无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置，包括主控MCU、数个热敏电阻；所述数个热敏电阻分散设置在发射端线圈的表面；所述发射端线圈表面划分为金属异物易检测区和金属异物不易检测区；金属异物易检测区位于发射端线圈的中间区域，大致呈圆形；金属异物不易检测区位于金属异物易检测区的外圈区域；所述数个热敏电阻均匀分布在发射端线圈表面的金属异物不易检测区，各热敏电阻分别连接主控MCU的相应模数转换端口。本实用新型专利技术能够扩大对金属异物的检测范围，并有效检测出无线充电发射端上的金属异物。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置
本技术涉及无线充电
，尤其是一种无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置。
技术介绍
无线充电技术广泛应用于智能手机的充电应用领域，从早期的5W小功率的充电技术逐步提升到现在的15W中功率乃至更大充电功率。随着充电功率的提升，无线充电也遇到了新的技术难点，即无线充电器如何在待机状态以及充电过程中快速、有效的的检测出充电器上是否有金属异物（如硬币、钥匙、戒指、回形针等）的存在，从而降低因无线充电系统对金属异物加热而引发的安全隐患。现有无线充电方案普遍采用无线充电联盟（WPC）定义的Qi规范中的Q值检测法和功率损失法实现金属异物检测。这两种方法对金属异物的检测存在检测范围和精度有限的问题，如果金属异物较小或位置偏离中心点较远，则存在无法检测出来的风险，但是异物仍可能在缓慢吸收能量而发热。无线充电中对金属异物的检测主要采用无线充联盟（WPC）发布的Qi规范中采用的待机状态下的Q值检测法和充电过程中的传输功率损耗法。无线充电系统待机状态下采用的Q值检测法，主要依据公式Q=2π*Q*L/R计算出Q值，Q值是一个数值。其中f为线圈Q值检测频率，L为线圈感值，R主要体现为线圈内阻。一旦发送线圈的规格尺寸确定，即能确定线圈的L、R，也就可计算出充电器发送端的Q值。金属异物在充电回路中可近似等效为一个小电阻，即金属异物的存在，会增加Q值计算公式中的R，从而减小Q值。具体做法如下：结合金属异物对Q值的影响，通常在金属异物检测方案中会预先设定一个Q值的阈值，大于该阈值，认为无金属异物的存在，小于该Q值阈值，认为存在金属异物。无线充电系统充电过程中采用的功率损耗方法，主要依据公式PLoss=PPT-PPR=（Pin-PPTLoss）-（Pout+PPRLoss）计算得到当前系统的功率损耗。其中PPT表示TX线圈发射出的总能量，由TX驱动系统前的输入功率Pin减去TX系统损耗PPTLoss得到；PRT表示RX线圈接收到的总能量，由RX整流电路后的输出功率Pout加上RX系统损耗PRTLoss得到。当无线充电系统中存在金属异物时会增加系统功率损耗，通过判断系统功率损耗的大小检测是否存在金属异物。具体做法如下：通常在金属异物检测方案中会预先设定一个功率损耗阈值，低于该阈值，认为无金属异物的存在，高于该Q值阈值，认为存在金属异物。在上述金属异物检测方案中存在这样一个问题，金属异物偏离磁场中心较远位置时，穿过的磁力线较少，等效的电阻较小，吸收的能量较少，因此在待机时对无线充电发送端的Q值影响较小，在充电时功率损耗但仍然存在异物发热风险，常规Q值检测技术无法有效检测出异物的存在。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本技术提供一种无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置，能够扩大对金属异物的检测范围，并有效检测出无线充电发射端上的金属异物。本技术采用的技术方案是：一种无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置，包括主控MCU、数个热敏电阻；所述数个热敏电阻分散设置在发射端线圈的表面；所述发射端线圈表面划分为金属异物易检测区和金属异物不易检测区；金属异物易检测区位于发射端线圈的中间区域，大致呈圆形；金属异物不易检测区位于金属异物易检测区的外圈区域；所述数个热敏电阻均匀分布在发射端线圈表面的金属异物不易检测区，各热敏电阻分别连接主控MCU的相应模数转换端口。进一步地，热敏电阻配置为四个。进一步地，所述四个热敏电阻中心对称分布。本技术的优点在于：1）增大无线充电发射端上对金属异物的检测范围，提高充电器对金属异物的检测灵敏度，降低因金属引异物存在引起的无线充电中的风险。2）硬件成本较低。附图说明图1为本技术的结构组成示意图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。无线充电系统的无线充电发射端，通常均设有发射端线圈1；本技术实施例提出的无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置，包括主控MCU2、数个热敏电阻3、4、5、6；所述数个热敏电阻3、4、5、6分散设置在发射端线圈1的表面；所述发射端线圈1表面划分为金属异物易检测区A和金属异物不易检测区B；金属异物易检测区A位于发射端线圈1的中间区域，大致呈圆形；金属异物不易检测区B位于金属异物易检测区A的外圈区域；所述数个热敏电阻3、4、5、6均匀分布在发射端线圈1表面的金属异物不易检测区B，各热敏电阻分别连接主控MCU2的相应模数转换端口；由于市面上大多数手机无线充电器发射端线圈面积不大,通常直径/边长为50mm左右，而日常生活中金属异物通常占有一定的面积，比如金属硬币(1元、5角、1角)、钥匙、戒指、回形针等较发送端线圈已有一定的面积占比，通常采用4个热敏电阻对称分布基本可以全覆盖金属异物的检测范围；这四个热敏电阻可中心对称分布；由于热敏电阻的灵敏度很高，可普遍识别0.5℃以内的温度变化，因此即使金属异物出现较小的发热变化，就可立刻检测出来；如果发现无线充电发射端某个位置温度值较其他位置有明显变化，则认为存在金属异物，发出警报。最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照实例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置，其特征在于，包括主控MCU、数个热敏电阻；/n所述数个热敏电阻分散设置在发射端线圈的表面；所述发射端线圈表面划分为金属异物易检测区和金属异物不易检测区；金属异物易检测区位于发射端线圈的中间区域，呈圆形；金属异物不易检测区位于金属异物易检测区的外圈区域；/n所述数个热敏电阻均匀分布在发射端线圈表面的金属异物不易检测区，各热敏电阻分别连接主控MCU的相应模数转换端口。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统中提高金属异物检测范围的装置，其特征在于，包括主控MCU、数个热敏电阻；
所述数个热敏电阻分散设置在发射端线圈的表面；所述发射端线圈表面划分为金属异物易检测区和金属异物不易检测区；金属异物易检测区位于发射端线圈的中间区域，呈圆形；金属异物不易检测区位于金属异物易检测区的外圈区域；
所述数个热敏电阻均匀分布在发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琴，钱斌，刘业凡，常夕阳，王瀚正，徐金波，
申请(专利权)人：中电海康无锡科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32