JP6448774B2 - ワイヤレス誘導電力伝送 - Google Patents
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Description
Qi規格は、電力受信機から電力送信機への通信をサポートし、これにより電力受信機が情報を提供することを可能にし、その情報により、電力送信機がその特定の電力受信機に適応することが可能になる。現在の規格では、電力受信機から電力送信機への一方向通信リンクが定義されており、このアプローチは、電力受信機が制御要素であるという理念に基づく。電力送信機と電力受信機との間での電力伝送を準備して制御するために、特に、電力受信機が、電力送信機に情報を通信する。
ワイヤレス電力伝送システムを制御するために、Qi規格は、システムが動作の異なる時点で取る幾つかの段階又はモードを指定する。より詳細な情報は、Qiワイヤレス電力仕様(バージョン1.0)のパート1の5章で見ることができる。
この段階は、システムが使用されていないとき、即ち電力送信機と電力受信機との間の結合がない(即ち電力受信機が電力送信機の近くに位置決めされていない)ときの典型的な段階である。
送信機が、例えばキャパシタンス変化により物体の存在の可能性を検出する場合、システムはピング段階に進み、この段階で、電力送信機が電力信号を(少なくとも断続的に)提供する。この電力信号は、電力受信機によって検出され、電力受信機は、電力送信機に初期パッケージを送信することに進む。特に、電力受信機が電力送信機のインターフェース上に存在する場合、電力受信機は、電力送信機に初期信号強度パケットを通信する。信号強度パケットは、電力送信機コイルと電力受信機コイルとの間の結合度を示す。信号強度パケットは、電力送信機によって検出される。
次いで、電力送信機と電力受信機とは識別及び構成段階に進み、この段階で、電力受信機は、少なくとも識別子と所要の電力とを通信する。この情報は、負荷変調によって複数のデータパケットで通信される。電力送信機は、識別及び構成段階中に一定の電力信号を維持して、負荷変調が検出されることを可能にする。特に、電力送信機は、この目的で、(負荷変調によって引き起こされる変化は除いて)一定の振幅、周波数及び位相の電力信号を提供する。
次いで、システムは電力伝送段階に進み、この段階で、電力送信機は所要の電力信号を提供し、電力受信機は、出力負荷を接続して、受信された電力を出力負荷に供給する。
Claims (14)
- ワイヤレス誘導電力伝送信号を用いて電力受信機に電力伝送を行う電力送信機であって、
送信機インダクタ及び当該送信機インダクタを備える共振回路のうちの少なくとも1つに印加された電圧駆動信号に応答して負荷変調のための誘導キャリア信号を生成する前記送信機インダクタと、
前記電圧駆動信号に同期された基準信号のサイクルの間、前記送信機インダクタのインダクタ電流及びインダクタ電圧のうちの少なくとも1つの第1の測定を行い、各前記第1の測定は、基準信号のサイクル周期の一部であり、基準信号に対する第1の時間オフセットを有する測定時間間隔にわたる測定ユニットと、
前記第1の時間オフセットを変更し、変化する前記第1の時間オフセットについて最適測定タイミングオフセットを検出するアダプタであって、当該最適測定タイミングオフセットは、前記第1の時間オフセットを用いて前記測定ユニットによって生成される前記第1の測定についての前記誘導キャリア信号の異なる変調負荷に対する差分尺度を反映する復調深さの最大復調深さをもたらす前記変化する第1の時間オフセットについての時間オフセットとして検出される、前記アダプタと、
前記最適測定タイミングオフセットに設定された前記第1の時間オフセットを用いた前記第1の測定から前記誘導キャリア信号の負荷変調を復調する復調器と、
を備える、電力送信機。 - 前記アダプタは、前記測定時間間隔の期間を変更し、最大信号対雑音比をもたらす最適測定期間を決定し、
前記復調器は、前記最適測定期間に対応する前記測定時間間隔の期間を有する前記第1の測定から前記負荷変調を復調する、請求項1に記載の電力送信機。 - 前記第1の測定は前記インダクタ電流の測定であり、
