无线充电系统及其金属异物检测方法技术方案

本发明专利技术公开一种无线充电系统及其金属异物检测方法，令一无线充电装置与一用电装置设于一充电区域内，该无线用电装置主要由一信号转换模块分别连接一控制器与一用于发射信号的发送天线所组成，并由该信号转换模块与电源端连接，该用电装置以一接收端线圈连接一整流器并将产生的电流由输出端输出；当无线充电装置与用电装置开始无线充电之前或进行充电中，该无线充电装置的控制器可检测该发送天线的耗电状况、电压/电流信息及其相位差信息，以即时的判断是否有金属异物侵入，避免因金属异物产生高温而造成的设备损坏及危险，以达到提升无线充电安全性的目的。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统及其金属异物检测方法
本专利技术涉及一种无线充电系统，尤其涉及一种无线充电系统及其金属异物检测方法。
技术介绍
目前的无线充电技术主要是以近场感应为主，由一用于无线充电的充电器在一预定的充电区域范围将能量传送至一用电设备，该用电设备使用接收到的能量对其电池充电，并同时供用电设备本身利用，能量传送的原理是在该充电器内设置一线圈并通过交流电产生一交流电磁场，该用电设备的一端设置另一线圈以接收该交流电磁场，并且将其转换成电能以储存在用电设备的电池中，因此无线充电技术确实可提升用电设备充电的方便性，但是当有金属异物侵入该充电区域范围内时，造成设备损坏的可能性非常的高，尤其是在充电中因金属异物产生高温而造成危险。以目前在无线充电异物检测技术中主要可归纳为两类，一为外加式感测器(如线圈、超音波、红外线等)于传送端天线表面以进行异物检测，但是外加式感测器会与系统本身产生相互作用而影响电力传输的性能，因此外加式感测器仅适合充电前检测，充电时检测则会对系统产生影响，另一类为电力传送线圈检测异物，其主要技术于量测参数变化以判断异物存在与否，量测的参数有传送功率、效率、S参数与品质因子等，但上述各参数皆会受到传输距离的不同而产生无法测定的变化，不易精准判断是否真实的有异物存在。如中国台湾专利技术专利公开第201415064号「在预定的空间中检测金属物件之系统、方法及装置」(以下简称前案)，其主要是一种用于检测一物件的一存在的装置，该装置包括一谐振电路，该谐振电路具有一谐振频率，该谐振电路包括一感测电路，该感测电路包括一导电结构，该装置进一步包括一耦合电路，该耦合电路耦合至该感测电路，该装置进一步包括一检测电路，该检测电路经由该耦合电路而耦合至该感测电路，该检测电路经组态(由一磁性垫及其塑胶围封体构成)以回应于检测取决于该谐振电路正在谐振的一频率的一测定特性与取决于该谐振电路的该谐振频率的一对应特性之间的一差而检测该物件的该存在，该耦合电路经组态以缩减在不存在该物件的情况下由该检测电路进行的该谐振频率的一变化。由上述现有技术可知，若有金属异物侵入充电区域范围，因充电中而令金属异物产生高温，使得发生危险令设备损坏的可能性非常的高，但是现有技术中的外加式感测器容易影响电力传输的性能，电力传送线圈检测异物技术会受到传输距离的不同而无法精准判断是否有异物真实的存在，虽然前案经由量测谐振频率的变化藉以办别异物存在与否，但是使用的元件结构复杂使得制造成本较高，而且以该谐振频率的一对应特性之间的一差做为有异物存在的依据，仍无法有效率并精准的判断是否真的有金属异物存在，因此，现有的金属异物检测技术仍存在有受传输距离变动的影响、准确性及制造成本高等问题，实在有待提出更理想的解决方案。
技术实现思路
有鉴于上述现有技术的问题，本专利技术主要目的在于提供一种无线充电系统及其金属异物检测方法，其可应用于无线充电开始前以及无线充电进行中，以即时具有效率、不受传输距离变动的影响并且具有准确性又低成本的方式，检测出充电区域内是否有金属异物侵入，以避免因金属异物产生高温而造成的设备损坏及危险。为达成上述目的所采取的主要技术手段是令前述无线充电系统的金属异物检测方法，通过一无线充电装置发射一电磁信号供一用电装置接收，并由该无线充电装置执行下列步骤：接收一组以上的电压/电流信息，该组电压/电流信息是一波形信号，並根据该波形信号计算出对应的一周期信号，以取得该组电压/电流信息的相位差信息；判断该组电压/电流信息及其相位差信息的变化量是否大于一安全范围；若该组电压/电流信息及其相位差信息的变化量大于该安全范围，则执行一应变措施。在前述步骤中，当开始进行无线充电前或充电中时，该无线充电装置发射电磁信号至该用电装置，并由该无线充电装置接收并判断电压/电流信息及其相位差信息的变化量是否大于该安全范围，若该无线充电装置判断电压/电流信息及其相位差信息的变化量大于该安全范围，则令该无线充电装置执行一应变措施，以即时判断出是否有金属异物侵入，避免因金属异物产生高温而造成的设备损坏及危险，达到提升无线充电安全性的目的。为达成上述目的所采取的又一主要技术手段是令前述无线充电系统包括：一无线充电装置，主要由一发送端控制器、一信号转换模块以及一发送天线所组成；该信号转换模块分别与该发送天线、该发送端控制器连接，以驱动该发送天线发射电磁信号，并由该发送端控制器检测该发送天线的耗电状况、电压/电流信息及其相位差信息，其中检测到的电压/电流信息是一波形信號，并根据该波形信号计算出对应的一周期信号，以取得该组电压/电流信息的相位差信息；一用电装置，具有一接收端线圈、一整流器与一接收端控制器，该接收端线圈、该接收端控制器分别与该整流器连接，该接收端线圈将感应电磁信号所产生的电流，由该整流器输出至一电源输出端；藉由上述无线充电装置的发送端控制器判断电压/电流信息及其相位差信息，当电压/电流信息及其相位差信息的变化量大于一安全的检测范围时，则对该信号转换模块发送一控制信号使得该发送天线中断发射电磁信号。由上述构造可知，于开始进行无线充电之前，该无线充电装置是通过该发送天线发射电磁信号至该用电装置，并由该发送端控制器检测该发送天线的耗电状况、电压/电流信息及其相位差信息，当该无线充电装置的发送端控制器判断电压/电流信息及其相位差信息的变化量大于安全的检测范围时，则令该信号转换模块发送一控制信号，使得该发送天线中断发射电磁信号；若是正在进行无线充电中，该用电装置系以该接收端线圈接收感应电磁信号，并将所产生的电流由该整流器输出至电源输出端，并且同时由发送端控制器判断电压/电流信息及其相位差信息的变化量是否大于安全的检测范围，若是，则使得该发送天线中断发射电磁信号，通过上述方式可即时判断出是否有金属异物侵入，避免因金属异物产生高温而造成的设备损坏及危险，以达到提升无线充电安全性的目的。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1本专利技术一较佳实施例的系统架构示意图；图2本专利技术另一较佳实施例的系统架构示意图；图3本专利技术通过电压/电流信息取得相位差信息的波形图；图4本专利技术一较佳实施例的金属异物检测方法流程图；图5本专利技术一较佳实施例的判断金属异物流程图；图6本专利技术一较佳实施例的产生警报信号流程图。其中，附图标记10无线充电装置11发送端控制器12信号转换模块121第一信号转换器122第二信号转换器13发送天线14第一通信模块20用电装置21接收端线圈22整流器23接收端控制器24第二通信模块30电源端40紧急中止模块41人机界面42电能管理系统43整车控制器50输出端60金属异物具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：关于本专利技术无线充电系统的一较佳实施例的系统架构，请参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电系统的金属异物检测方法，其特征在于，通过一无线充电装置发射一电磁信号供一用电装置接收，并由该无线充电装置执行下列步骤：接收一组以上的电压/电流信息及其相位差信息；判断该组电压/电流信息及其相位差信息的变化量是否大于一安全范围；若该组电压/电流信息及其相位差信息的变化量大于该安全范围，则执行一应变措施。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统的金属异物检测方法，其特征在于，通过一无线充电装置发射一电磁信号供一用电装置接收，并由该无线充电装置执行下列步骤：
由该无线充电装置的一发送端控制器接收一组以上的电压/电流信息，该组电压/电流信息是一波形信号，并根据该波形信号计算出对应的一周期信号，以取得该组电压/电流信息的相位差信息；
由该无线充电装置的发送端控制器判断该组电压/电流信息及其相位差信息的变化量是否大于一安全范围；
若该组电压/电流信息及其相位差信息的变化量大于该安全范围，则执行一应变措施。


