一种电子设备、方法及无线充电系统与流程

1.本技术涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种电子设备、方法及无线充电系统。


背景技术：

2.无线充电技术(wireless charging technology，wct)利用电场、磁场、微波或者激光等传导介质以实现电能的无线传输，由于其具有无导线限制、无插拔等优势，目前在电子设备上的应用越来越广泛。
3.无线充电系统应用无线充电技术，包括电子设备和无线充电器，无线充电器对电子设备进行无线充电。若电子设备和无线充电器的功率传输线圈模组(即电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈)之间存在金属异物，会导致出现功率损耗(ploss)，若当功率损耗超过设定的门限值，无线充电器会中断功率传输。
4.然而，目前的电子设备例如手机、智能手表等进行无线充电时，电子设备和无线充电器之间的功率传输可能出现功率损耗，该功率损耗可能由于存在金属异物导致，也可能由于电子设备和无线充电器之间的功率传输线圈模组出现水平位置偏移导致，若功率损耗超过设定的门限值，无线充电器即中断功率传输。


技术实现要素：

5.为了解决以上技术问题，本技术提供一种电子设备、方法及无线充电系统，能够补偿因为电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。
6.第一方面，本技术提供了一种电子设备，包括：控制器、收发器和至少两个线圈。至少两个线圈中包括一个接收线圈，和一个或者多个辅助线圈。接收线圈用于耦合无线充电器的发射线圈的电能为所述电子设备中的电池充电；辅助线圈用于补偿电子设备和无线充电器之间的水平位置偏移引起的功率损耗。控制器利用至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，由电子设备中给充电电路的输出功率和误差功率获得补偿后的输出功率，将补偿后的输出功率发送给所述收发器。收发器将补偿后的输出功率发送给无线充电器，以使无线充电器根据无线充电器的输入功率和补偿后的输出功率获得功率损耗。充电电路是电子设备内部的电路，用于给电池进行充电。
7.当只包括一个辅助线圈时，可以利用接收线圈和辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率；当包括两个辅助线圈时，可以利用两个辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率。
8.由于磁场能量耦合时，发射能量的线圈与接收能量的线圈之间的耦合关系决定了接收能量的线圈耦合到的电压的大小，一般线圈耦合关系可以用线圈耦合系数或线圈互感来表示，又由于线圈耦合系数与接收能量的线圈耦合的电压成正比，线圈互感与接收能量的线圈耦合的电压成正比，因此，一定程度上，接收能量的线圈耦合的电压大小也可以表示线圈耦合关系。本技术实施例中利用线圈耦合关系的比值获得误差功率，在一些实施例中，
也可以利用接收能量的线圈耦合的电压的比值获得误差功率。
9.利用该电子设备，能够补偿因为电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。此外，还能使得在进行金属异物检测时，不会将由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致认定为是由金属异物引起的损耗，避免了在发射线圈与接收线圈之间无金属异物但存在水平位置偏移时错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，因此还提升金属异物检测的准确度。
10.结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，线圈耦合关系包括以下任意一种：线圈互感、线圈耦合系数或电子设备中的线圈从发射线圈耦合的电压大小。线圈互感与电子设备中线圈的输出电压成正比，线圈耦合系数与电子设备中线圈的输出电压成正比。因此可以利用电子设备中线圈的输出电压的比值表征电子设备的线圈分别与发射线圈的线圈互感的比值或线圈耦合系数的比值。
11.结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，控制器利述至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，具体为：控制器至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，误差功率与所述比值存在正相关的对照关系。
12.结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，至少两个线圈包括：接收线圈和第一辅助线圈。控制器利用至少两个线圈中任意两个线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体包括：控制器利用接收线圈的输出电压和第一辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率。
13.此时在电子设备上增加一个辅助线圈，利用该辅助线圈与电子设备的接收线圈实现对电子设备和无线充电器之间的水平位置偏移而导致的功率损耗的补偿。
14.结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，至少两个线圈包括：接收线圈和第一辅助线圈，电子设备还包括与接收线圈连接的第一整流器，和与第一辅助线圈连接的第二整流器。控制器用于利用至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体为：控制器用于根据第一整流器的第一输出电压和第二整流器的第二输出电压的比值获得误差功率。此时，整流器的输出电压为直流电压，便于采集。
15.结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，控制器还用于根据预设阻抗和第一整流器的输出电流对第一输出电压进行补偿，并获得补偿后的电压与第二电压的比值。
16.通过对第一输出电压进行补偿，够降低电子设备的阻抗对误差功率的影响，使得接收端控制器获取的补偿后的输出功率更加准确，进而使得发射端控制器获取的功率损耗能够更加准确，因此进一步提升金属异物检测的精度。
17.结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，至少两个线圈包括：接收线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈。控制器利用所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体为：控制器利用第一辅助线圈的输出电压和第二辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率。
18.该实现方式的第一辅助线圈和第二辅助线圈并不用于为电子设备的电池进行充电，即第二整流器的输出电压和第三整流器的输出电压不受负载电流引起的压降的影响，因此不需要对整流器的输出电压进行补偿。
19.结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，至少两个线圈包括：接收线圈、第一
辅助线圈和第二辅助线圈，电子设备还包括与接收线圈连接的第一整流器、与第一辅助线圈连接的第二整流器和与第二辅助线圈连接的第三整流器。控制器利用至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体包括：控制器根据第二整流器的输出电压和第三整流器的输出电压的比值获得误差功率。此时，整流器的输出电压为直流电压，便于采集。
20.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，接收线圈和所述辅助线圈位于同一个平面，因此设置辅助线圈不会增加线圈模组的厚度。
21.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述接收线圈的中心和所述辅助线圈的中心重合，进而便于准确确定接收线圈和发射线圈的水平位置偏移。
22.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述接收线圈与所述辅助线圈的位置为以下任意一种：辅助线圈位于接收线圈的径向内围、辅助线圈位于接收线圈的径向外围、所述辅助线圈的不同部分分别位于接收线圈的径向内围和径向外围。
