[发明专利]感应式电源供应器及其金属异物检测方法

说明书

本发明公开了一种感应式电源供应器及其金属异物检测方法，用来检测所述感应式电源供应器的一电力发送范围内是否存在一金属异物。所述方法包括中断所述感应式电源供应器的至少一驱动信号，以停止对所述感应式电源供应器的一供电线圈进行驱动；在所述供电线圈停止驱动时，侦测所述供电线圈上的一线圈信号的一衰减状态；以及根据所述线圈信号的衰减状态，判断所述感应式电源供应器的所述电力发送范围内是否存在所述金属异物。通过本发明的金属异物侦测方法，可实现更准确的金属异物侦测，以提升感应式电源供应器的保护效果。

技术领域

本发明涉及一种用于感应式电源供应器的方法，尤其涉及一种可侦测感应式电源供应器的电力发送范围内是否存在金属异物的方法。

背景技术

在感应式电源供应器中，供电端通过驱动电路推动供电线圈产生谐振，进而发出射频电磁波，再通过受电端的线圈接收电磁波能量后进行电性转换，以产生直流电源提供给受电端装置。一般来说，线圈两面都可发送与接收电磁波，因此线圈的非感应面往往会加装磁性材料，使电磁能量集中在感应侧，磁性材料贴近于线圈会加大线圈电感量，进而提升电磁感应能力。另外，电磁能量若施加于金属体上，会对其产生加热效果，其原理与电磁炉相同。因此，磁性材料的另一效用在于阻隔电磁能量，以避免其干扰线圈后端装置的运作，同时避免电磁能量对周遭金属产生加热作用而发生危险。

感应式电源供应器包括供电端与受电端，其分别通过线圈感应进行电力与控制信号的传送，安全性为必要的考虑因素。然而，在实际应用时，用户可能有意或无意地在两个感应线圈之间插入金属异物。供电过程中若出现金属异物时，线圈产生的电磁能量会对其造成巨大的加热作用，而发生燃烧或爆炸等意外。因此，业界非常重视此安全议题，且相关商品必须具备侦测金属异物是否存在的能力，当金属异物存在时，需要关闭电源输出以进行保护。

现有技术(美国专利公开号US 2011/0196544 A1)提出了一种侦测供电端与受电端之间是否存在金属异物的方法，此方法也用于市面销售的产品上，然而，现有技术仍存在至少以下缺点：

第一，现有技术是通过供电端输出功率与受电端接收功率的测量，进行功率损耗的计算，并通过计算出的功率损耗与预定临界值进行判断，若功率损耗超过临界值时，则判别为存在金属异物。其中，最大的问题在于临界值的设定，若设定得过于严谨，系统可能在正常运作之下误判为存在金属异物；若设定得过于宽松，当某些金属异物存在时可能无法开启保护功能。例如当硬币、钥匙或回形针等体积较小的金属异物存在供电端的电力发送范围内时，可能无法产生明显的功率损耗，但所述金属异物仍会受到大量的加热。此外，临界值的设定需通过大规模实体采样并进行数据分析，相当耗时且费力。

第二，在感应式电源供应器中，影响供电端与受电端之间能量传递损耗的因素非常复杂，其可能受到电路组件性能、线圈与磁性材料的搭配、两端线圈相对距离与水平偏移位置、线圈之间的介质特性(如线圈外壳上的金属漆成分)等影响。由于影响因素繁多，使得产品因为零件误差造成的损耗值不同，因而无法将临界点设定得太过严谨，导致保护效果有限。

第三，在感应式电源供应器的相关产业中，基于商业化的流通性，同一感应式电源供应器的供电端与受电端可能由不同制造商所生产，也可能在不同时期生产。上述临界值设定通常是在供电端完成，但相关的功率设定需对应多种不同的受电端电路进行调整，难以全面顾及各种受电端电路的特性，可能会发生兼容性不佳的问题。

第四，在供电端与受电端中，都需设计相对应的电路来实现功率测量，其存在必要的电路成本，此外，为了执行高准确度的功率测量，可能需要更复杂的电路及更高的成本，实施的难度也愈高。