[发明专利]具有物体检测的无线充电系统

说明书

无线电力传输设备将无线电力信号传输至无线电力接收设备。无线电力接收设备在谐振电路中具有无线电力接收线圈，该谐振电路在无线电力接收电路谐振频率下谐振。无线电力传输设备具有线圈。线圈被提供有脉冲串形式的驱动信号以检测外部物体。测量电路包括用于提供驱动信号的振荡器以及用于在已提供驱动信号的线圈上采集测量值的峰值检测器和模数转换器。基于速率的滤波应用于从模数转换器输出信号，以区分温度漂移效应和物体放置效应。驱动信号的频率略大于无线电力接收电路谐振频率。

本专利申请要求于2018年1月31日提交的美国专利申请15/885,411、于2017年11月6日提交的美国专利申请15/804,145、于2017年2月2日提交的美国临时专利申请62/453,850以及于2017年6月28日提交的美国临时专利申请62/526,285的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及无线系统，并且更具体地涉及在其中对设备无线地充电的系统。

背景技术

在无线充电系统中，无线电力传输设备诸如具有充电表面的设备将电力无线传输至便携式电子设备。便携式电子设备接收无线传输的电力并且使用该电力来对内部电池充电或向设备供电。在一些情况下，外来物体可能意外放置在充电表面上。这可在执行无线电力传输操作时带来挑战。

发明内容

无线电力传输设备将无线电力信号传输至无线电力接收设备。无线电力传输设备具有向包括无线电力传输线圈的输出电路提供信号的逆变器。无线电力传输线圈可为覆盖与无线电力传输设备相关联的无线充电表面的无线电力传输线圈阵列的一部分。

信号测量电路耦接至输出电路以帮助确定无线电力接收设备是否存在，并且准备接受无线电力的传输。测量电路包括耦接至输出电路并且测量信号的测量电路，而振荡器电路以探测频率向输出电路提供信号。通过使用来自测量电路在一个或多个探测频率下的测量，无线电力传输设备确定在线圈上是否存在外部物体。

测量电路中的脉冲响应电路耦接至输出电路，并且用于测量输出电路对由无线电力传输设备中的逆变器提供的脉冲信号的响应。脉冲响应电路用于进行电感和Q因数测量。

在操作期间，来自脉冲响应电路的信息和在探测频率下的测量可用于确定无线接收设备是否存在于无线充电表面中的特定线圈上，并因此可用于调节与无线电力传输设备的无线电力传输。

测量电路还包括耦接至输出电路并且测量信号的测量电路，而振荡器电路在第一频率和第二频率之间扫描交流输出信号。由扫频操作产生的测量用于检测敏感设备，诸如射频识别设备。如果检测到敏感设备，则可避免潜在破坏性的无线电力传输操作。

切换电路用于将所选线圈从与充电表面重叠的线圈阵列动态地切换到输出电路中，以便可探测线圈阵列中的适当线圈是否存在外部物体和敏感设备诸如射频识别设备。

无线电力接收设备在谐振电路中具有无线电力接收线圈，该谐振电路在无线电力接收电路谐振频率下谐振。无线电力传输设备的线圈被提供有脉冲串形式的驱动信号。在驱动信号的每个脉冲串期间，可检测到外部物体。在脉冲串之间，不施加驱动信号并且不对线圈进行测量。这有助于节省电力。

测量电路包括用于提供驱动信号的振荡器以及用于在已提供驱动信号的线圈上采集测量值的峰值检测器和模数转换器。基于速率的滤波应用于从模数转换器输出信号，以区分温度漂移效应和物体放置效应。驱动信号的频率略微大于无线电力接收电路谐振频率，以增强信号测量。

附图说明

图1为根据一些实施方案的例示性无线充电系统的示意图。

图2是根据实施方案的具有形成无线充电表面的线圈阵列的例示性无线电力传输设备的顶视图。

图3是根据实施方案的在无线电力传输设备中具有输出电路信号测量电路的例示性无线电力传输电路的电路图。