[发明专利]一种无线充电系统金属异物检测系统

说明书

本发明公开了一种无线充电系统金属异物检测系统，包括置于无线充电系统发射线圈之上的差分垂直检测线圈组，信号采集处理单元和判断识别单元；所述差分垂直检测线圈组在存在金属异物时产生异于正常情况的信号，此信号经信号采集处理单元的采集和处理，再提供给判断识别单元，由判断识别单元进行识别。本发明可以实现无线充电系统中的金属异物检测，并且能在接收线圈偏移情况下，检测系统中是否有金属异物，具有良好的抗偏移性。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体地说，涉及一种无线充电系统金属异物检测系统。

背景技术

无线充电通过磁场将发射线圈和接受线圈耦合，实现了电能便捷、高效、安全的传输。但传输区域内的金属异物，会在磁场中产生涡流，造成功率损耗或者燃烧隐患。因此，无线充电中必须对金属异物进行有效的检测，保护充电设备以及预防隐患。

目前，金属异物检测的方案主要有系统参数检测方案、基于波的检测方案与基于场的检测方案三类。基于系统参数的检测方案包括电气参数检测和非电气参数检测，电气参数检测主要检测功率损耗、效率、电流和发射线圈电感/品质因数的变化，检测精度不高，主要适用于低功率场合。非电气参数包括压力、温度等参数，需要额外的传感器装置，成本和占地面积较大。基于波的检测方案主要有图像识别、热成像和雷达测距，也需要额外的传感器装置，成本和占地面积较大。基于场的检测方案是使用最广的，通过检测线圈和磁场的耦合来检测金属异物。检测灵敏度高，成本低。但充电过程中，接收线圈的偏移会对系统检测金属异物产生影响，不易分辨是接收线圈偏移还是金属异物引入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线充电系统金属异物检测系统。本发明可以实现无线充电系统中的金属异物检测，并且能在接收线圈偏移情况下，检测系统中是否有金属异物，具有良好的抗偏移性。

本发明的技术方案如下：一种无线充电系统金属异物检测系统，其特征在于：包括置于无线充电系统发射线圈之上的差分垂直检测线圈组，信号采集处理单元和判断识别单元；所述差分垂直检测线圈组在存在金属异物时产生异于正常情况的信号，此信号经信号采集处理单元的采集和处理，再提供给判断识别单元，由判断识别单元进行识别。

上述的无线充电系统金属异物检测系统，所述差分垂直检测线圈组包含多组差分垂直检测线圈，且每组差分垂直检测线圈与发射线圈去耦。

前述的无线充电系统金属异物检测系统，所述差分垂直检测线圈组由两组差分垂直检测线圈构成，其中第一组差分垂直检测线圈由四个大垂直线圈互相反向绕制组成，分别为a线圈、b线圈、c线圈和d线圈；所述a线圈顺时针绕制，b线圈逆时针绕制，c线圈顺时针绕制，d线圈逆时针绕制；所述c线圈和d线圈的外引线作为引出线；第二组差分垂直检测线圈由两个小垂直线圈反向绕制组成，分别为e线圈和f线圈；所述e线圈顺时针绕制，f线圈逆时针绕制；所述e线圈和f线圈的外引线作为引出线。

前述的无线充电系统金属异物检测系统，所述第二组差分垂直检测线圈摆放在第一组差分垂直检测线圈的中间，用于消除检测盲区。

前述的无线充电系统金属异物检测系统，多组差分垂直检测线圈等间距铺设在发射线圈表面，每一组差分垂直检测线圈引出线分别接入信号采集处理单元。

前述的无线充电系统金属异物检测系统，所述信号采集处理单元包含选通开关、同相比例放大电路和峰值检波电路；所述差分垂直检测线圈组的引出线经过选通开关，再接入同相比例放大电路，通过同相比例放大电路中的放大器将交流信号放大，放大后的信号接入峰值检波电路，将交流信号转化为直流信号。

前述的无线充电系统金属异物检测系统，所述选通开关采用多路复用开关芯片，将差分垂直检测线圈组产生的信号传送至同相比例放大电路和峰值检波电路处理，经过处理后的信号传送至判断识别单元。

前述的无线充电系统金属异物检测系统，其特征在于：所述判断识别单元采用含模数转换功能的微控制器。