检测充电表面上的寄生金属对象的方法和关联的充电设备技术

检测充电表面上的寄生金属对象的方法和关联的充电设备。本发明专利技术提供了一种用于通过充电设备（D'）检测外来金属对象的方法，所述充电设备（D'）包括微控制器（10'）和发射电路（E），所述发射电路（E）包括至少一个发射天线（B1），所述发射天线（B1）适于以操作频率（F

【技术实现步骤摘要】
检测充电表面上的寄生金属对象的方法和关联的充电设备


[0001]本专利技术的
是磁感应充电设备的
特别地，本专利技术涉及一种用于检测磁感应充电设备的充电表面上的寄生金属对象的方法并且涉及一种相关联的充电设备。

技术介绍

[0002]磁感应充电技术在包括无线充电设备和要在移动终端中充电的蓄电池的系统中实现，所述移动终端诸如例如是用户装备的便携式项目（item），诸如移动电话。充电设备包括传输天线或发射天线。蓄电池包括待充电的接收天线。当传输天线和接收天线彼此相对地定位时，由传输天线生成的磁场的变化使得电流在接收天线中流动，从而对蓄电池充电。
[0003]感应充电技术满足标准的要求，在该情况下，它是无线功率协会的Qi
®
标准，也称为WPC标准。
[0004]为了检测充电表面上的外来（foreign）金属对象的存在或者检测包括与充电设备的传输天线相对定位的接收天线的蓄电池的存在，当前实现三个步骤。
[0005]在第一步骤中，现有技术的方法寻求检测与充电设备相对定位的对象的存在。为此，电脉冲，也称为“ping”，以充电频率经由充电设备的传输天线发送到接收天线。ping是连续信号，其呈现周期性振荡，具有例如300 ms的周期并且具有5至20 ms的振荡时间。观察到传输天线的端子处的电压或阻抗。如果检测到传输天线的端子处的电压变化或传输天线的阻抗变化，则存在与传输天线相对的对象。
[0006]被检测到的对象可能是寄生金属对象或移动装置，诸如配备有用于感应充电的接收天线的移动电话。在第二步骤中，然后努力建立与被检测对象的数字通信以便标识其特征。更特别地，在该第二步骤中，努力断定所检测的对象是否包括用于感应充电的接收天线以便对后者充电并且该对象不是寄生金属对象。通过调制发射天线的电压幅度来执行该通信。
[0007]当在被检测对象的接收天线和传输天线之间建立数字通信时，然后第三步骤开始。第三步骤允许对被检测对象的接收天线被充电。
[0008]如果不能建立通信，则涉及外来金属对象并且不发起充电。
[0009]这种检测方法的缺点是在ping的传输期间引起的高功耗以及还有接近人体的有害辐射的量。在某些情况下，当人体接近（在几厘米内）发射天线时，该辐射可能超过关于连续暴露于磁场的国际推荐。
[0010]从现有技术已知的另一种方法是使用位于感应充电器中的一个或多个NFC（近场通信）天线，以便检测蓄电池的存在。该方法包括以13.56 MHz的频率的固定频率发射信号；如果蓄电池接近NFC天线定位，则所述NFC天线的阻抗和/或消耗变化。
[0011]然而，该方法消耗了大量电能并且需要感应充电器中的NFC天线的存在，这不总是可能的。
[0012]本专利技术的目的是通过提供一种用于检测感应再充电设备的充电表面上的外来金
属对象的方法来克服现有技术的所有或一些缺点，特别是以上概述的那些缺点，该方法还允许检测任何类型的便携式装备，无论接收天线的尺寸如何，以及还有在Qi标准的认证测试中使用的功率接收器。