23.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，辅助线圈至少包括以下两个：第一辅助线圈和第二辅助线圈。接收线圈与辅助线圈的位置为以下任意一种：第一辅助线圈和第二辅助线圈均位于接收线圈的径向内围、第一辅助线圈和第二辅助线圈均位于接收线圈的径向外围、第一辅助线圈和第二辅助线圈分别位于接收线圈的径向内围和径向外围。
24.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第十二种可能的实现方式中，所述辅助线圈为一匝或多匝；当辅助线圈为多匝时，多匝线圈的端头并联在一起或串联在一起。
25.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第十三种可能的实现方式中，控制器还用于根据比值获得发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移，比值与水平位置偏移正相关。
26.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第十四种可能的实现方式中，该电子设备还包括：显示屏。控制器还用于将水平位置偏移发送给所述显示屏进行显示，以提示此时需要对电子设备和无线充电器的相对位置进行校正。此外，在一些实施例中，控制器控制显示屏显示所述水平位置偏移时，还可以进一步控制电子设备通过震动、语音、铃声等方式进行提示。
27.结合第一方面以及以上任意一种可能的实现方式，在第十五种可能的实现方式中，控制器还用于获得电子设备和无线充电器的垂直距离，根据垂直距离获得对应的所述对照关系。这是由于实际应用中，电子设备和无线充电器之间的垂直距离可能变化，例如电子设备可能安装有厚度不同的保护壳。此时根据当前的垂直距离获取对应的所述对照关系，进而能够更加准确的获取对应的误差功率，使得对发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗的补偿更加准确。
28.在一些实施例中，不同的垂直距离取值下的线圈的互感比值的拟合方程也可以预先确定并存储在电子设备上。此时，当电子设备放置在无线充电器上进行无线充电时，电子设备的控制器可以获取和无线充电器之间的垂直距离，以及利用线圈的输出电压获取线圈
对应的互感的比值，并调用当前的垂直距离对应的线圈的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系，以及当前的垂直距离对应的拟合方程。电子设备的控制器进一步根据该线圈的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系，获取当前互感的比值对应的水平位置偏移长度，并根据拟合方程获取当前的互感的比值对应的杂散损耗，即获得了电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。
29.第二方面，本技术实施例还提供了一种功率补偿方法，该方法应用于无线充电的电子设备，该电子设备包括：存储器、控制器和至少两个线圈；所述至少两个线圈中包括一个接收线圈，和一个或者多个辅助线圈；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述电子设备执行时，使得所述电子设备执行以下步骤：
30.根据所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率；
31.由所述电子设备中给充电电路的输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率；
32.将所述补偿后的输出功率发送给所述无线充电器，以使所述无线充电器根据所述无线充电器的输入功率和所述补偿后的输出功率获得功率损耗。
33.利用该方法，能够补偿因为电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。此外，还能使得在进行金属异物检测时，不会将由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致认定为是由金属异物引起的损耗，避免了在发射线圈与接收线圈之间无金属异物但存在水平位置偏移时错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，因此还提升金属异物检测的准确度。
34.结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，线圈耦合关系包括以下任意一种：线圈互感、线圈耦合系数或所述电子设备中的线圈从所述发射线圈耦合的电压大小；所述线圈互感与所述电子设备中线圈的输出电压成正比；所述线圈耦合系数与所述电子设备中线圈的输出电压成正比。
35.结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，利用至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，具体包括：利用至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，误差功率与所述比值存在正相关的对照关系。
36.结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，至少两个线圈包括接收线圈和第一辅助线圈时，利用所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体包括：利用接收线圈的输出电压和所述第一辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率。
37.结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，至少两个线圈包括接收线圈和第一辅助线圈，所述电子设备还包括：与所述接收线圈连接的第一整流器，和与所述第一辅助线圈连接的第二整流器。利用所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体包括：根据所述第一整流器的第一输出电压和所述第二整流器的第二输出电压的比值获得误差功率。
38.结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，该方法还包括：根据预设阻抗和所述
接收线圈的电流获得补偿电压，利用所述补偿电压对所述第一输出电压进行补偿，获得补偿后的电压与所述第二电压的比值。进而能够降低电子设备的阻抗对误差功率的影响，使得接收端控制器获取的补偿后的输出功率更加准确，进而使得发射端控制器获取的功率损耗能够更加准确。
39.结合第二方面，在第六种可能的实现方式中，至少两个线圈包括：接收线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈。利用所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体包括：利用第一辅助线圈的输出电压和所述第二辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率。
40.结合第二方面，在第七种可能的实现方式中，所述至少两个线圈包括：接收线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈，所述电子设备还包括：与所述接收线圈连接的第一整流器、与所述第一辅助线圈连接的第二整流器和与所述第二辅助线圈连接的第三整流器。利用所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，具体包括：根据第二整流器的输出电压和所述第三整流器的输出电压的比值获得误差功率。此时，整流器的输出电压为直流电压，便于检测获取。
41.结合第二方面，在第八种可能的实现方式中，该方法还包括：根据比值获得所述发射线圈与所述接收线圈之间的水平位置偏移，所述比值与所述水平位置偏移正相关。
42.结合第二方面，在第九种可能的实现方式中，电子设备还包括：显示屏。该方法还包括：将所述水平位置偏移发送给所述显示屏进行显示，以提示此时需要对电子设备和无线充电器的相对位置进行校正。。
43.结合第二方面，在第十种可能的实现方式中，该方法还包括：获得所述电子设备和所述无线充电器的垂直距离，根据所述垂直距离获得对应的所述对照关系。
44.第三方面，本技术实施例还提供了一种无线充电系统，包括无线充电器和以上所述的电子设备。无线充电器包括：发射线圈。该发射线圈，用于向接收线圈发射电能为所述电子设备进行无线充电。
