应用于无线充电系统的金属异物检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种应用于无线充电系统的金属异物检测装置，包括：交流电压源，用于提供交流模拟电压；与交流电压源并联的一个或多个支路，每个支路均包括：一个或多个串联的线圈，位于无线充电系统中的接收端与发射端之间；与线圈串联的电阻；高频峰值检测电路，高频峰值检测电路的第一输入端与电阻的一端连接，第二输入端与电阻的另一端连接，用于将电阻两端的交流模拟电压转化为直流模拟电压，直流模拟电压的值为交流模拟电压的峰值。金属异物检测装置还包括：报警装置；处理器，用于根据各高频峰值检测电路输出的直流模拟电压，控制报警装置输出报警信息。本发明专利技术可以检测微小金属异物，缩短检测时间，避免在高温环境下的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
应用于无线充电系统的金属异物检测装置
本专利技术涉及金属检测领域，具体地，涉及一种应用于无线充电系统的金属异物检测装置。
技术介绍
目前，仍然没有一个可靠的金属异物检测装置可以去检测无线充电系统中的微小金属异物。传统的金属异物检测装置主要应用在小功率(5W～10W)无线充电系统中，按照无线充电联盟WPC(WirelessPowerConsortium)制定的QI的标准来设计，通过发出侧功率、接收侧功率的差值，根据差值变化判断来是否有金属异物。但是，小功率无线充电系统跟大功率无线充电系统的体积及传输距离都相差甚远，所以功率损耗小的小金属异物很难被检测出来。因此，传统的金属异物检测装置无法应用到大功率无线充电系统中。有部分学者通过检测传输效率变化判断是否有金属异物；但是，无线充电系统中的小金属异物的传输效率几乎没有变化，这种检测方式很难检测体积比较小的金属异物。也有部分学者通过检测线圈表面温度的变化判断是否有金属异物；这种检测方式的明显缺陷是检测时间相对比较长(分钟级别)，且在高温环境下，过高的线圈温度易烧坏金属异物检测装置，存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种应用于无线充电系统的金属异物检测装置，用以检测无线充电系统中的微小金属异物。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种应用于无线充电系统的金属异物检测装置，包括：交流电压源，用于提供交流模拟电压；与交流电压源并联的一个或多个支路，每个支路均包括：一个或多个串联的线圈，位于无线充电系统中的接收端与发射端之间；与线圈串联的电阻；高频峰值检测电路，高频峰值检测电路的第一输入端与电阻的一端连接，高频峰值检测电路的第二输入端与电阻的另一端连接，用于将电阻两端的交流模拟电压转化为直流模拟电压，直流模拟电压的值为交流模拟电压的峰值；金属异物检测装置还包括：报警装置；分别与报警装置、各高频峰值检测电路的输出端连接的处理器，用于根据各高频峰值检测电路输出的直流模拟电压，控制报警装置输出报警信息。在其中一种实施例中，各线圈均位于一个PCB检测板上；PCB检测板的面积大于或等于无线充电系统中的接收端面积。在其中一种实施例中，各线圈的半径均为3cm-4cm。在其中一种实施例中，还包括：与处理器连接的存储器，用于存储报警阀值；处理器具体用于：将直流模拟电压与报警阀值作比较，根据比较结果控制报警装置输出报警信息。在其中一种实施例中，处理器还包括：模数转换器，用于将直流模拟电压转换为直流数字电压；在其中一种实施例中，报警装置包括：指示灯和\或蜂鸣器；指示灯用于通过灯光输出报警信息；蜂鸣器用于通过声音输出报警信息。在其中一种实施例中，还包括：与处理器连接的通信设备，用于发送报警信息至外部设备。在其中一种实施例中，通信设备的通信接口为GPRS接口、蓝牙接口、CAN总线接口或WIF接口。本专利技术实施例的应用于无线充电系统的金属异物检测装置，交流电压源提供交流模拟电压，线圈位于无线充电系统中的接收端与发射端之间，电阻与线圈串联，高频峰值检测电路将电阻两端的交流模拟电压转化为值为交流模拟电压峰值的直流模拟电压，处理器根据直流模拟电压控制报警装置显示报警信息。因为本专利技术实施例是通过电压变化来检测金属异物，所以与现有技术相比，本专利技术可以检测更加微小金属异物，缩短检测时间，避免在高温环境下的安全隐患。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中应用于无线充电系统的金属异物检测装置的结构图；图2是本专利技术实施例中交流电流流过无金属异物线圈示意图；图3是本专利技术实施例中交流电流流过无金属异物线圈的等效电路图；图4是本专利技术实施例中交流电流流过有金属异物线圈示意图；图5是本专利技术实施例中交流电流流过有金属异物线圈的等效电路图；图6是本专利技术实施例中的线圈示意图。图7是本专利技术实施例中应用于无线充电系统的金属异物检测装置第一种实施例的结构图；图8是本专利技术实施例中应用于无线充电系统的金属异物检测装置第二种实施例的结构图；图9是本专利技术实施例中无金属异物时输出的电压波形。