CN104145402B - 调制无线电力传输信号的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种无线电力传输设备，其通过无线电力传输设备以频率调制方案调制无线电力信号在没有附加的元件的实现的情况下能够进行与电子设备的双向通信，以便于包括分组，并且通过从具有不同频率的两个或者更多个信号当中选择具有通过数据指示的电压电平的信号作为载波信号以及调制无线电力信号优化传输速度。为此，根据本发明的实施例的无线电力传输设备包括：电力转换单元，该电力转换单元用于基于载波信号形成无线电力信号；调制单元，该调制单元用于调制无线电力信号以便于要在无线电力信号中包括分组；以及控制器，该控制器用于通过调节载波信号的驱动频率控制调制单元调制无线电力信号；以及电力转换单元，该电力转换单元用于调制要被发射到无线电力接收设备的无线电力信号，其中，通过从具有不同频率的两个或者更多个信号当中选择具有与被包括在分组中的数据相对应的频率的信号作为载波信号能够执行驱动频率的调节。

Description

调制无线电力传输信号的方法
技术领域
本公开涉及一种无线电力传输设备(或者发射器)和方法，并且更加具体地，涉及一种调制无线电力传送信号并且发射被调制的无线电力传送信号的无线电力发射器，及其无线电力传送方法。
背景技术
近年来，已经使用以无线方式无接触地将电能供应到电子设备的方法，替代以有线方式供应电能的传统的方法。可以通过接收到的无线电力直接地驱动以无线方式接收能量的电子设备，或者可以通过使用接收到的无线电力对电池进行充电，然后允许通过充电的电力驱动电子设备。
同时，在2010年4月12日，无线电力协会已经公开与无线电力传送中的互操作性相关联的规范文件“System Description Wireless Power Transfer,Volume 1,Low power,Part 1:Interface Definition,Version 1.00Release Candidate 1”。
发明内容
因此，详细描述的方面是为了提供一种无线电力发射器，该无线电力发射器能够在没有采用附加的装置的情况下，以无线电力发射器使用频率调制方法调制无线电力信号以包括分组的方式，执行与电子设备的双向通信。
为了实现这些和其它的优点并且根据本发明的用途，如在此实施和广泛地描述的，提供一种无线电力发射器，包括：电力转换单元，该电力转换单元被配置成基于载波信号形成无线电力信号；调制单元，该调制单元被配置成调制无线电力信号以便在无线电力信号中包括分组；以及控制器，该控制器被配置成通过调节载波信号的操作频率控制调制单元调制无线电力信号，并且控制电力转换单元以将被调制的无线电力信号发射到无线电力接收器，其中，以从具有不同的频率的两个或者更多个信号中选择具有与被包括在分组中的数据相对应的频率的信号作为载波信号的方式执行操作频率的调节。
根据在此公开的一个示例性实施例，调制单元可以包括复用器(MUX)，该复用器(MUX)被配置成从具有不同频率的两个或者更多个信号中选择具有与被包括在分组中的数据相对应的频率的信号作为载波信号。
根据在此公开的一个示例性实施例，具有不同频率的两个或者更多个信号可以包括用于与无线电力接收器谐振耦合的谐振频率。
根据在此公开的一个示例性实施例，具有不同频率的两个或者更多个信号可以进一步包括基于谐振频率的属于阈值范围的频率。
根据在此公开的一个示例性实施例，可以基于能量传送增益决定阈值范围。
根据在此公开的一个示例性实施例，可以基于用于无线电力接收器的能量传送增益在无线电力接收器中解调无线电力信号。
根据在此公开的一个示例性实施例，分组可以是提供与无线电力发射器有关的信息的分组或者请求与无线电力接收器有关的信息的分组。
为了实现这些和其它的优点并且根据本发明的用途，如在此实施和广泛地描述的，提供一种用于无线电力发射器的双向通信方法，包括：基于载波信号形成无线电力信号；调节载波信号的操作频率使得分组被包括在无线电力信号中；基于具有被调节的操作频率的载波信号调制无线电力信号；以及将被调制的无线电力信号发射到无线电力接收器，其中以从具有不同的频率的两个或者更多个信号中选择具有与被包括在分组中的数据相对应的频率的信号作为载波信号的方式执行操作频率的调节。
有益效果
根据在此公开的一个示例性实施例，使用频率调制方法可以调制无线电力信号，并且因此在无线电力发射器中不要求用于调节振幅的附加的装置。而且，不同于单向性通信，无线电力发射器可以向电子设备提供或者从电子设备请求对于电力传送所要求的信息。
而且，通过从具有不同的频率的两个或者更多个信号中选择对应于被包括在分组中的数据的信号作为载波信号可以调制无线电力信号。这可导致传输速度的优化。
允许使用频率调制进行双向通信的无线电力发射器可以获得例如由于负荷变化导致负担的减少的在硬件设计上的优势和成本上的优势。
附图说明
图1是在概念上图示根据本发明的实施例的无线电力发射器和电子设备的示例性视图；
图2A和图2B是分别图示在此公开的实施例中能够采用的无线电力发射器100和电子设备200的配置的示例性的框图；
图3是图示其中根据感应耦合方法以无线的方式将电力从无线电力发射器传送到电子设备的概念的视图；
图4A和图4B是图示在此公开的实施例中能够采用的以电磁感应方法的无线电力发射器100和电子设备200的一部分的框图；
图5是图示无线电力发射器的框图，该无线电力发射器被配置成具有根据在此公开的实施例中能够采用的感应耦合方法接收电力的一个或者多个发射线圈；
图6是图示其中根据谐振耦合方法以无线方式将电力从无线电力发射器传送到电子设备的概念的视图；
图7是示例性图示以在此公开的实施例中能够采用的谐振方法的无线电力发射器100和电子设备200的一部分的框图；
图8是图示无线电力发射器的框图，该无线电力发射器被配置成具有根据在此公开的实施例中能够采用的谐振耦合方法接收电力的一个或者多个发射线圈；
图9是图示除了在图2A中图示的配置之外进一步包括附加的元件的无线电力发射器的框图；
图10是图示在其中根据在此公开的实施例的电子设备200被实现成移动终端形式的情况中的配置的视图；
图11是图示通过在以在此公开的无线方式发射电力中的无线电力信号的调制和解调在无线电力发射器和电子设备之间发射和接收分组的概念的视图；
图12是图示示出组成通过无线电力发射器100提供的电力控制消息的数据比特和字节的方法的视图；
图13是图示包括在根据在此公开的实施例的无接触(无线)电力传送方法中使用的电力控制消息的分组的视图；
图14是图示根据在此公开的实施例的无线电力发射器100和电子设备200的操作阶段的视图；
图15至图19是图示包括在无线电力发射器100和电子设备200之间的电力控制消息的分组的结构的视图；
图20是图示在无线电力传输/接收***中的双向通信方法的概念视图。
图21的(a)是示出根据电力转换单元的操作频率从无线电力发射器100到电子设备200的能量传送增益的曲线图。
图21的(b)是根据电力转换单元111的操作频率的变化的无线电力信号的波形图。
图21的(c)是根据电力转换单元111的操作频率的变化的无线电力信号的振幅的变化的波形图。
图22是示意性地图示根据在此公开的一个示例性实施例的无线电力传送***的框图。
图23是用于比较振幅调制方法和频率调制方法的概念视图。
图24是示意性地图示根据在此公开的一个示例性实施例的电子设备200的框图。
图25是详细图示根据在此公开的一个示例性实施例的电子设备200的调制/解调单元293的解调过程的概念视图。
图26是图示根据在此公开的一个示例性实施例的无线电力发射器100的双向通信过程的流程图。
图27是图示根据在此公开的一个示例性实施例的调节载波信号的操作频率的方法的概念视图。
图28是图示根据在此公开的一个示例性实施例的调节载波信号的操作频率的方法的流程图。
具体实施方式
在此公开的技术可以被应用于无线电力传送(无接触电力传送)。然而，在此公开的技术不限于此，并且除了使用以无线方式发射的电力的方法和设备以外，也可以应用于所有种类的电力传输***和方法、技术的技术精神能够被应用到的无线充电电路和方法。
应注意的是，在此使用的技术术语仅用于描述特定实施例，而没有限制本发明。而且，除非另有特定地定义，在此使用的技术术语应被解释为本发明所属的本领域普通技术人员通常理解的意义，并且不应被解释为太宽或者太窄。此外，如果在此使用的技术术语是不能够正确地表达本发明的精神的错误术语，则它们应被本领域技术人员正确理解的技术术语替换。另外，在本发明中使用的普通术语应基于字典的定义、或者上下文来解释，并且不应被解释得太宽或者太窄。
顺便提及，除非另有清楚地使用，否则单数的表达包括复数意义。在本说明书中，术语“包含”和“包括”不应被解释为必须包括在此公开的所有的要素或者步骤，并且应被解释为不包括其一些要素或者步骤，或者应被解释为进一步包括另外的要素或者步骤。
另外，在下面的描述中公开的用于组成要素的后缀“模块”或者“单元”仅是用于本说明书的简单描述，并且后缀本身没有给出任何特定的意义或者功能。
此外，包括诸如第一、第二等等的序数的术语能够被用于描述各种要素，但是这些术语应不限制要素。使用术语仅为了区别要素与其它要素的目的。例如，在没有脱离本发明的权利的范围内的情况下，第一要素可以被命名为第二要素，并且类似地，第二元件可以被命名为第一要素。
在下文中，将会参考附图描述本发明的优选实施例，并且相同或者相似的要素被指定有相同的附图标记，不论附图中的标记如何，并且它们的多余的描述将会被省略。
此外，在描述本公开时，当对于本发明属于的公知技术的特定描述被判断为模糊本公开的要旨时，可以省略详细描述。而且，应注意的是，附图被图示仅为了容易解释本发明的精神，并且因此，它们不应被解释为被附图限制本发明的精神。
图1是概念地图示根据本发明的实施例的无线电力发射器和电子设备示例性视图。
参考图1，无线电力发射器100可以是电力传送装置，其被配置成以无线的方式传送对于电子设备200所要求的电力。
此外，无线电力发射器100可以是无线充电装置，其被配置成通过以无线的方式传送电力来对电子设备200的电池充电。稍后将参考图9描述其中无线电力发射器100是无线充电装置的情况。
另外，可以通过在无接触状态下将电力传送到需要电力的电子设备200的各种形式的装置实现无线电力发射器100。
电子设备200是通过以无线的方式从无线电力发射器100接收电力可操作的设备。此外，电子设备200可以使用接收到的无线电力对电池进行充电。
另一方面，如在此所描述的以无线的方式接收电力的电子设备应被广泛地解释为除了诸如键盘、鼠标、音频-视觉辅助设备等等的输入/输出设备之外，还包括便携式电话、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、平板电脑、多媒体设备等等。
如稍后所描述的，电子设备200可以是移动通信终端，(例如，便携式电话、蜂窝电话、以及平板电脑或者多媒体设备)。在其中电子设备是移动终端的情况下，稍后将参考图10进行描述。
另一方面，无线电力发射器100可以使用一个或者多个无线电力传送方法在不与电子设备200相互接触的情况下以无线的方式传送电力。换言之，无线电力发射器100可以使用基于通过无线电力信号的电磁感应现象的感应耦合方法和基于通过处于特定频率的无线电力信号的电磁谐振现象的磁谐振耦合方法中的至少一种传送电力。
在感应耦合方法中的无线电力传送是使用初级线圈和次级线圈以无线方式传送电力的技术，并且指的是利用电磁感应现象，通过经由变化的磁场来将电流从一个线圈感应到另一个线圈的电力的传输。
在感应耦合方法中的无线电力传送指的是其中利用谐振现象电子设备200通过从无线电力发射器100发射的无线电力信号产生谐振来将电力从无线电力发射器100传送到无线电力接收器200的技术。
