[发明专利]具有对象检测的无线功率系统

说明书

本公开涉及具有对象检测的无线功率系统。该无线功率系统具有无线功率传输设备和无线功率接收设备。该无线功率传输设备可以是具有用于传输无线功率信号的一个或多个无线功率传输线圈的无线充电垫或其他设备。该无线功率接收设备可以是具有用于接收所传输的无线功率信号的一个或多个无线功率接收线圈的便携式电子设备。该无线功率传输设备可具有外来对象检测线圈。在无线功率传输期间可对传输线圈进行品质因数测量，并且/或者可使用外来对象检测线圈进行电压测量以检测是否存在外来对象。该外来对象检测线圈可包括具有不同绕组图案的重叠线圈以增强外来对象检测覆盖范围。

本专利申请要求2020年5月5日提交的美国非临时专利申请No.16/867,460以及2019年8月20日提交的美国临时专利申请No.62/889,162的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及功率系统，并且更具体地，涉及用于给电子设备充电的无线功率系统。

背景技术

在无线充电系统中，无线功率传输设备诸如充电垫以无线方式向无线功率接收设备诸如便携式电子设备传输功率。便携式电子设备具有线圈和整流器电路。该便携式电子设备的线圈接收来自该无线充电垫的交流无线功率信号。整流器电路将接收的信号转换为直流功率。为了确保令人满意的操作，无线充电系统可具有用于检测外来对象的电路。

发明内容

无线功率系统具有无线功率传输设备和无线功率接收设备。该无线功率传输设备可以是具有用于传输无线功率信号的一个或多个无线功率传输线圈的无线充电垫或其他设备。该无线功率接收设备可以是具有用于接收所传输的无线功率信号的一个或多个无线功率接收线圈的便携式电子设备。

该无线功率传输设备具有一种或多种绕组类型的外来对象检测线圈。在无线功率传输期间可对传输线圈进行品质因数测量，并且/或者可使用外来对象检测线圈进行磁场测量以检测是否存在外来对象。

该外来对象检测线圈可包括不同类型的重叠线圈。例如，该外来对象检测线圈可以包括具有螺旋绕组的第一组线圈和具有8字形绕组的第二组线圈。通过将第一线圈和第二线圈重叠，可提高外来对象检测准确性。

附图说明

图1是根据一个实施方案的包括无线功率传输设备和无线功率接收设备的例示性无线功率系统的示意图。

图2是根据一个实施方案的例示性无线功率发射器信号的曲线图。

图3是根据一个实施方案的示出无线功率发射器中的例示性测量电路的电路图。

图4、图5、图6和图7是根据一个实施方案的例示性无线功率发射器线圈和外来对象检测线圈的图示。

图8是根据一个实施方案的例示性无线功率系统的横截面侧视图。

图9是根据一个实施方案的具有螺旋绕组的例示性外来对象检测线圈的图示。

图10是根据一个实施方案的例示性外来对象检测线圈的图示，该外来对象检测线圈具有形成一对子线圈的8字形绕组，该对子线圈具有相应的顺时针和逆时针绕组感测。

图11是根据一个实施方案的例示性无线功率传输线圈和外来对象检测线圈中的重叠子线圈的一部分的横截面侧视图。

图12是根据一个实施方案的示出来自重叠的螺旋和8字形外来对象检测线圈的可能输出读数随外来对象位置而变化的曲线图。

具体实施方式

无线功率系统包括无线功率传输设备，诸如无线充电垫。无线功率传输设备向无线功率接收设备(诸如腕表、蜂窝电话、平板电脑、膝上型计算机或其他电子装备)无线地传输功率。无线功率接收设备使用来自无线功率传输设备的功率来为设备供电以及为内部电池充电。