无线电力传输装置及其金属异物检测线圈的结构制造方法及图纸

一种无线电力传输装置及其金属异物检测线圈的结构，该无线电力传输装置由一发送天线对外辐射一电磁波，且由多个金属异物检测线圈感应该电磁波并对应产生多个待测信号，各该金属异物检测线圈为三个线圈单元串接所组成，且该三个线圈单元间隔排列，其中该发送天线分布区域涵盖该多个金属异物检测线圈；本发明专利技术由控制器根据一参考电压信号与对应于该多个金属异物检测线圈的该多个待测信号判断是否有金属异物进入该发送天线的电磁波范围内，以在检测出金属异物时中止电磁波的产生，避免电磁波对该金属异物加热。

Wireless power transmission device and structure of metal foreign matter detecting coil

The structure of a wireless power transmission device and metal detection coil, the wireless power transmission device is composed of a transmitting antenna external radiation of electromagnetic waves, which is composed of a plurality of metal foreign body detection coil of the electromagnetic wave and the corresponding sense should produce a plurality of measured signals, the detection coil is connected to metal for three coils on the three unit, and a coil unit arranged in interval, wherein the transmission antenna distribution covers the plurality of metal foreign body detection coil; the invention by the controller according to a reference voltage signal corresponding to the plurality of metal foreign body detection coil of the plurality of signal test whether the metal foreign matter into the electromagnetic transmitting antenna wave range, electromagnetic waves generated by a suspension of metal foreign body in the detection, to avoid electromagnetic waves on the metal heating.

【技术实现步骤摘要】
无线电力传输装置及其金属异物检测线圈的结构
本专利技术涉及一种无线电力传输装置与其线圈结构，特别是一种具金属异物检测功能的无线电力传输装置及金属异物检测线圈的结构。
技术介绍
现有无线电力传输装置主要包含有依序连接的一AC/DC转换器、一DC/AC转换器与一发送天线。该AC/DC转换器的输入端可用以接收由市电提供之交流电源，该AC/DC转换器将该交流电源转换为一直流电源，该DC/AC转换器用以接收该直流电源，并将该直流电源转换为一交流输出电源，该DC/AC转换器将该交流输出电源透过该发送天线对外辐射电磁波。如此一来，具有无线充电功能的一接收装置感应到该发送天线的电磁波，该接收装置可将该电磁波转换为一充电电源以进行充电，借此达到非接线式的无线充电动作。当有金属异物进入无线电力传输装置所产生电磁波的范围内，该金属异物在电磁场作用下产生高温，有导致危险的顾虑。因此，现有无线电力传输装置可具有金属异物检测功能，其金属异物检测技术是直接量测该发送天线所产生电磁波的参数，例如功率、效率、S参数与品质因子等参数，根据该多个参数的变化来判断是否有金属异物进入该无线电力传输装置所产生电磁波的范围内。然而，该多个参数的量测结果会受到电磁波传输距离所影响，尤其当金属异物的大小比发送天线的尺寸更小时，导致不容易精准判断出有金属异物进入该无线电力传输装置所产生电磁波范围内。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无线电力传输装置及其金属异物检测线圈的结构，以有效地检测金属异物。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种无线电力传输装置，包含有：一AC/DC转换器，其一输入端供接收一交流电源，将该交流电源转换为一直流电源；一DC/AC转换器，其一输入端电性连接该AC/DC转换器的一输出端，将该直流电源转换为一交流输出电源；该DC/AC转换器包含有补偿电容以电性连接一发送天线，将该交流输出电源通过该发送天线对外辐射一电磁波；多个金属异物检测线圈，分布设置于一绝缘基板以感应该电磁波并对应产生多个待测信号，各该金属异物检测线圈为三个线圈单元串接所组成，且该三个线圈单元间隔排列，其中该发送天线分布区域涵盖该多个金属异物检测线圈；一参考电压产生电路，其一输入端电性连接该DC/AC转换器的补偿电容以接收其端电压，根据所述补偿电容的端电压产生一参考电压信号；多个回授检测电路，分别电性连接该多个金属异物检测线圈，各该回授检测电路接收其对应的金属异物检测线圈产生的待测信号；以及一控制器，电性连接该参考电压产生电路与该多个回授检测电路以接收该参考电压信号与对应于该多个金属异物检测线圈的该多个待测信号，并根据该参考电压信号与该多个待测信号判断是否有金属异物进入该发送天线对外辐射的电磁波范围内。为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种金属异物检测线圈的结构，该金属异物检测线圈为形成于一绝缘基板的三个线圈单元串接所组成，且该三个线圈单元间隔排列。本专利技术的技术效果在于：本专利技术金属异物检测线圈的结构为三个线圈单元串接所组成，且该三个线圈单元间隔排列，本专利技术借此金属异物检测线圈的构造可在一待测空间中具有均匀的磁场感应能力。另外，本专利技术和现有技术量测无线电力传输装置的发送天线的参数相比，因为该发送天线分布区域涵盖该多个金属异物检测线圈，即各金属异物检测线圈尺寸比发送天线小，又每个金属异物检测线圈都有其检测区域，故可有效检测出比发送天线尺寸还小的金属异物，以在检测出金属异物时，该控制器立刻停止让发送天线产生电磁波，避免对该金属异物加热。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术无线电力传输装置的电路框图；图2为本专利技术的外壳、设于第一绝缘基板的发送天线与设第二绝缘基板的金属异物检测线圈的立体分解示意图；图3为本专利技术的无线电力传输装置的局部电路框图；图4为本专利技术的参考电压产生电路、控制器与回授检测电路的电路框图；图5为本专利技术的异物检测线圈结构的实施例的平面示意图；图6为图5的A-A断面示意图；图7为本专利技术的异物检测线圈结构的另一实施例的局部平面示意图；图8为图7的B-B断面示意图；图9为本专利技术的异物检测线圈结构的再一实施例的平面示意图；图10为本专利技术的异物检测线圈结构的再一实施例的平面示意图；图11为图10所示的异物检测线圈排列为多边形结构的平面示意图；图12为本专利技术的控制器的金属异物判断流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：请参考图1至图3，本专利技术无线电力传输装置10包含有一AC/DC转换器11、一DC/AC转换器12、一发送天线13、多个金属异物检测线圈14、一参考电压产生电路15、多个回授检测电路16与一控制器17。请参考图1与图3，该AC/DC转换器11的输入端供接收一交流电源，例如该交流电源可为由市电提供的交流电源，该AC/DC转换器11将该交流电源转换为一直流电源。该DC/AC转换器12的输入端电性连接该AC/DC转换器11的输出端以接收该直流电源，并将该直流电源转换为一交流输出电源。该DC/AC转换器12的输出端电性连接该发送天线13，以将该交流输出电源通过该发送天线13对外辐射电磁波。请参考图2，该发送天线13可供设置于一第一绝缘基板30的表面，该多个金属异物检测线圈14阵列式排列而分布设置于一第二绝缘基板31的表面，其中该第二绝缘基板31设置于该发送天线13上，使该多个金属异物检测线圈14位于该发送天线13上方，且该发送天线13分布区域涵盖该多个金属异物检测线圈14，该多个金属异物检测线圈14与该发送天线13被该第二绝缘基板31所隔离，该第二绝缘基板31上覆设有一外壳32，由该外壳32覆盖该多个金属异物检测线圈14以避免外露。该发送天线13所发出的电磁波可穿透该第二绝缘基板31与该外壳32。该外壳32的外侧可供置放一接收装置20，该接收装置20指待充电装置，如图1所示，该接收装置20包含有一接收天线21、一整流器22、一通讯模块23与一控制器24，当该接收天线21感应到该发送天线13所发出的电磁波，其对应产生一感应电源，该整流器22将该感应电源转换成一直流充电电源。对应地，当该发送天线13对外辐射电磁波时，因为各该金属异物检测线圈14也位于该电磁波的辐射范围内，故各该金属异物检测线圈14亦可感应到该电磁波而对应产生一待测信号Vsensor。本专利技术金属异物检测线圈14的结构为三个线圈单元串接所组成，且该三个线圈单元间隔排列，本专利技术借此金属异物检测线圈14的构造可在一待测空间中具有均匀的磁场感应能力，该待测空间即为该三个线圈单元的磁场感应区域。请参考图5，于该金属异物检测线圈14的第一实施例中，所述三个线圈单元分别为一第一线圈单元141、一第二线圈单元142与一第三线圈单元143，以该第一线圈单元141为例，其包含有一中央线段400、一第1线段401、一第2线段402、一第3线段403、一第4线段411、一第5线段412、一第6线段413、多个连接线42与多个桥接线43。该中央线段400形成于该第二绝缘基板31的一表面且呈U形结构而包含有两末端，该第1～第3线段401～403形成在该第二绝缘基板31的该表面且由内而外依序分布于该中央线段400的一侧，即该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电力传输装置，其特征在于，包含有：一AC/DC转换器，其一输入端供接收一交流电源，将该交流电源转换为一直流电源；一DC/AC转换器，其一输入端电性连接该AC/DC转换器的一输出端，将该直流电源转换为一交流输出电源；该DC/AC转换器包含有补偿电容以电性连接一发送天线，将该交流输出电源通过该发送天线对外辐射一电磁波；多个金属异物检测线圈，分布设置于一绝缘基板以感应该电磁波并对应产生多个待测信号，各该金属异物检测线圈为三个线圈单元串接所组成，且该三个线圈单元间隔排列，其中该发送天线分布区域涵盖该多个金属异物检测线圈；一参考电压产生电路，其一输入端电性连接该DC/AC转换器的补偿电容以接收其端电压，根据所述补偿电容的端电压产生一参考电压信号；多个回授检测电路，分别电性连接该多个金属异物检测线圈，各该回授检测电路接收其对应的金属异物检测线圈产生的待测信号；以及一控制器，电性连接该参考电压产生电路与该多个回授检测电路以接收该参考电压信号与对应于该多个金属异物检测线圈的该多个待测信号，并根据该参考电压信号与该多个待测信号判断是否有金属异物进入该发送天线对外辐射的电磁波范围内。