在下文中，将会详细地描述根据在此公开的实施例的无线电力发射器100和电子设备200。在将附图标记指定给下面的每个附图中的组成元件时，相同的附图标记将会被用于相同的组成元件即使它们在不同的图中被示出。
图2是图示在此公开的实施例中能够采用的无线电力发射器100和电子设备200的配置的示例性框图。
参考图2A，无线电力发射器100可以包括电力传输单元110。电力传输单元110可以包括电力转换单元111和电力传输控制单元112。
电力转换单元111通过将从传输侧电源单元190供应的电力转换成无线电力信号将其传送到电子设备200。以具有振荡特性的磁场或者电磁场的形式生成由电力转换单元111传送的无线电力信号。为此目的，电力转换单元111可以被配置成包括用于产生无线电力信号的线圈。
电力转换单元111可以包括用于根据每个电力传送方法产生不同类型的无线电力信号的组成元件。
根据示例性实施例，电力转换单元111可以包括初级线圈，用于形成变化的磁场以将电流感应到电子设备200的次级线圈。此外，电力转换单元111可以包括用于根据谐振耦合方法形成具有特定谐振频率的磁场以在电子设备200中产生谐振频率的线圈(或者天线)。
此外，电力转换单元111可以使用前述的感应耦合方法和谐振耦合方法中的至少一种来传送电力。
在被包括在电力转换单元111中的组成元件当中，稍后将参考图4和图5描述用于感应耦合方法的组成元件，并且将参考图7和图8描述用于谐振耦合方法的组成元件。
另一方面，电力转换单元111可以进一步包括用于控制使用的频率、施加的电压、以及施加的电流等等的特性以形成无线电力信号的电路。
电力传输控制单元112控制被包括在电力传输单元110中的组成元件中的每一个。电力传输控制单元112可以被实现为集成到用于控制无线电力发射器100的另一个控制单元(未示出)中。
另一方面，无线电力信号能够被接近的区域可以被划分成两种类型。首先，有源区域表示将电力传送到电子设备200的无线电力信号经过的区域。接下来，半有源区域表示其中无线电力发射器100能够检测电子设备200的存在的兴趣区域。在此，电力传输控制单元112可以检测电子设备200是否被放置在有源区域或检测区域中或者从区域中移除。具体地，电力传输控制单元112可以使用从电力转换单元111或者在其中单独提供的传感器形成的无线电力信号来检测电子设备200是否被放置在有源区域或者检测区域中。例如，电力传输控制单元112可以通过监测用于形成无线电力信号的电力的特性是否被无线电力信号改变来检测电子设备200的存在，无线电力信号受到检测区域中存在的电子设备200的影响。然而，有源区域和检测区域可以根据诸如感应耦合方法、谐振耦合方法等等的无线电力传送方法而变化。
根据检测电子设备200的存在的结果，电力传输控制单元112可以执行识别电子设备200或者确定是否开始无线电力传送的处理。
此外，电力传输控制单元112可以确定用于形成无线电力信号的电力转换单元111的频率、电压、以及电流中的至少一个特性。可以通过无线电力发射器100的一侧处的条件或者电子设备200的一侧处的条件来执行特性的确定。在示例性实施例中，基于设备识别信息，电力传输控制单元112可以决定特性。在另一示例性实施例中，基于所要求的电子设备200的电力信息或者与所要求的电力相关的简档信息，电力传输控制单元112可以决定特性。电力传输控制单元112可以从电子设备200接收电力控制消息。基于接收到的电力控制消息，电力传输控制单元112可以确定电力转换单元111的频率、电压以及电流中的至少一个特性，并且基于电力控制消息附加地执行其它控制操作。
例如，根据电子设备200中的电力控制消息，电力传输控制单元112可以确定用于形成无线电力信号的频率、电压、以及电流中的至少一个特性，该电力控制消息包括被整流的电量信息、充电状态信息和识别信息中的至少一个。
此外，作为使用电力控制消息的另一个控制操作，基于电力控制消息无线电力发射器100可以执行与无线电力传送相关联的典型的控制操作。例如，无线电力发射器100可以通过电力控制消息接收要听觉或者视觉输出的与电子设备200相关联的信息，或者接收用于设备之间的认证所要求的信息。
在示例性实施例中，电力传输控制单元112可以通过无线电力信号接收电力控制消息。在其它的示例性实施例中，电力传输控制单元112可以通过用于接收用户数据的方法接收电力控制消息。
为了接收前述的电力控制消息，无线电力发射器100可以进一步包括电连接到电力转换单元111的调制/解调单元113。调制/解调单元113可以调制已经被电子设备200调制的无线电力信号，并且使用它接收电力控制消息。稍后参考图11至图13将会描述用于允许电力转换单元111使用无线电力信号接收电力控制消息的方法。
另外，电力传输控制单元112可以通过由包括在无线电力发射器100中的通信装置(未示出)接收包括电力控制消息的用户数据来获取电力控制消息。
图2的(b)-电子设备
参考图2B，电子设备200可以包括电源单元290。电源单元290供应对于电子设备200的操作所要求的电力。电源单元290可以包括电力接收单元291和电力接受控制单元(或者电力接收控制单元)292。
电力接收单元291以无线方式接收从无线电力发射器100传送的电力。
根据无线电力传送方法，电力接收单元291可以包括接收无线电力信号所需的组成元件。此外，电力接收单元291可以根据至少一种无线电力传送方法接收电力，并且在这样的情况下，电力接收单元291可以包括对于每个方法所需的组成元件。
首先，电力接收单元291可以包括用于接收以磁场或者具有振动特性的电磁场的形式传送的无线电力信号的线圈。
例如，作为根据感应耦合方法的组成元件，电力接收单元291可以包括通过变化的磁场电流被感应到的次级线圈。在示例性实施例中，作为根据谐振耦合方法的组成元件，电力接收单元291可以包括在其中通过具有特定谐振频率的磁场产生谐振现象的谐振电路和线圈。
在另一示例性实施例中，当电力接收单元291根据至少一种无线电力传送方法接收电力时，电力接收单元291可以被实现为通过使用线圈接收电力，或者被实现为通过使用根据每种电力传送方法不同地形成的线圈接收电力。
在被包括在电力接收单元291中的组成元件中，稍后将会参考图4描述用于感应耦合方法的组成元件，并且参考图7描述用于谐振耦合方法的组成元件。
另一方面，电力接收单元291可以进一步包括整流器和稳压器，以将无线电力信号转换成直流。此外，电力接收单元291可以进一步包括用于保护防止通过接收到的电力信号产生过电压或者过电流的电路。
电力接收控制单元292可以控制被包括在电源单元290中的每个组成元件。
具体地，电力接收控制单元292可以将电力控制消息传送到无线电力发射器100。电力控制消息可以指示无线电力发射器100发起或者终止无线电力信号的传送。此外，电力控制消息可以指示无线电力发射器100控制无线电力信号的特性。
在示例性实施例中，电力接收控制单元292可以通过无线电力信号发射电力控制消息。在另一示例性实施例中，电力接收控制单元292可以通过用于发射用户数据的方法发射电力控制消息。
为了发射前述的电力控制消息，电子设备200可以进一步包括调制/解调单元293，该调制/解调单元293电连接到电力接收单元291。与无线电力发射器100的情况相类似，调制/解调单元293可以被用于通过无线电力信号发射电力控制消息。调制/解调单元293可以被用作用于控制流过无线电力发射器100的电力转换单元111的电流和/或电压的装置。在下文中，将会描述用于允许在无线电力发射器100一侧处和在电子设备200一侧处的调制/解调单元113或者293分别被用于通过无线电力信号发射和接收电力控制消息的方法。
通过电力接收单元291接收通过电力转换单元111形成的无线电力信号。这时，电力接收控制单元292控制在电子设备200一侧处的调制/解调单元293调制无线电力信号。例如，电力接收控制单元292可以执行调制处理使得通过改变被连接到电力接收单元291的调制/解调单元293的电抗，来改变从无线电力信号接收到的电量。从无线电力信号接收到的电量的变化导致用于形成无线电力信号的电力转换单元111的电流和/或电压的改变。这时，在无线电力发射器100一侧处的调制/解调单元113可以检测电流和/或电压的改变以执行解调处理。
换言之，电力接收控制单元292可以生成包括意图要传送到无线电力发射器100的电力控制消息的分组，并且调制无线电力信号以允许分组被包括在其中，并且电力传输控制单元112可以基于执行调制/解调单元113的解调处理的结果来解码分组以获取被包括在分组中的电力控制消息。稍后参考图11至图13描述允许无线电力发射器100获取电力控制消息的详细方法。
另外，电力接收控制单元292可以通过由包括在电子设备200中的通信装置(未示出)发射包括电力控制消息的用户数据，将电力控制消息发射到无线电力发射器100。
另外，电源单元290可以进一步包括充电器298和电池299。
从电源单元290接收用于操作的电力的电子设备200可以通过从无线电力发射器100传送的电力来操作，或者可以通过使用被传送的电力并且然后接收被充电的电力对电池299充电来操作。这时，电力接收控制单元292可以控制充电器298使用被传送的电力执行充电。
在下文中，将会描述可应用于在此公开的实施例的无线电力发射器和电子设备。
首先，将会参考图3至图5描述允许无线电力发射器根据感应耦合方法将电力传送到电子设备的方法。
图3是图示其中根据感应耦合方法以无线方式将电力从无线电力发射器传送到电子设备的概念的视图。
当以感应耦合方法传送无线电力发射器100的电力时，如果改变在电力传输单元110内流过初级线圈的电流的强度，则通过电流可以改变经过初级线圈的磁场。被改变的磁场在电子设备200中的次级线圈处产生感应的电动势。
根据前述的方法，无线电力发射器100的电力转换单元111可以包括在磁感应中作为初级线圈操作的发射(Tx)线圈1111a。此外，电子设备200的电力接收单元291可以包括在磁感应中作为次级线圈操作的接收(Rx)线圈2911a。
首先，以在无线电力发射器100一侧处的发射线圈1111a和在电子设备200一侧处的接收线圈位于彼此相邻的方式布置无线电力发射器100和电子设备200。然后，如果电力传输控制单元112控制发射线圈1111a的电流被充电，则电力接收单元291使用被感应到接收线圈2911a的电动势控制电力被供应到电子设备200。
通过感应耦合方法的无线电力传送的效率可能受频率特性很小的影响，但是受到在包括每个线圈的无线电力发射器100和电子设备200之间的距离和对准影响。
另一方面，为了以感应耦合方法执行无线电力传送，无线电力发射器100可以被配置成包括平坦表面形式的接口表面(未示出)。一个或者多个电子设备可以被放置在接口表面的上部处，并且发射线圈1111a可以被安装在接口表面的下部处。在这样的情况下，在被安装在接口表面的下部处的发射线圈1111a和被放置在接口表面的上部处的电子设备200的接收线圈2911a之间以小尺度形成垂直间距，并且因此在线圈之间的距离变成充分地小以通过感应耦合方法有效地实现无接触的电力传送。
此外，在接口表面的上部处放置指示其中电子设备200要被放置的位置的对准指示符(未示出)。对准指示符指示电子设备200的位置，其中被安装在接口表面的下部处的发射线圈1111a和接收线圈2911a之间的对准能够被适当地实现。对准指示符可以可替选地是简单的标记，或者可以以用于引导电子设备200的位置的突出结构的形式形成。否则，对准指示符可以以诸如被安装在接口表面的下部处的磁铁的磁体的形式形成，从而通过与被安装在电子设备200内的具有相反的极性的磁体的相互磁性来引导线圈被适当地布置。
另一方面，无线电力发射器100可以被形成为包括一个或者多个发射线圈。无线电力发射器100可以选择性地使用一个或者多个发射线圈当中的与电子设备200的接收线圈2911a适当地布置的线圈中的一些。稍后将会参考图5描述包括一个或者多个发射线圈的无线电力发射器100。
