CN105659466A - 用于无线功率输送的热学屏障 - Google Patents

Abstract

一种用于无线功率输送***的热学屏障包括用于耦合到通过第一电磁信号供电的功率接收器（111）的第一表面区域（807）以及用于耦合到提供第二电磁信号的功率传送器（101）的第二表面区域（805）。热学屏障（801）进一步包括具有包括电感器和电容器的谐振电路的功率中继器（803）。功率中继器（803）布置成通过朝向第一表面区域（807）集中第二电磁信号的能量来生成第一电磁信号。热学屏障可以提供功率传送器（101）的热学保护而没有对功率输送操作的不可接受的影响。

Description

用于无线功率输送的热学屏障

技术领域

本发明涉及无线功率输送，并且特别但不排他地涉及用于加热器具的无线功率输送。

背景技术

许多***要求布线和/或电气接触以便向设备供应电功率。省略这些导线和接触件提供改进的用户体验。传统地，这已经使用位于设备中的电池实现了，但是该方案具有若干缺点，包括额外的重量、大体积和频繁对电池进行更换或再充电的需要。最近，使用无线感应功率输送的方案已经接收到日益增加的兴趣。

该增加的兴趣的部分归因于在过去十年中便携式和移动设备的数目和种类激增。例如，移动电话、平板电脑、媒体播放器等的使用已经变得无所不在。这样的设备一般由内部电池供电并且典型的使用场景通常要求对电池的再充电或从外部电源对设备的直接有线供电。

如所提及的，大多数当今的设备要求布线和/或明确的电气接触以从外部电源供电。然而，这往往是不切实际的并且要求用户物理地***连接器或以其它方式建立物理电气接触。引入导线的长度对用户而言也往往是不方便的。典型地，功率要求也明显不同，并且当前大多数设备设有它们自己的专用电源，导致典型用户具有大量不同的电源，其中每一个电源专用于特定设备。尽管，内部电池可以防止对到外部电源的有线连接的需要，但是该方案仅提供部分解决方案，因为电池将需要再充电（或更换，这是昂贵的）。电池的使用还可能大幅增加设备的重量并且潜在地增加其成本和大小。

为了提供明显改进的用户体验，已经提出使用无线电源，其中功率从功率传送器设备中的传送器线圈感应输送至各个设备中的接收器线圈。

经由磁感应的功率传送是公知的概念，其主要应用于具有初级传送器线圈与次级接收器线圈之间的紧密耦合的变压器中。通过分离两个设备之间的初级传送器线圈和次级接收器线圈，设备之间的无线功率输送基于松散耦合变压器的原理而成为可能。

这样的布置允许到设备的无线功率输送，而无需任何导线或物理电气连接。事实上，它可以简单地允许设备邻近于传送器线圈放置或放置在其顶部上以便在外部再充电或供电。例如，功率传送器设备可以布置有水平表面，在该水平表面上可以简单地放置设备以便供电。

另外，这样的无线功率输送布置可以有利地设计成使得功率传送器设备可以与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，已经限定了被称为Qi规范的无线功率输送方案并且其当前正在得到进一步发展。该方案允许满足Qi规范的功率传送器设备与同样满足Qi规范的功率接收器设备一起使用，而这些不必来自相同制造商或者不必专用于彼此。Qi规范进一步包括用于允许操作适应于特定功率接收器设备（例如取决于特定功率耗用）的某种功能性。

Qi规范由无线电源联盟开发并且更多信息可以例如在他们的网站上找到：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，其中特别地可以找到所限定的规范文档。

为了支持功率传送器和功率接收器的交互工作和互操作性，优选的是这些设备可以彼此通信，即如果支持功率传送器与功率接收器之间的通信并且优选地如果在两个方向上支持通信，则是合期望的。

Qi规范支持从功率接收器到功率传送器的通信，从而使得功率接收器能够提供可以允许功率传送器适应于特定功率接收器的信息。在当前规范中，已经限定了从功率接收器到功率传送器的单方向通信链路并且该方案基于功率接收器作为控制元件的哲理。为了准备和控制功率传送器与功率接收器之间的功率输送，功率接收器特别地向功率传送器传达信息。

Qi规范正被开发以支持日益增加的高功率需求应用。例如，该规范旨在与消耗若干千瓦功率的设备一起使用。

例如，无线功率输送被预期越来越多地与例如诸如壶、搅拌机、食物处理机等之类的厨房器具一起使用。特别地，设想到无线功率输送用于向各种加热设备提供功率。例如，该概念被预期广泛地使用在例如支持壶的厨灶和借助于磁感应加热的平底锅中。

事实上，设想到无线功率输送可以用于在诸如厨房之类的环境中提供灵活功率。在许多场景中，预期的是提供无线输送的装置可以设计成支持用于加热的器具以及非加热器具二者。相应地，提供无线输送的装置可以设计成例如具有带有不同热阻的不同区域或表面。例如，一些区域可以设计成接收加热元件，而其它区域可以旨在用于非加热器具。

作为具体示例，用于提供无线功率的厨房装置可以提供具有设计成对诸如壶和平底锅之类的加热器具供电的区域和设计成向诸如搅拌器或食物处理机之类的非加热器具提供功率的第二区域的表面（诸如厨房台面）。相应地，一个区域可以由具有高热学鲁棒性的材料制成，而另一区域可以由易受高温度伤害的材料制成。

作为示例，图1图示了对非加热器具的无线功率提供的示例，并且图2图示了对加热器具（诸如平底锅或壶）的无线功率提供的示例。

在示例中，功率提供装置包括功率传送器101，其被示出为细分成电源103、传送器线圈105和从电源103接收功率并且生成用于传送器线圈105的驱动信号的逆变器107。传送器线圈105靠近于厨房工作台109定位或者集成在其内。在图1的示例中，非加热厨房器具111位于工作台上，并且在图2的示例中，诸如壶之类的加热器具111位于工作台上。图2的加热器具111具有加热元件201，其中功率传送器101可以感应涡电流，其导致加热元件升温。

在示例中，工作台109可以划分成图2所图示的烹饪区和图1所图示的食物准备区。在示例中，烹饪区可以包括感应烹饪板，其通过磁感应加热例如壶或平底锅。平底锅或壶的底部可以变得非常热并且烹饪区可以布置成承受这样的温度。例如，陶瓷烹饪板可以承受200℃或更高的温度。

同样地，准备区可以包括集成在工作台中以便对器具供电的功率传送器。然而，对于该区域，所使用的材料典型地不耐高温。例如，典型的厨房工作台可以由诸如木材或花岗岩之类的材料制成。然而，这些材料可能具有低得多的耐热性并且在经受壶的高温的情况下可能受损。

具有烹饪区中和准备区中的无线功率传送器二者可以导致关于预期用户行为的关注。用户将预期平底锅在处于厨灶上时变热。然而，他可能还期望使用准备区的功率传送器以用于为加热器具供电。然而，这可能导致由高温造成的对工作台的损伤。事实上，包括加热的许多器具现在被认为，相比于烹饪区，更多地属于准备区。例如，诸如烤箱、水壶、电饭煲等之类的器具现在典型地用在厨房工作台上而不是在炉子上。预期的是，由烹饪区和准备区提供的功能将继续越来越多地融合。

因此，如果准备区的功率传送器生成可以由例如水壶或煎锅的加热器具接收的交变磁通量场，则产生潜在的问题。这可能使平底锅或壶的下侧变得非常热（典型地由于加热板或元件中的涡电流的生成所致）。所生成的热量可以导致对工作台的损伤。

另外，尽管加热器具可以典型地布置成例如通过控制功率输送信号的功率控制加热元件的温度，但是故障或错误场景可以潜在地导致不合期望地高的温度，其可能潜在地导致对表面的损伤。例如，使用功率控制回路调节功率输送信号的功率的温度控制要求功率接收器与功率传送器之间的可靠通信。如果发生通信错误，或者事实上如果通信链路丢失，则温度可能是未经调整的并且可能导致过高的温度。如果功率传送器位于托盘或三脚架上以便保护表面，则可能发生这样的场景。这样的布置将固有地导致传送器与接收器线圈之间的增加的距离并且这可以导致不可靠的负载调制通信。

不合期望的温度例如也可能由发生在加热器具中的故障而引起。例如，有故障的温度传感器可以导致其中功率输送信号感应涡电流以及因而加热的加热板中的温度总是被测量为在目标温度以下。作为结果，功率接收器将继续从功率传送器请求增加的功率，导致加热板的温度增加到超出合期望的水平。

更一般地，越来越高功率水平的无线功率输送的应用的增加的灵活性和变化（其中特别地功率输送可以支持加热的功率消耗设备）已经导致增加的风险和复杂性。特别地对于使用无线功率输送的厨房场景，情况可能是这样，但是不限于这样的应用。

因而，改进的无线功率输送方案将是有利的，并且特别地，允许增加的灵活性、降低的损伤风险、对于不同应用和使用场景的改进的支持、附加安全性和特别地附加或改进的过热保护、便利化的用户操作和/或改进的性能的方案将是有利的。

发明内容

相应地，本发明设法优选地单个地或以任何组合方式缓解、减轻或消除以上提及的缺点中的一个或多个。

根据本发明的一方面，提供了一种用于无线功率输送***的热学屏障，该热学屏障包括：用于耦合到通过第一电磁信号供电的功率接收器的第一表面区域；用于耦合到提供第二电磁信号的功率传送器的第二表面区域；以及包括包含电感器和电容器的谐振电路的功率中继器，该功率中继器被布置成通过朝向第一表面区域集中第二电磁信号的能量来生成第一电磁信号；用于接收温度测量结果的接收器；以及用于通过调适谐振电路的性质来控制第一电磁信号的第一水平的控制器，该控制器被布置成降低第一水平以用于增加温度测量结果的值。

