CN107078519A - 用于丢失功率检测的装置和方法 - Google Patents

用于丢失功率检测的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107078519A
CN107078519A CN201580049843.3A CN201580049843A CN107078519A CN 107078519 A CN107078519 A CN 107078519A CN 201580049843 A CN201580049843 A CN 201580049843A CN 107078519 A CN107078519 A CN 107078519A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
power
amount
rechargeable devices
time period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580049843.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107078519B (zh
Inventor
F·卡罗波兰特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN107078519A publication Critical patent/CN107078519A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107078519B publication Critical patent/CN107078519B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H02J7/025—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

描述了用于丢失功率检测的装置和方法。在一个实现方式中，一种用于无线地传输功率的装置包括天线，所述天线被配置为：向放置在所述天线的充电区域内的可充电设备提供足以对所述可充电设备进行充电或供电的无线功率。所述装置还包括接收机，所述接收机被配置为：从所述可充电设备接收所述可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果。所述装置还包括处理器，所述处理器被配置为：测量所述天线在第二时间段内所提供的第二能量数量；将所述第一能量数量所述第二能量数量进行比较；以及至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否另一个物体正在吸收经由所述天线提供的功率。

Description

用于丢失功率检测的装置和方法
技术领域
所描述的技术总体上涉及无线功率。更具体地，本公开内容涉及与磁场中存在的非顺从物体的检测相关的设备、***和方法。
背景技术
宽松耦合的无线功率***包括功率传输单元(例如，充电设备)以及要被充电的一个或多个功率接收单元(例如，蜂窝电话、膝上型计算机等)。当在功率传输单元的充电区域内、附近或周围存在非顺从物体时，无线功率***中的电能可能丢失。丢失的电能可能伤害用户、损害设备或物体、引起火灾等。因而，检测功率***何时经历功率损耗并且适当地做出响应是期望的。
发明内容
所附权利要求书的范围内的***、方法和设备的各个实施例均具有若干方面，其没有单独一个方面为本文描述的期望属性单独负责。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述了一些重要特征。
在附图和下文描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节。根据描述、附图和权利要求书，其它特征、方面和优势将变得显而易见。注意，可以不按比例绘制下面附图的相对尺寸。
本公开内容的一个方面提供了一种用于无线地传输功率的装置。所述装置包括天线，所述天线被配置为：向放置在所述天线的充电区域内的可充电设备提供足以对所述可充电设备进行充电或供电的无线功率。所述装置还包括接收机，所述接收机被配置为：从所述可充电设备接收所述可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果。所述装置还包括处理器，所述处理器被配置为：测量所述天线在第二时间段内所提供的第二能量数量。所述处理器还被配置为：将从所述可充电设备接收的所述第一能量数量与所述第二时间段内的所述第二能量数量进行比较。所述处理器还被配置为：至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述天线提供的功率。
本公开内容的另一个方面提供了一种用于无线地传输功率的方法。所述方法包括：从发射机以足以对放置在充电区域内的一个或多个可充电设备进行供电或充电的功率水平来发送功率。所述方法还包括：从所述一个或多个可充电设备接收所述可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果。所述方法还包括：测量所述发射机在第二时间段内所提供的第二能量数量。所述方法还包括：将从所述可充电设备接收的所述第一能量数量与所述发射机在所述第二时间段内所提供的所述第二能量数量进行比较。所述方法还包括：至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述发射机提供的功率。
本公开内容的另一个方面提供了一种用于无线地传输功率的装置。所述装置包括：用于以足以对放置在充电区域内的一个或多个可充电设备进行供电或充电的功率水平来发送功率的单元。所述装置还包括：用于从所述一个或多个可充电设备接收所述一个或多个可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果的单元。所述装置还包括：用于测量所述发送单元在第二时间段内所提供的第二能量数量的单元。所述装置还包括：用于将从所述一个或多个可充电设备接收的所述第一能量数量与所述发送单元在所述第二时间段内所提供的所述第二能量数量进行比较的单元。所述装置还包括：用于至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述一个或多个可充电设备之外的物体正在吸收经由所述发送单元提供的功率的单元。
本公开内容的另一个方面提供了一种非暂时性计算机可读介质。所述介质包括在被执行时使得处理器执行以下方法的指令：从发射机以足以对放置在充电区域内的一个或多个可充电设备进行供电或充电的功率水平来发送功率。所述介质还包括在被执行时使得处理器执行以下方法的指令：从所述一个或多个可充电设备接收所述一个或多个可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果。所述介质还包括在被执行时使得处理器执行以下方法的指令：测量所述发射机在第二时间段内所提供的第二能量数量。所述介质还包括在被执行时使得处理器执行以下方法的指令：将从所述一个或多个可充电设备接收的所述第一能量数量与所述发射机在所述第二时间段内所提供的所述第二能量数量进行比较。所述介质还包括在被执行时使得处理器执行以下方法的指令：至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述一个或多个可充电设备之外的物体正在吸收经由所述发射机提供的功率。
本公开内容的另一个方面提供了一种用于无线地接收功率的装置。所述装置包括天线，所述天线被配置为：从无线功率发射机接收无线功率。所述装置还包括处理器，所述处理器被配置为：确定所述天线在一时间段内所接收的能量数量。所述装置还包括发射机，所述发射机被配置为：发送所述天线在所述一时间段内所接收的所述能量数量的测量结果。
本公开内容的另一个方面提供了一种用于无线地接收功率的方法。所述方法包括：从无线功率发射机无线地接收功率。所述方法还确定天线在一时间段内所接收的能量数量。所述装置还包括发送所确定的、所述天线在所述一时间段内所接收的能量数量。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的示例性无线功率传输***的功能性框图。
图2是根据本发明的各个示例性实施例的可以用在图1的无线功率传输***中的示例性组件的功能性框图。
图3是根据本发明的示例性实施例的图2的发送电路或接收电路的一部分(包括发射或接收天线)的示意图。
图4A根据本发明的示例性实施例，示出了包括无线功率发射机和接收机的无线功率***。
图4B是示例性负载的电压、电流和功率测量的图。
图5是示例性吉尔伯特乘法器单元的图。
图6是根据本文描述的示例性实施例的示例性积分器的图。
图7是根据本发明的示例性实施例的可以用在图1的无线功率传输***中的发射机的功能性框图。
图8是根据本发明的示例性实施例的可以用在图1的无线功率传输***中的接收机的功能性框图。
