CN103782486B - 无线功率发送与充电***以及其中控制通信和功率的方法 - Google Patents

无线功率发送与充电***以及其中控制通信和功率的方法 Download PDF

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Abstract

公开一种无线功率发送与充电***、以及在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法。“无线功率”意味着通过磁耦合从无线功率发送装置传送到无线功率接收装置的能量。因而，无线功率发送与充电***包括：源设备，用于无线地发送功率：以及目标设备，用于无线地接收功率。这里，源设备可以称为无线功率发送装置，而目标设备可以称为无线功率接收装置。源设备和目标设备可以相互通信用于无线充电。

Description

无线功率发送与充电***以及其中控制通信和功率的方法
技术领域
下面的描述涉及无线功率发送与充电***以及在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法。
背景技术
无线功率是指通过磁耦合从无线功率传输装置传送到无线功率接收装置的能量。因此，无线充电***包括被配置为无线地发送功率的源设备和被配置为无线地接收功率的目标设备。源设备可以称为无线功率传输装置，而目标设备可以称为无线功率接收装置。
源设备可以包括源共振器，而目标设备可以包括目标共振器。可以在源共振器与目标共振器之间形成磁耦合或共振耦合。
发明内容
技术方案
在一个总的方面，提供一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：向至少一个目标设备发送用于初始通信的唤醒请求信号；向所述至少一个目标设备发送充电功率，充电功率被用于对所述至少一个目标设备进行充电；从所述至少一个目标设备接收关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息中的至少一个；基于关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息中的至少一个，检测位于源设备的功率传输区域内的目标设备。
在另一个总的方面，提供一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：由源设备向至少一个目标设备发送唤醒功率，唤醒功率被用于激活所述至少一个目标设备中的每一个的通信功能和控制功能；向所述至少一个目标设备发送用于初始通信的唤醒请求信号；基于预设的传输定时向所述至少一个目标设备发送充电功率，充电功率被用于为所述至少一个目标设备充电；以及从所述至少一个目标设备接收关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收定时的信息中的至少一个。
在另一个总的方面，提供一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：从源设备接收用于激活通信功能和控制功能的唤醒功率；使用唤醒功率激活通信模块；从源设备接收用于初始通信的唤醒请求信号；从源设备接收用于执行充电的充电功率；以及基于关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息从源设备接收分配的控制标识符（ID）。
在另一个总的方面，提供一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：从源设备接收用于激活通信功能和控制功能的唤醒功率；使用唤醒功率激活通信模块；从源设备接收用于初始通信的唤醒请求信号；基于预设的传输定时从源设备接收充电功率；以及基于关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收定时的信息从源设备接收分配的控制ID。
在另一个总的方面，提供一种无线功率发送与充电***中的无线功率发送装置，该无线功率发送装置包括：功率转换器，用于通过使用共振频率将直流（DC）电压转换为交流（AC）电压来产生唤醒功率或充电功率；源共振器，用于通过磁耦合向目标设备发送唤醒功率或充电功率；以及控制/通信单元，用于经由带外通信向目标设备发送用于初始通信的唤醒请求信号，并且从目标设备接收关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息中的至少一个。
在另一个总的方面，提供一种无线功率发送与充电***中的无线功率发送装置，该无线功率发送装置包括：功率转换器，用于通过使用共振频率将DC电压转换为AC电压来产生唤醒功率或充电功率；源共振器，用于通过磁耦合向目标设备发送唤醒功率或充电功率；以及控制/通信单元，用于经由带外通信向目标设备发送用于初始通信的唤醒请求信号，控制充电功率的传输定时，并且从目标设备接收关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收定时的信息中的至少一个。
在另一个总的方面，提供一种无线功率发送与充电***中的无线功率接收装置，该无线功率接收装置包括：目标共振器，用于通过磁耦合从源设备接收唤醒功率或充电功率，唤醒功率被用于激活通信功能和控制功能，而充电功率被用于执行充电；通信模块，用于从源设备接收用于初始通信的唤醒请求信号，并且向源设备发送关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息，所述通信模块被唤醒功率激活；以及控制器，用于检测关于充电功率的接收定时的信息、关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息、和关于充电功率的接收电平的信息。
在另一个总的方面，提供一种无线功率发送与充电***中的无线功率接收装置，该无线功率接收装置包括：目标共振器，用于通过磁耦合从第一源设备接收唤醒功率，唤醒功率被用于激活通信功能和控制功能；通信模块，用于从第二源设备接收用于初始通信的唤醒请求信号，并且向第二源设备发送关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息，所述通信模块被唤醒功率激活；以及控制器，用于检测唤醒请求信号的接收灵敏度。
发明的有益效果
根据本发明的实施例，由于在多源环境中功率小区可以彼此区分，所以可以高效率地操作无线功率发送与充电***。
此外，通过在特定条件下发送功率，可以防止源设备的功率被浪费。
另外，通过为目标设备分配控制标识符（ID），源设备可以向目标设备独立地发送无线功率和数据。
附图说明
图1示出根据实施例的无线功率发送与充电***；
图2是示出根据实施例的多源环境的示例的图；
图3是示出根据实施例的无线功率发送与充电***的操作模式的图；
图4是示出根据实施例的用于在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法的图；
图5是示出根据实施例的目标设备检测基准的图；
图6是示出根据实施例的传输分组的基本格式的图；
图7是示出根据实施例的标识符（ID）分配命令的基本格式的图；
图8是示出根据实施例的目标设备的确认（ACK）命令的基本格式的图；
图9是示出根据实施例的通信定时和功率传输定时的示例的图；
图10是示出根据实施例的命令类型的图；
图11是示出根据实施例的源共振器和馈电器中的磁场分布的示例的图；
图12是示出根据实施例的无线功率发送装置的示例的图；
图13是示出根据实施例的基于馈电单元的馈电的、源共振器内部的磁场分布的示例的图；
图14是示出类似于图2的多源环境的多源环境的示例的图；
图15是示出图14的多源环境中的通信和无线功率传输方法的图；以及
图16是示出从图15的源设备1输出的功率的示例的曲线图。
具体实施方式
提供下面的详细描述以便通过参考附图来说明示例实施例。
图1示出根据实施例的无线功率发送与充电***。
参考图1，无线功率发送与充电***可以包括源设备110和目标设备120。
源设备110可以包括交流-直流（AC/DC）转换器111、功率检测器113、功率转换器114、控制与通信（控制/通信）单元115、和源共振器116。
目标设备120可以包括目标共振器121、整流单元122、直流-直流（DC/DC）转换器123、开关单元124、充电单元125、和控制器126。此外，目标设备120还可以包括通信模块。
AC/DC转换器111可以通过对从电源112输出的处于几十赫兹（Hz）的频带的AC电压进行整流来产生DC电压。AC/DC转换器111可以输出具有预定电平的DC电压，或者可以基于控制/通信单元115的控制来调节DC电压的输出电平。