技术实现思路

[0013]本专利技术提供了一种通过充电设备检测外来金属对象的方法，所述充电设备包括微控制器和发射电路，所述发射电路包括至少一个发射天线，其适于以操作频率对放置在充电表面上的用户装备的便携式项目进行充电，所述方法的特征在于其包括以下步骤：a.在发射天线的端子处以寄生谐振频率发射预定数量的电压脉冲，所述寄生谐振频率不同于和区别于操作频率，b.确定发射电路的振荡频率，c.如果振荡频率高于寄生谐振频率，则在充电表面上检测到外来金属对象。
[0014]更具体地，如果振荡频率低于寄生谐振频率，则在充电表面上检测到要充电的用户装备的便携式项目。
[0015]便利地，如果当发射电路的频率高于寄生谐振频率时发射电路以第二谐振频率振荡，则检测到要充电的用户装备的便携式项目和外来金属对象的同时存在。
[0016]有利地，预定数量等于三。
[0017]更特别地，寄生谐振频率在200 kHz和1 MHz之间。
[0018]本专利技术还涉及用于用户装备的便携式项目的任何充电设备，包括微控制器和发射电路，所述发射电路包括至少一个发射线圈，其适于以操作频率对用户装备的便携式项目充电，所述设备的特征在于发射电路还包括用于生成与操作频率不同和有区别的寄生谐振频率的装置，并且其特征在于设备还包括：a.用于测量发射电路的振荡频率的装置，以及b.用于依据因此测量的振荡频率来检测要充电的用户装备的便携式项目的装置。
[0019]更具体地说，检测装置包括用于比较振荡频率和寄生谐振频率的装置。
[0020]便利地，设备还包括用于测量发射电路的第二谐振频率的装置和用于依据由此提供的第二频率来检测要充电的装备的兼容便携式项目的装置。
[0021]有利地，用于生成寄生谐振频率的装置是用于以寄生谐振频率在发射天线的端子处生成预定数量的电压脉冲的装置的形式。
[0022]生成装置可以包括连接到电压源的开关、电容器和电阻器。
[0023]更特别地，寄生谐振频率在200 kHz和1 MHz之间。
[0024]本专利技术涉及包括根据前述特征中的任一项的充电设备的任何机动车辆。
附图说明
[0025]通过阅读下面的描述，本专利技术的其他特征和优势将变得更加清楚。该描述纯粹是说明性的并且必须参考附图来阅读，其中：[图1]:图1示意性地示出了现有技术的充电设备D，在该充电设备D上方存在要充电的用户装备的便携式项目P，[图2]:图2示意性地示出了根据本专利技术的用于以寄生谐振频率生成电压脉冲的装
置，[图3]:图3示意性地示出了根据本专利技术的充电设备D'，[图4]:图4是示出了以寄生谐振频率发射的电压脉冲的图表，[图5]:图5是示出了根据本专利技术的检测方法的各个步骤的流程图，[图6]:图6是示出了作为发射电路的阻抗的函数的寄生谐振频率的图表，[图7]:图7是示出了在用户装备的便携式项目被放置在充电表面上的情况下作为发射电路的阻抗的函数的第二谐振频率和谐振频率的变化的图表，[图8]:图8是示出了在外来金属对象和用户装备的便携式项目同时放置在充电表面上的情况下作为发射电路的阻抗的函数的第二谐振频率和谐振频率的变化的图表，[图9]:图9是示出了在外来金属对象被放置在充电表面上的情况下作为发射电路的阻抗的函数的第二谐振频率和谐振频率的变化的图表。
具体实施方式
[0026]图1示出了现有技术的充电设备D，其包括发射天线B1和充电表面S，在所述充电表面上放置包括接收天线B2的用户装备的便携式项目P。
[0027]充电设备D或感应充电设备可以例如但以完全非限制性地方式旨在安装在机动车辆中。
[0028]如前所述，当发射天线B1和接收天线B2彼此相对定位时，由发射天线B1生成的磁场的变化使得电流在接收天线B2中流动，从而对用户装备的便携式项目P充电。
[0029]本专利技术提供了图2和3中所示的充电设备D'，其允许克本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通过充电设备（D'）检测外来金属对象的方法，所述充电设备（D'）包括微控制器（10'）和发射电路（E），所述发射电路（E）包括至少一个发射天线（B1），其适于以操作频率（F
RF
）对放置在充电表面（S）上的用户装备的便携式项目（P）进行充电，所述方法的特征在于其包括以下步骤：a）在发射天线（B1）的端子处以寄生谐振频率（F
RP
）发射预定数量（N）的电压脉冲（P1），所述寄生谐振频率（F
RP
）不同于和区别于操作频率（F
RF
），b）确定发射电路的振荡频率（F
E
），c）如果振荡频率（F
E
）高于寄生谐振频率（F
RP
），则在充电表面（S）上检测到外来金属对象。2.根据前述权利要求所述的检测方法，其特征在于，如果振荡频率（F
E
）低于寄生谐振频率（F
RP
），则在充电表面（S）上检测到要充电的用户装备的便携式项目。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，如果当发射电路的频率（F
E
）高于寄生谐振频率（F
RP
）时发射电路（E）以第二谐振频率（F
RR
）振荡，则检测到要充电的用户装备的便携式项目和外来金属对象的同时存在。4.根据前述权利要求中的任一项所述的检测方法，其特征在于，预定数量（N）等于三。5. 根据前述权利要求中的任一项所述的检测方法，其特征在于，寄生谐振频率（F
RP
）在200 kHz与1 MHz之间。6. 一种用于用户装备的便携式项目（P）的充电设备（D'），包括微控制器（10'）和发射电路（E），所述发射电路（E）包括至少一个发射线圈（B1），其适于以操作频率（F

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：