前記測定ユニットはさらに、前記基準信号のサイクルの間、前記インダクタ電圧の第2の測定を行い、各前記第2の測定は、前記基準信号の前記サイクル周期の一部であり、前記基準信号に対する第2の時間オフセットを有する第2の測定時間間隔で行われ、
前記アダプタは、前記第2の時間オフセットを変更し、前記誘導キャリア信号の異なる変調負荷についての第2の測定のための差分尺度を反映する復調深さの第2の最大復調深さをもたらす第2の最適測定タイミングオフセットを決定し、
前記復調器は、前記第2の最適測定タイミングオフセットに設定された前記第2の時間オフセットを用いる前記第2の測定に基づいて前記負荷変調を復調する、請求項1又は2に記載の電力送信機。 - 前記測定ユニットは、前記基準信号に対する異なる時間オフセットを用いた前記インダクタ電流及び前記インダクタ電圧の第1の測定結果を生成し、前記復調器は、前記インダクタ電流及び前記インダクタ電圧の両測定結果から前記負荷変調を復調する、請求項1又は2に記載の電力送信機。
- 前記基準信号は、前記電圧駆動信号、及び当該電圧駆動信号を生成するスイッチ回路の駆動信号のうちの1つである、請求項1に記載の電力送信機。
- 前記誘導キャリア信号は電力伝送信号である、請求項1に記載の電力送信機。
- 電力伝送特性に基づいて前記電力伝送信号の周波数を選択する電力伝送アダプタをさらに備える、請求項6に記載の電力送信機。
- 前記電力伝送アダプタは、前記電力受信機から受信される電力制御メッセージに応じて前記電力伝送信号の前記周波数を変更する、請求項7に記載の電力送信機。
- 前記電力伝送アダプタは、前記誘導キャリア信号の周波数の変化に応じた前記最適測定タイミングオフセットの決定を開始する、請求項8に記載の電力送信機。
- 前記測定ユニットは、各前記第1の測定について、前記基準信号の同じサイクル内で前記インダクタ電流及び前記インダクタ電圧のうちの少なくとも1つの第2の測定を行い、前記第2の測定は、前記第1の測定の前記測定時間間隔に対応するタイミングを有するが、前記第1の測定の前記測定時間間隔に対して時間オフセットが半サイクル周期オフセットだけずれた測定時間間隔で行われ、前記復調器は、前記第1の測定及び前記第2の測定の両方から前記負荷変調を復調する、請求項1に記載の電力送信機。
- 前記第1の測定は前記送信機インダクタの前記インダクタ電流の測定である、請求項1に記載の電力送信機。
- 前記アダプタは、前記誘導キャリア信号の負荷の変化の検出に応じた前記最適測定タイミングオフセットの決定を開始する、請求項1に記載の電力送信機。
- 前記アダプタは、前記電力送信機及び前記電力受信機間の結合度の変化の検出に応じて前記最適測定タイミングオフセットの決定を開始する、請求項1に記載の電力送信機。
- ワイヤレス誘導電力伝送信号を用いて電力受信機に電力伝送を行う電力送信機の動作方法であって、
送信機インダクタが、当該送信機インダクタ及び当該送信機インダクタを備える共振回路のうちの少なくとも1つに印加された電圧駆動信号に応答して負荷変調のための誘導キャリア信号を生成するステップと、
前記電圧駆動信号に同期された基準信号のサイクルの間、前記送信機インダクタのインダクタ電流及びインダクタ電圧のうちの少なくとも1つの第1の測定を行うステップであって、各前記第1の測定が前記基準信号のサイクル周期の一部であり、前記基準信号に対する第1の時間オフセットを有する測定時間間隔にわたる、ステップと、
前記第1の時間オフセットを変更し、前記第1の時間オフセットを用いて生成される第1の測定についての前記誘導キャリア信号の異なる変調負荷に対する差分尺度を反映する復調深さの最大復調深さをもたらす変化する前記第1の時間オフセットについての時間オフセットとして最適測定タイミングオフセットを検出するステップと、
前記最適測定タイミングオフセットに設定された前記第1の時間オフセットを用いた前記第1の測定から前記誘導キャリア信号の負荷変調を復調するステップと、
を含む、方法。
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