CN103852665B - 一种无线充电器金属异物直接检测算法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线充电器金属异物直接检测算法。当无线充电器和移动设备之间出现金属异物时，金属异物会有涡流损耗并产生热量，会有着火等安全性问题，本发明所阐述的算法用于检测该金属异物的发热并及时终止功率传送。本发明的核心内容是通过检测无线充电器发送端发送的功率和从接收端移动设备接收到功率的差来计算金属异物损耗的功率，如果该损耗的功率超过某个设定的值，就终止功率传送，从而防止金属异物的温度进一步上升。
Description
技术领域
本发明涉及用于防止无线充电器上金属异物引起的发热问题。该算法经过校正可以精确计算金属异物的发热，对无线充电器在使用中的安全性起到关键性的作用。
本发明的应用范围主要是电磁感应式无线充电器(QI标准)，磁共振式无线充电器，用于单电源功率精确计算的场合。
背景技术
现有常用无线充电技术中， QI标准逐渐成为了主流的无线充电标准。在无线充电器的发射端和接收端之间如果放入金属物体，交流的磁场在金属中会产生涡流损耗产生热量，该热量会产生高温，发生安全事故。最新的QI标准中有关于金属异物探测的要求，并且是强制性的规定，为了准确的检测金属异物，本发明提出的检测算法有助于精确检测并计算金属异物的损耗，如果损耗超出预定的值，无线充电器将会终止功率传送。
QI标准的无线充电器的原理如图1 所示，输入直流5V，经过全桥或半桥逆变电路，谐振LC电路把功率传送给接受端，接受端通过负载调制通信电路传输接收端的数据，比如接收的功率等物理量。发射端通过负载解调通信电路接收数据，发射端微处理器通过功率检测单元电路检测出发送出去的功率，微处理器可以计算出金属异物损耗的功率，从而可以对金属异物的发热进行保护。
发明内容
本发明所述的无线充电金属异物直接检测算法，包括两部分的内容，第一部分是硬件处理部分，第二部分是软件处理部分。具体的理论原理如下：
…………………………………………………………………………………………………公式1
该公式的电路实现的方法如图2 ，电压和电流采样经过差分放大并加上1.5V后相乘，经过低通滤波求平均值后送入微处理器AD2采样得到：
电压信号经过差分放大并加上1.5V，经过低通滤波求取平均值送入微处理器AD1,微处理器在软件中减去1.5V，得到:
电压信号经过差分放大并加上1.5V，经过低通滤波求取平均值送入微处理器AD3，微处理器在软件中减去1.5V，得到:
微处理器经过公式1的计算得到实际功率的计算值，实际的电感上传输的有功功率和接收端接收到的有功功率之差就是金属异物损耗的功率。通过加入一个直流量1.5V，既可以实现交流物理量的采样，又可以实现单电源，低成本的设计。
具体实施方式
现结合附图和实例对本发明作进一步的详细描述。
无线充电器由直流输入，全桥逆变电路，谐振电感和谐振电容，驱动电路，负载通信解调电路，功率计算单元，电流采样，输入电压采样，谐振电感电压采样组成。接收端由LCC双谐振电路，负载通信调制电路，功率计算单元，电压采样等电路构成。接收端通过负载调制电路把接收端接收到的功率发送给发射端，发射端通过负载通信解调电路把负载扰动形成高低电平送给发射端的微处理器，微处理器经过约定的通信协议翻译成所需要的信息，然后通过计算判断是否终止功率传送。
本发明采用直接检测方法，具体实施方法是这样的：
………………………………………………………………………………………………….公式1
如公式一和图2 ，第一项通过电压和电流加上一个直流量，通过乘法器相乘然后滤波得到。第二项通过检测电压加上一个直流量然后AD转换，软件减去直流量得到。第三项通过检测电流加上一个直流量然后AD转换，软件减去直流量得到。第三项是一个常数，软件里面直接可以得到。软件得到这三项的值后可以通过计算得到实际检测到的发送端发出的功率。
附图说明
图1 是无线充电系统框图。
图2 是无线充电功率直接功率检测。
Claims (1)
1.一种无线充电器金属异物直接检测算法，其特征在于，通过检测无线充电器发送端发送的功率和从接收端移动设备接收到的功率的差来计算金属异物损耗的功率，如果该损耗的功率超过某个设定的值，就终止功率传送，从而防止金属异物的温度进一步上升；其中，检测无线充电器的谐振电感两端的电压信号和电流信号，给对所述电压信号进行差分放大以后的信号u(t)加上一个直流量α送入乘法器的输入端，给对所述电流信号进行差分放大以后的信号i(t)加上一个直流量α送入乘法器的另一个输入端，利用如下公式：
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对发送的功率进行计算。
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