感应式电源供应器的金属异物检测方法及其供电模块技术

本发明专利技术公开了一种金属异物检测方法，用于一感应式电源供应器的供电模块，该供电模块包括一供电线圈，其受控于一第一驱动信号及一第二驱动信号。该金属异物检测方法包括在该第一驱动信号及该第二驱动信号上周期性产生一侦测信号，该侦测信号控制该供电线圈进行谐振并产生一线圈信号；设定至少一临界电压，并将该线圈信号的多个峰值分别和该至少一临界电压进行比较，以产生多个触发信号；根据该线圈信号的一谐振频率，决定是否执行一预充电程序；以及根据该多个触发信号及该谐振频率，判断该感应式电源供应器的一供电范围内是否存在金属异物。

【技术实现步骤摘要】
感应式电源供应器的金属异物检测方法及其供电模块
本专利技术涉及一种用于感应式电源供应器的金属异物检测方法，尤其涉及一种可在感应式电源供应器启动送电之前判别金属异物是否存在的方法。
技术介绍
在感应式电源供应器中，供电端通过驱动电路推动供电线圈产生谐振，进而发出射频电磁波，再通过受电端的线圈接收电磁波能量后进行电性转换，以产生直流电源提供给受电端装置。供电线圈所发送的电磁能量若施加于金属体上，会对其产生加热效果，累积热量后可能造成金属体高温引起燃烧而发生危害。在现有技术中，感应式电源供应器可在送电过程中周期性地中断驱动以进行金属异物检测，若发现金属异物即停止发送电力，过一段时间之后再重新启动送电，接着送电一段期间后，若侦测到金属异物存在则再次停止送电。如此反复循环仍持续对金属物体加热，长时间加热过后仍可能发生危险。鉴于此，实有必要提出另一种金属异物检测方法，可在感应式电源供应器开始送电之前进行判断，并在发现金属异物存在时不启动送电，进而实现更有效的金属异物防护机制。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种可在感应式电源供应器启动送电之前判别金属异物是否存在的方法，可提升感应式电源供应器的金属异物防护功效。本专利技术公开了一种金属异物检测方法，用于一感应式电源供应器的一供电模块，该供电模块包括一供电线圈，该供电线圈受控于一第一驱动信号及一第二驱动信号。该金属异物检测方法包括在该第一驱动信号及该第二驱动信号上周期性产生一侦测信号，其中，该侦测信号控制该供电线圈进行谐振并产生一线圈信号；设定至少一临界电压，并将该线圈信号的多个峰值分别和该至少一临界电压进行比较，以产生多个触发信号；根据该线圈信号的一谐振频率，决定是否执行一预充电程序；以及根据该多个触发信号及该谐振频率，判断该感应式电源供应器的一供电范围内是否存在金属异物。本专利技术还公开了一种用于一感应式电源供应器的供电模块，用来执行一金属异物检测方法，该供电模块包括一供电线圈、一供电驱动模块、一信号接收模块及一处理器。该供电驱动模块耦接于该供电线圈，用来输出一第一驱动信号及一第二驱动信号至该供电线圈，并在该第一驱动信号及该第二驱动信号上周期性产生一侦测信号，其中，该侦测信号控制该供电线圈进行谐振并产生一线圈信号。该信号接收模块耦接于该供电线圈，用来设定至少一临界电压，并将该线圈信号的多个峰值分别和该至少一临界电压进行比较，以产生多个触发信号。该处理器耦接于该信号接收模块，用来执行以下步骤：根据该线圈信号的一谐振频率，决定是否执行一预充电程序；以及根据该多个触发信号及该谐振频率，判断该感应式电源供应器的一供电范围内是否存在金属异物。附图说明图1为本专利技术实施例一感应式电源供应器的示意图。图2为本专利技术实施例一侦测信号的示意图。图3为本专利技术实施例线圈信号的峰值与临界电压进行比较以产生触发信号的示意图。图4为金属异物存在的情况下触发信号的时间缩短的示意图。图5为受电模块发生故障时在线圈信号上造成不规则抖动式衰减的示意图。图6为本专利技术实施例判断线圈信号的谐振频率的示意图。图7为本专利技术实施例侦测信号及预充电程序的示意图。图8为本专利技术实施例一金属异物检测流程的示意图。其中，附图标记说明如下：100感应式电源供应系统1供电模块10电源供应器111处理器112时钟产生器113电压产生装置114比较器115电压侦测装置120信号接收模块121、122供电驱动单元130分压电路131、132分压电阻141、142谐振电容16供电线圈161、261磁导体D1、D2驱动信号C1线圈信号2受电模块21负载单元22电容230整流电路241、242谐振电容26受电线圈3金属异物DET侦测信号P1脉冲信号CP1比较结果TH临界电压TH1第一临界电压TH2第二临界电压TH3第三临界电压T1第一触发信号T2第二触发信号T3第三触发信号VC参考电压PRE预充电程序80金属异物检测流程800～826步骤具体实施方式请参考图1，图1为本专利技术实施例一感应式电源供应器100的示意图。