45.利用该无线充电系统，能够补偿因为电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。此外，还能使得在进行金属异物检测时，不会将由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致认定为是由金属异物引起的损耗，避免了在发射线圈与接收线圈之间无金属异物但存在水平位置偏移时错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，因此还提升金属异物检测的准确度。
46.结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，无线充电器包括：发射端控制器。发射端控制器根据输入功率和所述补偿后的输出功率获得功率损耗，当所述功率损耗大于预设功率阈值时，确定所述发射线圈和所述接收线圈之间存在金属异物。
47.结合第三方面，在第二种可能的实现方式中，无线充电器还包括信号灯。信号灯用于当发射端控制器确定发射线圈和所述接收线圈之间存在金属异物时，或在所述发射线圈和接收线圈之间存在水平位置偏移时进行提示。
48.第四方面，本技术实施例还提供了一种终端设备，包括：控制器、收发器和至少两个线圈；
49.所述至少两个线圈中包括一个接收线圈，和一个或者多个辅助线圈；
50.所述接收线圈，用于耦合无线充电器的发射线圈的电能为所述电子设备中的电池
充电；
51.所述辅助线圈，用于补偿所述电子设备和所述无线充电器之间的水平位置偏移引起的功率损耗；
52.所述控制器，用于利用所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，将所述电子设备中给充电电路的输出功率和所述误差功率发送给所述收发器；
53.所述收发器，用于将所述输出功率和所述误差功率发送给所述无线充电器，以使所述无线充电器根据所述无线充电器的输入功率、所述电子设备中给充电电路的输出功率和所述误差功率获得功率损耗。
54.本技术提供的方案至少具有以下优点：
55.该电子设备包括至少两个线圈，其中一个为接收线圈，其余为辅助线圈。当无线充电器与电子设备之间存在水平位置偏移且无金属异物时，无线充电器与电子设备之间的功率损耗是由于水平位置偏移导致的。由于水平位置偏移的存在，会导致无线充电器发射能量的发射线圈与电子设备中接收能量的接收线圈的耦合关系发生变化，因此，在电子设备中增加辅助线圈，利用电子设备中两个不同线圈分别相对于发射线圈的线圈耦合关系来获得水平位置偏移引起的误差功率。例如当只包括一个辅助线圈时，可以利用接收线圈和辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率；当包括两个辅助线圈时，可以利用两个辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率。该误差功率表征由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗。控制器根据输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率，将所述补偿后的输出功率发送给收发器，再由收发器发送给无线充电器，以使无线充电器根据输入功率和所述补偿后的输出功率获得功率损耗。此时该功率损耗中由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗已经被补偿。
56.综上所述，利用本技术提供的电子设备，能够补偿因为电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。此外，还能使得在进行金属异物检测时，不会将由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致认定为是由金属异物引起的损耗，避免了在发射线圈与接收线圈之间无金属异物但存在水平位置偏移时错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，因此还提升金属异物检测的准确度。
附图说明
57.图1为本技术提供的一种无线充电系统的示意图；
58.图2为图1中电子设备的结构的示意图；
59.图3为本技术提供的另一种无线充电系统的示意图；
60.图4为本技术实施例提供的一种电子设备对应的无线充电系统的示意图；
61.图5为表一对应的各部分损耗随水平位置偏移长度变化的分布示意图；
62.图6为本技术实施例提供的杂散损耗随水平位置偏移长度变化的曲线的示意图；
63.图7为本技术实施例提供的原理示意图一；
64.图8为本技术实施例提供的互感比值的曲线示意图；
65.图9为本技术实施例提供的互感比值与误差功率的曲线示意图；
66.图10为本技术实施例提供的另一种电子设备对应的无线充电系统的示意图；
wifi)、紫蜂协议(zigbee)、射频识别技术(radio frequency identification，rfid)、远程(long range，lora)无线技术或近距离无线通信技术(near field communication， nfc)实现无线连接，以使得无线充电发送装置30和无线充电接收装置20之间可以建立无线通信。
86.无线充电发送装置30和无线充电接收装置20之间可以传输控制信号或者传输充电数据。其中，该充电数据可以用于指示充电类型。在一些实施例中，该充电数据可以为充电协议，例如无线充电联盟(wireless power consortium，wpc)推出的无线充电标准qi，例如bpp(basic power profile)协议，或者epp(extended power profile) 协议等。
87.参见图2，该图为图1中电子设备的结构的示意图。
88.以上述电子设备01为手机为例，其主要包括显示屏(display panel，dp)10。该显示屏10可以为液晶显示(liquid crystal display，lcd)屏，或者，有机发光二极管 (organic light emitting diode，oled)显示屏等，当手机采用折叠屏架构或多屏架构时，手机还可以包括多块屏幕，多块屏幕还可以是以上不同类型屏幕的组合，本技术对此不作限定。
89.上述电子设备01还可以包括中框11和壳体12。显示屏10和壳体12分别位于中框11的两侧，显示屏10的背面朝向壳体12，且该显示屏10和壳体12通过中框11相连接。其中，中框11包括承载板110以及绕承载板110一周的边框111。电子设备01 还可以包括印刷电路板(printed circuit boards，pcb)。
90.下面具体说明无线充电系统的工作原理。
91.参见图3，该图为本技术提供的另一种无线充电系统的示意图。
92.图3示出了无线充电系统的电路示意图。其中，无线充电器02包括供电电源30、发射端控制器301、逆变器302、发射端收发器306、匹配电容c1和发射线圈l1。
93.电子设备01包括接收线圈l2、匹配电容c2、整流器303、接收端控制器304、接收端收发器305、充电电路60和电池50。
94.供电电源30可以由图1中的适配器40实现。
95.逆变器302用于将供电电源30输出的直流电转换为交流电后输出，使得发射线圈 l1产生高频交流电并发射交变磁场。接收线圈l2在接收到上述交变磁场后输出交流电，整流器303将所述交流电转换为直流电后输入充电电路60，充电电路60实现对电池50的充电。
96.电池50可以为一块电池，在一些实施例中，电子设备上还可以包括多块电池。
97.接收端收发器305和发射端收发器306之间可以传输控制信号或者传输充电数据。
98.接收端收发器305可以与接收端控制器304相耦接，接收端控制器304可以对发射端收发器306发送至接收端收发器305的充电协议进行识别，以判断出电子设备01 的充电类型，例如该充电类型可以为第一充电类型(例如，适用于慢充的小功率充电) 或者，上述充电类型可以为第二充电类型(例如，适用于快充的大功率充电)。
99.现有技术中，无线充电器02对电子设备01进行无线充电时，若接收线圈l2和发射线圈l1之间存在金属异物，会存在出现功率损耗(ploss)，当功率损耗超过设定的门限值时，无线充电器02会中断功率传输。
100.然而，接收线圈l2和发射线圈l1之间可能出现水平位置偏移的情况，在此种情况下也会存在功率损耗。若水平位置偏移较大，功率损耗可能超过设定的门限值进而导致无
线充电器中断功率传输。
101.为了解决以上技术问题，本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括至少两个线圈，其中一个为接收线圈，其余为辅助线圈，添加辅助线圈是为了补偿因为电子设备和无线充电器之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。
