[发明专利]一种检测无线充电系统中金属异物的装置、设备及方法

说明书

一种检测无线充电系统中金属异物的装置、设备及方法，所述装置包括：锁相控制模块，用于根据述锁相控制模块输出的第一信号的相位与信号采集模块采集的第三信号的相位的差值，调整所述第一信号的频率，并将所述第一信号发送给激励模块以及判断模块，调整后的所述第一信号的相位与所述第三信号的相位的差值小于第一设定值；激励模块，用于根据所述第一信号生成第二信号，并向谐振模块输出所述第二信号；谐振模块，用于在所述第二信号的激励下，通过目标线圈和目标电容构成的谐振回路，向所述信号采集模块输出的所述第三信号；判断模块，用于根据所述锁相控制模块输出的信号以及预先存储的第四信号，判断所述目标线圈所在的区域是否存在金属异物。

技术领域

本申请涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种检测无线充电系统中金属异物的装置、设备及方法。

背景技术

无线充电技术利用电磁场或电磁波进行能量传输，使得充电器摆脱了线路的限制，实现待充电设备和电源完全分离，在安全性(如无电火花及触电危险)和灵活性(如适应多种恶劣环境、便于实现无人自动充电和移动式充电等)等方面显示出比传统充电器更好的优势。

但是，当无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间存在金属异物时，在发射线圈或接收线圈中存在电流的情况下，由于电磁感应的作用会在该金属异物中产生涡流，导致金属发热,甚至可能发生自燃(如锡箔纸温度高到一定程度会自燃)或者导致该金属异物附近的其他物体燃烧(金属发热导致位于其上的树叶、纸片等燃烧)。因此，为了保证无线充电系统中无线充电器和待充电设备的安全，需要检测无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间是否存在金属异物。

现有技术中通常利用异物检测线圈和谐振电容构成的谐振回路，检测无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间是否存在金属异物。当无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间不存在金属异物时，异物检测线圈的电感值为L1，当无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间存在金属异物时，由于互感的影响，异物感应线圈的电感值会变化为L2，使得该谐振回路的谐振频率、该谐振回路输出的信号的幅值以及该谐振回路输出的信号的相位发生变化，进而通过比较在扫频激励源输出的不同频率信号的激励下，谐振回路发生谐振时的输出信号的参数，与无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间不存在金属异物时，谐振回路发生谐振时的输出信号的参数，判断无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间是否存在金属异物。

但是，采用异物检测线圈和谐振电容构成的谐振回路，检测无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间是否存在金属异物时，需要通过扫频激励的方式对无线充电器中发射线圈的每个区域进行检测，每次检测中均需要调整激励源的频率，使得谐振回路发生谐振，并获取相应的参数，数据计算量(如快速傅里叶变换分析)和数据存储量都很大，进而对硬件和软件的要求更高，实现的难度大。

发明内容

本申请提供了一种检测无线充电系统中金属异物的装置、设备及方法，以解决现有的无线充电系统中金属异物检测方案中数据计算量和数据存储量较大的问题。

第一方面，本申请提供了一种检测无线充电系统中金属异物的装置，所述无线充电系统包括无线充电器以及待充电设备。所述装置包括：锁相控制模块、激励模块、谐振模块、信号采集模块以及判断模块，其中，所述锁相控制模块的输出端分别与所述锁相控制模块的第一输入端、所述激励模块的输入端以及所述判断模块的输入端连接，所述锁相控制模块的第二输入端与所述信号采集模块的输出端连接，所述信号采集模块的输入端与所述谐振模块的输出端连接，所述谐振模块的输入端与所述激励模块的输出端连接。