CN107078518A - 在感应电力传输场中的异物检测 - Google Patents
在感应电力传输场中的异物检测 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107078518A CN107078518A CN201580044657.0A CN201580044657A CN107078518A CN 107078518 A CN107078518 A CN 107078518A CN 201580044657 A CN201580044657 A CN 201580044657A CN 107078518 A CN107078518 A CN 107078518A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power transmission
- foreign matter
- induction power
- emitter coil
- induction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 96
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 94
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N spiromesifen Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(C(O1)=O)=C(OC(=O)CC(C)(C)C)C11CCCC1 GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
一种用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，其中感应电力系统的控制电路执行步骤：将功率提供给直流‑交流转换器；在感应电力传输场中从转换器向发射器线圈提供功率；等待发射器线圈中的电流稳定；估算发射器线圈中的无功功率；估算发射器线圈中的有功功率；以及使用估算的无功功率和估算的有功功率来判断是否存在异物。
Description
技术领域
本发明是在感应电力传输系统的领域。更具体地，尽管非排他性，本发明涉及一种用于检测存在于感应电力传输表面上的异物的方法和系统，以及特别涉及一种用于检测位于感应电力传输表面和接收器之间的异物的方法和系统。
背景技术
感应电力传输系统用于从发射器设备向接收器无线提供功率。这项技术现在正用于手持设备的无线充电板。通常，初级侧或发射器利用发射线圈或多个发射线圈产生时变磁场。这个磁场在合适的接收线圈或多个接收线圈中感应出交流电，然后所述交流电可以用于对电池充电，或为设备或其它负载供电。在某些情况下，发射器线圈或接收器线圈可以连接到电容器以创建谐振电路，所述谐振电路可以以相对应的谐振频率来增加功率吞吐量或效率。
感应电力传输系统的常见问题是控制发射器应该何时供电以及发射器应该何时断开。当非接收器(异物)被带进发射器的范围时另一个问题出现了，不需要的电流(因此热量)在其中被感应出来。这些非接收器通常被称为寄生负载。此外，导电异物可以位于发射器和兼容的接收器之间。在此情况下传输可能导致对发射器和/或接收器的损坏。
已经在传统技术中描述了用于检测异物的自动系统。例如：
·依赖于在发射器侧中的用于异物检测的额外线圈的系统
·使用检测电路以检测发射器线圈频率的高次谐波的系统
·并入接收器的系统
用于异物检测的许多系统依赖于额外的检测电路。这样做的缺点是增加感应电力传输系统的成本和体积。用于异物检测的许多系统还依赖于发生在谐振电路中的电力传输，并且在非谐振电力传输中可能不见效。基于接收器的系统依赖于被装备用于异物检测的每个可能的接收器。基于另外接收器的系统可以仅检测在发射器和接收器之间的异物。
本发明的目的是提供一种用于在感应电力传输场中异物检测的改进的或可选的方法和系统，或者至少为公众提供一个有用的选择。
发明内容
根据一个示例性实施例，提供一种用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，其中感应电力系统的控制电路执行步骤：将功率提供给直流-交流转换器；在感应电力传输场中从转换器向发射器线圈提供功率；等待发射器线圈中的电流稳定；估算发射器线圈中的无功功率；估算发射器线圈中的有功功率；以及使用估算的无功功率和估算的有功功率来判断是否存在异物。
根据另一示例性实施例，提供一种感应电力传输设备，包括：转换器，其适用于电连接到电源并且适用于将交流电输出到发射器线圈；控制器，其用于控制转换器输出交流电的频率；至少一个发射器线圈，其适用于从转换器接收交流电，以及还适用于产生具有预定频率和强度的时变磁场；至少一个传感器，其适用于感测感应电力传输设备电压和电流的特性，以及将传感器输出提供给控制器，从所述特性可以进行通过所述发射器线圈的有功功率和无功功率的估算；所述控制器被配置为：控制对发射器线圈的功率供应；从传感器接收关于流过所述发射器线圈的电流的信号；判断发射器线圈中的电流何时已达到稳定状态条件；从传感器接收感应电力传输设备电压和电流的特性的传感器输出；从传感器接收到的传感器输出估算在发射器线圈中的有功功率和无功功率；以及基于所述估算的有功功率和无功功率来判断是否存在异物。
公认的，在不同的权限下，术语“包含”、“包含了”和“包含有”可以归因于排他的意思或包括的意思。为了本说明书的目的，除非另外说明，否则这些术语旨在具有包括的意思，即它们将被认为是指包括使用直接引用的所列组件，以及可能还包括其它未指定的组件或元件。
在本说明书中对任何现有技术的引用不构成承认这些现有技术形成公知常识的一部分。
附图说明
并入说明书中并且构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且附图与上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。
图1示出感应电力传输系统的框图；
图2示出在存在和不存在异物和/或接收器的情况下，四个频率范围的所得形状；以及
图3示出当图2中描绘的形状B、C和D的中心(按各个形状的总面积计算)被标绘时所获得的结果。
具体实施方式
本发明的实施例涉及用于在感应电力传输系统中检测或识别异物的方法。图1是示出感应电力传输系统1的一般表示的框图。感应电力传输系统包括发射器2和接收器3。发射器包括电连接到合适的电源5(诸如市电电源)的DC-AC转换器4。在图1中，这被示为转换器4连接到DC-DC转换器6，所述DC-DC转换器6进而连接到DC电源5。转换器4可以是非谐振半桥式转换器或适用于特定感应电力传输系统的其它转换器(诸如推挽式转换器)。转换器4被配置为将预期频率和幅度的交流电输出到一个或更多个发射电感器7。转换器的输出的电压也可以由转换器4、DC-DC转换器或两者的组合来调节。
根据在特定应用中需要的磁场的特性以及发射器的特定几何形状，发射电感器7可以是提供电感的一个或更多个线圈或其它电力无功组件的合适配置。在一些感应电力传输系统中，发射电感器可以连接到无功组件(诸如电容器(未示出))以创建谐振电路。发射线圈从转换器4接收交流电并且产生时变磁场。磁场的频率和强度由控制器来控制。每个发射器线圈可以单独操作。
图1还示出了发射器2的控制电路或控制器8。控制器可以直接或间接地连接到发射器的各种组件(块)。控制器从发射器的连接部分接收输入，并且产生控制发射器那些部分的操作方式的输出。控制器可以包括或可以利用电子储存器9。在优选实施例中，电子储存器是在板存储器(on-board memory)。控制器可以是可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器被编程为根据感应电力传输系统的需求来执行不同的计算任务。
除了到目前为止概述的感应电力传输系统1的特性之外，图1还示出了用于感测发射器2的特定操作特性的传感器10a和10b的表示。应当理解，根据被感测的特性，传感器10a和10b可以连接到与如所示的发射器不同的部分或其它部分，可以被设置为单个的集成传感器或被设置为多于两个的分布式传感器。本发明在这方面不受限制。在图1中，传感器10a被示出为连接到DC-DC转换器6和DC-AC转换器4之间的接点，所述传感器10a适合于测量被供应给转换器的电流，而传感器10a被示出为连接到发射电感器7，所述传感器10a适合于测量通过电感器7的电流或在电感器7之上的电压。然而，可选地或另外地，传感器10a和10b可以适用于在发射器系统中的其它地方感测所需的特性。
在后面讨论的本发明的实施例中，讨论用于进行不同类型的测量的传感器。本领域技术人员将意识到，存在适用于所描述的感测的许多可能类型的传感器，并且本发明在这方面不受限制。将理解的是，根据所需的功能将使用合适的传感器进行感测。
回到图1，接收器3包括一个或更多个接收电感器11，所述接收电感器11被设置为提供电感的一个或更多个线圈或其它电力无功组件的合适配置，所述接收电感器11适当地连接到接收器电路12，所述接收器电路12进而将接收到的功率提供到负载13。负载可以是，例如可再充电电池。接收器电路将感应电流转换成适用于负载的形式。在一些感应电力传输系统中，接收电感器可以连接到无功组件(诸如电容器(未示出))以创建谐振电路。
