一种金属异物的检测装置、发射端、无线充电系统和方法制造方法及图纸

本申请公开了一种金属异物的检测装置、发射端、无线充电系统和方法，该装置包括的第一谐振电路的输入端连接恒压源，第一谐振电路的输出端连接第二谐振电路；第一谐振电路，用于将恒压源转换为电流源；第一谐振电路至少包括第一电感和第一电容形成的串联谐振电路，第二谐振电路至少包括异物检测线圈和第二电容形成的并联谐振电路；第一谐振电路的谐振频率与第二谐振电路的谐振频率一致；检测电路，用于检测第一谐振电路或第二谐振电路的电参量；异物检测控制器，用于将检测的电参量与参考值进行比较以确定是否存在金属异物。该装置能够降低异物检测线圈产生的感应电压的影响，提升金属异物的检测装置的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种金属异物的检测装置、发射端、无线充电系统和方法
本申请涉及无线充电
，尤其涉及一种金属异物的检测装置、发射端、无线充电系统和方法。
技术介绍
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车受到了各界的广泛关注。电动汽车充电的方法通常包括：接触式充电和无线充电。其中，接触式充电采用插头与插座的金属接触来导电，无线充电是以耦合的电磁场为媒介实现电能的传递。与接触式充电相比，无线充电具有使用方便、无火花及触电危险、无机械磨损、可适应多种恶劣环境和天气、便于实现无人自动充电和移动式充电等优点，成为未来电动汽车充电的主流方式。在无线充电的过程中，无线充电发射端的发射线圈与无线充电接收端接收线圈之间通过磁场耦合传输能量，当发射线圈上存在金属异物时，金属由于涡流效应会被加热，很容易产生安全隐患，例如烟盒、牛奶盒等含有锡纸或铝箔纸的盒子放在正在工作的发射端上面时，很可能被点燃，进而造成安全隐患；或者当螺丝钉或硬币掉在工作的发射端上面时，可能被加热至很高温度，如果此时有人捡起该物品，则存在烫伤风险。因此，在国际与国内等电动车无线充电标准中，金属异物检测已作为安全规范要求。目前，金属异物检测时通常采用在无线充电发射端放置异物检测线圈的方式，金属异物的检测电路包括的激励电路对异物检测线圈施加激励，并对获取的相应响应进行识别和分析以判断是否存在金属异物。而在无线充电发射端工作时，异物检测线圈上会产生感应电压，该感应电压会对激励电路产生不利影响，甚至导致金属异物检测电路无法正常工作。
技术实现思路
本申请提供了一种金属异物的检测装置、发射端、无线充电系统和金属异物的检测方法，在进行金属异物检测时，降低了异物检测线圈产生的感应电压的影响，提升了金属异物的检测装置的稳定性和可靠性。第一方面，本申请提供了一种金属异物的检测装置，应用于对功率发射天线进行金属异物检测；包括：第一谐振电路、第二谐振电路、检测电路和异物检测控制器；第一谐振电路的输入端连接恒压源，第一谐振电路的输出端连接第二谐振电路；第一谐振电路，用于将恒压源转换为电流源；第一谐振电路至少包括第一电感和第一电容形成的串联谐振电路，第二谐振电路至少包括异物检测线圈和第二电容形成的并联谐振电路；第一谐振电路的谐振频率与第二谐振电路的谐振频率一致；检测电路，用于检测第一谐振电路或第二谐振电路的电参量；异物检测控制器，用于将检测的电参量与参考值进行比较，当电参量与参考值的差值的绝对值超过预设范围时，确定存在金属异物。该装置未使用有源器件，而是使用了电容和电感等无源器件，由于不需要为上述无源器件提供稳定的工作电压，因此在进行金属异物检测时，该检测装置受到异物检测线圈上产生的感应电压的影响小，提升了金属异物的检测装置的稳定性和可靠性。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，第一电感的第一端连接恒压源的第一端，第一电感的第二端连接第一电容的第一端，第一电容的第二端连接恒压源的第二端；第二谐振电路并联在第一电容的第一端和第一电容的第二端之间。第一电感和第一电容形成的串联谐振的谐振电压的幅值大小可以通过预先选择第一电感和第一电容的参数值实现设置，进而确定第一谐振电路向第二谐振电路提供的激励电流。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，第一谐振电路还包括：第三电容；第一电感的第一端连接恒压源的第一端，第一电感的第二端连接第三电容的第一端，第三电容的第一端连接第一电容的第一端，第一电容的第二端连接恒压源的第二端；第二谐振电路并联在第一电容的第一端和所述第一电容的第二端之间。第三电容能够滤除电路中的直流分量，增加第三电容还能调节向第二谐振电路提供的激励电流的大小，以满足不同的实际配置需求。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，异物检测线圈和第二电容并联后连接在第一电容的第一端和第一电容的第二端之间。第一谐振电路能够向第二谐振电路提供稳定的激励电流。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，第二谐振电路还包括：第四电容；异物检测线圈与第四电容串联后再与第二电容并联，并联后连接在第一电容的第一端和第一电容的第二端之间。通过增加第四电容能够调节第二谐振电路的电抗，以满足不同的实际配置需求。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，检测电路包括第一电流传感器；第一电流传感器，用于检测流过第一谐振电路的电流；异物检测控制器，具体用于将检测的流过第一谐振电路的电流与电流参考值进行比较，当流过第一谐振电路的电流与电流参考值的差值的绝对值超过预设电流范围时，确定存在金属异物。由于流经第一谐振电路的电流与第二谐振电路电路的电抗相关，当金属异物引起第二谐振电路的电抗变化时，流经第一谐振电路的电流也会相应变化，因此通过第一电流传感器检测该电流，然后与电流参考值进行比较即可确定功率发射天线上在金属异物。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，检测电路包括电压传感器；电压传感器，用于检测第二谐振电路两端的电压；异物检测控制器，具体用于将检测的第二谐振电路两端的电压与电压参考值进行比较，当第二谐振电路两端的电压与电压参考值的差值的绝对值超过预设电压范围时，确定存在金属异物。由于第二谐振电路两端的电压与第二谐振电路电路的电抗相关，当金属异物引起第二谐振电路的电抗变化时，第二谐振电路两端的电压也会相应变化，因此通过电压传感器检测该电压，然后与电压参考值进行比较即可确定功率发射天线上是否存在金属异物。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，检测电路包括电压传感器和第二电流传感器；电压传感器，用于检测第二谐振电路两端的电压；第二电流传感器，用于检测流过第二谐振电路的电流；异物检测控制器，用于根据第二谐振电路两端的电压和流过第二谐振电路的电流获得第二谐振电路的电抗；将第二谐振电路的电抗与电抗参考值进行比较，当第二谐振电路的电抗与电抗参考值的差值的绝对值超过预设电抗范围时，确定存在金属异物。由于金属异物会引起第二谐振电路的电抗变化，通过检测第二谐振电路两端的电压和流过第二谐振电路的电流可以获得第二谐振电路的电抗，然后与电抗参考值进行比较即可确定功率发射天线上是否存在金属异物。第二方面，本申请提供了一种发射端，该发射端包括以上介绍的任一种金属异物的检测装置；还包括：功率发射天线；功率发射天线，用于将交变磁场进行发射；金属异物的检测装置，用于检测功率发射天线上是否存在金属异物。由于该发射端包括以上介绍的金属异物的检测装置，因此在工作时能够及时发现发射端的功率发射天线上存在的金属异物，降低了受到异物检测线圈上产生的感应电压的影响，排除安全隐患。结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，发射端还包括：发射端控制器；发射端控制器，用于接收异物检测控制器发送的异物检测结果；还用于向异物检测控制器发送开始异物检测指令以及停止异物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属异物的检测装置，其特征在于，应用于对功率发射天线进行金属异物检测；包括：第一谐振电路、第二谐振电路、检测电路和异物检测控制器；/n所述第一谐振电路的输入端连接恒压源，所述第一谐振电路的输出端连接所述第二谐振电路；/n所述第一谐振电路，用于将所述恒压源转换为电流源；/n所述第一谐振电路至少包括第一电感和第一电容形成的串联谐振电路，所述第二谐振电路至少包括异物检测线圈和第二电容形成的并联谐振电路；所述第一谐振电路的谐振频率与所述第二谐振电路的谐振频率一致；/n所述检测电路，用于检测所述第一谐振电路或第二谐振电路的电参量；/n所述异物检测控制器，用于将检测的所述电参量与参考值进行比较，当所述电参量与所述参考值的差值的绝对值超过预设范围时，确定存在金属异物。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属异物的检测装置，其特征在于，应用于对功率发射天线进行金属异物检测；包括：第一谐振电路、第二谐振电路、检测电路和异物检测控制器；
所述第一谐振电路的输入端连接恒压源，所述第一谐振电路的输出端连接所述第二谐振电路；
所述第一谐振电路，用于将所述恒压源转换为电流源；
所述第一谐振电路至少包括第一电感和第一电容形成的串联谐振电路，所述第二谐振电路至少包括异物检测线圈和第二电容形成的并联谐振电路；所述第一谐振电路的谐振频率与所述第二谐振电路的谐振频率一致；
所述检测电路，用于检测所述第一谐振电路或第二谐振电路的电参量；
所述异物检测控制器，用于将检测的所述电参量与参考值进行比较，当所述电参量与所述参考值的差值的绝对值超过预设范围时，确定存在金属异物。


