CN104335452B

CN104335452B - 无线电力传送装置和具有该无线电力传送装置的无线充电***

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Publication number: CN104335452B
Application number: CN201380025413.9A
Authority: CN
Inventors: 李在成; 李晟熏; 朴容彻; 郭奉植; 徐丁教; 李贤范
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2033-05-14
Also published as: CN104335452A; WO2013172630A1; US20150137746A1; US9660486B2; EP2852025B1; EP2852025A1; EP2852025A4

Abstract

本说明书提供一种无线电力传送装置和无线电力传送装置中的电力传送单元，该无线电力传送装置被形成以将电力发送到无线电力接收装置，包括：第一线圈，该第一线圈被形成以产生磁场以便以感应方案发送电力；和第二线圈，该第二线圈被缠绕在第一线圈周围并且被形成以产生以谐振频率振动的磁场以便以谐振方案发送电力。

Description

无线电力传送装置和具有该无线电力传送装置的无线充电 ***

技术领域

本公开涉及一种无线电力传送，并且更加具体地，涉及一种无线电力发送器(或者无线电力传送装置)及其通信方法，其在无线电力传送中通过感应方法(或者感应方案)和谐振方法(或者谐振方案)传送无线电力。

背景技术

近年来，以无线方式不接触地将电能供应给无线电力接收器的方法已被用于替代以有线方式供应电能的传统方法。以无线方式接收能量的无线电力接收器可以由接收的无线电力直接驱动，或电池可以通过使用接收的无线电力充电，然后允许无线电力接收器由充电的电力驱动。

管理用于磁感应无线电力传送技术的无线电力协会(WPC)在2010年4月12日已经公布了用于在无线电力传送中互通的标准文献“***描述无线电力传送，第1卷，低功率，部分1：接口定义，版本1.00候选版1(RC1)”。

发送器(传送装置、发送设备等等)可以通过一对一单向通信方法将电力发送到接收器(接收装置、接收设备等等)，其中一个发送器和一个接收器以一对一对应相互通信。然而，当一个发送器不得不与多个接收器通信时，在现有的技术方法中可能造成通信的困难。

发明内容

因此，详细描述的一个方面是为了提供一种发送器及其通信方法，在无线充电***中该发送器以感应方法和谐振方法是可互操作的。

详细描述的另一方面是为了提供无线充电***中的双向通信方法。

为了实现这些和其它的优点并且根据本发明的用途，如在此具体化和广泛地描述的，提供一种无线电力发送器，包括：电力传输单元，其中无线电力发送器的电力传输单元可以包括第一线圈，该第一线圈被配置成生成磁场用于感应方法的电力传输；和第二线圈，该第二线圈被缠绕在第一线圈周围并且被配置成生成以谐振频率振动的磁场用于谐振方法的电力传输。

根据在此公开的一个实施例，第二线圈的Q值可以是在100至200的范围中。

根据在此公开的一个实施例，第二线圈的边缘阻抗实数部与中心阻抗实数部的比率可以大于1.2。第二线圈的边缘阻抗虚数部与中心阻抗虚数部的比率可以小于1。

根据在此公开的一个实施例，第二线圈可以被形成为平坦的螺旋状结构，并且第二线圈的间隔可以是非均匀的。从第二线圈的内圆周朝着外圆周第二线圈的间隔逐渐地变窄。

根据在此公开的一个实施例，第一线圈可以被缠绕成圆形，并且第二线圈可以被缠绕成四边形，其至少一部分是线性的。

根据在此公开的一个实施例，无线电力发送器的控制器可以将电力单独地施加到第一和第二线圈，并且根据关于被施加的电力的无线电力接收器的响应，决定感应方法和谐振方法中的一个用于电力传输。

根据在此公开的一个实施例，当根据感应方法传送电力时通过世界电力协会(WPC)兼容的单向通信可以检测从无线电力接收器发送的信号。当根据谐振方法传送电力时，使用除了电力信道之外的信道通过双向通信方法可以执行与无线电力接收器的通信。

根据在此公开的一个实施例，双向通信方法可以包括通过无线电力发送器指配时隙并且将接入ID提供给无线电力接收器。

为了实现这些和其它的优点并且根据本发明的用途，如在此具体化和广泛地描述的，提供一种无线充电***，包括：发送器，该发送器被设置有感应方法的第一线圈和谐振方法的第二线圈，并且被配置成以无线方式发送电力；和接收器，该接收器被配置成从发送器接收无线电力。无线充电***可以将电力单独地施加到第一和第二线圈并且根据接收器对被施加的电力的响应，决定感应方法和谐振方法中的一个用于电力传输。

根据在此公开的一个实施例，接收器可以将可支持的通信协议的列表发送给发送器，并且发送器可以通知在接收列表中由此可支持的通信协议。从在世界电力协会(WPC)中定义的通信协议目录中可以选择通信协议的列表。

有益效果

根据详细描述，部署其中通过兼容谐振方法的线圈(或者谐振型线圈)包围兼容感应方法的线圈(或者感应型线圈)的结构可以导致感应/谐振可互操作的线圈的实现。通过线圈的Q值的限制，结构中的可互操作的线圈能够被正常地驱动。

而且，在此公开的感应/谐振-可互操作的线圈及其通信方法可以提供一种用于改进已经被商业化成谐振方法的传统感应方法的瞬变技术。感应/谐振-可互操作的通信方法可以有助于在一个发送器和多个接收器之间的通信。

另外，以接收器将由此可支持的通信协议的列表发送到发送器的方式能够实现通信协议可兼容的无线充电***。

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送器和无线电力接收器的示例性视图。

图2A和图2B分别是图示在此公开的实施例中能够采用的无线电力发送器和无线电力接收器的配置的示例性框图。

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送器传送到无线电力接收器的概念的视图。

图4A和图4B是图示以在此公开的实施例中能够采用的电磁感应方法无线电力发送器和无线电力接收器的一部分的框图。

图5是图示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送线圈的无线电力发送器的框图。

图6是图示其中根据谐振耦合方法将电力从无线电力发送器以无线方式传送到无线电力接收器的概念的视图。

图7A和图7B是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送器和无线电力接收器的一部分的框图。

图8是图示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送线圈的无线电力发送器的框图。

图9是图示以在此公开的无线方式在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送器和电子设备之间发送和接收分组的概念的视图。

图10是图示以在此公开的无线方式在传送电力中发送和接收电力控制消息的配置的视图。

图11是图示以在此公开的无线电力传送中执行的调制和解调之后的信号的形式的视图。

图12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13是图示根据在此公开的实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的操作阶段的视图。

图14至图18是图示包括在无线电力发送器100和无线电力接收器之间的电力控制消息的分组的结构的视图。

图19是图示从无线电力发送器将电力传送到至少一个无线电力接收器的方法的概念图。

图20是WPC通信流程的概念图。

图21是图示以根据在此公开的一个示例性实施例的方法中的通信流程的视图。

图22是与图21的通信流程相对应的流程图。

图23是电感/谐振发送单元的线圈的示意性视图。

图24是与电感方法和谐振方法相兼容的发送单元和实验组的示例性结构。

图25是图示基于线圈形状的Q值(或者Q因子)的曲线图。

图26是图示基于线圈形状的阻抗变化的曲线图。

图27是图示基于线圈形状的电抗变化的曲线图。

图28是图示每个形状的Re{lm}效率的曲线图。

图29A、图29B以及图29C是在此公开的另一示例性实施例的平面视图、前视图以及透视图。

图30是图示当图29A的线圈被使用时可应用的信号处理的一个示例的概念视图。

图31是图示使用紫蜂，而不是使用无线电力信道的TX/RX通信配置的视图。

图32是图示在多充电中的单充电信道和多通信信道的概念图。

图33是图示在新的Rx接近之后的状态流程的流程图。

图34是图示使用紫蜂的电力传输控制通信序列的概念图。

图35和图36是图示在Tx和Rx之间的双向通信中的半双工通信方法的概念图。

图37是图示三种类型的Tx查询的示例性视图。

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(或者无线电力传输)。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送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，第二要素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。

定义

多对一通信：在一个发送器(Tx)和多个接收器(Rx)之间通信

单向通信：仅将所要求的消息从接收器发送到发送器

双向通信：允许从发送器到接收器并且从接收器到发送器，即，在两侧处的消息传输

在此，发送器和接收器分别指示与发送单元(装置)和接收单元(装置)相同。在下文中，这些术语可以被一起使用。

无线电力发送器和无线电力接收器的概念图

参考图1，无线电力发送器100可以是电力传送设备，其被配置成以无线的方式传送对于电力接收器200所要求的电力。

此外，无线电力发送器100可以是无线充电设备，其被配置成通过以无线的方式传送电力来对无线电力接收器200的电池充电。

此外，无线电力发送器100可以被实现成将电力以不接触状态传送到需要电力的无线电力接收器200的各种形式的设备。

无线电力接收器200是通过以无线方式接收来自无线电力发送器100的电力的装置。而且，无线电力接收器200可使用接收到的无线电力为电池充电。

另一方面，如在此所描述的以无线方式接收电力的无线电力接收器应被宽泛地解释为包括除了诸如键盘、鼠标、音频-视觉辅助装置等等输入/输出装置之外的便携式电话、蜂窝式电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、平板、多媒体装置等等。

