CN112068208A - 一种异物检测方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于无线充电技术领域，提供了一种异物检测方法及装置，该方法应用于无线充电***，无线充电***包括设置在发射线圈上的异物检测电路，异物检测电路包括交流源、电流检测模块、谐振电容以及检测线圈，交流源与谐振电容连接，谐振电容与检测线圈并联，电流检测模块连接谐振电容，异物检测方法包括：开启交流源，以使交流源向谐振电容传输电；控制电流检测模块获取流经谐振电容以及检测线圈的总实际电流；判断总实际电流是否大于阈值电流；若是，判断发射线圈上存在异物，若否，判断发射线圈上不存在异物。用以准确且简便的在无线充电***中检测是否存在异物。

Description

一种异物检测方法以及装置

技术领域

本发明无线充电技术领域，尤其涉及一种异物检测方法及装置。

背景技术

无线充电***是指发射线圈与接收线圈通过磁场传递能量，实现电能的非接触传输。由于多功能性好、可靠性高、柔性好、安全性及使用寿命较高，在加上无接触、无磨损的特性，无线充电技术能够满足不同条件下电子设备的用电需求，同时兼顾信息传输功能的需求。

由于金属会在电磁场中形成涡流而发热，因此在无线充电的过程，发射线圈和接收线圈之间存在的金属会造成安全隐患。目前，传统的金属异物检测方法主要有以下两种。一种是利用发射线圈磁场，通过检测感应电压的方式进行检测，一种是发射线圈自己发射激励，通过阻抗角方式，进行检测。前者电路简单，但精度受限，后者则电路复杂。

发明内容

本发明实施例提供一种异物检测方法，能够基于电流变化检测异物，其实现方法简单，同时可保证检测精度。

本发明实施例是这样实现的，一种异物检测方法，应用于无线充电***，所述无线充电***包括设置在发射线圈上的异物检测电路，所述异物检测电路包括交流源、电流检测模块、谐振电容以及检测线圈，所述交流源与所述谐振电容连接，所述谐振电容与所述检测线圈并联，所述电流检测模块连接谐振电容，所述异物检测方法包括以下步骤：开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电；控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流；判断所述总实际电流是否大于阈值电流；若是，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若否，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

更进一步地，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有一个，所述谐振电容设有一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别连接各个所述检测线圈，并且所述谐振电容与各个所述检测线圈之间设有第一开关，所述开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电的步骤之后，还包括：

依次闭合所述第一开关；

所述控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流具体包括：

在每次闭合所述第一开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

更进一步地，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有多个，所述谐振电容设有多个，所述检测线圈设有多个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，并且各个所述谐振电容与所述交流源之间设有第二开关，所述开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电的步骤之后，还包括：

依次闭合所述第二开关；

所述控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流具体包括：

在每次闭合所述第二开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述检测线圈以及与所述检测线圈对应的所述谐振电容的总实际电流。

更进一步地，所述交流源设有多个，所述电流检测模块设有多组，每组所述电流检测模块设有至少一个，所述谐振电容设有多组，每组所述谐振电容设有至少一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，每个所述交流源与每组所述谐振电容对应连接，各个所述谐振电容与对应的所述交流源之间设有第三开关，所述开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电的步骤之后，还包括：

依次闭合所述第三开关；

所述控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流具体包括：

在每次闭合所述第三开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

更进一步地，所述获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流的步骤之前，还包括：

对所述交流源的测试激励频率进行调节；

获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总测试电流；

当所述总测试电流小于阈值电流时，停止对所述测试激励频率的调节，并将停止调节时对应的所述测试激励频率作为所述交流源加载到所述检测线圈的实际激励频率。

更进一步地，所述异物检测电路还包括电压检测模块和检测电阻，所述检测线圈与所述谐振电容并联后串联所述检测电阻，所述检测电阻连接所述电压检测模块，所述异物检测方法还包括以下步骤：

控制所述电压检测模块获取所述检测电阻两端的实际电压；

判断所述实际电压是否大于阈值电压；

若是，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若否，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

本发明实施例还提供一种异物检测装置，应用于无线充电***，所述无线充电***包括设置在发射线圈上的异物检测电路，所述异物检测电路包括交流源、电流检测模块、谐振电容以及检测线圈，所述交流源与所述谐振电容连接，所述谐振电容与所述检测线圈并联，所述电流检测模块连接谐振电容，所述异物检测装置包括：

交流源开启单元，用于开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电；

电流获取单元，用于控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流；

第一判断单元，用于判断所述总实际电流是否大于阈值电流；

若判断所述总实际电流大于所述阈值电流，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若判断所述总实际电流未大于所述阈值电流，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

更进一步地，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有一个，所述谐振电容设有一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别连接各个所述检测线圈，并且所述谐振电容与各个所述检测线圈之间设有第一开关，所述异物检测装置还包括：

第一开关闭合单元，用于依次闭合所述第一开关；

所述电流获取单元，具体用于在每次闭合所述第一开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

更进一步地，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有多个，所述谐振电容设有多个，所述检测线圈设有多个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，并且各个所述谐振电容与所述交流源之间设有第二开关，所述异物检测装置还包括：

第二开关闭合单元，用于依次闭合所述第二开关；

所述电流获取单元，具体用于在每次闭合所述第二开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述检测线圈以及与所述检测线圈对应的所述谐振电容的总实际电流。