图9是用于确定充电区域内、附近或周围是否存在非顺从物体的示例性方法的流程图。
附图中示出的各个特征可以不是按比例绘制的。因此，为了清楚起见，可以任意地扩大或减小各个特征的尺寸。另外，附图中的一些附图可以不描绘给定***、方法或设备的组件中的所有组件。最后，遍及说明书和附图可以使用相似的参考标记来指示相似的特征。
具体实施方式
下面结合附图阐述的具体实施方式旨在于作为对本发明的某些实现方式的描述，而不旨在于表示可以实施本发明的唯一的实现方式。遍及本描述所使用的术语“示例性”意味着“作为示例、实例或说明”，并且不应当必要地被解释为优选于其它示例性实现方式或设计或者比其它示例性实现方式有优势。为了提供对所公开的实现方式的全面理解的目的，具体实施方式包括具体细节。在一些示例中，一些设备是以框图的形式示出的。
无线地传输功率可以指代传输与电场、磁场、电磁场相关联的任何形式的能量或者在不使用物理电导体的情况下以其它方式从发射机向接收机传输(例如，可以通过自由空间来传输功率)。输出到无线场(例如，磁场)中的功率可以被“接收天线”(或“接受天线”)接收、捕获或耦合以实现功率传输。
图1是根据本发明的示例性实施例的示例性无线功率传输***100(其可以是宽松耦合的无线功率***)的功能性框图。可以从功率源(未示出)向发射机104提供输入功率102以生成用于提供能量传输的场105。接收机108可以耦合到场105并且生成输出功率110以用于由耦合到输出功率110的设备(未示出)进行存储或消耗。发射机104和接收机108两者被距离112分开。在一个示例性实施例中，发射机104和接收机108是根据相互共振关系来配置的。当接收机108的共振频率和发射机104的共振频率基本相同或相似时，发射机104和接收机108之间的传输损耗是最小的。因而，与可能要求大线圈(其要求线圈非常近(例如，mms))的纯粹的电感解决方案相反，可以在更大距离上提供无线功率传输。因此，共振电感耦合技术可以允许提高的效率和在各种距离上并且具有多种电感线圈配置的功率传输。
当接收机108位于发射机104所产生的能量场105中时，接收机108可以接收功率。场105与其中发射机104所输出的能量可以被接收机108捕获的区域相对应。在一些情况下，场105可以与发射机104的“近场”相对应，如下文将进一步描述的。发射机104可以包括用于输出能量传输的发射天线114。接收机108还包括用于接收或捕获来自能量传输的能量的接收天线118。近场可以与其中存在由发射天线114中的电流和电荷所产生的、从发射天线114最小地辐射功率的强反应场的区域相对应。在一些情况下，近场可以与在发射天线114的大约一个波长(或其一部分)内的区域相对应。发射天线114和接收天线118的尺寸是根据与其相关联的应用和设备来设定的。如上所述，可以通过将发射天线114的场105中的能量中的大部分能量耦合到接收天线118来发生高效能量传输，而不是将电磁波中的能量中的大多数能量传播到远场。当被放置在场105内时，可以在发射天线114和接收天线118之间形成“耦合模式”。发射天线114和接收天线118附近的可以发生该耦合的区域在本文中被称为耦合模式区域。在一个实施例中，发射天线114和接收天线118可以经由蓝牙低能量(BLE)链路来进行通信。
图2是根据本发明的各个示例性实施例的可以用在图1的无线功率传输***100中的示例性组件的功能性框图。发射机204可以包括发送电路206，发送电路206可以包括振荡器222、驱动器电路224和滤波及匹配电路226。振荡器222可以被配置为生成期望频率(诸如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)处的信号，可以响应于频率控制信号223来调整期望频率。可以将振荡器信号提供给驱动器电路224，驱动器电路224被配置为在例如发射天线214的共振频率处驱动发射天线214。驱动器电路224可以是开关放大器，其被配置为从振荡器222接收方波并且输出sine波。例如，驱动器电路224可以是E类放大器。还可以包括滤波及匹配电路226以滤除谐波或其它不想要的频率并且将发射机204的电阻与发射天线214进行匹配。作为驱动发射天线214的结果，发射机204可以以足以用于对电子设备进行充电或供电的水平来无线地输出功率。举一个示例，所提供的功率可以例如是300毫瓦到20瓦的数量级，以对具有不同功率要求的不同设备进行供电或充电。还可以提供更高或更低的功率水平。在一个实施例中，发射天线214和接收天线218可以经由蓝牙低能量(BLE)链路来进行通信。
接收机208可以包括接收电路210，其可以包括匹配电路232和整流器及开关电路234，以从AC功率输入生成DC功率输出来对如图2所示的电池236充电或对耦合到接收机108的设备(未示出)供电。可以包括匹配电路232以将接收电路210的电阻与接收天线218进行匹配。另外，接收机208和发射机204可以在单独的通信信道219(例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝等)上进行通信。替代地，接收机208和发射机204可以使用无线场205的特性经由带内信令来进行通信。
如下文更充分地描述的，可以初始地具有选择性可禁用的相关联的负载(例如，电池236)的接收机208可以被配置为确定由发射机204发送的并且被接收机208接收的功率量是否适用于对电池236进行充电。此外，接收机208可以被配置为当确定功率量是合适的时启用负载(例如，电池236)。在一些实施例中，接收机208可以被配置为直接利用从无线功率传输场接收的功率，而不对电池236进行充电。例如，通信设备(诸如近场通信(NFC)或射频标识设备(RFID))可以被配置为从无线功率传输场接收功率，并且通过与无线功率传输场进行交互来进行通信和/或利用所接收的功率来与发射机204或其它设备进行通信。
图3是根据本发明的示例性实施例的图2的发送电路206或接收电路210的一部分(包括发射或接收天线352)的示意图。如图3所示，在示例性实施例(包括下文描述的那些示例性实施例)中使用的发送或接收电路350可以包括天线352(或“环形”天线)。天线352可以被配置为包括空心磁芯或物理磁芯(诸如铁氧体磁芯(未示出))。空心磁芯环形天线可以更容忍被放置在磁芯附近的外来物理设备。此外，空心磁芯环形天线352允许在磁芯区域内放置其它组件。另外，空心磁芯环可以更容易地实现在发射天线214(图2)的平面内放置接收电线218(图2)，其中，发射天线214(图2)的耦合模式区域可能是更强大的。天线352可以是线圈(例如，感应线圈)和/或RF天线，或者是用于无线地接收或输出功率的任何其它适当的设备。天线352可以是利用绞合线来实现的或者被实现成被设计用于低电阻的天线带。天线352可能不需要“圈”以具有实际尺寸。天线352的示例性实现方式可以是“电小”的(例如，波长的一部分)并且通过使用电容器来调谐为在可用低频处共振以定义共振频率。
如所陈述的，在发射机104和接收机108之间的匹配的或接近匹配的共振期间可以发生发射机104和接收机108之间的高效的能量传输。然而，甚至当发射机104和接收机108之间的共振不匹配时，也可以传输能量，尽管效率可能受影响。能量的传输通过将来自发射天线214线圈的场105的能量耦合到驻留在其中建立该场105的邻域中的接收天线218来发生，而不是通过将来自发射天线214的能量传输到自由空间中来发生。
环形或磁天线的共振频率是基于电感和电容的。电感可以简单地是天线352所产生的电感，而可以将电容添加到天线的电感以产生期望的共振频率处的共振结构。举一个非限制性示例，可以向发送或接收电路350添加电容器354和电容器356以产生选择共振频率处的信号358的共振电路。因此，对于较大直径的天线，维持共振所需要的电容的大小可以随着环的直径或电感的增加而减小。此外，随着天线的直径增加，近场的高效能量传输区域可以增加。使用其它组件形成的其它共振电路也是可能的。举另一个非限制性示例，可以将电容器平行地放置在天线352的两端之间。对于发射天线，具有基本与天线352的共振频率相对应的频率的信号358可以是天线352的输入。
在一个实施例中，发射机104可以被配置为输出具有与发射天线114的共振频率相对应的频率的时变磁场。当接收机在场105内时，时变磁场可以在接收天线118中感应出电流。如上所述，如果接收天线118被配置为在发射天线118的频率处是共振的，则能量可以被高效地传输。如上所述，可以对接收天线118中感应出的AC电流进行整流以产生可以被提供用于对负载进行充电或供电的DC信号。
图4根据本发明的示例性实施例，示出了包括功率传输单元“PTU”404(例如，提供无线充电的功率传输单元)和一个或多个功率接收单元“PRU”484(例如，作为无线地可充电设备的功率接收单元)的无线功率***480。PTU 404可以产生耦合到PRU 484的磁场。PRU484可以将从PTU 404接收的磁能转化成电能。PRU 484可以包括诸如蜂窝电话、便携式音乐播放器、计算机、膝上型计算机、平板式计算机、计算机***设备、通信设备(例如，蓝牙头戴式耳机)、数字相机、助听器(以及其它医疗设备)等设备。在一个实施例中，PRU 484可以连接到要充电的、吸收电能的设备。在另一个实施例中，可以将要充电的设备集成到PRU 484中。出于对PRU 484进行充电的目的，可以将PRU 484放在PTU 404上。在一个实施例中，PTU404和PRU 484可以经由蓝牙低能量(BLE)链路来进行通信。
