BR112017003962B1

BR112017003962B1 - Transmissor de potência, e, método de operação

Info

Publication number: BR112017003962B1
Application number: BR112017003962-1A
Authority: BR
Inventors: Neil Francis Joye; Klaas Jacob Lulofs; Andries Van Wageningen
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2022-07-19
Also published as: WO2016034410A1; RU2681311C2; RU2017110537A; US20170229920A1; RU2017110537A3; JP6448774B2; EP3189574B1; BR112017003962A2; JP2017530674A; EP3189574A1; TR201903762T4; CN107078554B; CN107078554A; US10170943B2

Abstract

TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, E, MÉTODO DE OPERAÇÃO. Um transmissor de energia (101) fornece transferência de energia a um receptor de energia (105) com o uso de um sinal de transferência de energia indutivo sem fio. O transmissor de energia (101) compreende um indutor (103) que gera o sinal de transferência de energia quando é aplicado um sinal de acionamento de tensão. Uma unidade de medição (311) realiza medições de uma corrente ou tensão do indutor (103). As medições são realizadas com um deslocamento de tempo relativo a um sinal de referência sincronizado com o sinal de acionamento de tensão. Um adaptador (313) pode variar o deslocamento de tempo para determinar um deslocamento de temporização de medição ideal que resulta em uma profundidade de demodulação máxima que reflete uma medida de diferença para medições para diferentes cargas de modulação do sinal de transferência de energia. Um demodulador (309) demodula então a modulação de carga do sinal portador indutivo a partir das medições com o deslocamento de tempo ajustado para o deslocamento de temporização de medição ideal. Em alguns cenários, é possível variar tanto o tempo como a duração das medições. A abordagem melhora a confiabilidade da comunicação.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere à transferência de energia por indução e em particular, mas não exclusivamente, a um transmissor de energia que fornece um sistema de transferência de energia por indução com o uso de elementos compatíveis com as Especificações Qi.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O número e a variedade de dispositivos portáteis e móveis em uso aumentaram muito na última década. Por exemplo, o uso de telefones celulares, computadores do tipo tablet, tocadores de mídia, etc., se tornou generalizado. Tais dispositivos são, em geral, energizados por baterias internas, e o cenário de uso típico frequentemente exige a recarga das baterias ou a energização direta do dispositivo com um cabo a partir de uma fonte de alimentação externa.

[003] A maioria dos sistemas atuais exige uma fiação e/ou contatos elétricos explícitos para serem alimentados a partir de uma fonte de alimentação externa. Entretanto, isto tende a não ser prático e exige que o usuário insira conectores fisicamente ou, de outro modo, estabeleça um contato elétrico físico. Isso tende, também, a ser inconveniente para o usuário devido à introdução de fios. Além disso, os requisitos de energia tipicamente diferem de modo significativo e, atualmente, a maioria dos dispositivos são dotados de sua própria fonte de alimentação dedicada, o que resulta em um usuário típico tendo um grande número de fontes de alimentação diferentes, sendo cada uma dedicada a um dispositivo específico. Embora o uso de baterias internas possa evitar a necessidade de uma conexão com fio a uma fonte de alimentação durante o uso, isso apenas fornece uma solução parcial, uma vez que as baterias precisarão de recarga (ou substituição, o que é caro). O uso de baterias pode, também, aumentar substancialmente o peso e, potencialmente, o custo e o tamanho dos dispositivos.

[004] Para fornecer ao usuário uma experiência significativamente aprimorada, foi proposto o uso de uma fonte de alimentação sem fio, em que a energia é indutivamente transferida de uma bobina transmissora em um dispositivo transmissor de energia para uma bobina receptora nos dispositivos individuais.

[005] A transmissão de energia por meio de indução magnética é um conceito bem conhecido, principalmente aplicado em transformadores, que têm um acoplamento justo entre uma bobina transmissora primária e uma bobina receptora secundária. Separando-se a bobina transmissora primária e a bobina receptora secundária entre dois dispositivos, a transferência de energia sem fio entre os mesmos se torna possível com base no princípio de um transformador fracamente acoplado.

[006] Tal disposição permite uma transferência de energia sem fio para o dispositivo sem a necessidade de quaisquer fios ou de que conexões elétricas físicas sejam realizadas. De fato, isso pode simplesmente permitir que um dispositivo seja colocado adjacente ou sobre a bobina transmissora para ser recarregado ou alimentado externamente. Por exemplo, os dispositivos transmissores de energia podem ter uma superfície horizontal sobre a qual um dispositivo pode simplesmente ser colocado para ser energizado.

[007] Além disso, essas disposições para transferência de energia sem fio podem ser vantajosamente projetadas para que o dispositivo transmissor de energia possa ser usado com uma gama de dispositivos receptores de energia. Em particular, um padrão de transferência de energia sem fio, conhecido como o padrão Qi foi definido e está atualmente sob desenvolvimento adicional. Esse padrão permite que os dispositivos transmissores de energia que satisfazem o padrão Qi sejam usados com dispositivos receptores de energia que também satisfazem o padrão Qi sem que precisem ser do mesmo fabricante ou ser dedicados uns aos outros. O padrão Qi inclui, adicionalmente, algumas funcionalidades que permitem que a operação seja adaptada ao dispositivo receptor de energia específico (por exemplo, dependendo da drenagem de potência específica).

[008] O padrão Qi é um padrão desenvolvido pelo consórcio Wireless Power Consortium (Consórcio para Transmissão de Energia Sem Fio) e mais informações podem ser encontradas, por exemplo, no site: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html, onde, especificamente, os documentos dos Padrões definidos podem ser encontrados.

[009] O padrão de energia sem fio Qi descreve que um transmissor de energia precisa ser capaz de fornecer uma energia garantida para o receptor de energia. O nível de energia específico necessário depende do design do receptor de energia. Para especificar a energia garantida, um conjunto de receptores de energia de teste e condições de carga são definidos, os quais descrevem o nível de energia garantido para cada uma das condições.

[0010] O padrão Qi define uma variedade de requisitos técnicos, parâmetros e procedimentos operacionais que um dispositivo compatível precisa satisfazer.

COMUNICAÇÃO

[0011] O padrão Qi suporta a comunicação do receptor de energia ao transmissor de energia, possibilitando, assim, que o receptor de energia forneça informações que possam permitir ao transmissor de energia se adaptar ao receptor de energia específico. No padrão atual, foi definido um link de comunicação unidirecional do receptor de energia para o transmissor de energia, e a abordagem tem por base uma filosofia de que o receptor de energia é o elemento controlador. Para preparar e controlar a transferência de energia entre o transmissor de energia e o receptor de energia, o receptor de energia especificamente passa informações ao transmissor de energia.

[0012] A comunicação unidirecional é obtida fazendo-se com que o receptor de energia execute uma modulação de carga, sendo que uma carga aplicada à bobina receptora secundária pelo receptor de energia é variada para fornecer uma modulação do sinal de energia. As alterações resultantes nas características elétricas (por exemplo, variações na drenagem de corrente) podem ser detectadas e decodificadas (demoduladas) pelo transmissor de energia.

[0013] Dessa forma, na camada física, o canal de comunicação entre o receptor de energia e o transmissor de energia usa o sinal de energia como uma portadora de dados. O receptor de energia modula uma carga que é detectada por uma alteração na amplitude e/ou na fase da corrente ou da tensão da bobina transmissora. Os dados são formatados em bytes e pacotes.

[0014] Mais informações podem ser encontradas no capítulo 6 da Parte 1 da Especificação Qi de transferência de energia sem fio (versão 1.0).

[0015] Embora o padrão Qi use um link de comunicação unidirecional, foi proposto introduzir comunicação do transmissor de energia para o receptor de energia.

CONTROLE DE SISTEMA

[0016] Para controlar o sistema de transferência de energia sem fio, o padrão Qi especifica várias fases ou modos em que o sistema pode estar em diferentes momentos da operação. Mais detalhes podem ser encontrados no capítulo 5 da Parte 1 da Especificação Qi de transferência de energia sem fio (versão 1.0).

[0017] O sistema pode estar nas seguintes fases:

FASE DE SELEÇÃO:

[0018] Essa fase é a fase típica quando o sistema não é usado, isto é, quando não há acoplamento entre um transmissor de energia e um receptor de energia (isto é, nenhum receptor de energia está posicionado próximo do transmissor de energia).

[0019] Na fase de seleção, o transmissor de energia pode estar em um modo de espera, mas com a função de detecção ativada para detectar a possível presença de um objeto. De modo semelhante, o receptor irá aguardar a presença de um sinal de energia.

FASE DE PING:

[0020] Se o transmissor detectar a possível presença de um objeto, por exemplo, devido a uma alteração de capacitância, o sistema segue para a fase de ping, em que o transmissor de energia fornece (ao menos de modo intermitente) um sinal de energia. Esse sinal de energia é detectado pelo receptor de energia que envia um pacote inicial para o transmissor de energia. Especificamente, se um receptor de energia estiver presente na interface do transmissor de energia, o receptor de energia transmite um pacote de intensidade de sinal inicial para o transmissor de energia. O pacote de intensidade de sinal fornece uma indicação do grau de acoplamento entre a bobina transmissora de energia e a bobina receptora de energia. O pacote de intensidade de sinal é detectado pelo transmissor de energia.

FASE DE IDENTIFICAÇÃO E CONFIGURAÇÃO:

[0021] O transmissor de energia e o receptor de energia seguem, então, para a fase de identificação e configuração em que o receptor de energia informa ao menos um identificador e uma potência exigida. As informações são transmitidas em múltiplos pacotes de dados por meio de modulação de carga. O transmissor de energia mantém um sinal de energia constante durante a fase de identificação e configuração para permitir que a modulação de carga seja detectada. Especificamente, o transmissor de energia fornece um sinal de energia com amplitude, frequência e fase constantes para esse propósito (com a exceção da alteração causada por modulação de carga).

[0022] Na preparação da transferência de energia real, o receptor de energia pode aplicar o sinal recebido para alimentar seus componentes eletrônicos, mas mantém sua carga de saída desconectada. O receptor de energia transmite pacotes para o transmissor de energia. Esses pacotes incluem mensagens obrigatórias, como o pacote de identificação e configuração ou podem incluir algumas mensagens opcionais definidas, como um pacote de identificação estendida ou pacote de contenção de energia.

[0023] O transmissor de energia prossegue para configurar o sinal de energia de acordo com as informações recebidas do receptor de energia.

FASE DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA:

[0024] O sistema segue, então, para a fase de transferência de energia na qual o transmissor de energia fornece o sinal de energia exigido e o receptor de energia se conecta à carga de saída para fornecer à carga a energia recebida.

[0025] Durante essa fase, o receptor de energia monitora as condições de carga de saída e especificamente mede o erro de controle entre o valor real e o valor desejado de um certo ponto de operação. O mesmo comunica esses erros de controle em mensagens de erro de controle para o transmissor de energia com uma taxa mínima, por exemplo, a cada 250 ms. Isto fornece uma indicação da presença continuada do receptor de energia para o transmissor de energia. Além disso, as mensagens de erro de controle são usadas para implementar um controle de energia de circuito fechado em que o transmissor de energia adapta o sinal de energia para minimizar o erro relatado. Especificamente, se o valor real do ponto de operação for igual ao valor desejado, o receptor de energia comunica um erro de controle com um valor de zero, resultando em nenhuma alteração no sinal de energia. No caso de o receptor de energia comunicar um erro de controle diferente de zero, o transmissor de energia irá ajustar o sinal de energia de acordo.

[0026] O Qi originalmente definiu uma transferência de energia sem fio para os dispositivos de baixo consumo de energia, considerados como dispositivos que têm uma drenagem de potência menor que 5 W. Os sistemas que se enquadram no escopo desse padrão usam acoplamento indutivo entre duas bobinas planas para transferir energia do transmissor de energia para o receptor de energia. A distância entre as duas bobinas é tipicamente de 5 mm.

[0027] Entretanto, estão em andamento trabalhos para aumentar a energia disponível, e, em particular, o padrão está sendo estendido para dispositivos de potência média, isto é, dispositivos com drenagem de potência maior que 5 W. Outros trabalhos em andamento visam aumentar a distância entre as bobinas para, por exemplo, 40 mm.

[0028] Conforme mencionado, o padrão Qi suporta comunicação entre o receptor de energia e o transmissor de energia, e isso é usado para possibilitar que o receptor de energia transmita ao transmissor de energia os requisitos de energia que este poderá usar para definir as características do sinal de energia gerado. Especificamente, o receptor de energia pode transmitir mensagens de controle de erro de energia ao transmissor de energia e o transmissor de energia pode controlar a energia transmitida de acordo. Dessa forma, é implementado um controle de energia. O transmissor de energia é tipicamente disposto para ajustar a energia transmitida mediante a variação do ciclo de trabalho ou a tensão de alimentação do circuito de acionamento para o indutor do transmissor, ou mediante a variação da frequência do sinal de transferência de energia gerado. Como o indutor do transmissor e o indutor do receptor são tipicamente parte de um circuito ressonador ou circuito tanque (circuito LC), a variação da frequência também resultará em uma alteração geral na energia transferida.

[0029] A comunicação do receptor de energia para o transmissor de energia é obtida fazendo-se com que o receptor de energia execute uma modulação de carga, sendo que uma carga aplicada ao indutor do receptor de energia é variada para fornecer uma modulação do sinal de energia. As alterações resultantes nas características elétricas (por exemplo, variações na amplitude da corrente que flui através da bobina primária) podem ser detectadas e demoduladas pelo transmissor de energia.

[0030] Para a modulação de carga, o sinal de transferência de energia gerado a partir do indutor do transmissor é usado, por conseguinte, como um sinal portador (onda portadora) para a modulação de carga introduzida pelas alterações na carga do sinal de transferência de energia junto ao receptor de energia. Para fornecer desempenho aprimorado de transferência de energia, obviamente é necessário que a confiabilidade da comunicação seja a mais alta possível, e, especificamente, que a taxa de erros de bits ou de mensagens seja mínima. Contudo, o desempenho da modulação de carga depende de muitas características e parâmetros operacionais diferentes, incluindo, por exemplo, a frequência do sinal de transferência de energia, os valores de carga específicos para diferentes cargas da modulação de carga etc.

[0031] Para otimizar o desempenho da comunicação, foi proposto por N.Y. Kim, S.-W. Yoon e C.-W. Kim, na publicação “Frequency-agile load-modulated magnetic resonance wireless power transfer system for reliable near-field in-band signaling”, Electronic Letters, vol. 49, n° 24, páginas 1558 a 1559, de 21 de novembro de 2013, a implementação de um sistema de rastreamento de frequência que ajustasse o sinal portador a uma frequência que otimize uma profundidade de modulação medida como a diferença de amplitude de tensão para diferentes cargas do receptor de energia durante a modulação de carga.

[0032] Entretanto, descobriu-se que tal abordagem tende ainda a levar a um desempenho abaixo do ideal, e resultar em erros de comunicação que afetam adversamente o desempenho da transferência de energia. Além disso, o ajuste da frequência do sinal de transferência de energia com base em considerações de comunicação é tipicamente pouco prático ou impraticável para um sistema de transferência de energia eficiente onde a frequência precisa ser otimizada frequentemente e/ou é variada dinamicamente para fornecer o desempenho e as características de transferência de energia desejados.

[0033] Uma abordagem aprimorada de transferência de energia seria, portanto, vantajosa. Em particular, seria vantajosa uma abordagem que permitisse operação aprimorada, transferência de energia aprimorada, maior flexibilidade, implementação facilitada, operação facilitada, comunicação aprimorada, redução de erros de comunicação, especialmente para a modulação de carga, controle de energia aprimorado e/ou desempenho aprimorado. Particularmente, em muitos cenários seria vantajoso possibilitar a comunicação confiável em uma distância maior entre as bobinas do receptor de energia e do transmissor de energia, uma vez que o acoplamento reduzido provavelmente resultará em menor profundidade de demodulação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0034] Consequentemente, a invenção busca, de preferência, mitigar, aliviar ou eliminar uma ou mais das desvantagens mencionadas acima, individualmente ou em qualquer combinação.

[0035] De acordo com um aspecto da invenção, é apresentado um transmissor de energia para transferir energia a um receptor de energia com o uso de um sinal de transferência de energia indutivo sem fio, sendo que o transmissor de energia compreende: um indutor do transmissor para gerar um sinal portador indutivo para modulação de carga em resposta a um sinal de acionamento de tensão aplicado a pelo menos um dentre o indutor do transmissor e um circuito de ressonância que compreende o indutor do transmissor; uma unidade de medição disposta de modo a realizar, para ciclos de um sinal de referência sincronizado com o sinal de acionamento de tensão, primeiras medições de pelo menos uma dentre uma corrente de indutor e uma tensão de indutor para o indutor do transmissor, sendo que cada primeira medição se dá em um intervalo de tempo de medição que é um subconjunto de um período de ciclo do sinal de referência e que tem um primeiro deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência; um adaptador para variar o primeiro deslocamento de tempo e detectar um deslocamento de temporização de medição ideal para o primeiro deslocamento de tempo variante, sendo que o deslocamento de temporização de medição ideal é detectado como um deslocamento de tempo para o primeiro deslocamento de tempo variante resultando em uma profundidade de demodulação máxima para uma profundidade de demodulação que reflete uma medida de diferença para as primeiras medições geradas pela unidade de medição com o primeiro deslocamento de tempo para diferentes cargas de modulação do sinal portador indutivo; e um demodulador para demodular a modulação de carga do sinal portador indutivo a partir das primeiras medições com o primeiro deslocamento de tempo ajustado para o deslocamento de temporização de medição ideal.

[0036] A invenção pode proporcionar comunicação aprimorada e/ou transferência de energia aprimorada. Em muitas modalidades, ela pode reduzir a taxa de erros da comunicação por modulação de carga entre o receptor de energia e o transmissor de energia. A abordagem pode, em particular, aumentar a confiabilidade da comunicação em termos de erros de controle de energia resultando, dessa forma, em um controle de transferência de energia mais preciso.

[0037] As primeiras medições podem ser realizadas, tipicamente, ao menos uma vez em cada ciclo do sinal de referência, ou podem, por exemplo, em algumas modalidades, ser realizadas apenas para um subconjunto de ciclos do sinal de referência.

[0038] O sinal de referência pode ser sincronizado com o sinal de transferência de energia tendo- se a mesma frequência e um deslocamento fixo de tempo ou de fase, e em muitos cenários tendo-se um grau ou deslocamento de tempo igual a zero.

