输入寄生金属检测制造技术

本发明专利技术涉及输入寄生金属检测，并且尤其涉及用于非接触式电力供应系统的电力损失统计。本发明专利技术提供一种为次级装置校准寄生金属检测系统的方法、一种为寄生金属检测系统收集校准数据的方法以及一种为寄生金属检测系统收集校准数据的方法。其中，所述次级装置接收或收集校准数据用于校准所述寄生金属检测系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于非接触式电力供应系统的电力损失统计。
技术介绍
例如通过利用感应耦合，将非接触式电力传送至便携式电子装置变得更为普遍。适于向便携式装置提供电力的许多感应电力供应系统包括两个主要部件:(I)具有至少一个初级线圈的感应电源或初级单元，其通过所述至少一个初级线圈来驱动交流电，产生时变电磁场；以及(2)便携式电子装置或次级装置，其可与初级单元分开并且包括次级线圈，当其被放置在所述时变场附近时，该场在次级线圈中感应交流电，由此将电力从初级单元传输至次级单元。非接触式电力供应系统不是100%有效的。也就是说，一些能量被损失以便将电力从初级单元传输至次级单元。例如，一些损失可由切换电路部件引起，而其他损失可由初级线圈引起，这有时被称为欧姆损失，其与部件中的欧姆电阻成比例并且与流过它们的电流的平方成比例。异物，尤其是金属异物，也可影响效率并且在一些情况下引起安全顾虑。放置在场中的金属有时被称为寄生金属。场中的一些寄生金属可以是可接受的，例如许多便携式装置，甚至是由非接触式电力供应系统提供电力的装置有时包括金属。可接受的金属有时被称为已知的或友好的寄生金属。已经开发了一些系统和技术来试图检测在场中是否存在不可接受量的寄生金属。一个基本系统包括在电力发送终端的电路中的电力消耗检测器。当一块金属被放置在电力发送终端上而不是在便携式装置上时，在电力发送终端处所消耗的电力量异常地增加。为了防止这种异常，电力消耗检测器测量由电力发送终端消耗的电力量。当所测量的消耗电力量达到预定上阈值时，所确定的是存在不寻常的情况并且电力传输被抑制。尽管诸如此类的系统提供了基本的寄生金属检测，但其仍有缺陷。例如，系统不能够计及(I)友好的寄生金属，(2)消耗不同量的电力的便携式装置，或(3)由于电力发送终端与便携式装置的未对准而引起的电力损失。也已经开发了其他寄生金属检测技术。例如，一些系统可以计及⑴被供应给次级装置的实际负载的电力，(2)次级装置的友好寄生，(3)其中在初级单元与次级装置之间不存在简单的1:1关系的情况，或(4)其中次级装置的存在不一定在物理上排斥所有异物的情况。这些技术中的一些涉及断开次级负载或从次级装置向初级单元传送信息。许多这些技术在于2005年5月11日提交的、题为“控制感应电力传输系统”的授予Stevens的美国专利公开2007/0228833中被描述，通过引用将其全部内容并入本文。尽管一些在先的系统能够提供寄生金属检测，但在一些情况下这些系统可能是不够的。例如，已知系统没有足够准确地计及已知的损失并且因此引发导致系统限制或关闭的过多误报。换言之，一些已知的寄生金属检测系统的一个问题在于它们的分辨率过于模糊以致于一块金属可能变热至所不期望的水平。利用具有改进的分辨率或准确度的方法来检测损失可以解决这个及其他问题。
技术实现思路
本专利技术提供了非接触式电力供应系统，其包括初级单元和次级装置，其中可以通过计及已知电力损失在操作期间的变化来更准确地检测初级单元附近的寄生金属。在感应电力供应系统中的感应电力供应传输期间的电力损失的量可根据初级单元与次级装置的对准而变化。此外，感应电力供应传输期间的电力损失的量也可作为初级单元中的切换电路的操作频率的变化的函数或作为次级装置负载的变化的函数而变化。通过计及已知电力损失在操作期间的变化，可对未知电力损失的量进行更准确的确定。此外，次级测量结果和初级测量结果可以被同步以提高准确度。对未知电力损失的确定越准确，就可以越多地避免误报的寄生金属检测。此外，也可以越早地(在时间和电力阈值两方面)检测正确的肯定结果。在一个实施例中，本专利技术提供了一种非接触式电力供应系统，其中可以通过将预期的输入与所测量的输入进行比较来检测寄生金属。