异物检测装置、用于无线电力传输的送电装置和受电装置以及无线电力传输系统

摘要

异物检测装置检测第一谐振器与第二谐振器之间的金属异物，所述第二谐振器由包括线圈和电容器的并联谐振电路构成。异物检测装置具备第一谐振器；能够以比第二谐振器的谐振频率(fr)低的第一频率(f1)和比所述谐振频率(fr)高的第二频率(f2)振荡的振荡电路；以及测量所述第一谐振器的输入阻抗的变化的测量电路。所述测量电路基于所述振荡电路以所述第一频率(f1)振荡时所述测量电路测量到的所述第一谐振器的输入阻抗的变化和所述振荡电路以所述第二频率(f2)振荡时所述测量电路测量到的所述第一谐振器的输入阻抗的变化，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

说明书

技术领域

本公开涉及检测线圈间的异物的异物检测装置。另外，本公开也涉及具备这种异物检测装置，且以非接触方式输送电力的用于无线电力传输的送电装置和受电装置以及无线电力传输系统。

背景技术

近年来，在移动电话、电动汽车等伴随着移动性的电子设备、EV(ElectricVehicle：电动汽车)设备中，正在推进用于进行无线充电的各种无线电力传输系统的开发。在无线电力传输技术中，有使多个线圈相向(对置)的电磁感应方式和磁场共振方式以及使多块金属板相向的电场耦合方式。利用电磁感应方式的无线电力传输系统包括：具备送电线圈(送电天线)的送电装置和具备受电线圈(受电天线)的受电装置，通过受电线圈捕捉由送电线圈产生的磁场，从而能够输送电力而不使电极直接接触。

专利文献1公开了这种无线电力传输系统的一例。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-244732号公报

发明内容

发明要解决的问题

在无线电力传输系统中，在进行电力传输时，当在送受电线圈间存在金属异物时，会产生在金属异物中产生涡电流，并使之加热的风险。因此，为了安全且高效率地进行无线电力传输，送电线圈与受电线圈之间的异物检测是必需的功能。

对于该问题，专利文献1中，测量(测定)包括与次级侧线圈电磁耦合的初级侧线圈的电路的初级侧Q值、与所述次级侧线圈之间的电力送电效率，并用初级侧线圈的Q值校正所述电力传输效率，基于得到的校正值检测与所述次级侧线圈的电磁耦合的状态。

在专利文献1的方法中，由于需要测量送受电线圈间的效率，需要从受电侧向送电侧反馈效率的测量结果。

本公开的实施方式提供一种无需从受电侧向送电侧反馈效率的测量结果的异物检测装置。另外，本公开的实施方式能够提供具备这种异物检测装置的用于无线电力传输的送电装置和受电装置以及无线电力传输系统。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本公开的一个实施方式涉及的异物检测装置是检测第一谐振器与第二谐振器之间的金属异物的异物检测装置，所述第二谐振器由包括线圈和电容器的并联谐振电路构成，并与所述第一谐振器电磁耦合，所述异物检测装置具备：第一谐振器；振荡电路，其能够以比第二谐振器的谐振频率(fr)低的第一频率(f1)和比所述谐振频率(fr)高的第二频率(f2)振荡；以及测量电路，其测量所述第一谐振器的输入阻抗的变化，所述测量电路构成为：基于所述振荡电路以所述第一频率f1振荡时所述测量电路测量到的所述第一谐振器的输入阻抗的变化、和所述振荡电路以所述第二频率f2振荡时所述测量电路测量到的所述第一谐振器的输入阻抗的变化，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

上述一般性且特定的方案可使用系统、方法以及计算机程序安装，或使用系统、方法以及计算机程序的组合来实现。

发明的效果

根据本公开的实施方式，能够检测线圈间的异物，安全地进行送电。

附图说明

图1是表示本公开的异物检测装置的非限定性例示性实施方式的基本构成的框图。

图2是表示测量电路与第二谐振器连接，振荡器与第一谐振器连接的构成例的图。

图3是表示振荡电路和测量电路双方与第二谐振器连接的构成例的图。

图4是用于说明本公开的异物检测装置的基本工作的图。

图5是表示实施方式1涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。

图6是用于说明实施方式1涉及的无线电力传输系统的工作原理的图。

图7是表示实施方式1涉及的无线电力传输装置的异物检测工作的流程图。

图8是表示实施方式1涉及的无线电力传输系统的具体电路构成例的图。

图9是表示实施方式2涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。

图10是表示实施方式3涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。

图11是表示实施方式4涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。

图12是表示实施方式5涉及的无线电力传输系统的工作的流程图。

图13A是表示第一谐振器10与第二谐振器20在频率f1电磁耦合时的工作模式下的磁通的流动的概略图。

图13B是表示第一谐振器10与第二谐振器20在频率f2电磁耦合时的工作模式下的磁通的流动的概略图。

图14A是表示基于多个参数判定有无异物的方法的第一例的图。

图14B是表示基于多个参数判定有无异物的方法的第二例的图。

图14C是表示基于多个参数判定有无异物的方法的第三例的图。

图14D是表示基于多个参数判定有无异物的方法的第四例的图。

图15是表示阈值的更新方法的例子的示意图。

图16是表示实施例的验证结果的第一图。

图17是表示实施例的验证结果的第二图。

图18是表示实施例的验证结果的第三图。

标号说明

100送电装置

110送电谐振器(第一谐振器)

120送电电路

130电源

140送电控制电路

150振荡电路

160测量电路

170表示元件

200受电装置

210受电谐振器(第二谐振器)

220受电电路

230负载

240受电控制电路

250振荡电路

260测量电路

270表示元件

S1～S3开关

具体实施方式

本申请的实施方式的概要如以下。

(1)本公开的一个实施方式涉及的异物检测装置是检测第一谐振器与第二谐振器之间的金属异物的异物检测装置，所述第二谐振器由包括线圈和电容器的并联谐振电路构成，并与所述第一谐振器电磁耦合，所述异物检测装置具备：第一谐振器；振荡电路，其能够以比第二谐振器的谐振频率(fr)低的第一频率(f1)和比所述谐振频率(fr)高的第二频率(f2)振荡；以及测量电路，其测量所述第一谐振器的输入阻抗的变化。所述测量电路构成为：基于所述振荡电路以所述第一频率f1振荡时所述测量电路测量到的所述第一谐振器的输入阻抗的变化、和所述振荡电路以所述第二频率f2振荡时所述测量电路测量到的所述第一谐振器的输入阻抗的变化，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(2)在某个实施方式中，所述测量电路构成为通过至少测量所述第一谐振器的输入电感值来测量所述输入阻抗的变化，基于所述振荡电路以所述第一频率f1振荡时测量到的所述第一谐振器的输入电感值Lin(f1)和所述振荡电路以所述第二频率f2振荡时所述测量电路测量到的所述第一谐振器的输入电感值Lin(f2)之比，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(3)在某个实施方式中，所述测量电路基于所述第一谐振器的输入阻抗变化后的所述输入电感值Lin(f1)与所述输入电感值Lin(f2)之比，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(4)在某个实施方式中，所述测量电路根据利用k²＝1-Lin(f2)/Lin(f1)这一式或基于所述式的校正式而算出的耦合系数k，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(5)在某个实施方式中，所述振荡电路为自激式振荡电路，且构成为所述输入电感值与振荡频率的平方成反比，所述测量电路根据利用k²＝1-f1²/f2²这一式或基于所述式的校正式而算出的耦合系数k，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(6)在某个实施方式中，构成为所述线圈短路时的所述输入电感值在第一频率f1和第二频率f2下一致。

