CN105576853A - 无线充电的异物检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电的异物检测装置及方法，能够在无线电力接收设备与无线电力发射设备的通信建立之前，检测重物的重力值与基准值相比较是否异常，若是，则不启动无线充电；若否，则启动无线充电；本发明可以更快、更准确的判断放置于无线电力发射设备充电平面的重物是否是无线电力接收设备，提高电能利用率，提高异物检测效率。

Description

无线充电的异物检测装置及方法

技术领域

本发明涉及无线充电的异物检测装置及方法，尤其是涉及一种无线充电的异物检测方法以及无线充电的异物检测装置。

背景技术

无线充电技术(Wirelesschargingtechnology；Wirelesschargetechnology)，又称作感应充电、非接触式感应充电，源于无线电力输送技术，是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量，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。在无线充电技术中，存在电磁感应方案，使用谐振的谐振方案和用于将电能转换成微波并发送微波的微波辐射方案。

由于无线充电中的无线电力接收设备和无线电力发射设备是非接触的，中间有一定空隙，所以较之接触式充电，当无线电力接收设备和无线电力发射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，目前有通过检测电力传输中的电压和功率的方法来实现异物检测的功能。

由于根据上述的现有技术的无线充电的异物检测装置在检测异物时需要首先在无线电力接收设备和无线电力发射设备建立通信，这种通信需要在无线充电启动之时才可以建立，需要消耗一定的电力与时间，因此根据现有技术的无线充电的异物检测装置存在电能利用率低，检测效率低的不足的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线充电的异物检测装置及方法，其能够在无线电力接收设备与无线电力发射设备的通信建立之前，检测重物的重力值与基准值相比较是否异常，若是，则不启动无线充电；若否，则启动无线充电；提高电能利用率，提高异物检测效率。

为实现上述目的，本发明提供一种无线充电的异物检测方法，包括如下步骤：

由无线电力接收设备接受无线电力并进行充电；

由无线电力发射设备提供无线电力接收设备所需的无线电力；

在重物放置于无线电力发射设备的充电平面时检测所述重物的重力值；以及

将检测到的重力值与基准值相比较，判断重力值是否异常，若重力值异常，则不启动无线充电；若重力值不异常，则启动无线充电。

优选的，所述基准值为预先设定的基准值范围；若检测到的重力值不在基准值范围之内，则重力值异常；若检测到的重力值在基准值范围之内，则重力值不异常。

优选的，所述基准值为仅有无线电力接收设备置于充电平面时所确定的特定值；若检测到的重力值不等于特定值，则重力值异常；若检测到重力值等于特定值，则重力值不异常。

优选的，所述的无线充电的异物检测方法，根据qi协议启动无线充电。

本发明还提供一种无线充电的异物检测装置，包括：

无线电力发射单元，其向无线电力接收设备传输无线电力；

控制单元，连接所述无线电力发射单元，用于生成无线充电所需的控制信号；及

重力检测单元，连接所述控制单元，用于在重物放置于无线电力发射单元的充电平面时检测所述重物的重力值；

所述控制单元，其将检测到的重力值与预设基准值比较，判断重力值是否异常；若重力值异常，则不启动无线充电；若重力值不异常，则启动无线充电。

优选的，所述基准值为预先设定的基准值范围；所述无线充电的异物检测装置还包括参数设定单元，用于存储所述基准值范围；若检测到的重力值不在基准值范围之内，则重力值异常；若检测到的重力值在基准值范围之内，则重力值不异常。

优选的，所述基准值为仅有无线电力接收设备置于充电平面时所确定的特定值；所述无线充电的异物检测装置还包括参数设定单元，用于存储所述特定值；若检测到的重力值不等于特定值，则重力值异常；若检测到重力值等于特定值，则重力值不异常。

优选的，所述的无线充电的异物检测装置，还包括显示单元，用于显示所述基准值和重力值。

优选的，所述的无线充电的异物检测装置，根据qi协议启动无线充电。

本发明的优点和有益效果在于：本发明的目的在于提供一种无线充电的异物检测装置及方法，其能够在无线电力接收设备与无线电力发射设备的通信建立之前，检测重物的重力值与基准值相比较是否异常，若是，则不启动无线充电；本发明可以更快、更准确的判断放置于无线电力发射设备充电平面的重物是否是无线电力接收设备，从而提高了电能利用率，节约无线电力供应设备的电能。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的无线充电异物检测装置以及无线电力接收设备放置于无线电力发射设备充电平面的视图；