本发明可以允许例如通过无线功率输送加热的设备与和不充足的热保护相关联的无线功率传送器一起使用，而同时确保高效的功率输送。

特别地，使用常规热学屏障在大多数场景中将由于功率传送器的传送线圈与功率接收器的接收元件（线圈/加热元件）之间的增加的距离和降低的耦合的缘故而导致大幅降级的功率输送性能。本发明可以通过允许传送线圈与接收线圈之间的增加的距离来允许热学屏障提供高效的热保护，同时仍旧确保传送线圈与接收线圈之间的高效的有效耦合。特别地，谐振电路可以集中磁场，使得增加的通量穿过功率接收器接收元件（线圈/加热元件）。谐振电路可以通过朝向第一表面区域引导、偏置或移动来自第二电磁信号的磁场线来朝向第一表面区域集中能量。谐振电路可以有效地用作磁透镜。特别地，它可以使来自功率传送器的磁场变形以提供通过第一表面区域/功率接收器的接收器接收元件的增加的通量。

本发明进一步可以引入温度控制或保护，其可以独立于功率传送器。事实上，热学屏障可以在许多实施例中提供附加的温度控制和保护，其例如可以甚至在发生错误或故障的情况下防止由功率传送器供电的加热器具的过热。

例如，加热板可以通过功率输送信号供电并且温度可以由从功率接收器到功率传送器的功率控制回路来控制。然而，如果故障发生在例如功率传送器或功率接收器的功率或温度控制功能性中，这可以导致功率输送信号不被适当地控制并且可以导致功率输送信号对于所期望的温度而言太强。这可以导致温度增加并且潜在地可以导致损伤。然而，如果屏障提供有反映例如加热元件的温度的温度测量结果，这样的温度增加或甚至失控可以被检测到并且热学屏障在这样的场景中可以着手降低功率并且因而降低所得的温度。该热学屏障可以在许多实施例中提供额外的安全特征，并且特别地可以引入附加的过热保护。该方案因此可以降低导致过热和潜在损伤的单点故障的风险。

在许多实施例中，该方案可以允许更高效并且典型地更快的温度控制/保护。特别地，常规温度调整（其中功率接收器控制来自功率传送器的功率输送信号的功率水平）相对缓慢（并且典型地受功率控制回路的低更新频率限制）。

该方案可以提供增强的用户体验并且可以例如允许热学屏障控制热学操作点，并且特备地它可以允许热学屏障检测和解决例如过热场景。本发明可以允许改进的灵活性和对于用于无线功率输送的增加种类的不同使用场景的支持。例如，它可以提供针对例如厨房使用场景的改进的支持，其中无线功率传送器可以在由非耐热材料制成的工作台中提供。

在一些实施例中，热学屏障可以包括多个谐振电路，例如其具有分布在第一表面区域与第二表面区域之间的电感器。

第一表面区域和第二表面区域可以在热学屏障的相对（并且可能地大体平行的）表面上。

第一表面区域可以特别地通过布置成接收功率接收器而被布置成耦合到功率接收器。第一表面区域可以布置成触碰、附接、连接到或静止在功率接收器的表面上，或者可以提供用于将功率接收器定位在其上的表面区域。

第二表面区域可以特别地通过布置成接收功率传送器而被布置成耦合到功率传送器。第一表面区域可以布置成触碰、附接、连接到或静止在功率接收器的表面上，或者可以提供用于将功率传送器定位在其上的表面区域。

功率接收器可以在一些实施例中包括或存在于传导元件，并且特别地包括或存在于传导加热元件。特别地，功率可以通过导致传导元件中的涡电流的第一电磁信号来接收。

第一电磁信号的第一水平可以例如是通量水平、通量密度水平或功率水平。

在一些实施例中，控制器可以布置成控制第一水平以提供与温度测量结果的期望的绝对、增量或相对关系，并且特别地控制器可以布置成取决于温度测量而增加或减小第一水平。

在一些实施例中，控制器可以布置成控制第一水平的最大值以提供与温度测量结果的期望的关系，并且特别地控制器可以布置成取决于温度测量而增加或减小最大值。

第一水平或第一水平的最大值与温度测量结果之间的关系可以是非线性关系。第一水平或第一水平的最大值与温度测量结果之间的关系可以是分段线性关系。第一水平或第一水平的最大值与温度测量结果之间的关系可以是单调递减关系（第一水平或第一水平的最大值可以是温度测量结果的单调递减函数）。

温度测量结果可以是指示所测量的温度的值，使得增加值指示增加温度。所测量的温度可以是功率接收器/由功率接收器供电的器具的元件的温度，并且特别地可以是通过第一电磁信号加热的加热元件的温度。

依照本发明的可选特征，控制器布置成将温度测量结果与温度阈值比较，并且如果温度测量结果超过温度阈值则降低第一水平。

在许多实施例中，这可以提供有利且低复杂性的操作。在许多实施例中，该特征可以特别地提供高效的过热保护。特别地，如果温度测量结果指示超过安全阈值的温度，控制器可以着手降低第一电磁信号的水平。例如，控制器可以使谐振电路的电容器短路，从而改变谐振电路的谐振操作并且有效地阻挡去往功率接收器的电磁通量。

依照本发明的可选特征，控制器布置成将第一水平限制到不超过最大可允许水平，并且响应于温度测量结果的增加值而降低最大可允许水平。

控制器可以通过降低用于第一电磁信号的最大可允许水平来降低第一水平。因此，例如可以允许功率控制，只要不超过最大可允许水平。然而，通过降低用于较高温度的最大可允许水平，相对于在温度较低的情况下得到的水平降低第一水平。

依照本发明的可选特征，控制器布置成比较温度测量结果与温度阈值，并且相比于当温度测量结果不超过温度阈值时，当温度测量结果超过温度阈值时将最大可允许水平设置到较低的值。

在许多实施例中，这可以提供有利且低复杂性的操作。在许多实施例中，该特征可以特别地提供高效的过热保护。特别地，如果温度测量结果指示超过安全阈值的温度，控制器可以着手降低第一电磁信号的水平。例如，控制器可以使到功率接收器的谐振电路功率输送的电容器短路，从而改变谐振电路的谐振操作并且有效地阻挡去往功率接收器的电磁通量。

在许多实施例中，当温度测量结果超过温度阈值时最大可允许水平对于许多较低功率应用而言不超过5W、2W或甚至1W，并且通常有利地对于高功率应用而言不超过10W、50W、100W或200W。

当温度测量结果超过阈值时第一信号的最大允许水平可以取决于单独实施例、应用和场景的偏好和要求。事实上，优选值可以取决于包括功率接收器的器具的热行为并且可以例如由器具的设计者确定。当器具可以向空气运送热量时其可以是相对高的水平。当器具将热量与环境绝缘时其可以是相对低的水平。当温度测量结果超过阈值时最大可允许水平可以在许多实施例中被设置成允许通过第一电磁信号供电的功率接收器的控制功能性的水平。

依照本发明的可选特征，当温度测量结果超过温度阈值时的最大可允许水平不超过当温度测量结果不超过温度阈值时的最大可允许水平的10%（或例如5-10%）。

该方案可以提供抵抗例如过热的高效保护。控制器可以布置成将馈送至功率接收器的第一电磁信号的水平降低至相比于正常操作的非常低的水平。在许多实施例中，当温度超过阈值时最大水平可以降低至防止发生过度加热的水平。例如，最大可允许水平可以设置成使得其足以用于对功率接收器的内部控制功能性供电但是不对加热负载供电（在大多数应用中，最大可允许水平可以在这样的实施例中为大约1-10W，因为这典型地足以用于对内部功能性的供电）。

依照本发明的可选特征，控制器布置成通过改变谐振电路的谐振频率以越来越多地不同于第二电磁信号的频率、功率传送器的谐振电路的谐振频率和功率接收器的谐振电路的谐振频率中的至少一个以用于增加温度测量结果的值来降低水平。

在许多实施例中，这可以提供高效且低复杂性的操作。

依照本发明的可选特征，接收器布置成从功率接收器接收温度测量结果。

在许多实施例中这可以提供高效的操作，并且可以例如允许基于精确地反映被供电的设备元件的测量结果的温度测量结果（诸如特别地，加热元件的温度）的第一水平的控制。

依照本发明的可选特征，热学屏障进一步包括布置成生成温度测量的温度传感器。特别地，在许多实施例中，热学屏障可以包括布置成生成指示第一表面区域和/或在操作期间触碰功率接收器的区域的温度的温度测量结果的温度传感器。

该方案可以允许热学屏障提供自包含的温度控制/保护功能性，其可以提供附加操作和/或安全性而不要求代表功率接收器的任何特定功能或操作。该方案可以提供高效的向后兼容性并且可以允许热学屏障与一系列不同功率接收器一起使用而同时提供例如过热保护。

依照本发明的可选特征，控制器布置成改变性质以降低第二电磁信号的第二水平与第一电磁信号的第一水平之间的比率以用于增加温度测量结果的值。

这可以提供对向功率接收器提供的感应功率的高效控制。

依照本发明的可选特征，控制器布置成通过相对于用于第二表面区域的第二电磁信号的磁通量密度而降低用于第一表面区域的第一电磁信号的磁通量密度以用于增加温度测量结果的值来降低第一水平。

这可以提供对向功率接收器提供的感应功率的高效控制。

谐振电路可以特别地修改以降低到达功率接收器的接收线圈的第一电磁信号的功率水平，即它可以适于降低穿过功率接收器的接收线圈的磁通量。该特征可以例如允许谐振电路调适成使得第二电磁信号的能量远离第一表面区域（和功率接收器的接收线圈）扩散或集中。