在下文中，将会详细地描述使用可应用于在此公开的实施例的感应耦合方法的无线电力发射器和电子设备的配置。
图4A和图4B是图示以在此公开的实施例中能够采用的磁感应方法中的无线电力发射器100和电子设备200的一部分的框图。将会参考4A描述被包括在无线电力发射器100中的电力传输单元110的配置，并且将会参考图4B描述被包括在电子设备200中的电源单元290的配置。
参考图4A，无线电力发射器100的电力转换单元111可以包括发射(Tx)线圈1111a和逆变器1112。
如上所述，发射线圈1111a可以根据电流的改变形成与无线电力信号相对应的磁场。发射线圈1111a可以被可替代地以平面螺旋型或者圆柱螺线管型实现。
逆变器1112将从电源单元190获得的DC输入转换成AC波形。通过逆变器1112转换的AC电流驱动包括发射线圈1111a和电容器(未示出)的谐振电路以在发射线圈1111a中形成磁场。
另外，电源转换单元111可以进一步包括定位单元1114。
定位单元1114可以移动或者旋转发射线圈1111a以增强使用感应耦合方法的无接触电力传送的效果。如上所述，这是因为在包括初级线圈和次级线圈的电子设备200与无线电力发射器100之间的距离和对准可能影响使用感应耦合方法的电力传送。特别地，当在无线电力发射器100的有源区域内不存在电子设备200时可以使用定位单元1114。
因此，定位单元1114可以包括驱动单元(未示出)，该驱动单元用于移动发射线圈1111a使得无线电力发射器100的发射线圈1111a和电子设备200的接收线圈2911a的中心到中心距离是处于预定的范围内，或者旋转发射线圈1111a使得发射线圈1111a和接收线圈2911a的中心相互重叠。
为此目的，无线电力发射器100可以进一步包括检测单元(未示出)，该检测单元由用于检测电子设备200的位置的传感器制成，并且基于从位置检测传感器接收到的电子设备200的位置信息电力传输控制单元112可以控制定位单元1114。
此外，为此，电力传输控制单元112可以通过调制/解调单元113接收关于到电子设备200的距离或者对准的控制信息，并且基于接收到的关于对准或者距离的控制信息控制定位单元1114。
如果电力转换单元111被配置成包括多个发射线圈，则定位单元1114可以确定多个发射线圈中的哪一个要被用于电力传输。稍后将会参考图5描述包括多个发射线圈的无线电力发射器100的配置。
另一方面，电力转换单元111可以进一步包括电力感测单元1115。在无线电力发射器100的一侧处的电力感测单元1115监测流入发射线圈1111a的电流或者电压。提供电力感测单元1115检查无线电力发射器100是否正常地操作，并且因此电力感测单元1115可以检测从外部供应的电力的电压或者电流，并且检查所检测的电压或者电流是否超过阈值。虽然未示出，但是电力感测单元1115可以包括电阻器，该电阻器用于检测从外部供应的电力的电压或者电流；和比较器，该比较器用于将检测到的电力的电压值或者电流值与阈值进行比较以输出比较结果。基于电力感测单元1115的检查结果，电力传输控制单元112可以控制开关单元(未示出)截止被供应到发射线圈1111a的电力。
参考图4B，电子设备200的电源单元290可以包括接收(Rx)线圈2911a和整流器生成电路2913。
通过在发射线圈1111a中形成的磁场的改变，电流被感应到接收线圈2911a。接收线圈2911a的实现类型可以是与发射线圈1111a相类似的平面螺旋型或者圆柱螺线管型。
此外，串联和并联的电容器可以被配置成被连接到接收线圈2911a以增强无线电力接收的效果或者执行谐振检测。
接收线圈2911a可以是单个线圈或者多个线圈的形式。
整流器生成电路2913执行对电流的全波整流以将交流转换成直流。例如，整流器生成电路2913可以被实现成由四个二极管组成的全桥整流器生成电路或者使用有源组件的电路。
另外，整流器生成电路2913可以进一步包括稳压器电路，该稳压器电路用于将被整流的电流转换成更加平坦的并且稳定的直流。此外，整流器生成电路2913的输出电力被供应到电源单元290的每个组成元件。此外，整流器生成电路2913可以进一步包括DC-DC转换器，该DC-DC转换器用于将输出DC电力转换成适当的电压以将其调节成对于每个组成元件(例如，诸如充电器298的电路)所要求的电力。
调制/解调单元293可以被连接到电力接收单元291，并且可以被配置有其中电阻相对于直流而变化的电阻，并且可以被配置有其中电抗相对于交流而变化的电容元件。电力接收控制单元292可以改变电力通信调制/解调单元293的电阻或者电抗以调制电力接收单元291接收到的无线电力信号。
另一方面，电源单元290可以进一步包括电力感测单元2914。在电子设备200一侧处的电力感测单元2914监测通过整流器生成电路2913整流的电力的电压和/或电流，并且作为监测的结果，如果被整流的电力的电压和/或电流超过阈值，则电力接收控制单元292将电力控制消息发射到无线电力发射器100以传送适当的电力。
图5是图示被配置成具有根据能够在此公开的实施例中采用的感应耦合方法接收电力的一个或者多个发射线圈的无线电力发射器的框图。
参考图5，根据在此公开的实施例的无线电力发射器100的电力转换单元111可以包括一个或者多个发射线圈1111a-1至1111a-n。一个或者多个发射线圈1111a-1至1111a-n可以是部分重叠的初级线圈的阵列。通过一个或者多个发射线圈中的一些可以确定有源区域。
一个或者多个发射线圈1111a-1至1111a-n可以被安装在接口表面的下部处。此外，电力转换单元111可以进一步包括多路复用器1113，该多路复用器1113用于建立和释放一个或者多个发射线圈1111a-1至1111a-n中的一些的连接。
在检测到被放置在接口表面的上部处的电子设备200的位置之后，电力传输控制单元112可以考虑检测到的电子设备200的位置来控制多路复用器1113，从而允许一个或者多个发射线圈1111a-1至1111a-n当中的能够与电子设备200的接收线圈2911a以感应耦合关系放置的线圈被相互连接。
为此目的，电力传输控制单元112可以获取电子设备200的位置信息。例如，电力传输控制单元112可以通过在无线电力发射器100中提供的位置检测单元(未示出)获取在接口表面上电子设备200的位置。对于另一示例，电力传输控制单元112可以替代地使用一个或者多个发射线圈1111a-1至1111a-n分别接收指示来自接口表面上的对象的无线电力信号的强度的电力控制消息或者指示对象的识别信息的电力控制消息，并且基于所接收到的结果确定其与一个或者多个发射线圈中的哪一个相邻，从而获取电子设备200的位置信息。
另一方面，作为接口表面的一部分的有源区域可以表示下述部分，当无线电力发射器100以无线的方式将电力传送到电子设备200时磁场能够以高效率经过该部分。这时，形成经过有源区域的磁场的单个发射线圈或者多个发射线圈中的一个或者组合可以被指定为初级线圈。因此，基于检测到的电子设备200的位置电力传输控制单元112可以确定有源区域，并且建立与有源区域相对应的初级线圈的连接以控制多路复用器1113，从而允许电子设备200的接收线圈2911a和属于初级线圈的线圈以感应耦合关系放置。
同时，在将一个或者多个电子设备200布置在包括一个或者多个发射线圈1111a-1至1111a-n的无线电力发射器100的接口表面上之后，电力传输控制单元112可以控制多路复用器1113允许属于与每个电子设备的位置相对应的初级线圈的线圈以感应耦合关系放置。因此，无线电力发射器100可以使用不同的线圈生成无线电力信号，从而以无线的方式将其传送到一个或者多个电子设备。
而且，电力传输控制单元112可以设置要被供应到与电子设备相对应的线圈中的每一个的、具有不同特性的电力。在此，无线电力发射器100可以通过不同地设置用于每个电子设备的电力传送方案、效率、特性等等来传送电力。稍后将会参考图8描述用于一个或者多个电子设备的电力传输。
此外，电力转换单元111可以进一步包括阻抗匹配单元(未示出)，该阻抗匹配单元用于控制阻抗以形成具有与其相连的线圈的谐振电路。
在下文中，将会参考图6至图8公开用于允许无线电力发射器根据谐振耦合方法传送电力的方法。
图6是图示其中根据谐振耦合方法以无线的方式将电力从无线电力发射器传送到电子设备的概念的视图。
首先，将会如下地简要地描述谐振。谐振指的是其中当周期地接收具有与振动***的自然频率相同的频率的外力时振动的振幅显著增加的现象。谐振是在诸如机械振动、电振动等等的所有种类的振动中发生的现象。通常，当从外部将振动力施加到振动***时，如果其自然频率与外部施加的力的频率相同，则振动变强，从而增加宽度。
利用相同的原理，当在预定的距离内相互分离的多个振动主体以相同的频率振动时，多个振动主体相互谐振，并且在这样的情况下，导致多个振动主体之间减少的电阻。在电气电路中，通过使用电感器和电容器能够制成谐振电路。
当无线电力发射器100根据感应耦合方法传送电力时，通过电力传输单元110中的交流电力形成具有特定振动频率的磁场。如果通过形成的磁场在电力设备200中发生谐振现象，则在电子设备200中通过谐振现象产生电力。
描述谐振耦合的原理，通常，用于通过生成电磁波传送电力的方法呈现低电力传输效率，并且有可能对由于辐射的辐射性和辐射的暴露对人类具有不好的影响。
然而，如果多个振动主体以如前述的电磁方式相互谐振，则由于不受除了振动主体之外的相邻对象的影响，所以可以呈现极高的电力传输效率。在以电磁方式相互谐振的多个振动主体之间可以产生能量隧道。这可以被称为能量耦合或者能量尾(energy tail)。
在此公开的谐振耦合可以使用具有低频率的电磁波。当使用具有低频率的电磁波传送电力时，仅磁场可能影响位于电磁波的单个波长内的区域。这可以被称为磁耦合或者磁谐振。当无线电力发射器100和电子设备200位于具有低频率的电磁波的单个波长内时可以产生磁谐振。
在这样的情况下，人体通常对电场灵敏而对磁场不灵敏。因此，如果使用磁谐振传送电力时，则可以减少由于辐射的暴露对人体的不好影响。而且，随着响应于谐振现象产生能量尾，电力传输的形式可以呈现非辐射属性。因此，在使用这样的电磁波传送电力之后，可以解决频繁发生的辐射问题。
谐振耦合方法可以是用于使用具有低频率的电磁波传送电力的方法，如前所述。因此，原则上无线电力发射器100的发射线圈1111b可以形成用于传送电力的磁场或者电磁波。然而，在下文中将会从磁谐振的观点，即，通过磁场的电力传输的观点，来描述谐振耦合方法。
可以通过下面等式1中的方程式确定谐振频率。
[等式1]
在此，通过电路中的电感(L)和电容(C)确定谐振频率(f)。在使用线圈形成磁场的电路中，能够通过线圈的匝数等等确定电感，并且能够通过线圈、区域等等之间的间隙确定电容。除了线圈之外，电容谐振电路可以被配置成与其相连以确定谐振频率。
参考图6，当根据谐振耦合方法以无线方式发射电力时，无线电力发射器100的电力转换单元111可以包括发射(Tx)线圈1111b，其中形成磁场；和谐振电路(或者谐振生成电路)1116，该谐振电路1116被连接到发射线圈1111b以确定特定的振动频率。谐振电路1116可以通过使用电容电路(电容器)实现，并且基于发射线圈1111b的电感和谐振电路1116的电容可以确定特定的振动频率。
可以以各种形式实现谐振电路1116的电路元件的配置使得电力转换单元111形成磁场，并且不限于如在图6中所图示的被并联地连接到发射线圈1111b的形式。
此外，电子设备200的电力接收单元291可以包括谐振电路2912和接收(Rx)线圈2911b以通过在无线电力发射器100中形成的磁场产生谐振现象。换言之，也可以通过使用电容电路实现谐振电路2912，并且谐振电路2912被配置成使得基于接收线圈2911b的电感和谐振电路2912的电容确定的谐振频率具有与被形成的磁场的谐振频率相同的频率。
