[发明专利]感应功率发射器

说明书

技术领域

本发明总体而言涉及一种感应功率发射器，具体地，但非排他地，涉及一种用于感应功率传输系统的感应功率发射器。

背景技术

IPT系统是已知技术(例如，电动牙刷的无线充电)和发展中技术(例如，在“充电垫”上的手持设备的无线充电)的公知领域。通常，功率发射器从一个发射线圈或多个发射线圈产生时变磁场。该磁场在功率接收器中合适的接收线圈中感应出交流电，然后该交流电可以用于对电池充电，或为设备或其它负载供电。

关于用于手持设备的无线充电的IPT系统，具体地，将无线功率仅传输到接收器设备而不是所谓的异物是重要的，所述异物可以被定义为位于充电垫(例如，界面表面)上的任何物体，但不是接收器设备的一部分。这种异物的典型示例是含有金属(诸如硬币、钥匙、曲别针等)的寄生元件。例如，如果寄生金属接近有源IPT区域，则在功率传输期间寄生金属可以因振荡磁场造成的涡流而升温。为了防止这种寄生金属的温度上升到不可接受的水平，功率发射器应该能够区分功率接收器和异物，并且及时中止功率传输。

在界面表面上检测异物升温的常见方式使用功率损耗法。在该方法中，接收的功率P_PR被用于指示由于由功率发射器产生的磁场而在手持设备中包含的功率接收器内耗散的功率的总量。接收功率等于来自功率接收器的输出端的可用的功率加上在产生该输出功率时损耗的任何功率。功率接收器将其P_PR传送到功率发射器，使得功率发射器可以判断功率损耗是否在可接受的设定范围内，如果不是，则功率发射器确定可以指示异物的存在的异常行为并且中止功率传输。然而，这种功率损耗核算方法本身并不提供实际的异物检测，只是提供非预期行为的发生的实际检测。

相比之下，国际专利公开号WO2014/095722提出一种异物检测方法，该方法使用在发射器内的与初级IPT发射器线圈分开的励磁线圈和检测线圈。在这种情况下，检测绕组中的输出电压的变化或检测绕组的电感的变化用于确定可能的物体存在。然而，该系统需要复杂的校准来确定基础电感。它还对金属物体与铁质物体或磁性物体不敏感，因此不提供用于区分异物和友好物体(例如，接收器设备)的方式。也没有考虑或表征初级IPT场的操作对检测的任何不良影响，使得所提出的方法可能是不可靠的。

本发明的目的是为公众提供有用的选择。

发明内容

根据一个示例性实施例，提供一种感应功率发射器，包括：

至少一个发射线圈，其被配置成产生感应功率传输(IPT)场；以及

物体检测系统，其被配置为检测在IPT场中或邻近IPT场的物体；

其中，物体检测系统与IPT场实质去耦合。

公认的是在不同的管辖范围下，术语“包括”、“包括了”和“包括有”可以被归因于排他性含义或包容性含义。为了本说明书的目的，除非另外注明，否则这些术语意在具有包容性含义-即，它们将被视为包括使用直接引用的所列组件，以及可能还包括其它未指定的组件或元件。

在本说明书中对任何文件的引用并不构成承认它是现有技术或它形成公知常识的一部分。

附图说明

结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。

图1是感应功率传输系统的示意图；

图2是物体检测系统的框图；

图3是双OD线圈的示意图；

图4是单个OD线圈的示意图；

图5是另一个双OD线圈的示意图；

图6是传输线圈布置的示意图；

图7是示出在铁素体周围交错的OD线圈和IPT线圈的示意图；

图8是基于PCB的OD线圈的横截面；

图9是由使用IPT铁素体的励磁线圈产生的磁通线的模拟；

图10A是检测算法的流程图；

图10B是另一个检测算法的流程图；

图11是励磁线圈驱动器的示意图；

图12是励磁线圈驱动器的电路图；

图13是检测器的示意图；

图14是多路复用器的电路图；

图15是混频器的电路图；以及

图16是另一个实施例的示意图。

具体实施方式