[发明专利]一种无线充电器及异物检测方法

说明书

本发明提供了一种无线充电器及异物检测方法，可以通过对能量发送线圈品质因数的计算，简便、准确地识别出无线充电线圈是否存在金属异物。该无线充电器，包括：依次连接的能量发送电路和异物检测电路，能量发送电路，包括，串联的交变电源Us、能量发送线圈电感L、等效电容C和等效损耗电阻R；异物检测电路，包括，依次连接的转换模块和处理模块。

技术领域

本申请属于无线充电技术领域，具体涉及一种无线充电器及异物检测方法。

背景技术

当前许多终端设备(例如手机)都采用无线充电的方式为终端充电。即，无线充电器设置有能量发送线圈，待充电设备(例如手机)上设置有对应的能量接收线圈。能量发送线圈将能量发送给待充电设备上的能量接收线圈，然后通过待充电设备的接收装置转换成所需要的直流电源，从而对设备内的锂电池进行充电。

在终端设备进行无线充电时，若无线充电线圈中存在金属异物，则变化的磁场产生涡流，使得该金属异物消耗磁场能量并产生热量，最终会引起火灾等安全问题。

目前市场上对无线充电装置的金属异物检测主要是通过检测发射端的功率损耗方式来实现的，其外围电路简单、易计算，但存在异物检测灵敏度难调节，误报、漏报等问题，同时在检测到异物时仅通过停止充电来规避问题，导致用户不清楚当前的充电状态，可能造成如用户以为在充电但实际上并没有充电等问题，造成用户体验差。造成上述问题的原因比较复杂，一方面是功率损耗法在逆变桥和发射线圈上的损耗功率不能通过直接测量方式获得，因此在计算功率损耗时形成的计算误差导致了金属异物的检测不够准确；另一方面，金属异物报警功率损耗的阈值设定会影响异物检测的灵敏度，而最优功率损耗阈值的确定在实现上难度大，需要通过大量的试验来积累丰富的经验值；同时，由于检测不够准确充电装置只有正常和非正常两个状态，用户无法对当前充电环境没有一个定量的认识；最后，由于受到环境的温度、湿度等影响，不同环境中同一设备的各元器件也可能出现误差，导致误报。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种无线充电器及异物检测方法，一方面可以通过仅对能量发送线圈品质的检测来检测异物，能减少设备复杂度，提高检测精度；另一方面通过数字方波能够简便、准确地识别出无线充电线圈的品质因数，进一步提高检测精度；同时，由于准确地计算了线圈品质，还可以根据不同线圈品质进行分级别提示，减少误报，提升用户体验，还可以对提示信息进行自定义设置，提高装置对环境的适应能力，进一步提升用户体验。

为实现上述申请目的，本申请第一方面公开了一种无线充电器。其特征在于，包括：依次连接的能量发送电路和异物检测电路，所述能量发送电路，包括，串联的交变电源Us、能量发送线圈电感L、等效电容C和等效损耗电阻R；所述异物检测电路，包括，依次连接的转换模块和处理模块；所述转换模块的输入端与所述能量发送电路的等效电容C并联，所述转换模块用于将所述等效电容C的振荡电压信号转化为数字方波信号；所述处理模块，包括处理芯片，所述处理芯片的一个I/O引脚与所述转换模块的输出端连接，所述处理模块用于记录时间段T内所述数字方波信号的周期个数。

可选地，所述转换模块包括：稳压单元、比较转换单元和滤波单元。

可选地，所述稳压单元包括，一个固定电压源、第一二极管和第二二极管，所述固定电压源、第一二极管和第二二极管依次串联，所述第二二极管与所述能量发送电路的等效电容C并联，所述并联交点端作为所述稳压单元的输出端。

可选地，所述比较转换单元包括：电压比较器，参考电压子单元和输出子单元；所述电压比较器的第一输入端与所述稳压单元的输出端连接；所述电压比较器的第二输入端与所述参考电压子单元连接；所述电压比较器的输出端与所述输出子单元连接。

可选地，所述参考电压子单元包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻与所述稳压单元中的固定电压源串联，所述第一电阻和所述第二电阻的连接端与所述电压比较器的第二输入端连接。