[发明专利]无线充电异物检测装置、方法及无线充电系统

权利要求书

1.无线充电异物检测装置，包括至少一个发射线圈，每个发射线圈配置多个异物检测线圈，多个异物检测线圈布置于发射线圈周边且覆盖检测区域；每个发射线圈用于产生激励磁场；每个异物检测线圈，用于产生检测信号；其特征在于：

所述发射线圈为无线充电系统的原边线圈，或副边线圈，或独立铺设的线圈；发射线圈采用水平绕制的盘式线圈或垂直绕制的螺线管线圈；

发射线圈为水平绕制的盘式线圈时，发射线圈绕制平面为第一平面；发射线圈为垂直绕制的螺线管线圈时，发射线圈绕制平面的正交平面为第一平面；

配置的每个检测线圈用于检测一个维度或多个维度的激励磁场；

检测一个维度激励磁场时，该异物检测线圈绕制平面与所述第一平面垂直；

检测多个维度激励磁场时，该异物检测线圈绕制平面相对所述第一平面倾斜设置，倾角a∈(0°,90°)；或者，该异物检测线圈绕制平面弯折成两个平面，两个平面之间夹角b∈(0°,180°)，且其中一个平面与所述第一平面垂直；

该装置以异物检测线圈感应的电压信号或电流信号作为判断异物的检测信号，判断是否有异物。

2.根据权利要求1所述无线充电异物检测装置，其特征在于配置有多个异物检测线圈，每个异物检测线圈的绕制平面配置成其正上方的异物产生涡流磁场切向的正交平面。

3.根据权利要求1所述无线充电异物检测装置，其特征在于所述弯折成两个平面异物检测线圈，两个平面垂直，相对于第一平面改变水平部分占比c∈(100%,0%)且垂直部分的占比d∈(0%,100%) 来检测倾角θ∈(0°,90°)的激励磁场。

4.根据权利要求1所述无线充电异物检测装置，其特征在于，所述异物检测线圈绕制在磁芯上。

5.根据权利要求1所述无线充电异物检测装置，其特征在于，所述异物检测线圈采用印刷电路板结构，该印刷电路板上设有第一过孔和第二过孔，该印刷电路板的上层设有第一层印刷电路，下层设有第二层印刷电路；其中，第一过孔与第一层印刷电路的第一端和第二层印刷电路的第一端相连，第二过孔与第一层印刷电路的第二端和第二层印刷电路的第二端相连，形成一匝检测线圈。

6.根据权利要求1所述无线充电异物检测装置，其特征在于，每个发射线圈至少配置两个异物检测线圈，每个 异物检测线圈绕制平面弯折成两个平面，多个异物检测线圈相组合，用于检测多个维度的激励磁场；多个异物检测线圈之间相互并联或串联。

7.根据权利要求1所述无线充电异物检测装置，其特征在于，包括多个发射线圈，每个发射线圈配置一个或多个异物检测线圈；每个发射线圈配置多个异物检测线圈时，多个异物检测线圈之间相互并联或串联。

8.一种用于无线充电异物检测的方法，基于权利要求1-7任一项所述无线充电异物检测装置，通过以下方式判断异物：

1）每个发射线圈与其配置的每路异物检测线圈之间至少输出一路检测信号；

2）检测一路或多路检测信号，比较检测信号与预存的无异物时检测信号是/否超过阈值，判断存在/不存在异物；只要一路检测信号判断存在异物，则判定存在异物；

或者，检测一路或多路检测信号的模拟量和基准信号的模拟量的乘积，并比较该乘积是/否等于无异物时对应检测信号模拟量乘积，从而判断存在/不存在异物；只要一路检测信号判断存在异物，则判定存在异物；

或者，检测两路检测信号之间的相角，并比较检测得到的相角与预存的无异物时对应相角是/否超过阈值，从而判断存在/不存在异物；

或者，检测两路检测信号有效值的比值，并比较该有效值的比值是/否等于无异物时对应有效值的比值，从而判断存在/不存在异物。

9.一种无线充电系统，包括权利要求1-7任一项所述的异物检测装置、控制单元、原边线圈、副边线圈，原边发射装置和副边接收装置，其中异物检测装置的发射线圈复用原边线圈和/或副边线圈，或另外配置的线圈；

所述异物检测装置，用于检测原边线圈和副边线圈之间是否有异物，并发出检测信号；

所述原边发射装置与原边线圈相连，通过产生交变磁场发射能量；

所述副边接收装置与副边线圈相连，通过耦合交变磁场接收能量；

所述控制单元，根据检测信号控制无线充电。