異物監(jiān)測與磁飽和的能量傳輸優(yōu)化的制作方法
【技術領域】
[0001]FOD (Foreign Object Detect1n)，異物監(jiān)測即在無線充電過程中監(jiān)測不能被感應充電的異物(多數(shù)為金屬)，停止對其進行能量傳輸從而避免造成物體過熱等負面影響。磁飽和是磁性材料的一種物理特性，指的是導磁材料由于物理結構的限制，所通過的磁通量無法無限增大，從而保持在一定數(shù)量的狀態(tài)。無線充電技術(Wireless chargingtechnology),又稱作非接觸式感應充電，源于無線電力輸送技術，利用近場感應，電感親合，由供電設備將能量傳送至用電裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。主流的無線充電標準有三種:Qi標準、PMA標準、A4WP標準。FOD和磁飽和在上述三種無線充電標準中均有可能出現(xiàn)。本發(fā)明旨在監(jiān)測并排除異物和磁飽和，適用于Qi標準和PMA標準。
【背景技術】
[0002]基于無線充電系統(tǒng)框架，兩種設備(一般指能量發(fā)射端和能量接收端)傳輸電力的過程不需要通過任何物理存在的有形電線。當發(fā)射端將異物誤認為接收端時，不僅會產(chǎn)生能量損耗還有可能引起電流瞬間過大造成爆炸等安全問題，所以未監(jiān)測排除的異物會干擾無線充電系統(tǒng)的正常工作。磁飽和是磁性材料的一種物理特性，其伏安表現(xiàn)會對異物監(jiān)測過程造成混淆，并產(chǎn)生能量損耗。本發(fā)明旨在無線充電過程中監(jiān)測異物，避免異物和磁飽和造成的損耗，優(yōu)化無線充電系統(tǒng)的能量傳輸。

【發(fā)明內容】

[0003]我們先了解一下無線充電系統(tǒng)框架，如圖1描繪了一個移動終端通過充電基座進行無線充電的系統(tǒng)框架。移動終端可以是普通手機、智能手機、手持電腦、Pad等可以電磁感應無線充電的便攜電子產(chǎn)品。當充電基座檢測到移動終端時(移動終端距離充電基座距離小于Icm)，發(fā)射端的能量轉換單元提供能量給發(fā)射線圈，產(chǎn)生磁場。在接收端，磁場能量由接收線圈接收并轉變?yōu)殡娏?，同時，接收能量單元向移動終端的負載供電。發(fā)射端和接收端都有一個通信和控制單元，負責感應和管理無線充電過程。
[0004]在無線充電過程中，充電基座可以通過檢測發(fā)射端的發(fā)射電壓和發(fā)射電流(即發(fā)射線圈兩端的電壓和流過發(fā)射線圈的電流)計算發(fā)射端的傳輸能量(P=I*V)。同理，移動終端可以通過檢測接收端的接收電壓和接收電流(即接收線圈兩端的電壓和流過發(fā)射線圈的電流)并提供給發(fā)射端，然后由充電基座將由通信和控制單元計算接收端的傳輸能量(Ρ=Ι*ν)，并計算能量損耗Loss為發(fā)射端的傳輸能量減去接收端的傳輸能量(L0ss=Ptx-Prx)。
[0005]【附圖說明】:下面結合附圖和實施對本發(fā)明進一步說明。
[0006]圖1是無線充電系統(tǒng)框架圖圖2是能量傳輸優(yōu)化流程
【具體實施方式】
:本發(fā)明對異物監(jiān)測和避免磁飽和，從而優(yōu)化能量傳輸?shù)牧鞒倘鐖D2所示:
W0.Ping——發(fā)射端每隔數(shù)秒發(fā)出Ping命令，判斷是否有物體在可充電范圍內。
[0007]Wl.開啟發(fā)射端——當WO的判斷結果為是YES，喚醒發(fā)射端使其開始工作。
[0008]W2.W9.讀發(fā)射端電壓VTX、電流Itx—一讀取發(fā)射端電壓和電流，計算發(fā)射端傳輸能里.Ptx-1 τχ*Vtx。
[0009]W3.W10.讀接收端電壓Ikx、電流Ikx——讀取接收端電壓和電流，計算接收端傳輸
H 匕里 Prx-1 Rx*Vrx。
[0010]W4.W11.計算新的損耗 Lossnew--計算新的損耗 Lossnew= Ptx-Pexο
[0011]W5.判斷損耗是否超過閾值一一不同的無線充電標準會有規(guī)定不同的閾值，例如Qi制式的閾值時0.25ffo
[0012]W6.繼續(xù)充電——當W5的判斷結果為否NO，無線充電系統(tǒng)正常工作，發(fā)射端將對接收端繼續(xù)充電一段時間后，繼續(xù)步驟W2。
[0013]W7.存儲損耗值為Loss——當W5的判斷結果為是YES，說明有可能是接收端滿格電量、物體時異物或者磁飽和狀態(tài)，接下來，先將W4計算的結果存儲在變量Loss中，即Loss=Lossnew。
[0014]W8.降低發(fā)射端電流、固定比例一一發(fā)射端電流I ^需要被減少固定數(shù)值，即根據(jù)固定比例降低，例如新的、減少為原I 1)(的90%，或者原I ^的80%，或者小于100%的原
ΙΤ)?任意一個百分比例。
[0015]W12.計算Λ Loss=Loss- Lossnew--根據(jù)公式計算能量損耗的變化。
[0016]W13.Λ Loss是否與發(fā)射端電流Itx等比例——判斷能量損耗的變化Λ Loss是否與發(fā)射端電流Itx的變化等比例，例如如果I τχ減少為11)(的90%，即Λ I ^是10%，那么需要計算是否在W6中Λ Loss所占Wl中Loss的比例是否也將近10%。
[0017]W14.退出磁飽和狀態(tài)繼續(xù)充電——當W13的判斷結果為否NO，說明是磁飽和狀態(tài)，退出磁飽和狀態(tài)后繼續(xù)充電。
[0018]W15.FOD確定為異物停止充電——當W13的判斷結果為是YES，說明物體是異物(當接收端電量滿格的情況也可以看作為異物)，停止充電。
【主權項】
1.根據(jù)計算無線充電過程中能量傳輸?shù)膿p耗是否超過閾值，判斷無線充電系統(tǒng)是否在正常工作狀態(tài)。2.基于權利I的要求，按照判斷磁飽狀態(tài)的標準排除磁飽和情況，進行FOD異物監(jiān)測。
【專利摘要】本發(fā)明為異物監(jiān)測與磁飽和的能量傳輸優(yōu)化，當發(fā)射端將異物誤認為接收端時，不僅會產(chǎn)生能量損耗還有可能引起電流瞬間過大造成爆炸等安全問題，所以未監(jiān)測排除的異物會干擾無線充電系統(tǒng)的正常工作。磁飽和是磁性材料的一種物理特性，其伏安表現(xiàn)會對異物監(jiān)測過程造成混淆，并產(chǎn)生能量損耗。本發(fā)明旨在無線充電過程中監(jiān)測異物，避免異物和磁飽和造成的損耗，優(yōu)化無線充電系統(tǒng)的能量傳輸。
【IPC分類】G01R31/00, G01V3/10
【公開號】CN104977620
【申請?zhí)枴緾N201510490529
【發(fā)明人】胡穎, 于保華
【申請人】蘇州寶潤電子科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年8月12日