一种无线充电的异物检测方法技术

本发明专利技术公开了一种无线充电的异物检测方法，旨在克服现有技术中漏报率和误报率高的问题，它包括计算得到变量阈值和无线充电的损耗功率；判断无线充电的损耗功率是否超过变量阈值，若是则每隔时间间隔t计算得到无线充电装置的等效电阻和等效电感；根据当前时刻的等效电阻变量和等效电感变量以及上一时刻的等效电阻变量和等效电感变量计算得到等效电阻变化量和等效电感变化量；判断等效电阻变化量是否位于安全等效电阻变量范围内以及判断等效电感变量是否位于安全等效电感变量范围内，若都否则判定无线充电装置上存在金属异物。都否则判定无线充电装置上存在金属异物。都否则判定无线充电装置上存在金属异物。

【技术实现步骤摘要】
一种无线充电的异物检测方法


[0001]本专利技术涉及无线充电技术，具体涉及一种无线充电的异物检测方法。

技术介绍

[0002]当前许多终端设备(例如手机)支持采用无线充电的方式为进行充电。在实际应用中，无线充电器设置有发射端线圈，待充电的终端设备上设置有对应的接收端线圈。发射端线圈将电能转换为磁场能量发送给待充电终端设备的接收端线圈上，然后通过待充电终端设备的接收端电路转换成所需要的充电电源，最终对终端设备内的锂电池进行充电。而在无线充电器对终端设备进行充电的过程中，若无线充电器的磁场范围内存在异物尤其是金属异物时，金属异物在变化的磁场作用下产生涡流，使得该异物将磁场能量转换为热能，而发热的金属异物导致了能源的浪费、烫伤用户甚至引发火灾等危害。
[0003]为此，目前市面上公开了一种金属异物检测系统，采用根据发射端功率和接收端功率判断功率损耗方式确定是否存在金属异物。但是功率损耗的检测方法存在漏报率和误报率高的问题。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的不足及存在的问题，本专利技术提供一种无线充电的异物检测方法，用于判断无线充电器上是否存在金属异物消耗磁场能量。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种无线充电的异物检测方法，包括：
[0007]根据如下公式(1)计算得到变量阈值：
[0008][0009]其中，y为变量阈值，x为接收端电路的接收功率；
[0010]根据如下公式(2)计算得到无线充电的损耗功率：<br/>[0011]P
loss
＝P
PT
‑
P
PR
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(2)，
[0012]其中，P
loss
为无线充电的损耗功率，P
PT
为发射端电路的输出功率，P
PR
为接收端电路的输出功率；
[0013]判断无线充电的损耗功率是否超过变量阈值，若是则根据如下公式(3)和(4)每隔时间间隔t计算得到无线充电装置的等效电阻和等效电感：
[0014][0015][0016]其中，R
o
为无线充电装置的等效电阻，R2为发射端电路的电阻，ω为输入能源的角频率，R4为金属异物的感应电阻，M
13
为发射端电路和金属异物之间的互感系数，L3为金属异物的感应电感，L
o
为无线充电装置的等效电感，L1为发射端电路的电感；
[0017]根据当前时刻的无线充电装置的等效电阻变量和等效电感变量以及上一时刻的无线充电装置的等效电阻变量和等效电感变量计算得到无线充电装置的等效电阻变化量和等效电感变化量；
[0018]判断无线充电装置的等效电阻变化量是否位于安全等效电阻变量范围内以及判断无线充电装置的等效电感变量是否位于安全等效电感变量范围内，若都否则判定无线充电装置上存在金属异物。
[0019]作为优选，还包括：
[0020]获取无线充电装置的当前温度，判断无线充电装置的当前温度是否超过温度临界值，若是则判定无线充电装置上存在金属异物。
[0021]作为优选，包括温度探测器，温度探测器用于获取无线充电装置的当前温度。
[0022]作为优选，还包括：
[0023]若无线充电装置的当前温度不超过温度临界值以及无线充电装置的损耗功率不超过变量阈值时，则判定无线充电装置上不存在金属异物。
[0024]作为优选，还包括：
[0025]若无线充电装置的当前温度不超过温度临界值、无线充电装置的损耗功率超过变量阈值、等效电阻变量位于安全等效电阻变量范围内以及等效电感变量位于安全等效电感变量范围内时，则判定无线充电装置上不存在金属异物。
[0026]作为优选，还包括：
[0027]若判定无线充电装置上存在金属异物时，则关闭无线充电装置。
[0028]作为优选，包括上位机，上位机用于判断无线充电装置上是否存在金属异物。