在一个实施例中，无线功率***480包括非顺从物体486(或“非顺从设备”、“外来物体”或“外来设备”)，其可以包括非顺从设备或组件。非顺从物体486可以包括受损设备、不是根据正确规范构建的设备(例如，不符合充电标准)或由导电材料制成的耦合到磁场的任何其它物体(例如，珠宝、眼镜、钥匙链等)。在一个实施例中，非顺从物体486可以是无法与PTU 404进行通信并且利用***控制算法来运作的任何物体或设备，这不允许PTU 404利用任何方法来管理或检测由非顺从物体486消耗的电能。由于PTU 404产生磁场，因此可以将电能传输给耦合到PTU 404磁场的任何设备或物体。非顺从物体486和一个或多个PRU484中的每个PRU 484可以被放置在PTU 404的充电区域内、附近或周围，这可以使得PRU484耦合到PTU 404磁场并且吸收电能。以此方式，当非顺从物体在充电区域内、附近或周围时，其可以影响对PTU 404所发送的功率的消耗和/或影响充电区域。所吸收的能量可以作为热量消散，这可以损害非顺从物体486、伤害或烧伤用户、引起火灾、损害PTU 404或者产生任何其它安全问题。在没有非顺从物体或非顺从设备检测***的情况下，PTU 404可以继续无期限地向非顺从物体486传输功率。根据一种或多种方法，PTU 404可以被配置为检测非顺从物体486，如下文描述的。如所提及的，PTU 404可以被配置为根据一种或多种方法来检测影响相关联的充电区域的非顺从物体486中的一个或多个非顺从物体486。PTU 404可以使用基于对PTU 404和一个或多个PRU 484采取的***测量的方法来检测非顺从物体486。在一个实施例中，PTU 404可以对PTU 404线圈或功率放大器(PA)供应(例如，驱动器电路724，见图7)和PRU 484整流器输出(例如，RF到DC转换器820的输出，见图8)两者处的电流和电压进行采样。PTU 404基于PTU 404线圈或PA供应和一个或多个PRU 484的整流器输出处的采样时间处的电流和电压测量结果来计算瞬时功率。随后，PTU 404可以将两个读数进行比较并且评估该两个读数之间的差值是否被***中的寄生损失证明是合理的或者其是否是过量的(例如，超过门限)，因此指示存在非顺从物体486。
在PTU 404和PRU 484处的这种功率采样固有地存在两个问题：(i)由于***中可能没有实时时钟，对读数进行同步是非常困难的，因此如果负载变化，则比较可能不是准确或相关的；以及(ii)由于采样以确定的时间间隔(通常≥1ms)发生，因此如果负载以高速率(在实际应用中已测量≥1KHz)变化，则关于测量结果代表平均功率的概率快速降级。例如，图4B是PRU负载随时间的电压450和电流455测量结果的图。负载所吸收的瞬时功率460是瞬时电压450和瞬时电流455的乘积：由于其值动态地改变，因此使用采样的值(例如，采样的瞬时功率值470)来确定吸收的平均功率475可能导致错误结论。如图4B中可以示出的，这些值470可能不能准确地捕获采样时间之间的平均功率，这是因为负载的功率值可能具有显著的波动。因此，除非采样频率非常高(由于增加的处理时间和实现成本，这可能是不实际的)，否则信息可能不能捕获负载的动态行为。低通滤波器(其对瞬时值进行平均)可以帮助改善测量结果，但是不能准确地捕获瞬时的电流和电压的乘积，并且可能要求相对大的时间常数(其是不易积分的)。
如本文描述的示例性实施例涉及帮助捕获负载的动态行为的准确的功率损耗测量。根据一个示例性实施例，PTU 404可以测量在PTU 404和PRU 484两者处的在整个采样时间期间的功率的积分(其等于在采样周期期间的平均功率乘以采样周期持续时间)。功率的积分表示在PTU 404和PRU 484两者处的能量(例如，在一时间段内的总功率)。图4B还示出了负载在时间T0-T4内的功率的积分，如阴影区域475。测量在PTU 404和PRU 484两者处的能量而不是功率具有若干优点。例如，能量更准确地测量在PTU 404和PRU 484两者处在一时间段内的总功率并且因此可以更准确地检测非顺从物体486的存在，这是由于测量结果不太遭受随机噪声和负载的瞬时变化。当在较长的时间段内进行积分和/或大能量传输时，这样的准确度可能是尤其重要的。例如，与在采样时间段内测量的总功率(例如，50W)相比，PTU 404可能需要检测相对小量的丢失功率(例如，1W)。因此，使能量测量结果在相对大的动态范围内是准确的可能是期望的。
可以利用电流和电压的乘积的连续时间积分器来实现对PTU 404和PRU 484的能量的测量(作为功率测量结果随时间的积分)。可以通过使用用于提供电流和电压的乘积的吉尔伯特乘法器单元(见图5)以及跟在其后的电容式积分器来构建这样的实现方式的示例。图5是根据本文描述的实施例的示例性吉尔伯特乘法器单元500的图。吉尔伯特单元500包括由射极耦合晶体管对(Q1/Q4，Q3/Q5)形成的两个差分放大器级组成，其中射极耦合晶体管对(Q1/Q4，Q3/Q5)的输出分别在I输出1(Iout1)550和I输出2(Iout2)552处利用相反的相位连接(电流相加)。这些放大器级的发射结被第三差分对(Q2/Q6)的集电极馈给。Q2/Q6的输出电流变为差分放大器的射极电流。输出电流I输出1 550和I输出2 552是V1 510和V2 515输入的差分基电压的4象限相乘。电容式积分器可以被定期地采样以去往模数(A/D)转换器并且进行重置以开始新的周期。
图6是根据本文描述的实施例的示例性积分器600的图。积分器600包括模拟块601和数字块650。在一个实现方式中，可以将乘法器(例如，图5的吉尔伯特乘法器单元500)的输出处的差分模拟信号发送到差分电压到频率(V/F)转换器(例如，模拟块601)。模拟块601根据电压Vo和VREF以及环形振荡器610和615来生成输出频率f1 620和f2 625。随后，将输出频率f1 620和f2 625发送到数字块650。随后，计数器655对输出频率620和625进行积分；积分的差值用于生成所测量的能量De的值。数字积分器600的一个非限制性好处是用于校准模拟块601处的可能偏移的能力。通过利用零输入信号来测量输出频率并且随后减去来自先前的测量结果(或预定时间处)的读数，积分器600可以校准电压和电流的模拟测量结果中的可能偏移。在PTU 404和PRU 484测量结果之间发生时间上的未对齐是因为在无线功率传输***100中没有实时时钟，并且因此对PTU 404和PRU 484处的测量进行同步可能是困难的。这通常增加了两个测量之间的关联性的不确定度和误差，因此限制了丢失功率检测方法的可靠性。所提出的实现方式的额外好处在于：由于积分时间与PTU 404和PRU 484之间的可能的采样未对齐相比必须是长的(例如，>10倍)，因此可以使任何非同步测量的影响最小化。
在一些实施例中，吉尔伯特乘法器单元500可以连接到积分器600以计算能量测量结果(例如，电流和电压的乘积的积分)。在一个方面中，吉尔伯特乘法器单元500上的电阻式负载可以提供要馈至积分器600的电压。在另一个方面中，可以将吉尔伯特乘法器单元500的极性颠倒，以使得电流输出直接馈入积分器600的环形振荡器610和615。可以在PTU404和/或PRU 484中包括乘法器和积分器的组合，以确定电流和电压的乘积的积分，来至少部分地确定能量测量结果。
PTU 404可以包括无线功率发射机(例如，图1的发射机104)，其可以向相关联的充电区域内、附近或周围的PRU 484发送功率。根据一个示例性实施例，PTU 404可以被配置为确定所述发送的能量是否是不知去向的(例如，是否非顺从物体486在消耗能量)。根据另一个示例性实施例，PTU 404可以被配置为进一步确定非顺从物体486是否在消耗大于指定门限的能量。所指定的门限可以是固定值，或者其可以是基于***组件的各个规范(例如，改变其输出能量的***操作点、要求可变的能量数量的动态负载等)来动态地改变的，如下文进一步描述的。
图7是根据本发明的示例性实施例的可以用在图1的无线功率传输***中的PTU704(诸如PTU 404)的功能性框图。PTU 704可以通过多个电源(例如，用于对大楼中存在的常规AC功率进行转换的AC-DC转换器(未示出)、用于将常规DC电源转换为适于PTU 704的电压的DC-DC转换器(未示出))或者直接从常规DC电源(未示出)来接收功率。