调适可以例如通过修改谐振电路的电容、电感或电阻的性质来实现。

依照本发明的可选特征，性质是谐振频率。

这可以提供控制针对功率接收器的功率提供的高效方式，并且可以特别地提供调整功率水平或确保其限制到给定水平的高效手段。例如，如果由功率接收器检测到故障，则它可以请求通过热学屏障限制最大功率水平。这可以在许多场景中导致相比于使功率接收器与功率传送器通信以限制功率的更快的反应时间。该方案在许多实施例中可以提供抵抗例如功率接收器与功率传送器之间的通信中的故障或错误的附加保护。

在许多实施例中，调适谐振频率可以提供精确且高效的控制，并且可以特别地允许相对精确且渐进的控制。

谐振频率可以通过修改电容器的电容和/或电感器的电感来修改。

依照本发明的可选特征，控制器布置成通过使电容器短接和将电容器从电感器断开中的至少一个来改变谐振频率。

在一些实施例中，谐振频率可以通过断开或短接电容器而有效地改变成零。这在许多场景中可以是特别有利的，因为其可以允许低复杂性调适和/或可以增加或最大化到达功率接收器的信号能量中的降低。

依照本发明的可选特征，热学屏障进一步包括耦合到控制器并且布置成从功率接收器接收控制数据的接收器；并且其中控制器布置成依赖于控制数据来调适性质。

在许多实施例中，这可以允许改进的性能。例如，其可以在许多实施例中允许功率接收器在其中功率接收器检测到不合期望的操作的场景（例如故障或不期望的使用场景）中快速且高效地限制去往功率接收器的功率。

依照本发明的可选特征，热学屏障包括耦合到控制器并且布置成接收用户输入的用户接口；并且其中控制器布置成依赖于用户输入而调适性质。

该方案可以提供增强的用户体验并且可以例如允许热学屏障的使用以提供功率接收器自身不支持的功能性。

如所提及的，热学屏障可以进一步包括耦合到控制器并且布置成测量温度的温度传感器；并且控制器布置成依赖于温度而调适性质。

该方案可以提供增强的用户体验并且可以例如允许热学屏障控制热操作点，并且特别地其可以允许热学屏障检测和解决例如过热场景。

例如，如果温度传感器检测到给定目标阈值以上的温度，它可以着手解调（detune）谐振电路以相应地降低温度。例如，如果检测到过热，控制器可以短接或者断开电容器。

温度传感器可以特别地定位成接近于第一表面区域或第二表面区域。

依照本发明的可选特征，热学屏障进一步包括用于调适谐振电路的谐振频率以匹配第二电磁信号的频率的控制器。

这可以提供改进的功率输送并且可以特别地允许能量朝向第一表面区域的改进的集中。谐振频率可以例如被调节以最大化通过电感器的峰值或平均电流或其之上的电压。

依照本发明的可选特征，热学屏障是可从功率传送器和功率接收器拆卸的。

热学屏障可以是从功率接收器和功率传送器分离的物理实体。特征可以允许改进的或附加的使用场景。例如，热学屏障可以是单独的屏障，当这用于向加热器具提供功率同时允许功率传送器直接与不包括任何加热功能性的功率接收器一起使用时，该热学屏障可以位于功率传送器上。

依照本发明的可选特征，热学屏障进一步包括布置成通过修改谐振电路的性质来向功率传送器传送数据的通信单元。

这可以允许高效的通信并且允许增加的灵活性和功能性。

性质可以特别地是谐振电路的电感、电容或电阻。

依照本发明的可选特征，热学屏障进一步包括用于接收用户输入的用户接口；以及用于依赖于用户输入和热学屏障所测量的至少一个参数而生成数据的通信单元。

这可以允许高效的通信并且允许增加的灵活性和功能性。

在许多实施例中，热学屏障进一步包括用于通过针对周期的部分而短接电容器和将电容器从电感器断开中的至少一个来修改第二电磁信号的至少一些周期的谐振电路的谐振频率的控制器。

这可以提供调适谐振电路的谐振频率的特别高效的方案。该方案可以允许相对精细的调节并且可以例如用于出于例如通信、适应于第二电磁信号或者调整到功率接收器的功率的目的而修改谐振频率。

在许多实施例中，第一表面区域与第二表面区域之间的距离为至少1cm。

本发明可以提供改进的功率输送，同时允许具有明显深度的热学屏障以提供热绝缘和保护。耦合到功率传送器和功率接收器的表面之间的增加的距离分别允许增加的热绝缘和保护。功率中继器可以允许功率输送保持高效，并且可以特别地允许功率传送器与功率接收器之间的有效能量耦合。

在一些实施例中，第一表面区域与第二表面区域之间的距离为至少2cm、3cm或甚至5cm。

依照一些实施例，提供了一种用于包括热学屏障的无线功率输送***的功率接收器，热学屏障包括：用于耦合到通过第一电磁信号供电的功率接收器的第一表面区域；用于耦合到提供第二电磁信号的功率传送器的第二表面区域；以及包括包含电感器和电容器的谐振电路的功率中继器，该功率中继器布置成通过朝向第一表面区域集中第二电磁信号的能量来生成第一电磁信号。

在许多实施例中，热学屏障可以有利地为功率接收器的部分。诸如器具之类的单个设备可以包括功率接收器和热学屏障二者，其典型地可以允许器具/设备与不耐热的材料接触。

用于使用电磁功率信号向功率接收器输送功率的功率传送器可以包括：用于响应于馈送至电感器的驱动信号而提供电磁功率信号的电感器；用于生成用于电感器的驱动信号的功率信号生成器；以及用于检测热学屏障的存在的检测器；以及用于与当已经检测到热学屏障时相比当尚未检测到热学屏障时将无线感应功率信号的功率限制到较低水平的功率控制器。

在许多场景中，这可以提供改进的功能性和/或操作。特别地，其可以降低例如由支持加热功能的功率接收器造成的损伤的风险。

检测器可以布置成响应于检测到源自热学屏障的信号而检测热学屏障的存在。

这可以允许低复杂性但高效的检测。

检测器可以耦合到电感器并且布置成通过感测用于电感器的特性中的改变来检测热学屏障的存在。

特别地，检测器可以检测对应于热学屏障的谐振电路的存在的阻抗中的改变。

检测器可以布置成基于用于电感器的驱动信号的性质来检测热学屏障的存在。例如，检测器可以检测电感器提供具有某个频率间隔之上的特定特性的阻抗。该特定特性可以对应于由热学屏障中的谐振电路引起的那个。

本发明的这些和其它方面、特征和优点将从以下描述的（多个）实施例显而易见，并且将参照以下描述的（多个）实施例加以阐述。

附图说明

将仅通过示例的方式参照附图来描述本发明的实施例，其中

图1是无线功率输送***的图示；

图2是无线功率输送***的图示；

图3是无线功率输送***的图示；

图4是无线功率输送***的功率路径的图示；

图5是无线功率输送***的功率路径的一些电压波形的图示；

图6是无线功率输送***的图示；

图7是依照本发明的一些实施例的用于无线功率输送***的功率中继器的示例的图示；

图8是依照本发明的一些实施例的用于无线功率输送***的功率中继器的示例的图示；

图9是依照本发明的一些实施例的用于无线功率输送***的功率中继器的示例的图示；

图10是依照本发明的一些实施例的用于无线功率输送***的功率中继器的示例的图示；

图11是依照本发明的一些实施例的用于无线功率输送***的功率中继器的示例的图示；

图12是依照本发明的一些实施例的用于无线功率输送***的功率中继器的示例的图示；

图13是依照本发明的一些实施例的无线功率输送***的功率接收器的一些电压波形的图示；

图14是依照本发明的一些实施例的用于无线功率输送***的功率传送器的示例的图示。

具体实施方式

以下描述聚焦于适用于厨房应用的本发明的实施例，并且特别地适用于使用无线功率输送的混合烹饪和准备区厨房环境。然而，将领会到的是，本发明不限于该应用，而是可以应用于许多其它应用和无线功率输送***。

图3图示了依照本发明的一些实施例的功率输送***的示例。该功率输送***包括功率传送器110，其包括（或耦合到）传送器线圈/电感器105。***进一步包括功率接收器111，其包括（或耦合到）接收器线圈/电感器101。接收器线圈/电感器可以在一些实施例中为诸如特别地加热元件之类的传导元件，即其可以是其中当暴露于变化的磁场时感应电气信号的任何事物。

***提供从功率传送器101到功率接收器111的无线感应功率输送。特别地，功率传送器101生成功率信号，其作为磁通量通过传送器线圈105传播。功率信号可以典型地具有约20kHz到200kHz之间的频率。传送器线圈105和接收器线圈301松散耦合并且因此接收器线圈301拾取来自功率传送器101的功率信号（的至少部分）。因此，功率经由从传送器线圈105到接收器线圈301的无线感应耦合从功率传送器101输送至功率接收器111。术语功率信号可以用于指传送器线圈105与接收器线圈301之间的磁或感应信号（磁通量信号），但是将领会到的是，等价地，其还可以被视为和用作对提供给传送器线圈105的电气信号的引用，或者事实上对接收器线圈301的电气信号的引用。

在下文中，将具体参照依照Qi规范的实施例来描述功率传送器101和功率接收器111的操作（除了在本文中描述的（或随之发生的）修改和增强）。特别地，功率传送器101和功率接收器111可以大体与Qi规范版本1.0或1.1兼容（除了在本文中描述的（或随之发生的）修改和增强）。

为了控制功率输送，***可以经由不同阶段来着手，特别地，选择阶段、查验（ping）阶段、标识和配置阶段以及功率输送阶段。更多信息可以在Qi无线功率规范的第1部分第5章中找到。