[0039] A profundidade de modulação ou a profundidade de demodulação pode ser uma diferença entre o resultado de uma primeira medição para um primeiro estado de carga da modulação de carga e o resultado de uma primeira medição para um segundo estado de carga da modulação de carga. Em muitas modalidades, a modulação de carga pode ser feita pelo receptor comutando entre dois estados de carga para a modulação de carga, como, por exemplo, conectando e desconectando um capacitor no indutor de recepção do receptor de energia. Em tais casos, a profundidade de demodulação pode ser a diferença nas primeiras medições resultantes dos dois estados de carga. A profundidade de demodulação pode ser medida como um valor absoluto ou relativo, como, por exemplo, a razão entre os valores de medição para os dois estados de carga. A determinação da profundidade de demodulação pode incluir filtragem em filtro passa-baixa e/ou cálculo da média. Por exemplo, a profundidade de demodulação pode ser gerada mediante a comparação de versões filtradas em filtro passa- baixa de primeiras medições para diferentes estados de carga, ou pode, por exemplo, ser gerada por filtragem em filtro passa-baixa dos valores de profundidade de demodulação gerados a partir das primeiras medições para diferentes estados de carga.

[0040] Será reconhecido que pode ser usada qualquer medida de diferença para as primeiras medições para diferentes cargas de modulação do sinal de transferência de energia. A medida de diferença pode, especificamente, refletir uma diferença entre valores de “decisão programada por software” (“soft-decision”) de demodulação média para diferentes cargas de modulação correspondendo a diferentes símbolos de dados de modulação de carga. Em muitas modalidades, a medida de diferença pode ser uma indicação de uma diferença entre o valor médio calculado ou filtrado em filtro passa-baixa da tensão de indutor ou corrente de indutor para as diferentes cargas de modulação.

[0041] Um símbolo de dados pode, em muitas modalidades, corresponder diretamente a um estado de carga. Em outras modalidades, um símbolo de dados pode ser formado por uma sequência de estados de carga. Em algumas modalidades, a profundidade de demodulação pode ser determinada pela diferença em valores de medição para a sequência ou padrão, isto é, a profundidade de demodulação pode refletir a diferença em valores medidos combinados para diferentes símbolos de dados.

[0042] O deslocamento de temporização de medição ideal reflete/é o valor do deslocamento de temporização para o qual a profundidade de demodulação máxima foi determinada/detectada.

[0043] A demodulação da modulação de carga pode depender da modulação de carga específica aplicada, e, em particular, pode depender de se cada estado de carga corresponde a um símbolo de dados ou se um símbolo de dados é representado por uma pluralidade de estados de carga. Em muitas modalidades, as primeiras medições podem ser comparadas com valores esperados para possíveis símbolos de dados de modulação de carga/estados de carga, e pode ser selecionado o símbolo de dados/estado de carga da modulação de carga para os quais uma medida de diferença entre primeiras medições e os valores esperados é minimizada.

[0044] Dessa forma, em algumas modalidades, o demodulador pode ser disposto para comparar primeiras medições com valores esperados para possíveis símbolos de dados de modulação de carga, e para determinar um símbolo de dados demodulado como o símbolo de dados de modulação de carga para o qual uma medida de diferença entre primeiras medições e os valores esperados é mínima.

[0045] O demodulador pode, especificamente, ser disposto para controlar a unidade de medição para realizar as primeiras medições com um deslocamento de tempo relativo igual ao deslocamento de tempo medido ideal.

[0046] O adaptador pode ser disposto para detectar dinamicamente o deslocamento de temporização de medição ideal. O adaptador pode ser disposto para alterar dinamicamente o primeiro deslocamento de tempo e detectar o deslocamento de temporização de medição ideal, e especificamente com uma taxa de atualização para o primeiro deslocamento de tempo (especificamente para corresponder com um novo deslocamento de temporização de medição ideal detectado) tendo um período menor que 10 minutos, 5 minutos, 1 minuto, 10 segundos, 1 segundo ou 0,5 segundo.

[0047] O adaptador pode ser disposto para variar (dinamicamente) o primeiro deslocamento de tempo e detectar o deslocamento de temporização de medição ideal durante a operação, e especificamente durante ou simultaneamente a uma transferência de energia (do transmissor de energia para o receptor de energia) e/ou com a demodulação da modulação de carga. O adaptador pode ser disposto para detectar uma profundidade de demodulação máxima mediante a detecção de um valor máximo de uma profundidade de demodulação medida, sendo que a profundidade de demodulação medida é determinada em resposta a uma comparação entre pelo menos uma primeira medida para uma primeira carga de modulação e pelo menos uma primeira medida para uma segunda carga de modulação (diferente da primeira carga de modulação).

[0048] O sinal de referência é um sinal variante tendo variações que são sincronizadas com o sinal de acionamento de tensão. A sincronização entre o sinal de acionamento de tensão e o sinal de referência pode estar lá por ser um deslocamento de tempo fixo entre repetições nos sinais. O primeiro deslocamento de tempo pode ser medido entre um instante no tempo correspondente a um dado evento em cada ciclo/repetição do sinal de referência e um instante no tempo correspondente a um dado evento para uma primeira medição. Especificamente, o primeiro deslocamento de tempo pode ser medido entre uma passagem por zero mínima (por exemplo, absoluta), ou máxima (por exemplo, absoluta) do sinal de referência em um ciclo e o início, o ponto médio ou o ponto final do intervalo de medição.

[0049] O sinal portador indutivo pode fornecer um sinal eletromagnético que pode ser modulado por carga pelo receptor de energia de modo que as variações de carga no receptor de energia podem causar variações na corrente e/ou tensão de indutor para o indutor do transmissor.

[0050] Em algumas modalidades, o sinal portador indutivo pode ser o sinal de transferência de energia indutivo sem fio, e, além de fornecer um portador para modulação de carga, pode fornecer também energia ao receptor de energia, incluindo qualquer carga suportada pelo receptor de energia. Em algumas modalidades, o sinal portador indutivo e o sinal de transferência de energia indutivo sem fio podem ser sinais diferentes. Em tais cenários, o sinal de transferência de energia indutivo sem fio pode fornecer energia para carregar o receptor de energia, ao passo que o sinal portador indutivo pode fornecer energia apenas para modulação de carga e/ou possivelmente para alimentar parte ou toda a funcionalidade de controle do receptor de energia.

[0051] Em modalidades em que o sinal de transferência de energia e o sinal portador indutivo não são o mesmo sinal, os dois sinais podem ser gerados pelo mesmo indutor (isto é, o indutor do transmissor pode ser tanto um indutor de comunicação como um indutor de transferência de energia). Em outras modalidades, os dois sinais podem ser gerados por indutores diferentes, isto é, o transmissor de energia (e tipicamente o receptor de energia) pode compreender indutores de transferência de energia e de comunicação distintos.

[0052] O demodulador pode ser disposto para demodular a modulação de carga do sinal portador indutivo a partir das primeiras medições com o primeiro deslocamento de tempo ajustado para o mesmo deslocamento de temporização de medição ideal, independentemente do símbolo de modulação de carga que esteja sendo demodulado. O deslocamento de temporização de medição ideal é, em geral, independente da modulação de carga, e não varia para diferentes cargas de modulação. Os primeiros deslocamentos de tempo usados para demodulação podem ser os mesmos para uma pluralidade de diferentes símbolos de modulação de carga.

[0053] De acordo com uma característica opcional da invenção, o adaptador é disposto para variar uma duração do intervalo de tempo de medição para determinar uma duração de medição ideal que resulta em uma profundidade de demodulação máxima; e o demodulador é disposto para demodular a modulação de carga a partir das primeiras medições com uma duração do intervalo de tempo de medição que corresponde à duração de medição ideal.

[0054] Isso pode melhorar o desempenho em muitos cenários e modalidades. Em particular, isso pode resultar em uma quantidade menor de erros de bits em muitos cenários e/ou pode possibilitar uma transferência de energia aprimorada.

[0055] A profundidade de demodulação pode, em algumas modalidades, ser normalizada no que diz respeito à duração. Em muitas modalidades, a profundidade de demodulação pode ser determinada como a profundidade de demodulação relativa, como, por exemplo, como a razão entre valores filtrados em filtro passa-baixa para as primeiras medições para cada um dos diferentes símbolos de dados de modulação de carga ou estados de carga.

[0056] Em algumas modalidades, o adaptador é disposto para variar uma duração do intervalo de tempo de medição para determinar uma duração de medição ideal que resulta em uma razão sinal/ruído máxima; e o demodulador pode ser disposto para demodular a modulação de carga a partir das primeiras medições com uma duração do intervalo de tempo de medição ajustada para essa duração de medição ideal.

[0057] O adaptador pode ser disposto para variar uma duração do intervalo de tempo de medição para determinar uma duração de medição ideal para a duração variante que resulta em uma profundidade de demodulação máxima (para uma profundidade de demodulação que reflete uma medida de diferença para as primeiras medições para diferentes cargas de modulação do sinal portador indutivo). O demodulador pode, então, ser disposto para demodular a modulação de carga a partir das primeiras medições com uma duração do intervalo de tempo de medição que corresponde à duração de medição ideal (especificamente para a qual foi detectada uma profundidade de demodulação máxima (medida)).

[0058] A duração de medição ideal reflete/é o valor da duração da medição para o qual a profundidade de demodulação máxima foi determinada.

[0059] Em muitas modalidades, cada primeira medição é uma amostragem de pelo menos uma dentre a corrente de indutor e a tensão de indutor.

[0060] Em muitas modalidades, isso pode melhorar o desempenho e/ou facilitar a operação. A abordagem é, por exemplo, particularmente adequada para implementações digitais do demodulador e/ou do adaptador, como a implementação em um microcontrolador ou processador de sinais.

[0061] Em muitos cenários, a demodulação baseada em instantes de amostragem otimizada com relação à profundidade de demodulação pode ser uma demodulação particularmente vantajosa e confiável.

[0062] O adaptador pode ser disposto para implementar um circuito de controle disposto para adaptar dinamicamente o deslocamento de temporização de medição ideal em resposta a uma profundidade de demodulação medida, determinada a partir das primeiras medições com o primeiro deslocamento de tempo do deslocamento de temporização de medição ideal.

[0063] Um circuito de controle pode detectar um deslocamento de temporização de medição ideal mediante a detecção de um máximo de uma profundidade de demodulação medida calculada a partir das primeiras medições. A temporização de ao menos algumas das primeiras medições, isto é, o primeiro deslocamento de tempo, pode ser ajustada para o deslocamento de temporização de medição ideal.

[0064] No circuito de controle, o primeiro deslocamento de tempo para ao menos algumas das primeiras medições usadas pelo adaptador pode ser determinado mediante a avaliação de uma profundidade de demodulação medida determinada a partir das primeiras medições.

[0065] Em algumas modalidades, pode ser determinado um sinal de diferença que reflita uma diferença entre uma primeira profundidade de demodulação medida, calculada a partir das primeiras medições com um primeiro deslocamento de tempo do deslocamento de temporização de medição ideal, e uma segunda profundidade de demodulação medida, calculada a partir das primeiras medições com um primeiro deslocamento de tempo diferente do deslocamento de temporização de medição ideal. O deslocamento de temporização de medição ideal pode, então, ser determinado em resposta à diferença.

[0066] O primeiro deslocamento de tempo para as primeiras medições usadas para determinar a segunda profundidade de demodulação pode ser variado dinamicamente. Em algumas modalidades, o primeiro deslocamento de tempo para as primeiras medições pode ter um deslocamento de tempo fixo em relação ao deslocamento de temporização de medição ideal.

[0067] A abordagem pode proporcionar um desempenho aprimorado e, em particular, maior confiabilidade de comunicação e menos erros de demodulação em muitas modalidades. O circuito de controle pode permitir uma adaptação dinâmica (e frequentemente contínua) às condições atuais de operação. Ele pode, dessa forma, adaptar a demodulação, e especificamente o tempo das medições nas quais a demodulação se baseia, às alterações dinâmicas em, por exemplo, frequência, carga e acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de energia.

[0068] De acordo com uma característica opcional da invenção, as primeiras medições são da corrente de indutor, e a unidade de medição é disposta adicionalmente para, para ciclos do sinal de referência, realizar segundas medições da tensão de indutor, sendo que cada segunda medição se dá em um segundo intervalo de tempo de medição que é um subconjunto do período de ciclo do sinal de referência e tem um segundo deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência; o adaptador é disposto para variar o segundo deslocamento de tempo para determinar um segundo deslocamento de temporização de medição ideal que resulta em uma segunda profundidade de demodulação máxima para uma profundidade de demodulação que reflete uma medida de diferença para segundas medições para diferentes cargas de modulação do sinal portador indutivo; e o demodulador é disposto para demodular a modulação de carga com base nas segundas medições com o segundo deslocamento de tempo ajustado para o segundo deslocamento de temporização de medição ideal.

[0069] Isso pode proporcionar uma comunicação por modulação de carga substancialmente mais precisa e confiável em muitas modalidades, e pode, em particular, reduzir taxas de erros de bits para, por exemplo, mensagens de erro de controle de energia, melhorando, assim, a adaptação e a operação de transferência de energia.

[0070] O controle e a otimização de cada temporização para as medições de tensão e de corrente de indutor proporcionam uma demodulação mais precisa e se baseiam na descoberta dos inventores de que as características temporais para profundidade de demodulação variam substancialmente para correntes de indutor e tensões de indutor.

[0071] Será reconhecido que pode ser usada qualquer medida de diferença para as segundas medições para diferentes cargas de modulação do sinal de transferência de energia. A medida de diferença pode, especificamente, refletir uma diferença entre valores de “decisão programada por software” (“soft-decision”) de demodulação média para diferentes cargas de modulação correspondendo a diferentes símbolos de dados de modulação de carga. Em muitas modalidades, a medida de diferença pode ser uma indicação de uma diferença entre o valor médio calculado ou filtrado em filtro passa-baixa da tensão de indutor para as diferentes cargas de modulação.

[0072] De acordo com uma característica opcional da invenção, a unidade de medição é disposta para gerar primeiras medições da corrente de indutor e da tensão de indutor com diferentes deslocamentos de tempo em relação ao sinal de referência, e o demodulador é disposto para demodular a modulação de carga a partir das medições da corrente de indutor e da tensão de indutor.

[0073] Isso pode proporcionar uma comunicação por modulação de carga substancialmente mais precisa e confiável em muitas modalidades, e pode, em particular, reduzir taxas de erros de bits para, por exemplo, mensagens de erro de controle de energia, melhorando, assim, a adaptação e a operação de transferência de energia.

[0074] O controle e a otimização de cada temporização para as medições de tensão e de corrente de indutor proporcionam uma demodulação mais precisa e se baseiam na descoberta dos inventores de que as características temporais para profundidade de demodulação variam substancialmente para correntes de indutor e tensões de indutor.

[0075] De acordo com uma característica opcional da invenção, o sinal de referência é um dentre o sinal de acionamento de tensão e um sinal de acionamento para um circuito de comutação que gera o sinal de acionamento de tensão.

[0076] Isso pode proporcionar um desempenho aprimorado e/ou uma implementação aprimorada em muitas modalidades.

[0077] O sinal de referência pode ser um sinal de comutação que controla a comutação de um circuito de acionamento, como um inversor, de modo a gerar o sinal de acionamento de indutor. Especificamente, o sinal de referência/acionamento pode ser um sinal de acionamento fornecido a um circuito de comutação que gera um sinal de tensão para o indutor do transmissor que tem a mesma fase e frequência que o circuito de comutação.

[0078] Em algumas modalidades, o sinal de referência pode ser o sinal de tensão do indutor. O sinal de referência pode ter a mesma frequência e fase que o sinal de tensão do indutor.

[0079] De acordo com uma característica opcional da invenção, o sinal portador indutivo é o sinal de transferência de energia.

[0080] Isso pode proporcionar operação aprimorada e/ou simplificada em muitos cenários.

[0081] De acordo com uma característica opcional da invenção, o transmissor de energia compreende adicionalmente um adaptador de transferência de energia disposto para selecionar uma frequência do sinal de transferência de energia com base em uma propriedade de transferência de energia.

[0082] Isso pode melhorar substancialmente a transferência de energia em muitas modalidades, e pode, especificamente, permitir a otimização de transferência de energia e/ou a adaptação de transferência de energia. A abordagem de uma frequência do sinal de transferência de energia dependente de características de transferência de energia pode impedir a otimização da frequência para fins de comunicação, e pode resultar na incerteza da frequência de operação e, dessa forma, das características específicas do sinal de transferência de energia quando usadas como um portador para modulação de carga. A abordagem descrita diminui e compensa essa limitação ajustando a temporização e a fase relativas entre o sinal de transferência de energia e as medições para demodulação da modulação de carga, de modo que essas possam ser otimizadas para a frequência específica atualmente selecionada pelo sistema.

[0083] A abordagem pode proporcionar adaptação a ambas as configurações desejadas, de transferência de energia e de comunicação.

[0084] De acordo com uma característica opcional da invenção, o adaptador de transferência de energia é disposto para variar a frequência do sinal de transferência de energia em resposta às mensagens de controle de energia recebidas do receptor de energia.

[0085] A abordagem pode melhorar substancialmente o desempenho em sistemas onde a potência do sinal de transferência de energia varia em resposta às mensagens de controle de energia recebidas do receptor de energia. Em tais sistemas, a frequência pode variar e as características de temporização de modulação de carga, como resultado, podem também variar substancialmente. Consequentemente, a adaptação, e especificamente a adaptação dinâmica, do tempo das medições usadas para demodulação da modulação de carga pode melhorar a comunicação.

[0086] De acordo com uma característica opcional da invenção, o adaptador de transferência de energia é disposto para iniciar uma determinação do deslocamento de temporização de medição ideal em resposta a uma variação da frequência do sinal portador indutivo.

[0087] Isso pode possibilitar um desempenho aprimorado e, por exemplo, permitir que o controle de energia da transferência de energia opere sem estar comprometido pelos requisitos de comunicação, e, ao mesmo tempo, permitir que o desempenho da comunicação seja adaptado e otimizado dinamicamente. A otimização e a adaptação concentram-se em situações onde é possível considerar as características como as mais prováveis de serem alteradas, possibilitando, assim, uma adaptação eficiente ao mesmo tempo em que permite manter a complexidade e os requisitos de recursos em um nível baixo.

[0088] De acordo com uma característica opcional da invenção, a unidade de medição é disposta de modo a, para cada primeira medição, realizar no mesmo ciclo do sinal de referência, uma segunda medição de pelo menos uma dentre a corrente de indutor e a tensão de indutor, sendo que a segunda medição se dá em intervalos de tempo de medição que têm uma temporização que corresponde aos intervalos de tempo de medição para as primeiras medições, mas com um deslocamento de tempo deslocado em metade pela metade do deslocamento do período de ciclo em relação aos intervalos de tempo de medição das primeiras medições; e o demodulador é disposto para demodular a modulação de carga a partir tanto das primeiras medições quanto das segundas medições.

[0089] Isso pode proporcionar uma operação particularmente eficiente e/ou comunicação confiável em muitas modalidades.