如稍后所述的无线电力接收器200可以是移动通信终端(例如便携式电话、蜂窝式电话、平板等)或多媒体装置。

另一方面，无线电力发送器100可在不与无线电力接收器200互相接触的情况下使用一个或多个无线电力传送方法以无线方式传送电力。换句话说，无线电力发送器100可使用基于通过无线电力信号的磁感应现象的感应耦合方法和基于通过以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个来传送电力。

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，并且指的是通过由磁感应现象通过变化的磁场将电流从一个线圈感应到另一个线圈来传送电力。

感应耦合方法中的无线电力传送指的是在其中无线电力接收器200根据从无线电力发送器100发送的无线电力信号产生谐振以通过谐振现象将电力从无线电力发送器100传送到无线电力接收器200的技术。

下文中，根据在此公开的实施例的无线电力发送器100和无线电力接收器200将被详细地描述。在对随后每一个附图中组成元件的附图标记的分配中，相同的附图标记将被用于相同的组件，即使它们示出在不同的图中。

图2A和2B是示出可以在在此公开的实施例中使用的无线电力发送器100和无线电力接收器200的配置的示例性框图。

无线电力发送器

参考图2A，无线电力发送器100可包括电力传输单元110。电力传输单元110可包括电力转换单元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而将其传送到无线电力接收器200。由电力转换单元111传送的无线电力信号以具有振荡特性的磁场或电磁场的形式产生。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可包括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。例如，电力转换单元111可包括用于形成变化磁场以将电流感应到无线电力接收器200的次级线圈的初级线圈。而且，电力转换单元111可包括用于形成具有特定谐振频率以根据谐振耦合方法产生无线电力接收器200中的谐振频率的磁场的线圈(或天线)。

而且，电力转换单元111可使用前述的感应耦合方法和谐振耦合方法中的至少一个传送电力。

在包括在电力转换单元111中的组成元件之中，用于感应耦合方法的那些稍后将参考图4和5进行描述，并且用于谐振耦合方法的那些将参考图7和8进行描述。

另一方面，电力转换单元111可进一步包括用于控制使用的频率、施加的电压、施加的电流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控制包含在电力传输单元110中的每一个组成元件。电力传输控制单元112可以被实现成集成在用于控制无线电力发送器100的另一个控制单元(未示出)中。

另一方面，无线电力信号可以到达的区域可以被划分为两种类型。首先，有源区表示将电力传送到无线电力接收器200的无线电力信号穿过的区域。其次，半有源区表示在其中无线电力发送器100可检测无线电力接收器200的存在的感兴趣的区域。这里，电力传输控制单元112可检测无线电力接收器200是否被放置在有源区或检测区或从该区移出。特别地，电力传输控制单元112可使用由电力转换单元111或这里单独提供的传感器形成的无线电力信号检测无线电力接收器200是否被放置在有源区或检测区中。例如，电力传输控制单元112可通过监视用于形成无线电力信号的电力特性是否由无线电力信号改变检测无线电力接收器200的存在，其受存在于检测区中的无线电力接收器200的影响。然而，有源区和检测区可根据诸如感应耦合方法、谐振耦合方法等等无线电力传送方法而改变。

电力传输控制单元112可执行识别无线电力接收器200的过程或根据无线电力接收器200存在的检测结果确定是否启动无线电力传送。

而且，电力传输控制单元112可确定用于形成无线电力信号的电力转换单元111的频率、电压和电流中的至少一个特性。特性的确定可通过在无线电力发送器100一侧处的条件下或在无线电力接收器200一侧处的条件下执行。

电力传输控制单元112可接收来自无线电力接收器200的电力控制消息。基于接收的电力控制消息电力传输控制单元112可确定电力转换单元111的频率、电压和电流中的至少一个特性，并且基于电力控制消息额外地执行其它控制操作。

例如，电力传输控制单元112可根据包含在无线电力接收器200中的整流的电量信息、充电状态信息和识别信息中的至少一个的电力控制消息，确定用于形成无线电力信号的频率、电压和电流中的至少一个特性。

而且，正如使用电力控制消息的另一种控制操作，基于该电力控制消息无线电力发送器100可执行与无线电力传送关联的典型的控制操作。例如，无线电力发送器100可接收与无线电力接收器200关联的、通过电力控制消息听觉或视觉地输出的信息，或接收装置之间认证所需的信息。

在示例性实施例中，电力传输控制单元112可通过无线电力信号接收电力控制消息。在另一个示例性实施例中，电力传输控制单元112可通过用于接收用户数据的方法接收电力控制消息。

为了接收前述电力控制消息，无线电力发送器100可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可调制已经由无线电力接收器200调制的无线电力信号并使用其接收电力控制消息。

另外，电力传输控制单元112可通过在无线电力发送器100中包括的通信装置(未示出)通过接收包含电力控制消息的用户数据来获得电力控制消息。

[用于支持带内双向通信]

在根据在此公开的示例性实施例的允许双向通信的无线电力传送环境下，电力传输控制单元112可将数据发送到无线电力接收器200。由电力传输控制单元112发送的数据可以被发送以请求无线电力接收器200发送电力控制消息。

无线电力接收器

参考图2B，无线电力接收器200可包括电源单元290。电源单元290提供无线电力接收器200的操作所需的电力。电源单元290可包括电力接收单元291和电力接收控制单元292。

电力接收单元291以无线方式接收从无线电力发送器100传送的电力。

电力接收单元291可包括根据无线电力传送方法接收无线电力信号所需要的组成元件。而且，电力接收单元291可根据至少一种无线电力传送方法接收电力，并且在此情况下，电力接收单元291可包括每一种方法所需要的组成元件。

首先，电力接收单元291可包括线圈用于接收以具有振荡特性的磁场或电磁场的形式传送的无线电力信号。

例如，作为根据感应耦合方法的组成元件，电力接收单元291可包括由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可包括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。

在另一个示例性实施例中，在电力接收单元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。

在包含在电力接收单元291中的组成元件之中，用于感应耦合的方法的那些稍后将参考图4进行描述，并且用于谐振耦合的方法的那些稍后将参考图7进行描述。

另一方面，电力接收单元291可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电。而且，电力接收单元291可进一步包括用于防止由接收的电力信号产生过电压或过电流的电路。

电力接收控制单元292可控制包含在电源单元290中的每个组成元件。

特别地，电力接收控制单元292可将电力控制消息传送到无线电力发送器100。电力控制消息可指示无线电力发送器100开始或终止无线电力信号的传送。而且，电力控制消息可指示无线电力发送器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可通过无线电力信号和用户数据中的至少一个传送电力控制消息。

为了发送前述电力控制消息，无线电力接收器200可进一步包括电连接到电力接收单元291的调制/解调单元293。类似于无线电力发送器100的情况，调制/解调单元293可以被用于通过无线电力信号发送电力控制消息。电力通信调制/解调单元293可以被用作控制流经无线电力发送器100的电力转换单元111的电流和/或电压的器件。下文中，允许电力通信调制/解调单元113或293分别处在无线电力发送器100的一侧和处在无线电力接收器200的一侧的、被用于通过无线电力信号发送和接收电力控制消息的方法将被描述。

由电力转换单元111形成的无线电力信号被电力接收单元291接收。此时，电力接收控制单元292控制处在无线电力接收器200一侧的电力通信调制/解调单元293以调制无线电力信号。例如，电力接收控制单元292可执行调制过程使得通过改变连接到电力接收单元291的电力通信调制/解调单元293的电抗而改变从无线电力信号接收的电量。从无线电力信号接收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/或电压的变化。此时，在无线电力发送器100一侧的调制/解调单元113可检测电流和/或电压的变化以执行解调过程。

换句话说，电力接收控制单元292可产生包括意欲被传送到无线电力发送器100的电力控制消息的分组并且可调制无线电力信号以允许分组被包含在其中，并且电力传送控制单元112可基于执行电力通信调制/解调单元113的解调过程的结果而对分组进行解码以获得包含在分组中的电力控制消息。

此外，电力接收控制单元292可通过包含在无线电力接收器200中的通信装置(未示出)通过发送包含电力控制消息的用户数据将电力控制消息发送到无线电力发送器100。

[用于支持带内双向通信]

在根据在此公开的示例性实施例的允许双向通信的无线电力传送环境下，电力接收控制单元292可接收无线电力发送器100的数据。由无线电力发送器100发送的数据可以被发送以请求无线电力接收器200发送电力控制消息。

此外，电源单元290可进一步包括充电器298和电池299。

从电源单元290接收用于操作的电力的无线电力接收器200可以被从无线电力发送器100传送的电力操作，或使用传送的电力通过对电池299充电并且然后接收充电电力而操作。此时，电力接收控制单元292可控制充电器298使用传送的电力执行充电。

下文中，说明书将给出适用于在此公开的示例性实施例的无线电力发送器和无线电力接收器。首先，允许无线电力发送器根据感应耦合方法将电力传送到电子装置的方法将参考图3到5进行描述。

感应耦合方法

图3是示出其中根据感应耦合方法以无线方式将电力从无线电力发送器传送到电子装置的概念的视图。

在无线电力发送器100的电力以感应耦合方法传送时，如果流经在电力传输单元110内的初级线圈的电流强度改变，则穿过初级线圈的磁场可通过电流变化。该变化的磁场在无线电力接收器200中的次级线圈处产生感应电动势。

根据前述的方法，无线电力发送器100的电力转换单元111可包括在磁感应中作为初级线圈操作的发送(Tx)线圈1111a。而且，无线电力接收器200的电力接收单元291可包括在磁感应中作为次级线圈操作的接收(Rx)线圈2911a。

