无线充电系统的异物检测装置、方法及无线充电系统制造方法及图纸

本申请提供一种无线充电异物检测装置，应用于无线充电技术领域。该检测装置包括了用于提供时变磁场的激励线圈，用于检测异物的检测线圈和判断是否存在异物的处理器。检测线圈可以由两组检测线圈组成，也可以由至少三组检测线圈组成，其中，至少三组检测线圈还可以用于消除检测盲区。

Foreign body detection device, method and wireless charging system of wireless charging system

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统的异物检测装置、方法及无线充电系统
本申请涉及无线充电
，尤其涉及一种无线充电异物检测装置、方法和系统。
技术介绍
在目前的无线充电技术中，磁感应耦合式及谐振耦合式两种技术方案应用最为广泛。这两种技术方案均基于电磁感应原理，通过发射线圈的高频交变电流产生高频磁场，通过高频磁场将能量从发射线圈传送到接收线圈，实现无线充电。在实际应用中，由于金属在时变磁场中存在涡流效应，会在金属内部形成感应涡流，尤其当异物较大时，会显著降低无线充电系统的能量的传输效率。当前的无线充电系统中，会采用感应电压法进行异物检测。感应电压法的原理是将检测线圈置于高频磁场中，通过判断检测线圈的感应电压是否出现异常来判断磁场是否出现畸变，进而判断是否存在异物。可通过调整检测线圈大小来调整检测精度，对小型异物也同样适用。感应电压法存在两个难以克服的缺点，一是为保证检测精度，需令穿过相应检测线圈的磁通量相等，因此需对检测线圈进行处理，检测系统较为复杂；二是检测线圈有检测盲区，目前有效的盲区消除方法是铺设多层错位的检测线圈，但这样将显著增加检测系统的成本。
技术实现思路
本申请公开一种无线充电异物检测装置和方法，基于感应电压法的原理，用以解决现有技术中异物检测装置结构繁杂，避免检测盲区时，成本较高的缺点。本申请的第一方面，提供了一种用于无线充电系统的异物检测装置，所述检测装置包括激励线圈，检测线圈，处理器，其中：所述激励线圈用于提供时变磁场；所述检测线圈用于检测无线充电发射装置和接收装置之间是否存在异物；所述检测线圈包括第一组检测线圈和第二组检测线圈，所述第一组检测线圈、所述第二组检测线圈和所述激励线圈各自的正投影均为一个平面线圈，且它们各自的正投影位于同一平面内，且彼此隔离，其中，所述第二组检测线圈位于所述第一组检测线圈和所述激励线圈之间，所述第一组检测线圈位于所述第二组检测线圈的内侧，所述激励线圈位于所述第二组检测线圈的外侧；所述处理器用于判断所述第一组检测线圈在所述时变磁场中产生的感应电压值和所述第二组检测线圈在所述时变磁场中产生的感应电压值是否相等，结果不相等则判定存在异物。根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，在所述时变磁场的目标区域内，磁场分布是实质均匀的，其中，所述时变磁场的目标区域是指所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈所位于的时变磁场的区域。根据第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈满足如下公式：其中，N1为所述第一组检测线圈中的线圈匝数，N2为所述第二组检测线圈的线圈匝数；φ1为穿过第一组检测线圈中单匝线圈的磁通量，φ2为穿过第二组检测线圈中单匝线圈的磁通量，t为时间，为穿过第一组检测线圈中单匝线圈的磁通量随时间的变化率，为穿过第二组检测线圈中单匝线圈的磁通量随时间的变化率；dφ1是根据所述时变磁场的磁感应强度以及所述第一组检测线圈的线圈面积确定的，dφ2是根据所述时变磁场的磁感应强度以及所述第二组检测线圈的线圈面积确定的。根据第一方面或第一方面的第一至第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈满足如下公式：其中，N1为所述第一组检测线圈中的线圈匝数，N2为所述第二组检测线圈的线圈匝数；S1为所述第一组检测线圈的线圈面积，S2为所述第二组检测线圈的线圈面积，B为磁感应强度，t为时间，为磁感应强度随时间的变化率。根据第一方面或第一方面的第一至第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第一组检测线圈的匝数与所述第一组检测线圈所围合的面积的乘积等于所述第二组检测线圈的匝数与所述第二组检测线圈所围合的面积的乘积。根据第一方面或第一方面的第一至第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈的匝数不同，其中，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈的匝数不同是由于所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈所围合的区域的面积不同。根据第一方面或第一方面的第一至第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈均为平面线圈，且所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈位于同一平面内。根据第一方面或第一方面的第一至第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈均包括多匝线圈，每一组所述检测线圈的所述多匝线圈是同轴的。根据第一方面或第一方面的第一至第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述无线充电系统的异物检测装置还可以包括报警器，所述报警器用于在所述处理器判断出存在异物时报警。本申请的第二方面，提供了一种用于无线充电系统的异物检测装置，所述检测装置包括激励线圈，检测线圈，处理器，其中：所述激励线圈用于提供时变磁场；所述检测线圈用于检测无线充电发射装置和接收装置之间是否存在异物；所述检测线圈包括至少三组检测线圈，所述至少三组检测线圈中每一组检测线圈的正投影均为一个平面线圈，所述激励线圈的正投影也为一个平面线圈，且所述至少三组检测线圈中的每一组检测线圈的正投影以及所述激励线圈的正投影均位于同一平面内，且彼此隔离；所述至少三组检测线圈中每两组检测线圈形成一个线圈对，每一个线圈对用于消除检测盲区；所述处理器用于判断每一个线圈对的两组线圈在所述时变磁场中产生的感应电压值是否相等，结果不相等则判定存在异物。根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，在所述时变磁场的目标区域内，磁场分布是实质均匀的，其中，所述时变磁场的目标区域是指所述至少三组检测线圈所位于的时变磁场的区域。根据第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，位于每一线圈对内的其中一组检测线圈所围合的面积与所述其中一组检测线圈的匝数的乘积等于另一组检测线圈所围合的面积与所述另一组检测线圈的匝数的乘积。根据第二方面或第二方面的第一至第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述至少三组检测线圈中每两匝检测线圈的匝数不同，其中，所述至少三组检测线圈的匝数不同是由于所述至少三组检测线圈各自所围合的区域的面积不同。根据第二方面或第二方面的第一至第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述至少三组检测线圈均为平面线圈，且所述至少三组检测线圈位于同一平面内。根据第二方面或第二方面的第一至第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述至少三组检测线圈，均包括多匝线圈，每一组所述检测线圈的所述多匝线圈是同轴的。根据第二方面或第二方面的第一至第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述无线充电系统的异物检测装置还可以包括报警器，所述报警器用于在所述处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无线充电系统的异物检测装置，其特征在于，所述检测装置包括激励线圈，检测线圈，处理器，其中：/n所述激励线圈用于提供时变磁场；/n所述检测线圈用于检测无线充电发射装置和接收装置之间是否存在异物；/n所述检测线圈包括第一组检测线圈和第二组检测线圈，所述第一组检测线圈、所述第二组检测线圈和所述激励线圈各自的正投影均为一个平面线圈，且它们各自的正投影位于同一平面内，且彼此隔离，其中，所述第二组检测线圈位于所述第一组检测线圈和所述激励线圈之间，所述第一组检测线圈位于所述第二组检测线圈的内侧，所述激励线圈位于所述第二组检测线圈的外侧；/n所述处理器用于判断所述第一组检测线圈在所述时变磁场中产生的感应电压值和所述第二组检测线圈在所述时变磁场中产生的感应电压值是否相等，结果不相等则判定存在异物。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于无线充电系统的异物检测装置，其特征在于，所述检测装置包括激励线圈，检测线圈，处理器，其中：
所述激励线圈用于提供时变磁场；
所述检测线圈用于检测无线充电发射装置和接收装置之间是否存在异物；
所述检测线圈包括第一组检测线圈和第二组检测线圈，所述第一组检测线圈、所述第二组检测线圈和所述激励线圈各自的正投影均为一个平面线圈，且它们各自的正投影位于同一平面内，且彼此隔离，其中，所述第二组检测线圈位于所述第一组检测线圈和所述激励线圈之间，所述第一组检测线圈位于所述第二组检测线圈的内侧，所述激励线圈位于所述第二组检测线圈的外侧；
所述处理器用于判断所述第一组检测线圈在所述时变磁场中产生的感应电压值和所述第二组检测线圈在所述时变磁场中产生的感应电压值是否相等，结果不相等则判定存在异物。


