无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置及其方法，其中，装置包括电源发送设备；电源发送设备包括：频率调节模块，用于调节电源发送设备的谐振频率；发送端控制模块，用于控制频率调节模块实现对该电源发送设备的谐振频率的调节；第一电感；第一电容；第一电感与第一电容相串联，频率调节模块并联于第一电容的两端，发送端控制模块与频率调节模块相连接；当装置处于正常充电模式下，装置工作于第一谐振频率状态；当装置处于异物检测模式下下，装置工作于第二谐振频率状态，通过对频率调节模块的控制，改变电源发送设备的谐振频率，提高金属异物对无线充电系统的影响。采用该种装置及方法可有效检测出无线充电系统中的金属异物。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置及其方法
本专利技术涉及无线充电领域，特别涉及无线充电设备中的金属异物检测领域，具体是指一种无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置及其方法。
技术介绍
无线充电是利用电磁感应等技术，在充电器和设备之间进行非接触式能量传输的一种技术。由于充电器和设备之间无需接触，可以通过空气传输能量，设备可以实现高密封性和低物理磨损，具有可靠性高、寿命长、安全性能好的特点。充电器通过发送线圈输出能量，设备通过接收线圈接收能量，由于线圈间的空气气隙中产生了交变磁场。若气隙中存在金属异物，则会在金属异物内产生涡流，导致异物发热引发安全问题，同时也会影响无线充电系统的整体能量传输效率，因此需要对无线充电系统中出现的异物能够进行检测。现有无线充电应用中的异物检测方法一般是基于功率损耗，无金属异物情况下，正常充电过程中发送端和接收端的电参数都是可监控的，有异物时由于部分功率被金属异物吸收，系统整体效率降低。比如在接收端接收功率保持不变的情况下发送端输出功率增加，发送电流增大，或者发送端输出功率保持不变的情况下接收端输出功率减小，通过这些电参数的变化可以检测出是否有金属异物。此方法在有些情况下，比如金属异物吸收的功率占比超过10％时，金属异物是比较容易检测到的。但是，在有些情况下，金属异物吸收的功率占比比较小，甚至只有不到1％，因为发送端和接收端的器件参数误差一般为5～10％，采样精度为1％～3％，金属异物的影响淹没在这些精度误差范围之内，所以金属异物则不易被检测到。需要增加特殊的额外检测装置来检测金属异物，或者采用特殊的结构工艺排除金属异物的方式来避免金属异物对系统的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种有效的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置及其方法。为了实现上述的目的，本专利技术的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置及其方法如下：该无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其主要特点是，所述的装置包括电源发送设备；所述的电源发送设备包括：频率调节模块，用于调节所述的电源发送设备的谐振频率；发送端控制模块，用于控制所述的频率调节模块实现对该电源发送设备的谐振频率的调节；第一电感；第一电容；所述的第一电感与所述的第一电容相串联，所述的频率调节模块并联于所述的第一电容的两端，所述的发送端控制模块与所述的频率调节模块相连接；当所述的装置处于正常充电模式下，所述的发送端控制模块对所述的频率调节模块进行调节，使得所述的装置工作于第一谐振频率状态；当所述的装置处于异物检测模式下下，所述的发送端控制模块对所述的频率调节模块进行调节，使得所述的装置工作于第二谐振频率状态。较佳地，所述的频率调节模块包括一个可控开关器件，该可控开关器件的控制端与所述的发送端控制模块相连接，所述的频率调节模块通过该可控开关器件的通断状态选择性地并联于所述的第一电容两端，该可控型器件的控制端与所述的发送端控制模块相连接；当所述的装置处于正常充电模式下，所述的可控开关器件为断开状态，所述的频率调节模块未并联于所述的第一电容两侧，仅由所述的第一电感及所述的第一电容确定所述的电源发送设备的谐振频率的大小，所述的装置工作于第一谐振频率状态；当所述的装置处于异物检测模式下，所述的可控开关器件为接通状态，所述的频率调节模块接通并联于所述的第一电容两侧，由所述的第一电感、第一电容及频率调节模块共同确定所述的电源发送设备的谐振频率的大小，所述的装置工作于第二谐振频率状态。较佳地，所述的频率调节模块包括第二电容和第一可控开关器件，所述的第二电容与所述的第一可控开关器件相串联，且并联跨接于所述的第一电容的两端，所述的第一可控开关器件的控制端与所述的发送端控制模块相连接。更佳的，所述的第二电容的电容量为所述的第一电容的电容量的三倍。