PTU 704可以包括用于生成电磁场或磁场(此后称为“充电区域”)的发射天线714。发射天线714可以是线圈(例如，电感线圈)和/或RF天线、或者是用于无线地输出功率的任何其它适当的设备。发射天线714可以是利用绞合线来实现的或或者实现成被设计用于低电阻的天线带。在一个实现方式中，发射天线714可以与较大的结构(诸如桌子、垫子、灯或其它静止配置)相关联。因此，发射天线714可能不需要“圈”以具有实际尺寸。发射天线714的示例性实现方式可以是“电小”的(例如，波长的一部分)并且通过使用电容器(例如，图3的电容器354和356)调谐为在可用低频处共振以定义共振频率。在一个示例性实施例中，发射天线714(或另一个天线)可以向充电区域内、附近或周围的接收机设备(例如，PRU 484)发送功率。在一个示例性实施例中，发射天线714(或另一个天线)可以从PRU 484接收关于其已经接收的功率量的确认，如结合图4描述的。发射天线714(或另一个天线)还可以从PRU484接收关于PRU 484的各种规范的信息，如下文描述的。发射天线714(或另一个天线)还可以从PRU 484接收关于PRU 484充满电的确认。在一个实施例中，发射天线714(或另一个天线)可以经由蓝牙低能量(BLE)链路来与PRU 484进行通信。
在一个示例性实施例中，PTU 704可以不无期限地保持开启。这防止PTU 704在其周界中的PRU 484充满电之后很长时间在运行(如果发射天线714无法在PRU 484充满电时从其接收错误确认，则可以发生上述情况)。用户可以将PTU 704编程为在期望的时间量之后关闭。为了防止PTU 704在另一个PRU 484被放置在其周界中时自动关闭，PTU 704可以在没有在其周界中检测到运动的设定时段之后自动关闭，如下文描述的。用户能够设定不活动时间间隔并且按期望对其进行改变。举一个非限制性示例，在PRU 484初始完全没电的假设之下，该时间间隔可以比将PRU 484充满电所需要的时间间隔长。
PTU 704还可以包括发送电路706。发送电路706可以包括用于生成振荡信号(例如，RF信号)的振荡器723。发送电路706可以经由RF信号向发射天线714提供RF功率，引起关于发射天线714的能量(例如，磁通量)的生成。PTU 704可以以任何适当频率(例如，6.78MHzISM频带)来操作。
发送电路706可以包括固定电阻匹配电路709，其用于将发送电路706的电阻(例如，50欧姆)与发射天线714进行匹配。发送电路706还可以包括低通滤波器(LPF)708，其被配置为将谐波发射降低到防止PRU 484的自干扰的水平。其它示例性实施例可以包括不同的滤波器拓扑，诸如对特定频率进行衰减并且使其它频率通过的陷波滤波器。发送电路706还可以包括驱动器电路724，其被配置为驱动RF信号。其它示例性实施例可以包括可以基于可测量发送度量(诸如去往发射天线714的输出功率或去往驱动器电路724的DC电流)进行改变的适应性电阻匹配。发送电路706还可以包括分立设备、分立电路和/或集成组装的组件。从发射天线714输出的示例性RF功率可以是从0.3瓦到20瓦或者可以是更高或更低的值。
发送电路706还可以包括控制器715，除其它功能之外，控制器715还用于在PRU484的发送阶段(或工作周期)期间选择性地启用振荡器723。控制器715还可以调整振荡器723的频率或相位。在传输路径中调整振荡器723的相位和相关的电路可以允许减少带外发射，尤其是当从一个频率转变到另一个频率时。控制器715还可以调整振荡器723的输出功率水平以实现用于与PRU 484进行交互的通信协议。
控制器715还可以基于其发送的以及从发送电路706中的其它组件接收的数据来执行计算。发送电路706还可以包括用于暂时地或永久地存储数据的存储器770，以用于在那些计算中使用。存储器770还可以存储PTU704和/或PRU 484的组件的各种规范以用于在计算中使用，如下文描述的。
控制器715可以收集并且跟踪关于可以与PTU 704相关联的PRU 484的下落和状态的信息。因此，发送电路706可以包括存在检测器780(例如，运动检测器)以在PRU 484进入充电区域时检测要充电的PRU 484的初始存在并且在这种情况下打开PTU 704。存在检测器780可以经由发射天线714或另一个适当天线(未在图7中示出)来检测PRU 484。控制器715可以响应于来自存在检测器780的存在信号来调整去往或来自驱动器电路724的功率量。随后，发射天线714可以向PRU 484传输RF功率。
发送电路706还可以包括负载检测电路716，其用于监测流到驱动器电路724的电流，该电流可以受充电区域的邻域中的PRU 484或非顺从设备(比如，图4的非顺从物体486)的存在或不存在(如由存在检测器780检测的)影响。控制器715还可以检测驱动器电路724上的负载变化以确定是否启用振荡器723。
在一些实施例中，发送电路706还可以包括能量测量电路775。如图7所示，能量测量电路775耦合到控制器715。在其它实施例中，能量测量电路775可以包括控制器715的组件。能量测量电路775可以用于检测影响充电区域的非顺从物体486的存在。在一些实施例中，能量测量电路775可以包括图5的吉尔伯特乘法器单元500和/或图6的积分器600。能量测量电路775可以确定经由发射天线714发送的功率或能量是否是不知去向的并且在多大程度上是不知去向的(例如，确定丢失功率或能量数量)。如上文关于图4A-B描述的，能量测量电路775可以将由PTU 404或PTU 704传输的能量(例如，电流和电压的乘积的积分)与PRU484在大致相同的时间段内所吸收的能量进行比较。在一些实施例中，该时间段可以包括一秒的一部分(例如，250-500毫秒)。在其它实施例中，该时间段可以是时间的更小部分(例如，10毫秒、25毫秒、100毫秒等)或时间的更大部分(500毫秒、1秒、2秒等)。在一些实施例中，该时间段可以包括比采样间隔大的时间段(例如，大于1倍、2倍、5倍、10倍等)。PRU 484可以将吸收的能量经由BLE链路或其它通信链路发送到PTU 404和/或PTU 704。在一些实施例中，替代发送能量测量结果或除发送能量测量结果之外，PRU 484可以将与吸收的能量相关的数据(例如，电流、电压等)发送到PTU 404和/或PTU 704，以用于PTU 404和/或PTU 704确定在一时间段内在PRU 484处接收的能量数量。在其中存在多个PRU 484的一些实施例中，PTU 704可以从每个PRU 484接收用于指示相应的PRU 484所吸收的能量的消息。随后，能量测量电路775可以将从每个PRU 484吸收的能量的总和与PTU 704所传输的总能量进行比较。在一些实施例中，能量测量电路775可以确定传输的能量和吸收的能量之间的差值超过门限。如果超过门限，则能量测量电路775可以随后确定存在非顺从物体486。随后，能量测量电路775或控制器715可以关闭去往PTU 704的功率。在另一个实施例中，能量测量电路775或控制器715可以替代地或另外地调整功率水平和/或改变从PTU 704到PRU 484的功率传输的状态，而不是简单地关闭PTU 704。在一些实施例中，能量测量电路775的以上功能可以由控制器715来执行。在这些实施例中，可以将能量测量电路775从发送电路706中排除。
图8是根据本发明的示例性实施例的可以用在图1的无线功率传输***中的PRU484(如图4中)的功能性框图。
PRU 484可以包括接收电路810，接收电路810包括PRU 484的各种组件。接收电路810可以包括用于从发射天线(例如，图7的发射天线714)接收功率的接收天线818。PRU 484还可以耦合到负载850以向其提供接收到的功率。负载850可以在PRU 484外部，或者负载850可以集成到PRU 484中(未示出)。接收电路810还可以包括用于协调PRU 484的处理的处理器816，如下文描述的。接收电路810还可以包括能量测量电路875。如图8所示，能量测量电路875耦合到处理器816。在其它实施例中，能量测量电路875可以包括处理器816的组件。
可以将接收天线818调谐为在与发射天线714(图7)相似的频率处共振或指定的频率范围内共振。可以与发射天线714类似地来设定接收天线818的尺寸，或者可以基于负载850的尺寸来以不同地方式设定接收天线818的尺寸。在一个实施例中，接收天线818可以经由蓝牙低能量(BLE)链路来与发射天线714进行通信。该通信可以允许PRU 484向PTU 704发送反馈数据，这可以允许PTU 704改变其磁场的强度以调整传输给PRU 484的电能。如果负载850包括比发射天线714的长度的直径小的直径或长度尺寸，则接收天线可以被实现为多匝线圈以减小调谐电容器(未示出)的电容值并且增加接收线圈的电阻。例如，可以将接收天线818放在负载850的本质周界附近，以便使天线直径最大化并且减少接收天线818的环匝(例如，绕组)的数量和绕组间电容。