功率检测器113可以检测AC/DC转换器111的输出电流和输出电压，并且可以向控制/通信单元115传送关于所检测的电流和所检测的电压的信息。此外，功率检测器113可以检测功率转换器114的输入电流和输入电压。
功率转换器114可以通过使用共振频率将DC电压转换为AC电压来产生唤醒功率或充电功率。
功率转换器114可以通过使用处于几千赫兹（KHz）到几兆赫兹（MHz）的频带的选通脉冲信号将预定电平的DC电压转换为AC电压来产生功率。例如，功率转换器114可以使用共振频率将DC电压转换为AC电压，并且可以产生可以被用于目标设备的“唤醒功率”或“充电功率”。“唤醒功率”可以指用来激活目标设备的通信功能和控制功能的能量。充电功率可以继续被发送预定的时段，并且可以以高于“唤醒功率”的功率电平来发送。例如，“唤醒功率”可以具有0.1瓦（W）到1W的功率电平，而充电功率可以具有1W到20W的功率电平。
控制/通信单元115可以控制选通脉冲信号的频率。在控制/通信单元115的控制下，可以确定选通脉冲信号的频率。
控制/通信单元115也可以执行利用通信信道的带外通信。控制/通信单元115可以包括通信模块，例如，被配置为处理紫蜂、蓝牙等的通信模块。控制/通信单元115可以通过带外通信向目标设备120发送数据和从目标设备120接收数据。
控制/通信单元115可以通过带外通信向目标设备120发送用于初始通信的唤醒请求信号，并且可以从目标设备120接收关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息中的至少一个。此外，控制/通信单元115可以基于关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息中的至少一个，检测位于源设备110的功率传输区域中的目标设备。例如，当唤醒请求信号的接收灵敏度等于或高于预设值，并且当充电功率的接收电平等于或高于预设电平时，控制/通信单元115可以确定发送关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息的目标设备位于源设备110的功率传输区域中。
控制/通信单元115可以经由带外通信向目标设备120发送用于初始通信的唤醒请求信号，可以控制充电功率的传输定时，并且可以从目标设备120接收关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息、关于目标设备的唤醒时间的信息、和关于充电功率的接收定时的信息中的至少一个。控制/通信单元115可以基于关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息、关于目标设备的唤醒时间的信息、和关于充电功率的接收定时的信息中的至少一个，检测位于源设备110的功率传输区域中的目标设备。例如，当唤醒请求信号的接收灵敏度等于或高于预设值，并且当关于充电功率的接收定时的信息与预设的传输定时相匹配时，控制/通信单元115可以确定发送关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收定时的信息的目标设备位于源设备110的功率传输区域中。
源共振器116可以向目标共振器121传送电磁能量。例如，源共振器116可以经由与目标共振器121的磁耦合向目标设备120传送“唤醒功率”或“充电功率”。
目标共振器121可以从源共振器116接收电磁能量。例如，目标共振器121可以经由与源共振器116的磁耦合，从源设备110接收用于激活通信功能和控制功能的“唤醒功率”、或用于执行充电的“充电功率”。
整流单元122可以通过整流AC电压来产生DC电压。例如，整流单元122可以整流从目标共振器121接收的AC电压。
DC/DC转换器123可以基于充电单元125所需的容量来调节从整流单元122输出的DC电压的电平。例如，DC/DC转换器123可以将从整流单元122输出的DC电压的电平调节至3伏（V）到10V范围内的电平。
开关单元124可以基于控制器126的控制而通电或断电。当开关单元124断电时，源设备110的控制/通信单元115可以检测到反射波。例如，当开关单元124断电时，源共振器116与目标共振器121之间的磁耦合可以被消除。
充电单元125可以包括电池。充电单元125可以使用从DC/DC转换器123输出的DC电压对电池进行充电。
图1中，控制器126和通信模块可以被唤醒功率激活。通信模块可以被唤醒功率激活，可以从源设备110接收用于初始通信的唤醒请求信号，并且可以向源设备110发送关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息。通信模块可以经由带外通信向源设备110发送数据或者从源设备110接收数据。
控制器126可以检测关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息、关于充电功率的接收电平的信息、和关于充电功率的接收定时的信息。可以在目标共振器121与整流单元122之间、或者在整流单元122与DC/DC转换器123之间测量关于充电功率的接收电平的信息、和关于充电功率的接收定时的信息。
图2是示出根据实施例的多源环境的示例的图。
参考图2，多源环境可以包括多个源设备，例如，源设备1 211和源设备2 221。源设备1 211的功率传输区域210可以被设置为不与源设备2 221的功率传输区域220重叠。源设备2 221可以被称为位于离源设备1 211预定距离内的“相邻源设备”。
目标设备1 213和目标设备2 215可以位于源设备1 211的功率传输区域210内。目标设备3 223可以位于源设备2 221的功率传输区域220内。因此，目标设备3 223的目标共振器可以通过磁耦合从源设备2 221接收用于激活通信功能和控制功能的唤醒功率。
当在多源环境中执行带外通信时，源设备1 211的可通信区域230可以比功率传输区域210更宽广。源设备1 211和源设备2 221中的每一个都需要准确地检测位于能够进行功率传输的区域内的目标设备。目标设备3 223可以位于源设备2 221的功率传输区域220内，如图2中所示，然而，可以位于源设备1 211的可通信区域230内。因此，目标设备3 223的通信模块可以被从源设备2 221接收的唤醒功率激活，并且可以从源设备1 211接收用于初始通信的唤醒请求信号。目标设备3 223可以从源设备2 221接收唤醒功率，并且可以从源设备1 211接收唤醒请求信号。当从源设备1 211接收到用于初始通信的唤醒请求信号时，目标设备3 223的通信模块可能需要向源设备1211发送关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息。
源设备1 211可能需要检测目标设备3 223没有位于功率传输区域210中。源设备1211可以为位于功率传输区域220中的目标设备1 213和目标设备2 215分配控制标识符（ID）。源设备可以使用控制ID来识别处于充电模式的目标设备。
以下，将参考图2到图5描述准确地检测位于能够进行功率传输的区域内的目标设备的示例。
图3是示出根据实施例的无线功率发送与充电***的操作模式的图。
参考图3，无线功率发送与充电***的操作模式被大致分类为待机模式、访问模式、和充电模式。待机模式包括这样的状态：因为在源设备的功率传输区域中不存在目标设备，源设备不执行任何操作。例如，当待机模式由于特定事件而终止时，源设备可以搜索用于执行带外通信的信道。在该示例中，源设备可以检测多个通信信道，并且可以从多个通信信道中选择具有最佳状态的通信信道。当具有最佳状态的通信信道被选择时，源设备可以在访问模式下进行操作。源设备可以经由所选择的通信信道发送唤醒请求信号。访问模式是指源设备和目标设备经由通信来发送数据和接收数据的模式。充电模式是指传送充电功率的模式。图3的操作模式仅仅是示例，因此，可以存在各种操作模式。在充电模式中，源设备可以检验通信信道的质量。充电模式可以被改变为通信信道改变模式。因为可以通过带外通信来改变通信信道，所以可以继续发送充电功率。在通信信道改变模式中，源设备可以检验通信信道的质量，并且向目标设备发送用于请求改变通信信道的命令。
图4是示出根据实施例的用于在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法的图。
参考图2到图4，目标设备1 213和目标设备2 215可以位于源设备1 211的功率传输区域210内，而目标设备3 223可以位于源设备2 221的功率传输区域220内。