更进一步地，所述交流源设有多个，所述电流检测模块设有多组，每组所述电流检测模块设有至少一个，所述谐振电容设有多组，每组所述谐振电容设有至少一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，每个所述交流源与每组所述谐振电容对应连接，各个所述谐振电容与对应的所述交流源之间设有第三开关，所述异物检测装置还包括：

第三开关闭合单元，用于依次闭合所述第三开关；

所述电流获取单元，具体用于在每次闭合所述第三开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

更进一步地，所述异物检测装置还包括：

频率调节单元，用于对所述交流源的测试激励频率进行调节；

测试电流获取单元，用于获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总测试电流；

频率确定单元，用于当所述总测试电流小于阈值电流时，停止对所述测试激励频率的调节，并将停止调节时对应的所述测试激励频率作为所述交流源加载到所述检测线圈的实际激励频率。

更进一步地，所述异物检测电路还包括电压检测模块和检测电阻，所述检测线圈与所述谐振电容并联后串联所述检测电阻，所述检测电阻连接所述电压检测模块，所述异物检测装置还包括：

电压获取单元，用于控制所述电压检测模块获取所述检测电阻两端的实际电压；

第二判断单元，用于判断所述实际电压是否大于阈值电压；

若判断所述实际电压大于所述阈值电压，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若判断所述实际电压未大于所述阈值电压，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

与相关技术相比较，本发明提供的异物检测方法及装置具有如下有益效果：异物检测电路仅需包含交流源、电流检测模块、谐振电容以及检测线圈，通过电流检测模块获取谐振电容以及检测线圈的总实际电流，将此实际电流与阈值电流进行比较，在实际电流大于阈值电流时，则确定在无线充电***中存在异物，在实际电流不大于阈值电流时，则确定在无线充电***中不存在异物。由此可知，在本申请中，是基于电流变化检测异物，其实现方法较为简单，即为实现电路简单，且检测的结果较为准确，从而可以准确且简便的在无线充电***中检测是否存在异物。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明实施例提供的一种异物检测方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种异物检测电路的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种异物检测电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种异物检测方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种异物检测电路的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种异物检测电路的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种异物检测方法的流程示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种异物检测电路的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种异物检测方法的流程示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种异物检测方法的流程示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种异物检测电路的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的另一种异物检测方法的流程示意图；

图13是本发明实施例提供的一种异物检测装置的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的另一种异物检测装置的结构示意图；

图15是本发明实施例提供的另一种异物检测装置的结构示意图；

图16是本发明实施例提供的另一种异物检测装置的结构示意图；

图17是本发明实施例提供的另一种异物检测装置的结构示意图；

图18是本发明实施例提供的另一种异物检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

为了对本发明实施例进行有效说明，以下参照附图对本申请实施例进行详细阐述。

本发明提供一种异物检测方法，应用于异物检测方法的异物检测电路仅需包含交流源11、电流检测模块12、谐振电容13以及检测线圈14，通过电流检测模块12获取谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流，将此实际电流与阈值电流进行比较，在实际电流大于阈值电流时，则确定在无线充电***中存在异物，在实际电流不大于阈值电流时，则确定在无线充电***中不存在异物。由此可知，在本申请中，是基于电流变化检测异物，其实现方法较为简单，即为实现电路简单，且检测的结果较为准确，从而可以准确且简便的在无线充电***中检测是否存在异物。

实施例一

如图1所示，本申请提供了一种异物检测方法，应用于无线充电***，所述无线充电***包括设置在发射线圈上的异物检测电路，通常情况下，金属异物会存在于发射线圈上方，不会在接收线圈附近，所以，通常只要将异物检测电路设置在发射线圈上，无需设置在接收线圈上，如图2所示，所述异物检测电路包括交流源11、电流检测模块12、谐振电容13以及检测线圈14，所述交流源11与所述谐振电容13连接，所述谐振电容13与所述检测线圈14并联，所述电流检测模块12连接谐振电容13，所述异物检测方法包括以下步骤：

S101、开启所述交流源11，以使所述交流源11向所述谐振电容13传输电。

S102、控制所述电流检测模块12获取流经所述谐振电容13以及所述检测线圈14的总实际电流。

S103、判断所述总实际电流是否大于阈值电流。若是，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若否，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

具体的，在本申请中，在无线充电***的发射线圈上设置异物检测电路，以便检测在发射线圈与接收线圈之间是否存在金属异物。本申请的异物检测电路参考图2所示，包含交流源11、电流检测模块12、谐振电容13以及检测线圈14。其中，交流源11与谐振电容13连接，谐振电容13与检测线圈14并联，电流检测模块12的一端与谐振电容13的一端连接，另一端与交流原11连接。

在上述异物检测电路中，谐振电容13与检测线圈14并联，构成谐振电路，若谐振频率为f_D，则此电路应该满足

则上述电路阻抗为

其中，j为复数单位，是一数学常量，f_D为谐振频率，L_d为检测线圈14的电感量，C_d为谐振电容13的电容量。由于谐振电容13与检测线圈14并联，因此在理想状态下，电路阻抗Z可以认为无穷大，即为电流检测模块11检测到的电流应为0A。

