JP6600413B2 - 誘導電力送信機 - Google Patents
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Description
少なくとも2つの、実質的に異なる周波数の物体検出信号を生成するよう構成されたコンバータと、
物体検出信号に基づいて磁場を生成するよう構成された少なくとも1つの送信コイルと、
コイルと関連した回路パラメータ(単数又は複数)を判定又は測定するよう構成されており、周波数のそれぞれで送信コイルのインダクタンスを判定し、周波数のそれぞれの間のインダクタンスの変化に依存して、物体の存在の有無、及び/又は存在している物体の種類を判定するコントローラと、を含む誘導電力送信機が提供される。
実質的に異なる周波数の物体検出信号を少なくとも2つ生成するよう構成された少なくとも1つの送信コイルと、
周波数のそれぞれでコイルのインダクタンスの測定値を判定し、周波数のそれぞれの間のインダクタンスの変化に依存して、物体の存在の有無、及び/又は存在している物体の種類を判定するよう構成されたコントローラと、を含む誘導電力送信機が提供される
更に別の実施形態によると、誘導電力送信機であって、
少なくとも1つの物体検出コイルと、
少なくとも2つの共振コンデンサと、
それぞれのコンデンサをコイルに接続するよう構成されており、周波数で共振させる少なくとも2つのスイッチであって、コンデンサの値が実質的に異なる、スイッチと、
周波数のそれぞれでコイルのインダクタンスの測定値を判定し、周波数間のインダクタンスの変化に依存して、物体の存在の有無、及び/又は存在している物体の種類を判定するよう構成されたコントローラと、を含む誘導電力送信機が提供される。
・ 受信機/送信機間の通信に依存しない、
・ IPT受信機が存在していても、異物(FO)の存在を確実に識別することができる、
・ IPTと同時に使用することができる、
・ 検出が比較的速い、
・ 正確性及び検出の信頼性が比較的高く、
・ 適用先の要件に従って選択可能なインダクタンス内の変化を検出するために使用可能な様々な回路がある、
・ 物体検出(OD)電力レベルを比較的抑えることができ、正確性に著しい影響を与えない、
・ 校正の必要性や、比較のための基準パラメータを設定しない、
・ 金属物体と鉄製又は磁性の物体との区別が可能である、及び/又は
・ 受信機に回路や修正を必要としない。
ρ=コンダクタの抵抗
ω=電流の角周波数=2π×周波数
μr=コンダクタの相対透磁率
μ0=自由空間の透磁率
μ=μrμ0
別個のODコイルが使用される場合、上述の著しく異なる2つの周波数で励磁することができる。あらかじめ判定されるか、又は測定された励磁電圧と、あらかじめ判定されるか、又は測定された電流に対して、(抵抗が無視される場合、)方程式2に従ってインダクタンスを判定することができる。
図4は、ODコイルL1と、2つの同調された並列コンデンサC1、C2を含む共振タンクと共に、代替のOD回路200を示している。共振タンクは、方程式3に従って自然共振周波数を有するであろう。
2つの周波数はまた、メインIPTコイル7を使用して生成されてもよい。この場合、OD信号は、インバータにより、IPT電力送信信号の上に重ねられる。インダクタンスの変化を検出するために、別個のフィルタが、2つの各OD周波数に対して、電流送信機に関連して用意される。フィルタは、IPT周波数に関連したOD周波数に依存して、ノッチフィルタ、又はハイパス/ローパスフィルタであってもよい。しかし、IPT信号はOD信号よりも非常に強いことが多いので、急峻なロールオフの(つまり、より高次の)フィルタが要求され得る。
Claims (16)
- 誘導電力送信機であって、
少なくとも2つの物体検出信号を生成するように構成されたコンバータであって、前記少なくとも2つの物体検出信号の第1の物体検出信号は、第1の周波数で生成され、前記少なくとも2つの物体検出信号の第2の物体検出信号は、第2の周波数で生成され、前記第1の周波数及び前記第2の周波数は、実質的に異なる周波数である、コンバータと、
前記少なくとも2つの物体検出信号に基づいて磁場を生成するように構成された少なくとも1つの送信コイルと、
前記第1の周波数及び前記第2の周波数の各々における前記送信コイルのインダクタンスを表す回路パラメータを判定又は測定し、前記第1の周波数及び前記第2の周波数における前記送信コイルのインダクタンスの差に基づいて、物体の存在の有無、及び/又は存在している物体の種類を判定するように構成されているコントローラと、を備える誘導電力送信機。 - 物体の存在の有無の判定は、前記インダクタンスの差が、閾値より大きいか小さいかに基づいている、請求項1に記載の送信機。
- 前記インダクタンスの絶対差が閾値より大きい場合に、異物が存在すると判定される、請求項2に記載の送信機。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数が、所定の異物を検出するために、前記所定の異物の既知の表皮深さに基づいて選ばれる、請求項3に記載の送信機。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数が、5倍超異なる、請求項1に記載の送信機。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数が、10倍超異なる、請求項5に記載の送信機。
- 前記第1の周波数が、誘導電力送信周波数よりも著しく低く、前記第2の周波数が、誘導電力送信周波数よりも著しく高い、請求項1に記載の送信機。
- 前記第1の周波数及び前記第2の周波数の間のインダクタンスの著しい減少が、金属の異物を示している、請求項2に記載の送信機。
- 金属の異物を検出するための前記閾値が、5〜10%の間か、又は10%である、請求項8に記載の送信機。
- 前記送信コイルは、誘導電力送信コイルから分離されており、前記少なくとも2つの物体検出信号をIPT信号に重ねて、前記物体検出信号及び前記IPT信号が同時に動作するよう構成された、請求項1に記載の送信機。
- 前記送信コイルが、前記少なくとも2つの物体検出信号を、IPT信号に引き続き生成するよう構成された、請求項1に記載の送信機。
- 前記送信コイルが、誘導電力送信コイルであり、前記少なくとも2つの物体検出信号をIPT信号に重ねて、前記物体検出信号及び前記IPT信号が同時に動作するよう構成された、請求項1に記載の送信機。
- 前記コントローラが、異物が存在するかに依存して、誘導電力受信機への誘導電力送信を無効化するよう、更に構成された、請求項2に記載の送信機。
- 前記送信コイルが、前記第1の周波数及び前記第2の周波数のそれぞれで励磁され、前記インダクタンスが、送信コイル電圧と送信コイル電流に基づいて判定される、請求項13に記載の送信機。
- 前記IPT信号の周波数が、110〜205kHzの間である、請求項10〜12のいずれか1項に記載の送信機。
- 前記物体検出信号の前記周波数が5〜50kHzの間及び500kHz超である、請求項15に記載の送信機。
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