无线供电技术异物检测和分类装置及其检测和分类方法与流程

本发明涉及无线供电领域，尤其涉及一种无线供电技术异物检测和分类装置以及无线供电技术异物检测和分类方法。

背景技术：

无线供电技术是指通过非物理接触的电能传输方式。无线供电技术源于无线电能传输技术，可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。

由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。

在无线供电技术的能量传输过程中，如果传输路径中存在异物，会影响电能的传输效率甚至导致无法进行无线供电、短路等其他不利情况。而不同的异物也会导致不同的问题。例如传输路径中存在非线圈的金属，如果无线供电接触到非线圈对的金属，容易起火，当接触的时候会产生涡流，继而就会产生发热。发热过大就会大功率输出，与短路一样类似。因此，检测非线圈的金属的必要性显得尤为重要。再例如，如果传输路径中存在其他非金属的异物，会影响电能的传输效率。

因此，在无线供电技术中对于异物的检测是重要的，将检测到的异物进行分类，从而通过不同的方式去应对也是尤为重要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无线供电技术异物检测和分类装置以及方法，能够对无线供电传输路径范围中的异物进行检测，并且对异物进行分类以及基于不同的异物类型采取不同的处理方式，确保无线供电的正常工作。

本发明的另一目的在于提供一种无线供电技术异物检测和分类装置以及方法，能够将非线圈的异物检测分类出来，确保无线供电设备的正常运行，确保无线供电的电能产生效率以及安全使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种无线供电技术异物检测和分类装置以及方法，能够结合频率检测和电流检测，将频率结果和线圈的相同的非线圈的金属类异物检测分类出来，提高检测分类的准确性，确保无线供电的正常工作。

为了实现上述至少一个发明目的，本发明提供了一种无线供电技术异物检测和分类装置，所述无线供电技术异物检测和分类装置包括频率检测器件、电流检测器件以及异物处理器件，所述频率检测器件以及所述电流检测器件均和所述异物处理器件以有线或者无线的方式通讯地连接，其中所述频率检测器件包括频率发射器件、频率接收器件以及频率判断器件，所述频率判断器件判断所述频率发射器件发射的初始频率以及所述频率接收器件接收的中心目标值中心频率，其中所述频率判断器件被预设有频率起伏区间，当所述频率判断器件判断到两个频率的数值不同并且超过了预设的频率起伏区间时，则被检测物为非线圈的金属，所述频率判断器件发送异物信息给所述异物处理器件，所述异物处理器接收到异物信息后启动报警并关闭无线供电装置，停止供电。

在一些实施例中，其中所述频率判断器件判断到两个频率被判断为不同并且差值在预设的频率起伏期间内，或者两个频率被判断为相同时，所述频率判断器件发送判断结果信息至所述异物处理器件，所述异物处理器件发送加强检测信息至所述电流检测器件，所述电流检测器件进行加强检测。

在一些实施例中，其中所述电流检测器件包括涡电流检测器件以及电流判断器件，所述涡电流检测器件接收到所述异物处理器件发送的加强检测信息后，对被检测物的涡电流值进行检测，并将检测到的涡电流值发送给所述电流判断器件，所述电流判断器件预设有正常工作电流值以及正常工作电流值起伏区间值，如果所述电流判断器件判断到所述涡电流检测器件发送的涡电流值不是预设的正常工作电流值或者正常工作电流值起伏区间值，说明是非线圈的异物，则发送异物信息至所述异物处理器件，所述异物处理器件关闭无线供电装置，并报警。

在一些实施例中，其中如果所述电流判断器件判断到所述涡电流检测器件发送的涡电流值为预设的正常工作电流值或者正常工作电流值起伏区间值时，说明是正常线圈，所述电流判断器件发送正常线圈信息至所述异物处理器件，所述异物处理器件不对无线供电装置进行操作，显示正常无线供电状态。