接收器还可以包括作为接收器电路12的一部分或作为一个或更多个分立组件(未示出)的控制电路来禁止电流流入接收器负载中，有效地从系统1“断开”负载。这种控制电路也可以在使电流流入负载之前产生包括时间延迟的启动序列，或者在使电流流入负载之前等待来自发射器的信号。这个功能可以通过任何合适的装置(诸如在负载和系统的其余部分之间的串联电子开关设备)来实现。
现在将描述用于在感应电力传输场中检测异物或者用于检测接收器的方法的若干实施例。尽管这些方法将关于图1所述的感应电力传输系统1来描述，但是将理解，所述方法可以适用于与任何数量的合适的感应电力传输系统配置一起工作，并且类似地，感应电力传输系统可以适用于与这些方法一起工作，并且本发明在这方面不受限制。在本说明书中，以下定义适用：“有功功率”被定义为在系统中消耗的总平均功率加上流入接收器负载的任何功率；“无功功率”被定义为未消耗掉的、在系统中的能量储存器件(诸如电容器和电感器)之间来回流动的平均功率；以及“视在功率”被定义为进入系统的均方根电流和进入系统的均方根电压的乘积。在所有这些定义中，“系统”是在进行测量的点之后的任何事物，例如，当在DC-AC转换器的输入端测量时，之前出现的任何事物不包括在“系统”中。
此外，在本说明书中，应理解以下内容。在非谐振“硬驱动”感应电力发射器电路中，在发射线圈上的电压基本上是方波，而通过该线圈的电流基本上是三角波。由于这些术语在感应电力传输的领域中常用(与它们严格的技术定义相反)，因此在非谐振感应电力发射器电路与谐振感应电力发射器电路之间的差异如下。根据电感器和电容器的值以及驱动频率，具有发射器导体和电容器的串联电路可以是谐振的或非谐振的。在谐振发射器电路中，电感器和电容器的电抗具有相同的数量级从而实质上导致具有可变相位差的正弦波形。在非谐振发射器电路中，电容器的电抗具有比电感器的电抗低的数量级，并且所得到的波形类似于没有固定相位关系的方波(电压)和三角波(电流)。
有功功率和无功功率：测量值
图2示出了在存在异物和不存在异物的情况下，在多个频率处估算有功功率和无功功率的曲线或形状(这些术语在本文中被同义和可交换地使用)A、B、C和D的结果。在获得测量值之前，储存用于有功功率和无功功率两者的校准值。图形的原点表示相对于该频率的校准值的0％偏移。如果测量的所有频率具有与各个校准测量值相同的值，则所有测量值点都在原点处。x轴线是在该频率处有功功率与其相应校准测量值之间的用百分比表示的差异。y轴线是在该频率处无功功率与其相应校准测量值之间的用百分比表示的差异。可以在多个频率处进行多次测量。每个数据集用其以曲线连接的点来绘制。因此，每个曲线是在不同频率处测量值的数据集。曲线中的每个点是在不同频率处的测量值，但是物体在场中的布置相同。这些点以频率升序方式通过曲线连接。在图2的曲线D中，Dfirst和Dlast分别表示曲线D的最低测量频率和最高测量频率。
在图2中：
曲线A示出了在发射器场中没有任何物体的情况下，当在多个频率处进行有功功率测量和无功功率测量时通常可以测量到的数据集。正如预期的，测量值实际上等于其相应校准值(这就是为什么在两个轴线上各点距其校准值显现接近0％位移)；
曲线B是当接收器处于发射器场中时可以测量的曲线的示例。在所观测到的情况下，结果是在不同频率处无功功率比校准值低不同的量，而有功功率根据频率而更低或更高。这些偏移高度依赖于特定的铁氧体、所使用的线圈设计和电路、它们的频率响应以及精确的接收器定位；以及
曲线C和D是当外来金属物体位于接收器和发射线圈之间时可以测量的曲线的示例。在这些情况下，可以看到它们具有与曲线B相同的大致形状，但是平均有功功率和平均无功功率较高。此外，有功功率和无功功率在频率上的差异可以增加。这些差异高度依赖于特定的铁氧体、所使用的线圈设计和电路、它们的频率响应以及它们的精确定位、以及外来金属物体的材料、几何形状和定位。曲线D对应于比曲线C大的异物，导致与曲线B相比，在平均值和尺寸方面比曲线C大的差异。
从图2中可以清楚地看出，针对异物的曲线在扩展尺寸和平均值两方面相对于针对非异物的曲线偏移。偏移差异部分地取决于异物在线圈上重叠的程度，例如，当异物仅部分地重叠线圈时，差异减小。
图3示出了当来自图2的形状的特性被用于异物判断时获得的结果。使用与这些形状相关联的数据集，可以评价形状的平均值和尺寸。于是平均值是相对于相应校准值的偏移的用百分比表示的平均值。尺寸是相对于相应校准值的偏移的最大值与最小值之间的差异。这是针对有功部分和无功部分来单独评价，因此结果在图3中被绘制在不同的轴线上。平均值按尺寸来计算。图2中的曲线B、C和D中的每个分别由图3中的单个点来表示为点B、C和D。然后可以将这些点与用于异物检测的确定的阈值或预设的阈值进行比较。图3中的虚线是阈值的示例，在所呈现的情况下，所述虚线将异物情况(点C和点D)与非异物情况(点B)分离。
这个方法还可以用于在没有接收器的情况下的异物检测。基于异物和IPT接收器的这些测量到的关系和特性，可以使用不同的测量方案来检测异物的存在。现在描述这些方案的示例。
有功功率和无功功率：平均值和峰值电流
当检测到潜在接收器的存在时，发射器可以开始异物检测。在开始异物检测之前，接收器可以接近发射器。检测潜在接收器的存在可以以多种方式来执行，例如，可以使用PCT公开号WO2013/165261中描述的各种方法和系统，其全部内容通过引用并入本文。
在本发明的实施例中，接收器被配置为当接收器检测到发射器的存在并且在由发射器充电之前，开始充电启动模式。在这种模式下，因为接收器保持输出负载断开，所以接收器在实质上空载的条件下运行。在这种情况下，仍然可以存在接收器控制器电路本身的负载。这个条件可以持续设定的时段或者直到从发射器接收到信号为止以停止启动模式。发射器在启动模式期间执行异物检测。一旦异物检测完成并且如果没有检测到异物，则发射器可以发送信号。一旦预定时段期满或从发射器接收到信号，则接收器开始充电，并且负载连接到接收器线圈。
当发射器处于异物检测模式时，控制器控制转换器，使得其以一个或更多个测试频率向电感器供应交流电。通常，测试频率具有与由感应电力传输系统使用的电力传输频率相同的数量级(也可以包括由感应电力传输系统使用的电力传输频率)。
在异物检测模式下，一旦以测试频率供应电流，控制器就等待预定时段，以使在发射器线圈内的电流稳定。控制器还可以等待在接收器内的电流稳定。例如，预定时段通常为大约50毫秒。
传感器10a被配置为感测进入转换器4(在DC-AC转换之前)的平均直流电流。传感器的输出被提供给控制器。进入DC-AC转换器4的平均直流电流与电源电压的乘积提供了在发射器线圈中的平均有功功率的估算。
控制器控制一个或更多个传感器(例如，传感器10b)以感测通过发射器线圈的峰值交流电流和发射器线圈两端的峰值电压。在一些实施例中，峰值电压可以是固定的，因此不需要感测已知的峰值电压。
控制器将这些值组合成无功功率的估算。在优选实施例中，在发射器线圈中的无功功率被估算为
其中Ipk是以安培为单位的通过发射器线圈的峰值电流，而Vpk是以伏特为单位的发射器线圈两端的峰值电压。例如，控制器可以是微处理器、FPGA、其它数字逻辑器件或模拟离散乘法器/积分器。
当通过发射器线圈(其中电流被测量)的与无功功率相关的电流相对于与有功功率相关的电流占优势时，所估算的无功功率提供无功功率的近似估算。只要接收器抽取很少或不抽取有功功率，这就成立。
有功功率估算和无功功率估算可以在一个测试频率处或在多个频率或在系列扫描上来执行，并且组合成数据集用于进一步分析。多个频率不限于发射器的充电频率或工作频率。
当接收器处于实质上空载条件时，接收器的有功功率和无功功率将取决于接收器的机械设计或材料设计(例如，铁磁材料(例如铁氧体、金属等)的成比例使用)、位置(例如，与发射器线圈的距离以及与发射器线圈重叠的程度)、接收器电路本身以及任何异物的存在。与充电期间相反，当没有负载存在(即，断开)时，有功功率和无功功率基本上不取决于接收器的负载。
一旦估算了发射器线圈中的有功功率和无功功率，则控制器判断异物是否存在。这种判断可以通过任何合适的方式，包括但不限于：将估算值与储存在电子储存器中的阈值进行比较，将估算值与储存在电子储存器中的校准值进行比较，确定估算值的形状或估算值的特性并且将其与阈值或预期值进行比较。虽然数据集可以被视为形状(参见图2；稍后详细讨论)，但是发射器控制器对数据集进行数学评价以确定数据集的特性。例如，平均值和中心可以直接从数据集确定。本领域技术人员将意识到，其它特性也可以直接从数据集确定。
在实施例中，没有负载且没有异物存在情况下的每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值被储存在感应电力传输系统存储器中，并且为了比较目的而通过控制器来访问。针对多个频率的用于每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值可以被储存在电子储存器中。优选地，这些频率包括测试频率。异物的存在可以通过将估算的通过发射器线圈的有功功率和无功功率与校准值进行比较来确定。