为了向负载850发送功率，来自发射天线714的能量可以被无线地传播给接收天线818，并且随后通过接收电路810的剩余部分耦合到负载850。在一些实施例中，能量测量电路875可以包括图5的吉尔伯特乘法器单元500和/或图6的积分器600。能量测量电路875可以确定从发射天线714经由接收天线818接收的功率或能量。如上文关于图4A-B描述的，能量测量电路875可以确定PRU 484在与PTU 404和/或图7的PTU 704的能量测量电路775确定发送的能量数量大致相同的时间段内吸收的能量(例如，电流和电压的乘积的积分)。PRU484可以经由BLE链路或其它通信链路来向PTU 404和/或PTU 704发送所确定的经由接收天线818吸收的能量。在一些实施例中，PRU 484可以向PTU 404和/或PTU 704发送能量数据(例如，电压、电流等)，以用于PTU 404和/或PTU 704确定在PRU 484处吸收的能量。在其中存在多个PRU 484的一些实施例中，每个PRU 484可以向PTU 404和/或PTU 704发送相应的PRU 484所吸收的能量。随后，如上文关于图7描述的，PTU 404和/或PTU 704的控制器715和/或能量测量电路875可以至少部分地基于来自一个或多个PRU 484的能量测量结果，来检测非顺从物体486的存在。
对于更高效的能量传输，接收电路810可以向接收天线818提供电阻匹配。为了帮助实现这一点，接收电路810可以包括功率转换电路806，其用于将接收到的RF能源转换成供负载850使用的充电功率。
功率转换电路806可以包括RF到DC转换器820，其用于将在接收天线818处接收到的RF能量信号整流成具有输出电压的非交替功率。RF到DC转换器820可以是部分或全整流器、调节器、电桥、倍频器、线性或开关转换器等。
功率转换电路806还可以包括DC到DC转换器822(或其它功率调节器)，其用于将所整流的RF能量信号转换成与负载850兼容的势能(例如，电压)。
接收电路810还可以包括开关电路812，其用于将接收天线818连接到功率转换电路806或者从功率转换电路806断开。将接收天线818从功率转换电路806断开可以中止对负载850的充电和/或改变如PTU 704所“看见”的“负载”850。
在一些实施例中，PTU 705可以要求PRU 484进行如下的“校准”过程。可以生成PRU484功率吸收中的“步骤”，该步骤可以被添加到现有负载。例如，可以通过在DC-DC转换器822处或者在所整流的输出处切换电阻式负载来实现该步骤。相应地，PRU 484和PTU 704两者进行新的测量。假设在整体功率递送***中没有发生其它变化，则PTU 704和PRU 484可以记录功率相对于先前测量结果的“差值”或变化。与额外功率的实际值无关，只要可以利用足够的分辨率来测量功率的变化，这就将提供效率系数，该效率系数可以用于更好地评估由PTU 704递送的并且与PRU 484相关联的总功率。可以顺序地完成多个步骤，以便更好地避免在***中发生由其它变化导致的误差。
然而，该校准可能不会解释损耗的额外分量：PRU 484金属组件中感应出的热量以及仅由在PTU 704上存在PRU 484生成的其它损耗。可以通过另一个过程来评估这些损耗：当将PRU 484放置在PTU 704上时，并且在PRU 484吸收功率之前，PTU 704可以将关于整体功率吸收的并且与PRU 484相关联的变化记录成固定的(不是PRU 484所测量的)损耗。如果同时将多个PRU 484放置在PTU 704上，或者同时放置其它功率吸收物体，则整体功率吸收测量结果的变化可能不会解释PRU 484。可以通过PRU 484提供在“登录”过程期间提供对这些损耗的“估计”来实现一种管理这种不准确性的可能方式。该方法可能要求PRU 484的制造商在寄存器中存储与将PRU 484放置在主PTU 704上相关联的典型的功率损耗。然后，PTU704制造商可以基于他的与主PTU相比其PTU 704如何的知识来可选择地调整该信息。该方法可以改善与丢失功率算法相关联的误差。
当在PTU 704充电场中存在多个PRU 484时，处理器816可以被配置为对一个或多个PRU 484的加载和卸载进行时分复用(例如，切换)，以使其它PRU 484能够更有效地耦合到PTU 704。PRU 484的卸载(此后称为“掩蔽”或“被掩蔽”)可以消除耦合到其它附近PRU484或者减少在附近PTU 704上的加载。还可以在发生其它事件时发生掩蔽，例如，检测到向负载850提供充电功率的外部有线充电源(例如，壁式/USB功率)。卸载和加载之间的切换可以由PTU 704检测。因此，可以以特定速度来执行卸载和加载之间的切换，以作为实现从PRU484向PTU 704发送消息的协议来起作用。举例而言，切换速度可以是100微秒的数量级。使用该切换技术，PRU 484可以被配置为向PTU 704发送关于PRU 484的各种规范，例如，用于PTU 704计算PTU 704和PRU 484之间的能量的差值的规范。
在一个示例性实施例中，PTU 704和PRU 484之间的通信指代设备检测和充电控制机制，而不是常规的双向通信(例如，在使用耦合场的频带信令中)。换句话说，PTU 704可以使用所发送的信号的开/关键控来调整能量在近场中是否是可用的。PRU 484可以将能量的这些变化解释成来自PTU 704的消息。从接收机侧，PRU 484可以使用接收天线818的调谐和去调谐来调整正在从场接受多少功率。在一些情况下，可以经由开关电路812来完成调谐和去调谐。PTU 704可以检测来自场的使用的功率的这个差值并且将这些变化解释成来自PRU484的消息。可以使用对发送功率和负载850行为的其它形式的调制。
接收电路810还可以包括信令及信标检测器电路814，其用于识别可以是从PTU704到PRU 484的信息性信令的接收能量波动。处理器816可以监测信令及信标检测器电路，以确定信标状态并且提取从PTU 704发送的消息。此外，信令及信标检测器电路814可以用于检测降低的RF信号能量(例如，信标信号)的传输。信令及信标检测器电路814还可以将降低的RF信号能量整流成额定功率，以用于唤醒接收电路810内的无动力的或功率耗尽的电路，以便将接收电路810配置用于无线充电。
图9示出了用于(图7的)控制器715确定是否非顺从物体(例如，非顺从物体或非顺从设备486)正在影响充电区域(如上文关于图7描述的)的示例性方法的流程图900。在框902处，当PTU 704在对一个或多个PRU(例如，PRU 484)进行充电时，控制器715开始该方法。在框904处，控制器715确定PTU 704在一时间段内所传输的能量。在框906处，控制器从PRU484接收每个PRU 484在大致相同的时间段内所吸收的能量。至少部分地通过分别计算PTU704或PRU 484的电流和功率的积分，控制器715可以确定传输的能量，以及PRU 484可以确定吸收的能量，如上文参照图5和6描述的。在框908处，控制器715可以将PTU 704所传输的总能量与从每个PRU 484吸收的能量的总和进行比较，并且确定差值是否满足用于可接受能量损耗额的门限。如果不能满足，则控制器715在框916中继续对PRU 484进行充电，并且然后返回到框904。如果差值确实超过门限，则在框910处，控制器715确定存在非顺从物体486。随后在框912处，控制器715采取保护动作。在一些实施例中，保护动作可以包括控制器715关闭去往PTU 704的功率。在另一个实施例中，PTU 704可以替代地或另外地调整功率水平和/或改变从PTU 704到PRU 484的功率的传输的状态，而不是简单地关闭功率。该方法在框914处结束。
上文描述的方法的各种操作可以由能够执行操作的任何适当单元(诸如各种硬件和/或软件组件、电路和/或模块)来执行。通常，附图中示出的任何操作可以由能够执行这些操作的相应的功能单元来执行。例如，用于发送功率的单元可以分别包括上文图1、2、7和3的发射天线114、214、714或发送或接收天线352。另外，用于从一个或多个可充电设备接收该一个或多个可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果的单元可以分别包括上文图1、2、8和3的接收天线118、218、818或发送或接收天线352。此外，用于测量发送单元在第二时间段内所提供的第二能量数量的单元可以包括图7的控制器715或能量测量电路775。此外，用于确定是否除一个或多个可充电设备的物体正在吸收功率的单元可以包括图7的控制器715或能量测量电路775。
信息和信号可以使用多种不同的工艺和技术中的任何一种来表示。例如，遍及以上描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
结合本文所公开的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种互换性，上文围绕各种说明性的组件、框、模块、电路和步骤的功能，已经对它们进行了一般性描述。至于这样的功能是实现为硬件还是软件，取决于特定的应用以及施加在整个***上的设计约束。可以针对各特定的应用，以变通的方式来实现所描述的功能，但是这样的实现决策不应当被解释为引起脱离本发明的实施例的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种说明性的框、模块和电路可以利用被设计为执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替代的方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它这样的配置。