图2是根据本发明的实施例的无线充电异物检测装置的结构框图。

图3是根据本发明的另一例的无线充电异物检测装置的结构框图。

图4是根据本发明的另一例的无线充电异物检测装置的结构框图。

图5是根据本发明的实施例的无线充电的异物检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

图1是根据本发明的实施例的无线充电异物检测装置以及无线电力接收设备放置于无线电力发射设备充电平面的视图。

参考图1，数字100指示无线电力接收设备，而且数字200指示无线电力发射设备的充电平面，需要将无线电力接收装置100至于无线电力发射装置的充电平面才可以进行无线充电。

无线电力接收设备100可以是如平板电脑、手机、电子书阅读器等便携式电子设备，而且无线电力发射设备200可以是能够发射无线电力的设备，诸如充电板、充电座等。本发明的以下描述基于无线电力发射设备200和无线电力接收设备100分别是充电板和手机的例子。

图1是示出根据本发明的实施例的无线充电异物检测装置以及无线电力接收设备放置于无线电力发射设备充电平面的视图。在这种情况下，在手机100放置于充电板200的充电平面后，只有当手机100与充电板200之间根据无线充电协议建立通信并启动无线充电后，由手机100接收无线电力并进行充电，由充电板200提供手机100所需的无线电力。

现有技术中的异物检是在无线充电启动并进行一段时间之后，通过测量无线充电中的如温度、功率等参数来判断是否异常，并中断充电流程。这种方式需要在手机100与充电板200之间建立通信之后才能进行，存在电能利用率低，检测效率低的不足的技术问题。

因此，根据本发明的实施例，在重物放置于充电板200的充电平面时，检测重物的重力值；以及判断检测到的所述重力值与基准值相比较是否异常，若是，则不启动无线充电；若否，则启动无线充电。

下文中，将更详细的描述根据本发明的实施例的手机100和充电板200的结构框图。

图2是示出根据本发明的实施例的无线充电异物检测装置的结构框图。

参照图2，无线充电异物检测装置可以是充电板200。充电板200包括无线电力发射单元210、控制单元220、重力检测单元230、发射感应线圈211。

手机100可以包括无线电力接收单元110、控制单元120、电池单元130、接收感应线圈111。

充电板200通过充电板200的发射感应线圈211与手机100的接收感应线圈111之间的电磁感应或谐振向手机100的电池单元130传输无线电力。

充电板200的控制单元220连接到所述无线电力发射单元，执行充电板200的一般操作，具体的，充电板200的控制单元220可以通过通信协议与手机100的控制单元120建立通信，通过检测手机100的充电参数、充电状态来生成无线充电所需的无线充电控制信号，并发送给无线电力发射单元210。无线电力发射单元210接收控制单元220生成的所述控制信号，并执行相应操作。

所述无线充电所需的无线充电控制信号包括启动无线充电、不启动无线充电、中止无线充电、停止无线充电。

充电板200的重力检测单元230连接到所述控制单元220，用于在重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规重力传感器检测所述重物的重力值，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220。

充电板200的所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值与基准值为基础来判断是否异常，若是，则不生成启动无线充电的控制信号，不启动无线充电；若否，则生成启动无线充电的控制信号并发送给所述无线电力发射单元210，启动无线充电。

下文中，将更详细的描述根据本发明的实施例的充电板200的结构框图。

图3是示出根据本发明的另一例的无线充电异物检测装置的结构框图。

参照图3，无线充电异物检测装置可以是充电板200。充电板200包括无线电力发射单元210、控制单元220、重力检测单元230、参数设定单元240、发射感应线圈211。

手机100可以包括无线电力接收单元110、控制单元120、电池单元130、接收感应线圈111。

充电板200通过充电板200的发射感应线圈211与手机100的接收感应线圈111之间的电磁感应或谐振向手机100的电池单元130传输无线电力。

充电板200的控制单元220连接到所述无线电力发射单元，执行充电板200的一般操作，具体的，充电板200的控制单元220可以通过通信协议与手机100的控制单元120建立通信，通过检测手机100的充电参数、充电状态来生成无线充电所需的无线充电控制信号，并发送给无线电力发射单元210。无线电力发射单元210接收控制单元220生成的所述控制信号，并执行相应操作。

所述无线充电所需的无线充电控制信号包括启动无线充电、不启动无线充电、中止无线充电、停止无线充电。

充电板200的重力检测单元230连接到所述控制单元220，用于在所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规重力传感器检测所述重物的重力值，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220。

充电板200的所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值与基准值为基础来判断是否异常，若是，则不生成启动无线充电的控制信号，不启动无线充电；若否，则生成启动无线充电的控制信号并发送给所述无线电力发射单元210，启动无线充电。

所述基准值是预先设定的基准值范围，充电板200的所述参数设定单元220用于存储所述基准值范围，可以通过人为输入数值范围的方式获得所述基准值范围并存储，也可以通过在无异物情况下检测所述手机100的重量，并以所述重量为基础，合理加减一定的幅度获得所述基准值范围并存储。举例来说：

