[發明專利]無線功率傳輸系統中的異物檢測

在審

• 申請號: 201880048576.1
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN110959242A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: A·范瓦格寧根;W·G·M·艾特斯;E·G·韋爾特曼;A·A·M·斯特林;R·H·M·特倫;J·G·F·卡不勞
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H02J50/60
• 分類號: H02J50/60
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 孟杰雄

一種用于無線功率傳輸系統的功率發射器(101)包括發射器線圈(103)并且驅動器(201)采用具有功率傳輸時間間隔和異物檢測時間間隔的重復時間幀生成用于所述發射器線圈(103)的驅動信號。測試生成器(211)在所述異物檢測時間間隔期間生成用于測試線圈(209)的測試驅動信號。異物檢測器(207)基于針對所述測試驅動信號的測量參數來執行異物檢測測試。在進入功率傳輸階段之前，適配器(213)控制所述功率發射器(101)以在異物檢測初始化模式中操作，其中，響應于從功率接收器(105)接收的至少第一消息而確定針對所述測試驅動信號的信號參數的優選值。在所述異物檢測時間間隔期間，所述信號參數被設置為所述優選值。

技術領域

本發明涉及無線功率傳輸系統中的異物檢測，并且具體但是并非排他地涉及用于向諸如例如廚房用具的較高功率設備提供感應功率傳輸的功率發射器的異物檢測。

背景技術

大多數目前的電氣產品需要專用的電氣接觸部以便從外部電源供電。然而，這往往是不現實的并且需要用戶物理地插入連接器或者以其他方式建立物理電氣接觸。通常，功率要求也顯著不同，并且當前大多數設備被提供有其自己的專用電源，導致典型的用戶具有大量不同的電源，每個電源專用于特定設備。盡管內部電池的使用可以避免在使用期間對有線連接到電源的需要，但是這僅僅提供了部分解決方法，因為電池將需要再充電(或更換)。電池的使用也可能顯著增加設備的重量以及潛在的成本和尺寸。

為了提供顯著改善的用戶體驗，已經提出了使用無線電源，其中，功率從功率發射器設備中的發射器感應器感應地傳輸到個體設備中的接收器線圈。

經由磁感應的功率傳輸是眾所周知的概念，主要應用在初級發射器感應器/線圈與次級接收器線圈之間具有緊密耦合的變壓器中。通過在兩個設備之間分離初級發射器線圈和次級接收器線圈，基于松散耦合變壓器的原理，在這些設備之間的無線功率傳輸變得可能。

這樣的布置允許在不要求進行任何有線或物理電氣連接的情況下對設備進行無線功率傳輸。實際上，其可以簡單地允許設備被放置在發射器線圈的附近或頂部以便在外部進行再充電或供電。例如，功率發射器設備可以被布置有水平表面，設備能夠被簡單地放置在所述水平表面上以便進行供電。

此外，這樣的無線功率傳輸布置可以被有利地設計為使得功率發射器設備能夠與一系列功率接收器設備一起使用。具體地，被稱為Qi規范的無線功率傳輸方法已經被定義并且目前正在進一步開發。該方法允許滿足Qi規范的功率發射器設備與也滿足Qi規范的功率接收器設備一起使用，而無需這些設備必須來自相同的制造商或者必須彼此專用。Qi標準還包括用于允許操作適于特定功率接收器設備(例如，取決于特定功率消耗)的某項功能。

Qi規范是由無線充電聯盟開發的并且例如能夠在其網站找到更多信息：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，其中，具體地，能夠找到所定義的規范文檔。

無線功率傳輸的潛在問題是功率可能無意地被轉移到例如碰巧位于功率發射器附近的金屬物體。例如，如果將諸如硬幣、鑰匙、戒指等的異物放置在被布置為接收功率接收器的功率發射器平臺上，則由發射器線圈生成的磁通量將在金屬物體中引入渦電流，這將導致物體升溫。熱量增加可能非常顯著并且可能非常不利。

為了降低出現這樣的情況的風險，已經提出引入異物檢測，其中，功率發射器能夠檢測異物的存在并且當發生肯定性檢測時降低發送功率和/或生成用戶警報。例如，Qi系統包括用于檢測異物的功能，以及用于在檢測到異物時降低功率的功能。具體地，Qi規范版本1.2.1，第11節描述了檢測異物的各種方法。