可以以各种形式实现谐振电路2912的电路元件的配置使得电力接收单元291通过磁场产生谐振，并且不限于如在图6中所图示的被串联地连接到接收线圈2911b的形式。
无线电力发射器100中的特定振动频率可以具有LTX、CTX，并且可以通过使用等式1获取。在此，当将电子设备200的LRX和CRX代入等式1的结果与特定振动频率相同时电子设备200产生谐振。
根据通过谐振耦合的无接触的电力传送方法，当无线电力发射器100和电子设备200分别以相同的频率谐振时，通过短程磁场传播电磁波，并且因此如果设备具有不同的频率则在设备之间不存在能量传送。
结果，通过频率特性大大地影响通过谐振耦合方法的无接触的电力传送的效率，而与感应耦合方法相比在无线电力发射器100和包括每个线圈的电子设备200之间的对准和距离的影响相对较小。
在下文中，将会详细地描述在可应用于在此公开的实施例的谐振耦合方法中的无线电力发射器和电子设备的配置。
图7是图示在此公开的实施例中能够采用的谐振方法中的无线电力发射器100和电子设备200的一部分的框图。
将会参考图7A描述被包括在无线电力发射器100中的电力传输单元100的配置。
无线电力发射器100的电力转换单元111可以包括发射(Tx)线圈1111b、逆变器1112、以及谐振电路1116。逆变器1112可以被配置成被连接到发射线圈1111b和谐振电路1116。
发射线圈1111b可以被安装为与用于根据感应耦合方法传送电力的发射线圈1111b分离，但是可以使用单个线圈以感应耦合方法和谐振耦合方法传送电力。
如上所述，发射线圈1111b形成用于传送电力的磁场。当向其施加交流电力时，发射线圈1111b和谐振电路1116产生谐振，并且此时，可以基于发射线圈1111b的电感和谐振电路1116的电容确定振动频率。
为此目的，逆变器1112将从电源单元190获得的DC输入转换成AC波形，并且被转换的AC电流被施加到发射线圈1111b和谐振电路1116。
另外，电力转换单元111可以进一步包括频率调节单元1117，该频率调节单元1117用于改变电力转换单元111的谐振频率。通过等式1基于组成电力转换单元111的电路内的电感和/或电容确定电力转换单元111的谐振频率，并且因此电力传输控制单元112可以通过控制频率调节单元117改变电感和/或电容来确定电力转换单元111的谐振频率。
频率调节单元1117例如可以被配置成包括用于调节在被包括在谐振电路1116中的电容器之间的距离以改变电容的电机，或者包括用于调节发射线圈1111b的匝数或者直径以改变电感的电机、或者包括用于确定电容和/或电感的有源元件。
另一方面，电力转换单元111可以进一步包括电力感测单元1115。电力感测单元1115的操作与下面的描述相同。
参考图7B，将会描述在电子设备200中包括的电源单元290的配置。如上所述，电源单元290可以包括接收(Rx)线圈2911b和谐振电路2912。
另外，电源单元290的电力接收单元291可以进一步包括整流器生成电路2913，用于将通过谐振现象生成的AC电流转换成DC。整流器生成电路2913可以被配置成与上面的描述相类似。
电力接收单元291可以进一步包括频率调节单元2917，该频率调节单元2917用于改变电力接收单元291的谐振频率。通过等式1基于在组成电力接收单元291的电路内的电感和/或电容确定电力接收单元291的谐振频率，并且因此电力接收控制单元112可以通过控制频率调节单元2917以改变电感和/或电容确定电力接收单元291的谐振频率。
频率调节单元2917，例如，可以被配置成包括用于调节被包括在谐振电路1116中的电容器之间的距离以改变电容的电机，或者包括用于调节发射线圈1111b的匝数或者直径以改变电感的电机，或者包括用于确定电容和/或电感的有源元件。
此外，电力接收单元291可以进一步包括电力感测单元2914，该电力感测单元2914用于监测被整流的电力的电压和/或电流。电力感测单元2914可以被配置成与前面的描述相类似。
图8是图示根据能够在此公开的实施例中采用的谐振耦合方法被配置成具有接收电力的一个或者多个发射线圈的无线电力发射器的框图。
参考图8，根据在此公开的实施例的无线电力发射器100的电力转换单元111可以包括一个或者多个发射线圈1111b-1至1111b-n和被连接到每个发射线圈的谐振电路1116-1至1116-n。此外，电力转换单元111可以进一步包括多路复用器1113，该多路复用器1113用于建立和释放一个或者多个发射线圈1111b-1至1111b-n中的一些的连接。
一个或者多个发射线圈1111b-1至1111b-n可以被配置成具有相同的振动频率，或者它们中的一些可以被配置成具有不同的振动频率。这是通过分别被连接到一个或者多个发射线圈1111b-1至1111b-n的谐振电路1116-1至1116-n的电感和/或电容来确定的。
同时，当一个或者多个电子设备200被布置在包括一个或者多个发射线圈1111b-1至1111b-n的无线电力发射器100的有源区域或者检测区域中时，电力传输控制单元112可以控制多路复用器1113允许电子设备以不同的谐振耦合关系放置。因此，无线电力发射器100可以通过使用不同的线圈生成无线电力信号将电力无线地传送到一个或者多个电子设备。
另外，电力传输控制单元112可以设置要被供应到与电子设备相对应的线圈中的每一个的具有不同特性的电力。在此，无线电力发射器100可以通过不同地设置用于每个电子设备的电力传输方案、谐振频率、效率、特性等等来传送电力。稍后参考图28将会描述用于一个或者多个电子设备的电力传输。
为此目的，频率调节单元1117可以被配置成改变分别被连接到一个或者多个发射线圈1111b-1至1111b-n的谐振电路1116-1至1116-n的电感和/或电容。
在下文中，将会描述以无线充电器的形式实现的无线电力发射器的示例。
图9是图示除了在图2A中图示的配置之外进一步包括附加元件的无线电力发射器的框图。
参考图9，除了用于支持前述的感应耦合方法和谐振耦合方法中的至少一个的电力传输单元110和电源单元190之外，无线电力发射器100可以进一步包括传感器单元120、通信单元130、输出单元140、存储器150、以及控制单元(控制器)180。
控制器180控制电力传输单元110、传感器单元120、通信单元130、输出单元140、存储器150、以及电源单元190。
可以通过与参考图2描述的电力传输单元110中的电力传输控制单元112分离的模块实现控制器180或者可以通过单个模块实现。
传感器单元120可以包括用于检测电子设备200的位置的传感器。通过传感器单元120检测的位置信息可以被用于允许电力传输单元110以有效的方式传送电力。
例如，在根据感应耦合方法的无线电力传送的情况下，传感器单元120可以操作作为检测单元，并且通过传感器单元120检测到的位置信息可以被用于移动或者旋转电力传输单元110中的发射线圈1111a。
此外，例如，基于电子设备200的位置信息，被配置成包括前述一个或者多个发射线圈的无线电力发射器100可以确定在一个或者多个发射线圈当中的能够以与电子设备200的接收线圈的感应耦合关系或者谐振耦合关系放置的线圈。
另一方面，传感器单元120可以被配置成监测电子设备200是否接近可充电的区域。可以与允许电力传输单元110中的电力传输控制单元112检测电子设备200的接近或者非接近的功能分离地执行传感器单元120的接近或者非接近检测功能。
通信单元130执行与电子设备200的有线或者无线数据通信。通信单元130可以包括用于蓝牙TM、紫蜂、超宽带(UWB)、无线USB、近场通信(NFC)、以及无线LAN中的至少一个的电子组件。
输出单元140可以包括显示单元141和音频输出单元(或者声音输出单元)142中的至少一个。显示单元141可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、以及三维(3D)显示器中的至少一个。显示单元141可以在控制器180的控制下显示充电状态。
存储器150可以包括闪存型、硬盘型、多媒体卡微型、卡型存储器(例如，SD或者XD存储器)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁存储器、磁盘、光盘等等中的至少一个存储介质。无线电力发射器100可以与在互联网上执行存储器150的存储功能的网络存储相关联地操作。执行无线电力发射器100的前述功能的程序或者命令可以被存储在存储器150中。控制单元(控制器)180可以执行被存储在存储器150中的程序或者命令以无线方式发射电力。存储器控制器(未示出)可以被用于允许被包括在无线电力发射器100中的其它的组成元件(例如，控制器180)访问存储器150。
然而，本领域的技术人员将会容易地理解，根据在此公开的实施例的无线电力发射器的配置除了可仅应用于无线充电器的情况之外还可以应用于诸如底座、终端托架设备、以及电子设备等等的装置。
图10是图示在其中以移动终端的形式实现根据在此公开的实施例的电子设备200的情况的配置的视图。
移动通信终端200可以包括在图2、图4、或者图7中图示的电源单元290。
此外，终端200可以进一步包括无线通信单元210、音频/视频(A/V)输入单元220、用户输入单元230、感测单元240、输出单元250、存储器260、接口单元270、以及控制器280。图10图示具有各种组件的终端100，但是理解的是，不要求实现所有的被图示的组件。可以可替换地实现更多或者更少的组件。
在下文中，将按顺序描述每个组件。
无线通信单元210通常可以包括一个或者多个模块，其允许在终端200和无线通信***之间或者终端200和终端200位于的网络之间的无线通信。例如，无线通信单元210能够包括广播接收模块211、移动通信模块212、无线互联网模块213、短程通信模块214、定位位置模块215等等。
广播接收模块211经由广播信道接收来自外部广播管理实体的广播信号和/或广播相关信息。
广播信道能够包括卫星信道和陆地信道。广播中心能够指示生成和发射广播信号和/或广播相关信息的服务器或者接收预生成的广播信号和/或广播相关信息并且将它们发射到便携式终端的服务器。除了别的之外，广播信号能够被实现为TV广播信号、无线电广播信号以及数据广播信号。广播信号能够进一步包括与TV或者无线电广播信号组合的数据广播信号。
广播相关信息的示例可以表示与广播信道、广播节目、广播服务提供商等等相关联的信息。广播相关信息可以经由移动通信网络来提供。在这样的情况下，其可以通过移动通信模块112接收。
可以以各种形式来实现广播相关信息。例如，广播相关信息可以包括数字多媒体广播(DMB)的电子节目指南(EPG)、手持数字视频广播(DVB-H)的电子服务指南(ESG)等等。
广播接收模块211可以被配置成接收从各种类型的广播***发射的数字广播信号。这样的广播***可以包括陆地数字多媒体广播(DMB-T)、卫星数字多媒体广播(DMB-S)、媒体仅前向链路(MediaFLO)、手持数字视频广播(DVB-H)、陆地综合业务数字广播(ISDB-T)等等。广播接收模块211可以被配置为适于发射广播信号的每个广播***以及数字广播***。
经由广播接收模块211接收到的广播信号和/或广播相关信息可以被存储在诸如存储器260的适当的设备中。
移动通信模块212接收来自移动通信网络上的基站、外部便携式终端、以及服务器中的至少任一个的无线信号/将无线信号发射到移动通信网络上的基站、外部便携式终端、以及服务器中的至少任一个。无线信号可以包括音频呼叫信号、视频(电话)呼叫信号，或者根据文本/多媒体消息的传输/接收的各种格式的数据。
无线互联网模块213支持用于移动终端200的无线互联网接入。此模块可以被内部地或者外部地耦合到终端100。此无线互联网接入的示例可以包括无线LAN(WLAN)(Wi-Fi)、无线宽带(Wibro)、全球微波接入互操作(Wimax)、高速下行链路分组接入(HSDPA)等等。
