CN109917468A - 检测金属异物的系统、无线发射机及无线供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测金属异物的系统、无线发射机及无线供电系统，包括用于生成振荡信号的振荡器；谐振频率等于振荡器的振荡频率、输入端与振荡器的输出端连接、用于对振荡信号进行滤波的LC滤波器，LC滤波器包括分布电容和滤波电感，其中，分布电容设置于发射线盘上；输入端与LC滤波器的输出端连接、输出端与无线发射机连接的振幅检测装置，用于在滤波后的振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制无线发射机停止工作。本发明根据振荡信号的幅值是否小于预设阈值便能精准的判断发射线圈上是否存在金属异物，一方面，检测精度高，另一方面，提高了无线发射机的工作安全性和可靠性。

Description

检测金属异物的系统、无线发射机及无线供电系统

技术领域

本发明涉及异物检测技术领域，特别是涉及一种检测金属异物的系统、无线发射机及无线供电系统。

背景技术

随着无线供电技术的发展，无线供电系统也得到了长足的发展。无线供电系统包括无线发射机和无线接收机，无线发射机包括发射线圈和控制器。当发射线圈上存在金属异物时，发射线圈会在电磁波的作用下会产生涡流并发热，造成发射线圈的损坏，使得无线发射机无法正常工作甚至引起火灾。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测金属异物的系统、无线发射机及无线供电系统，一方面，检测精度高，另一方面，提高了无线发射机的工作安全性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测金属异物的系统，应用于无线发射机，包括：

用于生成振荡信号的振荡器；

谐振频率等于所述振荡器的振荡频率、输入端与所述振荡器的输出端连接、用于对所述振荡信号进行滤波的LC滤波器，所述LC滤波器包括分布电容和滤波电感，其中，所述分布电容设置于发射线盘上；

输入端与所述LC滤波器的输出端连接、输出端与所述无线发射机连接的振幅检测装置，用于在滤波后的所述振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制所述无线发射机停止工作。

优选地，所述振幅检测装置包括：

输入端作为所述振幅检测装置的输入端、用于检测滤波后的所述振荡信号的幅值的振幅检测模块；

用于输出预设阈值的基准电压模块；

第一输入端与所述振幅检测模块的输出端连接、第二输入端与所述基准电压模块连接、输出端作为所述振幅检测装置的输出端的比较器，用于在滤波后的所述振荡信号的振幅小于所述预设阈值时输出控制信号，以控制所述无线发射机停止工作。

优选地，所述频率检测装置包括：

输入端作为所述振幅检测装置的输入端、用于检测滤波后的所述振荡信号的幅值的振幅检测模块；

输入端与所述振幅检测模块的输出端连接、输出端作为所述振幅检测装置的输出端的处理器，用于在滤波后的所述振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制所述无线发射机停止工作。

优选地，所述系统还包括：

与所述振幅检测装置连接的报警装置，用于在接收到所述控制信号时发出警报。

优选地，所述振荡器为电容三点式振荡器。

优选地，所述分布电容包括互不连接的两个电极。

优选地，所述电极为铜箔。

优选地，每个所述电极包括多个抽头，两个所述电极的抽头相对平行交叉。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线发射机，包括控制器和发射线圈，还包括如上述所述的检测金属异物的系统。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线供电系统，包括无线接收机，包括如上述所述的无线发射机。

本发明提供了一种检测金属异物的系统、无线发射机及无线供电系统，振荡器产生振荡信号，由于LC滤波器的谐振频率等于振荡器的振荡频率，因此，当发射线圈上不存在金属异物时，LC滤波器对振荡器基本没有影响，当发射线圈上存在金属异物时，分布电容会变大，使得LC滤波器的谐振频率偏离了振荡器的振荡频率，进而造成经过LC滤波器的振荡信号的衰减，使得滤波后的振荡信号的振幅的减小，因此，根据振荡信号的幅值是否小于预设阈值便能精准的判断发射线圈上是否存在金属异物，一方面，检测精度高，另一方面，提高了无线发射机的工作安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种检测金属异物的系统的结构示意图，应用于无线发射机；