(7)在某个实施方式中，所述测量电路构成为执行以下处理：基于所述第一谐振器的输入电感值是否为第一阈值以下，判定有无金属异物。

(8)在某个实施方式中，所述测量电路构成为执行：基于所述振荡电路以所述第一频率f1振荡时的所述第一谐振器的电压是否为第二阈值以下，判定有无金属异物的处理；和基于所述振荡电路以所述第二频率f2振荡时的所述第一谐振器的电压是否为第三阈值以下，判定有无金属异物的处理。

(9)在某个实施方式中，所述测量电路构成为：通过测量根据所述第一谐振器的输入阻抗的变化而变化的至少一个参数，测量所述第一谐振器的输入阻抗的变化，所述至少一个参数是其他参数的函数。

(10)在某个实施方式中，所述第一谐振器包括使用于无线电力传输的送电线圈，具备切换所述振荡电路与所述送电线圈之间的电连接的开关，利用所述开关切换无线电力传输的送电模式和异物检测模式。

(11)在某个实施方式中，所述第一谐振器包括与使用于无线电力传输的送电线圈不同的检测线圈，基于所述第二谐振器的线圈与所述检测线圈之间的耦合系数的算出值，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(12)本公开的另一实施方式涉及的送电装置具备：上述(10)或(11)所述的异物检测装置；向所述送电线圈供给电力的送电电路；以及控制所述送电电路和所述振荡电路的送电控制电路。所述送电控制电路构成为：根据所述异物检测装置的测量结果，控制所述送电电路，调整送电状态。

(13)本公开的另一实施方式涉及的异物检测装置是检测电磁耦合的第一谐振器与第二谐振器之间的金属异物的异物检测装置，所述第一谐振器与振荡电路连接，所述振荡电路能够以比所述第二谐振器的谐振频率(fr)低的第一频率(f1)和比所述谐振频率(fr)高的第二频率(f2)振荡，所述振荡电路为自激式振荡电路，且构成为所述第一谐振器的输入电感值与振荡频率的平方成反比。所述异物检测装置还具备：由包括线圈和电容器的并联谐振电路构成的第二谐振器；和测量所述第二谐振器的频率的测量电路。所述测量电路基于所述振荡电路以所述第一频率f1振荡时所述测量电路测量到的频率f1与所述振荡电路以所述第二频率f2振荡时所述测量电路测量到的频率f2之比，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(14)本公开的另一实施方式涉及的异物检测装置是检测与第一谐振器电磁耦合的第二谐振器与所述第一谐振器之间的金属异物的异物检测装置，所述第一谐振器由包括线圈和电容器的并联谐振电路构成，所述异物检测装置具备：第二谐振器；振荡电路，其能够以比所述第一谐振器的谐振频率(fr)低的第一频率(f1)和比所述谐振频率(fr)高的第二频率(f2)振荡；以及测量电路，其测量所述第二谐振器的输入阻抗的变化。所述测量电路基于所述振荡电路以所述第一频率f1振荡时所述测量电路测量到的所述第二谐振器的输入阻抗的变化、和所述振荡电路以所述第二频率f2振荡时所述测量电路测量到的所述第二谐振器的输入阻抗的变化，检测所述第二谐振器与所述第一谐振器之间的金属异物。

(15)在某个实施方式中，所述测量电路构成为通过至少测量所述第二谐振器的输入电感值来测量所述输入阻抗的变化，基于所述振荡电路以所述第一频率f1振荡时测量到的所述第二谐振器的输入电感值Lin(f1)和所述振荡电路以所述第二频率f2振荡时所述测量电路测量到的所述第二谐振器的输入电感值Lin(f2)之比的变化，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(16)在某个实施方式中，所述测量电路基于所述第二谐振器的输入阻抗变化后的所述输入电感值Lin(f1)与所述输入电感值Lin(f2)之比，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(17)在某个实施方式中，所述测量电路根据利用k²＝1-Lin(f2)/Lin(f1)这一式或基于所述式的校正式而算出的耦合系数k，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(18)在某个实施方式中，所述振荡电路为自激式振荡电路，且构成为所述输入电感值与振荡频率的平方成反比，所述测量电路根据利用k²＝1-f1²/f2²这一式或基于所述式的校正式而算出的耦合系数k，检测所述第一谐振器与所述第二谐振器之间的金属异物。

(19)本公开的另一实施方式涉及的受电装置具备上述(13)至(18)中任一项所述的异物检测装置；和受电电路，其将所述第二谐振器通过无线电力传输从所述第一谐振器接受的电力供给到负载。

(20)本公开的另一实施方式涉及的无线电力传输系统具备上述(12)所述的送电装置和上述(19)所述的受电装置中的至少一方。

在说明本公开的具体实施方式之前，说明本公开的异物检测装置的基本构成。首先，参照图1。图1是表示本公开的异物检测装置的非限定性例示性实施方式的基本构成的框图。

例示于图1的异物检测装置1000是检测第一谐振器10与第二谐振器20之间的金属异物2000的装置，所述第二谐振器20由包括线圈和电容器的并联谐振电路构成。在这里，“第一谐振器10与第二谐振器20之间”是指第一谐振器10与第二谐振器20电磁耦合时形成了磁场的整个区域。因此，不限于如图1所示那样金属异物2000位于连结第一谐振器10与第二谐振器20的线段上的情况，金属异物2000存在于从该线段上偏移的位置的情况也成为检测的对象。该异物检测装置1000具备第一谐振器10、与第一谐振器10连接的振荡电路150以及与振荡电路150连接的测量电路160。

振荡电路150构成为能够以比第二谐振器20的谐振频率(fr)低的第一频率(f1)和比谐振频率(fr)高的第二频率(f2)振荡。另外，测量电路160构成为测量第一谐振器10的输入阻抗的变化。该测量电路160构成为：基于振荡电路150以第一频率f1振荡时测量电路160测量到的第一谐振器10的输入阻抗的变化、振荡电路150以第二频率f2振荡时测量电路160测量到的第一谐振器10的输入阻抗的变化，检测第一谐振器10与第二谐振器20之间的金属异物2000。