当在金属或高磁导率物质位于发射线圈或接收线圈上时，由于金属的涡流效应或磁性材料的导磁特性，会使检测线圈电感值改变，即L_D产生变化，记为L_D′，由于L_D′与C_D不谐振，因此电路阻抗Z会产生一个明显变化，电路中电流I_D从0A变为I_D′，即电流检测模块11检测到所在位置处的电流由0A变为I_D′，即判定发射线圈或接收线圈附近有金属或高磁导率物质存在，需要说明的是，上述金属不包括发射线圈正常情况下的利兹线，上述高磁导率物质不包括发射线圈正常情况下存在的磁芯。

在本实施例中，基于上述异物检测电路，异物检测方法具体为：

S101、开启交流源11，以使交流源向谐振电容13传输电。

交流源11为异物检测电路提供电源，因此在需要进行异物检测时，控制设备将异物检测电路中的交流源11开启，使得交流源11为电路中的其他器件供电，例如向谐振电容13及谐振线圈14供电。

S102、控制电流检测模块12获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流。

即为，由于在发射线圈或接收线圈存在金属或者高磁导率物质时，异物检测电路的电流会发生改变，因此可以通过检测异物检测电路的电流来获知是否有金属或者高磁导率物质放置在发射线圈或接收线圈上。此时，电流检测模块12可以获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流。

S103、判断总实际电流是否大于阈值电流，若是，判断发射线圈上存在异物，若否，判断发射线圈上不存在异物。

在本实施例中，在电流检测模块12获取到流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流后，将获取的流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流与阈值电流进行比较，确定是否大于阈值电流。

需要说明的是，阈值电流是预先设置，是根据实际情况设置的，可以是10mA，5mA等，本申请对此不做限制。

由于阈值电流在理想状态下可以设置为0A，但是实际情况应比0A大，例如10mA。这是由于实际误差造成的。比如检测线圈14与谐振电容13的理想状态下的谐振频率是350kHz,但是实际电源提供的激励频率在349.5kHz，则无法实现电流为0A，而是一个很小的电流。

将流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流与阈值电流进行比对后，如果流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流大于阈值电流，则说明发射线圈存在金属或者高磁导率物质导致异物检测电路的电流变大，此时，可以确定发射线圈上存在异物。如果流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流不大于阈值电流，则可以确定发射线圈上不存在异物。

在本发明实施例中，上述异物检测电路一般是应用于发射线圈端，因为发射线圈端设在地面上，接收线圈端设在负载(例如汽车)上，所以发射线圈端上容易有异物。在本申请的下述实施例描述中，以异物检测电路设置在发射线圈端为例进行说明。

进一步的，如果发现存在发射线圈上存在异物后，可以将电源关闭，输出存在异物信号给用户，用户清除异物后再通电。或者，输出存在异物信号到清扫机构(例如带扫帚的机械手)，清扫机构清除异物，检测到异物消除后重新通电。

在本发明实施例中，无线充电***中，通常发射线圈尺寸较大，因此采用单一的异物检测线圈，难以覆盖整个发射线圈的上表面，且难以实现较高的检测精度。一种优选的做法为，采用多个异物检测线圈，放置于发射线圈上方，不仅可以覆盖整个发射线圈的上方位置，而且单个线圈尺寸减小，可以提高其检测精度，从而达到高精度全方位的实现异物检测。

这样一来，实现多个异物检测线圈的第一种方式，具体如下：

如图3所示，可以将交流源11设有一个，电流检测模块12设有一个，谐振电容13设有一个，检测线圈14设有多组，每组检测线圈14设有至少一个，谐振电容13分别连接各个所述检测线圈14，并且谐振电容13与各个检测线圈14之间设有第一开关15。此时，在步骤S101开启交流源11，以使交流源11向谐振电容13传输电的步骤之后，如图4所示，还包括：

S104、依次闭合第一开关15。

具体的，在充电***中，由于发射线圈的尺寸较大，单个检测线圈14难以覆盖整个发射线圈，因此，可以设置多组检测线圈14，使得多组检测线圈14覆盖整个发射线圈的辐射区域。此时，在每组检测线圈14与谐振电容13之间均设置有一个第一开关15，可以通过控制第一开关15的闭合与断开来控制检测哪个检测线圈14与谐振电容13之间形成谐振电路，进而检测此检测线圈14对应的发射线圈处是否有异物存在。