图2为本发明提供的一种分布电容的结构示意图；

图3为本发明提供的一种图2所示分布电容的应用示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种检测金属异物的系统、无线发射机及无线供电系统，一方面，检测精度高，另一方面，提高了无线发射机的工作安全性和可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种检测金属异物的系统的结构示意图，应用于无线发射机，该系统包括：

用于生成振荡信号的振荡器1；

谐振频率等于振荡器1的振荡频率、输入端与振荡器1的输出端连接、用于对振荡信号进行滤波的LC滤波器2，LC滤波器2包括分布电容和滤波电感，其中，分布电容设置于发射线盘上；

输入端与LC滤波器2的输出端连接、输出端与无线发射机连接的振幅检测装置3，用于在滤波后的振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制无线发射机停止工作。

首先需要说明的是，本申请提供的LC滤波器2中的分布电容也即滤波电容是设置在发射线盘上的，当发射线盘上存在金属异物时，分布电容的介电常数增大，则相当于此时分布电容之间的距离减小了，则此时分布电容的容值会增大；当发射线盘上不存在金属异物时，则分布电容的容值不变。

具体地，振荡器1在正常工作时产生振荡信号，LC滤波器2对振荡信号进行滤波，本申请中，当发射线盘上不存在金属异物时，分布电容的容值不变，此时LC滤波器2的谐振频率与振荡器1的振荡频率是相等的，LC滤波器2对振荡信号基本没有损耗；当发射线盘上存在金属异物时，此时分布电容变大，从而使得LC滤波器2的谐振频率也发生了变化，进而使得LC滤波器2的谐振频率不再等于振荡器1的振荡频率，此时LC滤波器2对振荡信号的衰减是很大的，从而使得振荡信号的幅值减小。基于此，在实际应用中，振幅检测装置3会采集LC滤波器2输出的振荡信号，并判断滤波后的振荡信号的振幅是否小于预设阈值，如果是，则输出控制信号，以控制无线发射机停止工作；否则，不输出控制信号，无线发射机维持正常工作状态。具体地，这里的控制信号可以为高电平或者低电平，本申请在此不做特别的限定。

另外，为了尽量减小发射线圈工作时产生的电磁场对振荡器1异物检测的干扰，这里的振荡信号的频率可以远大于发射线圈发出的信号的频率(在不同数量级)，例如，发射线圈发出的信号的频率为2kHz，振荡信号的频率为3MHz，对于具体数值本申请在此不做特别的限定。

综上，本申请根据振荡信号的幅值是否小于预设阈值便能精准的判断发射线圈上是否存在金属异物，一方面，检测精度高，另一方面，提高了无线发射机的工作安全性和可靠性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，振幅检测装置3包括：

输入端作为振幅检测装置3的输入端、用于检测滤波后的振荡信号的幅值的振幅检测模块；

用于输出预设阈值的基准电压模块；

第一输入端与振幅检测模块的输出端连接、第二输入端与基准电压模块连接、输出端作为振幅检测装置3的输出端的比较器，用于在滤波后的振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制无线发射机停止工作。

具体地，首先通过振幅检测模块检测滤波后的振荡信号的幅值，然后将检测到的幅值作为比较器的一个输入信号，将基准电压模块产生的预设阈值作为比较器的另一个输入信号，当振荡信号的幅值小于预设阈值时，比较器输出相应的电平，具体地，如果第一输入端为正相输入端，第二输入端为反相输入端，则当振荡信号的幅值小于预设阈值时，比较器输出低电平；如果第一输入端为反相输入端，第二输入端为正相输入端，则当振荡信号的幅值小于预设阈值时，比较器输出高电平。具体采用哪种方式本申请在此不做特别的限定，根据实际情况来定。本实施例选用比较器来进行振荡信号的幅值的判断，结构简单，易于实现且成本低。

作为一种优选地实施例，频率检测装置包括：

输入端作为振幅检测装置3的输入端、用于检测滤波后的振荡信号的幅值的振幅检测模块；

输入端与振幅检测模块的输出端连接、输出端作为振幅检测装置3的输出端的处理器，用于在滤波后的振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制无线发射机停止工作。

具体地，在通过振幅检测模块检测滤波后的振荡信号的幅值后，将检测到的幅值输出至处理器，处理器将该幅值与预设阈值进行比较，在振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制无线发射机停止工作。本实施例选用处理器来进行振荡信号的幅值的判断，精度高。