102.为了使本领域技术人员更清楚的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术的技术方案进行说明。
103.实施例一：
104.参见图4，该图为本技术实施例提供的一种电子设备对应的无线充电系统的示意图。
105.其中，该电子设备包括控制器(图中为接收端控制器304)和至少两个线圈。
106.至少两个线圈中包括一个接收线圈l2，其余为辅助线圈，图4中以电子设备包括一个辅助线圈，即第一辅助线圈l3为例进行说明。
107.在一些实施例中，该电子设备也可以包括多个辅助线圈，后续实施例将详细介绍。
108.接收线圈l2用于耦合发射线圈l1的电能为电子设备中的电池50充电。
109.下面首先说明该控制器实现功率损耗补偿的原理。
110.继续参见图4所示的无线充电系统，现在仅考虑发射线圈l1与接收线圈l2之间的水平位置偏移对功率损耗的影响，即发射线圈l1与接收线圈l2之间无金属异物，发射线圈l1与接收线圈l2之间的功率损耗是由于发射线圈l1与接收线圈l2之间的水平位置偏移导致。
111.实际测量得到的功率损耗随发射线圈l1与接收线圈l2之间的水平位置偏移长度变化的趋势如下表。
112.表一：功率损耗随水平位置偏移长度变化的测量表
[0113][0114]
其中，表一第一列是水平位置偏移长度，单位为毫米mm，综合分析表一，可以发现除第五列的杂散损耗外，其余类型的损耗，随水平位置偏移长度变化的幅度较小。而杂散损耗随水平位置偏移长度的增大而明显增加，即杂散损耗与水平位置偏移存在正相关的关
系。
[0115]
参见图5，该图为表一对应的各部分损耗随水平位置偏移长度变化的分布示意图。
[0116]
由该功率损耗分布图可较为直观的发现，当发射线圈l1与接收线圈l2之间的水平位置偏移长度增加时，杂散损耗增加的非常明显。杂散损耗包括导体的涡流损耗、磁屏蔽材料的损耗以及其它原因引起的损耗之和。
[0117]
因此当无线充电器的发射线圈l1与电子设备的接收线圈l2之间存在水平位置偏移且无金属异物时，会产生较为明显的杂散损耗，即导致功率损耗增大。
[0118]
而金属异物检测的准确性取决于功率损耗(ploss)的计算精度，当发射线圈l1与接收线圈l2之间无金属异物但存在水平位置偏移时，由于水平位置偏移引入的杂散损耗导致功率损耗增大，因此可能错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，进而影响了金属异物检测的准确性。
[0119]
因此准确补偿因为发射线圈l1与接收线圈l2之间水平位置偏移带来的杂散损耗成为提高功率损耗(ploss)计算精度的关键。
[0120]
参见图6，该图为本技术实施例提供的杂散损耗随水平位置偏移长度变化的曲线的示意图。
[0121]
参考该曲线示意图，对应于表一的杂散损耗一列的数据，实现对杂散损耗补偿的关键在于根据水平位置偏移长度信息，通过曲线拟合，补偿因为水平位置偏移导致的杂散损耗(金属异物导致的损耗不能补偿)，进而提升无线充电情况下基于功率损耗判断金属异物的精度。下面具体说明进行曲线拟合的原理与实现方式。
[0122]
本技术实施例通过在电子设备上增加设置辅助线圈，进而利用电子设备的任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获取因为水平位置偏移而导致的功率损失。
[0123]
其中，该线圈耦合关系包括以下任意一种：线圈互感、线圈耦合系数或电子设备中的线圈从发射线圈耦合的电压大小，所述线圈互感与所述电子设备中线圈的输出电压成正比；所述线圈耦合系数与所述电子设备中线圈的输出电压成正比。
[0124]
在一些实施例中，可以具体利用电子设备的至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，所述误差功率为所述电子设备和所述无线充电器之间的水平位置偏移引起的功率损耗，所述误差功率与所述比值存在正相关的对照关系。
[0125]
下面首先以线圈耦合关系为线圈互感为例说明本技术采用接收线圈和辅助线圈获取误差功率的原理。
[0126]
参见图7，该图为本技术实施例提供的原理示意图一。
[0127]
对应于图4所示的无线充电系统，无线充电系统中包括至少三个线圈：发射线圈 l1、接收线圈l2和至少一个辅助线圈l3。下面首先以辅助线圈的数量为1为例进行说明。
[0128]
接收线圈l2对发射线圈l1的互感为m12，辅助线圈l3对发射线圈l1的互感为 m13。
[0129]
其中，激励电压u1为发射线圈l1两端的电压，u2为接收线圈l2的感应电压， u3为辅助线圈l3的感应电压，i1为辅助线圈l3和接收线圈l2的感应电流。
[0130]
由于接收线圈l2的感应电压u2
∝
m12
×
i1，辅助线圈l3的感应电压u3
∝
m13
×
i1，即感应电压与互感成正比，互感大小决定线圈的感应电压大小，因此也可以用电压的比值来表征互感的比值。
[0131]
当发射线圈l1与接收线圈l2存在水平位置偏移(图7中以圆心偏移量表征该水平位置偏移)时，接收线圈l2与辅助线圈l3的相对位置固定，此时发射线圈l1与辅助线圈l3也相应存在水平位置偏移。
[0132]
当电子设备的接收线圈l2和辅助线圈l3设置在同一个平面内时，图7中的垂直距离指发射线圈l1所在平面与接收线圈l2所在平面之间的距离，以下将该垂直距离称为z向距离。
[0133]
对于一个包括电子设备和无线充电器的无线充电系统，z向距离可能发生变化，例如当电子设备上套有不同类型的保护壳时，可能会改变发射线圈l1所在平面与接收线圈l2所在平面之间的z向距离。
[0134]
参见图8，该图为本技术实施例提供的互感比值的曲线示意图。
[0135]
该图示出了同一电子设备当z向距离(分别以4mm、5mm和6mm为例)不同时，互感m13与m12的比值与水平位置偏移长度之间的关系曲线。可以发现，当z向距离固定时，随着发射线圈l1与接收线圈l2之间的水平位置偏移长度的增加，互感m13 与m12的比值相应增加，两者具有正相关的关系。
[0136]
当水平位置偏移长度固定不变时，随着z向距离的增加，互感m13与m12的比值也相应增加。以上情况可以对应于实际应用中电子设备上安装有保护套(保护壳)的场景，即保护壳越厚，对应的z向距离的增加，导致互感m13与m12的比值也相应增加。
[0137]
参见图9，该图为本技术实施例提供的互感比值与误差功率的曲线示意图。
[0138]
图9以z向长度(即发射线圈l1与接收线圈l2所在平面的距离)为6mm、圆心偏移量(即水平位置偏移长度)为0-10mm为例，示出了m13与m12的比值与杂散损耗之间的关系曲线。
[0139]
对图9所示的曲线进行拟合，得到的拟合方程为：y＝-1.0884x2 9.8417x-17.615。其中，x为m13与m12的比值，y为杂散损耗。
[0140]
按照该方程所示关系得出误差功率对表一中所示的杂散损耗进行补偿，得到补偿后的杂散损耗如下表所示。
[0141]
表二：补偿后的杂散损耗的误差表
[0142][0143]
由表三所示的补偿后的误差数据可以发现，补偿后的由接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗显著降低。
[0144]
进一步的，参见下表所示的无线充电标准qi定义的bpp(basic power profile)协议和epp(extended power profile)协议对应的功率损耗(ploss)阈值。其中，bpp协议中电子设备中给充电电路的输出功率为5w，epp协议中电子设备中给充电电路的输出功率可达15w。
[0145]
表三：功率损耗(ploss)阈值与输出功率的对应关系
[0146][0147][0148]
当功率损耗达到ploss阈值时，无线充电器会中断功率传输。而由表二中的数据可知，通过拟合方程补偿杂散损耗后，由于水平位置偏移引入无线充电系统的杂散损耗变得非常小，不超过150mw，小于bpp协议下无线充电器会中断功率传输的功率损耗阈值350mw，并且小于epp协议下无线充电器会中断功率传输的功率损耗阈值 350mw-750mw。因此不会导致无线充电器在无金属异物时由于电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而中断功率传输，即当通过检测功率损耗(ploss)实现金属异物检测时，功率损耗中由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的损耗已经被补偿，进而能够更加准确的进行金属异物的检测。
[0149]
可以理解的是，以上述得到的拟合方程为二次方程为例进行说明，在一些实施例中，拟合方程还可以一次方程或其它形式的方程，具体取决于采用拟合算法，本技术实施例在此不再赘述。
