JP6736704B2 - 受信機を検出する方法及び誘導電力伝送システム - Google Patents
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Description
・送信機と受信機との間で送信される通信信号に依存するシステム、及び
・非無線近接(non-radioproximity)センサ(例えば、光センサ)を使用して受信機の物理的な存在を検出するシステム、である。
・検出方法を実行するために、電力伝送を減少または完全に中断する必要がありうること、
・定常状態の電流が受信機についての指標として使用される場合、無負荷の受信機が、間違った結果を誤って与えうること、
・部品の変動及び雑音に敏感である可能性があること、及び
・検出された受信機が互換性を有するかどうかを検出できない可能性があること、である。
本発明の一実施形態によれば、突入電流型検出方法は、スタンバイモードの送信機で始まる。このモードでは、送信機は、最小の電力を引き出すように制御される。送信機は、任意の受信機が、送信機の送信レンジに入ったことを検出するために、スタンバイモードから検出モードに周期的に切り替わる。本発明の好適な実施形態では、送信機は、2秒ごとに一時的に検出モードに切り替わるよう構成される。あるいは、突入電流型検出方法よりも他の検出方法が先立っている場合には、送信機は、既に検出モードであってもよい。
・電力が受信機に伝送されるよう送信機を制御しうる、
・受信機の存在を更に検証するために他の検出方法に従って送信機を制御しうる、または・送信機との、受信機の互換性を特定するための他の特定方法に従って送信機を制御しうる。
・受信機の存在を検出するための他の検出方法に従って送信機を制御しうる、
・前述したスタンバイモードに送信機を戻しうる、または
・送信機をオフに切り替えうる。
本発明の一実施形態によれば、周波数掃引型検出方法は、突入電流型検出方法において上述したようなスタンバイモードの送信機で始まる。あるいは、送信機は、周波数掃引型検出方法よりも他の検出方法が先立っている場合には、送信機は、既に検出モードであってもよい。
今回は第2の試験周波数で制御される。コントローラは、ピーク振幅の他に第2の試験周波数の値もメモリに格納する。
・任意の結果がベースラインと比較されるように、測定されたデータからベースラインデータを減算する、
・データポイントに対する幅3(またはそれと類似)の移動平均を行うことによって、雑音の平滑化及びフィルタリングを行う、
・傾きが極性をどこで変化させるかを見出すことによって、極大値のエッジを見つける、・極大値のエッジ間の最大値を見出すことによって、極大値の上端を見つける、
・極大値のエッジにおける高さを測定する、
・極大値の幅は、極大値のエッジ間の幅として定義されうる、及び
・極大値の高さは、極大値のエッジのうちのより高い高さから、ピークの上端における高さまでの、垂直の距離として定義されうる。
・電力が受信機に伝送されるよう送信機を制御しうる、
・受信機の存在を更に検証するために他の検出方法に従って送信機を制御しうる、または・送信機との、受信機の互換性を特定するための他の特定方法に従って送信機を制御しうる。
・受信機の存在を検出するための他の検出方法に従って送信機を制御しうる、
・前述したスタンバイモードに送信機を戻しうる、または
・送信機をオフに切り替えうる。
本発明の一実施形態によれば、突入電流除去型検出方法は、電力モードの送信機で始まる。一実施形態では、送信機は、受信機の存在を既に検出しており、当該受信機への電力の伝送を開始している。電力モードでは、送信機は、受信機に電力を伝送するよう制御される。コンバータ及びDC−DCコンバータは、動作周波数及び動作電圧で、交流電流をインダクタに供給するよう制御される。
・電力が受信機に伝送されるよう送信機を制御しうる。これは、送信機の電圧を動作電圧に戻すことを含みうる。
・受信機の不存在を確認するための他の検出方法に従って送信機を制御しうる、
・前述したスタンバイモードに送信機を戻しうる、または
・送信機をオフに切り替えうる。
本発明の一実施形態によれば、周波数変化型検出方法は、電力モードの送信機で始まる。一実施形態では、送信機は、共振型受信機の存在を既に検出しており、当該共振型受信機に電力の伝送を開始している。電力モードでは、送信機は、受信機に電力を伝送するよう制御される。コンバータ及びDC−DCコンバータは、動作周波数及び動作電圧で、交流電流をインダクタに供給するよう制御され、当該動作周波数は、受信機の共振と整合(match)するように制御される。
・電力が受信機に伝送されるよう送信機を制御しうる。
・導電性の非受信機の存在を確認するための他の検出方法に従って送信機を制御しうる、・前述したスタンバイモードに送信機を戻しうる、または
・送信機をオフに切り替えうる。
本発明の一実施形態によれば、電圧変化型検出方法は、電力モードの送信機で始まる。一実施形態では、送信機は、受信機の存在を既に検出しており、当該受信機に電力の伝送を開始している。電力モードでは、送信機は、受信機に電力を伝送するよう制御される。DC−ACコンバータ及びDC−DCコンバータは、動作電圧及び動作周波数で、交流電流をインダクタに供給するよう制御される。
・電力が受信機に伝送されるよう送信機を制御しうる。
・導電性の非受信機の存在を確認するための他の検出方法に従って送信機を制御しうる、・前述したスタンバイモードに送信機を戻しうる、または
・送信機をオフに切り替えうる。
Claims (18)
- 誘導結合型の電力伝送システムにおいて受信機を検出する方法であって、
前記システムは、
(a) 交流の磁界を発生させるためのコイルと、
(b) 交流電流を前記コイルに供給するためのコンバータと、
(c) 前記コンバータに供給される電流を測定するためのセンサと、を備え、
前記方法は、
(i) 周波数範囲内の複数の周波数で前記コンバータを作動するステップと、