[0029]作为优选，包括FOD检测模块，FOD检测模块用于获取无线充电装置的接收端电路的接收功率、发射端电路的输出功率、接收端电路的输出功率、发射端电路的电阻、输入电源的角频率，金属异物的感应电阻、发射端电路和金属异物之间的互感系数、金属异物的感应电感、无线充电装置的等效电感、发射端电路的电感。
[0030]作为优选，包括MCU，MCU用于控制FOD检测模块的工作。
[0031]本专利技术相比现有技术突出且有益的技术效果是：
[0032](1)在本专利技术中，考虑到无线充电装置除金属异物以外的不可测因素而造成的功率损耗的问题，在损耗功率的判断步骤中增加了变量阈值，变量阈值在接收端电路的接收功率在0
‑
15W之间时不可测因素会根据接收端电路的接收功率而变化，因此变量阈值也是动态调整；而当接收端电路的接收功率不小于15W时,不可测因素趋向于稳定，随着接收端电路的接收功率的增大其损耗的功率几乎不变，因而将变量阈值设置为常数1，采用上述变量阈值避免了不可测因素影响金属异物引起的功率损耗判断，提高了检测系统对金属异物判断的精准性。
[0033](2)在本专利技术中，检测系统综合考虑了无线充电装置的功率损耗是否超过变量阈值、等效电阻变量是否超过安全等效电阻变量范围、等效电感变量是否位于安全等效电感变量范围以及当前温度是否超过温度临界值，提高了检测系统对金属异物检测的灵敏性，
也降低了检测系统的漏检率、误报率和错报率，提高了无线充电的安全性。
附图说明
[0034]图1是本专利技术的检测方法的步骤流程示意图；
[0035]图2是本专利技术的检测系统的电路结构示意图；
[0036]图3是本专利技术的无线充电装置的等效电路结构示意图。
具体实施方式
[0037]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0038]需要说明的是，无线充电装置是利用电磁感应远离进行充电的设备。本实施例的无线充电装置电路结构包括发射端电路和接收端电路，发射端电路具有发射线圈，接收端电路具有接收线圈，发射端电路上电连接有输入电源，发射端电路上电连接有终端设备，发射端电路在输入电源的电力作用下向外接发出电磁信号，接收端电路接收到电磁信号并且将电磁信号转变为电流，该电流可为终端设备进行充电，从而实现了无线充电的目的。
[0039]如图3所示，为本实施例提供的无线充电装置的等效电路结构示意图。该等效电路包括发射端电路的等效电路、接收端电路的等效电路和金属异物的等效电路。发射端电路的等效电路由电感L1、电阻R1、电阻R2和电容C1组成，发射端电路的电感等效于电感L1，输入电源的内阻等效于电阻R1，发射端电路的电阻等效于电阻R2，发射端电路的电容等效于电容C1。接收端电路的等效电路由电感L2、电阻R3和电容C2组成，接收端电路的电感等效于电感L2，接收端电路的电阻等效于电阻R3，接收端线圈L2的电容等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线充电的异物检测方法，其特征在于，包括：根据如下公式(1)计算得到变量阈值：其中，y为变量阈值，x为接收端电路的接收功率；根据如下公式(2)计算得到无线充电的损耗功率：P
loss
＝P
PT
‑
P
PR
(2)，其中，P
loss
为无线充电的损耗功率，P
PT
为发射端电路的输出功率，P
PR
为接收端电路的输出功率；判断无线充电的损耗功率是否超过变量阈值，若是则根据如下公式(3)和(4)每隔时间间隔t计算得到无线充电装置的等效电阻和等效电感：间隔t计算得到无线充电装置的等效电阻和等效电感：其中，R
o
为无线充电装置的等效电阻，R2为发射端电路的电阻，ω为输入能源的角频率，R4为金属异物的感应电阻，M
13
为发射端电路和金属异物之间的互感系数，L3为金属异物的感应电感，L
o
为无线充电装置的等效电感，L1为发射端电路的电感；根据当前时刻的无线充电装置的等效电阻变量和等效电感变量以及上一时刻的无线充电装置的等效电阻变量和等效电感变量计算得到无线充电装置的等效电阻变化量和等效电感变化量；判断无线充电装置的等效电阻变化量是否位于安全等效电阻变量范围内以及判断无线充电装置的等效电感变量是否位于安全等效电感变量范围内，若都否则判定无线充电装置上存在金属异物。2.根据权利要求1所述的一种无线充电的异物检测方法，其特征在于，还包括：获取无线充电装置的当前温...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，梅武军，阿布，陈礼琪，朱优优，蔡静娴，
申请(专利权)人：浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：