[0090] Em algumas modalidades, uma duração do intervalo de tempo de medição não excede metade do tempo/período de ciclo do sinal de referência. Isso pode proporcionar um desempenho aprimorado em muitas modalidades.

[0091] De acordo com uma característica opcional da invenção, as primeiras medições são da corrente de indutor do indutor do transmissor.

[0092] Isso pode proporcionar um desempenho aprimorado em muitas modalidades. Em particular, isso pode permitir a adaptação das medições de modulação de carga da corrente de indutor a um sinal de referência que é sincronizado com um sinal de acionamento de tensão para o indutor do transmissor, permitindo, assim, que o sistema se adapte às variações de fase entre as medições como dependente dos estados de carga da modulação de carga.

[0093] De acordo com uma característica opcional da invenção, as primeiras medições são da tensão de indutor do indutor do transmissor.

[0094] Isso pode proporcionar um desempenho aprimorado em muitas modalidades. Em particular, isso pode permitir a adaptação das medições de modulação de carga da tensão de indutor a um sinal de referência que é sincronizado com um sinal de acionamento de tensão para o indutor do transmissor, permitindo, assim, que o sistema se adapte às variações de fase entre as medições como dependente dos estados de carga da modulação de carga.

[0095] De acordo com uma característica opcional da invenção, o adaptador é disposto de modo a iniciar uma determinação do deslocamento de temporização de medição ideal em resposta à detecção de uma alteração em uma carga do sinal portador indutivo.

[0096] Isso pode possibilitar desempenho aprimorado e pode, particularmente em muitas modalidades, aumentar a confiabilidade da comunicação. A otimização e a adaptação podem, dessa maneira, se concentrar em situações onde é possível considerar as características como as mais prováveis de serem alteradas, permitindo, assim, uma adaptação eficiente ao mesmo tempo em que permite manter a complexidade e os requisitos de recursos em um nível baixo. Quando a carga do sinal de energia varia, as características de temporização de modulação de carga podem variar substancialmente. Consequentemente, a adaptação, e especificamente a adaptação dinâmica, do tempo das medições usadas para demodulação da modulação de carga pode melhorar a comunicação.

[0097] De acordo com uma característica opcional da invenção, o adaptador é disposto para iniciar uma determinação do deslocamento de temporização de medição ideal em resposta à detecção de uma alteração em um acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de energia.

[0098] Isso pode possibilitar desempenho aprimorado e pode, particularmente em muitas modalidades, aumentar a confiabilidade da comunicação. A otimização e a adaptação podem, dessa maneira, se concentrar em situações onde é possível considerar as características como as mais prováveis de serem alteradas, permitindo, assim, uma adaptação eficiente ao mesmo tempo em que permite manter a complexidade e os requisitos de recursos em um nível baixo. Quando o acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de energia muda, as características de temporização de modulação de carga podem mudar substancialmente. Consequentemente, a adaptação, e especificamente uma adaptação dinâmica, do tempo das medições usadas para demodulação da modulação de carga pode melhorar a comunicação.

[0099] De acordo com um aspecto da invenção, é apresentado um método de operação de um transmissor de energia disposto para transferir energia a um receptor de energia com o uso de um sinal de transferência de energia indutivo sem fio, sendo que o método compreende: a geração de um sinal portador indutivo por um indutor do transmissor para modulação de carga em resposta a um sinal de acionamento de tensão aplicado a pelo menos um dentre o indutor do transmissor e um circuito de ressonância que compreende o indutor do transmissor; para ciclos de um sinal de referência sincronizado com o sinal de acionamento de tensão, realizar primeiras medições de pelo menos uma dentre uma corrente de indutor e uma tensão de indutor para o indutor do transmissor, sendo que cada primeira medição se dá ao longo de um intervalo de tempo de medição que é um subconjunto de um período de ciclo do sinal de referência e que tem um primeiro deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência; variar o primeiro deslocamento de tempo e detectar um deslocamento de temporização de medição ideal como um deslocamento de tempo para o primeiro deslocamento de tempo variante que, para o primeiro deslocamento de tempo variante, resulta em uma profundidade de demodulação máxima para uma profundidade de demodulação que reflete uma medida de diferença para as primeiras medições geradas com o primeiro deslocamento de tempo para diferentes cargas de modulação do sinal portador indutivo; e demodular a modulação de carga do sinal portador indutivo a partir das primeiras medições com o primeiro deslocamento de tempo ajustado para o deslocamento de temporização de medição ideal.

[00100] Esses e outros aspectos, recursos e vantagens da invenção ficarão evidentes e serão elucidados com referência à(s) modalidade(s) descrita(s) a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00101] As modalidades da invenção serão descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos, nos quais:

[00102] A Figura 1 ilustra um exemplo de elementos de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00103] A Figura 2 ilustra um exemplo de elementos de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00104] A Figura 3 ilustra um exemplo de elementos de um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00105] A Figura 4 ilustra um exemplo de elementos de um inversor de meia-ponte para um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00106] A Figura 5 ilustra um exemplo de elementos de um inversor de ponte inteira para um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção; e

[00107] A Figura 6 ilustra um exemplo de parâmetros de um sistema de transferência de energia como uma função da frequência do sinal de transferência de energia.

[00108] As Figuras 7 a 9 ilustram exemplos de correntes de bobina para uma bobina de transmissor de energia para diferentes cenários para um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00109] A Figura 10 ilustra um exemplo de elementos de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00110] A Figura 11 ilustra um exemplo de elementos de um bloco de demodulação para um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00111] As Figuras 12 a 14 ilustram exemplos de sinais para um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00112] A Figura 15 ilustra um exemplo de profundidade de demodulação como uma função de um deslocamento de temporização para um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00113] As Figuras 16 a 23 ilustram exemplos de operações de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00114] A Figura 24 ilustra um exemplo de elementos de um bloco de demodulação para um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00115] A Figura 25 ilustra um exemplo de elementos de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[00116] As Figuras 26 a 32 ilustram exemplos de operações de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE ALGUMAS MODALIDADES DA INVENÇÃO

[00117] A descrição a seguir tem como foco modalidades da invenção aplicáveis a um sistema de transferência de energia sem fio com o uso de uma abordagem de transferência de energia similar à da Especificação Qi. Entretanto, os versados na técnica compreenderão que a invenção não se limita a essa aplicação, mas que a mesma pode ser aplicada a muitos outros sistemas de transferência de energia sem fio.

[00118] Segundo a Especificação Qi, a comunicação entre o receptor de energia e o transmissor de energia é, em geral, feita pelo receptor de energia que executa a modulação de carga do sinal de transferência de energia. Consequentemente, a descrição a seguir terá como foco um exemplo em que a modulação de carga é do sinal de transferência de energia, e, portanto, em que o sinal de transferência de energia é também usado como um sinal portador indutivo para modulação de carga. Dessa forma, no exemplo, a demodulação dos dados transmitidos por modulação de carga pelo receptor de energia é feita medindo-se as alterações nas variações resultantes de tensão e/ou de corrente do indutor que gera o sinal de transferência de energia.

[00119] Entretanto, será reconhecido que em outras modalidades, o sinal portador indutivo usado para modulação de carga pode ser diferente do sinal de transferência de energia usado para transferir energia para o receptor de energia. Por exemplo, em algumas modalidades, o transmissor de energia pode compreender um indutor de transferência de energia que gera um sinal de transferência de energia que fornece energia ao receptor de energia, e um indutor de comunicação separado que gera um sinal portador indutivo que pode ser usado pelo receptor de energia para modulação de carga. Nesse exemplo, a demodulação dos dados transmitidos por modulação de carga pelo receptor de energia se dá a partir de medições das alterações resultantes na tensão e/ou corrente do indutor de comunicação.

[00120] A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção. O sistema de transferência de energia compreende um transmissor de energia 101 que inclui (ou está acoplado a) uma bobina/indutor de transmissão 103. O sistema compreende, adicionalmente, um receptor de energia 105 que inclui (ou está acoplado a) uma bobina/indutor do receptor 107.

[00121] O sistema proporciona uma transferência indutiva de energia sem fio do transmissor de energia 101 para o receptor de energia 105. Especificamente, o transmissor de energia 101 gera um sinal de energia indutivo sem fio (por questões de brevidade também chamado de sinal de energia gerada por indução ou simplesmente sinal de energia), que é propagado como um fluxo magnético pela bobina transmissora 103. O sinal de energia pode, tipicamente, ter uma frequência entre cerca de 20 kHz e 200 kHz. A bobina transmissora 103 e o indutor/bobina do receptor 107 são frouxamente acoplados e, dessa forma, o indutor do receptor 107 capta (ao menos parte de) o sinal de energia do transmissor de energia 101. Dessa forma, a energia é transferida do transmissor de energia 101 para o receptor de energia 105 através de um acoplamento indutivo sem fio da bobina transmissora 103 para a bobina receptora 107. O termo “sinal de energia” é usado principalmente para se referir ao sinal indutivo/campo magnético entre a bobina transmissora 103 e a bobina receptora 107 (o sinal do fluxo magnético), mas será reconhecido que, por equivalência, o termo pode também ser considerado e usado para se referir a um sinal elétrico fornecido à bobina transmissora 103 ou captado pela bobina receptora 107.

[00122] No exemplo, o sinal de transferência de energia tem múltiplas funções, no sentido de que o mesmo não só fornece energia para o receptor de energia (e para qualquer carga suportada pelo receptor de energia), mas funciona também como um sinal portador indutivo para modulação de carga.

[00123] No sistema da Figura 1, um campo magnético é gerado pela bobina transmissora 103 e as bobinas do receptor 107 estão imersas nesse campo magnético. Dessa forma, as variações no fluxo magnético introduzidas pela bobina transmissora 103 resultam na indução de uma corrente na bobina receptora 107, pela qual a energia é transferida.

[00124] Na sequência, a operação do transmissor de energia 101 e do receptor de energia 105 será descrita com referência específica a uma modalidade de acordo com o padrão Qi (com exceção das modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)). Em particular, o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 podem substancialmente ser compatíveis com a Especificação Qi versão 1.0 ou 1.1 (exceto para as modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)).

[00125] A Figura 2 ilustra a arquitetura de sistema de um exemplo específico do sistema da Figura 1 com um pouco mais de detalhe. Nesse exemplo, o circuito de saída do transmissor de energia 101 inclui um circuito de ressonância ou tanque de ressonância 201 que inclui o indutor do transmissor 103 (na Figura 2, o indutor do transmissor 103 é, para fins de clareza, mostrado externamente ao circuito de ressonância 201, mas é considerado uma parte do mesmo). O circuito de ressonância 201 pode, tipicamente, ser um circuito de ressonância em série ou paralelo, e pode, em particular, consistir em um capacitor de ressonância acoplado em paralelo (ou em série) com o indutor do transmissor 103. O sinal de transferência de energia é gerado mediante o acionamento do circuito de ressonância de saída a partir de um acionador 203 que gera um sinal de acionamento com uma frequência adequada (tipicamente na faixa de frequências de 20 a 200 kHz).

[00126] De modo similar, o circuito de entrada do receptor de energia 105 inclui um circuito de ressonância ou tanque de ressonância 205 que inclui o indutor do receptor 107 (na Figura 2, o indutor do receptor 107 é, para fins de clareza, mostrado externamente ao circuito de ressonância 205, mas é considerado uma parte do mesmo). O circuito de ressonância 205 pode, tipicamente, ser um circuito de ressonância em série ou paralelo, e pode, em particular, consistir em um capacitor de ressonância acoplado em paralelo (ou em série) com o indutor do receptor 107. O circuito de ressonância 205 é acoplado a um conversor de energia 207 que converte o sinal de transferência de energia recebido, isto é, o sinal induzido fornecido pelo circuito de ressonância do receptor 205, em uma energia que é fornecida a uma carga externa 209 (tipicamente executando uma conversão CA/CC, como é bem conhecido pelo versado na técnica). Tipicamente, os dois circuitos de ressonância 201, 205 têm frequências de ressonância próximas uma da outra com a finalidade de alcançar amplitude de sinal suficiente junto ao receptor de energia 105.

[00127] Para controlar a transferência de energia, o sistema prossegue através de fases diferentes, em particular, uma fase de seleção, uma fase de ping, fase de identificação e configuração e uma fase de transferência de energia. Mais informações podem ser encontradas no capítulo 5 da Parte 1 da Especificação Qi de transferência de energia sem fio.

[00128] Por exemplo, ao estabelecer comunicação com o primeiro receptor de energia 105, o transmissor de energia 101 pode estar inicialmente na fase de seleção onde ele simplesmente monitora a presença potencial de um receptor de energia. O transmissor de energia 101 pode usar uma variedade de métodos para este propósito, por exemplo, conforme descrito na Especificação Qi de transferência de energia sem fio. Se tal presença potencial é detectada, o transmissor de energia 101 entra na fase de ping, onde um sinal de energia é temporariamente gerado. O receptor de energia 105 pode aplicar o sinal recebido para energizar seus componentes eletrônicos. Após a recepção do sinal de energia, o receptor de energia 105 transmite um pacote inicial ao transmissor de energia 101. Especificamente, é transmitido um pacote de intensidade de sinal indicando o grau de acoplamento entre o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105. Mais informações podem ser encontradas no capítulo 6.3.1 da Parte 1 da Especificação Qi de transferência de energia sem fio. Dessa forma, na fase de ping, é determinado se um receptor de energia 105 está presente na interface do transmissor de energia 101.

[00129] Ao receber a mensagem de intensidade de sinal, o transmissor de energia 101 passa à fase de identificação e configuração. Nesta fase, o receptor de energia 105 mantém sua carga de saída desconectada e se comunica com o transmissor de energia 101 mediante o uso de modulação de carga. O transmissor de energia fornece um sinal de energia com amplitude, frequência e fase constantes para este propósito (exceto pela alteração causada por modulação de carga). As mensagens são usadas pelo transmissor de energia 101 para configurar a si mesmo, conforme solicitado pelo receptor de energia 105.

[00130] Após a fase de identificação e configuração, o sistema segue para a fase de transferência de energia, onde ocorre a real transferência de energia. Especificamente, após ter comunicado seu requisito de energia, o receptor de energia 105 conecta a carga de saída e fornece a ela a energia recebida. O receptor de energia 105 monitora a carga de saída e mede o erro de controle entre o valor real e o valor desejado de um certo ponto de operação. Ele comunica esses erros de controle ao transmissor de energia 101 em uma frequência mínima de, por exemplo, a cada 250 ms para indicar os erros ao transmissor de energia 101, bem como o desejo por uma alteração, ou por nenhuma alteração, do sinal de energia.

[00131] Dessa forma, para preparar e controlar a transferência de energia entre o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 no sistema de transferência de energia sem fio, o receptor de energia 105 comunica as informações ao transmissor de energia 101. Tal comunicação foi padronizada na Especificação Qi, versões 1.0 e 1.1.

[00132] No nível físico, o canal de comunicação entre o receptor de energia 105 e o transmissor de energia 101 é implementado usando-se o sinal de energia indutivo sem fio como um portador indutivo sem fio. O receptor de energia 105 transmite mensagens de dados mediante a modulação de carga da bobina receptora 107. Isso resulta em variações correspondentes no sinal de energia no lado do transmissor de energia. A modulação de carga pode ser detectada por uma alteração na amplitude e/ou fase da corrente da bobina transmissora ou, alternativa ou adicionalmente, por uma alteração na tensão da bobina transmissora 103. Com base nesse princípio, o receptor de energia 105 pode modular dados que o transmissor de energia 101 pode, então, demodular. Esses dados são formatados em bytes e pacotes. Mais informações podem ser encontradas na publicação “System Description, Wireless Power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, versão 1.0, julho de 2010, publicado por Wireless Power Consortium”, disponível em http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless- power-specification-part-1.html, também chamado de Especificação Qi de transferência de energia sem fio, em particular, o capítulo 6: Communications Interface (ou em versões posteriores da Especificação).

[00133] No exemplo, o sinal de transferência de energia é, dessa forma, também um sinal portador indutivo para a modulação de carga. Entretanto, será reconhecido que em outras modalidades, a transferência de energia e a modulação de carga podem ser separadas e podem, por exemplo, ter como base sinais indutivos/eletromagnéticos diferentes gerados por indutores distintos.

[00134] No exemplo a seguir, onde o sinal de transferência de energia é usado também para modulação de carga, o sinal de transferência de energia é, consequentemente, também um sinal portador indutivo para modulação de carga. Contudo, por questões de brevidade e clareza, o sinal será chamado de sinal de transferência de energia.

[00135] Na disposição da Figura 1, o receptor de energia 105 executa, assim, a modulação de carga do sinal de transferência de energia indutivo sem fio. O receptor de energia 105, por exemplo, pode fazê-lo conectando e desconectando um capacitor acoplado em paralelo à bobina receptora 107 alterando, assim, a ressonância, e, consequentemente, as características de carga do receptor de energia 105. Essas alterações resultam em variações na corrente de indutor e na tensão de indutor do transmissor 103, e essas alterações são detectadas pelo transmissor de energia 101 e usadas para demodular os dados de modulação de carga fornecidos pelo receptor de energia 105.

[00136] A modulação de carga é usada especificamente para adaptar a transferência de energia, e, em particular, para implementar um circuito de controle de energia que adapta continuamente o nível de energia transmitida com base em mensagens de controle de energia recebidas do receptor de energia 105 por modulação de carga.

[00137] Dessa maneira, o transmissor de energia 101 pode ser disposto para adaptar a energia que o mesmo transmite ao receptor de energia 105 em função de parâmetros externos, como o acoplamento entre as bobinas do receptor e do transmissor 103, 107 etc. Em muitas modalidades, essa adaptação pode ser feita mediante alteração da frequência de operação do sinal de transferência de energia. Por exemplo, quando a frequência de operação é afastada das frequências de ressonância dos circuitos de ressonância 201, 205, a energia recebida pelo receptor de energia 105 é reduzida, e quando a frequência de operação é aproximada das frequências de ressonância dos circuitos de ressonância 201, 205, a energia recebida pelo receptor de energia 105 é aumentada.

[00138] Para a obtenção de um desempenho eficiente, é importante fornecer comunicação de modulação de carga de alto desempenho entre o receptor de energia 105 e o transmissor de energia 101. Todavia, em sistemas de transferência de energia convencionais, a comunicação tende a ficar abaixo do ideal em alguns cenários e situações, levando a uma quantidade maior de erros de comunicação e a um desempenho de transferência de energia abaixo do ideal. Isso se torna especialmente relevante quando o grau de acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de energia é baixo.

[00139] A Figura 3 ilustra alguns elementos exemplificadores do transmissor de energia 101 da Figura 1. O transmissor de energia 101 inclui funcionalidade para melhorar o desempenho da comunicação e, especificamente, para adaptar a comunicação e a operação de demodulação às características atuais.