结合本文所公开的实施例所描述的方法或算法的步骤和功能可以直接地体现在硬件中，在由处理器执行的软件单元中或者在二者的组合中。如果在软件中实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在有形的非暂时性计算机可读介质中或者通过其进行传输。软件模块可以存在于随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。将存储介质耦合到处理器，以使处理器可以从存储介质读取信息，以及向存储介质写入信息。在代替的方式中，可以将存储介质整合到处理器中。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。处理器和存储介质可以存在于ASIC中。
为了概述本公开内容的目的，本文已经描述了本发明的某些方面、优势和新颖性特征。应当理解的是，不是所有这些优势都必须根据本发明的任何特定实施例是可以实现的。因此，本发明可以以实现或优化如本文教导的一个优势或一组优势的方式来体现或执行，而不必实现如可以在本文中教导或建议的其它优势。
对上文描述的实施例的各种修改将是显而易见的，以及在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所定义的通用原则可以应用到其它实施例中。因此，本发明不旨在受限于本文示出的实施例，而是要符合与本文所公开的原则和新颖性特征相一致的最宽的范围。

Claims (30)

1.一种用于无线地传输功率的装置，所述装置包括：
天线，所述天线被配置为：向放置在所述天线的充电区域内的可充电设备提供足以对所述可充电设备进行充电或供电的无线功率；
接收机，所述接收机被配置为：从所述可充电设备接收所述可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果；以及
处理器，所述处理器被配置为：
测量所述天线在第二时间段内所提供的第二能量数量；
将从所述可充电设备接收的所述第一能量数量与所述天线在所述第二时间段内所提供的所述第二能量数量进行比较；以及
至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述天线提供的功率。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一时间段与所述第二时间段基本相同。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一时间段包括大于250毫秒的时间段。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还被配置为：以特定时间间隔来对所述天线所提供的所述功率进行采样。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一时间段包括：比用于对所述天线所提供的所述功率进行采样的所述时间间隔大的时间段。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还被配置为：确定所述天线在所述第二时间段内所提供的采样功率的积分，以至少部分地确定所述第二能量数量。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述处理器还被配置为：至少部分地通过确定第一时间处的第一电流值和第一电压值的乘积与第二时间处的第二电流值和第二电压值的乘积之和，来确定所述天线在所述第二时间段内所提供的采样功率的所述积分。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述处理器包括乘法器单元和积分器电路。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述乘法器单元包括吉尔伯特乘法器单元。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还被配置为：当从所述可充电设备接收的所述第一量与所述天线所提供的所述第二能量数量之间的差值满足门限时，确定除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述天线提供的功率。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述天线还被配置为：当所述处理器确定除所述可充电设备之外的所述物体正在吸收经由所述天线提供的功率时，减少或中止向所述可充电设备提供功率。
12.一种用于无线地传输功率的方法，所述方法包括：
从发射机以足以对放置在充电区域内的可充电设备进行供电或充电的功率水平来发送功率；
从所述可充电设备接收所述可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果；
测量所述发射机在第二时间段内所提供的第二能量数量；
将从所述可充电设备在所述第一时间段内接收的所述第一能量数量与所述发射机在所述第二时间段内所提供的所述第二能量数量进行比较；以及
至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述发射机提供的功率。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一时间段与所述第二时间段基本相同。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：以特定时间间隔来对所述发射机所提供的所述功率进行采样。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，测量所述发射机所提供的所述第二能量数量包括：确定所述发射机在所述第二时间段内所提供的采样功率的积分。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，确定所述采样功率的所述积分包括：确定第一时间处的第一电流值和第一电压值的乘积与第二时间处的第二电流值和第二电压值的乘积之和。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，确定除所述可充电设备之外的物体正在吸收功率包括：确定从所述可充电设备接收的所述第一能量数量与所述发射机所提供的所述第二能量数量之间的差值是否满足门限。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：当所述处理器确定除所述可充电设备之外的所述物体正在吸收经由所述发射机提供的功率时，减少或中止向所述可充电设备发送功率。
19.一种用于无线地传输功率的装置，所述装置包括：
用于以足以对放置在充电区域内的可充电设备进行供电或充电的功率水平来发送功率的单元；
用于从所述可充电设备接收所述可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果的单元；
用于测量所述发送单元在第二时间段内所提供的第二能量数量的单元；
用于将从所述可充电设备在所述第一时间段内接收的所述第一能量数量与所述发送单元在所述第二时间段内所提供的所述第二能量数量进行比较的单元；以及
用于至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述发送单元提供的功率的单元。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一时间段与所述第二时间段基本相同。
21.根据权利要求19所述的装置，还包括：用于以特定间隔来对所述发送单元所提供的所述功率进行采样的单元。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，用于测量的单元包括：用于确定所述发送单元在所述第二时间段内所提供的采样功率的积分的单元。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述用于确定所述积分的单元包括：用于确定第一时间处的第一电流值和第一电压值的乘积与第二时间处的第二电流值和第二电压值的乘积之和的单元。
24.根据权利要求19所述的装置，其中，所述用于确定除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述发送单元提供的功率的单元包括：用于确定从所述可充电设备接收的所述第一能量数量与所述发送单元所提供的所述第二能量数量之间的差值何时满足门限的单元。
25.根据权利要求24所述的装置，还包括：用于当所述确定单元确定除所述可充电设备之外的所述物体正在吸收经由所述发送单元提供的功率时，减少或中止向所述可充电设备发送功率的单元。
