无线充电异物检测系统技术方案

本发明专利技术公开了无线充电异物检测系统，还包括：检测线圈组，有多个线圈单元，具有输入端口和输出端口；开关模块，输入端口和输出端口各联接一个开关模块，开关模块具有单联接点和多联接点，激励电路，通过开关模块与线圈单元联通或断开；采集电路，在联通时采集圈单元的电参数；主控器，至少将激励电路的工作参数发送给采集电路；与激励电路联通的线圈单元，作为主线圈单元，在主线圈单元周围的一个或多个线圈单元作为主线圈单元，同时与采集电路联通。通过线圈单元为基础，一个线圈单元作为主线圈单元，周边的线圈单元组成辅线圈单元，主线圈单元产生电磁场，辅线圈单元感应该电磁场，产生电信号，监测辅线圈单元的电信号，实现对异物的检测。物的检测。物的检测。

【技术实现步骤摘要】
无线充电异物检测系统


[0001]本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及无线充电异物检测系统。

技术介绍

[0002]在无线充电过程中在功率发射线圈上(也就是发射部分和接收部分之间)如果存在有金属异物，这些金属异物会因为产生的涡流效应导致发热，这一方面将大幅降低无线充电的传输效率，同时也有可能引起燃烧等安全事故。所以无线充电系统必须配置金属异物检测设备，以保障充电的安全性。
[0003]现有技术中，一般使用功率差计算的方式检测异物，即通过接收功率和发射功率的差值，判断是否存在金属异物。还有一些采用温度测量的方式，如果金属异物存在，电磁场会将其加热，从而可以通过温度测量检测到异物。
[0004]这两种方案都存在滞后性，不能及时准确的发现异物，而且无法确定异物的位置。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种无线充电异物检测系统，能够高效快速的检测异物并定位。
[0006]一种无线充电异物检测系统，还包括：检测线圈组，由多个线圈单元组成，每个线圈单元具有输入端口和输出端口；开关模块，数量是线圈单元的二倍，所述输入端口和所述输出端口各联接一个所述开关模块，所述开关模块具有单联接点和多联接点，所述单联接点用于和所述输入端口或所述输出端口联接；所述多联接点用于择一地联接激励电路或采集电路；激励电路，通过所述开关模块与线圈单元联通或断开，并在联通时向所述圈单元提供交流电；采集电路，通过所述开关模块与线圈单元联通或断开，并在联通时采集所述圈单元的电参数；主控器，分别与所述检测线圈组、开关模块、激励电路和采集电路联通，并至少将所述激励电路的工作参数发送给所述采集电路；其中，同时与所述激励电路联通的线圈单元至多有一个，并作为主线圈单元，在所述主线圈单元周围的一个或多个线圈单元作为辅线圈单元，同时与采集电路联通。
[0007]优选的，所述多联接点包括：第一联接点、第二联接点和第三联接点；采集电路分为第一采集电路和第二采集电路；所述第一联接点与所述激励电路联接；所述第二联接点与所述第一采集电路联接；所述第三联接点与所述第二采集电路联接。
[0008]优选的，所述第一采集电路和所述第二采集电路中均包括滤波电路、测量电路和功能电路。
[0009]优选的，全部所述线圈单元会依次作为主线圈单元。
[0010]优选的，所述采集电路获得每个所述辅线圈单元的电参数，并与预先确定的基准值进行比较，以判断是否有异物。
[0011]优选的，所述采集电路获得所述激励电路的激励电压，还获得每个所述辅线圈单元的感应电压，得出所述激励电压和所述感应电压的电压差；所述采集电路获得所述激励电路的激励电流，还获得每个所述辅线圈单元的感应电流，得出所述激励电流和所述感应
电流的相位差；将所述电压差与基准电压差比较，将所述相位差与基准相位差比较，当二者中的一个或两个超过允许范围时，判断为存在异物。
[0012]优选的，所述辅线圈单元与所述采集电路组成采集回路，所述采集回路的频带宽度的中心频率被配置为所述主线圈单元交变电流的频率；所述的频带宽度，包括最低频率和最高频率，且所述频带宽度不同于无线充电功率传输的工作频率。
[0013]本专利技术无线充电异物检测系统，通过线圈单元为基础，一个线圈单元作为主线圈单元，周边的线圈单元组成辅线圈单元，主线圈单元产生电磁场，辅线圈单元感应该电磁场，产生电信号，监测辅线圈单元的电信号，实现对异物的检测。
附图说明
[0014]图1为本专利技术无线充电异物检测系统的结构示意图；
[0015]图2为本专利技术无线充电异物检测系统中部分电路示意图；
[0016]图3为本专利技术无线充电异物检测系统中线圈单元的排布示意图。
具体实施方式
[0017]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。