最初，功率传送器101处于选择阶段，其中它仅仅监视功率接收器的潜在存在。功率传送器101可以使用用于该目的的各种各样的方法，例如如在Qi无线功率规范中描述的。如果检测到这样的潜在存在，功率传送器101进入查验阶段，其中临时生成功率信号。功率接收器111可以应用所接收的信号以便为其电子器件加电。在接收到功率信号之后，功率接收器111向功率传送器101传达初始分组。特别地，传送指示功率传送器与功率接收器之间的耦合程度的信号强度分组。更多信息可以在Qi无线功率规范的第1部分的第6.3.1章中找到。因此，在查验阶段中确定在功率传送器101的接口处是否存在功率接收器111。

当接收到信号强度消息后，功率传送器101移动到标识和配置阶段。在该阶段中，功率接收器111保持其输出负载断开并且使用负载调制传达至功率传送器101。功率传送器提供用于该目的的恒定幅度、频率和相位的功率信号（具有由负载调制造成的改变的例外）。消息由功率传送器101用于如功率接收器111所请求的那样配置自身。来自功率接收器111的消息未被连续传达，而是间隔传达。

在标识和配置阶段之后，***移到功率输送阶段，其中发生实际的功率输送。特别地，在已经传达其功率要求之后，功率接收器111连接输出负载并且以所接收的功率供应它。功率接收器111监视输出负载并且测量某个操作点的实际值与所期望的值之间的控制误差。它以例如每250ms的最小速率向功率传送器101传达这样的控制误差以向功率传送器101指示这些误差以及针对功率信号的改变或无改变的期望。因此，在功率输送阶段中，功率接收器111还以负载调制间隔执行功率信号的负载调制以便向功率传送器101传达信息。将领会到，可以可替换地或附加地使用其它通信方案。

图4图示了用于诸如例如图1和2的典型感应加热器具的功率供应路径的示例。功率提供包括AC/DC转换器的形式的电源103，其对输入ac电压（例如市电）进行整流。经整流的市电信号被馈送至逆变器107形式的DC/AC转换器，其生成馈送至包括传送器线圈的谐振槽105（经调谐的L-C电路）的高频驱动信号。***包括加热平底锅，其可以由接收器线圈401（对应于图3的接收器线圈301）表示，以及负载R_Sole接收器403（表示接收器线圈/传导元件中的涡电流损失）。

图5图示了图4的功率路径的电压波形。市电电压Umains通过AC/DC转换器103整流成电压Udc_abs。用于缓冲经整流的市电电压的大存储电容器通常不应用在这些种类的应用中，因为其将添加该应用的总体市电谐波失真。作为结果，由AC/DC转换器103生成变化的DC电压。

由于经整流的电压Udc_abs的特性，逆变器107的输出电压Uac_HF如图5中所示的那样成形。逆变器的正常操作频率处于20kHz到100kHz的量级上。

传送器线圈连同接收器线圈401和电阻R_Sole接收器403基本上为逆变器107的负载。然而，由于该负载的本性（感应性和阻性二者），谐振电路典型地在逆变器107与该负载之间使用以便抵消负载的感应部分。另外，谐振网络典型地导致逆变器107的开关损失中的降低。

在示例性场景中，功率传送器101在厨房环境中使用以向包括搅拌机、食物处理机、壶、罐、平底锅等的各种厨房器具提供无线功率。在示例中，功率传送器101可以是可以同时向多个器具提供功率的功率传送器的组的部分。功率传送器中的一些可以在由耐热材料（诸如陶瓷材料）制成的烹饪区中提供。其它功率传送器可以在由不耐热的材料制成的准备区中（诸如例如由木材制成的厨房工作台）提供。因此，用户可能处于其中他可能具有若干可用的功率位置的情形中，其中一些可用的功率位置可以适合于可能变热的器具，而其它功率位置可能不适合于这些位置。然而，有时对于用户而言，它可能在这些位置还可以用于向可能变热的加热器具提供功率的情况下可能是有用的。

特别地，功率传送器101可以直接位于非耐热工作台下方（或是其部分），从而致使其不适合于诸如壶、罐和平底锅之类的加热器具。然而，可能合期望的是使用该功率传送器为这样的加热器具供电，并且这样的加热器具特别地为可以通过传导加热元件中的涡电流的感应而提供热量的加热器具。然而，为了最大化功率效率，这样的加热元件可能通常位于与功率传送器最紧密接触的器具的部分处。特别地，对于工作台表面中的功率传送器，器具可以设计有底部处的加热元件。在使用中，加热元件将相应地也与工作台表面接触（如图2中所图示的）。这可以造成对典型地将不被制成耐热的工作台的损伤。

为了解决该问题，在工作台与器具之间引入热学屏障601，如图6中所图示的。热学屏障601可以由合适的耐热材料制成，诸如由合适的陶瓷材料制成。热学屏障601可以例如实现为用户可以放置在工作台上的托盘，并且器具（例如罐或平底锅）然后可以由用户定位在托盘上。热学屏障601还可以实现为器具的组成部分。

然而，尽管这可以允许不受保护的功率位置（功率传送器101）用于为加热元件供电，但是其将典型地还大幅增加功率传送器与器具/功率接收器之间的距离Z。因此，功率传送器线圈与功率接收器线圈（包括例如传导加热元件）之间的距离将大幅增加，导致这些之间的大幅降低的耦合。

这将导致对于功率传送器线圈中的较高电流的要求以便实现由功率接收器捕获到的相同量的磁通量场。较高的电流造成逆变器和传送器线圈中的较多损失。而且，较高的电流和功率传送器与功率接收器之间的增加的距离将导致更多的漏通量。这导致关于电磁干扰（EMI）和电磁力（EMF）的问题。例如，国际电工技术委员会（IEC）设置了针对经辐射和传导的电磁干扰的国际标准，其必须针对无线功率输送***而考虑在内，并且当功率接收器与功率传送器之间的距离增加时，这些要求可能越来越难以满足。

为了解决这样的问题，提供热学屏障，其进一步包括包含含有电感器和电容器的谐振电路的功率中继器。谐振电路通常可以由单个电容器和单个电容器形成。然而，将领会到的是，在一些实施例中，谐振电路可以包括多个电感器和/或电容器。典型地，这样的电路等效于包括单个电容器和电感器的谐振电路。还将领会到的是，谐振电路可以包括其它组件，诸如例如电阻器或有时包括开关元件。

典型地，电路可以形成单个（等效）并联谐振电路，诸如图7中所图示的（既示意性地又利用电感器的横截面视图示出）。依照本发明的一些实施例的使用热学屏障801的功率输送***的示例在图8中示出。该方案对应于图6的方案，但是使用了包括包含谐振电路的功率中继器803的热学屏障801，在该情况下谐振电路由电感器Lrep（在横截面中示出）和电容器Crep形成。

热学屏障801因而具有第二表面区域805，其与靠近功率传送器101的工作台109接触。因此，热学屏障801，和特别地功率中继器/谐振电路803通过第二表面区域805耦合到功率传送器101。功率传送器101相应地生成功率中继器803主要经由第二表面区域805耦合到的第二电磁信号/场。

另外，热学屏障801包括第一表面区域807，其旨在当在使用中时与功率接收器/器具111接触。特别地，加热设备的加热元件201可以位于第一表面区域807上。

通过第一磁信号/场向功率接收器111提供无线功率，所述第一磁信号/场主要通过第一表面区域807提供。因此，功率接收器111到热学屏障801/功率中继器803的耦合主要经由第一表面区域807。

在特定示例中，到达功率中继器（并且具体地电感器Lrep）的磁通量的大部分经由第二表面区域805这样做。该通量可以被视为对应于第一磁信号。类似地，从功率中继器（并且具体地从电感器L）到达功率接收器111的磁通量的大部分经由第一表面区域807这样做。该通量可以被视为对应于第一磁信号。

热学屏障的深度典型地是大的，并且事实上在许多实施例中，第一表面区域807与第二表面区域805之间的距离为至少1cm、2cm、3cm或甚至5cm。这样的明显深度可以提供非常高效的热绝缘和保护。事实上，其可以典型地允许非常热的加热元件与热敏感的工作表面热隔离。然而，相关联的缺点在于功率传送器与功率接收器之间的直接耦合可能大幅降低，造成增加的功率损失等。在所描述的方案中，这些缺点通过包括功率中继器803的热学屏障来缓解。

特别地，功率中继器803布置成朝向第一表面区域集中第二电磁信号的能量。特别地，功率中继器803可以有效地充当磁透镜，其集中来自第二电磁信号的通量以提供第一电磁信号。功率中继器803通过利用从第二电磁信号感应的电流振荡的谐振电路来实现磁场的集中。有效地，谐振电路耦合到功率传送器和功率接收器，从而导致来自功率传送器的磁通量在提供给功率接收器时集中。该方案可以允许功率传送器线圈与功率接收器线圈/接收元件之间的总体耦合由功率传送器线圈与功率中继器之间以及功率中继器与功率接收器线圈/元件之间的距离确定而不是由功率传送器线圈与功率接收器线圈/元件之间的总距离确定。

谐振电路可以通过在由功率传送器生成的功率信号的频率处或附近谐振来有效地桥接传送器线圈与功率接收器线圈（加热元件）之间的距离。谐振电路的谐振频率frepeater可以使用以下公式由电感器Lrep和电容器Crep确定：

谐振电路的电感值Lrep可以在空气中测量，而在附近没有功率接收器或功率传送器。用于Lrep和Crep的典型值可以分别是200uH和200nF，其导致25KHz的谐振频率frepeater。然而，将领会到，具体值将取决于各个实施例和具体谐振频率。

当谐振电路的谐振频率适当调谐到功率信号的频率时，在谐振电路中感应出谐振电流Irep。在该条件下，回路区域内部的磁场线与由功率传送器生成的磁场线精确同相。作为结果，朝向功率接收器引导来自功率传送器的磁场线。

