[发明专利]无线功率传输系统中的异物检测

说明书

一种无线功率发射器(101)包括驱动器(201)，所述驱动器生成用于发射器线圈(103)的驱动信号，从而在包括至少一个功率传输间隔和一个异物检测间隔的重复时间帧的功率传输间隔期间生成功率传输信号。测试生成器(211)生成用于测试线圈(209)的测试驱动信号，从而在异物检测间隔期间生成电磁测试信号。异物检测器(207)在所述异物检测时间间隔期间响应于针对所述测试驱动信号的测量参数来执行异物检测测试。适配器(213)在适配间隔期间为所述测试线圈(209)生成变化的测试驱动信号，并且响应于所述变化的测试驱动信号来确定测试驱动信号参数值。所述测试生成器(211)响应于所述测试驱动信号参数值而在至少一个异物检测间隔期间设置所述测试驱动信号的信号属性。

技术领域

本发明涉及无线功率传输系统中的异物检测，并且具体地，但不排他地，涉及针对向诸如厨房用具的较高功率的设备提供感应功率传输的功率发射器的异物检测。

背景技术

大多数当前功率产品需要专用的电接触以便从外部电源供电。然而，这倾向于是不现实的并且需要用户物理地插入连接器或以其他方式建立物理电接触。通常，功率要求也显著不同，并且当前大多数设备被提供有它们自己的专用电源，导致通常用户具有大量不同的电源，每个电源专用于特定设备。尽管使用内部电池可以避免在使用期间对有线连接到电源的需要，但这仅提供部分解决方案，因为电池将需要再充电(或更换)。电池的使用也可能显著增加设备的重量和潜在的成本和尺寸。

为了提供显著改善的用户体验，已经提出使用无线电源，其中，功率从功率发射器设备中的发射器感应器感应地传送到各个设备中的接收器线圈。

通过磁感应的功率传输是众所周知的概念，主要应用于在初级发射器感应器/线圈与次级接收器感应器之间具有紧密耦合的变压器中。通过在两个设备之间分离初级发射器线圈和次级接收器线圈，基于松散耦合的变压器的原理，这些之间的无线功率传输变得可能。

这样的布置允许到设备的无线功率传输，而不需要进行任何电线或物理电连接。实际上，其可以简单地允许将设备放置在发射器线圈附近或之上，以便从外部再充电或供电。例如，功率发射器设备可以被布置有水平表面，在该水平表面上可以简单地放置设备以便被供电。

此外，可以有利地设计这样的无线功率传输设备，使得功率发射器设备可以与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，已经定义了称为Qi规范的无线功率传输方法，并且目前正在进一步开发。该方法允许符合Qi规范的功率发射器设备与也满足Qi规范的功率接收器设备一起使用，而不是必须来自同一制造商或必须对彼此专用。Qi标准还包括用于允许操作适应特定功率接收器设备的一些功能(例如，取决于特定的功率抽取)。

Qi规范由无线充电联盟(Wireless Power Consortium)开发，并且更多信息可以在他们的网站上找到：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，在其上特别是可以找到定义的规范文档。

无线功率传输的潜在问题是功率可能无意地被转移到例如碰巧位于功率发射器附近的金属物体。例如，如果将诸如硬币、钥匙、戒指等的异物放置在被布置为接收功率接收器的功率发射器平台上，则由发射器线圈生成的磁通量将在金属物体中引入涡电流，这将导致物体升温。热量增加可能非常显著并且可能非常不利。

为了降低出现这种情况的风险，已经提出引入异物检测，其中，功率发射器可以检测到异物的存在并且当发生肯定性检测时降低发射功率和/或生成用户警告。例如，Qi系统包括用于检测异物的功能，以及用于在检测到异物时降低功率的功能。具体地，Qi规范版本1.2.1，第11节描述了检测异物的各种方法。