在410，源设备1 211可以向至少一个目标设备发送用于激活所述至少一个目标设备的通信功能和控制功能的唤醒功率。例如，源设备1 211可以向目标设备1 213和目标设备2 215发送唤醒功率。如图9中所示，在操作410到440，可以继续发送唤醒功率。此外，可以周期性地发送唤醒功率。目标设备1 213和目标设备2 215中的每一个可以使用唤醒功率来激活通信模块。
在420，源设备1 211可以经由通信来检测目标设备。
在421，源设备1 211可以向所述至少一个目标设备中的每一个发送用于初始通信的唤醒请求信号。例如，源设备1 211可以向目标设备1 213和目标设备2 215中的每一个发送唤醒请求信号。由于目标设备3 223位于源设备1211的可通信区域230内，所以可以接收唤醒请求信号。
唤醒请求信号可以包括用于请求所述至少一个目标设备维持由源设备选择的通信信道的信道固定命令。此外，唤醒请求信号可以是图6的传输分组。除了信道固定命令之外，唤醒请求信号可以包括用于请求关于将要接收的功率的量的信息的命令、用于请求通信信号的接收信号强度指示符（RSSI）的命令、和用于请求链路质量指示符（LQI）的命令。LQI可以是指示通信质量状态的信息。由于即便RSSI较高，通信信号仍可能具有较低的通信质量，所以可以基于LQI的值来选择具有高质量的通信信道。
在操作423到427，所述至少一个目标设备中的每一个可以向源设备1211发送与唤醒请求信号对应的确认（ACK）信号。
在430，源设备1 211可以向所述至少一个目标设备发送充电功率。源设备1 211可以向目标设备1 213和目标设备2 215发送充电功率。目标设备3223可能未能接收充电功率，因为目标设备3 223位于源设备1 211的功率传输区域210之外。
此外，在430，源设备1 211可以基于预设的传输定时向所述至少一个目标设备发送充电功率。
在440，源设备1 211可以从所述至少一个目标设备接收关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息中的至少一个。在操作441到445，目标设备1 213、目标设备2 215、和目标设备3 223可以向源设备1 211报告关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息。此外，在操作441到445，目标设备1213目标设备2 215、和目标设备3 223也可以向源设备1 211报告关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收定时的信息。关于充电功率的接收定时的信息可以包括关于充电功率的接收时段的信息、关于充电功率的接收起始时间的信息、和关于充电功率的接收结束时间的信息。预设的传输定时可以被设定为不同于位于离源设备预定距离内的相邻源设备的充电功率传输定时。源设备1 211和源设备2 221可以彼此通信，以便调节充电功率传输定时。
在450，源设备1 211可以检测位于功率传输区域210内的目标设备。在操作450之后，源设备1 211可以分配控制ID以便识别位于功率传输区域210内的目标设备。例如，源设备1 211可以为目标设备1 213和目标设备2 215分配控制ID。可以基于关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收电平的信息，分别为目标设备1 213和目标设备2 215分配控制ID。目标设备3 223接收到的充电功率的接收电平可以小于预设电平，或者可以接近于零。因此，源设备1 211可以不为目标设备3 223分配控制ID。
此外，源设备可以基于关于唤醒请求信号的接收灵敏度的信息和关于充电功率的接收定时的信息，为目标设备1 213和目标设备2 215分配控制ID。当目标设备3 223从源设备2 221接收充电功率时，目标设备3 223可能无法从源设备1 211接收分配的控制ID，因为源设备1 211的充电功率传输定时不同于源设备2 221的充电功率传输定时。
根据实施例，源设备可以基于目标设备的唤醒时间来准确地检测位于功率传输区域内的目标设备。唤醒时间可以指目标设备的控制器和通信模块被激活的时间。例如，当目标设备1 213和目标设备2 215中的每一个的通信功能和控制功能被唤醒功率激活时，可以将目标设备1 213和目标设备2 215中的每一个的控制器或通信模块被激活的时间发送到源设备1 211。当发送唤醒功率的时间与唤醒时间相匹配时，源设备1 211可以为目标设备1213和目标设备2 215分配控制ID。
源设备1 211、目标设备1 213、目标设备2 215、和目标设备3 223可以执行带外通信。因此，用于形成磁耦合的共振频率的频带可以不同于用于向所述至少一个目标设备发送唤醒请求信号的通信的频率。例如，共振频率的频带可以在5MHz到20MHz的范围内，而用于通信的频率的频带可以在6MHz到70千兆赫兹（GHz）的范围内。可以通过在源设备的源共振器与所述至少一个目标设备中的每一个的目标共振器之间形成的磁耦合来传送唤醒功率和充电功率。
图5是示出根据实施例的目标设备检测基准（criterion）的图。
参考图5，功率（接收功率）可以指示唤醒信号的接收灵敏度、或充电功率的接收电平。因为目标设备1和目标设备2中的每一个所接收到的功率量都高于预设的基准510，因此目标设备1和目标设备2可以从源设备接收分配的控制ID。然而，因为目标设备3所接收的功率量低于预设的基准510，因此目标设备3可能无法从源设备接收到控制ID。此外，因为针对目标设备1和目标设备2中的每一个的唤醒信号的接收灵敏度都高于预设的基准510，因此目标设备1和目标设备2可以从源设备接收分配的控制ID。
图6是示出根据实施例的传输分组的基本格式的图。
图6的传输分组是指从源设备发送到目标设备的传输分组。图6（a）示出传输分组中所包括的字段。传输分组可以包括起始位（SB）字段601、目标ID（T_ID）字段603、命令（CMD）字段605、参考点字段607、呼叫参量字段609、移动参量字段611、和校验位（CB）字段613。目标设备可以通过传输分组接收访问标准，从而产生由于识别目标设备所需的信息。参考点字段607、呼叫参量字段609、和移动参量字段611可以基于包括在CMD字段605中的命令而改变。例如，参考点字段607、呼叫参量字段609、和移动参量字段611可以用作数据（DATA）字段以便发送数据。
SB字段601可以包括指示分组的开始的比特型识别符。例如，可以基于整个分组的尺寸，为SB字段601分配N个比特。
当控制ID被分配给目标设备时，T_ID字段603可以包括控制ID。当控制ID没有被分配给目标设备时，T_ID字段603可以包括空值。
CMD字段605可以包括用于定义源的操作的命令。该命令可以包括例如重置命令、用于请求目标设备的输入电压和输入电流的命令、用于请求目标设备的DC/DC转换器的输出电压和输出电流的命令、ACK命令、用于请求将目标设备的负载通电的命令、用于请求将目标设备的负载断电的命令、用于请求目标设备的状态信息的命令、用于传送访问标准的命令、否定应答（NACK）命令、用于分配控制ID的命令、用于请求目标设备的登记信息的命令等。
参考点字段607可以包括参考点。参考点可以指用于产生目标设备的独特ID当中的临时ID的参考。参考点可以是例如目标设备的独特ID的比特当中的最高有效位（MSB）或最低有效位（LSB）。参考点可以表示目标设备的独特ID中的预定位置。当在源设备与目标设备之间事先设定用于产生临时ID的参考点时，可以从访问标准命令中省略参考点字段607。此外，当参考点被事先设定为目标设备的独特ID的比特当中的MSB或LSB时，也可以从访问标准命令中省略参考点字段607。图6的虚线框可以指示可以从访问标准命令中省略参考点字段607。
呼叫参量（call argument）字段609可以包括呼叫参量。呼叫参量可以指示从参考点开始的n个连续比特。呼叫参量可以是当源设备从目标设备中呼叫预定的比特时使用的值。可以基于呼叫参量来确定呼叫参数（call parameter）。例如，当呼叫参量对应于3比特时，呼叫参数可以具有值“000”到“111”。
移动参量字段611可以包括移动参量。移动参量可以指示与参考点的移动对应的比特数目。移动参量可以指示参考点移动了多少。例如，当移动参量被设定为“1”时，参考点可以向右或向左移动1比特。可以基于整个分组的尺寸来调节分配给移动参量字段611的比特的数目。
CB字段613可以包括用于检验分组的准确传输的校验位。
除了参考点字段607、呼叫参量字段609、和移动参量字段611之外，访问标准命令还可以包括各种字段。例如，访问标准命令可以包括按比特或字节分配的各种字段。