图9示出功率接收器/谐振电路803的实现方式的三维视图的图像。用于电感器的典型直径可以在10cm-25cm范围中。

因此，***提供用于使用热学屏障来提供功率传送器与功率接收器之间的热绝缘和保护同时降低和缓解对功率输送的影响的手段。特别地，创建热学屏障所需要的功率传送器与功率接收器之间的增加的距离通过热学屏障的体积内的功率中继器桥接。

在示例中，第一表面区域807和第二表面区域805在热学屏障801的相对表面上，即它们彼此相对。然而，将领会到，虽然这在许多场景中可以是实际的实现方式，但是表面之间的几何相互关系在其它实施例中可以不同。

类似地，第二表面区域805在示例中布置成允许热学屏障801接触并且特别地静止在功率传送器/工作台上。类似地，第一表面区域807布置成接收特别地为加热器具的功率接收器。第一表面区域807可以特别地布置用于使功率接收器在被供电时静止在其上。另外，在示例中，第一表面区域807和第二表面区域805二者在使用时大体水平。然而，将领会到，在其它实施例中，表面可以具有其它特性并且以其它方式耦合到功率传送器和功率接收器。

在所描述的示例中，热学屏障是可从功率传送器和功率接收器拆卸的，并且特别地热学屏障是与功率传送器和功率接收器分离的实体。这可以允许热学屏障被灵活地使用并且用于许多不同应用。例如，可以允许热学屏障实现为可以放置在厨房准备区的功率提供位置（当这些与加热器具一起使用时）上的托盘。

然而，在一些实施例中，热学屏障可以是功率接收器自身的部分。因此，给定的加热器具可以包括加热元件和包括功率中继器的热学屏障二者。例如，壶可以具有位于底部的热学屏障，其中加热元件位于热学屏障的顶部上。这可以允许将壶定位在非耐热表面上而不损伤它，而同时允许例如烧开水。

在图10中图示了使用这样的器具的无线功率输送***的示例。

在示例中，功率传送器101位于厨房工作台的准备区中。功率传送器101生成交变磁通量场。壶1001位于功率传送器101之上的准备区上。磁通量的部分到达加热元件，该加热元件在示例中与第一表面区域807接触。这造成加热元件中的涡电流，导致其变热从而允许水受热。由于热学屏障801的存在，工作台109受到保护以防由于加热元件中生成的热量所致的可能损伤。

然而，由于热学屏障801的存在，传送器线圈105与加热元件之间的距离增加。为了解决这一点，功率中继器803包括在热学屏障801中，其是水壶901的组成部分。功率中继器803然后有效地桥接传送线圈105与加热元件之间的间隙。

在一些实施例中，热学屏障还可以布置成控制第二电磁信号的能量水平。特别地，它可以基于温度测量结果信息来控制功率接收器处的电磁通量/电磁场强度。

特别地，如图11中图示的，热学屏障801可以包括控制器1101以用于响应于温度测量结果而控制第一电磁信号的幅度/能量水平。控制器1101布置成通过调适谐振电路的性质来修改能量水平。在大多数实施例中，性质可以是谐振电路的谐振频率，但是在其它实施例中还可以例如是谐振电路的阻尼或损失（即电路的Q）。控制器1101可以特别地布置成修改谐振电路的有效电感、电容或电阻。

特别地，当谐振频率与第二电磁信号的相同时并且当在谐振电路中不存在损失时，通过功率中继器803对能量的集中和重传是最强的。然而，从这些值偏离将导致磁通量和磁场强度在功率接收器处降低。相应地，通过修改谐振频率（或损失/阻尼），降低可能/将要被提取的功率。例如，涡电流的量和因而加热元件的加热可以由控制器1101控制。

因此，在一些实施例中，控制器1101可以通过控制功率中继器803的行为，例如通过改变功率中继器803中的电感、电容和电阻值，来修改朝向功率接收器输送的功率。

功率中继器803在其朝向功率接收器111引导通量线的能力方面的行为可以受控制器1101影响，例如通过改变用于谐振电路的电感Lrep、电容Crep或电阻值。改变这些参数中的一个或多个将改变谐振电路的调谐（或Q），并且具有引导通量线的其能力。相应地，这提供控制去往功率接收器的功率输送的（附加）方式，并且例如特别地控制加热元件的加热的方式。该控制可以附加于其它控制机制而执行或者可以是仅有的控制。例如，它可以是除了由功率传送器生成的功率信号的幅度或频率的常规修改之外的附加控制手段。

控制器1101耦合到温度测量结果接收器1103，其布置成接收温度测量结果。温度测量结果可以在许多实施例中指示功率接收器111的部分的温度，并且可以通常指示加热元件201的温度。在一些实施例中，温度测量结果接收器1103可以布置成从外部源接收温度测量结果，诸如特别地从功率接收器111接收。在其它实施例中，温度测量结果接收器1103可以布置成从内部源接收温度测量结果，诸如特别地从作为热学屏障801的部分的温度传感器接收。

温度测量结果接收器1103布置成向控制器1101转发所接收的（多个）温度测量结果，并且控制器1101布置成基于所接收的温度测量结果控制第一电磁信号的水平。特别地，控制器（1101）布置成降低第一电磁信号的水平以用于增加温度测量结果的值。

在一些实施例中，该控制可以是渐进式控制，使得当温度增加时第一电磁信号的水平逐渐降低。当所测量的温度增加时，这可以朝向降低提供给功率接收器的功率偏置第一电磁信号，并且可以相应地提供温度稳定化或控制。

在一些实施例中，控制可以是不太渐进的，并且特别地可以存在温度与第一电磁信号的水平之间的非线性关系。

作为具体示例，在一些实施例中，控制器1101可以布置成检测温度测量结果指示给定阈值以上的温度。这可以对应于温度超过安全水平并且其可以潜在地造成损伤的检测。相应地，控制器1101可以着手改变谐振电路特性，以使得谐振电路不朝向功率接收器集中能量，并且特别地使得其主动降低和阻挡朝向功率接收器的能量输送。这可以例如通过短接谐振电容Crep来完成，导致功率中继器803不朝向功率接收器111中继功率输送，而是有效地使这降低。相比于在温度尚未超过阈值情况下的状况，通过第一表面区域的通量相应地降低。

以此方式，热学屏障801可以相应地引入附加温度控制，并且可以特别地引入附加安全特征，其中可以检测过热并且该检测可以导致去往功率接收器111的功率的降低，并且因此导致降低的温度。

将领会到，在一些实施例中，水平降低可以直接跟随温度，并且例如该水平可以在温度测量结果指示温度落至阈值以下（或另一阈值，例如引入滞后）时再次增加。在其它实施例中，降低可以例如具有闩锁效应（latchingeffect）。例如，如果检测到过热情形（特别地，如果检测到温度测量结果超过某个值），控制器1101可以着手降低水平并且特别地尽可能多地阻挡朝向功率接收器111的功率集中。热学屏障801可以保持在该模式中，即便温度测量结果下跌至阈值以下，并且可以例如保持在阻挡模式中直到接收到用户输入。例如，如果热学屏障801检测到过热，控制器1101可以改变谐振电路的性质以阻挡功率输送，接通警告灯，并且等待按钮被按下。只有当用户按下按钮时热学屏障801才将重新开始正常操作。

热学屏障801可以相应地提供附加功能性并且特别地在许多实施例中可以提供附加安全保护。另外，该操作可以独立于功率接收器与功率传送器之间的直接功率输送控制。例如，功率接收器和功率传送器可以布置成依照Qi功率规范执行功率输送，而没有对是否存在热学屏障的任何考虑或实在知识。然而，通过在功率接收器与功率传送器之间***热学屏障801，可以实现针对功率传送器的表面材料的增加的保护。此外，在正常功率输送期间，功率中继器803提供增加的效率，同时过热保护引入可以阻挡功率输送的过热检测。这些附加功能可以在没有对功率接收器和功率传送器的操作的任何改变的情况下提供并且因而该方案具有高的向后兼容性。

过热可以例如由于功率接收器与功率传送器之间的通信中的故障而发生。例如，功率控制数据中的错误可以导致所提供的磁信号的功率被设置得太高。允许这解决过热的热学屏障的功能性可以相应地提供更可靠并且潜在地更安全的操作。特别地，其可以在一些实施例中防止单点故障导致过高温度。

作为另一示例，如果温度测量结果指示与第一表面区域807接触的功率接收器的表面的温度在设置成对应于热学屏障801的材料能够承受的温度的阈值以上，热学屏障801可以布置成阻挡功率输送。因此，热学屏障801可以包括确保功率接收器将不损伤热学屏障801的表面的自保护功能。

在一些实施例中，控制器1101还可以布置成增加第一电磁信号的水平以用于减小温度测量结果的值。例如，如果温度测量结果指示在所期望的目标值以下的温度，控制器1101可以布置成改变性质，以使得第一电磁信号的水平增加并且被输送的功率增加。特别地，如果谐振电路由于过热情形的检测而在之前已经修改成阻挡功率输送，温度已经落至给定阈值以下的检测可以导致控制器1101改变谐振电路返回到其中功率中继效应最大化的正常操作。

第一电磁信号的水平可以被等效地视为例如穿过第一表面区域807的通量幅值、针对第一表面区域807的通量密度和/或第一电磁信号的功率或幅度水平。

第一电磁信号的水平的降低可以是通过控制器1101相对于用于第二表面区域的第二电磁信号的磁通量密度而降低用于第一表面区域的第一电磁信号的磁通量密度以用于增加温度测量结果的值。控制器1101可以特别地改变性质以降低第二电磁信号的第二水平与第一电磁信号的第一水平之间的比率以用于增加温度测量结果的值。