较佳地，所述的电源发送设备还包括第一电参数采集模块，用于采集所述的电源发送设备的电参数，该第一电参数采集模块与所述的发送端控制模块相连接。较佳地，所述的装置还包括驱动模块，所述的发送端控制模块通过该驱动模块与所述的频率调节模块相连接，该驱动模块用于将所述的发送端控制模块发送的作为控制信号的电压低的数字信号进行调整为电压高的模拟信号，控制所述的频率调节模块。较佳地，所述的电源发送设备还包括逆变模块，所述的第一电感与所述的第一电容并联跨接于所述的逆变模块的两端，所述的发送端控制模块与该逆变模块相连接，所述的发送端控制模块用于控制所述的逆变模块；或者所述的装置还包括驱动模块，所述的电源发送设备中还包括逆变模块，所述的第一电感与所述的第一电容并联跨接于所述的逆变模块的两端，所述的发送端控制模块通过该驱动模块与所述的频率调节模块及逆变模块相连接，该驱动模块用于将所述的发送端控制模块发送的作为控制信号的电压低的数字信号进行调整为电压高的模拟信号，控制所述的逆变模块与所述的频率调节模块。较佳地，所述的逆变模块包括第二可控开关器件、第三可控开关器件、第四可控开关器件以及第五可控开关器件；所述的第二可控开关器件和第三可控开关器件依次串接于所述的外部稳压源与地之间，且所述的第四可控开关器件和第五可控开关器件依次串接于所述的外部稳压源与地之间；所述的第一电感的第一端接于所述的第二可控开关器件与第三可控开关器件之间，且该第一电感的第二端通过所述的第一电容接于所述的第四可控开关器件与第五可控开关器件之间，所述的第二可控开关器件的控制端、第三可控开关器件的控制端、第四可控开关器件的控制端和第五可控开关器件的控制端均与所述的发送端控制模块相连接，且该发送端控制模块通过对所述的第二可控开关器件的控制端、第三可控开关器件的控制端、第四可控开关器件的控制端和第五可控开关器件的控制端的控制使得该逆变模块工作于全桥逆变状态；所述的发送端控制模块控制所述的第四可控开关器件一直处于断开状态、第五可控开关器件一直处于闭合状态，且该发送端控制模块通过对所述的第二可控开关器件与第三可控开关器件的控制端的控制使得该逆变模块工作于半桥逆变状态；当所述的装置工作于正常工作模式下，所述的逆变模块工作于全桥逆变状态；当所述的装置工作于异物检测模式下，所述的逆变模块工作于全桥逆变状态或半桥逆变状态。较佳地，所述装置中还包括与外部受电设备相连接的电源接收设备，所述电源接收设备包括：第二电感，该第一电感接收所述的电源发送设备输入的能量；第三电容；第二电参数采集模块，采集所述的电源接收设备的电参数；整流模块；稳压模块；以及接收端控制模块；所述的第二电参数采集模块与所述的第二电感以及第二电容相连接，所述的第二电感的第一端直接连接所述的整流模块，且该第二电感的第二端通过所述的第三电容与所述的整流模块相连接，所述的整流模块还通过所述的稳压模块与所述的外部受电设备相连接；所述的接收端控制模块分别与所述的整流模块、稳压模块以及第二电参数采集模块相连接。该基于上述装置实现无线充电系统中金属异物检测控制的方法，其主要特点是，所述的发送端控制模块控制该频率调节模块调节所述的电源发送设备的谐振频率，然后进行金属异物检测控制处理操作；其中：在所述的装置工作于正常充电模式的情形下，所述的发送端控制模块控制该频率调节模块将该装置调节在第一谐振频率状态下工作；在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的装置包括电源发送设备；所述的电源发送设备包括：频率调节模块，用于调节所述的电源发送设备的谐振频率；发送端控制模块，用于控制所述的频率调节模块实现对该电源发送设备的谐振频率的调节；第一电感；第一电容；所述的第一电感与所述的第一电容相串联，所述的频率调节模块并联于所述的第一电容的两端，所述的发送端控制模块与所述的频率调节模块相连接；当所述的装置处于正常充电模式下，所述的发送端控制模块对所述的频率调节模块进行调节，使得所述的装置工作于第一谐振频率状态；当所述的装置处于异物检测模式下下，所述的发送端控制模块对所述的频率调节模块进行调节，使得所述的装置工作于第二谐振频率状态。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的装置包括电源发送设备；所述的电源发送设备包括：频率调节模块，用于调节所述的电源发送设备的谐振频率；发送端控制模块，用于控制所述的频率调节模块实现对该电源发送设备的谐振频率的调节；第一电感；第一电容；所述的第一电感与所述的第一电容相串联，所述的频率调节模块并联于所述的第一电容的两端，所述的发送端控制模块与所述的频率调节模块相连接；当所述的装置处于正常充电模式下，所述的发送端控制模块对所述的频率调节模块进行调节，使得所述的装置工作于第一谐振频率状态；当所述的装置处于异物检测模式下下，所述的发送端控制模块对所述的频率调节模块进行调节，使得所述的装置工作于第二谐振频率状态。2.根据权利要求1所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的频率调节模块包括一个可控开关器件，该可控开关器件的控制端与所述的发送端控制模块相连接，所述的频率调节模块通过该可控开关器件的通断状态选择性地并联于所述的第一电容两端，该可控型器件的控制端与所述的发送端控制模块相连接；当所述的装置处于正常充电模式下，所述的可控开关器件为断开状态，所述的频率调节模块未并联于所述的第一电容两侧，仅由所述的第一电感及所述的第一电容确定所述的电源发送设备的谐振频率的大小，所述的装置工作于第一谐振频率状态；当所述的装置处于异物检测模式下，所述的可控开关器件为接通状态，所述的频率调节模块接通并联于所述的第一电容两侧，由所述的第一电感、第一电容及频率调节模块共同确定所述的电源发送设备的谐振频率的大小，所述的装置工作于第二谐振频率状态。3.根据权利要求1所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的频率调节模块包括第二电容和第一可控开关器件，所述的第二电容与所述的第一可控开关器件相串联，且并联跨接于所述的第一电容的两端，所述的第一可控开关器件的控制端与所述的发送端控制模块相连接。4.根据权利要求3所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的第二电容的电容量为所述的第一电容的电容量的三倍。5.根据权利要求1所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的电源发送设备还包括第一电参数采集模块，用于采集所述的电源发送设备的电参数，该第一电参数采集模块与所述的发送端控制模块相连接。6.根据权利要求1所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的装置还包括驱动模块，所述的发送端控制模块通过该驱动模块与所述的频率调节模块相连接，该驱动模块用于将所述的发送端控制模块发送的作为控制信号的电压低的数字信号进行调整为电压高的模拟信号，控制所述的频率调节模块。7.根据权利要求1所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的电源发送设备还包括逆变模块，所述的第一电感与所述的第一电容并联跨接于所述的逆变模块的两端，所述的发送端控制模块与该逆变模块相连接，所述的发送端控制模块用于控制所述的逆变模块；或者所述的装置还包括驱动模块，所述的电源发送设备中还包括逆变模块，所述的第一电感与所述的第一电容并联跨接于所述的逆变模块的两端，所述的发送端控制模块通过该驱动模块与所述的频率调节模块及逆变模块相连接，该驱动模块用于将所述的发送端控制模块发送的作为控制信号的电压低的数字信号进行调整为电压高的模拟信号，控制所述的逆变模块与所述的频率调节模块。8.根据权利要求1所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述的逆变模块包括第二可控开关器件、第三可控开关器件、第四可控开关器件以及第五可控开关器件；所述的第二可控开关器件和第三可控开关器件依次串接于所述的外部稳压源与地之间，且所述的第四可控开关器件和第五可控开关器件依次串接于所述的外部稳压源与地之间；所述的第一电感的第一端接于所述的第二可控开关器件与第三可控开关器件之间，且该第一电感的第二端通过所述的第一电容接于所述的第四可控开关器件与第五可控开关器件之间，所述的第二可控开关器件的控制端、第三可控开关器件的控制端、第四可控开关器件的控制端和第五可控开关器件的控制端均与所述的发送端控制模块相连接，且该发送端控制模块通过对所述的第二可控开关器件的控制端、第三可控开关器件的控制端、第四可控开关器件的控制端和第五可控开关器件的控制端的控制使得该逆变模块工作于全桥逆变状态；所述的发送端控制模块控制所述的第四可控开关器件一直处于断开状态、第五可控开关器件一直处于闭合状态，且该发送端控制模块通过对所述的第二可控开关器件与第三可控开关器件的控制端的控制使得该逆变模块工作于半桥逆变状态；当所述的装置工作于正常工作模式下，所述的逆变模块工作于全桥逆变状态；当所述的装置工作于异物检测模式下，所述的逆变模块工作于全桥逆变状态或半桥逆变状态。9.根据权利要求1所述的无线充电系统中实现金属异物检测控制的装置，其特征在于，所述装置中还包括与外部受电设备相连接的电源接收设备，所述电源接收设备包括：第二电感，该第一电感接收所述的电源发送设备输入的能量；第三电容；第二电参数采集模块，采集所述的电源接收设备的电参数；整流模块；稳压模块；以及接收端控制模块；所述的第二电参数采集模块与所述的第二电感以及第二电容相连接，所述的第二电感的第一端直接连接所述的整流模块，且该第二电感的第二端通过所述的第三电容与所述的整流模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曌，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32