由于需要检测整个发射线圈上是否有异物存在，因此可以依次闭合第一开关15，从而将多组检测线圈14中每一组检测线圈14依次与谐振电容13导通。

此时，步骤S102控制电流检测模块12获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流具体包括：

在每次闭合第一开关15时，控制电流检测模块12获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流。

即为，在每次闭合第一开关15时，控制电流检测模块12获取流经谐振电容13以及第一开关15闭合导通的检测线圈14的总实际电流。

例如，参考附图3，在异物检测电路中，谐振电容13用C_D标示，电流检测模块12用CT标示，假设在异物检测电路中设置有n组检测线圈14，分别用L_D1-L_Dn标示，此时，在每组检测线圈14与谐振电容C_D之间均设置有一个第一开关15，用T₁-T_n标示。在进行异物检测时，可以先将第一开关T₁闭合，此时，检测线圈L_D1与谐振电容C_D之间导通。控制电流检测模块CT获取流经谐振电容C_D与检测线圈L_D1之间的实际电流。判断此实际电流是否大于阈值电流。如果大于阈值电流，则判断发射线圈上存在异物。如果不大于阈值电流，则判断发射线圈上不存在异物。在对检测线圈L_D1进行判断完成后，断开第一开关T₁。然后闭合第一开关T₂，此时，检测线圈L_D2与谐振电容C_D之间导通。同理，控制电流检测模块CT获取流经谐振电容C_D与检测线圈L_D1之间的实际电流。判断此实际电流是否大于阈值电流。如果大于阈值电流，则判断发射线圈上存在异物。如果不大于阈值电流，则判断发射线圈上不存在异物。在对检测线圈L_D2进行判断完成后，断开第一开关T₂。然后闭合第一开关T₃，闭合第一开关T₃之后的步骤可以参考闭合第一开关T₁及第一开关T₂之后的步骤，在此不再赘述。通过上述过程，直至闭合第一开关T_n，完成闭合第一开关T_n之后的步骤。从而完成对整个发射线圈是否有异物的检测。

可选地，在首次使用异物检测电路时，在每次闭合一个第一开关时，可以先单独对闭合的支路进行扫描，记录此支路的谐振频率，后续工作中，在此支路再次闭合时，直接对此支路直接施加其谐振频率，以提高检测精度。

需要说明的是，上述每组检测线圈14可以包含一个检测线圈，如图3所示。也可以包含多个检测线圈，如图5所示。上述检测过程中，每次闭合一个第一开关，当然可以同时闭合多个第一开关如T₁₁～T_m1，电流检测模块12获取流经谐振电容13与闭合的第一开关导通的多组检测线圈14之间的实际电流，将此实际电流与阈值电流进行比较，确实是否大于阈值电流。如果实际电流不大于阈值电流，则断定发射线圈上无异物，将闭合的多个第一开关如T₁～T_n断开，并重新开启其他第一开关，重复上述过程，直至完成所有支路检测。其特例为，一次性闭合所有第一开关，进行判定。其判断过程与上述判断过程相同，在此不再赘述。上述开启多个第一开关可以提高检测速度。

在本发明实施例中，实现多个异物检测线圈的第二种方式，具体如下：

如图6所示，可以将交流源11设有一个，电流检测模块12设有多个，谐振电容13设有多个，检测线圈14设有多个，谐振电容13分别与电流检测模块12和检测线圈14对应设置，并且各个谐振电容13与交流源11之间设有第二开关16。此时，步骤S101开启交流源11，以使交流源11向谐振电容13传输电的步骤之后，如图7所示，还包括：

S105、依次闭合第二开关16。

具体的，在充电***中，由于发射线圈的尺寸较大，单个检测线圈14难以覆盖整个发射线圈，因此，可以设置多组检测支路，每组检测支路包含一个电流检测模块12，一个谐振电容13及一个检测线圈14，其中，谐振电容13分别与电流检测模块12和检测线圈14对应设置。使得多组检测支路覆盖整个发射线圈的辐射区域。此时，在每组检测支路与交流源11之间设有一个第二开关16，可以通过控制第二开关16的闭合与断开来控制检测导通哪个检测支路，进而检测此检测支路对应的发射线圈处是否有异物存在。

由于需要检测整个发射线圈是否有异物存在，因此可以依次闭合第二开关16，从而将多组检测支路中每一组检测支路依次与交流源导通。

此时步骤S102控制电流检测模块102获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流具体包括：

在每次闭合第二开关16时，控制电流检测模块12获取流经检测线圈14以及与检测线圈14对应的谐振电容13的总实际电流。

即为，在每次闭合第二开关16时，交流源11将电源激励信号传输至第二开关16导通的检测支路，从而使得检测支路内的电流检测模块12获取流经此检测支路内的谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流。

例如，参考附图6，在异物检测电路中采用n个检测线圈14，每个检测线圈14单独匹配谐振电容13及电流互感器12，通过第二开关16对每一路检测线圈14进行切换，以实现对每一路添加激励进行检测，从而实现对该检测线圈14附近是否存在异物进行判断。其中，在附图6中，n个谐振电容13用C_D1-C_Dn标示，电流检测模块12用CT₁-CT_n标示，检测线圈14用L_D1-L_Dn标示，第二开关16用Q₁-Q_n标示。

此时，在异物检测电路中，包含有n组检测支路，每组检测支路中包含有一个谐振电容13、电流互感器12及一个检测线圈14。且每组检测支路均通过一个第二开关16与交流源11连接。在进行异物检测时，可以先将第二开关Q₁闭合，此时，第二开关Q₁将交流源11与第一检测支路导通，从而为第一检测支路内的电流检测模块CT₁、检测线圈L_D1及谐振电容C_D1提供电源激励信号。通过电流检测模块CT₁获取流经谐振电容C_D1与检测线圈L_D1之间的实际电流。判断此实际电流是否大于阈值电流。如果大于阈值电流，则判断发射线圈上存在异物。如果不大于阈值电流，则判断发射线圈上不存在异物。在对检测线圈L_D1进行判断完成后，断开第二开关Q₁。然后闭合第二开关Q₂，此时，第二开关Q₂将交流源11与第二检测支路导通，从而为第二检测支路内的电流检测模块CT₂、检测线圈L_D2及谐振电容C_D2提供电源激励信号。同理，通过电流检测模块CT₂获取流经谐振电容C_D2与检测线圈L_D2之间的实际电流。判断此实际电流是否大于阈值电流。如果大于阈值电流，则判断发射线圈上存在异物。如果不大于阈值电流，则判断发射线圈上不存在异物。在对检测线圈L_D2进行判断完成后，断开第二开关Q₂。然后闭合第二开关Q₃，闭合第二开关Q₃之后的步骤可以参考闭合第二开关Q₁及第二开关Q₂之后的步骤，在此不再赘述。通过上述过程，直至闭合第二开关Q_n，完成闭合第二开关Q_n之后的步骤。从而完成对整个发射线圈是否有异物的检测。