因此，通过改变谐振电路的性质，通过第一表面区域807的电磁场的通量密度和相应地总通量和功率可以针对由功率传送器101生成的恒定电磁场而被降低。因此，向第一电磁信号/场集中的第二电磁信号/场的量取决于谐振电路的特性。改变谐振电路的性质可以相应地实现即便没有发生针对由功率传送器101生成的电磁信号的改变（例如功率传送器仍然输出相同功率），穿过第一表面区域807以到达功率接收器111（特别地，加热板201）的电磁信号/场的水平可以降低。

特别地，控制器1101可以通过远离功率接收器的谐振电路、功率传送器的谐振电路的谐振频率和/或远离第二电磁信号的频率而改变谐振频率来降低通过电感器L的通量，并且因而降低通过第一表面区域807的通量。典型地，谐振频率越靠近彼此，第一电磁信号将越强，即谐振频率越靠近彼此，通过第一表面区域807的第一电磁信号的功率将增加。而且，谐振频率越靠近第二电磁信号的频率，第一电磁信号将趋向于越强。

在一些实施例中，电容器Crep可以有效地实现为控制器1101所控制的可变电容器。相应地，控制器1101可以改变电容器的值，并且因而改变谐振电路的谐振频率以降低第一电磁信号的水平。作为具体示例，控制器1101可以断开或短接电容器，从而有效地停止谐振电路在靠近于功率接收器和功率传送器谐振电路的谐振频率的频率处的谐振。这将有效地停止热学屏障801关于功率接收器的功率输送/中继器效应。因此，通过响应于超过阈值的温度测量结果的检测而断开或短接电容器，热学屏障801可以阻挡功率中继/输送的大部分。有效地，热学屏障801可以通过表现为针对功率输送的电磁屏障来关断到功率接收器的功率供应，例如通过短接中继器线圈。因此，修改谐振电路的谐振频率的特别有吸引力的方式在许多实施例中可以是通过开关短接或断开电容器，如图12中图示的。

通过短接电容器，热学屏障内部的谐振电路的功能从朝向功率接收器/第一表面区域引导磁场改变成阻挡朝向功率接收器/第一表面区域的磁场。这导致功率接收器暴露于其中的场的改变并且因此导致加热元件中的热量生成的改变。

这可以允许提供给功率接收器的功率量的非常高效且快速的降低，并且可以例如用于在例如通过热学屏障自身检测到错误情形的情况下非常快速地降低功率。

通过断开电容器，热学屏障内部的谐振电路的功能从朝向平底锅功率接收器引导磁场改变成降低功率接收器附近的磁场强度。这导致对应于其中不存在功率中继器的场景的场景。如果通过功率传送器线圈的电流未改变，则功率接收器暴露于其中的场将降低并且因而加热元件中的热量生成将降低。该方案可以例如用作快速降低器具中的热量生成的附加控制手段，例如如果实现了目标温度，例如如果水正在烧开。

控制器1101可以在一些实施例中由功率接收器控制。功率接收器可以向控制器1101提供控制数据，控制器1101可以着手响应于该控制数据调适谐振电路的行为。

例如，功率接收器可以包括可以测量受电器具的部分的温度（诸如特别地加热元件201的温度）的温度传感器。功率接收器可以经由合适的通信信道（如例如针对Qi功率输送***指定的）将这传达至功率传送器。然而，针对这样的操作的响应时间典型地相对高并且在***对过热做出反应之前引入明显延迟。

在这样的实施例中，功率接收器可以在检测到过热时向热学屏障提供请求该屏障尽可能多地降低提供给功率接收器的功率的控制信号。该请求可以馈送至控制器，控制器作为响应可以着手闭合开关S1以便短接电容器。

这将导致非常快的响应时间和可用于功率接收器的功率中的非常显著的降低。相应地，加热将被降低并且过热场景得到缓解。因此，这可以在不涉及功率传送器的情况下实现。

过热可以例如由于功率接收器与功率传送器之间的通信中的故障而发生。例如，功率控制数据中的错误可以导致所提供的磁信号的功率被设置得太高。热学屏障的允许其解决过热的功能性可以相应地提供更可靠并且潜在地更安全的操作。特别地，其可以在一些实施例中防止单点故障导致过高温度。

在热学屏障801是器具的组成部分的情况下，比如在图10中，该器具可以通过有线连接向控制器1101提供控制数据以实现快速控制机制。

在热学屏障801不是器具的部分的其它实施例中，热学屏障可以包括耦合到控制器1101的数据接收器，其中接收器布置成从功率接收器接收控制数据并且功率接收器可以包括可以向热学屏障传达数据的数据传送器。这可以例如使用功率接收器和热学屏障中的蓝牙或NFC通信单元实现。

在一些实施例中，控制器1101可以可替换地或此外由从热学屏障801自身的用户接口接收的用户输入控制。特别地，热学屏障801可以包括允许例如用户设置最大功率水平的用户接口。当器具被视为在最高的合理功率水平处操作时，功率水平可以例如通过用户按下按钮来设置。可以测量和存储谐振电路中的电流。在将来的操作中，可以连续测量谐振电路电流并且将其与所存储的值比较。如果它超过所存储的值，控制器1101可以着手改变谐振频率或引入对谐振电路的阻尼（电阻、损失）以便降低功率中继器的效率。

在许多实施例中，接收器1103可以布置成从功率接收器111接收温度测量结果。因此，接收器103可以从功率接收器11接收温度测量结果形式的控制数据。温度测量结果可以例如通过温度传感器测量加热元件201的温度来生成并且可以使用包括例如第一电磁信号的负载调制的任何合适的通信方案或使用诸如NFC或蓝牙^TM通信链路之类的单独的通信链路来传达至接收器1103。

温度测量结果可以以取决于单独实施例的特定偏好和要求的合适更新速率来传送。例如，在许多实施例中，可以例如每1-5秒生成新的温度测量结果。

在一些实施例中，热学屏障801可以自身包括过热保护。例如，热学屏障801可以包括耦合到接收器1103的温度传感器。该温度传感器可以例如定位成非常靠近或接触第一表面区域807。因此，温度传感器可以有效地测量第一表面区域807的温度，并且因而间接地测量功率接收器的例如加热元件201的温度。

温度测量结果（无论从内部还是外部源接收）可以从接收器1103馈送至控制器1101，其可以连续比较所测量的温度与例如被视为对于功率接收器111或对于热学屏障801而言可接受的温度。如果这被超过，控制器1101可以着手通过改变谐振电路的行为，例如通过短接电容器，来做出反应。

在一些实施例中，温度传感器可以位于第二表面区域805处或其附近，并且因而可以测量用于工作台的接触表面的温度。可以由控制器1101将该温度与被视为在不损伤工作台的情况下可接受的最大值的参考温度进行比较。如果超过该温度，控制器1101可以通过改变谐振电路的行为，例如通过短接电容器，来着手做出反应。

如之前所描述的，如果温度传感器生成例如超过预设阈值的温度测量结果，控制器1101可以着手改变谐振电路的特性，使得第一电磁信号的水平降低，即提供给加热元件201的功率自动降低。在许多实施例中，如果热学屏障801中的温度传感器测量到超过阈值的温度，则去往功率接收器111的功率输送可以被有效地阻挡，从而提供单独的且独立的过热保护，其特别地可以保护功率传送器的表面或热学屏障801的表面以防由于通过功率接收器111的过度加热引起的损伤。

在许多实施例中，热学屏障可以包括允许例如用户设置针对第一表面区域807和/或第二表面区域805的参考或阈值温度的用户接口。

在这样的示例中，热学屏障801可以例如检测在功率接收器与功率传送器之间的通信中是否发生故障从而导致过热。

例如，如果对于其中水壶被供电的场景在功率传送器与功率接收器之间的通信中发生错误，那么在这个错误被功率传送器检测和解决之前可能存在明显延迟。这可以例如造成水壶过热或者烧干。然而，热学屏障801的控制功能性可以检测这一点并且着手解调谐振电路的谐振频率。

将领会到，依赖于温度测量结果的第一电磁信号的水平的精确逼近和控制可以取决于单独实施例的偏好和要求，并且特别地取决于所期望的操作特性。

如之前所描述的，控制器1101可以布置成比较温度测量结果与温度阈值并且在温度测量超过温度阈值的情况下降低第一电磁信号的水平。谐振电路可以特别地利用给定特性进行操作，并且特别地利用给定谐振频率进行操作，只要温度测量结果在阈值以下。在该操作模式中，谐振电路可以提供第二电磁信号的功率到第一电磁信号中的给定集中，并且可以典型地设法最大化第一电磁信号与第二电磁信号的功率之间的比率。第一电磁信号的功率的控制可以使用常规操作来实现，诸如例如使用类似于Qi规范的操作，并且特别地通过功率接收器111向功率传送器101直接传达功率控制消息，从而实现功率控制回路。

然而，如果温度测量结果增加至超出阈值，例如对应于检测到过热场景，控制器1101可以着手改变谐振电路的性质以使得第一电磁信号的功率降低，即便第二电磁信号的功率未改变或潜在地即便其增加（例如由于功率接收器111错误地向功率传送器101传送升高功率请求）。控制器1101可以特别地设法尽可能多地阻挡去往功率接收器111的功率输送，并且可以例如短接或断开谐振电路的电容器。

在许多实施例中，控制器1101可以布置成通过控制针对第一电磁信号的最大可允许水平来控制第一电磁信号的水平。最大可允许水平可以是控制器1101将不允许水平增加至超出其的第一电磁信号的水平。因此，如果控制器1101检测到第一电磁信号的水平增加至超出最大可允许水平，该控制器着手改变谐振电路以降低水平。因此，控制器1101布置成修改谐振电路以降低第一电磁信号的水平，如果该水平增加至最大可允许水平以上的话。然而，如果水平在最大可允许水平以下，控制器1101可以在许多实施例中保持谐振电路不改变并且特别地可以将其设置成提供最大功率输送。