在这里，谐振器的“输入阻抗的变化”是指在两个谐振器电磁耦合的状态下，将金属异物2000与该谐振器充分远离时的输入阻抗作为基准值，从该基准值起的变化。谐振器的输入阻抗的变化例如可通过测量该谐振器的输入电感值、电压、Q值、电流、电阻值这样的会伴随着输入阻抗的变化而变化的参数来检测。因此，在本说明书中，“输入阻抗的变化”的测量包括测量上述至少一个参数的变化。

如后面详细说明地，作为第一谐振器10的输入阻抗的测量的一例，测量电路160也可以构成为测量第一谐振器10的输入电感值。在该情况下，测量电路160可构成为：基于振荡电路150以第一频率f1振荡时测量电路160测量到的第一谐振器10的输入电感值Lin(f1)、振荡电路150以第二频率f2振荡时测量电路160测量到的第一谐振器10的输入电感值Lin(f2)之比，检测第一谐振器10与第二谐振器20之间的金属异物2000。在某例子中，能够使用作为输入电感值之比的Lin(f1)/Lin(f2)，算出或推定第一谐振器10与第二谐振器20之间的耦合系数k。耦合系数k依存于第一谐振器10与第二谐振器20之间的金属异物而变化。例如，完全遮蔽磁场的金属异物存在于线圈间，且第一谐振器10与第二谐振器20未电磁耦合时，耦合系数k具有零或近似于零的小的值。另一方面，金属异物不存在于线圈间的情况下，耦合系数k具有比零大且1以下的值。因此，基于耦合系数k的算出值或推定值，能够决定第一谐振器10与第二谐振器20之间的金属异物的有无。

在这样的例子中的异物检测装置中，在以下点具有特征：使用以不同频率得到的两个输入电感值之比，即，Lin(f1)/Lin(f2)。此外，在本公开中，测量第一谐振器的输入电感值不仅包含直接测量该输入电感值，也包括对转换了输入电感值而成的其他物理参数进行测量。在某条件下，将第一谐振器10与第二谐振器20电磁耦合的电磁场的频率与输入电感值成比例(例如电压、频率转换器)。另外，在某条件下，将第一谐振器10与第二谐振器20电磁耦合的电磁场的频率与输入电感值的平方成反比(例如自激式振荡电路中的振荡频率)。因此，通过测量流经第一谐振器10或第二谐振器20的交流电流或交流电压的频率，能够有效地测量“第一谐振器的输入电感值”。作为其结果，能够取得耦合系数k的值。

接着，参照图2和图3，说明异物检测装置1000具备第二谐振器20的构成例。在图2的例子中，测量电路160与第二谐振器20连接，振荡器150与第一谐振器10连接。在图3的例子中，振荡电路150和测量电路160双方与第二谐振器20连接。在这些例子中，第二谐振器20包括于异物检测装置1000，第二谐振器20伴随着异物检测装置1000的移动而移动。

接着，参照图4说明本公开的异物检测装置的基本工作。如上所述，振荡电路150只要能够以频率f1、f2形成用于实现第一谐振器10与第二谐振器20之间的电磁耦合的电场或磁场的振荡即可，既可以与第一谐振器10和第二谐振器20中的任一个连接，也可以设置于双方。另外，如果测量电路160也与第一谐振器10和第二谐振器20电磁耦合，则即使与第一谐振器10和第二谐振器20中的任一个连接，也能够基于第一谐振器10或第二谐振器20的输入阻抗的变化来检测异物。在某个实施方式中，能够直接或间接地测量第一谐振器10的输入电感值或第二谐振器20的输入电感值并由此检测耦合系数k。

本公开的异物检测装置也可构成为利用在无线电力传输系统中使用的送电装置和受电装置的构成要素的至少一部分。在该情况下，异物检测装置组入无线电力传输系统中的送电装置或受电装置而被使用。不限于这种构成，也可以单独使用异物检测装置而检测异物。

以下，参照附图，详细说明本公开的实施方式。此外，对相同的构成要素赋予相同的标号。

(实施方式1)

图5是表示本公开的第一实施方式涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。该无线电力传输系统具备送电装置100和受电装置200，能够以无线方式从送电装置100向受电装置200输送电力。送电装置100例如可以是无线充电器，受电装置200例如可以是便携信息终端、电动汽车等具备蓄电池的设备。在本实施方式中，上述异物检测装置设置在送电装置100一侧。因此，送电装置100不仅向受电装置200送电，也能够检测受电装置200中的受电谐振器210与送电谐振器110之间是否具有金属异物2000。在本说明书中将该检测称为“异物检测”。其检测结果例如可从设置于送电装置100或受电装置200的光源、显示器、扬声器等表示元件170或表示元件270以光、影像、语音等信息向使用者通知。本说明书中的“表示元件”不限定于提示视觉信息的元件，也较广地包括仅提示听觉信息(声响或语音)的元件。

由于本实施方式的无线电力传输系统具备的异物检测装置的这种功能，使用者使受电装置200接近送电装置100时，由于能够知道受电谐振器210与送电谐振器110之间的异物的有无，所以能够确保安全的输送状态。这样，送电装置100以使用异物检测装置检测异物的“异物检测模式”和使用送电电路120进行送电的“电力传输(送电)模式”这两个模式来工作。

如图5所示，本实施方式中的送电装置100具备送电谐振器110、送电电路120、电源130、振荡电路150、测量电路160以及表示元件170。由这些构成要素中的送电谐振器110、振荡电路150以及测量电路160构成异物检测装置。以下，说明异物检测装置的构成和工作。

如之后参照图8详细说明的那样，送电谐振器110是包括送电线圈L1和与送电线圈L1串联连接的电容器C1的谐振电路(第一谐振器)。送电谐振器110的谐振状态由振荡电路150控制。在本实施方式中，用于异物检测的第一谐振器兼用作无线电力传输的送电谐振器。

振荡电路150与送电谐振器110连接，能够以与受电谐振器210的谐振频率fr不同的两个频率振荡。这两个频率设定为比谐振频率fr低的第一频率f1和比谐振频率fr高的第二频率f2。第一频率f1可设定为谐振频率fr的例如85％以下，第二频率f2可设定为谐振频率fr的例如115％以上。此外，在电力传输模式中，受电装置200具备的受电谐振器210的谐振频率fr的交流能量被从送电谐振器110向受电谐振器210输送。电力传输模式的频率无需与受电谐振器210的谐振频率fr完全一致，例如，可以设定为该谐振频率fr的85～115％左右的范围内的值。另外，电力传输模式的频率不需要一定设定在上述频带中，也可以使用不同的频带。例如，将电力传输的频带设为100kHz～200kHz，将异物检测用的谐振频率设定为fr＝1000kHz。将参照图8在后面说明详细情况。

测量电路160通过检测从振荡电路150输出的交流能量的频率(振荡频率)的变化和电压的变化，进行送电谐振器110与受电谐振器210之间的异物的检测。即，测量电路160首先测量振荡电路150以第一频率f1振荡时送电谐振器110的电感值Lin(f1)。另外，测量电路160测量振荡电路150以第二频率f2振荡时送电谐振器110的电感值Lin(f2)。然后，测量电路160根据后述的原理，基于两个电感值之比和电压值，检测受电谐振器210相对于送电谐振器110之间的金属异物。

