[发明专利]一种应用于无线充电的异物检测方法及装置

说明书

一种应用于无线充电的异物检测方法及装置，遵循V1.2.4版本Qi协议，通过计算接收功率包及发射功率的损失百分比，并与阈值进行比较，来检测是否存在硬币、别针、铝箔等金属异物。同时，阈值可根据充电时发送功率的大小及线圈耦合度在基准阈值基础上进行实时调整，以进一步提高检测准确度。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及无线充电中的异物检测。

背景技术

目前，无线充电已得到了广泛的应用，而充电过程中的安全性也越来越受到人们的关注。当前商用的无线充电技术大多数基于电磁耦合原理，即一旦接收器线圈靠近发射器线圈，则通过电磁感应使接收线圈中产生电流。在实际的产品中，如果在发射线圈上意外放置了金属物，则一旦开始充电，金属可能会被电磁波加热，若不能及时地检测到金属物的存在，金属的温度可以上升到足以烫伤人体皮肤的程度，甚至可能会产生着火风险。

目前，通常是通过使用温度传感器、检测线圈的Q值、或者计算能量的损失等方法来进行金属异物的检测。使用温度传感器的局限性在于探头无法直接接触模具表面，会出现较大误差；线圈的Q值检测则需要额外电路，且精度受接收器位置的影响比较大；能量损失计算是指让接收器回报其所接收到的功率给充电器，充电器将其所发射的功率减掉接收器收到的功率，如果两者的差较大，则代表附近有其他物体在吸收电磁波，比较容易实现且较为准确。其中5W方案中的主流方式是在基础功率版BPP(≤5W)(Baseline PowerProfile)中增加扩展异物检测功能FOD extension(Foreign Object DetectionExtension)。如图1所示，FOD extension中包括了同步阶段(Negotiation Phase)及校正阶段(Calibration Phase)，这两个阶段均要求支持双向通讯，然而，无线充电联盟WPC于2018年3月颁布了最新的V1.2.4 Qi协议，要求不能在BPP中增加双向通讯，也就是说，BPP充电器将无法实现同步阶段及校正阶段，即不能再使用FOD extension的方式来检测能量损耗。因此，需要一种新的方法来计算能量损失，以进一步实现异物检测。

发明内容

本发明提供一种应用于无线充电的异物检测方法及装置，通过直接计算功率损耗，最终实现金属异物的检测。

一种应用于无线充电的异物检测方法，包括：

获取接收功率P_r，当进入稳定充电阶段后，接收器以1.5s的间隔向发射器发送接收功率包；

计算发射功率P_t，当进入稳定充电阶段后，发射器以1.5s的间隔采样电源电压及电流，计算发射功率；

计算发射功率及接收功率的差值P_l＝P_t-P_r；以及

根据P_l判断是否存在异物。

进一步地，所述根据P_l判断是否存在异物包括：

计算功率损失百分比R＝(P_l/P_t)*100％；

将功率损失百分比与预先设定的阈值进行比较；

若功率损失百分比大于阈值，则进行一次计数；以及

当计数大于设置数值时，表明检测到异物。

进一步地，所述阈值是根据选定的线圈、模具进行调试得到的。

进一步地，可根据充电过程中，发射器的发送功率及发射器与接收器的线圈耦合度对所述阈值进行调整，从而调节检测灵敏度。

另一方面，本发明提供一种应用于无线充电的异物检测装置，包括：

接收功率获取模块，用于获取接收功率包；