[发明专利]具有物体检测电路的无线充电系统及其操作方法

说明书

本发明包括了一种充电系统，其包括：交变电流电源(16)；被配置为生成交变磁场(20)的源线圈(18)；俘获线圈(22)，其与所述源线圈(18)磁耦合，由此引起俘获线圈(22)俘获来自所述交变磁场(20)的电力；相对于所述源线圈(18)设置在不同位置的多个磁传感器(50)，每个磁传感器(50)被配置为确定所述交变磁场(20)的传感器强度值；物体检测电路(48)，其被配置为检测在相对于所述源线圈(18)的物体位置处的物体(52)；以及控制器电路(30)，其被配置为基于来自磁传感器(50)的传感器强度值确定物体位置处的交变磁场(20)的物体强度值，并且在物体检测电路(48)检测到物体位置处的物体(52)时并且在所述物体强度值超过阈值时中断来自所述电源(16)的电力。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2018年1月11日提交的序列号为No.15/868,064的美国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种无线电池充电器，尤其涉及一种具有物体检测电路的无线电池充电器。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，在附图中：

图1是根据一个实施例的充电系统的示意图；

图2是根据一个实施例的图1的充电系统的绘画侧视图；以及

图3是根据另一实施例的控制充电系统的方法的流程图。

具体实施方式

本文介绍的充电系统被配置为对能量储存装置(例如，车辆或者便携式电子装置中的电池)进行无线充电。通过连接至电源的源线圈将电力从电源转移至能量储存装置，所述源线圈生成被连接至能量储存装置的俘获线圈接收的磁场。由于俘获线圈相对于源线圈的位置的差异或者不同俘获线圈之间的电特性差异的原因，电源的最佳操作频率可以发生变化。

图1和图2示出了根据本发明的实施例的充电系统10的示例，下文中将充电系统10称为系统10。在这一示例中，系统10被配置为对能量储存装置进行无线充电，例如，所述能量储存装置是图1所示的电动车或者混合动力电动车14中的电池12。

根据这一示例，系统10的充电站部分位于车辆14外部，其包括电源16，电源16连接至在这一示例中为公用事业干线的电源，从而向电源16提供50-60Hz的240VAC的电力。电源16包括变频器(未示出)，其生成处于81到90千赫(KHz)的频率范围内的交流(AC)电压。可以基于来自外部装置的输入信号对电源16的输出频率加以调整。在高功率输出模式中，电源16供应处于超过1千瓦(kW)的范围内的电力。可以基于来自外部装置(例如，控制器电路)的输入信号来选择电源16的功率输出模式。

电源16电耦合至电源。如本文通篇使用的，电耦合是指被指名的装置通过线导体受到连接。由电源16供应给源线圈18的交变电力使得源线圈18生成磁场20。俘获线圈22被置于这一磁场20内，并且磁场20在俘获线圈22中感生出交变电流，从而将磁场20中的磁能转换成电能。

从电源16输出的电力的频率可以是可变的，并且可以受到控制以改善源线圈18和俘获线圈22之间的磁耦合，因为每次使用系统10时源线圈18和俘获线圈22之间的耦合特性和谐振频率可能因俘获线圈22相对于源线圈18的位置的变化的原因和/或因使用了附接至不同车辆的具有不同特性的不同俘获线圈的原因而发生变化。

为了将俘获线圈22俘获的电力供应给电池12，系统10包括整流器/滤波器24，从而将来自俘获线圈22的交变电流转换成可以用于对电池12充电的非时变电流和电压，下文将其称为直流电流和直流电压。如图2中所示，俘获线圈22位于车辆14的底面26上，并且源线圈18位于处于车辆14下并与之分离的表面28(例如，停车场或车库地面)上。