短程通信模块214表示用于短程通信的模块。用于实现此模块的适当的技术能够包括蓝牙、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、紫蜂等等。另一方面，通用串行总线(USB)、IEEE1394、英特尔雷电接口技术等等，可以被用于有线的短程通信。
无线互联网模块213或者短程通信模块214可以建立到无线电力发射器100的数据通信连接。
通过建立的数据通信，当存在要输出的音频信号而同时以无线方式发射电力时，无线互联网模块213或者短程通信模块214可以通过短程通信模块将音频信号发射到无线电力发射器100。此外，通过被建立的数据通信，当存在要被显示的信息时，无线互联网模块213或者短程通信模块214可以将该信息发射到无线电力发射器100。否则，无线互联网模块213或者短程通信模块214可以发射通过集成在无线电力发射器100中的麦克风接收到的音频信号。此外，无线互联网模块213或者短程通信模块214可以通过被建立的数据通信将移动终端200的识别信息(例如，在便携式电话的情况下的电话号码或者设备名称)发射到无线电力发射器100。
定位位置模块215是用于获取终端的位置的模块。定位位置模块215的示例可以包括全球定位***(GPS)模块。
参考图10，A/V输入单元220被配置为将音频或者视频信号输入提供给便携式终端。A/V输入单元220可以包括相机221和麦克风222。相机221在视频呼叫模式或者拍摄模式下处理通过图像传感器获得的移动或者静止图像的图像帧。被处理的图像帧可以被显示在显示单元251上。
通过相机221处理的图像帧可以被存储在存储器260中或者经由无线通信单元210被发射到外部。根据使用环境两个或者更多个相机221可以被设置在其中。
麦克风222可以在电话呼叫模式、记录模式、语音识别模式等等中通过麦克风接收外部音频信号以将其处理成电音频数据。在电话呼叫模式的情况下，被处理的音频数据经由移动通信模块212被转换并且输出为可发射到移动通信基站的格式。麦克风222可以包括各种噪声去除算法以去除在接收外部音频信号时生成的噪声。
用户输入单元230可以生成允许用户控制终端的操作的输入数据。用户输入单元230可以包括键盘、薄膜开关、触摸板(例如，静压/电容)、滚动轮、滚动开关等等。
感测单元240可以包括接近传感器241、压力传感器242、运动传感器243等等。接近传感器241在没有任何机械接触的情况下检测接近移动终端200的对象、或者与移动终端200相邻的对象的存在与否等等。接近传感器241可以使用AC磁场或者静磁场的变化、静电容量的变化率等等检测接近对象。根据配置的方面可以提供两个或者更多个接近传感器241。
压力传感器242可以检测是否压力被施加到移动终端200、压力的大小等等。根据使用环境，压力传感器242可以被设置在移动终端200中要求压力检测的位置处。当压力传感器242被设置在显示单元251中时，根据从压力传感器242输出的信号，可以能够识别通过显示单元251的触摸输入和压力触摸输入，通过该压力输入施加比触摸输入更大的压力。此外，能够在压力触摸的输入期间获知被施加到显示单元251的压力的大小(强度)。
运动传感器243使用加速度传感器、陀螺仪传感器等等检测移动终端200的位置或者移动。在运动传感器243中使用的加速度传感器是用于将任何一个方向中的加速度改变转换成电信号的元件。两个或者三个轴通常被集成到一个封装以组成加速度传感器，并且根据使用环境可以仅要求一个Z轴。因此，当由于任何原因导致应使用在X轴或者Y轴方向中的加速度传感器替代Z轴方向中的加速度传感器时，使用单独的一片衬底，加速度传感器可以被竖立并且被安装在主衬底上。此外，陀螺仪传感器可以是用于测量在旋转移动中移动终端200的角速度以检测相对于每个参考方向的旋转角的传感器。例如，参考三个方向轴，陀螺仪传感器可以检测每个旋转角，即，方位角、仰俯和滚动角。
提供输出单元250以输出视觉、听觉或者触知信息。输出单元250可以包括显示单元251、音频输出模块252、报警单元253、触觉模块254等等。
显示单元251可以显示(输出)在终端200中处理的信息。例如，当终端是处于电话呼叫模式时，显示单元251将会提供与呼叫相关联的用户界面(UI)或者图形用户界面(GUI)。当终端是处于视频呼叫模式或者拍摄模式时，显示单元251可以显示所拍摄的和/或所接收到的图像、UI或者GUI。
显示单元251可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一个。
这些显示器中的一些可以被配置为透过其外部可视的透明型或者透光型，这被称为透明显示器。透明显示器的典型示例可以包括透明OLED(TOLED)等等。显示单元151的后表面也可以被实现为透光。在此配置下，用户能够通过由终端主体的显示单元151占据的区域浏览位于终端主体的后侧处的对象。
根据终端200的配置方面，在数目上可以实现两个或者更多个显示单元251。例如，多个显示单元251可以被布置在一个表面上以相互隔开或者集成，或者可以被布置在不同的表面上。
在此，如果显示单元251和触摸感应传感器(被称为触摸传感器)在其间具有分层结构，那么除了输出设备之外显示单元251可以被用作输入设备。触摸传感器可以被实现为触摸膜、触摸片、触摸板等等。
触摸传感器可以被配置为将施加给显示单元251的特定部分的压力或者从显示单元251的特定部分出现的电容的改变转换为电输入信号。而且，触摸传感器可以被配置为不仅感测被触摸的位置和被触摸的区域，而且感测触摸压力。
当通过触摸传感器感测触摸输入时，相对应的信号被发送到触摸控制器。触摸控制器处理接收到的信号，并且然后将相对应的数据发射到控制器280。因此，控制器280可以感测已经触摸了显示单元151的哪个区域。
接近传感器241可以被布置在由触摸屏覆盖的终端的内部区域处或者在触摸屏附近。接近传感器241指的是下述传感器，其在没有机械接触的情况下，使用电磁场或者红外线，感测靠近要被感测的表面的对象或者布置在要被感测的表面附近的对象的存在或不存在。接近传感器具有比接触传感器更长的寿命和更强的实用性。
接近传感器可以包括透射型光电传感器、直接反射型光电传感器、镜反射型光电传感器、高频振荡接近传感器、电容型接近传感器、磁型接近传感器、红外线接近传感器等等。当触摸屏被实现为电容型时，通过电磁场的改变来感测指示器对触摸屏的接近。在这种情况下，触摸屏(触摸传感器)可以被归类成接近传感器。
在下文中，为了简要描述，指示器位于接近触摸屏而没有接触的状态将会被称为“接近触摸”，而指示器实际上接触触摸屏的状态将会被称为“接触触摸”。关于对应于指示器的接近触摸在触摸屏上的位置，这样的位置对应于其中在指示器接近触摸时指示器垂直面对触摸屏的位置。
接近传感器感测接近触摸和接近触摸方式(例如，距离、方向、速度、时间、位置、移动状态等等)。与所感测的接近触摸和所感测的接近触摸方式有关的信息可以被输出到触摸屏。
音频输出模块252可以在呼叫接收模式、呼叫发起模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等中输出从无线通信单元210接收到的或者存储在存储器260中的音频数据。音频输出模块252可以输出与在终端200中执行的功能有关的音频信号，例如，声音报警接收到的呼叫或者接收到的消息等等。音频输出模块252可以包括接收器、扬声器、蜂鸣器等等。
报警器253输出通知来自终端200的事件的发生的信号。从终端100发生的事件可以包括接收到的呼叫、接收到的消息、按键信号输入、触摸输入等等。报警器253不仅可以输出视频或者音频信号，而且可以输出其它类型的信号，诸如以振动形式通知事件发生的信号。因为能够通过显示单元251或者音频输出单元252输出视频或者音频信号，所以显示单元251和音频输出模块252可以被归类成报警器253的一部分。
触觉模块254产生用户能够感觉的各种触觉效果。通过触觉模块254产生的触觉效果的代表性示例包括振动。通过触觉模块254产生的振动可以具有可控制的强度、可控制的方式等等。例如，可以以合成的形式或者以顺序的形式输出不同的振动。
触觉模块254可以产生各种触觉效果，不仅包括振动，而且包括相对于被触摸的皮肤垂直移动的针的布置、通过注入孔或者吸入孔的空气注入力或者空气吸入力、通过皮肤表面的触摸、与电极接触的存在或不存在、通过诸如静电力的刺激的效果、使用吸热设备或者发热设备感到冷或者热的再现等等。
触觉模块254可以被配置成通过用户的直接接触，或者使用手指或者手的用户的肌肉感测来发射触知效果。根据终端200的配置可以在数量上实现两个或者更多个触觉模块254。
存储器260可以存储用于处理和控制控制器280的程序。可替选地，存储器260可以暂时地存储输入/输出数据(例如，电话簿数据、消息、静止图像、视频等等)。而且，存储器260可以存储与各种模式的振动有关的数据和在触摸屏上触摸输入之后输出的音频。
在一些实施例中，包括操作***(未示出)的软件组件、执行无线通信单元210功能的模块、与用户输入单元230一起操作的模块、与A/V输入单元220一起操作的模块、与输出单元250一起操作的模块可以被存储在存储器260中。操作***(例如，LINUX、UNIX、OS X、WINDOWS、Chrome、Symbian、iOS、Android、VxWorks、或者其它的嵌入式操作***)可以包括各种软件组件和/或驱动程序来控制诸如存储器管理、电力管理等等的***任务。
另外，存储器260可以存储与无接触的电力传送或者无线充电相关联的设置程序。可以通过控制器280实现设置程序。
此外，存储器260可以存储从应用提供服务器(例如，应用商店)下载的与无接触电力传送(或者无线充电)相关联的应用。无线充电有关的应用是用于控制无线充电传输的程序，并且因此电子设备200可以以无线的方式从无线电力发射器100接收电力或者通过有关程序建立用于与无线电力发射器100的数据通信的连接。
可以使用包括闪存型、硬盘型、多媒体卡微型、存储卡型(例如，SD或者xD存储器)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁存储器、磁盘、光盘等等的任何类型的适当的存储介质实现存储器260。而且，可以与在互联网上执行存储器160的存储功能的网络存储相关联地操作终端200。
接口单元270通常可以被实现为将便携式终端与外部设备对接。接口单元270可以允许从外部设备接收数据，将电力递送给终端200中的每个组件，或者将来自终端200的数据传输到外部设备。例如，接口单元270可以包括有线/无线头戴式收发话器端口、外部充电器端口、有线/无线数据端口、存储卡端口、用于耦合具有识别模块的设备的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频输入/输出(I/O)端口、耳机端口等等。
识别模块可以被配置为用于存储认证使用终端200的权限所需的各种信息的芯片，其可以包括用户识别模块(UIM)、订户识别模块(SIM)等等。而且，能够在一种类型的智能卡中实现具有识别模块的设备(在下文中，被称为“识别设备”)。因此，识别设备能够经由端口被耦合到终端200。
而且，当移动终端100被连接到外部托架时，接口单元可以用作将电力从外部托架供应到终端200的路径或者用于将用户从托架输入的各种命令信号发射到终端200的路径。从托架输入的这样的各种命令信号或者电力可以作为识别终端200已经被正确地安装到托架的信号来操作。
控制器280通常控制终端200的整体操作。例如，控制器280执行与电话呼叫、数据通信、视频呼叫等等相关联的控制和处理。控制器280可以包括用于多媒体回放的多媒体模块281。多媒体模块281可以被实现在控制器280中，或者与控制器280分离地实现。而且，控制器280可以被实现成与电源单元290内的电力接收单元292分离的模块或者单个模块。