2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一电感的第一端连接所述恒压源的第一端，所述第一电感的第二端连接所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接所述恒压源的第二端；
所述第二谐振电路并联在所述第一电容的第一端和所述第一电容的第二端之间。


3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一谐振电路还包括：第三电容；
所述第一电感的第一端连接所述恒压源的第一端，所述第一电感的第二端连接所述第三电容的第一端，所述第三电容的第一端连接所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接所述恒压源的第二端；
所述第二谐振电路并联在所述第一电容的第一端和所述第一电容的第二端之间。


4.根据权利要求2或3所述的检测装置，其特征在于，所述异物检测线圈和第二电容并联后连接在所述第一电容的第一端和所述第一电容的第二端之间。


5.根据权利要求2或3所述的检测装置，其特征在于，第二谐振电路还包括：第四电容；
所述异物检测线圈与所述第四电容串联后再与所述第二电容并联，并联后连接在所述第一电容的第一端和所述第一电容的第二端之间。


6.根据权利要求1-3任一项所述的检测装置，其特征在于，所述检测电路包括第一电流传感器；
所述第一电流传感器，用于检测流过所述第一谐振电路的电流；
所述异物检测控制器，具体用于将检测的流过所述第一谐振电路的电流与电流参考值进行比较，当所述流过所述第一谐振电路的电流与所述电流参考值的差值的绝对值超过预设电流范围时，确定存在金属异物。


7.根据权利要求1-3任一项所述的检测装置，其特征在于，所述检测电路包括电压传感器；
所述电压传感器，用于检测所述第二谐振电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈双全，肖辅荣，武志贤，舒为亮，
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