如图1所示，感应式电源供应器100包括一供电模块1及一受电模块2。供电模块1可接收来自于一电源供应器10的电源，并输出无线电力至受电模块2。供电模块1包括一供电线圈16及谐振电容141、142，以C－L－C的结构设置。其中，供电线圈16可用来发送电磁能量至受电模块2以进行供电，谐振电容141及142分别耦接于供电线圈16两端，在供电时可用来搭配供电线圈16进行谐振。此外，在供电模块1中，可选择性地采用磁性材料所构成的一磁导体161，用来提升供电线圈16的电磁感应能力，同时避免电磁能量影响线圈非感应面方向的物体。为控制供电线圈16及谐振电容141、142的运作，供电模块1还包括一处理器111、一时钟产生器112、供电驱动单元121及122、一信号接收模块120及一分压电路130。供电驱动单元121及122耦接于供电线圈16及谐振电容141及142，可分别发送驱动信号D1及D2至供电线圈16，其可接收处理器111的控制，用以驱动供电线圈16产生并发送能量。时钟产生器112耦接于供电驱动单元121及122，可用来控制供电驱动单元121及122发送驱动信号D1及D2。时钟产生器112可以是一脉冲宽度调变产生器(PulseWidthModulationgenerator，PWMgenerator)或其它类型的时钟产生器，用来输出一时钟信号至供电驱动单元121及122。处理器111可接收供电线圈16上的线圈信号C1(即供电线圈16及谐振电容142之间的电压信号)的相关信息，如线圈信号C1的谐振频率或衰减幅度等，并据此判别金属异物是否存在。处理器111可以是一中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、一微处理器(microprocessor)、一单片机(MicroControllerUnit，MCU)、或其它类型的处理装置或运算装置。信号接收模块120可用来追踪线圈信号C1的谐振频率及峰值大小，并将谐振频率或峰值的相关信息提供给处理器111以进行后续判读。分压电路130包括分压电阻131及132，其可对供电线圈16上的线圈信号C1进行衰减之后，将其输出至处理器111及信号接收模块120。在部分实施例中，若处理器111及信号接收模块120等电路具有足够的耐压，也可不采用分压电路130，直接由处理器111接收供电线圈16上的线圈信号C1。至于其他可能的组成组件或模块，如供电单元、显示单元等，可视系统需求而增加或减少，故在不影响本实施例的说明下，略而未示。在一实施例中，信号接收模块120包括一电压产生装置113、一比较器114及一电压侦测装置115，如图1所示。电压侦测装置115可用来侦测线圈信号C1的峰值电压，并将接收到的电压信息传送至处理器111。电压侦测装置115可以是一模拟数字转换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)，用来将供电线圈16上的模拟电压转换为数字的电压信息，并将此电压信息输出至处理器111。处理器111即可根据上述电压信息来设定用于判断金属异物的临界电压，并将临界电压的信息输出至电压产生装置113。电压产生装置113可以是一数字模拟转换器(DigitaltoAnalo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属异物检测方法，用于一感应式电源供应器的一供电模块，该供电模块包括一供电线圈，该供电线圈受控于一第一驱动信号及一第二驱动信号，该金属异物检测方法包括：在该第一驱动信号及该第二驱动信号上周期性产生一侦测信号，其中，该侦测信号控制该供电线圈进行谐振并产生一线圈信号；设定至少一临界电压，并将该线圈信号的多个峰值分别和该至少一临界电压进行比较，以产生多个触发信号；根据该线圈信号的一谐振频率，决定是否执行一预充电程序；以及根据该多个触发信号及该谐振频率，判断该感应式电源供应器的一供电范围内是否存在金属异物。

【技术特征摘要】
