待充电物体的检测方法和相关充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及充电装置(D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】待充电物体的检测方法和相关充电装置


[0001]本专利技术的领域是磁感应充电装置的领域。特别地，本专利技术涉及用于检测位于磁感应充电装置附近的待充电物体的检测方法以及相关充电装置。

技术介绍

[0002]磁感应充电技术在这样的系统中实施：该系统包括无线充电装置和移动终端(例如便携式用户设备，如移动电话)中的待充电的蓄电池。充电装置包括发射线圈或发射器线圈。蓄电池包括待充电的接收线圈。当发射线圈和接收线圈位于彼此对面时，由发射线圈生成的磁场的变化引起接收线圈中的电流流动，从而对蓄电池充电。
[0003]感应充电技术符合标准要求，在特定情况下这里的标准可以是来自“无线电力联盟”的标准，也称WPC标准。
[0004]为了检测包括接收线圈的蓄电池是否存在于充电装置的发射线圈对面，目前实施三个步骤。
[0005]在第一步骤中，现有技术的方法尝试检测充电装置对面是否存在物体。为此，藉由充电装置的发射线圈向接收线圈以充电频率发送电脉冲(英语也称为“ping”，脉冲信号)。脉冲信号是一种连续信号，表现出周期性振荡，例如，周期为300ms，振荡持续时间为5至20ms。观察发射线圈两端的电压或阻抗。如果检测到发射线圈两端的电压或发射线圈的阻抗发生变化，则发射线圈对面存在物体。
[0006]检测到的物体既可能是杂物也可能是移动设备，例如配备有感应充电接收线圈的移动电话。于是在第二步骤中，尝试与检测到的物体建立数字通信，以便识别其种类。更具体地，在该第二步骤中尝试确定检测到的物体是否包括用于对其充电的感应充电接收线圈。该通信是通过调制发射线圈的电压幅度来实现的。
[0007]当在发射线圈与检测到的物体的接收线圈之间建立了数字通信时，于是第三步骤开始。第三步骤使得能够对检测到的物体的接收线圈进行充电。
[0008]这种检测方法的缺点是在发射脉冲信号期间引起的高耗电以及人体附近的一定量的有害辐射。在某些情况下，当人体处于发射线圈附近(几厘米)时，该辐射可能超过管控磁场持续暴露的国际推荐量。
[0009]现有技术中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(英语为“Near Field Communication”)或近场通信天线来检测蓄电池的存在。该方法包括以固定频率发射频率为13.56MHz的信号，如果蓄电池位于NFC天线附近，则所述NFC天线的阻抗和/或功耗会发生变化。
[0010]然而，该方法并不稳健，无法检测某些小尺寸的接收线圈，也无法检测TPR(英语为“Test Power receiver”)或测试功率接收器，也就是说，在针对Qi标准的移动电话认证阶段期间无法检测使用的蓄电池。
[0011]本专利技术的目的是通过提出一种用于在感应再充电装置的充电表面上检测便携式用户设备类型的蓄电池的方法来弥补现有技术的所有或部分缺点，特别是上述缺点，该方
法使得能够检测任何类型的便携式设备，无论接收线圈的尺寸如何，并且使得能够检测在Qi标准的认证测试期间使用的功率接收器。

