CN219154250U - 金属异物检测装置及无线充电发射端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属异物检测装置及无线充电发射端，金属异物检测装置包括：检测线圈阵列，包括多个独立设置的线圈，每个线圈由一根铜线绕设多匝绕组而成，任意两个相邻的线圈交错叠置使两个线圈之间的检测盲区被填充；连接板，包括多个引脚，每个线圈的输出端连接一个引脚；控制主板，包括采集引脚和驱动引脚，采集引脚和驱动引脚分别连接连接板的引脚。本实用新型提出的金属异物检测装置使检测线圈中的线圈设置成多匝线圈，且令多匝线圈中的一匝或多匝绕组叠设在另一个相邻的多匝线圈上，这样任意两个相邻的线圈之间的检测盲区会被交错叠设的一匝或多匝绕组而覆盖填充，金属异物的检测精度也得到提高。

Description

金属异物检测装置及无线充电发射端

技术领域

本实用新型涉及家用电器领域，特别是涉及一种金属异物检测装置及无线充电发射端。

背景技术

在电动汽车无线充电的过程中，无线充电发射端会产生强磁场。若该强磁场中存在金属异物，则该金属异物会因此产生涡流、发热，进而可能引发火灾或其他安全问题。因此，无线充电发射端需要具有金属异物检测功能。现有技术中，无线充电发射端的异物检测功能大都是在PCB板上独立设置多个检测线圈形成检测线圈阵列，并利用电感耦合的原理实现的。但是，这种方式设置方式会导致相邻两个单独线圈的交界处存在检测盲区，从而影响检测的精确度。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中无线充电发射端检测金属异物的精确度较低的技术问题，提出一种金属异物检测装置及无线充电发射端。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提出了一种金属异物检测装置及无线充电发射端，其中金属异物检测装置包括：

检测线圈阵列，包括多个独立设置的线圈，每个所述线圈由一根铜线绕设多匝绕组而成，任意两个相邻的所述线圈交错叠置使两个所述线圈之间的检测盲区被填充；

连接板，包括多个引脚，每个线圈的输出端连接一个所述引脚；

控制主板，包括采集引脚和驱动引脚，所述采集引脚和所述驱动引脚分别连接所述连接板的引脚。

在一实施例中，相邻两个所述线圈中的一个线圈中一匝或多匝绕组穿插叠设在另一所述线圈中。

在另一实施例中，相邻两个所述线圈中一匝或多匝绕组相互穿插叠设。

无线充电发射端，包括上文所述的金属异物检测装置。

进一步的，无线充电发射端还包括设置在壳体内用于固定所述检测线圈阵列的安装板，所述安装板上间隔设有多个放置所述线圈的放置槽。

进一步的，所述放置槽的深度小于所述线圈的轴向高度，任意两个相邻的所述线圈中高出所述放置槽的绕组交错叠设。

进一步的，所述壳体的底板上固定有所述控制主板、所述连接板以及屏蔽板，所述壳体内设有磁芯和发射线圈，所述磁芯、所述发射线圈和所述安装板位于所述屏蔽板的上方。

与现有技术比较，本实用新型提出的金属异物检测装置使检测线圈中的线圈设置成多匝线圈，且令多匝线圈中的一匝或多匝绕组叠设在另一个相邻的多匝线圈上，这样任意两个相邻的线圈之间的检测盲区会被交错叠设的一匝或多匝绕组而覆盖填充，因而该线圈检测阵列便不存在检测盲区，金属异物的检测精度也得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中检测线圈阵列的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中检测线圈阵列的一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例中检测线圈阵列的另一种结构示意图；

图4为本实用新型实施例中金属异物检测装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中连接板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中无线充电发射端的爆炸图；

图7为本实用新型实施例中无线充电发射端中底板的结构图；

1、检测线圈阵列；2、连接板；3、控制主板；4、底板；5、上盖；6、屏蔽板；7、磁芯；8、发射线圈；9、安装板。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在电动汽车无线充电的过程中，无线充电发射端会产生强磁场。若该强磁场中存在金属异物，则该金属异物会因此产生涡流、发热，进而可能引发火灾或其他安全问题。因此，无线充电发射端需要具有金属异物检测功能。现有技术中，如图1所示，无线充电发射端的异物检测功能大都是在PCB板上独立设置多个检测线圈形成检测线圈阵列，并利用电感耦合的原理实现的。但是，这种方式设置方式会导致相邻两个单独线圈的交界处存在检测盲区，从而影响检测的精确度。

因此，为了解决检测线圈之间存在检测盲区导致无线充电发射端检测金属异物的检测精度低的技术问题，本实用新型提出一种金属异物检测装置，包括：

检测线圈阵列，包括多个独立设置的线圈，每个线圈由一根铜线绕设多匝而成，任意相邻的两个线圈交错叠置使两个线圈之间的检测盲区被填充；

连接板，连接板包括多个引脚，每个线圈的输出端对应连接连接板的一个引脚；

控制主板，包括采集引脚和驱动引脚，采集引脚和驱动引脚分别连接连接板的引脚；控制主板通过连接连接板的采集引脚采集各个线圈的电气参数，比如线圈的电流、电压或功率等；控制主板通过连接连接板的驱动引脚向检测线圈阵列发送激励信号使任意一个或多个线圈工作。