在其中控制器1101布置成控制谐振电路将第一电磁信号的水平维持在最大可允许水平以下的实施例中，该控制器可以进一步布置成根据温度测量结果设置最大可允许水平。特别地，它可以响应于温度测量结果的增加值而降低最大可允许水平。因此，当温度增加时，控制器1101可以修改最大可允许水平。这样的方案可以例如防止温度失控并且可以例如逐渐地降低在温度增加时可以在加热板201中感应的最大功率。

在一些实施例中，控制器1101可以布置成比较温度测量结果和温度阈值并且依赖于温度测量结果是否超过阈值来设置最大可允许水平。特别地，如果温度测量超过阈值，最大可允许水平被设置成与在其不超过阈值的情况相比更低的值。

相比于在阈值以下，对于阈值以上的温度测量结果，最大可允许水平可以在许多场景中是明显更低的。事实上，在许多实施例中，当温度测量结果超过温度阈值时的最大可允许水平可以不超过当温度测量结果不超过温度阈值时的最大可允许水平的5%、10%或20%（精确值可以取决于特定应用）。

这样的方案可以例如提供非常高效的过热保护。特别地，只要温度测量结果保持在用于过热检测的阈值以下，最大可允许水平就可以设置成高水平。该高水平可以甚至设置成高于功率传送器101可以生成的水平，即在该情况下可能不存在谐振电路对任何功率水平的功率限制。在许多情况下，其中当温度测量结果在阈值以下时不存在最大功率的限制，最大可允许水平可以被视为对应于如由功率接收器指示的最大功率水平，或者被视为功率传送器101可以提供的最大功率水平。这可以允许正常操作并且特别地可以支持高功率应用，诸如壶或平底锅。

然而，如果温度测量结果上升至阈值以上，控制器1101可以着手（典型地快速地）修改谐振电路，以使得其现在有效地阻挡功率输送。因此，如果检测到过热，控制器1101阻挡功率，以使得温度降低并且解决过热场景。

第一电磁信号的水平可以例如被测量为谐振电路的电流、电压或功率。因此，在许多实施例中，最大可允许水平可以由用于谐振电路的最大电流、电压或功率表示。例如在许多实施例中，最大可允许水平可以由用于谐振电路的电感器电流表示，并且因此控制器1101可以布置成测量通过电感器L的电流并且将这与最大可允许电流比较。如果所测量的电流超过最大可允许电流，控制器1101可以着手改变例如谐振电路的谐振频率，以使得电感器电流降低。

谐振电路朝向壶/功率接收器引导通量线的能力可以特别地通过利用开关S1短接或断开电容器Crep来降低。如果经由温度传感器检测到过高温度，控制单元闭合（或断开）开关S1以短接（或断开）电容器Crep。

该方案可以因而提供检测错误情形中的附加冗余层。

在一些实施例中，控制器1101可以布置成调适谐振电路的谐振频率以匹配第二电磁信号的频率。该操作可以例如在温度测量结果指示在阈值水平以下的温度时执行，诸如在正常操作期间。因此，只要温度不超过阈值，控制器1101可以着手调适谐振电路以提供例如最优功率输送。然而，如果检测到超过阈值的温度测量结果，安全操作接管并且控制器110可以修改谐振电路以例如阻挡去往功率接收器的功率输送。

例如，在正常操作期间，控制器1101可以布置成修改电容器的电容，使得谐振频率变化。控制器1101可以连续监视通过电感器/电容器的电流（例如平均绝对值、幅度或峰值）并且调节电容以最大化电流。这可以允许功率中继器803自动适应操作频率以优化从功率传送器到功率接收器的功率输送。

典型地，谐振电路的谐振频率frepeater受例如组件变化、功率传送器、谐振电路和功率接收器之间的耦合因素、功率传送器中的例如铁素体（ferrite）的存在、功率传送器内的谐振电路的存在等影响。因此，在功率信号的频率处谐振的谐振电路的所期望的效应在许多实施例中通过热学屏障布置成动态地调适谐振频率以补偿这样的效应来改进。

用于调适或修改谐振电路的谐振频率的特别有吸引力的方案在许多实施例中是在第二电磁信号的至少一些周期内的每一个周期的部分内临时短路电容器。特别地，这可以提供电容的有效逐渐改变。

具体地，该方案可以有效地提供可变电容，其可以用于提供谐振频率的相对精细的调节。

作为具体示例，控制器1101可以测量跨电容器的交流电压，同时开关S1（与电容器并联）断开。通过在跨S1的电压达到零（所谓的零电压开关）之后的信号周期的部分期间闭合开关S1，电路的电容可以实际上增加。作为结果，谐振电路的谐振频率可以逐渐减小。

作为示例，图13示出针对三个不同操作模式的跨Crep的电压、通过Lrep的电流、通过Crep的电流和通过与Crep并联的S1的电流。在示例中，Crep的值在中继器电路将具有其自谐振的值的60%处被选择。

在第一模式（顶部图片）中，开关S1断开。因而没有电流流过S1。

在第二模式（中间图片）中，开关S1在跨Crep的电压达到零之后闭合1.7us。在该时间期间，S1临时抑制Crep的充电，同时它维持电流通过Lrep的流动。作为结果，中继器电路的谐振频率移动成更靠近功率信号的频率。这导致通过中继器电路的更大电流。

在第三模式中，开关S1在跨Crep的电压达到零之后闭合3.25us。结果是中继器电路在功率信号的频率处谐振，导致通过中继器电路的非常大的电流。

在一些实施例中，热学屏障801还可以布置成通过修改谐振电路的性质来向功率传送器传送数据。

事实上，修改谐振电路的电容、电感或电阻导致被反射回功率传送器线圈的磁场中的改变。功率传送器可以检测该改变，例如作为传送器线圈处的阻抗改变。

因此，在一些实施例中，热学屏障801可以包括通信单元，其可以响应于其希望传达的数据而改变谐振电路的性质。例如，比特可以通过通信单元以取决于该比特是“0”还是“1”的改变程度临时地略微改变谐振频率来传达。功率传送器可以检测具有相应地取决于该比特是“0”还是“1”的改变程度的作为传送线圈的阻抗中的改变的改变。这样的数据的调制和解调还可以遵循如针对功率接收器与功率传送器之间的通信链路限定的类似技术。

***可以因此提供例如无线功率输送***中的附加通信，使得该通信不仅在功率接收器与功率传送器之间而且可以在热学屏障与功率传送器之间。这可以特别地允许附加功能性，并且事实上可以允许热学屏障也控制所提供的传送功率。

例如，如果热学屏障包括测量接触厨房工作台的第二表面区域的温度的温度传感器，热学屏障可以不仅改变谐振电路以阻挡功率输送而且可以向功率传送器传送控制信号，如果该温度超过给定限制的话。作为响应，功率传送器可以着手降低传送功率以便降低过热的风险。因此，热学屏障可以提供在控制功率提供方面和特别地在防止可能造成对工作台的损伤的过热方面的附加冗余性。特别地，所添加的通信可以用于允许热学屏障控制来自功率传送器的传送功率，使得不发生热学屏障自身的过热。

在一些实施例中，热学屏障可以包括为用户提供用户输入的用户接口，并且热学屏障可以响应于该用户输入而生成用于功率传送器的数据。在一些实施例中，用户输入数据可以直接传达至功率传送器，从而允许热学屏障向功率传送器有效地添加（附加）用户接口。在其它实施例中，热学屏障可以不直接向功率传送器传送用户数据，而是可以替代性地在内部使用用户输入并且向功率传送器提供取决于用户输入的控制数据。例如，用户接口可以用于允许用户输入用于过热条件的检测的阈值温度。所测量的温度然后可以与该用户输入阈值温度比较，并且在超过阈值温度的情况下可以阻挡功率输送（并且可能地控制数据可以被传送至功率传送器）。

在一些情况实施例中，器具可以不具有到功率传送器的通信链路。在该情况下，热学屏障可以在正常操作期间控制到器具的功率输送。例如，用户可以设置针对用于加热器具的主界面的所期望的温度。利用温度传感器，热学屏障可以测量主界面的实际温度作为器具的温度的结果。热学屏障可以将实际测量的温度与用户设置的温度比较以确定控制错误。热学屏障可以向功率传送器传达控制错误以用于相应地调适功率信号并且此外可以通过例如将电路调谐/解调至操作频率来控制其谐振电路以用于向器具引导功率信号。因此，在该场景中，热学屏障可以例如控制第一电磁信号的水平，使得实现所期望的温度。

特别地，如果温度测量结果指示高于目标温度的温度，第一电磁信号的水平可以降低，例如通过调节谐振电路以具有更远离功率传送器和/或功率接收器的谐振电路的谐振频率的谐振频率，和/或调节到由功率传送器生成的第二电磁信号的频率。

如果温度测量结果指示低于目标温度的温度，第一电磁信号的水平可以增加，例如通过调节谐振电路以具有更靠近功率传送器和/或功率接收器的谐振电路的谐振频率的谐振频率，和/或调节到由功率传送器生成的第二电磁信号的频率。因此，在这样的场景中，控制器1101还可以布置成增加第一电磁信号的水平以得到温度测量结果的较低值。

事实上，在示例中，控制器1101可以布置成在温度测量结果在较低的阈值以下的情况下增加第一电磁信号的水平，并且在温度测量结果在较高阈值以上的情况下降低第一电磁信号的水平。较高阈值将高于或等于较低阈值。第一电磁信号的水平的增加或减小的量（和/或改变的速率）可以取决于温度测量结果与适当阈值之间的差异的幅值。

