感应式电源供应器及其金属异物检测方法与流程

本公开涉及一种感应式电源供应器及其金属异物检测方法，特别涉及一种可同时进行功率传输及异物检测的感应式电源供应器及其金属异物检测方法。

背景技术：

1、于感应式电源供应器(例如通过线圈感应方式传输能量的无线充电器)中，异物检测(foreign object detection,fod)为重要的安全机制，其用来检测感应式电源供应器的供电端的供电线圈周遭是否存在金属异物。在供电端的供电线圈传输功率予接收模块时，若供电线圈周遭存在金属异物，则会影响功率传输，且该金属异物的温度将快速上升而造成危险。

2、现有检测方式之一为功率差值检测，其检测传输端的传输功率，并将传输功率与预设传输功率相比较，借此判断供电线圈周遭是否存在金属异物，然于此检测方式中，需在传输功率与预设传输功率的功率差值较大时方能识别，若功率差值较小时将无法识别，故检测精准度较差。另一种检测方式为将驱动器中断，且于此时检测谐振信号的衰减程度，借此判别是否存在金属异物，然此方式须暂停驱动器，故于检测过程中并无法同时传输功率。

3、因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺陷的感应式电源供应器及其金属异物检测方法，实为目前迫切的需求。

技术实现思路

1、本公开的目的为提供一种感应式电源供应器及其金属异物检测方法，其通过在感应式电源供应器的供电端中暂停部分驱动器并检测谐振信号，以根据谐振信号判断供电端的电力发送范围内是否存在金属异物，且与此同时，供电端中的其他驱动器仍持续运行，以使供电端持续传输电力至受电端。

2、根据本公开一方面的构想，本公开提供一种感应式电源供应器，感应式电源供应器包含供电端及受电端。供电端电连接于电源，并架构于传输电力至受电端，供电端包含供电线圈、第一驱动模块、第二驱动模块、控制器及第一信号处理器。供电线圈在其两端分别具有第一节点和第二节点。第一驱动模块包含第一电容、第一开关电路及第一驱动器，其中，第一开关电路电连接于电源，且电连接于第一电容及第一驱动器之间，第一电容还电连接于第一节点。第二驱动模块并联连接于第一驱动模块，且包含第二电容、第二开关电路及第二驱动器，其中，第二开关电路电连接于电源，且电连接于第二电容及第二驱动器之间，第二电容还电连接于第一节点。控制器电连接于第一驱动模块及第二驱动模块，并分别提供第一驱动信号及第二驱动信号予第一驱动器及第二驱动器，其中，第一驱动器及第二驱动器依据第一驱动信号及第二驱动信号驱动第一开关电路及第二开关电路。第一信号处理器电连接于第一节点及控制器，并用以自第一节点获取第一谐振信号。控制器架构于执行第一检测模式，于第一检测模式中，控制器通过第一驱动信号驱动第一开关电路，并通过第二驱动信号控制第二开关电路维持在关断状态，且经由第一信号处理器接收由第一电容与供电线圈谐振所产生的第一谐振信号。当第一谐振信号中的任两个连续波峰值的差值大于参考差值时，控制器判断供电端的电力发送范围内存在金属异物。

3、根据本公开另一方面的构想，本公开提供一种感应式电源供应器的金属异物检测方法，包含步骤：(a)提供供电端及受电端，其中供电端电连接于电源，并架构于传输电力至受电端，且供电端包含供电线圈、第一驱动模块、第二驱动模块、控制器以及第一信号处理器。第一驱动模块包含第一电容、第一开关电路及第一驱动器，供电线圈在其两端分别具有第一节点及第二节点，第一开关电路电连接于电源，且电连接于第一电容及第一驱动器之间，第一电容还电连接于第一节点，第二驱动模块并联连接于第一驱动模块，且包含第二电容、第二开关电路及第二驱动器，其中，第二开关电路电连接于电源，且电连接于第二电容及第二驱动器之间，第二电容还电连接于第一节点，控制器电连接于第一驱动模块及第二驱动模块，第一信号处理器电连接于第一节点及控制器，并用以自第一节点获取第一谐振信号；(b)利用控制器提供第一驱动信号及第二驱动信号予第一驱动器及第二驱动器，并利用第一驱动器及第二驱动器依据第一驱动信号及第二驱动信号驱动第一开关电路及第二开关电路；(c)控制控制器执行第一检测模式，其中，于第一检测模式中，控制器通过第一驱动信号驱动第一开关电路，并通过第二驱动信号控制第二开关电路维持在关断状态，且经由第一信号处理器接收由第一电容与供电线圈谐振所产生的第一谐振信号；以及(e)当于该第一检测模式中所获取的第一谐振信号中的任两个连续波峰值的差值大于参考差值时，利用控制器判断供电端的电力发送范围内存在金属异物。