接着，简单地说明受电装置200。受电装置200具备受电谐振器210、受电电路220、负载230以及表示元件270。如之后详细说明的那样，受电谐振器210是包括受电线圈L2和与受电线圈L2并联连接的电容器C2的谐振电路(第二谐振电路)，谐振频率设定为预定的值fr。受电谐振器210以非接触方式经由空间从送电谐振器110接受到的交流能量在受电电路220转换波形，并被供给到负载230。

图6是用于说明本实施方式中使用于异物检测的耦合系数推定方法的工作原理的图。在这里，说明推定线圈对的耦合系数的方法。

送电线圈L1(电感值也表示为L1。)和以频率fr谐振的受电线圈L2(电感值也表示为L2。)以耦合系数k电磁耦合时，从送电线圈观察到的输入电感Lin用以下的式求出。

Lin(f)＝L1{1-k²/(1-(fr/f)²)}…式1

图6是示意地表示式1的曲线图。

在频率f＜＜fr时，受电谐振器210的两端可视为实质上开路。将用比fr低的第一频率f1测量到的输入电感值作为Lin(f1)。另一方面，在频率f>>fr时，受电谐振器210中的并联电容器的两端可视为实质上短路。将用比fr高的第二频率f2测量到的输入电感值作为Lin(f2)。

当适当设定了f1、f2的大小时，能够从式1得到以下的近似式。

Lin(f1)≈L1

Lin(f2)≈L1(1-k²)

根据这两个近似式，能够得到以下式2。

k²≈1-Lin(f2)/Lin(f1)…式2

根据该式2，能够基于作为测量值的Lin(f1)和Lin(f2)之比，算出耦合系数k。但是，式2基于以下特殊的条件：将受电线圈端设为完全开路的情况下的输入电感Lin_open(f)与将受电线圈端设为完全短路的情况下的输入电感Lin_short(f)之间，以下的式3、4的关系成立。

Lin_open(f1)＝Lin_open(f2)…式3

Lin_short(f1)＝Lin_short(f2)…式4

反过来说，如果在选定式3、4成立的适当的频率f1和f2后设计无线电力传输系统，则式2成立，能够进行耦合系数k的推定。通常，如果这些频率f1、f2设定在谐振器的尺寸与波长相比能看作足够小的频率范围内，则实用上没有问题。

此外，当使用自激式振荡电路时，能够将输入电感的变化直接转换成振荡频率的变化。即，由于输入电感由振荡频率的平方的倒数决定，耦合系数k也能够用以下式改写。

k²≈1-f1²/f2²…式5

由于包括电路的线性、非线性要素等，实用上，式2、式5需要校正，但原理上能够根据这些式推定耦合系数k(后面将参照图8说明校正例的详细情况)。

根据以上说明，如果一边连续地切换以f1、f2的各频率振荡的工作一边测量两个频率下的输入电感值或振荡频率，则能够根据测量结果推定耦合系数k。由于耦合系数k根据送受电线圈间的金属异物导致的磁场的遮蔽状态而变化，例如，在推定的耦合系数k成为预定的阈值以下的情况下，能够看作在受电线圈与送电线圈之间存在金属异物。当异物检测完成时，送电装置100使用送电电路120来代替振荡电路150并开始送电。由此，能够安全且高效率地以无线方式向受电装置200供给电力。

接着，说明图5所示的各要素的详细情况。

本实施方式中的异物检测装置具备测量第一谐振器(送电谐振器)110的电气特性(输入电感、振荡频率以及依存于它们而变化的参数)的测量电路160、能够以与第二谐振器(受电谐振器)的谐振频率不同的两个频率振荡的振荡电路150。

送电谐振器110包括线圈L1和电容器C1。除了用基板图案形成的薄型的平面线圈以外，线圈L1还可以使用绕线线圈等，所述绕线线圈使用了铜线和/或李兹线、绞合线等。为了确保足够的检测灵敏度，线圈L1的Q值例如可设定为100以上，但也可以设定为比100小的值。也可以根据需要不包括电容器C1，在该情况下，也可以包括线圈L1自身具有的自谐振特性而形成送电谐振器110。

送电电路120是用于在异物检测完成后送电的输出交流能量的电路。送电电路120也可以是全桥型变换器(inverter)、D级、E级等其他种类的送电电路。另外，也可以包括通信用的调制解调电路、测量电压和/或电流等的各种传感器。

电源130包括商用电源、一次电池、二次电池、太阳能电池、燃料电池、USB(UniversalSerialBus：通用串行总线)电源、高容量的电容器(例如双电层电容器)、与商用电源连接的电压转换器或可使用它们的组合而实现的全部电源。

送电控制电路140是控制送电装置100整体的工作的处理器，例如可由CPU和保存了计算机程序的存储器的组合来实现。送电控制电路140也可以是构成为实现本实施方式的工作的专用硬件。送电控制电路140进行振荡电路150的振荡频率的切换、送电电路120的送电控制(送电状态的调整)、和/或基于测量电路160的检测结果使表示元件170发光的控制。具体而言，在异物检测模式中，停止送电电路120的工作，并驱动振荡电路150。在送电模式中，停止振荡电路150的工作，并驱动送电电路120。送电控制电路140根据异物检测装置的测量结果，决定送电开始频率和送电电压。

振荡电路150可以使用例如科耳皮兹振荡电路、哈脱来振荡电路、克拉普振荡电路、富兰克林振荡电路、皮尔斯振荡电路等基于LC谐振原理的公知的自激式振荡电路。由于本实施方式的特征点在于将线圈L1的阻抗变化换算为频率的变化而高精度地检测这一点，所以只要能够进行这样的检测，则不限定于上述电路，也可以使用其他振荡电路和电路拓扑。此外，在送电时有可能烧坏振荡电路150的情况下，也可以在送电谐振器110与振荡电路150之间设置开关而在送电时将两者之间电切断。另外，在将式2用于耦合系数k的决定的情况下，由于振荡电路150和送电电路120的功能相同，因此也可以将两个电路150、120共用化。

测量电路160用于测量所述振荡频率、测量送电线圈L1的电压、电流并算出输入电感。此外，虽然未图示，测量电路160的至少一部分功能和送电控制电路140的至少一部分功能也可以利用半导体封装(例如微型控制器和/或定制IC)来实现。

表示元件170构成为向使用者通知测量电路160的检测结果。表示元件170构成为作为表示送电谐振器110与受电谐振器210之间有无金属异物(或接近的程度)的“指示器”发挥功能。表示元件170例如可由LED或有机EL等光源构成。另外，也可以是多个光源的集合体。表示元件170也可以根据送电线圈L1与受电线圈L2之间的距离、金属异物的接近的程度，使多个光源中的不同的光源发光，和/或使发光的光源的数量阶段性地变动。另外，表示元件170也可以是液晶显示元件或有机EL显示元件这样的显示器。当使用显示器时，能够用图像或文字等显示检测结果。表示元件170也可以构成为与光一起或取代光，用声音、语音来表示检测结果。

