金属异物检测电路、方法及相关装置与流程

本技术涉及无线充电，尤其涉及金属异物检测电路、方法及相关装置。

背景技术：

1、无线充电技术主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现电能传递。无线充电器和电子设备(即，手机、蓝牙耳机等)上分别设置有线圈。无线充电器内设置有发射线圈，电子设备内部设置有接收线圈。电子设备放到无线充电器上，无线充电器接通电源后，发射线圈上的交流电流产生变化的磁场，接收线圈会感应到磁场的变化产生感应电流，再把感应电流转化为直流电给手机电池充电。

2、无线充电过程中，如果无线充电器与电子设备之间存在金属(如硬币、钥匙)等导电物体，磁场内部会产生涡旋电流，涡旋电流的焦耳效应会使金属物体发热，如果热量得不到释放而累积过高会导致无线充电器和电子设备损坏，严重时还可能使电子设备的电池过热发生爆炸。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了金属异物检测方法及相关装置，以便准确检测金属异物，其公开的技术方案如下：

2、第一方面，本技术提供了一种金属异物检测电路，应用于电子设备，该电子设备包括第一线圈和第二线圈，第一线圈为无线充电线圈，第二线圈位于第一线圈的外围，金属异物检测电路包括：第二线圈的第一端通过第一开关电路连接第二线圈控制电路的第一端，第二线圈的第二端连接第二线圈控制电路的第二端；第二开关电路与第一开关电路并联，第二开关电路包括串联的第一电容及开关；第二线圈控制电路获取lc谐振电路在放电阶段的电压峰值数据，并根据电压峰值数据计算得到lc谐振电路的q值，lc谐振电路包括串联连接的第二线圈和第一电容，q值用于检测第二线圈所在位置范围内的金属异物。由上述内容可知，该检测电路利用第二线圈辅助检测第一线圈之外的金属异物，避免未检出第一线圈边缘的金属异物而正常充电导致金属异物温度过高的风险，提高了无线充电过程的安全性。

3、在第一方面一种可能的实现方式中，第二线圈为近场通信nfc线圈。这样，可以在不增加硬件成本的同时提高金属异物检测准确率。

4、在第一方面一种可能的实现方式中，第二开关电路包括第一电容和第一开关；第一电容的第一端连接第二线圈的第一端，第一电容的第二端连接第一开关的第一端，第一开关的第二端连接第二线圈控制电路的第一端；或者，第一开关的第一端连接第二线圈的第一端，第一开关的第二端连接第一电容的第一端，第一电容的第二端连接第二线圈控制电路的第一端。

5、在第一方面一种可能的实现方式中，第二开关电路包括第一电容、第二开关和第三开关；第二开关的第一端连接第二线圈的第一端，第二开关的第二端连接第一电容的第一端，第一电容的第二端连接第三开关的第一端，第三开关的第二端连接第二线圈控制电路的第一端。这样，第一电容两端均串联有开关，当电子设备利用nfc线圈实现nfc通信功能时，第二开关和第三开关均断开，从而防止第一电容的电信号传输至nfc线圈，避免了nfc线圈受c2干扰。

6、在第一方面一种可能的实现方式中，第二线圈控制电路控制lc谐振电路进行充电和放电，以及触发峰值探测器采集lc谐振电路在放电阶段的电压峰值数据。该方案应用于第二线圈控制电路设置有对应的峰值探测器的场景下，这样第二线圈控制电路控制lc谐振电路充放电过程中，可以直接触发峰值探测器采集电压峰值数据，从而实现快速采集所需数据，进一步提高了金属异物检测效率。

7、在第一方面一种可能的实现方式中，金属异物检测电路包括与第一线圈连接的第一线圈控制电路，第一线圈控制电路控制lc谐振电路进行充电和放电，以及触发峰值探测器采集lc谐振电路在放电阶段的电压峰值数据。

8、在第一方面一种可能的实现方式中，第一线圈控制电路是无线充电线圈芯片，第二线圈控制电路是nfc芯片。

9、在第一方面一种可能的实现方式中，金属异物检测电路包括与第一线圈连接的第一线圈控制电路，第一线圈控制电路触发第二线圈控制电路启动。

10、在第一方面一种可能的实现方式中，金属异物检测电路包括与第一线圈连接的第一线圈控制电路，第一线圈控制电路控制第一开关电路断开以及第二开关电路闭合，使得第二线圈与第一电容串联形成lc谐振电路；或者，第二线圈控制电路控制第一开关电路断开以及第二开关电路闭合，使得第二线圈与第一电容串联形成lc谐振电路。

