感应功率发射器制造技术

一种感应功率发射器包括：至少一个功率发射线圈，被配置为产生感应功率传输(IPT)场；以及物体检测系统，被配置为在产生IPT场时检测由IPT场占据的空间中或与由IPT场占据的空间相邻的物体；其中，物体检测系统被配置为基于与接收器物体相关联的标签来检测接收器物体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感应功率发射器
本专利技术总体而言涉及一种感应功率发射器，具体地，但不排它地，涉及一种感应功率传输系统。
技术介绍
IPT系统是已建立技术(例如，电动牙刷的无线充电)和正开发技术(例如，“充电垫”上的手持设备的无线充电)的众所周知的领域。通常，功率发射器从发射线圈产生时变磁场。该磁场在功率接收器中的合适的接收线圈中感应出交流电流，然后该交流电流可以用于对电池充电，或对设备或其他负载供电。具体地，关于为手持设备无线充电的IPT系统，重要的是无线功率仅传输到接收器设备而不是所谓的外物，该外物可以被定义为位于充电垫(例如，接口表面)上而不是接收器设备的部分的任何物体。这种外物的典型示例是包括诸如硬币、钥匙、回形针等金属的寄生元件。例如，如果寄生金属接近于激活IPT区域，则在功率传输期间其可能由于振荡磁场产生的涡流而升温。为了防止这种寄生金属的温度升高到不可接受的水平，功率发射器应该能够区分功率接收器和外物，并且及时中止功率传输。在接口表面上检测外物升温的常规方式是使用功率损耗法。在该方法中，接收到的功率PPR用于指示由通过功率发射器产生的磁场引起的在手持设备中所包含的功率接收器内消耗的功率的总量。接收到的功率等于从功率接收器的输出可获得的功率加上在产生该输出功率时损失的任何功率。功率接收器将其PPR传送到功率发射器，使得功率发射器可以判断功率损耗是否在可接受的设置限制内，如果不是，则功率发射器确定可以指示存在外物的异常行为并且中止功率传输。然而，这种功率损失核算方法本身并不提供对外物的实际检测，仅出现非预期行为。相比之下，国际专利公开号WO2014/095722提出了一种外物检测方法，该方法在发射器内使用与主IPT发射器线圈分开的激励线圈和检测线圈。在这种情况下，检测绕组中的输出电压的变化或检测绕组的电感的变化被用来确定物体的可能存在。然而，该系统需要复杂的校准以确定基极电感。它也对与亚铁或磁性物体相对的金属物体不敏感，因此不提供用于区分外物和通常包括用于磁通量控制的铁氧体的友好物体(例如，接收器设备)的手段。主IPT场对检测的操作的任何不期望的影响也不被考虑或表征，使得所提出的方法可能是不可靠的。现有的方法还可能需要连续地监测放置在充电垫上的任何物体的存在。这会增加系统的功耗，并增加了所需处理的复杂性。本专利技术的目的是为公众提供有用的选择。
技术实现思路
根据一个示例性实施例，提供一种感应功率发射器，包括：至少一个功率发射线圈，被配置为产生感应功率传输(IPT)场；以及物体检测系统，被配置为在产生IPT场时检测由IPT场占据的空间中或与由IPT场占据的空间相邻的物体；其中，物体检测系统被配置为基于与接收器物体相关联的标签来检测接收器物体。公认的是，在不同的管辖范围下，术语“包括”可以被赋予排他性含义或包含性含义。为了本说明书的目的，除非另外说明，否则这些术语意在具有包含性含义，即，它们意味着包括使用直接引用的所列组件，并且可能还包括其他未指定的组件或元件。在本说明书中对任何文件的引用并不构成对那些文件为现有技术或其形成公知常识的一部分的承认。附图说明包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与上面给出的本专利技术的一般描述以及下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本专利技术的原理。图1是感应功率传输系统的示意图；图2是感应功率发射器和相邻接收线圈的示意图；图3是逆变器和物体检测系统的电路图；图4是发射线圈的阵列的示意图；图5是图4的发射线圈的物体检测系统的电路图；图6是接收器线圈被用于产生磁体的接收器电路的电路图；图7是用于与外来磁体的存在相关联的电路波形的示图；以及图8a-e是可选的接收器配置的示意图。具体实施方式在图1中一般地示出了感应功率传输(IPT)系统1。IPT系统包括感应功率发射器2和感应功率接收器3。感应功率发射器2连接到合适的电源4(诸如市电或电池)。感应功率发射器2可以包括具有一个或更多个转换器5(例如，AC-DC转换器(取决于所使用的电源的类型))以及逆变器6(例如连接到转换器5(如果存在))的发射器电路。逆变器6为发射线圈7供应AC信号，使得发射线圈7产生交变磁场。在一些配置中，发射线圈7也可以被认为与逆变器5分离。发射线圈7可以并联或串联连接到电容器(未示出)以创建谐振电路。控制器8可以连接到感应功率发射器2的每个部件。