接着，说明受电装置200的构成要素。

受电谐振器210包括受电线圈L2和电容器C2。受电线圈L2和电容器C2既可以分别与送电谐振器110中的送电线圈L1和电容器C1是同样的，也可以不同。重点在于，阻抗Z2＝1/jωC2在频率f1下设定为相对大，在频率f2下设定为相对小。在这里，j为虚数单位，ω为角频率，且ω＝2π×频率的关系成立。

也可以在受电谐振器210与受电电路220之间插入串联电容器。此外，如果不需要，受电谐振器210也可以不包括电容器C2，也可以包括线圈L2自身具有的自谐振特性而形成受电谐振器210。

受电电路220包括整流电路和/或频率转换电路、恒压恒流控制电路、通信用的调制解调电路等各种电路，并构成为将接受到的交流能量转换成负载230可利用的直流能量或低频的交流能量。另外，也可以在受电电路220中包括测量受电谐振器210的电压、电流等的各种传感器。

负载230例如是二次电池、高容量电容器，可利用从受电电路220输出的电力来充供电。

本实施方式中的受电控制电路240是控制受电装置200整体的工作的处理器，例如可由CPU和保存了计算机程序的存储器的组合来实现。受电控制电路240不限定于该例子，也可以是构成为实现本实施方式的工作的专用硬件。受电控制电路240进行向负载230的充供电控制和/或表示元件270的控制。

本实施方式中的振荡频率可设定在并联电容器C2在某种程度上能看做集总参数电路(lumpedparametercircuit)的20kHz～20MHz的低频区域。由于频率越高，分辨率越高，越能够高速地检测异物，所以在10μsec以下的周期进行检测的情况下，振荡频率可设定为作为其倒数的100kHz～100MHz。在可以是低速的情况下，可设定为数kHz～100kHz。

接着，参照图7的流程图，说明本实施方式的无线电力传输系统的工作。

首先，当送电装置100感知到受电谐振器210相对于送电谐振器110的接近时，开始异物检测模式。本实施方式中的该“接近”的感知不是基于上述异物检测装置的工作原理，例如可通过检测振荡频率和/或电压的变化来执行。当受电谐振器210接近送电谐振器110时，由于受电谐振器210内部的金属(基板的接地和/或线圈等)的影响，有时振荡频率会增加，从振荡电路150输出的电压的振幅会下降。另外，在受电谐振器210中的受电线圈L2具备用于减少对周边电路的电磁噪声的影响的电磁屏蔽罩(磁性体)的情况下，有时伴随着受电谐振器210的接近，振荡频率会下降。因此，能够通过检测振荡频率和/或电压的变化，感知受电谐振器210的接近。送电控制电路140和振荡电路150可构成为：进行例如在1mm秒～数秒中仅振荡一次数周期量的交流的断续振荡(间歇工作)，并仅在感知到受电线圈L2的接近的情况下切换为连续动作。通过进行这样的间歇工作，能够在抑制功耗的增加同时感知受电线圈L2的接近。该间歇工作中的振荡电路150的工作频率既可以是f1，也可以是其他频率。

接着，在步骤S600中，送电控制电路140使振荡电路150以频率f1工作。

在步骤S601中，经过预定的时间后，测量电路160测量输入电感和电压。如上所述，这与测量输入阻抗等效。

在步骤S602中，送电控制电路140使振荡电路150以频率f2工作。

在步骤S603中，经过预定的时间后，测量电路160测量输入电感和电压。

根据其一连串测量结果，利用式2算出耦合系数(步骤S604)，在步骤S605中判定耦合系数k和电压是否超过了预定的第一阈值。第一阈值例如可设定为0.3～0.5的范围内的数值。在算出的耦合系数k超过预定的第一阈值的情况下，由于能够判断为在受电线圈L2与送电线圈L1之间不存在异物，所以测量电路160向送电控制电路140发送表示此判断的信息。接受到该信息的送电控制电路140使振荡电路150的振荡停止(步骤S606)。此时，送电控制电路140也可以使表示元件170发光或在表示元件270上表示开始送电这一状况。由此，能够向使用者告知在线圈间不存在异物，能够安全充电。在送电控制电路140具有这样的通知功能的情况下，送电控制电路140具有作为“光源控制电路”或“表示控制电路”的功能。

此后，送电控制电路140驱动送电电路120，开始无线电力传输。此外，也可以是，无线电力传输的开始不是在使振荡电路150的振荡停止后紧接着进行，而是例如使用者将受电装置200放置在送电装置100上等，并确认频率变动停止这一情况后再进行。

另一方面，在步骤S605中耦合系数k不超过预定的第一阈值的情况下，也可以使表示元件170闪烁，或在表示元件270上表示存在异物这一状况。由此，能够向使用者告知在线圈间存在异物，如果送电会有危险。

此外，在这里，通过式2算出耦合系数k，但也可以通过式5算出。

通过以上工作，本实施方式的送电装置100的异物检测装置能够检测受电装置200中的受电线圈L2之间的金属异物，并输出表示该检测的信息。由此，用户能够知道是否能够安全送电。

此外，本实施方式中的工作不限定于图7所示的工作。例如，也可以是，不只是通过是否超过预定的耦合系数k这一绝对量来评价步骤S605中的判定处理，还通过耦合系数k的时间变化量是否充分变小来进行检测。

(实施方式1的电路构成例)

图8是表示本公开涉及的实施方式1中的无线电力传输系统的电路构成的例子的图。

送电谐振器110具有送电线圈L1和与送电线圈L1串联连接的电容器C1。另一方面，受电谐振器210具有受电线圈L2、与受电线圈L2并联连接的电容器C2p以及与受电线圈L2串联连接的电容器C2s。

在该实施例中，送电线圈L1的外形为39mm，电感设定为L1＝13.6μH。受电线圈L2的外形为34mm，电感设定为L2＝15.8μH。串联电容器C1的电容为180nF，串联电容器C2s和并联电容器C2p的电容分别设定为C2s＝120nF，C2p＝1590pF。送电线圈L1以100kHz谐振，受电线圈L2以115kHz和1000kHz谐振。

