在无线能量传递系统中用于外物检测的方法和系统技术方案

提供用于无线能量传递系统的外物检测(FOD)的方法和系统。发射器接收输入电压，将所述输入电压转换成输出电流，将所述输出电流供应到发射线圈，并且采样第一组模拟信号以产生第一组数字值。接收器将通过从所述发射线圈传递的能量在接收线圈中感应的电流转换成输出电压，采样第二组模拟信号以产生第二组数字值，并且将所述第二组数字值传送到所述发射器。所述发射器基于所述第一和第二组数字值产生FOD信号，所述FOD信号指示在所述能量传递内检测或未检测到外物。在另外的实施例中，检测到的功率损耗或效率与预期的功率损耗或效率的比较用于产生所述FOD信号。

【技术实现步骤摘要】
在无线能量传递系统中用于外物检测的方法和系统
此
涉及无线能量传递。
技术介绍
无线充电使用发射/接收线圈之间的电磁场以通过电磁感应在两个物体之间无线地传递能量。此无线能量传递通常借助通过电感藕合将能量传递到接收装置的充电站进行。然后接收装置使用传递的能量为电池组充电或以其它方式为装置提供电力。对于电感藕合，无线充电器通常使用发射线圈形成从充电底座内延伸的交变电磁场。在附近可再充电装置中的接收线圈从电磁场汲取功率并且将该功率转换回成直流电流以为电池组充电。彼此紧靠着的两个线圈有效地形成电变压器，能量通过该电变压器传递。无线充电技术在广泛范围的应用中已变得非常普遍，如蜂窝电话、可穿戴物、医疗装置和其它便携式可再充电装置。此无线充电技术还被考虑用于在需要更多功率的装置方面实施，像膝上型计算机、厨房电气设备、机器人真空吸尘器、军用装置和其它较高功率可再充电装置。对于这类较高功率实施，将可能需要可导致健康和安全问题的较强的交变磁场。举例来说，放置到无线充电器和大功率接收装置之间的较强交变磁场中的导电外物可由于感应涡流而危险地过热。因此，为了保持高水平的安全和兼容性，外物检测(FOD)对于满足具有用于无线能量传递的广泛范围功率电平的实施的要求为重要的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种用于无线能量传递的方法，包括：在用于无线能量传递的发射器处：接收输入电压；将所述输入电压转换成输出电流；将所述输出电流供应到发射线圈；采样与所述输入电压和所述发射线圈相关联的第一组模拟信号以产生第一组数字值；接收从用于所述无线能量传递的接收器传送的第二组数字值，所述第二组数字值表示与由所述无线能量传递通过所述接收器产生的输出电压相关联的第二组模拟信号；和基于所述第一组数字值和所述第二组数字值产生外物检测(FOD)信号，所述FOD信号指示相对于从所述发射线圈传递的能量检测或未检测到外物。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括将所述FOD信号传送到控制器以用于另外的动作。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括在用于所述无线能量传递的所述接收器处：将通过从所述发射线圈传递的能量在接收线圈中感应的电流转换成所述输出电压；采样与所述输出电压相关联的所述第二组模拟信号以产生所述第二组数字值；和将所述第二组数字值传送到所述发射器。在一个或多个实施例中，在所述接收器处的所述传送包括将所述第二组数字值无线地发射到所述发射器。在一个或多个实施例中，所述产生包括基于所述第一和第二组数字值确定检测到的功率损耗或效率，基于所述第一和第二组数字值估算预期的功率损耗或效率，和基于所述检测到的功率损耗或效率与所述预期的功率损耗或效率的比较产生所述FOD信号。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括如果所述预期的功率损耗或效率与所述检测到的功率损耗或效率相差大于阈值，那么输出所述FOD信号以指示已检测到外物。在一个或多个实施例中，所述第一组模拟信号包括与所述输入电压相关联的电流、与所述输入电压相关联的电压和与所述发射线圈相关联的电流；且其中所述第二组模拟信号包括与所述输出电压相关联的电流和与所述输出电压相关联的电压。在一个或多个实施例中，所述输出电流包括振荡输出电流，其中所述采样包括在所述振荡输出电流的振荡时段内采样所述振荡输出电流多次以产生多个样本，且其中所述产生包括从所述多个样本确定在所述振荡时段内所述振荡输出电流的峰值和使所述FOD信号至少部分基于所述峰值。在一个或多个实施例中，所述产生进一步包括基于所述第一和第二组数字值确定检测到的功率损耗或效率，基于所述峰值和所述第二组数字值估算预期的功率损耗或效率，和基于所述检测到的功率损耗或效率与所述预期的功率损耗或效率的比较产生所述FOD信号。在一个或多个实施例中，所述估算预期的功率损耗或效率包括访问与所述峰值相关联的校准数据。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于无线能量传递的系统，包括：用于所述无线能量传递的发射器，包括：发射线圈；经耦合以接收输入电压和将输出电流提供到所述发射线圈的电桥；和经耦合以采样与所述输入电压和所述发射线圈相关联的第一组模拟信号和产生第一组数字值的模数转换器(ADC)；其中所述发射器被配置成从用于所述无线能量传递的接收器接收第二组数字值，所述第二组数字值表示与由所述无线能量传递通过所述接收器产生的输出电压相关联的第二组模拟信号，并且进一步被配置成基于所述第一组数字值和所述第二组数字值产生外物检测(FOD)信号，所述FOD信号指示相对于从所述发射线圈传递的能量检测或未检测到外物。在一个或多个实施例中，所述发射器进一步被配置成将所述FOD信号传送到控制器以用于另外的动作。在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括用于所述无线能量传递的接收器，所述接收器包括：接收线圈；经耦合以接收来自所述接收线圈的电流和提供所述输出电压的整流器；和经耦合以采样与所述输出电压相关联的所述第二组模拟信号以产生所述第二组数字值的模数转换器(ADC)；其中所述接收器进一步被配置成将所述第二组数字值传送到所述发射器。在一个或多个实施例中，所述接收器被配置成将所述第二组数字值无线地发射到所述发射器。在一个或多个实施例中，所述发射器进一步被配置成基于所述第一和第二组数字值确定检测到的功率损耗或效率，基于所述第一和第二组数字值估算预期的功率损耗或效率，和基于所述检测到的功率损耗或效率与所述预期的功率损耗或效率的比较产生所述FOD信号。在一个或多个实施例中，所述FOD信号被配置成如果所述预期的功率损耗或效率与所述检测到的功率损耗或效率相差大于阈值，那么指示已检测到外物。在一个或多个实施例中，所述第一组模拟信号包括与所述输入电压相关联的电流、与所述输入电压相关联的电压和与所述发射线圈相关联的电流；且其中所述第二组模拟信号包括与所述输出电压相关联的电流和与所述输出电压相关联的电压。在一个或多个实施例中，所述输出电流包括振荡输出电流，其中所述发射器进一步被配置成在所述振荡输出电流的振荡时段内采样所述振荡输出电流多次以产生多个样本，从所述多个样本确定在所述振荡时段内所述振荡输出电流的峰值，和使所述FOD信号至少部分基于所述峰值。在一个或多个实施例中，所述发射器进一步被配置成基于所述第一和第二组数字值检测功率损耗或效率，基于所述峰值和所述第二组数字值估算预期的功率损耗或效率，和基于所述检测到的功率损耗或效率与所述预期的功率损耗或效率的比较产生所述FOD信号。在一个或多个实施例中，所述发射器进一步被配置成基于与所述峰值相关联的校准数据估算所述预期的功率损耗或效率。本专利技术的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。附图说明应注意，附图仅说明示例性实施例并且因此不认为限制本专利技术的范围。为简单和清晰起见，示出图中的元件，并且这些元件未必按比例绘制。图1为包括发射器和接收器的无线能量传递系统的示例性实施例的框图。图2为对于被驱动通过发射线圈的振荡输出电流的一个振荡时段通过发射线圈的电流(I线圈)的示例性实施例的图。图3为基于估算的功率和测量的功率之间的差异检测外物的示例性实施例的过程流程图。图4为与图3的外物检测过程相关联的示例性测量的图。图5为可用于产生存储于发射器内的校准数据的生产后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无线能量传递的方法，其特征在于，包括：在用于无线能量传递的发射器处：接收输入电压；将所述输入电压转换成输出电流；将所述输出电流供应到发射线圈；采样与所述输入电压和所述发射线圈相关联的第一组模拟信号以产生第一组数字值；接收从用于所述无线能量传递的接收器传送的第二组数字值，所述第二组数字值表示与由所述无线能量传递通过所述接收器产生的输出电压相关联的第二组模拟信号；和基于所述第一组数字值和所述第二组数字值产生外物检测(FOD)信号，所述FOD信号指示相对于从所述发射线圈传递的能量检测或未检测到外物。