2.根据权利要求1所述的无线充电系统的金属异物检测方法，其特征在于，当执行接收一组以上的电压/电流信息及其相位差信息步骤，该方法更包括下列步骤：
根据该组电压/电流信息取得相应的一实部阻抗值。


3.根据权利要求2所述的无线充电系统的金属异物检测方法，其特征在于，当执行判断该组电压/电流信息及其相位差信息的变化量是否大于一安全范围步骤，该方法更包括下列步骤：
同时判断该组电压/电流信息相应的实部阻抗值、该组电压/电流信息的相位差信息是否分别大于一第一安全值、一第二安全值；
若是，则执行一应变措施。


4.根据权利要求3所述的无线充电系统的金属异物检测方法，其特征在于，当执行一应变措施步骤，该方法更包括下列步骤：
送出一中断信号，令该无线充电装置发出警报。


5.根据权利要求1至4中任意一项所述的无线充电系统的金属异物检测方法，其特征在于，该组电压/电流信息具有一第一周期信号、一第二周期信号，并依据该第一周期信号与该第二周期信号的比例以取得该组电压/电流信息的相位差信息。


6.一种无线充电系统，其特征在于，包括：
一无线充电装置，包括一发...

【专利技术属性】
技术研发人员：江朝文，王佑铨，
申请(专利权)人：财团法人车辆研究测试中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71