在一些实施例中，所述频率发射器件发射的初始频率为125khz。

根据本发明的另一方面，还提供了一种无线供电技术异物检测和分类方法，所述无线供电技术异物检测和分类方法包括以下步骤：

发射端发射初始频率；

检测接收端的中心目标值中心频率；

判断发射的初始频率以及接收的中心目标值中心频率是否相同；

如果两个频率被判断为不相同并且差值超过了预设的频率起伏区间，则反馈异物信息以及警示信息，无线供电装置被停止供电；

如果两个频率被判断为不同并且差值在预设的频率起伏期间内，或者两个频率被判断为相同时，则执行电流加强检测；

检测被检测物的涡电流值；

判断检测的涡电流值以及预设的正常工作电流值是否相同；

如果检测的涡电流值和预设的正常工作电流值相同，则反馈非异物信息，无线供电装置正常工作；

如果检测的涡电流值和预设的正常工作电流值不相同，则判断该涡电流值和正常工作电流值的差值是否在预设的正常工作电流值起伏区间值范围内；

如果该涡电流值和正常工作电流值的差值被判断为在预设的正常工作电流值起伏区间值范围内，反馈非异物信息，无线供电装置正常工作；以及

如果该涡电流值和正常工作电流值的差值被判断为不在预设的正常工作电流值起伏区间值范围内，则反馈异物信息以及警示信息，无线供电装置被停止供电。

在一些实施例中，其中判断器件判断频率发射器件发射的初始频率以及频率接收器件接收的中心目标值中心频率，其中频率判断器件被预设有频率起伏区间，当频率判断器件判断到两个频率的数值不同并且超过了预设的频率起伏区间时，则被检测物为非线圈的金属，频率判断器件发送异物信息给异物处理器件，异物处理器件接收到异物信息后启动报警并关闭无线供电装置，停止供电。

在一些实施例中，其中频率判断器件判断到两个频率被判断为不同并且差值在预设的频率起伏期间内，或者两个频率被判断为相同时，频率判断器件发送判断结果信息至异物处理器件，异物处理器件发送加强检测信息至电流检测器件，电流检测器件进行加强检测。

在一些实施例中，其中电流检测器件包括涡电流检测器件以及电流判断器件，涡电流检测器件接收到异物处理器件发送的加强检测信息后，对被检测物的涡电流值进行检测，并将检测到的涡电流值发送给电流判断器件，电流判断器件预设有正常工作电流值以及正常工作电流值起伏区间值，如果电流判断器件判断到涡电流检测器件发送的涡电流值不是预设的正常工作电流值或者正常工作电流值起伏区间值，说明是非线圈的异物，则发送异物信息至异物处理器件，异物处理器件关闭无线供电装置，并报警。

在一些实施例中，其中如果电流判断器件判断到涡电流检测器件发送的涡电流值为预设的正常工作电流值或者正常工作电流值起伏区间值时，说明是正常线圈，电流判断器件发送正常线圈信息至异物处理器件，异物处理器件不对无线供电装置进行操作，显示正常无线供电状态。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的一种无线供电技术异物检测和分类装置的组成示意图。

图2是根据本发明的一个优选实施例的一种无线供电技术异物检测和分类方法的步骤示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示为基于本发明的优选实施例的一种无线供电技术异物检测和分类装置。所述无线供电技术异物检测和分类装置能够对无线供电传输路径范围中的异物进行检测，并且对异物进行分类以及基于不同的异物类型采取不同的处理方式，确保无线供电的正常工作。

在本发明中，异物是指非线圈的物质，例如非线圈的金属以及其他非线圈的物质等。本发明的无效供电异物检测和分类装置将非线圈的异物检测分类出来，确保无线供电设备的正常运行，确保无线供电的电能产生效率以及安全使用寿命。

具体地，本发明的所述无线供电技术异物检测和分类装置包括频率检测器件100、电流检测器件200以及异物处理器件300。所述频率检测器件100以及所述电流检测器件200均和所述异物处理器件300以有线或者无线的方式通讯地连接。所述频率检测器件100对无线供电传输路径范围中的被检测物的频率进行检测，所述电流检测器件200对被检测物通过检测其涡流电流来进行加强检测分类，所述异物处理器件300根据检测到的异物的不同分类进行处理，确保无线供电的正常工作。