以此方式，热学屏障可以引入不要求功率传送器的或者事实上在许多场景中功率接收器的调适的温度控制回路。该方案可以与过热保护组合（例如如果超过阈值则阻挡功率输送）或者可以独立于此而实现。

该方案可以利用功率传送器，其布置成检测是否的确存在热学屏障，并且其可以布置成只有在热学屏障的确存在的情况下提供高功率。

这样的功率传送器的元件的示例在图14中示出。该功率传送器可以特别地对应于之前描述的功率传送器，例如参照图8，但是具有用于检测是否存在热学屏障的功能性。

因此，功率传送器包括电源103和功率信号生成器107，其特别地可以是从所提供的功率信号生成足够高频率信号的逆变器。功率信号生成器107耦合到传送线圈105。因此，功率信号生成器107生成驱动信号并且将其馈送至传送线圈/电感器105。

此外，功率传送器包括检测器1401，其布置成检测靠近于传送线圈105的热学屏障的存在。在示例中，检测器1401耦合到传送线圈105并且布置成通过感测用于传送线圈105的特性中的改变来检测热学屏障的存在。特别地，检测器401可以检测对应于热学屏障的谐振电路的存在的阻抗中的改变。因此，在示例中，检测器1401布置成基于用于传送线圈105的驱动信号的性质来检测热学屏障的存在。例如，检测器1401可以检测驱动信号对应于具有与热学屏障中的谐振电路的效应对应的某个频率范围内的特定特性的阻抗。

然而，将领会到，可以使用用于检测存在的任何合适的方案。例如，功率传送器和热学屏障中的每一个可以包括NFC或RFID传送器/接收器并且热学屏障的存在可以通过建立与热学屏障的NFC/RFID通信（其固有地为短程通信）的可能性来检测。在这样的实施例中，通信可以进一步交换数据，例如热学屏障可以传达它的确是热学屏障并且可能地还可以传达热学屏障的各种特性或性质。

因此，在一些实施例中，检测器布置成响应于检测到源自热学屏障的通信信号而检测热学屏障的存在。在其它实施例中，信号可以潜在地不是通信信号，而是可以例如是可以由功率传送器检测的微弱的未调制信号。例如，载波信号的存在可以指示热学屏障是存在的。

检测器1401耦合到功率控制器1403，其还耦合到功率信号生成器107。功率控制器1403特别地布置成控制到传送线圈105的驱动信号的最大功率并且相应地布置成控制多少功率可以提供给功率接收器。

在图14的功率传送器中，功率控制器1403布置成当尚未检测到热学屏障时将由传送线圈105生成的无线感应功率信号的功率限制到与当已经检测到热学屏障时相比更低的水平。因此，所生成的功率输送信号的最大功率水平在没有检测到热学屏障时比在检测到热学屏障时更低。特别地，当不存在热学屏障时，功率控制器1403可以将最大功率水平限制到明显更低的水平并且仅在功率传送器确定存在提供热阻的热学屏障时允许高功率。

这在许多场景中可以提供用于防止对功率传送器表面（即在特定示例中的工作台）的损伤的高效方案，因为功率可以限制到不足以造成加热器具升温至潜在地损伤水平的安全水平。然而，同时它可以向低功率设备提供功率，并且可以自动调适以允许利用热学屏障的高功率加热。

该方案可能特别适合于其中热学屏障不是受电器具的部分的场景。

事实上，如之前所提及的，具有功率中继器的热学屏障可以是受电器具的组成部分。然而，在其中受电器具不包括热学屏障的场景中，具有功率中继器的托盘形式的热学屏障可以提供非常有用的可替换方案。在这样的场景中，托盘可以包含由功率传送器或器具检测和/或标识的构件以便确保热学屏障的存在。托盘可以进一步包含控制功率传送器和用户接口的构件。

该方案可以相应地控制所传递的功率。特别地，功率传送器可以仅在检测到托盘的存在的情况下提供最大功率。因此，托盘可以包含可以由功率传送器检测和/或标识的特征。这样的构件可以通过托盘中的谐振电路的存在而固有地实现。例如在功率传送器检测到没有谐振电路的器具的情况下，其可以得出不存在托盘的结论。从安全的观点来看，这可能意味着功率传送器可以只有在其检测到谐振电路的情况下提供（全）功率。

将领会到的是，为了清楚起见，以上描述已经参照不同的功能电路、单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将显然的是，在不减损本发明的情况下，可以使用不同功能电路、单元或处理器之间的功能性的任何合适分布。例如，被说明成由单独的处理器或控制器执行的功能性可以由相同的处理器或控制器执行。因而，对特定功能单元或电路的引用仅被视为对用于提供所描述的功能性的合适构件的引用，而不指示严格的逻辑或物理结构或组织。

本发明可以以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或这些的任何组合。本发明可以可选地至少部分地实现为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的实施例的元件和组件可以在物理上、功能上和逻辑上以任何合适的方式实现。事实上，功能性可以在单个单元中、多个单元中或者作为其他功能单元的部分而实现。这样，本发明可以在单个单元中实现或者可以在物理上和功能上分布在不同的单元、电路和处理器之间。

尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是本发明不旨在受限于本文所阐述的特定形式。相反，本发明的范围仅由随附权利要求限制。此外，尽管特征可能显现为结合特定实施例进行描述，但是本领域技术人员将认识到，所描述的实施例的各种特征可以依照本发明进行组合。在权利要求中，术语包括不排除其它元件或步骤的存在。

另外，尽管单独列举，但是多个构件、元件、电路或方法步骤可以通过例如单个电路、单元或处理器来实现。此外，尽管各个特征可以包括在不同的权利要求中，但是这些可以可能地有利组合，并且在不同权利要求中的包括不暗示特征的组合不可行和/或不是有利的。同样，特征在一种类别的权利要求中的包括不暗示对该类别的限制，而是指示在适当的时候该特征等同地适用于其他权利要求类别。另外，权利要求中的特征的顺序不暗示特征必须以其工作的任何特定顺序，并且特别地方法权利要求中的各个步骤的顺序不暗示这些步骤必须以该顺序执行。相反，步骤可以以任何合适的顺序执行。此外，单数引用不排除多个。因此对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。权利要求中的附图标记仅仅作为澄清示例提供，其不应当理解为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (16)

1.一种用于无线功率输送***的热学屏障，该热学屏障包括：

第一表面区域（807），其用于耦合到通过第一电磁信号供电的功率接收器（111）；

第二表面区域（805），其用于耦合到提供第二电磁信号的功率传送器（101）；

功率中继器（803），其包括包含电感器和电容器的谐振电路，该功率中继器（803）布置成通过朝向第一表面区域（807）集中第二电磁信号的能量来生成第一电磁信号；

接收器（1103），其用于接收温度测量结果；以及

控制器（1101），其用于通过调适谐振电路的性质来控制第一电磁信号的第一水平，该控制器（1101）布置成降低第一水平以用于增加温度测量结果的值。

2.权利要求1的热学屏障，其中控制器（1101）布置成将温度测量结果与温度阈值比较，并且在温度测量结果超过温度阈值的情况下降低第一水平。

3.权利要求1或2的热学屏障，其中控制器（1101）布置成将第一水平限制到不超过最大可允许水平，并且响应于温度测量结果的增加值而降低最大可允许水平。

4.权利要求3的热学屏障，其中控制器（1101）布置成比较温度测量结果和温度阈值，并且与当温度测量结果不超过温度阈值时相比，当温度测量结果超过温度阈值时将最大可允许水平设置到更低的值。

5.权利要求4的热学屏障，其中当温度测量结果超过温度阈值时的最大可允许水平不超过当温度测量结果不超过温度阈值时的最大可允许水平的10%。

6.权利要求1的热学屏障，其中控制器（1101）布置成通过改变谐振电路的谐振频率以更多地不同于第二电磁信号的频率、功率传送器的谐振电路的谐振频率和功率接收器的谐振电路的谐振频率中的至少一个以用于增加温度测量结果的值来降低水平。

7.权利要求1的热学屏障，其中接收器（1103）布置成从功率接收器（111）接收温度测量结果。

8.权利要求1的热学屏障，进一步包括布置成生成指示第一表面区域（807）的温度的温度测量结果的温度传感器。

9.权利要求1的热学屏障，其中控制器（1101）布置成改变性质以降低第二电磁信号的第二水平与第一水平之间的比率以用于增加温度测量结果的值。

10.权利要求1的热学屏障，其中控制器（1101）布置成通过相对于用于第二表面区域的第二电磁信号的磁通量密度而降低用于第一表面区域的第一电磁信号的磁通量密度以用于增加温度测量结果的值来降低第一水平。

11.权利要求1的热学屏障，其中性质是谐振频率。

12.权利要求11的热学屏障，其中控制器（1101）布置成通过使电容器短接和将电容器从电感器断开中的至少一个来改变谐振频率。

13.权利要求1的热学屏障，进一步包括耦合到控制器（1101）并且布置成从功率接收器（111）接收控制数据的接收器；并且其中控制器（1101）布置成依赖于控制数据来调适性质。

14.权利要求1的热学屏障，进一步包括耦合到控制器（1101）并且布置成接收用户输入的用户接口；并且其中控制器（1101）布置成依赖于用户输入而调适性质。

15.权利要求1的热学屏障，其中控制器（1101）布置成调适谐振电路的谐振频率以匹配第二电磁信号的频率。

16.权利要求1的热学屏障，进一步包括布置成通过修改谐振电路的性质来向功率传送器传送数据的通信单元，以及用于接收用户输入的用户接口；并且其中该通信单元布置成依赖于用户输入和热学屏障所测量的至少一个参数而生成数据。