首先，无线电力发送器100和无线电力接收器200以在无线电力发送器100一侧处的发送线圈1111a和在无线电力接收器200一侧处的接收线圈彼此临近放置这样的方式而布置。然后，如果电力传输控制单元112控制发送线圈(Tx线圈)1111a的电流变化，则电力接收单元291使用感应到接收线圈(Rx线圈)2911a的电动势控制电力被供应给无线电力接收器200。

通过感应耦合方法的无线电力传送的效率很少受频率特性的影响，但是受到包括每个线圈的无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的对准和距离的影响。

另一方面，为了执行感应耦合方法中的无线电力传送，无线电力发送器100可以被配置成包括以平面形式的接口表面(未示出)。一个或多个电子装置可以被放置在接口表面的上部处，并且发送线圈1111a可以被安装在接口表面的下部处。在这种情况下，安装在接口表面的下部处的发送线圈1111a和放置在接口表面的上部处的无线电力接收器200的接收线圈2911a之间形成小尺寸的垂向间隔，并且因而线圈之间的距离变得足够小以有效地实现由感应耦合方法进行的无接触电力传送。

而且，对准指示符(未示出)指示其中无线电力接收器200被放置在接口表面的上部处的位置。对准指示符指示无线电力接收器200的位置，其中在安装在接口表面的下部处的发送线圈1111a和接收线圈2911a之间的对准可以被适当地实现。对准指示符可替代地为简单的标记，或可形成为用于引导无线电力接收器200的位置的突出结构的形式。另外，对准指示符可以形成为诸如安装在接口表面的下部处的磁铁的磁体的形式，因而引导线圈通过相互的磁性而被合适地安排到安装在无线电力接收器200内的具有相反极性的磁体。

另一方面，无线电力发送器100可形成为包含一个或多个发送线圈。无线电力发送器100可选择地使用在该一个或多个发送线圈之中的与无线电力接收器200的接收线圈2911a合适配置的某些线圈以提高电力传输效率。包含一个或多个发送线圈的无线电力发送器100稍后参考图5进行描述。

下文中，适用于在此公开的实施例的使用感应耦合方法的无线电力发送器和电子装置的配置将详细地描述。

感应耦合方法中的无线电力发送器和电子装置

图4是示出可以在在此公开的实施例中使用的磁感应方法中无线电力发送器100和无线电力接收器200的一部分的框图。包含在无线电力发送器100的电力传输单元110的配置将参考图4A描述，并且包含在无线电力接收器200中的电源单元290的配置将参考图4B描述。

参考图4A，无线电力发送器100的电力转换单元111可包括发送(Tx)线圈1111a和逆变器1112。

根据如上所述的电流变化，发送线圈1111a可形成对应于无线电力信号的磁场。发送线圈1111a可替换地实现为平面螺旋型或圆柱螺线管型。

逆变器1112将从电源单元190获得的DC输入转换成AC波形。由逆变器1112转换的AC电流驱动包括发送线圈1111a和电容器(未示出)的谐振电路以在发送线圈1111a中形成磁场。

此外，电力转换单元111可进一步包括定位单元1114。

定位单元1114可移动或转动发送线圈1111a以提高使用感应耦合方法的无接触电力传送的有效性。如上所述，这是因为包括初级线圈和次级线圈的无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的对准和距离可影响使用感应耦合方法的电力传送。特别地，当无线电力接收器200没有存在于无线电力发送器100的有源区域中时定位单元1114可以被使用。

此外，定位单元1114可包括驱动单元(未示出)，用于移动发送线圈1111a使得无线电力发送器100的发送线圈1111a和无线电力接收器200的接收线圈2911a的中心到中心的距离在预定的范围内，或转动发送线圈1111a使得发送线圈1111a和接收线圈2911a的中心彼此重叠。

为此目的，无线电力发送器100可进一步包括由用于检测无线电力接收器200的位置的传感器构成的检测单元(未示出)，以及电力传输控制单元112可基于从位置检测传感器接收的无线电力接收器200的位置信息控制定位单元1114。

而且，为此，电力传输控制单元112可通过电力通信调制/解调单元113接收关于无线电力接收器200的对准或距离的控制信息，并基于接收的关于对准或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送线圈，则定位单元1114可确定多个发送线圈中的哪一个要被用于电力传输。包括多个发送线圈的无线电力发送器100的配置稍后将参考图5进行描述。

另一方面，电力转换单元111可进一步包括电力感测单元1115。在无线电力发送器100一侧的电力感测单元1115监视流入发送线圈1111a中的电流或电压。电力感测单元1115被提供用于检查无线电力发送器100是否正常操作，并且因而电力感测单元1115可检测从外部供应的电力的电压或电流，以及检查该检测的电压或电流是否超过阈值。尽管未示出，电力感测单元1115可包括用于检测从外部供应的电力的电压或电流的电阻器和用于将检测的电力的电压值或电流值与阈值进行比较以输出比较结果的比较器。基于电力感测单元1115的检查结果，电力传输控制单元112可控制开关单元(未示出)切断应用到发送线圈1111a的电力。

参考图4B，无线电力接收器200的电源单元290可包括接收(Rx)线圈2911a和整流器2913。

通过形成在发送线圈1111a中的磁场的变化，电流被感应进接收线圈2911a中。接收线圈2911a的实现类型可以是类似于发送线圈1111a的平面螺旋型或圆柱螺线管型。

而且，串联和并联电容器可以被配置成连接到接收线圈2911a以提高无线电力接收的有效性或执行谐振检测。

接收线圈2911a可以是单个线圈或多个线圈的形式。

整流器2913对电流执行全波整流以将交流电转换成直流电。例如，整流器2913可实现为由四个二极管构成的全桥整流器或使用有源部件的电路。

此外，整流器2913可进一步包括用于将被整流的电流转换成更平和稳定的直流电的稳压器。而且，整流器2913的输出电力被供应给电源单元290的每个组成元件。而且，整流器2913进一步包括DC-DC转换器，用于将输出DC电力转换成合适的电压以将其调节成每个组成元件(例如，诸如充电器298的电路)所需的电力。

电力通信调制/解调单元293可以被连接到电力接收单元291，并且可以被配置有电阻元件，其中电阻关于直流电变化，并且可以被配置有电容元件，其中电抗关于交流电变化。电力接收控制单元292可改变电力通信调制/解调单元293的电阻或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可进一步包括电力感测单元2914。在无线电力接收器200一侧处的电力感测单元2914监视由整流器2913整流的电力的电压和/或电流，并且如果作为监视结果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将电力控制消息发送到无线电力发送器100以传送合适的电力。

被配置为包括一个或多个发送线圈的无线电力发送器

图5是示出被配置成根据可在在此公开的实施例中使用的感应耦合方法接收电力的具有一个或多个发送线圈的无线电力发送器的框图。

参考图5，根据在此公开的实施例的无线电力发送器100的电力转换单元111可包括一个或多个发送线圈1111a-1到1111a-n。一个或多个发送线圈1111a-1到1111a-n可以是部分重叠初级线圈的阵列。有源区可以由一个或多个发送线圈中的一些来确定。

一个或多个发送线圈1111a-1到1111a-n可以被安装在接口表面的下部处。而且，电力转换单元111可进一步包括用于建立和释放一个或多个发送线圈1111a-1到1111a-n中的一些的连接的多路复用器。

在检测放置在接口表面的上部处的无线电力接收器200的位置之后，电力传输控制单元112可考虑无线电力接收器200的检测位置来控制多路复用器1113，因而允许在一个或多个发送线圈1111a-1到1111a-n之中的可以被放置在与无线电力接收器200的接收线圈2911a的感应耦合关系的线圈彼此连接。

为此目的，电力传输控制单元112可获得无线电力接收器200的位置信息。例如，通过在无线电力发送器100中提供的位置检测单元(未示出)，电力传输控制单元112可获得接口表面上的无线电力接收器200的位置。对于另一个示例，电力传输控制单元112可交替地接收分别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指示使用一个或多个发送线圈1111a-1到1111a-n的对象的识别信息的电力控制消息，并且基于该接收的结果确定其是否位于临近于一个或多个发送线圈中的哪一个，因而获得无线电力接收器200的位置信息。

另一方面，在无线电力发送器100以无线方式将电力传送到无线电力接收器200时，作为接口表面的一部分的有源区可表示具有高效的磁场能通过的一部分。此时，形成穿过有源区的磁场的单个发送线圈或一个或多个发送线圈的组合可以被指定为初级单元。此外，基于检测到的无线电力接收器200的位置电力传输控制单元112可确定有源区，并且建立对应于有源区的初级单元的连接以控制多路复用器1113，因而允许无线电力接收器200的接收线圈2911a和属于初级单元的线圈被放置为感应耦合关系。

而且，电力转换单元111可进一步包括用于控制阻抗以形成具有连接到其的线圈的谐振电路的阻抗匹配单元(未示出)。

下文中，允许无线电力发送器根据谐振耦合的方法传送电力的方法将参考图6到8进行公开。

谐振耦合方法

图6是示出其中根据谐振耦合方法将电力以无线方式从无线电力发送器传送到电子装置的概念的视图。

首先，谐振将如下简要地描述。谐振指的是其中在周期性地接收与振动***的固有频率相同频率的外力时，振动的振幅显著地增加的现象。谐振是发生在诸如机械振动、电振动等等各种振动处的现象。一般地，在将来自外部的振动力施加到振动***时，如果其固有频率与外部施加力的频率相同，则振动变强，因此增加宽度。