[0018]本专利技术公开一种无线充电异物检测系统，主要是无线充电的发射器，参见图1，该系统具有外壳0(也称外部壳体，图中外壳0分为上下两部分，图中均以标号0示出)、工作电路和发射线圈5都设置在外壳内，除此以外，结合图1和图2，该系统还包括了检测线圈组、激励电路2、采集电路3和开关模块4，这四个部件能够实现对金属异物的检测(是否存在金属异物的检测，以及金属异物存在位置的检测)。当然还包括发射端通信模块和主控器，用于和接收端通信模块传递信息。主控器用于控制无线充电的过程，处理异常情况，例如有金属异物时，停止无线充电。主控器负责整体协调控制，发射端通信模块也在主控器控制的范围内。同时，主控器也能实现系统内各部件内的信息共享，例如激励电路2的一些工作参数，可以通过主控器控制协调，并且这些参数可以通过主控器共享给采集电路3等。
[0019]上述外壳0的材质一般为工程塑料，外壳0主要起到封装作用，以及提高机械强度的作用。该外壳可以是分层结构或者叫层状结构，外壳0内的第一层设置检测线圈组，第二层设置发射线圈5。这里第一层处于最高层，也就是检测线圈组的设置位置高于发射线圈5，检测线圈组相比发射线圈5，更靠近顶部。同时，检测线圈组覆盖的面积是需要进行检测区域，可大于发射线圈5的面积。
[0020]除了上述的主要部件外，还包括了屏蔽板和金属板等，他们同发射线圈5在一层，且在发射线圈5下侧。
[0021]发射线圈5的绕组一般由高频利兹线盘绕而成，其下方为屏蔽板，一般采用纳米晶或铁氧体等高磁导率材料制作。
[0022]在屏蔽板后还包括一层铝材质的金属板，进一步起到电磁场屏蔽及导热作用。
[0023]作为无线能量的发射端，发射线圈5会联接到交流变换电路，并受到主控器的控制。无线充电时，交流变换电路向发射线圈5加载高频交流电，进而在发射线圈5上方产生用
于功率传输的交变磁场。交流变换电路、主控器等可以集成在壳体结构中，而在大功率无线充电的应用案列中，交流变换电路和主控器因体积及散热等原因，也可以在外壳之外独立布置。可为带有接收线圈的接收装置充电，接收线圈的绕组为平面盘绕的单线圈结构。当接收装置放置于发射端上方时，可以被识别而启动无线充电功能，接收线圈感应发射线圈5上方的交变磁场而产生交流电，经接收装置内部的直流变换电路转换后为接收装置充电。
[0024]上述检测线圈组包括多个线圈单元1。每个线圈单元1具有输入端口和输出端口，输入端口和输出端口分别联接有开关模块4。也就是一个线圈单元1，配置有两个开关模块4，可见开关模块4的数量是线圈单元1的两倍。每个开关模块4都具有多于1个的联接位置，即至少两个联接位置。这里联接位置是指能够联通后续部件的位置，不包括开关模块4处于断开状态的位置，也就是说，开关模块4还具有断开位置，该断开位置不属于上述至少两个联接位置，处于断开位置时，对应的线圈单元1不与其他任何零部件联通。
[0025]因此也可以将一个线圈单元1所使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线充电异物检测系统，其特征在于，还包括：检测线圈组，由多个线圈单元(1)组成，每个线圈单元(1)具有输入端口和输出端口；开关模块(4)，数量是线圈单元(1)的二倍，所述输入端口和所述输出端口各联接一个所述开关模块(4)，所述开关模块(4)具有单联接点(40)和多联接点，所述单联接点(40)用于和所述输入端口或所述输出端口联接；所述多联接点用于择一地联接激励电路(2)或采集电路(3)；激励电路(2)，通过所述开关模块(4)与线圈单元(1)联通或断开，并在联通时向所述圈单元(1)提供交流电；采集电路(3)，通过所述开关模块(4)与线圈单元(1)联通或断开，并在联通时采集所述圈单元(1)的电参数；主控器，分别与所述检测线圈组、开关模块(4)、激励电路(2)和采集电路(3)联通，并至少将所述激励电路(2)的工作参数发送给所述采集电路(3)；其中，同时与所述激励电路(2)联通的线圈单元(1)至多有一个，并作为主线圈单元(1A)，在所述主线圈单元(1A)周围的一个或多个线圈单元(1)作为辅线圈单元(1B)，同时与采集电路(3)联通。2.根据权利要求1所述的无线充电异物检测系统，其特征在于，所述多联接点包括：第一联接点(41)、第二联接点(42)和第三联接点(43)；采集电路(3)分为第一采集电路(31)和第二采集电路(32)；所述第一联接点(41)与所述激励电路(2)联接；所述第二联接点(42)与所述第一采集电路(3...

【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：合肥有感科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：