控制器280能够执行模式识别处理以便将在触摸屏上执行的书写输入或者绘画输入识别为文本或者图像。
控制器280根据用户输入或者内部输入执行有线或者无线充电。在此，内部输入表示用于通知已经检测到从终端内的次级线圈产生的感应电流的信号。
当执行前述的无线充电时，将会参考在图14中的操作阶段在下面详细地描述允许控制器280控制每个组成元件的操作。如上所述，电源单元290内的电力接收控制单元292可以被实现为被包括在控制器280中，并且在本公开中，应理解控制器280通过电力接收控制单元292执行操作。
电源单元290在控制器280的控制下接收内部和外部电力以供应对于每个组成元件的操作所要求的电力。
电源单元290设有电池299，该电池299用于将电力供应到终端200的每个组成元件，并且电池299可以包括充电器298，用于执行有线或者无线充电。
本公开公开一种作为用于以无线的方式接收电力的装置的示例的移动终端，但是本领域的技术人员将会容易地理解，根据在此公开的实施例的配置除了仅可应用于移动终端的情况之外，可以应用于固定终端，诸如数字TV、桌上型计算机等等。
图11是图示在以在此公开的无线方式传送电力中通过无线电力信号的调制和解调在无线电力发射器和电子设备之间发射和接收分组的概念的视图。
参考图11A，通过电力转换单元111形成的无线电力信号形成磁场或者电磁场内的闭环，并且因此，当电子设备200调制无线电力信号同时接收无线电力信号时，无线电力发射器100可以检测被调制的无线电力信号。电力通信调制/解调单元113可以解调检测到的无线电力信号并且从被调制的无线电力信号解码分组。
另一方面，被用于在无线电力发射器100和电子设备200之间的通信的调制方法可以是振幅调制。如上所述，振幅调制方法可以是其中在电子设备200的一侧处的调制/解调单元293改变通过电力转换单元111形成的无线电力信号10a的振幅并且在无线电力发射器100的一侧处的调制/解调单元293检测被调制的无线电力信号10b的振幅的反向散射调制方法。
具体地，进一步参考图11B，在电子设备200的一侧处的电力接收控制单元292通过改变在调制/解调单元293内的负载阻抗调制通过电力接收单元291接收到的无线电力信号10a。电力接收控制单元292调制无线电力信号10a以包括要被发射到无线电力发射器100的电力控制消息的分组。
然后，在无线电力发射器100的一侧处的电力传输控制单元112通过包络检测处理解调被调制的无线电力信号10b，并且将检测到的信号10c解码成数字数据10d。解调处理检测流入电力转换单元111的电流或者电压以被分类成两种状态，HI相位和LO相位，并且基于根据状态分类的数字数据获取要通过电子设备200发射的分组。
在下文中，将会描述允许无线电力发射器100从被解调的数字数据获取要通过电子设备200发射的电力控制消息的过程。
图12是图示组成由无线电力发射器100提供的电力控制消息的数据比特和字节的方法的视图。
参考图12A，电力传输控制单元112使用来自包络检测信号的时钟信号(CLK)检测被编码的比特。在电子设备200的一侧处，根据在调制过程中使用的比特编码方法编码所检测到的编码比特。比特编码方法可以对应于不归零(NRZ)和双相编码中的任一个。
例如，检测到的比特可以是差分双相(DBP)编码比特。根据DBP编码，允许在电子设备200一侧处的电力接收控制单元292具有两种状态转变以编码数据比特1，并且具有一种状态转变以编码数据比特0。换言之，以在时钟信号的上升沿和下降沿处生成在HI状态和LO状态之间的转变这样的方式可以编码数据比特1，和以在时钟信号的上升沿处生成在HI状态和LO状态之间的转变这样的方式可以编码数据比特0。
另一方面，电力传输控制单元112可以从根据比特编码方法检测到的比特串中使用组成分组的字节格式以字节为单元获取数据。例如，可以通过使用如在图12B中图示的11比特异步串行格式传送检测到的比特串。换言之，检测到的比特可以包括指示字节的开始的开始比特以及指示字节的结束的停止比特，并且也包括在开始比特和停止比特之间的数据比特(b0至b7)。此外，其可以进一步包括用于检查数据的错误的奇偶校验位。以字节为单元的数据组成包括电力控制消息的分组。
图13是图示根据在此公开的实施例的包括在无接触的电力传送方法中使用的电力控制消息的分组的视图。
分组500可以包括前导510、报头520、消息530、以及校验和540。
前导510可以用于执行与通过无线电力发射器100接收到的数据的同步并且检测报头520的开始比特。前导510可以被配置成重复相同的比特。例如，前导510可以被配置为使得根据DBP编码的数据比特1被重复十一至二十五次。
报头520可以被用于指示分组500的类型。可以基于通过报头520指示的值确定消息530的大小和其种类。报头520可以是被定位在前导510之后的具有预定的大小的值。例如，报头520可以在大小上是字节。
消息530可以被配置成包括基于报头520确定的数据。根据其种类消息530具有预定的大小。
校验和540可以被用于检测在发射电力控制消息时在报头520和消息530中可能出现的错误。排除用于同步的前导510和用于错误检查的校验和540的报头520和消息530可以被称为命令-分组。
在下文中，将会给出无线电力发射器100和电子设备200的操作阶段的描述。
图14图示根据在此公开的实施例的无线电力发射器100和电子设备200的操作阶段。此外，图15至图20图示包括在无线电力发射器100和电子设备200之间的电力控制消息的分组的结构。
参考图14，用于无线电力传送的无线电力发射器100和电子设备200的操作阶段可以被划分成选择阶段(状态)610、ping阶段620、识别和配置阶段630、以及电力传送阶段640。
在选择阶段610中，无线电力发射器100检测对象是否存在于无线电力发射器100能够以无线方式发射电力的范围内，并且在ping阶段620中，无线电力发射器100将检测信号发送到检测到的对象并且电子设备200发送对检测信号的响应。
此外，无线电力发射器100识别通过先前的阶段选择的电子设备200并且在识别和配置阶段630中获取用于电力传输的配置信息。在电力传送阶段640中，无线电力发射器100在响应于从电子设备200接收到的控制消息控制发射电力的同时将电力发射到电子设备200。
在下文中，将会详细地描述每个操作阶段。
1)选择阶段
在选择阶段610中的无线电力发射器100执行检测过程以选择存在于检测区域内的电子设备200。如上所述的检测区域指的是其中有关区域内的对象能够影响电力转换单元111的电力的特性的区域。与ping阶段620相比较，用于在选择阶段610中选择电子设备200的检测过程是下述过程，即检测用于在无线电力发射器100一侧处的电力转换单元中形成无线电力信号的电力量的变化以检查在预定的范围内是否存在任何对象，而不是使用电力控制消息从电子设备200接收响应的方案。在稍后将会描述的ping阶段620中，在没有使用数字格式的分组的情况下，在使用无线电力信号检测对象的方面中，选择阶段610中的检测过程可以被称为模拟ping过程。
在选择状态610中的无线电力发射器100能够检测在检测区域内对象进入或者出来。此外，无线电力发射器100能够在位于检测区域内的对象当中区别能够以无线方式发射电力的电子设备200与其它对象(例如，钥匙、硬币等等)。
如上所述，根据感应耦合方法和谐振耦合方法能够以无线方式发射电力的距离可以是不同的，并且从而用于在选择阶段中610检测对象的检测区域可能相互不同。
首先，在其中根据感应耦合方法发射电力的情况下，在选择阶段610中无线电力发射器100能够监测接口表面(未示出)以检测对象的对准和移除。
此外，无线电力发射器100可以检测被放置在接口表面的上部的电子设备200的位置。如上所述，被形成以包括一个或者多个发射线圈的无线电力发射器100可以在选择阶段610中执行进入ping阶段620的过程，并且在ping阶段620中使用每个线圈来检查是否从对象发射对于检测信号的响应，或者接下来进入识别阶段630以检查是否从对象发射了识别信息。基于通过前述过程获取的电子设备200的检测位置无线电力发射器100可以确定要被用于无接触电力传送的线圈。
此外，当根据谐振耦合方法发射电力时，在选择阶段610中的无线电力发射器100能够通过检测电力转换单元的频率、电流以及电压中的任意一个由于位于检测区域内的对象导致被改变来检测对象。
另一方面，在选择阶段610中无线电力发射器100可以通过使用感应耦合方法和谐振耦合方法的检测方法中的至少任意一种来检测对象。无线电力发射器100可以根据每种电力传输方法执行对象检测过程，并且接下来从用于无接触的电力传送的耦合方法选择检测对象的方法以前进到其它阶段620、630、640。
另一方面，对于无线电力发射器100，被形成为在选择阶段610中检测对象的无线电力信号和被形成为在后续阶段620、630、640中执行数字检测、识别、配置和电力传输的无线电力信号可以在频率、强度等等上具有不同的特性。这是因为无线电力发射器100的选择阶段610对应于用于检测对象的空闲阶段，从而允许无线电力发射器100减少空闲阶段中的电力消耗或者生成用于有效地检测对象的专用信号。
2)Ping阶段
在ping阶段620中的无线电力发射器100通过电力控制消息执行检测存在于检测区域内的电子设备200的过程。与在选择阶段610中使用无线电力信号的特性等等的电子设备200的检测过程相比较，在ping阶段620中的检测过程可以被称为数字ping过程。
在ping阶段620中的无线电力发射器100形成无线电力信号以检测电子设备200，调制通过电子设备200调制的无线电力信号，并且从被调制的无线电力信号以与对检测信号的响应相对应的数字数据格式中获取电力控制消息。无线电力发射器100可以接收与对检测信号的响应相对应的电力控制消息以识别是电力传输的主题的电子设备200。
被形成允许在ping阶段620中的无线电力发射器100执行数字检测过程的检测信号可以是通过在预定的时间段内在特定的操作点处施加电力信号形成的无线电力信号。操作点可以表示被施加到发射(Tx)线圈的电压的频率、占空比、以及振幅。无线电力发射器100可以生成通过在预定的时间段内在特定的操作点处施加电力信号生成的检测信号，并且试图从电子设备200接收电力控制消息。
另一方面，与对于检测信号的响应相对应的电力控制消息可以是指示通过电子设备200接收到的无线电力信号的强度的消息。例如，电子设备200可以发射包括指示无线电力信号的接收强度的消息的信号强度分组5100作为对如在图15中所图示的检测信号的响应。分组5100可以包括用于通知指示信号强度的分组的报头5120和指示通过电子设备200接收到的电力信号的强度的消息5130。消息5130内的电力信号的强度可以是指示用于无线电力发射器100和电子设备200之间的电力传输的感应耦合或者谐振耦合的程度的值。
无线电力发射器100可以接收对于找到电子设备200的检测信号的响应消息，并且然后延长数字检测过程以进入识别和配置阶段630。换言之，无线电力发射器100在继找到电子设备200之后在特定的操作点处保持电力信号，以接收在识别和配置阶段630中所需的电力控制消息。
然而，如果无线电力发射器100不能够找到电力被传送到的电子设备200，则无线电力发射器100的操作阶段将被返回到选择阶段610。
3)识别和配置阶段
在识别和配置阶段630中无线电力发射器100可以接收通过电子设备200发射的识别信息和/或配置信息，从而控制电力传输被有效执行。