控制器8从感应功率发射器2的每个部件接收输入并且产生控制每个部件的操作的输出。控制器8可以被实现为单个单元或单独的单元，被配置为根据其能力控制感应功率发射器2的各个方面，包括例如：功率流、调谐、选择性地激励发射线圈、感应功率接收器检测和/或通信。感应功率接收器3包括连接到接收器电路的接收线圈9，该接收器电路可以包括功率调节电路10，功率调节电路10转而向负载11供电。当感应功率发射器2的线圈和感应功率接收器3的线圈适当地耦合时，由发射线圈7产生的交变磁场在接收线圈9中感应出交流电流。功率调节电路10被配置为将感应电流转换成适合于负载11的形式，并且可以包括例如功率整流器、功率调整电路或两者的组合。接收线圈9可以并联或串联连接到电容器(未示出)，以创建谐振电路。在一些感应功率接收器中，接收器可以包括控制器12，该控制器12可以控制接收线圈9的调谐、功率调节电路10的操作和/或通信。术语“线圈”可以包括导电结构，在其中电流产生磁场。例如，感应“线圈”可以是三维形状或二维平面形状的导电线、使用印刷电路板(PCB)技术制造成三维形状的多个PCB“层”的导电材料和其它线圈状形状。以单数或复数形式使用术语“线圈”并非意味着在这个意义上是限制性的。可以根据应用使用其他配置。在某些应用中，IPT发射器可能期望选择性地为相关联的接收器设备(例如，移动电话、遥控器等)而不是外物(例如，回形针、硬币等)提供功率。为此，IPT发射器可以包括物体检测(OD)系统。OD系统可以检测接近发射器的接收器设备，并且仅在存在相邻的接收器设备时激活发射线圈或导致发射线圈激活。在存在诸如线圈阵列的多个发射线圈(例如，在充电垫上)的情况下，OD系统可以仅激活与一个或更多个接收器设备相邻的线圈的子集或导致与一个或更多个接收器设备相邻的线圈的子集被激活。接收器设备可以包括“接收器标签”。接收器标签可以包括可由OD系统检测的并且通常不存在于外物中的一个或更多个独特属性或特性。OD系统可以包括一个或更多个物体检测器或物体感测器，该一个或更多个物体检测器或物体感测器通过与标签的交互来检测接收器标签的存在和/或接近(或更精确地，它们检测接收器标签的某些属性或特性)。这些感测器可以作为OD系统的部分被提供为专用元件，或者发射器电路本身可以用作这些感测器。类似地，发射器的控制器可以形成OD系统的部分或全部。以这种方式，接收器标签用作识别元件，该识别元件使能功率发射器以识别功率接收器何时在功率发射器附近，更具体地，何时接收器标签且因此接收器设备在当发射器线圈被操作时由一个或更多个发射器线圈产生的IPT场占据的空间内。如稍后详细说明的那样，这些识别元件可以被配置为使得仅仅可以感测到接收器设备的存在，或者使得接收器设备存在的类型可以被确定，这可以帮助功率发射器制定针对不同接收器类型的功率传输的模式，诸如，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应功率发射器，包括：至少一个功率发射线圈，被配置为产生感应功率传输IPT场；以及物体检测系统，被配置为在产生IPT场时检测由IPT场占据的空间中或与由IPT场占据的空间相邻的物体；其中，物体检测系统被配置为基于与接收器物体相关联的标签来检测接收器物体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.04 US 62/128,2631.一种感应功率发射器，包括：至少一个功率发射线圈，被配置为产生感应功率传输IPT场；以及物体检测系统，被配置为在产生IPT场时检测由IPT场占据的空间中或与由IPT场占据的空间相邻的物体；其中，物体检测系统被配置为基于与接收器物体相关联的标签来检测接收器物体。2.如权利要求1所述的发射器，被配置为一旦物体检测系统检测到接收器物体，就激励线圈。3.如权利要求1所述的发射器，其中，标签是磁体。4.如权利要求3所述的发射器，其中，磁体是相对于接收器物体的接收器线圈定位的永磁体。5.如权利要求3所述的发射器，其中，磁体是用DC电压激励的接收器物体的接收器线圈。6.如权利要求3所述的发射器，其中，物体检测器包括一个或更多个磁开关。7.如权利要求6所述的发射器，其中，所述一个或更多个磁开关中的至少一个是霍尔效应开关、簧片开关或3D霍尔效应感测器。8.如权利要求1所述的发射器，其中，标签具有编码的反射表面，并且物体检测器包括被配置为测量反射光图案的光电探测器。9.如权利要求1所述的发射器，包括多个功率发射线圈，其中，物体检测系统的至少一个物体检测器位于每个功率发射线圈周围，并且发射器被配置为基于通...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·阿卜杜勒哈尼，
申请(专利权)人：鲍尔拜普罗克西有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