如果假定异物是金属，那么在估算点与其相应校准值或预期的非异物值之间的差异将随着异物的引入而增加。然而，还有使情况更加复杂的其它影响。这些影响中的一种是接收器铁氧体。在低接收器负载处，铁氧体可以抵消由外来金属引起的无功功率和/或有功功率的变化。在低负载处接收器铁氧体的影响可以正如与其间的金属(异物)的影响一样大或更大。这也意味着当测量多个频率时看到的曲线不总是线性的或接近线性。通常在与接收器线圈相关联的接收器中设置铁氧体或更加泛指的铁磁材料，以增大感应磁场并且增加从发射器线圈耦合的功率量。
在多个频率上重复有功功率估算和无功功率估算使得允许更接近地确定响应。如前所述，估算可以组合成数据集用于进一步分析。在多个频率上的估算可以形成曲线。控制器可以评价数据集并且找到形状的特性以判断异物是否存在。例如，从数据集评价形状的尺寸、平均值或中心。
有功功率和无功功率：波形采样和处理
当检测到潜在接收器存在时，发射器可以开始异物检测。在开始异物检测之前，接收器可以接近发射器。在本发明的实施例中，接收器被配置为当接收器检测到发射器的存在并且在由发射器充电之前，开始充电启动模式。在这种模式下，因为接收器保持输出负载断开，所以接收器在实质上空载的条件下运行。在这种情况下，仍然可以存在接收器控制器电路本身的负载。这个条件可以持续设定的时段或者直到从发射器接收到信号为止以停止启动模式。发射器在启动模式期间执行异物检测。一旦异物检测完成并且如果没有检测到异物，则发射器可以发送信号。一旦预定时段期满或从发射器接收到信号，则接收器开始充电，并且负载连接到接收器线圈。
当发射器处于异物检测模式时，控制器控制转换器，使得其以一个或更多个测试频率向电感器供应交流电。通常，测试频率具有与由感应电力传输系统使用的电力传输频率相同的数量级(以及可以包括由感应电力传输系统使用的电力传输频率)。
在异物检测模式下一旦以测试频率供应电流，控制器就等待预定时段，以使在发射器线圈内的电流稳定。控制器还可以等待接收器内的电流稳定。预定时段通常为大约50毫秒。
控制器控制一个或更多个传感器(例如，传感器10b)以对通过发射器线圈的瞬时电压和瞬时电流进行采样。来自传感器的输出被提供给控制器。针对其周期性波形的每个周期对发射器线圈上的瞬时电压和通过发射器线圈的总瞬时电流进行多次采样并被储存。这个过程在本文中被称为“对波形进行采样”。电压波形的至少一整个周期和电流波形的至少一整个周期由传感器来采样。对电流波形和电压波形的整数个周期进行采样，或者对电压波形和电流波形的大量周期进行采样，使得整数个周期不是必需的。
为了估算发射器线圈中的有功功率，控制器将电压波形和电流波形一起相乘，并且对乘法运算的乘积进行积分。有功功率被估算为积分的结果除以波形被采样的时间。
为了估算发射器线圈中的无功功率，控制器首先确定视在功率的估算。视在功率是电流和电压的均方根(RMS)值的乘积。控制器计算采样的电压波形和电流波形的均方根值。本领域技术人员将理解，这些值可以使用积分或其它合适的技术从采样的电压波形和电流波形来很容易地计算出。估算的无功功率与估算的视在功率和估算的有功功率具有毕达哥拉斯关系，如以下等式(所有功率以瓦特为单位)：
在实施例中，有功功率估算和无功功率估算在一个测试频率处或在多个频率或一系列频率上来执行，并且组合成数据集用于进一步分析。多个频率不限于发射器的充电频率或工作频率。
当接收器处于实质上空载条件时，接收器的有功功率和无功功率将取决于接收器的机械设计或材料设计(例如，铁磁材料(例如铁氧体、金属等)的成比例使用)、位置(例如，与发射器线圈的距离以及与发射器线圈重叠的程度)、接收器电路以及任何异物的存在。与充电期间相反，当没有负载存在(即，断开)时，有功功率和无功功率基本上不取决于接收器的负载。
一旦估算了发射器线圈中的有功功率和无功功率，则控制器判断异物是否存在。这种判断可以通过任何合适的方式，包括但不限于：将估算值与储存在电子储存器中的阈值进行比较，将估算值与储存在电子储存器中的校准值进行比较，确定估算值的形状或者确定估算值的特性并且将其与阈值或预期值进行比较。虽然数据集可以被视为形状(参见图2)，但是发射器控制器对数据集进行数学评价以确定数据集的特性。例如，平均值和中心可以直接从数据集确定。本领域技术人员将意识到，其它特性可以直接从数据集确定。
在实施例中，没有负载且没有异物存在情况下的每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值被储存在感应电力传输系统存储器中，并且为了比较目的通过控制器来访问。针对多个频率的用于每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值可以被储存在电子储存器中。优选地，这些频率包括测试频率。异物的存在可以通过将估算的通过发射器线圈的有功功率和无功功率与校准值进行比较来确定。
如果假定异物是金属，那么在估算点与其相应校准值或预期的非异物值之间的差异将随着异物的引入而增加。然而，还有使情况更加复杂的其它影响。这些影响中的一种是接收器铁氧体。在低接收器负载下，铁氧体可以抵消由外来金属引起的无功功率和/或有功功率的变化。在低负载下铁氧体的影响可以正如与其间的金属(异物)的影响一样大或更大。这也意味着当测量多个频率时看到的曲线不总是线性的或接近线性。通常在与接收器线圈相关联的接收器中设置铁氧体或更加泛指的铁磁材料，以增大感应磁场并且增加从发射器线圈耦合的功率量。
在多个频率上重复有功功率估算和无功功率估算允许更接近地确定响应。如前所述，估算可以组合成数据集用于进一步分析。在多个频率上的估算可以形成形状。控制器可以评价数据集并且找到形状的特性以判断异物是否存在。例如，从数据集评价形状的尺寸、平均值或中心。
有功功率和无功功率：幅度和相位测量
当检测到潜在接收器存在时，发射器可以开始异物检测。在开始异物检测之前，接收器可以接近发射器。在本发明的实施例中，接收器被配置为当接收器检测到发射器的存在时并且在由发射器充电之前，开始启动模式。在这种模式下，因为接收器保持输出负载断开，所以接收器在实质上空载的条件下运行。在这种情况下，仍然可以存在接收器控制器电路本身的负载。这个条件可以持续设定的时段或者直到从发射器接收到信号为止以停止启动模式。发射器在启动模式期间执行异物检测。一旦异物检测完成并且如果没有检测到异物，则发射器可以发送信号。一旦预定时段期满或从发射器接收到信号，则接收器开始充电，并且负载连接到接收器线圈。
当发射器处于异物检测模式时，控制器控制转换器，使得其以一个或更多个测试频率向电感器提供交流电。通常，测试频率具有与由感应电力传输系统使用的电力传输频率相同的数量级(以及可以包括由感应电力传输系统使用的电力传输频率)。
在异物检测模式下一旦以测试频率供应电流，控制器等待预定时段，以使在发射器线圈内的电流稳定。控制器还可以等待在接收器内的电流稳定。预定时段通常为大约50毫秒。
控制器控制传感器以感测通过经历异物检测的发射器线圈的电压和电流的幅度。控制器还控制(另外的)传感器以感测电压波形和电流波形之间的相位差。
在谐振系统中，很有可能的是，通过发射器线圈的电压波形和电流波形将实质上是正弦的。在这种情况下，在发射器线圈中以瓦特为单位的有功功率可以由控制器估算为：
PREAL＝IpkVpkcos(θ) 等式(3)
其中Vpk是在发射器线圈上以伏特为单位的峰值电压，
Ipk是通过发射器线圈以安培为单位的峰值总电流，以及
θ是在电压波形和电流波形之间以弧度为单位的相位差。
在发射器线圈中以瓦特为单位的无功功率可以由控制器估算为：
PREACTIVE＝IpkVpksin(θ) 等式(4)，
其中符号是与前述等式中相同的参量。
实际上，电压波形和电流波形可以实质上不是正弦的。在这种情况下，用于有功功率和无功功率的等式(3)和(4)可能需要调整。本领域技术人员将能够对给定公式进行适当调整以解释在波形上的变化。
在实施例中，有功功率估算和无功功率估算可以在一个测试频率下或在多个频率或一系列频率上来执行，并且组合成数据集用于进一步分析。多个频率不限于发射器的充电频率或工作频率。
当接收器处于实质上空载条件时，接收器的有功功率和无功功率将取决于接收器的机械设计或材料设计(例如，铁磁材料(例如铁氧体、金属等)的成比例使用)、位置(例如，与发射器线圈的距离以及与发射器线圈重叠的程度)、接收器电路以及任何异物的存在。与充电期间相反，当没有负载存在(即，断开)时，有功功率和无功功率基本上不取决于接收器的负载。
一旦估算了发射器线圈中的有功功率和无功功率，则控制器判断异物是否存在。这种判断可以通过任何合适的方式，包括但不限于：将估算值与储存在电子储存器中的阈值进行比较，将估算值与储存在电子储存器中的校准值进行比较，确定估算值的形状或者确定估算值的特性并且将其与阈值或预期值进行比较。虽然数据集可以被视为形状(参见图2)，但是发射器控制器对数据集进行数学评价以确定数据集的特性。例如，平均值和中心可以直接从数据集确定。本领域技术人员将意识到，其它特性也可以直接从数据集确定。
在实施例中，没有负载且没有异物存在情况下的每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值被储存在感应电力传输系统存储器中，并且为了比较目的通过控制器来访问。针对多个频率的用于每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值可以被储存在电子储存器中。优选地，这些频率包括测试频率。异物的存在可以通过将估算的通过发射器线圈的有功功率和无功功率与校准值进行比较来确定。