2018.04.18 TW 1071131761.一种金属异物检测方法，用于一感应式电源供应器的一供电模块，该供电模块包括一供电线圈，该供电线圈受控于一第一驱动信号及一第二驱动信号，该金属异物检测方法包括：在该第一驱动信号及该第二驱动信号上周期性产生一侦测信号，其中，该侦测信号控制该供电线圈进行谐振并产生一线圈信号；设定至少一临界电压，并将该线圈信号的多个峰值分别和该至少一临界电压进行比较，以产生多个触发信号；根据该线圈信号的一谐振频率，决定是否执行一预充电程序；以及根据该多个触发信号及该谐振频率，判断该感应式电源供应器的一供电范围内是否存在金属异物。2.如权利要求1所述的金属异物检测方法，其特征在于，在该第一驱动信号及该第二驱动信号上周期性产生该侦测信号的步骤中，每一次产生该侦测信号包括以下步骤：控制该第一驱动信号及该第二驱动信号在一第一电压电平及一第二电压电平之间同步切换多次；以及在控制该第一驱动信号及该第二驱动信号同步切换多次之后，在该第二驱动信号位于该第二电压电平时，单独控制该第一驱动信号至该第一电压电平再回到该第二电压电平而形成一脉冲信号，使得该供电线圈根据该脉冲信号而进行谐振。3.如权利要求1所述的金属异物检测方法，其特征在于，该预充电程序包括：发送电力以对该感应式电源供应器的一受电模块中的一电容进行充电，其中，发送电力的时间长度及能量不足以启动该受电装置响应数据码的运作。4.如权利要求1所述的金属异物检测方法，其特征在于，还包括：根据该多个触发信号，判断该感应式电源供应器的一受电模块是否故障。5.如权利要求1所述的金属异物检测方法，其特征在于，设定该至少一临界电压的步骤包括：在该侦测信号产生时，取得该线圈信号上的一参考电压；以及将该参考电压分别乘上至少一比例而产生该至少一临界电压。6.如权利要求1所述的金属异物检测方法，其特征在于，该至少一临界电压包括多个临界电压，且设定该至少一临界电压的步骤包括：在该侦测信号产生时，取得该线圈信号上的一参考电压；以及将该参考电压分别乘上一第一比例、一第二比例及一第三比例而分别产生该多个临界电压中的一第一临界电压、一第二临界电压及一第三临界电压。7.如权利要求6所述的金属异物检测方法，其特征在于，该第一比例为四分之一，该第二比例为八分之一，该第三比例为十六分之一。8.如权利要求6所述的金属异物检测方法，其特征在于，将该线圈信号的该多个峰值分别和该至少一临界电压进行比较以产生该多个触发信号的步骤包括：比较该多个峰值与该第一临界电压，以产生该多个触发信号中的至少一第一触发信号；在该至少一第一触发信号停止出现时，比较该多个峰值与该第二临界电压，以产生该多个触发信号中的至少一第二触发信号，其中，该第二临界电压小于该第一临界电压；以及在该至少一第二触发信号停止出现时，比较该多个峰值与该第三临界电压，以产生该多个触发信号中的至少一第三触发信号，其中，该第三临界电压小于该第二临界电压。9.如权利要求8所述的金属异物检测方法，其特征在于，根据该多个触发信号判断该感应式电源供应器的该供电范围内是否存在金属异物的步骤包括：计算该至少一第一触发信号、该至少一第二触发信号及该至少一第三触发信号出现的一时间长度。10.如权利要求9所述的金属异物检测方法，其特征在于，根据该线圈信号的该谐振频率决定是否执行该预充电程序，以及根据该多个触发信号及该谐振频率判断该感应式电源供应器的该供电范围内是否存在金属异物的步骤包括：比较该时间长度与一预设时间值；在判断该时间长度大于该预设时间值时，判断该感应式电源供应器的该供电范围内不存在金属异物；以及在判断该时间长度小于该预设时间值时，还执行以下步骤：比较该谐振频率与一预设频率值；在该谐振频率大于该预设频率值时，判断该感应式电源供应器的该供电范围内存在金属异物；以及在该谐振频率小于该预设频率值时，执行该预充电程序，并再次比较该时间长度与该预设时间值。11.如权利要求10所述的金属异物检测方法，其特征在于，还包括：当该预充电程序执行的次数到达一预设次数之后该时间长度仍被判断为小于该预设时间值时，判断该感应式电源供应器的该供电范围内存在金属异物或该感应式电源供应器未正常运作。12.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明球，詹其哲，
申请(专利权)人：富达通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71