需要说的是，上述检测过程也可以同时闭合多路检测支路，如1～3路检测支路，同时读取每一路的实际电流，根据每一路的实际电流进行判断，以加快扫描速度。

在本发明实施例中，实现多个异物检测线圈的第三种方式，具体如下：

如图8所示，交流源11设有多个，所述电流检测模块12设有多组，每组所述电流检测模块12设有至少一个，所述谐振电容13设有多组，每组所述谐振电容13设有至少一个，所述检测线圈14设有多组，每组所述检测线圈14设有至少一个，所述谐振电容13分别与所述电流检测模块12和所述检测线圈14对应设置，每个所述交流源11与每组所述谐振电容13对应连接，各个所述谐振电容13与对应的所述交流源11之间设有第三开关17。此时，在步骤S101开启交流源11，以使交流源11向谐振电容13传输电的步骤之后，如图9所示，还包括：

S106、依次闭合第三开关17。

具体的，在充电***中，由于发射线圈的尺寸较大，单个检测线圈14难以覆盖整个发射线圈，因此，可以设置多组检测电路，每组检测电路包含至少一个检测支路，其中检测支路包含一个电流检测模块12，一个谐振电容13及一个检测线圈14，其中，谐振电容13分别与电流检测模块12和检测线圈14对应设置。使得多组检测电路覆盖整个发射线圈的辐射区域。由于每个检测线圈14感量和谐振电容13容值存在偏差，导致每一组检测电路的谐振频率存在差异，即同时扫描多路检测电路时，需要不同频率的交流源11，而一个交流源11同时只能一个频率交流。因此，在第三种实现方式中可以设置多个交流源11，提供不同频率的激励，解决上述问题。此时，对应每组检测电路设置有一个交流源11，在每组检测电路中的检测支路共用一个交流源11。在每组检测支路中，在交流源11与谐振电容13之间设置有第三开关17，可以通过控制第三开关17的闭合与断开来控制检测导通哪个检测支路，进而检测此检测支路对应的发射线圈处是否有异物存在。

由于需要检测整个发射线圈是否有异物存在，因此可以依次闭合第三开关17，从而将多组检测支路中每一组检测支路依次与交流源导通。

此时，步骤S102控制电流检测模块12获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流具体包括：

在每次闭合第三开关17时，控制电流检测模块12获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流。

即为，在每次闭合第三开关17时，交流源11将电源激励信号传输至第三开关17导通的检测支路，从而使得检测支路内的电流检测模块12获取流经此检测支路内的谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流。

例如，参考附图8，在异物检测电路中采用n组检测电路，每组检测电路中包含有m组检测支路。针对每组检测电路设置一个交流源11。每个检测支路中设置有m个检测线圈14，每个检测线圈14单独匹配谐振电容13及电流互感器12，通过第三开关17对每一路检测线圈14进行切换，以实现对每一路添加激励进行检测，从而实现对该检测线圈14附近是否存在异物进行判断。其中，在附图8中，异物检测电路中的交流源11用U₁-U_n标示，谐振电容13用C_D11-C_Dmn标示，电流检测模块12用CT1₁-CTm_n标示，检测线圈14用L_D11-L_Dmn标示，第二开关16用S₁₁-S_mn标示。

此时，在异物检测电路中，包含有n组检测电路，针对每组检测电路设置有一个交流源U_n，且每组检测电路中包含有m组检测支路，每组检测支路中包含有一个谐振电容13、电流互感器12及一个检测线圈14。且每组检测支路均通过一个第三开关17与其对应的交流源11连接。在进行异物检测时，可以先将第三开关S₁₁闭合，此时，第三开关S₁₁将交流源U₁与第一检测电路中的第一检测支路导通，从而为第一检测支路内的电流检测模块CT₁₁、检测线圈L_D11及谐振电容C_D11提供电源激励信号。通过电流检测模块CT₁₁获取流经谐振电容C_D11与检测线圈L_D11之间的实际电流。判断此实际电流是否大于阈值电流。如果大于阈值电流，则判断发射线圈上存在异物。如果不大于阈值电流，则判断发射线圈上不存在异物。在对检测线圈L_D11进行判断完成后，断开第二开关Q₁₁。然后闭合第三开关Q₂₁，此时，第三开关Q₂₁将交流源U₁与第一检测电路中的第二检测支路导通，从而为第二检测支路内的电流检测模块CT₂₁、检测线圈L_D21及谐振电容C_D21提供电源激励信号。同理，通过电流检测模块CT₂₁获取流经谐振电容C_D21与检测线圈L_D21之间的实际电流。判断此实际电流是否大于阈值电流。如果大于阈值电流，则判断发射线圈上存在异物。如果不大于阈值电流，则判断发射线圈上不存在异物。在对检测线圈L_D21进行判断完成后，断开第三开关Q₂₁。然后闭合第三开关Q₃₁，闭合第三开关Q₃₁之后的步骤可以参考闭合第三开关Q₁₁及第三开关Q₂₁之后的步骤，再此不再赘述。通过上述过程，直至闭合第三开关Q_m1，完成闭合第二开关Q_m1之后的步骤。