如果假定异物是金属，那么在估算点与其相应校准值或预期的非异物值之间的差异将随着异物的引入而增加。然而，还有使情况更加复杂的其它影响。这些影响中的一种是接收器铁氧体。在低接收器负载下，铁氧体可以抵消由外来金属引起的无功功率和/或有功功率的变化。在低负载下接收器铁氧体的影响可以正如与其间的金属(异物)的影响一样大或更大。这也意味着当测量多个频率时看到的曲线不总是线性的或接近线性。通常在与接收器线圈相关联的接收器中设置铁氧体或更加泛指的铁磁材料，以增大感应磁场并且增加从发射器线圈耦合的功率量。
在多个频率上重复有功功率估算和无功功率估算允许更接近地确定响应。如前所述，估算可以组合成数据集用于进一步分析。在多个频率上的估算可以形成形状。控制器可以评价数据集并且找到形状的特性以判断异物是否存在。例如，从数据集评价形状的尺寸、平均值或中心。
本领域技术人员将理解，存在可以用于估算通过发射器线圈的有功功率和无功功率的许多方法。上述实施例并非意在限制本发明。可以使用用于估算有功功率和无功功率的其它方法。
此外，虽然本文的描述涉及采用IPT发射器的控制电路来执行异物检测或非IPT接收器检测，但是异物检测可以由IPT接收器的控制电路来同样地执行。在任一种情况下，IPT发射器和IPT接收器中的任一个或两者的控制电路可以被配置为确保只有在未检测到异物，或者如果所检测到的异物的类型或位置被确定为不会导致感应电力传输中的潜在问题时，才执行感应电力传输。
更进一步地，在所描述的示例性实施例中，在IPT系统或接收器的操作的启动阶段或其它的非充电阶段或功率传输阶段期间来执行异物检测或非IPT接收器检测。本领域技术人员理解，所描述的各种方法可以适用于在充电期间或功率传输期间在特定时间处或多个时间(例如，间歇地)通过临时进入非充电阶段或功率传输阶段来执行，以便确保异物状态没有因充电或功率传输已经开始而改变。可选地或附加地，所描述的方法可以适用于在充电期间或功率传输期间来执行。
此外，所描述的异物检测或非接收器检测的不同示例性方法可以在合适的IPT系统中作为独立式异物检测测试方案或者结合一个或更多个其它异物检测测试来单独地执行或组合地执行。这些单个的或扩展的异物检测测试方案可以在IPT系统中使用单个发射器线圈和单个接收器线圈(所谓的1:1系统)的感应耦合或使用多个发射器线圈和多个接收器线圈的感应耦合(所谓的N：N系统)来执行。
应当注意，在本说明书中，词语感测和测量可互换地应用于传感器。这些术语并不意味着限制。
虽然已经通过对其实施例的描述说明了本发明，并且虽然已经详细描述了实施例，但是申请人的意图不是将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制到这些描述。额外的优点和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示和所描述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性示例。因此，在不脱离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以偏离这些细节。
Claims (44)
1.一种用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，其中，感应电力系统的控制电路执行步骤：
将功率提供给直流-交流转换器；
在所述感应电力传输场中从所述转换器向发射器线圈提供功率；
等待所述发射器线圈中的电流稳定；
估算所述发射器线圈中的无功功率；
估算所述发射器线圈中的有功功率；以及
使用估算的无功功率和估算的有功功率来判断是否存在异物。
2.如权利要求1所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：通过感测进入所述转换器的直流电流来估算所述有功功率，以及将这个值与电源电压的值相组合。
3.如权利要求1或2所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：通过感测通过所述发射器线圈的峰值交流电流来估算所述无功功率。
4.如权利要求3所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：将所述无功功率估算为所感测到的通过所述发射器线圈的交流电流与在所述发射器线圈上的峰值电压相组合。
5.如权利要求1所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：对通过所述发射器线圈的瞬时电流波形和瞬时电压波形进行采样。
6.如权利要求5所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：将所采样的瞬时电流波形和瞬时电压波形相乘，对乘法运算的乘积进行积分，以及将有功功率估算为积分的结果除以所采样的时间。
7.如权利要求5所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：计算所采样的电压波形和电流波形的均方根值，以及将视在功率估算为均方根电流与均方根电压的乘积。
8.如权利要求1所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：感测通过所述发射器线圈的电压的幅度，感测通过所述发射器线圈的电流的幅度，以及感测在所述幅度和电流波形之间的相位差。
9.如权利要求8所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，其中，从通过发射器线圈的电压和电流的幅度以及在所述幅度和电流波形之间的相位差的余弦来估算有功功率。
10.如权利要求8所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，其中，从通过发射器线圈的电压和电流的幅度以及在所述幅度和电流波形之间的相位差的正弦来估算无功功率。
11.如权利要求1到10中任一项所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：在多个频率处感测所述有功功率和无功功率。
12.如权利要求11所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：将估算值组合成数据集，以及确定所述数据集的至少一个特性。
13.如权利要求12所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，其中，所述特性是中心、尺寸或平均值中的一个。
14.如权利要求12或13所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：根据所述数据集来分类所述测量值是否与异物相关。
15.如权利要求1到14中任一项所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：储存在不存在接收器且不存在异物时的针对每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值。
16.如权利要求15所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：储存多个频率处的针对每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值。
17.如权利要求15或16所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：将所估算的有功功率和无功功率与所述校准值进行比较。
18.如权利要求1到17中任一项所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：在将功率提供给发射器线圈的步骤之前，使接收器接近所述感应电力传输场。
19.如权利要求18所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，其中，所述接收器适用于使启动序列运行其中没有电流被抽取的预定时段或直到从所述发射器发送信号为止。
20.如权利要求18或19所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：在估算所述有功功率和无功功率之前，等待接收器电流和/或电压达到稳定状态。
21.如权利要求19所述的用于在感应电力传输场中判断存在异物的方法，还包括步骤：当所述接收器实质上不抽取电流时，估算所述有功功率和无功功率。
22.一种感应电力传输设备，包括：
转换器，其适用于电连接到电源并且适用于将交流电输出到发射器线圈；
控制器，其用于控制所述转换器输出交流电的频率；
至少一个发射器线圈，其适用于从所述转换器接收交流电，以及还适用于产生具有预定频率和强度的时变磁场；
至少一个传感器，其适用于感测所述感应电力传输设备电压和电流的特性，以及将传感器输出提供给所述控制器，从所述特性可以进行通过所述发射器线圈的有功功率和无功功率的估算；
所述控制器被配置为：
控制对所述发射器线圈的功率的供应；
从所述传感器接收关于流过所述发射器线圈的电流的信号；
判断在所述发射器线圈中的电流何时已达到稳定状态条件；
从所述传感器接收所述感应电力传输设备电压和电流的特性的传感器输出；
从所述传感器接收到的传感器输出来估算在所述发射器线圈中的有功功率和无功功率；以及
基于所估算的有功功率和无功功率来判断是否存在异物。
23.如权利要求22所述的感应电力传输设备，其中，所述传感器适用于感测进入所述转换器的直流电流。
24.如权利要求23所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于从所测量的进入所述转换器的直流电流来估算有功功率，以及将这个值与电源电压的值相组合。
25.如权利要求22到24中任一项所述的感应电力传输设备，其中，所述传感器适用于测量通过所述发射器线圈的峰值交流电流。
26.如权利要求25所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于从所感测的通过所述发射器线圈的峰值交流电流来估算所述无功功率。
27.如权利要求26所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于将所述无功功率估算为所感测的通过所述发射器线圈的交流电流与在所述发射器线圈上的峰值电压相组合。
28.如权利要求22所述的感应电力传输设备，其中，所述传感器适用于对通过所述发射器线圈的瞬时电流波形和瞬时电压波形进行采样。
29.如权利要求28所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于将所采样的瞬时电流波形和瞬时电压波形相乘，对乘法运算的乘积进行积分，以及将所述有功功率估算为积分的结果除以所采样的时间。
30.如权利要求28所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于计算所采样的电压波形和电流波形的均方根值，以及将视在功率估算为均方根电流和均方根电压的乘积。
31.如权利要求22所述的感应电力传输设备，其中，所述传感器适用于感测通过所述发射器线圈的电压的幅度，感测通过所述发射器线圈的电流的幅度，以及感测在所述幅度和电流波形之间的相位差。
32.如权利要求31所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于从通过所述发射器线圈的电压和电流的幅度以及在所述幅度和电流波形之间的所述相位差的余弦来估算所述有功功率。
33.如权利要求31所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于从通过所述发射器线圈的电压和电流的幅度以及在所述幅度和电流波形之间的所述相位差的正弦来估算所述无功功率。
34.如权利要求22到33中任一项所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于在多个频率处估算有功功率和无功功率。
35.如权利要求34所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器适用于将所述测量值组合成数据集以及确定所述数据集的至少一个特性。
36.如权利要求35所述的感应电力传输设备，其中，所述特性是中心、尺寸或平均测量值中的一个。
37.如权利要求35或36所述的感应电力传输设备，其中，所述控制器还适用于根据所述数据集来分类所述估算值是否与异物相关。
38.如权利要求22到37中任一项所述的感应电力传输设备，还包括由所述控制器访问的电子储存器，所述电子储存器至少储存在不存在接收器且不存在异物时的针对每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值。
39.如权利要求38所述的感应电力传输系统，所述电子储存器储存在多个频率处的针对每个发射器线圈的有功功率和无功功率的校准值。
40.如权利要求38或39所述的感应电力传输系统，其中，所述控制器将所估算的有功功率和无功功率与所述校准值进行比较。
41.如权利要求22到40中任一项所述的感应电力传输系统，还包括在将功率提供给发射器线圈之前被移动至接近感应电力传输场的接收器。
42.如权利要求41所述的感应电力传输系统，其中，所述接收器适用于使启动序列运行其中没有电流被抽取的预定时段或直到从所述发射器发送信号为止。
43.如权利要求41或42所述的感应电力传输系统，其中，在指示所述传感器获得能够用于估算有功功率和无功功率的测量值之前，所述控制器等待接收器电流和/或电压达到稳定状态。
44.如权利要求42所述的感应电力传输系统，其中，当所述接收器实质上不抽取电流时，所述控制器估算所述有功功率和无功功率。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NZ62654714 | 2014-06-20 | ||
| NZ626547 | 2014-06-20 | ||
| PCT/NZ2015/050072 WO2015194969A1 (en) | 2014-06-20 | 2015-06-11 | Foreign object detection in inductive power transfer field |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107078518A true CN107078518A (zh) | 2017-08-18 |
| CN107078518B CN107078518B (zh) | 2020-02-28 |
Family
ID=54935837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201580044657.0A Expired - Fee Related CN107078518B (zh) | 2014-06-20 | 2015-06-11 | 用于检测异物的方法和无线电力发射器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20170163100A1 (zh) |
| EP (1) | EP3158621A4 (zh) |
| JP (1) | JP6633066B2 (zh) |
| KR (1) | KR102222222B1 (zh) |
| CN (1) | CN107078518B (zh) |
| WO (1) | WO2015194969A1 (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107947286A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-20 | 北京联盛德微电子有限责任公司 | 一种支持负载识别的无线充电设备及其识别方法 |
| CN110291409A (zh) * | 2017-02-02 | 2019-09-27 | 苹果公司 | 具有接收器定位电路和外来物体检测的无线充电系统 |
| CN111245107A (zh) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 集成装置技术公司 | 无线电力传送系统中利用线圈电流感测的增强型异物检测 |
| CN112840524A (zh) * | 2018-10-09 | 2021-05-25 | 皇家飞利浦有限公司 | 无线功率传输 |
| CN112997378A (zh) * | 2018-06-29 | 2021-06-18 | 布鲁萨电子公司 | 用于能量传递系统的基础工站 |
| CN114123533A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-01 | 伏达半导体(合肥)有限公司 | 无线电力传输系统及其控制方法 |
| CN115210989A (zh) * | 2020-03-03 | 2022-10-18 | 微芯片技术股份有限公司 | 无线充电系统中的外来对象检测及相关的系统、方法和设备 |
| CN116865460A (zh) * | 2018-05-16 | 2023-10-10 | Lg伊诺特有限公司 | 控制功率发射器的方法 |
| US11870275B2 (en) | 2018-06-25 | 2024-01-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting metal foreign matter in wireless charging system, and device |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2528474A (en) | 2014-07-23 | 2016-01-27 | Bombardier Transp Gmbh | Operation of an inductive power transfer system |