[0150]
在一些实施例中，也可以利用接收线圈和发射线圈的输出电压的比值获取对应的误差功率，即获得的是m12与m13的比值，该实现方式原理与以上说明相同，本技术实施例在此不再赘述。
[0151]
其中，本技术实施例中的控制器可以为电子设备上的主处理器，也可以为电子设备上的其它处理器。例如，当电子设备为手机时，控制器可以为手机的主处理器，即 cpu，还可以为其它处理器，例如可以为其它具有运算控制功能的芯片。
[0152]
以上实施例中，对于电子设备，其不同z向距离下线圈的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系可以预先测量确定后存储在电子设备上，例如可以存储在电子设备的存储器上。
[0153]
进一步的，每个z向距离取值下的线圈的互感比值的拟合方程也可以预先确定并存储在电子设备上。
[0154]
此时，当电子设备放置在无线充电器上进行无线充电时，电子设备的控制器可以获取和无线充电器之间的z向距离，以及利用线圈的输出电压获取线圈对应的互感的比值，并调用当前的z向距离对应的线圈的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系，以及当前的z向距离对应的拟合方程。
[0155]
电子设备的控制器进一步根据该线圈的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系，获取当前互感的比值对应的水平位置偏移长度，并根据拟合方程获取当前的互感的比值对应的杂散损耗，即获得了电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗。
[0156]
继续参见图4的无线充电系统，基于以上说明的原理，下面说明本技术实施例提供的电子设备的工作原理。
[0157]
接收端控制器304利用接收线圈l2的输出电压v1和第一辅助线圈l3的输出电压v2获得误差功率，用
△
p表示。
[0158]
具体的，控制器可以利用接收线圈l2的输出电压v1和第一辅助线圈l3的输出电压v2的比值获取对应接收线圈l2和第一辅助线圈l3的互感的比值。
[0159]
接收端控制器304由输出功率pout和误差功率
△
p获得补偿后的输出功率prx。其中，prx＝pout
△
p。
[0160]
接收端控制器304将补偿后的输出功率prx发送给接收端的收发器，再由接收端的收发器发送给无线充电器，以使无线充电器能够根据输入功率pin和补偿后的输出功率prx获得功率损耗ploss。其中，ploss＝pin-prx。
[0161]
需要说明的是，无线充电器连接电源，例如连接市电，无线充电器的输入功率pin 可以由无线充电器的输入电压和输入电流来获得。电子设备中的输出功率pout是指输出给充电电路的功率，可以利用接收线圈对应的整流器的输出电压和输入电流来获得 pout，如图4所示，可以通过第一整流器303a的输出电压和输出电流获得输出功率pout。
[0162]
当然，在一些实施例中，也可以利用接收端的线圈的耦合系数的比值获得误差功率。由于线圈耦合系数与电子设备中线圈的输出电压成正比，此时依然可以利用接收端的
任意两个线圈的输出电压的比值表征该任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系，进而获得误差功率，本技术实施例在此不再赘述。
[0163]
在一些实施例中，辅助线圈的作用可以通过以下方式确定：当电子设备的其它条件均固定不变时，直接测量电子设备包括辅助线圈时，电子设备给无线充电器的反馈功率，再测量电子设备不包括辅助线圈时，电子设备给无线充电器的反馈功率，比较两次测量得到的两个反馈功率的区别，即可以确定辅助线圈的作用为补偿误差功率。
[0164]
综上所述，当该电子设备只包括一个辅助线圈时，可以利用接收线圈和辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率；当包括两个辅助线圈时，可以利用两个辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，该误差功率表征由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗，误差功率与该比值正相关。控制器由输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率，将所述补偿后的输出功率发送给无线充电器，以使无线充电器根据输入功率和所述补偿后的输出功率获得功率损耗，此时该功率损耗中由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗已经被补偿。
[0165]
综上所述，利用本技术实施例提供的电子设备，能够补偿因为电子设备的接收线圈和无线充电器的发射线圈之间存在水平位置偏移而导致的功率损耗，并且辅助线圈主要检测的是励磁磁通，即发射线圈提供的磁通，对金属异物引起的磁通变化不敏感，因此不会补偿金属异物导致的功率损耗，使得在进行金属异物检测时，不会将由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致认定为是由金属异物引起的损耗，避免了在发射线圈与接收线圈之间无金属异物但存在水平位置偏移时错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，因此还提升金属异物检测的准确度。
[0166]
实施例二：
[0167]
下面结合具体实现方式说明该电子设备包括接收线圈和第一辅助线圈时的工作原理。
[0168]
参见图10，该图为本技术实施例提供的另一种电子设备对应的无线充电系统的示意图。
[0169]
该电子设备包括接收线圈l2和第一辅助线圈l3，还包括与接收线圈l2连接的第一整流器303a，和与第一辅助线圈l3连接的第二整流器303b。
[0170]
在一种可能的实现方式中，控制器能够利用接收线圈l2的输出电压和第一辅助线圈l3的输出电压的比值获得误差功率。线圈的输出电压为交流电压，控制器可以根据两个线圈的输出电压的峰值的比值或者两个线圈的输出电压的有效值的比值获取对应的误差功率，本技术实施例对此不作具体限定。
[0171]
在另一种可能的实现方式中，可以利用两个线圈对应的直流输出电压的比值，例如控制器用于根据第一整流器303a的第一输出电压v1和第二整流器303b的第二输出电压v2的比值获得误差功率。
[0172]
进一步的，对于以上的第二种实现方式，当利用接收线圈l2与第一辅助线圈l1 对应的整流器的输出电压的比值获得误差功率时，由于接收线圈输出的电流需要给电池进行充电，负载电流流经电子设备的接收线圈l2、电容c2和第一整流器303a等时会产生压降，进而影响获得的第一整流器303a的第一输出电压v1的准确性，因此为了补偿负载电流对电压产生的误差，可以将电子设备的接收线圈l2、电容c2和第一整流器303a等的等效电阻用
requ表示，电子设备的输出电流为iout，则接收端控制器304还可以通过requ和iout对第一整流器303a的第一输出电压v1进行补偿，通过以下公式获取补偿后的输出电压v1’：
[0173]
v1’＝v1 requ
×
iout(1)
[0174]
式(1)中的requ为预设阻抗,可以预先确定并保存在电子设备中，iout可以实时检测。
[0175]
接收端控制器304根据预设阻抗requ和第一整流器303a的输出电流对第一输出电压v1进行补偿，然后获得补偿后的电压v1’与第二电压v2的比值，根据该比值获取对应的误差功率
△
p，并由输出功率pout和所述误差功率
△
p获得补偿后的输出功率 prx。其中，prx＝pout
△
p。然后接收端控制器304将补偿后的输出功率prx发送给无线充电器。
[0176]
由于在电子设备端对第一整流器303a的第一输出电压v1进行补偿，进而能够降低电子设备的阻抗对误差功率
△
p的影响，使得接收端控制器304获取的补偿后的输出功率prx更加准确，进而使得发射端控制器获取的功率损耗能够更加准确，因此进一步提升金属异物检测的精度。
[0177]
参见图11，该图为本技术实施例提供的一种电子设备的线圈的示意图。
[0178]
对应于图10所示的电子设备，接收线圈l2可以设置于第一辅助线圈l3的径向内围。在此情况下，接收线圈l2的第一端
②
和第二端
③
，位于第一辅助线圈l3的第一端
①
和第二端
④
之间。
[0179]
第一辅助线圈l3可以为一匝线圈或多匝线圈。当第一辅助线圈l3为多匝线圈时，所述多匝的端头并联在一起或串联在一起。
[0180]
进一步的，在一些实施例中，接收线圈l2和第一辅助线圈l3位于同一个平面，因此不会增加电子设备的线圈模组的厚度，进而便于电子设备实现轻薄化。
[0181]
在一些实施例中，接收线圈l2的中心和第一辅助线圈l3的中心重合。即当接收线圈l2和第一辅助线圈l3为圆环形绕组时，接收线圈l2和第一辅助线圈l3设置时圆心重合。当接收线圈l2和第一辅助线圈l3中存在其它非圆环形的线圈，例如存在方形线圈时，接收线圈l2和第一辅助线圈l3设置时几何中心点重合放置。
[0182]
参见图12a，该图为本技术实施例提供的另一种电子设备的线圈的示意图。
[0183]
在本技术的另一些实施例中，第一辅助线圈l3设置于接收线圈l2的径向内围。该接收线圈l2的第一端
②
和第二端
③
，位于第一辅助线圈l3的第一端
①
和第二端
④
之间。
[0184]
参见图12b，该图为本技术实施例提供的又一种电子设备的线圈的示意图。
[0185]
在本技术的又一些实施例中，第一辅助线圈l3的一部分设置于接收线圈l2的径向内围，另一部分设置于接收线圈l2的径向外围。该接收线圈l2的第一端
②
和第二端
③
，位于第一辅助线圈l3的第一端
①
和第二端
④
之间。
[0186]
进一步的，在一些实施例中，控制器还能够根据获取的比值获得发射线圈l1与接收线圈l2之间的水平位置偏移，即获取水平位置偏移长度。具体的，接收端控制器 304可以由拟合方程确定此时的误差功率，再由预先确定的误差功率与水平偏移(水平位置偏移长度的对应关系)的对应关系获得水平偏移。在一些实施例中，可以将预先确定的误差功率与水平偏移的对应关系以数据表的形式存储在电子设备中，然后通过查表的方式确定与当前的误差功率对应的水平偏移。
[0187]
参见图13，该图为本技术实施例提供的提示出现水平位置偏移时的示意图。
[0188]
电子设备01还可以包括显示屏，关于显示屏的说明可以参见图2中关于显示屏10 的说明，本技术实施例在此不再赘述。控制器还能够将所述水平位置偏移发送给所述显示屏进行显示，以提示此时需要对电子设备和无线充电器的相对位置进行校正。此外，在一些实施例中，控制器控制显示屏显示所述水平位置偏移时，还可以进一步控制电子设备通过震动、语音、铃声等方式进行提示。
[0189]
无线充电器02上还可以具备具有提示功能的信号灯，信号灯用于在出现水平位置偏移时进行提示，例如可以在出现水平位置偏移时进行闪烁或者切换为预设颜色以进行提示。信号灯还可以用于在无线充电器的控制器(即发射端控制器)确定发射线圈和接收线圈之间存在金属异物时进行提示。
[0190]
综上所述，本技术实施例提供的电子设备的控制器能够根据接收线圈和第一辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率，或，根据第一整流器的第一输出电压和所述第二整流器的第二输出电压的比值获得误差功率，该误差功率表征由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗，误差功率与该比值正相关。控制器由输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率，将所述补偿后的输出功率发送给无线充电器，以使无线充电器根据输入功率和所述补偿后的输出功率获得功率损耗，由于该功率损耗中由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗已经被补偿，因此应用该功率损耗进行金属异物检测时的精确度更高。
[0191]
此外，当控制器根据第一整流器的第一输出电压和所述第二整流器的第二输出电压的比值获得误差功率时，还能够利用预设阻抗和第一整流器的输出电流对第一电压进行补偿，进而能够降低电子设备的阻抗对误差功率的影响，使得接收端控制器获取的补偿后的输出功率更加准确，进而使得发射端控制器获取的功率损耗能够更加准确，因此进一步提升金属异物检测的精度。
[0192]
实施例三：
[0193]
以上介绍的是电子设备包括一个接收线圈，一个辅助线圈为例进行介绍，比值为接收线圈和辅助线圈对应的电压的比值，下面说明该电子设备包括两个辅助线圈，利用两个辅助线圈对应的电压获得比值来进行误差功率补偿。
[0194]
参见图14，该图为本技术实施例提供的又一种电子设备对应的无线充电系统的示意图。
[0195]
电子设备包括接收线圈l2、第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4。控制器还包括与接收线圈l2连接的第一整流器303a、与第一辅助线圈l3连接的第二整流器303b 和与第二辅助线圈l4连接的第三整流器303c。
[0196]
在一种可能的实现方式中，接收端控制器304用于利用第一辅助线圈l3的输出电压和第二辅助线圈l4的输出电压的比值获得误差功率。线圈的输出电压为交流电压，控制器可以根据两个线圈的输出电压的峰值的比值或者两个线圈的输出电压的有效值的比值获取对应的误差功率，本技术实施例对此不作具体限定。
[0197]
在另一种可能的实现方式中，控制器用于根据第二整流器303b的输出电压v2和第三整流器303c的输出电压v3的比值获得误差功率
△
p，并由输出功率pout和所述误差功率
△
p获得补偿后的输出功率prx。其中，prx＝pout
△
p。
[0198]
然后接收端控制器304将补偿后的输出功率prx发送给无线充电器，以使无线充电
器根据输入功率pin和补偿后的输出功率prx获得功率损耗ploss。其中ploss＝pin-prx。
[0199]
参见图15，该图为本技术实施例提供的再一种电子设备的线圈的示意图。
[0200]
在一些实施例中，第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4分别位于接收线圈l2的径向内围和径向外围。在此情况下，第二辅助线圈l4的第一端
①
和第二端
④
在最外围，接收线圈l2的第一端
②
在第二辅助线圈l4的第一端
①
和第一辅助线圈l3的第一端
⑤
之间，接收线圈l2的第二端
③
在第二辅助线圈l4的第二端
④
和第一辅助线圈l3的第二端
⑥
之间。
[0201]
此外，在另一些实施例中，第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4还可以均位于接收线圈l2的径向内围；第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4还可以均位于接收线圈 l2的径向外围。本技术实施例再次不再一一赘述。
[0202]
在一些实施例中，接收线圈l2、第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4位于同一个平面，因此不会增加电子设备的线圈模组的厚度，进而便于电子设备实现轻薄化。
[0203]
在一些实施例中，接收线圈l2的中心、第一辅助线圈l3的中心和第二辅助线圈 l4的中心重合。即当接收线圈l2、第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4为圆环形绕组时，接收线圈l2、第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4设置时圆心重合。当接收线圈l2、第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4中存在其它非圆环形的线圈，例如存在方形线圈时，接收线圈l2、第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4的几何中心点重合。
[0204]
在一些实施例中，第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4可以为一匝或多匝，当为多匝时，所述多匝线圈的端头并联在一起或串联在一起。第一辅助线圈l3和第二辅助线圈l4的线圈匝数可以相同，也可以不同，本技术实施例不作具体限定。以图15所示的线圈示意图为例，辅助线圈的端头位置即图中标号
①④⑤⑥
的位置，当多匝线圈的端头串联时，标号
⑥
对应的一端可以与标号
①
对应的一端串联。当多匝线圈的端头并联时，标号
⑥
对应的一端可以与标号
③
对应的一端连接，标号
⑤
对应的一端可以与标号
①
对应的一端连接，以实现内外侧线圈的并联。
[0205]
进一步的，在一些实施例中，控制器还能够根据获取的比值确定发射线圈l1与接收线圈l2之间的水平位置偏移，即获取水平位置偏移长度。具体的，接收端控制器 304可以由拟合方程确定此时的误差功率，再由预先确定的误差功率与水平偏移(水平位置偏移长度的对应关系)的对应关系确定水平偏移。在一些实施例中，可以将预先确定的误差功率与水平偏移的对应关系以数据表的形式存储在电子设备中，然后通过查表的方式确定与当前的误差功率对饮的水平偏移。
[0206]
电子设备还可以包括显示屏，控制器还能够将所述水平位置偏移发送给所述显示屏进行显示，以提示此时需要对电子设备和无线充电器的相对位置进行校正。此外，在一些实施例中，控制器控制显示屏显示所述水平位置偏移时，还可以进一步控制电子设备通过震动、语音、铃声等方式进行提示。
[0207]
综上所述，本技术实施例提供的电子设备的控制器能够根据第一辅助线圈和第二辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率，或，根据第二整流器的输出电压和所述第三整流器的输出电压的比值获得误差功率，该误差功率表征由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗，误差功率与该比值正相关。控制器由输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率，将所述补偿后的输出功率发送给无线充电器，以使无线充电器根据输入功率和补偿后的输出功率获得功率损耗，由于该功率损耗中由发射线圈和接收线圈
之间的水平位置偏移引起的功率损耗已经被补偿，因此应用该功率损耗进行金属异物检测时的精确度更高。
[0208]
此外，当控制器根据第二整流器的输出电压和所述第三整流器的输出电压的比值获得误差功率时，由于第一辅助线圈和第二辅助线圈并不用于为电池50进行充电，即第二整流器的输出电压和第三整流器的输出电压不受负载电流引起的压降的影响，因此不需要对整流器的输出电压进行补偿。
[0209]
方法实施例：
[0210]
基于以上实施例提供的电子设备，本技术实施例还提供了一种功率补偿方法，应用于无线充电的电子设备，下面结合附图具体说明。
[0211]
参见图16，该图为本技术实施例提供的一种功率补偿方法的示意图。
[0212]
该方法应用于无线充电的电子设备，该电子设备包括控制器、至少两个线圈和收发器，所述至少两个线圈中包括一个接收线圈，其余为辅助线圈。
[0213]
其中，接收线圈用于耦合发射线圈的电能为电子设备中的电池充电。
[0214]
辅助线圈用于补偿电子设备和无线充电器之间的水平位置偏移引起的功率损耗。
[0215]
关于电子设备的具体说明可以参见以上实施例，本技术实施例在此不再赘述。
[0216]
本方法的原理是利用电子设备的至少两个线圈中任意两个线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，其中，所述线圈耦合关系包括以下任意一种：线圈互感、线圈耦合系数或所述电子设备中的线圈从所述发射线圈耦合的电压大小；所述线圈互感与所述电子设备中线圈的输出电压成正比；所述线圈耦合系数与所述电子设备中线圈的输出电压成正比。
[0217]
在一些实施例中，可以利用所述至少两个线圈中任意两个线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，所述误差功率与所述比值存在正相关的对照关系。
[0218]
下面以线圈耦合关系为线圈互感为例进行说明，当线圈耦合关系为其它两种关系时的原理类似，本技术实施例在此不再赘述。
[0219]
电子设备可以包括存储器，以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述电子设备执行时，使得所述电子设备执行以下步骤：
[0220]
s1601：电子设备置于无线充电器上开始进行无线充电。
[0221]
s1602：电子设备的控制器获取发射线圈所在平面与接收线圈所在平面之间的垂直距离。
[0222]
该垂直距离即以上实施例中所述的z向距离。
[0223]
s1603：电子设备的控制器获取该垂直距离对应的线圈的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系，并获取该垂直距离对应的互感比值的拟合方程。
[0224]
在一些实施例中，不同垂直距离下线圈的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系可以预先测量确定后存储在电子设备上，例如可以存储在电子设备的存储器上。
[0225]
进一步的，每个垂直距离下的线圈的互感比值的拟合方程也可以预先确定并存储在电子设备上，例如可以存储在电子设备的存储器上。
[0226]
s1604：电子设备的控制器利用至少两个线圈中任意两个线圈的输出电压获取线
圈对应的互感比值。
[0227]
具体的，控制器利用至少两个线圈中任意两个线圈的输出电压的比值获得误差功率。
[0228]
下面首先说明电子设备包括接收线圈和第一辅助线圈时该方法的原理。
[0229]
继续参见图10，此时s1604具体为利用接收线圈的输出电压和第一辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率。
[0230]
线圈的输出电压为交流电压，在一些实施例中可以根据两个线圈的输出电压的峰值的比值或者两个线圈的输出电压的有效值的比值获取对应的误差功率，本技术实施例对此不作具体限定。
[0231]
进一步的，电子设备还包括与接收线圈连接的第一整流器，和与第一辅助线圈连接的第二整流器。
[0232]
此时s1604具体为根据第一整流器的第一输出电压和第二整流器的第二输出电压的比值获得误差功率。
[0233]
在一些实施例中，由于接收线圈输出的电流需要给电池进行充电，负载电流流经电子设备的接收线圈l2、电容c2和第一整流器等时会产生压降，进而影响获得的第一整流器的第一输出电压的准确性，因此为了补偿负载电流对电压产生的误差，将电子设备的接收线圈l2、电容c2和第一整流器等的等效电阻用requ表示，电子设备的输出电流为iout，则还可以通过requ和iout对第一整流器的第一输出电压v1进行补偿，得到补偿后的输出电压v1’。
[0234]
其中，v1’＝v1 requ
×
iout。
[0235]
然后获得补偿后的电压v1’与第二电压v2的比值。
[0236]
下面说明电子设备包括接收线圈、第一辅助线圈和第二接收线圈时该方法的原理。
[0237]
继续参见图14，此时s1604具体为利用第一辅助线圈的输出电压和第二辅助线圈的输出电压的比值获得误差功率。
[0238]
线圈的输出电压为交流电压，在一些实施例中，可以根据两个线圈的输出电压的峰值的比值或者两个线圈的输出电压的有效值的比值获取对应的误差功率，本技术实施例对此不作具体限定。
[0239]
进一步的，电子设备还包括与接收线圈连接的第一整流器、与第一辅助线圈连接的第二整流器和与第二辅助线圈连接的第三整流器。
[0240]
此时，此时s1604具体为根据第二整流器的输出电压和第三整流器的输出电压的比值获得误差功率。
[0241]
s1605：电子设备的控制器利用该互感比值，根据s1603获取的互感比值的拟合方程，确定获得误差功率。
[0242]
s1606：电子设备的控制器利用该互感比值，根据s1603获取的互感比值和水平位置偏移长度的对应关系，确定当前电子设备和无线充电器之间的水平位置偏移长度。
[0243]
s1607：电子设备的控制器将水平位置偏移发送给显示屏进行显示。
[0244]
继续参见图13，当电子设备01包括显示屏时，还能够将所述水平位置偏移发送给显示屏进行显示，以提示此时需要对电子设备和无线充电器的相对位置进行校正。此外，在
一些实施例中，控制器控制显示屏显示所述水平位置偏移时，还可以进一步控制电子设备通过震动、语音、铃声等方式进行提示。
[0245]
无线充电器02上的信号灯用于在出现水平位置偏移时进行提示。信号灯还可以用于在无线充电器的控制器(即发射端控制器)确定发射线圈和接收线圈之间存在金属异物时进行提示。
[0246]
s1608：电子设备的控制器由输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率，将所述补偿后的输出功率发送给所述收发器。
[0247]
误差功率用
△
p表示，输出功率用pout表示，则补偿后的输出功率prx＝pout
△
p。
[0248]
s1609：电子设备的收发器将补偿后的输出功率prx发送给无线充电器，以使无线充电器根据输入功率和补偿后的输出功率获得功率损耗。
[0249]
其中输入功率用pin表示，功率损耗ploss＝pin-prx。
[0250]
可以理解的是，以上的步骤划分与顺序仅是为了方便说明，并不构成对于本技术所述方法的限定，以上的步骤在一些实施例中可以还可以进行适当的调整与调换。
[0251]