根据相同的原理，在预定距离内彼此分离的多个振动体以相同频率振动时，多个振动体彼此谐振，并且在此情况下，导致多个振动体之间的电阻减小。在电子电路中，谐振电路可用电感器和电容器构成。

在根据感应耦合方法无线电力发送器100传送电力时，具有特定振动频率的磁场由电力传输单元110中的交流电流电力形成。如果谐振现象通过形成的磁场发生在无线电力接收器200中，则电力由无线电力接收器200中的谐振现象产生。

谐振频率由下面等式1中的公式确定。

[等式1]

这里，谐振频率(f)由电路中的电感(L)和电容(C)确定。在使用线圈形成磁场的电路中，电感由线圈的匝数等等确定，并且电容由线圈之间的间隙、面积等等确定。除了线圈之外，电容谐振电路可把配置成连接到其以确定谐振频率。

参考图6，在根据谐振耦合方法以无线方式发送电力时，无线电力发送器100的电力转换单元111可包括其中形成磁场的发送(Tx)线圈1111b和连接到发送线圈1111b以确定特定的振动频率的谐振电路116。谐振电路1116可通过使用电容电路(电容器)实现，并且基于发送线圈1111b的电感和谐振电路1116的电容可确定特定的振动频率。

谐振电路1116的电路元件的配置可以以各种形式实现使得电力转换单元111形成磁场，并且不限于如图6中示出的并联连接到发送线圈1111b的形式。

而且，无线电力接收器200的电力接收单元291可包括谐振电路2912和接收(Rx)线圈2911b以通过在无线电力发送器100中形成的磁场产生谐振现象。换句话说，谐振电路2912也可通过使用电容电路实现，并且谐振电路2912被配置使得基于接收线圈2911b的电感和谐振电路2912的电容确定的谐振频率与形成的磁场的谐振频率具有相同的频率。

谐振电路2912的电路元件的配置可以以各种形式实现使得电力接收单元291通过磁场产生谐振，并且不限于如图6中示出的串联连接到接收线圈2911b的形式。

无线电力发送器100中特定振动频率可具有LTX、CTX，并且可通过使用等式1获得。这里，当将无线电力接收器200的LRX、CRX代入等式1的结果与特定振动频率相同时无线电力接收器200产生谐振。

根据谐振耦合的无接触电力传送方法，当无线电力发送器100和无线电力接收器200分别在相同频率谐振时，电磁波传播穿过短范围磁场，且因此如果它们具有不同频率，则在装置之间不存在能量传送。

结果，谐振耦合方法的无接触电力传送的效率受到频率特性的巨大影响，而包括每个线圈的无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的对准和距离的影响与感应耦合方法相比是相对较小的。

在下文中，适用于在此公开的实施例的谐振耦合方法中的无线电力发送器和电子装置的配置将被详细地描述。

谐振耦合方法中的无线电力发送器

图7是示出可在在此公开的实施例使用的谐振方法中的无线电力发送器100和无线电力接收器200的一部分的框图。

包含在无线电力发送器100中的电力传输单元110的配置将参考图7A描述。

无线电力发送器100的电力转换单元111可包括发送(Tx)线圈1111b、逆变器1112以及谐振电路1116。逆变器1112可配置成连接到发送线圈1111b和谐振电路1116。

发送线圈1111b可与根据感应耦合方法传送电力的发送线圈1111a分离地安装，但是使用一个单个线圈在感应耦合方法和谐振耦合方法中可以传送电力。

如上所述的，发送线圈1111b形成传送电力的磁场。在对其施加交流电电力时，发送线圈1111b和谐振电路1116产生谐振，并且在这时，可基于发送线圈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，并且该被转换的AC电流应用到发送线圈1111b和谐振电路1116。

此外，电力转换单元111可进一步包括用于改变电力转换单元111的谐振频率的频率调节单元1117。基于将电路内的电感和/或电容代入电力转换单元111的等式1而确定电力转换单元111的谐振频率，并且因而电力传输控制单元112通过控制频率调节单元1117改变电感和/或电容而确定电力转换单元111的谐振频率。

例如，频率调节单元1117可配置成包括用于调节包含在谐振电路1116中的电容器之间的距离以改变电容的电机，或包括用于调节发送线圈1111b的匝数或直径以改变电感的电机，或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可进一步包括电力感测单元1115。电力感测单元1115的操作与前述相同。

参考图7B，包含在无线电力接收器200中的电源单元290的配置将被描述。如上所述，电源单元290可包括接收(Rx)线圈2911b和谐振电路2912。

此外，电源单元290的电力接收单元291可进一步包括用于将由谐振现象产生的AC电流转换成DC的整流器2913。整流器2913可类似于前面描述被配置。

而且，电力接收单元291可进一步包括用于监视被整流的电力的电压和/或电流的电力感测单元2914。电力感测单元2914可类似于前面描述被配置。

被配置成包括一个或多个发送线圈的无线电力发送器

图8是示出被配置成具有根据在在此公开的实施例中使用的谐振耦合方法接收电力的一个或多个发送线圈的无线电力发送器的框图。

参考图8，根据在此公开的实施例的无线电力发送器100的电力转换单元111可包括一个或多个发送线圈1111b-1到1111b-n和连接到每一个发送线圈的谐振电路(1116-1到1116-n)。而且，电力转换单元可进一步包括用于建立和释放一个或多个发送线圈1111b-1到1111b-n中的某些的连接的多路复用器1113。

一个或多个发送线圈1111b-1到1111b-n可以被配置成具有相同的振动频率，或它们中的一些可以被配置成具有不同的振动频率。其由分别连接到一个或多个发送线圈1111b-1到1111b-n的谐振电路(1116-1到1116-n)的电容和/或电感确定。

为此目的，频率调节单元1117可以被配置成分别改变连接到一个或多个发送线圈1111b-1到1111b-n的谐振电路(1116-1到1116-n)的电容和/或电感。

带内通信

图9是示出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送器和无线电力接收器之间发送和接收分组的概念视图。

如图9中所图示，包含在无线电力发送器100中的电力转换单元111可产生无线电力信号。通过包含在电力转换单元111中的发送线圈1111可产生无线电力信号。

由电力转换单元111产生的无线电力信号10a可到达无线电力接收器200以便通过无线电力接收器200的电力接收单元291而被接收。通过包含在无线接收单元291中的接收线圈2911可接收被产生的无线电力信号。

在无线电力接收器200接收无线电力信号时电力接收控制单元292可控制连接到电力接收单元291的调制/解调单元293以调制无线电力信号。当接收的无线电力信号被调制时，无线电力信号可在磁场或电磁场内形成闭环。这可允许无线电力发送器100传感被调制的无线电力信号10b。调制/解调单元113可解调被感测的无线电力信号并对来自被解调的无线电力信号的分组进行解码。

用于无线电力发送器100和无线电力接收器200之间通信的调制方法可以是调幅。如前面所述的，调幅调制是反向散射调制，可以是反向散射调制方法，其中在无线电力接收器200一侧处的电力通信调制/解调单元293改变由电力转换单元111形成的无线电力信号10a的振幅以及在无线电力发送器100一侧处的电力接收控制单元292检测调制的无线电力信号10b的振幅。

无线电力信号的调制和解调

下文中，将参考图10和11给出分组的调制和解调的说明，该分组在无线电力发送器100和无线电力接收器200之间被发送或接收。

图10是示出在以在此公开的无线方式在传送电力中发送或接收电力控制消息的配置的视图，并且图11是示出在在此公开的无线电力传送中执行的调制和解调后的信号的形式的视图。

参考图10，如图11A示出的，通过无线电力接收器200的电力接收单元291接收的无线电力信号，可以是非调制的无线电力信号51。无线电力接收器200和无线电力发送器100可根据谐振频率建立谐振耦合，该谐振频率由电力接收单元291内的谐振电路2912设定，并且无线电力信号51可通过接收线圈2911b接收。

电力接收控制单元292可通过变化调制/解调单元293内的负载阻抗调制经由电力接收单元291接收的无线电力信号51。调制/解调单元293可包括用于调制无线电力信号51的有源元件2932和无源元件2931。调制/解调单元293可调制包括分组的无线电力信号51，该分组被期望发送到无线电力发送器100。这里，分组可以被输入到调制/解调单元293内的有源元件2932中。

然后，无线电力发送器100的电力传输控制单元112可通过包络检测解调被调制的无线电力信号52，并将检测的信号53解码成数字数据54。解调可检测流入电力转换单元111中的电流或电压以被分类成两种阶段，HI阶段和LO阶段，并且获得基于根据阶段分类的数字数据由无线电力接收器200发送的分组。

下文中，允许无线电力发送器100获得由无线电力接收器200发送来自解调数字数据的电力控制消息的过程将被描述。

参考图11B，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)检测编码位。根据在无线电力接收器200一侧处的调制过程中使用的位编码方法编码检测的编码位。该位编码方法可对应于不归零和双相编码中的任何一个。

例如，检测的位可以是差分双相(DBP)编码位。根据DBP编码，无线电力接收器200一侧处的电力接收控制单元292被允许具有过渡到编码数据位1的两个阶段，并且允许具有过渡到编码数据位0的一个阶段。换句话说，数据位1可以以下的方式编码，即在时钟信号的上升沿和下降沿处产生在HI阶段和LO阶段之间的过渡，并且数据位0可以以下的方式编码，即在时钟信号的上升沿处产生在HI阶段和LO阶段之间的过渡。

