[发明专利]无线充电系统及其金属异物检测方法有效

专利信息
申请号: 201410781065.4 申请日: 2014-12-16
公开(公告)号: CN105790324B 公开(公告)日: 2020-02-14
发明(设计)人: 江朝文;王佑铨 申请(专利权)人: 财团法人车辆研究测试中心
主分类号: H02J7/00 分类号: H02J7/00;H02J50/60;G01V3/00
代理公司: 11006 北京律诚同业知识产权代理有限公司 代理人: 梁挥;常大军
地址: 中国台*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 无线 充电 系统 及其 金属 异物 检测 方法
【说明书】:

本发明公开一种无线充电系统及其金属异物检测方法,令一无线充电装置与一用电装置设于一充电区域内,该无线用电装置主要由一信号转换模块分别连接一控制器与一用于发射信号的发送天线所组成,并由该信号转换模块与电源端连接,该用电装置以一接收端线圈连接一整流器并将产生的电流由输出端输出;当无线充电装置与用电装置开始无线充电之前或进行充电中,该无线充电装置的控制器可检测该发送天线的耗电状况、电压/电流信息及其相位差信息,以即时的判断是否有金属异物侵入,避免因金属异物产生高温而造成的设备损坏及危险,以达到提升无线充电安全性的目的。

技术领域

本发明涉及一种无线充电系统,尤其涉及一种无线充电系统及其金属异物检测方法。

背景技术

目前的无线充电技术主要是以近场感应为主,由一用于无线充电的充电器在一预定的充电区域范围将能量传送至一用电设备,该用电设备使用接收到的能量对其电池充电,并同时供用电设备本身利用,能量传送的原理是在该充电器内设置一线圈并通过交流电产生一交流电磁场,该用电设备的一端设置另一线圈以接收该交流电磁场,并且将其转换成电能以储存在用电设备的电池中,因此无线充电技术确实可提升用电设备充电的方便性,但是当有金属异物侵入该充电区域范围内时,造成设备损坏的可能性非常的高,尤其是在充电中因金属异物产生高温而造成危险。

以目前在无线充电异物检测技术中主要可归纳为两类,一为外加式感测器(如线圈、超音波、红外线等)于传送端天线表面以进行异物检测,但是外加式感测器会与系统本身产生相互作用而影响电力传输的性能,因此外加式感测器仅适合充电前检测,充电时检测则会对系统产生影响,另一类为电力传送线圈检测异物,其主要技术于量测参数变化以判断异物存在与否,量测的参数有传送功率、效率、S参数与品质因子等,但上述各参数皆会受到传输距离的不同而产生无法测定的变化,不易精准判断是否真实的有异物存在。

如中国台湾发明专利公开第201415064号「在预定的空间中检测金属物件之系统、方法及装置」(以下简称前案),其主要是一种用于检测一物件的一存在的装置,该装置包括一谐振电路,该谐振电路具有一谐振频率,该谐振电路包括一感测电路,该感测电路包括一导电结构,该装置进一步包括一耦合电路,该耦合电路耦合至该感测电路,该装置进一步包括一检测电路,该检测电路经由该耦合电路而耦合至该感测电路,该检测电路经组态(由一磁性垫及其塑胶围封体构成)以回应于检测取决于该谐振电路正在谐振的一频率的一测定特性与取决于该谐振电路的该谐振频率的一对应特性之间的一差而检测该物件的该存在,该耦合电路经组态以缩减在不存在该物件的情况下由该检测电路进行的该谐振频率的一变化。

由上述现有技术可知,若有金属异物侵入充电区域范围,因充电中而令金属异物产生高温,使得发生危险令设备损坏的可能性非常的高,但是现有技术中的外加式感测器容易影响电力传输的性能,电力传送线圈检测异物技术会受到传输距离的不同而无法精准判断是否有异物真实的存在,虽然前案经由量测谐振频率的变化藉以办别异物存在与否,但是使用的元件结构复杂使得制造成本较高,而且以该谐振频率的一对应特性之间的一差做为有异物存在的依据,仍无法有效率并精准的判断是否真的有金属异物存在,因此,现有的金属异物检测技术仍存在有受传输距离变动的影响、准确性及制造成本高等问题,实在有待提出更理想的解决方案。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题,本发明主要目的在于提供一种无线充电系统及其金属异物检测方法,其可应用于无线充电开始前以及无线充电进行中,以即时具有效率、不受传输距离变动的影响并且具有准确性又低成本的方式,检测出充电区域内是否有金属异物侵入,以避免因金属异物产生高温而造成的设备损坏及危险。

为达成上述目的所采取的主要技术手段是令前述无线充电系统的金属异物检测方法,通过一无线充电装置发射一电磁信号供一用电装置接收,并由该无线充电装置执行下列步骤:

接收一组以上的电压/电流信息,该组电压/电流信息是一波形信号,並根据该波形信号计算出对应的一周期信号,以取得该组电压/电流信息的相位差信息;

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