无线充电发射端的金属异物检测方法技术

本发明专利技术公开了无线充电发射端的金属异物检测方法，使用功率判断法判断是否需要进行金属异物检测，需要则进入第一金属异物检测流程：在激励线圈上加载电压，当电压达到预制值时停止加载电压，然后记录每个工作发射单元中产生的电流到达峰值电流的时间点T1，以及电流到达衰减电流的时间点T2，从而获取衰减时差Ta=T2

【技术实现步骤摘要】
无线充电发射端的金属异物检测方法


[0001]本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及无线充电发射端的金属异物检测方法。

技术介绍

[0002]无线充电是一种不经物理接触即可直接传输电能的技术，无线充电发射线圈和接收线圈之间一般会存在着一定的位置偏移。而当一个发射线圈与接收线圈存在着较大的偏移时，无线充电系统的传输功率和效率等都将有明显下降；特别是当偏移超过一定的范围时，甚至会出现不能充电的情况，这将会对无线充电技术的体验和技术的推广造成影响。
[0003]除此以外，在接收线圈和发射线圈之间，如果存在金属异物，就会影响无线充电的效率，甚至会因为金属异物被加热，发生危险。
[0004]因此提高无线充电的偏移范围，并提高金属异物检测效率及准确性是无线充电技术需要解决的关键问题之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种无线充电发射端的金属异物检测方法。可以给待充电设备提供大偏移范围的基础上，高效低成本的检测到金属异物。
[0006]本专利技术的无线充电发射端的金属异物检测方法中，无线充电发射端包括：激励线圈；发射线圈组，由多个并联的发射单元组成，每个发射单元由发射线圈、补偿电容和控制开关串联组成回路；所述激励线圈与第一发射单元耦合；根据接收线圈的位置，对应的发射单元接通控制开关，作为工作发射单元与所述接收线圈耦合；使用功率判断法判断是否需要进行金属异物检测，不需要则开始无线充电，需要则进入第一金属异物检测流程；所述第一金属异物检测流程为：在所述激励线圈上加载电压，当电压达到预制值时停止加载电压，然后记录每个工作发射单元中产生的电流到达峰值电流的时间点T1，以及电流到达衰减电流的时间点T2，从而获取衰减时差Ta=T2
‑
T1，衰减时差Ta小于标准时差时，判断对应的工作发射单元所在处有金属异物，否则为没有金属异物。
[0007]优选的，在所述第一金属异物检测流程中，判断工作发射单元所在处没有金属异物后，再使用功率判断法判断是否需要进行金属异物检测，不需要则开始无线充电，需要则进入第二金属异物检测流程。
[0008]优选的，所述第二金属异物检测为：保持第一发射单元的第一控制开关闭合，再依次接通非工作发射单元的控制开关，在激励线圈加载工作频率为的交流信号，其中L
D3
为接入的非工作单元后的等效电感，C
D3
为接入的非工作单元后的等效电容；然后比较以下两个参数的检测相位差：参数一：加载到激励线圈的交流信号的电压；参数二：第一发射单元与每次接入的非工作发射单元并联形成的电路的总电流；检测相位差的取值在阈值范围内则为没有金属异物，否则为存在金属异物。
[0009]优选的，所述阈值范围获取方式为：
预设第一相位差阈值Ф
T
，并划分两个阈值范围：第一阈值范围为[0
°
，Ф
T
]；第二阈值范围为[Ф
T
’
，360
°
]，其中Ф
T
’
=360
°‑
Ф
T
。
.
优选的，预设相位差阈值Ф
T
的获取方法为：Ф
T
＝[（t3
‑
t1）/(t2
‑
t1)]*360
°
其中，t1为：加载到所述激励线圈的交流信号的电压的第一个周期的上升沿触发时间；t2为：加载到所述激励线圈的交流信号的电压的第二个周期的上升沿触发时间；t3为：接入发射单元后的电路的总电流的第一个周期的上升沿触发时间。
[0010]优选的，所述功率判断法为：判断工作发射单元的总传输功率是否满足额定传输要求，满足则不需要进行金属异物检测，不满足则为需要进行金属异物检测。
[0011]该方法通过功率判断法来确定是否需要进行金属异物检测，并通过发射单元中的电流震荡时间判断是否存在异物，该方法简单便捷，不需要额外的添加零部件，仅基于发射单元的基础结构就能够实现功能。
[0012]在一些实施例中，提供两种金属异物检测的方式，第一金属异物检测流程能够快速筛查出是否有金属异物，第二金属异物件检测流程能够找到影响发射线圈组工作的金属异物。一个检测速度快，一个可以找出因异物未工作的线圈。从两个方面来完成对金属异物的检测，保证无线充电高效安全的完成。