1.一种感应式电源供应器，包含：

2.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中，该供电端还包含一阻隔开关，该阻隔开关电连接于该第二开关电路与该电源之间，该控制器在执行该第一检测模式时控制该阻隔开关关断。

3.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中，该第一开关电路包含串联连接的一第一上开关及一第一下开关，该第一上开关的一栅极及一漏极分别电连接于该第一驱动器及该电源，该第一上开关的一源极电连接于该第一下开关的一漏极，该第一下开关的一栅极电连接于该第一驱动器，该第一下开关的一源极接地，该第一电容的第一端电连接于该第一上开关的该源极及该第一下开关的该漏极，该第一电容的第二端电连接于该第一节点。

4.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中，该第二开关电路包含串联连接的一第二上开关及一第二下开关，该第二上开关的一栅极及一漏极分别电连接于该第二驱动器及该电源，该第二上开关的一源极电连接于该第二下开关的一漏极，该第二下开关的一栅极电连接于该第二驱动器，该第二下开关的一源极接地，该第二电容的第一端电连接于该第二上开关的该源极及该第二下开关的该漏极，该第二电容的第二端电连接于该第一节点。

5.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中，该供电端包含相互并联连接的复数个该第二驱动模块。

6.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中，该供电端还包含：

7.如权利要求6所述的感应式电源供应器，其中，该供电端还包含一第一阻隔开关和一第二阻隔开关；该第一阻隔开关电连接于该第二开关电路与该电源之间，该控制器在执行该第一检测模式时控制该第一阻隔开关关断；该第二阻隔开关电连接于该第四开关电路与该电源之间，该控制器在执行该第二检测模式时控制该第二阻隔开关关断。

8.如权利要求6所述的感应式电源供应器，其中，该第三开关电路包含串联连接的一第三上开关及一第三下开关，该第三上开关的一栅极及一漏极分别电连接于该第三驱动器及该电源，该第三上开关的一源极电连接于该第三下开关的一漏极，该第三下开关的一栅极电连接于该第三驱动器，该第三下开关的一源极接地，该第三电容的第一端电连接于该第三上开关的该源极及该第三下开关的该漏极，该第三电容的第二端电连接于该第二节点。

9.如权利要求6所述的感应式电源供应器，其中，该第四开关电路包含串联连接的一第四上开关及一第四下开关，该第四上开关的一栅极及一漏极分别电连接于该第四驱动器及该电源，该第四上开关的一源极电连接于该第四下开关的一漏极，该第四下开关的一栅极电连接于该第四驱动器，该第四下开关的一源极接地，该第四电容的第一端电连接于该第四上开关的该源极及该第四下开关的该漏极，该第四电容的第二端电连接于该第二节点。

10.如权利要求6所述的感应式电源供应器，其中，该供电端包含相互并联连接的复数个该第二驱动模块及/或相互并联连接的复数个该第四驱动模块。

11.一种感应式电源供应器的金属异物检测方法，包含步骤：

12.如权利要求11所述的金属异物检测方法，其中，该供电端还包含一阻隔开关，该阻隔开关电连接于该第二开关电路与该电源之间，于该步骤(c)中，该控制器在执行该第一检测模式时控制该阻隔开关关断。

13.如权利要求11所述的金属异物检测方法，其中，于该步骤(a)中，该供电端还包含一第三驱动模块、一第四驱动模块以及一第二信号处理器，该第三驱动模块包含一第三电容、一第三开关电路及一第三驱动器，该第三开关电路电连接于该电源，且电连接于该第三电容及该第三驱动器之间，该第三电容还电连接于该第二节点，该第四驱动模块并联连接于该第三驱动模块，且包含一第四电容、一第四开关电路及一第四驱动器，其中，该第四开关电路电连接于该电源，且电连接于该第四电容及该第四驱动器之间，该第四电容还电连接于该第二节点，该控制器电连接于该第三驱动模块及该第四驱动模块，该第二信号处理器电连接于该第二节点及该控制器，并用以自该第二节点获取一第二谐振信号；

14.如权利要求13所述的金属异物检测方法，还包含步骤：

15.如权利要求14所述的金属异物检测方法，其中，于该步骤(d)中，当于该第一检测模式中所获取的该第一谐振信号中的任两个连续波峰值的差值大于该参考差值，且于该第二检测模式中所获取的该第二谐振信号中的任两个连续波峰值的差值大于该参考差值时，利用该控制器判断该供电端的该电力发送范围内存在该金属异物。

16.如权利要求14所述的金属异物检测方法，其中，该供电端还包含一第一阻隔开关和一第二阻隔开关，该第一阻隔开关电连接于该第二开关电路与该电源之间，该第二阻隔开关电连接于该第四开关电路与该电源之间；于该步骤(c)中，该控制器在执行该第一检测模式时控制该第一阻隔开关关断；于该步骤(f)中，该控制器在执行该第二检测模式时控制该第二阻隔开关关断。