送电线圈L1经由开关S1、S2与振荡电路150连接。本实施例中的振荡电路150是作为自激式LC振荡电路发挥功能的皮尔斯振荡电路。振荡电路150具有的电阻Rf和电阻Rd是调整电路的激励电平的元件。振荡电路150还具备用于变更振荡频率的调整电感器Lm和开关S3。决定Lm和C11、C12的值，以使得与受电线圈的谐振频率fr＝115kHz、fr＝1000kHz不同的两个频率f1＝400kHz(S1和S2接通，S3断开)、f2＝1500kHz(S1和S2接通，S3接通)振荡。由于C1和C2s在f1、f2下可视为短路，而C2p在f1下可视为开路，在f2下可视为短路，所以可以认为耦合系数推定涉及的主要的电容器为C2p。此外，本实施例中的耦合系数的推定式采用校正了式5而成的以下的式(式6)。

k²≈1-f1²/(f2²-f3²)…式6

振荡频率f3是将S1和S2设为断开，并将S3设为接通的情况下的振荡频率。即，测量频率f3与测量调整电感器Lm的电感值等效。送电线圈L1以频率f2振荡时，在该振荡频率中包括基于送电线圈L1的输入电感值的成分和基于调整电感器Lm的电感值的成分。因此，在式6的第2项的分母中，在去除调整电感器Lm的影响后算出耦合系数。这样，也可以是，测量电路160基于利用校正式6来取代式5算出的耦合系数k而检测异物，所述校正式6基于式5。此外，如上所述，由于自激式LC振荡电路存在各种电路拓扑，所以校正式不限定于式6(例如，通过将图8的电容器C11、C12切换为不同的电容器来变更振荡频率的方法等)。只要是本领域技术人员，即使是采用了不同的电路拓扑，式5的校正式的导出也是容易的。同样地，使用式2的情况下，也可以使用校正式算出耦合系数k，所述校正式根据电路拓扑校正式2而成。

(实施方式2)

图9是表示本公开的第二实施方式的无线电力传输系统的概略构成的框图。

本实施方式的基本构成与实施方式1是同样的，但送电谐振器110所包含的送电线圈与用于异物检测的检测线圈设为相独立这一点不同。通过将用于异物检测的检测线圈设为独立，不仅在送电谐振器110与振荡电路150之间变得无需开关，而且能够将检测线圈和送电线圈配置在不同的位置，所以送电装置100的设计自由度提高。

另外，在送电期间异物混入这样的环境(例如，对EV汽车的供电等)中，能够一边送电一边实时测量耦合系数和/或电压的时间性变化。基于该测量结果，例如能够根据耦合系数的时间性变化而将送电频率变更为最佳的值，或安全地停止送电。由此，具有能够提高无线电力传输系统的安全性且提高传送效率这一特别效果。

此外，在本实施方式中，检测线圈112作为本公开中的第一谐振器发挥功能而不是送电谐振器110。因此，测量电路160基于振荡电路150以第一频率f1振荡时测量到的检测线圈112的输入阻抗的变化、振荡电路150以第二频率f2振荡时测量到的检测线圈112的输入阻抗的变化，检测金属异物。例如，振荡电路150以第一频率f1振荡时测量检测线圈112的输入电感值Lin(f1)，振荡电路150以第二频率f2振荡时测量检测线圈112的输入电感值Lin(f2)。然后，基于这些检测值，能够检测检测线圈112与受电谐振器210之间的金属异物。

(实施方式3)

图10是表示本公开的第三实施方式涉及的无线电力传输系统的概略构成的框图。

本实施方式的基本构成与实施方式1是同样的，但将图1的想法变更为图3的想法，并将用于异物检测的振荡电路250和测量电路260搭载于受电装置200这一点以及送电谐振器110具备并联电容器并以谐振频率fr谐振这一点不同。

有时与送电装置100相比，受电装置200较大。例如，有时从小型的送电装置100对平板终端等大型受电装置200进行充电。在这样的情况下，具有如下问题：当送电装置100具有用于通知异物的存在的表示元件170时，表示元件170会被受电装置200遮挡，会难以确认是否存在异物。

在本实施方式的无线电力传输系统中，在异物检测模式中，受电装置200具备的振荡电路250以频率f1、f2振荡时，受电装置200具备的测量电路260通过测量受电谐振器210的频率，能够测量受电谐振器210的输入阻抗。即，送电谐振器110与受电谐振器210在电磁场中耦合，送电装置100在异物检测模式中工作时，在受电装置200的受电谐振器210中，也能够观测两个频率f1、f2的振荡波形。能够对其进行测量，根据得到的振荡频率f1、f2之比，使用式5或式5的校正式，算出/推定耦合系数k。为了实现这个目的，在本实施方式的振荡电路250中，使用了基于LC谐振原理的公知的自激式振荡电路。此外，如果是电路的可逆性成立的系统，则在本实施方式中得到的耦合系数在从送电谐振器侧推定了耦合系数的情况下、从受电谐振器侧进行了推定的情况下均表示同一值。即，在实施方式1和实施方式2中推定的耦合系数成为相同的值。

根据本实施方式，例如，通过根据送受电线圈间的耦合系数k的变化使受电装置200的表示元件270的表示变化，能够向用户通知是否存在异物。此外，本实施方式的构成不限定于受电装置200比送电装置100大型的情况，也可采用小型的情况。在受电装置200具备振荡电路250的情况下，采用本实施方式的构成是容易的。另外，在上述例子中，基于根据振荡频率之比换算的耦合系数k检测异物，但也可以基于其他参数检测异物，所述其他参数根据作为第一谐振器发挥功能的受电谐振器210的输入阻抗的变化而变化。

(实施方式4)

图11表示本公开的第四实施方式的无线电力传输系统的概略构成的框图。基本构成与实施方式3是同样的，但在如下点不同：用于异物检测的振荡电路150和测量电路160设置于送电装置100，在受电装置200未设置振荡电路250。

与实施方式3同样地，根据使用测量电路250在受电装置200一侧算出/推定的耦合系数k，利用受电装置200的表示元件270，能够实现向用户通知异物的存在的功能。根据本实施方式的构成，能够在送电装置100侧和受电装置200侧双方检测线圈间的异物。另外，由于在受电装置200中不需要振荡电路150，因此具有能够使受电装置200薄型化这一效果。

此外，在实施方式3、4中，与实施方式2同样地，也可以将受电线圈和检测线圈设为相独立。

(实施方式5)

图12是表示本公开的第五实施方式涉及的无线电力传输系统的工作的流程图。本实施方式中的测量电路通过基于三阶段的不同的参数和阈值的处理来检测金属异物。在这里，作为参数，选择第一检测器的输入电感、频率f1下的电压以及频率f2下的电压，判定是否分别为预定的阈值以下。由此，能够以高精度检测异物而不受异物的特性、位置的影响。

以下，说明本实施方式中的三阶段的步骤(步骤1～3)的详细情况。

<步骤1>

当遮蔽磁场的金属存在于送受电线圈之间时，由于在金属表面流动与线圈反相的电流，所以线圈的输入电感下降。因此，如果线圈的输入电感成为预定的阈值以下，则能够判定为存在异物。但是，根据送电、受电线圈的组合，耦合系数不同，电感的下降量各种各样。因此，通过将电感的阈值Lth设为耦合系数k的函数，在不同的组合的线圈对中也能够检测线圈间的异物。在图12所示的例子中，在线圈的输入电感为预定的阈值以下的情况下，判定为存在容易遮蔽磁场的异物(例如，环状的金属异物)。相反地，在线圈的输入电感超过预定的阈值的情况下，判定为不存在这样的异物。