图6（b）详细地示出参考点字段607、呼叫参量字段609、和移动参量字段611。在参考点字段607中，可以设置参考点。当参考点被设定为MSB时，可以设置“M”或“1”。当参考点被设定为LSB时，可以设置“L”或“0”。在呼叫参量字段69中，可以设置呼叫参量。呼叫参量可以基于检测到的目标设备的数目来确定，并且可以具有值“1”到“n”。在移动参量字段6 11中，可以设置移动参量。移动参量也可以基于检测到的目标设备的数目来确定，并且可以具有值“0”到“n”。
图7是示出根据实施例的ID分配命令的基本格式的图。
参考图7，ID分配命令可以包括SB字段710、控制ID（T_No）字段720、CMD字段730、和CB字段740。
SB字段710可以包括指示分组的开始的比特型识别符。例如，可以基于整个分组的尺寸，为SB字段710分配N个比特。
控制ID（T_No）字段720可以包括源分配给目标设备的控制ID。目标设备可以基于控制ID（T_No）字段720的控制ID，获取可以由源独立地通信的ID。
CMD字段730可以包括用于定义源的操作的命令。由于图5示出了ID分配命令，因此CMD字段730可以包括ID分配命令。可以为命令分配编码。
CB字段740可以包括用于检验分组的准确传输的校验位。
除了SB字段710、控制ID（T_No）字段720、CMD字段730、和CB字段740之外，ID分配命令还可以包括各种字段。例如，访问标准命令可以包括按比特或字节分配的各种字段。
图8是示出根据实施例的目标设备的ACK命令的基本格式的图。
参考图8，响应命令可以包括前导码（PA）字段810、起始码（SC）字段820、CMD字段830、和循环冗余校验（CRC）-5字段840。
PA字段810可以包括被可选地传送以便防止无线分组中的分组丢失的虚拟（dummy）数据。
当响应命令包括四个字段（例如，PA字段810、SC字段820、CMD字段830、和CRC-5字段840）时，SC字段820可以包括指示缩短的分组的开始的识别符。在典型的分组中，还可以包括发送器地址字段、接收器地址字段、数据字段等。
CMD字段830可以包括用于定义目标设备的操作的命令。该命令可以包括例如重置命令、用于响应目标设备的输入电压和输入电流的命令、用于响应目标设备的DC/DC转换器的输出电压和输出电流的命令、ACK命令、用于响应目标设备的状态信息的命令、用于响应目标设备的登记信息的命令等。可以为所述命令中的每一个分配编码。由于图6示出了响应命令，所以CMD字段830可以包括ACK响应命令。可以为命令分配编码。
CRC-5字段840可以包括用于检验分组的准确传输的CRC码。
图9是示出根据实施例的通信定时和功率传输定时的示例的图。
图9中，参考标号901指示第一源设备的通信定时，而参考标号903指示第一源设备的功率传输定时。此外，图9中，参考标号905指示目标设备1的通信定时，而参考标号906指示目标设备2的通信定时。
在第一源设备的功率传输定时903中，可以在除了充电功率传输时间间隔920和930之外的间隔中发送唤醒功率。不同于图9的示例，可能存在不发送唤醒功率的时间间隔。可以在初始通信期间发送唤醒信号910。
图9中，参考标号907指示第二源设备的功率传输定时。第二源设备可以指位于离第一源设备预定距离内的相邻源设备。
如图9中所示，第一源设备的充电功率传输起始时间921和931可以被设定为不同于第二源设备的充电功率传输起始时间941和951。因此，第一目标设备开始从第一源设备接收充电功率的时间可以不同于第二目标设备开始从第二源设备接收充电功率的时间。
此外，第一源设备的充电功率传输结束时间923和933可以被设定为不同于第二源设备的充电功率传输结束时间943和953。因此，第一目标设备停止从第一源设备接收充电功率的时间可以不同于第二目标设备停止从第二源设备接收充电功率的时间。
第一源设备的充电功率传输时间间隔920和930中的每一个的持续时间可以被设定为不同于第二源设备的充电功率传输时间间隔940和950中的每一个的持续时间。例如，第一源设备的充电功率传输时间间隔920的持续时间可以被设定为10毫秒（ms），而第二源设备的充电功率传输时间间隔940的持续时间可以被设定为12ms。
图10是示出根据实施例的命令类型的图。
图10中所示的编码之一可以被***图6的CMD字段605、图7的CMD字段730、或图8的CMD字段830中。图10中所示的命令仅仅是示例，并且编码的长度可以增加到4比特、8比特、12比特等。例如，虽然图10中未示出，但是可以添加用于检验将要被传送到目标设备的功率量的命令。可以在分配控制ID之后发送图10中所示的命令。
重置命令，0001
“重置命令”可以被用来响应于在目标设备的操作中发生的错误而请求重置目标设备。响应于接收“重置命令”，目标设备可以向源设备发送ACK消息。此外，目标设备可以响应于接收“重置命令”而执行***重置。
目标输入电压和电流请求命令，0010
“目标输入电压和电流请求命令”可以被用来检验目标设备的功率接收状态。例如，“目标输入电压和电流请求命令”可以被用来请求目标设备的输入电压值和输入电流值。源设备可以将编码“0010”***CMD字段605中，以便检验目标设备的功率接收状态，并且可以向目标设备发送包括被***了编码“0010”的CMD字段605的分组。
目标输入电压和电流响应命令，0010
“目标输入电压和电流响应命令”可以被用于对“目标输入电压和电流请求命令”作出响应。“目标输入电压和电流响应命令”可以对应于针对对于目标设备的输入电压值和输入电流值的请求的响应消息。例如，当接收到包括被***了编码“0010”的CMD字段605的分组时，目标设备可以测量输入电压和输入电流。所述输入电压和输入电流可以对应于图1的整流单元122的输出电压和输出电流。此外，所述输入电压和输入电流可以对应于图1的整流单元122的输入电压和输入电流。源设备可以基于“所测量的目标设备的输入电压值和输入电流值”来确定功率传输效率。例如，源设备可以基于“所测量的目标设备的输入电压值和输入电流值”来确定接收的功率的量，并且可以基于接收的功率量与发送的功率量的比率来计算功率传输效率。
目标DC/DC输出电压和电流请求命令，0011
“目标DC/DC输出电压和电流请求命令”可以被用来检验将要提供到目标设备的负载的功率量。例如，“目标DC/DC输出电压和电流请求命令”可以被用来请求目标设备的DC/DC输出电压值和DC/DC输出电流值。
目标DC/DC输出电压和电流响应命令，0011
“目标DC/DC输出电压和电流响应命令”可以被用于对“目标DC/DC输出电压和电流请求命令”作出响应。
ACK命令，0100
“ACK命令”可以在需要通知对消息的接收的情况下使用。
NACK命令，1001
“NACK命令”可以在接收的消息中发生错误的情况下使用。
通电请求命令，0101
“通电请求命令”可以在请求将图1的开关单元124通电时使用。例如，“通电请求命令”可以对应于用于指导对负载的电力供应的命令。当接收到“通电请求命令”时，目标设备可以启动对负载的电力供应。
断电请求命令，0110
“断电请求命令”可以在请求将图1的开关单元124断电时使用。例如，“断电请求命令”可以被用来请求中断对负载的电力供应。当接收到“断电请求命令”时，目标设备可以中断对负载的电力供应。当需要中断对多个目标设备当中的预定目标设备的电力供应时，源设备可以使用“断电请求命令”。例如，源设备可以向多个目标设备当中具有低于预设电平的功率传输效率的目标设备发送“断电请求命令”。
目标状态信息请求命令，0111
“目标状态信息请求命令”可以被用来请求目标设备的状态信息。例如，当请求检验目标设备的充电状态、温度等时，源设备可以将编码“0111”***CMD字段605中，并且可以向目标设备发送包括编码“0111”的分组。源设备可以向目标设备发送包括目标状态信息请求命令的唤醒请求信号。源设备可以将传送包括目标状态信息请求命令的唤醒请求信号的时间与对唤醒请求信号作出响应的时间进行比较，并且可以检测位于功率传输区域内的目标设备。
目标状态信息响应命令，0111
“目标状态信息响应命令”可以对应于针对对于目标设备的状态信息的请求的响应。
访问标准命令，0111
“访问标准命令”可以被用来向目标设备传递特定的通信规则。例如，源设备可以通过“访问标准命令”向多个目标设备发送通信时段、通信时隙、响应规则等。在该示例中，通信时段、通信时隙、响应规则等可以被***DATA字段（未示出）中。
目标设备登记信息请求命令，1110