[00140] A Figura 3 ilustra um acionador 301 acoplado a um circuito de ressonância de transmissão 303 que compreende a bobina transmissora 103 e um capacitor de ressonância 305. O acionador 301 gera um sinal de acionamento de tensão variável e tipicamente de CA, que é aplicado ao capacitor de ressonância 305 e à bobina transmissora 103. Em outras modalidades, o circuito de ressonância de transmissão 303 pode ser um circuito de ressonância em série, e o sinal de acionamento de tensão pode ser aplicado no capacitor e no indutor (fornecendo, assim, também um sinal de acionamento à bobina transmissora 103). Em algumas modalidades, o acionador pode ser acoplado diretamente (ou indiretamente) à bobina transmissora 103 e o sinal de acionamento de tensão pode ser fornecido à bobina transmissora 103 (esse pode ser o caso tanto para modalidades as quais a bobina transmissora 103 é parte de um circuito de ressonância como para modalidades nas quais isso não ocorre (como, por exemplo, uma única bobina transmissora 103 sendo acoplada diretamente ao acionador 301 sem que nenhum outro componente seja parte do circuito de saída)).

[00141] Dessa forma, no sistema, o acionador 301 gera um sinal de acionamento de tensão que é fornecido ao circuito de ressonância de transmissão 303/bobina transmissora 103, fazendo com que a bobina transmissora 103 gere o sinal de transferência de energia que fornece energia ao receptor de energia 105.

[00142] O acionador 301 gera a corrente e a tensão que são alimentadas na bobina transmissora 103. O acionador 301 é, tipicamente, um circuito de acionamento sob a forma de um inversor que gera um sinal alternado a partir de uma tensão CC. A Figura 4 mostra um inversor de meia- ponte. As chaves S1 e S2 são controladas de modo que nunca sejam fechadas ao mesmo tempo. De maneira alternada, S1 é fechada enquanto S2 é aberta e S2 é fechada enquanto S1 é aberta. As chaves são abertas e fechadas com a frequência desejada, gerando, assim, um sinal alternado na saída. Tipicamente, a saída do inversor está conectada à bobina transmissora através de um capacitor de ressonância. A Figura 5 mostra um inversor de ponte inteira. As chaves S1 e S2 são controladas de modo que nunca sejam fechadas ao mesmo tempo. As chaves S3 e S4 são controladas de modo que nunca sejam fechadas ao mesmo tempo. De maneira alternada, as chaves S1 e S4 são fechadas enquanto S2 e S3 são abertas e, então, S2 e S3 são fechadas enquanto S1 e S4 são abertas, criando, assim, um sinal de onda de bloqueio na saída. As chaves são abertas e fechadas com a frequência desejada.

[00143] O acionador 301 é acoplado a um controlador de transmissor 307 que compreende funcionalidade de controle para operar a função de transferência de energia, e que pode, especificamente, compreender um controlador disposto para operar o transmissor de energia 101 de acordo com a Especificação Qi, conforme apropriado. Por exemplo, o controlador de transmissor 307 pode ser disposto para controlar o transmissor de energia 101 para executar as diferentes fases da Especificação Qi, incluindo a fase de identificação e configurações e a fase de transferência de energia.

[00144] No exemplo, o transmissor de energia 101 compreende uma única bobina transmissora 103 que é acionada pelo acionador 301. Dessa forma, o sinal de energia indutivo sem fio é gerado por uma única bobina transmissora 103. Entretanto, os versados na técnica compreenderão que em outras modalidades, o sinal de energia indutivo sem fio pode ser gerado por uma pluralidade de bobinas transmissoras acionadas, por exemplo, em paralelo pelo acionador. Especificamente, várias bobinas transmissoras acionadas por sinais de saída correspondentes (dependentes) do acionador 301 podem ser usadas para gerar o sinal de energia indutivo sem fio. Por exemplo, duas bobinas transmissoras podem ser posicionadas em locais diferentes para fornecer dois pontos de carga para dois receptores de energia. As duas bobinas podem ser alimentadas com o mesmo sinal de saída do acionador 301. Isso pode permitir uma distribuição aprimorada do sinal de energia indutivo sem fio/campo magnético com a finalidade de suportar múltiplos pontos de carga.

[00145] O transmissor de energia 101 compreende adicionalmente um demodulador 309 que é disposto para receber mensagens de dados do receptor de energia 105. Especificamente, o demodulador 309 é disposto para demodular a modulação de carga do sinal de energia indutivo sem fio para determinar os dados correspondentes transmitidos a partir do receptor de energia 105.

[00146] O demodulador 309 é disposto para demodular a modulação de carga mediante a detecção de variações da corrente que passa pela bobina transmissora 103 e/ou da tensão aplicada à bobina transmissora 103.

[00147] Consequentemente, o demodulador 309 é acoplado a uma unidade de medição 311 que é disposta para medir ao menos uma dentre a corrente de indutor que flui pela bobina transmissora 103 e a tensão de indutor aplicada à bobina transmissora 103.

[00148] Em algumas modalidades, a corrente e/ou a tensão de indutor podem ser determinadas indiretamente, como, por exemplo, mediante a medição das variações da corrente de alimentação do inversor do acionador 301 etc. Entretanto, no exemplo específico, a corrente/tensão de indutor é determinada pela detecção direta da corrente ou da tensão de indutor.

[00149] A descrição a seguir terá como foco a detecção e a demodulação com base na corrente de indutor, mas será reconhecido que a detecção e a demodulação podem, alternativa ou adicionalmente, ter como base a tensão da bobina transmissora 103.

[00150] A unidade de medição 311 é disposta para realizar medições (também chamadas de primeiras medições) de pelo menos uma dentre uma corrente de indutor e uma tensão de indutor para o indutor do transmissor 103. As medições são realizadas como uma amostragem da corrente e/ou da tensão de indutor, ou podem, em algumas modalidades, ser realizadas ao longo de intervalos de tempo mais extensos. A descrição a seguir terá primeiramente como foco exemplos em que as medições correspondem à amostragem da corrente e/ou da tensão de indutor.

[00151] As medições são sincronizadas com o sinal de acionamento de tensão. O sinal de transferência de energia sem fio é (inerentemente) sincronizado com o sinal de acionamento fornecido pelo acionador. De modo similar, o sinal de transferência de energia sem fio e o sinal de acionamento de tensão são (inerentemente) sincronizados com os sinais de acionamento de comutação fornecidos para o acionador 301. Dessa forma, as medições são sincronizadas com o sinal de transferência de energia, o sinal de acionamento e o sinal de acionamento de comutação.

[00152] A unidade de medição 311 é disposta para realizar medições da corrente/tensão de indutor com um deslocamento de tempo relativo a um sinal de referência que é sincronizado com o sinal de acionamento de tensão, e, portanto, é sincronizado também com o sinal de acionamento de comutação e o sinal de transferência de energia. O sinal de referência terá a mesma frequência que o sinal de acionamento e um deslocamento fixo de tempo ou de fase relativo a este último. De fato, o deslocamento de tempo ou de fase pode ser zero, e, de fato, o sinal de referência pode ser o sinal de acionamento ou o próprio sinal de acionamento de comutação, ou pode, por exemplo, ser gerado a partir de um desses. Dessa forma, um sinal de referência separado não precisa ser gerado.

[00153] Em seguida, as medições são sincronizadas com o sinal de referência tendo-se um deslocamento de tempo relativo ou de modo equivalente um deslocamento de fase relativo ao mesmo (os termos “deslocamento de tempo” e “deslocamento de fase” serão considerados equivalentes de acordo com o uso padrão no campo da técnica, embora se deva notar que a correspondência direta é aplicável apenas quando é considerada uma única frequência).

[00154] O deslocamento de temporização pode ser medido entre um ponto no ciclo do sinal de referência e um ponto no intervalo de medição, como entre uma passagem por zero mínima, máxima, positiva, ou uma passagem por zero negativa e o início, o ponto médio ou o ponto final de um intervalo de tempo de medição no mesmo ciclo. Será reconhecido que a abordagem específica para a medição do deslocamento de tempo pode variar entre modalidades diferentes, e que qualquer abordagem adequada pode ser usada sem que se desvie do escopo da invenção.

[00155] A unidade de medição 311 é disposta para realizar as primeiras medições para ciclos do sinal de referência (e, dessa forma, para ciclos do sinal de acionamento ou do sinal de acionamento de comutação). Cada medição poderá, conforme mencionado, ser uma única amostra ou pode ser uma medição feita ao longo de um intervalo de tempo mais extenso. Entretanto, o intervalo de tempo de medição para cada medição não excede um período de tempo ou um tempo de ciclo/duração de ciclo do sinal de referência (ou do sinal de acionamento, ou do sinal de acionamento de comutação).

[00156] Em muitas modalidades, a unidade de medição 311 pode ser disposta para gerar uma medição para cada ciclo do sinal de referência. Contudo, será reconhecido que em algumas modalidades, as medições serão realizadas apenas para um subconjunto de ciclos, como, por exemplo, apenas para cada segundo ou terceiro ciclo.

[00157] A unidade de medição 311 gera medições que dependem de/refletem a corrente/tensão de indutor. Como esse valor depende da carga do sinal de transferência de energia aplicada pelo receptor de energia 105, as variações na carga introduzidas pela modulação de carga serão refletidas nas medições. As medições são alimentadas apropriadamente no demodulador 309 que passa a demodular os dados de modulação da carga com base nessas medições. Especificamente, o demodulador pode calcular a média das medições ao longo de um período de símbolo de dados e, dependendo do valor médio, decidir quais estados de carga estão presentes e, dessa forma, quais dados estão sendo recebidos.

[00158] No sistema, as medições não são meramente medições aleatórias da amplitude geral da corrente/tensão de indutor. Mais propriamente, as medições são medições sincronizadas que consideram apenas um subconjunto de um período de tempo/tempo de ciclo para o sinal de referência e o sinal de transferência de energia. Dessa forma, em vez de uma simples detecção de amplitude ou de pico, as medições consideram apenas as condições para um subconjunto do período de tempo. Adicionalmente, o intervalo de tempo específico considerado é controlado por um deslocamento de tempo relativo ao sinal de referência.

[00159] O transmissor de energia 101 da Figura 3 compreende adicionalmente um adaptador 313 que é disposto para determinar e ajustar o deslocamento de tempo relativo entre o sinal de referência e as medições. Consequentemente, ele é disposto para (tipicamente) adaptar dinamicamente qual parte de um ciclo do sinal de transferência de energia será usada para demodulação, e especificamente adaptar em qual intervalo de tempo a corrente/tensão de indutor será considerada para fins de demodular a modulação de carga a partir do receptor de energia 101.

[00160] Essa consideração da corrente/tensão de indutor em apenas um subconjunto do período de tempo adaptado/selecionado dinamicamente fornece demodulação aprimorada com taxas de erros reduzidas. De fato, o adaptador 313 é disposto para determinar o deslocamento de tempo relativo das medições, de modo que as mesmas resultem em uma profundidade de demodulação máxima.

[00161] O adaptador 313 é disposto para variar o deslocamento de tempo relativo, também chamado de primeiro deslocamento de tempo, e para ajustar esse deslocamento para corresponder a um deslocamento de temporização de medição ideal que corresponde à profundidade de demodulação máxima.

[00162] A profundidade de demodulação reflete a diferença de medição entre medições para diferentes cargas de modulação do sinal de transferência de energia. Dessa forma, para um dado deslocamento de tempo relativo, a unidade de medição 311 tenderá a medir um primeiro valor quando o receptor de energia estiver aplicando um estado de carga, e um segundo valor quando o receptor de energia aplicar um segundo estado de carga (os diferentes estados de carga, por exemplo, correspondendo a um capacitor de carga que é, respectivamente, conectado ou desconectado). O primeiro e o segundo valores tenderão a ser diferentes, e é essa diferença que permite que a modulação de carga seja diferenciada pelo demodulador 309. A diferença em valores que resulta das medições (por exemplo, depois de um pós-processamento, como filtragem ou cálculo da média) e usada para a demodulação pelo demodulador 309 representa a profundidade de demodulação ou a diferença. Quanto maior a diferença, maior a profundidade de demodulação.

[00163] Entretanto, a diferença entre as medições, e, portanto, a profundidade de demodulação, pode depender da parte do ciclo na qual a corrente/tensão de indutor é considerada. No sistema da Figura 3, o adaptador 313 é disposto para variar o deslocamento de tempo relativo, também chamado de primeiro deslocamento de tempo, entre o sinal de referência e as medições, isto é, ele pode variar quando é medida a corrente/tensão de indutor no ciclo. Adicionalmente, o adaptador 313 detecta quando a profundidade de demodulação é a mais alta, especificamente, ele pode determinar quando a diferença entre dois estados de carga é máxima. O deslocamento de tempo correspondente é considerado um deslocamento de temporização de medição ideal, uma vez que o mesmo resulta em uma profundidade de demodulação máxima. O adaptador 313 pode determinar esse deslocamento de temporização de medição ideal e alimentá-lo de volta à unidade de medição 311 e/ou ao demodulador 309, que passará, então, a gerar primeiras medições com esse deslocamento de tempo relativo, e a demodular a modulação de carga com base nas medições de tempo sincronizadas que resultam na profundidade de demodulação máxima, e, portanto, na diferenciação máxima entre as medições para diferentes estados de carga.

[00164] O adaptador 313 é, dessa forma, disposto de modo a variar o primeiro deslocamento de tempo de modo que este seja ajustado para corresponder a um deslocamento de temporização de medição ideal que corresponde à profundidade de demodulação máxima. O adaptador 313 pode variar o primeiro deslocamento de tempo e determinar/medir continuamente a profundidade de demodulação para diferentes valores do primeiro deslocamento de tempo. Ele pode, então, detectar o deslocamento de tempo para o qual a profundidade de demodulação é máxima. O deslocamento de tempo usado para a demodulação é, então, ajustado para esse deslocamento de tempo. O adaptador 313 é disposto para variar dinamicamente o primeiro deslocamento de tempo para determinar o deslocamento de temporização de medição ideal para o qual é detectada a profundidade de demodulação máxima. Dessa forma, o adaptador 313 pode, dinamicamente e em muitas modalidades, adaptar continuamente o tempo das medições usadas para demodulação de carga de modo a adaptá-lo às condições específicas sendo experimentadas. Por exemplo, o adaptador 313 pode adaptar dinamicamente o deslocamento de temporização de medição (o primeiro deslocamento de tempo) durante a transferência de energia. Consequentemente, ele pode se adaptar à carga, à frequência ou ao acoplamento específicos entre o receptor de energia e o transmissor de energia.

[00165] Como exemplo, a unidade de medição 311 pode varrer lentamente o deslocamento de temporização de zero até um valor igual a um período de tempo completo para o sinal de referência. Durante essa varredura, o receptor de energia 105 pode ser ajustado para um estado de carga da modulação de carga, como, por exemplo, com um capacitor de modulação de carga conectado. A unidade de medição 311 pode fazer medições para diferentes deslocamentos de temporização. O processo pode, então, ser repetido, mas dessa vez com o receptor de energia 105 ajustado para um outro estado de carga da modulação de carga, como, por exemplo, com um capacitor de modulação de carga sendo desconectado. A unidade de medição 311 pode, novamente, fazer medições para diferentes deslocamentos de temporização. Para cada deslocamento de temporização, a profundidade de demodulação pode ser determinada subtraindo-se os valores de medição para a primeira varredura e a segunda varredura. O deslocamento de temporização ideal pode, então, ser ajustado para o valor para o qual foi obtida a mais alta profundidade de demodulação. Esse valor pode, então, ser usado subsequentemente para gerar medições para a demodulação da modulação de carga.

[00166] Como outro exemplo, a unidade de medição 311 pode varrer lentamente o deslocamento de temporização de zero até um valor igual a um período de tempo completo para o sinal de referência enquanto o receptor de energia 105 está modulando a carga. Durante a varredura, o adaptador 313 pode determinar em qual deslocamento de temporização a profundidade de demodulação é ideal.

[00167] Como outro exemplo, a unidade de medição 311 pode escolher um deslocamento de temporização inicial e mover o sinal de referência de deslocamento em uma direção enquanto o receptor de energia 105 está modulando a carga. Durante a movimentação do deslocamento, o adaptador 313 determina se a profundidade de demodulação está aumentando ou diminuindo. Contanto que a profundidade de demodulação aumente, a unidade de medição 311 continua a se mover na mesma direção.

[00168] Quando a profundidade de demodulação diminui, a unidade de medição 311 muda a direção na qual o deslocamento está sendo movido. Isso permite uma adaptação contínua do deslocamento em direção à profundidade de demodulação máxima de acordo com as condições variantes (como a frequência, a carga e o acoplamento).

[00169] Dessa forma, especificamente, o adaptador 313 pode implementar um circuito de controle disposto para adaptar dinamicamente o deslocamento de temporização de medição ideal variando o primeiro deslocamento de tempo em resposta a uma profundidade de demodulação medida. Especificamente, o adaptador 313 pode calcular uma medida de profundidade de demodulação comparando dinamicamente, e em muitas modalidades de modo substancialmente contínuo, as medições que correspondem a diferentes cargas de modulação. Por exemplo, o adaptador 313 pode calcular a diferença entre primeiras medições para duas cargas de modulação diferentes e usar a diferença como uma medida de profundidade de demodulação (obviamente, medições de diferença mais complexas, como, por exemplo, valores filtrados ou ponderados, podem ser usadas em modalidades diferentes). Em muitas modalidades, a diferença pode ser filtrada por um filtro passa-baixa com características adequadas.

[00170] O adaptador 313 pode, então, detectar variações na medida (filtrada) de profundidade de demodulação. Se a medida de profundidade de demodulação começar a diminuir, o adaptador 811 poderá aumentar (ou diminuir) o primeiro deslocamento de tempo e detectar se essa ação resulta em um aumento na profundidade de demodulação. Em caso afirmativo, o adaptador pode passar a aumentar (ou diminuir) o primeiro deslocamento de tempo até detectar uma profundidade de demodulação máxima, isto é, até a medida de profundidade de demodulação começar a diminuir novamente. Se, ao contrário, o aumento (ou diminuição) inicial no primeiro deslocamento de tempo resultar em uma diminuição mais acentuada da medida de profundidade de demodulação, o adaptador 811 poderá mover o primeiro deslocamento de tempo na outra direção, isto é, ele poderá passar a diminuir (ou aumentar) o primeiro deslocamento de tempo até que isso resulte em uma medida de profundidade de demodulação máxima.

[00171] Em algumas modalidades, o adaptador 313 pode ser disposto para desviar (variar) continuamente o primeiro deslocamento de tempo. Dessa forma, o primeiro deslocamento de tempo pode ser ligeiramente alterado de maneira contínua e pode ser detectado caso isso resulte em um aumento da profundidade de demodulação. No caso disso ocorrer, o novo valor de primeiro de deslocamento de tempo será ajustado como o deslocamento de temporização de medição ideal atual. Caso contrário, o deslocamento de temporização de medição ideal será mantido no valor anterior. O desvio (“jitter”) do primeiro deslocamento de tempo pode ser em direções diferentes (isto é, às vezes aumentando ligeiramente o primeiro deslocamento de tempo e às vezes diminuindo-o ligeiramente).