在当前实施例中，预期的输入被确定为系统中的各种已知损失的函数，包括由于初级单元与次级单元的未对准而引起的损失。预期的输入没有计及场中的任何寄生金属，所以如果在场中存在寄生金属，则预期的输入将不同于所测量的输入。在一个实施例中，用于控制非接触式电力传输系统的系统和方法被提供。所述非接触式电力供应系统包括带有切换电路和振荡电路的初级单元以及至少一个次级装置，所述初级单元可操作用于产生电磁场，所述至少一个次级装置可与所述初级单元分开并且适于在所述次级装置处于所述初级单元附近时与所述场耦合使得电力能够在没有直接电接触的情况下由所述次级装置从所述初级单元感应地接收。除了其他电路之外，所述初级单元包括控制器、位于所述切换电路之前的输入测量单元以及位于所述切换电路之后的振荡测量单元。除了其他电路之外，所述便携式装置包括次级测量单元和控制器。不时地，将测量结果从所述次级装置传送至所述非接触式电源，在所述非接触式电源处它们与来自线圈测量单元的测量结果一起被控制器用于确定预期的输入。可以例如通过计及取得和发送所述测量结果所花费的时间、对所述测量结果加时间戳或者利用加权平均或其他同步技术来同步所述初级和次级测量结果。将预期的输入与实际的输入进行比较来确定存在于所述场中的寄生金属的量。所述非接触式电力供应系统可响应于寄生金属的检测而采取各种行动，例如限制或停止非接触式电力的供应。在由于未对准而引起的增加的欧姆损失所导致的损失与由于场中的寄生金属而引起的损失之间进行区分可能是困难的。这通常是因为输入电流典型地受这两者影响。然而，由耦合降低所导致的损失和由于寄生金属而引起的损失不以相同的方式影响初级线圈电流。利用这个差别，包括输入电力的特征和初级单元线圈电力的特征两者的预测函数可以确定是否有异物存在于所述初级单元附近。本专利技术的一个优势在于其可以在由于耦合而引起的损失与由于寄生金属而引起的损失之间进行区分，从而使避免在一些情况下的寄生金属检测的误报成为可能。本专利技术的这些及其他特征将通过参考对实施例的说明以及附图而被更充分地理解和领会。【附图说明】图1示出了能够进行输入寄生金属检测的非接触式电力供应系统的框图的一个实施例。图2示出了输入寄生金属检测的方法的一个实施例。图3是显示输入电力和电力消耗在各种不同场景中的代表性图表的图。图4是供校准输入寄生金属检测系统所使用的几何定位系统的代表性的图。在详细解释本专利技术的各实施例之前，应理解的是，本专利技术的应用不限于在下面的说明中所陈述的或在附图中所示出的结构细节和部件布置。本专利技术能够实现其他实施例并且能够以各种方式来实践或实施。并且，应理解的是，在本文中所使用的措辞和术语是为了说明的目的而不应被认为是限制性的。对“包括”和“包含”及其变体的使用意在涵盖其后所列的各项及其等同以及额外的项及其等同。【具体实施方式】本专利技术针对用于计及系统中的电力损失并且理解未计及的损失是否对操作有害的系统和方法。例如，它们可以是寄生金属、损坏的部件或电磁场中引起电力损失的其他事物。在一个实施例中，初级线圈电流、次级电流和次级电压被用于确定预期的初级输入电流。当预期的初级输入电流被适当地确定时，可以将其与所测量的初级输入电流进行比较以便检测是否存在未计及的电力损失并且在一些实施例中检测存在多少未计及的电力损失。输入电流随着在非接触式电力供应系统中损失或消耗的电力而变化。例如，输入电流受寄生金属损失、传递到负载的电力的量、初级和次级整流损失、初级切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为次级装置校准寄生金属检测系统的方法，所述方法包括：　　提供用于非接触传输电力的初级单元；　　接收校准数据，所述校准数据是将所述次级装置放置在相对所述初级单元的多个不同位置以及操作所述次级装置在多个不同负载的中的至少一个的函数；　　使用所述校准数据校准所述寄生金属检测系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DW巴曼，JK施万內克，NW库伊文霍文，EE乌梅內，DR利夫，AC蔡克，MA布拉哈，JL阿米斯塔迪，RD克瑞奇，
申请(专利权)人：捷通国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US