无线功率传输系统中的异物检测的制作方法

文档序号:30876707发布日期:2022-07-23 17:42阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种用于经由感应功率传输信号向功率接收器(105)无线地提供功率的功率发射器(101);所述功率发射器(101)包括:发射器线圈(103);驱动器(201),其用于生成针对所述发射器线圈(103)的驱动信号,所述驱动器(201)被布置为生成针对所述发射器线圈的所述驱动信号以在重复时间范围的至少一个功率传输时间间隔期间生成功率传输信号并且在所述重复时间范围的至少一个异物检测时间间隔期间生成电磁测试信号;串联耦合的一组平衡检测线圈(207、209),所述一组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;异物检测器(205),其被耦合到所述一组平衡检测线圈并被布置为在所述异物检测时间间隔期间执行异物检测,所述异物检测器(205)被布置为响应于来自所述一组平衡检测线圈的信号的特性符合异物检测准则而检测异物;变压器(1101),其具有初级绕组和次级绕组,所述次级绕组与所述一组平衡检测线圈串联耦合;以及补偿电路(1103),其被耦合到所述初级绕组并且被布置为生成针对所述初级绕组的补偿驱动信号,所述补偿驱动信号将所述一组检测线圈的组合电压偏移。2.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),其中,第一组平衡检测线圈与所述次级绕组之间的耦合的组合电阻小于100欧姆。3.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),其中,所述次级绕组的匝数不少于所述初级绕组的匝数的十分之一。4.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),其中,所述补偿电路(1103)被布置为在所述异物检测时间间隔期间生成具有与所述驱动信号的频率相匹配的频率的所述补偿驱动信号。5.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),其中,所述补偿电路(1103)被布置为动态地调整所述驱动信号的参数,所述参数是所述驱动信号的电压幅值和相位中的至少一个。6.根据权利要求5所述的功率发射器(101),其中,所述补偿电路(1103)被布置为改变所述驱动信号的所述参数以确定参考参数值,针对所述参考参数值,来自第一次级绕组的信号具有最小幅值,并且所述补偿电路被布置为在执行异物检测操作时将所述驱动信号设置为所述参考参数值。7.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),包括:多组平衡检测线圈,其包括所述一组平衡检测线圈和至少第二组平衡检测线圈,所述第二组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;开关电路(1401),其用于将所述多个平衡检测线圈中的一个平衡检测线圈经由串联耦合而在时间上顺序地耦合到所述次级绕组;并且其中,所述补偿电路(1103)被布置为根据哪组平衡检测线圈被耦合到所述次级绕组而针对所述驱动信号应用不同的参数值。
8.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),其中,在所述异物检测时间间隔期间的驱动信号的频率不低于比在所述功率传输时间间隔期间的驱动信号的频率高50%。9.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),其中,在所述异物检测时间间隔期间的驱动信号的电压幅值不高于在功率传输时间间隔期间的驱动信号的电压幅值的50%。10.根据任一前述权利要求所述的功率发射器(101),其中,在所述异物检测时间间隔期间,所述驱动信号的电压幅值是恒定的。11.一种操作用于经由感应功率传输信号向功率接收器(105)无线地提供功率的功率发射器(101)的方法;所述功率发射器(101)包括:发射器线圈(103);串联耦合的一组平衡检测线圈(207、209),所述一组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;变压器(1101),其具有初级绕组和次级绕组,所述次级绕组与所述一组平衡检测线圈串联耦合;所述方法包括:生成针对所述发射器线圈(103)的驱动信号,包括生成针对所述发射器线圈的所述驱动信号以在重复时间范围的至少一个功率传输时间间隔期间生成功率传输信号并且在所述重复时间范围的至少一个异物检测时间间隔期间生成电磁测试信号;被耦合到所述一组平衡检测线圈的异物检测器(205)在所述异物检测时间间隔期间执行异物检测,所述异物检测器(205)被布置为响应于来自所述一组平衡检测线圈的信号的特性符合异物检测准则而检测异物;被耦合到所述初级绕组的补偿电路(1103)生成针对所述初级绕组的补偿驱动信号,所述补偿驱动信号将所述一组检测线圈的组合电压偏移。12.一种用于经由感应功率传输信号向功率接收器(105)无线地提供功率的功率发射器(101);所述功率发射器(101)包括:发射器线圈(103);驱动器(201),其用于生成针对所述发射器线圈(103)的驱动信号,所述驱动器(201)被布置为生成针对所述发射器线圈的所述驱动信号以在重复时间范围的至少一个功率传输时间间隔期间生成功率传输信号并且在所述重复时间范围的至少一个异物检测时间间隔期间生成电磁测试信号;串联耦合的一组平衡检测线圈(207、209),所述一组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;异物检测器(205),其被耦合到所述一组平衡检测线圈并被布置为在所述异物检测时间间隔期间执行异物检测,所述异物检测器(205)被布置为响应于来自所述一组平衡检测线圈的信号的特性符合异物检测准则而检测异物;其中,所述驱动器(201)被布置为生成所述驱动信号,使得在所述异物检测时间间隔期间的驱动信号的电压幅值不高于在功率传输时间间隔期间的驱动信号的电压幅值的50%。13.一种操作用于经由感应功率传输信号向功率接收器(105)无线地提供功率的功率发射器(101)的方法;所述功率发射器包括:
发射器线圈(103);串联耦合的一组平衡检测线圈(207、209),所述一组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;并且所述方法包括:生成针对所述发射器线圈(103)的驱动信号以在重复时间范围的至少一个功率传输时间间隔期间生成功率传输信号并且生成针对所述发射器线圈的驱动信号以在所述重复时间范围的至少一个异物检测时间间隔期间生成电磁测试信号;在所述异物检测时间间隔期间执行异物检测,所述异物检测响应于来自所述一组平衡检测线圈的信号的特性满足异物检测准则而检测异物;其中,生成所述驱动信号而使得在所述异物检测时间间隔期间的驱动信号的电压幅值不高于在功率传输时间间隔期间的驱动信号的电压幅值的50%。14.一种用于经由感应功率传输信号向功率接收器(105)无线地提供功率的功率发射器(101);所述功率发射器(101)包括:发射器线圈(103);驱动器(201),其用于生成针对所述发射器线圈(103)的驱动信号,所述驱动器(201)被布置为生成针对所述发射器线圈的所述驱动信号以在重复时间范围的至少一个功率传输时间间隔期间生成功率传输信号并且在所述重复时间范围的至少一个异物检测时间间隔期间生成电磁测试信号;串联耦合的第一组平衡检测线圈(207、209),所述第一组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;第一变压器(211),其具有第一次级绕组和第一初级绕组,所述第一初级绕组与所述第一组平衡检测线圈串联耦合;异物检测器(205),其被耦合到所述第一次级绕组并且被布置为在所述异物检测时间间隔期间执行异物检测,所述异物检测器(205)被布置为响应于来自所述第一次级绕组的信号的特性符合异物检测准则而检测异物。15.根据权利要求14所述的功率发射器(101),其中,所述第一次级绕组是无源负载的。16.根据权利要求14或15所述的功率发射器(101),其中,所述一组平衡检测线圈是无源负载的。17.根据权利要求14至16中的任一项所述的功率发射器(101),还包括至少第一谐振电容器,所述第一谐振电容器被耦合到所述第一次级绕组以形成谐振电路,所述谐振电路的谐振频率具有基本上等于所述电磁测试信号的频率的频率。18.根据前述权利要求14至17中的任一项所述的功率发射器(101),包括多组平衡检测线圈,所述多组平衡检测线圈包括所述第一组平衡检测线圈和至少第二组平衡检测线圈,所述第二组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;并且所述异物检测器(205)被布置为响应于来自至少所述第二组平衡检测线圈的输出信号而执行异物检测。19.根据权利要求18所述的功率发射器(101),还包括开关电路(1401),所述开关电路
用于将所述多个平衡检测线圈中的一个平衡检测线圈经由串联耦合在时间上顺序地耦合到所述第一初级绕组;并且其中,所述异物检测器(205)被布置为响应于来自针对被耦合到所述第一电流变压器的所述多个平衡检测线圈中的至少两个平衡检测线圈的所述第一次级绕组的信号的特性而执行异物检测。20.一种功率发射器(101),其用于经由感应功率传输信号向功率接收器(105)无线地提供功率;所述功率发射器(101)包括:发射器线圈(103);驱动器(201),其用于生成针对所述发射器线圈(103)的所述驱动信号,所述驱动器(201)被布置为生成针对所述发射器线圈的所述驱动信号以在重复时间范围的至少一个功率传输时间间隔期间生成功率传输信号并且在所述重复时间范围的至少一个异物检测时间间隔期间生成电磁测试信号;串联耦合的一组平衡检测线圈(207、209),所述一组平衡检测线圈包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿;异物检测器(205),其被耦合到所述一组平衡检测线圈并被布置为在所述异物检测时间间隔期间执行异物检测,所述异物检测器(205)被布置为响应于来自所述一组平衡检测线圈的信号的特性符合异物检测准则而检测异物;其中,所述驱动器(201)被布置为生成驱动信号,使得在异物检测时间间隔期间的驱动信号的频率不低于比在功率传输时间间隔期间的驱动信号的频率高50%。

技术总结
一种功率发射器(101)包括驱动器(201),所述驱动器生成针对发射器线圈的驱动信号,以在功率传输时间间隔期间生成功率传输信号并且在异物检测时间间隔期间生成电磁测试信号。一组平衡检测线圈(207、209)包括两个检测线圈,所述两个检测线圈被布置为使得由所述发射器线圈生成的电磁场在所述两个检测线圈中感应的信号相互补偿。异物检测器(205)被耦合到检测线圈并且在所述异物检测时间间隔期间执行异物检测。所述异物检测器(205)被布置为响应于来自检测线圈的信号的特性满足异物检测准则而检测异物。变压器(1101)具有初级绕组和与所述一组平衡检测线圈串联耦合的次级绕组。补偿电路(1103)被耦合到所述初级绕组并且被布置为生成针对所述初级绕组的补偿驱动信号,所述补偿驱动信号偏移所述一组检测线圈的组合电压。电压。电压。


技术研发人员:W
受保护的技术使用者:皇家飞利浦有限公司
技术研发日:2020.12.03
技术公布日:2022/7/22
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