作为一种优选地实施例，系统还包括：

与振幅检测装置3连接的报警装置，用于在接收到控制信号时发出警报。

具体地，为了避免发射线圈发热甚至起火，振幅检测装置3发出至无线发射机的控制信号还发送至报警装置，以便报警装置发出警报，以便及时提醒相关人员进行故障排除。

作为一种优选地实施例，报警装置为蜂鸣器。

蜂鸣器具有报警频率可调、体积小、灵敏度高、耗电省及报警效果好的优点。当然，这里的报警装置不仅限于蜂鸣器，还可以为其他报警装置，例如显示装置，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，该系统还包括：

与振幅检测装置3连接的除异物装置，用于在接受到控制信号时去除发射线圈上的异物。

本申请为了提高检测金属异物的系统的自动化程度，还在该系统中设置了除异物装置，当检测到发射线圈上存在异物时，可以控制除异物装置去除发射线圈上的异物。

作为一种优选地实施例，振荡器1为电容三点式振荡器。本申请中的振荡器1可以选用高频振荡器，更为具体地，选用电容三点式振荡器，电容三点式振荡器具有输出的振荡信号的波形更接近于正弦波的优点且振荡信号稳定的优点，当然，这里的振荡器1还可以为其他类型的振荡器，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

作为一种优选地实施例，分布电容包括互不连接的两个电极。

作为一种优选地实施例，电极为铜箔。

作为一种优选地实施例，每个电极包括多个抽头，两个电极的抽头相对平行交叉。

具体地，请参照图2和图3，图2为本发明提供的一种分布电容的结构示意图，图3为本发明提供的一种图2所示分布电容的应用示意图。

此时电极1和电极2的分布电容是固定的，该分布电容会直接影响到分布电容的振荡频率。电极1和电极2包括多个抽头，多个抽头分布在发射线盘上，能够增大检测范围，当然，这里的电极1和电极2也可以分别只有一个抽头，以此来提到检测精度，具体选用多少个抽头的电极，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

另外，本申请选用铜箔来作为电极，具有导电性能好、柔性好、体积小及损耗小的优点，当然，这里也可以采用其他类型的电极，本申请在此不限定。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线发射机，包括控制器和发射线圈，还包括如上述的检测金属异物的系统。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线供电系统，包括无线接收机，包括如上述的无线发射机。

对于本发明提供的无线发射机和无线供电系统的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种检测金属异物的系统，应用于无线发射机，其特征在于，包括：

用于生成振荡信号的振荡器；

谐振频率等于所述振荡器的振荡频率、输入端与所述振荡器的输出端连接、用于对所述振荡信号进行滤波的LC滤波器，所述LC滤波器包括分布电容和滤波电感，其中，所述分布电容设置于发射线盘上；

输入端与所述LC滤波器的输出端连接、输出端与所述无线发射机连接的振幅检测装置，用于在滤波后的所述振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制所述无线发射机停止工作。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振幅检测装置包括：

输入端作为所述振幅检测装置的输入端、用于检测滤波后的所述振荡信号的幅值的振幅检测模块；

用于输出预设阈值的基准电压模块；

第一输入端与所述振幅检测模块的输出端连接、第二输入端与所述基准电压模块连接、输出端作为所述振幅检测装置的输出端的比较器，用于在滤波后的所述振荡信号的振幅小于所述预设阈值时输出控制信号，以控制所述无线发射机停止工作。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频率检测装置包括：

输入端作为所述振幅检测装置的输入端、用于检测滤波后的所述振荡信号的幅值的振幅检测模块；

输入端与所述振幅检测模块的输出端连接、输出端作为所述振幅检测装置的输出端的处理器，用于在滤波后的所述振荡信号的振幅小于预设阈值时输出控制信号，以控制所述无线发射机停止工作。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述振幅检测装置连接的报警装置，用于在接收到所述控制信号时发出警报。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振荡器为电容三点式振荡器。

6.如权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述分布电容包括互不连接的两个电极。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电极为铜箔。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，每个所述电极包括多个抽头，两个所述电极的抽头相对平行交叉。

9.一种无线发射机，包括控制器和发射线圈，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的检测金属异物的系统。

10.一种无线供电系统，包括无线接收机，其特征在于，包括如权利要求9所述的无线发射机。