[00172] O adaptador 313 pode adequadamente implementar um transmissor de energia de circuito de controle de acordo com a reivindicação 1, em que o adaptador 313 é disposto para determinar a profundidade de demodulação em resposta a uma comparação entre primeiras medições para uma primeira carga de modulação e primeiras medições para uma segunda carga de modulação. O circuito de controle é, portanto, baseado em uma profundidade de demodulação medida determinada a partir das primeiras medições para diferentes cargas de modulação.

[00173] O adaptador 313 pode realizar essas medições e operar o circuito de controle durante uma operação de transferência de energia, e especificamente durante uma fase de transferência de energia. Ele fornece, consequentemente, uma adaptação contínua às atuais condições e características, e permite que o sistema forneça desempenho aprimorado de comunicação que se adapta às alterações nos cenários de uso. Em particular, os inventores constataram que o desempenho da comunicação e as características de temporização dependem de propriedades dinâmicas que variam durante a operação. Em particular, os inventores constataram que os tempos e durações de medição ideais não são estáticos, mas dependem da alteração dinâmica de propriedades, como frequência e carga do sinal de transferência de energia, ou do acoplamento entre o receptor de energia e o transmissor de energia.

[00174] A adaptação dinâmica do deslocamento de temporização para as medições usadas para executar a demodulação durante a operação, e especificamente durante a fase de transferência de energia, permite obter maior confiabilidade de comunicação. A implementação de um circuito de controle automático que adapta a temporização pode fornecer um sistema que adapta dinamicamente e de modo flexível o tempo das medições. A adaptação pode ser executada durante a operação e especificamente durante a transferência de energia, bem como durante a demodulação. Dessa forma, o adaptador 313 pode adaptar o deslocamento de temporização simultaneamente à demodulação que está sendo realizada. Especificamente, as mesmas medições usadas para demodulação podem também ser usadas pelo adaptador 313 para adaptar o deslocamento de temporização. Em muitas modalidades, as medições (as primeiras medições) que são usadas para demodular a modulação de carga são também usadas para gerar a medida de profundidade de demodulação, a qual é usada para acionar o circuito de controle.

[00175] Será reconhecido que podem ser usadas outras abordagens para implementação de um circuito de controle que aciona o primeiro deslocamento de tempo em direção a um deslocamento de temporização de medição ideal com base em uma profundidade de demodulação medida. Especificamente, o adaptador 313 pode implementar qualquer algoritmo que, em resposta a uma profundidade de demodulação medida, aciona o primeiro deslocamento de tempo para resultar em uma profundidade de demodulação máxima. Dessa forma, como a profundidade de demodulação medida depende do primeiro deslocamento de tempo, isso resultará em um circuito de controle que pode acionar dinamicamente o deslocamento de temporização para as medições usadas para demodulação. O circuito de controle pode, ainda, otimizar automaticamente o deslocamento de temporização, e, portanto, o tempo das medições usadas para demodulação, para as condições atuais. De fato, em muitas modalidades, isso pode ser conseguido sem que o circuito de controle considere nenhuma das características específicas que afetam os instantes de temporização ideal. Por exemplo, o circuito não precisa detectar ou estimar a carga de transferência de energia ou o acoplamento entre o receptor de energia e o transmissor de energia, e ainda assim a operação do circuito de controle será adaptada ao deslocamento de temporização para refletir as alterações em tais parâmetros.

[00176] Dessa forma, em contraste, por exemplo, às abordagens em que uma temporização fixa predeterminada (por exemplo, determinada durante a fase de projeto ou de fabricação) é usada para as medições (ou, por exemplo, em que é usada uma detecção de pico simples predeterminada), o sistema pode fornecer um desempenho de comunicação substancialmente aprimorado. De fato, conforme ilustrado mais adiante, o uso de valores predeterminados pode proporcionar um desempenho aceitável em alguns cenários, mas tenderá a resultar em um desempenho de comunicação abaixo do ideal em outros cenários. Por exemplo, um transmissor de energia pode ser usado como uma gama de receptores de energia com diferentes características, como, por exemplo, cargas diferentes, posições diferentes de indutores etc. O sistema descrito pode se adaptar automaticamente aos diferentes receptores de energia para fornecer desempenho otimizado para o receptor de energia específico sendo usado. O uso de um deslocamento de temporização predeterminado (ou, por exemplo, de dois deslocamentos de temporização predeterminados) não pode fornecer tal otimização e, assim, a demodulação será, em muitos cenários, baseada inerentemente em uma profundidade de demodulação reduzida. De modo similar, o uso de uma detecção de pico simples resultará em uma profundidade de demodulação reduzida, e, de fato, poderá em alguns cenários resultar em substancialmente nenhuma profundidade de demodulação e, consequentemente, em uma taxa de erros de demodulação muito elevada (como, por exemplo, no exemplo da Figura 8).

[00177] Em muitas modalidades, todas as primeiras medições são realizadas no valor atual do deslocamento de temporização de medição ideal, e o valor do deslocamento de temporização de medição ideal é alterado dinamicamente para refletir as modificações no deslocamento de temporização que resultam na profundidade de demodulação máxima. Além disso, em muitas dessas modalidades, todas as primeiras medições usadas pelo adaptador para determinar o deslocamento de temporização de medição ideal podem ser usadas também para a demodulação.

[00178] Contudo, em outras modalidades, apenas algumas das primeiras medições podem ser feitas para o valor atual do deslocamento de temporização de medição ideal. Por exemplo, algumas das primeiras medições podem ser realizadas com um deslocamento de tempo correspondendo ao valor atual do deslocamento de temporização de medição ideal. Essas medições podem ser usadas especificamente para a demodulação. Entretanto, e adicionalmente, algumas das primeiras medições podem ser realizadas para um primeiro deslocamento de tempo (ou deslocamentos de tempo) que não corresponde ao valor atual do deslocamento de temporização de medição ideal. Mais propriamente, essas medições podem ser realizadas com um deslocamento de tempo diferente, que deste ponto em diante será chamado de deslocamento de tempo de teste. O adaptador pode determinar uma profundidade de demodulação para o deslocamento de tempo de teste, que deste ponto em diante será chamada de profundidade de demodulação de teste.

[00179] O adaptador pode, então, gerar uma medida de diferença que reflete a diferença entre a profundidade de demodulação de teste e a profundidade de demodulação para o deslocamento de temporização de medição ideal. Se o deslocamento de temporização de medição ideal corresponder de fato à profundidade de demodulação máxima, a profundidade de demodulação de teste será menor. Entretanto, se for detectado que a profundidade de demodulação de teste é maior que a profundidade de demodulação para o deslocamento de temporização de medição ideal, será determinado que a profundidade de demodulação de teste agora reflete a profundidade de demodulação máxima e o adaptador altera apropriadamente o valor do deslocamento de temporização de medição ideal para corresponder ao deslocamento de temporização de teste.

[00180] Dessa forma, quando é detectado que é medida uma profundidade de demodulação maior que a profundidade de demodulação máxima atualmente percebida, o sistema se adapta para tornar o deslocamento de tempo de teste para essa profundidade de demodulação o novo deslocamento de temporização de medição ideal. Dessa forma, um novo ajuste do deslocamento de temporização de medição ideal é determinado com base em um circuito de controle que, como uma entrada, tem uma profundidade de demodulação para o deslocamento de temporização de medição ideal atual.

[00181] Será reconhecido que em algumas modalidades, a alteração do deslocamento de temporização de medição ideal pode estar sujeita a vários critérios e requisitos. Por exemplo, pode ser um requisito que a diferença nas profundidades de demodulação seja maior que um dado valor, tenha sido mais alta por um dado período de tempo etc. Será reconhecido também que a diferença entre as profundidades de demodulação pode ser filtrada como parte da avaliação.

[00182] Em algumas modalidades, o sistema pode usar um deslocamento de temporização fixo entre o deslocamento de temporização de medição ideal e o deslocamento de temporização de teste. Em outras modalidades, pode haver um deslocamento alterado dinamicamente. Por exemplo, em algumas modalidades, o adaptador pode ser disposto para variar o deslocamento de temporização de teste, por exemplo, para fazer uma varredura ao longo de um dado intervalo. O valor mais alto determinado da profundidade de demodulação pode ser detectado e pode, então, ser comparado com a profundidade de demodulação para o deslocamento de temporização de medição ideal atual.

[00183] Será reconhecido também que em muitas modalidades, mais de um deslocamento de temporização de teste pode ser usado. Por exemplo, o adaptador pode calcular continuamente a profundidade de demodulação com base nas medições com um deslocamento de temporização ligeiramente anterior ao deslocamento de temporização de medição ideal e ligeiramente posterior ao deslocamento de temporização de medição ideal. Isso pode proporcionar uma adaptação simétrica do deslocamento de temporização de medição ideal e pode, especificamente, adaptar para convergir continuamente em direção à profundidade de demodulação máxima. Em algumas modalidades, a diferença de profundidade de demodulação medida pode ser usada como um sinal de erro para um circuito de controle ajustando o deslocamento de temporização de medição ideal. Por exemplo, se a medida de diferença for positiva correspondendo à profundidade de demodulação para o deslocamento de temporização de medição ideal atual maior que a profundidade de demodulação, o sinal de erro será ajustado para zero. Contudo, se a diferença for negativa, o sinal de erro para o circuito será ajustado para o valor da diferença resultando no deslocamento de temporização de medição ideal tendendo para o deslocamento de temporização de teste.

[00184] Em algumas modalidades, um sinal de erro pode ser gerado combinando-se uma primeira medida de diferença para um primeiro deslocamento de temporização de teste ligeiramente anterior ao deslocamento de temporização de medição ideal e uma segunda medida de diferença para um segundo deslocamento de temporização de teste ligeiramente posterior ao deslocamento de temporização de medição ideal. As medidas de diferença podem ser primeiramente ajustadas para zero para valores indicando que a profundidade de demodulação no deslocamento de temporização de medição ideal é maior. As medidas de diferença resultantes podem, então, ser subtraídas uma da outra e o resultado pode ser usado como um sinal de erro para um circuito de controle determinando o deslocamento de temporização de medição ideal.

[00185] Essa abordagem pode fornecer melhorias substanciais de confiabilidade de comunicação e redução da taxa de erros.

[00186] Em muitas modalidades, a frequência do sinal de transferência de energia é ajustada para fornecer uma característica desejada de transferência de energia. Consequentemente, ela não é, tipicamente, otimizada para o desempenho da demodulação.

[00187] Como um exemplo específico, na Especificação Qi de baixo consumo de energia, é feita a demodulação da corrente que flui através da bobina de transmissor de energia e/ou da tensão aplicada a essa bobina (vide, por exemplo, a publicação “Qi System Description, Wireless Power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition”, Version 1.1.2, de junho de 2013). O transmissor de energia demodula o sinal medido mediante a detecção de uma certa diferença de corrente ou tensão entre os estados de carga binários, chamados de estados HI (alto) e LO (baixo) (vide Seção 6 da descrição de sistemas Qi mencionada acima). Na abordagem do padrão Qi, a corrente que flui através da bobina de transmissor de energia é medida como a amplitude máxima ou por um deslocamento de temporização fixo predeterminado de um quarto do ciclo (isto é, em uma fase de 90 graus) em relação ao sinal de controle/comutação que aciona o inversor. Dessa forma, a diferença entre os estados HI e LO corresponde à diferença de amplitude (máxima) entre os dois estados, ou à diferença de amplitude medida com um deslocamento específico, fixo e predeterminado. A tensão pode também ser medida, mas é medida com um deslocamento de tempo fixo predeterminado. Especificamente, a amplitude do sinal de tensão é medida com um deslocamento de tempo zero (correspondendo a um deslocamento de fase de 0°).

[00188] Entretanto, os inventores constataram que essas medições tipicamente não resultam na profundidade de demodulação ideal/máxima que pode ser obtida.

[00189] A Figura 6 ilustra algumas curvas que mostram parâmetros como uma função da frequência do sinal de transferência de energia. As curvas 601 e 603 mostram, respectivamente, a amplitude da tensão aplicada à carga para situações em que o capacitor de modulação de carga é desconectado e conectado, respectivamente. As curvas 605 e 607 mostram a corrente de indutor do transmissor para o capacitor sendo, respectivamente, conectado e desconectado, e as curvas 609 e 611 mostram a fase da corrente de indutor para as mesmas situações.

[00190] Como pode ser visto, a frequência na qual é obtida uma profundidade de demodulação de amplitude ideal para a corrente de indutor é de 730 kHz, enquanto a frequência na qual é obtida uma profundidade de demodulação de fase ideal é de 718 kHz. Em outras frequências, nenhuma profundidade de demodulação ideal (para a amplitude ou fase) é obtida. Além disso, como pode ser visto, em nenhuma dessas frequências é alcançada a amplitude de sinal máxima na carga. Ao invés disso, essa amplitude é obtida em uma frequência de aproximadamente 722 kHz.

[00191] Dessa forma, conforme demonstrado, a frequência desejada ou ideal para a transferência de energia é diferente da frequência ideal para demodulação/modulação de carga. Portanto, durante o ajuste da frequência para fornecer as propriedades de transferência de energia desejadas, o desempenho da comunicação pode não ser otimizado.

[00192] Embora a faixa de frequências na Figura 6 tenha sido escolhida diferentemente da maneira típica que é escolhida para aplicações que seguem o padrão Qi, o mesmo princípio também se aplica à faixa de frequências da Especificação Qi. A Figura 6 é fornecida como um exemplo para fins de clareza da operação.

[00193] Adicionalmente, os inventores constataram também que o tempo ideal para medir, por exemplo, a corrente de indutor pode variar substancialmente dependendo, por exemplo, da frequência, da carga ou do acoplamento.

[00194] A Figura 7 mostra a corrente que flui através da bobina transmissora de um transmissor de energia. Conforme mostrado, se a frequência de operação for ajustada para 735 kHz, a profundidade de modulação máxima ocorrerá nos picos positivo e negativo da corrente. Por outro lado, se a frequência de operação for ajustada para 760 kHz, a profundidade de modulação máxima ocorrerá nas passagens por zero da corrente, conforme mostrado na Figura 8. Se a frequência de operação for ajustada para 745 kHz, a profundidade de modulação máxima não ocorrerá nos picos ou nas passagens por zero da corrente. Tal exemplo é mostrado na Figura 9. Nesse caso, a abordagem da Especificação Qi resultaria em um desempenho de comunicação substancialmente comprometido. Na abordagem descrita, contudo, o transmissor de energia 101 pode sintonizar o deslocamento de fase/temporização para as medições, e especificamente para a amostragem da corrente de indutor, de modo a que seja aplicado o deslocamento de fase/temporização que resulta na maior profundidade de demodulação. Para o caso descrito na Figura 9, a adaptação do deslocamento de temporização será tal que a amostragem de medições corresponda à maior diferença (isto é, com um deslocamento de temporização relativo de cerca de 0,5 μs e 1,2 μs).

[00195] Para o transmissor de energia 101 da Figura 3, o adaptador 313 é disposto para rastrear a profundidade de demodulação ideal variando o instante no tempo em que o sinal é demodulado (quando a corrente/tensão de indutor é amostrada ou medida). Em outras palavras, as medições têm um deslocamento de temporização em relação a um sinal de referência, como o sinal de controle que aciona o inversor, que é ajustado para fornecer a profundidade de demodulação ideal. Por exemplo, na Figura 7, o adaptador pode ajustar o deslocamento de temporização para 0,3 μs, na Figura 8 ele pode ser ajustado para 0,05 μs, e na Figura 9 ele pode ser ajustado para 0,5 μs (para um sinal de referência com a mesma temporização que a corrente de indutor). Com a adaptação do tempo de amostragem para as primeiras medições, o desempenho da demodulação pode ser melhorado e, em particular, a taxa de erros pode ser reduzida.

[00196] Conforme mencionado anteriormente, em muitas modalidades, o transmissor de energia 101 compreende um adaptador de transferência de energia disposto para selecionar uma frequência do sinal de transferência de energia com base em uma propriedade de transferência de energia. No exemplo da Figura 1, o controlador de transmissor 307 pode implementar a funcionalidade de tal adaptador de transferência de energia e pode adaptar e ajustar apropriadamente a frequência do sinal de transferência de energia com base na operação de transferência de energia.

[00197] Será reconhecido que a frequência pode ser ajustada com base nas diferentes propriedades da transferência de energia em modalidades diferentes. Em muitas modalidades, a propriedade pode ser uma propriedade de eficiência de transferência de energia, uma propriedade de nível de energia e/ou uma propriedade de necessidade de energia.

[00198] Por exemplo, a frequência de ressonância do circuito de ressonância 303 pode variar devido a variações, envelhecimento, temperatura, etc., dos componentes. De modo similar, a frequência de ressonância do circuito de ressonância do receptor de energia 105 pode variar entre diferentes receptores de energia e com o tempo, a temperatura etc. A eficiência da transferência de energia dependerá, tipicamente, da relação entre as frequências de ressonância e a frequência do sinal de transferência de energia. Em algumas modalidades, o controlador de transmissor 307 pode ser disposto para adaptar a frequência do sinal de transferência de energia para maximizar a eficiência da transferência de energia. Essa adaptação pode, por exemplo, ser feita uma vez durante a inicialização de uma transferência de energia ou pode ser feita dinamicamente e repetidamente durante a transferência de energia.

[00199] Como outro exemplo, em muitas modalidades, a frequência do sinal de transferência de energia pode ser alterada dinamicamente durante a operação de transferência de energia para fornecer um nível desejado de energia para o sinal de transferência de energia, de modo que o receptor de energia 105 receba a energia adequada. A abordagem se baseia no fato de que a energia transferida depende da relação entre a frequência do sinal de transferência de energia e as frequências de ressonância dos circuitos de ressonância do transmissor de energia 101 e do receptor de energia 105. Em geral, a energia transferida tende a diminuir com o aumento da diferença entre a frequência do sinal de transferência de energia e as frequências de ressonância.

[00200] Em muitas modalidades, o receptor de energia 105 fornecer uma indicação de uma necessidade de energia, e o transmissor de energia 101 responde a essa necessidade ajustando o nível de energia do sinal de transferência de energia. A necessidade de energia pode, em algumas modalidades, ser fornecida como um valor absoluto, como um nível de energia desejado, mas é, na maioria das modalidades, fornecida como um valor relativo indicando, por exemplo, se o atual nível de energia deve ser aumentado ou diminuído.