[表1]

参照表1，输入数值100g、150g，所述参数设定单元240存储所述基准值范围为100g至105g；在当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规的重力传感器检测所述重物的重力值为101g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值101g与基准值范围100-105g，判断结论为不异常，同时生成启动无线充电的控制信号并所述启动无线充电的控制信号发送给所述无线电力发射单元210，启动无线充电。

输入数值100g、105g，所述参数设定单元240存储所述基准值范围为100至105g；在当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规重力传感器检测所述重物的重力值为160g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值160g与基准值范围100g-105g，判断结论为异常，同时不生成启动无线充电的控制信号。

输入数值200g、205g，所述参数设定单元240存储所述基准值范围为100g至105g；在当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规的重力传感器检测所述重物的重力值为204g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值204g与基准值范围200-205g，判断结论为不异常，同时生成启动无线充电的控制信号并所述启动无线充电的控制信号发送给所述无线电力发射单元210，启动无线充电。

输入数值200g、205g，所述参数设定单元240存储所述基准值范围为200g至205g；在当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规重力传感器检测所述重物的重力值为206g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值206g与基准值范围200g-205g，判断结论为异常，同时不生成启动无线充电的控制信号。

[表2]

参考表2，当无异物时仅所述手机100放置于所述充电板200的充电平面时，所述重力检测单元检测到的重力值为200g，当基准值范围的合理幅度为5％时，所述基准值范围为190g-210g。

当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规的重力传感器检测所述重物的重力值为196g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值196g与基准值范围190-210g，判断结论为不异常，同时生成启动无线充电的控制信号并所述启动无线充电的控制信号发送给所述无线电力发射单元210，启动无线充电。

当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规重力传感器检测所述重物的重力值为220g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值220g与基准值范围190g-210g，判断结论为异常，同时不生成启动无线充电的控制信号。

[表3]

参考表3，当无异物时仅所述手机100放置于所述充电板200的充电平面时，所述重力检测单元检测到的重力值为200g，所述基特定值为200g。

当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规的重力传感器检测所述重物的重力值为200g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值200g与特定值200g，判断结论为不异常，同时生成启动无线充电的控制信号并所述启动无线充电的控制信号发送给所述无线电力发射单元210，启动无线充电。

当所述重物放置于所述充电板200的充电平面时，通过重力检测单元230内置的常规重力传感器检测所述重物的重力值为202g，将所述重力值解析为适合所述控制单元220接受的重力信号并发送给所述控制单元220，所述控制单元220接收所述重力信号，比较检测到的所述重力值202g与所述特定值200g，判断结论为异常，同时不生成启动无线充电的控制信号。

下文中，将更详细的描述根据本发明的另一实施例的充电板200的结构框图。

图4是根据本发明的另一例的无线充电异物检测装置的结构框图。

所述的充电板200还包括显示单元250，所述显示单元250连接到所述控制单元250，所述显示单元250用于显示所述基准值、所述重物的重力值。

显示单元250可以包括液晶显示设备、有机发光二级管显示设备等，并且可以在控制单元220的控制下，显示所述基准值、所述重物的重力值，所述基准值包括基准范围、无异物时仅所述手机100放置所述于所述充电板200的充电平面时，所述重力检测单元检测到的重力值、所述重物放置于所述无线电力发射设备的充电平面时检测所述重物的重力值；还可以在控制单元220的控制下，显示所述控制单元220在比较检测到的所述重力值与基准值后，判断是否异常结论；还可以在控制单元220的控制下显示启动无线充电的状态、不启动无线充电的状态、中止无线充电的状态、停止无线充电的状态、无线充电已进行的时间状态。

下文中，将描述无线充电异物检测的操作流程，图5是根据本发明的实施例的无线充电的异物检测方法的流程图。

无线电力接收设备100可以是如平板电脑、手机、电子书阅读器等便携式电子设备，而且无线电力发射设备200可以是能够发射无线电力的设备，诸如充电板、充电座等。本发明的以下描述基于无线电力发射设备200和无线电力接收设备100分别是充电板和手机的例子。

在步骤300中，当重物放置于所述充电板200的充电平面时，充电板200的重力检测单元230开始检测所述重物值。

在步骤310中，充电板200的控制单元220判断检测到的所述重力值与基准值相比较是否异常。

若步骤310中的比较结果为异常，则执行步骤315，不启动无线充电；

若步骤310中的比较结果为不异常，则执行步骤320，启动无线充电。

启动充电后，在步骤330中，充电板200提供所述手机100所需的无线电力，同时手机100接收无线电力并进行充电。

作为一例，所述基准值是预先设定的基准值范围，充电板200的所述参数设定单元220用于存储所述基准值范围，可以通过人为输入数值范围的方式获得所述基准值范围并存储，也可以通过在无异物情况下检测所述手机100的重量，并以所述重量为基础，合理加减一定的幅度获得所述基准值范围并存储。若检测到的所述重力值不在所述预先设定的基准值范围之内，则是异常；若检测到的所述重力值在所述预先设定的基准值范围之内，则不是异常。