源设备可以使用“目标设备登记信息请求命令”来请求目标设备的登记信息。目标设备的登记信息可以指目标设备的***信息。例如，目标设备的登记信息可以包括“产品类型，诸如电视机（TV）、照相机、蜂窝电话机等”、“制造商信息”、“产品型号名称”、“电池类型”、“充电方案”、“负载的阻抗值”、“关于目标共振器的特性的信息”、“关于使用的频带的信息”、“将要消耗的功率量”、“固有标识符”、“产品版本信息或标准信息”等。在该示例中，“固有标识符”可以包括N字节序列号，并且还可以包括通过将所述序列号转换为M比特序列号而产生的短标识符。关于目标共振器的特性的信息可以包括目标共振器的Q值和K值。此外，关于目标共振器的特性的信息还可以包括关于共振器的类型的信息（诸如具有二维（2D）结构的共振器或具有三维（3D）结构的共振器）、共振器的L/C值、阻抗匹配信息等。
目标设备登记信息响应命令，1110
目标设备可以使用“目标设备登记信息响应命令”作为对“目标设备登记信息请求命令”的响应。因此，“目标设备登记信息响应命令”可以对应于针对对于目标设备的登记信息的请求的响应。
目标共振器开启/关闭控制命令
图10的“目标共振器开启/关闭请求命令”可以被用来控制将目标共振器通电和断电。例如，“目标共振器开启/关闭控制命令”可以使用诸如“0000”的编码或者事先设定的编码。此外，可以将不同的编码用于“控制将目标共振器通电的命令”和“控制将目标共振器断电的命令”。例如，当请求多个目标设备当中的特定目标设备的目标共振器断电时，源设备可以向该特定目标设备发送“控制将目标共振器断电的命令”。响应于“控制将目标共振器断电的命令”，该特定目标设备可以控制将目标共振器断电。例如，目标设备可以通过将目标共振器121从整流单元122断开连接或者将整流单元122从DC/DC转换器123断开连接来控制将图1的目标共振器121断电。
命令的额外使用
可以额外地使用除了图10的命令之外的各种命令。例如，可以使用用于请求目标设备的唤醒时间的命令。唤醒时间可以包括激活目标设备的控制器或通信模块的时间。
图11是示出根据实施例的源共振器和馈电器中的磁场分布的示例的图。
当源共振器接收到通过分离的馈电器供应的功率时，可以在馈电器和源共振器两者中形成磁场。
参考图11（a），随着输入电流流入馈电器1110，可以形成磁场1130。馈电器1110内部的磁场1130的方向1131可以具有与馈电器1110外部的磁场1130的方向1133的相位相反的相位。由馈电器1110形成的磁场1130可以引起在源共振器1120中形成感应电流。感应电流的方向可以与输入电流的方向相反。
由于感应电流，可以在源共振器1120中形成磁场1140。在源共振器1120的所有位置处由于感应电流而形成的磁场的方向可以相同。因此，由源共振器1120形成的磁场1140的方向1141可以具有与由源共振器1120形成的磁场1140的方向1143的相位相同的相位。
从而，当由馈电器1110形成的磁场1130与由源共振器1120形成的磁场1140结合时，在馈电器1110内部总磁场强度可以减小，然而，在馈电器1110外部强度可以增大。在功率通过如图11A中所示配置的馈电器1110被供应给源共振器1120的示例中，总磁场强度在源共振器1120的中心可以减小，但是在源共振器1120外部可以增大。在磁场随机地分布于源共振器1120中的另一个示例中，可能难以执行阻抗匹配，因为输入阻抗可以频繁变化。此外，当总磁场强度增大时，无线功率传输的效率可以提高。相反，当总磁场强度减小时，无线功率传输的效率可以降低。因此，平均下来功率传输效率可以降低。
举例来说，在目标共振器中，磁场可以如图11（a）所示那样分布。具体地说，在馈电器1110中流动的输入电流可以感应在源共振器1120中流动的电流。源共振器1120与目标共振器之间的磁耦合可以感应在目标共振器中流动的电流。在目标共振器中流动的电流可以导致形成磁场，从而可以在位于目标共振器中的馈电器中产生感应电流。在该示例中，在馈电器内部，由目标共振器形成的磁场的方向可以具有与由馈电器形成的磁场的方向的相位相反的相位，因此，总磁场的强度可以减小。
图11（b）示出其中源共振器1150和馈电器1160共同接地的无线功率发送装置的结构的示例。源共振器1150可以包括电容器1151。馈电器1160可以经由端口1161接收射频（RF）信号的输入。例如，当RF信号被输入到馈电器1160中时，可以在馈电器1160中产生输入电流。在馈电器1160中流动的输入电流可以导致形成磁场，并且该磁场可以在源共振器1150中感应电流。此外，由于在源共振器1150中流动的感应电流，可以形成另一个磁场。在该示例中，在馈电器1160中流动的输入电流的方向可以具有与在源共振器1150中流动的感应电流的方向的相位相反的相位。因此，在源共振器1150和馈电器1160之间的区域中，由于输入电流而形成的磁场增大方向1171可以具有与由于感应电流而形成的磁场的方向1173的相位相同的相位，因此，总磁场的强度可以增大。反之，在馈电器1160内部，由于输入电流而形成的磁场的方向1181可以具有与由于感应电流而形成的磁场的方向1183的相位相反的相位，因此，总磁场的强度可以减小。因此，在源共振器1150的中心，总磁场的强度可以减小，但是在源共振器1150外部，总磁场的强度可以增大。
馈电器1160可以通过调节馈电器1160的内部面积来确定输入阻抗。输入阻抗是指沿从馈电器1160到源共振器1150的方向观察到的阻抗。当馈电器1160的内部面积增大时，输入阻抗可以增大。反之，当馈电器1160的内部面积减小时，输入阻抗可以减小。因为即便输入阻抗减小，但是磁场在源共振器1150中随机地分布，所以输入阻抗的值可以基于目标设备的位置而变化。因此，可能需要分离的匹配网络以便将输入阻抗与功率放大器的输出阻抗进行匹配。例如，当输入阻抗增大时，分离的匹配网络可以由于将增大的输入阻抗与相对较小的输出阻抗进行匹配。
举例来说，当目标共振器具有与源共振器1150相同的配置，并且当目标共振器的馈电器具有与馈电器1160相同的配置时，可能需要分离的匹配网络，因为在目标共振器中流动的电流的方向具有与在目标共振器的馈电器中流动的感应电流的方向的相位相反的相位。
图12是示出根据实施例的无线功率发送装置的示例的图。
参考图12（a），无线功率发送装置可以包括源共振器1210和馈电单元1220。源共振器1210可以包括电容器1211。馈电单元1220可以电连接至电容器1211的两端。
图12（b）详细地示出图12（a）的无线功率发送装置的结构。源共振器1210可以包括第一传输线、第一导体1241、第二导体1242、和至少一个第一电容器1250。
第一电容器1250可以串联地***在第一传输线中的第一信号传导部分1231和第二信号传导部分1232之间，并且电场可以被限制在第一电容器1250内部。例如，第一传输线可以包括位于第一传输线的上部的至少一个导体，并且还可以包括位于第一传输线的下部的至少一个导体。电流可以流过布置在第一传输线的上部中的至少一个导体，并且布置在第一传输线的下部中的至少一个导体可以电接地。例如，布置在第一传输线的上部中的导体可以被分为，并且从而被称为第一信号传导部分1231和第二信号传导部分1232。布置在第一传输线的下部中的导体可以被称为第一接地传导部分1233。
如图12（b）中所示，源共振器1210可以具有二维（2D）结构。第一传输线可以包括位于第一传输线的上部的第一信号传导部分1231和第二信号传导部分1232。此外，第一传输线可以包括位于第一传输线的下部的第一接地传导部分1233。第一信号传导部分1231和第二信号传导部分1232可以被布置为面向第一接地传导部分1233。电流可以流过第一信号传导部分1231和第二信号传导部分1232。
此外，如图12（b）中所示，第一信号传导部分1231的一端可以短路连接至第一导体1241，而第一信号传导部分1231的另一端可以连接至第一电容器1250。第二信号传导部分1232的一端可以短路连接至第二导体1242，而第二信号传导部分1232的另一端可以连接至第一电容器1250。因此，第一信号传导部分1231、第二信号传导部分1232、第一接地传导部分1233、以及导体1241和1242可以彼此连接，以使得源共振器1210可以具有电闭环结构。术语“环结构”可以包括，例如，多边形结构，诸如圆形结构、矩形结构等。“具有环结构”可以被用来指示电路是电封闭的。
第一电容器1250可以被***到第一传输线的中间部分。例如，第一电容器1250可以被***打到第一信号传导部分1231与第二信号传导部分1232之间的空间中。第一电容器1250可以具有集总元件、分布元件等的形状。例如，具有分布元件的形状的分布电容器可以包括锯齿形导线、以及锯齿形导线之间的具有高介电常数的电介质材料。
当第一电容器1250被***到第一传输线时，源共振器1210可以具有超材料（metamaterial）的特性。超材料指示还没有在大自然中发现的具有预定电学性质的材料，因而可以具有人工设计的结构。存在于大自然中的材料的电磁特性可以具有独特的磁导率或独特的介电常数。大多数材料可以具有正磁导率或正介电常数。