另一方面，电力传输控制单元112可使用来自根据位编码方法检测的位串构成的分组的字节格式获得字节单元中的数据。例如，检测的位串可使用11位异步序列格式传送，如图12C中所示出的。换句话说，检测的位可包括指示字节的开始的开始位和指示字节的末端的停止位，并且还包括在开始位和停止位之间的数据位(b0到b7)。而且，其可进一步包括用于检查数据错误的奇偶校验位。字节单元中的数据构成包括电力控制消息的分组。

[用于支持带内双向通信]

如前面所述，图9示出了无线电力接收器200使用由无线电力发送器100形成的载波信号10a发送分组。但是，无线电力发送器100还可通过类似的方法将数据发送到无线电力接收器200。

即，电力传输控制单元112可控制调制/解调单元113以调制数据，其被发送到无线电力接收器200，使得数据可以被包含在载波信号10a中。这里，无线电力接收器200的电力接收控制单元292可控制调制/解调单元293以执行解调以便从调制的载波信号10a获得数据。

分组格式

在下文中，说明书将给出根据在此公开的示例性实施例使用无线电力信号的通信中使用的分组的结构。

图12是示出根据在此公开的实施例的包括在无接触(无线)电力传送方法中使用的电力控制消息的分组的视图。

如图12A所图示的，无线电力发送器100和无线电力接收器200可发送和接收期望以命令分组(命令_分组)510的形式发送的数据。命令分组510可包括报头511和消息512。

报头511可包括指示包含在消息512中的数据类型的字段。可基于指示数据类型的字段的值决定消息的大小和类型。

报头511可包括用于识别分组的发送器(发信方)的地址字段。例如，地址字段可指示无线电力接收器200的标识符或无线电力接收器200所属于的组的标识符。在无线电力接收器200发送分组510时，无线电力接收器200可产生分组510使得地址字段可指示关于接收器200自身的识别信息。

消息512可包括分组510的发信方期望发送的数据。包含在消息512中的数据可以是报告、请求或对于其它方的响应。

根据一个示例性实施例，命令分组510可以被配置为如图12b中图示的。包含在命令分组510中的报头511可以用预定的大小表示。例如，报头511可具有2字节大小。

报头511可包括接收地址字段。例如，接收地址字段可具有6位大小。

报头511可包括操作命令字段(OCF)或操作组字段(OGF)。OGF是给予用于无线电力接收器200的命令的每一组的值，以及OCF是给予每一组中存在的每个命令的值，其中包含无线电力接收器200。

消息512可以被划分成参数的长度字段5121和参数的值字段5122。即，分组510的发信方可以由至少一个参数的长度-值对(5121a-5122a等)产生消息，其被要求用于表示期望发送的数据。

参考图12C，无线电力发送器100和无线电力接收器200可发送和接收以进一步具有添加给命令分组510的前导520和校验和530的分组的形式的数据。

前导520可以被用于执行与由无线电力发送器100接收的数据的同步并检测报头520的开始位。前导520可以被配置成重复相同的位。例如，前导520可以被配置使得根据DBP编码的数据位1重复十一到二十五次。

校验和530可以被用于检测在发送电力控制消息时在命令分组510中能够发生的错误。

操作阶段

在下文中，说明书将给出无线电力发送器100和无线电力接收器200的操作阶段。

图13示出根据在此公开的实施例的无线电力发送器100和无线电力接收器200的操作阶段。而且，图14到18示出包括在无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的电力控制消息的分组的结构。

参考图13，用于无线电力传送的无线电力发送器100和无线电力接收器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中无线电力发送器100检测是否有对象存在于无线电力发送器100可以以无线方式发送电力的范围内，并且在Ping阶段620中无线电力发送器100发送检测信号到检测的对象以及无线电力接收器200发送对检测信号的响应。

而且，在识别和配置阶段630中，无线电力发送器100识别通过先前阶段选择的无线电力接收器200并且获得用于电力传输的配置信息。在电力传送阶段640中，无线电力发送器100将电力发送到无线电力接收器200同时控制响应于从无线电力接收器200接收的控制消息发送的电力。

下文中，每个操作阶段将被详细地描述。

1)选择阶段

在选择阶段610中无线电力发送器100执行检测过程以选择存在于检测区内的无线电力接收器200。如上所述，检测区指的是其中在相关区中的对象可影响电力转换单元111的电力特性的区域。与ping阶段620相比，选择阶段610中用于选择无线电力接收器200的检测过程是检测用于形成在无线电力发送器100一侧处的电力转换单元中的无线电力信号的电量的变化以检查是否任何对象存在于预定的范围内的过程，而不是使用电力控制消息接收来自无线电力接收器200的响应的方案。选择阶段610中的检测过程可以被指示为在使用无线电力信号而不是使用稍后描述的在ping阶段中的数字格式的分组检测对象的方面中的模拟ping过程。

在选择阶段610中的无线电力发送器100可检测进入检测区或从检测区出来的对象。而且，无线电力发送器100可在位于检测区内的对象当中将能够以无线方式发送电力的无线电力接收器200与其它对象(例如，钥匙、硬币等)区分开来。

如上所述，以无线方式发送电力的距离根据感应耦合方法和谐振耦合方法可以不同，并且因而在选择阶段610中检测对象的检测区可以彼此不同。

首先，在其中根据感应耦合方法发送电力的情况下，选择阶段610中的无线电力发送器100可监视接口表面(未示出)以检测对象的对准和移动。

而且，无线电力发送器100可检测放置在接口表面上部的无线电力接收器200的位置。如上所述的，形成为包括一个或多个发送线圈的无线电力发送器100可执行选择阶段610中进入ping阶段620的过程，并且使用ping阶段620中的每个线圈检查是否响应于从对象发送的检测信号或随后进入识别阶段630以检查识别信息是否被从对象发送。基于通过前述过程获得的无线电力接收器200的检测位置无线电力发送器100可确定用于无接触电力传送的线圈。

而且，在根据谐振耦合方法发送电力时，在选择阶段610中无线电力发送器100通过检测由于对象位于检测区内导致电力转换单元的频率、电流和电压中的任意一个变化而检测对象。

另一方面，在选择阶段610中无线电力发送器100可通过使用感应耦合方法和谐振耦合方法的至少任意一种检测方法检测对象。无线电力发送器100可根据每种电力传输方法执行对象检测过程，并且随后从用于无接触电力传送的耦合方法中选择检测对象的方法以进行到其它阶段620、630、640。

另一方面，对于无线电力发送器100，形成为在选择阶段610中检测对象的无线电力信号和形成为在随后的阶段620、630、640中执行数字检测、识别、配置和电力传送的无线电力信号可具有不同的频率、强度等的特性。因为无线电力发送器100的选择阶段610对应于检测对象的空闲状态，因而允许无线电力发送器100减小在空闲状态中的消耗功率或产生有效地检测对象的特定信号。

2)ping阶段

在ping阶段620中无线电力发送器100通过电力控制消息执行检测存在于检测区内的无线电力接收器200的过程。相比于在选择阶段610中使用无线电力信号等特性的无线电力接收器200的检测过程，ping阶段620中的检测过程可以称为数字ping过程。

在ping阶段620中无线电力发送器100形成无线电力信号以检测无线电力接收器200，调制由无线电力接收器200调制的无线电力信号、以及获得对应于对来自调制的无线电力信号的检测信号的响应的数字数据格式的电力控制消息。无线电力发送器100可接收对应于检测信号的响应的电力控制消息以识别是电力传输的主体的无线电力接收器200。

在ping阶段620中形成为允许无线电力发送器100执行数字检测过程的检测信号可以是通过在预定时间段内特定操作点处施加电力信号而形成的无线电力信号。操作点可表示施加到发送(Tx)线圈的电压的频率、占空比和幅度。无线电力发送器100可产生通过在预定时间段内特定操作点处施加电力信号而生产的检测信号，并且尝试接收来自无线电力接收器200的电力控制消息。

另一方面，对应于检测信号的响应的电力控制消息可以是指示由无线电力接收器200接收的无线电力信号的强度的消息。例如，如图15中示出的，无线电力接收器200可发送包括指示作为检测信号的响应的接收的无线电力信号的强度的消息的信号强度分组5100。分组5100可包括由无线电力接收器200接收的用于通知指示信号强度的分组的报头5120和指示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在无线电力发送器100和无线电力接收器200之间的电力传输的感应耦合或谐振耦合的程度的值。

无线电力发送器100可接收检测信号的响应消息以发现无线电力接收器200，并然后延长数字检测过程以进入识别和配置阶段630。换句话说，在发现无线电力接收器200之后无线电力发送器100维持电力信号在特定的操作点处以接收在识别和配置阶段630中需要的电力控制消息。