26.一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被执行时使得处理器执行以下方法：
从发射机以足以对放置在充电区域内的可充电设备进行供电或充电的功率水平来发送功率；
从所述可充电设备接收所述可充电设备在第一时间段内所接收的第一能量数量的测量结果；
测量所述发射机在第二时间段内所提供的第二能量数量；
将从所述可充电设备在所述第一时间段内接收的所述第一能量数量与所述发射机在所述第二时间段内所提供的所述第二能量数量进行比较；以及
至少部分地基于将所述第一能量数量和所述第二能量数量进行比较，确定是否除所述可充电设备之外的物体正在吸收经由所述发射机提供的功率。
27.根据权利要求26所述的介质，还包括会使得处理器执行以下方法的指令：以特定间隔来对所述发射机所提供的所述功率进行采样。
28.根据权利要求27所述的介质，其中，测量所述第二能量数量包括：确定所述发射机在所述第二时间段内所提供的采样功率的积分。
29.根据权利要求26所述的介质，其中，确定除所述可充电设备之外的物体正在吸收功率包括：确定从所述可充电设备接收的所述第一能量数量与所述发射机所提供的所述第二能量数量之间的差值是否满足门限。
30.根据权利要求29所述的介质，还包括会使得处理器执行以下方法的指令：当所述处理器确定除所述可充电设备之外的所述物体正在吸收经由所述发射机提供的功率时，减少或中止向所述可充电设备发送功率。
CN201580049843.3A 2014-09-18 2015-09-09 用于丢失功率检测的装置和方法 Active CN107078519B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/489,970 US9543782B2 (en) 2014-09-18 2014-09-18 Apparatus and method for lost power detection
PCT/US2015/049192 WO2016044025A1 (en) 2014-09-18 2015-09-09 Apparatus and method for lost power detection
US14/489,970 2017-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107078519A true CN107078519A (zh) 2017-08-18
CN107078519B CN107078519B (zh) 2020-02-28

Family

ID=54150715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580049843.3A Active CN107078519B (zh) 2014-09-18 2015-09-09 用于丢失功率检测的装置和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9543782B2 (zh)
EP (1) EP3195490B1 (zh)
JP (1) JP2017529823A (zh)
CN (1) CN107078519B (zh)
WO (1) WO2016044025A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5841668B2 (ja) 2012-09-05 2016-01-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 非接触充電装置およびそれを用いる非接触給電システム
US10263451B2 (en) * 2013-08-09 2019-04-16 Intel Corporation Coil for mobile device context-driven switching and wireless charging
US9729210B2 (en) * 2015-04-27 2017-08-08 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Chassis NFC antenna booster
BR112018001067B1 (pt) * 2015-07-21 2022-11-08 Koninklijke Philips N.V. Transmissor de energia sem fio indutiva, receptor de energia sem fio indutiva e método de detectar objetos estranhos
US9729188B2 (en) * 2015-09-25 2017-08-08 Electrochem Solutions, Inc. Protecting wireless communication components in a highly resonant field
US10396598B2 (en) 2016-09-22 2019-08-27 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for wireless power and communication transfer
WO2020153586A1 (ko) * 2019-01-21 2020-07-30 엘지전자 주식회사 무선전력 전송 시스템에서 이종 통신을 지원하는 장치 및 방법
JP2022020085A (ja) * 2020-06-26 2022-02-01 キヤノン株式会社 送電装置、送電装置の制御方法、およびプログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014060871A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-24 Koninklijke Philips N.V. Wireless inductive power transfer
CN103782521A (zh) * 2011-09-09 2014-05-07 高通股份有限公司 用于检测和识别无线电力装置的***和方法
CN104052164A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 翰林Postech株式会社 无线电力传输***的异物检测装置及方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001215243A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Toshiba Meter Techno Kk アナログ乗算回路
AU1143602A (en) * 2000-10-06 2002-04-15 Aryya Communications Inc Systems and methods for interference mitigation among multiple wlan protocols
US7019617B2 (en) * 2002-10-02 2006-03-28 Battelle Memorial Institute Radio frequency identification devices, backscatter communication device wake-up methods, communication device wake-up methods and a radio frequency identification device wake-up method
EP1526648A1 (en) * 2003-10-21 2005-04-27 Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. System and device for modulating UWB pulse sequences
US7605496B2 (en) 2004-05-11 2009-10-20 Access Business Group International Llc Controlling inductive power transfer systems
JP2006238511A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Hioki Ee Corp 電源監視レコーダ
JP2008043144A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 無停電電源装置
WO2009122355A2 (en) * 2008-04-03 2009-10-08 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Wireless power transmission system
