[发明专利]基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的装置及方法

权利要求书

1.一种基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的装置，其特征在于，包括：双层检测线圈组、异物信号调理电路、数字信号处理及比较电路和上位机，其中，

所述双层检测线圈组包括两个上下正交叠放的单层齿条形差分检测线圈组，所述双层检测线圈组重合叠放在发射线圈的任意四分之一处，且相对静止，用于当存在金属异物时，与金属异物产生互感；

所述异物信号调理电路与所述双层检测线圈组连接，用于采集每个单层齿条形差分检测线圈组与所述金属异物感应的互感电压值；

所述数字信号处理及比较电路与所述异物信号调理电路连接，用于分别将每个互感电压值转换为数字变化量，并对所述数字变化量进行处理，确定所述金属异物在每个单层齿条形差分检测线圈组中所在通道编号；

所述上位机与所述数字信号处理及比较电路连接，用于对所述所在通道编号进行处理，得到矩阵数据以绘制二维平面云图。

2.根据权利要求1所述的基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的装置，其特征在于，每个单层齿条形差分检测线圈组均采用8对齿条形线圈对构成，其中，每对齿条形线圈通过两个齿条线圈相互啮合组成。

3.根据权利要求2所述的基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的装置，其特征在于，每个单层齿条形差分检测线圈组均采用16路通道并行的方式对所述金属异物进行检测。

4.根据权利要求1所述的基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的装置，其特征在于，当采集每个单层齿条形差分检测线圈组的互感电压值时，需与与无金属异物时单层齿条形差分检测线圈组中的感应电压值作为参考阈值进行对比，若每个单层齿条形差分检测线圈组中某一通道数字变化量大于所述参考阈值，则确定所述金属异物在每个单层齿条形差分检测线圈组中所在通道编号。

5.根据权利要求1所述的基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的装置，其特征在于，所述上位机具体用于：

获取所述金属异物在两个单层齿条形差分检测线圈组所在通道编号的数字变化量进行相乘并开方，得到所述矩阵数据，并根据所述矩阵数据绘制二维平面云图。

6.一种基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的方法，基于权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，启动检测，将所述双层检测线圈组中的一个单层齿条形差分检测线圈组的第1路通道电压接入所述异物信号调理电路；

步骤S2，利用所述数字信号处理及比较电路对所述异物信号调理电路输出的第1路电压峰值检波电压进行处理，计算当前单层齿条形差分检测线圈组与金属异物感应的互感电压值的数字变化量；

步骤S3，判断所述当前单层齿条形差分检测线圈组的16路通道是否检测完毕，若未检测完则回到所述步骤S1继续，反之，则将每个通道数据转换为16进制，分成高8位、低8位，占2个字节，16路通道共32个字节数据上传至所述上位机进行处理；

步骤S4，将所述当前单层齿条形差分检测线圈组的16通道预存储的初始零漂数据与所述数字变化量进行相减并求绝对值，再与参考阈值比较，其中，若绝对值超过参考阈值，则输出最大值所在的通道编号，反之，则等待指令或重新进行检测，或结束检测；

步骤S5，对所述双层检测线圈组中的另一个单层齿条形差分检测线圈组重复上述步骤S1-步骤S4，得到所述金属异物在另一单层齿条形差分检测线圈组上的通道编号，进而确定对金属异物所处位置。

7.根据权利要求6所述的基于齿条形差分检测线圈组的无线充电系统金属异物检测与定位的方法，其特征在于，启动检测时，使所述数字信号处理及比较电路输出“0000”逻辑控制电平，形成所述第1路通道地址码。