进一步地，所述频率检测器件100进一步包括频率发射器件110、频率接收器件120以及频率判断器件130。所述频率发射器件110发射初始频率，例如数值为125khz的频率，所述频率接收器件120检测无线传输路径中的被检测物的中心目标值中心频率。

所述频率判断器件130判断所述频率发射器件110发射的初始频率以及所述频率接收器件120接收的中心目标值中心频率，所述频率判断器件130被预设有频率起伏区间。当所述频率判断器件130判断到两个频率的数值不同并且超过了预设的频率起伏区间时，则被检测物为非线圈的金属，所述频率判断器件130发送异物信息给所述异物处理器件300，所述异物处理器件300接收到异物信息后启动报警并关闭无线供电装置，停止供电。

在更具体的实施例中，所述频率发射器件110发射的初始频率为125khz，所述频率判断器件130被预设有频率起伏区间为5khz，所述频率接收器件120检测到无线传输路径中的被检测物的中心目标值中心频率为140khz或者110khz，则所述频率判断器件频率130判断出实际的频率起伏区间为15khz，已经超过了预设的频率起伏区间，所述频率判断器件130判断出该检测物为非线圈的金属，发送异物信息给所述异物处理器件300，所述异物处理器件300立即亮红灯发出报警，并及时关闭无线供电装置，停止供电，从而避免了非金属带来的能量损耗，节省电量，也能够避免接触到非线圈的金属带来的危险。因为无线供电如果接触到金属，容易起火，当接触的时候就会产生涡流，继而就会产生发热，发热过大就会大功率输出，与短路一样类似，不仅仅会影响传输效率，还会导致无线供电装置的寿命大大缩短。

如果所述频率判断器件130判断到两个频率的数值相同，例如均为125khz时，发送给频率值相同的结果信息给所述异物处理器件300，所述异物处理器件300接收到该频率值相同的结果信息后，发送加强检测信息至所述电流检测器件200。如果所述频率判断器件130判断到两个频率的数值差异在预设的频率起伏区间范围，例如该差异值为3khz，则发送频率差异值在频率起伏区间内的结果信息给所述异物处理器件300，所述异物处理器件300接收到该频率值相同的结果信息后，发送加强检测信息至所述电流检测器件200。所述电流检测器件200对被检测物通过检测其涡流电流来进行加强检测，从而提高检测的准确性，避免频率值和线圈相同的其他非线圈类的金属对无线供电装置产生损害。

进一步地，所述电流检测器件200包括涡电流检测器件210以及电流判断器件220。所述涡电流检测器件210接收到所述异物处理器件300发送的加强检测信息后，对被检测物的涡电流值进行检测，并将检测到的涡电流值发送给所述电流判断器件220。所述电流判断器件220预设有正常工作电流值以及正常工作电流值起伏区间值，如果所述电流判断器件220判断到所述涡电流检测器件210发送的涡电流值不是预设的正常工作电流值或者正常工作电流值起伏区间值，说明是非线圈的异物，则发送异物信息至所述异物处理器件300，所述异物处理器件300关闭无线供电装置，并报警。如果所述电流判断器件220判断到所述涡电流检测器件210发送的涡电流值为预设的正常工作电流值或者正常工作电流值起伏区间值时，说明是正常线圈，所述电流判断器件220发送正常线圈信息至所述异物处理器件300，所述异物处理器件300不对无线供电装置进行操作，显示正常无线供电状态，例如亮绿灯显示。

在一些更具体的实施例中，例如所述电流判断器件220被预设有正常工作电流值200毫安，以及正常工作电流值起伏区间值199毫安至201毫安。所述判断器件130判断到两个频率的数值相同，均为125khz时，所述判断器件130发送给频率值均为125khz的结果信息给所述异物处理器件300，所述异物处理器件300接收到该频率值均为125khz的结果信息后，发送加强检测信息至所述电流检测器件200的所述涡电流检测器件210，所述涡电流检测器件210检测涡电流值，如果所述电流判断器件220判断检测到的该涡电流值为200毫安，或者是在正常工作电流值起伏区间值199毫安至201毫安的范围内，则说明是线圈。所述电流判断器件220则发送线圈信息至所述异物处理器件300，无线供电装置持续正常工作，亮绿灯。但是如果所述电流判断器件220判断检测到的该涡电流值并不是200毫安，而且也不是在正常工作电流值起伏区间值199毫安至201毫安的范围内，则说明被检测物为非线圈的金属，例如铝合金、不锈钢、硬币、铜丝等，所述电流判断器件220发送异物信息至所述异物处理器件300，所述异物处理器件300关闭无线供电装置，并报警，亮红灯。

需要利用电流进行加强检测是由于遇到例如铝合金的金属，会产生和线圈频率情况相同的一种结果的两种现象，铝合金和线圈的电流现象是不同的，所以可以利用检测电流的加强检测构造和方法对可能产生一种结果的两种现象的金属异物加强检测和分类，提高本发明异物检测和分类的准确性。在一些具体实施例中，例如被检测物是铝合金，当发射125khz，接收端是125khz谐振，会是该一种结果的两种现象：一种是加大电量输出，电流能量转换成电磁能量，谐振产生谐振波，通过空气传播过去，开始谐振的时候，电流能会加大形成突变，非常大的转化成电磁能，转化到接收端，即是目标线圈，当接触到目标线圈，接收端会变成125khz,因环境变了，参数也会变了，就会变成125khz。但也会有金属例如铝合金恰好是在125khz，导电性和产生的涡流是铜>不锈钢>铝合金，铝合金的产生的频率可能和正常线圈的一样的，仅仅通过频率方式的检测就起不到作用了。就需要通过对电流的加强检测把铝合金这种异物检测出来。结合电流来同时判断。当接触到此类例如铝合金的金属后，产生涡流时，电流会非常的大，而铜和不锈钢产生的涡流非常的大。若铜和不锈钢，例如硬币、铜丝之类的，此类金属体积小，比如硬币类的，产生的涡流也很小。涡流的电流是远远大于工作电流的。可以判断出是金属。铝合金是频率加电流两种检测方式的结合，频率不是目标频率值，电流很大的情况下。200毫安是正常的工作电流是正常运行的固定值，比如200毫安。即使是铝合金类较小尺寸的金属异物都可以检测出来。

本领域的技术人员可以理解的是，前述的各个数值以及数值范围仅仅作为举例，本发明在这一方面并不受此限制。

如图2所示，根据本发明的另一方面，还提供了一种无线供电技术异物检测和分类方法，所述无线供电技术异物检测和分类方法包括以下步骤：

s1010：发射端发射初始频率；

s1020：检测接收端的中心目标值中心频率；

s1030：判断发射的初始频率以及接收的中心目标值中心频率是否相同；

s1040：如果两个频率被判断为不相同并且差值超过了预设的频率起伏区间，则反馈异物信息以及警示信息，无线供电装置被停止供电；

s1050：如果两个频率被判断为不同并且差值在预设的频率起伏期间内，或者两个频率被判断为相同时，则执行电流加强检测；

s1060：检测被检测物的涡电流值；

s1070：判断检测的涡电流值以及预设的正常工作电流值是否相同；

s1080：如果检测的涡电流值和预设的正常工作电流值相同，则反馈非异物信息，无线供电装置正常工作；

s1090：如果检测的涡电流值和预设的正常工作电流值不相同，则判断该涡电流值和正常工作电流值的差值是否在预设的正常工作电流值起伏区间值范围内；

s1100：如果该涡电流值和正常工作电流值的差值被判断为在预设的正常工作电流值起伏区间值范围内，反馈非异物信息，无线供电装置正常工作；

s1110：如果该涡电流值和正常工作电流值的差值被判断为不在预设的正常工作电流值起伏区间值范围内，则反馈异物信息以及警示信息，无线供电装置被停止供电。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。