但是，如果无线电力发送器100不能发现电力可以被传送到的无线电力接收器200，则无线电力发送器100的操作阶段将返回到选择阶段610。

3)识别和配置阶段

在识别和配置阶段630中无线电力发送器100可接收由无线电力接收器200发送的识别信息和/或配置信息，因而控制电力传输被有效地执行。

在识别和配置阶段630中无线电力接收器200可发送包括其自身的识别信息的电力控制消息。为此目的，如图15A中所示出的，例如，无线电力接收器200可发送包括指示无线电力接收器200的识别信息的消息的识别分组5200。分组5200可包括用于通知指示识别信息的分组的报头5220和包括电子装置的识别信息的消息5230。消息5230可包括指示用于无接触电力传送的合约的版本的信息(2531和5232)、用于识别无线电力接收器200的制造商的信息5233、指示扩展的装置标识符的存在或不存在的信息5234以及基本装置标识符5235。而且，如果显示扩展装置标识符存在于指示扩展装置标识符的存在或不存在的信息5234中，则如图15B中示出的包含扩展装置标识符的扩展识别分组5300将以分离方式发送。分组5300可包括用于通知指示扩展装置标识符的分组的报头5320和包括扩展装置标识符的消息5330。当扩展装置标识符如上所述使用时，基于制造商的识别信息5233、基本装置标识符5235和扩展装置标识符5330的信息将被用于识别无线电力接收器200。

在识别和配置阶段630中无线电力接收器200可发送包括关于预期的最大电力的信息的电力控制消息。为此，无线电力接收器200，例如，可发送如图16中示出的配置分组5400。分组可包括用于通知其是配置分组的报头5420和包括关于预期最大电力的信息的消息5430。消息5430可包括电力等级5431、关于预期的最大电力的信息5432、指示确定在无线电力发送器一侧处的主单元的电流的方法的指示符5433以及可选的配置分组的编号5434。指示符5433可指示在无线电力发送器一侧处的主单元的电流是否被确定为在无线电力传送的合约中指定的。

另一方面，基于识别信息和/或配置信息无线电力发送器100可产生用于为无线电力接收器200充电的电力传送合约。在电力传送阶段640中，电力传送合约可包括确定电力传送特性的参数的限制。

无线电力发送器100可在进入电力传送阶段640之前终止识别和配置阶段630并返回到选择阶段610。例如，无线电力发送器100可终止识别和配置阶段630以发现可以无线方式接收电力的另一个电子装置。

4)电力传送阶段

在电力传送阶段640中无线电力发送器100将电力发送到无线电力接收器200。

无线电力发送器100可接收来自无线电力接收器200的电力控制消息同时传送电力，并且响应于接收的电力控制消息控制施加到的发送线圈的电力的特性。例如，用于控制施加到发送线圈的电力的特性的电力控制消息可以被包含在如图18中示出的控制错误分组5500中。分组5500可包括用于通知其控制错误分组的报头5520和包括控制错误值的消息5530。无线电力发送器100可根据控制错误值控制施加到发送线圈的电力。换句话说，施加到发送线圈的电流可以被控制以便如果控制错误值是“0”则维持、如果控制错误值是负值则减小以及如果控制错误值是正值则增加。

在电力传送阶段640中，无线电力发送器100可监视基于识别信息和/或配置信息产生的电力传送合约内的参数。作为监视参数的结果，如果给无线电力接收器200的电力传输违反包含在电力传送合约中的限制，则无线电力发送器100可取消电力传输并返回到选择阶段610。

基于由无线电力接收器200传送的电力控制消息无线电力发送器100可终止电力传送阶段640。

例如，在使用由无线电力接收器200传送的电力为电池充电时，如果电池的充电已经完成，则用于请求无线电力传送中止的电力控制消息将被传送到无线电力发送器100。在此情况下，无线电力发送器100可接收请求中止电力传输的消息，并然后终止无线电力传送，并返回到选择阶段610。

对于另一个示例，无线电力接收器200可传送用于请求再协商或再配置的电力控制消息以更新先前生成的电力传送合约。当需要比目前传送的电量更大或更小的电量时，无线电力接收器200可传送用于请求电力传送合约的再协商的消息。在此情况下，无线电力发送器100可接收用于请求电力传送合约的再协商的消息，并然后终止无接触电力传送，并返回到识别和配置阶段630。

为此，由无线电力接收器200发送的消息，例如，可以是如图18中所示出的结束电力传送分组5600。分组5600可包括用于通知其是结束电力传送分组的报头5620和包括指示中止原因的结束电力传送代码的消息5630。结束电力传送代码可指示充电完成、内部故障、过温度、过电压、过电流、电池故障、重配置、无响应和未知错误中的任一个。

多个电子装置的通信方法

下文中，说明书将给出使用无线电力信号至少一个电子装置执行与一个无线电力发送器的通信的方法。

图19是示出将电力从无线电力发送器传送到至少一个无线电力接收器的方法的概念图。

无线电力发送器100可将电力发送到一个或多个无线电力接收器200和200′。图19示出两个电子装置200和200′，但是根据本文公开的示例性实施例的方法不限于示出的电子装置的数量。

根据无线电力发送器100的无线电力传送方法有源区和检测区可以是不同的。因此，无线电力发送器100可根据谐振耦合方法确定无线电力接收器是否位于有源区或检测区中或根据感应耦合方法确定无线电力接收器是否位于有源区或检测区中。根据确定的结果，支持每种无线电力传输方法的无线电力发送器100可改变用于每个无线电力接收器的电力传送方法。

在根据本文公开的示例性实施例的无线电力传送中，当根据相同的无线电力传送方法无线电力发送器100将电力传送到一个或多个电子装置200和200′时，电子装置200和200′可在没有中间碰撞的情况下通过无线电力信号执行通信。

参考图19，由无线电力发送器100产生的无线电力信号10a可分别到达第一电子装置200′和第二电子装置200。第一和第二电子装置200′和200可使用产生的无线电力信号10a发送无线电力消息。

第一电子装置200′和第二电子装置200可操作作为接收无线电力信号的无线电力接收器。根据本文公开的示例性实施例的无线电力接收器可包括电力接收单元291′、291，用于接收产生的无线电力信号；调制/解调单元293′、293，用于调制或解调接收的无线电力信号；以及控制器292′、292，用于控制无线电力接收器的每个部件。

另外，本公开提供在采用多个通信协议的无线充电***(或者无线电力发送器/接收器)中的通信协议选择方法、在无线充电***中通过感应方法和谐振方法可互操作的发送器的结构、以及在通过感应方法和谐振方法可互操作的发送器中的通信方法。

使用多个通信协议在无线电力发送器/接收器中的通信协议选择方法

在下文中，参考图20至图22，将会给出在采用多个通信协议的无线电力发送器/接收器中的通信协议选择方法的描述。

下面的描述涉及一种通信协议选择方法，其能够支持无线电力发送器和无线电力接收器之间的不同通信方法，以便允许以各种方式可应用无线电力传输。

而且，在下面的描述中，通过在无线电力协会(WPC)的无线电力说明书部分1***描述中的章节5***控制的识别&配置阶段和电力传送阶段之间添加新阶段可以扩展章节6通信接口以便于使用。

图20是WPC通信流程的概念图，图21是图示根据在此公开的一个示例性实施例的方法中的通信流程的视图，并且图22是对应于图21的通信流程的流程图。

世界电力协会(WPC)正在经历无线电力传送技术的标准化，以便在不同公司中制造的无线电力发送器和接收器能够很好地发挥它们的作用。为了被标准化的输出控制在WPC中规定的无线电力传送方法仅支持从电力接收单元到电力发送单元的单向通信。主要执行此通信以将来自于电力接收单元的控制错误反馈到电力发送单元。仅使用磁场的变化的振幅调制作为调制方法被采用，并且传输速率仅是数个KHz。因此，这种类型的通信方法易受到电、磁干扰，并且当由于仅支持单向通信导致为了传送来自于电力发送单元和电力接收单元的信息需要时不能够被应用。通信方法当前在对于由于低传输速率引起的大量信息的传送所要求的应用中具有限制。

本公开可以通过提出通信协议选择方法扩宽无线电力发送器/接收器的应用范围，允许无线电力发送单元和无线电力接收单元在WPC标准中的电力传送阶段之前使用多个通信协议。

如在图21和图22中所图示的，首先，无线电力发送器/接收器通过从通信协议目录中选择通信协议生成通信协议列表，并且从该列表中选择通信方法。

在此，通过事先指定在无线电力发送器和无线电力接收器之间的每个可支持的通信协议生成通信协议目录。无线电力发送器和无线电力接收器通过从目录中选择通信协议实现通信功能。通信协议目录包括作为包括通信方法的详情的位的集合和要传送详情的通信方向和数目的数据。

由包括通信方向和通信方法的数目组成的数据可以位于以WPC标准表达的用户定义区域中以便被保持与传统的方法相兼容。

通信协议目录指的是包含每个事先规定的(指定的)由无线电力发送器可支持的通信协议的目录，并且可以以WPC标准进行定义。通信协议可以包括所有的物理、逻辑、适用的详情，并且如果事先规定则是可用的。

每个通信协议可以被提供有单通信协议编号。在一个示例中，协议被提供有7位编号，并且通过最高的1位(参见表1的通信协议目录和表2的通信协议编号配置)可以表达通信方向。

[表1]

通信协议	编号
		ASK/NRZI	0x01
ASK/NRZ-L	0x02
		FSK/Manchester	0x03
FSK/NRZI	0x04
		…	…
紫蜂	0x10
		蓝牙	0x11
…	…

[表2]

在上面的实施例中，通信协议目录可以表达在0x00～7F的范围中的总共128类的通信协议。无线电力发送器和无线电力接收器中的每一个生成在通信协议目录当中可支持的通信协议列表(参见表3的通信协议列表)。

[表3]

然后，电力接收单元可以将这样可支持的通信协议信息发送到电力发送单元使得电力发送单元能够选择发送方法。而且，传送多个通信协议的方法基本上兼容确保电力发送单元和电力接收单元之间的信息传送的通信协议。多个通信协议包括用于根据电力传送信道的内部变化的通信方法或者通过除了电力传送信道之外的其它信道的通信方法的通信协议。

更加详细地，无线电力接收器生成这样可支持的通信协议列表，并且根据传统的传输方法将被生成的列表发送到无线电力发送器。无线电力接收器可以支持一个或者多个通信协议。根据应用方式，无线电力接收器可以通过仅选择一个通信协议生成列表或者包括这样可支持的所有通信协议的列表。如果包括可支持的通信协议可以允许通信列表，并且列表中的可支持的通信协议的编号可以取决于应用方式。而且，在列表中，在列表中在上面列出的上部通信协议具有较高的优先级。

通过列出在被包括在通信协议目录中的这些通信协议当中的可实际支持的通信协议可以生成通信协议列表。在支持多个通信协议的情况下，按照被包括在列表中的顺序可以提供优先级。具有较高的优先级的通信协议可以位于列表中的上面。

无线电力发送器通过包括被包括在接收到的列表中的那些当中的这样可支持的通信协议以相同的形式生成通信协议列表，并且将其向无线电力接收器通知。

例如，在从无线电力接收器接收通信协议列表之后，无线电力发送器根据来自于接收到的通信协议列表中的通信方向通过一个接一个选择其可支持的通信协议生成通信协议列表，并且向无线电力接收器通知被生成的通信协议列表。无线电力发送器准备使用所选择的通信协议执行通信。在通信协议列表的接收失败之后，无线电力发送器根据现有的方法通过执行接收仅执行无线电力传输功能。

无线电力接收器检查通过无线电力发送器通知的通信协议列表，并且根据被包括在列表中的通信协议准备执行通信。当还没有接收到响应或者在没有通信协议列表的情况下接收到响应时，无线电力接收器根据现有的方法执行无线电力接收功能。

前述的通信协议选择方法可以扩展无线充电***的应用范围使得在无线充电装置之间能够采用新的通信协议。另外，在添加对应于干扰的通信协议之后，其可以有助于性能的改进。

而且，通信协议选择方法可以被应用于通过感应方法和谐振方法是可互操作的无线充电***，及其通信方法。在下文中，将会更加详细地描述无线充电***和通信方法。

在无线充电***中通过感应方法和谐振方法可互操作的发送器及其通信方法

在下文中，将会参考图23至图35给出用于扩展安装型无线充电器的有源区域的方法的描述。更加详细地，将会给出无线充电发送单元的结构的描述，该无线充电发送单元分别能够与兼容已经被商业化的感应方法和在被商业化之前的谐振方法，并且也通过除了电力信道之外的其它信道在发送器和接收器之间的通信方法的两个接收单元相兼容。

WPC在无线充电中已经采用感应方法并且定义在发送器和接收器之间的通信方法。另一方面，在使用电磁感应方面谐振方法具有与感应方法相同的基本原理，但是根据在发送单元和接收单元之间的频率的匹配或者非匹配，并且根据Q值不同于感应方法。在谐振方法中，在发送单元和接收单元之间的耦合通常可以被增加并且可以以增加Q值的方式提高传输距离。即，根据谐振方法，发送器和接收器可以在其间具有更高的耦合，并且可以增强关于距离和姿势的自由度。

为了增加自由度并且同时增强电力效率，要求用于发送器和接收器的线圈设计。如果两种方法被单独地发展成产品则这可能不存在对于兼容性的要求。然而，为了从已经被商业化的感应方法重新进入谐振方法，能够与两种方法瞬时兼容的发送器的需要可以被考虑。

因此，本公开提出在无线充电中与感应型接收器和谐振型接收器相兼容的线圈。

作为一个示例，无线电力发送器的电力传输单元包括第一和第二线圈。

第一线圈被配置成产生用于感应方法的电力传输的磁场。第二线圈被缠绕在第一线圈周围并且被配置成产生磁场，其以用于谐振方法的电力传输的谐振频率振动。

该结构可以导致设计线圈形状，其能够对应于感应和谐振型接收单元。在感应线圈(第一线圈)位于内部并且谐振线圈(第二线圈)位于外部以便通过两种方法可互操作的结构中，图23是感应/谐振发送线圈的示意图。

在此，因为第一线圈的操作取决于第二线圈的形状和特性值，所以第二线圈的特性可以在数量上被限制。

图24图示与感应方法和谐振方法相兼容的发送单元的示例性结构和实验组的图像。为了图24的总共10个感应/谐振线圈设计测量了特性值，并且根据测量定义了四个主要因素以便指导可兼容的线圈的设计。

如在图24中所示，第一线圈被缠绕成圆形，并且第二线圈被缠绕成其至少一部分是线性的四边形。

图25是图示基于线圈形状的Q值(Q因子)的曲线图，图26是图示基于线圈形状的阻抗变化的曲线图，图27是图示基于线圈形状的电抗变化的曲线图，并且图28是图示基于线圈形状的Re{lm}效率的曲线图。

如在这些附图中所图示的，对于诸如第五和第八形状的边缘缠绕型，高的Q值具有但是谐振传输是不可用的。因此，感应/谐振可兼容的发送单元(第二线圈)的Q值可以被限制在100至200的范围中。

第二线圈的边缘阻抗的实数部分与中心阻抗的实数部分的比率通过下面的等式2来定义。

[等式2]

其中Re{f}:f表示实数部分。

如在图26中所图示的，根据接收单元的位置(边缘部分或者中心部分)比较阻抗实数部分的变化值(Re{lm})，当Re{lm}在中心部分处大时第二线圈的传输被启用。

因此，第二线圈的边缘阻抗实数部分与中心阻抗实数部分的比率(Re)被限于大于1.2。比率的上限不可以被限制，但是具有适当的可实现的值。

通过下面的等式3定义边缘阻抗虚数部分与中心阻抗虚数部分的比率。

[等式3]

其中Im{f}:f表示虚数部分。

如在图27中所图示，根据接收单元的位置(边缘部分或中心部分)比较电抗变化值，在中心部分处比率{Im}应小于1。因此，第二线圈的比率{Im}被限于小于1。

而且，第二线圈被形成为平坦的螺旋状结构，并且具有非均匀的间隔。例如，在非均匀的间隔的情况下其效率是超过40％的线圈的间隔可以是1、2、3、6、10等等。

在此，从第二线圈的内圆周到外圆周第二线圈的间隔可以逐渐地变窄。第二线圈可以具有编织线或者铜线的单线从内圆周到外圆周缠绕的形状。例如，间隔变化可以被配置，如下面的表4中所示。

[表4]

索引	间隔变化(内圆周→外圆周，单位：mm
		1	6→5→4→3→2→2→2→2→2→2
2	6→4→4→4→4→4→4→2→2→2
		3	3.5→3→3→3→2.5→2→1.5→1→0.5→0.5

图29A、图29B以及图29C是在此公开的另一示例性实施例的平面图、前视图以及透视图，并且图30是图示当使用图29A的线圈时信号处理可应用的一个示例的概念图。

如在图29A、图29B以及图29C中所图示，第一和第二线圈相互重叠。

与感应方法相兼容的第一线圈可以是支持数百个kHz(100～200kHz)的发送线圈，并且与谐振方法相兼容的第二线圈可以是支持ISM频带(6.78kHz)的发送线圈。两个线圈可以在其间具有垂直间隔或者在Z轴布置中位于相同的位置处。而且，第一和第二线圈可以以将编织线或者印制电路板(PCB)层压成双层的形状。在这样的情况下，第一线圈的直径可以小于第二线圈的直径，并且如果垂直间隔在两个线圈之间存在，则第一线圈可以位于第二线圈上方。

如在图30中所图示，发送器基于TDM顺序地生成用于唤醒具有ISM频带的接收单元的数字ping信号和用于唤醒具有数百kHz频带的接收单元的数字ping信号，并且根据与被发送到相对应的被唤醒的接收器的分组有关的信息决定传输频率。这启用感应和谐振方法的互操作。

通过感应和谐振方法可互操作的发送器可以执行信号处理并且也根据稍后要解释的通信方法通信。

当一个发送器和多个接收器不得不一起通信时，传统的方法不可以支持这样的通信。这可能导致在当多个接收器同时将消息发送到发送器时的相同时隙中发送的消息之间的冲突产生，并且由于冲突造成在被发送的消息中产生错误。在单向通信和双向通信中也可能同样地引起这些问题。结果，发送器由于在与多个接收器的通信期间引起的冲突导致不能够发送电力。在此将会解释的通信方法能够解决这些问题。

图31是图示使用紫蜂，而不是使用无线电力信道的Tx/Rx通信配置，并且图32是图示在多充电中单充电信道和多通信信道的概念图。

如在图31中所图示，传统的感应方法是其中改变电源线上的负载并且TX检测用于通信的变化的方法。紫蜂可以包括外部通信IC以便简化电路。而且，当在将电力供应给电池端之前能够进行所要求的信息交换通信的Rx供应电力时外部通信IC能够被完全地激活。

图32图示一个TX与多个RX通信并且RX答复TX的查询。

对于通信方法，无线电力发送器的控制器将电力单独地应用于第一和第二线圈，并且根据与被施加的电力有关的无线电力接收器的响应，决定感应方法和谐振方法中的一个用于电力传输。

例如，对于根据感应方法的电力传输，无线电力发送器通过WPC兼容的单向通信检测从无线电力接收器发送的信号。另一方面，对于根据谐振方法的电力传输，无线电力发送器使用除了电力信道之外的信道通过双向通信方法与无线电力接收器通信。即，为了无线充电，WPC兼容的带内通信可以被用于感应/谐振互操作的方法中的谐振的带外通信和感应。