图10是本专利技术实施例中有金属异物时输出的电压波形。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。鉴于目前仍然没有一个可靠的金属异物检测装置可以去检测无线充电系统中的微小金属异物，本专利技术实施例提供一种应用于无线充电系统的金属异物检测装置，交流电压源提供交流模拟电压，线圈位于无线充电系统中的接收端与发射端之间，电阻与线圈串联，高频峰值检测电路将电阻两端的交流模拟电压转化为值为交流模拟电压峰值的直流模拟电压，处理器根据直流模拟电压控制报警装置显示报警信息，因为本专利技术实施例是通过电压变化来检测金属异物，所以与现有技术相比，本专利技术可以检测更加微小金属异物，缩短检测时间，避免在高温环境下的安全隐患。图1是本专利技术实施例中应用于无线充电系统的金属异物检测装置的结构图。如图1所示，应用于无线充电系统的金属异物检测装置包括：交流电压源，用于提供交流模拟电压；与交流电压源并联的一个或多个支路，每个支路均包括：一个或多个串联的线圈，位于无线充电系统中的接收端与发射端之间；与线圈串联的电阻；高频峰值检测电路，高频峰值检测电路的第一输入端与电阻的一端连接，高频峰值检测电路的第二输入端与电阻的另一端连接，用于将电阻两端的交流模拟电压转化为直流模拟电压，直流模拟电压的值为交流模拟电压的峰值；金属异物检测装置还包括：报警装置；分别与报警装置、各高频峰值检测电路的输出端连接的处理器，用于根据各高频峰值检测电路输出的直流模拟电压，控制报警装置输出报警信息。实施例中，高频小功率交流电压源提供高频交流模拟电压，多路线圈均并联在交流电压源上。每一支路中均有多个串联的线圈以及一电阻。当无线充电系统中的接收端与发射端之间存在金属异物时，由于存在涡流效应，此时线圈的等效阻抗会发生变化，进而会改变支路中的交流模拟电流。交流模拟电流流经电阻，高频峰值检测电路的输入端会接收到交流模拟电压。高频峰值检测电路将电阻两端的交流模拟电压转化为直流模拟电压，处理器从高频峰值检测电路的输出端接收直流模拟电压，根据直流模拟电压的变化值控制报警装置输出报警信息，管理人员根据报警信息得知无线充电系统中的接收端与发射端之间存在金属异物，可以及时停止无线充电系统的运行或调整无线充电系统的功率输出，避免金属异物对无线充电系统造成影响。图2是本专利技术实施例中交流电流流过无金属异物线圈示意图。如图2所示，当交流电流流过无金属异物的线圈时，会产生第一磁场图3是本专利技术实施例中交流电流流过无金属异物线圈的等效电路图。如图3所示，交流电压给第一电阻R1和第一等效电感L1供电，产生交流电流当不存在金属异物时，线圈的第一等效输出阻抗是：Z0＝R1+jωL1，其中，Z0为线圈的第一等效输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于无线充电系统的金属异物检测装置，其特征在于，包括：交流电压源，用于提供交流模拟电压；与所述交流电压源并联的一个或多个支路，每个支路均包括：一个或多个串联的线圈，位于无线充电系统中的接收端与发射端之间；与线圈串联的电阻；高频峰值检测电路，所述高频峰值检测电路的第一输入端与所述电阻的一端连接，所述高频峰值检测电路的第二输入端与所述电阻的另一端连接，用于将所述电阻两端的交流模拟电压转化为直流模拟电压，直流模拟电压的值为交流模拟电压的峰值；所述金属异物检测装置还包括：报警装置；分别与报警装置、各高频峰值检测电路的输出端连接的处理器，用于根据各高频峰值检测电路输出的直流模拟电压，控制所述报警装置输出报警信息。

【技术特征摘要】
1.一种应用于无线充电系统的金属异物检测装置，其特征在于，包括：交流电压源，用于提供交流模拟电压；与所述交流电压源并联的一个或多个支路，每个支路均包括：一个或多个串联的线圈，位于无线充电系统中的接收端与发射端之间；与线圈串联的电阻；高频峰值检测电路，所述高频峰值检测电路的第一输入端与所述电阻的一端连接，所述高频峰值检测电路的第二输入端与所述电阻的另一端连接，用于将所述电阻两端的交流模拟电压转化为直流模拟电压，直流模拟电压的值为交流模拟电压的峰值；所述金属异物检测装置还包括：报警装置；分别与报警装置、各高频峰值检测电路的输出端连接的处理器，用于根据各高频峰值检测电路输出的直流模拟电压，控制所述报警装置输出报警信息。2.根据权利要求1所述的应用于无线充电系统的金属异物检测装置，其特征在于，各线圈均位于一个PCB检测板上；所述PCB检测板的面积大于或等于所述无线充电系统中的接收端面积。3.根据权利要求1所述的应用于无线充电系统的金属异物检测装置，其特征在于，各...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雪肖，万成，
申请(专利权)人：乐金电子研发中心上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31