【技术特征摘要】
1.一种无线电力传输装置，其特征在于，包含有：一AC/DC转换器，其一输入端供接收一交流电源，将该交流电源转换为一直流电源；一DC/AC转换器，其一输入端电性连接该AC/DC转换器的一输出端，将该直流电源转换为一交流输出电源；该DC/AC转换器包含有补偿电容以电性连接一发送天线，将该交流输出电源通过该发送天线对外辐射一电磁波；多个金属异物检测线圈，分布设置于一绝缘基板以感应该电磁波并对应产生多个待测信号，各该金属异物检测线圈为三个线圈单元串接所组成，且该三个线圈单元间隔排列，其中该发送天线分布区域涵盖该多个金属异物检测线圈；一参考电压产生电路，其一输入端电性连接该DC/AC转换器的补偿电容以接收其端电压，根据所述补偿电容的端电压产生一参考电压信号；多个回授检测电路，分别电性连接该多个金属异物检测线圈，各该回授检测电路接收其对应的金属异物检测线圈产生的待测信号；以及一控制器，电性连接该参考电压产生电路与该多个回授检测电路以接收该参考电压信号与对应于该多个金属异物检测线圈的该多个待测信号，并根据该参考电压信号与该多个待测信号判断是否有金属异物进入该发送天线对外辐射的电磁波范围内。2.如权利要求1所述的无线电力传输装置，其特征在于，该多个金属异物检测线圈阵列排列于该绝缘基板，各该金属异物检测线圈的各该线圈单元包含有形成在该绝缘基板的一表面的一中央线段、一第一线段、一第二线段、一第三线段、一第四线段、一第五线段、一第六线段；该中央线段呈U形结构而包含有两末端，该第一线段、该第二线段与该第三线段由内而外依序分布于该中央线段的一侧，该第四线段、该第五线段与该第六线段由内而外依序分布于该中央线段相对于该第一线段至该第三线段的另一侧；该第三线段经由一桥接线电性连接该第五线段的一端，该第五线段的另一端经由一连接线电性连接该第一线段的一端，该第一线段的另一端经由一桥接线电性连接该中央线段的一端，该中央线段的另一端经由一连接线电性连接该第四线段的一端，该第四线段的另一端经由一桥接线电性连接该第二线段的一端，该第二线段的另一端经由一连接线电性连接该第六线段的一端；该中央线段与该第一线段至该第六线段构成一卷绕的线圈结构。3.如权利要求1所述的无线电力传输装置，其特征在于，该多个金属异物检测线圈阵列排列于该绝缘基板，各该金属异物检测线圈的三个线圈单元分别为一第一线圈单元、一第二线圈单元与一第三线圈单元；该第二线圈单元由单一线段卷绕成一等腰三角形的线圈结构而具有相对的第一斜边部与第二斜边部，该第二线圈单元的相对两端分别形成一内接端与一外接端；该第一线圈单元由单一线段卷绕成直角三角形的线圈结构而包含有一斜边部，其斜边部位于该第二线圈单元的第一斜边部外侧并平行于该第一斜边部，该第一线圈单元的相对两端分别形成一内接端与一外接端；该第三线圈单元由单一线段卷绕成直角三角形的线圈结构而包含有一斜边部，其斜边部位于该第二线圈单元的第二斜边部外侧并平行于该第二斜边部，该第三线圈单元的相对两端分别形成一内接端与一外接端；该第一线圈单元的内接端经由一第一连接线连接该第二线圈单元的外接端，该第二线圈单元的内接端经由一第二连接线连接该第三线圈单元的内接端；该第一线圈单元、该第二线圈单元与该第三线圈单元间隔排列而整体呈矩形结构。4.如权利要求1所述的无线电力传输装置，其特征在于，各该金属异物检测线圈的三个线圈单元分别为一第一线圈单元、一第二线圈单元与一第三线圈单元；该第二线圈单元由单一线段卷绕成一等腰三角形的线圈结构而具有相对的第一斜边部与第二斜边部，该第二线圈单元的相对两端分别形成一内接端与一外接端；该第一线圈单元由单一线段卷绕成直角三角形的线圈结构而包含有一斜边部，其斜边部位于该第二线圈单元的第一斜边部外侧并平行于该第一斜边部，该第一线圈单元的相对两端分别形成一内接端与一外接端；该第三线圈单元由单一线段卷绕成直角三角形的线圈结构而包含有一斜边部，其斜边部位于该第二线圈单元的第二斜边部外侧并平行于该第二斜边部，该第三线圈单元的相对两端分别形成一内接端与一外接端；该第一线圈单元的内接端经由一第一连接线连接于该第三线圈单元的内接端，该第一线圈单元的外接端...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄子浩，卢建智，
申请(专利权)人：财团法人车辆研究测试中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71