| JP6376919B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2018-08-22 | キヤノン株式会社 | 給電装置及び電子機器 |
| JP6632293B2 (ja) * | 2015-09-28 | 2020-01-22 | キヤノン株式会社 | 送電装置及びその制御方法、制御装置、コンピュータプログラム |
| US10530196B2 (en) | 2016-02-05 | 2020-01-07 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus for power loss calibration in a wireless power system |
| US10714985B2 (en) * | 2017-10-11 | 2020-07-14 | Spark Connected LLC | Wireless power transfer system and method |
| US11527920B2 (en) | 2018-11-28 | 2022-12-13 | Integrated Device Technology, Inc. | Enhanced foreign object detection with coil current sensing in wireless power transfer systems |
| US11418067B2 (en) * | 2018-11-28 | 2022-08-16 | Integrated Device Technology, Inc. | Enhanced foreign object detection with coil current sensing in wireless power transfer systems |
| US11211829B2 (en) | 2018-12-31 | 2021-12-28 | Integrated Device Technology, Inc. | Systems and methods for operation efficiency in wireless power transfer |
| US11509169B2 (en) | 2019-02-13 | 2022-11-22 | Spark Connected LLC | Sub-surface wireless charging |
| US11152823B2 (en) | 2019-04-01 | 2021-10-19 | Spark Connected LLC | Translation unit for wireless power transfer |
| US11881720B2 (en) | 2019-09-12 | 2024-01-23 | Spark Connected LLC | Electronic device, wireless charger and wireless charging system |
| US11485494B2 (en) | 2019-10-04 | 2022-11-01 | Northeastern University | Wireless charging of unmanned aerial vehicles |
| US11515739B2 (en) | 2020-02-14 | 2022-11-29 | Spark Connected LLC | FOD and wireless power transfer calibration |
| US11888331B2 (en) | 2020-07-01 | 2024-01-30 | Spark Connected LLC | Sub-surface wireless charging and associated method |
| WO2022050796A1 (ko) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 엘지전자 주식회사 | 무선전력 수신장치 및 무선전력 전송장치의 품질 계수를 획득하는 방법 |
| WO2022050790A1 (ko) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 엘지전자 주식회사 | 무선전력 전송장치 및 무선전력 전송장치에 의한 이물질 검출 방법 |
| KR20230084170A (ko) * | 2020-10-07 | 2023-06-12 | 엘지전자 주식회사 | 무선전력 전송장치 및 무선전력 전송장치에 의한 무선전력 전송방법 |
| US11764621B1 (en) * | 2021-09-10 | 2023-09-19 | Apple Inc. | Wireless power transfer with integrated communications |
| KR20230043439A (ko) * | 2021-09-24 | 2023-03-31 | 삼성전자주식회사 | 이물질을 검출하기 위한 전자 장치 및 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010030A1 (en) * | 1988-04-11 | 1989-10-19 | Uniscan Ltd. | Actuator and communication system |
| CN1954472A (zh) * | 2004-05-11 | 2007-04-25 | 斯普莱希鲍尔有限公司 | 控制感应功率传输系统 |
| JP2009112137A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Meleagros Corp | 電力伝送装置の送電装置 |
| US20140091634A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for detecting wireless charging transmit characteristics |
| WO2014060871A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-24 | Koninklijke Philips N.V. | Wireless inductive power transfer |
| CN103782485A (zh) * | 2011-09-12 | 2014-05-07 | 索尼公司 | 用于电力传输的装置和系统 |
Family Cites Families (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7233137B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-06-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Power supply system |
| WO2005109597A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Splashpower Limited | Controlling inductive power transfer systems |
| JP2006230129A (ja) | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Nanao Corp | 非接触電力供給装置 |
| US8169185B2 (en) | 2006-01-31 | 2012-05-01 | Mojo Mobility, Inc. | System and method for inductive charging of portable devices |
| CN101529691A (zh) | 2006-10-26 | 2009-09-09 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 电感式功率系统和操作方法 |
| EP2086085B1 (en) * | 2006-11-08 | 2015-04-15 | Panasonic Corporation | Non-contact charger and non-contact charge system |
| JP2008236917A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Seiko Epson Corp | 非接触電力伝送装置 |
| US7812481B2 (en) | 2007-06-29 | 2010-10-12 | Seiko Epson Corporation | Power transmission control device, power transmission device, electronic instrument, and non-contact power transmission system |
| JP2009027781A (ja) | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Seiko Epson Corp | 受電制御装置、受電装置、無接点電力伝送システム、充電制御装置、バッテリ装置および電子機器 |
| JP4600454B2 (ja) | 2007-09-26 | 2010-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | 送電制御装置、送電装置、無接点電力伝送システム、２次コイルの位置決め方法 |
| JP2009222433A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Toshiba Corp | 電力測定システム |
| JP2012016125A (ja) | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 非接触給電システム及び非接触給電システムの金属異物検出装置 |
| JP6035711B2 (ja) | 2011-07-21 | 2016-11-30 | ソニー株式会社 | 検知装置、受電装置、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法 |
| JP5840886B2 (ja) * | 2011-07-25 | 2016-01-06 | ソニー株式会社 | 検知装置、受電装置、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法 |
| US8823318B2 (en) | 2011-07-25 | 2014-09-02 | ConvenientPower HK Ltd. | System and method for operating a mobile device |
| JP5853199B2 (ja) | 2011-08-25 | 2016-02-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非接触給電システムの金属異物検出方法、非接触給電装置、電気機器に設けられた受電装置及び非接触給電システム |
| US9252846B2 (en) | 2011-09-09 | 2016-02-02 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for detecting and identifying a wireless power device |
| JP5927826B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2016-06-01 | 日産自動車株式会社 | 非接触給電装置 |
| US9118203B2 (en) | 2011-11-15 | 2015-08-25 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for induction charging with a closed magnetic loop |
| DE102011086904A1 (de) | 2011-11-23 | 2013-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur induktiven Energieübertragung |
| JP2013115978A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 携帯機器及び給電台と携帯機器の給電方法 |
| JP5838768B2 (ja) | 2011-11-30 | 2016-01-06 | ソニー株式会社 | 検知装置、受電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法 |
| JP2013123306A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Toyota Industries Corp | 非接触電力伝送装置 |
| KR101951358B1 (ko) * | 2011-12-15 | 2019-02-22 | 삼성전자주식회사 | 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 |
| IN2014DN07034A (zh) | 2012-02-16 | 2015-04-10 | Auckland Uniservices Ltd | |
| JP5502117B2 (ja) * | 2012-02-20 | 2014-05-28 | 三菱電機株式会社 | 機器稼動推定装置、安否推定システム、機器稼働推定方法及びプログラム |
| CN104823353B (zh) | 2012-05-02 | 2018-03-20 | 鲍尔拜普罗克西有限公司 | 用于在感应功率传输系统中检测和识别接收器的方法 |
| KR101962667B1 (ko) * | 2012-07-12 | 2019-03-27 | 삼성전자주식회사 | 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법 |
| US9236757B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-01-12 | Broadcom Corporation | Wireless power transfer adaptation triggers |
| TW201415749A (zh) | 2012-10-12 | 2014-04-16 | Espower Electronics Inc | 多機型無線電源供應系統 |
| EP2926465B1 (en) | 2012-11-29 | 2020-02-12 | Koninklijke Philips N.V. | Wireless inductive power transfer |
| JP2015008554A (ja) | 2013-06-24 | 2015-01-15 | 三洋電機株式会社 | 無接点給電方法 |
| KR102005563B1 (ko) * | 2013-11-22 | 2019-07-30 | 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 | 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법 |
| US9939539B2 (en) | 2014-04-04 | 2018-04-10 | Texas Instruments Incorporated | Wireless power receiver and/or foreign object detection by a wireless power transmitter |
-
2015
- 2015-06-11 WO PCT/NZ2015/050072 patent/WO2015194969A1/en active Application Filing
- 2015-06-11 EP EP15810339.0A patent/EP3158621A4/en not_active Ceased
- 2015-06-11 CN CN201580044657.0A patent/CN107078518B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-06-11 KR KR1020177001769A patent/KR102222222B1/ko active IP Right Grant
- 2015-06-11 JP JP2017519442A patent/JP6633066B2/ja active Active
- 2015-06-11 US US15/320,606 patent/US20170163100A1/en not_active Abandoned
-
2019
- 2019-04-01 US US16/372,299 patent/US10879743B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010030A1 (en) * | 1988-04-11 | 1989-10-19 | Uniscan Ltd. | Actuator and communication system |