在大多数材料的情况下，右手定则可以适用于电场、磁场、和玻印廷矢量，因此，相应的材料可以被称为右手材料（RHM）。然而，基于相应的介电常数或磁导率的符号，具有大自然中不存在的磁导率或介电常数的超材料可以被分类为电单负（ENG）材料、磁单负（MNG）材料、双负（DNG）材料、负折射率（NRI）材料、左手（LH）材料等。
当作为集总元件***的第一电容器1250的电容被适当地确定时，源共振器1210可以具有超材料的特性。因为通过适当地调节第一电容器1250的电容，源共振器1210可以具有负磁导率，所以源共振器1210也可以被称为MNG共振器。可以应用各种基准来确定第一电容器1250的电容。例如，所述各种基准可以包括使得源共振器1210能够具有超材料的特性的基准、使得源共振器1210在目标频率下能够具有负磁导率的基准、使得源共振器1210在目标频率下能够具有零阶共振特性的基准等。基于上述基准中的至少一个基准，可以确定第一电容器1250的电容。
也被称为MNG共振器1210的源共振器1210可以具有零阶共振特性，即，将传播常数为“0”的频率作为共振频率。因为源共振器1210可以具有零阶共振特性，因此共振频率可以相对于MNG共振器1210的物理尺寸独立。通过适当地设计第一电容器1250，MNG共振器1210可以充分地改变共振频率。因此，MNG共振器1210的物理尺寸可以不改变。
在近场中，电场可以集中在被***到第一传输线的第一电容器1250上。因此，由于第一电容器1250，在近场中磁场变成支配性的。MNG共振器1210可以使用集总元件的第一电容器1250而具有相对较高的Q因数，因而，可以增强功率传输的效率。例如，Q因数可以在无线功率传输中指示欧姆损耗的等级或者电抗相对于电阻的比率。可以根据Q因数的增大而提高无线功率传输的效率。
虽然图12（b）中未示出，但是还可以提供磁芯以穿过MNG共振器1210。磁芯可以执行增加功率传输距离的功能。
参考图12（b），馈电单元1220可以包括第二传输线、第三导体1271、第四导体1272、第五导体1281、和第六导体1282。
第二传输线可以包括位于第二传输线的上部的第三信号传导部分1261和第四信号传导部分1262。此外，第二传输线可以包括位于第二传输线的下部的第二接地传导部分1263。第三信号传导部分1261和第四信号传导部分1262可以被布置为面向第二接地传导部分1263。电流可以流过第三信号传导部分1261和第四信号传导部分1262。
此外，如图12（b）中所示，第三信号传导部分1261的一端可以短路连接至第三导体1271，而第三信号传导部分1261的另一端可以连接至第五导体1281。第四信号传导部分1262的一端可以短路连接至第四导体1272，而第四信号传导部分1262的另一端可以连接至第六导体1282。第五导体1281可以连接至第一信号传导部分1231，而第六导体1282可以连接至第二信号传导部分1232。第五导体1281和第六导体1282可以并联连接至第一电容器1250的两端。这里，第五导体1281和第六导体1282可以用作输入端口，以便接收RF信号的输入。
因此，第三信号传导部分1261、第四信号传导部分1262、第二接地传导部分1263、第三导体1271、第四导体1272、第五导体1281、第六导体1282、和源共振器1210可以彼此连接，以使得源共振器1210和馈电单元1220可以具有电闭环结构。术语“环结构”可以包括，例如，多边形结构，诸如圆形结构、矩形结构等。当经由第五导体1281或第六导体1282接收到RF信号时，输入电流可以在馈电单元1220和源共振器1210中流动，可以由于输入电流而形成磁场，并且所形成的磁场可以将电流感应到源共振器1210。在馈电单元1220中流动的输入电流的方向可以与在源共振器1210中流动的感应电流的方向一致，因此，在源共振器1210的中心总磁场的强度可以增大，但是在源共振器1210外部总磁场的强度可以减小。
可以基于源共振器1210和馈电单元1220之间的区域的面积来确定输入阻抗，因此，可以不需要用于将输入阻抗与功率放大器的输出阻抗进行匹配的分离的匹配网络。例如，即使当使用匹配网络时，也可以通过调节馈电单元1220的尺寸来确定输入阻抗，因而可以简化匹配网络的结构。简化的匹配网络的结构可以最小化匹配网络的匹配损耗。
第二传输线、第三导体1271、第四导体1272、第五导体1281、和第六导体1282可以形成与源共振器1210相同的结构。在源共振器1210具有环结构的示例中，馈电单元1220也可以具有环结构。在源共振器1210具有圆形结构的另一个示例中，馈电单元1220也可以具有圆形结构。
如上所述的源共振器1210的配置和馈电单元1220的配置分别可以同样地应用于目标共振器和目标共振器的馈电单元。当如上所述配置目标共振器的馈电单元时，馈电单元可以通过调节馈电单元的尺寸将目标共振器的输出阻抗与馈电单元的输入阻抗进行匹配。因此，可以不使用分离的匹配网络。
图13是示出根据实施例的基于馈电单元的馈电的、源共振器内部的磁场分布的示例的图。
馈电操作可以指将功率供应给无线功率发送装置中的源共振器，或者指将AC功率供应给无线功率接收装置中的整流单元。图13（a）示出在馈电单元中流动的输入电流的方向和在源共振器中感应的感应电流的方向。此外，图13（a）示出由于馈电单元的输入电流而形成的磁场的方向、和由于源共振器的感应电流而形成的磁场的方向。图13（a）更加简要地示出图12（a）的源共振器1210和馈电单元1220。图13（b）示出馈电单元的等效电路和源共振器的等效电路。
参考图13（a），馈电单元的第五导体或第六导体可以用作输入端口1310。输入端口1310可以接收RF信号的输入。可以从功率放大器输出RF信号。功率放大器可以根据目标设备的需求而增大或减小RF信号的幅度。由输入端口1310接收的RF信号可以以在馈电单元中流动的输入电流的形式来显示。输入电流可以沿着馈电单元的传输线按顺时针方向在馈电单元中流动。馈电单元的第五导体可以电连接至源共振器。更具体地说，第五导体可以连接至源共振器的第一信号传导部分。因此，输入电流可以在源共振器中流动，也可以在馈电单元中流动。输入电流可以按逆时针方向在源共振器中流动。在源共振器中流动的输入电流可以导致形成磁场，从而由于该磁场而在源共振器中产生感应电流。感应电流可以按顺时针方向在源共振器中流动。这里，感应电流可以将能量传递到源共振器的电容器，并且由于该感应电流可以形成磁场。在馈电单元和源共振器中流动的输入电流可以由图13（a）的实线指示，而在源共振器中流动的感应电流可以由图13（a）的虚线指示。
可以基于右手定则来确定由于电流而形成的磁场的方向。如图13（a）中所示，在馈电单元内部，由于馈电单元中流动的输入电流而形成的磁场的方向1321可以与由于源共振器中流动的感应电流而形成的磁场的方向1323一致。因此，在馈电单元内部总磁场的强度可以增大。
此外，在馈电单元和源共振器之间的区域中，由于馈电单元中流动的输入电流而形成的磁场的方向1333可以具有与由于源共振器中流动的感应电流而形成的磁场的方向1331的相位相反的相位。因此，在馈电单元和源共振器之间的区域中总磁场的强度可以减小。
典型地，在具有环结构的源共振器的中心，磁场强度减小，而在源共振器外部，磁场强度增大。然而，参考图13（a），馈电单元可以电连接至源共振器的电容器的两端，因此，源共振器的感应电流可以按照与馈电单元的输入电流相同的方向流动。因为源共振器的感应电流按照与馈电单元的输入电流相同的方向流动，所以总磁场的强度在馈电单元内部可以增大，而在馈电单元外部可以减小。结果，由于馈电单元，在具有环结构的源共振器的中心，总磁场的强度可以增大，而在源共振器外部总磁场的强度可以减小。因此，在源共振器内部总磁场的强度可以被均衡。此外，从源共振器向目标共振器传递功率的功率传输效率可以与在源共振器中形成的总磁场的强度成比例。换句话说，当在源共振器的中心总磁场的强度增大时，功率传输效率也可以提高。
参考图13（b），馈电单元1340和源共振器1350可以通过等效电路来表示。沿从馈电单元1340到源共振器1350的方向观察的输入阻抗Zin可以如下面的等式中所给出的那样来计算：
在该等式中，M表示馈电单元1340与源共振器1350之间的互感系数，ω表示馈电单元1340与源共振器1350之间的共振频率，而Z表示沿从源共振器1350到目标设备的方向观察的阻抗。输入阻抗Zin与互感系数M成比例。因此，可以通过调节馈电单元1340与源共振器1350之间的互感系数M来控制输入阻抗Zin。可以基于馈电单元1340与源共振器1350之间的区域的面积来调节互感系数M。可以基于馈电单元1340的尺寸来调节馈电单元1340与源共振器1350之间的区域的面积。换句话说，可以基于馈电单元1340的尺寸来确定输入阻抗Zin，因此，可以不需要分离的匹配网络来执行与功率放大器的输出阻抗的阻抗匹配。