2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，在所述时变磁场的目标区域内，磁场分布是实质均匀的，其中，所述时变磁场的目标区域是指所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈所位于的时变磁场的区域。


3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一组检测线圈的匝数与所述第一组检测线圈所围合的面积的乘积等于所述第二组检测线圈的匝数与所述第二组检测线圈所围合的面积的乘积。


4.根据权利要求1-3任一所述的检测装置，其特征在于，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈的匝数不同。


5.根据权利要求1-3任一所述的检测装置，其特征在于，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈均为平面线圈，且所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈位于同一平面内。


6.根据权利要求1-3任一所述的检测装置，其特征在于，所述第一组检测线圈和所述第二组检测线圈均包括多匝线圈，每一组所述检测线圈的所述多匝线圈是同轴的。


7.根据权利要求1-3任一所述的检测装置，其特征在于，还可以包括报警器，所述报警器用于在所述处理器判断出存在异物时报警。


8.一种用于无线充电系统的异物检测装置，其特征在于，所述检测装置包括激励线圈，检测线圈，处理器和报警器，其中：
所述激励线圈用于提供时变磁场；
所述检测线圈用于检测无线充电发射装置和接收装置之间是否存在异物；
所述检测线圈包括至少三组检测线圈，所述至少三组检测线圈中每一组检测线圈的正投影均为一个平面线圈，所述激励线圈的正投影也为一个平面线圈，且所述至少三组检...

【专利技术属性】
技术研发人员：何谋，陈为，朱勇发，冯绍杰，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44