[00201] Especificamente, no sistema descrito, o receptor de energia 105 transmite mensagens de controle de energia durante a fase de transferência de energia de acordo com as Especificações Qi (isto é, são transmitidas mediante a modulação de carga e ao menos uma vez a cada 250 ms). Em resposta, o controlador de transmissor 307 aumenta ou diminui a frequência do sinal de transferência de energia. Por exemplo, se a frequência da corrente for maior que a frequências de ressonância dos circuitos de ressonância e o receptor de energia 105 solicitar um aumento de energia, o controlador de transmissor 307 passará a reduzir a frequência.

[00202] A variação da frequência do sinal de transferência de energia em resposta à operação de transferência de energia proporciona um controle muito eficiente e alto desempenho da transferência de energia. Todavia, como é necessário ajustar a frequência para fornecer características desejadas de transferência de energia, a tendência é de que haverá conflito com as preferências pela frequência do sinal de transferência de energia para fins de comunicação, e especificamente de modulação e demodulação de carga. Dessa forma, a otimização da frequência para a transferência de energia resulta, tipicamente, em uma degradação para fins de comunicação. No sistema da Figura 1, a frequência pode ser ajustada adequadamente com base em considerações de transferência de energia, mas o(s) deslocamento(s) de temporização de medição (e possivelmente a(s) duração(ões) de medição) é(são) ajustados com base em considerações de comunicação, e especificamente em considerações de modulação/demodulação de carga. Especificamente, a frequência pode ser primeiramente ajustada para a transferência de energia, com o sistema então sendo disposto para otimizar o desempenho de medição para a dada frequência. Essa abordagem pode fornecer um sistema de transferência de energia bastante eficiente com operação aprimorada de transferência de energia com base em uma comunicação aprimorada.

[00203] Na descrição anterior, as medições da corrente/tensão de indutor foram consideradas como sendo feitas predominantemente por amostragem, e, dessa forma, com uma duração de amostragem que tipicamente é tão curta que o sinal medido pode ser considerado constante dentro da janela de amostragem. Por exemplo, o tempo de amostragem é, tipicamente, ao menos 10 vezes menor que um período de tempo de uma frequência mais elevada do sinal sendo amostrado. Tipicamente, a duração de uma amostragem não é maior que 10 μs, e frequentemente não é maior que 1 μs.

[00204] Entretanto, em outras modalidades, a medição da corrente/tensão de indutor pode ser feita ao longo de um período mais extenso. Por exemplo, uma medição pode ser feita ao longo de um intervalo de tempo de medição que é menor do que um período de tempo do sinal de referência, mas maior que 1, 2, 5, 10 ou mesmo 20% de um período de tempo. O tempo estendido de medição pode ser vantajoso em muitos cenários ou modalidades, uma vez que pode proporcionar alguma filtragem em filtro passa-baixa ou cálculo da média, resultando em uma razão sinal/ruído aprimorada, e, portanto, em taxas de erros reduzidas e comunicação aprimorada.

[00205] O uso de intervalos de tempo de medição pode também ser particularmente adequado para implementações analógicas e pode facilitar a implementação.

[00206] Em algumas modalidades, o adaptador 313 é disposto para não só determinar o deslocamento de temporização ideal/fase, mas também para determinar a duração de medição ideal como uma duração dos intervalos de tempo de medição que resultam na maior profundidade de demodulação.

[00207] O adaptador 313 pode, dessa forma, variar a duração e determinar a profundidade de demodulação para diferentes durações. Ele pode, então, na sequência, determinar a duração para a qual a maior profundidade de demodulação é medida (ou, por exemplo, interpolar entre um par vizinho da duração com profundidade de demodulação mais alta). A duração determinada é, então, considerada como a duração de medição ideal, e será subsequentemente usada para gerar medições para demodulação.

[00208] Como exemplo, a unidade de medição 311 pode escolher uma duração inicial e começar a aumentar a duração enquanto o receptor de energia 105 estiver modulando a carga. Enquanto aumenta a duração, o adaptador 313 determina se a profundidade de demodulação está aumentando ou diminuindo. Enquanto a profundidade de demodulação aumentar, a unidade de medição 311 continua a aumentar a duração. Quando a profundidade de demodulação diminuir, a unidade de medição 311 inverterá a alteração de duração e começará a diminuir a duração e, então, repetirá o processo. Isso permite uma adaptação contínua da duração em direção à profundidade de demodulação máxima de acordo com as condições variantes (como a frequência, a carga e o acoplamento).

[00209] Será reconhecido que o adaptador, quando determinar uma profundidade de demodulação máxima para o deslocamento de temporização e/ou a duração de medição, não precisa determinar um máximo global, mas pode, por exemplo, determinar um máximo local, por exemplo, correspondendo a um máximo para manter um parâmetro constante e variar um outro parâmetro.

[00210] Como exemplo, o adaptador 313 pode primeiramente ajustar a duração de medição ao valor mais baixo possível (incluindo potencialmente a amostragem da corrente/tensão de indutor). Ele pode, então, passar a variar o deslocamento de tempo para obter uma profundidade de demodulação máxima (local) para essa duração de medição mínima. O deslocamento de temporização ideal pode ser ajustado para o valor que resulta na profundidade de demodulação máxima. Subsequentemente, o adaptador pode manter o deslocamento de temporização constante nesse valor e variar a duração da janela de medição (mantendo, tipicamente, o ponto médio em um deslocamento de temporização constante). A profundidade de demodulação máxima para as diferentes durações pode ser identificada, por exemplo, conforme anteriormente descrito para a temporização mediante a execução de uma varredura sobre as durações para cada um dos diferentes estados de carga da modulação de carga e, então, determinar a profundidade de demodulação como a diferença. A duração ideal pode, então, ser ajustada para a duração correspondente resultando na profundidade de demodulação máxima. Dessa maneira, é determinada uma profundidade de demodulação máxima local e o tempo e a duração correspondentes das medições podem ser subsequentemente usados para demodular a modulação de carga.

[00211] Conforme descrito, a demodulação pode ser baseada em medições da corrente de indutor para a bobina transmissora 103. Em outras modalidades, a demodulação pode ter como base medições da tensão aplicada à bobina transmissora 103, e, de fato, em muitas modalidades a demodulação pode ser baseada em medições da corrente de indutor e da tensão de indutor para a bobina transmissora 103. Por exemplo, podem ser feitas medições da tensão de indutor e da corrente de indutor, e o demodulador pode gerar decisões programadas por software independentes nas quais os símbolos de dados são transmitidos (isto é, a decisão não só reflete os símbolos de dados mais prováveis de serem recebidos, mas também a probabilidade de que os mesmos têm o valor correto). As duas decisões programadas por software para um dado símbolo de dados podem, então, ser combinadas e uma “decisão programada por hardware” (“hard-decision”) do bit de dados recebido pode ser gerada com base no símbolo de decisões programadas por software combinadas.

[00212] Em algumas modalidades, o mesmo deslocamento de temporização e duração podem ser usados para gerar medições de corrente e de tensão de indutor. Todavia, em outras modalidades, o deslocamento de temporização e/ou duração podem ser controlados individualmente para as medições de corrente e de tensão de indutor, respectivamente. Especificamente, em algumas modalidades, a unidade de medição 311 pode gerar medições da corrente de indutor e da tensão de indutor com diferentes deslocamentos de tempo em relação a um sinal de referência, e o demodulador 309 pode demodular a modulação de carga com base em ambas as medições da corrente de indutor e da tensão de indutor, por exemplo, gerando de modo independente decisões programadas por software que são, então, combinadas em uma decisão programada por hardware.

[00213] Mais especificamente, a unidade de medição 311 pode ser disposta para medir a corrente de indutor com um primeiro deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência, por exemplo, mediante amostragem da corrente de indutor em instantes no tempo correspondentes ao primeiro deslocamento de tempo. Ao mesmo tempo, a unidade de medição 311 pode compreender uma funcionalidade para medir a tensão de indutor com um segundo deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência, por exemplo, mediante a amostragem da tensão de indutor em instantes no tempo correspondentes ao segundo deslocamento de tempo.

[00214] A unidade de medição 311 pode ser disposta para receber o primeiro e o segundo deslocamentos de temporização fornecidos pelo adaptador 313.

[00215] O adaptador 313 pode ser disposto para determinar o primeiro deslocamento de temporização como um primeiro deslocamento de temporização ideal, resultando em uma profundidade de demodulação máxima da corrente de indutor. Especificamente, isso pode ser feito conforme anteriormente descrito, mediante a variação do primeiro deslocamento de temporização enquanto é monitorada a profundidade de demodulação apenas para a corrente de indutor.

[00216] Além disso, o adaptador 313 pode ser disposto para determinar um segundo deslocamento de temporização ideal mediante a variação do segundo deslocamento de temporização para obter o segundo deslocamento de temporização que resultará em uma profundidade de demodulação máxima da tensão de indutor. O segundo deslocamento de temporização pode, então, ser ajustado para esse deslocamento de temporização ideal.

[00217] No exemplo, o adaptador 313 pode, assim, variar independentemente do primeiro deslocamento de temporização e do segundo deslocamento de temporização, e determinar independentemente uma primeira profundidade de demodulação e uma segunda profundidade de demodulação, respectivamente. A primeira profundidade de demodulação pode, especificamente, ser determinada como uma profundidade de demodulação que reflete uma diferença de medição entre primeiras medições para diferentes cargas de modulação do sinal de transferência de energia, isto é, entre medições da corrente de indutor para diferentes cargas de modulação. A segunda profundidade de demodulação pode, especificamente, ser determinada como uma profundidade de demodulação que reflete uma diferença de medição entre segundas medições para diferentes cargas de modulação do sinal de transferência de energia, isto é, entre medições da tensão de indutor para diferentes cargas de modulação.

[00218] Dessa maneira, os deslocamentos de temporização ideais são determinados independentemente para as medições da corrente de indutor e medições da tensão de indutor, de modo que a profundidade de demodulação máxima seja obtida tanto para a corrente como para a tensão. Esses deslocamentos de tempo são, então, usados individualmente para, respectivamente, medições de corrente e de tensão durante a operação de demodulação, isto é, a demodulação é feita com base em medições da corrente de indutor geradas com o primeiro deslocamento de temporização ideal e em medições da tensão de indutor geradas com o segundo deslocamento de temporização ideal. Isso pode proporcionar uma comunicação muito eficiente e pode, especificamente, otimizar a determinação de decisões programadas por software individuais para a modulação de carga para medições de corrente e de tensão, respectivamente. A abordagem pode, especificamente, resultar em desempenho de comunicação aprimorado e tipicamente na redução de taxas de erros, e, portanto, em uma operação aprimorada de transferência de energia.

[00219] Nesse exemplo, as medições de corrente e de tensão de indutor, a adaptação e as operações de demodulação podem ser adequadamente realizadas de maneira separada e independente com relação às medições de corrente e de tensão para gerar decisões programadas por software independentes. O processamento pode, dessa forma, ser separado e independente para a maioria das operações e somente depois que as decisões programadas por software forem geradas elas serão consideradas em conjunto mediante a combinação das decisões programadas por software.

[00220] Entretanto, será reconhecido que em algumas modalidades, a operação pode ser mais integrada. Por exemplo, a profundidade de demodulação pode ser determinada como uma medição combinada que reflete ambas as medições de corrente e de tensão de indutor. A combinação do primeiro e do segundo deslocamentos de temporização que maximiza essa profundidade de demodulação pode, então, ser determinada.

[00221] Por exemplo, pode ser aplicada uma abordagem tipo “força bruta” na qual é definida uma faixa de diferentes combinações do primeiro e do segundo deslocamentos de temporização, e a profundidade de demodulação combinada resultante é então medida. O primeiro e o segundo deslocamentos de temporização podem, então, ser selecionados como aqueles para a combinação resultando na profundidade de demodulação mais elevada. Como outro exemplo, o segundo deslocamento de temporização pode ser primeiramente ajustado para um valor nominal, e o primeiro deslocamento de temporização ser variado para obter a profundidade de demodulação máxima. O primeiro deslocamento de temporização pode, então, ser ajustado para o deslocamento resultante na profundidade de demodulação máxima, e o segundo deslocamento de temporização pode, então, ser variado para obter a profundidade de demodulação máxima. O valor combinado resultante pode, então, ser usado, ou iterações adicionais podem ser realizadas. Embora essa abordagem possa determinar um máximo local, mas possivelmente não global para a profundidade de demodulação, esse resultado será, tipicamente, aceitável. Além disso, as abordagens descritas podem ser combinadas, por exemplo, executando-se primeiramente a comparação de um número relativamente baixo de combinações do primeiro e do segundo deslocamentos de temporização, seguida de uma subsequente otimização sequencial, começando a partir de valores da combinação resultando na profundidade de demodulação mais alta.

[00222] Em algumas modalidades, o transmissor de energia 101 pode, adicional ou alternativamente, ser disposto também para adaptar individualmente a duração de medição para medições de corrente e de tensão de indutor. Especificamente, as abordagens descritas anteriormente podem também ser aplicadas à duração das medições. Por exemplo, os intervalos de medição podem ser ajustados para valores nominais, e a(s) abordagem(ns) descrita(s) acima pode(m) ser usada(s) para determinar o primeiro e o segundo deslocamentos de temporização. O adaptador 313 pode, então, passar a executar operações correspondentes para determinar os intervalos de medição ideais para os dados deslocamentos de temporização ideais selecionados.

[00223] Em algumas modalidades, a adaptação do deslocamento de temporização e/ou a duração de medição podem ser realizadas em tempos específicos durante a operação, como especificamente durante a inicialização de uma transferência de energia (por exemplo, como parte da fase de configuração, ou na inicialização da fase de transferência de energia). Nesse exemplo, o tempo ideal para medições pode ser determinado no início da transferência de energia, e a temporização determinada pode ser mantida a partir desse tempo em diante.

[00224] Em outras modalidades, os deslocamentos de temporização ideais podem, por exemplo, ser determinados em intervalos de tempo regulares durante a fase de transferência de energia, como, por exemplo, uma vez a cada 2, 3 ou 5 minutos. Nesse exemplo, a abordagem descrita para determinar o deslocamento de temporização ideal pode, portanto, ser inicializada em intervalos regulares.

[00225] Em outras modalidades, o transmissor de energia 101 pode ser disposto para inicializar uma adaptação do deslocamento de temporização (e/ou a duração de medição) em resposta à detecção de um evento, e especificamente em resposta à detecção de uma alteração em uma característica operacional da transferência de energia.

[00226] Por exemplo, conforme será descrito em mais detalhe posteriormente, os inventores constataram que a melhor temporização de medições da corrente/tensão de indutor para demodulação da modulação de carga depende da frequência do sinal de transferência de energia, da carga do sinal de transferência de energia, e do acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de energia (especificamente do acoplamento entre o indutor/bobina do transmissor 103 e o indutor/bobina do receptor 107).

[00227] Em algumas modalidades, o controlador de transmissor 307 (ou, de modo equivalente poderia ser o adaptador 313) é disposto para inicializar uma adaptação do deslocamento de temporização e/ou da duração de medição em resposta à determinação de que a frequência do sinal de transferência de energia foi alterada, isto é, ele pode inicializar uma determinação do deslocamento de temporização de medição ideal em resposta a uma variação da frequência do sinal de transferência de energia.

[00228] Por exemplo, o controlador de transmissor 307 pode alterar continuamente a frequência do sinal de transferência de energia em resposta às mensagens de controle de energia recebidas do receptor de energia 105. Sempre que a frequência é alterada, o controlador pode comparar a nova frequência com a frequência para a qual a última adaptação do deslocamento de temporização foi realizada. Se a nova frequência for diferente da frequência armazenada da última adaptação em mais de, por exemplo, um limiar (predeterminado), o controlador de transmissor 307 poderá instruir o adaptador 313 a iniciar um novo processo de adaptação para determinar um novo deslocamento de temporização ideal. O controlador pode, então, armazenar a frequência da corrente como uma referência para futuras comparações.

[00229] Os inventores constataram que as temporizações ideais para a medição da corrente/tensão de indutor também dependem da carga do sinal de transferência de energia. Em algumas modalidades, a carga do sinal de transferência de energia pode ser medida continuamente, e o adaptador 313 pode ser disposto para iniciar uma adaptação em resposta à detecção de uma alteração da carga.

[00230] Por exemplo, o controlador de transmissor 307 pode medir continuamente o consumo de energia, isto é, a energia fornecida pelo acionador 301 à bobina transmissora 103/circuito de ressonância. O consumo de energia (carga) da última adaptação pode ser armazenado e o consumo de energia atual pode ser comparado continuamente com o primeiro. Se a diferença exceder, por exemplo, um limiar (predeterminado), o adaptador 313 poderá iniciar um novo processo de adaptação para determinar um novo deslocamento de temporização ideal. O controlador pode, então, armazenar o valor do atual consumo de energia como uma referência para futuras comparações.

[00231] Os inventores constataram que as temporizações ideais para a medição da corrente/tensão de indutor também dependem do acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de energia (e especificamente entre a bobina transmissora 103 e a bobina receptora 107). Em algumas modalidades, o acoplamento entre o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 pode ser monitorado continuamente. Isso pode ser feito, por exemplo, relacionando-se a corrente de indutor necessária à energia recebida para uma dada carga. Se o acoplamento diminuir, a corrente de indutor precisará ser maior para gerar a mesma energia recebida.

[00232] O adaptador 313 pode, então, ser disposto para iniciar uma adaptação do deslocamento de temporização (e/ou a duração de medição) em resposta à detecção de uma alteração no acoplamento.

[00233] Por exemplo, o controlador de transmissor 307 pode monitorar continuamente o acoplamento como uma relação entre indutor e energia recebida detectada em uma dada carga. O acoplamento para a última adaptação pode ser armazenado e o atual acoplamento pode ser comparado com o primeiro. Se a diferença exceder, por exemplo, um limiar (predeterminado), o adaptador 313 poderá iniciar um novo processo de adaptação para determinar um novo deslocamento de temporização ideal. O adaptador pode, então, armazenar o atual acoplamento como uma referência para futuras comparações.

[00234] Em vez de detectar uma alteração na frequência, carga ou acoplamento, o demodulador de transmissor 309 pode monitorar a profundidade de modulação. Quando detectar uma alteração, especialmente uma degradação da profundidade de modulação, a qual pode ser o resultado de qualquer alteração em qualquer parâmetro que influencia a modulação (frequência, carga, acoplamento), o adaptador 313 poderá iniciar um novo processo de adaptação.

[00235] Em vez de ser disparado pela alteração de um parâmetro (frequência, carga, acoplamento), ou alteração na profundidade de modulação, o adaptador 313 pode procurar continuamente pela profundidade de modulação máxima, por exemplo, variando continuamente o deslocamento e/ou a duração em pequenos passos, usando, para isso, as informações fornecidas pelo demodulador 309 indicando se a profundidade de demodulação está aumentando ou diminuindo devido a tal passo.

[00236] Será reconhecido que qualquer abordagem de demodulação adequada pode ser usada com base nas medições da corrente e/ou da tensão de indutor. De fato, o versado na técnica reconhecerá que há muitas técnicas de demodulação disponíveis, incluindo técnicas a posteriori ou a priori de probabilidade máxima. Será reconhecido também que qualquer abordagem adequada pode ser usada, por exemplo, para sincronizar com os símbolos de dados etc.

[00237] Tipicamente, as medições podem ser processadas (tipicamente filtradas ou tendo sua média calculada, por exemplo, com o uso de um filtro que corresponde ao formato dos símbolos de dados), e o resultado pode ser amostrado no instante de amostragem ideal, como é fato bem conhecido pelo versado nas técnicas de demodulação (vide, por exemplo, John Proakis, “Digital Communications”, McGraw Hill, 2008, ISBN 0071263780). O valor da amostra resultante pode ser comparado com os valores esperados para diferentes valores de símbolos e com o valor mais próximo selecionado (com base em uma medida de distância adequada). Dessa forma, pode ser usada uma abordagem de demodulação na qual o sinal recebido (medições) é comparado com o sinal esperado (medições) para possíveis símbolos de dados diferentes, e os dados demodulados determinados como os possíveis símbolos de dados que têm a menor distância (tipicamente de Hamming) até o sinal esperado (medições) são selecionados. Será reconhecido que a determinação/comparação da distância pode incluir processamento, como, por exemplo, filtragem e cálculo da média das medições. Dessa forma, tipicamente, uma abordagem de probabilidade máxima na qual o ponto de constelação mais próximo é selecionado pode ser usada para a demodulação.

[00238] Como uma abordagem de baixa complexidade para símbolos de dados binários (isto é, é transmitido um “0” ou um “1”), o demodulador 311 pode determinar um limiar como uma média de longo prazo das medições. O cálculo da média se estenderá por múltiplos valores de dados e corresponderá, tipicamente, a um valor de medição médio entre os valores resultantes, respectivamente de um “0” ou de um “1”. Ao demodular um bit, o demodulador 311 pode calcular a média das medições ao longo de um período de tempo correspondente de símbolo de dados (bit). Se o valor resultante estiver acima do limiar de longo prazo, o bit de dados será demodulado como um “0”, e se estiver abaixo do limiar de longo prazo, o bit de dados será demodulado como um “1” (assumindo-se que a modulação de carga é tal que “0” resulte em valores maiores das medições do que “1”).

[00239] Será reconhecido que podem ser usadas muitas técnicas de demodulação que sejam conhecidas pelo versado na técnica e também qualquer técnica que não se desvie do escopo da invenção.

[00240] Na sequência, serão descritos em detalhe aspectos, recursos, considerações, etc., da abordagem do sistema da Figura 1, com referência específica à configuração das Figuras 10 e 11. No exemplo, o transmissor de energia 101 é representado por um bloco de transferência de energia 1001 que inclui o controlador de transmissor 307 e o acionador 301 da Figura 3, e um bloco de demodulação 1005 que inclui o demodulador 311, a unidade de medição 309 e o adaptador 313 da Figura 3.

[00241] Como um exemplo específico, o cenário da Figura 10 pode representar o link de comunicação entre um transmissor de energia e um eletrodoméstico de cozinha. O Wireless Power Consortium constituiu um grupo de trabalho para desenvolver especificações para eletrodomésticos de cozinha sem fio. Essas especificações têm como objetivo definir a interface entre eletrodomésticos de cozinha e fontes de energia transferida por indução. Os requisitos de potência podem variar na faixa de 100 W (isto é, desde simples extratores de suco) a valores de 1,5 a 2,4 kW para eletrodoméstico de aquecimento, como chaleiras.

[00242] De modo similar às Especificações Qi de baixo consumo de energia, os eletrodomésticos de cozinha sem fio precisam ser capazes de se comunicar com o transmissor de energia sobre o qual são colocados. Entretanto, uma vez estabelecido um link de comunicação, as propriedades físicas do link (acoplamento das bobinas, frequência de ressonância do sistema, etc.) podem variar. Exemplos de possíveis variações incluem:

[00243] Durante a cocção, o usuário pode (intencionalmente ou não) mover o eletrodoméstico, por exemplo, alguns centímetros. Embora o link de energia possa suportar tal alteração, o acoplamento entre as bobinas de comunicação poderia variar de modo que a profundidade de demodulação diminuísse até um nível aceitável.

[00244] Os componentes elétricos, como os capacitores e as bobinas, podem variar em suas propriedades elétricas (isto é, valores de resistência, indutância e capacitância) devido a variações e tolerâncias de fabricação. Além disso, essas propriedades podem variar ao longo do tempo devido ao envelhecimento ou a parâmetros externos, como temperatura. Dessa forma, a frequência de ressonância do circuito de comunicação do transmissor de energia pode variar com o tempo. Essa variação pode ter um impacto negativo sobre a profundidade de demodulação e impedir a demodulação correta dos dados transmitidos pelo eletrodoméstico.

[00245] Na abordagem da Figura 10, a corrente que passa pela bobina (de comunicação) do transmissor 103 (Lcom_Tx) é medida por meio de um indutor de medição de corrente Lp acoplados estreitamente com um indutor Ls que tem um resistor R1 acoplado em paralelo. Dessa forma, a corrente que passa pelo indutor de medição de corrente Lp induz uma corrente no indutor Ls, a qual é convertida em uma tensão Vdem_en que é proporcional à corrente fluindo pela bobina transmissora 103. A tensão Vdem_en é, consequentemente, uma medição da corrente de indutor da bobina transmissora 103. Essa medição é então processada no bloco de demodulação 1005 para gerar dados de saída demodulados.

[00246] No exemplo da Figura 10, a modulação de carga é introduzida pelo receptor de energia 105 ao conectar/desconectar um capacitor de modulação cmod em paralelo do circuito de ressonância do receptor formado pela bobina receptora 107 (Lcom_Rx) e um capacitor do circuito de ressonância ccom_Rx. O capacitor de modulação cmod é comutado por uma chave Mod controlada pelo circuito de controle do receptor de energia 105. O circuito de ressonância do receptor é fornecido também a um bloco de recepção de energia 1003 que executa a operação do receptor de energia 105, incluindo extrair a energia e fornecê-la às cargas capacitiva, Rcarga, e indutiva, C carga.

[00247] Na sequência, será considerado em detalhe um bloco de demodulação 1005 exemplificador conforme mostrado na Figura 11. A tensão de entrada Vdem_en representa a corrente que flui através da bobina transmissora 103. Essa tensão é amplificada e filtrada em um primeiro bloco de amplificação 1101 para obter duas tensões, Va e Vb. Essas duas tensões, Va e Vb, são aplicadas às chaves S1 e S2, respectivamente. A tensão Vb é equivalente ao inverso da tensão Va. As duas chaves S1 e S2 são controladas pelos sinais de referência Vref_a e Vref_b, respectivamente. A diferença de fase entre o sinal de referência Vref_a e um sinal de referência sincronizado com o sinal de transferência de energia (como o sinal de comutação para o inversor) é sincronizada na faixa de 0 a 360 graus. O segundo sinal de referência Vref_b tem uma diferença de fase 180 graus com Vref_a. Dessa forma, as chaves S1 e S2 tornam-se condutoras de maneira alternada. O período de tempo durante o qual as chaves S1 e S2 estão fechadas pode ser também sincronizado entre um período de tempo muito curto correspondendo a uma única amostra e metade do período do sinal de transferência de energia. As chaves S1 e S2 não são condutoras simultaneamente em qualquer dado momento. O período de tempo durante o qual uma chave está aberta corresponde à duração ou intervalo de tempo de medição e é também chamado de “janela de medição”. As saídas das chaves, isto é, a tensão de saída Vab, corresponde, dessa forma, às medições da corrente de indutor.

[00248] A tensão de saída Vab do estágio de comutação é, então, amplificada e filtrada em filtro passa- baixa em um segundo bloco de amplificação 1103 para suprimir o sinal portador de alta frequência. A tensão Vprof_mod é obtida. Esse sinal é então fornecido ao comparador de estágio de saída 1105. A segunda entrada do comparador (isto é, Vdc) é a média móvel de Vprof_mod determinada por um filtro passa-baixa com um longo tempo de cálculo da média. A diferença de amplitude entre esses dois sinais pode ser considerada uma representação da profundidade de demodulação (isto é, a diferença entre o valor atual para o dado símbolo de dados e a média de longo prazo entre todos os possíveis símbolos de dados (tipicamente sobre os possíveis valores binários que correspondem a um “0” e “1”)).

[00249] O desempenho do sistema das Figuras 10 e 11 pode ser considerado, para o exemplo específico de um eletrodoméstico de cozinha sem fio, como sendo colocado sobre um transmissor de energia. Considera-se que as bobinas de transmissão e de recepção (comunicação) têm ambas um valor de indutância de 2,3 μH. Esse valor de indutância pode, tipicamente, corresponder, por exemplo, bobinas de 15 cm de diâmetro prático com dois enrolamentos. Essas duas bobinas formam um transformador indutivo que tem um baixo fator de acoplamento de 0,04. Pequenos valores de acoplamento na faixa de 0,02 a 0,1 foram medidos experimentalmente. A frequência do sinal de transferência de energia (isto é, o sinal portador para a modulação de carga) é ajustada para 745 kHz.

[00250] Um exemplo dos sinais correspondentes é ilustrado na Figura 12. As “janelas de medição” das chaves S1 e S2 são mostradas em relação ao sinal de referência V(ref_fase0) que corresponde ao sinal de comutação para o inversor que gera o sinal de transferência de energia.

[00251] Na Figura 12, os sinais ilustrados são (de baixo para cima): A tensão de entrada V(dem_en) do circuito de demodulação, as tensões de entrada V(a) e V(b) (também chamadas de Va e Vb) para as chaves S1 e S2, os sinais de referência de chave/medição V(ref_a) e V(ref_b) que controlam as duas chaves e, portanto, as medições, e o sinal de referência V(ref_fase0) que representa uma diferença de fase de 0 grau com o sinal acionando o inversor (isto é, o sinal de referência sincronizado com o sinal de transferência de energia). No exemplo, a diferença de fase/deslocamento de temporização entre V(ref_a) e o sinal de referência V(ref_fase0) nesse exemplo é igual a zero, a diferença de fase/deslocamento de temporização entre V(ref_b) e o sinal de referência V(ref_fase0) nesse exemplo é de 180° (isto é, o deslocamento de temporização é ajustado para zero e metade do período de tempo, respectivamente) quando a medição é feita desde o início do intervalo de medição. A duração de medição é ajustada para metade do período do sinal de transferência de energia.

[00252] Conforme mencionado anteriormente, os deslocamentos de temporização/diferenças de fase entre os sinais de controle de medição e o sinal de referência podem ser ajustados para valores diferentes. A Figura 13 mostra um exemplo no qual o deslocamento de fase é aumentado em 90° (deslocamento de temporização de um quarto do período de tempo) em relação ao exemplo da Figura 12. No exemplo da Figura 13, a duração de medição é ajustada para metade do período do sinal de transferência de energia como na Figura 12. A Figura 14 mostra um exemplo no qual a duração de medição foi diminuída para % do período de tempo.

[00253] As variações no deslocamento de temporização/fase e/ou duração de medição afetarão a profundidade de demodulação. Isso é ilustrado na Figura 15, onde a fase dos sinais de medição V(a) e V(b) aumenta linearmente a partir de 0 grau na marca de 0 ms a 360 grau na marca de 40 ms (e, dessa forma, pode corresponder a uma varredura durante uma adaptação). Conforme mostrado, a profundidade de modulação máxima varia substancialmente como uma função do deslocamento de temporização/fase. Em particular, ela não ocorre quando o deslocamento de fase está em 0 grau ou 90 graus, mas no exemplo específico, ocorre quando a fase está aproximadamente na faixa de 36 a 54 graus (correspondendo a um deslocamento de temporização entre 4 ms e 6 ms) e na faixa de 216 a 234 graus (um deslocamento de temporização entre 24 ms e 26 ms na Figura 12). Dessa forma, se for usado um deslocamento de temporização fixo predeterminado, o resultado será uma profundidade de demodulação muito baixa em comparação com a abordagem descrita de adaptação do deslocamento de temporização às condições atuais.

[00254] Os parágrafos a seguir fornecem uma explicação mais detalhada dos resultados mostrados na Figura 15.

[00255] A Figura 16 mostra um exemplo dos dados modulados e da tensão de entrada do circuito de demodulação. Nesse exemplo, os dados transmitidos são um sinal de clock em 50 kHz, isto é, os dados se alternam entre “0” e “1”. A Figura 17 ilustra ainda o sinal de comutação de medição V(ref_a) que controla a chave S1 e o correspondente sinal de comutação de medição V(ref_b) de 180° graus que controla a chave S2. O deslocamento de fase do sinal de comutação de medição V(ref_a) é, no exemplo, ajustado para 45° em relação ao sinal de referência V(ref_fase0). I(S1) e I(S2) são as correntes que fluem através das chaves S1 e S2, respectivamente.

[00256] Conforme mostrado, a tensão de entrada Vb da chave S2 é a tensão de entrada Va da chave S1 invertida. A janela de medição é ajustada para metade do período do sinal portador. Dessa forma, cada chave torna-se condutora de maneira alternada. A tensão de saída Vab de ambas as chaves é processada adicionalmente (amplificada e filtrada em filtro passa-baixa) para obter a tensão de entrada Vp rof_mod do comparador de estágio de saída 1105.

[00257] A Figura 18 ilustra adicionalmente o sinal V(ab) na saída do estágio de comutação (isto é, S1 e S2), os sinais de entrada V(prof_mod) e V(vneg_amp) do comparador de estágio de saída 1105, o sinal de saída V(vdem) do demodulador (isto é, a saída do comparador 1105), e os dados modulados originais V(dados).

[00258] As Figuras 19 e 20 mostram os mesmos sinais que as Figuras 17 e 18, mas para o exemplo onde o deslocamento da fase de medição é ajustado para 144°. Conforme mostrado na Figura 15, isso corresponde ao caso em que a profundidade de modulação é mínima (isto é, cerca de 16 ms). Como pode ser visto na Figura 20, a qualidade do sinal demodulado não é ideal, uma vez que a profundidade de modulação é muito menor do que na Figura 18.

[00259] Conforme mencionado anteriormente, a profundidade de demodulação e o deslocamento de temporização de medição ideal/durações podem depender do acoplamento entre o receptor de energia e o transmissor de energia. Isso pode ser ilustrado adicionalmente considerando-se um exemplo específico para o sistema das Figuras 10 e 11.

[00260] No exemplo, a bobina transmissora 103 e a bobina receptora 107 têm um fator de acoplamento de 0,04 e a frequência do sinal de transferência de energia é ajustada para 745 kHz. Conforme mostrado na Figura 21, se o deslocamento de fase entre o sinal de referência e o sinal de comutação de medição for igual a 0 grau, e a janela de medição for ajustada para metade do período do sinal portador, o transmissor de energia irá, nesse exemplo, demodular corretamente os dados recebidos.

[00261] Se o usuário mover o eletrodoméstico ligeiramente durante a cocção, o acoplamento entre as duas bobinas poderá ser reduzido, por exemplo, para 0,02. Nesse caso, ocorre a situação mostrada na Figura 22, e, como pode ser visto, o deslocamento de fase de 0 grau resultará na demodulação incorreta dos dados. Entretanto, se o transmissor de energia adaptar o deslocamento da fase de medição/temporização (no exemplo em 45 graus), os dados serão novamente demodulados corretamente, conforme mostrado na Figura 23. Deve-se notar que apenas o deslocamento de temporização/fase foi adaptado, enquanto a frequência do sinal de transferência de energia permaneceu inalterada.

[00262] A Figura 24 ilustra um exemplo de uma implementação analógica do circuito da Figura 11. A Figura 25 ilustra um exemplo do sistema da Figura 10 em que é feita a amostragem da medição de corrente de indutor por um conversor analógico/digital. O bloco de demodulação 1005 pode, nesse caso, ser implementado digitalmente, por exemplo, como firmware em um microcontrolador ou processador de sinais digital. O deslocamento de temporização de medição/fase pode, nesse caso, ser adaptado pelo microcontrolador ou processador de sinais digital ao controlar diretamente o tempo da amostragem pelo conversor analógico/digital. No exemplo, a janela de medição pode ser fixa (correspondendo a um curto intervalo de amostragem).

[00263] Os exemplos acima têm como foco uma aplicação de alta potência, em que um eletrodoméstico de cozinha é energizado via alimentação sem fio. Contudo, a abordagem descrita pode ser igualmente usada em outras aplicações, incluindo aplicações de baixo consumo de energia como, por exemplo, aquelas que correspondem à Especificação Qi de baixo consumo de energia (versão 1.1)

[00264] Nos exemplos a seguir, o sistema das Figuras 10 e 11 é novamente considerado, porém com parâmetros de design diferentes. No exemplo, a bobina transmissora 103 tem uma indutância de 24 μH e a bobina receptora 107 tem uma indutância de 15,3 μH. Ambas as bobinas têm resistências em série equivalentes de 200 mQ. Os capacitores de ressonância Ccom_Tx e Ccom_Rx são ajustados para 100 nF e 137 nF, respectivamente. O capacitor de modulação Cmod é ajustado para 22 nF. Finalmente, é considerado um acoplamento de 0,4. Esse é um valor que tipicamente pode ser esperado quando um receptor é colocado sobre um transmissor. Esse valor de acoplamento é muito maior que o valor do fator de acoplamento tipicamente encontrado nas aplicações anteriores de alto consumo de energia, uma vez que a distância de separação entre o receptor e o transmissor é tipicamente muito menor (por exemplo, alguns milímetros).

[00265] Durante a fase de transferência de energia (em que o transmissor fornece energia ao receptor), o receptor de energia fornece informações que podem permitir ao transmissor de energia controlar a energia transferida para o receptor. Tipicamente, o transmissor de energia controla a energia transmitida sincronizando sua frequência de operação (isto é, a frequência do sinal de transferência de energia). A Figura 26 ilustra um exemplo da corrente que flui através da bobina transmissora 103 (durante um ciclo de clock) quando a frequência de operação é ajustada para 135 kHz. São mostrados os cenários em que o capacitor de modulação é conectado e desconectado. Conforme ilustrado, a profundidade de demodulação máxima ocorre em cada transição de fase do sinal de referência Vref que também é mostrada. Em outras palavras, a profundidade de modulação máxima ocorre em uma fase de 0 ou 180 graus do sinal de referência

[00266] Se durante a fase de transferência de energia, o receptor solicitar menos energia, o transmissor de energia tipicamente aumentará a frequência de operação. A Figura 27 descreve a corrente que flui através da bobina transmissora 103 se a frequência de operação for aumentada para 145 kHz. Conforme mostrado, a profundidade de modulação máxima ocorre agora depois de aproximadamente 2,55 μs após cada transição de fase do sinal de referência. Em outras palavras, a profundidade de modulação máxima ocorre aproximadamente em um deslocamento de fase de 133 ou 313 graus em relação ao sinal de referência. Ela não ocorre nos mesmos instantes no tempo mostrados na Figura 26.