在完成第一检测电路的检测后，在进行第二检测电路的检测，即为，将第三开关S₁₂闭合，此时，第三开关S₁₂将交流源U₂与第二检测电路中的第一检测支路导通，从而为第一检测支路内的电流检测模块CT₁₂、检测线圈L_D12及谐振电容C_D12提供电源激励信号，控制电流检测模块CT₁₂获取流经谐振电容C_D12与检测线圈L_D12之间的实际电流。判断此实际电流是否大于阈值电流。如果大于阈值电流，则判断发射线圈上存在异物。如果不大于阈值电流，则判断发射线圈上不存在异物。在对检测线圈L_D12进行判断完成后，断开第三开关Q₁₂。然后闭合第三开关Q₂₂。在闭合第三开关Q₂₂之后的步骤，参考闭合第三开关Q₁₂之后的步骤，直至闭合第三开关Q_m2，完成闭合第二开关Q_m2之后的步骤从而完成第二检测电路的检测。同理，在完成第二检测电路的检测后，可以依次完成检测第三至第n检测电路的检测，具体步骤参考上述过程在此不再赘述。

在完成第n检测电路的检测后，即为完成对整个发射线圈是否有异物的检测。

需要说明的是，上述过程是每次仅进行一个检测电路中的一个检测支路进行检测，还可以同时进行多个检测支路进行检测，例如一个检测电路中的两个、三个、四个或者全部检测支路同时进行检测。也可以多个检测电路同时进行检测，例如，两个、三个、或者四个检测电路的一个、两个或者四个检测支路同时进行检测。还可以全部检测电路中的全部检测支路同时检测。多个检测电路同时检测时，可以由用户根据实际需要设置，本申请对此不做限制。

在本申请中，如图10所示，在步骤S102获取流经谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流的步骤之前，还包括：

S107、对交流源11的测试激励频率进行调节。

具体的，由于不同的检测线圈电感14间存在偏差，且不同的谐振电容13的容值间也会存在偏差，使其难以保证谐振，因此在开机之前对每一路检测电路进行扫描，来判断该路的谐振状态。

此时，针对不同的检测电路，调节交流源11的测试激励频率，以便为不同的检测电路提供不同谐振频率的电源激励信号。

S108、获取流经所述谐振电容13以及检测线圈14的总测试电流。

具体的，在将交流源11的测试激励频率调制一个值时，需要检测调整的测试激励频率是否合适，此时可以将交流源11采用测试激励频率向电路中的谐振电容13及检测线圈14供电，通过电流检测单元12获取流经所述谐振电容13以及检测线圈14的总测试电流。

S109、当所述总测试电流小于阈值电流时，停止对所述测试激励频率的调节，并将停止调节时对应的所述测试激励频率作为所述交流源加载到所述检测线圈的实际激励频率。

具体的，在获取了流经所振电容13以及检测线圈14的总测试电流之后，将总测试电流与阈值电流进行比较，如果不大于阈值电流，则停止对测试激励频率的调节，并将停止调节时对应的测试激励频率确定为此检测电路对应的谐振频率，进行记录，以便在后续进行检测时，采用此谐振频率。

通过上述步骤，可以针对不同检测电路进行交流源11的谐振频率的调整，以便获取所需的谐振频率。

需要说明的是，在实际进行交流源的测试激励频率进行调节时，可以是微处理器连接多个驱动芯片，由多个驱动芯片实现调频。或者，在异物检测电路的最大电流不超过100mA时，微处理器可不连接驱动芯片，由微处理器直接实现调频。

进一步的，如图11所示，上述异物检测电路还包括电压检测模块18和检测电阻19，所述检测线圈14与所述谐振电容13并联后串联所述检测电阻19，所述检测电阻19连接所述电压检测模块18。

具体的，异物检测电路除了检测电路的电流之外，可以检测电压。此时，在异物检测电路中设置检测电阻19，通过获取检测电阻19两端的电压来获知异物检测电路的电压，进而根据此电压进行判断是否有异物。

在上述异物检测电路中，交流源11为外部施加电压激励，L_D为检测线圈14，C_D为谐振电容13，并联在L_D两端，与L_D谐振，谐振频率为f_D，R_D为检测电阻19，串联在电路中。此时异物检测电路满足

其中，

电路阻抗为：

流过R_D两端电流为：

R_D两端电压为：U_D＝I_D·R_D。

在理想状态下，当不存在金属异物时，L_D、C_D并联谐振，所以电路阻抗Z为无穷大，回路中电流为I_D为0，R_D两端电压为0。

当存在金属异物时，由于金属的涡流效应，会影响检测线圈电感值，即L_D产生变化，记为L_D′，由于L_D′与C_D不谐振，因此回路阻抗Z会产生一个明显变化，回路中电流I_D从0变为I_D′，R_D两端电压从0变为U_D′，即检测R_D两端电压变化，实现对金属异物有无的判断。