EP2489110B1 (en) * 2009-10-13 2016-11-09 Cynetic Designs Ltd An inductively coupled power and data transmission system
JP5601460B2 (ja) * 2010-09-15 2014-10-08 株式会社Ｉｈｉ 同一負荷パターンを有する装置の省電力駆動装置及び方法
JP2012191721A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Fujitsu Ten Ltd 無線電力伝送装置及び無線電力伝送方法
JP2012210034A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Hitachi Kokusai Electric Inc 電力伝送システム
WO2012137691A1 (ja) 2011-04-01 2012-10-11 Ｎｅｃカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 送電装置、受電装置、送電装置の送電方法、及び受電装置の受電方法
ES2748199T3 (es) * 2011-07-26 2020-03-13 Gogoro Inc Aparato, método y artículo para proporcionar información sobre la disponibilidad de dispositivos de almacenamiento de energía en una máquina de recogida, carga y distribución de dispositivos de almacenamiento de energía
KR20130024757A (ko) * 2011-08-29 2013-03-08 주식회사 케이더파워 이종 충전 방식을 가진 무선 충전 시스템
BR112014007194A2 (pt) * 2011-09-30 2017-04-04 Koninklijke Philips Nv transmissor de energia, sistema de transferência de energia e método de operação para um transmissor de energia
JP5966332B2 (ja) * 2011-11-30 2016-08-10 株式会社Ihi 移動車両及び非接触電力伝送装置
JP6294831B2 (ja) 2011-12-16 2018-03-14 オークランド ユニサービシズ リミテッドAuckland Uniservices Limited 誘導電力伝送システムおよび方法
US9048681B2 (en) * 2012-02-22 2015-06-02 Nxp B.V. Wireless power and data apparatus, system and method
US9536656B2 (en) 2012-05-21 2017-01-03 Texas Instruments Incorporated Systems and methods of reduction of parasitic losses in a wireless power system
JP2014007863A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Canon Inc 給電装置、制御方法及びプログラム
KR101962667B1 (ko) 2012-07-12 2019-03-27 삼성전자주식회사 무선 전력 송신기, 무선 전력 수신기 및 각각의 제어 방법
US9472338B2 (en) 2012-09-11 2016-10-18 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer system coil arrangements and method of operation
JP6071397B2 (ja) * 2012-10-04 2017-02-01 株式会社東芝 状態推定装置、状態推定方法およびプログラム
JP2014081268A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステムとこのバッテリシステムを備える電動車両並びに蓄電装置
US20140183964A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Broadcom Corporation Power Transmitting Device Having Power Theft Detection and Prevention
KR102053462B1 (ko) * 2013-02-14 2019-12-06 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법
US9794026B2 (en) * 2013-04-12 2017-10-17 Qualcomm Incorporated Adaptive data interference cancellation
US9626258B2 (en) * 2014-03-26 2017-04-18 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus related to wireless charging management

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103782521A (zh) * 2011-09-09 2014-05-07 高通股份有限公司 用于检测和识别无线电力装置的***和方法
WO2014060871A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-24 Koninklijke Philips N.V. Wireless inductive power transfer
CN104052164A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 翰林Postech株式会社 无线电力传输***的异物检测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3195490B1 (en) 2019-08-28
WO2016044025A1 (en) 2016-03-24
CN107078519B (zh) 2020-02-28
US9543782B2 (en) 2017-01-10
US20160087476A1 (en) 2016-03-24
JP2017529823A (ja) 2017-10-05
EP3195490A1 (en) 2017-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105993105B (zh) 通过动态阻抗变化测量的设备检测
CN107078519A (zh) 用于丢失功率检测的装置和方法
CN104541455B (zh) 基于电容式接近度感测的无线电力***、方法和设备
CN105474508B (zh) 用于损耗电力检测的设备和方法
CN106133857B (zh) 用于无线功率接收器线圈配置的***、装置和方法
JP6382982B2 (ja) 効率的なデータ通信およびワイヤレス電力伝達の共存のためのシステムおよび方法
CN106663948B (zh) 用于使用铁磁材料调节磁场分布的***和方法
JP6345706B2 (ja) ワイヤレス電力システムのための能動的および適応的な場の消去
CN104904089B (zh) 用于在无线功率传送***中提供调谐的方法和设备
CN108156829A (zh) 无线电力发送器及其控制方法
CN105264786B (zh) 用于无线电力发射***中的延迟应用程序处理器初始化的***和方法
CN105684263A (zh) 用于双模式无线电力接收器的***、设备和方法
CN104428972A (zh) 用于小型设备无线充电模式的***、方法和装置
CN109120310A (zh) 多频带发射天线
Doğan Location independent band specific inductive temperature and revolution sensing platform

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant