[實用新型]無線電能傳輸系統

有效

• 申請號: 201720754382.6
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN207339431U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 李聃;封娟娟;李鵬
• 申請（專利權）人: 青島魯渝能源科技有限公司;上海空傳能源科技有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/60
• 代理公司: 青島聯信知識產權代理事務所(普通合伙) 37227
• 代理人: 苗彩娟

本實用新型提出一種無線電能傳輸系統，該實用新型包括可進行能量和通信傳輸的無線發射端和無線接收端，無線發射端還包括發射端MCU，以及連接于發射線圈電能輸入端的發射端諧振電容，發射端諧振電容的兩端并聯設置有可用于檢測是否存在金屬異物的金屬異物檢測電路，發射端MCU電性連接金屬異物檢測電路，以控制金屬異物檢測電路的啟動與否；本實用新型的方法使用上述無線電能傳輸系統進行金屬異物的檢測。本實用新型在無線電能系統工作前先識別在發射與接收線圈之間是否存在金屬異物，保證了整個無線電能傳輸系統的安全、可靠、穩定工作。

技術領域

本實用新型屬于無線電能傳輸領域，尤其涉及一種可在無線充電前檢測金屬異物的無線電能傳輸系統。

背景技術

無線電能傳輸是一種通過空間電磁場耦合來進行電能傳輸的技術，其主要優點是不需要插拔，使用簡單方便；不會產生電火花，適用范圍較廣，如可以在易燃易爆的工業環境中使用，可以在水中進行能量傳輸，也可以應用到海洋裝備等水下應用中。

目前，無線電能傳輸系統主要包含兩部分，一部分是能量傳輸，通過電能變換和諧振耦合，將電能從無線發射端傳輸到無線接收端；另外一部分是通信控制，主要用于完成發射端與接收設備之間的信息和控制交互，保證整個系統工作的安全性和穩定性。其中，無線電能傳輸系統在進行能量傳輸時，無線發射端線圈和無線接收端線圈之間往往存在著一定的距離空間，此時，若無線發射端線圈上落了一些金屬的物體，如鑰匙、鐵釘和硬幣等，線圈間高頻交變的磁場通過電磁感應對金屬異物加熱，線圈間溫度會迅速上升，存在一定的火災風險。

中國發明專利CN105790324A中公開了一種無線充電系統及其金屬異物檢測方法，該實用新型令一無線充電裝置與一用電裝置設于一充電區域內，該無線用電裝置主要由一信號轉換模塊分別連接一控制器與一用于發射信號的發送天線所組成，并由該信號轉換模塊與電源端連接，該用電裝置以一接收端線圈連接一整流器并將產生的電流由輸出端輸出；當無線充電裝置與用電裝置開始無線充電之前或進行充電中，該無線充電裝置的控制器可檢測該發送天線的耗電狀況、電壓/電流信息及其相位差信息，以即時的判斷是否有金屬異物侵入，避免因金屬異物產生高溫而造成的設備損壞及危險，以達到提升無線充電安全性的目的。

上述現有專利中，雖然通過上述技術方案可檢測金屬異物，但是因金屬異物比較大時，產生的渦流損耗多，會比較容易檢測出來，但當金屬異物較小時，發熱產生的渦流損耗很小，此時，就需要提高系統的檢測精度，才能把金屬異物準確地識別出來。而上述專利方案對于金屬異物較小時，顯然不能精準的識別。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種無線電能傳輸系統及其金屬異物的檢測方法，本實用新型在無線電能系統工作前先識別在發射與接收線圈之間是否存在金屬異物，保證了整個無線電能傳輸系統的安全、可靠、穩定工作。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種無線電能傳輸系統，包括可進行能量和通信傳輸的無線發射端和無線接收端，無線發射端連接于電網，包括可傳輸無線電能的發射線圈，無線發射端還包括發射端MCU，以及連接于設置于與電網與發射線圈電能輸入端串聯或并聯之間的發射端諧振電容，發射端諧振電容的兩端并聯設置有可用于檢測是否存在金屬異物的金屬異物檢測電路，發射線圈與發射端MCU之間設置有可采集發射線圈電壓的采樣電路，發射端MCU電性電連接金屬異物檢測電路，以控制金屬異物檢測電路的啟動與否。

作為本實用新型的進一步優化，金屬異物檢測電路包括可采集發射線圈電壓或電流信號的采樣電路，并聯于發射端諧振電容兩側的電容C1，以及與電容C1相串聯的繼電器電控開關，其中，采樣電路的輸出端連接發射端MCU，電控開關繼電器串聯有繼電器驅動電路驅動控制電路，發射端MCU連接繼電器驅動電路驅動控制電路，以控制電控開關繼電器的吸合。