[00267] Dessa forma, como claramente ilustrado, a profundidade de demodulação/modulação máxima depende da frequência do sinal de transferência de energia. Em algumas modalidades, uma alteração da frequência pode ser detectada, e essa detecção pode iniciar uma adaptação do deslocamento de temporização de medição/fase para suportar o fato de que o sinal é demodulado em sua profundidade de modulação ideal.

[00268] No exemplo anterior, foi considerado um fator de acoplamento de 0,4. Esse acoplamento pode variar. Por exemplo, se a posição do receptor sobre o transmissor for alterada (intencionalmente ou não) pelo usuário, o fator de acoplamento poderá aumentar ou diminuir. A Figura 28 ilustra a corrente que flui através da bobina transmissora 103 se o fator de acoplamento aumentar para 0,6 (a frequência de operação é ajustada para 145 kHz, como na Figura 27).

[00269] Conforme mostrado, a profundidade de demodulação máxima ocorre agora aproximadamente 0,55 μs após cada transição de fase do sinal de referência. Em outras palavras, a profundidade de modulação máxima ocorre aproximadamente em um deslocamento de fase de 26 ou de 206 graus em relação ao sinal de referência. Ela não ocorre nos mesmos instantes no tempo mostrados na Figura 27.

[00270] Dessa forma, como claramente ilustrado, a profundidade de demodulação/modulação máxima depende do acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de energia. Em algumas modalidades, uma alteração do acoplamento pode ser detectada, e essa detecção pode iniciar uma adaptação do deslocamento de temporização de medição/fase para suportar o fato de que o sinal é demodulado em sua profundidade de modulação ideal.

[00271] Deve-se notar que quando o fator de acoplamento varia, os valores de indutância das bobinas primária e secundária também variam. Isso se deve, por exemplo, ao fato de que a presença de metal mais ou menos amigável no receptor tem influência sobre o fluxo magnético gerado pela bobina primária. Dessa forma, de modo similar à frequência de operação ou do fator de acoplamento, essas variações de indutância também têm um efeito sobre os instantes no tempo (ou fase) em que a profundidade de modulação máxima ocorre.

[00272] Conforme mencionado anteriormente, a temporização de medição ideal pode depender também da carga do sinal de transferência de energia. As Figuras 29 a 32 ilustram os sinais que correspondem às Figuras 21 a 23, exceto para os parâmetros de design correspondentes ao exemplo de Especificação Qi de baixo consumo de energia (isto é, àqueles das Figuras 26 a 28).

[00273] A Figura 29 ilustra um exemplo para uma carga em que a impedância de entrada equivalente da carga é igual a 2 kO, e a frequência de operação é ajustada para 125 kHz. Tipicamente, essa carga pode corresponder ao microcontrolador ou microprocessador interno do receptor. Uma carga de 2 kO corresponde à impedância de entrada equivalente de um microcontrolador em funcionamento.

[00274] No exemplo da Figura 29, o deslocamento de fase/temporização com relação ao sinal de referência é ajustado para zero, e a duração de medição é ajustada para metade do período de tempo. Como pode ser visto, os dados são demodulados corretamente.

[00275] Enquanto é, por exemplo, carregado, a impedância da carga do receptor de energia não é necessariamente constante. Conforme mencionado anteriormente, a impedância de entrada do microcontrolador interno tem um valor tipicamente na faixa de 1 a 2 kO. Entretanto, quando o transmissor de energia começa, por exemplo, a carregar a bateria interna do receptor de energia, a corrente que flui através da mesma pode tipicamente alcançar 1 A. Portanto, pode ser esperada uma carga tão pequena quanto 3,5 O. Se a carga cair de 2 k O para 3,5 O, um exemplo como mostrado na Figura 30 poderá resultar se forem aplicados os mesmos parâmetros de medição (isto é, deslocamento de fase/temporização e duração) que para a Figura 29.

[00276] Conforme ilustrado, os dados não são mais demodulados corretamente.

[00277] Se o deslocamento de fase for, em vez disso, alterado para 135 graus, conforme ilustrado na Figura 31, a confiabilidade da comunicação será ainda pior. Mas, se for alterado para 45 graus, os dados serão demodulados corretamente pelo transmissor de energia, conforme mostrado na Figura 32.

[00278] Dessa forma, como claramente ilustrado, a profundidade de demodulação/modulação máxima depende da carga do sinal de transferência de energia. Em algumas modalidades, uma alteração da carga pode ser detectada, e essa detecção pode iniciar uma adaptação do deslocamento de temporização de medição/fase para suportar o fato de que o sinal é demodulado em sua profundidade de modulação ideal.

[00279] A descrição acima teve como foco o exemplo frequentemente vantajoso em que o sinal de transferência de energia é também usado para modulação de carga, e, portanto, onde o sinal de transferência de energia também funciona como um sinal portador indutivo para modulação de carga pelo receptor de energia.

[00280] Entretanto, em outras modalidades, a comunicação por modulação de carga pode ser feita através de um sinal portador indutivo separado que pode, por exemplo, ser gerado por um indutor diferente, em tempos times diferentes e/ou com características diferentes que do sinal de transferência de energia.

[00281] Por exemplo, em algumas modalidades, o transmissor de energia pode compreender um indutor de transferência de energia além do indutor do transmissor 103. Esse indutor de transferência de energia pode ser acionado por um sinal de transmissão de energia gerando, assim, o sinal de transferência de energia. O indutor do transmissor 103 pode ser acionado por um sinal de acionamento diferente gerando, assim, um sinal portador indutivo que pode ser usado para modulação de carga pelo receptor de energia, mas que pode não fornecer nenhuma capacidade, ou fornecer apenas uma capacidade limitada, de transferência de energia.

[00282] Será reconhecido que a descrição acima e as observações sobre a geração e a demodulação do sinal de transferência de energia podem ser igualmente aplicadas ao cenário em que é gerado um sinal portador indutivo que não transfere energia. Por exemplo, pode ser usado um inversor para gerar o sinal de acionamento que, quando alimentado no indutor do transmissor, gera o sinal portador indutivo. Especificamente, as abordagens descritas para adaptar a demodulação (e especificamente o tempo e as durações das medições) aplicam-se igualmente ao caso em que um segundo indutor separado fornece um segundo sinal indutivo usado para transferência de energia.

[00283] Como exemplo, o transmissor de energia pode compreender duas bobinas/indutores, uma para energia e uma para comunicação (o indutor do transmissor 103). Os dois indutores podem ser acionados individualmente por diferentes sinais de acionamento separados, gerando individualmente o sinal de transferência de energia e o sinal portador indutivo para modulação de carga, respectivamente. Esses podem ser ambos gerados conforme anteriormente descrito, mas podem, tipicamente, ter características diferentes. De fato, em geral, as características para gerar o sinal de transferência de energia têm como foco o fornecimento uma alta capacidade transferência de energia, e tipicamente, por exemplo, o uso de uma frequência de cerca de 20 a 60 kHz. A função da bobina de comunicação (o indutor do transmissor 103) é, em vez disso, facilitar/otimizar a comunicação na modulação de carga e é, tipicamente, acionada em uma frequência muito mais alta (em geral na faixa de várias centenas de kHz a MHz). Isso pode proporcionar uma diferenciação entre os sinais diferentes e pode aumentar a confiabilidade da comunicação.

[00284] Em algumas modalidades, os sinais podem também ser multiplexados. Especificamente, podem ser reservados períodos de tempo para a transferência de energia, e podem ser reservados outros períodos de tempo para a comunicação (isto é, o sistema pode alternar entre intervalos de transferência de energia e de comunicação).

[00285] Nessa modalidade, o sinal portador indutivo pode também ter a capacidade de fornecer alguma energia (limitada), por exemplo, para a lógica de controle interna do receptor de energia.

[00286] Nessa configuração, a abordagem descrita anteriormente para a demodulação e, em particular, para a adaptação da abordagem de demodulação, pode ser aplicada ao indutor de comunicação (isto é, o indutor do transmissor 103). Dessa forma, a demodulação e a adaptação podem ser baseadas em medições da tensão/corrente de indutor do indutor de comunicação da mesma maneira conforme descrito anteriormente para o caso combinado (em que o sinal portador indutivo é também o sinal de transferência de energia).

[00287] Será entendido que, a título de clareza, a descrição acima descreveu modalidades da invenção com referência a diferentes circuitos, unidades e processadores funcionais. Entretanto, ficará evidente que qualquer distribuição adequada de funcionalidade entre os diferentes circuitos, unidades ou processadores funcionais pode ser usada sem se desviar da invenção. Por exemplo, a funcionalidade ilustrada a ser executada por processadores ou controladores separados pode ser executada pelo mesmo processador ou pelos mesmos controladores. Por isso, as referências a unidades ou circuitos funcionais específicos devem ser consideradas apenas como referências a meios adequados para fornecer a funcionalidade descrita e não como indicativas de uma estrutura física ou de uma organização lógica ou física estrita.

[00288] A invenção pode ser implementada em qualquer forma adequada, incluindo hardware, software, firmware ou qualquer combinação dos mesmos. A invenção pode, opcionalmente, ser implementada, ao menos parcialmente, como software de computador que é executado em um ou mais processadores de dados e/ou processadores de sinal digital. Os elementos e os componentes de uma modalidade da invenção podem ser física, funcional e logicamente implementados de qualquer forma adequada. De fato, a funcionalidade pode ser implementada em uma unidade única, em uma pluralidade de unidades ou como parte de outras unidades funcionais. Assim, a invenção pode ser implementada em uma unidade única ou pode ser física e funcionalmente distribuída entre diferentes unidades, circuitos e processadores.

[00289] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com algumas modalidades, não se pretende limitá-la à forma específica aqui apresentada. Ao invés disso, o escopo da presente invenção é limitado apenas pelas reivindicações em anexo. Adicionalmente, embora possa parecer que um recurso é descrito em conexão com modalidades específicas, o elemento versado na técnica irá reconhecer que vários recursos das modalidades descritas podem ser combinados de acordo com a invenção. Nas reivindicações, o termo “que compreende” não exclui a presença de outros elementos ou outras etapas.

[00290] Além disso, embora individualmente mencionados, uma pluralidade de meios, elementos, circuitos ou etapas de métodos podem ser implementados, por exemplo por meio de um único circuito, uma única unidade ou um único processador. Adicionalmente, embora recursos individuais possam estar incluídos em reivindicações diferentes, eles podem ser vantajosamente combinados, e sua inclusão em reivindicações diferentes não implica que uma combinação de recursos não seja viável e/ou vantajosa. Além disso, a inclusão de um recurso em uma categoria de reivindicações não implica na limitação a tal categoria, mas, ao invés disso, indica que o recurso é igualmente aplicável a outras categorias das reivindicações, conforme for adequado. Além disso, a ordem dos recursos nas reivindicações não implica em nenhuma ordem específica na qual os recursos precisam ser trabalhados e, em particular, a ordem das etapas individuais em uma reivindicação de método não implica que as etapas precisam ser executadas nessa ordem. As etapas podem, na verdade, ser executadas em qualquer ordem adequada. Além disso, referências no singular não excluem uma pluralidade. Dessa forma, as referências a “um(a)”, “uns/umas”, “primeiro(a)”, “segundo(a)”, etc., não excluem uma pluralidade. Os sinais de referência nas reivindicações são fornecidos meramente como exemplos esclarecedores e não devem ser interpretados como limitadores do escopo das reivindicações de forma alguma.

Claims

1. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA (101), para fornecer uma transferência de potência para um receptor de potência (105) com o uso de um sinal de transferência de potência indutivo sem fio, sendo que o transmissor de potência (101) compreendendo: um indutor de transmissor (103) para gerar um sinal de transportador indutivo para modulação de carga em resposta a um sinal de acionamento de tensão aplicado a pelo menos um dentre o indutor de transmissor (103) e um circuito de ressonância (303) que compreende o indutor de transmissor (103); uma unidade de medição (311) disposta para, para ciclos de um sinal de referência sincronizado com o sinal de acionamento de tensão, realizar primeiras medições de pelo menos um dentre uma corrente de indutor e uma tensão de indutor para o indutor de transmissor (103), sendo que cada primeira medição se dá através de um intervalo de tempo de medição que é um subconjunto de um período de ciclo do sinal de referência e que tem um primeiro deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência; um adaptador (313) para variar o primeiro deslocamento de tempo e detectar um deslocamento de temporização de medição ideal para o primeiro deslocamento de tempo variante, sendo que o deslocamento de temporização de medição ideal é detectado como um deslocamento de tempo para o primeiro deslocamento de tempo variante que resulta em uma profundidade de demodulação máxima para uma profundidade de demodulação que reflete uma medida de diferença para as primeiras medições geradas pela unidade de medição (311) com o primeiro deslocamento de tempo para diferentes cargas de modulação do sinal de transportador indutivo; um demodulador (309) para demodular a modulação de carga do sinal de transportador indutivo a partir das primeiras medições com o primeiro deslocamento de tempo definido para o deslocamento de temporização de medição ideal; e em que a unidade de medição (311) está disposta para fazer medições para diferentes valores do primeiro deslocamento de tempo variado, em que o adaptador (313) está disposto para determinar a profundidade de demodulação para os diferentes valores do primeiro deslocamento de tempo, caracterizado pelo adaptador (311) ser adaptado para definir o deslocamento de tempo de medição ideal para um valor para o primeiro deslocamento de tempo para o qual a maior profundidade de demodulação é encontrada.

2. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador (313) ser disposto para variar uma duração do intervalo de tempo de medição para determinar uma duração de medição ideal que resulta em uma profundidade de demodulação máxima; e pelo demodulador (309) ser disposto para demodular a modulação de carga a partir das primeiras medições com uma duração do intervalo de tempo de medição que corresponde à duração de medição ideal.

3. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelas primeiras medições serem da corrente de indutor, e a unidade de medição (311) ser adicionalmente disposta para, para ciclos do sinal de referência, realizar segundas medições da tensão de indutor, sendo que cada segunda medição se dá em um segundo intervalo de tempo de medição que é um subconjunto do período de ciclo do sinal de referência e tem um segundo deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência; o adaptador (313) ser disposto para variar o segundo deslocamento de tempo para determinar um segundo deslocamento de temporização de medição ideal que resulta em uma segunda profundidade de demodulação máxima para uma profundidade de demodulação que reflete uma medida de diferença para segundas medições para diferentes cargas de modulação do sinal de transportador indutivo; e o demodulador (309) ser disposto para demodular a modulação de carga a partir das segundas medições com o segundo deslocamento de tempo definido para o segundo deslocamento de temporização de medição ideal.

4. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela unidade de medição (311) ser disposta para gerar primeiras medições da corrente de indutor e da tensão de indutor com diferentes deslocamentos de tempo em relação ao sinal de referência, e pelo demodulador ser disposto para demodular a modulação de carga a partir das medições da corrente de indutor e da tensão de indutor.

5. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sinal de referência ser um dentre o sinal de acionamento de tensão e um sinal de acionamento para um circuito de comutação que gera o sinal de acionamento de tensão.

6. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sinal de transportador indutivo ser o sinal de transferência de potência.

7. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender adicionalmente um adaptador de transferência de potência (307) disposto para selecionar uma frequência do sinal de transferência de potência com base em uma propriedade de transferência de potência.

8. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo adaptador de transferência de potência (307) ser disposto para variar a frequência do sinal de transferência de potência em resposta às mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência (105).

9. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1 ou 8, caracterizado pelo adaptador de transferência de potência (307) ser disposto para iniciar uma determinação do deslocamento de temporização de medição ideal em resposta a uma alteração da frequência do sinal de transportador indutivo.

10. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de medição (311) ser disposta para, para cada primeira medição, realizar no mesmo ciclo do sinal de referência, uma segunda medição de pelo menos uma dentre a corrente de indutor e a tensão de indutor, sendo que a segunda medição se dá nos intervalos de tempo de medição que tem uma temporização que corresponde aos intervalos de tempo de medição para as primeiras medições, mas com um deslocamento de tempo alterado pela metade pela metade do deslocamento de período de ciclo em relação aos intervalos de tempo de medição das primeiras medições; e o demodulador (309) ser disposto para demodular a modulação de carga a partir tanto das primeiras medições quanto das segundas medições.

11. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas primeiras medições serem da corrente de indutor do indutor de transmissor (103).

12. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador (313) ser disposto para iniciar uma determinação do deslocamento de temporização de medição ideal em resposta a uma detecção de uma alteração em um carregamento do sinal de transportador indutivo.

13. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador (313) ser disposto para iniciar uma determinação do deslocamento de temporização de medição ideal em resposta a uma detecção de uma alteração em um acoplamento entre o transmissor de potência (101) e o receptor de potência (105).

14. MÉTODO DE OPERAÇÃO, para um transmissor de potência disposto para fornecer uma transferência de potência para um receptor de potência (105) com o uso de um sinal de transferência de potência indutivo sem fio, sendo que o método compreendendo: um indutor de transmissor (103) que gera um sinal de transportador indutivo para a modulação de carga em resposta a um sinal de acionamento de tensão aplicado a pelo menos um dentre o indutor de transmissor (103) e um circuito de ressonância (303) que compreende o indutor de transmissor (103); para ciclos de um sinal de referência sincronizado com o sinal de acionamento de tensão, realizar primeiras medições de pelo menos uma dentre uma corrente de indutor e uma tensão de indutor para o indutor de transmissor (103), sendo que cada primeira medição se dá em um intervalo de tempo de medição que é um subconjunto de um período de ciclo do sinal de referência e tem um primeiro deslocamento de tempo em relação ao sinal de referência; variar o primeiro deslocamento de tempo e detectar um deslocamento de temporização de medição ideal como um deslocamento de tempo para o primeiro deslocamento de tempo variante que resulta em uma profundidade de demodulação máxima para uma profundidade de demodulação que reflete uma medida de diferença para as primeiras medições geradas com o primeiro deslocamento de tempo para diferentes cargas de modulação do sinal de transportador indutivo; demodular a modulação de carga do sinal de transportador indutivo a partir das primeiras medições com o primeiro deslocamento de tempo definido para o deslocamento de temporização de medição ideal; em que a realização das primeiras medições compreende fazer medições para diferentes valores do primeiro deslocamento de tempo variado e determinar a profundidade de demodulação para os diferentes valores do primeiro deslocamento de tempo, caracterizado pelo método compreender ainda definição do deslocamento de tempo de medição ideal para um valor para o primeiro deslocamento de tempo para o qual a maior profundidade de demodulação é encontrada.