【技术特征摘要】
2017.08.30 US 15/690,4091.一种用于无线能量传递的方法，其特征在于，包括：在用于无线能量传递的发射器处：接收输入电压；将所述输入电压转换成输出电流；将所述输出电流供应到发射线圈；采样与所述输入电压和所述发射线圈相关联的第一组模拟信号以产生第一组数字值；接收从用于所述无线能量传递的接收器传送的第二组数字值，所述第二组数字值表示与由所述无线能量传递通过所述接收器产生的输出电压相关联的第二组模拟信号；和基于所述第一组数字值和所述第二组数字值产生外物检测(FOD)信号，所述FOD信号指示相对于从所述发射线圈传递的能量检测或未检测到外物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述FOD信号传送到控制器以用于另外的动作。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在用于所述无线能量传递的所述接收器处：将通过从所述发射线圈传递的能量在接收线圈中感应的电流转换成所述输出电压；采样与所述输出电压相关联的所述第二组模拟信号以产生所述第二组数字值；和将所述第二组数字值传送到所述发射器。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述接收器处的所述传送包括将所述第二组数字值无线地发射到所述发射器。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生包括基于所述第一和第二组数字值确定检测到的功率损耗或效率，基于所述第一和第二组数字值估算预期的功率损耗或效率，和基于所述检测到的功率损耗或效率与所述预期的功率损耗或效率的比较产生所述FOD信号。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括如果所述预期的功率损耗或效率与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·洛瓦斯，Z·麦纳，J·西卡，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US