在包括在无线功率接收装置中的目标共振器和馈电单元中，磁场可以如图13（a）中所示那样分布。例如，目标共振器可以经由磁耦合从源共振器接收无线功率。由于所接收的无线功率，在目标共振器中可以产生感应电流。由于目标共振器中的感应电流而形成的磁场可以引起在馈电单元中产生另一个感应电流。在该示例中，当目标共振器如图13（a）中所示那样连接至馈电单元时，在目标共振器中产生的感应电流可以按照与在馈电单元中产生的感应电流相同的方向流动。因而，总磁场的强度在馈电单元内部可以增大，但是在馈电单元和目标共振器之间的区域中可以减小。
图14是示出类似于图2的多源环境的多源环境的示例的图。
参考图14，多源环境可以包括源设备1 1410和源设备2 1420。例如，多源环境可以包括多个源设备。
图14中，目标设备1430可以位于源设备1 1410的功率传输区域1411内。目标设备1430可以从源设备1 1410接收唤醒功率，以便激活通信功能和控制功能。
目标设备1430可以位于源设备2 1420的功率传输区域1421的外部。当在多源环境中执行带外通信时，源设备2 1420的可通信区域可以比功率传输区域1421更宽广。因此，目标设备1430可以从源设备1 1410和源设备2 1420中的每一个接收通信信号。
例如，目标设备1430可以从源设备1 1410和源设备2 1420中的每一个接收配置信号。所述配置信号可以是例如唤醒请求信号、信标信号、或连续波（CW）信号。
配置信号可以包括源设备1 1410和源设备2 1420中的每一个的唯一标识符。所述唯一标识符可以被称作“网络ID”。因此，可以通过网络ID来识别源设备1 1410和源设备21420。
目标设备1430可以基于配置信号的RSSI的值来选择将要发送功率的源设备。
图15是示出图14的多源环境中的通信和无线功率传输方法的图。
当源设备1 1410和源设备2 1420通电时，可以周期性地输出唤醒功率。
目标设备1430可以从源设备1 1410接收唤醒功率，并且可以激活通信功能和控制功能。
源设备1 1410可以在1511中广播第一配置信号，而源设备2 1420可以在1513中广播第二配置信号。
第一配置信号可以包括源设备1 1410的网络ID。第二配置信号可以包括源设备21420的网络ID。
目标设备1430可以将第一配置信号的RSSI与第二配置信号的RSSI进行比较，并且选择具有更高的RSSI的源设备。参考图14，目标设备1430可以位于距离源设备1 1410比距离源设备2 1420更近的位置。因此，第一配置信号的RSSI可以高于第二配置信号的RSSI。
取决于实施例，目标设备1430可以不选择源设备。
在1521，目标设备1430可以单播或广播第一搜索帧。第一搜索帧可以包括源设备11410的网络ID和第一配置信号的RSSI中的至少一个。
例如，当目标设备1430没有基于RSSI值而选择源设备时，在1523，目标设备1430可以向源设备2 1420单播或广播包括源设备2 1420的网络ID和第二配置信号的RSSI中的至少一个的第二搜索帧。
换句话说，当目标设备1430未基于RSSI值选择源设备时，可能需要执行操作1521和1523两者。
例如，当包括在第一搜索帧中的网络ID与包括在第一配置信号中的网络ID一致时，在1530，源设备1 1410可以向目标设备1430传送响应帧。
在该示例中，只有当包括在第一搜索帧中的网络ID与包括在第一配置信号中的网络ID一致，并且当第一配置信号的RSSI的值等于或高于预设值时，源设备1 1410才可以向目标设备1430传送响应帧。
此外，当网络ID没有被包括在第一搜索帧中，并且当第一配置信号的RSSI的值等于或高于预设值时，源设备1 1410也可以向目标设备1430传送响应帧。
当第二配置信号的RSSI的值低于预设值时，源设备2 1420可以不传送针对第二搜索帧的响应帧。图15示出第二配置信号的RSSI的值低于预设值的示例、或者不执行操作1523的示例。
当接收到响应帧时，在1540，目标设备1430可以向源设备1 1410发送对应于响应帧的ACK信号。
当在源设备1 1410与目标设备1430之间事先设定多个通信信道时，在1521，目标设备1430可以通过所述多个通信信道中的每一个发送第一搜索帧。可以针对多个通信信道中的每一个而顺序地或随机地发送第一搜索帧。
当在通过所述多个通信信道中的每一个传送第一搜索帧之后的预设的时段内没有接收到响应帧时，目标设备1430可以确定是否接收到新的配置信号，并且可以再次执行操作1511。
对于所述多个通信信道中的每一个，第一搜索帧可以被发送两次到五次。
目标设备1430可以通过操作1511到1540来查找源设备1 1410。
在1551，目标设备1430可以向源设备1 1410发送用于加入源设备1 1410的无线功率传输网络的请求加入帧。所述请求加入帧可以包括在1511中接收的网络ID。
当包括在请求加入帧中的网络ID与源设备1 1410的网络ID相同时，在1553，源设备1 1410可以向目标设备1430传送响应加入帧。通过向目标设备1430传送响应加入帧，源设备1 1410可以允许目标设备1430加入源设备1 1410的无线功率传输网络。
响应加入帧可以包括图10中所示的各种信息中的至少一个、网络ID、用于通信的会话ID、和源设备1 1410的型号信息。例如，响应加入帧可以包括用于在无线功率传输网络中识别目标设备1430的标识符、和关于可容许的功率消耗的信息。
在1560，源设备1 1410可以向目标设备1430发送充电功率。
参考图15，源设备1 1410可以无线地发送用于唤醒目标设备的唤醒功率，可以广播用于配置无线功率传输网络的配置信号，可以从目标设备接收包括配置信号的接收灵敏度的值的搜索帧，可以允许目标设备加入无线功率传输网络，可以向目标设备发送用于在无线功率传输网络中识别目标设备的标识符，可以通过功率控制来产生充电功率，并且可以向目标设备无线地发送充电功率。
此外，参考图15，目标设备1430可以从多个源设备中的至少一个接收唤醒功率，可以使用唤醒功率来激活通信功能，可以接收用于配置所述多个源设备中的每一个的无线功率传输网络的配置信号，可以基于配置信号的接收灵敏度来选择源设备，并且可以从所选择的源设备无线地接收功率。
参考图16，在操作1511到1553期间，从源设备1 1410输出的功率量可以保持不变。在操作1560之后，从源设备1 1410输出的功率量可以分阶段增大。
在操作1511到1553，从源设备1 1410输出的功率可以被周期性地或间歇地发送。例如，在发送第一配置信号的同时，从源设备1 1410输出的功率可以被仅仅发送几ms。当周期性地发送第一配置信号时，唤醒功率也可以被周期性地发送。
不同于图16的曲线图，在操作1540到1553，从源设备1 1410输出的功率量可以大于唤醒功率的量，并且可以小于充电功率的量。
本发明的上述实施例可以被记录在包括程序指令的非临时性计算机可读介质中，所述程序指令被用于实施由计算机具体实施的各种操作。所述介质可以只包括程序指令，或者除此之外还可以数据文件、数据结构等。记录在介质上的程序指令可以是为了实施例的目的而特别设计和构建的，或者可以是计算机软件领域的技术人员所熟知和可获得的种类。
虽然已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是本发明不限于所描述的实施例。相反，本领域技术人员将理解，可以对这些实施例进行改变而不脱离其范围由权利要求及其等价物限定的本发明的原理和精神。

Claims (26)

1.一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：
向至少一个目标设备发送第一功率，所述第一功率用于激活所述至少一个目标设备的通信模块；
向所述至少一个目标设备发送信号和第二功率中的至少一个，所述信号用于初始通信且在预定时间期间发送所述第二功率；
从所述至少一个目标设备接收与所述信号的强度有关的信息和与所述第二功率有关的信息中的至少一个；以及
基于与所述信号的强度有关的信息和与所述第二功率有关的信息中的至少一个，向位于源设备的功率传输区域内的目标设备发送充电功率。
2.如权利要求1所述的方法，其中，通过在源设备的源共振器与所述至少一个目标设备中的每一个的目标共振器之间形成的磁耦合来传送第一功率和第二功率。