作为另一例，所述基准值是无异物时仅所述手机100放置于充电座时确定的特定值；若检测到的所述重力值不等于所述特定值，则是异常；若检测到的所述重力值等于所述特定值，则不是异常。

作为另一例，所述启动无线充电包括：根据qi协议启动无线充电。所述根据qi协议启动无线充电依次包括：选择阶段、ping阶段、配置阶段、充电阶段四个阶段。在选择阶段，所述充电板200的无线电力发射单元210监测充电平面上所述手机100的定位，并区分所述手机100中的无线电力接收单元110与外界物品若硬币、钥匙，这样初步定位感应区域后进入ping阶段。在ping阶段，所述充电板200的无线电力发射单元210执行数字ping，并监听回答，如发现所述手机100中的无线电力接收单元110的回答，则进入配置阶段。在配置阶段，所述充电板200的无线电力发射单元210获取配置信息如最大输出功率、所述手机100中的无线电力接收单元110的最大接收功率，所述充电板200的无线电力发射单元210利用所述配置信息创建传输协议。传输协议建立之后，充电板200提供所述手机100所需的无线电力，同时手机100接收无线电力并进行充电。

本发明在现有的qi协议异物检测流程之前，增加判断放置于无线电力供应设备的充电平面的重物的重力值是否异常的步骤。因为qi协议的异物检测方法，需要无线电力接收单元和无线电力发射单元进行通信，是在通信过程中判断异物。而本发明在通信流程进行之前，对所述重物的重力值进行检测，通过判断所述重力值是否异常来来预先判定所述重物是否是无线电力接收设备，带来技术效果是可以更快、更准确的判断放置于无线电力供应设备充电平面的重物是否是无线电力接收设备，同时由于避免了现有异物检测方钟法中需要启动充电，建立通信时才能进行异物检测的电能浪费，提高了电能利用率，节约无线电力供应设备的电能，进而提高充电转化的效率，也可以使得相应的无线电力接收设备产品拥有更持久的续航能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.无线充电的异物检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

由无线电力接收设备接受无线电力并进行充电；

由无线电力发射设备提供无线电力接收设备所需的无线电力；

在重物放置于无线电力发射设备的充电平面时检测所述重物的重力值；以及

将检测到的重力值与基准值相比较，判断重力值是否异常，若重力值异常，则不启动无线充电；若重力值不异常，则启动无线充电。

2.根据权利要求1所述的无线充电的异物检测方法，其特征在于，所述基准值为预先设定的基准值范围；若检测到的重力值不在基准值范围之内，则重力值异常；若检测到的重力值在基准值范围之内，则重力值不异常。

3.根据权利要求1所述的无线充电的异物检测方法，其特征在于，所述基准值为仅有无线电力接收设备置于充电平面时所确定的特定值；若检测到的重力值不等于特定值，则重力值异常；若检测到重力值等于特定值，则重力值不异常。

4.根据权利要求1所述的无线充电的异物检测方法，其特征在于，根据qi协议启动无线充电。

5.无线充电的异物检测装置，其特征在于，包括：

无线电力发射单元，其向无线电力接收设备传输无线电力；

控制单元，连接所述无线电力发射单元，用于生成无线充电所需的控制信号；及

重力检测单元，连接所述控制单元，用于在重物放置于无线电力发射单元的充电平面时检测所述重物的重力值；

所述控制单元，其将检测到的重力值与预设基准值比较，判断重力值是否异常；若重力值异常，则不启动无线充电；若重力值不异常，则启动无线充电。

6.根据权利要求5所述的无线充电的异物检测装置，其特征在于，所述基准值为预先设定的基准值范围；所述无线充电的异物检测装置还包括参数设定单元，用于存储所述基准值范围；若检测到的重力值不在基准值范围之内，则重力值异常；若检测到的重力值在基准值范围之内，则重力值不异常。

7.根据权利要求5所述的无线充电的异物检测装置，其特征在于，所述基准值为仅有无线电力接收设备置于充电平面时所确定的特定值；所述无线充电的异物检测装置还包括参数设定单元，用于存储所述特定值；若检测到的重力值不等于特定值，则重力值异常；若检测到重力值等于特定值，则重力值不异常。

8.根据权利要求6、7所述的无线充电的异物检测装置，其特征在于，还包括显示单元，用于显示所述基准值和重力值。

9.根据权利要求5所述的无线充电的异物检测装置，其特征在于，根据qi协议启动无线充电。