在识别和配置阶段中电子设备200可以发射包括其自身识别信息的电力控制消息。为此目的，例如，电子设备200可以发射识别分组5200，识别分组5200包括指示如在图16A中所图示的电子设备200的识别信息的消息。分组5200可以包括用于通知指示识别信息的分组的报头5220和包括电子设备的识别信息的消息5230。消息5230可以包括指示用于无接触的电力传送的合约的版本的信息(2531和5232)、用于识别电子设备200的制造商的信息5233、指示扩展设备标识符存在与否的信息5234、以及基本设备标识符5235。此外，如果显示扩展设备标识符存在于指示扩展设备标识符存在与否的信息5234中，则包括如在图16B中所图示的扩展设备标识符的扩展识别分组5300将以单独的方式被发射。分组5300可以包括用于通知包括扩展设备标识符的分组的报头5320和包括扩展设备标识符的消息5330。当如上所述使用扩展设备标识符时，基于制造商的识别信息5233、基本设备标识符5235以及扩展设备标识符5330的信息将被用于识别电子设备200。
电子设备200可以在识别和配置阶段630中发射包括关于所期待的最大电力的信息的电力控制消息。为此，例如，电子设备200可以发射如在图17中所图示的配置分组5400。分组可以包括用于通知其是配置分组的报头5420和包括关于被期待的最大电力的信息的消息5430。消息5430可以包括电力类别5431、关于被期待的最大电力的信息5432、指示确定在无线电力发射器的一侧处的主要单元的电流的方法的指示符5433、以及可选配置分组的数目5434。指示符5433可以指示是否在无线电力发射器的一侧处的主要单元的电流被确定为在用于无线电力传送的合约中专用。
同时，根据示例性实施例的电子设备200可以将包括所要求的其电力信息和相关联的简档信息的电力控制消息发射到无线电力发射器100。在一些示例性实施例中，通过被包括在如在图17中所图示的配置分组5400中可以发射与电子设备200有关的所要求的电力信息或者简档信息。可替选地，通过被包括在用于配置的单独的分组中可以发射与电子设备200有关的所要求的电力信息或者简档信息。
另一方面，基于识别信息和/或配置信息无线电力发射器100可以生成被用于与电力设备200的电力充电的电力传送合约。电力传送合约可以包括确定在电力传送阶段640中的电力传送特性的参数的限制。
无线电力发射器100可以在进入电力传送阶段640之前终止识别和配置阶段630并且返回到选择阶段610。例如，无线电力发射器100可以终止识别和配置阶段630以找到能够以无线方式接收电力的另一电子设备。
4)电力传送阶段
在电力传送阶段640中无线电力发射器100将电力发射到电子设备200。
无线电力发射器100可以在传送电力时从电子设备200接收电力控制消息，并且响应于接收到的电力控制消息控制要被施加到发射线圈的电力的特性。例如，被用于控制被施加到发射线圈的电力的特性的电力控制消息可以被包括在如在图18中所图示的控制错误分组5500中。分组5500可以包括用于通知其是控制错误分组的报头5520和包括控制错误值的消息5530。无线电力发射器100可以根据控制错误值控制要被施加到发射线圈的电力。换言之，可以控制被施加到发射线圈的电流，以便如果控制错误值是“0”则保持，如果控制错误值是负值则减少，并且如果控制错误值是正值则增加。
无线电力发射器100可以在电力传送阶段640中监测在基于识别信息和/或配置信息生成的电力传送合约内的参数。作为监测参数的结果，如果到电子设备200的电力传输违反被包括在电力传送合约中的限制，则无线电力发射器100可以取消电力传输并且返回到选择阶段610。
基于从电子设备200发射的电力控制消息无线电力发射器100可以终止电力传送阶段640。
例如，如果在使用通过电子设备200传送的电力对电池充电时电池的充电已经被完成，则用于请求无线电力传送的挂起的电力控制消息将会被传送到无线电力发射器100。在这样的情况下，无线电力发射器100可以接收用于请求电力传输的挂起的消息，并且然后终止无线电力传送，并且返回到选择阶段610。
对于另一示例，电子设备200可以传送用于请求重新协商或者重新配置的电力控制消息以更新先前生成的电力传送合约。当要求电量比当前发射的电量更大或者更小时，电子设备200可以传送用于请求电力传送合约的重新协商的消息。在这样的情况下，无线电力发射器100可以接收用于请求电力传送合约的重新协商的消息，并且然后终止无接触的电力传送，并且返回到识别和配置阶段630。
为此，例如，通过电子设备200发射的消息可以是如在图19中所图示的结束电力传送分组5600。分组5600可以包括用于通知其是结束电力传送分组的报头5620和包括指示挂起原因的结束电力传送代码的消息5630。结束电力传送代码可以指示充电完成、内部故障、过温、过电压、过电流、电池故障、重新配置、无响应、以及未知错误中的任一个。
图20是图示在无线电力传输/接收***中的双向通信方法的概念视图。
为了将数据发射到电子设备200，无线电力发射器100可以使用使用无线电力信号的方法、使用被包括在无线电力发射器100中的分离的通信单元(未图示)的方法等等。在它们当中，使用无线电力信号的方法可以具有的优点在于，无线电力发射器100不要求单独的通信单元并且无线电力传送和无线数据传输的同步被促进。
如在图20中所图示，为了使用无线电力信号发射数据，无线电力发射器100的电力传输控制单元112可以将数据信号传送到调制/解调单元113。调制/解调单元113可以以无线电力信号包括从电力传输控制单元112传送的数据信号的方式调制使用通过逆变器1112生成的载波信号形成的无线电力信号。
在这样的情况下，调制/解调单元113可以使用等于电子设备200的调制方法的振幅调制方法调制无线电力信号。例如，使用与参考脉冲同步的能量传送增益的差(反映幅度)可以发射数据信号。然而，为了实现振幅调制方法，在逆变器1112和发射线圈1111b之间要求附加的装置(例如，振幅调节单元1118)并且因此电力消耗被增加。
同时，在调制/解调单元113的控制下，以其中包括数据信号的方式根据振幅调制方法通过振幅调节单元1118已经调制的无线电力信号，可以从发射线圈1111b发射到电子设备200的接收线圈2911b。在这样的情况下，调制/解调单元293可以通过解调无线电力信号解码分组，并且因此检测数据信号。例如，通过电流和相位检测过程、低通滤波器通过过程、脉冲放大过程以及比较过程，可以从振幅调制的无线电力信号检测到数字信号。稍后参考图25给出其详细描述。
图21的(a)是示出根据电力转换单元111的操作频率(或者驱动频率)的从无线电力发射器100到电子设备200的能量传送增益的曲线图。
从无线电力发射器100到电子设备200的能量传送增益在用于无线电力发射器100和电子设备200之间的谐振耦合的谐振频率(或者谐振频率)ω0处可以是最大的。从曲线图的形状中能够理解，能量传送增益可以根据电力转换单元111的操作频率而不同。
例如，在基于谐振频率ω0被包括在预定范围Δω0中的第一频率ω-和第二频率ω+处从无线电力发射器100到电子设备200的能量传送增益可能小于在谐振频率ω0处从无线电力发射器100到电子设备200的能量传送增益。
在这样的情况下，鉴于谐振频率的特性，观察在每个频率处，具体地，在谐振频率和在不是谐振频率的频率处的能量传送增益的大的值。能量传送增益的差对于电子设备200从无线电力信号检测数据信号来说可能是充分有效的。
图21的(b)是根据电力转换单元111的操作频率的变化的无线电力信号的波形图，并且图21的(c)是图示根据电力转换单元111的操作频率的变化无线电力信号的振幅的变化的波形图。
如在图21的(b)中所图示，电力转换单元111可以在从0至0.5的时间内在谐振频率ω0处操作，并且在从0.5至1的时间内基于谐振频率ω0在属于预定范围Δω0的第一频率ω-处操作。
如在图21的(c)中所图示，在从0至0.5的时间内(或者当电力转换单元111在谐振频率ω0处操作时)，可以观察到反映从无线电力发射器100到电子设备200的能量传送增益的最大的幅度。另一方面，在从0.5至1的时间内(或者当电力转换单元111基于谐振频率ω0在属于预定范围Δω0的第一频率ω-处操作时)，反映从无线电力发射器100到电子设备200的能量传送增益的幅度可能小于当在谐振频率ω0处电力转换单元111操作时的幅度。
因此，电子设备200可以执行根据电力转换单元111的操作频率的变化解释作为数据信号的无线电力信号的振幅差的解调过程。这允许从无线电力发射器100到电子设备200的数据通信。在一个示例性实施例中，当电力转换单元111在谐振频率ω0处操作时，电子设备200可以解调无线电力信号并且将被解调的无线电力信号解释为1。当电力转换单元111基于谐振频率ω0在属于预定范围Δω0的第一频率ω-处操作时，电子设备200可以解调无线电力信号并且将被解调的无线电力信号解释为0。
图22是示意性地图示根据在此公开的一个示例性实施例的无线电力传送***的框图。
电力传输控制单元112可以使用从外部供应的电力和具有从逆变器1112生成的预定的操作频率的载波信号控制电力转换单元111以形成(生成)无线电力信号。在此，电力传输控制单元112可以控制调制/解调单元113以调节载波信号的操作频率，使得反映要被传送到电子设备200的数据信号的分组能够被包括在无线电力信号中。
即，调制/解调单元113可以将数据信号传送到逆变器1112。逆变器1112可以根据数据信号使用至少两个不同的频率调节载波信号的操作频率。在此，至少两个频率中的一个可以是无线电力发射器100与电子设备200谐振耦合所处的频率；并且另一个可以是从谐振频率最小地改变(变化)的频率。
如前述的，因为在谐振频率和从谐振频率最小地改变的频率之间生成能量传送增益的差，所以差可以是被发射到电子设备200的无线电力信号的振幅的差。而且，无线电力信号可以被调制以包括通过振幅差反映数据信号的分组。
同时，此调制过程使用两个频率。因此，通过调制/解调过程可以将2比特数据从无线电力发射器100传送到电子设备200。在一个示例性实施例中，谐振频率可以指示1的数据值，并且从谐振频率最小地变化的频率可以指示0的数据值。
不同于此，在调制过程期间使用四个频率的情况下，通过调制/解调过程可以将4比特数据从无线电力发射器100传送到电子设备200。在一个示例性实施例中，谐振频率可以反映3的数据值，并且从谐振频率最小地变化的三个频率可以分别指示0、1以及2的数据值。
类似地，在频率调制过程期间使用2n个频率(在此，n是自然数)的情况下，可以将2n比特数据从无线电力发射器100传送到电子设备200。
根据调制结果，通过发射线圈1111b可以将具有使用频率调节的载波信号调节的振幅的无线电力信号发射到电子设备200的接收线圈2911b。电力接收控制单元292可以控制调制/解调单元293以解调通过接收线圈2911b接收到的无线电力信号。电力接收控制单元292可以基于调制/解调单元293的解调结果解码分组，从而获取被包括在分组中的数据信号。稍后参考图24和图25将解释详细方法，通过该方法电子设备200获取数据信号。
当根据方法调制无线电力信号时，指示流入指示能量传送增益的电路中的电流值的振幅可以根据数据信号而不同。因此，电子设备200也可以使用振幅解调方法解调无线电力信号，与无线电力发射器100相类似。
图23是用于比较振幅调制方法和频率调制方法的概念视图。
调制无线电力以包括反映数据信号的分组的方法可以包括振幅调制方法、频率调制方法等等。振幅调制是根据要传送的数据信号的振幅改变无线电力信号的振幅的方法。频率调制是改变与要发射的数据信号的大小成比例的无线电力信号的频率同时保持均匀的振幅的方法。
如前述的，电子设备200可以使用振幅调制方法调制无线电力信号，并且无线电力发射器100可以使用使用载波信号的操作频率的调制方法调制无线电力信号。与其中仅电子设备200使用振幅调制调制无线电力信号的单向通信方法、或者其中无线电力发射器100也使用其中没有使用载波信号的操作频率的振幅调制方法调制无线电力信号的双向通信方法相比较，此类型的调制方法可以具有下述优点。
