单元被描述成被供电的单元的示例，但被供电的单元不限制于此，并且可以是除电子单元外的任何类型的被供电的单元（例如汽车，诸如电动车）。
此外，在上面所述的实施例等中，具体描述了馈电单元和电子设备中的每个部件。然而，没必要设置所有部件，或可进一步设置其它部件。例如，可在馈电单元和/或电子装设备中提供通信功能、控制功能、显示功能、验证副侧单元的功能、检测污染物（例如异物金属）的功能等。此外，耦合系数计算电路的结构和计算方法也不限制于上面所述的实施例中描述的那些，并且可采用其它结构和其它计算方法。此外，作为输入阻抗Zin的测量中使用的电源，例如，可使用馈电驱动器（上面所述实施例等中描述的AC信号发生电路）来替代上面所述实施例等中描述的测量信号发生部。
此外，在上面所述的实施例等中，当整流电路被送进非工作状态时，使用作为弱信号的测量信号。然而，所述方法不限制于此，并且可使用其它方法。具体地，例如，可在整流电路的前级或后级中设置开关，并且所述开关被配置为关闭状态以允许整流电路处于非工作状态。可替换地，例如，可提供能够在有效和无效之间切换整流功能的状态的整流电路，并且可以通过被供电的单元内的控制部控制所述切换以允许整流电路处于非工作状态。
此外，在上面所述的实施例等中，主要作为示例描述了馈电***包括多个（两个）电子设备的情形。然而，电子设备的数目不限制于此，并且馈电***可仅包括一个电子设备。
此外，在上面所述的实施例等中，作为馈电单元的示例描述了用于小型电子设备（CE装置）（例如手机）的充电托板。然而，馈电单元不限制于这种家用充电托板，并且可用作用于各种类型的电子设备等的充电单元。此外，馈电单元不一定是托板，并且可以是例如用于电子设备的代称，诸如所谓的支架。
注意，可将本技术配置如下：
（1）一种馈电单元，包括：
送电线圈，被配置为使用磁场进行电力输送；
耦合系数计算部，被配置为计算所述送电线圈和被供电的单元内的受电线圈之间的耦合系数，其中，
所述耦合系数计算部测量所述被供电的单元内的整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性，并且使用所述频率特性的测量结果来计算所述耦合系数。
（2）根据（1）所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部从所述频率特性的测量结果检测输入阻抗的极值处的频率，并且使用所述极值处的频率来计算所述耦合系数。
（3）根据（2）所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部检测所述输入阻抗的极小值处的频率和所述输入阻抗的极大值处的频率两者作为所述极值处的频率，并且使用两个所述频率来计算所述耦合系数。
（4）根据（3）所述的馈电单元，其中，当包括所述送电线圈的谐振电路的谐振频率由f1表示，并且包括所述受电线圈的谐振电路的谐振频率由f2表示时，所述谐振频率f1和f2被设置为满足（f1<<f2）。
（5）根据（2）所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部检测所述输入阻抗的两个极小值处的频率作为所述极值处的频率，并且使用所述两个极小值处的所述频率来计算所述耦合系数。
（6）根据（5）所述的馈电单元，其中，当包括所述送电线圈的谐振电路的谐振频率由f1表示，并且包括所述受电线圈的谐振电路的谐振频率由f2表示时，所述谐振频率f1和f2被设置为满足（f1=f2）。
（7）根据（1）到（6）中任一项所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部使用弱信号测量频率特性以测量所述整流电路的非工作状态下的频率特性。
（8）根据（7）所述的馈电单元，其中，当所述弱信号通过相对于所述被供电的单元内的所述整流电路的旁路时，所述整流电路进入所述非工作状态。
（9）根据（8）所述的馈电单元，其中，
所述旁路被设置在所述整流电路的一对输入端之间，并且
电容器或寄生电容分量被设置在所述旁路上。
（10）根据（1）到（9）中任一项所述的馈电单元，还包括：
AC信号发生部，被配置为向所述送电线圈提供AC信号以进行所述电力输送，其中，
当测量所述频率特性时，除了所述整流电路之外，所述AC信号发生部也处于所述非工作状态。
（11）根据（1）到（10）中任一项所述的馈电单元，其中，
所述耦合系数计算部包括：
测量信号发生部，被配置为产生测量信号以测量所述频率特性，
电流检测部，被配置为检测流过所述送电线圈的电流，