由此可知，本实用新型提出的金属异物检测装置使检测线圈中的线圈设置成多匝线圈，且令多匝线圈中的一匝或多匝绕组叠设在另一个相邻的多匝线圈上，这样任意两个相邻的线圈之间的检测盲区会被交错叠设的一匝或多匝绕组而覆盖填充，因而该线圈检测阵列便不存在检测盲区，金属异物的检测精度也得到提高。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

如图4所示，本实用新型提出的金属异物检测装置包括：

线圈检测阵列1，线圈检测阵列包括多个独立设置的线圈，每个线圈是由一根铜线绕成多匝绕组而成的，每个线圈的每匝绕组的直径大小可以绕成不同大小，因此任意相邻的两个线圈可以通过将一匝或多匝绕组的直径绕设较大而使两个线圈交错叠置，从而将相邻两个线圈之间的检测盲区覆盖填充。具体的，在一实施例中，如图2所示，线圈检测阵列包括相邻间隔设置的线圈A和线圈B，线圈A中上部位置的多匝绕组的直径A1大于线圈A底部位置的绕组的直径A2，线圈B中上部位置的多匝绕组的直径B1大于线圈B底部位置的绕组的直径B2，线圈A和线圈B底部位置的绕组之间的间隔间距L为检测盲区。在绕设线圈A和线圈B时，令线圈A中上部直径为A1的绕组映射在检测盲区的直径长度和线圈B中上部直径为B1的绕组映射在检测盲区的直径长度的和大于检测盲区的长度，即满足A2-A1+B2-B1>L。因此，线圈A中上部位置直径为A1的绕组与线圈B中上部位置直径为B2的绕组相互穿插叠设时，两者才能通过叠设将检测盲区覆盖填充，从而提升线圈检测阵列的检测精度。具体的，在另一实施例中，如图3所示，线圈检测阵列包括相邻间隔设置的线圈A和线圈B，线圈A中上部位置的多匝绕组的直径A1大于线圈A底部位置的绕组的直径A2，线圈B中所有绕组的相等、均为直径B1，线圈A和线圈B底部位置的绕组之间的间隔间距L为检测盲区。在绕设线圈A和线圈B时，令线圈A中上部直径为A1的绕组映射在检测盲区的直径长度大于检测盲区的长度，即A2-A1>L。因此，线圈A中上部位置直径为A1的绕组与线圈B中直径为B1的绕组穿插叠设时，两者才能通过叠设将监测盲区覆盖填充，从而提升线圈检测阵列的检测精度。

连接板2，连接板上设有多个引脚，如图5所示，检测线圈阵列中的每个线圈的输出端都对应连接连接板的一个引脚；

控制主板3，控制主板上设有采集引脚和驱动引脚。采集引脚连接连接板的一个引脚，控制主板通过连接板采集各个线圈的电气参数(如电流、电压、功率等)。驱动引脚连接连接板的一个引脚，控制主板通过连接板向检测线圈阵列发送激励信号(激励信号的频率在1Mhz～5Mhz)使任意一个或多个线圈通电、检测是否存在金属异物。

本实用新型还提出一种无线充电发射端，包括上文提出的金属异物检测装置。具体的，如图6和图7所示，包括底板4和上盖5组装成的壳体，固定在底板4上的连接板2、控制主板3以及屏蔽扰乱磁场的屏蔽板6，设置在壳体内的磁芯7和发射线圈8，设置在壳体的用于固定检测线圈阵列的安装板9，安装板9、磁芯7、发射线圈8均位于屏蔽板6的上方。安装板9上间隔设有多个放置槽，放置槽的深度小于线圈的轴向高度。因此，单个线圈放置在放置槽中时，线圈上底部位置的绕组会与放置槽的底部固定，线圈上中上部位置的绕组会伸出放置槽，线圈上中上部位置的绕组可以与相邻的线圈交错叠设。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.金属异物检测装置，其特征在于，包括：

检测线圈阵列，包括多个独立设置的线圈，每个所述线圈由一根铜线绕设多匝绕组而成，任意两个相邻的所述线圈交错叠置使两个所述线圈之间的检测盲区被填充；

连接板，包括多个引脚，每个线圈的输出端连接一个所述引脚；

控制主板，包括采集引脚和驱动引脚，所述采集引脚和所述驱动引脚分别连接所述连接板的引脚。

2.如权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，相邻两个所述线圈中的一个线圈中一匝或多匝绕组穿插叠设在另一所述线圈中。

3.如权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，相邻两个所述线圈中一匝或多匝绕组相互穿插叠设。

4.无线充电发射端，其特征在于，包括权利要求1-3任意一项所述的金属异物检测装置。

5.如权利要求4所述的无线充电发射端，其特征在于，还包括设置在壳体内用于固定所述检测线圈阵列的安装板，所述安装板上间隔设有多个放置所述线圈的放置槽。

6.如权利要求5所述的无线充电发射端，其特征在于，所述放置槽的深度小于所述线圈的轴向高度，任意两个相邻的所述线圈中高出所述放置槽的绕组交错叠设。

7.如权利要求5所述的无线充电发射端，其特征在于，所述壳体的底板上固定有所述控制主板、所述连接板以及屏蔽板，所述壳体内设有磁芯和发射线圈，所述磁芯、所述发射线圈和所述安装板位于所述屏蔽板的上方。

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