此时，异物检测方法，如图12所示，还包括：

步骤S110、控制电压检测模块18获取检测电阻19两端的实际电压。

具体的，在进行异物检测时，交流源11向谐振电容13及检测线圈14供电后，电压检测模块18对检测电阻19进行监测，获取检测电阻19两端的实际电压。

步骤S111、判断所述实际电压是否大于阈值电压；若是，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若否，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

具体的，将获取的检测电阻19的实际电压与阈值电压进行比较，如果实际电压大于阈值电压，则判断出发射线圈上存在异物。如果实际电压不大于阈值电压，则判断发射线圈上不存在异物。

需要说明的是，阈值电压是预先设置的，由于理想状态下阈值电压为0v，而实际电路中，阈值电压比0v大，例如可以是10mV。

实施例二

本申请提供了一种异物检测装置，如图13所示，应用于无线充电***，无线充电***包括设置在发射线圈上的异物检测电路，异物检测电路，参考图2所示，包括交流源11、电流检测模块12、谐振电容13以及检测线圈14，所述交流源11与所述谐振电容13连接，所述谐振电容13与所述检测线圈14并联，所述电流检测模块12连接谐振电容13。所述异物检测装置包括：

交流源开启单元201，用于开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电；

电流获取单元202，用于控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流；

第一判断单元203，用于判断所述总实际电流是否大于阈值电流；

若判断所述总实际电流大于所述阈值电流，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若判断所述总实际电流未大于所述阈值电流，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

在本发明实施例中，参考图3所示，交流源11设有一个，所述电流检测模块12设有一个，所述谐振电容13设有一个，所述检测线圈14设有多组，每组所述检测线圈14设有至少一个，所述谐振电容13分别连接各个所述检测线圈14，并且所述谐振电容13与各个所述检测线圈14之间设有第一开关15，所述异物检测装置，如图14所示，还包括：

第一开关闭合单元204，用于依次闭合所述第一开关15。

所述电流获取单元202，具体用于在每次闭合所述第一开关15时，控制所述电流检测模块12获取流经所述谐振电容13以及所述检测线圈14的总实际电流。

或者，在本发明实施例中，参考图6所示，交流源11设有一个，所述电流检测模块12设有多个，所述谐振电容13设有多个，所述检测线圈14设有多个，所述谐振电容13分别与所述电流检测模块12和所述检测线圈14对应设置，并且各个所述谐振电容13与所述交流源11之间设有第二开关16，所述异物检测装置，如图15所示，还包括：

第二开关闭合单元205，用于依次闭合所述第二开关16。

所述电流获取单元202，具体用于在每次闭合所述第二开关16时，控制所述电流检测模块12获取流经所述检测线圈14以及与所述检测线圈14对应的所述谐振电容13的总实际电流。

或者，在本发明实施例中，参考图8所示，交流源11设有多个，所述电流检测模块12设有多组，每组所述电流检测模块12设有至少一个，所述谐振电容13设有多组，每组所述谐振电容13设有至少一个，所述检测线圈14设有多组，每组所述检测线圈14设有至少一个，所述谐振电容13分别与所述电流检测模块12和所述检测线圈14对应设置，每个所述交流源11与每组所述谐振电容13对应连接，各个所述谐振电容13与对应的所述交流源11之间设有第三开关17，所述异物检测装置，如图16所示，还包括：

第三开关闭合单元206，用于依次闭合所述第三开关。

所述电流获取单元202，具体用于在每次闭合所述第三开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

进一步的，异物检测装置，如图17所示，还包括：

频率调节单元207，用于对所述交流源11的测试激励频率进行调节。

测试电流获取单元208，用于获取流经所述谐振电容13以及所述检测线圈14的总测试电流。

频率确定单元209，用于当所述总测试电流小于阈值电流时，停止对所述测试激励频率的调节，并将停止调节时对应的所述测试激励频率作为所述交流源加载到所述检测线圈的实际激励频率。

进一步的，参考图11所示，异物检测电路还包括电压检测模块18和检测电阻19，所述检测线圈14与所述谐振电容13并联后串联所述检测电阻19，所述检测电阻19连接所述电压检测模块18，所述异物检测装置，如图18所示，还包括：

电压获取单元210，用于控制所述电压检测模块18获取所述检测电阻19两端的实际电压。

第二判断单元211，用于判断所述实际电压是否大于阈值电压。

若判断所述实际电压大于所述阈值电压，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若判断所述实际电压未大于所述阈值电压，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

这样一来，异物检测电路仅需包含交流源11、电流检测模块12、谐振电容13以及检测线圈14，通过电流检测模块12获取谐振电容13以及检测线圈14的总实际电流，将此实际电流与阈值电流进行比较，在实际电流大于阈值电流时，则确定在无线充电***中存在异物，在实际电流不大于阈值电流时，则确定在无线充电***中不存在异物。由此可知，在本申请中，是基于电流变化检测异物，其实现方法较为简单，即为实现电路简单，且检测的结果较为准确，从而可以准确且简便的在无线充电***中检测是否存在异物。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种异物检测方法，其特征在于，应用于无线充电***，所述无线充电***包括设置在发射线圈上的异物检测电路，所述异物检测电路包括交流源、电流检测模块、谐振电容以及检测线圈，所述交流源与所述谐振电容连接，所述谐振电容与所述检测线圈并联，所述电流检测模块连接谐振电容，所述异物检测方法包括以下步骤：