| CN1954472A (zh) * | 2004-05-11 | 2007-04-25 | 斯普莱希鲍尔有限公司 | 控制感应功率传输系统 |
| JP2009112137A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Meleagros Corp | 電力伝送装置の送電装置 |
| CN103782485A (zh) * | 2011-09-12 | 2014-05-07 | 索尼公司 | 用于电力传输的装置和系统 |
| US20140091634A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for detecting wireless charging transmit characteristics |
| WO2014060871A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-24 | Koninklijke Philips N.V. | Wireless inductive power transfer |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110291409A (zh) * | 2017-02-02 | 2019-09-27 | 苹果公司 | 具有接收器定位电路和外来物体检测的无线充电系统 |
| CN110291409B (zh) * | 2017-02-02 | 2021-08-20 | 苹果公司 | 具有接收器定位电路和外来物体检测的无线充电系统 |
| CN107947286A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-20 | 北京联盛德微电子有限责任公司 | 一种支持负载识别的无线充电设备及其识别方法 |
| CN116865460A (zh) * | 2018-05-16 | 2023-10-10 | Lg伊诺特有限公司 | 控制功率发射器的方法 |
| US11870275B2 (en) | 2018-06-25 | 2024-01-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting metal foreign matter in wireless charging system, and device |
| CN112997378A (zh) * | 2018-06-29 | 2021-06-18 | 布鲁萨电子公司 | 用于能量传递系统的基础工站 |
| CN112840524A (zh) * | 2018-10-09 | 2021-05-25 | 皇家飞利浦有限公司 | 无线功率传输 |
| CN111245107A (zh) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 集成装置技术公司 | 无线电力传送系统中利用线圈电流感测的增强型异物检测 |
| CN111245107B (zh) * | 2018-11-28 | 2024-03-19 | 集成装置技术公司 | 无线电力传送系统中利用线圈电流感测的增强型异物检测 |
| CN115210989A (zh) * | 2020-03-03 | 2022-10-18 | 微芯片技术股份有限公司 | 无线充电系统中的外来对象检测及相关的系统、方法和设备 |
| CN115210989B (zh) * | 2020-03-03 | 2023-05-26 | 微芯片技术股份有限公司 | 无线充电系统中的外来对象检测及相关的系统、方法和设备 |
| CN114123533A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-01 | 伏达半导体(合肥)有限公司 | 无线电力传输系统及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107078518B (zh) | 2020-02-28 |
| US20190229561A1 (en) | 2019-07-25 |
| KR102222222B1 (ko) | 2021-03-03 |
| US10879743B2 (en) | 2020-12-29 |
| EP3158621A1 (en) | 2017-04-26 |
| JP6633066B2 (ja) | 2020-01-22 |
| EP3158621A4 (en) | 2017-07-12 |
| WO2015194969A1 (en) | 2015-12-23 |
| KR20170018454A (ko) | 2017-02-17 |
| JP2017521040A (ja) | 2017-07-27 |
| US20170163100A1 (en) | 2017-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107078518A (zh) | 在感应电力传输场中的异物检测 | |
| TWI710196B (zh) | 執行異物檢測的方法和裝置 | |
| JP6035711B2 (ja) | 検知装置、受電装置、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法 | |
| CN105743137B (zh) | 能量传送器 | |
| EP2845290B1 (en) | System and method for triggering power transfer across an inductive power coupling and non resonant transmission | |
| US11329519B2 (en) | Inductive power transmitter | |
| CN104823353B (zh) | 用于在感应功率传输系统中检测和识别接收器的方法 | |
| US20120104998A1 (en) | Non-contact power transmission device | |
| CN103502845A (zh) | 检测器、电力传送器和接收器、电力供给系统及检测方法 | |
| CN101335469B (zh) | 送电控制装置、送电装置、电子设备及无触点电力传输系统 | |
| CN104781700A (zh) | 用于感应性能量传输系统的金属异物识别系统 | |
| CN103477535B (zh) | 电力输送系统 | |
| US20150145530A1 (en) | Coil unit and apparatus for detecting foreign matter | |
| WO2013108485A1 (ja) | 無接点充電方法 | |
| CN105210265A (zh) | 输电装置、输受电装置、受电装置检测方法、受电装置检测程序以及半导体装置 | |
| US9347168B2 (en) | Reception node and transmission node using mutual resonance, power and data transceiving system using mutual resonance, and method thereof | |
| CN109661323A (zh) | 充电站、机动车和用于为机动车的电池感应式充电的方法 | |
| JP5761508B2 (ja) | 電力伝送システム | |
| CN103134998B (zh) | 基于共振耦合的无线能量传输中线圈匝数选择方法 | |
| WO2014136257A1 (ja) | 受電装置 | |
| CN107482786A (zh) | 一种无线充电系统负载估计方法 | |
| JP2014087249A (ja) | 無接点充電方法 | |
| JP2013027081A (ja) | 電力伝送システム | |
| US20230065772A1 (en) | Wireless power transmission device for detecting external object and method thereof | |
| CN106199200A (zh) | 蓄电池内阻在线监测系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180307 Address after: California, USA Applicant after: APPLE Inc. Address before: Oakland, New Zealand Applicant before: PowerbyProxi Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200228 |