<步骤2、3>

当难以遮蔽磁场的金属(例如铁等)存在于送受电线圈之间时，由于磁场会通过异物，所以耦合系数难以下降，难以用前述方法进行检测。但是，由于这样的异物在磁场通过异物时会产生涡电流，在线圈端会产生电压降，所以振荡波形(电压)的振幅下降。因此，如果线圈端的电压的振幅变为预定的阈值以下，则能够判定为存在异物。但是，根据送电、受电线圈的组合，耦合系数不同，电压的下降量各种各样。因此，通过将电压的阈值Vth设为耦合系数k的函数，或设为电感Lin(或者振荡频率f)的函数，即使对不同的组合的线圈对，也能够检测线圈间的异物。

在步骤2中，测量电路判定振荡电路以比谐振频率fr小的频率f1振荡时的线圈端的电压是否为预定的阈值以下。由此，能够检测难以遮蔽磁场的铁等金属异物是否存在于送电、受电线圈间的中心附近。另一方面，在步骤3中，测量电路判定振荡电路以比谐振频率fr大的频率f2振荡时的线圈端的电压是否为预定的阈值以下。由此，能够检测难以遮蔽磁场的铁等金属异物是否存在于远离送电、受电线圈间的中心的周边区域。以下，说明其原理。

图13A是表示第一谐振器10与第二谐振器20以频率f1电磁耦合时的工作模式下的磁通的流动的概略图。在比谐振频率fr小的频带中，在该工作模式为支配性的情况下，将其称为奇模态(oddmode)。图13B是表示第一谐振器10与第二谐振器20以频率f2电磁耦合时的工作模式下的磁通的流动的概略图。在比谐振频率fr大的频带中，在该工作模式为支配性的情况下，将其称为偶模态(evenmode)。

如图13A所示，在奇模态下，两个线圈间的中央部A附近的磁通较密，从线圈的内径到外径的布线部之间的部分(周边部B)的磁通较疏。因此，在奇模态工作时，在异物位于中央部A附近的情况下，由于贯穿异物的磁通量较多，所以检测容易。相反地，在异物位于周边部B附近的情况下，由于贯穿异物的磁通量较少，所以检测困难。因此，在步骤2中，在频率f1下的线圈端电压为阈值以下的情况下，能够判定为在中央部A附近具有铁等金属异物。

另一方面，如图13B所示，在偶模态下，两个线圈间的中央部A附近的磁通较疏，从线圈的内径到外径的布线部之间的部分(周边部B)的磁通较密。因此，在偶模态工作时，在异物位于中央部A附近的情况下，由于贯穿异物的磁通量较少，所以检测困难，在异物位于周边部B附近的情况下，由于贯穿异物的磁通量较多，所以检测容易。因此，在步骤3中，在频率f2下的线圈端电压为阈值以下的情况下，能够判定为在周边部B附近具有铁等金属异物。

这样，根据本实施方式，通过进行三阶段的判定处理，能够进行多样的金属异物的检测。此外，在上述例子中，基于电感和电压检测异物，但用于异物检测的参数不限定于此。例如，也可以使用从测量电路测量到的振荡频率f、耦合系数k、电压V以及电感Lin任意选择的参数。另外，关于各参数的阈值，也可以设定为上述参数的至少一个的函数。通过按这种方式适当设定参数和阈值，在不同的送电线圈与受电线圈的组合，即不同的耦合系数的线圈对中，也能够检测送受电线圈间的异物。另外，在本实施方式中，进行三阶段的判定处理，但也可以按进行两阶段或四阶段以上的判定处理的方式构成测量电路。

(其他实施方式)

<检测前的处理>

根据上述实施方式1～5，由于异物检测装置例如能够在数μA～数mA下工作，所以能够用省电的电路来实现异物检测。另一方面，无线电力传输时从送电谐振器110向受电谐振器210输送例如数W～数kW的电力。当在该无线电力传输期间从送电模式向异物检测模式转换时，线圈的存储能量有可能流入异物检测电路，有可能超过异物检测电路的耐压而将其烧坏。

在本实施方式中，将在无线电力传输期间积累在线圈中的能量释放到地中之后，再转移至异物检测模式。由此，能够防止异物检测用电路的烧坏。具体而言，在从送电模式切换至异物检测模式的情况下，首先，将送电电路120所包含的变换器中的、与地直接连结的MOSFET的开关设为ON(接通)。由此，将积累在送电谐振器110内的线圈L1中的能量释放到地中。之后，经过预定的时间后开始异物检测模式即可。这样的工作在上述实施方式的任一个中均能够实现。

<检测后的处理>

根据上述实施方式1～5，异物检测装置能够可靠地检测存在于线圈间的异物。但是，在判断为存在异物的情况下，若立刻停止送电或不开始送电，则不能充电，有可能使使用者的便利性下降。因此，即使成为判定基准的评价值为预定的阈值以下，也通过一边施加送电控制使得异物温度为预定的阈值以下，一边进行送电，从而能够在确保安全性的同时进行送电。具体而言，可采取以下等手段：利用基于预先实验性地、解析性地得到的数据而决定的参数，以预定的时间间隔间歇地送电或以预定的减少率使送电电力减少并送电，或者在送电、受电线圈附近配置温度传感器，一边监视温度一边调整送电电力。

<阈值的设定方法>

在如实施方式5那样基于多个参数判定异物的有无的情况下，如图14A～图14D例示的那样，存在各种判定方法。如上所述，参数包括电感、电阻、线圈的Q值或将它们转换而得到的频率和/或电压值等。以下，说明从它们之中选择了两个参数P1、P2的情况下的阈值的设定例。

图14A是表示参数P2的阈值为参数P1的一次函数的情况下的例子的图。在该情况下，具有判定处理简单，能够减轻运算负荷这一效果。另外，如图14B所示，也可以是，P1到达某值前，将参数P2的阈值设为一定值，在P1超过该值的情况下将P2的阈值设为P1的一次函数。或者，也可以是，P2的阈值根据P1的范围而成为不同的一次函数。通过按这种方式将阈值直线性地设定为多阶段，能够在减轻运算负荷的同时，提高异物的检测精度。另外，如图14C所示，通过对参数P1和P2分别独立地设定阈值，能够进一步使判定变简单。或者，如图14D所示，也可考虑将存在异物的情况和不存在的情况下的参数P1与P2的值的组合作为表格值而预先保持在控制电路的存储器内的方法。虽然该方法会增大存储器使用量，但具有能够可靠判定异物的有无这一优点。