3.如权利要求2所述的方法，其中，用于形成磁耦合的共振频率的频带不同于用于被用来向所述至少一个目标设备发送所述信号的通信的频率的频带。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述发送信号包括：
由源设备检测多个通信信道；
从所述多个通信信道当中选择具有最佳状态的通信信道；以及
通过所选择的通信信道发送所述信号。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述信号包括用于请求所述至少一个目标设备维持由源设备选择的通信信道的信道固定命令。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：
分配用于识别位于源设备的功率传输区域内的目标设备的控制标识符(ID)。
7.如权利要求5所述的方法，其中，当所述信号的强度等于或高于预设值，并且当所述第二功率的接收电平等于或高于预设电平时，源设备确定发送与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收电平的信息的目标设备位于源设备的功率传输区域内。
8.一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：
由源设备向至少一个目标设备发送第一功率，所述第一功率被用于激活所述至少一个目标设备的通信模块；
向所述至少一个目标设备发送用于初始通信的信号；
基于预设的传输定时向所述至少一个目标设备发送第二功率，所述第二功率在预定时间期间被发送；
从所述至少一个目标设备接收与所述信号的强度有关的信息、关于所述至少一个目标设备的唤醒时间的信息、和关于所述第二功率的接收定时的信息中的至少一个。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述预设的传输定时不同于位于离源设备预定距离内的相邻源设备的第二功率传输定时。
10.如权利要求8所述的方法，进一步包括：
基于与所述信号的强度有关的信息、关于所述至少一个目标设备的唤醒时间的信息、和关于所述第二功率的接收定时的信息中的至少一个，检测位于源设备的功率传输区域内的目标设备。
11.如权利要求10所述的方法，其中，当所述信号的强度等于或高于预设值，并且当关于所述第二功率的接收定时的信息与预设的传输定时相匹配时，源设备确定发送与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收定时的信息的目标设备位于源设备的功率传输区域内。
12.如权利要求8所述的方法，其中，关于所述第二功率的接收定时的信息包括关于所述第二功率的接收时段的信息、关于所述第二功率的接收起始时间的信息、和关于所述第二功率的接收结束时间的信息。
13.一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：
从源设备接收用于激活通信模块的第一功率；
使用所述第一功率激活所述通信模块；
接收信号和第二功率中的至少一个，所述信号用于从源设备的初始通信，且在预定时间期间接收所述第二功率；
从所述至少一个目标设备接收与所述信号的强度有关的信息和与所述第二功率有关的信息中的至少一个；以及
当来自所述至少一个目标设备的与所述信号的强度有关的信息和与所述第二功率有关的信息满足预设准则时，从所述源设备接收充电功率。
14.一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：
从源设备接收用于激活通信模块的第一功率；
使用所述第一功率激活所述通信模块；
从源设备接收用于初始通信的信号；
基于预设的传输定时从源设备接收第二功率；以及
基于与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收定时的信息，从源设备接收分配的控制标识符(ID)。
15.一种在无线功率发送与充电***中控制通信和功率的方法，该方法包括：
从第一源设备接收用于激活通信模块的第一功率；
使用所述第一功率激活所述通信模块；
从第二源设备接收用于初始通信的信号；以及
向第二源设备发送与所述信号的强度有关的信息。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：
基于第一传输定时从第一源设备接收第二功率；以及
向第二源设备发送关于所述第二功率的接收电平的信息和关于所述第二功率的接收定时的信息中的至少一个。
17.一种无线功率发送与充电***中的无线功率发送装置，该无线功率发送装置包括：
功率转换器，用于通过使用共振频率将直流(DC)电压转换为交流(AC)电压来产生第一功率或第二功率；
源共振器，用于通过磁耦合向目标设备发送第一功率或第二功率；以及
控制/通信单元，用于经由带外通信向目标设备发送用于初始通信的信号，并且从目标设备接收与所述信号的强度有关的信息和与所述第二功率有关的信息中的至少一个。
18.如权利要求17所述的无线功率发送装置，其中，所述源共振器基于与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收电平的信息中的至少一个，向位于源设备的功率传输区域内的目标设备发送充电功率。
19.如权利要求18所述的无线功率发送装置，其中，当所述信号的强度等于或高于预设值，并且当所述第二功率的接收电平等于或高于预设电平时，所述控制/通信单元确定发送与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收电平的信息的目标设备位于源设备的功率传输区域内。
20.一种无线功率发送与充电***中的无线功率发送装置，该无线功率发送装置包括：
功率转换器，用于通过使用共振频率将直流(DC)电压转换为交流(AC)电压来产生第一功率或第二功率；
源共振器，用于通过磁耦合向目标设备发送第一功率或第二功率；以及
控制/通信单元，用于经由带外通信向目标设备发送用于初始通信的信号，控制所述第二功率的传输定时，并且从目标设备接收与所述信号的强度有关的信息、关于目标设备的唤醒时间的信息、和关于所述第二功率的接收定时的信息中的至少一个。
21.如权利要求20所述的无线功率发送装置，其中，所述控制/通信单元基于与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收定时的信息，检测位于源设备的功率传输区域内的目标设备。
22.如权利要求21所述的无线功率发送装置，其中，当所述信号的强度等于或高于预设值，并且当关于所述第二功率的接收定时的信息与预设的传输定时相匹配时，所述控制/通信单元确定发送与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收定时的信息的目标设备位于源设备的功率传输区域内。
23.一种无线功率发送与充电***中的无线功率接收装置，该无线功率接收装置包括：
目标共振器，用于通过磁耦合从源设备接收第一功率或第二功率，所述第一功率被用于激活通信模块，而在预定时间期间接收所述第二功率；
通信模块，用于从源设备接收用于初始通信的信号，并且向源设备发送与所述信号的强度有关的信息和关于所述第二功率的接收电平的信息，所述通信模块被所述第一功率激活；以及
控制器，用于检测关于所述第二功率的接收定时的信息、与所述信号的强度有关的信息、和关于所述第二功率的接收电平的信息。
24.一种无线功率发送与充电***中的无线功率接收装置，该无线功率接收装置包括：
目标共振器，用于通过磁耦合从第一源设备接收第一功率，所述第一功率被用于激活通信模块；
通信模块，用于从第二源设备接收用于初始通信的信号，并且向第二源设备发送与所述信号的强度有关的信息，所述通信模块被所述第一功率激活；以及
控制器，用于检测所述信号的强度。
25.一种在无线功率传输***中执行通信和无线地发送功率的方法，该方法包括：
无线地发送第一功率，所述第一功率被用于唤醒目标设备；
广播配置信号，配置信号被用于配置无线功率传输网络；
从目标设备接收包括配置信号的强度的值的搜索帧；
允许目标设备加入无线功率传输网络，并且向目标设备发送用于在无线功率传输网络中识别目标设备的标识符；以及
通过功率控制产生第二功率，并且向目标设备无线地发送第二功率。
26.一种在无线功率传输***中执行通信和无线地发送功率的方法，该方法包括：
从多个源设备中的至少一个接收第一功率；
使用所述第一功率激活通信模块；
接收用于配置所述多个源设备中的每一个的无线功率传输网络的配置信号；
基于配置信号的强度选择源设备；以及
从所选择的源设备无线地接收功率。
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