技术实现思路

[0012]本专利技术涉及充电装置检测待充电物体的检测方法，所述充电装置包括发射线圈和微控制器，其被适配成以工作频率对便携式用户设备充电，该方法的特征在于其包括以下步骤：
[0013]a.在包含在值窗口中的寄生谐振频率下，向发射线圈两端发射预定数量的电压脉冲，所述谐振频率不同于工作频率并且与之分开(distinct)，
[0014]b.测量发射线圈两端的电压，
[0015]c.比较这样测量的电压的频率和所述值窗口，
[0016]d.如果电压的频率包含在所述值窗口中，则检测到待充电的便携式用户设备。
[0017]在本专利技术的第一实施例中，比较电压的频率和值窗口包括在预定持续时间期间比较测量的电压与最小电压阈值和最大电压阈值。
[0018]在本专利技术的第二实施例中，比较包括通过电压的傅立叶变换进行频率分析。
[0019]优选地，脉冲的预定数量等于3。
[0020]本专利技术还涉及便携式用户设备的充电装置，包括发射线圈和微控制器，其被适配成以工作频率对便携式用户设备充电，所述装置的特征在于它还包括：
[0021]a.用于在包含在值窗口中的寄生谐振频率下生成到发射天线两端的预定数量的电压脉冲的生成部件，所述寄生谐振频率不同于工作频率并且与之分开，
[0022]b.用于测量发射天线两端的电压的测量部件，以及
[0023]c.用于根据这样测量的发射天线两端的电压的频率来检测待充电的便携式用户设备P的检测部件。
[0024]在本专利技术的第一实施例中，检测部件包括用于在预定持续时间期间比较所述电压与最小阈值和最大阈值这两个阈值的比较部件。
[0025]在本专利技术的第二实施例中，检测部件包括用于进行电压的傅立叶变换型频率计算并比较所述电压的频率与值窗口的部件。
[0026]有利地，生成部件、测量部件和检测部件包括在印刷电路中。
[0027]优选地，生成部件包括串联连接到电压源的开关和电阻器。
[0028]本专利技术还涉及包括根据上述特征中的任一个的充电装置的任何机动车辆。
附图说明
[0029]通过阅读接下来的描述，本专利技术的其他特征和优点将变得更加明显。该描述纯粹是例证性的，并且应参考附图来阅读，其中：
[0030]图1示意性地示出了现有技术的充电装置D，在该充电装置D上面有待充电的便携式用户设备P，
[0031]图2示意性地示出了根据本专利技术的用于在寄生谐振频率下生成电压脉冲的生成部件，
[0032]图3示意性地示出了根据本专利技术的充电装置D
′
，
[0033]图4a是示出在没有便携式设备P放在充电表面上的情况下充电装置的发射线圈的阻抗作为发射线圈的发射频率的函数的曲线图，
[0034]图4b是示出在有兼容的便携式设备P放在充电表面上面的情况下充电装置的发射线圈的阻抗作为发射线圈的发射频率的函数的曲线图，
[0035]图5是示出在寄生谐振频率下发射的电压脉冲的曲线图，
[0036]图6a是示出在没有兼容的便携式用户设备位于充电表面上的情况下在寄生谐振频率下发射了电压脉冲之后发射线圈两端的电压的曲线图，
[0037]图6b是示出在有兼容的便携式用户设备位于充电表面上的情况下在寄生谐振频率下发射了电压脉冲之后发射线圈两端的电压的曲线图，
[0038]图7是示出根据本专利技术的检测方法的各个步骤的流程图，
[0039]图8a是示出在没有兼容的便携式设备放在充电表面上的情况下发射天线两端的电压V
B1
的傅立叶变换的曲线图，单位是dB，
[0040]图8b是示出在有兼容的便携式设备放在充电表面上的情况下发射天线两端的电压V
B1
的傅立叶变换的曲线图，单位是dB。
具体实施方式
[0041]图1示出了现有技术的充电装置D，其包括发射线圈B1和充电表面S，包括接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.充电装置(D
′
)检测待充电物体的检测方法，所述充电装置(D
′
)包括发射线圈(B1)和微控制器(10
′
)，其被适配成以工作频率(F
RF
)对便携式用户设备(P)充电，该方法的特征在于其包括以下步骤：a)在包含在800kHz至1.2MHz之间的寄生谐振频率(F
RP
)下，向发射线圈(B1)两端发射预定数量(N)的电压脉冲(P1)，所述谐振频率不同于工作频率(F
RF
)并且与之分开，b)测量发射线圈(B1)两端的电压(V
B1
)，c)比较这样测量的电压的频率(F
B1
)和所述值窗口，d)如果电压的频率(F
B1
)包含在所述值窗口中，则检测到待通过发射线圈(B1)充电的便携式用户设备(P)。2.根据前一权利要求所述的检测方法，其特征在于，比较电压的频率(F
B1
)和值窗口包括在预定持续时间(Δt)期间比较测量的电压(V
B1
)与最小电压阈值(V
‑
)和最大电压阈值(V+)。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，比较包括通过电压(V
B1
)的傅立叶变换进行频率分析。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3。5.便携式用户设备(P)的充电装置(D
′
)，包括发射线圈(B1)和微控制器(10
′
)，其被适配成以工作频率(F
RF
)对便携式用户设备充电，所述装置(D...

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