控制部，被配置为控制所述测量信号的电压和频率，以及
运算部，被配置为基于由所述电流检测部检测到的电流和由所述控制部设置的电压来计算所述输入阻抗，以及
所述控制部连续改变所述测量信号的频率以允许所述运算部获得所述频率特性。
（12）根据（1）到（11）中任一项所述的馈电单元，还包括：
参数设置部，被配置为使用由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数来设置所述电力输送中的参数。
（13）根据（12）所述的馈电单元，其中，
所述耦合系数计算部在激活所述被供电的单元前计算所述耦合系数，并且
所述参数设置部根据由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数的大小来改变所述被供电的单元的激活信号的参数。
（14）根据（13）所述的馈电单元，其中，所述参数设置部将所述激活信号的电压设置成满足相对于所述耦合系数逆相关。
（15）根据（12）到（14）中任一项所述的馈电单元，其中，所述参数设置部使用由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数来设置所述电力输送中的送电频率。
（16）根据（1）到（15）中任一项所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部使用所述频率特性的测量结果来确定所述被供电的单元是否存在于所述馈电单元附近。
（17）根据（16）所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部根据所述频率特性的测量结果是否在预定范围内来检测所述被供电的单元是否存在于所述馈电单元附近。
（18）根据（1）到（17）中任一项所述的馈电单元，还包括：
送电控制部，被配置为根据由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数的大小来控制所述电力输送中的操作，其中，
当所述耦合系数等于或低于第一阈值时，所述送电控制部不进行所述电力输送。
（19）根据（18）所述的馈电单元，其中，当所述耦合系数大于所述第一阈值并且等于或低于第二阈值时，在所述被供电的单元内进行减小接收电力的控制之后，所述送电控制部进行所述电力输送。
（20）一种馈电***，设置有一个或多个电子设备和馈电单元，所述一个或多个电子设备各自具有受电线圈和整流电路，所述馈电单元被配置为使用磁场向所述电子设备进行电力输送，所述馈电单元包括：
送电线圈，被配置为进行所述电力输送；
耦合系数计算部，被配置为计算所述送电线圈和所述受电线圈之间的耦合系数，其中，
所述耦合系数计算部测量所述整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性，并且使用所述频率特性的测量结果来计算所述耦合系数。
本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素可产生各种修改例、组合例、子组合例和变化例，它们同样落入所附权利要求及其等价物的范围内。

Claims (18)

1.一种馈电单元，包括：
送电线圈，被配置为使用磁场进行电力输送；
耦合系数计算部，被配置为计算所述送电线圈和将被供电的单元内的受电线圈之间的耦合系数，其中，
所述耦合系数计算部测量所述将被供电的单元内的整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性，并且使用所述频率特性的测量结果来计算所述耦合系数；
其中，所述耦合系数计算部根据所述频率特性的所述测量结果检测所述输入阻抗的极值处的频率，并且使用所述极值处的频率来计算所述耦合系数；
其中，所述耦合系数计算部包括：测量信号发生部，被配置为产生测量信号以测量所述频率特性，电流检测部，被配置为检测流过所述送电线圈的电流，控制部，被配置为控制所述测量信号的电压和频率，以及运算部，被配置为基于由所述电流检测部检测到的电流和由所述控制部设置的电压来计算所述输入阻抗，以及所述控制部连续改变所述测量信号的频率以允许所述运算部获得所述频率特性。
2.根据权利要求1所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部检测所述输入阻抗的极小值处的频率和所述输入阻抗的极大值处的频率两者作为所述极值处的频率，并且使用两个所述频率来计算所述耦合系数。