(ii) 前記複数の周波数の各周波数について、突入期間中に、前記センサを使用して測定された前記電流のピーク振幅を決定するステップと、
(iii)前記周波数範囲内の前記決定されたピーク振幅の特徴を分析するステップと、
(iv) 予め定められたパラメータを満たす前記特徴に基づいて受信機を検出するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記方法は、前記誘導結合型の電力伝送システム内に存在するキャパシタにおけるバイアスを除去するために、前記コンバータを前記複数の周波数の各周波数で作動する前に、前記周波数範囲よりも高い非共振周波数を有する交流電流を供給するよう、前記コンバータを制御するステップ、を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の周波数の各周波数について、前記突入期間中に、前記電流のピーク振幅を決定し、閾値未満のピーク振幅を無視することを含むこと特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記周波数範囲は、100kHzから1000kHzまでであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記周波数範囲内の前記決定されたピーク振幅の特徴を分析する前記ステップが、
極大値を識別し、
前記識別された極大値の幅、前記識別された極大値のピークの大きさ、または、前記極大値が生じる周波数を含む、前記識別された極大値の特徴を決定することを含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記予め定められたパラメータが、前記識別された極大値が生じる周波数を含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記極大値が幅を有し、前記予め定められたパラメータが前記極大値の幅を含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記予め定められたパラメータが、前記識別された極大値のピークの大きさを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 予め定められたパラメータを満たす前記特徴に基づいて受信機を検出する前記ステップに従って、
(i) 無線電力を前記受信機に伝送するステップと、
(ii) 前記受信機が、前記誘導結合型の電力伝送システムと互換性がある受信機であるかどうかを識別するステップと、
(iii) 送信機をスタンバイモードに切り替えるステップと、
(iv) 前記送信機をオフに切り替えるステップと、
のうちの1つ以上のステップを達成する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 交流の磁界を発生させるためのコイルと、
交流電流を前記コイルに供給するためのコンバータと、
前記コンバータに供給される電流を測定するためのセンサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
周波数範囲内の複数の周波数で前記コンバータを作動し、
前記複数の周波数の各周波数について、突入期間中に、前記センサを使用して測定された前記電流のピーク振幅を決定し、
前記周波数範囲内の前記決定されたピーク振幅の特徴を分析し、
予め定められたパラメータを満たす前記特徴に基づいて受信機を検出するように、構成されていることを特徴とする誘導結合型の電力伝送機。 - 前記コントローラは、前記誘導結合型の電力伝送システム内に存在するキャパシタにおけるバイアスを除去するために、前記コンバータを前記複数の周波数の各周波数で作動する前に、前記周波数範囲よりも高い非共振周波数を有する交流電流を供給するように前記コンバータを作動するように、更に構成されていることを特徴とする、請求項10に記載の誘導結合型の電力伝送機。
- 前記コントローラが、前記複数の周波数の各周波数について、前記突入期間中に、前記電流のピーク電流を決定し、閾値未満のピーク振幅を無視するように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の誘導結合型の電力伝送機。
- 前記周波数範囲は、100kHzから1000kHzまでであることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の誘導結合型の電力伝送機。
- 前記周波数範囲内の前記決定されたピーク振幅の特徴を分析することが、
極大値を識別し、
前記識別された極大値の幅、前記識別された極大値のピークの大きさ、または、前記極大値が生じる周波数を含む、前記識別された極大値の特徴を決定することを含むことを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の誘導結合型の電力伝送機。 - 前記予め定められたパラメータが、前記識別された極大値が生じる周波数を含むことを特徴とする請求項14に記載の誘導結合型の電力伝送機。
- 前記極大値が幅を有し、前記予め定められたパラメータが前記極大値の幅を含むことを特徴とする請求項14に記載の誘導結合型の電力伝送機。
- 前記予め定められたパラメータが、前記識別された極大値のピークの大きさを含むことを特徴とする請求項14に記載の誘導結合型の電力伝送機。
- 前記コントローラが、予め定められたパラメータを満たす前記特徴に基づいて受信機を検出することに従って、
(i) 無線電力を前記受信機に送信する、
(ii) 前記受信機が、前記誘導結合型の電力伝送システムと互換性がある受信機であるかどうかを識別する、
(iii) 送信機をスタンバイモードに切り替える、
(iv) 前記送信機をオフに切り替える、
のうちの1つ以上を達成する、
ことを特徴とする請求項10からの17いずれか1項に記載の誘導結合型の電力伝送機。
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