图33是图示在接近新的Rx之后的状态流程的流程图，图34是图示使用紫蜂的电力传输控制通信序列的概念图，图35和图36是图示在TX和RX之间的双向通信中的半双工通信方法的概念图，并且图37是图示三种类型的TX查询的示例性视图。

如在这些附图中所图示的，感应/谐振互操作的发送单元通过将电力单独地应用于感应/谐振线圈检查接收单元的响应，并且根据接收器的被接入的接收方法决定通信方法和电力传送方法。例如，对于使用感应方法，发送单元以传统的WPC标准根据从接收单元到发送单元的电力信道的负载变化选择单向通信。然后发送器检测它并且通过检测接收单元的状态控制感应型线圈的频率和占空比。

另一方面，对于使用谐振方法，作为根据发送和接收单元的距离和姿势的电力信道变化的特性，发送单元通过除了电力信道之外的信道选择通信方法，即，双向RF通信方法，其能够获取接收单元的状态，控制发送单元的频率和占空比，并且将指令发送到接收单元。

图33和图34图示其中当数个RX发送响应时TX发送用于检测RX的模拟ping，使用这样的超低功率检测RX，生成和注册RX的ID，并且避免信号的冲突的过程。

通过这样的协商，甚至在图35和图36中可能造成的各种情况下在没有冲突的情况下TX可以接收通过新的RX或者已经注册的RX发送的信号。

图35和图36图示在TX/RX双向通信的半双工通信方法，并且在此，在附图中示出的时间是相对暂时的值。图33图示当TX施加电力同时另一个RX已经存在时由于新的RX的接入引起信号冲突的情况。借助于在第一查询和第二查询之间的时间间隔，第一ID和第二ID不相互冲突。

另一方面，图36图示当被指配的RX存在时新的RX接入的情况。没有引起由于被指配的RX导致的信号冲突。

而且，如在图37中所图示，TX可以根据三种方法，即，所有RX的响应、特定RX的响应、以及假定在尽管实际上没有给出任何查询但是存在查询的所有的RX的响应查询RX。

例如，双向通信方法包括通过无线电力发送器指配时隙并且提供用于接入无线电力接收器的ID的步骤。例如，双向RF通信采用接收单元答复发送单元的请求的方式。已经接收到初始电力的接收器然后使用接入ID请求注册。当确定以可容许的时隙方式能够管理接收单元时，发送单元将时隙指配给相对应的接收单元并且将接入ID提供给接收单元。

时隙指的是其中当发送单元请求接收单元的响应时在被提供到其的延迟时间之后接收单元发送响应的方法。当存在数个接收单元时，它们具有不同的时隙，以便避免信号冲突。

而且，根据两种方法发送单元可以将指令发送到接收器。两种方法之一是，每个接收单元在时隙中发送(通知)与相对应的指令有关的信息，并且另一个方法是当相对应的接收单元被请求或者指令发送这样的信息时特定的接收单元在相对应的时隙中发送信息。

时隙可以被提供有接入时隙和被指配的时隙。接入时隙可以是其中无线电力接收器响应于被施加到其的电力生成单独的接入ID并且将被生成的接入ID发送到无线电力发送器的时隙。而且，被指配的时隙可以是其中基于从无线电力发送器应用的被指配的ID多个接收器顺序地答复无线电力发送器的时隙。

通过在时间轴上相互分离可以定位接入时隙和被指配的时隙。在此，接入时隙指的是其中接收单元响应于被施加到其的初始电力随机地生成单独的接入ID，并且发送与被生成的接入ID有关的信息的时隙。接入时隙指的是其中基于通过发送单元应用的接入ID多个接收单元在没有冲突的情况下注册发送响应的时隙。

以这样的方式，双向通信方法是其中无线电力接收器发送对无线电力发送器的请求的响应的方法。然而，请求可以被省略，并且无线电力接收器也可以在被指配的时隙中发送响应。即，从通信最小化的角度来看，根据与RX的协商可以省略发送单元的查询，并且RX可以在被指配的时隙中单向地发送响应。

如上所述，在此公开的感应/谐振互操作的线圈及其通信方法提出用于将改进已经商业化的感应型无线充电方法到谐振方法的瞬态方法。

本领域技术人员将容易地理解，除了其中仅适用于无线充电器的情况之外，根据在此公开的实施例的无线电力发送器的配置甚至可以适用于诸如插接站、卡座装置、其它电子装置等等的装置。

本公开的范围可以不限于在此公开的前述实施例，并且在本公开的理念和权利要求的范围内本发明能够被修改、变化、或者改进成各种形式。

Claims

1.一种无线电力发送器，所述无线电力发送器被配置成以无线方式将电力发送到无线电力接收器，

其中，所述无线电力发送器的电力传输单元包括：

第一线圈，所述第一线圈被配置成被缠绕成圆形并生成磁场用于感应方法的电力传输；和

第二线圈，所述第二线圈被缠绕在所述第一线圈周围并且被配置成生成以谐振频率振动的磁场用于谐振方法的电力传输，

其中，所述第一线圈和所述第二线圈在其间具有垂直间隔，以及

其中，所述第二线圈被缠绕成其四部分是线性的四边形，而且所述第二线圈位于所述第一线圈的外部，以及

其中，与感应方法相兼容的所述第一线圈是支持数百个kHz的发送线圈，以及与谐振方法相兼容的所述第二线圈是支持ISM频带的发送线圈，以及

其中，所述感应方法的第一线圈位于所述谐振方法的第二线圈的上方，使得在所述第一线圈和接收线圈之间的距离变得足够小以有效地实现由感应耦合方法进行的无接触电力传送。

2.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述第二线圈的Q值是在100至200的范围中。

3.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述第二线圈的边缘阻抗实数部与中心阻抗实数部的比率大于1.2。

4.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，所述第二线圈的边缘阻抗虚数部与中心阻抗虚数部的比率小于1。

5.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述第二线圈被形成为平坦的螺旋状结构，并且所述第二线圈的间隔是非均匀的。

6.根据权利要求5所述的无线电力发送器，其中，所述第二线圈的间隔从所述第二线圈的内圆周朝着外圆周逐渐地变窄。

7.根据权利要求5所述的无线电力发送器，其中，所述第二线圈被形成为其中编织线或者铜线的单线从内圆周到外圆周被缠绕的形状。

8.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述无线电力发送器的控制器将电力单独地施加到所述第一和第二线圈，并且根据关于被施加的电力的所述无线电力接收器的响应，决定所述感应方法和所述谐振方法中的一个用于电力传输。

9.根据权利要求8所述的无线电力发送器，其中，当根据所述感应方法传送电力时，通过与世界电力协会标准兼容的单向通信检测从所述无线电力接收器发送的信号。

10.根据权利要求8所述的无线电力发送器，其中，当根据所述谐振方法传送电力时，使用除了电力信道之外的信道通过双向通信方法执行与所述无线电力接收器的通信。

11.根据权利要求10所述的无线电力发送器，其中，所述双向通信方法包括通过所述无线电力发送器指配时隙并且将接入ID提供给所述无线电力接收器。

12.根据权利要求11所述的无线电力发送器，其中，所述时隙包括：

接入时隙，其中所述无线电力接收器响应于对其施加的电力生成单独的接入ID，并且将所述被生成的接入ID发送到所述无线电力发送器；和

被指配的时隙，其中多个无线电力接收器基于从所述无线电力发送器应用的被指配的ID顺序地发送响应。

13.根据权利要求10所述的无线电力发送器，其中，所述双向通信方法被配置使得：

所述无线电力接收器发送对所述无线电力发送器的请求的响应；或者

所述请求被省略并且在被指配的时隙中允许所述无线电力接收器发送响应。

14.一种无线充电***，包括：

发送器，所述发送器被设置有感应方法的第一线圈和谐振方法的第二线圈，并且被配置成以无线方式发送电力；和

接收器，所述接收器被配置成从所述发送器接收无线电力，

其中，所述无线充电***将电力单独地施加到所述第一和第二线圈，并且根据接收器对所述被施加的电力的响应，决定所述感应方法和所述谐振方法中的一个用于电力传输，

其中，所述第一线圈被配置成被缠绕成圆形以及所述第二线圈被缠绕在所述第一线圈周围，以及

其中，所述第一线圈和所述第二线圈在其间具有垂直间隔，

15.根据权利要求14所述的***，其中，所述接收器将可支持的通信协议的列表发送给所述发送器，并且所述发送器通知在所述接收的列表中可支持的通信协议。

16.根据权利要求15所述的***，其中，从以世界电力协会标准定义的通信协议目录中选择所述通信协议的列表。

17.根据权利要求14所述的***，其中，根据所述感应方法通过用于电力传输的与世界电力协会标准兼容的单向通信检测从所述接收器发送的信号，并且

其中，根据所述谐振方法使用用于电力传输的非电力信道通过双向通信方法执行与所述接收器的通信。

18.根据权利要求17所述的***，其中，所述双向通信方法包括通过所述发送器指配时隙并且将接入ID提供给所述接收器。

19.根据权利要求14所述的***，其中，所述第二线圈的Q值是在100至200的范围中。

20.根据权利要求14所述的***，其中，所述第二线圈被形成为平坦的螺旋状结构，并且所述第二线圈的间隔是不均匀的。