3.根据权利要求2所述的馈电单元，其中，当包括所述送电线圈的谐振电路的谐振频率由f1表示，并且包括所述受电线圈的谐振电路的谐振频率由f2表示时，所述谐振频率f1和f2被设置为满足f1<<f2。
4.根据权利要求1所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部检测所述输入阻抗的两个极小值处的频率作为所述极值处的频率，并且使用所述两个极小值处的所述频率来计算所述耦合系数。
5.根据权利要求4所述的馈电单元，其中，当包括所述送电线圈的谐振电路的谐振频率由f1表示，并且包括所述受电线圈的谐振电路的谐振频率由f2表示时，所述谐振频率f1和f2被设置为满足f1＝f2。
6.根据权利要求1所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部使用弱信号测量所述频率特性以测量所述整流电路的非工作状态下的所述频率特性。
7.根据权利要求6所述的馈电单元，其中，当所述弱信号通过相对于所述将被供电的单元内的所述整流电路的旁路时，所述整流电路进入所述非工作状态。
8.根据权利要求7所述的馈电单元，其中，
所述旁路被设置在所述整流电路的一对输入端之间，并且
电容器或寄生电容组件被设置在所述旁路上。
9.根据权利要求1所述的馈电单元，还包括：
AC信号发生部，被配置为向所述送电线圈提供AC信号以进行所述电力输送，其中，
当测量所述频率特性时，除了所述整流电路之外，所述AC信号发生部也处于所述非工作状态。
10.根据权利要求1所述的馈电单元，还包括：
参数设置部，被配置为使用由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数来设置所述电力输送中的参数。
11.根据权利要求10所述的馈电单元，其中，
所述耦合系数计算部在激活所述将被供电的单元前计算所述耦合系数，并且
所述参数设置部根据由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数的大小来改变所述将被供电的单元的激活信号中的参数。
12.根据权利要求11所述的馈电单元，其中，所述参数设置部将所述激活信号的电压设置成满足相对于所述耦合系数逆相关。
13.根据权利要求10所述的馈电单元，其中，所述参数设置部使用由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数来设置所述电力输送中的送电频率。
14.根据权利要求1所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部使用所述频率特性的所述测量结果来确定所述将被供电的单元是否存在于所述馈电单元附近。
15.根据权利要求14所述的馈电单元，其中，所述耦合系数计算部根据所述频率特性的所述测量结果是否在预定范围内来检测所述将被供电的单元是否存在于所述馈电单元附近。
16.根据权利要求1所述的馈电单元，还包括：
送电控制部，被配置为根据由所述耦合系数计算部计算的所述耦合系数的大小来控制所述电力输送中的操作，其中，
当所述耦合系数等于或低于第一阈值时，所述送电控制部不进行所述电力输送。
17.根据权利要求16所述的馈电单元，其中，当所述耦合系数大于所述第一阈值并且等于或低于第二阈值时，在所述将被供电的单元内进行减小接收电力的控制之后，所述送电控制部进行所述电力输送。
18.一种馈电***，设置有一个或多个电子设备和馈电单元，所述一个或多个电子设备各自具有受电线圈和整流电路，所述馈电单元被配置为使用磁场向所述电子设备进行电力输送，所述馈电单元包括：
送电线圈，被配置为进行所述电力输送；
耦合系数计算部，被配置为计算所述送电线圈和所述受电线圈之间的耦合系数，其中，
所述耦合系数计算部测量所述整流电路的非工作状态下的输入阻抗的频率特性，并且使用所述频率特性的测量结果来计算所述耦合系数；
其中，所述耦合系数计算部根据所述频率特性的所述测量结果检测所述输入阻抗的极值处的频率，并且使用所述极值处的频率来计算所述耦合系数；
所述耦合系数计算部包括：测量信号发生部，被配置为产生测量信号以测量所述频率特性，电流检测部，被配置为检测流过所述送电线圈的电流，控制部，被配置为控制所述测量信号的电压和频率，以及运算部，被配置为基于由所述电流检测部检测到的电流和由所述控制部设置的电压来计算所述输入阻抗，以及所述控制部连续改变所述测量信号的频率以允许所述运算部获得所述频率特性。
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