开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电；

控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流；

判断所述总实际电流是否大于阈值电流；

若是，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若否，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

2.根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有一个，所述谐振电容设有一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别连接各个所述检测线圈，并且所述谐振电容与各个所述检测线圈之间设有第一开关，所述开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电的步骤之后，还包括：

依次闭合所述第一开关；

所述控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流具体包括：

在每次闭合所述第一开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

3.根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有多个，所述谐振电容设有多个，所述检测线圈设有多个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，并且各个所述谐振电容与所述交流源之间设有第二开关，所述开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电的步骤之后，还包括：

依次闭合所述第二开关；

所述控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流具体包括：

在每次闭合所述第二开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述检测线圈以及与所述检测线圈对应的所述谐振电容的总实际电流。

4.根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，所述交流源设有多个，所述电流检测模块设有多组，每组所述电流检测模块设有至少一个，所述谐振电容设有多组，每组所述谐振电容设有至少一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，每个所述交流源与每组所述谐振电容对应连接，各个所述谐振电容与对应的所述交流源之间设有第三开关，所述开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电的步骤之后，还包括：

依次闭合所述第三开关；

所述控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流具体包括：

在每次闭合所述第三开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

5.根据权利要求1-4任一项所述的异物检测方法，其特征在于，所述获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流的步骤之前，还包括：

对所述交流源的测试激励频率进行调节；

获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总测试电流；

当所述总测试电流小于阈值电流时，停止对所述测试激励频率的调节，并将停止调节时对应的所述测试激励频率作为所述交流源加载到所述检测线圈的实际激励频率。

6.根据权利要求1-4任一项所述的异物检测方法，其特征在于，所述异物检测电路还包括电压检测模块和检测电阻，所述检测线圈与所述谐振电容并联后串联所述检测电阻，所述检测电阻连接所述电压检测模块，所述异物检测方法还包括以下步骤：

控制所述电压检测模块获取所述检测电阻两端的实际电压；

判断所述实际电压是否大于阈值电压；

若是，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若否，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

7.一种异物检测装置，其特征在于，应用于无线充电***，所述无线充电***包括设置在发射线圈上的异物检测电路，所述异物检测电路包括交流源、电流检测模块、谐振电容以及检测线圈，所述交流源与所述谐振电容连接，所述谐振电容与所述检测线圈并联，所述电流检测模块连接谐振电容，所述异物检测装置包括：

交流源开启单元，用于开启所述交流源，以使所述交流源向所述谐振电容传输电；

电流获取单元，用于控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流；

第一判断单元，用于判断所述总实际电流是否大于阈值电流；

若判断所述总实际电流大于所述阈值电流，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若判断所述总实际电流未大于所述阈值电流，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有一个，所述谐振电容设有一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别连接各个所述检测线圈，并且所述谐振电容与各个所述检测线圈之间设有第一开关，所述异物检测装置还包括：

第一开关闭合单元，用于依次闭合所述第一开关；

所述电流获取单元，具体用于在每次闭合所述第一开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述交流源设有一个，所述电流检测模块设有多个，所述谐振电容设有多个，所述检测线圈设有多个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，并且各个所述谐振电容与所述交流源之间设有第二开关，所述异物检测装置还包括：

第二开关闭合单元，用于依次闭合所述第二开关；

所述电流获取单元，具体用于在每次闭合所述第二开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述检测线圈以及与所述检测线圈对应的所述谐振电容的总实际电流。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述交流源设有多个，所述电流检测模块设有多组，每组所述电流检测模块设有至少一个，所述谐振电容设有多组，每组所述谐振电容设有至少一个，所述检测线圈设有多组，每组所述检测线圈设有至少一个，所述谐振电容分别与所述电流检测模块和所述检测线圈对应设置，每个所述交流源与每组所述谐振电容对应连接，各个所述谐振电容与对应的所述交流源之间设有第三开关，所述异物检测装置还包括：

第三开关闭合单元，用于依次闭合所述第三开关；

所述电流获取单元，具体用于在每次闭合所述第三开关时，控制所述电流检测模块获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总实际电流。

11.根据权利要求7-10任一项所述的装置，其特征在于，所述异物检测装置还包括：

频率调节单元，用于对所述交流源的测试激励频率进行调节；

测试电流获取单元，用于获取流经所述谐振电容以及所述检测线圈的总测试电流；

频率确定单元，用于当所述总测试电流小于阈值电流时，停止对所述测试激励频率的调节，并将停止调节时对应的所述测试激励频率作为所述交流源加载到所述检测线圈的实际激励频率。

12.根据权利要求7-10任一项所述的装置，其特征在于，所述异物检测电路还包括电压检测模块和检测电阻，所述检测线圈与所述谐振电容并联后串联所述检测电阻，所述检测电阻连接所述电压检测模块，所述异物检测装置还包括：

电压获取单元，用于控制所述电压检测模块获取所述检测电阻两端的实际电压；

第二判断单元，用于判断所述实际电压是否大于阈值电压；

若判断所述实际电压大于所述阈值电压，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上存在异物，若判断所述实际电压未大于所述阈值电压，判断所述发射线圈或者所述接收线圈上不存在异物。

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