11、第二方面，本技术还提供了一种金属异物检测电路，应用于电子设备，电子设备包括第一线圈和第二线圈，第一线圈为无线充电线圈，第二线圈位于第一线圈的外围，金属异物检测电路包括：第一线圈连接第一线圈控制电路，第一线圈控制电路用于控制第一线圈的工作状态；第二线圈的第一端通过第三开关电路连接第二线圈控制电路的第一端，第二线圈的第二端通过第四开关电路连接第二线圈控制电路的第二端，第二线圈控制电路用于控制第二线圈的工作状态；第二线圈的第一端还通过第五开关电路连接第一线圈控制电路的第一端，第二线圈的第二端还通过第六开关电路连接第一线圈控制电路的第二端，第五开关电路包括串联的第一电容和开关；第一线圈控制电路获取lc谐振电路在放电阶段的电压峰值数据，以及根据电压峰值数据计算得到的q值；第一线圈控制电路根据q值检测第二线圈所在范围内的金属异物。该方案可以精准检测到处于wpc线圈范围之外的金属异物，避免没有检测到位于wpc线圈边缘的金属异物而正常充电导致金属异物温度过高带来的风险，最终提高了无线充电过程的安全性。而且，该方案由rx芯片计算lc谐振电路的q值以及根据q值检测金属异物，因此，无需修改nfc芯片的软件(即处理逻辑)及硬件，节省了修改nfc芯片的成本，最终降低了整个金属异物检测方案的成本。

12、在第二方面一种可能的实现方式中，第二线圈为近场通信nfc线圈。这样，可以在不增加硬件成本的同时提高金属异物检测准确率。

13、在第二方面一种可能的实现方式中，第一线圈控制电路控制第二线圈与第一电容串联得到的lc谐振电路进行充电和放电，并在lc谐振电路的放电阶段，触发峰值探测器检测lc谐振电路的电压峰值数据。

14、在第二方面一种可能的实现方式中，第一线圈控制电路控制三开关电路和第四开关电路断开，以及控制第五开关电路和第六开关电路闭合，使得第二线圈与第一电容串联得到lc谐振电路。

15、在第二方面一种可能的实现方式中，第一线圈控制电路是无线充电线圈芯片，第二线圈控制电路是nfc芯片。

16、第三方面，本技术还提供了一种金属异物检测方法，应用于电子设备，电子设备包括第一方面任一项的金属异物检测电路，方法包括：控制第二线圈连接的开关电路的开关状态，使得第二线圈与第一电容串联得到lc谐振电路；控制lc谐振电路进行充电，并在充电完成后放电；获取lc谐振电路处于放电阶段的电压峰值数据；根据电压峰值数据计算得到lc谐振电路的品质因数q值，并根据q值检测第二线圈所在位置范围内的金属异物。

17、第四方面，本技术还提供了一种无线充电系统，包括无线充电底座和电子设备；无线充电底座包括第一wpc线圈和第一nfc线圈，第一nfc线圈位于第一wpc线圈的外围；电子设备包括第二wpc线圈和第二nfc线圈，第二nfc线圈位于第二wpc线圈的外围；无线充电底座控制第一nfc线圈发射第一nfc信号，并在检测到第一nfc信号的电压值低于正常电压值时，确定无线充电底座与电子设备之间存在金属异物；或者，电子设备控制第二nfc线圈发射第二nfc信号，并在检测到第二nfc信号的电压值低于正常电压值时，确定电子设备与无线充电底座之间存在金属异物。可见，该系统中的无线充电底座内也可以在wpc线圈的外围设置nfc线圈，通过nfc线圈检测wpc线圈边缘的金属异物，提高了无线充电底座的金属异物检测准确率。而且，该系统可以利用无线充电底座与电子设备之间的nfc信号的电压变化情况检测金属异物，无需使nfc线圈与电容串联形成lc谐振电路，降低了硬件成本，同时提高了金属异物检测准确率，进一步提高了无线充电过程的安全性。

18、第五方面，本技术还提供了一种无线充电底座，包括第一方面任一项的金属异物检测电路。

19、第六方面，本技术还提供了一种电子设备，包括第一方面任一项的金属异物检测电路。

20、第七方面，本技术还提供了一种芯片系统，包括：至少一个处理器以及接口，接口用于接收代码指令，并传输给至少一个处理器；至少一个处理器运行代码指令，以实现第三方面的金属异物检测方法。

21、第八方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如第三方面的金属异物检测方法。

22、应当理解的是，本技术中对技术特征、技术方案、有益效果或类似语言的描述并不是暗示在任意的单个实施例中可以实现所有的特点和优点。相反，可以理解的是对于特征或有益效果的描述意味着在至少一个实施例中包括特定的技术特征、技术方案或有益效果。因此，本说明书中对于技术特征、技术方案或有益效果的描述并不一定是指相同的实施例。进而，还可以任何适当的方式组合本实施例中所描述的技术特征、技术方案和有益效果。本领域技术人员将会理解，无需特定实施例的一个或多个特定的技术特征、技术方案或有益效果即可实现实施例。在其他实施例中，还可在没有体现所有实施例的特定实施例中识别出额外的技术特征和有益效果。