<阈值的更新>

实施方式5中的与阈值的设定相关的信息可在将产品出货时保存在控制电路的存储器内。但是，由于世界上有各种物性、形状的金属异物，仅用一次决定的阈值不一定能够判定全部危险状态。因此，通过记录用户的实际使用状态并动态地更新阈值，能够提高产品出货后的安全性。

图15是表示送电装置A、B不与网络连接且受电装置A1、A2、B1与网络连接的情况下的阈值更新方法的例子的示意图。用于设定阈值的信息由与网络连接的服务器在数据库中进行管理。服务器经由网络从各受电装置收集终端信息和测量数据。并且，对收集到的信息进行分析，并向各终端发送与阈值的设定相关的更新数据。各终端基于从服务器接收到的更新数据，更新各参数的阈值的设定。

终端信息例如可以包括终端固有的ID和/或机型名的信息，可以是够判定受电线圈的类别的信息。在利用搭载于送电装置或受电装置的测量电路测量到的上述参数信息的基础上，测量数据还可包括与无线充电相关的信息(充电配置(profile)、送电频率、送电功率以及温度等)和/或、与用户的终端装载条件相关的位置信息(利用加速度传感器和/或运动传感器得到的终端装载时的坐标、角速度数据等)。

该终端信息和测量数据经由网络发送给服务器。在服务器内，按终端机型在数据库中管理测量数据，能够每种参数和位置信息的组合的充电结果能够进行比较。由此，即使是同一机型，也能够对不同用户使用的情况下的参数和/或位置信息、充电配置的不同进行比较。

例如，假设存在如下用户：尽管在同一机型中送电频率相同，但充电时间需要通常的成倍程度的时间。在该情况下，意味着送电能量的一部分损失在某处。例如，意味着异物存在于送受电线圈之间且正在发热。此时，如果能够在温度数据中确认与通常不同的明显的差异，则能够判定为存在异物。并且，对需要成倍的程度的充电时间的终端的装载条件与用测量电路得到的参数进行比较，能够提取线圈的电压存在差异这样的特征。

这样，通过将多个测量数据与受电线圈的信息关联，能够掌握利用测量电路得到的某个参数是在怎样的装载条件、终端中得到的。并且，能够在服务器侧知道在该装载条件、终端中得到了怎样的充电特性。

服务器基于以上分析结果，经由受电装置向送电装置发送新的阈值信息，以使得上述的危险状态不会发生。通过按照这样的步骤，即使在产品出货后，也能够提高异物检测的精度，提高用户的安全性。

通过同样的想法，在送电装置与网络连接的情况下，也可以从送电装置向服务器直接发送上述测量数据和终端信息。在该情况下，在阈值的更新时，从服务器向送电装置设定与阈值的设定相关的数据即可。

(实施例)

以下，说明本公开的实施例。在本实施例中，在实施方式5的构成中，使用多个评价终端验证了异物检测的效果。

图16～18是表示使用7种具备送电线圈(φ43mm)和不同尺寸的受电线圈(φ22mm～40mm)的评价用终端机型，基于图12所示的流程图判断了有无异物而得到的检测结果的图。7种评价终端机型的受电线圈与并联电容器连接，且由受电线圈和并联电容器决定的谐振频率fr设定为1000kHz。异物检测装置的振荡电路设为能够以比谐振频率fr低的第一频率f1和比谐振频率fr高的第二频率f2振荡的自激式皮尔斯振荡电路。在本实施例中，作为评价用异物，选定了金属环(φ22mm)作为遮蔽磁场的异物，选定了铁盘(φ15mm)作为难以遮蔽磁场的异物。

最初，按照图12的步骤1，判定了金属环的有无。参照图16左图的测量结果可知，耦合系数越低，越有电感下降的倾向。另外，可知，当金属环存在于送受电线圈间时，电感有进一步下降的倾向。因此，根据该不同，设定了电感的阈值T0。阈值T0设为以耦合系数为变量的函数，且在T0以下的情况下，存在异物。在图16右图中，排除了电感成为阈值T0以下的情况。对图16的判定前(左图)和判定后(右图)进行比较可知，能判断为金属环存在于送受电线圈间的情况是危险的，且能够可靠地将其排除。

接着，按照图12的步骤2，判定铁盘(中心附近)的有无。将铁盘从送电线圈的中央的偏移位置设定为0mm、5mm、10mm、15mm这四种，且频率设定为f1(奇模态)而进行了评价。参照图17左图的测量结果可知，耦合系数越低，越有电压下降的倾向。另外，可知，在铁盘存在于送受电线圈间的情况下，线圈端电压有进一步下降的倾向。因此，基于该不同，设定了线圈端电压的阈值T1和T2。阈值T1、T2设为以耦合系数为变量的函数，且在线圈端电压为T1以下或T2以下的情况下，存在异物。对图17的判定前(左图)和判定后(右图)进行比较可知，能判断为偏移为0mm～5mm的铁盘存在于送受电线圈间的情况是危险的，且能够可靠地将其排除。由于本工作模式为所述的奇模态工作，所以线圈的中央附近的磁通较密。因此，主要能够检测偏移为0～5mm的铁盘。

最后，按照图12的步骤3，判定铁盘(周边部)的有无。将铁盘从送电线圈中央的偏移位置设定为0mm、5mm、10mm、15mm这四种，且频率设定为f2(偶模态)而进行了评价。其中，在步骤2中能够排除了的异物在图18中不进行图示。参照图18左图的测量结果可知，伴随着振荡频率的增加，即作为其倒数的电感的下降，线圈端电压有下降的倾向。另外，可知，在铁盘存在于送受电线圈间的情况下，电压有进一步下降的倾向。因此，基于该不同，设定了线圈端电压的阈值T3。阈值T3设为以振荡频率为变量的函数，且在线圈端电压为T3以下的情况下，存在异物。对图18的判定前(左图)和判定后(右图)进行比较可知，能判断为偏移为10mm～15mm的铁盘存在于送受电线圈间的情况是危险的，且能够可靠地将其排除。由于本工作模式为所述的偶模态工作，所以线圈的内径到外径的区域中的磁通较密。因此，主要能够检测偏移为10～15mm的铁盘。

如上所述，能够确认：通过按照步骤1～步骤3这些步骤，即使是不同的送受电线圈的组合，也能够可靠地检测线圈间的异物。用于本实施例的异物判定的测量参数(电压、频率、耦合系数)为一例，也可以使用其他参数来进行同样的检测。也可以基于所述比谐振频率fr低的频率f1、比谐振频率fr高的频率f2下的检测用谐振器的输入阻抗，或者由其算出的二次参数、或者利用它们的组合算出三次参数，来判定异物的有无。在选定这些参数和阈值时，可根据具备本公开的异物检测装置的送电装置和受电装置的适用应用而适当进行变更。

产业上的可利用性

本公开的异物检测装置和无线电力传输系统例如可广泛地应用于对电动汽车、AV设备、电池、医疗设备等进行充电或供电的用途中。根据本公开的实施方式能够避免存在于线圈间的金属的异常发热风险。