[发明专利]通过在充电会话期间测量品质因数来检测无线充电发射器的表面上的外物的存在的技术

说明书

感应充电系统和方法在包括发射器线圈的无线充电垫的充电表面上检测无线装置，确定发射器线圈的第一品质因数并启动充电会话，并且在充电会话期间周期性地执行外物检测(FOD)技术，该外物检测(FOD)技术包括：根据操作点的特定序列来调整发射器线圈的操作点，所述操作点的特定序列使无线设备的接收器线圈与接收器负载之间的整流器二极管反向偏置，以将接收器负载从接收器线圈断开连接，并且然后确定发射器线圈的第二品质因数；以及基于第一品质因数与第二品质因数之间的比较来检测充电表面上是否存在外物。

技术领域

本公开内容总体上涉及感应充电，并且更具体地说，涉及通过在充电会话期间测量品质因数(quality factor)来检测无线充电发射器的表面上的外物的存在的技术，特别地适用于汽车应用

背景技术

感应充电是一种无线功率传输，其使用电磁感应来为移动设备或无线设备(例如，移动电话)提供电能。这通常是通过将无线设备放置在限定充电表面且包括多个发射器线圈的无线充电垫上来执行的，所述多个发射器线圈被配置用于与无线设备的接收器线圈进行感应耦合且向无线设备的接收器线圈进行无线功率传输。感应充电或无线充电的一个潜在风险(例如，使用80千赫(kHz)至210kHz之间的感应耦合频率)是：将充电表面上或附近的物体加热至潜在危险的温度。例如，在(i)将无线设备放置在充电表面上之前、(ii)在将无线设备放置在充电表面上的同时、或者(iii)在将无线设备放置在充电表面上且充电会话已经开始后的任何时间，将此类“外物”放置在充电表面上或附近都是可能的。常规的感应充电系统在充电会话期间遭受无法可靠检测外物，尤其是小型或含铁的物体。因而，虽然这些常规感应充电系统确实为其预期目的工作，但在相关技术中存在改进的机会。

本文中所提供的背景技术描述是出于总体上呈现本公开内容的背景的目的。在此背景技术部分所述的程度上的当前提及的发明人的工作以及在递交时可不以其他方式作为现有技术的描述的各方面既不会明确地又不会隐含地被承认为是对于本公开内容的现有技术。

发明内容

根据本公开内容的一个方面，呈现了一种感应充电系统。在一个示例性实施方式中，感应充电系统包括：发射器线圈，所述发射器线圈被配置为在激活时感应地向无线设备的接收器线圈传输功率，其中，所述无线设备包括位于所述接收器线圈与接收器负载之间的整流二极管；以及控制器，所述控制器被配置为：检测所述无线设备在与发射器线圈接近的充电表面上；响应于检测所述无线设备，确定发射器线圈的第一品质因数并且启动充电会话，在所述充电会话期间发射器线圈被激活以与接收器线圈感应耦合并且向所述接收器线圈感应地传输电能；在充电会话期间，周期性地执行外物检测(FOD)技术，所述外物检测(FOD)技术包括：根据操作点的特定序列来调整发射器线圈的操作点，所述操作点的特定序列使整流二极管反向偏置以将接收器负载从接收器线圈断开连接；响应于根据特定序列来调整发射器线圈的操作点，来确定发射器线圈的第二品质因数；以及基于第一品质因数与第二品质因数之间的比较，来检测充电表面上是否存在外物。

在一些实施方式中，控制器被配置为：在第一品质因数与第二品质因数之间的差值超过阈值时检测到存在外物。在一些实施方式中，控制器被配置为：通过在第一时间段内将发射器线圈的操作点从正常电平增加到第一电平来开始发射器线圈的操作点的特定序列，从而使无线设备发回控制错误包(control error packet,CEP)。在一些实施方式中，控制器被配置成：随后将发射器线圈的操作点从第一电平降低到第二电平达第二时间段。

在一些实施方式中，确定第二时间段的持续时间和第一电平，以使得CEP被确定为使得无线设备不指示功率传输接触已经断开。在一些实施方式中，控制器被配置成：随后将发射器线圈的操作点从第二电平增加到第一电平达第三时间段，以及确定第二品质因数。在一些实施方式中，控制器被配置成：随后将发射器线圈的操作点降低回到正常电平以完成发射器线圈的操作点的特定序列。在一些实施方式中，控制器被进一步配置为：响应于检测到存在外物，终止充电会话。