首先，可以解决在单向通信中无线电力发射器不能够将对于无线电力传输所要求的消息发射到电子设备200的问题。例如，无线电力发射器100可以给电子设备200提供与无线电力发射器100有关的信息，诸如无线电力发射器100的识别信息/设置信息等等、或者与无线电力传输有关的信息，诸如电力传输状态等等。而且，无线电力发射器100可以从电子设备200请求与电子设备200有关的信息，诸如电子设备200的识别信息/设置信息等等，或者与无线电力传输有关的信息，诸如电力接收状态等等。
而且，优点可以在于，在双向通信中，无线电力发射器100没有要求用于使用调制方法调制无线电力信号的附加的装置，其中载波信号的操作频率没有被使用。为了在没有使用载波信号的操作频率的情况下使用调制方法，负荷变化是必要的。因此，应实现附加的装置，并且这可能引起硬件设计的负担。另一方面，如果使用该使用载波信号的操作频率的方法，则能够使用传统的装置执行双向通信。因此，可以获得在成本方面的优点。
图24是示意性地图示根据在此公开的一个示例性实施例的电子设备200的框图。
已经从无线电力发射器100接收无线电力信号的接收线圈2911b可以将无线电力信号传送到充电电路，该充电电路包括谐振电路2912、整流器2913、以及电力感测单元2914。被施加到充电电路的信号可以是响应于无线电力发射器100基于数据信号调节载波信号的操作频率改变无线电力信号的振幅的信号。
电力接收控制单元292可以控制调制/解调单元293解调无线电力信号。电力接收控制单元292可以基于调制/解调单元293的解调的结果解码分组，从而获取在分组中反映的数据信号。
图25是详细地图示根据在此公开的一个示例性实施例的电子设备200的调制/解调单元293的解调过程的概念视图。
调制/解调单元293可以响应于无线电力信号的接收通过感测电路内的电流的变化检测输入信号，并且从输入信号检测相对于参考时钟的相位变化。而且，调制/解调单元293可以通过低通滤波器使输入信号经过使得允许具有低电流值的频带经过并且具有高电流值的频带被偏移。而且，调制/解调单元293可以放大已经通过低通滤波器的信号，并且将电流值与阈值进行比较，从而检测数据信号。因此，能够从无线电力信号检测到数据信号。
图26是图示根据在此公开的一个示例性实施例的无线电力发射器100的双向通信过程的流程图。
无线电力发射器100可以使用外部供应的电力和载波信号形成(生成)无线电力信号(S100)。无线电力发射器100可以调节载波信号的操作频率使得分组被包括在无线电力信号中(S200)。无线电力发射器100可以使用其操作频率已经被调节的载波信号调制无线电力信号(S300)。无线电力发射器100可以将被调制的无线电力信号发射到电子设备200(S400)。
图27是图示根据在此公开的一个示例性实施例的调节载波信号的操作频率的方法的概念视图。
通过被包括在前述实施例中的组成元件或者步骤中的一部分或者组合、或者这些实施例的组合可以实现根据在此公开的一个示例性实施例的调节载波信号的操作频率的方法。在下文中，为了清楚地描述根据一个示例性实施例调节载波信号的操作频率的方法，冗余的描述将会被省略。
根据在此公开的一个示例性实施例，为了调节载波信号的操作频率，无线电力发射器100可以包括电力转换单元，该电力转换单元基于载波信号形成无线电力信号；调制单元，该调制单元调制无线电力信号以在无线电力信号中包括分组；以及控制器，该控制器通过调节载波信号的操作频率控制调制单元调制无线电力信号，并且控制电力转换单元将被调制的无线电力信号发射到无线电力接收器。
在一个示例性实施例中，可以以从具有不同频率的两个或者更多个信号中选择信号作为载波信号的方式执行操作频率的调节。选择作为载波信号的信号可以具有与被包括在分组中的数据相对应的频率。
调制单元可以包括复用器(MUX)，该复用器(MUX)从具有不同的频率的两个或者更多个信号中选择具有与被包括在分组中的数据相对应的频率的信号作为载波信号。
具有不同频率的两个或者更多个信号可以包括用于与无线电力接收器谐振耦合的谐振频率。
具有不同频率的两个或者更多个信号可以进一步包括基于谐振频率的属于阈值范围的频率。
阈值范围可以基于能量传送增益而决定。
基于用于无线电力接收器的能量传送增益通过无线电力接收器可以解调无线电力信号。
而且，分组可以是提供与无线电力发射器有关的信息的分组，或者用于请求与无线电力接收器有关的信息的分组。
参考图27，电力转换单元111可以包括脉宽调制器(PWM)11121，该脉宽调制器(PWM)11121生成具有不同频率的两个或者更多个信号；复用器(MUX)11122、以及线圈驱动单元11123。
可以理解的是，实现在图27中图示的电力转换单元的所有组件不是要求。较多或者较少的组件可以被交替地采用以实现电力转换单元111。
PWM 11121可以用作生成具有不同频率的两个或者更多个信号。PWM 11121可以将被生成的两个或者更多个信号传送到MUX。
在此，两个或者更多个不同频率中的一个可以是用于在无线电力发射器100和电子设备200之间的谐振耦合的频率(谐振频率)，并且另一个可以是从谐振频率最小地变化的频率。
MUX 11122可以从调制/解调单元113选择包括分组的数据信号，并且根据该数据信号，从具有不同频率的两个或者更多个信号中选择与数据相对应的信号作为载波信号。
调制/解调单元113可以将数据信号传送到MUX 11122使得MUX11122可以从具有不同频率的两个或者更多个信号中选择与数据相对应的信号作为载波信号。以这样的方式，调制/解调单元113可以通过调节载波信号的操作频率调制无线电力信号。在这样的情况下，调制/解调单元113可以用作前述的调制单元，因为其用作调制无线电力信号。
如前述的，谐振频率和从谐振频率最小地变化的频率可以具有能量传送增益中的差。此差可以是被发射到电子设备200的无线电力信号的振幅的差。而且，根据振幅的差，无线电力信号可以被调制以包括反映数据信号的分组。
线圈操作单元11123可以生成适合于操作发射线圈(Tx线圈)1111b的AC波形。
无线电力发射器100可以通过Tx线圈1111b将包括分组的被调制的无线电力信号传送到接收线圈(Rx线圈)2911b。
根据在此公开的一个示例性实施例电力传输控制单元112可以执行各种功能以调节载波信号的操作频率。在这样的情况下，电力传输控制单元112可以用作前述的控制器。
电力传输控制单元112可以使用外部供应的电力和载波信号控制电力转换单元111形成无线电力信号。
在这样的情况下，电力传输控制单元112可以控制调制/解调单元113调节载波信号的操作频率，使得包括反映被期待传送到电子设备200的数据信号的分组。
而且，可以以从具有不同频率的两个或者更多个信号中选择信号作为载波信号的方式执行操作频率的调节。作为载波信号选择的信号可以具有与被包括在分组中的数据相对应的频率。
在一个示例性实施例中，MUX 11122可以执行选择与数据相对应的信号作为载波信号的功能。
图28是图示根据在此公开的一个示例性实施例的调节载波信号的操作频率的方法的流程图。
如在图28中所图示，根据在此公开的一个示例性实施例的调节载波信号的操作频率的方法可以包括如下顺序的步骤。
首先，无线电力发射器100可以基于载波信号形成(生成)无线电力信号(S510)。
接下来，无线电力发射器100可以从具有不同频率的两个或者更多个信号中选择具有与被包括在分组中的数据相对应的频率的信号作为载波信号，并且调节载波信号的操作频率(S520)。
无线电力发射器100可以基于其操作频率已经被调节的载波信号调制无线电力信号(S530)。
然后无线电力发射器100可以将被调制的无线电力信号发射到无线电力接收器(S540)。
当调制的无线电力信号被发射到无线电力接收器时，可以完成根据在此公开的一个示例性实施例的载波信号的操作频率的调节。
例如，通过采用软件、硬件或者其一些组合在计算机或者其类似的设备可读的记录介质中可以实现前述的方法。
对于硬件实现，通过使用被设计为执行在此描述的功能的专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、其它电子单元中的至少任一个可以实现在此描述的实施例。例如，可以通过无线电力发射器100的控制单元(或者控制器)180或者电力传输控制单元112或者电子设备200的控制器280或电力接收控制单元292实现前述的方法。
对于软件实现，可以利用单独的软件模块实现在此公开的诸如过程和功能的实施例。每个软件模块可以执行在此描述的功能和操作中的一个或者多个。通过以任何适合的编程语言所写的软件应用可以实现软件代码。软件代码可以被存储在无线电力发射器100的存储器150中，并且通过控制单元(控制器)180或者电力传输控制单元112实现，或者类似地可以被存储在电子设备200的存储器260中，并且通过控制器280或者电力接收控制单元292实现。
本发明的范围将不会受到在此公开的实施例的限制，并且在没有脱离本发明的精神的情况下，并且在随附的权利要求的范围内，能够在本发明中进行各种修改、变化、以及改进。

Claims (7)

1.一种无线电力发射器，包括：
电力转换单元，所述电力转换单元被配置成基于载波信号形成无线电力信号；
调制单元，所述调制单元被配置成调制所述无线电力信号以便在所述无线电力信号中包括分组；以及
控制器，所述控制器被配置成通过调节所述载波信号的操作频率控制所述调制单元以调制所述无线电力信号，并且控制所述电力转换单元将被调制的无线电力信号发射到无线电力接收器，
其中，以从具有不同的频率的两个或者更多个信号中选择信号作为载波信号的方式执行所述操作频率的调节，被选择的信号具有与被包括在所述分组中的数据相对应的频率，
其中，所述两个或者更多个信号具有用于与所述无线电力接收器谐振耦合的谐振频率和基于所述谐振频率的属于阈值范围的频率，以及
其中，所述谐振频率和属于所述阈值范围的频率分别地指示第一数据值和不同于所述第一数据值的第二数据值。
2.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中，所述调制单元包括复用器，所述复用器被配置成从具有不同频率的两个或者更多个信号中选择具有与被包括在所述分组中的数据相对应的频率的信号作为所述载波信号。
3.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中，所述无线电力接收器使用幅度解调来解调所述无线电力信号。
4.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中，基于能量传送增益决定所述阈值范围。
5.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中，基于用于所述无线电力接收器的能量传送增益在所述无线电力接收器中解调所述无线电力信号。
6.根据权利要求1所述的无线电力发射器，其中，所述分组是提供与所述无线电力发射器有关的信息的分组或者请求与所述无线电力接收器有关的信息的分组。
7.一种用于无线电力发射器的双向通信方法，包括：
基于载波信号形成无线电力信号；
调节所述载波信号的操作频率使得分组被包括在所述无线电力信号中；
基于具有被调节的操作频率的所述载波信号调制所述无线电力信号；以及
将被调制的无线电力信号发射到无线电力接收器，
其中，以从具有不同的频率的两个或者更多个信号中选择信号作为载波信号的方式执行所述操作频率的调节，被选择的信号具有与被包括在所述分组中的数据相对应的频率，以及
其中，具有不同频率的所述两个或者更多个信号包括用于与所述无线电力接收器谐振耦合的谐振频率和基于所述谐振频率的属于阈值范围的频率，以及
其中，所述谐振频率和属于所述阈值范围的频率分别地指示第一数据值和不同于所述第一数据值的第二数据值。
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