综上所述，本技术实施例提供的方法利用电子设备的任意两个线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，即当只包括一个辅助线圈时，可以利用接收线圈和辅助线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率；当包括两个辅助线圈时，可以利用两个辅助线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，该误差功率表征由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗，误差功率与该比值正相关。由输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率，将所述补偿后的输出功率发送给收发器，再由收发器发送给无线充电器，以使无线充电器根据输入功率和所述补偿后的输出功率获得功率损耗。此时该功率损耗中由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗已经被补偿。因此使得在进行金属异物检测时，不会将由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致认定为是由金属异物引起的损耗，避免了在发射线圈与接收线圈之间无金属异物但存在水平位置偏移时错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，因此还提升金属异物检测的准确度。
[0252]
系统实施例：
[0253]
基于以上实施例提供的电子设备，本技术实施例还提供了一种无线充电系统，下面结合附图具体说明。
[0254]
参见图17，该图为本技术实施例提供的一种无线充电系统的示意图。
[0255]
其中，该无线充电系统03包括无线充电器02和电子设备01。
[0256]
该无线充电器02包括供电电源、发射端控制器、逆变器、发射端收发器、匹配电容和发射线圈。
[0257]
电子设备01包括接收线圈、至少一个辅助线圈、匹配电容、整流器、接收端控制器、接收端收发器、充电电路和电池。
[0258]
供电电源可以由图1中的适配器实现。逆变器用于将供电电源输出的直流电转换为交流电后输出，使得发射线圈产生高频交流电并发射交变磁场。接收线圈在接收到上述交变磁场后输出交流电，整流器将所述交流电转换为直流电后输入充电电路，充电电路实现对电池的充电。
[0259]
电子设备还包括存储器，以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算
机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述电子设备执行时，使得所述电子设备执行以上方法实施例中记载的步骤。
[0260]
接收端的控制器利用接收端的至少两个线圈中任意两个线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，该线圈耦合关系包括以下任意一种：线圈互感、线圈耦合系数或所述电子设备中的线圈从所述发射线圈耦合的电压大小；所述线圈互感与所述电子设备中线圈的输出电压成正比；所述线圈耦合系数与所述电子设备中线圈的输出电压成正比。
[0261]
具体的，控制器利用至少两个线圈中任意两个线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系的比值获得误差功率，所述误差功率与所述比值存在正相关的对照关系。
[0262]
下面以线圈耦合关系为线圈互感为例进行说明，当线圈耦合关系为其它两种关系时的原理类似，本技术实施例在此不再赘述。
[0263]
由输出功率和误差功率获得补偿后的输出功率，将补偿后的输出功率发送给接收端的收发器。接收端的收发器将补偿后的输出功率发送给无线充电器的收发器，以使无线充电器02的控制器根据输入功率pin和补偿后的输出功率prx获得功率损耗ploss，当功率损耗大于预设功率阈值时，确定发射线圈l1和接收线圈l2之间存在金属异物。其中，ploss＝pin-prx。
[0264]
在一些实施例中，预设功率阈值的取值与输出功率的大小有关，例如可以参见以上说明中的表三，不同的输出功率对应不同的ploss阈值(即预设功率阈值)。
[0265]
关于电子设备的控制器的工作原理可以参见以上实施例中的相关说明，本技术实施例在此不再赘述。
[0266]
电子设备01具体可以为手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、带无线收发功能的电脑、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环、耳机等)、虚拟现实(virtual reality，vr) 终端设备、增强现实(augmented reality ar)终端设备等具有无线设备。上述电子设备还可以是无线充电电动汽车、无线充电家用电器(例如豆浆机、扫地机器人)、无人机等电子产品。
[0267]
无线充电器02与电子设备01对应，例如，当电子设备01为手机时，无线充电器 02可以为平放式的手机无线充电器或立式的手机无线充电器。此时的无线充电系统可以参见图1所示。
[0268]
当无线充电器的发射线圈与电子设备的接收线圈之间存在水平位置偏移且无金属异物时，发射线圈与接收线圈之间的功率损耗是由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致，电子设备的接收线圈和辅助线圈对发射线圈存在不同的互感，电子设备的线圈对应的互感的比值和水平位置偏移之间存在的对应关系可以预先测量确定，而水平位置偏移对应的引起的功率损耗可以预先测量确定，进而能够由电子设备的线圈对应的互感的比值确定由水平位置偏移引起的误差功率，而电子设备的线圈的感应电压与对应的互感成正比，因此可以通过电子设备的线圈的输出电压获取电子设备的线圈之间对应的互感的比值。
[0269]
综上所述，该无线充电系统的电子设备的控制器能够根据任意两个线圈分别与所述发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，即当只包括一个辅助线圈时，可以利用接收线圈和辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率；当包括两个辅助线圈时，可
以利用两个辅助线圈分别与发射线圈的线圈耦合关系获得误差功率，该误差功率表征由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗，误差功率与该比值正相关。控制器由输出功率和所述误差功率获得补偿后的输出功率，将所述补偿后的输出功率发送给无线充电器，以使无线充电器根据输入功率和所述补偿后的输出功率获得功率损耗。此时该功率损耗中由发射线圈和接收线圈之间的水平位置偏移引起的功率损耗已经被补偿。
[0270]
因此能够使得在进行金属异物检测时，不会将由于发射线圈与接收线圈之间的水平位置偏移导致认定为是由金属异物引起的损耗，避免了在发射线圈与接收线圈之间无金属异物但存在水平位置偏移时错误的判定发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，因此还提升金属异物检测的准确度。此外，当接收线圈和辅助线圈设置在同一平面时，不会增加线圈模组的厚度，还便于电子设备实现轻薄化，实用性高。
[0271]
本技术实施例所述的发射端控制器和接收端控制器可以为专用集成电路 (application-specific integrated circuit，asic)，可编程逻辑器件 (programmable logic device，pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件 (complex programmable logic device，cpld)，现场可编程逻辑门阵列 (field-programmable gate array，fpga)，通用阵列逻辑(generic array logic,gal)或其任意组合，本技术实施例不作具体限定。
[0272]
应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a 和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b 可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和 c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0273]
以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制。虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本技术。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方案保护的范围内。