附图说明
[0013]图1为本专利技术无线充电发射端的金属异物检测方法的流程框图；图2为本专利技术无线充电发射端的金属异物检测方法中第一金属异物检测流程的原理图；图3为本专利技术无线充电发射端的金属异物检测方法中对应结构的示意图；图4为本专利技术无线充电发射端的金属异物检测方法中接收线圈与发射线圈组的示意图；图5为给电子设备无线充电的示意图；图6为图3中一个发射单元的示意图。
具体实施方式
[0014]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。
[0015]本专利技术公开一种无线充电发射端的金属异物检测方法，为了更好的理解方法工作的过程，先将其结构以及无线充电的简单原理进行说明。
[0016]本申请方法适用于一种特定的无线充电发射端结构，参见图3、图4和图6，该无线充电发射端（也称发射装置）包括：激励线圈1、发射线圈组4以及其他必要组件，例如电源6、工作电路、电信号采集电路2、控制器3等。工作电路包括逆变电路7、补偿电路8。
[0017]在无线充电时，待充电设备具有接收装置（接收线圈51），与发射线圈组4中的发射
线圈L耦合。
[0018]继续参见图3和图6，发射线圈组4由多个并联的发射单元组成，每个发射单元由发射线圈L、补偿电容C和控制开关S串联组成回路，该回路也可以称为发射回路，即发射单元是至少由上述三个部分形成发射回路。发射线圈L的电感与补偿电容C串联连接成为一个LC发射回路，也可以称为LC发射单元。为了区分多个不同的发射单元内的部件，可以将每个发射单元编号，对应的将其包括的发射线圈L、补偿电容C和控制开关S编号，例如第二发射单元中包括第二发射线圈L2、第二补偿电容C2和第二控制开关S2等。图3中，以L1
‑
Ln表示每个发射单元内的发射线圈，以C1
‑
Cn表示每个发射单元内的补偿电容，以S1
‑
Sn表示每个发射单元内的控制开关。
[0019]每个发射单元的补偿电容C的一端都相互连接在一起，补偿电容C的另一端也都相互连接在一起，即所有的发射单元是并联的。也就是多个发射单元并联组成发射线圈组4。
[0020]每一个发射单元的控制开关S都受到控制器3的控制，通过切换控制开关S的通断来接通或断开发射回路，即能够控制发射单元是否工作。在工作中，接收线圈51会和部分发射单元的发射线圈L耦合，这些与接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线充电发射端的金属异物检测方法，其特征在于，所述无线充电发射端包括：激励线圈（1）；发射线圈组（4），由多个并联的发射单元组成，每个发射单元由发射线圈、补偿电容和控制开关串联组成回路；所述激励线圈（1）与第一发射单元耦合；根据接收线圈（51）的位置，对应的发射单元接通控制开关，作为工作发射单元与所述接收线圈（51）耦合；使用功率判断法判断是否需要进行金属异物检测，不需要则开始无线充电，需要则进入第一金属异物检测流程；所述第一金属异物检测流程为：在所述激励线圈（1）上加载电压，当电压达到预制值时停止加载电压，然后记录每个工作发射单元中产生的电流到达峰值电流的时间点T1，以及电流到达衰减电流的时间点T2，从而获取衰减时差Ta=T2
‑
T1，衰减时差Ta小于标准时差时，判断对应的工作发射单元所在处有金属异物，否则为没有金属异物。2.根据权利要求1所述的无线充电发射端的金属异物检测方法，其特征在于，在所述第一金属异物检测流程中，判断工作发射单元所在处没有金属异物后，再使用功率判断法判断是否需要进行金属异物检测，不需要则开始无线充电，需要则进入第二金属异物检测流程。3.根据权利要求2所述的无线充电发射端的金属异物检测方法，其特征在于，所述第二金属异物检测为：保持第一发射单元的第一控制开关闭合，再依次接通非工作发射单元的控制开关，在激励线圈（1）加载工作频率为的交流信号，其中L
D3
为接入的非工作单元后的等效电感，C
D3
为接入的非工作单元后的等效电容；然后比较以下两个参数的检测相位差：参数一：加载到激励线圈（1）的交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆钧，王哲，贺凡波，葛俊杰，马俊超，
申请(专利权)人：江苏有感科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：